JPH11312541A - 太陽電池 - Google Patents
太陽電池Info
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- JPH11312541A JPH11312541A JP10119799A JP11979998A JPH11312541A JP H11312541 A JPH11312541 A JP H11312541A JP 10119799 A JP10119799 A JP 10119799A JP 11979998 A JP11979998 A JP 11979998A JP H11312541 A JPH11312541 A JP H11312541A
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- transparent electrode
- dense film
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/20—Light-sensitive devices
- H01G9/2059—Light-sensitive devices comprising an organic dye as the active light absorbing material, e.g. adsorbed on an electrode or dissolved in solution
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/20—Light-sensitive devices
- H01G9/2027—Light-sensitive devices comprising an oxide semiconductor electrode
- H01G9/2031—Light-sensitive devices comprising an oxide semiconductor electrode comprising titanium oxide, e.g. TiO2
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/30—Coordination compounds
- H10K85/341—Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes
- H10K85/344—Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes comprising ruthenium
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- 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
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- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 透明電極と対向電極との間に、少なくとも色
素材料を担持した酸化物半導体の多孔体と、電解質とを
設けるようにした太陽電池において、上記の酸化物半導
体の多孔体と透明電極との接触性を向上させ、高い変換
効率を有する太陽電池が得られるようにする。 【解決手段】 透明電極１と対向電極５との間に、少な
くとも色素材料を担持した酸化物半導体の多孔体３と電
解質６とが設けられた太陽電池において、透明電極１と
酸化物半導体の多孔体３との間に、この多孔体３と同じ
酸化物半導体で構成された緻密膜８を設けた。
素材料を担持した酸化物半導体の多孔体と、電解質とを
設けるようにした太陽電池において、上記の酸化物半導
体の多孔体と透明電極との接触性を向上させ、高い変換
効率を有する太陽電池が得られるようにする。 【解決手段】 透明電極１と対向電極５との間に、少な
くとも色素材料を担持した酸化物半導体の多孔体３と電
解質６とが設けられた太陽電池において、透明電極１と
酸化物半導体の多孔体３との間に、この多孔体３と同じ
酸化物半導体で構成された緻密膜８を設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、酸化物半導体を
用いた太陽電池に係り、特に、透明電極と対向電極との
間に、少なくとも色素材料を担持した酸化物半導体の多
孔体と電解質とが設けられた太陽電池において、上記の
透明電極と酸化物半導体の多孔体との接触性を改善し
て、太陽電池における変換効率を向上させるようにした
点に特徴を有するものである。
用いた太陽電池に係り、特に、透明電極と対向電極との
間に、少なくとも色素材料を担持した酸化物半導体の多
孔体と電解質とが設けられた太陽電池において、上記の
透明電極と酸化物半導体の多孔体との接触性を改善し
て、太陽電池における変換効率を向上させるようにした
点に特徴を有するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、太陽電池としては、一般に、その
半導体材料に、単結晶，多結晶，アモルファスのシリコ
ンを用いたものが広く利用されているが、このようなシ
リコンを用いた太陽電池の場合、その製造コストが高く
つくという問題があった。
半導体材料に、単結晶，多結晶，アモルファスのシリコ
ンを用いたものが広く利用されているが、このようなシ
リコンを用いた太陽電池の場合、その製造コストが高く
