专利摘要:
在基板21上設置有機能性半導體層23之光電極構造體的機能性半導體層中附載有增感色素之色素增感太陽能電池用光電極20;其特徵為機能性半導體層23係具有經輥壓處理的層,在經輥壓處理的層表面上具有平行於輥壓處理方向所延伸的輥壓痕跡,在機能性半導體層之表面且平行於輥壓處理方向之第一方向上的表面粗糙度Ra係較垂直於第一方向之第二方向上的表面粗糙度Ra為小。
公开号:TW201322462A
申请号:TW101129648
申请日:2012-08-16
公开日:2013-06-01
发明作者:Naoya Watanabe;Tomohiro Kudou;Hironobu Ozawa;Hironori Arakawa;Naoyuki Shibayama
申请人:Univ Tokyo Sci Educ Found;Toppan Printing Co Ltd;
IPC主号:H01G9-00
专利说明:
色素增感太陽能電池用光電極及其製造方法、及色素增感太陽能電池
本發明係關於一種色素增感太陽能電池用光電極及其製造方法、及色素增感太陽能電池。
本發明申請案係根據在2011年11月25日向日本所提出申請的特願2011-257467號、在2012年3月23日向日本所提出申請的特願2012-067090號、在2012年3月28日向日本所提出申請的特願2012-073146號、在2012年5月16日向日本所提出申請的特願2012-112713號、及在2012年7月27日向日本所提出申請的特願2012-167351號而主張優先權,於此援用其內容。
色素增感太陽能電池係經瑞士之Grätzel等所開發出,與其他一般電池作一比較,具有光電轉換效率高、製造成本便宜等之優點。作為該色素增感太陽能電池,例如習知為顯示於非專利文獻1或專利文獻1中之構造。
在專利文獻1中所揭示之色素增感太陽能電池係積層有下列構造所形成:在塑膠製之透光性載體(基材)上由形成有透明導電層所構成的透光性基板、在透光性基板上所配置的光電轉換層(附載增感色素之氧化物半導體多孔質膜)、電解質部分與相對電極。
其中之光電轉換層係利用如下之步驟所形成。首先,將含有至少2種平均粒徑不同的氧化鈦粒子之水性糊塗布於透光性載體上而形成塗膜後,加壓塗膜而形成層。然後,藉由使增感色素附載於所形成的層上而形成光電轉換層。
若根據如此所構成的色素增感太陽能電池,即使將塑膠用於透光性載體之情形,亦藉由在透光性載體上提高緊貼性而形成光電轉換層,能夠提高光電轉換效率,故能夠獲得與使用玻璃製透明基板之色素增感太陽能電池相同程度之性能(例如,非專利文獻2)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第2007/100095號
[專利文獻2]日本特開2011-142010號公報 [非專利文獻]
[非專利文獻1]Nature, 353, p. 737-740, 1991.
[非專利文獻2]SOL. Energy Mater. Sol. Cel. 94, 812, 2010.
然而,於專利文獻1及專利文獻2之製作方法中,由於有關具備光電轉換層之色素增感太陽能電池用光電極製造的步驟時間變得過長,為了工業上利用,有開發連續所生產的製造方法之必要。
根據上述問題,本發明之目的在於提供一種能夠以高速生產、減低製造成本之色素增感太陽能電池用光電極及其製造方法。
本發明之其他目的在於提供一種能夠以高速生產、減低製造成本之色素增感太陽能電池。
本發明之第一形態係一種色素增感太陽能電池用光電極,其特徵為在塑膠製之透光性載體上由形成有透明導電層所構成的透光性基板之該透明導電層上,且在設置有機能性半導體層之光電極構造體的該機能性半導體層中附載有增感色素;該機能性半導體層係在與透明導電層接觸之狀態下具有經輥壓處理的層,在該經輥壓處理的層表面上具有平行於輥壓處理方向所延伸的輥壓痕跡,在該機能性半導體層之表面且平行於該輥壓處理方向之第一方向上的表面粗糙度Ra係較垂直於該第一方向之第二方向上的表面粗糙度Ra為小。
於該色素增感太陽能電池用光電極中,由在該光電極構造體之透光性基板與機能性半導體層之經輥壓處理的層所構成的積層體之波長500nm的光透射率亦可為20至85%,且波長700nm的光透射率為30至85%。
本發明之其他色素增感太陽能電池用光電極,其特徵為在金屬基板上設置有機能性半導體層之光電極構造體的該機能性半導體層中附載有增感色素之色素增感太陽能電池用光電極;該機能性半導體層係在與金屬基板接觸之狀態下具有經輥壓處理的層,在該經輥壓處理的層表面上具有平行於輥壓處理方向所延伸的輥壓痕跡,在該機能性半導體層之表面且平行於該輥壓處理方向之第一方向上的表面粗糙度Ra係較垂直於該第一方向之第二方向上的表面粗糙度Ra為小。
於上述之色素增感太陽能電池用光電極中,該第二方向上的表面粗糙度Ra亦可作成該第一方向上的表面粗糙度Ra之1.2倍以上。
又,該機能性半導體層之經輥壓處理的層之厚度亦可為1至40μm。
又,該機能性半導體層亦可以5MPa至500MPa之壓力予以輥壓處理。
本發明之其他色素增感太陽能電池用光電極,其特徵為在塑膠製之透光性載體上由形成有透明導電層所構成的透光性基板之該透明導電層上,且在設置有機能性半導體層之光電極構造體的該機能性半導體層中附載有增感色素而作成光電轉換層之色素增感太陽能電池用光電極;該光電轉換層係具有在該透明導電層上所設置的經輥壓處理而在表面形成有輥壓痕跡之第一層、與在該第一層上所設置的第二層。
該第一層之厚度亦可為1至40μm。
又,該第一層亦可以5MPa至500MPa之壓力予以輥壓處理。
又,該第二層係含有平均粒徑50nm至1μm之粒子作為主要材料。
於本發明之色素增感太陽能電池用光電極中,該機能性半導體層亦可含有平均粒徑2至40nm之粒子。
又,該機能性半導體層亦可含有2種以上之平均粒徑不同的粒子,至少1種粒子之平均粒徑亦可為2至40nm。
此時,在該2種以上之平均粒徑不同的粒子中,平均粒徑為2至40nm之粒子的含有比例亦可為50至95質量%。
本發明之第二形態係一種色素增感太陽能電池,其特徵為具備本發明之色素增感太陽能電池用光電極,該色素增感太陽能電池用光電極係使電解質部分介於中間而對向於相對電極的方式來予以設置。
本發明之第三形態係一種色素增感太陽能電池用光電極之製造方法,其特徵為在塑膠製之透光性載體上由形成有透明導電層所構成的透光性基板之該透明導電層上積層光電轉換層所形成的色素增感太陽能電池用光電極之製造方法;該光電轉換層係含有粒子與增感色素;包含:將含有該粒子之糊塗布於該透明導電層上而形成塗膜後,輥壓處理該塗膜的步驟,與使增感色素附載於經該輥壓處理所得之層中的步驟;於進行該輥壓處理的步驟中,藉由平行於輥壓處理方向之第一方向、與垂直於該第一方向之第二方向而在該塗膜表面形成表面粗糙度Ra不同的輥壓痕跡。
本發明之其他色素增感太陽能電池用光電極之製造方法,其特徵為在塑膠製之透光性載體上由形成有透明導電層所構成的透光性基板之該透明導電層上積層光電轉換層所形成的色素增感太陽能電池用光電極之製造方法;該光電轉換層係含有粒子與增感色素;將含有該粒子之糊塗布於該透明導電層上而形成塗膜後,輥壓處理該塗膜而在表面形成具有輥壓痕跡之第一層,在該第一層上塗布含有該粒子之糊而形成第二層,使增感色素附載於該第一層與該第二層中而形成該光電轉換層。
於該透光性基板中,該透明導電層之表面亦可經UV-臭氧予以處理。
本發明之其他色素增感太陽能電池用光電極之製造方法,其特徵為在金屬基板上積層光電轉換層所形成的色素增感太陽能電池用光電極之製造方法;該光電轉換層係含有粒子與增感色素;包含:將含有該粒子之糊塗布於該透明導電層上而形成塗膜後,輥壓處理該塗膜的步驟,與使增感色素附載於經該輥壓處理所得之層中的步驟;於進行該輥壓處理的步驟中,藉由平行於輥壓處理方向之第一方向、與垂直於該第一方向之第二方向而在該塗膜表面形成表面粗糙度Ra不同的輥壓痕跡。
若根據本發明之色素增感太陽能電池用光電極及其製造方法,能夠於高速下生產,且能夠減低製造成本。
本發明之色素增感太陽能電池能夠於高速下生產,且能夠減低製造成本。[實施發明之形態]
以下,針對本發明而具體說明。還有,於本發明專利說明書中,以「A至B」之形式所標示的數值範圍,只要無特別申明,意指A以上B以下(但是,A<B)。 <第一實施形態>
第1圖係顯示本發明第一實施形態之色素增感太陽能電池1的單元構造之單元10構造之一例的說明用剖面圖。 [光電轉換元件]
構成色素增感太陽能電池1的單元(以下,也稱為「光電轉換元件」。)10係在透光性基板21上形成有光電轉換層23之色素增感太陽能電池用光電極(以下,簡稱為「光電極」。)20、與透光性基板(未圖示)上形成例如由鉑等所構成的導電層(未圖示)之相對電極16係將電解質部分12介於中間而使此等之光電轉換層23與導電層相對向的方式來予以配置而構成。藉由利用接線17連接光電極20與相對電極16而能夠向外部取出電流。
光電極20係發揮作為色素增感太陽能電池1之負極的作用,具體而言,具備透光性之載體21a與具有透明導電層21b(參閱第2A圖。)之透光性基板21、與積層於透明導電層21b上所設置的光電轉換層23。 [光電轉換層]
光電轉換層23係含有半導體粒子(以下,也稱為「特定之半導體粒子群」)與增感色素且經輥壓處理;具體而言,輥壓處理含有特定半導體粒子群之糊的塗膜23A(參閱第2B圖。)係使增感色素附載於經輥壓處理的機能性半導體層23α上。
藉由具有輥壓處理光電轉換層23之機能性半導體層23α,由於能夠將該機能性半導體層23α作成形成有許多的奈米細孔,基板21之每單位面積的半導體粒子表面積之比例將會變得極大,藉此,能夠使充分量之增強色素附載,結果,可獲得高的光吸收效率。
光電轉換層23亦可藉由含有平均粒徑為2至40nm之半導體微粒而構成。
例如,使用平均粒徑20nm左右之奈米尺寸的半導體微粒之情形(所後述的未充分利用光侷限效果之情形)能夠作成穿透率高的光電轉換層。
又,藉由在光電轉換層23中含有2種以上之平均粒徑不同的半導體粒子,例如平均粒徑20nm左右之奈米尺寸的半導體粒子係具有容易穿透長波長光之傾向時,藉由混雜例如平均粒徑100nm左右之大粒徑的半導體粒子而使光散射,且使機能性半導體層23α中之光程長度增大,能夠充分獲得所謂的光侷限效果。其結果,針對增感色素而可獲得充分之光吸收效率,因而,於色素增感太陽能電池中達成高的光電轉換效率。
於該光電轉換元件10中,在透光性載體21a上依序設置有透明導電層21b與機能性半導體層23α之光電極構造體20K(參閱第2C圖。)之波長500nm的光穿透率較佳為20至65%,且波長700nm的光穿透率較佳為30至75%。若該光穿透率為極大時,將有由於未引起內部散射而穿透光、在光電極20中變得無法獲得充分之光吸收效率之虞;另一方面,若光穿透率過小時,將有產生表面反射而使光不射入光電極內之虞。 [半導體粒子]
半導體粒子係發揮電子傳遞作用,具體而言,作為構成如此之半導體粒子的半導體,例如,可舉例:TiO2、SnO、ZnO、WO2、Nb2O3、In2O5、ZrO2、Ta2O5、TiSrO3等之氧化物半導體;CdS、ZnS、In2S、PbS、Mo2S、WS2、Sb2S3、Bi2S3、ZnCdS2、CuS2等之硫化物半導體;CdSe、In2Se2、WSe2、PbSe、CdTe等之金屬硫族化合物;GaAs、Si、Se、InP等之元素半導體等;也能夠使用例如SnO與ZnO之複合物、TiO2與Nb2O5之複合物等之由此等2種以上所構成的複合物。又,半導體之種類並不受此等所限定,也能夠混合2種以上而使用。
作為構成半導體粒子之半導體,上述之中較佳為Ti、Zn、Sn、Nb之氧化物,特佳為TiO2
作為由TiO2所構成的氧化鈦粒子,可舉例:銳鈦礦結晶型者及金紅石結晶型者且能夠一併使用,但是特佳為使用銳鈦礦結晶型的氧化鈦粒子。
