CN1193434C

CN1193434C - 光电变换器件

Info

Publication number: CN1193434C
Application number: CNB011456876A
Authority: CN
Inventors: 藤森裕司; 宫本勉
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2000-12-07
Filing date: 2001-12-07
Publication date: 2005-03-16
Anticipated expiration: 2021-12-07
Also published as: US20020108649A1; KR100475527B1; US6683244B2; DE60138355D1; JP4461656B2; EP1213775B1; TW516242B; AU9714701A; EP1213775A2; AU777931B2; KR20020045545A; JP2003163359A; CN1363959A; EP1213775A3

Abstract

提供一种可廉价制造并且光电变换效率优越的固体型色素敏感型光电变换器件。图1所示的太阳能电池(1A)中，不需要电解质溶胶，是所谓的干式太阳能电池。具有第一电极(3)、与第一电极(3)相对设置的第二电极(6)、在二者之间放置的电子输送层(4)、与电子输送层(4)接触的染色层D、位于电子输送层(4)和第二电极(6)之间与染色层D接触的空穴输送层(5)、阻挡层(8)，这些都设置在衬底(2)上。阻挡层(8)构成用于防止或抑制第一电极(3)和空穴输送层(5)之间的短路(泄漏)的短路控制部件，形成比电子输送层(4)的空隙率小的空隙率。该阳挡层(8)为膜状(层状)，位于第一电极(3)和电子输送层(4)之间。太阳能电池(1A)中，通过具有阻挡层(8)得到优越的光电变换效率。

Description

光电变换器件

[技术领域]

本发明涉及光电变换器件。

[背景技术]

近来，作为顺应环境的电源，关注使用硅的太阳能电池(光电变换器件)。使用硅的太阳能电池中，也有用于人造卫星等的单晶硅型太阳能电池，但是作为实用的，尤其是使用多晶硅的太阳能电池、使用非晶硅的太阳能电池在工业和家庭中开始实用化。

但是，使用这些硅的太阳能电池制造成本都很高、制造中需要大能量，不能称之为节能电池。

特开平01-220380号公报、特开平05-504023号公报、特开平06-511113号公报所公开的色素增感型湿式太阳能电池由于适用蒸汽压高的电解液，存在电解液挥发的问题。

为弥补这种缺点，公开了完全固体型色素敏感型太阳能电池(K.TennakoneG.R.R.A Kumara，I.R.M.Kottegoda，K.G.U.Wijiayantha，和V.P.S.Perera：J.Phys.31(1998)1492)。该太阳能电池具有层叠TiO₂层的电极、在TiO₂层上设置的p型半导体层来构成。但是，这样的太阳能电池有p型半导体层穿透TiO₂层与所述电极短路的缺点。

该公开中，作为p型半导体层的构成材料适用CuI。适用该CuI的太阳能电池因为CuI的晶粒增大等原因产生的恶化有降低产生电流的问题。

[发明内容]

本发明的目的是提供可廉价制造、光电变换效率优越的固体型色素敏感型光电变换器件。

这种目的通过下述(1)～(47)的发明实现。

本发明提供一种光电变换器件，包括：

第一电极；

与该第一电极相对设置的第二电极；

位于所述第一电极和第二电极之间且至少一部分是多孔的电子输送层；

与该电子输送层接触的染色层；

位于所述电子输送层和所述第二电极之间的空穴输送层；和

短路防止部件，位于所述第一电极和所述电子输送层之间，用于防止或抑制所述第一电极和所述空穴输送层之间的短路；所述短路防止部件具有空隙率比所述电子输送层的空隙率小的阻挡层，其中当所述阻挡层的空隙率为A％、所述电子输送层的空隙率为B％时，B/A的值等于或者大于10。

(1)一种光电变换器件，包括第一电极、与该第一电极相对设置的第二电极、位于所述第一电极和第二电极之间且至少一部分是多孔的电子输送层、与该电子输送层接触的染色层层、位于所述电子输送层和所述第二电极之间的空穴输送层，其特征在于具有放置或抑制所述第一电极和所述空穴输送层之间的短路的短路防止部件。

由此，提供光电变换效率优越的固体型色素增感型光电变换器件。

(2)根据权利要求(1)所述的光电变换器件，所述短路防止部件是空隙率比所述电子输送层的空隙率小地形成的阻挡层。

由此，更可靠地防止或抑制第一电极和空穴输送层之间的接触等引起的短路，很好地防止光电变换器件的光电变换效率的降低。

(3)根据权利要求(2)所述的光电变换器件，所述阻挡层的空隙率为A[％]、所述电子输送层的空隙率为B[％]时，B/A大于1.1。

由此，阻挡层和电子输送层分别更好地发挥其功能。

(4)根据权利要求(2)或3所述的光电变换器件，所述阻挡层的空隙率为20％以下。

由此，更可靠地防止或抑制第一电极和空穴输送层之间的接触等引起的短路。

(5)根据权利要求(2)至(4)之一所述的光电变换器件，所述阻挡层和所述电子输送层的厚度比例是1∶99～60∶40。

由此，更可靠地防止或抑制第一电极和空穴输送层之间的接触等引起的短路。很好地防止光到染色层的到达率的降低。

(6)根据权利要求(2)至(5)之一所述的光电变换器件，所述阻挡层的平均为厚度0.01～10μm。

由此，更可靠地防止光到染色层的到达率的降低。

(7)根据权利要求(2)至(6)之一所述的光电变换器件，所述阻挡层具有与所述电子输送层相等的导电性。

由此，更有效进行从电子输送层到阻挡层的电子传输。

(8)根据权利要求(2)至(7)之一所述的光电变换器件，所述阻挡层主要由氧化钛构成。

由此，更有效进行从电子输送层到阻挡层的电子传输。

(9)根据权利要求(2)至(8)之一所述的光电变换器件，所述阻挡层通过MOD(金属有机淀积或金属有机分解)法形成。

由此，更容易可靠地地致密化阻挡层，即得到希望的空隙率。

(10)根据权利要求(9)所述的光电变换器件，通过所述MOD法形成所述阻挡层时使用的阻挡层材料包含烃氧基金属和具有稳定该烃氧基金属的功能的添加物。

该阻挡层材料最适合于通过金属有机沉积(MOD)或金属有机分解(MOD)法形成阻挡层的情况下。

(11)根据权利要求(10)所述的光电变换器件，所述添加物置换到所述烃氧基金属的烃氧基，通过在所述烃氧基金属的金属原子上配位抑制所述烃氧基金属的水解的水解剂。

作为添加物，通过适用水解抑制剂更可靠地稳定烃氧基金属。

(12)根据权利要求(2)至(11)之一所述的光电变换器件，整个所述阻挡层和所述电子输送层的厚度方向的电阻值为100Ω/cm²以上。

(13)根据权利要求(2)至(12)之一所述的光电变换器件，所述阻挡层位于所述第一电极和所述电子输送层之间。

(14)根据权利要求(13)所述的光电变换器件，所述阻挡层和所述电子输送层的界面不明确。

由此，更可靠地进行从电子输送层和阻挡层之间的电子传输。

(15)根据权利要求(13)或(14)所述的光电变换器件，所述阻挡层和所述电子输送层一体形成。

(16)根据权利要求(2)至(12)之一所述的光电变换器件，所述电子输送层的一部分用作所述阻挡层。

(17)根据权利要求(1)所述的光电变换器件，所述短路防止部件是规定所述第一电极和所述空穴输送层之间的间隔的隔板。

(18)根据权利要求(17)所述的光电变换器件，所述隔板的平均厚度为H[μm]、所述空穴输送层的最大厚度为h1[μm]、所述电子输送层和所述染色层的总计最大厚度为h2[μm]时，满足关系h1+h2＞H≥h1。

(19)根据权利要求(1)至(18)之一所述的光电变换器件，所述染色层是通过受光产生电子和空穴的受光层。

该染色层适合于本发明的光电变换器件。

(20)根据权利要求(1)至(19)之一所述的光电变换器件，所述染色层沿着所述电子输送层的外面和微孔的内面形成。

由此，染色层产生的电子有效地传递到电子输送层。

(21)根据权利要求(18)至(20)之一所述的光电变换器件，所述电子输送层具有至少输送所述染色层产生的电子的功能。

该电子输送层适合于本发明的光电变换器件。

(22)根据权利要求(1)至(21)之一所述的光电变换器件，所述电子输送层为膜状。

由此可实现光电变换器件的薄型化(小型化)、降低制造成本。

(23)根据权利要求(1)至(22)之一所述的光电变换器件，所述电子输送层的平均厚度为0.1～300μm。

由此很好地维持光电变换器件的光电变换效率，并且更可靠地实现光电变换器件的薄型化(小型化)。

(24)根据权利要求(1)至(23)之一所述的光电变换器件，所述电子输送层的空隙率为5～90％。

由此，使染色层的形成面积(形成区域)非常大。因此，染色层产生充足的电子，有效地将该电子传递到电子输送层。

(25)根据权利要求(1)至(24)之一所述的光电变换器件，所述电子输送层的至少一部分是用平均粒径为1nm～1μm的电子输送层材料的粉末形成的。

由此，更容易可靠地地使电子输送层为多孔质的。

(26)根据权利要求(1)至(25)之一所述的光电变换器件，所述电子输送层的至少一部分是用包含平均粒径为1nm～1μm的电子输送层材料的粉末的溶胶的溶胶—凝胶法形成的。