つくという問題があった。
【０００３】このため、近年においては、安価な酸化チ
タン等の酸化物半導体を用いた太陽電池について検討が
行われるようになった。
タン等の酸化物半導体を用いた太陽電池について検討が
行われるようになった。
【０００４】しかし、酸化チタン等の酸化物半導体にお
ける光の吸収は主に紫外域にあるため、このような酸化
物半導体を使用した太陽電池の場合、太陽光の利用効率
が非常に悪く、変換効率の低い太陽電池しか得られない
という問題があった。
ける光の吸収は主に紫外域にあるため、このような酸化
物半導体を使用した太陽電池の場合、太陽光の利用効率
が非常に悪く、変換効率の低い太陽電池しか得られない
という問題があった。
【０００５】このため、このような酸化物半導体に色素
を加えて太陽光の利用効率を向上させることが試みら
れ、特に、近年においては、上記の酸化物担持体を多孔
体で構成することにより表面積を増やし、この多孔体に
色素を担持させて、酸化物半導体を使用した太陽電池に
おける変換効率を向上させることが提案された。
を加えて太陽光の利用効率を向上させることが試みら
れ、特に、近年においては、上記の酸化物担持体を多孔
体で構成することにより表面積を増やし、この多孔体に
色素を担持させて、酸化物半導体を使用した太陽電池に
おける変換効率を向上させることが提案された。
【０００６】ここで、このように酸化物半導体の多孔体
に色素を担持させた太陽電池としては、図１に示すよう
に、ガラス基板等の透明基板１の表面に酸化錫等の透明
電極２を設け、この透明電極２上に酸化チタン等の酸化
物半導体の多孔体３を設け、この酸化物半導体の多孔体
３に色素材料を担持させる一方、基板４に設けられた対
向電極５とこの多孔体３との間に電解質６を設け、その
周囲を封止材７によって封止させるようにしたものが提
案されている。
に色素を担持させた太陽電池としては、図１に示すよう
に、ガラス基板等の透明基板１の表面に酸化錫等の透明
電極２を設け、この透明電極２上に酸化チタン等の酸化
物半導体の多孔体３を設け、この酸化物半導体の多孔体
３に色素材料を担持させる一方、基板４に設けられた対
向電極５とこの多孔体３との間に電解質６を設け、その
周囲を封止材７によって封止させるようにしたものが提
案されている。
【０００７】ここで、上記のように透明電極２上に酸化
物半導体の多孔体３を設けるにあたり、従来において
は、酸化物半導体の分散液を透明電極２上に塗布し、こ
れを焼結させて酸化物半導体の多孔体３を形成するよう
にしていた。
物半導体の多孔体３を設けるにあたり、従来において
は、酸化物半導体の分散液を透明電極２上に塗布し、こ
れを焼結させて酸化物半導体の多孔体３を形成するよう
にしていた。
【０００８】しかし、酸化物半導体の分散液は一般に透
明電極２に対する漏れ性が悪く、透明電極２上に酸化物
半導体の多孔体３がうまく形成されないという問題があ
り、またこのように透明電極２上に酸化物半導体の分散
液は塗布した後、これを焼結させて酸化物半導体の多孔
体３を形成した場合、この酸化物半導体の多孔体３と透
明電極２との接触性が悪く、多孔体３と透明電極２との
間の抵抗が大きくなって、得られた太陽電池における変
換効率が低下するという問題があった。
明電極２に対する漏れ性が悪く、透明電極２上に酸化物
半導体の多孔体３がうまく形成されないという問題があ
り、またこのように透明電極２上に酸化物半導体の分散
液は塗布した後、これを焼結させて酸化物半導体の多孔
体３を形成した場合、この酸化物半導体の多孔体３と透
明電極２との接触性が悪く、多孔体３と透明電極２との
間の抵抗が大きくなって、得られた太陽電池における変
換効率が低下するという問題があった。
【０００９】このため、近年においては、上記のように
透明電極２上に酸化物半導体の多孔体３を形成した後、
この多孔体３に対して四塩化チタンの水溶液を滴下さ
せ、これを乾燥させて、半導体酸化物の多孔体３と透明
電極２との接触性を向上させることが試みられた。
透明電極２上に酸化物半導体の多孔体３を形成した後、
この多孔体３に対して四塩化チタンの水溶液を滴下さ
せ、これを乾燥させて、半導体酸化物の多孔体３と透明
電極２との接触性を向上させることが試みられた。
【００１０】しかし、このように酸化物半導体の多孔体
３に四塩化チタンの水溶液を滴下させて乾燥させた場
合、透明電極２上に形成された多孔体３の層が剥離し、
これにより多孔体３と透明電極２との間の抵抗が大きく
なって、太陽電池における変換効率が低下するという問
題があった。
３に四塩化チタンの水溶液を滴下させて乾燥させた場
合、透明電極２上に形成された多孔体３の層が剥離し、
これにより多孔体３と透明電極２との間の抵抗が大きく
なって、太陽電池における変換効率が低下するという問
題があった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、透明電極
と対向電極との間に、少なくとも色素材料を担持した酸
化物半導体の多孔体と、電解質とを設けるようにした太
陽電池における上記のような問題を解決することを課題
とするものである。
と対向電極との間に、少なくとも色素材料を担持した酸
化物半導体の多孔体と、電解質とを設けるようにした太
陽電池における上記のような問題を解決することを課題
とするものである。
【００１２】すなわち、この発明においては、上記のよ
うな太陽電池において、色素材料を担持した酸化物半導
体の多孔体と透明電極との接触性を向上させ、高い変換
効率を有する太陽電池が得られるようにすることを課題
とするものである。