特定之半導體粒子群中含有2種以上之平均粒徑不同的半導體粒子之情形,可為相互同種者,亦可為不同種者,但較佳為同種者。
作為半導體粒子較佳為使用氧化鈦粒子。
構成含有2種以上之半導體粒子的特定半導體粒子群之半導體粒子中,平均粒徑小的半導體粒子(以下,也稱為「半導體小粒子」。)之平均粒徑較佳為2至40nm,更佳為15至25nm。又,平均粒徑大的半導體粒子(以下,也稱為「半導體大粒子」。)係具有光散射能力,其平均粒徑較佳為50nm以上,更佳為80至400nm,特佳為90至120nm。
以下,有質量%與重量%(wt%)之標示,無特別申明之情形,實質上認為同樣的意義。
構成光電轉換層23之特定半導體粒子群中之半導體小粒子的含有比例較佳為50至95質量%,更佳為60至70質量%。若半導體小粒子的比例過多時,無法獲得因半導體大粒子所造成的充分之光侷限效果,針對增感色素,無法獲得高的光吸收效率。另一方面,若半導體小粒子之比例過少時,則成為無法充分獲得光電轉換能力。
又,為了形成光電轉換層23之機能性半導體層23α的厚度較佳為1至40μm,更佳為3至30μm。進一步較佳為3至20μm。
為了形成光電轉換層之機能性半導體層的厚度過小之情形,由於無法附載充分量之增感色素,所得之色素增感太陽能電池將會成為無法獲得充分之光電轉換效率。另一方面,為了形成光電轉換層之機能性半導體層的厚度太大之情形,於所得之光電轉換層中,由於從增感色素所注入的電子之距離將會增大,因電荷之再結合所造成的能量損失將會變大。 [增感色素]
作為在光電轉換層23中附載於半導體粒子之增感色素,只要為顯示增感作用者的話,並未予以特別限定,可舉例:N3錯合物、N719錯合物(N719色素)、Ru三聯吡啶錯合物(黑色染料)、Ru二聯吡啶錯合物等之Ru錯合物;香豆素系色素、部花青素系色素、多烯系色素等之有機系色素;金屬紫質系色素或酞花青色素等,於此等之中,較佳為Ru錯合物,尤其,由於在可見光區域具有廣的吸收光譜,較佳可舉例N719色素與黑色染料。
N719色素係以(RuL2(NCS)2‧2TBA)所表示之化合物,黑色染料色素係以(RuL’1(NCS)3‧2TBA)所表示之化合物。但是,L係4,4’-二羧基-2,2’-二聯吡啶、L’係4,4’,4”-四羧基-2,2’,2”-三聯吡啶、TBA係四丁基銨陽離子。此等能夠單獨使用或混合2種以上而使用。
在光電轉換層23中之增感色素的附載量係機能性半導體層23α之每單位面積的量設為1×10-8至1×10-7 mol/cm2、較佳設為3×10-8至7×10-8mol/cm2。藉由增感色素之附載量在此範圍內,由於在半導體粒子表面附載增感色素作為單分子層,不會發生在增感色素所激發的電子還原電解質部分的電解質等之能量損失而可獲得充分之吸收效率。 [基板]
構成此例之光電轉換元件10的透光性基板21係由在透光性載體21a上形成透明導電層21b所構成。
作為透光性載體21a能夠使用由玻璃、塑膠等各種材料所構成,作成塑膠製,從透光性、耐熱性、耐化學藥品特性等之觀點,例如較佳為使用板狀或薄膜狀之環烯烴系聚合物、板狀或薄膜狀之丙烯酸尿素系聚合物、板狀或薄膜狀之聚酯、板狀或薄膜狀之聚對苯二甲酸乙二酯等。
基板21之表面電阻較佳為100Ω/□以下,更佳為15Ω/□以下。表面電阻係使用三菱化學Analytec公司之Loresta-GP之型號MCP-T610所測出。該機器係依據JIS K7194-1994。單位係以Ω/sq.或Ω/□表示,實質上為Ω(sq.、□係無次元)。
又,於本發明中,表面電阻係意指以表面每單位寬度的電流除以沿著試驗片表面所流動的電流與平行方向的電位梯度之數值。該數值係等於將各邊1cm之正方形所相對的邊作為電極之二個電極間的表面電阻,已被定義於JIS K6911-1995。 [透明導電層]
在透光性載體21a之單面所形成的透明導電層21b,例如,可舉例:由銦-錫氧化物(ITO)、摻雜氟之氧化錫(FTO)等構成之物。 [光電轉換層之形成方法]
光電極20之光電轉換層23係如第2A圖至第2D圖所示,能夠依序經由以下之步驟(1)至(5)而製造:
(1)使透明導電層21b形成於載體21a上而獲得透光性基板21,必要時實施表面處理之基板製造步驟(參閱第2A圖。)。
(2)調整含有半導體粒子之糊的糊調製步驟。
(3)將糊塗布於基板21之透明導電層21b上而獲得使其乾燥之塗膜23A的塗膜形成步驟(參閱第2B圖。)。
(4)輥壓處理在基板21上所形成的塗膜23A而獲得具備機能性半導體層23α之光電極構造體20K的輥壓處理步驟(參閱第2C圖。)。
(5)使增感色素附載於機能性半導體層23α之色素附載步驟(參閱第2D圖。)。 [基板製造步驟]
基板21係藉由利用例如濺鍍法等而在載體21a上形成透明導電層21b所獲得。
從相對於透明導電層21b之載體21a的緊貼性或耐久性之觀點,較佳為一面加熱處理、一面進行透明導電層21b之形成。
例如,加熱處理之溫度通常設為100至150℃,構成基板21之載體21a為塑膠製之情形,加熱處理之溫度係設為較構成載體21a的塑膠之耐熱溫度為低的溫度。於此,所謂「耐熱溫度」係意指塑膠之軟化點溫度或熔點溫度中任一個較低的溫度。 [基板之表面處理]
以上之基板21可以組合超音波洗淨處理、蝕刻處理及UV-臭氧處理等之表面處理中之1個或2個以上,在其表面,亦即在透明導電層21b之表面實施表面處理。實施如此之表面處理的基板21所得之色素增感太陽能電池係成為顯示優異的光電轉換效率。
作為此理由係認為由於藉由實施表面處理而將糊塗布於基板21上之際的潤濕性及加壓處理後之半導體粒子與基板21之緊貼性皆成為提高所造成,例如確認了表面處理前的基板21之表面接觸角較90°為大,表面處理後之接觸角減少至80至90°左右。
除了超音波洗淨處理、蝕刻處理及UV-臭氧處理之外,亦可適當利用濺鍍等之其他處理法作為基板21之表面處理法,並不受此等所限定。
超音波洗淨處理係藉由使用超音波洗淨器與超音波洗淨用之洗劑,將基板浸漬於已裝入洗滌劑之容器內,再將該容器置入用水裝滿之超音波洗淨器內,振盪數分鐘至10分鐘超音波而洗淨‧去除在基板表面之微細附著物等之處理。
蝕刻處理係將基板設置於高頻濺鍍裝置「SVC-700 RFII」(Sanyu電子(股)製)中,設定高真空條件(5Pa)後,以20W、10分鐘之條件進行逆濺鍍(蝕刻)處理。具體而言,藉由施加高頻之交流電位而使電漿產生,並藉由使其內部帶有正電荷之氬原子衝撞施加負電荷之基板而去除基板上之附著物。
UV-臭氧處理係例如藉由將處理對象物置入UV-臭氧洗淨裝置「OC-2506」(岩崎電氣(股)製)中、進行5分鐘前後之紫外線照射而能夠實施。 [糊調製步驟]
可用於本發明之製造方法的糊係含有半導體粒子,能夠任意含有溶劑或黏結劑等。
雖然含有構成光電轉換層23之特定半導體粒子群之糊的調製方法並未予以特別限定,例如能夠較佳使用藉4級銨鹽而水解本發明人等所創作的醇鹽之鹼性法。具體而言,該鹼性法係藉由利用4級銨鹽來水解用以獲得半導體小粒子的醇鹽而獲得,同樣地,藉由利用4級銨鹽來水解用以獲得半導體大粒子的醇鹽而獲得,再藉由混合此等而能夠調製。
所得之半導體粒子的平均粒徑係藉由調整提供水解之4級銨鹽添加量而能夠控制,依照增加4級銨鹽之添加量而能夠獲得平均粒徑小的半導體粒子。
例如,能夠使用氫氧化四甲銨(TMAH)作為4級銨鹽,但針對甲基並未予以限定,可舉例:具有碳數1至4個之烷基。
又,作為用以獲得半導體大粒子之醇鹽能夠使用構成上述半導體粒子之金屬醇鹽。
具體而言,例如半導體粒子為氧化鈦粒子之情形,能夠使用Ti(OC3H5)4作為半導體粒子之醇鹽,使用TMAH作為4級銨鹽。
糊中之特定半導體粒子群的含有比例較佳為5至85質量%,更佳為5至30質量%。進一步較佳為8至20質量%。
藉由使用利用鹼性法所製作的糊,能夠使用將水作為溶劑主要成分之糊,故能夠製作環境負荷小的糊。 [塗膜形成步驟]
該步驟係將糊塗布於透光性基板21之透明導電層21b上而獲得使其乾燥之塗膜23A的步驟,將糊塗布於透光性基板21之透明導電層21b上之方法並無特別之限制,能夠依照例如塗布刮刀法或噴霧法等之習知各種方法而進行。
又,例如乾燥溫度能夠設為室溫。
在透明導電層21b上之塗布有水性糊之區域將會發揮作為工作電極之機能,能夠依照用途而適當選擇該工作電極區域之面積。
能夠藉由本發明之製造方法而製造之工作電極的面積係根據可用於後述之輥壓處理步驟的輥壓機性能而有所不同,例如也能夠製作20cm×20cm左右之大小,或是具有較此為大的尺寸之區域。 [輥壓處理步驟]
該步驟係輥壓處理塗膜23A而獲得機能性半導體層23α的步驟,藉由進行輥壓處理,能夠使塗膜23A中之半導體粒子彼此充分緊貼而獲得高的電子傳遞能力。
藉由進行輥壓處理,在機能性半導體層23α之表面形成平行於輥壓處理(包含約略平行,以上相同。)所延伸的輥壓痕跡。藉由發生輥壓痕跡而彎曲色素增感太陽能電池用光電極之情形,或施加撞擊等暫時性外部應力之情形下,由於能緩和外部應力,與無輥壓痕跡之情形作一比較,能夠作成對外部應力更強的構造。
輥壓痕跡係藉由掃描型電子顯微鏡(SEM)而能夠以目視觀察。根據輥壓痕跡之存在,在機能性半導體層23α之表面且平行於輥壓處理方向之方向(第一方向)與垂直於第一方向之垂直方向(第二方向,以下簡稱為「垂直方向」)中,表面粗糙度Ra大不相同,第二方向之表面粗糙度Ra成為第一方向之表面粗糙度Ra的1.2倍以上。從上述的應力緩和之觀點,此值較佳設為1.25倍以上。
又,表面粗糙度Ra能夠使用原子力顯微鏡(AFM)而測定。於機能性半導體層23α之表面粗糙度Ra中,相對於輥壓處理方向成垂直方向的表面粗糙度Ra者成為較相對於輥壓處理方向成平行方向的表面粗糙度Ra為大的值。此主要係由於形成有輥壓痕跡之機制所致。亦即,於輥壓處理之際,對於已賦予既定張力之基板,由於輥一面旋轉、一面接觸,不僅輥表面之表面形狀被轉印,相對於機能性半導體層,輥之外圍面也會稍微地相對移動。其結果,認為在機能性半導體層接觸之輥部位的表面形狀將遍及輥壓處理方向之既定範圍而被轉印至機能性半導體層之表面。
又,輥壓處理係於處理大面積之際,較平壓(並非輥壓處理而是上下貼合平板,將塗膜23A夾在其間而進行輥壓處理之方法)為有利。平壓係藉由使面積變大,由於每單位面積之加壓壓力將會降低,於加壓處理大面積之際,因而必須與面積成比例而增大壓力,隨著所製作的面積之增加,機械將變大而不適合於工業上。但是,於輥壓處理中,即使所製作的面積變大,也無使施加於輥之壓力增加的必要,由於通常可以為一定之力而適合於工業上。
又,藉由利用輥壓處理而能夠使光電極之高速生產及生產成本之減低。其有助於具備該光電極的色素增感太陽能電池之高速生產與生產成本減低。
輥壓處理較佳為在15至35℃之範圍內進行。
但是,輥壓處理之溫度當然不受此等所限定,為了賦予機能性半導體層所要求的物性,藉此也能夠提高溫度後進行。
又,於光電轉換層形成用糊中使用溶劑之情形,必須設為溶劑之沸點+50℃以下。此係在該溫度以上進行加工之情形,所用之溶劑將會急遽蒸發,因而在表面發生粗糙。
又,未將溶劑用於光電轉換形成用糊之情形,較佳為不超過200℃。其因為一旦在超過200℃之溫度下處理時,除了成為使半導體層性能降低的原因之外,由於將塑膠使用於基板,基板中變得容易發生歪斜,或氧化在輥壓處理所使用的糊,因而成為阻礙粒子彼此之緊貼的主要原因。基板材質之軟化點(溫度)或玻璃轉移溫度較該200℃為低之情形,必須在較該溫度為低的溫度下處理。
而且,該輥壓處理係在透光性基板21上形成有機能性半導體層23α的積層體之波長400至800nm的光透射率較佳成為輥壓處理前之值的105至170%,更佳為110至170%,特佳為110至130%之條件下進行,例如輥壓處理較佳為5MPa以上,更佳為30MPa以上之壓力下進行。又,藉由在500MPa以下,較佳為200MPa以下之壓力下進行,能夠一面實現上述之光透射率、一面使輥壓痕跡發生。
