[發(fā)明專利]染料敏化太陽能電池用光電極以及染料敏化太陽能電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380055293.7
• 申請日: 2013-06-24
• 公開（公告）號: CN104737255B
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發(fā)明（設計）人: 渡邊直哉;工藤智廣;小澤弘宜;荒川裕則;柴山直之
• 申請（專利權）人: 學校法人東京理科大學;凸版印刷株式會社
• 主分類號: H01G9/20
• 分類號: H01G9/20;H01G9/042
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司72003
• 代理人: 崔香丹,李英艷

技術領域

本發(fā)明涉及一種染料敏化太陽能電池用光電極以及染料敏化太陽能電池。本申請基于2012年10月23日在日本提出的特愿2012-233755號申請主張優(yōu)先權，并在此援引其內容。

背景技術

染料敏化太陽能電池是由瑞士的格雷策爾等開發(fā)的電池，其與其它普通的電池相比有光電轉換效率高且制造成本低等的優(yōu)點。作為該染料敏化太陽能電池，例如，已知有非專利文獻1和專利文獻1中示出的構成。

專利文獻1公開的染料敏化太陽能電池，是層疊染料敏化太陽能電池用光電極(下面，有時簡單稱為“光電極”)、電解質部分以及對電極而成，其中，所述染料敏化太陽能電池用光電極由在塑料制的透光性支撐體(基材)上形成透明導電層而成的透光性基板和配置于透光性基板上的光電轉換層(負載有敏化染料的氧化物半導體多孔膜)構成。

對于使用塑料制基材的染料敏化太陽能電池而言，由于通過適宜設定基材的厚度、材質而能夠實現(xiàn)彎折或卷繞，因此期待應用于各種領域，但是，當光電轉換層和透光性基板之間的粘接性不充分的情況下，存在著進行彎折等時光電轉換層會從透光性基板上剝離的問題。

為了解決上述問題，專利文獻2以及3中記載了在透明導電層上涂布含有金屬醇鹽的溶液并通過燒結形成緩沖層的技術內容。

現(xiàn)有技術文獻

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2011-233376號公報

專利文獻3：日本特開2011-142028號公報

非專利文獻

非專利文獻1：Nature，353，p.737-740，1991

發(fā)明內容

發(fā)明要解決的課題

但是，上述的緩沖層雖提高了光電轉換層和透光性基板的粘接性，但導電性低，因此存在光電極的電阻增加、染料敏化太陽能電池的性能降低的問題。

本發(fā)明的目的在于，提供一種將電阻保持在低狀態(tài)且光電轉換層和基材的粘接性得以提高的染料敏化太陽能電池用光電極以及染料敏化太陽能電池。

解決課題所用的方法

根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式，提供一種染料敏化太陽能電池用光電極，其特征在于，具有：

透光性基板，其在透光性的基材上形成透明導電層而成；

粘接層，其形成于所述透明導電層上且由導通部和涂層構成，所述導通部由導電性粒子構成，所述涂層是通過包含涂布金屬醇鹽的工序而形成且包覆多個所述導電性粒子；以及

光電轉換層，其使用功能性半導體中負載有敏化染料的光電轉換材料形成于所述粘接層上。

所述粘接層可具有多孔質結構。

另外，所述基材可由鈦或者不銹鋼形成。

本發(fā)明的其它染料敏化太陽能電池用光電極中，所述粘接層的厚度可以是5微米以下。

本發(fā)明第二實施方式的染料敏化太陽能電池，其特征在于，具有本發(fā)明的染料敏化太陽能電池用光電極。

發(fā)明效果

通過本發(fā)明的染料敏化太陽能電池用光電極以及染料敏化太陽能電池，不僅能夠提高光電轉換層和基材的粘接性，并且還能夠控制成低的電阻而提高電池性能。

附圖說明

圖1是示意性地表示構成具備本發(fā)明的染料敏化太陽能電池用光電極的染料敏化太陽能電池的單元的剖面圖。

圖2是示意性地表示圖1所示染料敏化太陽能電池的光電極的剖面圖。

圖3(a)至圖3(c)是表示圖1所示光電極的制造過程的圖。

圖4是通過掃描電子顯微鏡觀察的粘接層的圖像(加速電壓1.5kV)。

圖5是通過掃描電子顯微鏡觀察的粘接層的圖像(加速電壓3.0kV)。

圖6是示意性地表示構成具備本發(fā)明的其它染料敏化太陽能電池用光電極的染料敏化太陽能電池的單元的剖面圖。

具體實施方式

下面，參考圖1以及圖2對于本發(fā)明的一種實施方式進行說明。

圖1是示意性地表示構成本實施方式的染料敏化太陽能電池的單元1的剖面圖。單元1構成為，本發(fā)明的光電極10和對電極20夾持電解質部分30而相向配置。

圖2是示意性地表示光電極10的剖面圖。光電極10在單元1中作為負極起到作用，該光電極10具有：在透光性基材11a的一個面上形成有透明導電層11b的透光性基板11；在透明導電層11b上形成的光電轉換層12；以及形成在透明導電層11b與光電轉換層12之間而提高兩者的粘接性的粘接層13。