由此，更容易可靠地地使电子输送层为多孔质的。

(27)根据权利要求(26)所述的光电变换器件，所述电子输送层材料的粉末在所述溶胶中的含量为0.1～10％重量。

由此，使电子输送层的空隙率适当。

(28)根据权利要求(1)至(27)之一所述的光电变换器件，所述电子输送层主要是由二氧化钛构成的。

由此，电子输送层可提高电子输送能力，电子输送层自身也产生电子。

(29)根据权利要求(1)至(28)之一所述的光电变换器件，所述空穴输送层主要由具有离子传导特性的物质构成。

由此，空穴输送层可有效输送染色层产生的空穴。

(30)根据权利要求(29)所述的光电变换器件，具有所述离子传导特性的物质是卤化金属化合物。

由此，空穴输送层可有效输送染色层产生的空穴。

(31)根据权利要求(30)所述的光电变换器件，所述卤化金属化合物是碘金属化合物。

由此，空穴输送层可有效输送染色层产生的空穴。

(32)根据权利要求(29)至(31)之一所述的光电变换器件，所述空穴输送层通过涂覆法将包含具有所述离子传导特性的物质的空穴输送层材料涂布在所述染色层上形成。

由此，使染色层和空穴输送层的接触面积增大，因此，空穴输送层可有效输送空穴。

(33)根据权利要求(32)所述的光电变换器件，所述空穴输送层加热所述染色层，同时将所述空穴输送层材料涂布在所述染色层上形成。

由此，可更迅速地形成空穴输送层。

(34)根据权利要求(32)或(33)所述的光电变换器件，所述空穴输送层材料包含在具有所述离子传导特性的物质结晶时具有抑制晶体尺寸增大的功能的晶体尺寸粗大化抑制物质。

由此，具有离子传导特性的物质抑制晶体尺寸增大，晶体尺寸非常小或比较小。因此，防止阻挡层的断裂产生、从形成空穴输送层的染色层的电子输送层的剥离。

(35)根据权利要求(34)所述的光电变换器件，所述晶体尺寸粗大化抑制物质在所述空穴输送层材料中的含量为1×10^-6～10％重量。

由此，更可靠地抑制具有离子传导特性的物质抑制晶体尺寸增大。

(36)根据权利要求(34)或(35)所述的光电变换器件，所述晶体尺寸粗大化抑制物质是硫氰酸盐。

硫氰酸盐尤其具有抑制具有离子传导特性的物质的晶体尺寸增大的优越性能。

(37)根据权利要求(34)或(35)所述的光电变换器件，所述晶体尺寸粗大化抑制物质是卤化铵。

卤化铵尤其具有抑制具有离子传导特性的物质的晶体尺寸增大的优越性能。

(38)根据权利要求(34)或(35)所述的光电变换器件，所述晶体尺寸粗大化抑制物质是氰乙基化合物。

氰乙基化合物尤其具有抑制具有离子传导特性的物质的晶体尺寸增大的优越性能。

(39)根据权利要求(34)～(38)之一所述的光电变换器件，所述晶体尺寸粗大化抑制物质通过和所述碘金属化合物的金属原子的结合在所述碘金属化合物结晶时抑制晶体尺寸的增大。

由此，明显阻止了以饱和状态溶解在空穴输送层材料中的碘金属化合物的分子之间的结合，结果防止碘金属化合物的的结晶长大，从而得到细小地长大的碘金属化合物的结晶。

(40)根据权利要求(32)～(39)之一所述的光电变换器件，所述空穴输送层材料包含具有提高空穴的输送效率的功能的空穴输送效率提高物质。

由此，空穴输送层通过离子传导性的提高更增大载流子移动度，再提高导电性。

(41)根据权利要求(40)所述的光电变换器件，所述空穴输送效率提高物质在所述空穴输送层材料中的含量为1×10^-4～1×10^-1％重量。

由此，提高空穴输送层的导电性的效果更明显。

(42)根据权利要求(40)或(41)所述的光电变换器件，所述空穴输送效率提高物质是卤化物。

由此，空穴输送层再提高导电性。

(43)根据权利要求(42)所述的光电变换器件，所述卤化物是卤化铵。

由此，空穴输送层再提高导电性。

(44)根据权利要求(1)～(43)之一所述的光电变换器件，具有支持所述第一电极的衬底。

由此，提高光电变换器件的强度。

(45)根据权利要求(1)～(44)之一所述的光电变换器件，所述第一电极为正、所述第二电极为负、施加0.5V的电压时，具有电阻值为100Ω/cm²以上的特性。

具有这种特性的光电变换器件表示出很好地防止或抑制第一电极和空穴输送层之间的接触带来的短路。因此，这种光电变换器件进一步提高光电变换效率。

(46)根据权利要求(1)～(45)之一所述的光电变换器件，在到所述染色层的光的入射角为90°的光电变换效率为R₉₀、光入射角为52°的光电变换效率为R₅₂时(这些角度分别是由光的方向和半导体的表面之间所定义的角度)，R₅₂/R₉₀为0.8以上。

满足这种条件就使光电变换器件对光的指向性降低，即具有各向同性。因此，这种光电变换器件例如在屋外使用时，在太阳的整个日照时间中都高效地进行光电变换。

(47)根据权利要求(1)～(46)之一所述的光电变换器件，是太阳能电池。

作为本发明的光电变换器件的用途，有多种，但尤其适合于作为太阳能电池。

[附图说明]

图1是表示将本发明的光电变换器件应用于太阳能电池时的第一实施例的局部剖面图；

图2是表示第一实施例的太阳能电池的厚度方向的中央部分附近的剖面的放大图；

图3是表示形成染色层的电子输送层的剖面的局部放大图；

图4是表示电子输送层和染色层的结构的模式图；

图5是表示太阳能电池的原理的模式图；

图6是表示图1的太阳能电池电路的等效电路的图；

图7是表示用于说明第一实施例的太阳能电池的另一制造方法的图(表示接合形成染色层的电子输送层和空穴输送层之前的状态的放大剖面图)；

图8是表示第二实施例的太阳能电池的结构的剖面图；

图9是表示用于说明第二实施例的太阳能电池的制造方法的图(表示接合形成染色层的电子输送层和空穴输送层之前的状态的放大剖面图)。

[具体实施方式]

下面就附图所示的最佳实施例详细说明本发明的光电变换器件。

第一实施例

图1是表示将本发明的光电变换器件应用于太阳能电池时的第一实施例的局部剖面图，图2是表示第一实施例的太阳能电池的厚度方向的中央部分附近的剖面的放大图，图3是表示形成染色层的电子输送层的剖面的局部放大图，图4是表示电子输送层和染色层的结构的模式图，图5是表示太阳能电池的原理的模式图，图6是表示图1的太阳能电池电路的等效电路的图。

图1所示的太阳能电池1A不需要电解质溶胶，叫作所谓的干式太阳能电池，具有第一电极3、与第一电极3相对设置的第二电极6、位于在它们之间的电子输送层4、与电子输送层4接触的染色层D、位于电子输送层4和第二电极6之间与染色层D接触的空穴输送层5、阻挡层8，这些设置在衬底2上。

下面说明各结构要素。此外，在下面的说明中，图1和图2中将各层(各部件)的上侧的面叫作“上面”、将下侧的面叫作“下面”。

衬底2用于支持第一电极3、阻挡层8、电子输送层4、染色层D、空穴输送层5和第二电极6，用平板状部件构成。

本实施例的太阳能电池1A中，如图1所示，从衬底2和后述的第一电极3侧入射(照射)并使用例如太阳光等的光(下面简称“光”)。因此，衬底2和第一电极3最好分别实际上是透明(无色透明、有色透明或半透明)。由此，可有效地将光传递到后述的染色层D。

作为该衬底2的构成材料，例如可举出各种玻璃材料、各种陶瓷材料、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)这样的树脂材料、或者铝这样的金属材料等。

衬底2的平均厚度由材料、用途等适当设定，不特别限定，但例如可如下设定。

衬底2用例如玻璃材料这种硬质材料构成时，其平均厚度较好为0.1～1.5mm，更好是0.8～1.2mm左右。

衬底2用聚对苯二甲酸乙二酯(PET)这样的挠性材料(可挠性材料)构成时，其平均厚度较好为0.5～150μm，更好是10～75μm左右。

根据需要可省略衬底2。

衬底2的上面设置层状(平板状)的第一电极3。换言之，第一电极3设置在形成后述的染色层D的电子输送层4的受光面侧上以覆盖该受光面。该第一电极3经电子输送层4和阻挡层8接收将后述的染色层D产生的电子并传递到连接于它们的外部电路100。

作为第一电极3的构成材料，例如可举出氧化锡铟(ITO)、掺杂氟的氧化锡(FTO)、氧化铟(IO)、氧化锡(SnO₂)这样的金属氧化物、铝、镍、钴、铂、银、金、铜、钼、钛、钽这样的金属或包含它们的合金、或者象石墨这样的各种碳材料等，可组合这些材料中的一种或2种以上来使用。

第一电极3的平均厚度由材料、用途等适当设定，不特别限定，但例如可如下设定。

第一电极3用上述的金属氧化物(透明导电金属氧化物)构成时，其平均厚度较好为0.05～5μm，更好是0.1～1.5μm左右。

第一电极3用上述金属或包含它们的合金或者各种碳材料构成时，其平均厚度较好为0.1～1μm，更好是0.03～0.1μm左右。

根据需要可省略衬底2。

第一电极3不限于图示的结构，例如，可以是具有多个梳齿的形状。此时，光通过多个梳齿之间，到达染色层D，因此第一电极3实际可以是不透明的。由此，第一电极3的形成材料和形成方法(制造方法)等的选择范围扩大。此时，第一电极3的平均厚度并不特别限定，例如较好是1～5μm左右。

作为第一电极3可组合(例如层叠)这样的梳齿状电极和ITO、FTO等构成的透明电极来使用。

第一电极3的上面设置膜状(层状)的阻挡层(短路防止部件)8。该阻挡层8在下面详细说明。

在阻挡层8的上面设置多孔的电子输送层4和与该电子输送层4接触的染色层D。

电子输送层4具有至少输送染色层D产生的电子的功能。

作为电子输送层4的构成材料，例如可举出二氧化钛(TiO₂)、一氧化钛(TiO)、三氧化二钛(Ti₂O₃)这样的氧化钛、氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO₂)这种的n型氧化物半导体材料、及其他的n型氧化物半导体材料，可组合使用这些中的1种和2种以上。其中氧化钛，尤其是使用二氧化钛较好。即，电子输送层4主要由二氧化钛构成。