有關輥壓處理之壓力過高之情形下,尤其使用塑膠製的載體之情形下,由於對載體本身歪斜且色素增感太陽能電池之性能不僅造成不良影響,進一步載體上所形成的透明導電層也將會破損,故不佳。
又,藉由進行輥壓處理,較佳為使機能性半導體層23α之厚度成為輥壓處理前之值的95至30%。更佳為90至50%。 [UV-臭氧處理]
於輥壓處理步驟後、下一個色素附載步驟前,必要時能夠進行作為經輥壓處理的機能性半導體層23α之表面處理的UV-臭氧處理。作為透光性基板21之表面處理,不論進行UV-臭氧處理之情形或不進行UV-臭氧處理之情形皆能夠進行該UV-臭氧處理。
認為藉由實施該UV-臭氧處理,不僅能洗淨構成機能性半導體層23α之半導體粒子表面,也使半導體粒子之親水基增加而成為形成容易吸附增感色素之狀態,其結果能夠將所得之色素增感太陽能電池作成高的光電轉換效率。
還有,於糊調製步驟中,採用鹼性法等、氧化鈦粒子製作所使用的TMAH作為未反應物而殘留於機能性半導體層23α中之方法之情形,能夠藉由UV-臭氧處理而分解此TMAH後表面洗淨半導體粒子。該UV-臭氧處理能夠進行相同於針對透光性基板21之UV-臭氧處理。 [色素附載步驟]
使增感色素附載於光電極構造體20K之機能性半導體層23α之方法,並未予以特別限定,例如,可舉例:使增感色素溶解於醇類、腈類、硝基甲烷、鹵化烴、醚類、二甲基亞碸、醯胺類、N-甲基吡咯啶酮、1,3-二甲基咪唑酮、3-甲基唑啶二酮、3-甲基唑啶二酮、酯類、碳酸酯類、酮類、烴、水等之溶劑或因此等2種以上所得之混合溶劑中,將形成有機能性半導體層23α之光電極構造體20K浸漬於其中之浸漬法、或噴霧塗布法、印刷塗布法等。
利用以上之製造方法所得之光電極20係在透光性基板21上設置光電轉換層23,該光電轉換層23係含有特定之半導體粒子群與增感色素。
即使藉由如上之製造方法所得之色素增感太陽能電池係載體為塑膠製,也能夠形成高的光電轉換效率。推測此係藉由在塑膠製之載體上加壓半導體粒子,成為如半導體粒子稍微陷入透明導電層內之構造,因而可獲得更緊密之接合。 [電解質部分]
於本發明之色素增感太陽能電池中,介於光電極20與相對電極16之間的電解質部分12亦可為液體狀、固體狀、凝固體狀、常溫熔融鹽狀態中任一種。
又,該電解質部分12之厚度,亦即光電極20與相對電極16之相隔距離被設為例如1至100μm。
電解質部分12為例如溶液狀者之情形,該電解質部分12較佳為利用電解質、溶劑及添加物所構成。
作為電解質亦可為碘化鋰、碘化鈉、碘化鉀、碘化銫等之金屬碘化物與碘之組合;碘化四烷基銨、碘化吡啶鎓、碘化咪唑鎓等之第4級銨化合物的碘鹽-碘之組合;或是溴化物-溴取代該碘、碘化物之組合;鈷錯合物之組合等。電解質為離子性液體之情形,尤其亦可不使用溶劑。電解質可為凝膠電解質、高分子電解質、固體電解質,或是亦可使用有機電荷輸送物質取代電解質。
作為電解質部分12為溶液狀者之情形的溶劑,可舉例:如乙腈、甲氧基乙腈、丙腈之腈系溶劑;或如乙烯碳酸酯之碳酸酯系溶劑、醚系溶劑、醇系溶劑等。
電解質部分12為溶液狀者之情形,雖然電解質溶液中之電解質濃度係根據電解質中之種類而異,例如電解質為碘鹽-碘之組合之情形,較佳為0.1至5.0M,進一步較佳為0.1至1.0M。 [相對電極]
相對電極16係發揮作為光電轉換元件10之正極的機能,藉由將具有還原電解質之機能的物質,例如鉑等之金屬或導電性高分子、碳等附載於利用ITO、FTO等之導電性金屬氧化物或金屬所形成的基板上而能夠形成。通常,相對電極16亦可在導電性之載體或具有與此同樣的導電性層之載體上設置由上述之金屬或碳、導電性高分子而成之導電性膜所構成,但若為可獲得充分之強度與緊貼性的話,具有載體則非必要。 [光電轉換元件之製造方法]
例如,以上之光電轉換元件10係電解質部分12為液狀者之情形,藉由使適當的間隙物介於光電極20與相對電極16之中間而使其對向配置,將電解質部分12封入此等之光電極20與相對電極16之間而可獲得構成色素增感太陽能電池之光電轉換元件10。
以上之光電轉換元件10能夠按照用途而製作各式各樣的形狀,其形狀並未予以特別限定。
在該色素增感太陽能電池中之光電轉換係如下的方式來進行。
首先,穿透光電極20之透光性基板21所射入的太陽光線將會被光電轉換層23之半導體粒子表面所附載的基底狀態之增感色素所吸收而激發該增感色素後產生電子。該電子注入半導體粒子,注入該半導體粒子的電子將會擴散至光電轉換層23中,經由透明導電層21b與接線17而導向相對電極16。另一方面,失去電子之增感色素係從電解質部分12接受電子而回到基底狀態。然後,釋出電子所氧化的電解質部分12係從相對電極16接受電子而被還原後回到基底狀態。經由以上之一連串過程,在與光電轉換層23電性所連接的透光性基板21與相對電極16之間產生電動勢。
若根據由以上之光電轉換元件10所構成的色素增感太陽能電池1,將2種以上之特定平均粒徑不同的半導體粒子用於色素增感太陽能電池用光電極20的光電轉換層23之情形,針對該光電轉換層23中所含之增感色素,能夠使因所謂光侷限效果所導致的高光吸收效率得以達成的同時,也藉由將糊用於該光電轉換層23,利用特定之方法而形成,無論基板21之載體21a為何種之材質,亦即例如即使使用獲得習知高的光吸收效率為困難的塑膠製基板之情形下,也能夠以高緊貼性而在基板21上形成光電轉換層23,其結果,於使用塑膠製基板之情形下,即使射入光量改變也能夠維持高水準之光電轉換效率。 <第二實施形態>
針對本發明之第二實施形態加以說明。本實施形態之色素增感太陽能電池101與第一實施形態之色素增感太陽能電池不同之處係光電轉換層具備複數層之點。還有,於以後之說明中,針對與既已說明者重複的構造,賦予相同的符號而省略所重複的說明。
第3圖係顯示構成本實施形態之色素增感太陽能電池101的構造之一例的說明用剖面圖。如第3圖所示,在單元110之光電極120中,在基板21所設置的光電轉換層123係具有各自含有特定半導體粒子群及增感色素之第一層123A與第二層123B。
第一層123A係藉由輥壓處理而提高對基板21之緊貼性所形成,具體而言,含有特定半導體粒子群之糊的塗膜123p(參閱第4B圖。)係在經輥壓處理的機能性半導體層123α附載有未圖示的增感色素。
第二層123B係形成於第一層123A上,使色素增感太陽能電池之電池性能提高。第二層123B之形成方法並無特別之限制,可與第一層123A同樣地經由輥壓處理而形成,其他方法亦可藉由平壓法或塗膜之煅燒等而形成。又,在第二層123B中之特定半導體粒子群的種類或含有比例可與在第一層123A中之特定半導體粒子群的種類或含有比例相同或不同。前者之情形能夠藉由使光電轉換層之膜厚增加而使電池性能提高;後者之情形能夠藉由使光散射而使電池性能提高。
於使第二層123B發揮光散射機能之情形,較佳為將平均粒徑50nm以上之半導體粒子作為主要材料。但是,由於若平均粒徑超過1μm時,粒子將會變得容易脫落,作為主要材料之粒子的平均粒徑較佳設定於50nm以上1μm以下之範圍。於此情形下,為了確保作為層之黏著性,平均粒徑亦可預先少量混合平均粒徑為50nm以下,例如20nm之粒子。
第一層123A與第二層123B之厚度能夠適當設定,例如能夠將第一層123A作成1至20μm、將第二層123B作成1至15μm。又,在第二層123B上,亦可進一步形成含有特定半導體粒子群之層。
在本實施形態之光電極120係如從第4A圖至第4F圖所示,能夠經由下列步驟(1)至(6)之順序而製造:
(1)使導電層21b形成於載體21a上而獲得基板21,必要時實施表面處理之基板製造步驟(參閱第4A圖。)。
(2)調整含有半導體粒子之糊的糊調製步驟。
(3)獲得將糊塗布於基板21之導電層21b上而使其乾燥之塗膜123p的塗膜形成步驟(參閱第4B圖。)。
(4)輥壓處理在基板21上所形成的塗膜123p而獲得機能性半導體層123α之輥壓處理步驟(參閱第4C圖。)。
(5)在機能性半導體層123α上形成成為第二層的機能性半導體層123β而獲得光電極構造體20L之第二層形成步驟(參閱第4D圖與第4E圖。)。
(6)使增感色素附載於機能性半導體層123α及機能性半導體層123β而形成第一層123A與第二層123B,獲得光電極120之色素附載步驟(參閱第4F圖。)。
上述的各步驟中,因為除了第二層形成步驟之外,各步驟大致上與第一實施形態相同,以下,針對第二層形成步驟加以說明。 [第二層形成步驟]
如第4D圖所示,在機能性半導體層123α上形成1層以上含有特定半導體粒子群之糊的塗膜123q而形成機能性半導體層123β。塗膜123q能夠使其積層1至3層。又,若於塗膜123q之形成後,實施煅燒、平壓或輥壓等之既定處理時,如第4E圖所示,完成成為第二層123B之機能性半導體層123β。
於形成機能性半導體層123β之際所進行的輥壓處理能夠以相同於形成在第一實施形態之機能性半導體層23α之際的輥壓處理條件下進行。有關輥壓處理的壓力過高之情形,尤其使用塑膠製透光性載體之情形,不僅該透光性載體本身歪斜且對色素增感太陽能電池之性能帶來不良影響,由於也有進一步在該透光性載體上所形成的透明導電層將會破損,故不佳。藉由進行輥壓處理,機能性半導體層123β之厚度較佳成為輥壓處理前之塗膜123q的厚度值之80至30%。
又,於機能性半導體層123β之形成後,在下一個色素附載步驟前,必要時,作為機能性半導體層123β之表面處理能夠進行上述UV-臭氧處理之觀點,與第一實施形態相同。UV-臭氧處理係對機能性半導體層123α與機能性半導體層123β一併進行。
若根據本實施形態之光電極120與具備該色素增感太陽能電池101,與第一實施形態同樣地藉輥壓處理而能高速生產,能夠作成已減低製造成本之色素增感太陽能電池。
又,由於光電轉換層123具有經輥壓處理的第一層123A、與在第一層123A上所形成的第二層123B,一面提高透光性基板21與光電轉換層123之緊貼性、一面能夠使電池性能提高。 <第三實施形態>
針對本發明之第三實施形態加以說明。本實施形態之色素增感太陽能電池201與上述各實施形態之色素增感太陽能電池不同之處係光電極基板為金屬製之點。
第5圖係顯示構成本實施形態之色素增感太陽能電池201的單元210構造之一例的說明用剖面圖。如第5圖所示,單元210之光電極220係在金屬基板221上設置光電轉換層23所構成。其他方面係大致上與第一實施形態相同,以下,針對金屬基板221與所關聯的事項詳細加以說明。
作為金屬基板221之金屬材料,較佳為使用常溫下之比電阻為1×10-4cm‧Ω以下之金屬或合金。進一步較佳為使用Ti、Ni、Fe、Cu、Al或不銹鋼(例如,在JIS附有SUS簡稱者)等之合金。於本實施形態中,由於基板為金屬製,無設置在第一實施形態或第二實施形態所示之導電層的必要。
又,由於光電極220不具有透光性,在色素增感太陽能電池201中具有從相對電極側射入光之必要。因此,作為構成相對電極216之材料可使用透明之載體。作為材料較佳為使用PEN薄膜或PET薄膜。又,在透明載體上,使用ITO、FTO等之透明導電性金屬氧化物,較佳為降低表面電阻,進一步在透明導電性金屬氧化物之電解質部分側面,較佳為將Pt、導電性高分子、碳等作為觸媒使用。
還有,在金屬基板221上,無法測定機能性半導體層之光透射率。因而,於本實施形態中,測定機能性半導體層的透射率之情形,若藉相同條件而在PET等之透明性薄膜上形成機能性半導體層後測定透射率的話即可。
接著,在色素增感太陽能電池201之製造步驟中,說明與上述各實施形態不同之點。