うな太陽電池において、色素材料を担持した酸化物半導
体の多孔体と透明電極との接触性を向上させ、高い変換
効率を有する太陽電池が得られるようにすることを課題
とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この発明における太陽電
池においては、上記のような課題を解決するため、透明
電極と対向電極との間に、少なくとも色素材料を担持し
た酸化物半導体の多孔体と電解質とが設けられた太陽電
池において、上記の透明電極と酸化物半導体の多孔体と
の間に、この多孔体と同じ酸化物半導体で構成された緻
密膜を設けるようにした。
池においては、上記のような課題を解決するため、透明
電極と対向電極との間に、少なくとも色素材料を担持し
た酸化物半導体の多孔体と電解質とが設けられた太陽電
池において、上記の透明電極と酸化物半導体の多孔体と
の間に、この多孔体と同じ酸化物半導体で構成された緻
密膜を設けるようにした。
【００１４】そして、この発明における太陽電池のよう
に、透明電極と酸化物半導体の多孔体との間に、この多
孔体と同じ酸化物半導体からなる緻密膜を設けると、こ
の緻密膜を介して酸化物半導体の多孔体と透明電極との
接触性が向上し、太陽電池における変換効率が向上す
る。
に、透明電極と酸化物半導体の多孔体との間に、この多
孔体と同じ酸化物半導体からなる緻密膜を設けると、こ
の緻密膜を介して酸化物半導体の多孔体と透明電極との
接触性が向上し、太陽電池における変換効率が向上す
る。
【００１５】また、透明電極上にこの緻密膜を設けた
後、上記の酸化物半導体の分散液を塗布し、これを焼結
させて酸化物半導体の多孔体を形成する場合に、酸化物
半導体の分散液がこの緻密膜上に均一に塗布されるよう
になり、酸化物半導体の多孔体が均一に形成されるよう
になる。
後、上記の酸化物半導体の分散液を塗布し、これを焼結
させて酸化物半導体の多孔体を形成する場合に、酸化物
半導体の分散液がこの緻密膜上に均一に塗布されるよう
になり、酸化物半導体の多孔体が均一に形成されるよう
になる。
【００１６】ここで、上記の多孔体や緻密膜に用いる酸
化物半導体としては、公知の酸化物半導体を使用するこ
とができ、例えば、酸化チタン，酸化ニオブ，酸化亜
鉛，酸化ジルコニウム，酸化インジウム，酸化錫等を使
用することができ、特に、酸化物半導体自身の劣化が起
こりにくい酸化チタンを用いることが好ましい。
化物半導体としては、公知の酸化物半導体を使用するこ
とができ、例えば、酸化チタン，酸化ニオブ，酸化亜
鉛，酸化ジルコニウム，酸化インジウム，酸化錫等を使
用することができ、特に、酸化物半導体自身の劣化が起
こりにくい酸化チタンを用いることが好ましい。
【００１７】また、上記の酸化物半導体からなる多孔体
や緻密膜を形成するにあたっては、低温で作製できバン
ドギャップの広い結晶構造が主としてアナターゼ型のも
のを形成することが好ましい。
や緻密膜を形成するにあたっては、低温で作製できバン
ドギャップの広い結晶構造が主としてアナターゼ型のも
のを形成することが好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態に係る
太陽電池を添付図面に基づいて具体的に説明する。
太陽電池を添付図面に基づいて具体的に説明する。
【００１９】この実施形態における太陽電池において
は、図２に示すように、ガラス基板等の透明基板１の表
面に透明電極２を設け、この透明電極２上に、酸化物半
導体の多孔体３と同じ酸化物半導体を用いた緻密膜８を
設けるようにしている。
は、図２に示すように、ガラス基板等の透明基板１の表
面に透明電極２を設け、この透明電極２上に、酸化物半
導体の多孔体３と同じ酸化物半導体を用いた緻密膜８を
設けるようにしている。
【００２０】ここで、上記の透明電極２を構成する材料
としては、一般に使用されている酸化錫、インジウム錫
酸化物（ＩＴＯ）等を用いることができる。
としては、一般に使用されている酸化錫、インジウム錫
酸化物（ＩＴＯ）等を用いることができる。
【００２１】また、この透明電極２上に多孔体３と同じ
酸化物半導体からなる緻密膜８を形成するにあたって
は、酸素反応蒸着法，イオンプレーティング法，スパッ
タリング法，化学気相蒸着法（ＣＶＤ），酸化物半導体
のアルコキシド等の溶液を用いたゾル−ゲル法によって
緻密膜８を形成することができる。
酸化物半導体からなる緻密膜８を形成するにあたって
は、酸素反応蒸着法，イオンプレーティング法，スパッ
タリング法，化学気相蒸着法（ＣＶＤ），酸化物半導体
のアルコキシド等の溶液を用いたゾル−ゲル法によって
緻密膜８を形成することができる。
【００２２】そして、このように酸化物半導体の緻密膜
８を形成した後、この緻密膜８の上に酸化物半導体の多
孔体３を設け、この酸化物半導体の多孔体３に色素材料
を担持させる一方、基板４に設けられた対向電極５とこ
の多孔体３との間に電解質６を設け、その周囲を封止材
７によって封止させている。
８を形成した後、この緻密膜８の上に酸化物半導体の多
孔体３を設け、この酸化物半導体の多孔体３に色素材料
を担持させる一方、基板４に設けられた対向電極５とこ
の多孔体３との間に電解質６を設け、その周囲を封止材
７によって封止させている。
【００２３】ここで、酸化物半導体の多孔体３に担持さ
せる色素材料としては、その励起エネルギー準位が上記
の酸化物半導体の伝導帯のエネルギー準位より上にあ
り、耐熱性を有するものを用いることが好ましく、例え
ば、ルテニウム錯体，フタロシアニン，エオシン等を使
用することができる。
せる色素材料としては、その励起エネルギー準位が上記
