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制造技术

本发明专利技术公开了一种含有卤素、与卤素一起形成氧化还原对的卤化物盐、以及卤化银的低照度用染料敏化光电转换元件的电解质。该电解质中，卤化银的浓度为0.0001～10mM。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】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
本专利技术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。
技术介绍
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
技术实现思路
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。本专利技术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。本专利技术的专利技术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，从而完成了本专利技术。即，本专利技术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。根据本专利技术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，本专利技术的专利技术人等推测如下。即，本专利技术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，本专利技术人等推测，根据本专利技术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，本专利技术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。根据本专利技术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，本专利技术中，“卤素的浓度”和“卤化银的浓度”均是指在暗处中测定的浓度。根据本专利技术，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是表示本专利技术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1一边对本专利技术的实施方式详细地进行说明。图1是表示本专利技术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、电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低照度用染料敏化光电转换元件的电解质，其包含：卤素、与所述卤素一起形成氧化还原对的卤化物盐、以及卤化银，所述卤化银的浓度为0.0001～10mM。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.12 JP 2014-2300171.一种低照度用染料敏化光电转换元件的电解质，其包含：卤素、与所述卤素一起形成氧化还原对的卤化物盐、以及卤化银，所述卤化银的浓度为0.0001～10mM。2.根据权利要求1所述的低照度用染料敏化光电转换元件的电解质，其中，所述卤化银的浓度与所述卤素的浓度之比大于1×10－5倍。3.根据权利要求2所述的低照度用染料敏化光电转换元件的电解质，其中，所述卤化银的浓度与所述卤素的浓度之比为2×10－5倍以上。4.根据权利要求2或3所述的低照度用染料敏化光电转换元件的电解质，其中，所述卤化银的浓度与所述卤素的浓度之比...

【专利技术属性】
技术研发人员：胜亦健治，松本大介，
申请(专利权)人：株式会社藤仓，
类型：发明
国别省市：日本,JP