色素增感型太阳能电池制造技术

本发明专利技术提供一种色素增感型太阳能电池，其包含第1电极、第2电极、电子捕集-色素层及电子供给剂。第2电极与所述第1电极对置。所述电子捕集-色素层包含电子捕集剂和色素，且被配设在所述第1电极上。所述电子捕集剂包含具有第1粒径范围内的粒径的第1电子捕集粒子和具有第2粒径范围内的粒径的第2电子捕集粒子。所述第2粒径范围的最小值比所述第1粒径范围的最大值大。所述电子供给剂被配置在所述电子捕集-色素层与所述第2电极之间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及色素增感型太阳能电池。
技术介绍
近年来，与环境相协调地利用了廉价且清洁的自然能源的太阳光发电备受关注。 作为太阳能电池，使用了硅晶体的电池逐渐被实用化，但是制造所花费的能量消耗大。另一方面，例如日本特开2008-41258号公报中公开的各种色素增感型太阳能电池与使用了硅晶体的太阳能电池相比，具有能廉价地制造大面积的元件、且能获得柔性电池的优点。色素增感型太阳能电池被光照射时，吸收了该照射光的色素分子被激发，该色素分子的电子被注入到半导体即氧化钛中。另一方面，由电解质向色素分子供给所失去的部分的量的电子。因此，在氧化钛与电解质之间产生电位差。将该电位差用作电池。但是，在色素增感型太阳能电池中，作为接受色素的通过激发而放出的电子的物质，使用粒径小至20nm左右的氧化钛粒子的集合体。作为所述氧化钛的粒径小的理由，为了应用色素分子的光激发电子，该粒子必须与许多色素分子接触。由所述粒子构成的氧化钛膜的粗糙度系数(R. F =实际的表面积/投影面积)必须为1000以上。此外，为了得到充分的输出功率，必须将由所述粒子与色素形成的膜的厚度设定为10 μ m以上。这样，在色素增感型太阳能电池中，为了用非常小的粒子形成较厚的膜，由氧化钛形成的粒子彼此之间的接合状态容易变差，并且聚集的色素容易渗入到粒子间。因此，为了传递通过光激发而从色素分子放出的电子的、由上述粒子形成的连接电路的电阻、即内阻升高。其结果是，存在该色素增感太阳能电池的发电效率降低的问题。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供发电效率高的色素增感型太阳能电池。作为本专利技术的色素增感型太阳能电池的一个方式，其具备第1电极；第2电极，其与所述第1电极对置；电子捕集-色素层，其是包含电子捕集剂和色素、且被配设在所述第1电极上的电子捕集-色素层，所述电子捕集剂包含具有第1粒径范围内的粒径的第1电子捕集粒子和具有第2粒径范围内的粒径的第2电子捕集粒子，所述第2粒径范围的最小值大于所述第 1粒径范围的最大值；和电子供给剂，其被配设在所述电子捕集-色素层与所述第2电极之间。作为本专利技术的色素增感型太阳能电池的另一方式，其具备第1基板；第2基板，其与所述第1基板对置地配置；第1电极，其是形成在所述第1基板的第1面上的第1电极，所述第1面与所述第 2基板的第2面对置；电子捕集-色素层，其被配设在所述第1电极上；催化剂层，其被配设在所述第2面上，且与所述第1基板对置的面被形成为扩散反射面；和电子供给剂，其被配设在所述电子捕集-色素层与所述催化剂层之间。作为本专利技术的色素增感型太阳能电池的另一方式，其具备第1电极；第2电极，其与所述第1电极对置；电子捕集-色素层，其是被配设在所述第1电极的第1面上的电子捕集-色素层， 所述第1面与所述第2电极的第2面对置，所述电子捕集-色素层包含电子捕集剂和色素；催化剂层，其被配设在所述第2面上，且与所述第1电极对置的表面被形成为扩散反射面；和电子供给剂，其被配设在所述电子捕集-色素层与所述催化剂层之间。根据本专利技术，能提高发电效率。本专利技术的优点将在后续说明中阐述，并且部分地可从该说明中显而易见，或者可以通过实施本专利技术来获悉。本专利技术的优点可以通过下面特别指出的手段和组合来实现和获得。附图说明包含于说明书中并构成说明书的一部分的附图阐释本专利技术的实施例，并与上述总体说明和下述实施例的详细说明一起用于解释本专利技术的原理。图1是表示本专利技术的第1实施方式涉及的色素增感型太阳能电池的构成例的截面图。图2是表示本专利技术的第1实施方式涉及的色素增感型太阳能电池的电极、电子捕集剂及色素的部分的构成例的示意图。图3是用于说明本专利技术的第1实施方式涉及的色素增感型太阳能电池的发电原理的能量图表。