二氧化钛在电子输送能力方面尤其优越，感光性高，因此即使电子输送层4自身也可产生电子。其结果是在太阳能电池1A中，光电变换效率(发电效率)进一步提高。

二氧化钛的结晶结构稳定，因此以二氧化钛为主的电子输送层4中，即使暴露于过分严酷的环境中时，经年变化(恶化)少，有持续地长期得到稳定性能的优点。

另外，作为二氧化钛，结晶结构主要是锐钛矿型的结晶结构、是金红石型的结晶结构、是锐钛矿型的结晶结构和金红石型的结晶结构的混合也可。

结晶结构为锐钛矿型的二氧化钛具有更有效输送电子的优点。

金红石型的二氧化钛和是锐钛矿型的二氧化钛混合时，金红石型的二氧化钛和是锐钛矿型的二氧化钛混合比不特别限定，例如较好是重量比95∶5～5∶95左右，更好是80∶20～20∶80左右。

电子输送层4具有多个孔(微孔)41。图3模式表示向电子输送层4入射光的状态。如图3所示，通过阻挡层8的光(图3中的箭头)侵入到电子输送层4内部，通过电子输送层4或在孔41内反射(散射、扩散)到任意方向。此时，光与染色层D接触，染色层D中可高频度地产生电子和空穴。

该电子输送层4的空隙率不特别限定，例如较好是5～90％左右，更好是15～50％左右，再好是20～40％左右。

电子输送层4的空隙率设定在这样的范围内，使得电子输送层4的表面积非常大。从而，沿着电子输送层4的外面和孔41的里面形成的染色层D(参考后面所述)的形成面积(形成区域)也充分大。因此，染色层D可产生充分的电子，并且有效地将该电子传递到电子输送层4。其结果，在太阳能电池1A中，发电效率(光电变换效率)进一步提高。

电子输送层4可以是比较厚比较大，也可成膜状。由此，在实现太阳能电池1A的薄型化(小型化)、制造成本的降低方面有利。

此时，电子输送层4的平均厚度(膜厚)不特别限定，例如较好是0.1～300μm左右，更好是0.5～100μm左右，再好是1～25μm左右。

这样的电子输送层4中，通过将色素例如吸附、键合(共价键合、配位键合)等，可形成为与染色层D接触。

该染色层D是通过受光产生电子和空穴的受光层，如图4所示，沿着电子输送层4的外面和孔41的里面形成。由此，染色层D产生的电子有效地传递到电子输送层4中。

构成该染色层D的色素不特别限定，例如可举出颜料、染料等，可单独或混合使用它们，但在经过长时间后变质、恶化少这一点上看较好是使用颜料，而在对电子输送层4的吸附性(与电子输送层的结合性)更好这一点看使用染料较好。

作为颜料不特别限定，可举出绿酞花青、兰酞花青等酞花青系颜料，坚牢黄、双偶氮黄、缩合偶氮黄、苯并咪唑黄、二硝基苯胺橙、苯并咪唑橙、甲苯胺红、永久洋红、永久红、萘酚红、缩合偶氮红、苯并咪唑洋红、苯并咪唑棕等偶氮系颜料、蒽嘧啶黄、蒽醌红等蒽醌系颜料、铜偶氮次甲黄等偶氮次甲系颜料、喹钛胴黄等喹钛胴等系颜料、异吲哚黄等异吲哚系颜料、二氧化镍黄等亚硝基系颜料、呋喃西林橙等呋喃西林系颜料、喹吖啶品红、喹吖啶栗色、喹吖啶深红、喹吖啶红等喹吖啶系颜料、二萘嵌苯红、二萘嵌苯栗色等二萘嵌苯系颜料、二酮基吡啶并吡咯红等吡啶并吡咯系颜料、二恶嗪紫罗兰等二恶嗪系颜料这样的有机颜料、碳黑、灯黑、虑黑、象牙黑、石墨、富勒烯(フラ一レン)等碳系颜料、铬黄、辉钼矿橙等铬酸盐系颜料、镉黄、铬锌钡白黄、镉橙、镉锌钡白橙、银朱、镉红、镉锌钡白红、硫化等硫化物系颜料、赭石、钛黄、卤化钛黄、绛矾、三氧化三铅、赭图、褐色氧化铁、锌铁铬棕、氧化铬、钴绿、钴铬绿、钛钴绿、钴兰、天蓝、钴铝铬兰、铁黑、锰铁黑、钴铁黑、铜铬黑、铜铬锰黑等氧化物系颜料、维利迪安(ビリジァン)等氢氧化物系颜料、深蓝、叶青化合物系颜料、云青等硅酸盐系颜料、钴紫罗兰、矿物紫罗兰等磷酸盐系颜料，和其他的(例如镉、硒化镉等)这样的无机颜料等，可组合使用这些中的一种和2种以上。

作为染料不特别限定，例如可举出RuL₂(SCN)₂、RuL₂Cl₂、RuL₂(CN)₂、Rutenium535-biasTBA(Solaronics公司制造)、[RuL₂(NCS)₂]₂H₂O这样的金属络合物色素等、花青系色素、氧杂蒽系色素、偶氮色素、木槿植物色素、黑色浆果色素、木莓色素、石榴果汁色素等，可组合使用这些中的一种和2种以上。上述组成式中的L是表示2，2’-bipyridine或其介电体。

形成染色层D的电子输送层4的上面设置层状(平板状)的空穴输送层5。换言之，空穴输送层5经形成染色层D的电子输送层4与第一电极3相对设置。该空穴输送层5具有捕获输送染色层D产生的空穴的功能。换言之，该空穴输送层5具有经后述的第二电极6或空穴输送层5自身成为电极，向外部电路100输送空穴的功能。

空穴输送层5的平均厚度不特别限定，例如较好是1～500μm左右，更好是10～300μm左右，再好是10～30μm左右。

空穴输送层5的构成材料例如可举出具有各种离子传导特性的物质、三苯二胺(单体、聚合体等)、聚苯胺、聚吡啶、聚噻吩、酞花青化合物(例如铜酞花青)或其介电体的各种p型半导体材料、或者铝、镍、钴、铂、银、金、铜、钼、钛、钽这样的金属或包含它们的合金，可组合这些中的一种或2种以上来使用。但是，较好是使用具有离子传导特性的物质。即空穴输送层5较好主要由具有离子传导特性的物质构成。由此，空穴输送层5更有效地输送染色层D产生的空穴(孔)。

作为具有该离子传导特性的物质，例如举出CuI、AgI这样碘金属化合物、AgBr这种溴金属化合物等的卤化金属化合物、CuSCN这种硫氰酸金属盐(硫氰化金属化合物)、等，组合这些中的一种或2种以上来使用。

这些中作为具有离子传导特性的物质，较好是碘金属化合物、溴金属化合物等的卤化金属化合物。卤化金属化合物在离子传导特性方面优越。

作为具有离子传导特性的物质，较好是组合使用CuI、AgI这样的碘金属化合物中的1种和2种以上。碘金属化合物在离子传导特性方面优越。因此，作为空穴输送层5的主材料，通过使用碘金属化合物，进一步提高太阳能电池1A的光电变换效率(能量变换效率)。

如图2所示，空穴输送层5通过进入到形成染色层D的电子输送层4的孔41内而形成。由此，可增大染色层D和空穴输送层5的接触面积，可将染色层D产生的空缺(孔)更有效地传递到空穴输送层5中。其结果太阳能电池1A的发电效率又被提高。

空穴输送层5的上面设置层状(平板状)的第二电极6。第二电极6的平均厚度根据材料、用途等适当设定，不特别限定。

作为第二电极6的构成材料，例如可举出铝、镍、钴、铂、银、金、铜、钼、钛、钽这样的金属或包含它们的合金、或者石墨这样的碳材料等，可组合这些材料中的一钟或2种以上来使用。

根据需要可省略第二电极6。

这样的太阳能电池1A中，如图5所示，入射光时，主要在染色层D中激励电子，产生电子(e^-)和空穴(h⁺)。其中电子移动到电子输送层4、空穴移动到空穴输送层5，第一电极3和第二电极6之间产生电位差(光电动势，电流(光击发电流)流向外部电路100。

图5所示的真空能量值是电子输送层4和阻挡层8用二氧化钛构成、空穴输送层5用CuI构成的情况下的一例。

用等效电路表示这种状态时，形成具有图6所示的二极管200的电流的环路。

通过光的照射(受光)，染色层D同时产生电子和空穴，但下面的说明中为简便起见，记载为“产生电子”。

本发明中，具有设置防止或抑制第一电极和空穴输送层5之间的短路(泄漏)的短路防止部件的特征。

下面详细说明该短路防止部件。

本实施例中，作为短路防止部件，作成膜状(层状)，设置在第一电极3和电子输送层4之间设置的阻挡层8。该阻挡层8的空隙率形成地比电子输送层4的空隙率小。

制造太阳能电池1A时，如后所述，例如，通过涂布法将空穴输送层材料涂布在形成染色层D的电子输送层4的上面。

此时，假设在没有设置阻挡层8的太阳能电池中，电子输送层4的空隙率大时，空穴输送层材料浸透到形成染色层D的电子输送层4的孔41内，到达了第一电极3。即，没有阻挡层8的太阳能电池中，第一电极3和空穴输送层5之间产生接触(短路)，从而泄漏电流增多，有时导致发电效率(光电变换效率)降低。

针对此，在设置阳挡层8的太阳能电池中，防止了上述的不恰当，很好地防止或抑制发电效率的降低。

设阻挡层8的空隙率为A[％]、电子输送层的空隙率为B[％]时，B/A较好在例如1.1以上，更好是5以上，再好是在10以上。由此，阻挡层8和电子输送层4分别最好地发挥其功能。