の酸化物半導体の伝導帯のエネルギー準位より上にあ
り、耐熱性を有するものを用いることが好ましく、例え
ば、ルテニウム錯体，フタロシアニン，エオシン等を使
用することができる。
【００２４】また、上記の電解質５としては、Ｉ- ／Ｉ
3 -等を酸化還元対として使用する電解質溶液や固体電解
質等を使用することができ、また対向電極５としては、
一般に用いられている電極材料を用いることができ、ま
た上記の封止材としては、上記の電解質６によって変質
しない樹脂であって、取り扱いが容易な熱可塑性樹脂を
使用することが好ましい。
3 -等を酸化還元対として使用する電解質溶液や固体電解
質等を使用することができ、また対向電極５としては、
一般に用いられている電極材料を用いることができ、ま
た上記の封止材としては、上記の電解質６によって変質
しない樹脂であって、取り扱いが容易な熱可塑性樹脂を
使用することが好ましい。
【００２５】
【実施例】次に、この発明の実施例に係る太陽電池につ
いて具体的に説明すると共に、比較例を挙げ、この発明
の実施例に係る太陽電池においては変換効率が向上され
ることを明らかにする。
いて具体的に説明すると共に、比較例を挙げ、この発明
の実施例に係る太陽電池においては変換効率が向上され
ることを明らかにする。
【００２６】（実施例１〜５）実施例１〜５の太陽電池
は、上記の図２に示すように構成されており、ガラス基
板からなる透明基板１上にフッ素をドープした酸化錫か
らなる透明電極２が設けられた市販の製品（日本板硝子
社製：ＣＳ−４Ｚ１１７−Ｐ１１０Ｃ−Ｆ−Ｃ２０）
で、シート抵抗値は３０Ω／□以下のものを用いるよう
にした。
は、上記の図２に示すように構成されており、ガラス基
板からなる透明基板１上にフッ素をドープした酸化錫か
らなる透明電極２が設けられた市販の製品（日本板硝子
社製：ＣＳ−４Ｚ１１７−Ｐ１１０Ｃ−Ｆ−Ｃ２０）
で、シート抵抗値は３０Ω／□以下のものを用いるよう
にした。
【００２７】そして、図３に示すように、透明電極２が
形成された透明基板１を真空蒸着装置１０内にセット
し、真空蒸着装置１０内の圧力を５×１０-5Ｔｏｒｒに
し、ヒータ１１により膜原料１２であるＴｉＯx （ｘ＝
１〜２）を加熱すると共に、上記の透明基板１の基板温
度を３００℃にし、圧力が２×１０-4Ｔｏｒｒになるま
で酸素ガスを導入し、この条件の下で、透明基板１上に
設けられた透明電極２の上に二酸化チタンを蒸着させ、
透明電極２上に二酸化チタンからなる酸化物半導体の緻
密膜８を所定の膜厚になるように形成した。その後、こ
のように二酸化チタンの緻密膜８が形成された透明基板
１を、電気炉中において４５０℃で１５分間熱処理を行
い、上記の緻密膜８を構成する二酸化チタンの結晶構造
をアナターゼ型にした。
形成された透明基板１を真空蒸着装置１０内にセット
し、真空蒸着装置１０内の圧力を５×１０-5Ｔｏｒｒに
し、ヒータ１１により膜原料１２であるＴｉＯx （ｘ＝
１〜２）を加熱すると共に、上記の透明基板１の基板温
度を３００℃にし、圧力が２×１０-4Ｔｏｒｒになるま
で酸素ガスを導入し、この条件の下で、透明基板１上に
設けられた透明電極２の上に二酸化チタンを蒸着させ、
透明電極２上に二酸化チタンからなる酸化物半導体の緻
密膜８を所定の膜厚になるように形成した。その後、こ
のように二酸化チタンの緻密膜８が形成された透明基板
１を、電気炉中において４５０℃で１５分間熱処理を行
い、上記の緻密膜８を構成する二酸化チタンの結晶構造
をアナターゼ型にした。
【００２８】ここで、透明電極２上に形成する二酸化チ
タンの緻密膜８の膜厚を、実施例１では３００Å、実施
例２では５００Å、実施例３では１０００Å、実施例４
では２０００Å、実施例５では４０００Åにした。
タンの緻密膜８の膜厚を、実施例１では３００Å、実施
例２では５００Å、実施例３では１０００Å、実施例４
では２０００Å、実施例５では４０００Åにした。
【００２９】そして、このように二酸化チタンの緻密膜
８を形成した後は、二酸化チタン微粒子を溶媒中に分散
させた市販の二酸化チタンゾル（Ｓｏｌａｒｏｎｉｘ社
製：ＳＴＯ−３）をそれぞれ上記の緻密膜８上に塗布
し、これをて乾燥させた後、各透明基板１を電気炉中に
おいて４５０℃で１５分間熱処理して二酸化チタンを焼
結させ、主としてアナターゼ型の結晶構造を有する二酸
化チタンからなる酸化物半導体の多孔体３を、上記の緻
密膜８上にそれぞれ厚みが１０μｍになるように形成し
た。
８を形成した後は、二酸化チタン微粒子を溶媒中に分散
させた市販の二酸化チタンゾル（Ｓｏｌａｒｏｎｉｘ社
製：ＳＴＯ−３）をそれぞれ上記の緻密膜８上に塗布
し、これをて乾燥させた後、各透明基板１を電気炉中に
おいて４５０℃で１５分間熱処理して二酸化チタンを焼
結させ、主としてアナターゼ型の結晶構造を有する二酸
化チタンからなる酸化物半導体の多孔体３を、上記の緻
密膜８上にそれぞれ厚みが１０μｍになるように形成し
た。
【００３０】次いで、上記のようにして二酸化チタンの
多孔体３を形成した透明基板１を放冷した後、下記の化
学式１に示すｃｉｓ−ｂｉｓ（ｉｓｏｔｈｉｏｃｙａｎ
ａｔｏ）−ｂｉｓ（２，２’−ｂｉｐｙｒｉｄｙｌ−
４，４’−ｄｉ−ｃａｒｂｏｘｙｌａｔｏ）ｒｕｔｈｅ
ｎｉｕｍ（II）からなるルテニウム錯体（Ｓｏｌａｒｏ
ｎｉｘ社製：Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ ５３５）からなる色
素材料を４．７×１０-4モル加えたエタノール溶液中に
浸漬し、８０℃で２時間この色素材料を多孔体３に吸着