在輥壓處理步驟中,若機能性半導體層之表面粗糙度Ra設為50nm以下時,由於提高與金屬基板221之緊貼性,故較佳。又,針對輥壓處理時之溫度,於光電轉換層形成用糊中未使用溶劑之情形,較佳為不超過550℃。其理由係當超過550℃之溫度下處理時,成為使機能性半導體層性能降低之原因,因而成為在金屬基板221生成金屬氧化物、或阻礙半導體粒子彼此之緊貼的主要原因。又,由於藉熱而改變半導體粒子之結晶系,成為電池性能將會降低之原因。
於本實施形態之光電極220與具備該色素增感太陽能電池201中,與第一及第二實施形態同樣地,藉由輥壓處理而能高速下生產,能夠作成減低製造成本之色素增感太陽能電池。
又,無關於金屬基板221之材質,亦即例如使用獲得習知高的光吸收效率為困難之金屬基板之情形,也能夠在金屬基板221上高緊貼性地形成該光電轉換層23,故能夠維持高水準之光電轉換效率。
於本實施形態中,如第二實施形態所示,光電轉換層能夠作成具備第二層之構造。此時,第一層之厚度可設為例如1至40μm,第二層之厚度可設為例如1至15μm。於本實施形態中,合併第一層與第二層之厚度較佳為60μm以下。 [變形例]
於本發明之各實施形態之光電極與色素增感太陽能電池中,能夠增加各種之變更。
例如,如第6圖所示,亦可為在光電轉換層23之表面上形成僅由半導體大粒子所構成的光散射層25。該光電轉換元件10A之光散射層25係例如將水作為溶劑使用,也能夠作成不含有黏結劑及有機溶劑,由含有半導體大粒子之糊的塗膜所構成。光散射層25之厚度能夠作成例如1至15μm。
若根據具有由形成如此之光散射層25所構成的色素增感太陽能電池用光電極20A之光電轉換元件10A,能夠獲得極高的光侷限效果,其結果,能夠構成達成極高的光電轉換效率之色素增感太陽能電池。
又,亦可於使增感色素附載於不含黏結劑與有機溶劑而是含有特定半導體粒子群之糊的塗膜後,依照藉由輥壓處理所得之增感色素附載加壓半導體層而形成光電轉換層。但是,於製造步驟中,由於在輥壓處理之際發生增感色素之剝離,與於輥壓處理糊之塗膜後附載增感色素之情形作一比較,所得之色素增感太陽能電池的性能將會稍微變低。 [實施例]
以下,針對本發明之具體實施例而加以說明,但本發明並不受此等所限定。 [實施例1] (氧化鈦半導體粒子懸浮液之調製)
藉由在離子交換水200mL中,一面充分攪拌正鈦酸四異丙基鹽56.8g、一面滴入,滴入結束後,進一步持續攪拌1小時而使水解結束,獲得成為目的之氫氧化鈦沉澱物。沉澱物係使用濾紙過濾,再利用離子交換水充分洗淨。
將該沉澱物加入使5.8g之氫氧化四甲銨(TMAH)的離子交換水中,進一步追加離子交換水而將試料全部量作成160g。
藉由於140℃進行該試料之4小時加熱回流後,利用玻璃過濾器而去除微晶而獲得白濁半透明之膠體溶液。
將所得之膠體溶液移入密閉的高壓釜容器中,於260℃進行8小時之水熱合成,於該水熱合成後,使用旋轉蒸發器而將膠體溶液之溶劑取代成乙醇後,進行超音波分散之處理,獲得含有平均粒徑20nm之銳鈦礦結晶型氧化鈦粒子[A]之乙醇懸浮液[A](將以上之操作稱為「半導體粒子懸浮液之調製操作」。)。
還有,TMAH將會分解所生成的三甲基胺係於將膠體溶液之溶劑取代成乙醇的操作時,幾乎會全部量被去除。
於該半導體粒子懸浮液之調製操作中,除了將TMAH之添加量設為1.5g之外,同樣地進行,獲得含有平均粒徑100nm之銳鈦礦結晶型氧化鈦粒子[B]之乙醇懸浮液[B]。
還有,針對乙醇懸浮液[A]、[B]中所含之氧化鈦粒子,藉由利用塗布刮刀法而將乙醇懸浮液塗布‧乾燥於載玻片上後,測定XRD圖案,從所得之XRD圖案而求出半值寬,利用Scherrer之式(D=K×λ/βcosθ)而算出平均粒徑,且確認了氧化鈦粒子之結晶型。但是式中,D係結晶之長度、β係半值寬、θ係繞射角、K=0.94、λ=1.5418。
氧化鈦粒子[A]與氧化鈦粒子[B]係其結晶型幾乎為100%銳鈦礦結晶型,金紅石結晶型之存在則未被確認。
還有,Scherrer式係由於平均粒徑超過50nm之情形的誤差將會變大,平均粒徑超過50nm之情形,利用下列之方法。亦即,藉由利用塗布刮刀法而將乙醇懸浮液塗布‧乾燥於載玻片上後,使用SEM拍攝後,由影像獲得而取得粒子之粒子半徑的算術平均,將之設為平均粒徑。 (光電轉換層形成用水性糊之調製)
針對此等2種之乙醇懸浮液[A]、[B],由如下方式而求出各自的氧化鈦粒子之濃度:首先,利用電子天秤而稱量坩堝之質量(W),之後,於坩堝中量取乙醇懸浮液而稱量坩堝與乙醇懸浮液之總質量(W1),再將其置入電爐內,在150℃保持2小時後完全去除乙醇懸浮液之溶劑,接著,再稱量質量(W2),從式{氧化鈦粒子之濃度(wt%)=(W2-W)/(W1-W)×100}而求出。
然後,基於各自的濃度,藉由使氧化鈦粒子[A]與氧化鈦粒子[B]成為重量比7:3的方式來混合,再度使用旋轉蒸發器,並以水幾乎完全取代溶劑後,濃縮該混合液,最後,獲得氧化鈦粒子之濃度為10wt%且以水作為介質之光電轉換層形成用糊[1]。 (機能性半導體層之製作)
在表面電阻13Ω/□之由ITO/PEN(聚對苯二甲酸乙二酯)基板(王子Tobi製)所構成的透光性基板,利用塗布刮刀法而將該光電轉換層形成用水性糊[1]塗布於0.5cm×0.5cm大小之工作電極區域後,在室溫下使其乾燥而獲得塗膜,對於該塗膜,將使用金屬輥之輥壓機用於輥壓處理。使用輥壓機而以1rpm進行既定加壓壓力之直徑25cm輥壓的輥壓處理。輥壓之壓力係調整間隙,使用感壓薄膜(「Prescale、富士Film公司製」)加以確認。還有,感壓薄膜係配置於未形成氧化鈦塗布膜之基板面。加壓壓力係一面調整輥間隙而以感壓薄膜確認實測加壓載重、一面設定。以壓力100MPa而從兩面進行該糊的輥壓處理,獲得在透光性基板上形成機能性半導體層之光電極構造體。
相對於輥壓處理前之值而言,藉由進行該輥壓處理,在機能性半導體層之波長400至800nm的光透射率係增加至110%,膜厚係減少至70%,約為6μm。針對單元實效面積,使用數位顯微鏡與校正刻度,進行有效數字4位數之修正。於加壓處理前後之試樣中,進行該光電極構造體之波長200至900nm的穿透率之測定結果。還有,穿透率測定係使用U-4000(日立High Technologies公司製)進行。又,膜厚測定係使用探針式表面形狀測定器DEKTAK(ULVAC製)進行。
於輥壓處理後,觀察在基板上所形成的塗膜之1千倍及2萬倍的SEM照片後,如第7圖所示,確認了平行於輥壓處理方向所延伸的輥壓痕跡。
還有,量測在加壓處理前後之機能性半導體層的膜厚,使用原子顯微鏡(AFM),測定機能性半導體層的表面粗糙度Ra。測定順序係如下所示。
首先,機能性半導體層表面之中,利用AFM測定一邊為10μm之正方形區域。此時,使輥壓處理方向與該正方形區域之一邊成為平行或約略平行的方式來進行。
如第9圖所示,將該正方形區域300向輥壓方向延伸,分為寬度各自為3μm、4μm、3μm之帶狀區域310、320、與330,在各帶狀區域310、320、330,使用AFM而算出表面粗糙度Ra。將合計所得之表面粗糙度Ra之值除以3的值作為第一方向之表面粗糙度Ra。
接著,如第10圖所示,將正方形區域300向垂直於輥壓方向之方向延伸,分為寬度各自為3μm、4μm、3μm之帶狀區域410、420、與430,在各帶狀區域410、420、430,使用AFM而算出表面粗糙度Ra。將合計所得之表面粗糙度Ra之值除以3的值作為第二方向之表面粗糙度Ra。
然後,以第一方向之表面粗糙度Ra除以第二方向之表面粗糙度Ra而算出表面粗糙度比例。其結果,表面粗糙度比例為35.0nm/19.3nm=1.81,確認了在第二方向與第一方向之表面粗糙度Ra的異向性。
還有,於本發明中之表面粗糙度Ra的定義係依據在ASME B46.1中記載之Img.Ra。 (增感色素之附載‧光電極之製作)
另一方面,將順雙(異硫氰酸酯)-雙(2,2’-二吡啶基-4,4’-二羧酸)-釕(II)雙四丁基銨作為增感色素使用,以0.2mM之濃度使其溶解於乙醇中而獲得色素溶液,使形成上述機能性半導體層之光電極構造體24小時浸漬於該色素溶液中而獲得機能性半導體層中附載有增感色素之光電極[1]。
還有,針對該光電極[1],與上述同樣地進行SEM觀察後,在輥壓處理後之SEM觀察中,觀察到與所確認者同樣的輥壓痕跡。
還有,光電轉換層之表面粗糙度Ra實質上相同於附載增感色素之前的機能性半導體層之表面粗糙度Ra。 (色素增感太陽能電池之製作)
作為電解質溶液係使用溶解有碘、碘化鋰、碘化1,2-二甲基-3-丙基咪唑鎓與三級丁基吡啶之乙腈溶液。此等溶液分別成為0.05M、0.1M、0.6M與0.5M的方式來在氮氣環境下溶解於乙腈中。
作為相對電極係使用在100μm厚之Ti板上蒸鍍鉑。
藉由依厚度50μm之絕緣間隙物、相對電極之順序而與上述之光電極[1]組合,利用微注射器,將電解質溶液注入於光電極[1]與相對電極之間而製作色素增感太陽能電池[1]。 (色素增感太陽能電池之性能評估)
使用「陽光模擬器」(Peccell公司製),一面對該色素增感太陽能電池[1]照射AM 1.5、100mW/cm2之模擬陽光、一面使用「2400型Source Meter」(KEITHLEY公司製)而測定I-V特性後獲得短路電流、開放電壓、形狀因子ff之值,同時使用此等之值後依照下式(1)而算出光電轉換效率。
式(1):光電轉換效率(%)=[短路電流值(mA/cm2)×開放電壓值(V)×{形狀因子ff/入射光(100mW/cm2)}]×100 [實施例2]
除了使用僅有氧化鈦粒子[A]之外,與實施例1同樣地進行而獲得色素增感太陽能電池[2],針對該色素增感太陽能電池[2],與實施例1同樣地進行而獲得短路電流、開放電壓、形狀因子ff、光電轉換效率之值。
此時,對於所得之機能性半導體層,使用SEM而進行表面觀察,確認了平行於輥壓處理方向所延伸的輥壓痕跡。
又,利用與實施例1同樣的順序來測定表面粗糙度Ra,測定在機能性半導體之相對於波長的透射率與加壓處理前後的膜厚。
表面粗糙度Ra測定之結果,表面粗糙度比例為34.1nm/17.5nm=1.95,確認了在第二方向與第一方向之表面粗糙度Ra的異向性。 [實施例3]
除了使用使氧化鈦粒子[A]與氧化鈦粒子[B]成為重量比6:4的方式來混合的糊之外,與實施例1同樣地進行而獲得色素增感太陽能電池[3],針對該色素增感太陽能電池[3],與實施例1同樣地進行而獲得短路電流、開放電壓、形狀因子ff、光電轉換效率之值。
此時,對於所得之機能性半導體層,使用SEM而進行表面觀察,確認了平行於輥壓處理方向所延伸的輥壓痕跡。
又,利用與實施例1同樣的順序來測定表面粗糙度Ra,測定在機能性半導體之相對於波長的透射率與加壓處理前後的膜厚。
表面粗糙度Ra測定之結果,表面粗糙度比例為13.7nm/9.0nm=1.52,確認了在第二方向與第一方向之表面粗糙度Ra的異向性。 [實施例4]
除了使用ITO/PET以取代ITO/PEN基板之外,與實施例1同樣地進行而獲得色素增感太陽能電池[4],針對該色素增感太陽能電池[4],與實施例1同樣地進行而獲得短路電流、開放電壓、形狀因子ff、光電轉換效率之值。
此時,對於所得之機能性半導體層,使用SEM而進行表面觀察,確認了平行於輥壓處理方向所延伸的輥壓痕跡。
又,利用與實施例1同樣的順序來測定表面粗糙度Ra,測定在機能性半導體之相對於波長的透射率與加壓處理前後的膜厚。
表面粗糙度Ra測定之結果,表面粗糙度比例為23.9nm/18.8nm=1.27,確認了在第二方向與第一方向之表面粗糙度Ra的異向性。 [實施例5]
除了將工作電極區域作成0.5cm×4.5cm之外,與實施例1同樣地進行而獲得色素增感太陽能電池[5],針對該色素增感太陽能電池[5],與實施例1同樣地進行而獲得短路電流、開放電壓、形狀因子ff、光電轉換效率之值。
此時,對於所得之機能性半導體層,使用SEM而進行表面觀察,確認了平行於輥壓處理方向所延伸的輥壓痕跡。
