低照度用染料敏化光电转换元件的电解质、以及使用该电解质的低照度用染料敏化光电转换元件的制作方法

本发明涉及低照度用染料敏化光电转换元件的电解质、以及使用该电解质的低照度用染料敏化光电转换元件。

背景技术：

染料敏化光电转换元件是由瑞士的Graetzel等人开发的，具有光电转换效率高且制造成本低等优点，因此是受到瞩目的新一代光电转换元件。

染料敏化光电转换元件通常具备至少一个染料敏化光电转换单元，染料敏化光电转换单元具备第1电极、与第1电极对置的第2电极、设置于第1电极或第2电极的氧化物半导体层、以及设置于第1电极与第2电极之间的电解质。

近年来，作为这样的染料敏化光电转换元件，提出了能够以低照度的光发电的低照度用的染料敏化光电转换元件。

例如下述专利文献1中公开了在氧化物半导体层吸附有特定的光敏染料以及共吸附剂的低照度用的染料敏化光电转换元件。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2014－110133号公报

技术实现要素：

然而，上述专利文献1中记载的低照度用的染料敏化光电转换元件具有以下所示的课题。

即，若上述专利文献1中记载的低照度用的染料敏化光电转换元件暴露于如阳光的高照度光，则产生过量的输出功率。因此，上述专利文献1中记载的低照度用的染料敏化光电转换元件在将其用作小功率驱动装置的电源时，从抑制对该小功率驱动的装置的损害的观点考虑，仍有改善的余地。因此，期望能够在低照度下充分维持染料敏化光电转换元件的输出功率、能够在高照度下充分抑制染料敏化光电转换元件的输出功率的上升的低照度用染料敏化光电转换元件的电解质。应予说明，本说明书中，“高照度”是指大于1万勒克司的照度，“低照度”是指1万勒克司以下的照度。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够在低照度下充分维持染料敏化光电转换元件的输出功率、能够在高照度下充分抑制染料敏化光电转换元件的输出功率的上升的低照度用染料敏化光电转换元件的电解质、以及使用该电解质的低照度用染料敏化光电转换元件。

本发明的发明人等为了解决上述课题，着眼于电解质的组成而反复进行了深入研究。其结果发现，通过使电解质中的卤化银成为规定的浓度，能够解决上述课题，从而完成了本发明。

即，本发明是一种低照度用染料敏化光电转换元件的电解质，其含有卤素、与上述卤素一起形成氧化还原对的卤化物盐、以及卤化银，上述卤化银的浓度为0.0001～10mM。

根据本发明的低照度用染料敏化光电转换元件的电解质，能够在低照度下充分维持染料敏化光电转换元件的输出功率，能够在高照度下充分抑制染料敏化光电转换元件的输出功率的上升。

关于得到这样的效果的理由，本发明的发明人等推测如下。即，本发明的电解质在用作染料敏化光电转换元件所含的染料敏化光电转换单元的电解质时，若染料敏化光电转换元件暴露于如阳光的高照度光，则电解质中的卤化银分解为银和卤素。而且，析出的银由于在氧化物半导体层的表面或电极表面使电子的注入效率降低，或者在电解质中妨碍电荷的移动而抑制染料敏化光电转换元件的发电。另一方面，若照射光的照度变低，则析出的银与卤素反应而恢复为卤化银，在电解质中再次溶解，因此染料敏化光电转换元件的发电量恢复如初。如此，本发明人等推测，根据本发明的电解质可得到上述效果。

在上述低照度用染料敏化光电转换元件的电解质中，上述卤化银的浓度相对于上述卤素的浓度的比优选大于1×10^－5倍。

若卤化银的浓度相对于卤素的浓度之比大于1×10^－5倍，则卤化银的浓度变得较大，因此卤化银－银的平衡反应向银的浓度增加的方向进行。因此，电解质在用作染料敏化光电转换元件所含的染料敏化光电转换单元的电解质的情况下，若将染料敏化光电转换元件置于高照度下，则能够更充分地抑制染料敏化光电转换元件的输出功率的上升。