させた後、エタノールでその表面を洗浄した。
多孔体３を形成した透明基板１を放冷した後、下記の化
学式１に示すｃｉｓ−ｂｉｓ（ｉｓｏｔｈｉｏｃｙａｎ
ａｔｏ）−ｂｉｓ（２，２’−ｂｉｐｙｒｉｄｙｌ−
４，４’−ｄｉ−ｃａｒｂｏｘｙｌａｔｏ）ｒｕｔｈｅ
ｎｉｕｍ（II）からなるルテニウム錯体（Ｓｏｌａｒｏ
ｎｉｘ社製：Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ ５３５）からなる色
素材料を４．７×１０-4モル加えたエタノール溶液中に
浸漬し、８０℃で２時間この色素材料を多孔体３に吸着
させた後、エタノールでその表面を洗浄した。
【００３１】
【化１】
【００３２】その後、白金からなる対向電極５が設けら
れたガラス基板４を、この対向電極５が上記の多孔体３
と対向するように配置させて周囲に熱可塑性樹脂（三井
・デュポンケミカル社製：ハイミラン）からなる封止材
７を設け、上記の多孔体３と対向電極５との間に電解質
６としてＩ- ／Ｉ3 -を酸化還元対として使用するの電解
質溶液（Ｓｏｌａｒｏｎｉｘ社製：Ｉｏｄｏｌｙｔｅ
ＧＤ５０）を注入させると共に、上記の封止材７によっ
て封止させるようにした。
れたガラス基板４を、この対向電極５が上記の多孔体３
と対向するように配置させて周囲に熱可塑性樹脂（三井
・デュポンケミカル社製：ハイミラン）からなる封止材
７を設け、上記の多孔体３と対向電極５との間に電解質
６としてＩ- ／Ｉ3 -を酸化還元対として使用するの電解
質溶液（Ｓｏｌａｒｏｎｉｘ社製：Ｉｏｄｏｌｙｔｅ
ＧＤ５０）を注入させると共に、上記の封止材７によっ
て封止させるようにした。
【００３３】（比較例１）比較例１においては、上記の
実施例１〜５における太陽電池において、透明電極２上
に酸化物半導体である二酸化チタンの緻密膜８を設けな
いようにし、それ以外は、上記の実施例１〜５の場合と
同様にして太陽電池を作製した。
実施例１〜５における太陽電池において、透明電極２上
に酸化物半導体である二酸化チタンの緻密膜８を設けな
いようにし、それ以外は、上記の実施例１〜５の場合と
同様にして太陽電池を作製した。
【００３４】（比較例２）比較例２においては、上記の
実施例１〜５の場合と同じガラス基板からなる透明基板
１上にフッ素をドープした酸化錫からなる透明電極２が
設けられた市販の製品を用い、その透明電極２上に粒径
が３０ｎｍの二酸化チタン微粒子（シーアイ化成社製：
ＮａｎｏＴｅｋ Ｔｉｔａｕｍ ｄｉｏｘｉｄｅ）を水
に分散させた１０％の分散液を塗布するようにした。
実施例１〜５の場合と同じガラス基板からなる透明基板
１上にフッ素をドープした酸化錫からなる透明電極２が
設けられた市販の製品を用い、その透明電極２上に粒径
が３０ｎｍの二酸化チタン微粒子（シーアイ化成社製：
ＮａｎｏＴｅｋ Ｔｉｔａｕｍ ｄｉｏｘｉｄｅ）を水
に分散させた１０％の分散液を塗布するようにした。
【００３５】このように二酸化チタン微粒子の分散液を
透明電極２上に塗布した場合、上記の分散液が透明電極
２上においてはじかれ、分散液を透明電極２上に均一に
塗布することができなかった。
透明電極２上に塗布した場合、上記の分散液が透明電極
２上においてはじかれ、分散液を透明電極２上に均一に
塗布することができなかった。
【００３６】（比較例３）比較例においても、上記の実
施例１〜５の場合と同じガラス基板からなる透明基板１
上にフッ素をドープした酸化錫からなる透明電極２が設
けられた市販の製品を用い、その透明電極２上に粒径が
１３ｎｍの二酸化チタン微粒子を溶媒中に分散させた市
販の二酸化チタンゾル（Ｓｏｌａｒｏｎｉｘ社製：Ｔｉ
−Ｎａｎｏｘｉｄｅ ＨＴ）を塗布し、４５０℃で１５
分間熱処理して二酸化チタンを焼結させ、上記の透明電
極２上に二酸化チタンからなる酸化物半導体の多孔体３
を形成した。
施例１〜５の場合と同じガラス基板からなる透明基板１
上にフッ素をドープした酸化錫からなる透明電極２が設
けられた市販の製品を用い、その透明電極２上に粒径が
１３ｎｍの二酸化チタン微粒子を溶媒中に分散させた市
販の二酸化チタンゾル（Ｓｏｌａｒｏｎｉｘ社製：Ｔｉ
−Ｎａｎｏｘｉｄｅ ＨＴ）を塗布し、４５０℃で１５
分間熱処理して二酸化チタンを焼結させ、上記の透明電
極２上に二酸化チタンからなる酸化物半導体の多孔体３
を形成した。
【００３７】そして、このように多孔体３を形成された
透明基板１が室温まで戻った後、上記の多孔体３の表面
に０．２モルの四塩化チタン水溶液を滴下し、これを放
置して乾燥させた。
透明基板１が室温まで戻った後、上記の多孔体３の表面
に０．２モルの四塩化チタン水溶液を滴下し、これを放
置して乾燥させた。
【００３８】このようにすると、上記の二酸化チタンか
らなる酸化物半導体の多孔体３の一部が透明電極２上か
ら剥離した。
らなる酸化物半導体の多孔体３の一部が透明電極２上か
ら剥離した。
【００３９】次に、上記の実施例１〜５及び比較例１の
各太陽電池における出力特性の測定を行った。
各太陽電池における出力特性の測定を行った。
【００４０】ここで、出力特性を測定するにあたって
は、光源にハロゲンランプ（ＭＯＲＩＴＥＸ社製：ＭＨ
Ｆ−１５０Ｌ）を用い、照度０．１３ｍＷ／０．５ｃｍ
2 の光を各太陽電池に照射し、各太陽電池における出力
特性曲線を求め、その結果を図４に示した。
は、光源にハロゲンランプ（ＭＯＲＩＴＥＸ社製：ＭＨ
Ｆ−１５０Ｌ）を用い、照度０．１３ｍＷ／０．５ｃｍ
2 の光を各太陽電池に照射し、各太陽電池における出力
特性曲線を求め、その結果を図４に示した。
【００４１】また、上記の測定結果に基づき、二酸化チ
