JP5617583B2 - Coating composition used for forming a protective film on a metal electrode substrate - Google Patents
Coating composition used for forming a protective film on a metal electrode substrate Download PDFInfo
- Publication number
- JP5617583B2 JP5617583B2 JP2010274688A JP2010274688A JP5617583B2 JP 5617583 B2 JP5617583 B2 JP 5617583B2 JP 2010274688 A JP2010274688 A JP 2010274688A JP 2010274688 A JP2010274688 A JP 2010274688A JP 5617583 B2 JP5617583 B2 JP 5617583B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- coating composition
- protective film
- electrode substrate
- titanium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims description 88
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 title claims description 66
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 title claims description 59
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims description 49
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims description 49
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 102
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 51
- -1 titanium alkoxide Chemical class 0.000 claims description 42
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 40
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 36
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 28
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 19
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 17
- POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 2-butoxyethanol Chemical compound CCCCOCCO POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N titanium(IV) isopropoxide Chemical group CC(C)O[Ti](OC(C)C)(OC(C)C)OC(C)C VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N butan-1-olate;titanium(4+) Chemical group [Ti+4].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-] YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 141
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 59
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 33
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 29
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 24
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 21
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 18
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 18
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 17
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 16
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 15
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 15
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 13
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 12
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000001856 Ethyl cellulose Substances 0.000 description 10
- ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N Ethyl cellulose Chemical compound CCOCC1OC(OC)C(OCC)C(OCC)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- WUOACPNHFRMFPN-UHFFFAOYSA-N alpha-terpineol Chemical compound CC1=CCC(C(C)(C)O)CC1 WUOACPNHFRMFPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 10
- SQIFACVGCPWBQZ-UHFFFAOYSA-N delta-terpineol Natural products CC(C)(O)C1CCC(=C)CC1 SQIFACVGCPWBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229920001249 ethyl cellulose Polymers 0.000 description 10
- 235000019325 ethyl cellulose Nutrition 0.000 description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 10
- 229940116411 terpineol Drugs 0.000 description 10
- 230000006870 function Effects 0.000 description 9
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 8
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 8
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 238000005536 corrosion prevention Methods 0.000 description 6
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 6
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 6
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 6
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 5
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 5
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 4
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 229940021013 electrolyte solution Drugs 0.000 description 4
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 4
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 1-Butene Chemical compound CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WSSSPWUEQFSQQG-UHFFFAOYSA-N 4-methyl-1-pentene Chemical compound CC(C)CC=C WSSSPWUEQFSQQG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012327 Ruthenium complex Substances 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 3
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 230000001235 sensitizing effect Effects 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 150000003609 titanium compounds Chemical class 0.000 description 3
- WUOACPNHFRMFPN-SECBINFHSA-N (S)-(-)-alpha-terpineol Chemical compound CC1=CC[C@@H](C(C)(C)O)CC1 WUOACPNHFRMFPN-SECBINFHSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 2
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 2
- OVKDFILSBMEKLT-UHFFFAOYSA-N alpha-Terpineol Natural products CC(=C)C1(O)CCC(C)=CC1 OVKDFILSBMEKLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940088601 alpha-terpineol Drugs 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 2
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 2
- 230000005281 excited state Effects 0.000 description 2
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000005283 ground state Effects 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920003207 poly(ethylene-2,6-naphthalate) Polymers 0.000 description 2
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 2
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 2
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 2
- RUJPNZNXGCHGID-UHFFFAOYSA-N (Z)-beta-Terpineol Natural products CC(=C)C1CCC(C)(O)CC1 RUJPNZNXGCHGID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SFPQDYSOPQHZAQ-UHFFFAOYSA-N 2-methoxypropanenitrile Chemical compound COC(C)C#N SFPQDYSOPQHZAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YSHMQTRICHYLGF-UHFFFAOYSA-N 4-tert-butylpyridine Chemical compound CC(C)(C)C1=CC=NC=C1 YSHMQTRICHYLGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007088 Archimedes method Methods 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical class [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FIPWRIJSWJWJAI-UHFFFAOYSA-N Butyl carbitol 6-propylpiperonyl ether Chemical compound C1=C(CCC)C(COCCOCCOCCCC)=CC2=C1OCO2 FIPWRIJSWJWJAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004375 Dextrin Substances 0.000 description 1
- 229920001353 Dextrin Polymers 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 229920000219 Ethylene vinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 239000004354 Hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920000663 Hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- JHWNWJKBPDFINM-UHFFFAOYSA-N Laurolactam Chemical compound O=C1CCCCCCCCCCCN1 JHWNWJKBPDFINM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001890 Novodur Polymers 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 229920000571 Nylon 11 Polymers 0.000 description 1
- 229920000299 Nylon 12 Polymers 0.000 description 1
- 229920002292 Nylon 6 Polymers 0.000 description 1
- 229920002302 Nylon 6,6 Polymers 0.000 description 1
- 229920002845 Poly(methacrylic acid) Polymers 0.000 description 1
- 229920002319 Poly(methyl acrylate) Polymers 0.000 description 1
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 229920001328 Polyvinylidene chloride Polymers 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 1
- 229910002367 SrTiO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- ACIAHEMYLLBZOI-ZZXKWVIFSA-N Unsaturated alcohol Chemical compound CC\C(CO)=C/C ACIAHEMYLLBZOI-ZZXKWVIFSA-N 0.000 description 1
- BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N Vinyl chloride Chemical compound ClC=C BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SWJBITNFDYHWBU-UHFFFAOYSA-N [I].[I] Chemical class [I].[I] SWJBITNFDYHWBU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 229920001893 acrylonitrile styrene Polymers 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 230000003466 anti-cipated effect Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000001680 brushing effect Effects 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 150000007942 carboxylates Chemical group 0.000 description 1
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000013522 chelant Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 229920006026 co-polymeric resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 235000019425 dextrin Nutrition 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 1
- 239000004815 dispersion polymer Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- HHFAWKCIHAUFRX-UHFFFAOYSA-N ethoxide Chemical compound CC[O-] HHFAWKCIHAUFRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000007888 film coating Substances 0.000 description 1
- 238000009501 film coating Methods 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 235000019447 hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004698 iron complex Chemical class 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 125000000959 isobutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000005647 linker group Chemical group 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- ZEIWWVGGEOHESL-UHFFFAOYSA-N methanol;titanium Chemical compound [Ti].OC.OC.OC.OC ZEIWWVGGEOHESL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 125000004108 n-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 description 1
- SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N osmium atom Chemical compound [Os] SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 description 1
- 238000006864 oxidative decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001254 oxidized starch Substances 0.000 description 1
- 235000013808 oxidized starch Nutrition 0.000 description 1
- 125000003544 oxime group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 125000002467 phosphate group Chemical group [H]OP(=O)(O[H])O[*] 0.000 description 1
- 229960005235 piperonyl butoxide Drugs 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 1
- 229920006122 polyamide resin Polymers 0.000 description 1
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 238000012643 polycondensation polymerization Methods 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 229920005672 polyolefin resin Polymers 0.000 description 1
- 229920006380 polyphenylene oxide Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 239000005033 polyvinylidene chloride Substances 0.000 description 1
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 1
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 1
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 1
- SCUZVMOVTVSBLE-UHFFFAOYSA-N prop-2-enenitrile;styrene Chemical compound C=CC#N.C=CC1=CC=CC=C1 SCUZVMOVTVSBLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IKNCGYCHMGNBCP-UHFFFAOYSA-N propan-1-olate Chemical compound CCC[O-] IKNCGYCHMGNBCP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- LISFMEBWQUVKPJ-UHFFFAOYSA-N quinolin-2-ol Chemical group C1=CC=C2NC(=O)C=CC2=C1 LISFMEBWQUVKPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005604 random copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007665 sagging Methods 0.000 description 1
- YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-N salicylic acid Chemical group OC(=O)C1=CC=CC=C1O YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000011877 solvent mixture Substances 0.000 description 1
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- QJVXKWHHAMZTBY-GCPOEHJPSA-N syringin Chemical compound COC1=CC(\C=C\CO)=CC(OC)=C1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 QJVXKWHHAMZTBY-GCPOEHJPSA-N 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 229920002725 thermoplastic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004711 α-olefin Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/542—Dye sensitized solar cells
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
Description
本発明は、色素増感型太陽電池における電極基板、特に金属電極基板の保護膜の形成に使用されるコーティング組成物に関する。 The present invention relates to a coating composition used for forming a protective film on an electrode substrate, particularly a metal electrode substrate in a dye-sensitized solar cell.
現在、地球規模の環境問題や化石エネルギー資源枯渇問題などの観点から太陽光発電に対する期待が大きく、単結晶及び多結晶シリコン光電変換素子を用いた太陽電池が実用化されている。しかし、この種の太陽電池は、高価格であること、シリコン原料の供給問題などを有しており、シリコン以外の材料を用いた太陽電池の実用化が望まれている。 Currently, solar power generation is highly anticipated from the viewpoint of global environmental problems and fossil energy resource depletion problems, and solar cells using single crystal and polycrystalline silicon photoelectric conversion elements have been put into practical use. However, this type of solar cell is expensive and has a problem of supply of silicon raw materials, and the practical application of solar cells using materials other than silicon is desired.