在上述低照度用染料敏化光电转换元件的电解质中，上述卤化银的浓度相对于上述卤素的浓度之比优选为2×10^－5倍以上。

该情况下，与上述浓度比小于2×10^－5倍的情况相比，能够更充分地抑制在高照度下输出功率的上升。

在上述低照度用染料敏化光电转换元件的电解质中，上述卤化银的浓度相对于上述卤素的浓度之比优选为1倍以下。

该情况下，与浓度比大于1倍的情况相比，在低照度下输出功率变高。在上述低照度用染料敏化光电转换元件的电解质中，上述卤化银的浓度优选为0.0001～0.01mM。

该情况下，能够在低照度下更充分地维持染料敏化光电转换元件的输出功率，能够在高照度下更充分地抑制染料敏化光电转换元件的输出功率的上升。

在上述低照度用染料敏化光电转换元件的电解质中，优选构成上述卤化银的卤素原子与构成上述卤素和上述卤化物盐的卤素原子相同。

该情况下，能够稳定地得到输出功率抑制效果。

另外，本发明是一种低照度用染料敏化光电转换元件，其具备至少一个染料敏化光电转换单元，上述染料敏化光电转换单元具备第1电极、与上述第1电极对置的第2电极、设置于上述第1电极或上述第2电极的氧化物半导体层、以及设置于上述第1电极与上述第2电极之间的电解质，上述电解质由上述低照度用染料敏化光电转换元件的电解质构成。

根据本发明的低照度用染料敏化光电转换元件，能够在低照度下充分维持输出功率，能够在高照度下充分抑制输出功率的上升。

应予说明，本发明中，“卤素的浓度”和“卤化银的浓度”均是指在暗处中测定的浓度。

根据本发明，可提供一种能够在低照度下充分维持染料敏化光电转换元件的输出功率、能够在高照度下充分抑制染料敏化光电转换元件的输出功率的上升的低照度用染料敏化光电转换元件的电解质，以及使用该电解质的低照度用染料敏化光电转换元件。

附图说明

图1是表示本发明的低照度用染料敏化光电转换元件的一个实施方式的截面图。

具体实施方式

以下，一边参照图1一边对本发明的实施方式详细地进行说明。图1是表示本发明的低照度用染料敏化光电转换元件的一个实施方式的截面图。

如图1所示，染料敏化光电转换元件100由一个染料敏化光电转换单元60构成，染料敏化光电转换单元60具备：第1电极基板10、与第1电极基板10对置的第2电极基板20、设置于第1电极基板10上的氧化物半导体层30、以及连结第1电极基板10和第2电极基板20的环状的密封部40。在由第1电极基板10、第2电极基板20和密封部40形成的单元空间中填充有电解质50。

第1电极基板10由透明导电性基板15构成，透明导电性基板15由透明基板11及设置于透明基板11上的作为第1电极的透明导电膜12构成。

第2电极基板20具备：兼具基板和第2电极的导电性基板21、以及设置于导电性基板21的透明导电性基板15侧而有助于电解质50的还原的催化剂层22。

氧化物半导体层30配置于密封部40的内侧。另外，在氧化物半导体层30吸附有光敏染料。

上述电解质50设置于作为第1电极的透明导电膜12与作为第2电极的导电性基板21之间，含有卤素、与卤素一起形成氧化还原对的卤化物盐、以及卤化银。而且，卤化银的浓度为0.0001～10mM。

根据染料敏化光电转换元件100，通过电解质50具有上述构成，能够在低照度下充分维持输出功率，能够在高照度下充分抑制输出功率的上升。因此，染料敏化光电转换元件100在用作小功率驱动的装置的电源时，即使置于高照度下，也能够充分抑制对该装置的损害。

接下来，对第1电极基板10、第2电极基板20、氧化物半导体层30、密封部40、电解质50以及光敏染料详细地进行说明。

＜第1电极基板＞

如上所述，第1电极基板10由透明导电性基板15构成，透明导电性基板15由透明基板11、以及设置于透明基板11上且作为第1电极的透明导电膜12构成。

构成透明基板11的材料只要例如为透明的材料即可，作为这样的透明的材料，例如可举出硼硅酸玻璃、钠钙玻璃、白板玻璃、石英玻璃等玻璃、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)以及聚醚砜(PES)等。透明基板11的厚度根据染料敏化光电转换元件100的尺寸而适当地决定，没有特别限定，例如只要设为50～40000μm的范围即可。