タンの緻密膜８の膜厚と開放電圧Ｖｏｃ及び短絡電流Ｉ
ｓｃとの関係を求めて、その結果を図５に示し、さらに
二酸化チタンの緻密膜８の膜厚と形状因子Ｆ．Ｆ．との
関係を調べ、その結果を図６に示した。
タンの緻密膜８の膜厚と開放電圧Ｖｏｃ及び短絡電流Ｉ
ｓｃとの関係を求めて、その結果を図５に示し、さらに
二酸化チタンの緻密膜８の膜厚と形状因子Ｆ．Ｆ．との
関係を調べ、その結果を図６に示した。
【００４２】この結果、透明電極２と二酸化チタンから
なる酸化物半導体の多孔体３との間に二酸化チタンから
なる酸化物半導体の緻密膜８を形成した実施例１〜５の
太陽電池は、このような緻密膜８を設けなかった比較例
１の太陽電池に比べて、開放電圧Ｖｏｃ及び形状係数
Ｆ．Ｆ．の値が何れも高くなっており、太陽電池におけ
る変換効率が向上していた。
なる酸化物半導体の多孔体３との間に二酸化チタンから
なる酸化物半導体の緻密膜８を形成した実施例１〜５の
太陽電池は、このような緻密膜８を設けなかった比較例
１の太陽電池に比べて、開放電圧Ｖｏｃ及び形状係数
Ｆ．Ｆ．の値が何れも高くなっており、太陽電池におけ
る変換効率が向上していた。
【００４３】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明において
は、透明電極と対向電極との間に、少なくとも色素材料
を担持した酸化物半導体の多孔体と電解質とが設けられ
た太陽電池において、透明電極と酸化物半導体の多孔体
との間に、この多孔体と同じ酸化物半導体で構成された
緻密膜を設けたため、この緻密膜を介して酸化物半導体
の多孔体と透明電極との接触性が高められ、太陽電池に
おける変換効率が向上した。
は、透明電極と対向電極との間に、少なくとも色素材料
を担持した酸化物半導体の多孔体と電解質とが設けられ
た太陽電池において、透明電極と酸化物半導体の多孔体
との間に、この多孔体と同じ酸化物半導体で構成された
緻密膜を設けたため、この緻密膜を介して酸化物半導体
の多孔体と透明電極との接触性が高められ、太陽電池に
おける変換効率が向上した。
【００４４】また、この発明のように、透明電極上に多
孔体と同じ酸化物半導体で構成された緻密膜を設けた
後、この緻密膜の上に酸化物半導体の分散液を塗布し、
これを焼結させて酸化物半導体の多孔体を形成するよう
にした場合、酸化物半導体の分散液がはじかれることな
く、緻密膜上に均一に塗布されるようになり、酸化物半
導体の多孔体が均一に形成されるようになった。
孔体と同じ酸化物半導体で構成された緻密膜を設けた
後、この緻密膜の上に酸化物半導体の分散液を塗布し、
これを焼結させて酸化物半導体の多孔体を形成するよう
にした場合、酸化物半導体の分散液がはじかれることな
く、緻密膜上に均一に塗布されるようになり、酸化物半
導体の多孔体が均一に形成されるようになった。
【図１】従来の太陽電池の構造を示した概略断面図であ
る。
る。
【図２】この発明の実施形態に係る太陽電池の構造を示
した概略断面図である。
した概略断面図である。
【図３】この発明の実施例において、透明基板上に形成
された透明電極の上に二酸化チタンの緻密膜を形成する
真空蒸着装置の概略説明図である。
された透明電極の上に二酸化チタンの緻密膜を形成する
真空蒸着装置の概略説明図である。
【図４】この発明の実施例１〜５及び比較例１の各太陽
電池における出力特性曲線を示した図である。
電池における出力特性曲線を示した図である。
【図５】この発明の実施例１〜５及び比較例１の各太陽
電池における二酸化チタンの緻密膜の膜厚と開放電圧Ｖ
ｏｃ及び短絡電流Ｉｓｃとの関係を示した図である。
電池における二酸化チタンの緻密膜の膜厚と開放電圧Ｖ
ｏｃ及び短絡電流Ｉｓｃとの関係を示した図である。
【図６】この発明の実施例１〜５及び比較例１の各太陽
電池における二酸化チタンの緻密膜の膜厚と形状因子
Ｆ．Ｆ．との関係を示した図である。
電池における二酸化チタンの緻密膜の膜厚と形状因子
Ｆ．Ｆ．との関係を示した図である。
【符号の説明】 ２ 透明電極 ３ 酸化物半導体の多孔体 ５ 対向電極 ６ 電解質 ８ 酸化物半導体の緻密膜
Claims (3)
- 【請求項１】 透明電極と対向電極との間に、少なくと
も色素材料を担持した酸化物半導体の多孔体と電解質と
が設けられた太陽電池において、上記の透明電極と酸化
物半導体の多孔体との間に、この多孔体と同じ酸化物半
導体で構成された緻密膜が設けられてなることを特徴と
する太陽電池。 - 【請求項２】 請求項１に記載した太陽電池において、
上記の多孔体及び緻密膜を構成する酸化物半導体が酸化
チタンであることを特徴とする太陽電池。 - 【請求項３】 請求項２に記載した太陽電池において、
上記の緻密膜を構成する酸化チタンの結晶構造が主とし
てアナターゼ型であることを特徴とする太陽電池。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10119799A JPH11312541A (ja) | 1998-04-30 | 1998-04-30 | 太陽電池 |
| US09/283,950 US6130378A (en) | 1998-04-30 | 1999-04-01 | Solar battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10119799A JPH11312541A (ja) | 1998-04-30 | 1998-04-30 | 太陽電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11312541A true JPH11312541A (ja) | 1999-11-09 |