更具体说，作为阻挡层8的空隙率A，例如较好是20％以下，更好是5％以下，再好是2％以下。即，阻挡层8为致密层较好。由此，进一步提高上述效果。

阻挡层8和电子输送层4的厚度比率不特别限定，但较好是例如1∶99～60∶40，更好是10∶90～40∶60。换言之，阻挡层8和电子输送层4的整体中阻挡层8占据的厚度比例较好是1～60％，更好是10～40％。由此，阻挡层8更可靠地防止或抑制第一电极3和空穴输送层5之间的接触引起的短路，并且很好地防止光到达染色层d的到达率。

更具体说，阻挡层8的平均厚度(膜厚)，例如较好是0.01～10μm左右，更好是0.1～5μm左右，再好是0.5～2μm左右。这样，更进一步提高上述效果。

作为该阻挡层8的构成材料，不特别限定，例如除作为电子输送层4的主要构成材料的二氧化钛(TiO₂)外，可组合使用SrTiO₃、ZnO、SiO₂、Al₂O₃、SnO₂这种金属氧化物、CdS、CdSe、TiC、Si₃N₄、SiC、B₄N、BN这种金属化合物等的1种和2种以上，其中最好是具有与电子输送层4相同的导电性，尤其是以氧化钛为主更好。通过用这种材料构成阻挡层8，可更有效地将染色层D产生的电子从电子输送层4传递到阻挡层8，其结果提高太阳能电池1A的发电效率。

该阻挡层8和电子输送层4的厚度方向的电阻值都不特别限定，但在阻挡层8和电子输送层4的整个厚度方向的电阻值，即阻挡层8和电子输送层4的层叠体的厚度方向的电阻值较好是100Ω/cm²以上，更好是1kΩ/cm²以上。这样，更可靠地防止或抑制第一电极3和空穴输送层5之间的泄漏(短路)，具有防止太阳能电池1A的发电效率降低的优点。

阻挡层8和电子输送层4的界面不明确、明确都可，(不明确)更好。即，阻挡层8和电子输送层4一体形成，彼此部分重叠较好。这样更可靠地(更有效)进行阻挡层8和电子输送层4之间的电子传送。

阻挡层8和电子输送层4用相同的组成材料(例如二氧化钛为主的材料)作成，仅空隙率不同，即也可以是电子输送层4的一部分具有上述阻挡层8的功能的结构。

此时，电子输送层4在其厚度方向上具有致密部分和粗糙部分，其中致密部分用作阻挡层8。

此时，致密部分较好是形成在电子输送层4的第一电极3一侧，但可形成在厚度方向的任意位置。

此时，电子输送层4具有以致密部分夹持粗糙部分的结构、以粗糙部分夹持致密部分的结构等。

这样的太阳能电池1A中，到染色层D(形成染色层D的电子输送层4)的光的入射角为90°的光电变换效率设为R₉₀、光入射角为52°的光电变换效率为R₅₂时(这些角度分别是由光的方向和半导体的表面之间所定义的角度)，较好具有R₅₂/R₉₀为0.8以上的特性。满足该条件，则使形成染色层D的电子输送层4对光的指向性降低，即具有各向同性。因此，这种太阳能电池1A在太阳的整个日照时间中都高效地发电。

太阳能电池1A中，第一电极3为正、第二电极6(空穴输送层5)为负，施加0.5V电压时，较好是具有其电阻值为100Ω/cm²以上的特性，更好是具有1kΩ/cm²以上的特性。具有这种特性表示在太阳能电池1A中，很好防止或抑制第一电极3和空穴输送层5之间的接触引起的短路。因此，更进一步提高发电效率(光电变换效率)。

这样的太阳能电池1A中，例如如下制造。

首先，例如准备钠玻璃构成的衬底2。该衬底2厚度均匀、没有弯曲。

<1>首先在衬底2的上面形成第一电极3。

第一电极3通过使用例如蒸镀法、溅射法、印刷法等形成例如FTO等构成的第一电极3的材料。

<2>接着在第一电极3的上面形成阻挡层8。

阻挡层8例如通过溶胶—凝胶法、蒸镀法(真空蒸镀)、溅射法(高频溅射、DC溅射)、喷雾热解法、喷射模塑法(等离子体溶解喷射)、CVD法等形成，其中，较好是溶胶—凝胶法。

该溶胶—凝胶法操作非常简单，例如组合使用浸渍、滴落、刀刮浆液、旋涂、毛刷涂覆、喷雾涂布、辊涂等各种涂覆方法，不需要大型装置，可将阻挡层8形成为膜状(厚膜或薄膜)。

通过涂布法，例如使用等离子体进行掩模，容易得到希望的图案形状的阻挡层8。

作为该溶胶—凝胶法，使用不许可(防止)阻挡层材料中的后述的钛化合物(有机或无机)的反应(例如水解、聚合、缩合等)的方法(下面叫作MOD(金属有机淀积或金属有机分解)法)或许可它们的方法，尤其是使用MOD法为好。

通过该MOD法，维持阻挡层材料中的钛化合物(有机或无机)的稳定性，更容易可靠地(再现性良好)使阻挡层8致密(所述范围内的空隙率)。

尤其，使用四异丙氧钛(TPT)、四甲醇钛、四二乙氧苯硫脲钛、四丁氧基钛这样的化学上非常不稳定的(容易分解)烃氧基钛(烃氧基金属)等的有机钛化合物，在形成致密TiO₂层(本发明的阻挡层8)时该MOD法最适当。

下面说明阻挡层8的MOD法的形成方法。

[阻挡层材料的调制]

例如，四异丙氧钛(TPT)、四甲醇钛、四二乙氧苯硫脲钛、四丁氧基钛这样的烃氧基钛(烃氧基金属)等的有机钛化合物中的1种或2种以上组合使用时，首先，将该有机钛化合物(或其溶胶)溶解在例如无水乙醇、2-丁醇、2-丙醇、2-n-四丁氧基乙醇等有机溶剂(或其混合溶剂)中。

这样，调制有机钛化合物在所述溶胶中的浓度(含量)(例如0.1～10mol/L左右)，调整得到的阻挡层材料的粘度。作为该阻挡层材料的粘度，通过所述涂布法等种类适当设定，而不特别限定，但使用旋涂法时，较好是高粘度(例如0.5～20cP(常温)左右)，使用喷雾涂布法时，较好是低粘度(例如0.1～2cP(常温)左右)。

接着，在该溶胶中添加四氯化钛、醋酸、乙酰丙酮、三乙醇胺、二乙醇胺等具有稳定所述烃氧基钛(烃氧基金属)的性能的添加物。

通过添加这些添加物，这些添加物与对烃氧基钛中的钛原子配位的烃氧基金属(烃氧基)置换，在钛原子上配位。由此，防止烃氧基钛的水解并稳定化。即，这些添加物作为抑制烃氧基钛的水解的水解抑制剂。此时，该添加物与烃氧基钛的配比不特别限定，但例如摩尔比是1∶2～8∶1左右较好。

更具体说，在烃氧基钛中配位二乙醇胺时，替换(置换)烃氧基钛的烃氧基(烃氧基)，对钛原子配位2个分子的二乙醇胺。由该二乙醇胺置换的化合物是因生成二氧化钛而比烃氧基钛更稳定的化合物。

其他情况的组合中也同样。

这样，得到阻挡层材料(阻挡层形成用的溶胶：MOD用溶胶)。

使用四氯化钛(TTC)等无机钛化合物时，该无机钛化合物(或其溶胶)溶解到无水乙醇、2-丁醇、2-丙醇、2-n-四丁氧基乙醇等有机溶剂(或其混合溶剂)中，有机溶剂在钛配位，没有添加物也得到稳定的化合物。

另外，使用烃基乙酰丙酮酸钛(TOA)等有机钛化合物时，该有机钛化合物(或其溶胶)单独情况下也是稳定的，因此通过溶解在所述有机溶剂中可得到稳定的阻挡层材料。

本发明中，MOD法形成阻挡层8时，使用上述3个溶胶中通过下面的方法调整得到的溶胶最好。即，用溶剂溶解(或稀释)四异丙氧钛(TPT)、四甲醇钛、四二乙氧苯硫脲钛、四丁氧基钛这样的烃氧基钛等的有机钛化合物(或其溶胶)，该溶胶中，最好使用通过添加四氯化钛、醋酸、乙酰丙酮、三乙醇胺、二乙醇胺等添加物的方法调整得到的溶胶。通过这种方法，在烃氧基钛的钛原子上配位所述添加物，生成二氧化钛，得到稳定化合物。

由此，将化学上不稳定的烃氧基钛作成化学上稳定的化合物。该化合物在形成本实施例的阻挡层8，即以二氧化钛为主材料的致密阻挡层8时，非常有用。

[阻挡层8的形成]

第一电极3的上面通过涂布法(例如旋涂法)涂布阻挡层材料而形成膜状。作为涂布法使用旋涂法时，转数较好是500～4000rpm左右。

接着，对于该涂膜实施热处理。由此，挥发去除有机溶剂。作为该热处理条件，较好是50～250℃进行1～60分钟左右，更好是100～200℃进行5～30分钟。

该热处理例如在空气中、氮气中进行，另外，例如在各种惰性气体、真空、减压状态(如1×10^-1～1×10^-6Torr)这样的非氧化性气氛中进行。

阻挡层材料的第一电极3的上面的涂布可边加热第一电极3边进行。

对于涂膜，通过上述热处理在高温下实施热处理。由此，涂膜中残留的有机成分被去除，同时烧结二氧化钛(TiO₂)，形成锐钛矿型或金红石型结晶结构的二氧化钛构成的阻挡层8。作为该热处理条件，较好是300～700℃左右进行1～70分钟，更好是400～550℃作为进行5～45分钟。

该热处理的环境气氛可与上述热处理相同。

这样的操作进行1～20次较好，更好是1～10次，形成上述平均厚度的阻挡层8。

此时，通过1次上述操作得到的涂膜的厚度(膜厚)为100nm以下较好，在50nm以下更好。通过层叠这样的薄膜而形成阻挡层8，可更均匀的高密度地形成阻挡层8。通过1次上述操作得到的膜厚的调整通过调制阻挡层材料的粘度可容易地进行。

