JP2014177695A - Manufacturing method of composite film, composite film, optical electrode, and dye-sensitized solar cell - Google Patents
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Abstract
【課題】無機半導体と導電助剤とを含む複合膜を大量に効率よく製造する方法の提供。
【解決手段】[1]無機半導体と導電助剤を含む複合膜の製造方法であって、前記無機半導体と前記導電助剤とを基材に物理的に吹き付けて製膜する複合膜の製造方法。[2]前記吹き付けにより製膜された複合膜に対して、さらに、前記導電助剤よりも電子伝導帯のエネルギーが卑である化合物又は前記化合物の前駆体を含有した溶液を接触させる処理を行う前記製造方法。[3]酸素存在下で加熱されたときに熱酸化反応を生じる材料で構成された導電助剤を用い、前記無機半導体及び前記導電助剤を含む複合微粒子を基材に吹き付けて製膜する前記製造方法。[4]前記複合微粒子が、前記無機半導体からなる微粒子と前記導電助剤の材料からなる微粒子とを混合した混合粉体である前記製造方法。[5]前記導電助剤の炭素含有率が50質量%以上である前記製造方法。
【選択図】なしProvided is a method for efficiently producing a composite film containing an inorganic semiconductor and a conductive additive in a large amount.
[1] A method for producing a composite film comprising an inorganic semiconductor and a conductive additive, wherein the inorganic semiconductor and the conductive additive are physically sprayed on a substrate to form a film. . [2] The composite film formed by spraying is further contacted with a solution containing a compound having a lower electron conduction band energy or a precursor of the compound than the conductive auxiliary agent. The manufacturing method. [3] The film is formed by spraying composite fine particles containing the inorganic semiconductor and the conductive assistant on a base material using a conductive assistant composed of a material that generates a thermal oxidation reaction when heated in the presence of oxygen. Production method. [4] The production method, wherein the composite fine particles are a mixed powder obtained by mixing fine particles made of the inorganic semiconductor and fine particles made of the conductive auxiliary material. [5] The said manufacturing method whose carbon content rate of the said conductive support agent is 50 mass% or more.
[Selection figure] None
Description
本発明は、焼成処理を必要としない複合膜の製造方法、その製造方法によって製造された複合膜、その複合膜を用いた光電極、その光電極を用いた色素増感太陽電池に関する。 The present invention relates to a method for producing a composite film that does not require a baking treatment, a composite film produced by the production method, a photoelectrode using the composite film, and a dye-sensitized solar cell using the photoelectrode.
色素増感太陽電池の光電変換効率を向上させるために、色素を吸着させる半導体層の電子伝導を向上させる手法が考えられる。従来、半導体層中に導電助剤(電子電導を補助又は促進する材料)を複合させることが試みられている。例えば、酸化チタン層にカーボンナノチューブを複合化したナノコンポジットが提案されている(特許文献1)。このナノコンポジットを光電極を構成する半導体層として用いることにより、酸化チタンのみからなる半導体層の場合よりも光電変換効率が最高で7.6%向上したことが報告されている。 In order to improve the photoelectric conversion efficiency of the dye-sensitized solar cell, a technique for improving the electronic conduction of the semiconductor layer on which the dye is adsorbed can be considered. Conventionally, an attempt has been made to combine a conductive additive (a material that assists or promotes electronic conduction) in a semiconductor layer. For example, a nanocomposite in which carbon nanotubes are combined with a titanium oxide layer has been proposed (Patent Document 1). It has been reported that by using this nanocomposite as a semiconductor layer constituting a photoelectrode, the photoelectric conversion efficiency is improved by 7.6% at the maximum as compared with the case of a semiconductor layer made of only titanium oxide.
しかしながら、一般に使用されている光電極を構成する酸化チタンからなる半導体層は、その製造過程において酸化チタン粒子同士を焼結させるために、450〜600℃程度で数時間の焼成処理を行う必要がある。この焼成処理をカーボンナノチューブ等の導電助剤を含む半導体層の形成に適用するためには、焼成時の雰囲気制御が必要になる。酸素を含む大気雰囲気下で焼成すると、導電助剤が熱酸化反応によって分解又は劣化してしまうことがあるからである。例えば、不活性ガスのアルゴン雰囲気下で焼成することにより、酸化チタンとカーボンナノチューブの複合膜を作製した例が報告されている(非特許文献1)。このような焼成時の雰囲気制御は、実験室レベルでは適用可能であるが、製造プロセスが煩雑になるため、熱酸化され易い導電助剤を含む半導体層を大量に効率よく製造することが求められる産業用途には必ずしも適さない。 However, a semiconductor layer made of titanium oxide that constitutes a commonly used photoelectrode needs to be baked at 450 to 600 ° C. for several hours in order to sinter titanium oxide particles in the manufacturing process. is there. In order to apply this firing treatment to the formation of a semiconductor layer containing a conductive aid such as carbon nanotubes, it is necessary to control the atmosphere during firing. This is because if the firing is performed in an air atmosphere containing oxygen, the conductive aid may be decomposed or deteriorated by a thermal oxidation reaction. For example, an example of producing a composite film of titanium oxide and carbon nanotubes by firing in an inert gas argon atmosphere has been reported (Non-Patent Document 1). Although such atmosphere control at the time of firing can be applied at the laboratory level, the manufacturing process becomes complicated, and therefore, it is required to efficiently manufacture a large number of semiconductor layers containing a conductive assistant that is easily thermally oxidized. Not necessarily suitable for industrial use.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、無機半導体と導電助剤とを含む複合膜を大量に効率よく製造する方法の提供を課題とする。 This invention is made | formed in view of the said situation, and makes it a subject to provide the method of manufacturing efficiently the composite film containing an inorganic semiconductor and a conductive support agent in large quantities.
[1] 無機半導体と導電助剤を含む複合膜の製造方法であって、前記無機半導体と前記導電助剤とを基材に物理的に吹き付けて製膜することを特徴とする複合膜の製造方法。
[2] 前記吹き付けにより製膜された複合膜に対して、さらに、前記導電助剤よりも電子伝導帯のエネルギーが卑である化合物又は前記化合物の前駆体を含有した溶液を接触させる処理を行うことを特徴とする前記[1]に記載の複合膜の製造方法。
[3] 前記導電助剤として、酸素存在下で加熱されたときに熱酸化反応を生じる材料で構成された導電助剤を用い、前記無機半導体及び前記導電助剤を含む複合微粒子を基材に吹き付けて製膜することを特徴とする前記[1]又は[2]に記載の複合膜の製造方法。
[4] 前記複合微粒子が、前記無機半導体からなる微粒子と前記導電助剤を構成する材料からなる微粒子とを混合した混合粉体であることを特徴とする前記[1]〜[3]の何れか一項に記載の複合膜の製造方法。
[5] 前記導電助剤の炭素含有率が50質量%以上であることを特徴とする前記[1]〜[4]の何れか一項に記載の複合膜の製造方法。
[6] 前記導電助剤が、グラファイト、カーボンナノチューブ、グラフェン又はフラーレンであることを特徴とする前記[1]〜[5]の何れか一項に記載の複合膜の製造方法。
[7] 前記複合微粒子の質量に対する前記導電助剤の含有率が、0.01〜0.5質量%であることを特徴とする前記[1]〜[6]の何れか一項に記載の複合膜の製造方法。
[8] 前記導電助剤が、前記無機半導体と同一型の半導体又は導体であることを特徴とする前記[1]〜[7]の何れか一項に記載の複合膜の製造方法。
[9] 前記[1]〜[8]の何れか一項に記載の製造方法によって製膜された複合膜。
[10] 前記[9]に記載の複合膜を備えたことを特徴とする光電極。
[11] 前記[10]に記載の光電極を備えたことを特徴とする色素増感太陽電池。
[1] A method for producing a composite film comprising an inorganic semiconductor and a conductive additive, wherein the inorganic semiconductor and the conductive additive are physically sprayed onto a substrate to form a composite film. Method.
[2] The composite film formed by spraying is further subjected to a treatment in which a solution containing a compound having a lower electron conduction band energy than the conductive auxiliary agent or a precursor of the compound is contacted. The method for producing a composite film as described in [1] above.
