(57)【要約】  本発明は、透明基板及び透明基板上に設けられる透明導電膜を有する第１電極と、第１電極に対向する第２電極と、第１電極又は第２電極に設けられる酸化物半導体層と、第１電極及び第２電極の間に設けられる電解質と、酸化物半導体層に吸着される光増感色素と、酸化物半導体層に光増感色素と共に吸着する共吸着剤とを備え、光増感色素が下記式（１）で表される金属錯化合物であり、共吸着剤が、下記式（２）等で表される有機化合物を含む低照度用色素増感太陽電池である。【化１】2012118044.tif 000045（式（１）中、ＭはＲｕを表し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４はそれぞれ独立に一価の陽イオンを表し、Ｒ５及びＲ６はそれぞれ独立にハロゲン基等を表す。）【化２】2012118044.tif 000046（式（２）中、ｎは０〜５の整数を表し、Ｒ７は、π共役構造を有する一価の基等を表す。）
2012118044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板及び前記透明基板上に設けられる透明導電膜を有する第１電極と、
前記第１電極に対向する第２電極と、
前記第１電極又は前記第２電極に設けられる酸化物半導体層と、
前記第１電極及び前記第２電極の間に設けられる電解質と、
前記酸化物半導体層に吸着される光増感色素と、
前記酸化物半導体層に前記光増感色素と共に吸着する共吸着剤と、
を備え、
前記光増感色素が下記式（１）で表される金属錯化合物であり、
前記共吸着剤が、下記式（２）で表される有機化合物、下記式（３）で表される有機化合物、及び下記式（４）で表される有機化合物からなる群より選択される少なくとも１種の有機化合物を含む、
低照度用色素増感太陽電池。
【化１】
2012118044.tif 000039
（式（１）中、ＭはＲｕを表し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４はそれぞれ独立に一価の陽イオンを表し、Ｒ５及びＲ６はそれぞれ独立にハロゲン基、−Ｈ、−ＣＮ、−ＮＣＳ又は−ＮＣＯを表す。）
【化２】
2012118044.tif 000040
（式（２）中、ｎは０〜５の整数を表し、Ｒ７は、π共役構造を有する一価の基、又はステロイド骨格を有する一価の基を表す。）
【化３】
2012118044.tif 000041
（式（３）中、Ｗは炭素原子又はシリコン原子を表し、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３及びＹ４はそれぞれ独立に、水素原子、カルボキシル基、炭素原子数１〜６の置換若しくは無置換のアルコキシ基、又は、炭素原子数３〜２０の置換若しくは無置換の炭化水素基を表し、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３及びＹ４のうち１つは炭素原子数３〜２０の置換若しくは無置換の炭化水素基を表し、残りのうち少なくとも２つは、カルボキシル基、又は、炭素原子数１〜６の置換若しくは無置換のアルコキシ基を表す。）
【化４】
2012118044.tif 000042
（式（４）中、Ｙ５、Ｙ６及びＹ７はそれぞれ独立に、水酸基、又は、炭素原子数３〜２０の置換若しくは無置換の炭化水素基を表し、Ｙ５、Ｙ６及びＹ７のうち１つ又は２つは、炭素原子数３〜２０の置換若しくは無置換の炭化水素基を表し、残りが水酸基を表す。）
【請求項２】
前記式（２）〜（４）で表される有機化合物において、前記式（２）〜（４）で表される有機化合物中のＯＨ基の酸素原子と、その酸素原子から最も遠い原子までの長さが０．７〜３ｎｍである請求項１に記載の色素増感太陽電池。
【請求項３】
前記共吸着剤が、前記式（２）〜（４）で表される有機化合物から選択される２種類の有機化合物を含むか、又は、前記式（２）〜（４）で表される有機化合物から選択される有機化合物と下記式（Ｘ）で表される有機化合物とを含む、請求項１に記載の色素増感太陽電池。
【化５】
2012118044.tif 000043
（式（Ｘ）中、Ａ１〜Ａ３はそれぞれ独立に水素原子又はメチル基を表し、Ａ４は水酸基又はカルボキシル基を表す。）
【請求項４】
前記共吸着剤が、
前記式（２）〜（４）で表される有機化合物のうち、前記式（２）〜（４）で表される有機化合物中のＯＨ基の酸素原子と、その酸素原子から最も遠い原子までの第１長さが０．７〜３ｎｍである第１有機化合物と、
前記式（２）〜（４）及び式（Ｘ）で表される有機化合物のうち、前記式（２）〜（４）又は式（Ｘ）で表される有機化合物中のＯＨ基の酸素原子と、その酸素原子から最も遠い原子までの第２長さが０．１〜０．７ｎｍである第２有機化合物とを含み、
