色素敏化型太阳能电池的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种色素敏化型太阳能电池。
【背景技术】
[0002] -般而言，色素敏化型太阳能电池具有电极，上述电极具有作为色素的载体的氧 化物半导体，该色素吸收入射的光并受到激发，该被激发的色素将电子注入载体，由此进行 光电转换。而且，就此种色素敏化型太阳能电池而言，认为：理论上可期待在有机系太阳 能电池中具有高能量转换效率，而且能W低于W往的使用娃半导体的太阳能电池的价格制 造，因此成本上非常有利。
[0003] 色素敏化型太阳能电池的光电转换效率用发电电流与发电电压的乘积表示。作为 提高发电电流的方法，研究出了扩大色素的光吸收波长区域的方法和同时使用光吸收波长 区域不同的多种色素的方法等。作为色素敏化型太阳能电池中使用的色素，众所周知有钉 络合物系色素、花青系色素等有机色素，其中，花青系色素的稳定性比较高而且容易合成， 因此进行了各种研究。
[0004] 例如，专利文献1中公开了一种具有簇酸基作为用于吸附于氧化物半导体电极的 错定基团的花青系色素。
[0005] 另一方面，公开有一种为了提高发电电压而尝试改变电解质的研究。具体而言，研 究了使用（SCN)2/SCN、（SeCN)2/SeCN、钻系电解质等代替因低成本等理由而普遍使用的舰 系电解质的技术，公开在非专利文献1、2及专利文献2中。而且，专利文献3中公开了应用 了钻系电解质的色素敏化型太阳能电池中使用的色素的研究。
[0006] 现有技术文献
[0007] 非专利文献
[0008] 非专利文献 1J.Phys.Chem.B:Appl.Vol. 105. 2001，6867-6873
[0009] 非专利文献 2 :J.Am.Chem.Soc. 124. 2001，11215-11222
[0010] 专利文献
[0011] 专利文献 1 :US2008236663A1
[0012] 专利文献2 :日本特开2005-353289号公报
[0013] 专利文献3 :日本特开2013-077449号公报
【发明内容】
[0014] 发明要解决的技术问题
[0015] 本发明的目的在于提供一种光电转换效率和耐久性高的色素敏化型太阳能电池。
[0016] 用于解决技术问题的手段
[0017] 本发明人们经过反复深入研究之后发现，当使用非舰系电解质的色素敏化型太阳 能电池中使用担载有特定的花青色素的作用电极的情况下，可解决上述问题，从而完成本 发明。
[0018] 旨P，本发明提供W下的<I>~< 5 >。
[0019] < 1 >一种色素敏化型太阳能电池，其是使具有色素担载于金属氧化物层的色素 担载金属氧化物电极的作用电极与对电极隔着电解质层而相向的色素敏化型太阳能电池， 其特征在于：
[0020] 色素包含花青色素，
[0021] 电解质层中的电解质包含钻系电解质。
[0022] < 2 >根据< 1 >所述的色素敏化型太阳能电池，其特征在于，花青色素是下述通 式（1)所示的化合物中的至少一种：
[0023] A-Q-A' (1)
[0024] pAn。
[0025] (式中，A表示选自下述组I的（a)~（m)中的基团，A'表示选自下述组II的 (曰'）~（m'）中的基团，
[0026] Q表示构成碳数为1~9的次甲基链且链中可包含环结构的连结基，该次甲基链中 的氨原子可用径基、面素原子、氯基、-NRR'、芳基、芳烷基或烷基取代，该-NRR'、芳基、芳烧 基和烷基可进一步用径基、面素原子、氯基或NRR'取代，也可用-〇-、-5-、-〇)-、-〇)〇-、-〇0)-、-S〇2_、-NH-、-C0NH-、-畑C0-、-N=CH-或-CH=CH-中断，
[0027] R和R'表示芳基、芳烷基或烷基，
[002引 An"表示q价的阴离子，q表示1或2,P表示使电荷保持中性的系数）
[0029]
[0030] (式中，环C和环c'表示苯环、糞环、菲环或化晚环，
[0031] Ri和Ri'表示径基、面素原子、硝基、氯基、横酸基、憐酸基、簇酸基、氨基、酷胺基、 二茂铁基、碳原子数为6~30的芳基、碳原子数为7~30的芳烷基或碳原子数为1~8的 烷基，
