本发明专利技术提供在对色素增感型太阳能电池的电解质进行凝胶化、固体化的方面有效的电解质组合物和由该电解质组合物形成的电解质以及色素增感型太阳能电池。上述电解质组合物含有氧化还原电对、离子液体、以及具有下述化学式1所示官能团的光交联型液晶性聚合物，其形成电解质。并且，色素增感型太阳能电池1具备光电极10、对电极20、以及被这2片电极夹在中间的上述光交联性电解质30。式中，m=0或1；n=1～3；c=0或1；X=无、O、CH2、N=N、C=C、C≡C、COO或OCO；R1、R2分别表示H或烷基、烷氧基或卤素。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于色素增感型太阳能电池的光交联性电解质，其为凝胶化或固体化的电解质；本专利技术还涉及用于形成电解质的光交联性电解质组合物；进一步涉及具备上述电解质的色素增感型太阳能电池。
技术介绍
太阳能电池为将太阳光能直接转换为电能的半导体器件。若说硅结晶系为第一代、非晶硅系为第二代、化合物半导体(GaAs等)为第三代，则色素增感系为第四代的太阳能电池，目前受到关注。通常将色素增感型太阳能电池称为Gratzel型电池或湿式太阳能电池。例如，典型的色素增感型太阳能电池的电池单元(* > )由光电极、对电极以及电解质构成，所述光电极是在透明电极上烧结二氧化钛粉末并对其进行钌络合物等色素的吸附而成的，所述对电极为与该光电极对向配设的钼或碳等，所述电解质被上述2片电极夹在中间。并且，在电解质中使用碘的氧化还原电对(redox couple，作为其溶剂使用碳酸酯系、腈系有机溶剂。在这样的色素增感型太阳能电池中，首先，入射到电池中的光对吸附至二氧化钛的色素进行激发，接下来由所激发的色素向二氧化钛注入电子。其结果，色素变成氧化体， 从电解质中的还原体(Γ)接受电子，色素的氧化体回复到基础状态。并且，电解质中的还原体变成氧化体(I3-)，该电解质中的氧化体在对电极再次接受电子回复到还原体(Γ)。如此，在色素增感型太阳能电池中，通过电子在两电极间进行循环而产生光电动势。但是，在这样的液态电解质中，会产生漏液、或由于溶剂蒸发而使电池性能降低。 因此，为了提高色素增感型太阳能电池的耐久性，需要防止电解液的漏液和其溶剂的蒸发。 于是，为了防止这样的问题，要求在太阳能电池中具有复杂的密封结构。但是，用于防止电解液漏液和溶剂蒸发的密封结构在生产上不利，从该方面出发，进行了使电解质固体化的技术开发。作为使电解质凝胶化的方法，可以举出物理交联型、化学交联型。物理交联型使用聚丙烯腈或自组织化胶凝剂，在高温气氛下制成液态注入到电池单元中，利用在常温气氛下进行凝胶化的性质。但是，对于这样的物理交联型凝胶来说，若温度变高则流动性增高， 从而可能会产生漏液。另一方面，在化学交联型中采取如下方法在电解质溶液中加入具有丙烯酰基或甲基丙烯酰基的单体或低聚物、以及自由基聚合剂，进行溶解，注入到电池单元中后，进行自由基聚合。但是，在为应用至色素增感型太阳能电池中的电解质的情况下，碘成为阻聚剂，因而具有不能充分进行交联这样的问题。因此，W.Kubo, Y. Makimoto, T. Kitamura, Y. Wada, S. Yanagida, Chem. Lett.，948(2002)中提出了在电解质凝胶化之后导入碘的方法，但该方法中，不仅制造法繁杂，而且电解质中碘的扩散速度迟缓，因而电动势差。现有技术文献非专利文献非专利文献I ff. Kubo, Y. Makimoto, T. Kitamura, Y. ffada, S. Yanagida, Chem. Lett. , 948(2002)
技术实现思路
专利技术所要解决的课题鉴于这样的现有技术的课题，本专利技术的目的在于提供一种对于色素增感型太阳能电池的电解质进行凝胶化、固体化的方面有效的电解质组合物。本专利技术的其他目的在于提供使用这样的电解质组合物的色素增感型太阳能电池。用于解决课题的手段本专利技术人为了达成上述课题进行了深入研究，结果发现(i)含有后述的化学式I 所示官能团的高分子即使在碘等氧化还原电对的存在下也能够进行光交联反应；(ii)并且，经这样的光交联反应而凝胶化或固体化的电解质在高温气氛下其流动也受到抑制，可以对色素增感型太阳能电池赋予优异的耐久性；(iii)进一步地，这样的色素增感型太阳能电池在光电动势方面也优异，基于这些发现从而完成了本专利技术。S卩，本专利技术为含有氧化还原电对、离子液体、以及具有下述化学式I所示官能团的光交联型液晶性聚合物的光交联性电解质组合物。权利要求1.一种光交联性电解质组合物，其含有氧化还原电对、离子液体、以及具有下述化学式 I所示官能团的光交联型液晶性聚合物2.如权利要求I所述的电解质组合物，其中，氧化还原电对为碘的氧化还原电对。3.如权利要求I所述的电解质组合物，其中，离子液体为选自由含氮杂环化合物类、脂环式胺类、脂肪族胺类和芳香族胺类组成的组中的至少一种。4.如权利要求I所述的电解质组合物，其中，光交联性液晶型聚合物与离子液体的比例以重量比计为前者/后者=7/93 90/10。5.一种光交联性电解质，其是对权利要求I所述的电解质组合物进行光照射而形成的。6.如权利要求5所述的电解质，其中，进行照射的光包括波长380nm以下的紫外线。7.一种色素增感型太阳能电池，其具备光电极，其在一侧具有受光面；对电极，其配设在与该光电极的受光面相反的一侧；以及权利要求5所述的光交联性电解质，其被光电极和对电极这2片电极夹在中间。全文摘要本专利技术提供在对色素增感型太阳能电池的电解质进行凝胶化、固体化的方面有效的电解质组合物和由该电解质组合物形成的电解质以及色素增感型太阳能电池。上述电解质组合物含有氧化还原电对、离子液体、以及具有下述化学式1所示官能团的光交联型液晶性聚合物，其形成电解质。并且，色素增感型太阳能电池1具备光电极10、对电极20、以及被这2片电极夹在中间的上述光交联性电解质30。式中，m=0或1；n=1～3；c=0或1；X=无、O、CH2、N=N、C=C、C≡C、COO或OCO；R1、R2分别表示H或烷基、烷氧基或卤素。文档编号C08F20/30GK102612786SQ20108005189公开日2012年7月25日 申请日期2010年11月17日 优先权日2009年11月18日专利技术者酒井丈也 申请人:株式会社林技术研究所本文档来自技高网...
【技术保护点】
【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：酒井丈也，
申请(专利权)人：株式会社林技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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