Family
ID=14770523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10119799A Pending JPH11312541A (ja) | 1998-04-30 | 1998-04-30 | 太陽電池 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6130378A (ja) |
| JP (1) | JPH11312541A (ja) |
Cited By (13)
| 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 |
| JP2001273936A (ja) * | 2000-03-27 | 2001-10-05 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光電変換素子および太陽電池 |
| JP2001273937A (ja) * | 2000-03-27 | 2001-10-05 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光電変換素子および光電池 |
| KR20030067176A (ko) * | 2002-02-07 | 2003-08-14 | 엘지전자 주식회사 | 외장용 태양전지 구조 |
| JP2004363069A (ja) * | 2002-06-14 | 2004-12-24 | Hitachi Metals Ltd | 半導体電極およびその製造方法、ならびにそれを用いた色素増感型太陽電池 |
| JP2005039013A (ja) * | 2003-07-18 | 2005-02-10 | Bridgestone Corp | 多孔質金属化合物薄膜の成膜方法及び有機色素増感型太陽電池 |
| JP2005108807A (ja) * | 2003-06-30 | 2005-04-21 | Ideal Star Inc | 固体型色素増感素子、及びその製造方法 |
| JP2005142087A (ja) * | 2003-11-07 | 2005-06-02 | Dainippon Printing Co Ltd | 色素増感型太陽電池用電極基板及びその製造方法並びに色素増感型太陽電池 |
| JP2005340710A (ja) * | 2004-05-31 | 2005-12-08 | Toppan Printing Co Ltd | 色素増感太陽電池およびその製造方法 |
| US7118936B2 (en) | 2001-10-11 | 2006-10-10 | Bridgestone Corporation | Organic dye-sensitized metal oxide semiconductor electrode and its manufacturing method, and organic dye-sensitized solar cell |
| WO2010050575A1 (ja) | 2008-10-29 | 2010-05-06 | 富士フイルム株式会社 | 色素、これを用いた光電変換素子、光電気化学電池、および色素の製造方法 |
| EP2302650A2 (en) | 2009-09-28 | 2011-03-30 | Fujifilm Corporation | Method of producing photoelectric conversion element, photoelectric conversion element, and photoelectrochemical cell |
| EP2306479A2 (en) | 2009-09-28 | 2011-04-06 | Fujifilm Corporation | Method of producing photoelectric conversion element, photoelectric conversion element, and photoelectrochemical cell |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US6913713B2 (en) | 2002-01-25 | 2005-07-05 | Konarka Technologies, Inc. | Photovoltaic fibers |
| US6949400B2 (en) * | 2002-01-25 | 2005-09-27 | Konarka Technologies, Inc. | Ultrasonic slitting of photovoltaic cells and modules |
| US7351907B2 (en) * | 2002-01-25 | 2008-04-01 | Konarka Technologies, Inc. | Displays with integrated photovoltaic cells |
| US7205473B2 (en) * | 2002-01-25 | 2007-04-17 | Konarka Technologies, Inc. | Photovoltaic powered multimedia greeting cards and smart cards |