在阻挡层8形成之前，第一电极3的上面通过例如O₂等离子体处理、EB处理、有机溶剂(例如乙醇、丙酮等)等洗涤处理等，可去除在第一电极3的上面附着的有机物。此时，残留形成阻挡层8的部分，在第一电极3上形成掩模层，进行遮挡。该研磨层可在形成阻挡层8后去除，也可在太阳能电池1A完成后去除。

<3>接着在阻挡层8的上面形成电子输送层4。

电子输送层4例如通过溶胶—凝胶法、蒸镀法、溅射法等形成，其中，较好是溶胶—凝胶法。

通过涂布法，例如使用等离子体进行掩模，容易得到希望的图案形状的电子输送层4。

电子输送层4的形成中，较好是使用含有电子输送层材料的粉末的溶胶。由此，更容易可靠地地将电子输送层形成为多孔的。

电子输送层材料的粉末的平均粒径不特别限定，较好是例如1nm～1μm左右，更好是5～50nm左右。电子输送层材料的粉末的平均粒径在所述范围内使得电子输送层材料的粉末在溶胶中的均匀性提高。这样通过减小电子输送层材料的粉末的平均粒径，得到的电子输送层4的表面积(比表面积)较大，因此染色层D的形成区域(形成面积)更大，有利于太阳能电池1A的发电效率提高。

下面说明电子输送层4的形成方法的一例。

[氧化钛粉末(电子输送层材料的粉末)的调制]

<3-A0>金红石型的二氧化钛粉末和锐钛矿型的二氧化钛粉末以规定配比(包括仅含锐钛矿型和仅含金红石型的二氧化钛粉末的情况)进行混合配合。

这些金红石型的二氧化钛粉末的平均粒径和锐钛矿型的二氧化钛粉末的平均粒径可相同或不同，但不同更好。

氧化钛粉末整体的平均粒径如上述范围。

[溶胶液(电子输送层材料)的调制

<3-A1>首先，将例如四异丙氧钛(TPT)、四甲醇钛、四二乙氧苯硫脲钛、四丁氧基钛这样的烃氧基钛、烃基乙酰丙酮酸钛(TOA)等有机钛化合物、四氯化钛(TTC)等无机钛化合物中的1种或2种以上的组合溶解在例如无水乙醇、2-丁醇、2-丙醇、2-n-四丁氧基乙醇等有机溶剂(或其混合溶剂)中。

此时，钛化合物(有机或无机)在溶胶中的浓度(含量)不特别限定，但例如为0.1～3mol/L左右。

接着，根据需要在该溶胶中添加各种添加物。作为有机钛化合物例如使用烃氧基钛时，由于烃氧基钛化学稳定性低，添加例如醋酸、乙醇丙酮、硝酸等的添加物。由此，将烃氧基钛作成化学上稳定的化合物。此时，该添加物和烃氧基钛的配比不特别限定，摩尔比为1∶2～8∶1较好。

<3-A2>接着，该溶胶中混合例如蒸馏水、超纯水、离子交换水、RO水等的水。该水与钛化合物(有机或无机)的配比摩尔比为1∶4～4∶1较好。

<3-A3>接着，在该溶胶中混合上述工序<3-A0>调制的氧化钛粉末得到悬浮(分散)液。

<3-A4>另外，该悬浮液用上述有机溶剂(或混合溶剂)稀释。这样，调制溶胶。稀释倍率例如为1.2～3.5倍左右较好。

氧化钛粉末(电子输送层材料的粉末)在溶胶中的含量不特别限定，但较好是例如0.1～10wt％(重量％)，更好是0.5～5wt％。这样，使电子输送层4的空隙率在所述范围内。

[电子输送层(氧化钛层)4的形成]

<3-A5>最好是边加热阻挡层8边在阻挡层8的上面通过涂布法(例如滴下等)涂布溶胶，得到膜状体(涂膜)。作为该加热温度，不特别限定，但例如是80～180℃左右，更好在100～160℃左右。

通过以上操作，较好是1～10次，更好是5～7次左右，形成上述的平均厚度的电子输送层4。

接着，该电子输送层4上根据需要在例如250～500℃左右实施0.5～3小时左右的热处理(例如烧制等)。

<3-A6>上述工序<3-A5>得到的电子输送层4上根据需要进行后处理。

作为该后处理，例如可举出为对形状进行整形而进行的研削、研磨等机械加工(后加工)、其他的洗涤、化学处理这样的后处理等。

电子输送层4例如如下形成。下面说明电子输送层4的其他形成方法。以下的说明中，以与上述形成方法的不同点为中心来说明，对于相同的事项，其说明从略。

[氧化钛粉末(电子输送层材料的粉末)的调制]

<3-B0>与上述工序<3-A0>同样地进行。

[涂布液(电子输送层材料)的调制]

<3-B1>首先将上述工序调制的氧化钛粉末悬浮在适量的水(例如蒸馏水、超纯水、离子交换水、RO水等)中。

<3-B2>接着该悬浮液中添加如硝酸等的稳定，在玛瑙(メノゥ)制作的钵体内充分地混合。

<3-B3>该悬浮液中施加上述的水再进行混合。此时，上述稳定剂与水的配比体积比为10∶90～40∶60较好，更好是15∶85～30∶70，悬浮液的粘度例如为0.2～30cP(常温)左右。

<3-B4>之后，悬浮液中添加界面活性剂进行混合，使得最终的浓度为0.01～5wt％左右。这样，制成涂布液(电子输送层材料)。

作为界面活性剂，是阳离子性、阴离子性、双离子性、非离子性都可，但最好是非离子性的。

作为稳定剂，替代硝酸，可使用醋酸、乙醇丙酮这样的氧化钛的表面修饰试剂。

涂布液(电子输送层材料)中根据需要添加例如聚乙二醇这样的粘结剂、塑性剂、防氧化剂等各种添加物。

[电子输送层(氧化钛层)4的形成]

<3-B5>第一电极3的上述通过涂布法(例如浸渍等)涂布—干燥涂布液并形成膜状体(涂膜)。涂布—干燥的操作可进行多次来层叠。这样，得到电子输送层4。

接着，在该电子输送层4上根据需要实施例如温度为250～500℃左右的0.5～3小时的热处理(如烧制等)。这样，不再单独接触的氧化钛粉末之间其接触部位中产生扩散，氧化钛粉末之间某种程度地固着(固定)。这种状态下，电子输送层4为多孔的。

<3-B6>与上述工序<3-A6>进行同样工序。

经过以上的工序得到电子输送层4。

<4>接着，使包含电子输送层4和上述的色素的液体(例如色素溶解在溶剂中的溶胶、色素溶解在溶剂中的悬浮液)通过浸渍、涂布等接触，将色素例如吸附、结合在电子输送层4的外面和孔41的内面，形成染色层D。

更具体说，通过将衬底2、第一电极3、阻挡层8和电子输送层4的层叠体浸渍在包含色素的液体中，容易沿着电子输送层4的外面和孔41的内面形成染色层D。

作为溶解或悬浮(分散)色素的溶剂(液体)，不特别限定，例如可举出各种水、甲醇、乙醇、异丙醇、乙腈、醋酸乙基、乙醚、氯化亚甲基、NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮)等，可组合使用这些种的1种或2种以上。

之后，从上述溶胶(悬浮液)中取出上述层叠体，例如通过自然干燥的方法、吹空气、氮气等气体的方法去除媒体。

根据需要将该层叠体在例如60～100℃左右的温度下进行0.5～2小时的干燥。这样，色素更牢固地吸附(结合)在电子输送层4上。

<4>接着在染色层D(形成染色层D的电子输送层4)的上面形成空穴输送层5。

空穴输送层5通过例如浸渍、滴落、刀刮浆液、旋涂、毛刷涂覆、喷雾涂布、辊涂等各种涂覆方法，涂布由包含具有例如CuI等的离子传导特性的物质的空穴输送层材料(电极材料)来形成。

通过这种涂布法，空穴输送层5更可靠地浸入到形成染色层D的电子输送层4的孔41内。

例如使用等离子体进行掩模，容易得到希望的图案形状的阻挡层8。

涂膜形成后，对该涂膜实施热处理，但空穴输送层材料到形成染色层D的电子输送层4的上面的涂布最好边加热染色层D(形成染色层D的电子输送层4)边进行。这样，更迅速地形成空穴输送层5，有利于太阳能电池1A的制造时间缩短。

作为加热温度，较好是50～150℃左右，在形成涂膜后，进行热处理时，在该热处理前进行涂膜的干燥。

以上操作可反复进行多次。

更具体说，在80℃左右加热的热板上设置衬底2、第一电极3、阻挡层8和形成染色层D的电子输送层4的层叠体，空穴输送层材料滴在形成染色层D的电子输送层4的上面，并干燥。进行多次干燥后，形成上述平均厚度的空穴输送层5。

空穴输送层材料使用的溶剂不特别限定，可组合使用例如乙腈、乙醇、甲醇、异丙醇等有机溶剂或者各种水中的1种或2种以上。

作为溶解具有离子传导特性的物质的溶剂，最好使用乙腈。在具有离子传导特性的物质的乙腈溶胶中，作为粘结剂，添加例如氰树脂等氰乙基化合物。此时，以氰乙基化合物对具有离子传导特性的物质的质量比(重量比)为5～0.5wt％来进行混合(配合)。

空穴输送层材料可包含具有提高空穴的输送效率的功能的空穴输送效率提高物质。若空穴输送层材料包含空穴输送效率提高物质，则空穴输送层5的导电性提高。

作为空穴输送效率提高物质，不特别限定，可举出卤化铵等卤化物，尤其使用四丙基铵碘酰胺(TPAI))等卤化铵。作为空穴输送效率提高物质，通过使用卤化铵，尤其是使用四丙基铵碘酰胺，空穴输送层5提高离子传导特性，使载流子移动度增大。其结果，空穴输送层5的导电性提高。

空穴输送效率提高物质在空穴输送层材料中的含量不特别限定，较好是1×10^-4～1×10^-1wt％(重量％)，更好是1×10^-4～1×10^-2wt％，在这样的树脂范围内上述效果显著。

