JP2009238571A - 色素増感型太陽電池用電解質 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】不揮発性イオン液体と、無機粒子と、揮発性溶媒とを少なくとも含んでなる色素増感型太陽電池用電解質組成物とする。
【選択図】なし
Description
本発明による色素増感型太陽電池用電解質組成物は、不揮発性イオン液体と、無機粒子と、揮発性溶媒とを少なくとも含んでなることを特徴とするものである。
前記電解質塗布膜を乾燥し、塗布膜から揮発性溶媒を除去して、電解質層を形成する、ことを含んでなることを特徴とするものである。
本発明による電解質組成物は、不揮発性イオン液体と、無機粒子と、揮発性溶媒とを少なくとも含むものである。以下、電解質組成物を構成する各成分について説明する。
本発明による電解質組成物に用いられるイオン性液体としては、特に限定されるものではなく、従来の色素増感型太陽電池に用いられている、室温で液体である不揮発性のイオン液体を使用することができる。このような不揮発性イオン液体としては、四級化された窒素原子を有する化合物をカチオンとした常温溶融性塩が挙げられる。常温溶融性塩のカチオンとしては、四級化イミダゾリウム誘導体、四級化ピリジニウム誘導体、四級化アンモニウム誘導体などが挙げられる。常温溶融性塩のアニオンとしては、BF4−、PF6−、F(HF)n−、ビストリフルオロメチルスルホニルイミド[N(CF3SO2)2−]、ヨウ化物イオン、臭化物イオン、ジシアノアミドなどが挙げられる。また、イオン性液体の具体例としては、四級化イミダゾリウム系カチオンとヨウ化物イオンまたはビストリフルオロメチルスルホニルイミドイオン等からなる塩類を挙げることができる。
本発明による電解質組成物に用いられる無機粒子は、電解質組成物を固化(または半固化)させるために添加されるものである。
本発明による電解質組成物に用いられる揮発性溶媒としては、イオン性液体を溶解させ得るものであれば特に制限されるものではなく、例えば、炭素数1〜4の低級アルコール、エーテル、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、塩素化炭化水素等が用いられる。
色素増感型太陽電池素子に用いられる本発明による電解質組成物は、酸化還元対を含む。酸化還元対としては、特に限定されることなく、ヨウ素/ヨウ化物イオン、臭素/臭化物イオンなどのペアを添加して得ることができる。ヨウ化物イオンまたは臭化物イオンの供給源としては、リチウム塩、四級化イミダゾリウム塩、テトラブチルアンモニウム塩などを単独または複合して用いることができる。
上記電解質組成物は、例えば色素増感太陽電池などの光電変換素子に好ましく用いることができる。本発明による色素増感型太陽電池モジュールは、透明基材、透明電極層、酸化物半導体層、対向基材、対向電極層、および電解質層を少なくとも備えてなるものである。
本発明による色素増感型太陽電池を構成する電解質層について説明する。電解質層は、後記する酸化物半導体層および対向電極層の間に設けられるものである。また、酸化物半導体層は多孔質であるため、本発明による電解質組成物を用いると、酸化物半導体層の空孔部分にも電解質が充填される。その場合、酸化物半導体層に担持された色素増感剤と対向電極層との間の電荷輸送を、上記電解質層が行う。
本発明による色素増感型太陽電池素子に用いられる透明基材は、通常、色素増感型太陽電池素子の受光面となるものである。従って、上記透明基材は光の透過性に優れていることが好ましい。本発明において、上記透明基材の種類等は、特に限定されるものではなく、一般的な色素増感型太陽電池素子と同様のものを用いることができる。
本発明による色素増感型太陽電池素子に用いられる透明電極層は、上記した透明基材上に形成され、光照射により生じる電荷を集電する機能を有するものである。従って、上記透明電極層は光の透過性、導電性に優れていることが好ましい。本発明において、透明電極層の種類等は、特に限定されるものではなく、一般的な色素増感型太陽電池素子と同様のものを用いることができる。
次に、本発明による色素増感型太陽電池素子に用いられる酸化物半導体層について説明する。酸化物半導体層は、上記の透明電極層上に形成され、一般的に、色素増感剤を含有する多孔質の層である。本発明において、上記酸化物半導体層の種類等は、特に限定されるものではなく、一般的な色素増感型太陽電池素子と同様のものを用いることができる。
次に、本発明による色素増感型太陽電池素子に用いられる対向基材について説明する。対向基材は、上記の酸化物半導体層に対して、所定の間隔を有して対向するように設けられるものである。本発明において、上記対向基材の種類等は、特に限定されるものではなく、一般的な色素増感型太陽電池素子と同様のものを用いることができる。また、上記対向基材として、上記透明基材の欄に記載した材料と同様の材料を用いることができる。複数の色素増感型太陽電池素子を用いて太陽電池モジュールとする場合、各々の色素増感型太陽電池素子は、対向基材を共有することが好ましい。
次に、本発明による色素増感型太陽電池素子に用いられる対向電極層について説明する。対向電極層は、上記した酸化物半導体層と対向して設けられる。本発明において、上記対向電極層の種類等は、特に限定されるものではなく、一般的な色素増感型太陽電池素子と同様のものを用いることができる。また、上記対向電極層としては、上記した透明電極層の欄に記載した材料と同様の材料を用いることができる。さらに、本発明においては、上記対向電極層が、酸化物半導体層側表面に、触媒層としての働きを有する金属、例えばPt、C、導電性高分子等を有することが好ましい。
