[發(fā)明專利]活性物質再活化方法、電池再生方法、催化劑層、對電極

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480030101.1
• 申請日: 2014-08-29
• 公開（公告）號: CN105283936B
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發(fā)明（設計）人: 時田大輔;安西純一郎;功刀俊介;山口文治;大塚智弘;片桐友章;鈴木壯一郎;生駒篤;小林剛之
• 申請（專利權）人: 積水化學工業(yè)株式會社
• 主分類號: H01G9/20
• 分類號: H01G9/20;H01M14/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 張濤

本發(fā)明的課題在于，提供一種染料敏化太陽能電池的對電極活性物質的再活化方法、以及應用了該方法的染料敏化太陽能電池的再生方法、染料敏化太陽能電池的催化劑層、對電極、電解液及染料敏化太陽能電池，其中所述染料敏化太陽能電池的再生方法包括通過將被染料敏化太陽能電池的電解液中的氧化還原對還原的導電性高分子再生，能夠使暫時降低的染料敏化太陽能電池的發(fā)電性能恢復至初始性能，可以防止染料敏化太陽能電池的發(fā)電性能的降低。本發(fā)明是一種染料敏化太陽能電池的對電極活性物質的再活化方法，其是對染料敏化太陽能電池的對電極活性物質進行再活化的方法，所述染料敏化太陽能電池具有由含有至少一種以上的導電性高分子作為對電極活性物質的催化劑層構成的對電極，該方法包括：通過化學氧化或電化學氧化對所述導電性高分子進行再氧化。

技術領域

本發(fā)明涉及一種染料敏化太陽能電池的對電極活性物質的再活化方法、以及應用了該方法的染料敏化太陽能電池的再生方法、染料敏化太陽能電池用的催化劑層、對電極、電解液及染料敏化太陽能電池。

本申請主張基于2013年8月30日在日本申請的日本特愿2013-179849號、及2013年12月17日在日本申請的日本特愿2013-260073號的優(yōu)先權，在此引用其內容。

背景技術

近年來，能夠利用光伏效應將光能直接轉換為電力、且作為不排出二氧化碳等污染物質的清潔發(fā)電來源，太陽能電池備受關注。在太陽能電池中，染料敏化型太陽能電池具有高的轉換效率，可以通過比較簡單的方法來制造，且原材料單價低廉，因此，作為新一代太陽能電池而被期待。

通常已知的染料敏化太陽能電池是所謂的Graetzel型的染料敏化太陽能電池。在Graetzel型的染料敏化太陽能電池(以下，簡稱為染料敏化太陽能電池)中，對吸附于金屬氧化物半導體粒子的表面的敏化染料照射光時，電子從敏化染料依次移動至光電極、透明導電膜、外部電路，由此，將其作為電流而利用(參照非專利文獻1)。另一方面，釋放電子的敏化染料通過從電解液中的氧化還原對接受電子而被還原。其結果是，電解液中的氧化還原對被氧化，然后通過構成對電極的催化劑層而被還原。

作為構成現有染料敏化太陽能電池的對電極的催化劑層，廣泛使用了鉑層。這是由于鉑對氧化還原反應的催化劑能力較高，而且穩(wěn)定性及導電性較高。

作為構成對電極的鉑層的形成方法，例如有在玻璃基板、金屬板等基材上涂布氯鉑酸溶液而進行加熱處理的方法、或者通過真空蒸鍍、濺射等進行成膜的方法。

鉑具有如上所述的優(yōu)點，另一方面，由于鉑是昂貴的貴金屬，因此具有增加染料敏化太陽能電池的制造成本的問題。因此，正在研究代替鉑的新催化劑層的材料。例如在非專利文獻2及專利文獻1、2中公開了一種染料敏化太陽能電池，其以聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯等導電性高分子作為催化劑層的材料。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2003-313317號公報

專利文獻2：日本特開2003-317814號公報

非專利文獻

非專利文獻1：“自然(Nature)，”(英國)，1991,353,p.737-740

非專利文獻2：“電化學(Electrochemistry)，”2003,71,11,p.944-946

發(fā)明內容

發(fā)明要解決的課題

對于使用了上述導電性高分子的染料敏化太陽能電池而言，會顯著地發(fā)生發(fā)電性能(光電轉換效率)的劣化。這是由于，電解液中的氧化還原對(例如I^-、Br^-等)將導電性高分子從氧化狀態(tài)(摻雜狀態(tài))還原為中性狀態(tài)(脫摻雜狀態(tài))，從而導致催化劑活性、導電性降低。