[3] As the conductive assistant, a conductive assistant composed of a material that causes a thermal oxidation reaction when heated in the presence of oxygen is used, and the composite fine particles containing the inorganic semiconductor and the conductive assistant are used as a base material. The method for producing a composite film according to [1] or [2], wherein the film is formed by spraying.
[4] Any of [1] to [3], wherein the composite fine particles are a mixed powder obtained by mixing fine particles made of the inorganic semiconductor and fine particles made of a material constituting the conductive auxiliary agent. A method for producing the composite film according to claim 1.
[5] The method for producing a composite film according to any one of [1] to [4], wherein the conductive auxiliary agent has a carbon content of 50% by mass or more.
[6] The method for producing a composite film according to any one of [1] to [5], wherein the conductive additive is graphite, carbon nanotube, graphene, or fullerene.
[7] The content of the conductive additive with respect to the mass of the composite fine particles is 0.01 to 0.5% by mass, according to any one of [1] to [6], A method for producing a composite membrane.
[8] The method for producing a composite film according to any one of [1] to [7], wherein the conductive additive is a semiconductor or a conductor of the same type as the inorganic semiconductor.
[9] A composite film formed by the production method according to any one of [1] to [8].
[10] A photoelectrode comprising the composite film according to [9].
[11] A dye-sensitized solar cell comprising the photoelectrode according to [10].
本発明にかかる複合膜の製造方法によれば、焼成することなく製膜できるので、熱酸化され易い導電助剤を使用した場合にも、その劣化を抑制し、前記導電助剤が本来有する特性を活かした複合膜を製膜できる。
本発明にかかる複合膜、光電極及び色素増感太陽電池は、その製造過程において焼成処理が不要であるため、前記導電助剤が本来有する特性が、複合膜の性質として充分に反映されている。
According to the method for producing a composite film according to the present invention, since the film can be formed without firing, even when a conductive assistant that is easily thermally oxidized is used, the deterioration is suppressed, and the characteristic inherent to the conductive assistant. A composite membrane utilizing the above can be formed.
Since the composite film, the photoelectrode and the dye-sensitized solar cell according to the present invention do not require firing in the production process, the characteristics inherent to the conductive auxiliary agent are sufficiently reflected as the properties of the composite film. .
以下、好適な実施の形態に基づき、図面を参照して本発明を説明するが、本発明はかかる実施形態に限定されない。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings based on preferred embodiments, but the present invention is not limited to such embodiments.
《複合膜の製造方法》
本発明の第一実施形態の複合膜の製造方法は、無機半導体と導電助剤とを基材に物理的に吹き付けて、前記無機半導体と前記導電助剤とを含む複合膜を製膜する方法である。例えば、無機半導体と、酸素存在下で加熱されたときに熱酸化反応を生じる導電助剤(熱酸化され易い導電助剤)とを含む複合膜を製造することができる。ここで、前記導電助剤は前記無機半導体とは異なる材料である。
前記無機半導体及び前記導電助剤を含む複合微粒子を物理的に基材に吹き付けて製膜することにより前記複合膜が得られる。
<Production method of composite membrane>
The manufacturing method of the composite film of 1st embodiment of this invention is a method of physically spraying an inorganic semiconductor and a conductive support agent on a base material, and forming the composite film containing the said inorganic semiconductor and the said conductive support agent It is. For example, a composite film including an inorganic semiconductor and a conductive additive that generates a thermal oxidation reaction when heated in the presence of oxygen (a conductive auxiliary that is easily thermally oxidized) can be manufactured. Here, the conductive additive is a material different from the inorganic semiconductor.
The composite film can be obtained by physically spraying composite fine particles containing the inorganic semiconductor and the conductive auxiliary agent on a substrate to form a film.
前記無機半導体の種類は特に制限されず、従来公知の無機半導体が適用可能であり、10nm〜100μm程度の粒径(粒子直径)を有する微粒子に成形することが可能な無機半導体が好ましい。このような無機半導体として、例えば、従来公知の色素増感太陽電池の光電極を構成する酸化物半導体が挙げられ、具体的には、酸化チタン、酸化亜鉛等が例示できる。前記無機半導体として、1種の無機半導体を使用してもよいし、2種以上の無機半導体を併用してもよい。 The kind in particular of the said inorganic semiconductor is not restrict | limited, A conventionally well-known inorganic semiconductor is applicable, The inorganic semiconductor which can be shape | molded into the microparticles | fine-particles which have a particle size (particle diameter) about 10 nm-100 micrometers is preferable. Examples of such an inorganic semiconductor include an oxide semiconductor that constitutes a photoelectrode of a conventionally known dye-sensitized solar cell. Specific examples include titanium oxide and zinc oxide. As the inorganic semiconductor, one kind of inorganic semiconductor may be used, or two or more kinds of inorganic semiconductors may be used in combination.
本明細書及び特許請求の範囲において、「熱酸化反応」は、前記導電助剤が加熱されたときに、当該導電助剤が酸素によって酸化される反応をいう。通常、熱酸化反応によって当該導電助剤が本来有する特性が変化し、その電気伝導性は低下する。このため、無機半導体に当該導電助剤を含有させる目的が、その無機半導体からなる薄膜の導電性の向上である場合、熱酸化反応は極力避けるべき反応である。 In the present specification and claims, the “thermal oxidation reaction” refers to a reaction in which the conductive auxiliary agent is oxidized by oxygen when the conductive auxiliary agent is heated. Usually, the inherent property of the conductive auxiliary agent is changed by the thermal oxidation reaction, and its electrical conductivity is lowered. For this reason, when the purpose of incorporating the conductive assistant into the inorganic semiconductor is to improve the conductivity of the thin film made of the inorganic semiconductor, the thermal oxidation reaction is a reaction that should be avoided as much as possible.
前記導電助剤が酸素存在下で実質的に酸化される温度、即ち当該酸化により前記複合膜又は前記複合微粒子の導電性が大きく変化する温度は、導電助剤の種類にもよるが、200〜700℃程度である。 The temperature at which the conductive auxiliary agent is substantially oxidized in the presence of oxygen, that is, the temperature at which the conductivity of the composite film or the composite fine particles is greatly changed by the oxidation depends on the type of the conductive auxiliary agent. It is about 700 ° C.
より具体的には、前記導電助剤として、炭素系材料(当該材料の全重量のうち50重量%以上が炭素である材料)等が挙げられる。これらの導電助剤を用いることにより、本発明にかかる複合膜の導電性をより向上させることができる。ただし、前記導電助剤から、後述する色素増感太陽電池に使用される色素(増感色素)は除く。 More specifically, examples of the conductive assistant include a carbon-based material (a material in which 50% by weight or more of the total weight of the material is carbon). By using these conductive assistants, the conductivity of the composite film according to the present invention can be further improved. However, the dye used for the dye-sensitized solar cell described later (sensitizing dye) is excluded from the conductive auxiliary agent.
前記炭素系材料としては、グラファイト、カーボンナノチューブ、グラフェン又はフラーレンであることが好ましい。これらの前記炭素含有率が100質量%である導電助剤を用いることにより、本発明にかかる複合膜の導電性を一層向上させることができる。また、これらの炭素系材料は熱酸化反応され易く、焼成処理を行った場合にはその電気伝導性が大幅に低下してしまうが、本実施形態の製造方法においては焼成処理が不要であるため、前記炭素系材料が本来有する電気伝導性を損なわずに複合膜を製造することができる。 The carbon-based material is preferably graphite, carbon nanotube, graphene, or fullerene. By using a conductive additive having a carbon content of 100% by mass, the conductivity of the composite film according to the present invention can be further improved. In addition, these carbon-based materials are easily subjected to a thermal oxidation reaction, and the electrical conductivity of the carbon-based material is greatly reduced when firing is performed. However, the firing method is unnecessary in the manufacturing method of the present embodiment. A composite film can be produced without impairing the electrical conductivity inherent to the carbon-based material.