本発明による色素増感型太陽電池モジュールは、上記の色素増感型太陽電池素子が少なくとも1個以上配列して接続された構造を有する。各素子の接続は、直列に接続されたものであってもよく、また並列に接続されたものであってもよい。
<色素増感太陽電池用電極基板の作製>
透明導電膜としてガラス板上にFTO膜が形成された透明導電ガラス(日本板硝子製)を用意し、酸化チタンペースト(NanooxideD−SP、solaronix社製)をスクリーン印刷法にて4mm×90mmのパターンに塗布し、その後550℃で焼成し、多数の半導体微粒子(TiO2微粒子)によって形成された膜厚10μmの多孔質半導体電極を得た。
上記したものと同様の透明導電ガラス上に白金膜(膜厚300nm)をスパッタリング法によって形成し、10×100mmの対極基板を作製した。
0.6Mのヘキシルメチルイミダゾールアイオダイド(HMImI)、0.03MのI2、及び0.1MのN−メチルベンズイミダゾール(NMBI)に、シリカ粒子(日本アエロジル社製、AEROGIL200)を20重量%加えて、乳鉢で混合した後、固形分に対して20重量%となるようにエタノールを加え希釈して電解質組成物を調製した。
上記で得られた電解質組成物をスクリーン印刷法によって、光電極基板Aの多孔質半導体電極上に5mm×91mmのパターンで塗布したあと、80℃にしたホットプレートにて5分間加熱し、揮発性溶媒を除去した。
上記で得られた対向電極基板の白金膜面上に、ディスペンサーを用い光電極基板Aの多孔質半導体電極の外周に6mm×92mmのパターン状に、アクリレートを主体とした液状エラストマーを含む紫外線硬化性樹脂を塗布した後、対向電極基板の白金膜面と光電極基板Aの色素坦持半導体膜面とを貼り合せ、3.0J/cm2の紫外線照射によって樹脂を硬化させることにより色素増感型太陽電池素子を得た。
得られた色素増感太陽電池素子を、擬似太陽光(100mW/cm2、AM(AirMass)1.5)を光源として、光電変換効率を求めた。その結果、変換効率η=4.0%であった。
実施例1において、電解質組成物の調製時にエタノールを添加しなかった以外は、実施例1と同様にして、色素増感太陽電池素子の作製を試みた。
Claims (13)
- 不揮発性イオン液体と、無機粒子と、揮発性溶媒とを少なくとも含んでなることを特徴とする、電解質組成物。
- 前記無機粒子が、前記不揮発性イオン液体と前記無機粒子との総重量に対して、10重量%以上含有されている、請求項1に記載の電解質組成物。
- 前記無機粒子が、前記不揮発性イオン液体と前記無機粒子の総重量に対して、10〜50重量%含まれてなる、請求項1または2に記載の電解質組成物。
- 前記揮発性溶媒が、電解質組成物に対して、8〜60重量%含まれてなる、請求項1〜3のいずれか一項に記載の電解質組成物。
- 前記不揮発性イオン液体が、四級化イミダゾリウム誘導体、四級化ピリジニウム誘導体、四級化アンモニウム誘導体からなる群から選択される、一種または二種以上である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の電解質組成物。
- 前記無機粒子が、SiO2、TiO2、SnO2、WO3、ZnO、ITO、BaTiO3、Nb2O5、In2O3、ZrO2、Ta2O5、La2O3、SrTiO3、Y2O3、Ho2O3、Bi2O3、CeO2、Al2O3、カーボンブラック、カーボンナノチューブからなる群から選択される、一種または二種以上である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の電解質組成物。
- 前記無機粒子がSiO2である、請求項6に記載の電解質組成物。
- 前記揮発性溶剤が、前記不揮発性イオン液体に相溶するものである、請求項1〜7のいずれか一項に記載の電解質組成物。
- 前記不揮発性イオン液体が四級化イミダゾリウム誘導体であり、前記揮発性溶媒がメタノールまたはエタノールである、請求項1〜8のいずれか一項に記載の電解質組成物。
- 請求項1〜9のいずれか一項に記載の電解質組成物を用いた色素増感型太陽電池素子の製造方法であって、
酸化物半導体層上に、前記電解質組成物を塗布して、電解質塗布膜を形成し、
前記電解質塗布膜を乾燥し、塗布膜から揮発性溶媒を除去して、電解質層を形成する、ことを含んでなることを特徴とする、色素増感型太陽電池素子の製造方法。 - 前記電解質組成物の塗布が、印刷法により行われる、請求項10に記載の方法。
- 請求項10または11に記載の方法により得られた色素増感型太陽電池素子。
- 請求項12に記載の色素増感型太陽電池素子が、少なくとも1個以上、配列して接続されてなる、色素増感型太陽電池モジュール。
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011058786A1 (ja) * | 2009-11-16 | 2011-05-19 | 大日本印刷株式会社 | 色素増感型太陽電池 |
JP2011253815A (ja) * | 2011-06-13 | 2011-12-15 | Dainippon Printing Co Ltd | 色素増感型太陽電池 |