作为构成透明导电膜12的材料，例如可举出掺锡氧化铟(ITO)、氧化锡(SnO₂)以及掺氟氧化锡(FTO)等导电性金属氧化物。透明导电膜12可以由单层构成，也可以由不同的导电性金属氧化物所构成的多层层叠体构成。透明导电膜12由单层构成时，从具有高的耐热性和耐药品性出发，透明导电膜12优选由FTO构成。透明导电膜12的厚度只要例如设为0.01～2μm的范围即可。

＜第2电极基板＞

如上所述，第2电极基板20具备：兼具基板和第2电极的导电性基板21、以及设置在导电性基板21中第1电极基板10侧而有助于电解质50的还原的导电性的催化剂层22。

导电性基板21例如由钛、镍、铂、钼、钨、铝、不锈钢等耐腐蚀性的金属材料构成。另外，导电性基板21也可以将基板与第2电极分开而由在上述透明基板11上形成由ITO、FTO等导电性氧化物构成的透明导电膜作为第2电极而成的层叠体构成。导电性基板21的厚度根据染料敏化光电转换元件100的尺寸而适当地决定，没有特别限定，只要例如设为0.005～4mm即可。

催化剂层22由铂、碳系材料或导电性高分子等构成。在此，作为碳系材料，优选使用碳纳米管。应予说明，第2电极基板20在导电性基板21具有催化剂功能时(例如含有碳等的情况)也可以不具有催化剂层22。

＜氧化物半导体层＞

氧化物半导体层30由氧化物半导体粒子构成。氧化物半导体粒子例如由氧化钛(TiO₂)、氧化锌(ZnO)、氧化钨(WO₃)、氧化铌(Nb₂O₅)、钛酸锶(SrTiO₃)、氧化锡(SnO₂)、氧化铟(In₃O₃)、氧化锆(ZrO₂)、氧化铊(Ta₂O₅)、氧化镧(La₂O₃)、氧化钇(Y₂O₃)、氧化钬(Ho₂O₃)、氧化铋(Bi₂O₃)、氧化铈(CeO₂)以及氧化铝(Al₂O₃)或它们中的2种以上构成。氧化物半导体层30的厚度只要例如设为0.1～100μm即可。

＜密封部＞

作为密封部40，例如可举出改性聚烯烃树脂、乙烯醇聚合物等热塑性树脂以及紫外线固化树脂等树脂。作为改性聚烯烃树脂，例如可举出离聚物、乙烯－乙烯乙酸酐共聚物、乙烯－甲基丙烯酸共聚物以及乙烯－乙烯醇共聚物。这些树脂可以单独使用或组合使用2种以上。

＜电解质＞

如上所述，电解质50含有卤素、卤化物盐和卤化银。

上述卤素和上述卤化物盐优选具有相同的卤素原子，但也可以具有不同的卤素原子。

(卤素)

电解质50中，作为卤素和卤化物盐所具有的卤素原子，例如可举出溴原子和碘原子等。

其中，卤素和卤化物盐所含的卤素原子优选为碘原子。即，优选卤素为碘，卤化物盐为碘化物盐。

该情况下，染料敏化光电转换元件100中使用的光敏染料的HOMO(成键轨道)能级和电解质中的氧化还原能级成为适当的位置，因此电子注入效率进一步提高。另外，碘的还原反应比其它卤素种类优异，因此电解质50能够使光激发的光敏染料瞬时返回基态，能够阻碍因光敏染料所致的逆反应等。

(卤化物盐)