上記のような見地から、最近では、シリコン以外の光電変換素子を用いた太陽電池として、色素増感型太陽電池が注目されている。この色素増感型太陽電池の代表的なものとして、ガラス基板や透明プラスチック基板の表面にITO等の透明導電膜を設けた透明電極基板と、金属電極基板とが、色素で増感された多孔質光電変換層(半導体多孔質層)と電解質層とを間に挟んで対峙した構造を有しており、金属電極基板と透明電極基板との周縁部分は、電解質層が漏洩しないように、封止材で封止されている。即ち、多孔質光電変換層と電解質層とを間に挟んで金属電極基板と透明電極基板とが対峙している領域が発電領域となっており、封止材で封止されている領域が発電とは無関係の封止領域となっている。この多孔質光電変換層は、一般に透明電極基板上に設けられているが、金属電極基板上に設けることもできる(特許文献1参照)。 From the above viewpoint, dye-sensitized solar cells have recently attracted attention as solar cells using photoelectric conversion elements other than silicon. As a representative of this dye-sensitized solar cell, a transparent electrode substrate in which a transparent conductive film such as ITO is provided on the surface of a glass substrate or a transparent plastic substrate, and a metal electrode substrate are sensitized with a dye. The peripheral portion between the metal electrode substrate and the transparent electrode substrate is sealed so that the electrolyte layer does not leak. Sealed with a stopper. That is, the region where the metal electrode substrate and the transparent electrode substrate are opposed to each other with the porous photoelectric conversion layer and the electrolyte layer interposed therebetween is the power generation region, and the region sealed with the sealing material is the power generation region. It is a sealing area unrelated to the above. This porous photoelectric conversion layer is generally provided on a transparent electrode substrate, but can also be provided on a metal electrode substrate (see Patent Document 1).
上記のような構造の色素増感型太陽電池では、透明電極基板側から可視光を照射すると、色素増感多孔質層中の色素が励起され、基底状態から励起状態へと遷移し、励起された色素の電子は、この半導体多孔質層中の伝導帯へ注入され、この半導体多孔質層が形成されている透明電極基板或いは金属電極基板から外部回路を通って、対極である金属電極基板或いは透明電極基板に移動する。対極の電極基板に移動した電子は、電解質層中のイオンによって運ばれ、色素に戻る。このような過程の繰り返しにより電気エネルギーが取り出されるわけである。このような色素増感太陽電池の発電メカニズムは、pn接合型光電変換素子と異なり、光の捕捉と電子伝導が別々の場所で行われ、植物の光電変換プロセスに非常に似たものとなっている。 In the dye-sensitized solar cell having the above-described structure, when visible light is irradiated from the transparent electrode substrate side, the dye in the dye-sensitized porous layer is excited, transitioned from the ground state to the excited state, and excited. The electrons of the dye are injected into the conduction band in the semiconductor porous layer, and pass through an external circuit from the transparent electrode substrate or metal electrode substrate on which the semiconductor porous layer is formed. Move to transparent electrode substrate. The electrons that have moved to the counter electrode substrate are carried by the ions in the electrolyte layer and return to the dye. Electric energy is extracted by repeating such a process. The power generation mechanism of such a dye-sensitized solar cell is different from a pn junction photoelectric conversion element, in which light capture and electronic conduction are performed in different places, and is very similar to a plant photoelectric conversion process. Yes.
上記のような構造の色素増感型太陽電池において、特に多孔質光電変換層を金属基板上に設けた場合には、色素を担持している多孔質光電変換層が直接低抵抗の金属基板上に形成されるため、変換効率の低下を回避することができ、またセルを大型化した場合の内部抵抗(曲率因子、Fill Factor;FF)の増大を抑制することができるという利点がある。 In the dye-sensitized solar cell having the above structure, particularly when the porous photoelectric conversion layer is provided on the metal substrate, the porous photoelectric conversion layer carrying the dye is directly on the low-resistance metal substrate. Therefore, it is possible to avoid a decrease in conversion efficiency and to suppress an increase in internal resistance (curvature factor; FF) when the cell is enlarged.
しかしながら、多孔質光電変換層を金属基板上に設けて透明電極基板側からの光照射により発電を行うときには、多孔質光電変換層が低抵抗の金属基板上に存在しているため、整流作用が不完全となり、逆電流が発生し、十分に高い変換効率を得るためには、未だ改善の余地がある。また、耐久性が低く、経時と共に変換効率が低下するという問題もある。 However, when the porous photoelectric conversion layer is provided on the metal substrate and power is generated by light irradiation from the transparent electrode substrate side, the porous photoelectric conversion layer exists on the low-resistance metal substrate, so that the rectifying action is In order to achieve incompleteness, reverse current, and sufficiently high conversion efficiency, there is still room for improvement. There is also a problem that the durability is low and the conversion efficiency decreases with time.
上記のような問題を改善するための手段としては、本出願人により、金属基板上に、化成処理膜からなる逆電子防止層を形成し、この逆電子防止層上に色素で増感された多孔質酸化物半導体層を形成する方法が提案されている(特許文献2参照)。 As means for improving the above problems, the present applicant formed a reverse electron prevention layer made of a chemical conversion treatment film on a metal substrate, and sensitized with a dye on the reverse electron prevention layer. A method for forming a porous oxide semiconductor layer has been proposed (see Patent Document 2).
特許文献2では、化成処理膜(逆電子防止層)が電解質に対して高い耐性を示すため、経時による変換効率の低下を有効に防止し得るのであるが、電解質に対する耐性については、更なる向上が求められている。また、この化成処理膜の逆電流防止能はそれほど高くなく、従って高い変化効率を得るという点でも更なる改善が求められている。 In Patent Document 2, since the chemical conversion treatment film (reverse electron prevention layer) exhibits high resistance to the electrolyte, it is possible to effectively prevent a decrease in conversion efficiency over time. However, the resistance to the electrolyte is further improved. Is required. Further, the reverse current preventing ability of the chemical conversion film is not so high, and therefore further improvement is demanded from the viewpoint of obtaining high change efficiency.
また、特許文献3には、本出願人により逆電子防止層を形成するためのコーティング液が提案されている。即ち、このコーティング液は、熱処理により金属酸化物を形成し得る金属化合物を溶質として含む有機溶媒溶液からなり、該有機溶媒溶液は、溶質安定化剤を含有しているとともに、25℃で、10cP以上の粘度を有しているものであり、これを金属基板表面に塗布し、乾燥することにより、色素で増感された半導体多孔質層の下地となる逆電子防止層を形成するというものである。このようなコーティング液を用いて形成された逆電子防止層は、金属酸化物の緻密な層から形成されているため、化成処理により形成したものに比して優れた整流作用を示すばかりか、電解質に対して耐性も良好であり、従って、金属基板の腐食を有効に防止でき、経時による変換効率の低下という問題も有効に回避できるという利点を有している。 Patent Document 3 proposes a coating solution for forming a reverse electron prevention layer by the present applicant. That is, this coating solution is composed of an organic solvent solution containing a metal compound capable of forming a metal oxide by heat treatment as a solute. The organic solvent solution contains a solute stabilizer and is 10 cP at 25 ° C. It has the above viscosity, and this is applied to the surface of a metal substrate and dried to form a reverse electron prevention layer serving as a base for a semiconductor porous layer sensitized with a dye. is there. Since the reverse electron prevention layer formed using such a coating liquid is formed from a dense layer of metal oxide, it not only exhibits an excellent rectifying action compared to that formed by chemical conversion treatment, It has good resistance to the electrolyte, and therefore has an advantage that the corrosion of the metal substrate can be effectively prevented and the problem of deterioration in conversion efficiency with time can be effectively avoided.
しかるに、特許文献3のようなコーティング液により逆電子防止層を形成した場合には、下地の金属基板の表面に局部的な腐食(孔食)が生じるという問題があった。このような孔食は、経時と共に拡大し、変換効率の低下をもたらしてしまう。特に、このような孔食は、表面粗さの大きな金属基板の表面に逆電子防止層を形成する場合に頻繁に生じている。従って、電解質に対する耐性を確実なものとし、経時による変換効率の低下を確実に防止することが必要であり、さらなる改善が求められている。 However, when the reverse electron prevention layer is formed by the coating liquid as in Patent Document 3, there is a problem that local corrosion (pitting corrosion) occurs on the surface of the underlying metal substrate. Such pitting corrosion expands with time, resulting in a decrease in conversion efficiency. In particular, such pitting corrosion frequently occurs when a reverse electron prevention layer is formed on the surface of a metal substrate having a large surface roughness. Therefore, it is necessary to ensure resistance to the electrolyte and to surely prevent a decrease in conversion efficiency over time, and further improvement is required.
更に、本出願人は、先にチタン酸化物、熱処理により酸化物を形成し得るチタン化合物、分散剤及び有機溶媒を含み、該チタン酸化物は分散粒子として存在し、該チタン化合物は溶質として存在しているコーティング組成物を提案した(特許文献4参照)。このコーティング組成物によれば、これを電極基板に塗布し、次いで熱処理することにより、電極基板表面に形成された逆電子防止層と、逆電子防止層上に形成された多孔質チタン酸化物半導体からなる多孔質光電変換層とを、一段の塗布で形成することができ、生産性を著しく高めることができるという利点を有している。このコーティング組成物から得られる電極は、電解質に対する耐性が優れており、長期間の経時後においても電解質による電極基板の腐食を有効に防止することができ、このような電極についても本出願人は特許出願をしている(特願2009−152837)。 Further, the present applicant previously includes a titanium oxide, a titanium compound capable of forming an oxide by heat treatment, a dispersant and an organic solvent, wherein the titanium oxide exists as dispersed particles, and the titanium compound exists as a solute. A coating composition was proposed (see Patent Document 4). According to this coating composition, this is applied to the electrode substrate and then heat-treated to thereby form a reverse electron prevention layer formed on the electrode substrate surface, and a porous titanium oxide semiconductor formed on the reverse electron prevention layer The porous photoelectric conversion layer can be formed by one-step coating, and the productivity can be remarkably increased. The electrode obtained from this coating composition has excellent resistance to the electrolyte, and can effectively prevent corrosion of the electrode substrate by the electrolyte even after a long period of time. A patent application has been filed (Japanese Patent Application No. 2009-152837).