又,利用與實施例1同樣的順序來測定表面粗糙度Ra,測定在機能性半導體之相對於波長的透射率與加壓處理前後的膜厚。
表面粗糙度Ra測定之結果,表面粗糙度比例為25.5nm/16.6nm=1.54,確認了在第二方向與第一方向之表面粗糙度Ra的異向性。 [實施例6]
除了將市售的糊「PECC-K01」(Peccell公司製)用於糊之外,與實施例1同樣地進行而獲得色素增感太陽能電池[6],針對該色素增感太陽能電池[6],與實施例1同樣地進行而獲得短路電流、開放電壓、形狀因子ff、光電轉換效率之值。
此時,對於所得之機能性半導體層,使用SEM而進行表面觀察,確認了平行於輥壓處理方向所延伸的輥壓痕跡。
又,利用與實施例1同樣的順序來測定表面粗糙度Ra,測定在機能性半導體之相對於波長的透射率與加壓處理前後的膜厚。
表面粗糙度Ra測定之結果,表面粗糙度比例為30.0nm/16.4nm=1.83,確認了在第二方向與第一方向之表面粗糙度Ra的異向性。
將實施例1至6之數據顯示於表1。
[比較例A-1]
取代輥壓處理而將Mini Test Press-10(東洋精機製)使用於平壓處理。依序積層5mm之Conex Felt(Dupont股份有限公司製)、感壓薄膜(「Prescale」、富士Film公司製)、透光性基板、氟脫模薄膜、及5mm之Conex Felt(Dupont股份有限公司製),獲得從上方作成「Conex Felt」/「感壓薄膜」/「氟脫模薄膜」/氧化鈦塗布ITO-PEN基板/「Conex Felt」之層構造的積層體。一面以感壓薄膜確認實測加壓載重、一面60秒鐘加壓該積層體。此時之載重為壓力100MPa。
除了進行平壓處理以取代輥壓處理之外,與實施例1同樣地進行而獲得比較用之色素增感太陽能電池[A-1],針對該比較用之色素增感太陽能電池[A-1],與實施例1同樣地進行而獲得短路電流、開放電壓、形狀因子ff、光電轉換效率之值。此時,對於所得之機能性半導體層,使用SEM而進行表面觀察,如顯示於第8圖之放大照片,亦如輥壓痕跡所示,未確認向特定方向所延伸的痕跡。又,測定在機能性半導體之相對於波長的透射率與加壓處理前後的膜厚。 [比較例A-2]
取代輥壓處理,將Mini Test Press-10(東洋精機製)使用於平壓處理。依序積層5mm之Conex Felt(Dupont股份有限公司製)、感壓薄膜(「Prescale」、富士Film公司製)、透光性基板、氟脫模薄膜、及5mm之Conex Felt(Dupont股份有限公司製),獲得從上方作成「Conex Felt」/「感壓薄膜」/「氟脫模薄膜」/氧化鈦塗布ITO-PEN基板/「Conex Felt」之層構造的積層體。一面以感壓薄膜確認實測加壓載重、一面60秒鐘加壓該積層體。此時之載重為壓力100MPa。
除了進行平壓處理以取代輥壓處理之外,與實施例2同樣地進行而獲得比較用之色素增感太陽能電池[A-2],針對該比較用之色素增感太陽能電池[A-2],與實施例1同樣地進行而獲得短路電流、開放電壓、形狀因子ff、光電轉換效率之值。此時,對於所得之機能性半導體層,使用SEM而進行表面觀察,如輥壓痕跡所示,未確認向特定方向所延伸的痕跡。又,測定在機能性半導體之相對於波長的透射率與加壓處理前後的膜厚。 [比較例A-3]
取代輥壓處理,將Mini Test Press-10(東洋精機製)使用於平壓處理。依序積層5mm之Conex Felt(Dupont股份有限公司製)、感壓薄膜(「Prescale」、富士Film公司製)、透光性基板、氟脫模薄膜、及5mm之Conex Felt(Dupont股份有限公司製),獲得從上方作成「Conex Felt」/「感壓薄膜」/「氟脫模薄膜」/氧化鈦塗布ITO-PEN基板/「Conex Felt」之層構造的積層體。一面以感壓薄膜確認實測加壓載重、一面60秒鐘加壓該積層體。此時之載重為壓力100MPa。
除了進行平壓處理以取代輥壓處理之外,與實施例3同樣地進行而獲得比較用之色素增感太陽能電池[A-3],針對該比較用之色素增感太陽能電池[A-3],與實施例1同樣地進行而獲得短路電流、開放電壓、形狀因子ff、光電轉換效率之值。此時,對於所得之機能性半導體層,使用SEM而進行表面觀察,如輥壓痕跡所示,未確認向特定方向所延伸的痕跡。又,測定在機能性半導體之相對於波長的透射率與加壓處理前後的膜厚。 [比較例A-4]
取代輥壓處理,將Mini Test Press-10(東洋精機製)使用於平壓處理。依序積層5mm之Conex Felt(Dupont股份有限公司製)、感壓薄膜(「Prescale」、富士Film公司製)、透光性基板、氟脫模薄膜、及5mm之Conex Felt(Dupont股份有限公司製),獲得從上方作成「Conex Felt」/「感壓薄膜」/「氟脫模薄膜」/氧化鈦塗布ITO-PEN基板/「Conex Felt」之層構造的積層體。一面以感壓薄膜確認實測加壓載重、一面60秒鐘加壓該積層體。此時之載重為壓力100MPa。
除了進行平壓處理以取代輥壓處理之外,與實施例4同樣地進行而獲得比較用之色素增感太陽能電池[A-4],針對該比較用之色素增感太陽能電池[A-4],與實施例1同樣地進行而獲得短路電流、開放電壓、形狀因子ff、光電轉換效率之值。此時,對於所得之機能性半導體層,使用SEM而進行表面觀察,如輥壓痕跡所示,未確認向特定方向所延伸的痕跡。又,測定在機能性半導體之相對於波長的透射率與加壓處理前後的膜厚。 [比較例A-5]
取代輥壓處理,將Mini Test Press-10(東洋精機製)使用於平壓處理。依序積層5mm之Conex Felt(Dupont股份有限公司製)、感壓薄膜(「Prescale」、富士Film公司製)、透光性基板、氟脫模薄膜、及5mm之Conex Felt(Dupont股份有限公司製),獲得從上方作成「Conex Felt」/「感壓薄膜」/「氟脫模薄膜」/氧化鈦塗布ITO-PEN基板/「Conex Felt」之層構造的積層體。一面以感壓薄膜確認實測加壓載重、一面60秒鐘加壓該積層體。此時之載重為壓力100MPa。
除了進行平壓處理以取代輥壓處理之外,與實施例5同樣地進行而獲得比較用之色素增感太陽能電池[A-5],針對該比較用之色素增感太陽能電池[A-5],與實施例1同樣地進行而獲得短路電流、開放電壓、形狀因子ff、光電轉換效率之值。此時,對於所得之機能性半導體層,使用SEM而進行表面觀察,如輥壓痕跡所示,未確認向特定方向所延伸的痕跡。又,測定在機能性半導體之相對於波長的透射率與加壓處理前後的膜厚。 [比較例A-6]
取代輥壓處理,將Mini Test Press-10(東洋精機製)使用於平壓處理。依序積層5mm之Conex Felt(Dupont股份有限公司製)、感壓薄膜(「Prescale」、富士Film公司製)、透光性基板、氟脫模薄膜、及5mm之Conex Felt(Dupont股份有限公司製),獲得從上方作成「Conex Felt」/「感壓薄膜」/「氟脫模薄膜」/氧化鈦塗布ITO-PEN基板/「Conex Felt」之層構造的積層體。一面以感壓薄膜確認實測加壓載重、一面60秒鐘加壓該積層體。此時之載重為壓力100MPa。
除了進行平壓處理以取代輥壓處理之外,與實施例6同樣地進行而獲得比較用之色素增感太陽能電池[A-6],針對該比較用之色素增感太陽能電池[A-6],與實施例1同樣地進行而獲得短路電流、開放電壓、形狀因子ff、光電轉換效率之值。此時,對於所得之機能性半導體層,使用SEM而進行表面觀察,如輥壓痕跡所示,未確認向特定方向所延伸的痕跡。又,測定在機能性半導體之相對於波長的透射率與加壓處理前後的膜厚。
將比較例A-1至A-6之數據顯示於表2。
[比較例C-1]
除了對於不進行塗膜之輥壓處理而是在150℃進行10分鐘之加熱處理之外,與實施例1同樣地進行而獲得比較用之色素增感太陽能電池[C-1],針對該比較用之色素增感太陽能電池[C-1],與實施例1同樣地進行而獲得短路電流、開放電壓、形狀因子ff、光電轉換效率之值。此時,對於所得之機能性半導體層,使用SEM而進行表面觀察,如輥壓痕跡所示,未確認向特定方向所延伸的痕跡。又,以相同於實施例1的順序而測定表面粗糙度Ra。測定在機能性半導體之相對於波長的透射率與膜厚。但是,於表面粗糙度Ra之測定中,由於未進行輥壓處理而是將上述之正方形區域300設定成任意之位置,將表面粗糙度Ra之測定值較小的方向設為第一方向。
表面粗糙度Ra測定之結果,表面粗糙度比例為45.0nm/42.4nm=1.06,未能確認在第二方向與第一方向之表面粗糙度Ra的異向性。 [比較例C-2]
除了對於不進行塗膜之輥壓處理而是在150℃進行10分鐘之加熱處理之外,與實施例2同樣地進行而獲得比較用之色素增感太陽能電池[C-2],針對該比較用之色素增感太陽能電池[C-2],與實施例1同樣地進行而獲得短路電流、開放電壓、形狀因子ff、光電轉換效率之值。此時,對於所得之機能性半導體層,使用SEM而進行表面觀察,如輥壓痕跡所示,未確認向特定方向所延伸的痕跡。又,以相同於比較例C-1的順序而測定表面粗糙度Ra。測定在機能性半導體之相對於波長的透射率與膜厚。
表面粗糙度Ra測定之結果,表面粗糙度比例為45.3nm/43.0nm=1.05,未能確認在第二方向與第一方向之表面粗糙度Ra的異向性。 [比較例C-3]
除了對於不進行塗膜之輥壓處理而是在150℃進行10分鐘之加熱處理之外,與實施例6同樣地進行而獲得比較用之色素增感太陽能電池[C-3],針對該比較用之色素增感太陽能電池[C-3],與實施例1同樣地進行而獲得短路電流、開放電壓、形狀因子ff、光電轉換效率之值。此時,對於所得之機能性半導體層,使用SEM而進行表面觀察,如輥壓痕跡所示,未確認向特定方向所延伸的痕跡。又,測定在機能性半導體之相對於波長的透射率與膜厚。
將比較例C-1至C-3之數據顯示於表3。
[比較例D-1]
除了對於不進行塗膜之加壓處理與加熱處理而是在常溫下保持10分鐘之外,與實施例1同樣地進行而獲得比較用之色素增感太陽能電池[D-1],針對該比較用之色素增感太陽能電池[D-1],與實施例1同樣地進行而獲得短路電流、開放電壓、形狀因子ff、光電轉換效率之值。此時,對於所得之機能性半導體層,使用SEM而進行表面觀察,如輥壓痕跡所示,未確認向特定方向所延伸的痕跡。又,測定在機能性半導體之相對於波長的透射率與膜厚。 [比較例D-2]
除了對於不進行塗膜之加壓處理與加熱處理而是在常溫下保持10分鐘之外,與實施例2同樣地進行而獲得比較用之色素增感太陽能電池[D-2],針對該比較用之色素增感太陽能電池[D-2],與實施例1同樣地進行而獲得短路電流、開放電壓、形狀因子ff、光電轉換效率之值。此時,對於所得之機能性半導體層,使用SEM而進行表面觀察,如輥壓痕跡所示,未確認向特定方向所延伸的痕跡。又,測定在機能性半導體之相對於波長的透射率與膜厚。 [比較例D-3]
除了對於不進行塗膜之加壓處理與加熱處理而是在常溫下保持10分鐘之外,與實施例6同樣地進行而獲得比較用之色素增感太陽能電池[D-3],針對該比較用之色素增感太陽能電池[D-3],與實施例1同樣地進行而獲得短路電流、開放電壓、形狀因子ff、光電轉換效率之值。此時,對於所得之機能性半導體層,使用SEM而進行表面觀察,如輥壓痕跡所示,未確認向特定方向所延伸的痕跡。又,測定在機能性半導體之相對於波長的透射率與膜厚。
將比較例D-1至D-3之數據顯示於表4。
[比較例E-1]
除了使用表面電阻9Ω/□之FTO/導電性玻璃基板以取代ITO/PEN基板而作為透光性基板、不進行加壓處理、於光電轉換層形成用水性糊[1]之塗布‧乾燥處理後而在520℃進行1小時煅燒處理、使用在導電性玻璃上濺鍍鉑作為相對電極之外,與實施例1同樣地進行而獲得比較用之色素增感太陽能電池[E-1],針對該比較用之色素增感太陽能電池[E-1],與實施例1同樣地進行而獲得短路電流、開放電壓、形狀因子ff、光電轉換效率之值。此時,對於所得之機能性半導體層,使用SEM而進行表面觀察,如輥壓痕跡所示,未確認向特定方向所延伸的痕跡。又,測定在機能性半導體之相對於波長的透射率與膜厚。