作为电解质50中含有的卤化物盐，例如，可举出溴化锂、溴化钠、溴化钾、四甲基溴化铵、四乙基溴化铵、四丁基溴化铵、四己基溴化铵、1－己基－3－甲基咪唑溴化物、1－乙基－3－丙基咪唑溴化物、二甲基咪唑溴化物、乙基甲基咪唑溴化物、二甲基丙基咪唑溴化物、丁基甲基咪唑溴化物以及甲基丙基咪唑溴化物等溴化物盐、碘化锂、碘化钠、碘化钾、四甲基碘化铵、四乙基碘化铵、四丁基碘化铵、四己基碘化铵、1－己基－3－甲基咪唑碘化物、1－乙基－3－丙基咪唑碘化物、二甲基咪唑碘化物、乙基甲基咪唑碘化物、二甲基丙基咪唑碘化物、丁基甲基咪唑碘化物以及甲基丙基咪唑碘化物等碘化物盐。

作为由卤素和卤化物盐形成的氧化还原对，可举出卤化物离子和多卤化物离子的组合等。具体而言，作为氧化还原对，可举出I^－/I₃^－、Br^－/Br₃^－等。

电解质50包含由卤化物离子和多卤化物离子的组合构成的氧化还原对的情况下，多卤化物离子的浓度优选为0.006M以下。该情况下，由于携带电子的多卤化物离子的浓度低，因此能够进一步减小在低照度环境下影响大的漏泄电流。因此，能够进一步增加开路电压，所以与多卤化物离子的浓度大于0.006M的情况相比，能够进一步提高光电转换特性。多卤化物离子的浓度更优选为大于0M且为6×10^－6M以下，进一步优选为大于0M且为6×10^－8M以下。

(卤化银)

电解质50中的卤化银的浓度只要为0.0001～10mM即可。该情况下，与卤化银的浓度偏离上述范围的情况相比，能够更充分地维持低照度下染料敏化光电转换元件100的输出功率，并能够更充分地抑制高照度下染料敏化光电转换元件100的输出功率的上升。

电解质50中的卤化银的浓度更优选为0.0001～0.01mM，进一步优选为0.0005～0.005mM。电解质50中的卤化银的浓度为0.0001～0.01mM时，与电解质50中的卤化银的浓度偏离上述范围的情况相比，能够更充分地维持低照度下染料敏化光电转换元件100的输出功率，并能够更充分地抑制高照度下染料敏化光电转换元件100的输出功率的上升。

电解质50中的卤化银的浓度相对于电解质50中的卤素的浓度之比(以下称为“浓度比”)优选大于1×10^－5倍。

该情况下，若上述浓度比大于1×10^－5倍，则卤化银的浓度变得较大，因此卤化银－银的平衡反应向银的浓度增加的方向进行。因此，染料敏化光电转换元件100即使置于高照度下，也能够更充分地抑制染料敏化光电转换元件100的输出功率的上升。

上述浓度比更优选为2×10^－5倍以上。该情况下，与上述浓度比小于2×10^－5倍的情况相比，能够更充分地抑制高照度下输出功率的上升。另外，上述浓度比更进一步优选为5×10^－5倍以上。该情况下，与上述浓度比小于5×10^－5倍的情况相比，能够更进一步充分地抑制高照度下输出功率的上升。

其中，从更充分地抑制由对形成氧化还原对的卤素与卤化物盐的氧化还原反应进行阻碍所致的输出功率的降低的观点考虑，上述浓度比通常为5倍以下，优选为1倍以下。该情况下，与浓度比大于1倍的情况相比，在低照度下输出功率变高。上述浓度比更优选为5×10^－2倍以下。

构成卤化银的卤素原子可以与构成卤素和卤化物盐的卤素原子相同或不同，优选为相同。该情况下，能够更稳定地得到输出功率抑制效果。

(有机溶剂)

电解质50可以进一步含有有机溶剂。作为有机溶剂、可使用乙腈、甲氧基乙腈、甲氧基丙腈、丙腈、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸二乙酯、γ－丁内酯、戊腈、特戊腈、戊二腈、甲基丙烯腈、异丁腈、苯基乙腈、丙烯腈、丁二腈、乙二氰、戊腈、己二腈等。它们可以单独使用1种，也可以组合使用两种以上。

(其它)

进而，作为电解质50，可以使用在上述电解质中混炼SiO₂、TiO₂、碳纳米管等纳米粒子而成为凝胶态的准固体电解质即纳米复合凝胶电解质，另外，也可以使用利用聚偏二氟乙烯、聚环氧乙烷衍生物、氨基酸衍生物等有机系凝胶化剂进行凝胶化而成的电解质。