即ち、特許文献4に開示されているコーティング組成物から得られる電極では、多孔質光電変換層を形成している二酸化チタンの結晶粒子が、逆電子防止層中に食い込んでいるという特異的な構造を有しており、この結果、成膜時における逆電子防止層の熱収縮が緩和され、電極基板の表面が粗面である場合においても、逆電子防止層の部分的な破断が防止され、電解質による電極基板の腐食を有効に防止することが可能となる。 That is, in the electrode obtained from the coating composition disclosed in Patent Document 4, a specific structure in which the titanium dioxide crystal particles forming the porous photoelectric conversion layer bite into the reverse electron prevention layer. As a result, thermal shrinkage of the reverse electron prevention layer during film formation is relaxed, and even when the surface of the electrode substrate is rough, partial breakage of the reverse electron prevention layer is prevented, It is possible to effectively prevent the electrode substrate from being corroded by the electrolyte.
しかしながら、上記のようなコーティング組成物により得られる電極においても、電解質による電極基板の腐食、特に局部的な腐食(孔食)を安定且つ確実に防止し得るには至っていない。即ち、電極基板の電解質による腐食防止が、多孔質光電変換層中の二酸化チタン結晶粒子の逆電子防止層中への食い込みに依存しており、この食い込みの程度を安定に保持することが極めて難しく、このため、電極基板の腐食防止効果が極めて不安定なものとなっている。 However, even in the electrode obtained by the coating composition as described above, corrosion of the electrode substrate by the electrolyte, particularly local corrosion (pitting corrosion) has not been able to be stably and reliably prevented. That is, the corrosion prevention by the electrolyte of the electrode substrate depends on the penetration of the titanium dioxide crystal particles in the porous photoelectric conversion layer into the reverse electron prevention layer, and it is extremely difficult to stably maintain the degree of this penetration. For this reason, the corrosion prevention effect of the electrode substrate is extremely unstable.
従って、本発明の目的は、電解質に対する耐性に優れているばかりか、逆電子防止性にも優れた保護膜を電極基板、多孔質光電変換層が形成される金属電極基板の表面に形成することが可能な保護膜形成用のコーティング組成物を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to form a protective film that is not only excellent in resistance to an electrolyte but also excellent in reverse electron prevention on the surface of an electrode substrate and a metal electrode substrate on which a porous photoelectric conversion layer is formed. It is an object of the present invention to provide a coating composition for forming a protective film.
本発明によれば、色素増感型太陽電池における金属電極基板の保護膜の形成に使用されるコーティング組成物であって、チタンアルコキシド、チタネート重合体、エチレングリコールモノブチルエーテル及び有機溶媒を含み、前記保護膜は、非晶質の酸化チタンの連続層として形成され、かつ、該連続層中に二酸化チタンの微結晶粒状物が入り込んでいる、ことを特徴とするコーティング組成物が提供される。 According to the present invention, a coating composition used to form the protective film of a metal electrode substrate in the dye-sensitized solar cell, the titanium alkoxide, titanate polymer, ethylene glycol monobutyl ether and the organic solvent seen including, There is provided a coating composition, wherein the protective film is formed as a continuous layer of amorphous titanium oxide, and fine crystal particles of titanium dioxide are contained in the continuous layer .
本発明のコーティング組成物においては、
(1)前記チタネート重合体がテトラブチルチタネートの4量体であること、
(2)前記チタンアルコキシド100重量部当り、前記チタネート重合体が5乃至30重量部、及び前記エチレングリコールモノブチルエーテルが0.1乃至20重量部の量で含まれていること、
(3)前記チタンアルコキシドがチタンイソプロポキシドであること、
が好ましい。
In the coating composition of the present invention,
(1) The titanate polymer is a tetramer of tetrabutyl titanate,
(2) per 100 parts by weight of the titanium alkoxide, 5 to 30 parts by weight of the titanate polymer and 0.1 to 20 parts by weight of the ethylene glycol monobutyl ether;
(3) The titanium alkoxide is titanium isopropoxide,
Is preferred.
本発明の保護膜形成用コーティング組成物は、これを電極基板上に塗布し、焼成することにより保護膜を形成するが、このような保護膜は、逆電子防止特性と共に、電解質と電極基板との接触を効果的に且つ安定的に防止し、優れた腐食防止特性を有している。従って、このような電極基板表面の保護膜を介して多孔質光電変換層が形成されている色素増感型太陽電池は、整流特性が極めて良好であり、高い変換効率を示すばかりか、電解質による電極基板の腐食も長期間にわたって安定に防止されているため、経時に伴う変換効率の低下も有効に解消されている。特に、多孔質光電変換層を金属電極の粗い面上に形成する場合においても、本発明のコーティング組成物を用いて保護膜を形成しておくことにより、優れた逆電子防止効果と金属電極の腐食防止効果が長期間にわたって安定に発揮される。 The coating composition for forming a protective film of the present invention forms a protective film by applying it on an electrode substrate and baking it. The protective film has an anti-electron prevention property, an electrolyte, an electrode substrate, Is effectively and stably prevented, and has excellent corrosion prevention characteristics. Therefore, the dye-sensitized solar cell in which the porous photoelectric conversion layer is formed through such a protective film on the electrode substrate surface has extremely good rectification characteristics and high conversion efficiency. Since the corrosion of the electrode substrate is also stably prevented over a long period of time, the decrease in conversion efficiency with time is effectively eliminated. In particular, even when the porous photoelectric conversion layer is formed on the rough surface of the metal electrode, by forming a protective film using the coating composition of the present invention, an excellent reverse electron prevention effect and metal electrode can be obtained. Corrosion prevention effect is exhibited stably over a long period of time.
即ち、本発明のコーティング組成物を用いて形成される保護膜は、アルコキシ基を含む緻密な非晶質の酸化チタン成分の連続層中に二酸化チタンの微結晶粒状物が存在しているという構造を有している。かかる構造において、緻密な非晶質の酸化チタンの連続層が、電解質と電極基板との接触を防止し、電極基板の腐食防止に寄与するという性質を示し、二酸化チタンの微結晶粒状物が逆電子防止機能(整流作用)を示すのであるが、特に、非晶質連続層中に二酸化チタンの微結晶粒状物が入り込んでいるため、成膜時の熱収縮が極めて小さいという特性を有している。この結果、成膜時の熱収縮等に起因する保護膜の破断(ピンホールの形成)が有効に防止され、電解質と電極基板との接触による電極基板の腐食が安定して発揮されるのである。例えば、金属電極基板の表面が粗い面であったとしても、成膜時の熱収縮が効果的に抑制されているため、金属電極基板の表面が保護膜を突き破って露出してしまうという不都合を生じることも無く、金属基板の電解質による腐食を長期間にわたって安定且つ確実に防止することができるのである。 That is, the protective film formed using the coating composition of the present invention has a structure in which fine crystalline particles of titanium dioxide are present in a continuous layer of a dense amorphous titanium oxide component containing an alkoxy group. have. In such a structure, the dense amorphous titanium oxide continuous layer has the property that it prevents contact between the electrolyte and the electrode substrate and contributes to corrosion prevention of the electrode substrate. Although it exhibits an electronic prevention function (rectifying action), it has the characteristic that the thermal shrinkage during film formation is extremely small, especially because the fine crystalline particles of titanium dioxide are contained in the amorphous continuous layer. Yes. As a result, breakage of the protective film (pinhole formation) due to heat shrinkage or the like during film formation is effectively prevented, and corrosion of the electrode substrate due to contact between the electrolyte and the electrode substrate is stably exhibited. . For example, even if the surface of the metal electrode substrate is rough, the heat shrinkage during film formation is effectively suppressed, so that the surface of the metal electrode substrate breaks through the protective film and is exposed. It does not occur and corrosion of the metal substrate due to the electrolyte can be prevented stably and reliably over a long period of time.
<コーティング組成物>
本発明のコーティング組成物は、チタンアルコキシド(a)、チタネート重合体(b)、エチレングリコールモノブチルエーテル(c)及び有機溶媒(d)を必須成分として含有しており、特にチタンアルコキシド(a)は溶質としてコーティング組成物中に相溶している。図1を参照して、この組成物を塗布し、焼成することにより形成される保護膜50は、非晶質の連続層51と、二酸化チタンの微結晶粒状物53とを含有しており、通常、金属電極基板60の表面に形成される。保護膜50が、このような構造を有していることは、TEMによる断面観察、XRD(X線回折)、EDX(エネルギー分散X線分光法)等により確認することができる。
<Coating composition>
The coating composition of the present invention contains titanium alkoxide (a), titanate polymer (b), ethylene glycol monobutyl ether (c) and organic solvent (d) as essential components. It is compatible as a solute in the coating composition. Referring to FIG. 1, a
(a)チタンアルコキシド;
コーティング組成物中に含まれるチタンアルコキシドは、後述する熱処理(焼成)によってゲル化し、アルコキシ基を含むチタン酸化物を形成するものである。
このようなチタンアルコキシドとしては、チタンのメトキシド、エトキシド、プロポキシド、ブトキシド等の各種チタンアルコキシドを使用することができ、特に、チタンイソプロポキシドが好適であり、更に、チタンテトライソプロポキシドが最も好適に使用される。
(A) titanium alkoxide;
The titanium alkoxide contained in the coating composition is gelled by a heat treatment (firing) described later to form a titanium oxide containing an alkoxy group.
As such a titanium alkoxide, various titanium alkoxides such as titanium methoxide, ethoxide, propoxide, butoxide and the like can be used. In particular, titanium isopropoxide is preferable, and titanium tetraisopropoxide is most preferable. Preferably used.
