光电转换元件和光电转换元件用色素以及化合物制造技术

本发明专利技术提供一种提高了光电转换特性以及耐久性的光电转换元件等。在具备工作电极的光电转换元件中，使用具有下述通式（I）所表示的结构的色素，其中，所述工作电极具有在金属氧化物层上担载有色素的色素担载金属氧化物电极。（通式（I）中，A为在甲醇溶液中的最大吸收波长λmax为350～500nm的结构；B为在甲醇溶液中的最大吸收波长λmax为500～700nm的菁骨架；Z1为选自-CONR-、-NRCO-、-SO2NR-以及-NRSO2-中的任意一种的二价连接基团，Z1中的R为氢原子、碳原子数为1～8的烷基或者碳原子数为7～20的芳烷基；Y1和Y2各自独立地为碳原子数为1～8的亚烷基或者为单键，并且各自相同或者不相同；r为1或2；m和n各自独立地为0～2的整数，并且（m+n）为1以上。）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及光电转换元件和光电转换元件用色素以及化合物。
技术介绍
一直以来，在各种各样的
中广泛使用色素。举一个例子，在光电转换元件的领域中，例如在色素敏化型太阳能电池的工作电极中使用具有光敏化作用的色素。色素敏化型太阳能电池通常具有具备氧化物半导体作为色素的载体的电极，该色素吸收入射的光而被激发，该被激发的色素将电子注入载体中，由此进行光电转换。而且，这种色素敏化型太阳能电池理论上在有机类太阳能电池中可以期待高的能量转换效率。另夕卜，由于能够以比现有的使用硅半导体的太阳能电池低的价格进行制造，因此被认为在成本上非常有利。另一方面,作为在光电转换元件中使用的色素,广泛已知有钌配合物类色素或菁类色素等有机色素。特别地，由于菁类色素稳定性比较高，另外，能够容易地合成，因此受到各种探讨。例如，在专利文献I中，公开了具有在次甲基链骨架的两端上结合有假吲哚(indolenine)骨架的结构，进一步具有作为用于吸附于氧化物半导体电极的锚固基团的羧酸基的菁类色素。另外，在对比文献2中，公开了一种复合色素，将具有相互不同的激发态能级的多种的成分色素互相化学结合，由此形成电子转移用的直链或者分支的结构体，该直链或者分支的结构体一端保持于η型半导体，另一端为自由端，在该直链或者分支的结构体中，该多种的成分色素以其激发态能级从该直链或者分支的结构体的保持于上述η型半导体的端部向着上述自由端减少的顺序排列。进一步，在专利文献3中，公开了用2价的连接基团结合在400 700nm下具有最大吸收的色素和在700 1500nm下具有最大吸收的色素而得到的敏化色素。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2008-166119号公报专利文献2:日本特开2004-363096号公报专利文献3:日本特开2010-135281号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题然而，以上述专利文献I中记载的菁类色素等为代表的现有的(非复合化)色素其吸收波长范围不能说足够宽，从而不能说使用该色素的光电转换元件能呈现充分的能量转换效率。因此，探讨吸收波长范围的拓宽，例如，如上述专利文献2所记载的技术那样，尝试了将多种色素复合。然而，上述专利文献2中记载的复合化色素由于是通过双光子激发来进行敏化，因而，使用该色素的光电转换元件电流会减半，从而不能得到高能量转换效率。另一方面，上述专利文献3中记载的复合化色素由于在700 1500nm下具有最大吸收，因此，色素的LUMO变低，难以跨越金属氧化物的导体。因此，不能有效地从色素注入电子到金属氧化物半导体中。所以，使用了上述专利文献3中记载的复合化色素的光电转换元件不能得到高的能量转换效率。本专利技术鉴于上述实际情况，其目的在于提供一种能量转换效率优异并且耐久性高的光电转换元件，以及能够实现这样的光电转换元件的新型色素，以及能够用作这样的新型色素的前体(中间体)的化合物。解决技术问题的手段本专利技术者们重复专心研究，其结果发现:通过使用本专利技术者们新合成的特定结构的色素，可以解决上述技术问题，至此完成本专利技术。即，本专利技术提供以下的〈1> 〈11>。<1> 一种光电转换兀件,其中，所述光电转换兀件具备工作电极,所述工作电极具有在金属氧化物层上担载有色素的色素担载金属氧化物电极，在所述光电转换元件中，所述色素具有下述通式(I)所表示的结构，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】2010.10.06 JP 2010-2265881.一种光电转换兀件，其中， 所述光电转换元件具备工作电极，所述工作电极具有在金属氧化物层上担载有色素的色素担载金属氧化物电极， 在所述光电转换元件中，所述色素具有下述通式(I)所表示的结2.如权利要求1所述的光电转换元件，其中， 所述色素具有下述通式(II)所表示的结构，......fmm *— S3.如权利要求2所述的光电转换元件，其中， 所述色素具有下述通式(III)所表示的结构，4.如权利要求1 3中任一项所述的光电转换元件，其中， 所述A为选自下述式(IV) (VII)中的I种，5.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：田边顺志，门田敦志，新海正博，青山洋平，秋本贤作，石田达哉，矢野亨，
申请(专利权)人：TDK株式会社，株式会社艾迪科，
类型：
国别省市：