空穴输送层5以具有离子传导特性的物质为主材料构成时，空穴输送层材料包含在具有离子传导特性的物质结晶时抑制晶体尺寸增大的晶体尺寸粗大化抑制物质。

作为该晶体尺寸粗大化抑制物质不特别限定，例如可举出上述的氰乙基化物、空穴输送效率提高物质之外的硫氰酸盐(硫氰化)。晶体尺寸粗大化抑制物质可组合使用这些中的1种或2种以上。

作为硫氰酸盐，例如举出硫氰酸钠(NaSCN)、硫氰酸钾(KSCN)、硫氰酸铜(CuSCN)、硫氰酸铵(NH₄SCN)等。

作为该晶体尺寸粗大化抑制物质，在使用空穴输送效率提高物质时，最好是卤化铵。在空穴输送效率提高物质中，卤化铵在抑制具有离子传导特性的物质的晶体尺寸增大的功能方面特别优越。

这里，空穴输送层材料不包含该晶体尺寸粗大化抑制物质时，根据具有离子传导特性的物质的种类、上述的加热温度，在具有离子传导特性的物质结晶时，有时其晶体尺寸过大，结晶的基体膨胀过大。尤其，在阻挡层8的孔(小孔)内产生结晶时，阻挡层8中产生裂缝，其结果，有时空穴输送层5和第一电极3之间部分接触而产生短路。

具有离子传导特性的物质的晶体尺寸增大时，根据具有离子传导特性的物质的种类，有时与形成染色层D的电子输送层4的接触性降低。其结果从形成染色层D的电子输送层4剥离下具有离子传导特性的物质，即空穴输送层5。

由此，这样的太阳能电池的光电变换效率等的设备的特性降低了。

针对此，空穴输送层材料具有该晶体尺寸粗大化抑制物质时，具有离子传导特性的物质抑制晶体尺寸的增大，晶体尺寸极小或非常小。

例如，CuI的乙腈溶胶中，添加硫氰酸盐时，在饱和状态下溶解的CuI中的Cu原子周围吸附硫氰酸离子(SCN^-)，产生Cu-S(硫磺)键合。这样，明显阻碍了饱和状态下溶解的CuI分子之间的键合，结果CuI结晶的长大也防止了，从而得到细小的长大的CuI结晶。

这样，太阳能电池1A中，上述的具有离子传导特性的物质的晶体尺寸的粗大化带来的不适当被很好地抑制了。

该晶体尺寸粗大化抑制物质在空穴输送层材料中的含量不特别限定，较好在1×10^-6～10wt％(重量％)内，更好是1×10^-4～1×10^-2wt％。这样的数值范围中，上述效果显著。

空穴输送层5用上述p型半导体材料构成时，该p型半导体材料例如溶解(悬浮)在丙酮、异丙醇(IPA)、乙醇等各种有机溶剂(或其混合溶剂)中，调制空穴输送层材料。使用该空穴输送层材料与上述相同成膜(形成)空穴输送层5。

<6>接着，在空穴输送层5上面形成第二电极6。

第二电极6通过例如蒸镀法、溅射法、印刷法等形成例如铂等构成的第二电极6的材料。

经过以上工序，制造太阳能电池1A。

接着，说明太阳能电池1A的制造方法。

图7是说明第一实施例的太阳能电池的其他制造方法的图(形成染色层的电子输送层和空穴输送层接合前的状态的放大图)。下面的说明中，图7中的各层(各部件)的上侧的面叫作“上面”、下侧的面叫作“下面”。

下面以与上述制造方法不同之处为中心说明对于太阳能电池1A的制造方法，相同的事项说明从略。

该方法中，如图7所示，将染色层D和空穴输送层材料的涂膜接触来接合在第二电极6的下面(一面)上涂布空穴输送层材料的涂膜的层叠体12A和衬底2、第一电极3和形成染色层D的电子输送层4的层叠体，制造太阳能电池1A。

<1’>～<4’>进行与上述<1>～<4>同样的工序。由此，得到层叠体11A。

<5’>另一方面，在例如铂等构成的第二电极6的一面上涂布空穴输送层材料。

这可与上述工序<5>同样地进行。此时，省略对涂膜的热处理，空穴输送层材料的涂膜为不固化的状态。这样，得到层叠体12A。

下面将未固化的状态的空穴输送层材料的涂膜叫作空穴输送层5。

此时，空穴输送层5的下面(图7中的下侧的面)上形成多个凸部51，成为凹凸状态。

<6’>接着，将染色层D和空穴输送层5接触地接合上述层叠体11A和上述层叠体12A。

这里，假设没有阻挡层8设置的太阳能电池中，尤其是电子输送层4的空隙率(多孔的程度)大时，空穴输送层5从各凸部51向形成染色层D的电子输送层4的孔41内渗透(浸透)，另外，突出过形成染色层D的电子输送层4，各凸部51整个(空穴输送层5的一部分)与第一电极3接触。这样，在这种太阳能电池中，泄漏电流多，发电效率降低。

针对此，太阳能电池1A中，设置阻挡层8(短路防止部件)，从而从图7所示状态将层叠体12A接近层叠体11A时，空穴输送层5难以从各凸部51渗透(浸透)到形成染色层D的电子输送层4的孔41内。但是，空穴输送层5到达阻挡层8时，通过阻挡层8阻止了向第一电极3的靠近。

空穴输送层5浸透(埋入)形成染色层D的电子输送层4的孔41内，通过这样接合，空穴输送层5和染色层D的接触面积(接触区域)充分大。因此，染色层D产生的空穴到达空穴输送层5的效率提高。

这样，在这种太阳能电池1A中，防止或抑制了泄漏电流的产生，发电效率(光电转换效率)提高了。

<第二实施例>

下面说明第二实施例的太阳能电池。

图8是表示第二实施例的太阳能电池的结构的剖面图，图9是表示用于说明第二实施例的太阳能电池的制造方法的图(表示接合形成染色层的电子输送层和空穴输送层之前的状态的放大剖面图)。下面的说明中，图8和图9中各层(各部件)的上侧的面叫作“上面”、下侧的面叫作“下面”。

下面，以与上述第一实施例的不同之处为中心说明图8所示的太阳能电池1B，对于相同的部分，省略其说明。

第二实施例的太阳能电池1B中，作为短路防止部件，替代阻挡层而设置隔板，此外，与上述第一实施例的太阳能电池1A相同。

即，第一电极3和第二电极6之间设置隔板7来包围形成染色层D的电子输送层4和空穴输送层5。

该隔板7规定第一电极3和空穴输送层5之间的间隔(保持一定)。

这样的隔板7用绝缘材料构成。作为该绝缘材料，组合使用例如紫外线固化型树脂这样的光固化树脂、环氧树脂这样的热固化树脂等中的1种或2种以上。

隔板7若规定第一电极3和空穴输送层5之间的间隔，则不是覆盖形成染色层D的电子输送层4和空穴输送层5的整个周围的结构也可以，例如，在其周围配置球体、棒状体(例如截面形状为圆形、椭圆形、或三角形、四角形的多角形等)等的结构也无妨。

该太阳能电池1B中，经过与上述第一实施例的太阳能电池1A几乎相同的制造工序(参考第一实施例的另一制造方法)制造，此时，最终工序中，使染色层D和空穴输送层材料的涂膜接触地来接合衬底2、第一电极3、形成染色层D的电子输送层4和隔板7构成的层叠体11B和空穴输送层材料的涂膜(空穴输送层5)以及第二电极6构成的层叠体12B。

这里，假设在没有设置隔板7的太阳能电池中，电子输送层4的空隙率(多孔程度)尤其大时，空穴输送层5从各凸部51向形成染色层D的电子输送层4的孔41内渗透(浸透)，另外，突出过形成染色层D的电子输送层4，各凸部51整个(空穴输送层5的一部分)与第一电极3接触。这样，在这种太阳能电池中，泄漏电流多，发电效率降低。

针对此，太阳能电池1B中，设置隔板7(短路防止部件)，从而从图9所示状态将层叠体12B接近层叠体11B时，空穴输送层5难以从各凸部51渗透(浸透)到形成染色层D的电子输送层4的孔41内。但是，隔板7的上面和第二电极6的下面对接时，防止层叠体12B接近层叠体11B。此时，空穴输送层5成为充分浸透到形成染色层D的电子输送层4的孔41内的状态。

隔板7的平均厚度(图9的长度H)设置为电子输送层5(凸部51)不与第一电极3接触的大小。

这样，太阳能电池1B中，防止或抑制了空穴输送层5对第一电极3的接触。从而，这样的太阳能电池1B中，防止或抑制了泄漏电流的产生，提高发电效率(光电变换效率)。

从这一观点看，最好是隔板7的平均厚度H、空穴输送层5的最大厚度(图9的长度h1)和电子输送层4与染色层D的总共的(形成染色层D的电子输送层4)最大厚度(图9的长度h2)满足h1+h2＞H≥h1、满足1.1h1≥H≥h1更好。隔板7的平均厚度H在上述范围内，很好地防止或抑制第一电极3和空穴输送层5之间的接触引起的短路，并且充分确保空穴输送层5和染色层D之间的接触面积。

本实施例中，上述第一实施例记载的阻挡层8同样结构的阻挡层也设置在电子输送层4的下部(电子输送层4和第一电极3之间)使得上述效果再次提高。

以上，基于图示的各实施例说明了本发明的光电变换器件，但本发明不限于此。构成光电变换器件的各部分可与发挥同样的功能的任意结构置换。

本发明的光电变换器件可组合上述第一和第二实施例中的任意2个结构。

本发明的光电变换器件不仅是太阳能电池，可适用于例如光传感器、光开关这样的受光后变换为电能的各种元件(受光元件)。

本发明的光电变换器件中，光的入射方向可与图示的不同，为相反方向，即光的入射方向是任意的。

[实施例]

接着，说明本发明的具体实施例。

(实施例1)