即ち、このアルコキシ基を含むチタン酸化物は、チタンアルコキシドに由来するアルコキシ基を有しているため、酸化度が低く、柔軟な非晶質の連続層51を形成する。即ち、このような非晶質の連続層51を形成しているチタン酸化物は、例えば下記式:
TiO2・nTiOR
式中、nは正の数であり、
Rは、チタンアルコキシドに由来するアルキル基である、
で表される組成を有しており、二酸化チタン以外のチタン酸化物成分を含む非晶質の連続層となっている。かかる層51が非晶質であることは、XRDにより容易に確認することができる。
That is, since the titanium oxide containing an alkoxy group has an alkoxy group derived from titanium alkoxide, the degree of oxidation is low, and a flexible amorphous
TiO 2 · nTiOR
Where n is a positive number;
R is an alkyl group derived from titanium alkoxide,
And is an amorphous continuous layer containing a titanium oxide component other than titanium dioxide. It can be easily confirmed by XRD that the
また、上記のチタン酸化物は、二酸化チタン以外のチタン酸化物成分を含んでいるため、その酸化度は二酸化チタンよりも低く、例えばEDXにより、下記式;
X=STi/SO
式中、STiは、チタンのKα線に由来するエネルギー強度を示し、
SOは、酸素のKα線に由来するエネルギー強度を示す、
で定義されるTi/Oエネルギー強度比Xが、二酸化チタンよりもかなり低い。
Moreover, since said titanium oxide contains titanium oxide components other than titanium dioxide, the oxidation degree is lower than titanium dioxide, for example by EDX, following formula;
X = S Ti / S O
In the formula, S Ti represents the energy intensity derived from the Kα ray of titanium,
S O indicates the energy intensity derived from the oxygen Kα ray.
The Ti / O energy intensity ratio X defined by is considerably lower than that of titanium dioxide.
例えば、チタン成分として、後述するチタネート重合体(b)を使用せず、チタンアルコキシドのみを含むコーティング組成物により形成される保護膜(非晶質の連続層51のみからなり、二酸化チタンの粒状結晶53を含んでいない)のTi/Oエネルギー強度比Xは、一般に1.20乃至2.39の範囲となる。一方、チタン成分としてチタンアルコキシド及びチタネート重合体を含む本発明のコーティング組成物により形成される保護膜50のTi/Oエネルギー強度比Xは、2.00乃至2.70程度の範囲となるが、二酸化チタンのTi/Oエネルギー強度比X(2.40乃至2.80)よりも低い値となる。
For example, a titanate polymer (b), which will be described later, is not used as a titanium component, and a protective film formed of a coating composition containing only titanium alkoxide (consisting only of an amorphous
このような非晶質連続層51は緻密で且つ柔軟であり、従って、このような非晶質層51を有する保護膜50は、金属電極基板60との密着性も高く、金属電極基板60の表面に電解質が接触することを効果的に防止し、金属電極基板60に対する優れた腐食防止能を有する。
Such an amorphous
(b)チタネート重合体;
コーティング組成物中のチタネート重合体は、焼成(熱処理)による脱水縮重合によって微細な粒径(例えば30nm以下)の微結晶二酸化チタン粒子53を析出させるための成分である。
このような、チタネート重合体としては、各種のアルキルチタネートの重合体が知られているが、有機溶媒に安定に微細分散でき、上記粒径の微結晶二酸化チタン粒子を容易に析出可能であるという点でテトラブチルチタネートの重合体の4量体及び10量体が好適に使用され、特に、4量体が最も好適に使用される。
(B) titanate polymer;
The titanate polymer in the coating composition is a component for precipitating microcrystalline
As such titanate polymers, polymers of various alkyl titanates are known, but can be stably finely dispersed in an organic solvent, and microcrystalline titanium dioxide particles having the above particle diameter can be easily precipitated. In this respect, tetramer and tetramer of tetrabutyl titanate polymer are preferably used, and tetramer is most preferably used.
即ち、本発明のコーティング組成物は、かかるチタネート重合体を前述したチタンアルコキシドと共に含有しているため、図1に示されているように、非晶質連続層51の内部に微結晶二酸化チタン粒子53が分布した保護膜50を形成するのである。
That is, since the coating composition of the present invention contains such a titanate polymer together with the above-described titanium alkoxide, as shown in FIG. The
上記の微結晶二酸化チタン粒子53の形成は、TEMによる断面観察やXRDやEDXによるTi/Oエネルギー強度比Xによって確認することができる。
例えば、チタン成分として、チタネート重合体のみを含むコーティング組成物により形成される保護膜は、前述した非晶質連続層51を含んでおらず、微結晶二酸化チタン粒子53のみが連なった層となり、そのTi/Oエネルギー強度比Xは、二酸化チタンと同等のレベル(2.40乃至2.80)となる。
The formation of the microcrystalline
For example, the protective film formed by the coating composition containing only the titanate polymer as the titanium component does not include the amorphous
このような微結晶二酸化チタン粒子53の形成は、保護膜50に逆電子防止特性を付与するが、同時に、腐食防止性能を大きく向上させる。即ち、かかる二酸化チタン粒子53は硬質であり、しかも熱膨張係数も小さい。このため、成膜時の加熱による熱収縮が有効に抑制され、熱収縮によるピンホール等が保護膜50に生成することが効果的に防止されるのである。例えば、上記のような保護膜50が形成される金属電極基板60の表面が粗面である場合、成膜時における保護膜50の熱収縮が大きいと、金属電極基板60の表面が保護膜50を突き破って露出してしまうおそれがあるが、本発明では、チタネート重合体の配合により微結晶二酸化チタン粒子53が形成されているため、このような不都合を有効に回避することが可能となる。
The formation of such microcrystalline
尚、上述したチタネート重合体の代わりに、二酸化チタンの結晶粒子自体をはじめからコーティング組成物中に配合しておくことも考えられるが、この場合には、二酸化チタンの結晶粒子を連なった状態で非晶質連続層51中に存在させることができないか、或いは二酸化チタンの結晶粒子の存在により非晶質連続層51の連続性が損なわれてしまい、何れにしろ、逆電子防止性や耐腐食性が損なわれ、本発明の目的を達成することができない。
In addition, instead of the above-mentioned titanate polymer, it is conceivable to mix titanium dioxide crystal particles themselves into the coating composition from the beginning, but in this case, the titanium dioxide crystal particles are in a continuous state. It cannot be present in the amorphous
本発明において、上記のチタネート重合体は、前述したチタンアルコキシド100重量部当り5乃至30重量部、特に10乃至20重量部の量でコーティング組成物中に含まれていることが、非晶質の連続層51と二酸化チタンの結晶粒子51とをバランスよく生成させる上で好適である。即ち、この量が少なすぎると、十分な量の二酸化チタンの結晶粒子53が生成せず、従って、保護膜50の硬度が低くなり、成膜時での熱処理によって熱収縮が大きく、ピンホールの発生を生じ易くなってしまう。また、この量が多すぎると、生成する微結晶二酸化チタン粒子53の粒径が過度に粗大となってしまい、非晶質で緻密な連続層51が形成されにくく、このため、ピンホールが発生し易くなり、保護膜50の性能低下を生じてしまう。
In the present invention, the titanate polymer may be contained in the coating composition in an amount of 5 to 30 parts by weight, particularly 10 to 20 parts by weight per 100 parts by weight of the titanium alkoxide. This is suitable for producing the
(c)エチレングリコールモノブチルエーテル;
エチレングリコールモノブチルエーテルは、チタンアルコキシドの析出を防止し、チタンアルコキシドを溶質として安定に存在せしめると同時に、チタネート重合体を安定に分散させるための分散安定剤として機能するものである。
このエーテルは、下記式:
HOCH2CH2OR
式中、Rは、イソブチル基またはn−ブチル基である、
で表され、ブチルセロソルブとも称され、化学的に安定であり、それ自体有機溶媒に可溶で且つチタンアルコキシド及びチタネート重合体に対して高い親和性を有している。
(C) ethylene glycol monobutyl ether;
The ethylene glycol monobutyl ether functions as a dispersion stabilizer for stably dispersing the titanate polymer while preventing the titanium alkoxide from precipitating and allowing the titanium alkoxide to exist stably as a solute.
This ether has the following formula:
HOCH 2 CH 2 OR
In the formula, R is an isobutyl group or an n-butyl group.
And is also referred to as butyl cellosolve, is chemically stable, is itself soluble in organic solvents, and has a high affinity for titanium alkoxide and titanate polymers.
このようなエチレングリコールモノブチルエーテルは、前述したチタンアルコキシド100重量部当り0.1乃至20重量部、特に5乃至10重量部の量でコーティング組成物中に含まれていることが好適である。 Such ethylene glycol monobutyl ether is preferably contained in the coating composition in an amount of 0.1 to 20 parts by weight, particularly 5 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of the titanium alkoxide.
(d)有機溶媒;
本発明において、有機溶媒としては、前述したチタンアルコキシド(a)が溶解し、また、チタネート重合体(b)の分散媒としても使用でき、更に、エチレングリコールモノブチルエーテル(c)との親和性が高いものであれば、特に制限なく、各種のものを使用することができるが、特にスクリーン印刷等のコーティング作業に適した粘性の溶液を調製することができ、且つ加熱によって、チタン酸化物の電気特性に悪影響を与えることなく揮散できるという観点から、炭素数4以下の低級アルコール、エチルセルロース及びテルピネオールとの2種を含む混合溶媒が好適に使用される。
(D) an organic solvent;
In the present invention, as the organic solvent, the above-described titanium alkoxide (a) dissolves, and can also be used as a dispersion medium for the titanate polymer (b), and further has an affinity for ethylene glycol monobutyl ether (c). As long as it is high, various types can be used without any particular limitation. A viscous solution particularly suitable for a coating operation such as screen printing can be prepared. From the viewpoint that it can be volatilized without adversely affecting the characteristics, a mixed solvent containing two kinds of lower alcohol having 4 or less carbon atoms, ethyl cellulose and terpineol is preferably used.