＜光敏染料＞

作为光敏染料，例如可举出具有包含联吡啶结构、三联吡啶结构等的配体的钌络合物、或卟啉、曙红、若丹明、部花青等有机色素。其中，优选为具有包含联吡啶结构的配体的钌络合物、或具有包含三联吡啶结构的配体的钌络合物。该情况下，能够进一步提高染料敏化光电转换元件100的光电转换特性。

接下来，对上述染料敏化光电转换元件100的制造方法进行说明。

首先，准备由在一个透明基板11上形成透明导电膜12而成的透明导电性基板15构成的第1电极基板10。

作为透明导电膜12的形成方法，可举出溅射法、蒸镀法、喷雾热分解法和CVD法等。

接下来，在透明导电膜12上形成氧化物半导体层30。氧化物半导体层30在印刷包含氧化物半导体粒子的多孔质氧化物半导体层形成用糊料后，进行煅烧而形成。

氧化物半导体层形成用糊料除了含有上述氧化物半导体粒子以外，含有聚乙二醇等树脂和松油醇等溶剂。

作为氧化物半导体层形成用糊料的印刷方法，例如可使用丝网印刷法、刮刀法或棒涂法等。

煅烧温度根据氧化物半导体粒子的材质而不同，通常为350～600℃，煅烧时间也根据氧化物半导体粒子的材质而不同，通常为1～5小时。

这样，得到工作电极。

接下来，使光敏染料吸附于工作电极的氧化物半导体层30的表面。因此，可以使工作电极浸渍在含有光敏染料的溶液中，使该光敏染料吸附于氧化物半导体层30后，用上述溶液的溶剂成分冲洗多余的光敏染料，使其干燥，从而使光敏染料吸附于氧化物半导体层30。但是，也可以在将含有光敏染料的溶液涂布于氧化物半导体层30后使其干燥，从而使光敏染料吸附于氧化物半导体层30。

接下来，准备电解质50。电解质50可以通过在例如含有卤素、以及与卤素形成氧化还原对的卤化物盐的电解液中添加固体的卤化银而得到。或者，电解质50也可以通过将卤素、与卤素形成氧化还原对的卤化物盐和固体的卤化银溶解在溶剂中而得到。此时，使电解质50中的卤化银的浓度为0.0001～10mM。

接下来，在氧化物半导体层30上配置电解质50。电解质50例如可通过丝网印刷等印刷法进行配置。

接下来，准备环状的密封部形成体。密封部形成体例如可以通过准备密封用树脂膜并在该密封用树脂膜上形成一个四边形的开口而得到。

然后，使该密封部形成体粘接于第1电极基板10上。此时，密封部形成体向第1电极基板10的粘接例如可以通过使密封部形成体加热熔融来进行。

接下来，准备第2电极基板20，以堵塞密封部形成体的开口的方式配置后，与密封部形成体贴合。此时，也可以使密封部形成体预先粘接于第2电极基板20，并使该密封部形成体与第1电极基板10侧的密封部形成体贴合。第2电极基板20向密封部形成体的贴合可以在大气压下进行，也可以在减压下进行，但优选在减压下进行。

以上述方式得到由一个染料敏化光电转换单元构成的染料敏化光电转换元件100。

本发明不限定于上述实施方式。例如在上述实施方式中具有在透明导电性基板15的透明导电膜12上设置氧化物半导体层30，且染料敏化光电转换元件100从透明导电性基板15侧受光的结构，但染料敏化光电转换元件也可以具有使用不透明的材料(例如金属基板)作为设置有氧化物半导体层30的基材，并使用透明材料作为形成第2电极基板20的基材而从对电极侧受光的结构，进而，也可以具有从两面受光的结构。

另外，在上述实施方式中，在透明导电性基板15上设置氧化物半导体层30，但氧化物半导体层30也可以设置在作为第2电极的导电性基板21上。但是，该情况下，导电性基板21上的催化剂膜22设置于透明导电性基板15上。