[0032] 该碳原子数为6~30的芳基、碳原子数为7~30的芳烷基和碳原子数为1~8 的烷基可用径基、面素原子、硝基、氯基、横酸基、憐酸基、簇酸基、氨基、酷胺基或二茂铁基 取代，也可用-0-、-S-、-C0-、-C00-、-0C0-、-S〇2-、-NH-、-C0NH-、-畑C0-、-N = CH-或-CH =CH-中断，
[003引R2~R嘴r2>~r9>表示与R嘴Rit相同的基团或氨原子，
[0034] X和X'表示氧原子、硫原子、砸原子、-CRMR52-、碳原子数为3~6的环烧-1，1-二 基、-NH-或NY2-，
[003引R5嘴R 52表示与R嘴R相同的基团或氨原子，
[0036]Y、r和Y2表示氨原子、或是可用径基、面素原子、氯基、簇酸基、氨基、酷胺基、二茂 铁基、横酸基、憐酸基、-SiRSR^RS或硝基取代的碳原子数为1~20的烷基、碳原子数为6~ 30的芳基或碳原子数为7~30的芳烷基，
[0037]该Y、r和Y2中的烷基、芳基和芳烷基中的亚甲基可用-0-、-S-、-C0-、-C00-、-OCO -、-S〇2-、-NH-、-C0NH-、-畑C0-、-N=CH-或-CH=CH-中断，
[003引 r和r' 表示 0 或（a)~（e)、（g)~（j)、（1)、（m)、（日'）~（e'）、（g'）~0'）、 (r)和（m')中可取代的数量。）
[0039] < 3 >根据< 2 >所述的色素敏化型太阳能电池，其特征在于：上述通式（1)所示 的化合物中的上述Q为下述怕-1)~怕-11)中的任意一种表示的化合物，
[00川（式中，护、护、Rie、R"、Ris、Ri9和Z'分别独立地表示氨原子、径基、面素原子、氯 基、-NRR'、芳基、芳烷基或烷基，该-NRR'、芳基、芳烷基和烷基可用径基、面素原子、氯基 或NRR'取代，也可用-0-、-S-、-C0-、-C00-、-0C0-、-S02-、-NH-、-C0NH-、-NHC0-、-N= CH-或-CH=CH-中断，
[0042] R和R'表示芳基、芳烷基或烷基。）
[004引< 4 >根据< 2 >或< 3 >所述的色素敏化型太阳能电池，其特征在于：上述通 式（1)所示的化合物为具有一个或两个选自上述（a)~（e)、化）~（m)、（a'）~（e')或 化'）~（m')中的基团的化合物。
[0044] < 5 >根据< 2 >~< 4 >中任一项所述的色素敏化型太阳能电池，其特征在于： 上述通式（1)所示的化合物为下述的化合物：
[0045]A是选自上述（a)或化）~似中的基团，
[0046]A'是选自上述（曰'）或化'）~化'）中的基团，
[0047]Q表示构成碳原子数为1、3、5或7的次甲基链且链中可包含环结构的连结基，该次 甲基链中的氨原子可用径基、面素原子、氯基、-NRR'、芳基、芳烷基或烷基取化该-NRR'、芳 基、芳烷基和烷基可进一步用径基、面素原子、氯基或NRR'取代，也可用-0-、-S-、-C0-、-COO -、-0C0-、-S02-、-NH-、-C0NH-、-畑C〇-、-N=CH-或-CH=CH-中断，R和R' 表示芳基、芳烧 基或烷基。
[0048] 发明的效果
[0049] 根据本发明，可实现一种吸收波长区域广、且不仅对金属氧化物层的吸附性（密 合性）优良、而且能量转移效率也优良的色素敏化型太阳能电池。
【附图说明】
[0050] 图1是表示本发明的色素敏化型太阳能电池的一个例子的截面构成的示意图。
[0051] 图2是图1所示的本发明的色素敏化型太阳能电池的主要部分的放大图。
【具体实施方式】
[0052]W下对本发明的实施方式进行说明。
[0053] 本发明的色素敏化型太阳能电池的构成中，使用除舰/舰化物离子W外的电解质 且敏化色素采用花青化合物，除此之外，可与现有的色素敏化型太阳能电池相同。W下，参 照图1和图2对本发明的色素敏化型太阳能电池的代表性构成例进行说明。
[0054] 图1是示意性地表示本发明的色素敏化型太阳能电池的一个例子的截面构成的 图，图2是放大图1所示的色素敏化