特に上記の低級アルコールとしては、メタノール、エタノール、イソプロパノール及びブタノールを例示することができ、これらは、特にチタンアルコキシド(a)の溶剤として好適であり、スクリーン印刷等の高粘度塗装適性を考慮する場合は、テルピネオール及びエチルセルロースとの混合溶媒として使用することが好ましい。 In particular, examples of the lower alcohol include methanol, ethanol, isopropanol, and butanol, which are particularly suitable as a solvent for the titanium alkoxide (a), and in consideration of suitability for high viscosity coating such as screen printing. Is preferably used as a mixed solvent with terpineol and ethyl cellulose.
尚、テルピネオール(C10H18O)は、1,8−テルビンから水が1分子脱水して生じる不飽和アルコールであり、α、β及びγの3タイプのものが知られており、何れのタイプも使用できるが、一般には、α−テルピネオール(Bp:219〜221℃)、或いはα−テルピネオールを主成分とし、これにβ−テルピネオールなどの他のタイプものが混合された混合物(一般に、市販されているものは混合物である)が好適である。 Terpineol (C 10 H 18 O) is an unsaturated alcohol generated by dehydrating one molecule of water from 1,8-terbin, and three types of α, β and γ are known. A type can also be used, but generally α-terpineol (Bp: 219 to 221 ° C.) or a mixture containing α-terpineol as a main component and other types such as β-terpineol mixed (generally, commercially available) What is being done is a mixture).
また、テルピネオールは、粘稠な液体であるが、前述した低級アルコールに溶解分散させたチタンアルコキシド及びチタネート重合体との親和性が良好であり、低級アルコールと同様、加熱により、生成する二酸化チタンの電気特性に悪影響を与えることなく、容易に揮散させることができる。 Terpineol is a viscous liquid, but has good affinity with the titanium alkoxide and titanate polymer dissolved and dispersed in the lower alcohol described above. Like the lower alcohol, terpineol is heated to produce titanium dioxide. It can be easily stripped without adversely affecting the electrical properties.
さらに、エチルセルロースは、テルピネオールと同様に、チタンアルコキシド及びチタネート重合体から生成する二酸化チタンの電気特性に悪影響を与えることなく、熱処理によって容易に分解除去することができるが、特に粘度調整剤としての機能とバインダーとしての機能を有する。
従って、エチルセルロースは、他の有機溶媒と併用することが最も好ましく、例えば、低級アルコールやテルピネオールのみを有機溶媒として用いてコーティング組成物を調製したときには、コーティング組成物の粘度が極めて低粘性となり、コーティングに際してダレ等を生じ易くなってしまうが、エチルセルロースの併用により、コーティング組成物の粘度をコーティングに適した範囲に調整することができる。
In addition, ethylcellulose, like terpineol, can be easily decomposed and removed by heat treatment without adversely affecting the electrical properties of titanium dioxide produced from titanium alkoxide and titanate polymer. And functions as a binder.
Accordingly, ethyl cellulose is most preferably used in combination with another organic solvent. For example, when a coating composition is prepared using only a lower alcohol or terpineol as the organic solvent, the viscosity of the coating composition becomes extremely low, At this time, sagging or the like is likely to occur, but the combined use of ethyl cellulose can adjust the viscosity of the coating composition to a range suitable for coating.
尚、エチルセルロースとしては、種々の分子量のものが市販されているが、コーティング液をスクリーン印刷に特に適した粘度に調整するという観点から、トルエンを溶媒とし、固形分エチルセルロース濃度10%溶液の場合の粘度(25℃)が30〜50cPの範囲にあるものが好適である。 In addition, although ethyl cellulose having various molecular weights is commercially available, from the viewpoint of adjusting the coating liquid to a viscosity particularly suitable for screen printing, toluene is used as a solvent, and a solid ethylcellulose concentration 10% solution is used. What has a viscosity (25 degreeC) in the range of 30-50 cP is suitable.
本発明において有機溶媒として使用される混合溶媒は、上記のような観点から、一般に、エチルセルロース/テルピネオール(重量比)が=0.1/99.9乃至20/80、特に3乃至97の範囲で含有しているのがよく、さらに、コーティング組成物の粘度がコーティングに適した範囲(例えば25℃で15乃至500cP)となるように、適宜の量の低級アルコールを使用するのがよい。 From the above viewpoint, the mixed solvent used as the organic solvent in the present invention is generally in the range of ethyl cellulose / terpineol (weight ratio) = 0.1 / 99.9 to 20/80, particularly 3 to 97. Further, it is preferable to use an appropriate amount of lower alcohol so that the viscosity of the coating composition is in a range suitable for coating (for example, 15 to 500 cP at 25 ° C.).
<コーティング組成物の調製>
上述した各成分を含む本発明のコーティング組成物は、チタンアルコキシド(a)を溶質として安定に存在させるために、チタネート重合体(b)が分散した分散液と、チタンアルコキシド(a)が溶解した溶液とを別個に調製した後、これらの分散液と溶液とを混合することにより調製するのがよい。各成分を一挙に混合すると、チタンアルコキシド(a)が凝集した状態で析出してしまうおそれがあり、このような場合には、均質な保護膜50を形成することが困難となってしまうからである。
<Preparation of coating composition>
In the coating composition of the present invention containing the above-described components, in order for titanium alkoxide (a) to exist stably as a solute, the dispersion in which titanate polymer (b) was dispersed and titanium alkoxide (a) were dissolved. The solution is preferably prepared separately and then mixed by mixing these dispersions with the solution. If the components are mixed all at once, the titanium alkoxide (a) may be precipitated in an aggregated state. In such a case, it becomes difficult to form a uniform
この場合において、チタネート重合体(b)の分散液は、チタネート重合体(b)と分散安定剤であるエチレングリコールモノブチルエーテル(c)とを、前述した有機溶媒の一部とともに、所定の量割合で混合し、攪拌することにより調製される。
また、チタンアルコキシド(a)の溶液は、残りの有機溶媒に所定の量比で混合し、攪拌することにより調製される。
このようにして調製されたチタネート重合体の分散液とチタンアルコキシド溶液とを混合することにより、本発明のコーティング組成物が得られる。
In this case, the titanate polymer (b) dispersion comprises a titanate polymer (b) and a dispersion stabilizer, ethylene glycol monobutyl ether (c), together with a part of the organic solvent described above, in a predetermined amount ratio. Prepared by mixing and stirring.
A solution of titanium alkoxide (a) is prepared by mixing the remaining organic solvent in a predetermined amount ratio and stirring.
The coating composition of the present invention can be obtained by mixing the thus prepared titanate polymer dispersion and the titanium alkoxide solution.
<保護膜50の形成>
本発明のコーティング組成物を、金属電極基板60の表面に塗布し、熱処理(焼成)を行うことにより図1で示す保護膜50を形成することができる。即ち、この熱処理によって有機溶媒が揮散、熱分解等により除去され、更に、ゲル化や酸化分解等によりチタン酸化物成分が生成し、生成したチタン酸化物成分の一部が焼結してピンホールの無い逆電子防止能を有する緻密なチタン酸化物系の保護膜50が得られる。
<Formation of
The
上述したコーティング液の塗布は、スクリーン印刷により行うことが出来るが、勿論、生産性等を考慮しないのであれば、スプレー噴霧、刷毛塗り、スピンコート、ディピング等公知の手段を採用することができるが、効率よく、連続的に塗布を行うという点でスクリーン印刷が適用される。 The coating liquid can be applied by screen printing. Of course, if productivity is not taken into consideration, publicly known means such as spraying, brushing, spin coating, and dipping can be employed. Screen printing is applied in terms of efficient and continuous application.
塗布後の熱処理は、用いるチタン化合物の種類によっても異なるが、本発明のコーティン組成物においては、300℃乃至600℃の高温に10乃至180分間塗膜を加熱保持すればよい。 The heat treatment after coating varies depending on the type of titanium compound used, but in the coating composition of the present invention, the coating film may be heated and held at a high temperature of 300 ° C. to 600 ° C. for 10 to 180 minutes.
上記のようにして形成される保護膜50は、一般に、その厚みが5乃至500nm、特に50乃至200nmの範囲にあるのがよく、このような厚みの保護膜50が形成されるようにコーティング液の塗布量が調整されることとなる。即ち、保護膜50の厚みが厚いと、絶縁膜化してしまい、電極としての機能が損なわれてしまい、電池として機能しなくなる恐れがある。更には、ピンホールなどの欠陥の発生により、耐久性が損なわれてしまい、電池とした時に電解質層からの電解液により金属電極基板60が腐食し、経時により変換効率の低下を生じるようになってしまう。また、その厚みが薄すぎると、整流障壁としての機能が損なわれ、逆電流の発生により、変換効率の低下を生じてしまう恐れが生じる。
The
なお、上述した保護膜50は、金属電極基板60の上に直接形成することもできるが、前述した緻密な非晶質酸化チタンの連続層51のみからなる層或いは微結晶二酸化チタン粒子53からなる粒状層を適宜の厚みで形成し、その上に、保護膜50を形成することにより、電解質に対する腐食防止能をさらに高めることもできる。
この場合において、保護膜50の下に形成される非晶質酸化チタンの連続層51のみからなる層は、本発明のコーティング組成物からチタネート重合体(b)を除いた組成のコーティング組成物により形成することができ、微結晶ニ酸化チタン粒子53からなる粒状層は、本発明のコーティング組成物からチタンアルコキシド(a)を除いた組成のコーティング組成物により形成することができる。
また、金属電極基板60の表面に、特開2008−53165号などに開示されている化成処理膜(逆電子防止機能を有している)を形成し、この上に、本発明のコーティング組成物を用いて保護膜50を形成することも可能である。
The above-described
In this case, the layer composed only of the amorphous titanium oxide
Further, a chemical conversion treatment film (having a reverse electron prevention function) disclosed in JP 2008-53165 A is formed on the surface of the
<電極及びその製造>
図2を参照して、前述した本発明のコーティング組成物により形成された保護膜50を有する金属電極基板60は、その保護膜50の上に多孔質光電変換層13を設けることにより、色素増感型太陽電池の負極15として使用される。
<Electrode and its production>
Referring to FIG. 2, the
上記の金属電極基板60としては、低電気抵抗の金属材料から形成されたものであれば特に制限されないが、一般的には、6×10−6Ω・m以下の比抵抗を有する金属乃至合金、例えばアルミニウム、鉄(スチール)、ステンレススチール、銅、ニッケルなどが使用される。また、金属電極基板60の厚みは特に制限されず、適度な機械的強度が保持される程度の厚みを有していればよい。また、生産性を考慮しないのであれば、金属電極基板60は、例えば蒸着等により、樹脂フィルム等に形成されていてもよい。勿論、この樹脂フィルム等の基材は透明である必要はない。
The
尚、図2から理解されるように、多孔質光電変換層13は、発電領域Xとなる部分に形成されるものであり、その周囲が発電に関与しない封止領域Yとなる。
As understood from FIG. 2, the porous
この多孔質光電変換層13は、酸化物半導体の多孔質層に色素を担持させたものである。
この酸化物半導体としては、例えば、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、ストロンチウム、タンタル、クロム、モリブデン、タングステンなどの金属の酸化物、或いはこれら金属を含有する複合酸化物、例えばSrTiO3、CaTiO3などのペロブスカイト型酸化物などを例示することができる。これらの中でも、容易に入手でき且つ高い変換効率を得ることができるという点で二酸化チタンが好ましく、特に、アナターゼ型或いはブルーカイト型の二酸化チタンが最も好適である。
また、このような多孔質光電変換層13の厚みは、通常、3乃至15μm程度である。
This porous
Examples of the oxide semiconductor include oxides of metals such as titanium, zirconium, hafnium, strontium, tantalum, chromium, molybdenum, and tungsten, or composite oxides containing these metals, such as perovskites such as SrTiO 3 and CaTiO 3. A type oxide etc. can be illustrated. Among these, titanium dioxide is preferable in that it can be easily obtained and high conversion efficiency can be obtained, and anatase type or brookite type titanium dioxide is particularly preferable.