本実施形態の製造方法により得られる複合膜の導電性を向上させるためには、前記複合膜の総質量に対する前記導電助剤の含有率が、0.01〜0.5質量%であることが好ましく、0.02〜0.4質量%がより好ましく、0.05〜0.3質量%が更に好ましい。これらの範囲であると、当該複合膜を光電極の半導体層として使用するために適した導電性を当該複合膜に与えることができる。また、前記無機半導体が、前記複合膜の構成材料から前記導電助剤を除いた残部を構成することにより、当該無機半導体の物理的強度が反映された、高い構造的強度を有する複合膜を製膜することができる。 In order to improve the conductivity of the composite film obtained by the manufacturing method of the present embodiment, the content of the conductive auxiliary agent with respect to the total mass of the composite film is 0.01 to 0.5% by mass. Preferably, 0.02-0.4 mass% is more preferable, and 0.05-0.3 mass% is still more preferable. Within these ranges, conductivity suitable for using the composite film as a semiconductor layer of the photoelectrode can be imparted to the composite film. In addition, the inorganic semiconductor constitutes the remainder obtained by removing the conductive additive from the constituent material of the composite film, thereby producing a composite film having high structural strength that reflects the physical strength of the inorganic semiconductor. Can be membrane.
また、本実施形態の製造方法により得られる複合膜の導電性を向上させるためには、前記導電助剤が、前記無機半導体と同一型の半導体又は導体であってもよいし、前記無機半導体と異なる型の半導体又は導体であってもよい。前記導電助剤は、前記無機半導体と同一型の半導体又は導体であることが好ましい。例えば、前記無機半導体が、電荷を運ぶキャリアとして自由電子が使われるN型である場合、前記導電助剤もN型半導体であることが好ましい。逆に、前記無機半導体が、電荷を運ぶキャリアとして正孔が使われるP型半導体である場合、前記導電助剤もP型半導体であることが好ましい。このように、複合膜を構成する前記無機半導体と同一型の半導体を複合化することにより、当該複合膜を光電極の半導体層として使用した場合に、優れた光電変換効率を得ることができる。
なお、前記カーボンナノチューブは、一般に金属型と半導体型が知られている。前記導体には、この金属型カーボンナノチューブが含まれる。
In order to improve the conductivity of the composite film obtained by the manufacturing method of the present embodiment, the conductive additive may be a semiconductor or a conductor of the same type as the inorganic semiconductor, It may be a different type of semiconductor or conductor. The conductive additive is preferably a semiconductor or a conductor of the same type as the inorganic semiconductor. For example, when the inorganic semiconductor is an N type in which free electrons are used as carriers for carrying charges, the conductive additive is preferably an N type semiconductor. On the contrary, when the inorganic semiconductor is a P-type semiconductor in which holes are used as carriers for carrying charges, it is preferable that the conductive additive is also a P-type semiconductor. Thus, by compounding a semiconductor of the same type as the inorganic semiconductor constituting the composite film, excellent photoelectric conversion efficiency can be obtained when the composite film is used as a semiconductor layer of a photoelectrode.
The carbon nanotubes are generally known as a metal type and a semiconductor type. The conductor includes the metal-type carbon nanotube.
前記N型半導体である前記導電助剤としては、例えば、SnO、ZnOなどの酸化物半導体、5価の元素をドープしたSi、Cd、ZnSなどの化合物半導体、フラーレンやカーボンナノチューブ等の炭素系材料を含む有機半導体等が挙げられる。
前記P型半導体である前記導電助剤としては、例えばNiOなどの酸化物半導体や3価の元素をドープしたSi等が挙げられる。
Examples of the conductive auxiliary that is the N-type semiconductor include oxide semiconductors such as SnO and ZnO, compound semiconductors such as Si, Cd, and ZnS doped with pentavalent elements, and carbon-based materials such as fullerenes and carbon nanotubes. An organic semiconductor containing
Examples of the conductive assistant that is the P-type semiconductor include an oxide semiconductor such as NiO and Si doped with a trivalent element.
本実施形態の製膜方法における複合微粒子は、前記無機半導体及び前記導電助剤を含む微粒子である。このような微粒子としては、前記無機半導体からなる微粒子に前記導電助剤を付着させた微粒子が挙げられる。また逆に、前記導電助剤からなる微粒子に前記無機半導体を付着させた微粒子を用いてもよい。また、前記導電助剤からなる微粒子と前記無機半導体からなる微粒子とを混合した混合微粒子(混合粉体)を、前記複合微粒子として用いてもよい。光電極を構成する半導体層として本発明にかかる複合膜を用いる場合には、前記無機半導体からなる微粒子に前記導電助剤を付着させた複合微粒子を用いることが好ましい。この場合、当該複合微粒子の総質量に対する前記導電助剤の含有率は、0.01〜0.5質量%であることが好ましく、0.02〜0.4質量%がより好ましく、0.05〜0.3質量%が更に好ましい。これらの範囲であると、当該複合膜を光電極の半導体層として使用するために適した導電性を当該複合膜に与えることができる。 The composite fine particles in the film forming method of the present embodiment are fine particles containing the inorganic semiconductor and the conductive additive. Examples of such fine particles include fine particles obtained by adhering the conductive additive to fine particles made of the inorganic semiconductor. Conversely, fine particles obtained by attaching the inorganic semiconductor to fine particles made of the conductive auxiliary agent may be used. Further, mixed fine particles (mixed powder) obtained by mixing the fine particles made of the conductive assistant and the fine particles made of the inorganic semiconductor may be used as the composite fine particles. When the composite film according to the present invention is used as the semiconductor layer constituting the photoelectrode, it is preferable to use composite fine particles obtained by adhering the conductive additive to the fine particles made of the inorganic semiconductor. In this case, the content of the conductive additive with respect to the total mass of the composite fine particles is preferably 0.01 to 0.5% by mass, more preferably 0.02 to 0.4% by mass, -0.3 mass% is still more preferable. Within these ranges, conductivity suitable for using the composite film as a semiconductor layer of the photoelectrode can be imparted to the composite film.
前記基材に吹き付ける前記複合微粒子の平均粒径(長径の平均)は特に制限されないが、光電極の半導体層として色素を吸着可能な多孔質の複合膜を容易に形成するためには、0.005μm〜100μmが好ましく、0.01μm〜10μmがより好ましく、0.01μm〜2.0μmが特に好ましい。 The average particle diameter (average of the major axis) of the composite fine particles sprayed on the substrate is not particularly limited. 005 μm to 100 μm is preferable, 0.01 μm to 10 μm is more preferable, and 0.01 μm to 2.0 μm is particularly preferable.
前記複合微粒子の平均粒径が0.005μm以上であると、圧粉体とは異なる構造的に強度な多孔質の複合膜を容易に得ることができる。つまり充分な製膜効果を容易に得ることができる。前記複合微粒子の平均粒径が2.0μm以下であると構造的に強い多孔質の複合膜を形成しつつ十分な比表面積を得ることができる。前記複合微粒子の平均粒径が100μmよりも大きいと、吹き付けによって複合膜の厚みが増す効果の他に、既に製膜された膜を削るブラスト効果が顕著になることがある。 When the average particle diameter of the composite fine particles is 0.005 μm or more, a structurally strong porous composite film different from the green compact can be easily obtained. That is, a sufficient film forming effect can be easily obtained. When the composite fine particles have an average particle size of 2.0 μm or less, a sufficient specific surface area can be obtained while forming a structurally strong porous composite film. When the average particle size of the composite fine particles is larger than 100 μm, in addition to the effect of increasing the thickness of the composite film by spraying, the blasting effect of scraping the already formed film may become prominent.
前記複合微粒子が前記混合微粒子である場合、前記導電助剤からなる微粒子の平均粒径は、0.01μm〜10μmであることが好ましく、0.1μm〜2μmであることがより好ましい。
0.01μm以上の平均粒径であると、製膜時の吹き付けにおいて粒子を基材に打ち付けるためのエネルギーが充分に得られる。10μm以下の平均粒径であると、色素吸着させるために充分な比表面積を有する多孔質の複合膜を得られる。
前記複合微粒子が前記混合微粒子である場合、前記無機半導体からなる微粒子の平均粒径は、前記複合微粒子の平均粒径として説明した平均粒径であることが好ましい。
When the composite fine particles are the mixed fine particles, the average particle size of the fine particles comprising the conductive auxiliary agent is preferably 0.01 μm to 10 μm, and more preferably 0.1 μm to 2 μm.
