[发明专利]色素敏化型太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种色素敏化型太阳能电池。

背景技术

一般而言，色素敏化型太阳能电池具有电极，上述电极具有作为色素的载体的氧化物半导体，该色素吸收入射的光并受到激发，该被激发的色素将电子注入载体，由此进行光电转换。而且，就此种色素敏化型太阳能电池而言，认为：理论上可期待在有机系太阳能电池中具有高能量转换效率，而且能以低于以往的使用硅半导体的太阳能电池的价格制造，因此成本上非常有利。

色素敏化型太阳能电池的光电转换效率用发电电流与发电电压的乘积表示。作为提高发电电流的方法，研究出了扩大色素的光吸收波长区域的方法和同时使用光吸收波长区域不同的多种色素的方法等。作为色素敏化型太阳能电池中使用的色素，众所周知有钌络合物系色素、花青系色素等有机色素，其中，花青系色素的稳定性比较高而且容易合成，因此进行了各种研究。

例如，专利文献1中公开了一种具有羧酸基作为用于吸附于氧化物半导体电极的锚定基团的花青系色素。

另一方面，公开有一种为了提高发电电压而尝试改变电解质的研究。具体而言，研究了使用(SCN)₂/SCN^-、(SeCN)₂/SeCN^-、钴系电解质等代替因低成本等理由而普遍使用的碘系电解质的技术，公开在非专利文献1、2及专利文献2中。而且，专利文献3中公开了应用了钴系电解质的色素敏化型太阳能电池中使用的色素的研究。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：J.Phys.Chem.B：Appl.Vol.105.2001,6867-6873

非专利文献2：J.Am.Chem.Soc.124.2001,11215-11222

专利文献

专利文献1：US2008236663A1

专利文献2：日本特开2005-353289号公报

专利文献3：日本特开2013-077449号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种光电转换效率和耐久性高的色素敏化型太阳能电池。

用于解决技术问题的手段

本发明人们经过反复深入研究之后发现，当使用非碘系电解质的色素敏化型太阳能电池中使用担载有特定的花青色素的作用电极的情况下，可解决上述问题，从而完成本发明。

即，本发明提供以下的＜1＞～＜5＞。

＜1＞一种色素敏化型太阳能电池，其是使具有色素担载于金属氧化物层的色素担载金属氧化物电极的作用电极与对电极隔着电解质层而相向的色素敏化型太阳能电池，其特征在于：

色素包含花青色素，

电解质层中的电解质包含钴系电解质。

＜2＞根据＜1＞所述的色素敏化型太阳能电池，其特征在于，花青色素是下述通式(1)所示的化合物中的至少一种：

A-Q-A′(1)

pAn^q-

(式中，A表示选自下述组I的(a)～(m)中的基团，A'表示选自下述组II的(a’)～(m’)中的基团，

Q表示构成碳数为1～9的次甲基链且链中可包含环结构的连结基，该次甲基链中的氢原子可用羟基、卤素原子、氰基、-NRR’、芳基、芳烷基或烷基取代，该-NRR’、芳基、芳烷基和烷基可进一步用羟基、卤素原子、氰基或NRR’取代，也可用-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-SO₂-、-NH-、-CONH-、-NHCO-、-N＝CH-或-CH＝CH-中断，

R和R’表示芳基、芳烷基或烷基，

An^q-表示q价的阴离子，q表示1或2，p表示使电荷保持中性的系数)

(式中，环C和环C’表示苯环、萘环、菲环或吡啶环，

R¹和R¹’表示羟基、卤素原子、硝基、氰基、磺酸基、磷酸基、羧酸基、氨基、酰胺基、二茂铁基、碳原子数为6～30的芳基、碳原子数为7～30的芳烷基或碳原子数为1～8的烷基，