Moreover, the thickness of the porous
上記のような酸化物半導体の多孔質層は、色素を担持させるため、例えば、アルキメデス法による相対密度が50乃至90%、特に50乃至70%程度であることが好ましく、これにより、大きな表面積を確保し、有効量の色素を担持させることができる。 The oxide semiconductor porous layer as described above preferably has a relative density of, for example, about 50 to 90%, particularly about 50 to 70% by the Archimedes method in order to support the dye, thereby increasing the surface area. Ensure and carry an effective amount of dye.
色素を担持させる酸化物半導体の多孔質層を形成するためには、例えば、上述した酸化物半導体の微粒子を、有機溶媒やキレート反応性を有する有機化合物に分散させてペースト状のコーティング組成物、或いは、該酸化物半導体の微粒子をチタンアルコキシド(例えばテトライソプロポキシチタンなど)等のバインダー成分とともに有機溶媒中に分散させたペースト状のコーティング組成物を調製する。これらのコーティング組成物は、前述した本発明のコーティング組成物と同様の粘度を有している。 In order to form a porous layer of an oxide semiconductor that supports a dye, for example, the above-described oxide semiconductor fine particles are dispersed in an organic solvent or an organic compound having a chelate reactivity to form a paste-like coating composition, Alternatively, a paste-like coating composition is prepared in which fine particles of the oxide semiconductor are dispersed in an organic solvent together with a binder component such as titanium alkoxide (for example, tetraisopropoxy titanium). These coating compositions have the same viscosity as the coating composition of the present invention described above.
例えば、酸化物半導体の多孔質層形成用のコーティング組成物を、スクリーン印刷等の手段により前述した本発明のコーティング組成物の塗布層(焼付け前の層)に塗布し、所定の温度(例えば600℃以下)で、前述した相対密度となる程度の時間、焼成することにより、保護膜50と同時に、色素を担持させる酸化物半導体の多孔質層を容易に形成することができる。
即ち、焼成により、上記バインダー成分のゲル化(脱水縮合)により形成されたTiO2ゲルが半導体微粒子同士を接合し、多孔質化される。また、多孔質化と同時に、前述した保護膜50が形成されることとなる。
For example, a coating composition for forming a porous layer of an oxide semiconductor is applied to the coating layer (layer before baking) of the coating composition of the present invention described above by means such as screen printing, and a predetermined temperature (for example, 600). The porous layer of the oxide semiconductor that supports the dye can be easily formed simultaneously with the
That is, by firing, the TiO 2 gel formed by the gelation (dehydration condensation) of the binder component joins the semiconductor fine particles and becomes porous. Moreover, the
本発明のコーティング組成物を用いて保護膜50を形成する場合には、上記のようにして酸化物半導体の多孔質層を形成するに際して、保護膜50の熱収縮が有効且つ確実に防止されているため、熱収縮による保護膜50の破断によるピンホールの発生が有効に防止され、従って、かかる保護膜50による電解質に対する優れた耐性や逆電子防止能が安定して発揮されることとなるわけである。
When forming the
上記のようにして得られた酸化物半導体の多孔質層への色素の担持は、多孔質層に色素溶液を接触させることにより行われ、吸着処理時間(浸漬時間)は、通常、30分〜24時間程度であり、吸着後、乾燥して色素溶液の溶媒を除去することにより、表面及び内部に増感色素が吸着担持された多孔質光電変換層13が得られる。
The loading of the dye in the porous layer of the oxide semiconductor obtained as described above is performed by bringing the dye solution into contact with the porous layer, and the adsorption treatment time (immersion time) is usually from 30 minutes to 30 minutes. It is about 24 hours, and after adsorption, the porous
用いる色素は、増感色素として機能し得るものであり、カルボキシレート基、シアノ基、ホスフェート基、オキシム基、ジオキシム基、ヒドロキシキノリン基、サリチレート基、α−ケト−エノール基などの結合基を有するそれ自体公知のものが使用される。例えばルテニウム錯体、オスミウム錯体、鉄錯体などを何ら制限なく使用することができる。特に幅広い吸収帯を有するなどの点で、ルテニウム−トリス(2,2’−ビスピリジル−4,4’−ジカルボキシラート)、ルテニウム−シス−ジアクア−ビス(2,2’−ビスピリジル−4,4’−ジカルボキシラート)などのルテニウム系錯体が好適である。このような増感色素の色素溶液は、溶媒としてエタノールやブタノールなどのアルコール系有機溶媒を用いて調製され、その色素濃度は、通常、3×10−4乃至5×10−4mol/L程度とするのがよい。 The dye used can function as a sensitizing dye, and has a linking group such as a carboxylate group, a cyano group, a phosphate group, an oxime group, a dioxime group, a hydroxyquinoline group, a salicylate group, and an α-keto-enol group. Those known per se are used. For example, a ruthenium complex, an osmium complex, an iron complex, etc. can be used without any limitation. Ruthenium-tris (2,2′-bispyridyl-4,4′-dicarboxylate), ruthenium-cis-diaqua-bis (2,2′-bispyridyl-4,4) in that it has a particularly broad absorption band. Ruthenium-based complexes such as' -dicarboxylate) are preferred. Such a dye solution of a sensitizing dye is prepared using an alcohol-based organic solvent such as ethanol or butanol as a solvent, and the dye concentration is usually about 3 × 10 −4 to 5 × 10 −4 mol / L. It is good to do.
上記のようにして金属電極基板60表面の保護膜50上に多孔質光電変換層13を設けることにより、負極15が形成されることとなる。
尚、かかる多孔質層光電変換層13は、保護膜50の上に直接形成されるが、場合によっては、前述した緻密な非晶質酸化チタンの連続層51のみからなる層或いは微結晶二酸化チタン粒子53からなる粒状層を適宜の厚みで形成し、その上に、多孔質光電変換層13を形成することもできる。即ち、保護膜50と多孔質光電変換層13との間に、上記のような層を介在させることにより、電解質に対する腐食防止能をさらに高めることができる。
By providing the porous
The porous
上記のようにして形成される負極15には、図2に示されているように、電解質層20を間に挟んで対極1(透明電極)が配置される。この対極1は、透明基板3の表面に透明導電膜5及び電子還元性導電層7が形成されたものであり、このようにして対極1を負極15に対向して配置することにより、色素増感型太陽電池が得られる。
In the
透明基板3は、高い光透過性を有していればよく、例えば透明ガラスや透明樹脂フィルムなどから形成される。その厚みや大きさは、最終的に形成される色素増感太陽電池の用途に応じて適宜決定される。 The transparent substrate 3 only needs to have high light transmittance, and is formed of, for example, transparent glass or a transparent resin film. The thickness and size are appropriately determined according to the intended use of the dye-sensitized solar cell to be finally formed.