When the average particle diameter is 0.01 μm or more, sufficient energy can be obtained for hitting the particles against the substrate in spraying during film formation. When the average particle diameter is 10 μm or less, a porous composite film having a specific surface area sufficient for adsorbing the dye can be obtained.
When the composite fine particles are the mixed fine particles, the average particle size of the fine particles made of the inorganic semiconductor is preferably the average particle size described as the average particle size of the composite fine particles.
前記複合微粒子の平均粒径を求める方法としては、例えばレーザー回折式粒度分布測定装置の測定により得られた体積平均径の分布のピーク値として決定する方法やSEM観察によって複数の複合微粒子の長径を測定して平均する方法が挙げられる。平均を算出する際の測定数は多いほど好ましいが、例えば30〜100個の複合微粒子の長径を測定して平均値を算出する方法が挙げられる。前記複合微粒子の1次粒子径は前記SEM観察によって測定することが好ましい。 As a method for obtaining the average particle size of the composite fine particles, for example, a method of determining as a peak value of a volume average particle size distribution obtained by measurement with a laser diffraction particle size distribution measuring device or a long diameter of a plurality of composite fine particles by SEM observation. The method of measuring and averaging is mentioned. The larger the number of measurements when calculating the average, the better. However, for example, a method of calculating the average value by measuring the major axis of 30 to 100 composite fine particles can be mentioned. The primary particle diameter of the composite fine particles is preferably measured by the SEM observation.
前記無機半導体は1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記導電助剤は1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
The said inorganic semiconductor may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
The said conductive support agent may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
<AD法による製膜>
以下、図1を参照して、本発明の実施形態の一例を説明する。尚、以下の説明で用いる図面は模式的なものであり、長さ、幅、及び厚みの比率等は実際のものと同一とは限らず、適宜変更できる。
<Film formation by AD method>
Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The drawings used in the following description are schematic, and the length, width, thickness ratio, and the like are not necessarily the same as the actual ones, and can be changed as appropriate.
図1は、本実施形態に適用可能な製膜装置60の構成図である。但し、本実施形態の製膜方法に用いる製膜装置は、基材に複合膜の原料である前記複合微粒子を吹き付けることができる装置であればよく、図1に示す構成に限定されない。
FIG. 1 is a configuration diagram of a
<製膜装置>
製膜装置60は、ガスボンベ55と、搬送管56と、ノズル52と、基台63と、製膜室51と、を備えている。
ガスボンベ55には、複合微粒子54を加速させて基材53に吹き付けるためのガス(以下、搬送ガスという)が充填されている。
ガスボンベ55には、搬送管56の一端が接続されている。ガスボンベ55から供給される搬送ガスは、搬送管56に供給される。
<Film forming device>
The
The
One end of a
搬送管56には、前段側から順に、マスフロー制御器57と、エアロゾル発生器58と、搬送ガス中の複合微粒子54の分散具合を適度に調整できる解砕器59及び分級器61とが設けられている。解砕器59により、複合微粒子54同士が湿気等で付着した状態を解くことができる。また、仮に、付着した状態で解砕器59を通過した複合微粒子があったとしても、その粒子は分級器61で除くことができる。
The
マスフロー制御器57により、ガスボンベ55から搬送管56に供給される搬送ガスの流量を調整することができる。エアロゾル発生器58には、複合微粒子54が装填されている。色素増感太陽電池用の光電極を構成する半導体層を製造する場合においては、吹き付け前の複合微粒子54に予め増感色素を吸着させておいてもよい。複合微粒子54はマスフロー制御器57から供給された搬送ガス中に分散されて、解砕器59及び分級器61へ搬送される。
The
ノズル52は、図示略の開口部が基台63上の基材53に対向するように配置されている。ノズル52には、搬送管56の他端が接続されている。複合微粒子54を含む搬送ガスは、ノズル52の開口部から基材53に噴射される。
The
基台63の上面72には、基材53の一方の面73が当接するように、基材53が載置されている。また、基材53の他方の面71(製膜面)はノズル52の開口部に対向している。ノズル52から搬送ガスと共に噴射される複合微粒子54は、製膜面に衝突し、複合微粒子54からなる複合膜が製膜される。
The
製膜装置60の基台63を構成する部材は、複合微粒子54の平均粒径、硬度、吹き付け速度に応じて、製膜面71上における、複合微粒子54と基材53の衝突エネルギー及び複合微粒子54同士の衝突エネルギーが適度に制御される材質からなることが好ましい。このような部材であると、複合微粒子54の製膜面71への密着性を高め、且つ、堆積する複合微粒子54同士が容易に接合されるため、多孔度の高い複合膜を容易に製膜することができる。
The members constituting the
基材53は、吹き付けられた複合微粒子54が製膜面71に食い込み、貫通せずに複合微粒子54と密着可能な材質からなることが好ましい。このような基材53として、例えば樹脂製フィルム(樹脂製シート)が挙げられる。AD法によれば常温で製膜可能であるため、基材53に高度な耐熱性は要求されない。より具体的な基材53の選択は、複合微粒子54の材料、吹き付け速度等の製膜条件、複合膜の用途に応じて適宜行えばよい。
The
製膜室51は減圧雰囲気で製膜を行うために設けられている。製膜室51には真空ポンプ62が接続されており、必要に応じて製膜室51内が減圧される。
また、製膜室51には図示略の基台交換手段が備えられている。
The
The
<吹き付け方法>
以下、複合微粒子54の吹き付け方法の一例を説明する。
まず、真空ポンプ62を稼動させて製膜室51内を減圧する。製膜室51内の圧力は特に制限されないが、5〜1000Paに設定することが好ましい。この程度に減圧することにより、製膜室51内の対流を抑制し、複合微粒子54を製膜面71の所定の箇所に吹き付けることが容易になる。
<Blowing method>
Hereinafter, an example of a method for spraying the composite
First, the
次に、ガスボンベ55から搬送ガスを搬送管56へ供給し、搬送ガスの流速及び流量をマスフロー制御器57により調整する。搬送ガスとしては、例えば、O2、N2、Ar、He又は空気などの一般的なガスを用いることができる。
搬送ガスの流速及び流量は、ノズル52から吹き付ける複合微粒子54の材料、平均粒径、流速及び流量に応じて適宜設定すればよい。
Next, the carrier gas is supplied from the
The flow rate and flow rate of the carrier gas may be set as appropriate according to the material, average particle size, flow rate and flow rate of the composite
複合微粒子54をエアロゾル発生器58に装填し、搬送管56内を流れる搬送ガス中に複合微粒子54を分散させて、加速する。ノズル52の開口部から、亜音速から超音速の速度で複合微粒子54を噴射させて、基材53の製膜面71に積層させる。この際、複合微粒子54の製膜面71への吹き付け速度は、例えば、10〜1000m/sに設定できる。しかし、この速度は特に限定されず、基材53の材質に応じて適宜設定すればよい。
The composite
複合微粒子54の吹き付けを継続することにより、基材53の製膜面71に食い込んだ複合微粒子54に対して、次々に複合微粒子54が衝突し、複合微粒子54同士の衝突によってそれぞれの複合微粒子54の表面に新生面が形成され、この新生面において複合微粒子54同士が接合される。複合微粒子54同士の衝突時には複合微粒子54全体が溶融するような温度上昇は生じないため、新生面においてガラス質からなる粒界層は殆ど形成されない。
By continuing to spray the composite
複合微粒子54からなる複合膜が所定の膜厚(例えば1μm〜100μm)になった時点で、複合微粒子54の吹き付けを停止する。
以上の工程により、基材53の製膜面71の上に複合微粒子54からなる所定の膜厚の複合膜が製膜される。
When the composite film composed of the composite
Through the above steps, a composite film having a predetermined film thickness composed of the composite
以上ではAD法による製膜方法を例示したが、本発明の製膜方法はAD法に限定されない。従来公知の粉体吹き付け法である、スプレー法、コールドスプレー法、静電スプレー法等を用いて、前記複合微粒子を基材に吹き付けることにより、複合膜を製膜してもよい。 Although the film formation method by AD method was illustrated above, the film formation method of this invention is not limited to AD method. A composite film may be formed by spraying the composite fine particles onto a substrate using a spray method, a cold spray method, an electrostatic spray method, or the like, which is a conventionally known powder spraying method.
