染料敏化型太阳能电池用糊剂、染料敏化型太阳能电池用透明性绝缘膜、染料敏化型太阳能电池、以及染料敏化型太阳能电池的制造方法技术

准备含有以烷基取代表面官能团的至少一部分而成的二氧化硅聚合物和可用溶剂去除的无机粒子的糊剂，涂覆及煅烧该糊剂而形成染料敏化型太阳能电池的透明性绝缘膜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种染料敏化型太阳能电池用糊剂、染料敏化型太阳能电池用透明性 绝缘膜、染料敏化型太阳能电池、以及染料敏化型太阳能电池的制造方法。
技术介绍
以往，公知有如下结构的染料敏化型太阳能电池在透明电极与具备负载催化剂 的导电层的对置电极之间设置由负载染料的氧化钛等构成的半导体层(光电转换层)和电 解质层，用树脂等密封材料密封周围而构成(例如日本专利公开2005-228594公报)。并 且公知有如下结构的染料敏化型太阳能电池在透明电极上依次层压半导体层(光电转换 层)、绝缘性反射层、催化剂层及导电层而构成，该半导体层同样由负载染料而成的氧化钛 等构成(例如日本专利公开2003-142171公报)。另外，近年来，以染料敏化型太阳能电池的大面积化为目的，尝试了串联连接在透 明电极上依次层压由负载染料而成的氧化钛等构成的半导体层(光电转换层)、绝缘性反 射层、催化剂层及导电层而构成的太阳能电池单元(F单元)、和在所述透明电极上依次层 压催化剂层、透明性绝缘膜、由负载染料而成的氧化钛等构成的半导体层(光电转换层)、 及导电层而构成的太阳能电池单元(R单元)(例如日本专利公开2007-18809公报)。此 外，构成F单元的上述的层压结构及构成R单元的上述的层压结构通过隔板相互隔离。在串联连接F单元及R单元而成的染料敏化型太阳能电池中，受光面设定于上述 透明电极侧，入射光从所述透明电极侧入射至各自的单元内。在上述F单元及R单元中为 了通过光电转换产生电力，上述的入射光必须到达各自单元中的半导体层(光电转换层) 并通过负载于所述半导体层而成的染料进行光吸收。上述F单元中，由于在上述透明电极上直接形成有上述半导体层，所以从所述透 明电极侧入射的光比较容易到达所述半导体层，其结果，比较容易进行基于所负载的染料 的光吸收。另一方面，在上述R单元中，由于所述催化剂层及所述透明性绝缘膜介于所述透 明电极与所述半导体层之间，所以从所述透明电极侧入射的光通过所述催化剂层及所述透 明性绝缘膜到达所述半导体层。从而在这种R单元中，为使到达所述半导体层的上述入射 光的光量增大，尤其是提高所述透明性绝缘膜的透明性成为重要的课题。为满足这种必要条件，在日本专利公开2007-18809公报中，使上述透明性绝缘膜 多孔质化，由此保证所述透明性绝缘膜的透明性。上述的R单元中，在形成所述透明性绝缘膜之后，形成上述染料负载的半导体层， 但为了使所述半导体层负载所述染料，通过将所述半导体层浸渍于染料溶液中来进行。其 结果，在所述染料溶液中不仅浸渍所述半导体层，而且所述透明性绝缘膜也被浸渍，在所述 透明性绝缘膜中也以某种程度的比例吸附染料。从而，在所述透明性绝缘膜中以某种程度 的比例吸附上述的入射光，所以所述入射光的到达所述半导体层的比例减少，导致所述半3导体层中的光电转换效率，即染料敏化型太阳能电池的发电效率劣化。从这种观点考虑，日本专利公开2007-18809公报中公开有使用难以吸附氧化硅 等染料的微粒来形成上述透明性绝缘膜的技术。并且，在上述公报中尝试了如下技术将氧 化钛等微粒作为基材，在这种微粒表面形成由可溶于酸性溶液的氧化镁等构成的覆膜来形 成上述透明性绝缘膜。此时，当所述透明性绝缘膜浸渍于上述的染料溶液中时，染料被吸附 在所述覆膜上，所以之后将所述覆膜浸渍于所述酸性溶液中并去除所述覆膜，由此去除所 述染料而得到透明膜。这样做的结果，经染料去除工序得到的透明绝缘膜中存在吸附于溶解性微粒的染 料成为资源浪费的问题。并且，希望降低染料吸附量而进一步提高透明性。专利文献1 日本专利公开2005-228594公报专利文献2 日本专利公开2003-142171公报专利文献3 日本专利公开2007-18809公报