また、上記の透明導電膜5上に形成される電子還元導電層7は、一般に白金の薄層からなり、透明導電膜5に流れ込んだ電子を電解質層20に速やかに移行せしめる機能を有するものである。このような電子還元導電層7は、光透過性が損なわれないように、その平均厚みが0.1乃至1.5nm程度となるように蒸着により薄く形成される。
The electron reduction conductive layer 7 formed on the transparent
上記のようにして負極15と透明な対極1(正極)は、電解質層20を間に挟んで対峙しており、電解質層20と色素で増感された多孔質光電変換層13とによって発電領域Xが形成されることとなる。
As described above, the
電解質層20は、公知の太陽電池と同様、リチウムイオン等の陽イオンや塩素イオン等の陰イオンを含む種々の電解質溶液により形成される。また、この電解質20中には、酸化型構造及び還元型構造を可逆的にとり得るような酸化還元対を存在させることが好ましく、このような酸化還元対としては、例えばヨウ素−ヨウ素化合物、臭素−臭素化合物、キノン−ヒドロキノンなどを挙げることができる。
The
上記の電解質層20は、図2に示されているように、発電領域Xの周縁に位置する封止領域Yに設けられる封止材30により封止され、電極間からの液の漏洩が防止されることとなるわけである。一般に、このような電解質層20の厚みは、最終的に形成される電池の大きさによっても異なるが、通常、10乃至50μm程度である。
As shown in FIG. 2, the
封止材30としては、ヒートシール可能な各種の熱可塑性樹脂乃至熱可塑性エラストマー、例えば、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ1−ブテン、ポリ4−メチル−1−ペンテン、或いはエチレン、プロピレン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン等のα−オレフィン同士のランダム乃至ブロック共重合体等のポリオレフィン系樹脂;エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体等のエチレン−ビニル化合物共重合体樹脂;ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ABS、α−メチルスチレン−スチレン共重合体等のスチレン系樹脂;ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸メチル等のビニル系樹脂;ナイロン6、ナイロン6−6、ナイロン6−10、ナイロン11、ナイロン12等のポリアミド樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂;ポリカーボネート;ポリフェニレンオキサイド;カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースなどのセルロース誘導体;酸化澱粉、エーテル化澱粉、デキストリンなどの澱粉;及びこれらの混合物からなる樹脂;などが使用される。
As the sealing
即ち、封止材30は、上記の熱可塑性樹脂等を用いての押出成形、射出成形等によって、例えば、封止領域Yに対応する幅のリング形状に成形するにより得られ、この封止材30を、互いに対抗して配置された負極15と対極1との間に挟んだ状態でヒートシール(加熱圧着)することにより、負極15と対極1とが接合され、次いで、この封止材30に注入管を挿入し、該注入管を介して、両電極基板の間の空間内に、電解質層20を形成する電解質溶液を注入することにより、図2に示す構造の色素増感太陽電池を得ることができる。
That is, the sealing
尚、透明基板3として透明樹脂フィルムなどを用いるときには、例えば負極15と対極1との3方を封止剤30でシールし、次いでシールされていない開口部から電解質液を充填し、最後に、開口部を封止剤30で完全に封止することによっても図2に示す構造の色素増感太陽電池を作製することができる。
When using a transparent resin film or the like as the transparent substrate 3, for example, three sides of the
このようにして形成される色素増感太陽電池では、透明な対極1側から可視光を照射することにより、多孔質光電変換層13中の色素が励起され、基底状態から励起状態へと遷移し、励起された色素の電子が、多孔質光電変換層13中の伝導帯へ注入され、金属電極基板60を介して外部回路(図示せず)を通って対極1に移動する。対極1に移動した電子は、電解質層20中のイオンによって運ばれ、色素に戻る。このような過程の繰り返しにより電気エネルギーが取り出され、発電が行われることとなる。即ち、かかる太陽電池では、本発明のコーティング組成物を用いて金属電極基板60と多孔質光電変換層13との間に、逆電子防止層(整流障壁)として機能し且つ電解質と金属電極基板60との接触を防止する保護膜50が形成されているため、逆電流が有効に防止され且つ金属電極基板60の腐食等も確実に防止され、この結果、高い変換効率を安定して得ることができ、例えば、経時による変換効率の低下も有効に防止することができる。
In the dye-sensitized solar cell formed in this way, the dye in the porous
本発明の優れた効果を次の実験例で説明する。
尚、以下の例において、電極基板として使用されるアルミニウム基板の上に形成される各層の厚みの測定及びTi/Oエネルギー強度比Xの測定は、以下の方法により行った。
The excellent effects of the present invention will be described in the following experimental examples.
In the following examples, the measurement of the thickness of each layer formed on the aluminum substrate used as the electrode substrate and the measurement of the Ti / O energy intensity ratio X were performed by the following methods.
<非晶質連続層、保護膜、粒状結晶層及び多孔質光電変換層の厚みの測定>
これらの層の厚みの測定は、走査型電子顕微鏡によるSEM観察、及び電解放射型透過分析電子顕微鏡によるTEM観察により、実施した。
<Measurement of thickness of amorphous continuous layer, protective film, granular crystal layer and porous photoelectric conversion layer>
The thicknesses of these layers were measured by SEM observation using a scanning electron microscope and TEM observation using an electrolytic emission transmission analysis electron microscope.
<Ti/Oエネルギー強度比Xの測定>
加工装置として、収束イオン加工装置(低加速FIB/SEM複合装置;SIINT製XVison 200DB)を用い、さらにEDX分析装置として、エネルギー分散型X線分光分析装置(EDAX製 γ−TEM)を用いた。
即ち、上記の収束イオン加工装置を用いて、測定の対象となる層の超薄切片を作製し、その後、その超薄切片をEDX分析装置によって、元素分析を実施することにより、Ti/Oエネルギー強度比Xを測定した。
<Measurement of Ti / O energy intensity ratio X>
As a processing apparatus, a focused ion processing apparatus (low acceleration FIB / SEM combined apparatus; XINT 200DB manufactured by SIINT) was used, and further, an energy dispersive X-ray spectrometer (γ-TEM manufactured by EDAX) was used as an EDX analysis apparatus.
That is, by using the above focused ion processing apparatus, an ultrathin slice of a layer to be measured is prepared, and then the ultrathin slice is subjected to elemental analysis by an EDX analyzer, thereby obtaining Ti / O energy. The intensity ratio X was measured.
<実施例1>
(コーティング組成物の調製)
チタンイソプロポキシドを主剤とし、溶媒として、テルピネオールとエチルセルロースを2/98の重量比の混合溶媒、安定化剤としてブチルセロソルブを20重量%添加して、チタンアルコキシド溶液(非晶質連続層形成用ペースト)を調製した。
また、テトラブチルチタネート4量体を主剤とし、溶媒として、テルピネオールとエチルセルロースを2/98の重量比の混合溶媒、安定化剤としてブチルセロソルブを20重量%添加して、チタネート分散液(粒状結晶層形成用ペースト)を調製した。
次いで、上記のチタンアルコキシド溶液とチタネート分散液とを30/70の重量比で混合して、本発明の保護膜用コーティング組成物を調製した。
<Example 1>
(Preparation of coating composition)
A titanium alkoxide solution (a paste for forming an amorphous continuous layer) containing titanium isopropoxide as a main component, terpineol and ethyl cellulose as a solvent in a mixed solvent ratio of 2/98 by weight, and butyl cellosolve as a stabilizer in an amount of 20% by weight. ) Was prepared.
Further, a tetrabutyl titanate tetramer as a main agent, a solvent mixture of terpineol and ethyl cellulose in a weight ratio of 2/98 as a solvent, and 20% by weight of butyl cellosolve as a stabilizer are added to form a titanate dispersion (particulate crystal layer formation). Preparation paste) was prepared.
Subsequently, the titanium alkoxide solution and the titanate dispersion were mixed at a weight ratio of 30/70 to prepare a coating composition for a protective film of the present invention.
(多孔質光電変換層形成用ペーストの調製)
球状の粒径30nmと多面体状の粒径15nmの市販TiO2粒子2種類を主剤とし、溶媒として、エタノールをペースト中70重量%の量、分散剤として、酢酸をペースト中0.05%の量で含むTiO2ペーストを調製した。
(Preparation of porous photoelectric conversion layer forming paste)
Two types of commercially available TiO 2 particles having a spherical particle size of 30 nm and a polyhedral particle size of 15 nm are used as a main agent, ethanol is used in an amount of 70% by weight in the paste, and dispersant is used in an amount of 0.05% in the paste. A TiO 2 paste containing was prepared.
(電極の作製)
次いで、金属基板として、市販のアルミニウム板(厚み0.3mm)を用意し、このアルミニウム板上に、粒状結晶層形成用ペースト(チタネート分散液)、保護膜形成用コーティング組成物、非晶質連続層形成用ペースト(チタンアルコキシド溶液)、多孔質光電変換層形成用ペーストの順番で塗布し、その後、450℃で30分間焼成して、電極を作製した。
(Production of electrodes)
Next, a commercially available aluminum plate (thickness 0.3 mm) is prepared as a metal substrate, and on this aluminum plate, a granular crystal layer forming paste (titanate dispersion), a protective film forming coating composition, an amorphous continuous A layer forming paste (titanium alkoxide solution) and a porous photoelectric conversion layer forming paste were applied in this order, and then fired at 450 ° C. for 30 minutes to produce an electrode.
上記電極の断面について、透過型電子顕微鏡(TEM)によるHAADF像により観察したところ、アルミ基板上には、粒状結晶酸化チタン層(粒状結晶層)、非晶質連続層中に粒状結晶が存在している保護膜、非晶質酸化チタン層(非晶質連続層)、多孔質光電変換層が形成されていることが確認された。また、各層の厚みは、アルミ基板直上層から順番に、約100nm、約50nm、約100nm、約10μmであった。
また、上記の保護膜及び粒状結晶層における微結晶二酸化チタン粒子の粒径は15nm以下であった。
さらに、各層上記式Ti/Oのエネルギー強度比を測定したところ、アルミ基板直上層から順番に平均値として、2.53、2.31、1.89であった。
When the cross section of the electrode was observed with a HAADF image by a transmission electron microscope (TEM), granular crystals were present in the granular crystalline titanium oxide layer (granular crystalline layer) and the amorphous continuous layer on the aluminum substrate. It was confirmed that a protective film, an amorphous titanium oxide layer (amorphous continuous layer), and a porous photoelectric conversion layer were formed. The thickness of each layer was about 100 nm, about 50 nm, about 100 nm, and about 10 μm in order from the layer immediately above the aluminum substrate.
The particle diameter of the microcrystalline titanium dioxide particles in the protective film and the granular crystal layer was 15 nm or less.
Furthermore, when the energy intensity ratio of the above-mentioned formula Ti / O was measured for each layer, the average values were 2.53, 2.31, and 1.89 in order from the layer immediately above the aluminum substrate.