將比較例E-1之數據顯示於表5。
於有關實施例1至實施例6的本發明之色素增感太陽能電池中,確認了已獲高的光電轉換效率。
又,藉由比較實施例1、5之結果,若增大工作電極區域時,影響光電轉換效率之大小且顯示些微變低之傾向,確認了可獲得幾乎同等的光電轉換效率。針對該點,與比較例A-1作一比較,於增大工作電極區域之比較例A-5中,光電轉換效率將大幅降低,顯示輥壓處理對平壓處理之優越性。
另一方面,從有關未進行加壓處理之比較用色素增感太陽能電池的比較例D-1、D-2、D-3之結果,確認了若未進行加壓處理時,得不到高的光電轉換效率。認為此係未進行加壓處理之結果,氧化鈦粒子間及氧化鈦粒子與透光性基板之接合性變低為大的主要原因。
又,從實施例2之結果,與使用2種粒徑不同的半導體粒子之本發明者作一比較,確認了僅使用粒徑小的1種半導體粒子之太陽能電池雖然未能獲得高的光電轉換效率,但能夠作成具有高的透射率之色素增感太陽能電池。
於進行輥壓處理之實施例1至6中,輥壓痕跡係藉由使用SEM所觀察。確認了輥壓痕跡係平行於輥壓之旋轉方向所延伸的方式來生成。又,於使用AFM之機能性半導體層的表面粗糙度Ra之測定中,於比較在平行於輥壓處理方向之第一方向、與垂直於第一方向之第二方向的表面粗糙度Ra後,第二方向的表面粗糙度Ra者較第一方向的表面粗糙度Ra為大,顯示1.2倍以上之值。認為此係由於起因於輥壓處理之輥壓痕跡的凹凸向第一方向延伸所產生。
於使用平壓而製作試樣之比較例A-1至A-6中,如輥壓痕跡所示,未能確認向特定方向延伸之痕跡。 [實施例F-1]
除了將輥壓處理之條件設為壓力80MPa之外,與實施例1同樣地進行而獲得色素增感太陽能電池[F-1],對該色素增感太陽能電池[F-1]與光電極構造體[F-1-1]進行與實施例1同樣的測定。 [實施例F-2]
除了將輥壓處理之條件設為壓力160MPa之外,與實施例1同樣地進行而獲得色素增感太陽能電池[F-2],對該色素增感太陽能電池[F-2]之光電極構造體[F-2-1]進行與實施例1同樣的測定。 [實施例G-1]
除了較實施例1更增加機能性半導體膜厚而作成之外,同樣地進行而獲得色素增感太陽能電池[G-1],針對該色素增感太陽能電池[G-1],與實施例1同樣地進行而獲得短路電流、開放電壓、形狀因子ff、光電轉換效率之值。
此時,對於所得之機能性半導體層,使用SEM而進行表面觀察,確認了平行於輥壓處理方向所延伸的輥壓痕跡。
又,測定在機能性半導體之相對於波長的透射率與加壓處理前後之膜厚。 [實施例G-2]
除了較實施例1更降低機能性半導體膜厚而作成之外,同樣地進行而獲得色素增感太陽能電池[G-2],針對該色素增感太陽能電池[G-2],與實施例1同樣地進行而獲得短路電流、開放電壓、形狀因子ff、光電轉換效率之值。
此時,對於所得之機能性半導體層,使用SEM而進行表面觀察,確認了平行於輥壓處理方向所延伸的輥壓痕跡。
又,測定在機能性半導體之相對於波長的透射率與加壓處理前後之膜厚。 [實施例H-1]
藉由塗布與實施例1同樣地進行所得之光電轉換層形成用水性糊[1],形成機能性半導體層,對該機能性半導體層實施UV-臭氧處理,之後,使增感色素附載而獲得色素增感太陽能電池[H-1],針對此等之色素增感太陽能電池[H-1],與實施例1同樣地進行而獲得短路電流、開放電壓、形狀因子ff、光電轉換效率之值。 (UV-臭氧處理)
將處理對象物置入UV-臭氧洗淨裝置「OC-2506」(岩崎電氣(股)製)中、進行5分鐘紫外線照射。
將比較例F-1至H-1之數據顯示於表6。
藉由對機能性半導體層實施UV-臭氧處理,未進行該處理之情形,例如與實施例1作一比較,顯示可獲得高的光電轉換效率。
此係藉由對機能性半導體層之UV-臭氧處理,增加機能性半導體層中所含之半導體粒子的親水性基,該半導體粒子成為容易吸附色素,其結果,推測可獲得所得之色素增感太陽能電池為高的光電轉換效率。
接著,顯示對應於第二實施形態之實施例。 [實施例11] (第二層之形成)
藉由使用旋轉蒸發器,利用水完全置換溶劑來濃縮氧化鈦粒子[B],最後,氧化鈦粒子之濃度為10wt%而獲得以水作為介質之光電轉換層形成用糊[2]。
重疊於利用與實施例1同樣的順序所形成的輥壓處理後之機能性半導體層上的方式,再度利用塗布刮刀法而進行光電轉換層形成用糊[2]之塗布,在室溫下使其乾燥而獲得塗布膜。其後,使用Mini Test Press-10(東洋精機製)而對該塗布膜進行平壓處理,形成成為第二層之機能性半導體層。
具體而言,依序積層5mm之Conex Felt(Dupont股份有限公司製)、感壓薄膜(「Prescale」、富士Film公司製)、氧化鈦塗布ITO-PEN基板、氟脫模薄膜、及5mm之Conex Felt(Dupont股份有限公司製),獲得從上方作成「Conex Felt」/「感壓薄膜」/「氟脫模薄膜」/氧化鈦塗布ITO-PEN基板/「Conex Felt」之層構造的積層體。一面以感壓薄膜確認實測加壓載重、一面60秒鐘加壓該積層體。此時之載重為壓力100MPa。利用以上之順序而獲得在透光性基板上形成有第一層與第二層之光電極構造體。
之後,與實施例1同樣地進行增感色素之附載而獲得光電極,進一步製作色素增感太陽能電池。 [實施例12]
取代實施例11之平壓處理,進行使用具備金屬輥之輥壓機的輥壓處理。使用輥壓機,以1rpm進行既定加壓之直徑25cm的輥壓處理。輥壓之壓力係一面調整間隙、使用減壓薄膜(「Prescale」、富士Film公司製)、確認載重、一面進行。還有,減壓薄膜係配置於未形成氧化鈦塗布膜之基板面。加壓壓力係一面調整輥間隙而以感壓薄膜確認實測加壓載重、一面設定。以壓力100MPa而從兩面進行該糊之輥壓處理。
利用以上之順序而獲得在透光性基板上形成有第一層與第二層之光電極構造體。
之後,與實施例1同樣地進行增感色素之附載而獲得光電極,進一步製作色素增感太陽能電池。 [實施例13]
除了取代實施例12的輥壓處理且在150℃下進行10分鐘加熱乾燥而獲得成為第二層之機能性半導體層之外,以相同於實施例12之順序而製得。 [實施例14]
除了取代實施例12的輥壓處理且在常溫下進行10分鐘乾燥而獲得成為第二層之機能性半導體層之外,以相同於實施例12之順序而製得。
將實施例11至實施例14之光電極構造體浸漬於純水中,將超音波5秒鐘照射於水中之光電轉換層表面後,從第一層剝離第二層。之後,使用顯微鏡而以倍率1000倍觀察第一層之表面後,能確認輥壓痕跡。
將實施例11至14之構造整理於表7中。又,針對實施例11至14,將藉由上述方法而評估電池性能之結果顯示於表8。如表8所示,與不具有第二層之實施例作一比較,設置第二層之實施例的色素增感太陽能電池更提高電池性能。

從以上之結果,藉由使第二層積層於經輥壓處理的第一層上,顯示可獲得較僅具有第一層之比較例為高的光電轉換效率。推測此係使第二層發揮作為光散射層之機能而顯著發現光侷限效果。
接著,顯示對應於第三實施形態之實施例。 [實施例21]
作為形成光電轉換層之基板,除了使用Ti基板(厚度40μm)、與將在表面電阻13Ω/□之ITO/PEN薄膜(王子Tobi製)蒸鍍鉑者作為相對電極使用之外,與實施例1同樣地進行而製作光電極與色素增感太陽能電池,利用與實施例1同樣的方法而評估電池性能。
於輥壓處理後,觀察在Ti基板上所形成的塗膜之1千倍與2萬倍之SEM照片,確認了平行於輥壓處理方向所延伸的輥壓痕跡。
利用與實施例1同樣的方法而測定表面粗糙度比例為18.3nm/13.8nm=1.33,確認了在第二方向與第一方向之表面粗糙度Ra的異向性。 [實施例22]
除了僅使用氧化鈦粒子[A]的糊之外,與實施例21同樣地進行而製作光電極與色素增感太陽能電池,利用與實施例1同樣的方法而評估電池性能。
此時,對於所得之機能性半導體層,使用SEM而進行表面觀察,確認了平行於輥壓處理方向所延伸的輥壓痕跡。又,利用與實施例1同樣的順序來測定表面粗糙度Ra,測定加壓處理前後的膜厚。
表面粗糙度Ra測定之結果,表面粗糙度比例為30.3nm/19.8nm=1.53,確認了在第二方向與第一方向之表面粗糙度Ra的異向性。 [實施例23]
除了使用氧化鈦粒子[A]與氧化鈦粒子[B]成為重量比6:4的方式來混合的糊之外,與實施例21同樣地進行而製作光電極與色素增感太陽能電池,利用與實施例1同樣的方法而評估電池性能。
此時,對於所得之機能性半導體層,使用SEM而進行表面觀察,確認了平行於輥壓處理方向所延伸的輥壓痕跡。又,利用與實施例1同樣的順序來測定表面粗糙度Ra,測定加壓處理前後的膜厚。
表面粗糙度Ra測定之結果,表面粗糙度比例為27.8nm/14.6nm=1.90,確認了在第二方向與第一方向之表面粗糙度Ra的異向性。 [實施例24]
除了使用Cu基板(厚度40μm)以取代Ti基板之外,與實施例21同樣地進行而製作光電極與色素增感太陽能電池。
此時,對於所得之機能性半導體層,使用SEM而進行表面觀察,確認了平行於輥壓處理方向所延伸的輥壓痕跡。又,利用與實施例1同樣的順序來測定表面粗糙度Ra,測定加壓處理前後的膜厚。
表面粗糙度Ra測定之結果,表面粗糙度比例為31.2nm/12.6nm=2.48,確認了在第二方向與第一方向之表面粗糙度Ra的異向性。 [實施例25]
除了使用SUS304製之基板(厚度50μm)以取代Ti基板之外,與實施例21同樣地進行而製作光電極與色素增感太陽能電池,利用與實施例1同樣的方法而評估電池性能。
此時,對於所得之機能性半導體層,使用SEM而進行表面觀察,確認了平行於輥壓處理方向所延伸的輥壓痕跡。又,利用與實施例1同樣的順序來測定表面粗糙度Ra,測定加壓處理前後的膜厚。
表面粗糙度Ra測定之結果,表面粗糙度比例為15.2nm/11.7nm=1.30,確認了在第二方向與第一方向之表面粗糙度Ra的異向性。 [實施例26]
除了將工作電極區域作成0.5cm×4.5cm之外,與實施例21同樣地進行而製作光電極與色素增感太陽能電池,利用與實施例1同樣的方法而評估電池性能。
此時,對於所得之機能性半導體層,使用SEM而進行表面觀察,確認了平行於輥壓處理方向所延伸的輥壓痕跡。又,利用與實施例1同樣的順序來測定表面粗糙度Ra,測定加壓處理前後的膜厚。
表面粗糙度Ra測定之結果,表面粗糙度比例為17.1nm/13.6nm=1.26,確認了在第二方向與第一方向之表面粗糙度Ra的異向性。 [實施例27]
除了將市售的糊「PECC-K01」(Peccell公司製)用於糊之外,與實施例21同樣地進行而製作光電極與色素增感太陽能電池,利用與實施例1同樣的方法而評估電池性能。
此時,對於所得之機能性半導體層,使用SEM而進行表面觀察,確認了平行於輥壓處理方向所延伸的輥壓痕跡。又,利用與實施例1同樣的順序來測定表面粗糙度Ra,測定加壓處理前後的膜厚。
表面粗糙度Ra測定之結果,表面粗糙度比例為23.6nm/15.9nm=1.48,確認了在第二方向與第一方向之表面粗糙度Ra的異向性。
將實施例21至27之結果顯示於表9。還有,機能性半導體層之膜厚僅顯示加壓後之值。另外,針對實施例24,確認了發揮作為電池之機能,但針對電池性能則未測定。
[比較例A-21]
除了進行平壓處理以取代輥壓處理之外,與實施例21同樣地進行而製作光電極與色素增感太陽能電池,利用與實施例1同樣的方法而評估電池性能。