如下制造图1所示的太阳能电池(光电变换器件)。

-0-首先，准备尺寸为纵30mm×横35mm×厚1.0mm的钠玻璃衬底。接着，将该钠玻璃衬底浸渍在85℃的洗涤液(硫酸和双氧水的混合液)中进行清洗，将其表面清洗干净。

-1-接着，在钠玻璃衬底的上面通过蒸镀法形成尺寸为纵30mm×横35mm×厚1.0μm的FTO电极(第一电极)。

-2-接着，在形成的FTO电极的上面的纵30mm×横30mm的区域中形成阻挡层。这如下进行。

[阻挡层材料的调制]

首先，将四异丙氧钛(有机钛化合物)按0.5mol/L溶解到2-n-四丁氧基乙醇中。

接着，在该溶胶中添加二乙醇胺(添加物)。二乙醇胺和四异丙氧钛的配比为2∶1(摩尔比)。

这样，得到阻挡层材料。阻挡层材料的粘度为3cP(常温)。

[阻挡层的形成]

通过旋涂法(例如涂布法)涂布阻挡层材料而得到涂膜。旋涂法的转数是1500rpm。

接着，在热板上设置钠玻璃衬底、FTO电极和涂膜的层叠体，在160℃进行10分钟左右的热处理，干燥涂膜。

得到的层叠体在480℃在炉中进行30分钟的热处理，去除涂膜中残留的有机成分。

该操作进行10次层叠。

这样，得到空隙率小于1％的阻挡层。该阻挡层的平均厚度为0.9μm。

-3-接着，阻挡层上面(整个面上)形成氧化钛(电子输送层)，其如下进行。

[氧化钛粉末的调制]

准备金红石型的二氧化钛粉末和锐钛矿型的二氧化钛粉末的混合物构成的氧化钛粉末，二氧化钛粉末的平均粒径是40nm，金红石型的二氧化钛粉末和锐钛矿型的二氧化钛混合比不特别限定，重量比是60∶40。

[溶胶液(氧化钛层材料)的调制]

首先，将四异丙氧钛以1mol/L溶解到2-丙醇中。

接着，在该溶胶中混合醋酸(添加物)和蒸馏水。醋酸和四异丙氧钛的比例为摩尔比1∶1、蒸馏水和四异丙氧钛的比例为摩尔比1∶1。

接着，在该溶胶中混合调制的氧化钛粉末。用2-丙醇2倍稀释该悬浮液。这样调制溶胶(氧化钛层材料)。

氧化钛层材料在溶胶中的含量为3wt％。

[氧化钛层的形成]

在加热到140℃的热板上设置钠玻璃衬底、FTO电极和阻挡层的层叠体，在阻挡层的上面滴下溶胶(氧化钛层材料)(涂布法)并干燥，将该操作反复7次来层叠。

这样，得到空隙率为34％的氧化钛层。该氧化钛层的平均厚度为7.2μm。

阻挡层和氧化钛层的整个厚度方向的电阻值为1kΩ/cm²以上。

-4-接着，将钠玻璃衬底、FTO电极、阳挡层和氧化钛层的层叠体浸渍在钌トリスビピジル(有机染料)的饱和乙醇溶胶中后，从该乙醇溶胶中取出，自然干燥，挥发掉乙醇。在80进行0.5小时的干净的炉中干燥后，放置一晚。这样沿着氧化钛层的外面和孔的内面形成染色层。

-5-接着，将钠玻璃衬底、FTO电极、阻挡层和形成染色层D的氧化钛层的层叠体设置在加热到80℃的热板上，在形成染色层D的氧化钛层的上面滴下CuI的乙腈溶胶(空穴输送层材料)并干燥。反复进行该操作层叠形成尺寸为纵30mm×横33mm×厚30μm的CuI层(空穴输送层)。

乙腈溶胶中，作为空穴输送效率提高物质添加1×10^-3wt％的四丙基铵碘酰胺。

乙腈溶胶中，作为CuI的粘结剂，添加氰树脂(氰乙基化合物)。此时，CuI和氰树脂的质量比(重量比)为97∶3来进行配合。

乙腈溶胶中，作为晶体尺寸粗大化抑制物质添加1×10^-3wt％的硫氰酸钠(NaSCN)。

-6-接着在CuI层上面通过蒸镀法形成尺寸为纵30mm×横33mm×厚0.1mm的铂电极(第二电极)。

(实施例2)

除使用不同组成的阻挡层材料和重复2次阻挡层的形成操作外，与上述实施例1同样来制造太阳能电池。

[阻挡层材料的调制]

首先，将四氯化钛(无机钛化合物)1.0mol/L溶解到无水乙醇中。

这样，得到阻挡层材料。阻挡层材料的粘度为0.9cP(常温)。

得到的阻挡层的空隙率小于1％，平均厚度为2.1μm。

氧化钛层(电子输送层)的空隙率为35％，平均厚度为7.4μm。

阻挡层和氧化钛层的整个厚度方向的电阻值为1kΩ/cm²以上。

(实施例3)

除使用不同组成的阻挡层材料和重复3次阻挡层的形成操作外，与上述实施例1同样来制造太阳能电池。

[阻挡层材料的调制]

首先，将烃基乙酰丙酮酸钛(有机钛化合物)1.5mol/L溶解到2-丁醇中。

这样，得到阻挡层材料。阻挡层材料的粘度为1.3cP(常温)。

得到的阻挡层的空隙率小于1％，平均厚度为3.1μm。

氧化钛层(电子输送层)的空隙率为33％，平均厚度为6.9μm。

阻挡层和氧化钛层的整个厚度方向的电阻值为1kΩ/cm²以上。

(实施例4)

除使用不同组成的阻挡层材料和重复5次阻挡层的形成操作外，与上述实施例1同样来制造太阳能电池。

[阻挡层材料的调制]

首先，将四异丙氧钛(有机钛化合物)2.0mol/L溶解到2-丙醇中。

接着该溶胶中添加醋酸(添加物)。醋酸和四异丙氧钛的配比为1∶1(摩尔比)。

这样，得到阻挡层材料。阻挡层材料的粘度为1.9cP(常温)。

得到的阻挡层的空隙率小于1％，平均厚度为4.7μm。

氧化钛层(电子输送层)的空隙率为35％，平均厚度为7.3μm。

阻挡层和氧化钛层的整个厚度方向的电阻值为1kΩ/cm²以上。

(实施例5)

替代阻挡层与上述实施例1同样来制造具有隔板的图8所示的太阳能电池(光电变换器件)。

-0’-、-1’-进行与上述实施例1相同的工序-0-、-1-。

-2’-接着在形成的FTO电极上面的纵30mm×横30mm的区域中形成氧化钛层(电子输送层)。这与上述实施例1的工序-3-同样进行。

这样得到空隙率为36％的氧化钛层。氧化钛层的整个厚度方向的电阻值为20Ω/cm²。

-3’-接着沿着氧化钛层的外面和孔的内面形成染色层。这与上述实施例1的工序-4-同样进行。该氧化钛层和染色层的总共最大厚度为10.1μm。

-4’-接着，形成染色层的氧化钛层的外缘部用环氧树脂(隔板材料)包围后固化。

从而，得到钠玻璃衬底、FTO电极、形成染色层的氧化钛层和隔板的层叠体。该隔板的平均厚度为31.1μm。

-5’-接着，在铂电极(第二电极)的一面的纵30mm×横30mm的区域中涂布CuI的乙腈溶胶(空穴输送层材料)。这与上述实施例1的工序-5-同样进行，省略热处理。

从而，得到铂电极和CuI涂膜(CuI层)的层叠体。该CuI的最大厚度为29.6μm。

-6’-接着使染色层和CuI层接触地接合所述层叠体。

(比较例1)

除阻挡层(短路防止部件)省略并且氧化钛层(电子输送层)如下形成外，与上述实施例1同样地制造太阳能电池。

[氧化钛粉末的调制]

准备金红石型的二氧化钛粉末和锐钛矿型的二氧化钛粉末的混合物构成的氧化钛粉末，二氧化钛粉末的平均粒径是1.2μm，金红石型的二氧化钛粉末和锐钛矿型的二氧化钛混合比按重量比是60∶40。

[涂布液(氧化钛层材料)的调制]

首先，将50g调制的氧化钛粉末悬浮在100mL的蒸馏水中。

向悬浮液添加50mL的硝酸(稳定剂)并在玛瑙(メノゥ)制作的钵体内充分混合。

再在该悬浮液添加100mL的蒸馏水进行混合。通过添加蒸馏水，硝酸和水的比例最终为20∶80(体积比)。此时，悬浮液的粘度为5cP(常温)。

接着该悬浮液中添加非离子形性界面活性剂(ICN Biomedical公司制造的“Triton-X 100”)，最终浓度为10wt％，进行混合。这样调制涂布液(氧化钛层材料)。

[氧化钛层的形成]

在FTO电极的上面的纵30mm×横30mm的区域中通过浸渍(涂布)法涂布氧化钛层材料后在450℃进行2小时的烧制(热处理)。

这样，得到空隙率为91％的氧化钛层。该氧化钛层的平均厚度为9.9μm。

氧化钛层的厚度方向的电阻值为20Ω/cm²。

(比较例2)

省略氧化钛层(电子输送层)，此外与上述实施例1相同地制造太阳能电池。

[阻挡层的形成]

在FTO电极的上面的纵30mm×横30mm的区域中反复60次上述实施例1中的形成阻挡层的操作。

这样，得到空隙率小于1％的氧化钛层。该氧化钛层的平均厚度为10.2μm。

该阻挡层中，金红石型的二氧化钛粉末和锐钛矿型的二氧化钛混合比按重量比是65∶35。

阻挡层的厚度方向的电阻值为1kΩ/cm²。

(评价1)

实施例1～5和比较例1、2中制造的太阳能电池中，FTO电极为正、铂电极为负，测定施加0.5V电压时的电阻值。

(评价2)