さらに、純度99.5%のエタノールに分散させたルテニウム錯体色素からなる色素溶液中に、上記の多孔質光電変換層を24時間漬浸させ、次いで乾燥することにより、負極を得た。尚、用いたルテニウム錯体色素は、下記式で表される。
[Ru(dcbpy)2(NCS)2]・2H2O
Further, the porous photoelectric conversion layer was immersed in a dye solution composed of a ruthenium complex dye dispersed in ethanol having a purity of 99.5% for 24 hours, and then dried to obtain a negative electrode. The ruthenium complex dye used is represented by the following formula.
[Ru (dcbpy) 2 (NCS) 2 ] · 2H 2 O
(色素増感型太陽電池の作製及び評価)
一方、白金を蒸着したITO/PENフィルムで構成される対向電極(正極)を用意した。この対向電極と上記で作製した負電極との間に電解質液を挟みこんで色素増感型太陽電池を作製した。
尚、電解質液としては、LiI/I2(0.5mol/0.025mol)をメトキシプロピオニトリルに溶かしたものに4−tert−ブチルピリジンを添加したものを用いた。
得られた電池を、室温環境下にて保管し、1000時間後に確認したところ、腐食は未発現であり、変換効率の低下もなかった。
(Production and evaluation of dye-sensitized solar cell)
On the other hand, a counter electrode (positive electrode) composed of an ITO / PEN film deposited with platinum was prepared. A dye-sensitized solar cell was manufactured by sandwiching an electrolyte solution between the counter electrode and the negative electrode prepared above.
As the electrolyte solution, used was added 4-tert-butylpyridine LiI / I 2 a (0.5 mol / 0.025 mol) to those dissolved in methoxypropionitrile.
The obtained battery was stored in a room temperature environment and checked after 1000 hours. As a result, corrosion was not developed and there was no decrease in conversion efficiency.
<実施例2>
アルミニウム板上に、直接保護膜コーティング組成物を塗布し、且つこの塗布層上に多孔質光電変換層形成用ペーストを塗布し、アルミニウム基板上に保護膜を介して多孔質光電変換層を形成した以外は、実施例1と同様にして電極を作製した。
<Example 2>
The protective film coating composition was directly applied on the aluminum plate, and the porous photoelectric conversion layer forming paste was applied on the applied layer, and the porous photoelectric conversion layer was formed on the aluminum substrate via the protective film. Except for the above, an electrode was produced in the same manner as in Example 1.
上記電極の断面について、透過型電子顕微鏡(TEM)によるHAADF像により観察したところ、アルミ基板直上の保護膜は、非晶質連続層中に粒状結晶が分布した酸化チタン層であり、該層中の微結晶二酸化チタン粒子の粒径は15nm以下であった。
また、この保護膜の厚みは、約50nmであり、その上の多孔質光電変換層の厚みは、約10μmであった。
さらに、保護膜におけるTi/Oのエネルギー強度比を測定したところ2.33であり、多孔質光電変換層では2.69であった。
When the cross section of the electrode was observed with a HAADF image by a transmission electron microscope (TEM), the protective film immediately above the aluminum substrate was a titanium oxide layer in which granular crystals were distributed in an amorphous continuous layer, The particle size of the microcrystalline titanium dioxide particles was 15 nm or less.
Moreover, the thickness of this protective film was about 50 nm, and the thickness of the porous photoelectric converting layer on it was about 10 micrometers.
Furthermore, when the Ti / O energy intensity ratio in the protective film was measured, it was 2.33, and in the porous photoelectric conversion layer, it was 2.69.
次いで、実施例1と同様に電池を作製し、室温環境下にて保管し、1000時間後に確認したところ、腐食は未発現であり、変換効率の低下もなかった。 Next, a battery was prepared in the same manner as in Example 1, stored in a room temperature environment, and confirmed after 1000 hours. As a result, corrosion was not developed and there was no decrease in conversion efficiency.
<比較例1>
実施例1において、保護膜形成用のコーティング組成物を使用せず、粒状結晶酸化チタン層(粒状結晶層)、非晶質酸化チタン層(非晶質連続層)及び多孔質光電変換層を、この順にアルミニウム基板上に形成した以外は、実施例1と同様にして電極を作製した。
<Comparative Example 1>
In Example 1, without using a coating composition for forming a protective film, a granular crystalline titanium oxide layer (granular crystalline layer), an amorphous titanium oxide layer (amorphous continuous layer), and a porous photoelectric conversion layer, An electrode was produced in the same manner as in Example 1 except that the electrodes were formed on the aluminum substrate in this order.
上記電極の断面について、透過型電子顕微鏡(TEM)によるHAADF像により観察したところ、アルミ基板上の非晶質酸化チタンの層に、部分的にクラックが発生していた。これは、非晶質酸化チタン層の熱収縮による内部歪みの影響によるものであると考えられる。 When the cross section of the electrode was observed with a HAADF image by a transmission electron microscope (TEM), cracks were partially generated in the amorphous titanium oxide layer on the aluminum substrate. This is considered to be due to the influence of internal strain due to thermal shrinkage of the amorphous titanium oxide layer.
50:保護膜
51:非晶質酸化チタン連続層
53:酸化チタン粒状結晶層
60:金属電極基板
50: Protective film 51: Amorphous titanium oxide continuous layer 53: Titanium oxide granular crystal layer 60: Metal electrode substrate
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010274688A JP5617583B2 (en) | 2010-12-09 | 2010-12-09 | Coating composition used for forming a protective film on a metal electrode substrate |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010274688A JP5617583B2 (en) | 2010-12-09 | 2010-12-09 | Coating composition used for forming a protective film on a metal electrode substrate |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012124055A JP2012124055A (en) | 2012-06-28 |
JP5617583B2 true JP5617583B2 (en) | 2014-11-05 |
Family
ID=46505283
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010274688A Expired - Fee Related JP5617583B2 (en) | 2010-12-09 | 2010-12-09 | Coating composition used for forming a protective film on a metal electrode substrate |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5617583B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101773124B1 (en) | 2015-09-24 | 2017-08-30 | 국민대학교 산학협력단 | Method of manufacture of dye-sensitized solar cell |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003100357A (en) * | 2001-09-20 | 2003-04-04 | Fuji Photo Film Co Ltd | Manufacturing method of photoelectric conversion element, photoelectric conversion element, and photoelectric cell |
JP5332358B2 (en) * | 2008-07-08 | 2013-11-06 | 東洋製罐株式会社 | Coating solution for reverse electron prevention layer formation |
WO2010117062A1 (en) * | 2009-04-09 | 2010-10-14 | 東洋製罐株式会社 | Electrode used in dye-sensitized solar cell, and coating composition used for producing the electrode |
JP5458694B2 (en) * | 2009-06-26 | 2014-04-02 | 東洋製罐株式会社 | Electrodes used in dye-sensitized solar cells |
JP5601007B2 (en) * | 2009-04-09 | 2014-10-08 | 東洋製罐株式会社 | Coating composition for forming porous photoelectric conversion layer and method for forming porous photoelectric conversion layer |
JP2011210672A (en) * | 2010-03-30 | 2011-10-20 | Toyo Seikan Kaisha Ltd | Method of manufacturing negative electrode for dye-sensitized solar cell |
-
2010
- 2010-12-09 JP JP2010274688A patent/JP5617583B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101773124B1 (en) | 2015-09-24 | 2017-08-30 | 국민대학교 산학협력단 | Method of manufacture of dye-sensitized solar cell |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012124055A (en) | 2012-06-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2190056B1 (en) | Dye-sensitized solar cell | |
KR101470680B1 (en) | Dye-sensitized solar cell and electrode substrate therefor, method of producing an electrode substrate, and paste for forming a semiconductor porous layer | |
Huang et al. | Solution-based synthesis of ultrasmall Nb2O5 nanoparticles for functional thin films in dye-sensitized and perovskite solar cells | |
JP5458694B2 (en) | Electrodes used in dye-sensitized solar cells | |
JP5266524B2 (en) | Electrode substrate for dye-sensitized solar cell and dye-sensitized solar cell | |
JP5168854B2 (en) | Semiconductor fine particle paste | |
WO2010117062A1 (en) | Electrode used in dye-sensitized solar cell, and coating composition used for producing the electrode | |
JP5332358B2 (en) | Coating solution for reverse electron prevention layer formation | |
JP5135737B2 (en) | Dye-sensitized solar cell | |
JP2008152949A (en) | Titanium oxide film, semiconductor electrode, and dye-sensitized solar cell | |
JP5617583B2 (en) | Coating composition used for forming a protective film on a metal electrode substrate | |
JP5140964B2 (en) | Back-illuminated dye-sensitized large-scale solar cell | |
JP5109308B2 (en) | Dye-sensitized solar cell | |
JP4807020B2 (en) | Method for producing binder composition for dispersing semiconductor fine particles | |
JP5601007B2 (en) | Coating composition for forming porous photoelectric conversion layer and method for forming porous photoelectric conversion layer | |
JP2010020938A (en) | Dye-sensitized solar battery | |
JP5396757B2 (en) | Coating composition for forming electron reducing layer and method for forming electron reducing layer | |
JP5286496B2 (en) | Semiconductor porous layer forming paste | |
JP5736721B2 (en) | Semiconductor electrode substrate and electrode used in dye-sensitized solar cell | |
JP5109309B2 (en) | Dye-sensitized solar cell | |
JP2009129574A (en) | Dye-sensitized solar cell | |
JP2010080090A (en) | Negative electrode substrate used for pigment sensitized solar battery | |
JP4608897B2 (en) | Method for producing negative electrode in dye-sensitized solar cell | |
JP4635447B2 (en) | Semiconductor fine particle paste | |
JP2011210672A (en) | Method of manufacturing negative electrode for dye-sensitized solar cell |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20130513 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20130523 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20131120 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140523 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140610 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140731 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140819 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140901 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5617583 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |