半导体电极及其制造方法、和使用该半导体电极的光电池技术

本发明专利技术的目的在于提供一种发挥更优良的光电转换机能的光电池。本发明专利技术是包括半导体电极、电解质和对电极的光电池，其中，（１）所述半导体电极包括具有光催化活性的氧化物半导体层；（２）所述氧化物半导体层包括由金属氧化物构成的一次粒子凝集而成的二次粒子；（３）所述一次粒子的平均粒径为１ｎｍ以上５０ｎｍ以下，而且所述二次粒子的平均粒径为１００ｎｍ以上１０μｍ以下；（４）所述光电池通过将与所述二次粒子的平均粒径实质上相同的波长的光，照射到半导体电极上，来产生电动势。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体电极及其制造方法、和使用该半导体电极的光电池
本专利技术涉及作为光催化剂、太阳能电池等的电极而使用的半导体电极及其制造方法、和使用该半导体电极的光电池。
技术介绍
若光照射到半导体上，则生成具有较强还原作用的电子和具有较强氧化作用的空穴。因此，接触到半导体的分子种通过氧化还原作用而被分解。将半导体的这种作用称为光催化作用，自从发现利用半导体光电极进行水的光分解(所谓的本多一藤岛效应)以来，正在进行用于将光能转换成化学能的有效方法的研究。此外，通过利用该原理来进行应用半导体材料的尝试，例如：1)有机化合物的氧化、2)不饱和化合物的氢化等的有机合成、3)去除以及分解废液或者废气中的有害化学物质、4)杀菌或者防止污染等。作为半导体光催化材料，公知有以二氧化钛(钛白)为主，以及五氧化二钒、氧化锌、钛酸钠、氧化钨、氧化铜、氧化铁、钛酸锶、钛酸钡、钛酸钠、硫化镉、二氧化锆、氧化铁等。此外，众所周知，将白金、钯、铑、钌等的金属作为助催化剂而载持在这些半导体上，作为光催化剂是有效的。在现有技术的光催化剂的研究中，普遍使用粒径为微米级的半导体粉末。为了使光催化剂实用而必须对这些半导体粉末进行薄本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电池，其特征在于，包括：　　　　半导体电极、电解质和对电极，其中，　　　　（１）所述半导体电极包括具有光催化活性的氧化物半导体层；　　　　（２）所述氧化物半导体层包括由金属氧化物构成的一次粒子凝集而成的二次粒子；　　　　（３）所述一次粒子的平均粒径为１ｎｍ以上５０ｎｍ以下，而且所述二次粒子的平均粒径为１００ｎｍ以上１０μｍ以下；　　　　（４）所述光电池通过将与所述二次粒子的平均粒径实质上相同的波长的光，照射到所述半导体电极上，来产生电动势。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2003-12-8 408600/20031.一种光电池，其特征在于，包括：半导体电极、电解质和对电极，其中，(1)所述半导体电极包括具有光催化活性的氧化物半导体层；(2)所述氧化物半导体层包括由金属氧化物构成的一次粒子凝集而成的二次粒子；(3)所述一次粒子的平均粒径为1nm以上50nm以下，而且所述二次粒子的平均粒径为100nm以上10μm以下；(4)所述光电池通过将与所述二次粒子的平均粒径实质上相同的波长的光，照射到所述半导体电极上，来产生电动势。2.如权利要求1所述的光电池，其特征在于：所述金属氧化物是含有选自钛、锡、锌、锆、铌、铯、钨、铜、铁和钒中的至少一种的氧化物。3.如权利要求1所述的光电池，其特征在于：所述金属氧化物是选自氧化钛、氧化锡、氧化锌、氧化锆、氧化铌、氧化铯、氧化钨、氧化铜、氧化铁、五氧化二钒、钛酸锶、钛酸钡、钛酸钠、K4Nb6O17、Rb4Nb6O17、K2Rb2Nb6O17、Pb1-xK2xNbO6(0＜x＜1)中的至少一种氧化物、或者是包含两种以上这些氧化物的复合氧化物。4.如权利要求1所述的光电池，其特征在于：在导电性基板上形成所述氧化物半导体层。5.如权利要求1所述的光电池，其特征在于：在所述氧化物半导体层上载持有染料。6.一种光电池的起电方法，其特征在于：所述光电池包括半导体电极、电解质和对电极，其中，(1)所述半导体电极包括具有光催化活性的氧化物半导体层；-->(2)所述氧化物半导体层包括由金属氧化物构成的一次粒子凝集而成的二次粒子；(3)所述一次粒子的平均粒径为1nm以上50nm以下，而且所述二次粒子的平均粒径为100nm以上10μm以下；所述起电方法包括将与所述二次粒子的平均粒径实质上相同的波长的光，照射到所述半导体电极上的工序。7.如权利要求6所述的起电方法，其特征在于：所述金属氧化物是含有选自钛、锡、锌、锆、铌、铯、钨、铜、铁和钒中的至少一种的氧化物。8.如权利要求6所述的起电方法，其特征在于：所述金属氧化物是选自氧化钛、氧化锡、氧化锌、氧化锆、氧化铌、氧化铯、氧化钨、氧化铜、氧化铁、五氧化二钒、钛酸锶、钛酸钡、钛酸钠、K4Nb6O17、Rb4Nb6O17、K2Rb2Nb6O17、Pb1-xK2xNbO6(0＜x＜1)中的至少一种氧化物、或者是包含两种以上这些氧化物的复合氧化物。9.如权利要求6所述的起电方法，其特征在于：在导电性基板上形成所述氧化物半导体层。10.如权利要求6所述的起电方法，其特征在于：在所述氧化物半导体层上载持有染料。11.一种在光电池中使用的半导体电极，其特征在于：(a)所述电极包括含有由金属氧化物构成的一次粒子凝集而成的二次粒子的氧化物半导体层；(b)所述一次粒子的平均粒径为1nm以上50nm以下，而且所述二次粒子的平均粒径为100nm以上10μm以下；(c)所...

【专利技术属性】
技术研发人员：山田由佳，铃木信靖，森永泰规，佐佐木英弘，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]