<製膜後の処理>
本実施形態の複合膜の製造方法において、前記吹き付けにより製膜された複合膜に対して、さらに、前記導電助剤よりも電子伝導帯のエネルギーが卑である化合物又は前記化合物の前駆体を含有した溶液を接触させる処理(後処理)を行うことが好ましい。
<Processing after film formation>
In the method for producing a composite film of the present embodiment, the composite film formed by spraying further contains a compound having a lower electron conduction band energy than the conductive auxiliary agent or a precursor of the compound. It is preferable to perform a treatment (post treatment) for bringing the solution into contact.
前記後処理を行う前の複合膜においては、導電助剤が表面に露出している箇所が散在している。この複合膜を色素増感太陽電池の光電極として用いて、複合膜を電解液に接触させた場合、露出している導電助剤と電解液とが直接接触することにより、導電助剤と電解液中のイオンとの再結合反応が起きうる。この再結合反応は、光電変換効率等の電池特性の向上を妨げることがある。これを防止するために、露出した導電助剤を前記化合物によってコーティングすることにより、導電助剤と電解液とが直接接触する面積が低減し、導電助材と電解液中イオンとの再結合反応を抑制し、導電助剤による光電変換効率等の電池特性の向上を一層促進することができる。 In the composite film before the post-treatment, the portions where the conductive auxiliary agent is exposed on the surface are scattered. When this composite film is used as a photoelectrode for a dye-sensitized solar cell and the composite film is brought into contact with the electrolytic solution, the exposed conductive aid and the electrolytic solution are in direct contact with each other. A recombination reaction with ions in the liquid can occur. This recombination reaction may hinder the improvement of battery characteristics such as photoelectric conversion efficiency. In order to prevent this, the exposed conductive aid is coated with the above compound to reduce the area where the conductive aid and the electrolytic solution are in direct contact, and the recombination reaction between the conductive aid and the ions in the electrolytic solution. And the improvement of battery characteristics such as photoelectric conversion efficiency by the conductive assistant can be further promoted.
前記化合物による複合膜のコーティングは、複合膜の全体に行っても良いし、一部に行っても良い。また、複合膜の表面に露出する導電助剤だけでなく、複合膜の表面を構成する無機半導体に対して施されても構わない。 Coating of the composite film with the compound may be performed on the entire composite film or a part thereof. Moreover, you may give with respect to the inorganic semiconductor which comprises not only the conductive support agent exposed on the surface of a composite film but the surface of a composite film.
前記導電助剤をコーティングする化合物として、前記導電助剤よりも電子伝導帯のエネルギーが卑である化合物又はその前駆体を用いる理由の一つは、当該化合物が前記導電助剤を酸化する(電子を奪う)ことを防ぎ、前記再結合反応を抑制するためである。ここで、「前記導電助剤よりも電子伝導帯のエネルギーが卑である化合物」とは、標準還元電位が前記導電助剤と比べて低い化合物を意味する。 One of the reasons for using a compound having a lower electron conduction band energy than the conductive assistant or a precursor thereof as the compound for coating the conductive assistant is that the compound oxidizes the conductive assistant (electron In order to prevent the recombination reaction. Here, “a compound having an electron conduction band energy lower than that of the conductive auxiliary agent” means a compound having a standard reduction potential lower than that of the conductive auxiliary agent.
前記化合物又はその前駆体は、複合膜の導電性を維持又は向上させる観点から、前記無機半導体を構成する無機物を含有する化合物又はその前駆体であることが好ましい。ここで、前記化合物の前駆体とは、当該前駆体を含む溶液中で前記化合物に変化しうる化合物、又は、当該前駆体を含む溶液を複合膜に接触させた後で、前記化合物に変化しうる化合物を意味する。 From the viewpoint of maintaining or improving the conductivity of the composite film, the compound or a precursor thereof is preferably a compound containing an inorganic substance constituting the inorganic semiconductor or a precursor thereof. Here, the precursor of the compound is a compound that can be changed to the compound in a solution containing the precursor or a solution containing the precursor that is changed to the compound after contacting the composite membrane. Meaning a compound.
前記化合物又はその前駆体としては、例えば、四塩化チタン(TiCl4)、ペルオキソチタン酸(PTA)や、チタンエトキシド、チタンイソプロポキシド(TTIP)等のチタンアルコキシドが挙げられる。これらの化合物又はその前駆体は、前記無機半導体として酸化チタンが使用され、前記導電助剤として前記炭素系材料が使用されている場合に、特に好適である。 Examples of the compound or a precursor thereof include titanium alkoxide such as titanium tetrachloride (TiCl 4 ), peroxotitanic acid (PTA), titanium ethoxide, and titanium isopropoxide (TTIP). These compounds or precursors thereof are particularly suitable when titanium oxide is used as the inorganic semiconductor and the carbon-based material is used as the conductive aid.
また、前記化合物又はその前駆体として、チタンアルコキシドの他、亜鉛アルコキシド、アルコキシシラン、ジルコニウムアルコキシド等の金属アルコキシドを用いることができる。これらの金属アルコキシドを用いて、前記複合膜の表面に露出する導電助剤をコーティングする場合、公知のゾル−ゲル法を適用することができる。このゾル−ゲル法において複合膜を加熱する場合、前記導電助剤が熱劣化しない程度の低温で、例えば120℃以下で加熱することが好ましい。 In addition to titanium alkoxide, metal alkoxides such as zinc alkoxide, alkoxysilane, and zirconium alkoxide can be used as the compound or precursor thereof. When these metal alkoxides are used to coat a conductive additive exposed on the surface of the composite film, a known sol-gel method can be applied. In the case of heating the composite film in this sol-gel method, it is preferable to heat at a low temperature, for example, 120 ° C. or less, at which the conductive additive is not thermally degraded.
前記後処理の具体的な方法としては、例えば、前記化合物又はその前駆体を所望の濃度で含む溶液を調製し、この溶液に室温よりも高い温度で前記複合膜を浸漬し、所望の時間経過後に複合膜を引き上げて、余分な前記溶液をアルコール溶液等で洗浄し、さらに前記導電助剤が劣化しない程度の温度で乾燥させる方法が挙げられる。なお、前記複合膜を前記溶液に浸漬する温度は特に制限されず、室温以上で行っても良いし、室温よりも低い温度で行っても構わない。 As a specific method of the post-treatment, for example, a solution containing the compound or its precursor at a desired concentration is prepared, and the composite film is immersed in the solution at a temperature higher than room temperature, and a desired time elapses. A method of lifting the composite film later, washing the excess solution with an alcohol solution, and drying at a temperature at which the conductive additive does not deteriorate can be mentioned. The temperature at which the composite film is immersed in the solution is not particularly limited, and may be performed at room temperature or higher, or may be performed at a temperature lower than room temperature.
四塩化チタンを含む前記溶液の濃度、浸漬温度、浸漬時間としては、例えば、10〜100mM、50〜90℃、10〜60分の浸漬条件が挙げられる。
PTAを含む前記溶液の濃度、浸漬温度、浸漬時間としては、例えば1〜5質量%、40〜80℃、10〜60分の浸漬条件が挙げられる。
TTIPを含む前記溶液の濃度、浸漬温度、浸漬時間としては、例えば1〜5質量%、20〜40℃、10〜60分の浸漬条件が挙げられる。
Examples of the concentration, immersion temperature, and immersion time of the solution containing titanium tetrachloride include immersion conditions of 10 to 100 mM, 50 to 90 ° C., and 10 to 60 minutes.
Examples of the concentration, immersion temperature, and immersion time of the solution containing PTA include immersion conditions of 1 to 5% by mass, 40 to 80 ° C., and 10 to 60 minutes.
Examples of the concentration, immersion temperature, and immersion time of the solution containing TTIP include immersion conditions of 1 to 5% by mass, 20 to 40 ° C., and 10 to 60 minutes.
前記溶液の溶媒は、前記化合物又はその前駆体を溶解できる溶媒であれば特に制限されず、例えば、水、アルコール等が挙げられる。前記溶液のpHは、コーティングに必要な反応に応じて、適宜、酸性又はアルカリ性に調整してもよい。 The solvent of the solution is not particularly limited as long as it can dissolve the compound or its precursor, and examples thereof include water and alcohol. The pH of the solution may be adjusted to acidic or alkaline as appropriate according to the reaction required for coating.
前記乾燥の条件としては、例えば、100〜130℃で10〜40分程度が挙げられる。
前記乾燥における雰囲気は特に制限されず、空気雰囲気でもよいし、不活性ガス雰囲気でもよい。また、減圧しながら乾燥する真空乾燥法を適用してもよい。
Examples of the drying conditions include 100 to 130 ° C. and about 10 to 40 minutes.
The atmosphere in the drying is not particularly limited, and may be an air atmosphere or an inert gas atmosphere. Moreover, you may apply the vacuum drying method dried while reducing pressure.
《複合膜》
本発明の第二実施形態の複合膜は、第一実施形態の複合膜の製造方法により基材上に形成された複合膜である。また、当該複合膜の製造過程において焼成処理が不要であるため、前記導電助剤が本来有する特性が複合膜の性質として充分に反映されている。前記導電助剤として、当該複合膜中に一緒に含まれる前記無機半導体の導電性を向上させる材料を用いることにより、優れた導電性を有する複合膜が得られる。このような複合膜を光電極の半導体層として用いることにより、本発明の複合膜を備えた光電極及び色素増感太陽電池は、優れた光電変換効率を有する。
<Composite membrane>
The composite membrane of the second embodiment of the present invention is a composite membrane formed on a substrate by the composite membrane production method of the first embodiment. In addition, since the baking treatment is unnecessary in the manufacturing process of the composite film, the characteristics inherent to the conductive auxiliary agent are sufficiently reflected as the properties of the composite film. By using a material that improves the conductivity of the inorganic semiconductor included in the composite film as the conductive aid, a composite film having excellent conductivity can be obtained. By using such a composite film as the semiconductor layer of the photoelectrode, the photoelectrode and the dye-sensitized solar cell provided with the composite film of the present invention have excellent photoelectric conversion efficiency.
第二実施形態の複合膜の用途は、光電極に限られず、前記無機半導体及び前記導電助剤の物理的特性又は化学的特性を利用した用途に広く適用できる。 The use of the composite film of the second embodiment is not limited to the photoelectrode, but can be widely applied to uses utilizing the physical characteristics or chemical characteristics of the inorganic semiconductor and the conductive additive.
《光電極》
本発明の第三実施形態の光電極は、第二実施形態の複合膜に増感色素を吸着させた光電極である。増感色素の種類は特に制限されず、従来公知の色素が適用できる。すなわち、第一実施形態の製造方法の各工程に、複合膜に色素を吸着させる工程を加えることにより、第三実施形態の光電極を製造方法することができる。第三実施形態において、複合膜は透明導電基板上に形成されていることが好ましい。
複合膜に色素を吸着させる方法としては、形成した複合膜を色素溶液に浸漬させる方法の他、予め色素を吸着させた前記複合微粒子を基材に吹き付ける方法が例示できる。
<< Photoelectrode >>
The photoelectrode of the third embodiment of the present invention is a photoelectrode in which a sensitizing dye is adsorbed on the composite film of the second embodiment. The kind of sensitizing dye is not particularly limited, and conventionally known dyes can be applied. That is, the photoelectrode of the third embodiment can be produced by adding a step of adsorbing the dye to the composite film to each step of the production method of the first embodiment. In the third embodiment, the composite film is preferably formed on a transparent conductive substrate.
Examples of the method of adsorbing the dye on the composite film include a method of immersing the formed composite film in a dye solution and a method of spraying the composite fine particles on which the dye has been adsorbed in advance onto a substrate.
第三実施形態の光電極は、第二実施形態の複合膜を用いること以外は、常法により製造することができる。例えば、前記色素を吸着させる工程によって、色素を吸着させた複合膜を基材上に形成し、必要に応じて引き出し配線を複合膜に電気的に接続することにより、第三実施形態の光電極を作製することができる。 The photoelectrode of the third embodiment can be produced by a conventional method except that the composite film of the second embodiment is used. For example, the photoelectrode of the third embodiment is formed by forming a composite film on which the dye is adsorbed on the base material and electrically connecting the lead-out wiring to the composite film as necessary by the step of adsorbing the dye. Can be produced.
《色素増感太陽電池》
本発明の第四実施形態の色素増感太陽電池は、第三実施形態の光電極と、対向電極と、電解液若しくは電解質層とを備えている。電解液は、光電極と対向電極の間において封止材によって封止されていることが好ましい。
《Dye-sensitized solar cell》
The dye-sensitized solar cell according to the fourth embodiment of the present invention includes the photoelectrode according to the third embodiment, a counter electrode, and an electrolytic solution or an electrolyte layer. The electrolytic solution is preferably sealed with a sealing material between the photoelectrode and the counter electrode.
光電極を構成する複合膜が形成された基材として、透明導電膜が表面に形成された樹脂フィルム若しくは樹脂シートを用いることができる。前記樹脂(プラスチック)としては、可視光の透過性を有するものが好ましく、例えばポリアクリル、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリイミド、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアミド等が挙げられる。
これらのなかでは、ポリエステル、特にポリエチレンテレフタレート(PET)が、透明耐熱フィルムとして大量に生産および使用されている。このような樹脂製の基板を用いることにより、薄くて軽いフレキシブルな色素増感太陽電池を製造することができる。
As the substrate on which the composite film constituting the photoelectrode is formed, a resin film or a resin sheet having a transparent conductive film formed on the surface can be used. As the resin (plastic), those having visible light permeability are preferable, and examples thereof include polyacryl, polycarbonate, polyester, polyimide, polystyrene, polyvinyl chloride, and polyamide.
Among these, polyester, particularly polyethylene terephthalate (PET), is produced and used in large quantities as a transparent heat-resistant film. By using such a resin substrate, a thin and light flexible dye-sensitized solar cell can be manufactured.
前記電解液は、従来公知の色素増感太陽電池で使用されている電解液を適用できる。電解液には、酸化還元対(電解質)が溶解されている。電解液には、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、フィラーや増粘剤などの他の添加剤を含んでいてもよい。 As the electrolytic solution, an electrolytic solution used in a conventionally known dye-sensitized solar cell can be applied. A redox couple (electrolyte) is dissolved in the electrolytic solution. The electrolyte solution may contain other additives such as fillers and thickeners without departing from the spirit of the present invention.
また、電解液に代えて電解質層(固体電解質層)を適用してもよい。前記電解質層は、電解液と同様の機能を有し、ゲル状又は固体状の何れかの状態である。前記電解質層としては、例えば電解液にゲル化剤又は増粘剤を加え、必要に応じて溶媒を除去することにより、電解液をゲル化又は固体化して得たものが適用できる。ゲル状又は固体状の電解質層を用いることにより、色素増感太陽電池から電解液が漏出する虞がなくなる。 Further, an electrolyte layer (solid electrolyte layer) may be applied instead of the electrolytic solution. The electrolyte layer has a function similar to that of the electrolytic solution, and is in a gel or solid state. As the electrolyte layer, for example, a solution obtained by gelling or solidifying the electrolyte solution by adding a gelling agent or a thickener to the electrolyte solution and removing the solvent as necessary can be applied. By using the gel or solid electrolyte layer, there is no possibility of the electrolyte solution leaking from the dye-sensitized solar cell.
前記封止材としては、電解液を電池セル内部に保持できる部材であることが好ましい。このような封止材としては、例えば、従来公知の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等の合成樹脂が適用可能である。 The sealing material is preferably a member that can hold the electrolytic solution inside the battery cell. As such a sealing material, synthetic resins, such as a conventionally well-known thermoplastic resin and a thermosetting resin, are applicable, for example.
第四実施形態の色素増感太陽電池は、第三実施形態の光電極を用いること以外は、常法により製造することができる。例えば、前記光電極と前記対向電極の間に前記電解液若しくは電解質を配置して封止し、必要に応じて引き出し配線を光電極及び/又は対向電極に電気的に接続することにより、第四実施形態の色素増感太陽電池を作製することができる。 The dye-sensitized solar cell of the fourth embodiment can be manufactured by a conventional method except that the photoelectrode of the third embodiment is used. For example, the electrolyte solution or the electrolyte is disposed between the photoelectrode and the counter electrode and sealed, and if necessary, the lead-out wiring is electrically connected to the photoelectrode and / or the counter electrode. The dye-sensitized solar cell of the embodiment can be manufactured.
前記対向電極として、例えば、前記光電極の基材としても使用し得るPENやPET等の樹脂基板又はガラス基板の表面に、導電性を付与するITO膜又はFTO膜を成膜し、更にその上に白金等の触媒層が成膜された構成を有する対向電極が挙げられる。 As the counter electrode, for example, an ITO film or an FTO film that imparts conductivity is formed on the surface of a resin substrate or glass substrate such as PEN or PET that can also be used as a base material of the photoelectrode, and further thereon And a counter electrode having a structure in which a catalyst layer of platinum or the like is formed.
次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。 EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited by these examples.
[実施例1〜8、比較例1〜3]
無機半導体からなる微粒子として、平均粒子径が約20nmのアナターゼ型TiO2粒子(日本エアロジル社製;商品名:P25)を用いた。表1に示すように、このTiO2粒子に各導電助剤(炭素系材料)の粉末を加え、攪拌して混合した混合粉体を得た。各混合粉体の総質量に対する各導電助剤の含有比率は0.2質量%に調節した。
なお、比較例1では導電助剤を用いず、前記TiO2粒子だけの粉末を製膜に使用した。
[Examples 1-8, Comparative Examples 1-3]
As fine particles comprising an inorganic semiconductor, anatase TiO 2 particles having an average particle diameter of about 20 nm (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd .; trade name: P25) were used. As shown in Table 1, powder of each conductive additive (carbon-based material) was added to the TiO 2 particles, and mixed powder was obtained by stirring and mixing. The content ratio of each conductive additive to the total mass of each mixed powder was adjusted to 0.2% by mass.
In Comparative Example 1, a conductive auxiliary agent was not used and a powder of only the TiO 2 particles was used for film formation.
前記粉体を吹き付ける基材として、あらかじめITO(スズドープ酸化スズ)がPEN基板に製膜されたITO−PEN基板を用い、図1に記載の成膜装置60を使用して複合膜を製膜した。
具体的には、製膜室51内において、10mm×0.5mmの長方形の開口部を持つノズル52からITO−PEN基板に対して、各実施例及び比較例の混合粉体を個別の前記基材に吹き付けた。搬送ガスであるO2又はN2をボンベ55から搬送管56へ供給し、その流速をマスフロー制御器57で調整した。吹き付け用の複合微粒子(前記混合粉体)をエアロゾル発生器58に装填し、搬送ガスに分散させて、解砕器59および分級器61へ搬送し、ノズル52から基材53へ噴射した。製膜室51には真空ポンプ62が接続されており、製膜室内を陰圧にした。ノズル52における搬送速度は5mm/secとした。
As a base material for spraying the powder, an ITO-PEN substrate in which ITO (tin-doped tin oxide) was previously formed on a PEN substrate was used, and a composite film was formed using the
Specifically, in the
表1に示す雰囲気は製膜室内の雰囲気である。前記製膜室内の雰囲気は前記搬送ガスによって維持されている。表1に示す温度は製膜室内の温度又は焼成温度である。表1に示す製膜方法の「印刷焼成」は、11重量%のTiO2粒子が含有された市販のペースト(ソラロニクス社製、商品名:T/SPペースト)に、カーボンナノチューブがTiO2粒子の全重量(100重量部)に対して0.2重量%(即ち、0.2重量部)で添加されたペーストを調製し、そのペーストを所定の膜厚となるように前記基板上にドクターブレード法により塗布した後、表1の温度で30分焼成することにより多孔質の複合膜を製膜する方法である。 The atmosphere shown in Table 1 is the atmosphere in the film forming chamber. The atmosphere in the film forming chamber is maintained by the carrier gas. The temperature shown in Table 1 is the temperature in the film forming chamber or the firing temperature. The “printing and firing” of the film forming method shown in Table 1 is performed by using a commercially available paste (manufactured by Solaronics, trade name: T / SP paste) containing 11% by weight of TiO 2 particles and carbon nanotubes containing all TiO 2 particles. A paste added in an amount of 0.2% by weight (ie, 0.2 parts by weight) with respect to the weight (100 parts by weight) is prepared, and the paste is formed on the substrate so that the paste has a predetermined film thickness. After the coating, the porous composite film is formed by baking at the temperature shown in Table 1 for 30 minutes.
表1に示す導電助剤は何れも炭素系材料であり、その炭素含有率は何れも約100%である。表1に示すカーボンナノチューブ、グラファイト、フラーレン及びグラフェンは何れもN型半導体であり、TiO2粒子もN型半導体である。 All the conductive assistants shown in Table 1 are carbon-based materials, and the carbon content thereof is about 100%. Carbon nanotubes, graphite, fullerene, and graphene shown in Table 1 are all N-type semiconductors, and TiO 2 particles are also N-type semiconductors.
表1に示す後処理は、前記粉体の吹き付けによって得られた複合膜(製膜体)に対して、表1に示す化合物を含む溶液に浸漬する後処理の有無を表す。 The post-treatment shown in Table 1 indicates the presence or absence of post-treatment in which the composite film (film-formed body) obtained by spraying the powder is immersed in a solution containing the compound shown in Table 1.
実施例6においては、実施例2の複合膜が製膜された基板を50mMの四塩化チタン(TiCl4)水溶液に70℃で30分浸漬した後、この基板をエタノールで洗浄し、120℃で30分乾燥させる後処理を行った。 In Example 6, the substrate on which the composite film of Example 2 was formed was immersed in a 50 mM aqueous solution of titanium tetrachloride (TiCl 4 ) at 70 ° C. for 30 minutes, and then the substrate was washed with ethanol and then washed at 120 ° C. The post-process which dried for 30 minutes was performed.
実施例7においては、実施例2の複合膜が製膜された基板を1.8質量%のペルオキソチタン酸(PTA)水溶液に60℃で30分浸漬した後、この基板をエタノールで洗浄し、120℃で30分乾燥させる後処理を行った。 In Example 7, the substrate on which the composite film of Example 2 was formed was immersed in a 1.8 mass% peroxotitanic acid (PTA) aqueous solution at 60 ° C. for 30 minutes, and then the substrate was washed with ethanol. The post-process which dried at 120 degreeC for 30 minutes was performed.
実施例8においては、実施例2の複合膜が製膜された基板を1.8質量%のチタンイソプロポキシド(TTIP)エタノール溶液に30℃で30分浸漬した後、この基板をエタノールで洗浄し、120℃で30分乾燥させる後処理を行った。 In Example 8, the substrate on which the composite film of Example 2 was formed was immersed in a 1.8% by mass titanium isopropoxide (TTIP) ethanol solution at 30 ° C. for 30 minutes, and then the substrate was washed with ethanol. Then, post-treatment was performed by drying at 120 ° C. for 30 minutes.
このように製膜して得られた多孔質の複合膜について、その外観を目視観察により評価した。その結果を表2に示す。実施例1〜8及び比較例1の複合膜は、前記基板が変形する等の損傷を受けることなく、良好に形成されていた(○)。一方、比較例2及び3の複合膜は、前記基板が焼成によって大きく変形し、複合膜の状態も不良であった(×)。
製膜して得られた各複合膜の膜厚(単位:μm)を表2に示す。
The appearance of the porous composite film obtained by film formation in this way was evaluated by visual observation. The results are shown in Table 2. The composite films of Examples 1 to 8 and Comparative Example 1 were well formed without being damaged such as deformation of the substrate (◯). On the other hand, in the composite films of Comparative Examples 2 and 3, the substrate was greatly deformed by firing, and the state of the composite film was poor (×).
Table 2 shows the film thickness (unit: μm) of each composite film obtained by film formation.
各複合膜を光電極として用いた色素増感太陽電池を以下のように作製した。
アセトニトリルとtert-ブタノールの1:1の混和液に増感色素N719を0.3mMの濃度で溶解した色素溶液中に、製膜した各複合膜(面積:0.4cm×0.4cm)を備えた前記基板を20時間浸漬させて、各複合膜に色素を吸着させることにより光電極を得た。
A dye-sensitized solar cell using each composite film as a photoelectrode was produced as follows.
