专利名称：光电转换元件用电解质、以及使用了该电解质的光电转换元件和染料敏化太阳能电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及光电转换元件用电解质、以及使用了该电解质的光电转换元件和染料敏化太阳能电池。
背景技术：
近年来，二氧化碳的增加所导致的地球变暖等环境问题变严重，作为环境负荷小且可以降低制造成本的太阳能电池，非硅系太阳能电池受到关注，进行了研究开发。在非硅系太阳能电池中，特别是瑞士的Gratzel等人开发出的染料敏化太阳能电池，在使用了有机材料的太阳能电池中，具有光电转换效率高、与硅系太阳能电池相比制造成本低廉等优点，因而作为新型太阳能电池受到关注。然而，由于染料敏化太阳能电池是电化学电池，因此使用有机电解液、离子性液体等作为电解质，在使用有机电解液的情况下，长期使用时会挥发、枯竭，因此存在发电效率降低这样的问题，此外，在使用离子性液体的情况下，虽然可以防止长期使用时的挥发、枯竭，但是存在由漏液引起的结构劣化等耐久性的问题。因此，为了防止电解液的挥发、漏液、确保太阳能电池的长期稳定性、耐久性，进行了使电解质从液状变成凝胶状、固体状的研究。例如，在专利文献1中记载了，“一种光电转换元件用电解质，其包含(i)层状粘土矿物和/或有机化层状粘土矿物以及(ii)离子性液体。”([权利要求1])。专利文献1 日本特表2007-531206号公报
发明内容
本发明者对使用了专利文献1记载的光电转换元件用电解质的光电转换元件进行了研究，结果表明了，如果在85°C左右的温度下加热约1000小时以上，则加热后的光电转换效率有时会降低。这里，非专利文献1( "Advanced Materials”，2007 年，第 19 卷，p. 1133-1137)中记载了如下意旨如果在电解质中添加由胍和硫氰酸形成的盐化合物(硫氰酸胍)，则光电转换元件的耐热性提高。然而，本发明者对非专利文献1记载的盐化合物进行了研究，结果表明了，即使仅仅将该盐化合物用于专利文献1记载的光电转换元件用电解质，也几乎得不到耐热性提高的效果(参照比较例2。)。因此，本发明的目的是，提供可以实现优异的耐热性的光电转换元件用电解质、以及使用了该电解质的光电转换元件和染料敏化太阳能电池。本发明者进行了深入研究，结果发现，在含有具有叔阳离子或季阳离子的有机盐化合物的光电转换元件用电解质中，含有具有叔阳离子或季阳离子和硫氰酸根阴离子的有机盐化合物的光电转换元件用电解质可以实现优异的耐热性，从而完成了本发明。
即，本发明提供下述⑴ (Vi)0(i) 一种光电转换元件用电解质，是含有具有叔阳离子或季阳离子的有机盐化合物(A)的光电转换元件用电解质，作为所述有机盐化合物(A)，至少使用具有叔阳离子或季阳离子、和硫氰酸根阴离子的有机盐化合物(al)。(ii)根据上述⑴所述的光电转换元件用电解质，还含有层状粘土矿物⑶。(iii)根据上述(ii)所述的光电转换元件用电解质，所述层状粘土矿物⑶具有
烧基甲硅烷基。(iv)根据上述⑴ (iii)的任一项所述的光电转换元件用电解质，所述有机盐化合物(A)具有下述式(1)或(2)所示的阳离子，
⑴ (2):式(1)中，R1表示碳原子数1 20的可以包含杂原子的烃基，可以具有碳原子数 1 20的可以包含杂原子的取代基；R2和R3各自独立地表示碳原子数1 20的烃基，可以包含杂原子；然而，在氮原子包含双键的情况下，R3不存在；式O)中，Q表示氮原子、氧原子、磷原子或硫原子，R4> R5> R6和R7各自独立地表示碳原子数1 8的烃基，可以包含杂原子；然而，在Q为氧原子或硫原子的情况下，R7不存在。(ν) 一种光电转换元件，其具有光电极，其具有透明导电膜和金属氧化物半导体多孔质膜，对电极，其与所述光电极相对配置，电解质层，其配置在所述光电极与所述对电极之间，所述电解质层是上述(i) (iv)的任一项所述的光电转换元件用电解质。(vi) 一种染料敏化太阳能电池，是在上述(V)所述的光电极上担载光敏染料而成的。如以下说明地那样，根据本发明，可以提供能实现优异的耐热性的光电转换元件用电解质、以及使用了该电解质的光电转换元件和染料敏化太阳能电池，因此是有用的。此外，本发明的染料敏化太阳能电池，由于耐热性优异，因此可以具有与非晶硅太阳能电池同等程度的耐久性，因而是非常有用的。
图1是显示本发明的光电转换元件的基本构成的一例的剖面示意图。图2是显示实施例等中使用的本发明的太阳能电池的基本构成的图。
具体实施例方式以下，更详细地说明本发明。
权利要求
1.一种光电转换元件用电解质，是含有具有叔阳离子或季阳离子的有机盐化合物(A) 的光电转换元件用电解质，作为所述有机盐化合物(A)，至少使用具有叔阳离子或季阳离子、和硫氰酸根阴离子的有机盐化合物(al)。
2.根据权利要求1所述的光电转换元件用电解质，还含有层状粘土矿物(B)。
3.根据权利要求2所述的光电转换元件用电解质，所述层状粘土矿物(B)具有烷基甲娃焼基。
4.根据权利要求1 3的任一项所述的光电转换元件用电解质，所述有机盐化合物 (A)具有下述式(1)或(2)所示的阳离子，
5.—种光电转换元件，其具有光电极，其具有透明导电膜和金属氧化物半导体多孔质膜，对电极，其与所述光电极相对配置，电解质层，其配置在所述光电极与所述对电极之间，所述电解质层是权利要求1 4的任一项所述的光电转换元件用电解质。
6.一种染料敏化太阳能电池，是在权利要求5所述的光电极上担载光敏染料而成的。
全文摘要
本发明的目的是提供可以实现优异的耐热性的光电转换元件用电解质、以及使用了该电解质的光电转换元件和染料敏化太阳能电池。本发明的光电转换元件用电解质是含有具有叔阳离子或季阳离子的有机盐化合物(A)的光电转换元件用电解质，作为所述有机盐化合物(A)，使用至少具有叔阳离子或季阳离子、和硫氰酸根阴离子的有机盐化合物(a1)。
文档编号H01L31/04GK102379059SQ20108001456
公开日2012年3月14日 申请日期2010年4月21日 优先权日2009年4月30日
发明者丸山司 申请人:横滨橡胶株式会社