图4A是用于说明本专利技术的第1实施方式涉及的色素增感型太阳能电池的电子传递效率的图，是比较例的情况。图4B是用于说明本专利技术的第1实施方式涉及的色素增感型太阳能电池的电子传递效率的图，是本实施例的情况。图5是表示本专利技术的第2实施方式涉及的色素增感型太阳能电池的构成例的截面图。图6A是表示本专利技术的第2实施方式涉及的色素增感型太阳能电池的第2基板的表面形状的例子的图，是俯视图。图6B是表示本专利技术的第2实施方式涉及的色素增感型太阳能电池的第2基板的表面形状的例子的图，是立体图。图7是表示本专利技术的第2实施方式涉及的色素增感型太阳能电池在第2基板上形成的结构的概略的例子的图。图8是表示本专利技术的第2实施方式涉及的色素增感型太阳能电池的实施例及比较例中的电流-电压曲线的一例的图。具体实施例方式首先，参照附图对本专利技术的第1实施方式进行说明。在第1实施方式涉及的色素增感型太阳能电池101中，如图1所示，例如在由玻璃或膜等形成的透明的第1基板110上形成有由氧化铟锡(ITO)或氟掺杂氧化锡(FTO)等形成的作为第1电极的透明导电膜120。 透明导电膜120可以被图案化。此外，可以在透明导电膜120的上层或下层设置银等的集电图案。在透明导电膜120上形成有电子捕集-色素层130。对于电子捕集-色素层130 在后面进行详述。另一方面，在与第1基板110对置的由例如玻璃或膜等形成的透明的第2基板140 上形成有作为第2电极的导电膜150。进而，在导电膜150上形成有由钼或碳等形成的催化剂层160。第1基板110按照形成有电子捕集-色素层130的面与第2基板140的形成有催化剂层160的面相对置的方式与第2基板140对置配置。并且，第1基板110按照与第2 基板140之间具有例如为10 50 μ m左右的间隙的方式在对置的面的周缘部通过密封材料170贴合到第2基板140上。在上述间隙中封入有作为电解质的电子供给剂180。作为电子供给剂180的溶剂，例如可以使用乙腈、甲氧基乙腈、碳酸亚乙酯等。作为电子供给剂180的溶质，例如可以使用1，2-二甲基-3-正丙基碘化咪唑鐺(DMPImI)Ji 化锂(LiI)M (I2)、4_叔丁基吡啶(TBP)等。这里，对电子捕集-色素层130进行详述。电子捕集-色素层130如图2所示包含由锐钛矿型氧化钛等形成的电子捕集剂132、和由钌色素(N719色素等)等形成的色素 138。并且，电子捕集剂132包含电子传递粒子(第2电子捕集粒子)134和色素吸附粒子 (第1电子捕集粒子)136。电子传递粒子134形成为粒径较大的电子捕集剂132。色素吸附粒子136形成为粒径较小的电子捕集剂132。另外，电子捕集剂132不限于氧化钛，例如可以使用氧化锌、氧化锡、氧化钨、氧化铌、氧化铟及其复合体等。在第1实施方式中，使用氧化钛(TiO2)来进行说明。此外，色素138不限于N719色素，例如可以使用N3色素、BlackDye作为钌系色素， 或者可以使用D149、咕吨、PVK、部花青、噁嗪等作为纯有机色素。如图2所示，电子传递粒子134与邻接的电子传递粒子134互相接触，一部分电子传递粒子134与透明导电膜120接触。此外，色素吸附粒子136与电子传递粒子134接触。 并且，色素138吸附在电子传递粒子134及色素吸附粒子136上。利用这样的结构，电子传递粒子134主要担负将从色素138释放的电子传递到透明导电膜120的作用。此外，色素吸附粒子136为了吸附更多的色素138，担负着增大本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种色素增感型太阳能电池，其具备：第１电极；第２电极，其与所述第１电极对置；电子捕集－色素层，其是包含电子捕集剂和色素、且被配设在所述第１电极上的电子捕集－色素层，所述电子捕集剂包含具有第１粒径范围内的粒径的第１电子捕集粒子和具有第２粒径范围内的粒径的第２电子捕集粒子，所述第２粒径范围的最小值大于所述第１粒径范围的最大值；和电子供给剂，其被配设在所述电子捕集－色素层与所述第２电极之间。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：小林君平，马场干男，荒井则博，
申请(专利权)人：卡西欧计算机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP