染料敏化太阳能电池用光电极以及染料敏化太阳能电池的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种染料敏化太阳能电池用光电极以及染料敏化太阳能电池。本申请 基于2012年10月23日在日本提出的特愿2012-233755号申请主张优先权，并在此援引其 内容。
【背景技术】
[0002] 染料敏化太阳能电池是由瑞士的格雷策尔（Gratzel)等开发的电池，其与其它普 通的电池相比有光电转换效率高且制造成本低等的优点。作为该染料敏化太阳能电池，例 如，已知有非专利文献1和专利文献1中示出的构成。
[0003] 专利文献1公开的染料敏化太阳能电池，是层叠染料敏化太阳能电池用光电极 (下面，有时简单称为"光电极"）、电解质部分以及对电极而成，其中，所述染料敏化太阳能 电池用光电极由在塑料制的透光性支撑体（基材）上形成透明导电层而成的透光性基板和 配置于透光性基板上的光电转换层（负载有敏化染料的氧化物半导体多孔膜）构成。
[0004] 对于使用塑料制基材的染料敏化太阳能电池而言，由于通过适宜设定基材的厚 度、材质而能够实现弯折或卷绕，因此期待应用于各种领域，但是，当光电转换层和透光性 基板之间的粘接性不充分的情况下，存在着进行弯折等时光电转换层会从透光性基板上剥 离的问题。
[0005] 为了解决上述问题，专利文献2以及3中记载了在透明导电层上涂布含有金属醇 盐的溶液并通过烧结形成缓冲层的技术内容。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1 :国际公开第2007/100095号
[0009] 专利文献2 :日本特开2011-233376号公报
[0010] 专利文献3 :日本特开2011-142028号公报
[0011] 非专利文献
[0012] 非专利文献 1 :Nature，353, p. 737_740,1"1
【发明内容】
[0013] 发明要解决的课题
[0014] 但是，上述的缓冲层虽提高了光电转换层和透光性基板的粘接性，但导电性低，因 此存在光电极的电阻增加、染料敏化太阳能电池的性能降低的问题。
[0015] 本发明的目的在于，提供一种将电阻保持在低状态且光电转换层和基材的粘接性 得以提高的染料敏化太阳能电池用光电极以及染料敏化太阳能电池。
[0016] 解决课题所用的方法
[0017] 根据本发明的第一实施方式，提供一种染料敏化太阳能电池用光电极，其特征在 于，具有：
[0018] 透光性基板，其在透光性的基材上形成透明导电层而成；
[0019] 粘接层，其形成于所述透明导电层上且由导通部和涂层构成，所述导通部由导电 性粒子构成，所述涂层是通过包含涂布金属醇盐的工序而形成且包覆多个所述导电性粒 子；以及
[0020] 光电转换层，其使用功能性半导体中负载有敏化染料的光电转换材料形成于所述 粘接层上。
[0021] 所述粘接层可具有多孔质结构。
[0022] 另外，所述基材可由钛或者不锈钢形成。
[0023] 本发明的其它染料敏化太阳能电池用光电极中，所述粘接层的厚度可以是5微米 以下。
[0024] 本发明第二实施方式的染料敏化太阳能电池，其特征在于，具有本发明的染料敏 化太阳能电池用光电极。
[0025] 发明效果
[0026] 通过本发明的染料敏化太阳能电池用光电极以及染料敏化太阳能电池，不仅能够 提尚光电转换层和基材的粘接性，并且还能够控制成低的电阻而提尚电池性能。
【附图说明】
[0027] 图1是示意性地表示构成具备本发明的染料敏化太阳能电池用光电极的染料敏 化太阳能电池的单元的剖面图。
[0028] 图2是示意性地表示图1所示染料敏化太阳能电池的光电极的剖面图。
[0029] 图3(a)至图3(c)是表示图1所示光电极的制造过程的图。
[0030] 图4是通过扫描电子显微镜观察的粘接层的图像（加速电压1. 5kV)。
