光电转换元件、光电化学电池、光电转换元件用色素以及光电转换元件用色素溶液制造技术

技术编号:8275436 阅读:162 留言:0更新日期:2013-01-31 13:24
本发明专利技术提供一种光电转换元件包括,具备有以下述一般式(1)所表示的色素与半导体微粒子的感光体层,而上述色素为有碳数5~18的脂肪族基的一般式(1)所表示的化合物的色素。[化1]一般式(1)[上述一般式(1)中,Q表示为4价的芳香族基。X1、X2分别独立表示为硫原子、氧原子或CR1R2。其中,R1、R2分别独立表示为氢原子、脂肪族基、芳香族基、以碳原子键结的杂环基。R、R’分别独立表示为脂肪族基、芳香族基、以碳原子键结的杂环基。P1、P2分别独立表示为色素残基。W1表示为使电荷中和所必需的相对离子。]

【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转换效率高、耐久性优异的光电转换元件以及光电化学电池,尤其涉及一种光电转换元件用色素以及光电转换元件用色素溶液。
技术介绍
光电转换元件可使用于各种的光感测器、复印机、太阳能电池等中。在光电转换元件中,可使用金属、半导体、有机颜料或色素,或这些的组合等的各式各样的方式,而使其实用化。尤其是,利用非干涸性的太阳能源的太阳能电池并不需要燃料,且可利用无穷尽的干净能源,因此,其真正的实用化大大地被期待着。其中,硅系太阳能电池从以前就进行研究开发,且因各国的政策的考量而普及地持续发展着。但是,硅(silicon)为无机材料,对于 产量(throughput)及分子修饰(molecular modification)都有其天然的极限。所以,色素增感型太阳能电池(Dye-Sensitized Solar Cells)的研究被积极的进行。特别是,瑞士的洛桑工科大学的葛拉佐(Graetzel)等人,开发出将由钌错合物(ruthenium complex)形成的色素固定在多孔性氧化钛薄膜的表面的色素增感型太阳能电池,以实现常用非晶质硅的转换效率。因此,色素增感型太阳能电池一下子就吸引了世界的研究者的注意。专利文献I中记载了,应用上述的技术,并使用以钌错合物色素而使的增感的半导体微粒子的色素增感光电转换元件。然而,已知的钌错合物色素为使用可见光而能够进行光电转换,但几乎无法吸收大于700nm以上长波长的红外光,因而,在红外区(infraredregion)的光电转换能低。在一提案中,提供可藉由使用具有特定结构的聚次甲基(polymethine)色素,以在700nm以上高波长的红外区,转换效率高的光电转换元件(例如,参照专利文献2)。另外,光电转换元件必须是,在广波长区的初期的转换效率高,而使用后转换效率的降低少耐久性优异。可是,在耐久性这个部分,在专利文献2记载的光电转换元件中并未充分地叙述。因此,转换效率高、耐久性优异的光电转换元件及光电化学电池是有必要的。而且,光电转换元件用色素及光电转换元件用色素溶液也是有必要的。现有技术文献专利文献专利文献I :美国专利第5463057号说明书专利文献2 :日本专利第4217320号公报
技术实现思路
本专利技术的一课题在于,提供转换效率高且耐久性优异的光电转换元件及光电化学电池。本专利技术的另一课题在于提供光电转换元件用色素及光电转换元件用色素溶液。本专利技术者等人重复锐意研究的结果发现,包含包括在导电性支撑体上具有吸附有具有特定结构的聚次甲基色素(色素化合物)的多孔质半导体微粒子层的感光体、电荷移动体以及对极的积层结构的光电转换元件,以及使用其的光电化学电池,于广波长区域的转换效率高,且耐久性优异。本专利技术是基于上述知识来实行。本专利技术的课题为根据以下的方式所达成。〈1> 一种光电转换兀件,其特征在于包括具备有一般式(I)所表不的色素与半导体微粒子的感光体层,上述色素包括具有碳数5 18的脂肪族基的一般式(I)所表示的化合物的色素。权利要求1.一种光电转换兀件,其特征在于,包括具备有下述一般式(I)所表不的色素与半导体微粒子的感光体层,上述色素包括具有碳数5 18的脂肪族基的以下述一般式(I)所表示的化合物的色素, 2.根据权利要求I所述的光电转换元件,其特征在于上述碳数5 18的脂肪族基为分支烧基。3.根据权利要求I或2所述的光电转换元件,其特征在于上述一般式(I)中的Q表示为苯环或萘环。4.根据权利要求1-3中任一项所述的光电转换兀件,其特征在于上述一般式(I)中的P1及P2分别独立地以下述一般式(2)或下述一般式(3)所表示, 5.根据权利要求I所述的光电转换兀件,其特征在于上述一般式(I)中的P1及P2分别独立地以一般式(4)或一般式(5)所表示, 6.根据权利要求4或5所述的光电转换元件,其特征在于上述V1有酸性基。7.根据权利要求4-6中任一项所述的光电转换兀件,其特征在于上述V1为氢原子、5-羧基、5-磺酸基、5-甲基或4,5-苯环缩合。8.根据权利要求6或7所述的光电转换元件,其特征在于上述Z及V1为酸性基或具有酸性基的基团。9.根据权利要求4、6-8中任一项所述的光电转换兀件,其特征在于上述一般式(2)以下述一般式(6)所表不,上述一般式(3)以下述一般式(7)所表不, 10.根据权利要求4所述的光电转换元件,其特征在于上述一般式(2)以下述一般式(8)所表示,上述一般式(3)以下述一般式(9)所表示, 11.根据权利要求4-10中任一项所述的光电转换兀件,其特征在于上述Y表不为S、NCH3或C(CH3)2, Z表示为碳数5 18的脂肪族基。12.根据权利要求4、6-11中任一项所述的光电转换元件,其特征在于上述式R7以下述式(10) 式(13)的任一者所表不,13.根据权利要求4、6-12中任一项所述的光电转换元件,其特征在于上述R7以下述一般式(14)或一般式(15)所表不,14.根据权利要求1-13中任一项所述的光电转换兀件,其特征在于上述一般式(I)中,Q表示为苯环,X1、X2分别独立表示为硫原子、氧原子或C(CH3)2, R、R’分别独立表示为碳数5 18的脂肪族基。15.根据权利要求1-14中任一项所述的光电转换元件,其特征在于上述半导体微粒子为氧化钛微粒子。16.—种光电化学电池,其特征在于,包括如权利要求1-15中任一项所述的光电转换元件。17.一种光电转换元件用色素,其特征在于,包括具有碳数5 18的脂肪族基的以下述一般式(I)所表示的化合物,18.—种光电转换元件用色素溶液,其特征在于,包括在有机溶剂中,含有且溶解有如权利要求17所述的光电转换元件用色素。全文摘要本专利技术提供一种光电转换元件包括,具备有以下述一般式(1)所表示的色素与半导体微粒子的感光体层,而上述色素为有碳数5~18的脂肪族基的一般式(1)所表示的化合物的色素。一般式(1)文档编号H01L31/04GK102906935SQ20118002548公开日2013年1月30日 申请日期2011年5月26日 优先权日2010年5月31日专利技术者佐藤宽敬, 薄达也, 小林克, 木村桂三 申请人:富士胶片株式会社本文档来自技高网
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【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:佐藤宽敬薄达也小林克木村桂三
申请(专利权)人:富士胶片株式会社
类型:
国别省市:

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