Each composite membrane (area: 0.4 cm x 0.4 cm) formed in a dye solution prepared by dissolving sensitizing dye N719 at a concentration of 0.3 mM in a 1: 1 mixture of acetonitrile and tert-butanol The substrate was immersed for 20 hours, and a dye was adsorbed to each composite film to obtain a photoelectrode.
上記方法で作製した光電極と白金製の対向電極とを厚さ30μmの樹脂性ガスケット(セパレーター)(商品名:ハイミラン)を介して重ね合せてクリップ止めし、両電極間に、電解液を注入することにより色素増感太陽電池を組み立てた。なお、前記対向電極は、ポリエチレンナフタレート(PEN)基板の表面に白金がコーティングされた構成を有する。 The photoelectrode manufactured by the above method and the platinum counter electrode are overlapped and clipped via a 30 μm thick resin gasket (separator) (trade name: High Milan), and an electrolyte is injected between both electrodes. As a result, a dye-sensitized solar cell was assembled. The counter electrode has a structure in which platinum is coated on the surface of a polyethylene naphthalate (PEN) substrate.
電解液として、0.05M ヨウ素、0.6M ジメチルプロピルイミダゾリウムヨージド、0.1M ヨウ化リチウム、及び0.5M t−ブチルピリジンを、溶媒であるアセトニトリルに溶解して得られた電解液を用いた。 As an electrolytic solution, an electrolytic solution obtained by dissolving 0.05M iodine, 0.6M dimethylpropylimidazolium iodide, 0.1M lithium iodide, and 0.5M t-butylpyridine in acetonitrile as a solvent. Using.
作製したセルの発電性能である、光電変換効率η、短絡電流Isc、開放電圧Voc、曲線因子FFをソーラーシュミレーター(AM1.5)により評価した。その結果を表2に示す。 Photoelectric conversion efficiency η, short circuit current Isc, open circuit voltage Voc, and fill factor FF, which are the power generation performance of the produced cell, were evaluated by a solar simulator (AM1.5). The results are shown in Table 2.
以上の結果から、実施例1〜5の複合膜を用いた色素増感太陽電池は、比較例1の複合膜を用いた色素増感太陽電池よりも光電変換効率に優れていた。 From the above results, the dye-sensitized solar cell using the composite film of Examples 1 to 5 was superior in photoelectric conversion efficiency to the dye-sensitized solar cell using the composite film of Comparative Example 1.
さらに、前記後処理を行った実施例6〜8の複合膜を用いた色素増感太陽電池は、実施例1〜5よりも光電変換効率等の電気特性に優れていた。この理由として、後処理を行った複合膜においては、導電助剤と電解液とが直接接触する面積が低減されているため、導電助材と電解液中イオンとの再結合反応が抑制され、導電助剤の効果を一層促進できたことが推測される。 Furthermore, the dye-sensitized solar cells using the composite films of Examples 6 to 8 that were subjected to the post-treatment were superior to Examples 1 to 5 in electrical characteristics such as photoelectric conversion efficiency. As a reason for this, in the composite film that has been subjected to post-processing, the area where the conductive additive and the electrolytic solution are in direct contact is reduced, so that the recombination reaction between the conductive aid and the ions in the electrolytic solution is suppressed, It is presumed that the effect of the conductive additive could be further promoted.
本発明の複合膜の製造方法によれば、搬送ガスとして酸素ガスを用いた場合にも、吹き付ける導電助剤の酸化劣化を起こさなかった。したがって、導電助剤の酸化劣化を防ぐために、不活性ガス雰囲気にする必要が無く、通常の大気雰囲気においても導電助剤の酸化劣化を起こさずに製膜できることが明らかである。したがって、酸化劣化を起こし易い材料(熱分解材料)を導電助剤として使用することが容易である。 According to the method for producing a composite film of the present invention, even when oxygen gas is used as a carrier gas, the conductive auxiliary agent to be sprayed does not undergo oxidative deterioration. Therefore, it is clear that an inert gas atmosphere is not required to prevent the oxidative deterioration of the conductive additive, and that the film can be formed without causing the oxidative deterioration of the conductive additive even in a normal air atmosphere. Therefore, it is easy to use a material (thermal decomposition material) that easily undergoes oxidative degradation as a conductive additive.
また、本発明の複合膜の製造方法は室温で製膜することができるため、従来の焼成工程を要する製膜方法において使用することができなかった耐熱性の低い基材に対しても製膜することができる。例えば、樹脂シートを基材として用いた場合には、ロールトゥロール方式による大量生産も可能である。 In addition, since the method for producing a composite film of the present invention can be formed at room temperature, it can be formed even on a substrate having low heat resistance, which could not be used in a film forming method that requires a conventional baking process. can do. For example, when a resin sheet is used as a base material, mass production by a roll-to-roll method is also possible.
以上で説明した各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は各実施形態によって限定されることはなく、請求項(クレーム)の範囲によってのみ限定される。 The configurations and combinations thereof in the embodiments described above are examples, and the addition, omission, replacement, and other modifications of the configurations can be made without departing from the spirit of the present invention. Further, the present invention is not limited by each embodiment, and is limited only by the scope of the claims.
本発明に係る複合膜の製膜方法、複合膜、前記複合膜を備えた光電極及び前記光電極を用いた色素増感太陽電池は、太陽電池の分野に広く適用可能である。 The method for producing a composite film according to the present invention, the composite film, the photoelectrode provided with the composite film, and the dye-sensitized solar cell using the photoelectrode are widely applicable in the field of solar cells.
51…製膜室、52…ノズル、53…基材、54…複合微粒子、55…ボンベ、56…搬送管、57マスフロー制御器、58…エアロゾル発生器、59…解砕器、60…製膜装置、61…分級器、62…真空ポンプ、63…基台、71…製膜面、72…基台の載置面(上面)、73…製膜面の反対側の面
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005516371A (en) * | 2002-01-25 | 2005-06-02 | コナルカ テクノロジーズ インコーポレイテッド | Structure and material of dye-sensitized solar cell |
| JP2005339885A (en) * | 2004-05-25 | 2005-12-08 | Electric Power Dev Co Ltd | Oxide film structure and manufacturing method thereof |
| JP2007311137A (en) * | 2006-05-17 | 2007-11-29 | Toyota Motor Corp | Manufacturing method of fuel cell separator and fuel cell separator |
| JP2012515132A (en) * | 2009-01-12 | 2012-07-05 | カウンシル オブ サイエンティフィック アンド インダストリアル リサーチ | High-efficiency dye-sensitized solar cell using TiO2-multiwall carbon nanotube (MWCNT) nanocomposite |
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005516371A (en) * | 2002-01-25 | 2005-06-02 | コナルカ テクノロジーズ インコーポレイテッド | Structure and material of dye-sensitized solar cell |
| JP2005339885A (en) * | 2004-05-25 | 2005-12-08 | Electric Power Dev Co Ltd | Oxide film structure and manufacturing method thereof |
| JP2007311137A (en) * | 2006-05-17 | 2007-11-29 | Toyota Motor Corp | Manufacturing method of fuel cell separator and fuel cell separator |
| JP2012515132A (en) * | 2009-01-12 | 2012-07-05 | カウンシル オブ サイエンティフィック アンド インダストリアル リサーチ | High-efficiency dye-sensitized solar cell using TiO2-multiwall carbon nanotube (MWCNT) nanocomposite |
| JP2012216506A (en) * | 2011-03-30 | 2012-11-08 | Fujifilm Corp | Photoelectric conversion element and photoelectrochemical battery |
| JP2012241244A (en) * | 2011-05-20 | 2012-12-10 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | Film-formed body, photoelectrode provided with the film-formed body, and dye-sensitized solar cell provided with the photoelectrode |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2025030588A1 (en) * | 2023-08-10 | 2025-02-13 | 重庆太蓝新能源有限公司 | Preparation method for composite electrode sheet containing solid-state electrolyte layer, and composite electrode sheet, preparation method for solid-state battery, and solid-state battery |
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