技术实现思路
本专利技术的目的在于，尤其是具备在透明电极上依次层压催化剂层、透明性绝缘膜、 由负载染料而成的氧化钛等构成的半导体层(光电转换层)、及导电层而构成的太阳能电 池单元(R单元)的染料敏化型太阳能电池中，保证所述透明性绝缘膜的透明性的同时，抑 制向所述透明性绝缘膜的染料吸附，从而提高所述半导体层的光电转换效率，即所述染料 敏化型太阳能电池的发电效率。为了实现上述目的，本专利技术涉及一种染料敏化型太阳能电池用糊剂，其特征在于， 具备以烷基取代表面官能团的至少一部分而成的二氧化硅聚合物、和可用溶剂去除的无机 粒子。并且，本专利技术涉及一种染料敏化型太阳能电池用透明性绝缘膜，其特征在于，由以 烷基取代表面官能团的至少一部分而成的二氧化硅聚合物构成，所述二氧化硅聚合物三维 结合而呈多孔性。另外，本专利技术涉及一种染料敏化型太阳能电池，其特征在于，具备透明基板；透 明导电层，形成于所述透明基板上；催化剂层，形成于所述透明导电层上；透明性绝缘膜， 形成于所述催化剂层上，由以烷基取代表面官能团的至少一部分而成的二氧化硅聚合物构 成，所述二氧化硅聚合物三维结合而呈多孔性；多孔性半导体层，形成于所述透明性绝缘膜 上，并吸附染料而成；导电层，形成于所述多孔性半导体层上。并且，本专利技术涉及一种染料敏化型太阳能电池的制造方法，其特征在于，具备如下 工序在透明基板上形成透明导电层；在所述透明导电层上形成催化剂层；在所述催化剂 层上涂覆具有二氧化硅聚合物和可用溶剂去除的无机粒子的糊剂的同时，煅烧而形成绝缘 膜，所述二氧化硅聚合物以烷基取代表面官能团的至少一部分而成；使所述绝缘膜浸渍于 溶剂中而溶解去除所述无机粒子，形成所述二氧化硅聚合物三维结合而呈多孔性的透明性 绝缘膜；在所述透明性绝缘膜上形成吸附染料而成的多孔性半导体层；以及在所述多孔性 半导体层上形成导电层。本专利技术人为了解决上述课题进行了深入研究。其结果发现通过如下操作可以实现 上述目的，即使用包含以烷基取代表面官能团的至少一部分而成的二氧化硅聚合物和可用溶剂去除的无机粒子的糊剂来形成染料敏化型太阳能电池的透明性绝缘膜。S卩，将上述糊剂涂覆于构成所述太阳能电池的催化剂层上并进行煅烧，由此所述 二氧化硅聚合物作为对所述无机粒子的粘合剂发挥作用，构成所述糊剂的所述无机粒子在 所述催化剂层上以粒状残留的同时，使邻接的所述无机粒子彼此接合而形成所述二氧化硅 聚合物埋设于其间而成的绝缘膜。并且，所述无机粒子可溶于酸性溶液等溶剂，所以之后通过使所述绝缘膜浸渍于 所述溶剂来溶解去除所述无机粒子。其结果，在所述催化剂层上形成多孔质绝缘膜，该多孔 质绝缘膜包含通过溶解去除所述无机粒子而形成于由所述二氧化硅聚合物构成的基材中 的多个空孔。即，在所述催化剂层上形成所述二氧化硅聚合物三维结合而成的多孔质绝缘膜。另外，所述多孔质绝缘膜由于其多孔性而呈透明性，成为所谓透明性绝缘膜。并 且，本专利技术中的所述透明性绝缘膜是指具有如下特性的绝缘膜，即例如将具有与二氧化硅 相同折射率的液体填充至多孔质膜之后，使用积分球测量的总光透过率成为80%以上。另一方面，构成所述多孔质绝缘膜的所述二氧化硅聚合物由于在其表面具有烷 基，所以呈疏水性。其结果，之后在所述多孔质绝缘膜上形成染料负载的半导体层时，即使 所述多孔质绝缘膜与所述半导体层一同浸渍于预定染料溶液中，所述染料也不会吸附于所 述多孔质绝缘膜的空孔内。从而入射到上述染料敏化型太阳能电池的光不会因吸附于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种染料敏化型太阳能电池用糊剂，其特征在于，具备：以烷基取代表面官能团的至少一部分而成的二氧化硅聚合物、和可用溶剂去除的无机粒子。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩礼元，山中良亮，福家信洋，福井笃，高野真悟，藤桥岳，
申请(专利权)人：夏普株式会社，住友大阪水泥股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[]