[0031] 图5是通过扫描电子显微镜观察的粘接层的图像（加速电压3. OkV)。
[0032] 图6是示意性地表示构成具备本发明的其它染料敏化太阳能电池用光电极的染 料敏化太阳能电池的单元的剖面图。
【具体实施方式】
[0033] 下面，参考图1以及图2对于本发明的一种实施方式进行说明。
[0034] 图1是示意性地表示构成本实施方式的染料敏化太阳能电池的单元1的剖面图。 单元1构成为，本发明的光电极10和对电极20夹持电解质部分30而相向配置。
[0035] 图2是示意性地表示光电极10的剖面图。光电极10在单元1中作为负极起到作 用，该光电极10具有：在透光性基材11a的一个面上形成有透明导电层lib的透光性基板 11 ;在透明导电层lib上形成的光电转换层12 ;以及形成在透明导电层lib与光电转换层 12之间而提尚两者的粘接性的粘接层13。
[0036] 作为基材11a，可以使用由玻璃、塑料等各种材料构成的基材，作为塑料制的基材， 从透光性、耐热性、耐化学药品特性等观点考虑时，例如，优选使用板状或者膜状的环烯烃 系聚合物、板状或者膜状的丙烯酸尿素系聚合物、板状或者膜状的聚酯、板状或者膜状的聚 萘二甲酸乙二醇酯等。作为基材11a使用塑料时，能够对光电极10赋予可挠性，且能够弯 折或卷绕。
[0037] 作为透明导电层11b，例如，可以使用铟-锡复合氧化物（IT0)、掺杂氟的氧化锡 (FT0)等。
[0038] 光电转换层12由在功能性半导体中负载有敏化染料的公知的光电转换材料构 成。作为功能性半导体，例如，可举出：Ti0 2、SnO、ZnO、W03、Nb205、ln20 3、Zr02、Ta205、TiSr03 等的氧化物半导体；CdS、ZnS、In2S、PbS、Mo2S、WS2、Sb 2S3、Bi2S3、ZnCdS2、CuS 2等的硫化物半 导体；CdSe、In2Se2、WSe2、PbSe、CdTe等的金属硫属化合物；GaAs、Si、Se、InP等的元素半导 体等，还可以使用例如SnO和ZnO的复合体、110 2和Nb 205的复合体等的由上述中的两种以 上构成的复合体。另外，半导体?种类并非限定于此，可以混合两种类以上使用。
[0039] 其中，优选Ti、Zn、Sn、Nb的氧化物，特别优选Ti02(二氧化钛）。
[0040] 作为敏化染料，只要表现敏化作用即可，对其并不特别限定，可举出：N3络合物、 N719络合物（N719染料）、三联吡啶钌（Ru)络合物（黑色染料）、二酮钌（Ru)络合物等的 Ru络合物；香豆素系染料、部花青系染料、多烯系染料等的有机系染料；金属卟啉系染料或 酞菁染料等，其中，优选Ru络合物，尤其是，因为在可见光区中具有宽的吸收光谱，因此，优 选N719染料以及黑色染料。
[0041] N719染料是表示为（RuL2(NCS) 2 ? 2TBA)的化合物，黑色（Blackdye)染料是表示 为（RuL' jNCShdTBA)的化合物。其中，L是4,4'-二羧基_2,2'-联吡啶、L'是4， 4'，4"-四-羧基_2,2'，2"-三联吡啶、TBA是四丁基铵阳离子。这些可以单独使用， 或者，可以混合两种以上使用。
[0042] 此外，在功能性半导体中负载敏化染料时，粘接层13中也可以负载有敏化染料。 当在粘接层中负载有敏化染料时，有助于提高染料敏化太阳能电池的性能。
[0043] 粘接层13具有：由导电性粒子15a构成的导通部15 ;以及，包含涂布金属醇盐的 工序而形成且包覆相互接触的多个导电性粒子15a的涂层16。
[0044] 导通部15的至少一部分同时与透明导电层lib和光电转换层12的两者电连接， 涂层16配置成：包覆一群相互接触的导电性粒子15a。作为用于形成导通部15的导电性 粒子，可举出：各种金属及其氧化物，例如，优选二氧化钛等。
[0045] 涂层16是通过如下方法形成：涂布金属醇盐之后，通过使用溶剂的洗涤，或者通 过烧结、干燥等去除醇盐而