[发明专利]色素增感太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种色素增感太阳能电池(DSC：Dye-sensitized Solar Cells)，特别是涉及一种通过混合多种氧化还原电解质制作而成的电解质来实现电压提高，从而提高色素增感性能的色素增感太阳能电池。

背景技术

近年来，DSC作为廉价且高性能的太阳能电池而受到关注。DSC是瑞士洛桑(Suisse Lausanne)工科大学的Graetzel所开发的，通过使用表面搭载着增感色素的氧化钛，而具有光电转换效率高，制造成本便宜等优点，因此期待作为下一代太阳能电池。

DSC包括：工作电极，具有表面搭载着增感色素的多孔质氧化钛层；对电极，与工作电极的氧化钛层相对而配置；以及电解质溶液，填充在工作电极与对电极之间(例如参照专利文献1)。

已经揭示了通过将表面搭载着增感色素的多孔质氧化物半导体层的透明电极侧的表面设为凹凸结构而增大表面积，从而可获得更多的光，其结果，能够提高光电转换效率的DSC的工作电极及包含该工作电极的DSC以及DSC的工作电极的制造方法(例如参照专利文献2)。

而且，也已经揭示了在以往的DSC的构成中，通过在透明基板的未设置透明电极一侧的表面形成抗反射膜而能够提高光电转换效率的DSC(例如参照专利文献3)。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开平11-135817号公报

专利文献2：日本专利特开2007-115514号公报

专利文献3：日本专利特开2003-123859号公报

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过混合电解液的多种氧化还原电解质制作而成的电解质来实现电压提高，从而提高性能的色素增感太阳能电池。

根据本发明的一形态，提供一种色素增感太阳能电池，包括：第一基板；第一电极，设置在所述第一基板上；多孔质半导体层，配置在所述第一电极上；以及电荷输送层，与所述多孔质半导体层接触，且具有溶剂和多种氧化还原电解质。

根据本发明的其他形态，提供一种色素增感太阳能电池，包括：第一基板；第一电极，配置在所述第一基板上；多孔质半导体层，配置在所述第一电极上，且包含半导体微粒和色素分子；电解液，与所述多孔质半导体层接触，且将氧化还原电解质溶解在溶剂中而成；第二电极，与所述电解液接触；第二基板，配置在所述第二电极上；以及密封剂，配置在所述第一基板与所述第二基板之间，且将所述电解液密封；所述氧化还原电解质包含混合多种氧化还原电解质制作而成的电解质。

根据本发明，可以提供一种通过混合电解液的多种氧化还原电解质制作而成的电解质来实现电压提高，从而提高性能的色素增感太阳能电池。

附图说明

图1是第一实施方式的色素增感太阳能电池的模式性截面结构图。

图2是图1的多孔质半导体层的半导体微粒的模式性结构图。

图3是第一实施方式的色素增感太阳能电池的工作原理说明图。

图4是第一实施方式的色素增感太阳能电池基于电解液中的电荷交换反应的工作原理说明图。

图5是在第一实施方式的色素增感太阳能电池中，多孔质半导体层(12)/色素分子(32)/电解液(14)间的势能图表。

图6是在第一实施方式的色素增感太阳能电池中，色素分子(32)/电解液(14)间的势能图表，是图5的J部分的放大图。

图7是在第一实施方式的色素增感太阳能电池中，表示开放端电压Voc与LiBr投入量[LiI投入量]的关系的图。

图8是在第一实施方式的色素增感太阳能电池中，表示短路电流密度Jsc与LiBr投入量[LiI投入量]的关系的图。

图9是在第一实施方式的色素增感太阳能电池中，表示将LiBr投入量[LiI投入量]作为参数的电流密度与电压的关系的图。

图10是在第一实施方式的色素增感太阳能电池中，表示最大发电量与LiBr投入量[LiI投入量]的关系的图。

图11是在第一实施方式的色素增感太阳能电池中，表示短路电流密度Jsc与TBABr浓度的关系的图。

图12是在第一实施方式的色素增感太阳能电池中，表示开放端电压Voc与TBABr浓度的关系的图。

图13是第二实施方式的色素增感太阳能电池的模式性截面结构图。

图14是第二实施方式的色素增感太阳能电池的模式性平面图案构成图。

图15是沿着图14的I-I线的模式性截面结构图。