[发明专利]光电化学器件

说明书

技术领域

本发明涉及利用光的照射来分解水的光电化学器件。

背景技术

历来，已知有通过向光半导体照射光而使水分解成氢和氧的技术。

例如在专利文献1中公开有一种技术，其通过将彼此对置的光半导体电极与对向电极配置在电解液中，对光半导体电极的表面照射光，使氢或氧从各电极的表面发生。

另外，在专利文献2中，公开有一种具有在导体的圆筒的外面设有光半导体层、且在内面设有反电极的反应筒的水的光分解装置。该装置具有的结构是，将所生成的氢和氧在利用反应筒的内侧区域和外侧区域下彼此分离。在该装置中，光半导体层和反电极被设于同一导体上，不需要用导线等将光半导体层和反电极进行电连接，因此能够抑制电阻损耗等。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：特开昭51-123779号公报

专利文献2：特开平4-231301号公报

然而，如果是专利文献1所公开的这种仅仅将彼此对置的光半导体电极与对向电极配置在电解液中的结构，则将生成的氢和氧彼此分离有困难。为了解决这一课题，在对向的电极间设有将生成的氢和氧彼此分离的离子交换体的结构、或者专利文献2的装置这样的结构被利用。

利用太阳光作为照射到光半导体上的光时，必须使光半导体与太阳光对向地配置。这时，如果是使光半导体电极和反电极对向的结构，则电极的表面之中的与太阳光对向的面相反侧的面由所生成的氢或氧被覆。由此，就存在水和电极的接触面积降低、且氢的发生效率降低这样的课题。另外，如专利文献2的装置，如果是在导体的圆筒的外面设有光半导体(光半导体电极)、在内面设有极的结构，若使光半导体电极面与太阳光对向，则虽然在光半导体电极面生成的氢或氧从光半导体电极面放出，但在圆筒内部的反电极表面生成的氧或氢会被覆反电极表面而难以被放出。因此，这样的结构具有的课题是，水和反电极的接触面积降低，氢的发生效率降低。

发明内容

因此，本发明其目的在于，提供一种光电化学器件，其通过能够将发生的氢和氧分离回收、且抑制所发生的气体被覆电极表面，而使氢的发生效率提高。

本发明的光电化学器件，是利用光的照射来分解水而使氢发生的光电化学器件，其中，具有：

导电基板；

第一电极，其配置在所述导电基板的第一主面上，且含有光半导体；

第二电极，其配置在所述导电基板的所述第一主面上的、且未配置有所述第一电极的区域；

电解液，其与所述第一电极的表面和所述第二电极的表面接触，且含有水；

隔壁，其将所述第二电极的表面的上部区域从所述第一电极的表面的上部区域分离，且按照沿着在所述第二电极的表面发生的气体的移动方向延长的方式设置，并由使离子透过且抑制气体透过的材料形成；

容器，其收容所述导电基板、所述第一电极、所述第二电极、所述电解液和所述隔壁。

在本发明的光电化学器件中，第一电极和第二电极被配置在导电基板的同一面上。一般来说，光电化学器件为了提高光的利用效率，都会使含有光半导体的第一电极在与太阳光等的光对向的方向上设置。本发明的光电化学器件如此设置时，第一电极的表面和第二电极的表面都在仰向的方向配置。这种情况下，在第一电极的表面和第二电极的表面发生的气体在浮力的作用下，能够很容易地从第一电极和第二电极的表面脱离，因此不会附着在第一电极的表面和第二电极的表面而被覆这些表面。如此根据本发明的结构，所生成的气体不会妨碍第一电极的表面和第二电极的表面与电解液的接触，因此能够长期地保持初期的水分解效率，能够抑制氢的发生效率的降低。另外，因为第一电极和第二电极被配置在导电基板的同一主面上，所以光不会被第二电极遮挡而能够照射第一电极，而且，由于两极被导电基板电连接，所以也能够抑制电阻损耗。由此，能够提高水的光分解的量子效率和太阳光的利用效率。另外，因为第一电极的上部区域与第二电极的上部区域被隔壁隔离，所以能够将第一电极的表面发生的气体和在第二电极的表面发生的气体彼此分离回收。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的光电化学器件的结构的概念图。

图2是表示沿图1所示的X面切断了本发明的实施方式的光电化学器件的截面的剖面图。

图3是表示比较例3的光电化学器件的结构的概念图。

具体实施方式

以下，一边参照附图一边详细地说明本发明的实施方式。还有，以下的实施方式是一个示例，本发明不受以下的实施方式限定。

图1是表示本发明的实施方式1的光电化学器件的结构的概念图。另外，将图1所示的光电化学器件的X面的剖面图表示在图2中。