实施例1～5和比较例1、2中制造的太阳能电池中分别照射人工太阳光，测定此时的光电变换效率。光对染色层(形成染色层的氧化钛层)的入射角度设定为90°和52°，光的入射角度为90°的光电变换效率为R₉₀、光入射角为52°(这些角度分别是由光的方向和半导体的表面之间所定义的角度)的光电变换效率为R₅₂。

评价1和评价2的结果表示于表1中。

表1

	阻挡层		氧化钛层(电子输送层)		评价1(电阻值)的结果[Ω/cm²]	评价2(光电变换效率)的结果
	阻挡层		氧化钛层(电子输送层)			评价2(光电变换效率)的结果			平均厚度[μm]	空隙率[％]	平均厚度[μm]	空隙率[％]	R₉₀[％]	R₅₂[％]	R₅₂/R₉₀
	实施例1	0.9	小于1	7.2		34	1000以上	4.5	平均厚度[μm]	空隙率[％]	平均厚度[μm]	空隙率[％]	R₉₀[％]	R₅₂[％]	R₅₂/R₉₀	3.9	0.87
实施例2	实施例1	0.9	小于1	7.2	2.1	34	1000以上	4.5	小于1	7.4	35	1000以上	3.5	3.1	0.89	3.9	0.87
实施例2	实施例3	3.1	小于1	6.9	2.1	33	1000以上	4.0	小于1	7.4	35	1000以上	3.5	3.1	0.89	3.5	0.88
实施例4	实施例3	3.1	小于1	6.9	4.7	33	1000以上	4.0	小于1	7.3	35	1000以上	3.5	3.0	0.86	3.5	0.88
实施例4	实施例5	替代阻挡层，具有隔板		10.1*	4.7	36	1000以上	3.8	小于1	7.3	35	1000以上	3.5	3.0	0.86	3.4	0.89
比较例1	实施例5	替代阻挡层，具有隔板		10.1*	-		1000以上	3.8	9.9	91	20	0	0	-		3.4	0.89
比较例1	比较例2	10.2	小于1	-			1000以上	0.1	9.9	91	20	0	0	-	0.1	-

^*表示氧化钛层(电子输送层)和染色层的最大厚度。

从表1所示结果可知，具有短路防止部件(阻挡层或隔板)的太阳能电池(实施例1～5)中，FTO电极和CuI电极之间的接触等引起的短路很好地防止或抑制了，光电变换效率优越。

与此相反，省略阻挡层(短路防止部件)或氧化钛层(电子输送层)任一方的比较例1、2的太阳能电池中，光电变换效率差。

比较例1中的光电变换效率差的原因是，从评价1的结果可知，FTO电极和CuI电极之间的短路(接触)引起泄漏电流产生。

比较例2中的光电变换效率差的原因是，阻挡层的空隙率小、与此相随的钌トリスビピジル(色素)的吸附量少。

实施例1～5的太阳能电池的R₅₂/R₉₀都在0.85以上。这表明实施例1～5的太阳能电池对光的指向性低。

发明效果

如上所述，根据本发明，通过设置短路防止部件，第一电极和空穴输送层之间的接触等引起的短路很好地被防止或抑制了，并且可有效产生电子，其结果得到非常优越的光电变换效率。

通过使用包含电子输送层材料的粉末的溶胶的溶胶—凝胶法更容易可靠地形成电子输送层。

作为短路防止部件设置阻挡层时，使用MOD法容易可靠地形成阻挡层。

本发明的光电变换器件容易制造并且可廉价制造。

Claims

1.一种光电变换器件，包括：

第一电极；

与该第一电极相对设置的第二电极；

与该电子输送层接触的染色层；

位于所述电子输送层和所述第二电极之间的空穴输送层；和

2.根据权利要求1所述的光电变换器件，其中所述阻挡层是形成为空隙率等于或者小于2％的致密层。

3.根据权利要求1所述的光电变换器件，所述阻挡层和所述电子输送层的厚度比例是1∶99～60∶40。

4.根据权利要求1所述的光电变换器件，所述阻挡层的平均厚度为0.01～10μm。

5.根据权利要求1所述的光电变换器件，所述阻挡层具有与所述电子输送层相等的导电性。

6.根据权利要求1所述的光电变换器件，所述阻挡层主要由氧化钛构成。

7.根据权利要求1所述的光电变换器件，所述阻挡层是通过包括金属有机沉积或金属有机分解的MOD方法形成。

8.根据权利要求7所述的光电变换器件，通过所述MOD法形成所述阻挡层时使用的阻挡层材料包含烃氧基金属和具有稳定该烃氧基金属功能的添加物。

9.根据权利要求8所述的光电变换器件，所述添加物是抑制所述烃氧基金属水解的水解抑制剂。

10.根据权利要求1所述的光电变换器件，整个所述阻挡层和所述电子输送层的厚度方向的电阻值等于或者大于100Ω/cm²。

11.根据权利要求1所述的光电变换器件，所述阻挡层位于所述第一电极和所述电子输送层之间。

12.根据权利要求11所述的光电变换器件，所述阻挡层和所述电子输送层是作为整体形成的以便它们部分重叠。

13.根据权利要求11所述的光电变换器件，所述阻挡层和所述电子输送层是作为整体形成的。

14.根据权利要求1所述的光电变换器件，所述阻挡层和所述电子输送层是由具有相同组分的材料形成的，并且仅仅是其中的空隙率互不相同。

15.根据权利要求1所述的光电变换器件，提供所述隔板以保持所述第一电极和所述空穴输送层之间的间隔。

16.根据权利要求15所述的光电变换器件，所述隔板的平均厚度为Hμm、所述空穴输送层的最大厚度为h1μm、所述电子输送层和所述染色层的总厚度为h2μm时，配置这些所述的厚度以便满足关系h1+h2＞H≥h1。

17.根据权利要求1所述的光电变换器件，所述染色层在功能上是作为当受光时产生电子和空穴的受光层。

18.根据权利要求1所述的光电变换器件，所述电子输送层具有外表面和多个空穴，所述多个空穴中的每个空穴都有内表面，并且所述染色层是形成在所述电子输送层的外表面以及沿着所述空穴的内表面形成。

19.根据权利要求17所述的光电变换器件，所述电子输送层具有至少输送在所述染色层中产生的电子的功能。

20.根据权利要求1所述的光电变换器件，所述电子输送层为膜状。

21.根据权利要求16所述的光电变换器件，所述电子输送层的平均厚度为0.1～300μm。

22.根据权利要求1所述的光电变换器件，所述电子输送层的空隙率为5～90％。

23.根据权利要求1所述的光电变换器件，所述电子输送层的至少一部分是用平均粒径为1nm-1μm的粉末形式的电子输送层材料形成。

24.根据权利要求1所述的光电变换器件，所述电子输送层的至少一部分是通过溶胶—凝胶法由电子输送层材料形成的，所述溶胶—凝胶法使用包含平均粒径为1nm-1μm的粉末的溶胶液体。

25.根据权利要求24所述的光电变换器件，所述电子输送材料的粉末在所述溶胶中的含量为0.1～10％重量百分比。

26.根据权利要求1所述的光电变换器件，所述电子输送层主要是由二氧化钛构成。

27.根据权利要求1所述的光电变换器件，所述空穴输送层主要由具有离子传导特性的物质构成。

28.根据权利要求27所述的光电变换器件，具有所述离子传导特性的物质是卤化金属化合物。

29.根据权利要求28所述的光电变换器件，所述卤化金属化合物是碘金属化合物。

30.根据权利要求27所述的光电变换器件，所述空穴输送层是通过涂覆法将包含具有所述离子传导特性的物质的空穴输送层材料涂布在所述染色层上形成。

31.根据权利要求30所述的光电变换器件，当所述染色层被加热时，通过将所述空穴输送层材料涂布在所述染色层上形成所述空穴输送层。

32.根据权利要求30所述的光电变换器件，所述空穴输送层材料包含当具有所述离子传导特性的物质结晶时，抑制具有离子传导特性的物质的晶体尺寸增大的晶体尺寸粗大化抑制物质。

33.根据权利要求32所述的光电变换器件，所述晶体尺寸粗大化抑制物质在所述空穴输送层材料中的含量为1×10^-6～10％重量百分比。

34.根据权利要求32所述的光电变换器件，所述晶体尺寸粗大化抑制物质包括硫氰酸盐。

35.根据权利要求32所述的光电变换器件，所述晶体尺寸粗大化抑制物质包括卤化铵。

36.根据权利要求32所述的光电变换器件，所述晶体尺寸粗大化抑制物质包括氰乙基化合物。

37.根据权利要求32所述的光电变换器件，所述具有离子传导特性的物质是包括碘金属化合物的金属卤化物的化合物，其中所述晶体尺寸粗大化抑制物质抑制当所述碘金属化合物结晶时通过和所述碘金属化合物的金属原子的结合造成的碘金属化合物的晶体尺寸的增大。

38.根据权利要求30所述的光电变换器件，所述空穴输送层材料包含具有提高空穴的输送效率的空穴输送效率提高物质。

39.根据权利要求38所述的光电变换器件，所述空穴输送效率提高物质在所述空穴输送层材料中的含量为1×10^-4～1×10^-1％重量百分比。

40.根据权利要求38所述的光电变换器件，所述空穴输送效率提高物质包括卤化物。

41.根据权利要求40所述的光电变换器件，所述卤化物包括卤化铵。

42.根据权利要求1所述的光电变换器件，进一步包括用于支持所述第一电极的衬底。

43.根据权利要求1所述的光电变换器件，所述第一电极为正、所述第二电极为负、并且在所述两个电极两端施加0.5V的电压时，所述光电变换器件中的电阻值大约大于100Ω/cm²。

44.根据权利要求1所述的光电变换器件，在到所述染色层的光的入射角为90°的光电变换效率为R₉₀、光入射角为52°的光电变换效率为R₅₂时(这些角度分别是由光的方向和半导体的表面之间所定义的角度)，R₅₂/R₉₀大于0.8。

45.根据权利要求1所述的光电变换器件，所述光电变换器件是太阳能电池。