於平壓處理中,使用Mini Test Press-10(東洋精機製)。依序積層5mm之Conex Felt(Dupont股份有限公司製)、感壓薄膜(「Prescale」、富士Film公司製)、Ti基板、氟脫模薄膜、及5mm之Conex Felt(Dupont股份有限公司製),獲得從上方作成「Conex Felt」/「感壓薄膜」/「氟脫模薄膜」/氧化鈦塗布Ti基板/「Conex Felt」之層構造的積層體。一面以感壓薄膜確認實測加壓載重、一面60秒鐘加壓該積層體。此時之載重為壓力100MPa。
此時,對於所得之機能性半導體層,使用SEM而進行表面觀察,如輥壓痕跡所示,向特定方向所延伸的痕跡則未被確認。
又,利用與實施例1同樣的順序來測定表面粗糙度Ra,測定加壓處理前後的膜厚。但是,於表面粗糙度Ra之測定中,由於未進行輥壓處理,將正方形區域300設定成任意之位置,將表面粗糙度Ra之測定值較小的方向設為第一方向。
表面粗糙度Ra測定之結果,表面粗糙度比例為41.3nm/38.2nm=1.08,在第二方向與第一方向之表面粗糙度Ra的異向性則未被確認。 [比較例A-22]
除了進行相同於比較例A-21之平壓處理以取代輥壓處理之外,與實施例22同樣地進行而製作光電極與色素增感太陽能電池,利用與實施例1同樣的方法而評估電池性能。
此時,對於所得之機能性半導體層,使用SEM而進行表面觀察,如輥壓痕跡所示,向特定方向所延伸的痕跡則未被確認。又,利用與比較例A-21同樣的順序來測定表面粗糙度Ra,測定加壓處理前後的膜厚。
表面粗糙度Ra測定之結果,表面粗糙度比例為35.2nm/30.9nm=1.14,在第二方向與第一方向之表面粗糙度Ra的異向性則未被確認。 [比較例A-23]
除了進行相同於比較例A-21之平壓處理以取代輥壓處理之外,與實施例23同樣地進行而製作光電極與色素增感太陽能電池,利用與實施例1同樣的方法而評估電池性能。
此時,對於所得之機能性半導體層,使用SEM而進行表面觀察,如輥壓痕跡所示,向特定方向所延伸的痕跡則未被確認。又,利用與比較例A-21同樣的順序來測定表面粗糙度Ra,測定加壓處理前後的膜厚。
表面粗糙度Ra測定之結果,表面粗糙度比例為35.6nm/30.7nm=1.16。 [比較例A-24]
除了進行相同於比較例A-21之平壓處理以取代輥壓處理之外,與實施例24同樣地進行而製作光電極與色素增感太陽能電池。
此時,對於所得之機能性半導體層,使用SEM而進行表面觀察,如輥壓痕跡所示,向特定方向所延伸的痕跡則未被確認。又,利用與比較例A-21同樣的順序來測定表面粗糙度Ra,測定加壓處理前後的膜厚。
表面粗糙度Ra測定之結果,表面粗糙度比例為37.4nm/31.8nm=1.18,在第二方向與第一方向之表面粗糙度Ra的異向性則未被確認。 [比較例A-25]
除了進行相同於比較例A-21之平壓處理以取代輥壓處理之外,與實施例25同樣地進行而製作光電極與色素增感太陽能電池,利用與實施例1同樣的方法而評估電池性能。
此時,對於所得之機能性半導體層,使用SEM而進行表面觀察,如輥壓痕跡所示,向特定方向所延伸的痕跡則未被確認。又,利用與比較例A-21同樣的順序來測定表面粗糙度Ra,測定加壓處理前後的膜厚。
表面粗糙度Ra測定之結果,表面粗糙度比例為32.8nm/31.7nm=1.03,在第二方向與第一方向之表面粗糙度Ra的異向性則未被確認。 [比較例A-26]
除了進行相同於比較例A-21之平壓處理以取代輥壓處理之外,與實施例26同樣地進行而製作光電極與色素增感太陽能電池,利用與實施例1同樣的方法而評估電池性能。
此時,對於所得之機能性半導體層,使用SEM而進行表面觀察,如輥壓痕跡所示,向特定方向所延伸的痕跡則未被確認。又,利用與比較例A-21同樣的順序來測定表面粗糙度Ra,測定加壓處理前後的膜厚。
表面粗糙度Ra測定之結果,表面粗糙度比例為28.6nm/27.4nm=1.04,在第二方向與第一方向之表面粗糙度Ra的異向性則未被確認。 [比較例A-27]
除了進行相同於比較例A-21之平壓處理以取代輥壓處理之外,與實施例27同樣地進行而製作光電極與色素增感太陽能電池,利用與實施例1同樣的方法而評估電池性能。
此時,對於所得之機能性半導體層,使用SEM而進行表面觀察,如輥壓痕跡所示,向特定方向所延伸的痕跡則未被確認。又,利用與比較例A-21同樣的順序來測定表面粗糙度Ra,測定加壓處理前後的膜厚。
表面粗糙度Ra測定之結果,表面粗糙度比例為47.6nm/43.8nm=1.09,在第二方向與第一方向之表面粗糙度Ra的異向性則未被確認。
將比較例A-21至A-27之結果顯示於表10。還有,機能性半導體層之膜厚僅顯示加壓後之值。又,針對比較例A-24,確認了發揮作為電池之機能,針對電池性能則未測定。
[比較例C-21]
除了不進行加壓處理而是在常溫下進行10分鐘乾燥之外,與實施例21同樣地進行而製作光電極與色素增感太陽能電池,利用與實施例1同樣的方法而評估電池性能。
此時,對於所得之機能性半導體層,使用SEM而進行表面觀察,如輥壓痕跡所示,向特定方向所延伸的痕跡則未被確認。又,利用與比較例A-21同樣的順序來測定表面粗糙度Ra,測定機能性半導體層的膜厚。
表面粗糙度Ra測定之結果,表面粗糙度比例為67.5nm/59.1nm=1.14,在第二方向與第一方向之表面粗糙度Ra的異向性則未被確認。 [比較例C-22]
除了不進行加壓處理而是在常溫下進行10分鐘乾燥之外,與實施例24同樣地進行而製作光電極與色素增感太陽能電池。
此時,對於所得之機能性半導體層,使用SEM而進行表面觀察,如輥壓痕跡所示,向特定方向所延伸的痕跡則未被確認。又,利用與比較例A-21同樣的順序來測定表面粗糙度Ra,測定機能性半導體層的膜厚。
表面粗糙度Ra測定之結果,表面粗糙度比例為149.6nm/128.8nm=1.16,在第二方向與第一方向之表面粗糙度Ra的異向性則未被確認。 [比較例C-23]
除了不進行加壓處理而是在常溫下進行10分鐘乾燥之外,與實施例25同樣地進行而製作光電極與色素增感太陽能電池。
此時,對於所得之機能性半導體層,使用SEM而進行表面觀察,如輥壓痕跡所示,向特定方向所延伸的痕跡則未被確認。又,利用與比較例A-21同樣的順序來測定表面粗糙度Ra,測定機能性半導體層的膜厚。
表面粗糙度Ra測定之結果,表面粗糙度比例為61.6nm/61.4nm=1.00,在第二方向與第一方向之表面粗糙度Ra的異向性則未被確認。
將比較例C-21至C-23之結果顯示於表11。還有,針對比較例C-22,確認了發揮作為電池之機能,針對電池性能則未測定。
於有關實施例21至實施例27之本發明之色素增感太陽能電池中確認了可獲得高的光電轉換效率。
又,藉由比較實施例21與26之結果,若增大工作電極區域時,顯示影響光電轉換效率之大小而稍微變低之傾向,確認了可獲得幾乎同等之光電轉換效率。針對於此點,於增大工作電極區域之比較例A-26中,與比較例A-21作一比較,光電轉換效率大幅降低,顯示輥壓處理對平壓的優越性。
另一方面,從有關未進行加壓處理之比較用色素增感太陽能電池的比較例C-21之結果,確認了若未進行加壓處理時,得不到高的光電轉換效率。認為此係未進行加壓處理之結果,氧化鈦粒子間及氧化鈦粒子與金屬基板之接合性變低為大的主要原因。
輥壓痕跡係在已進行輥壓之實施例21至27中,藉由使用SEM而被觀察到。確認了輥壓痕跡係平行於輥壓之旋轉方向所延伸的方式來產生。 [比較例D-21]
除了將輥壓處理之條件設為壓力80MPa之外,與實施例21同樣地進行而製作光電極與色素增感太陽能電池,利用與實施例1同樣的方法而評估電池性能。
此時,對於所得之機能性半導體層,使用SEM而進行表面觀察,確認了平行於輥壓處理方向所延伸的輥壓痕跡。又,利用與實施例1同樣的順序來測定表面粗糙度Ra,測定加壓處理前後的膜厚。
表面粗糙度Ra測定之結果,表面粗糙度比例為17.4nm/13.6nm=1.28,確認了在第二方向與第一方向之表面粗糙度Ra的異向性。 [比較例D-22]
除了將加壓處理之條件設為壓力160MPa之外,與實施例21同樣地進行而製作光電極與色素增感太陽能電池,利用與實施例1同樣的方法而評估電池性能。
此時,對於所得之機能性半導體層,使用SEM而進行表面觀察,確認了平行於輥壓處理方向所延伸的輥壓痕跡。又,利用與實施例1同樣的順序來測定表面粗糙度Ra,測定加壓處理前後的膜厚。
表面粗糙度Ra測定之結果,表面粗糙度比例為20.5nm/12.6nm=1.63,確認了在第二方向與第一方向之表面粗糙度Ra的異向性。 [比較例E-21]
除了藉由調節光電轉換層形成用水性糊[1]之塗布量而將輥壓處理後的機能性半導體膜厚作成較實施例21為薄的2μm之外,與實施例21同樣地進行而製作光電極與色素增感太陽能電池,利用與實施例1同樣的方法而評估電池性能。
此時,對於所得之機能性半導體層,使用SEM而進行表面觀察,確認了平行於輥壓處理方向所延伸的輥壓痕跡。又,利用與實施例1同樣的順序來測定表面粗糙度Ra,測定加壓處理前後的膜厚。
表面粗糙度Ra測定之結果,表面粗糙度比例為37.1nm/18.5nm=2.01,確認了在第二方向與第一方向之表面粗糙度Ra的異向性。 [比較例E-22]
除了藉由調節光電轉換層形成用水性糊[1]之塗布量而將輥壓處理後的機能性半導體膜厚作成較實施例21為厚的10μm之外,與實施例21同樣地進行而製作光電極與色素增感太陽能電池,利用與實施例1同樣的方法而評估電池性能。
此時,對於所得之機能性半導體層,使用SEM而進行表面觀察,確認了平行於輥壓處理方向所延伸的輥壓痕跡。又,利用與實施例1同樣的順序來測定表面粗糙度Ra,測定加壓處理前後的膜厚。
表面粗糙度Ra測定之結果,表面粗糙度比例為24.1nm/16.7nm=1.44,確認了在第二方向與第一方向之表面粗糙度Ra的異向性。
將比較例D-21至E-22之結果顯示於表12。還有,機能性半導體層之膜厚僅顯示加壓後之值。
以上,根據實施形態及實施例而說明了本發明,但本發明並不受此等例子所任何的限定,在未逾越本發明主旨之範圍內,當然能夠適當變更。 [產業上之可利用性]
本發明能夠適用於色素增感太陽能電池。
1、101、201‧‧‧色素增感太陽能電池
10、10A‧‧‧光電轉換元件
12‧‧‧電解質部分
16、216‧‧‧相對電極
17‧‧‧接線
20、20A、120、220‧‧‧色素增感太陽能電池用光電極
20K、20L‧‧‧光電極構造體
21‧‧‧基板
21a‧‧‧載體
21b‧‧‧導電層
23、123‧‧‧光電轉換層
23A、123p、123q‧‧‧塗膜
23α、123α、123β‧‧‧機能性半導體層
25‧‧‧光散射層
123A‧‧‧第一層
123B‧‧‧第二層
221‧‧‧金屬基板
第1圖係顯示構成本發明第一實施形態之色素增感太陽能電池的單元構造之一例的說明用剖面圖。
第2A圖係製造相同色素增感太陽能電池之色素增感太陽能電池用光電極的方法之一例的說明用剖面圖。
第2B圖係製造相同色素增感太陽能電池之色素增感太陽能電池用光電極的方法之一例的說明用剖面圖。
第2C圖係製造相同色素增感太陽能電池之色素增感太陽能電池用光電極的方法之一例的說明用剖面圖。
第2D圖係製造相同色素增感太陽能電池之色素增感太陽能電池用光電極的方法之一例的說明用剖面圖。
第3圖係顯示構成本發明第二實施形態之色素增感太陽能電池的單元構造之一例的說明用剖面圖。
第4A圖係製造相同色素增感太陽能電池之色素增感太陽能電池用光電極的方法之一例的說明用剖面圖。
第4B圖係製造相同色素增感太陽能電池之色素增感太陽能電池用光電極的方法之一例的說明用剖面圖。
第4C圖係製造相同色素增感太陽能電池之色素增感太陽能電池用光電極的方法之一例的說明用剖面圖。
第4D圖係製造相同色素增感太陽能電池之色素增感太陽能電池用光電極的方法之一例的說明用剖面圖。
第4E圖係製造相同色素增感太陽能電池之色素增感太陽能電池用光電極的方法之一例的說明用剖面圖。
