[發(fā)明專利]二氧化鈦糊、多孔半導體電極基板、光電極以及染料敏化型太陽能電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202080005945.6
• 申請日: 2020-01-27
• 公開（公告）號: CN113015701B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 清水基尋
• 申請（專利權(quán)）人: 日本瑞翁株式會社
• 主分類號: C01G23/047
• 分類號: C01G23/047;H01G9/20
• 代理公司: 北京柏杉松知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11413
• 代理人: 楊衛(wèi)萍;劉繼富

本發(fā)明的目的在于提供一種二氧化鈦糊，其能夠形成與導電性基板的密合性優(yōu)異的多孔半導體層。本發(fā)明的二氧化鈦糊的特征在于包含二氧化鈦納米顆粒及水，pH為2.6以上且3.5以下。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及二氧化鈦糊、多孔半導體電極基板、光電極以及染料敏化型太陽能電池。

背景技術(shù)

近年來，作為將光能轉(zhuǎn)換為電力的光電轉(zhuǎn)換元件，太陽能電池備受矚目。其中，染料敏化型太陽能電池與硅型太陽能電池等相比，能夠期待其輕質(zhì)化，此外，能夠在寬照度范圍穩(wěn)定發(fā)電、不需要大規(guī)模的設(shè)備、能夠使用較廉價的材料制造等，因此備受矚目。

在此，染料敏化型太陽能電池通常具有染料敏化電極(光電極)、電解質(zhì)層和具有催化劑層的對電極依次排列而成的結(jié)構(gòu)。

染料敏化型太陽能電池具有的染料敏化電極可通過例如在導電性基板上形成由二氧化鈦納米顆粒等半導體納米顆粒形成的多孔半導體層來制作多孔半導體電極基板后，使敏化染料吸附于該多孔半導體層而制造。

在多孔半導體電極基板的制作中，作為導電性基板，例如使用在支承體(基材)上設(shè)置有導電層的基板，該支承體(基材)由無機材料(例如玻璃)或有機材料(例如塑料)形成，該導電層由銦-錫復合氧化物(ITO)等導電材料形成。

在使用具有由玻璃等無機材料形成的支承體的導電性基板的情況下，在通過對該導電性基板涂覆包含半導體納米顆粒及增稠用的粘結(jié)劑的糊(或粘性分散液)的涂覆工序后，實施在高溫(450℃以上)進行燒結(jié)的燒結(jié)工序來燒盡粘結(jié)劑，由此能夠在導電性基板上形成多孔半導體層。

在此，從制造柔韌性優(yōu)異的染料敏化型太陽能電池的觀點出發(fā)，作為導電性基板的支承體，有時也使用塑料等有機材料來代替玻璃等無機材料。

而且，在使用具有由塑料等有機材料形成的支承體的導電性基板的情況下，需要在該有機材料的耐熱溫度范圍內(nèi)的低溫下(例如160℃以下)，在導電性基板上形成多孔半導體層。

例如，在專利文獻1中報道了如下內(nèi)容：將以水作為分散介質(zhì)、包含平均粒徑為規(guī)定范圍內(nèi)的銳鈦礦型結(jié)晶性二氧化鈦顆粒和平均粒徑為規(guī)定范圍內(nèi)的板鈦礦型結(jié)晶性二氧化鈦顆粒，且固體成分濃度及粘度為規(guī)定范圍內(nèi)的粘性分散液用作上述的糊，由此可在低溫下，在具有由塑料形成的支承體的導電性基板(例如透明導電性塑料膜等)上精度良好地形成多孔半導體層。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：國際公開第2016/006227號。

發(fā)明要解決的問題

在此，在染料敏化型太陽能電池中，有時電解液會浸蝕多孔半導體層與導電性基板的界面，多孔半導體層會從導電性基板剝離。從抑制多孔半導體層從這樣的導電性基板剝離的觀點出發(fā)，多孔半導體層需要與導電性基板具有良好的密合性。

然而，通過上述現(xiàn)有技術(shù)形成的多孔半導體層在與導電性基板的密合性的方面尚有改善的余地。

因此，本發(fā)明的目的在于提供一種二氧化鈦糊，其能夠形成與導電性基板的密合性優(yōu)異的多孔半導體層。

此外，本發(fā)明的目的在于提供一種多孔半導體電極基板，其多孔半導體層與導電性基板的密合性優(yōu)異。

進而，本發(fā)明的目的在于提供一種具有該多孔半導體電極基板的光電極及染料敏化型太陽能電池。

發(fā)明內(nèi)容

用于解決問題的方案

本發(fā)明人以解決上述問題為目的進行了深入研究。然后，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，如果是包含二氧化鈦納米顆粒及水、且pH在規(guī)定的范圍內(nèi)的二氧化鈦糊，則能夠形成與導電性基板的密合性優(yōu)異的多孔半導體層，完成了本發(fā)明。