CN104096583A (zh) * | 2014-06-26 | 2014-10-15 | 杭州电子科技大学 | 一种钛酸纳米短管的制备方法 |
CN104098127A (zh) * | 2014-06-26 | 2014-10-15 | 杭州电子科技大学 | 一种含铋半导体纳米材料的制备方法 |
CN104096582A (zh) * | 2014-06-26 | 2014-10-15 | 杭州电子科技大学 | 一种含磷元素纳米管的制备方法 |
KR101574516B1 (ko) * | 2014-03-17 | 2015-12-07 | 주식회사 상보 | 플랙서블 염료감응 태양전지 제조방법 및 장치 |
US9496093B2 (en) | 2010-03-30 | 2016-11-15 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Dye-sensitized solar cell |
US12127829B2 (en) | 2019-09-09 | 2024-10-29 | Apple Inc. | Research study user interfaces |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002208435A (ja) * | 2001-01-12 | 2002-07-26 | Sony Corp | 固体電解質電池及び固体電解質電池の製造方法 |
WO2005006482A1 (ja) * | 2003-07-14 | 2005-01-20 | Fujikura Ltd. | 電解質組成物、これを用いた光電変換素子および色素増感太陽電池 |
JP2007113365A (ja) * | 2005-10-24 | 2007-05-10 | Peccell Technologies Inc | 色素増感型太陽電池ブラインド |
JP2007335319A (ja) * | 2006-06-16 | 2007-12-27 | Sony Corp | 非水電解質二次電池 |
-
2008
- 2008-03-27 JP JP2008082926A patent/JP2009238571A/ja active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002208435A (ja) * | 2001-01-12 | 2002-07-26 | Sony Corp | 固体電解質電池及び固体電解質電池の製造方法 |
WO2005006482A1 (ja) * | 2003-07-14 | 2005-01-20 | Fujikura Ltd. | 電解質組成物、これを用いた光電変換素子および色素増感太陽電池 |
JP2007113365A (ja) * | 2005-10-24 | 2007-05-10 | Peccell Technologies Inc | 色素増感型太陽電池ブラインド |
JP2007335319A (ja) * | 2006-06-16 | 2007-12-27 | Sony Corp | 非水電解質二次電池 |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011058786A1 (ja) * | 2009-11-16 | 2011-05-19 | 大日本印刷株式会社 | 色素増感型太陽電池 |
CN102484302A (zh) * | 2009-11-16 | 2012-05-30 | 大日本印刷株式会社 | 色素敏化型太阳能电池 |
US9064637B2 (en) | 2009-11-16 | 2015-06-23 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Dye-sensitized solar cell |
US9496093B2 (en) | 2010-03-30 | 2016-11-15 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Dye-sensitized solar cell |
JP2011253815A (ja) * | 2011-06-13 | 2011-12-15 | Dainippon Printing Co Ltd | 色素増感型太陽電池 |
KR101574516B1 (ko) * | 2014-03-17 | 2015-12-07 | 주식회사 상보 | 플랙서블 염료감응 태양전지 제조방법 및 장치 |
CN104096583A (zh) * | 2014-06-26 | 2014-10-15 | 杭州电子科技大学 | 一种钛酸纳米短管的制备方法 |
CN104098127A (zh) * | 2014-06-26 | 2014-10-15 | 杭州电子科技大学 | 一种含铋半导体纳米材料的制备方法 |
CN104096582A (zh) * | 2014-06-26 | 2014-10-15 | 杭州电子科技大学 | 一种含磷元素纳米管的制备方法 |
US12127829B2 (en) | 2019-09-09 | 2024-10-29 | Apple Inc. | Research study user interfaces |
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