第4F圖係製造相同色素增感太陽能電池之色素增感太陽能電池用光電極的方法之一例的說明用剖面圖。
第5圖係顯示構成本發明第三實施形態之色素增感太陽能電池的單元構造之一例的說明用剖面圖。
第6圖係顯示構成本發明變形例之色素增感太陽能電池的單元構造之另一例的說明用剖面圖。
第7圖係在本發明之一實施例之光電轉換層的放大照片。
第8圖係在比較例之光電轉換層的放大照片。
第9圖係針對本發明中之表面粗糙度Ra之測定方法而用以說明之圖。
第10圖係針對本發明中之表面粗糙度Ra之測定方法而用以說明之圖。
1‧‧‧色素增感太陽能電池
10‧‧‧光電轉換元件
12‧‧‧電解質部分
16‧‧‧相對電極
17‧‧‧接線
20‧‧‧色素增感太陽能電池用光電極
21‧‧‧基板
23‧‧‧光電轉換層
权利要求:
Claims (18)
[1] 一種色素增感太陽能電池用光電極,其特徵為在塑膠製之透光性載體上由形成有透明導電層所構成的透光性基板之該透明導電層上,且在設置有機能性半導體層之光電極構造體的該機能性半導體層中附載有增感色素之色素增感太陽能電池用光電極;該機能性半導體層係在與透明導電層接觸之狀態下具有經輥壓處理的層,在該經輥壓處理的層表面上具有平行於輥壓處理方向所延伸的輥壓痕跡,在該機能性半導體層之表面且平行於該輥壓處理方向之第一方向上的表面粗糙度Ra係較垂直於該第一方向之第二方向上的表面粗糙度Ra為小。
[2] 如申請專利範圍第1項之色素增感太陽能電池用光電極,其中由在該光電極構造體之透光性基板與機能性半導體層之經輥壓處理的層所構成的積層體之波長500nm的光透射率為20至85%,且波長700nm的光透射率為30至85%。
[3] 一種色素增感太陽能電池用光電極,其特徵為在金屬基板上設置有機能性半導體層之光電極構造體的該機能性半導體層中附載有增感色素之色素增感太陽能電池用光電極;該機能性半導體層係在與金屬基板接觸之狀態下具有經輥壓處理的層,在該經輥壓處理的層表面上具有平行於輥壓處理方向所延伸的輥壓痕跡,在該機能性半導體層之表面且平行於該輥壓處理方向之第一方向上的表面粗糙度Ra係較垂直於該第一方向之第二方向上的表面粗糙度Ra為小。
[4] 如申請專利範圍第1或3項之色素增感太陽能電池用光電極,其中該第二方向上的表面粗糙度Ra係該第一方向上的表面粗糙度Ra之1.2倍以上。
[5] 如申請專利範圍第1或3項之色素增感太陽能電池用光電極,其中該機能性半導體層之經輥壓處理的層之厚度為1至40μm。
[6] 如申請專利範圍第1或3項之色素增感太陽能電池用光電極,其中該機能性半導體層係以5MPa至500MPa之壓力予以輥壓處理。
[7] 一種色素增感太陽能電池用光電極,其特徵為在塑膠製之透光性載體上由形成有透明導電層所構成的透光性基板之該透明導電層上,且在設置有機能性半導體層之光電極構造體的該機能性半導體層中附載有增感色素而作成光電轉換層之色素增感太陽能電池用光電極;該光電轉換層係具有在該透明導電層上所設置的經輥壓處理而在表面形成有輥壓痕跡之第一層、與在該第一層上所設置的第二層。
[8] 如申請專利範圍第7項之色素增感太陽能電池用光電極,其中該第一層之厚度為1至40μm。
[9] 如申請專利範圍第7或8項之色素增感太陽能電池用光電極,其中該第一層係以5MPa至500MPa之壓力予以輥壓處理。
[10] 如申請專利範圍第7至9項中任一項之色素增感太陽能電池用光電極,其中該第二層係含有平均粒徑50nm至1μm之粒子作為主要材料。
[11] 如申請專利範圍第1至10項中任一項之色素增感太陽能電池用光電極,其中該機能性半導體層係含有平均粒徑2至40nm之粒子。
[12] 如申請專利範圍第1至11項中任一項之色素增感太陽能電池用光電極,其中該機能性半導體層係含有2種以上之平均粒徑不同的粒子,至少1種粒子之平均粒徑為2至40nm。
[13] 如申請專利範圍第12項之色素增感太陽能電池用光電極,其中該2種以上之平均粒徑不同的粒子係平均粒徑為2至40nm之粒子的含有比例為50至95質量%。
[14] 一種色素增感太陽能電池,其特徵為具備如申請專利範圍第1至13項中任一項之色素增感太陽能電池用光電極,該色素增感太陽能電池用光電極係使電解質部分介於中間而對向於相對電極的方式來予以設置。
[15] 一種色素增感太陽能電池用光電極之製造方法,其特徵為在塑膠製之透光性載體上由形成有透明導電層所構成的透光性基板之該透明導電層上積層光電轉換層所形成的色素增感太陽能電池用光電極之製造方法;該光電轉換層係含有粒子與增感色素;包含:將含有該粒子之糊塗布於該透明導電層上而形成塗膜後,輥壓處理該塗膜的步驟,與使增感色素附載於經該輥壓處理所得之層中的步驟;於進行該輥壓處理的步驟中,藉由平行於輥壓處理方向之第一方向、與垂直於該第一方向之第二方向而在該塗膜表面形成表面粗糙度Ra不同的輥壓痕跡。
[16] 一種色素增感太陽能電池用光電極之製造方法,其特徵為在塑膠製之透光性載體上由形成有透明導電層所構成的透光性基板之該透明導電層上積層光電轉換層所形成的色素增感太陽能電池用光電極之製造方法;該光電轉換層係含有粒子與增感色素;將含有該粒子之糊塗布於該透明導電層上而形成塗膜後,輥壓處理該塗膜而在表面形成具有輥壓痕跡之第一層,在該第一層上塗布含有該粒子之糊而形成第二層,使增感色素附載於該第一層與該第二層中而形成該光電轉換層。
[17] 如申請專利範圍第15或16項之色素增感太陽能電池用光電極之製造方法,其中於該透光性基板中,該透明導電層之表面係經UV-臭氧所處理者。
[18] 一種色素增感太陽能電池用光電極之製造方法,其特徵為在金屬基板上積層光電轉換層所形成的色素增感太陽能電池用光電極之製造方法;該光電轉換層係含有粒子與增感色素;包含:將含有該粒子之糊塗布於該透明導電層上而形成塗膜後,輥壓處理該塗膜的步驟,與使增感色素附載於經該輥壓處理所得之層中的步驟;於進行該輥壓處理的步驟中,藉由平行於輥壓處理方向之第一方向、與垂直於該第一方向之第二方向而在該塗膜表面形成表面粗糙度Ra不同的輥壓痕跡。
类似技术:
公开号 | 公开日 | 专利标题
JP4446011B2|2010-04-07|色素増感型太陽電池用光電極の製造方法および色素増感型太陽電池用光電極、並びに色素増感型太陽電池
Oekermann et al.2004|Electron transport and back reaction in nanocrystalline TiO2 films prepared by hydrothermal crystallization
Cheng et al.2008|Formation of branched ZnO nanowires from solvothermal method and dye-sensitized solar cells applications
JP2008251519A|2008-10-16|色素増感型太陽電池用光電極および色素増感型太陽電池
Noor et al.2018|ZnO/TiO2 nanocomposite photoanode as an effective UV-vis responsive dye sensitized solar cell
Chava et al.2017|Improvement in light harvesting and device performance of dye sensitized solar cells using electrophoretic deposited hollow TiO2 NPs scattering layer
TWI568006B|2017-01-21|色素增感太陽能電池用光電極及色素增感太陽能電池
Park et al.2013|Bragg Stack‐Functionalized Counter Electrode for Solid‐State Dye‐Sensitized Solar Cells
TWI593122B|2017-07-21|色素增感太陽能電池用光電極及其製造方法、及色素增感太陽能電池
JP5707599B2|2015-04-30|色素増感太陽電池
US20130340825A1|2013-12-26|Dye-Sensitized Solar Cell with Ordered Tin Oxide Composite Nanostructure Electrodes
JP6015929B2|2016-10-26|色素増感太陽電池用光電極および色素増感太陽電池
Ulusoy2015|Development of photoanodes for performance enhanced dye sensitized solar cells
JP6344759B2|2018-06-20|酸化物ナノ粒子含有ペースト、色素増感太陽電池用光電極、および色素増感太陽電池
同族专利:
公开号 | 公开日
KR20140083047A|2014-07-03|
JP6029145B2|2016-11-24|
CN103946938A|2014-07-23|
AU2012341819B2|2016-01-07|
AU2012341819A1|2014-06-05|
JP2014056828A|2014-03-27|
JP5408596B2|2014-02-05|
WO2013077043A1|2013-05-30|
US20140251427A1|2014-09-11|
JPWO2013077043A1|2015-04-27|
EP2784871A1|2014-10-01|
EP2784871B1|2017-10-11|
TWI593122B|2017-07-21|
CN103946938B|2017-03-01|
KR101554445B1|2015-09-18|
EP2784871A4|2015-06-03|
引用文献:
公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
US20070078066A1|2005-10-03|2007-04-05|Milner Jeffrey L|Lubricant formulations containing extreme pressure agents|
WO2007100095A1|2006-03-02|2007-09-07|Tokyo University Of Science Educational Foundation Administrative Organization|色素増感型太陽電池用光電極の製造方法および色素増感型太陽電池用光電極、並びに色素増感型太陽電池|
JP2008027860A|2006-07-25|2008-02-07|Matsushita Electric Works Ltd|光電変換素子|
NL2001815C2|2008-07-17|2010-01-19|Stichting Energie|Reversed dye-sensitized photovoltaic cell.|
JP5630745B2|2010-01-07|2014-11-26|日新製鋼株式会社|色素増感型太陽電池用光電極の製造方法|
法律状态:
2019-04-21| MM4A| Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees|
优先权:
申请号 | 申请日 | 专利标题
JP2011257467||2011-11-25||
JP2012067090||2012-03-23||
JP2012073146||2012-03-28||
JP2012112713||2012-05-16||
JP2012167351||2012-07-27||
[返回顶部]