JP6243751B2 - 光電変換層用組成物及び光電変換素子 - Google Patents
光電変換層用組成物及び光電変換素子 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6243751B2 JP6243751B2 JP2014032890A JP2014032890A JP6243751B2 JP 6243751 B2 JP6243751 B2 JP 6243751B2 JP 2014032890 A JP2014032890 A JP 2014032890A JP 2014032890 A JP2014032890 A JP 2014032890A JP 6243751 B2 JP6243751 B2 JP 6243751B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photoelectric conversion
- semiconductor
- composition
- acid
- dye
- 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.)
- Active
Links
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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Hybrid Cells (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
本発明の組成物は、半導体及び複数のイオン性基を有するイオン性低分子化合物を少なくとも含む。このような組成物は、後述するように、特に、光電変換素子を構成する光電変換層(又は電極を構成する光電変換層)を形成するための組成物として有用である。
半導体は、光電変換可能である限り特に制限されず、有機半導体であってもよいが、耐久性などの点から、無機半導体が好ましく、通常、金属酸化物で構成されている。
本発明では、前記半導体に対して、複数のイオン性基を有するイオン性低分子化合物を組み合わせることにより、半導体を導電性基板に密着できるとともに、光電変換効率も向上できる。この理由は、明確ではないが、低分子化合物がイオン性基により電荷を輸送する機能を有するとともに、半導体の分散安定性に寄与し、かつ光電変換に悪影響を及ぼさない低分子であるためであると推定できる。
本発明の組成物は、さらに色素を含んでいてもよい。色素を含有させると、色素増感型の光電変換層又は色素増感型の光電変換素子(色素増感太陽電池など)を効率よく形成できる。
本発明の組成物は、溶媒を含む組成物(コーティング組成物)であってもよい。溶媒としては、特に限定されず、有機溶媒[例えば、アルコール系溶媒(例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノールなどのアルカノール類)、芳香族系溶媒(例えば、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類)、エステル系溶媒(例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルモノアセテートなどの酢酸エステル類)、ラクトン系溶媒(β−プロピオラクトン、γ−ブチロラクトン、σ−バレロラクトン、ε−カプロラクトンなどのラクトン類)、ケトン系溶媒(例えば、アセトンなどの鎖状ケトン類;シクロヘキサノンなどの環状ケトン類)、エーテル系溶媒(例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテルなどの鎖状エーテル;ジオキサン、テトラヒドロフランなどの環状エーテル類)、ハロゲン系溶媒(例えば、ジクロロメタン、クロロホルムなどのハロアルカン類)、ニトリル系溶媒(例えば、アセトニトリル、ベンゾニトリルなど)、ニトロ系溶媒(例えば、ニトロベンゼンなど)など]、水などが挙げられる。これらの溶媒は単独で又は2種以上組み合わせてもよい。これらの溶媒のうち、γ−ブチロラクトンなどのC3−10ラクトンが汎用される。
本発明の組成物は、各成分(半導体、イオン性低分子化合物、必要に応じて色素など)を混合することにより得ることができる。例えば、溶媒を含む組成物は、各成分を溶媒中で混合することで調製してもよく、予め各成分(例えば、半導体及びイオン性低分子化合物)を混合した後、溶媒に混合(又は分散)させて調製してもよい。なお、前述のように、酸化チタンなどの半導体は、予め溶媒に分散させた分散液の形態で、イオン性低分子化合物(及び色素)と混合してもよい。なお、前述のように、組成物のpHを調整する場合、pHの調整は適当な段階で行うことができ、例えば、半導体の分散液中のpHを予め前記範囲となるように調整して、イオン性低分子化合物(及び色素)と混合してもよく、半導体(又はその分散液)とイオン性低分子化合物(及び色素)との混合系において組成物のpHを調整してもよい。
本発明の組成物は、光電変換層(又は光電変換素子を構成する光電変換層)を形成するための組成物として有用である。このような光電変換層は、通常、基板上に形成される。すなわち、光電変換層は、基板とともに積層体(電極)を構成する。
光電変換素子は、前記積層体(電極)を含む。すなわち、光電変換素子(電池)は、前記電極と、この電極に対する対極とを備えている。代表的な光電変換素子の一例としては、太陽電池が挙げられる。特に、光電変換層が色素を含む場合、光電変換素子は、色素増感太陽電池を形成する。
酸化チタン粒子(日本アエロジル(株)製「P25」、平均一次粒径21nm、BET比表面積50±15m2/g)30重量部、ヘキサデカフルオロセバシン酸(東京化成工業(株)製)5重量部及びγ―ブチロラクトン(東京化成工業(株)製)190重量部を混合して酸化チタン分散液を調製した。
実施例1において、ヘキサデカフルオロセバシン酸の割合を15重量部にした以外は、実施例1と同様にして、色素増感太陽電池を作製し評価した。
酸化チタン粒子(P25)30重量部、ヘキサデカフルオロセバシン酸5重量部、N719色素1重量部及びγ―ブチロラクトン190重量部を混合して酸化チタン分散液を調製した。
実施例1において、ヘキサデカフルオロセバシン酸に代えてアジピン酸を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、色素増感太陽電池を作製し評価した。
実施例1において、ヘキサデカフルオロセバシン酸に代えてテトラフルオロテレフタル酸を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、色素増感太陽電池を作製し評価した。
Claims (9)
- 光電変換層を形成するための組成物であって、
半導体及び式:R−(X) n (式中、Rはフルオロ脂肪族炭化水素基であり、Xはアニオン性基又はカチオン性基であり、nは2〜4の整数である)で表されるイオン性低分子化合物を含み、
前記イオン性低分子化合物の割合が、前記半導体1重量部に対して0.001〜15重量部であり、かつ
他のイオン性化合物の割合が、前記イオン性低分子化合物100重量部に対して50重量部以下である光電変換層用組成物。 - イオン性低分子化合物の分子量が10000以下である請求項1記載の光電変換層用組成物。
- 式中のXがアニオン性基であり、かつnが2である請求項1又は2記載の組成物。
- イオン性低分子化合物が、パーフルオロアルカンジカルボン酸である請求項1〜3のいずれかに記載の組成物。
- 半導体が、酸化チタンナノ粒子である請求項1〜4のいずれかに記載の組成物。
- さらに色素を含む請求項1〜5のいずれかに記載の組成物。
- 導電性基板と、この基板上に積層された光電変換層とで構成された積層体であって、光電変換層が、請求項1〜6のいずれかに記載の組成物で形成されている積層体。
- 導電性基板に、請求項1〜6のいずれかに記載の組成物をコーティングし、半導体を焼結させることなく、積層体を製造する方法。