另外，在上述实施方式中，第1电极基板10由透明基板11和设置于透明基板11上并作为第1电极的透明导电膜12构成，但第1电极基板10也可以由绝缘性基板、设置于绝缘性基板的一面侧且作为第1电极的多条金属线构成。在此，多条金属线可以用各个氧化物半导体层覆盖其周围。

另外，在上述实施方式中，染料敏化光电转换元件由一个染料敏化光电转换单元60构成，染料敏化光电转换元件也可以具备多个染料敏化光电转换单元60。

进而，在上述实施方式中，染料敏化光电转换元件100在透明导电膜12上不具有含有银等的集电配线，染料敏化光电转换元件100也可以在透明导电膜12上具有集电配线。在此，在集电配线与电解质50接触的情况下，从充分抑制集电配线的腐蚀的观点考虑，优选以配线保护层覆盖集电配线。配线保护层例如由玻璃、绝缘树脂等构成。

进而，在上述实施方式中，第1电极基板10和第2电极基板20通过密封部40接合，但在利用第1电极基板10和第2电极基板20夹持浸渍有电解质50的多孔性的绝缘层的情况下，第1电极基板10和第2电极基板20也可以不通过密封部40进行接合。该情况下，优选在相对于第2电极基板20为与第1电极基板10相反的一侧设置基材，使该基材和第1电极基板10用密封部接合。

实施例

以下，举出实施例更具体地说明本发明的内容，但本发明不限定于下述实施例。

(实施例1～18和比较例1～10)

＜低照度用染料敏化光电转换元件的电解质的制备＞

在含有1,2－二甲基－3－丙基咪唑碘化物(DMPImI)0.6M的3－甲氧基丙腈(MPN)溶液中以成为表1或表2所示的含有率(浓度C1或C2)的方式添加碘化银(卤化银)和碘(卤素)而制备电解质。

＜染料敏化光电转换元件的制作＞

首先，准备在由玻璃构成的厚度1mm的透明基板上形成厚度1μm的由FTO构成的透明导电膜而成的透明导电性基板作为第1电极基板。

接下来，在第1电极基板的透明导电膜上涂布含有二氧化钛的氧化物半导体层形成用糊料并进行干燥后，以500℃煅烧1小时。由此得到具有厚度40μm的氧化物半导体层的工作电极。

接下来，使工作电极在光敏染料溶液中浸渍一昼夜后，取出并干燥，使光敏染料吸附于氧化物半导体层。光敏染料溶液通过在1－丙醇溶剂中使由Z907构成的光敏染料以其浓度成为0.2mM的方式溶解而制成。

接下来，在氧化物半导体层上涂布以上述方式准备的电解质。

接下来，准备用于形成密封部的密封部形成体。密封部形成体是通过准备10mm×10mm×50μm的由离聚物(商品名：HIMILAN，DU PONT-MITSUI POLYCHEMICALS公司制)构成的1片密封用树脂膜，在该密封用树脂膜上形成四边形的开口而得到的。此时，开口设为6mm×6mm×50μm的大小。

然后，将该密封部形成体载置于工作电极上后，通过使密封部形成体加热熔融而粘接于工作电极。

接下来，准备作为第2电极基板的对电极。对电极是通过在15mm×15mm×1mm的钛箔上通过溅射法形成由厚度10nm的铂构成的催化剂层而准备。另外，准备另一个上述密封部形成体，使该密封部形成体与上述同样地粘接在对电极中与工作电极对置的面。

然后，使粘接于工作电极的密封部形成体和粘接于对电极的密封部形成体对置，使密封部形成体彼此重叠。然后，在该状态下一边对密封部形成体加压一边使其加热熔融。由此在工作电极与对电极之间形成密封部。

如此，得到一个由染料敏化光电转换单元构成的染料敏化光电转换元件。

＜特性的评价＞

(1)抑制高照度下的输出功率的上升的评价

关于以上述方式得到的上述实施例1～18和比较例1～10的染料敏化光电转换元件，以在刚制作后照射100勒克司的白色光的状态测定IV曲线，将由该IV曲线算出的最大输出运行功率Pm₀(μW)作为输出功率1进行计算。应予说明，IV曲线的测定所使用的光源、照度计以及电源如下所述。

