[发明专利]光电转换元件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池那样的光电转换元件，尤其涉及光电转换元件的制造方法。

背景技术

一般来说，色素敏感型太阳能电池等光电转换元件由电极、对电极、以及夹在两电极之间的电解质液而构成，其中，上述电极是在玻璃板等透明基板上形成透明导电膜并用光敏色素对其进行染色而成的，上述对电极是在对电极用基板上形成透明导电膜而成的。

色素敏感型太阳能电池利用阳光等光能从电极上的光敏色素激励电子，但并不是所有的光敏色素都接受光能，也存在原样透过电极的光能。

为此，提出有如下色素敏感型太阳能电池：通过夹着光透射性绝缘基板而层叠至少两层的光电转换层，透射过电极的光能也有助于发电，从而使每单位面积的发电量增大，其中，该至少两层的光电转换层是由电极层、由吸收了光敏色素的金属氧化物构成的半导体层、电解质层、以及电极层依次层叠而成(参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开平11-273753号公报

发明内容

但是，在上述的色素敏感型太阳能电池中，由于光电转换层间的绝缘部件一侧的电极(正极)向后级的光电转换层传送光能，因此由具有透射性的导电层构成是不可缺少的。这些导电层是在透明玻璃基板的一面上形成掺杂了氟的氧化锡层而构成的，但是由于这些导电层被包含碘等腐蚀性物质的电解质液所漂白，因此有腐蚀这样的问题。

为此，本发明提供一种没有上述那样的腐蚀问题并能增大每单位面积的发电量的色素敏感型太阳能电池及其制造方法。

本发明的光电转换元件其特征在于：呈对置状配置有两片电极，该两片电极是通过隔着透明导电膜将用光敏色素进行了染色的光催化膜形成在透明基板的一面上而构成的；在上述两片电极之间配置有对电极，上述对电极是通过隔着覆盖对电极用基板的两面的非开口部整体的导电性粘接剂层来设置对该基板表面实质上垂直取向的刷状碳纳米管而构成的，上述对电极用基板具有多个开口部。

在基于本发明的光电转换元件中，优选为上述电极是通过在透明基板上的透明导电膜上使相对于基板面实质上垂直设置的刷状碳纳米管担持光催化粒子并用光敏色素对该光催化粒子进行染色而构成的。

优选为上述电极是通过在透明基板上的透明导电膜上形成由碳纳米管粒子和光催化粒子的混合物构成的光催化膜并用光敏色素对该光催化膜进行染色而构成的。

优选为上述电极与上述对电极的刷状碳纳米管相接触。

本发明的光电转换元件的制造方法，其特征在于：通过隔着透明导电膜将用光敏色素进行了染色的光催化膜形成在透明基板的一面上来构成电极，将所得到的两片电极呈对置状配置，在上述两片电极之间配置对电极，该对电极通过隔着覆盖具有多个开口部的对电极用基板的两面的非开口部整体的导电性粘接剂层来设置对该基板表面实质上垂直取向的刷状碳纳米管而构成。

在本发明的光电转换元件的制造方法中，优选为在透明基板的一面上形成透明导电膜，将另外形成的刷状碳纳米管转印到该透明导电膜上以使其对基板面实质上垂直取向，使该碳纳米管担持光催化粒子，并用光敏色素对该光催化粒子进行染色，从而构成上述电极。

另外，优选为在透明基板上形成透明导电膜，在该透明导电膜上形成由碳纳米管粒子和光催化粒子的混合物构成的光催化膜，并用光敏色素对该光催化膜进行染色，从而构成上述电极。

优选为，当在上述透明导电膜上形成由碳纳米管粒子和光催化粒子的混合物构成的光催化膜时，将包含上述混合物的糊剂涂敷在透明导电膜上并使其干燥。此时，优选为在将上述糊剂涂敷在透明导电膜上时，在透明导电膜和与其相对的电极之间形成了静电场的状态下进行涂敷。

在本发明中，上述电极的透明基板可以是玻璃板、塑料板等。上述电极的透明导电膜例如可以为包含添加了锡的氧化铟锡(Indium Tin Oxid：ITO)、添加了氟的氧化锡(Fluorine doped Oxide：FTO)、二氧化锡(SnO₂)等导电性金属氧化物的薄膜。

光敏色素可以是例如具有含有联吡啶结构、三联吡啶结构等配位基的钌配位化合物或铁配位化合物、卟吩类或酞菁类的金属配位化合物、进而曙红、罗丹明、部花青素、香豆素等有机色素。

光催化剂可以是二氧化钛(TiO₂)、二氧化锡(SnO₂)、三氧化钨(WO₃)、氧化锌(ZnO)、五氧化二铌(Nb₂O₅)等的金属金属氧化物。

对电极用基板有铝、铜、锡等的金属片构成。