| US7414188B2 (en) * | 2002-01-25 | 2008-08-19 | Konarka Technologies, Inc. | Co-sensitizers for dye sensitized solar cells |
| US6706963B2 (en) | 2002-01-25 | 2004-03-16 | Konarka Technologies, Inc. | Photovoltaic cell interconnection |
| US20030192585A1 (en) * | 2002-01-25 | 2003-10-16 | Konarka Technologies, Inc. | Photovoltaic cells incorporating rigid substrates |
| US20030192584A1 (en) * | 2002-01-25 | 2003-10-16 | Konarka Technologies, Inc. | Flexible photovoltaic cells and modules formed using foils |
| US6924427B2 (en) * | 2002-01-25 | 2005-08-02 | Konarka Technologies, Inc. | Wire interconnects for fabricating interconnected photovoltaic cells |
| US7186911B2 (en) | 2002-01-25 | 2007-03-06 | Konarka Technologies, Inc. | Methods of scoring for fabricating interconnected photovoltaic cells |
| US6919119B2 (en) * | 2000-05-30 | 2005-07-19 | The Penn State Research Foundation | Electronic and opto-electronic devices fabricated from nanostructured high surface to volume ratio thin films |
| WO2003038909A1 (en) * | 2001-10-31 | 2003-05-08 | Sony Corporation | Method for fabricating photoelectric conversion element and photoelectric conversion element |
| EP1470563A2 (en) * | 2002-01-25 | 2004-10-27 | Konarka Technologies, Inc. | Photovoltaic cell components and materials |
| KR100554179B1 (ko) | 2004-06-09 | 2006-02-22 | 한국전자통신연구원 | 전도성 금속 기판을 포함하는 구부림이 가능한 염료감응태양전지 |
| KR20080044233A (ko) | 2005-08-22 | 2008-05-20 | 코나르카 테크놀로지, 인코포레이티드 | 일체형 광전지를 갖는 디스플레이 |
| KR100825731B1 (ko) * | 2006-09-29 | 2008-04-29 | 한국전자통신연구원 | 염료감응 태양전지 및 그 제조 방법 |
| ITMI20071702A1 (it) * | 2007-08-29 | 2009-02-28 | Donati Group S P A | Struttura parabolica riflettente per impianti per la produzione di calore da energia solare. |
-
1998
- 1998-04-30 JP JP10119799A patent/JPH11312541A/ja active Pending
-
1999
- 1999-04-01 US US09/283,950 patent/US6130378A/en not_active Expired - Lifetime
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| EP2302650A2 (en) | 2009-09-28 | 2011-03-30 | Fujifilm Corporation | Method of producing photoelectric conversion element, photoelectric conversion element, and photoelectrochemical cell |
| EP2306479A2 (en) | 2009-09-28 | 2011-04-06 | Fujifilm Corporation | Method of producing photoelectric conversion element, photoelectric conversion element, and photoelectrochemical cell |
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|---|---|
| US6130378A (en) | 2000-10-10 |
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