光源：白色LED(制品名“LEL－SL5N－F”，Toshiba Lightitec公司制)

照度计：制品名“AS ONE LM－331”，As One公司制

电源：电压/电流产生器(制品名“ADVANTEST R6246”，ADVANTEST CORPORATION公司制)

然后，在100000勒克司的高照度的模拟阳光照射下将上述染料敏化光电转换元件放置10小时后，立即与上述同样地计算输出功率作为输出功率2。然后，基于下述式算出输出功率的降低率。

输出功率的降低率(％)＝100×(输出功率1－输出功率2)/输出功率1

将结果示于表1和表2。在表1和表2中，“◎”，“○”和“×”的判定基准如以下所述。

“◎”：输出功率的降低率为50％以上

“○”：输出功率的降低率为30％以上且小于50％

“×”：输出功率的降低率小于30％

应予说明，输出功率的降低率越大，染料敏化光电转换元件越能够在高照度下充分抑制输出功率的上升。另外，表1表示卤素的浓度为一定时的结果，表2表示将卤素的浓度设定为各种值时的结果。表1和表2中的合格与否基准如下所述。

(合格与否基准)

合格：“◎”和“○”

不合格：“×”

另外，上述染料敏化光电转换元件均通过在暗处静置1周而恢复输出功率。

(2)低照度下的维持输出功率的评价

关于以上述方式得到的上述实施例1～18和比较例1～10的染料敏化光电转换元件，与上述同样地在1000勒克司的低照度光的照射下将上述染料敏化光电转换元件放置10小时后，立即与上述同样地计算输出功率作为输出功率3。然后，基于下述式算出输出功率的降低率。

输出功率的降低率(％)＝100×(输出功率1－输出功率3)/输出功率1

将结果示于表1和表2。在表1和表2中，“A”、“B”和“C”的判定基准如下所述。

“A”：输出功率的降低率为20％以下

“B”：输出功率的降低率大于20％且小于30％

“C”：输出功率的降低率为30％以上

应予说明，输出功率的降低率越小，染料敏化光电转换元件越能够在低照度下充分维持输出功率。表1和表2中的合格与否基准如下所述。

(合格与否基准)

合格：“A”和“B”

不合格：“C”

另外，上述染料敏化光电转换元件均通过在暗处静置1周而恢复输出功率。

(3)直至输出功率降低的光照射时间

关于以上述方式得到的上述实施例1～6和比较例1～2的染料敏化光电转换元件，通过反复进行以下的(I)和(II)的操作，从而测定100勒克司的光照射下的直至输出功率为30％以下为止所花费的照度100000勒克司的模拟阳光照射时间。

(I)在照度100000勒克司的模拟阳光照射下放置染料敏化光电转换元件。

(II)每经过1小时，将染料敏化光电转换元件置于100勒克司的来自白色LED的光照射下而进行输出功率测定。

将结果示于表1。此外，通过将上述染料敏化光电转换元件均在暗处静置1周而恢复输出功率。

[表1]

[表2]

由表1和表2所示的结果可知，实施例1～18的染料敏化光电转换元件在低照度下的染料敏化光电转换元件的输出功率维持和在高照度下的染料敏化光电转换元件的输出功率的上升抑制的方面均满足合格基准。与此相对，可知比较例1～10的染料敏化光电转换元件在低照度下的染料敏化光电转换元件的输出功率的维持以及在高照度下的染料敏化光电转换元件的输出功率的上升抑制中的至少一者没有满足合格基准。

特别是由表2所示的结果可知，在卤化银的浓度相对于卤素浓度之比大于一定值的情况下，在将染料敏化光电转换元件置于高照度下时能够充分抑制输出功率的上升。

由以上情况可确认，根据本发明的低照度用染料敏化光电转换元件的电解质，能够在低照度下充分维持染料敏化光电转换元件的输出功率，能够在高照度下充分抑制染料敏化光电转换元件的输出功率的上升。

符号说明

10…第1电极基板

11…透明基板

12…透明导电膜(第1电极)

20…第2电极基板

21…导电性基板(第2电极)

30…氧化物半导体层

50…电解质

60…染料敏化光电转换单元

100…染料敏化光电转换元件