- 請求項7記載の積層体を備えた光電変換素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014032890A JP6243751B2 (ja) | 2014-02-24 | 2014-02-24 | 光電変換層用組成物及び光電変換素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014032890A JP6243751B2 (ja) | 2014-02-24 | 2014-02-24 | 光電変換層用組成物及び光電変換素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2015159182A JP2015159182A (ja) | 2015-09-03 |
| JP6243751B2 true JP6243751B2 (ja) | 2017-12-06 |
Family
ID=54182984
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014032890A Active JP6243751B2 (ja) | 2014-02-24 | 2014-02-24 | 光電変換層用組成物及び光電変換素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6243751B2 (ja) |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001257012A (ja) * | 2000-03-10 | 2001-09-21 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光電変換素子および太陽電池 |
| US20030054207A1 (en) * | 2001-07-18 | 2003-03-20 | Warner John C. | Metal oxide films |
| JP4817378B2 (ja) * | 2006-09-07 | 2011-11-16 | 国立大学法人岐阜大学 | 酸化亜鉛多孔質電極の製造方法 |
| JP5092146B2 (ja) * | 2007-03-28 | 2012-12-05 | 国立大学法人岐阜大学 | 酸化亜鉛系色素増感型太陽電池 |
| JP5800675B2 (ja) * | 2011-10-25 | 2015-10-28 | 日揮触媒化成株式会社 | 多孔質金属酸化物半導体膜の形成用塗料の製造方法および光電気セル |
| JP2013242984A (ja) * | 2012-05-18 | 2013-12-05 | Jfe Engineering Corp | 色素増感型太陽電池 |
| US10395846B2 (en) * | 2012-07-27 | 2019-08-27 | Daicel Corporation | Photoelectric conversion layer composition and photoelectric conversion element |
-
2014
- 2014-02-24 JP JP2014032890A patent/JP6243751B2/ja active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2015159182A (ja) | 2015-09-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20120301992A1 (en) | Electrolyte solution for dye sensitized solar cell, and dye sensitized solar cell using same | |
| JP6082007B2 (ja) | 光電変換層用組成物および光電変換素子 | |
| CN103718261A (zh) | 光电转换元件、其制造方法、电子装置、用于光电转换元件的对电极以及建筑物 | |
| JP2007227087A (ja) | 色素増感型光電変換素子 | |
| JP4665426B2 (ja) | 色素増感太陽電池及びその製造方法 | |
| JP6082006B2 (ja) | 光電変換層用組成物および光電変換素子 | |
| JP2009048946A (ja) | 色素増感型光電変換素子 | |
| JP2012204418A (ja) | 光充電可能な電気二重層キャパシタ | |
| JP6201317B2 (ja) | 色素増感型光電変換素子および色素増感型太陽電池 | |
| JP2008186669A (ja) | 色素増感型太陽電池の製造方法 | |
| Bavir et al. | An investigation and simulation of the graphene performance in dye-sensitized solar cell | |
| JP2012156096A (ja) | 光電変換素子およびそれを用いた色素増感型太陽電池 | |
| US20170140880A1 (en) | Viscous dispersion liquid and method for producing same, porous semiconductor electrode substrate, and dye-sensitized solar cell | |
| JP5467237B2 (ja) | 色素増感型光電変換素子およびそれを用いた色素増感型太陽電池の製造方法 | |
| JP6243751B2 (ja) | 光電変換層用組成物及び光電変換素子 | |
| JP5401712B2 (ja) | 光電変換素子およびそれを用いた色素増感型太陽電池 | |
| JP4094319B2 (ja) | 薄膜層を有する複合半導体 | |
| JP6487218B2 (ja) | 光電変換層及びそれを備えた光電変換素子 | |
| JP2016039212A (ja) | 光電変換層およびそれを備えた光電変換素子 | |
| JP2003297445A (ja) | 光電変換素子用塗布組成物 | |
| JP5651887B2 (ja) | 色素増感型光電変換素子および色素増感型太陽電池 | |
| JP5343242B2 (ja) | 光電変換素子の作製方法、光電変換素子及び光電池 | |
| JP2015028857A (ja) | 色素増感型光電変換素子およびそれを用いた色素増感型太陽電池の製造方法 | |
| JP4937438B2 (ja) | 光電変換用半導体、光電変換素子および光電池 | |
| JP2012186068A (ja) | 光電変換装置およびその製造方法ならびに電子機器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160906 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170713 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170822 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20171004 |
|
| 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: 20171107 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20171110 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6243751 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |