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PHOTOELECTRIC CONVERSION ELEMENT

Patent code P110004952
Posted date Aug 18, 2011
Application number P2005-271367
Publication number P2007-087611A
Patent number P5109111
Date of filing Sep 20, 2005
Date of publication of application Apr 5, 2007
Date of registration Oct 19, 2012
Inventor
  • (In Japanese)川野 竜司
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人横浜国立大学
Title PHOTOELECTRIC CONVERSION ELEMENT
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photoelectric conversion element prevented from liquid leakage, excellent in durability.
SOLUTION: The photoelectric conversion element has an acting electrode for taking out electron released by a photoelectric effect outward, a counter-electrode arranged in opposition to the acting electrode, and a solid electrolyte arranged between the acting electrode and the counter-electrode. The solid electrolyte contains one or more kinds selected from a group of ammonium, phosphonium and sulfonium at a primary chain or a side chain of the polymer as a cation structure, and contains an ionic polymer having halide ion and/or polyhalide as a counter anion of the cation structure. The counter electrode contains one or more kinds selected from a group of polypyrrol, polythiophene, polyaniline, and derivatives thereof as electrode active material.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

近年、低コストな太陽電池として、色素増感型太陽電池の開発が進んでいる。この太陽電池は、光増感色素を吸着した酸化チタンを透明電極に担持させ、この透明電極を電解質を介して対極と対向配置して構成されている。そして、色素が光エネルギーを吸収して電子を放出すると、電子が酸化チタンを経由して透明電極に移動し、透明電極と対極との間に起電力が生じる。電解質にはI-/I3-などの酸化還元対が含まれ、透明電極から対極を経由して移動した電子は、I3-をI-に還元する。一方、還元されたI-は、電子を放出した色素に電子を与えて再びI3-に酸化されるサイクルを繰り返す。

色素増感型太陽電池の電解質としては、従来、有機溶媒やイオン性液体が用いられたが、有機溶媒は長期使用によって揮発するので、太陽電池の寿命の点で劣るという問題がある。又、不揮発性のイオン液体の場合も、液状であるために液漏れの問題があり、液が漏れると同様に太陽電池の寿命を低下させる。

そこで、本発明者らは、上記電解質としてイオン性ポリマーを用いる技術を報告している(例えば、特許文献1参照)。一方、上記対極として、従来はPt電極が通常用いられるが、コスト低減の観点から、ポリピロールやポリチオフェンを電極活物質に用いる技術が開示されている(例えば、特許文献2、3参照)。

【特許文献1】
国際公開第2004/112184号パンフレット
【特許文献2】
Yasuteru Saito, 他2名、Chemistry Letters, 2002, p.1060-1061
【特許文献3】
特開2003-313317号公報

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、例えば色素増感型太陽電池等の光電変換素子に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
色素を吸着した酸化物半導体多孔質膜を担持して光電効果により放出された電子を外部に取出すための作用極と、前記作用極に対向配置された対極と、前作用電極と前記対極との間に設けられる固体電解質とを備え、色素増感太陽電池を構成する光電変換素子であって、
前記固体電解質は、高分子の主鎖又は側鎖に、アンモニウム、ホスホニウム、及びスルホニウムの群から選ばれる1種以上をカチオン構造として含み、前記カチオン構造の対アニオンとしてハロゲン化物イオンおよび/またはポリハロゲン化物を有するイオン性ポリマーを含有し、
前記対極はポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン及びそれらの誘導体の群から選ばれる1種以上からなる電極活物質を透明電極上に塗布して形成され
前記作用極上に前記固体電解質を充填した後、前記対極を前記固体電解質上に載置し、接着剤を用いずに前記作用極と前記対極とを接着して製造されていることを特徴とする光電変換素子。

【請求項2】
 
前記イオン性ポリマーの対アニオンは、前記ハロゲン化物イオン及び前記ポリハロゲン化物をいずれも含み、これらが酸化還元対を形成していることを特徴とする請求項1に記載の光電変換素子。

【請求項3】
 
前記酸化還元対が、I/I3であることを特徴とする請求項2に記載の光電変換素子。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2005271367thum.jpg
State of application right Registered
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