前記第１有機化合物の前記第１長さが、前記第２有機化合物の前記第２長さよりも大きい、請求項３に記載の色素増感太陽電池。
【請求項５】
前記式（２）中のＲ７において、前記π共役構造を有する一価の基が、メロシアニン骨格、フェニル骨格、グアニジン骨格、ピリジルン骨格又はポルフィリン骨格を有する一価の基であり、
前記ステロイド骨格を有する一価の基が下記式（５）で表される一価の基である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の色素増感太陽電池。
【化６】
2012118044.tif 000044
（式（５）中、Ｒ３４、Ｒ３５及びＲ３６はそれぞれ独立に、水素原子又は水酸基を表す。）
【請求項６】
前記式（２）中のＲ７において、前記π共役構造を有する一価の基が、メロシアニン骨格又はグアニジン骨格を有する一価の基である請求項５に記載の色素増感太陽電池。
【請求項７】
前記式（１）中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４のうち少なくとも１つが水素イオンである、請求項１〜６のいずれか一項に記載の色素増感太陽電池。
【請求項８】
前記式（１）中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４のうち少なくとも１つが水素イオンであり、残りが一価のアンモニウム塩である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の色素増感太陽電池。
【請求項９】
前記式（１）中、Ｒ５及びＲ６が−ＮＣＳである請求項７又は８に記載の色素増感太陽電池。
【請求項１０】
前記光増感色素に対する前記共吸着剤のモル比が０．１〜１である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の色素増感太陽電池。
【請求項１１】
前記電解質が、Ｉ−及びＩ３−からなる酸化還元対を含有し、前記電解質中のＩ３−の濃度が０．００６ｍｏｌ／リットル以下である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の色素増感太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低照度用色素増感太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
光電変換素子として、安価で、高い光電変換効率が得られることから色素増感太陽電池が注目されており、色素増感太陽電池に関して種々の開発が行われている。【０００３】
色素増感太陽電池は一般に、作用極と、対極と、作用極と対極とを連結する封止部と、作用極、対極及び封止部によって囲まれるセル空間内に充填される電解質とを備えている。そして、作用極は、透明基板と、その上に設けられる透明導電膜と、透明導電膜の上に設けられる発電層である酸化物半導体層とを有している。【０００４】
近年、色素増感太陽電池は、屋外用太陽電池のみならず、屋内用の各種電子機器用の電源などとしても利用されつつある。【０００５】
しかし、一般的に、屋内などの低照度（１００００ルクス以下）の環境下では、色素増感太陽電池の発生電流及び発生電圧は降下することが知られている。これは、入射する光量が減少するために短絡電流が降下し、発電層である酸化物半導体層及び透明基板上の透明導電膜と電解質との間で発生する漏れ電流のために開放電圧が降下するためである。光電変換効率は、短絡電流及び開放電圧に比例するため、短絡電流や開放電圧が降下すると、光電変換効率も低下する。従って、屋内などの低照度環境下でも短絡電流や開放電圧を向上させることができる色素増感太陽電池が求められている。【０００６】
例えば下記特許文献１では、電解質中のＩ３−の濃度を低下させることによって電解質による入射光の吸収を低減させ、透光性を高めることで短絡電流を増加させることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２５１７３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上記特許文献１に記載の色素増感太陽電池では、低照度環境下においては十分な光電変換特性を有するとは言えなかった。【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、１００００ルクス以下の低照度環境下で優れた光電変換特性を有する低照度用色素増感太陽電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは上記課題を解決するため鋭意検討した結果、低照度環境下では電解質中のＩ３−の濃度を低下させるだけでは十分に光電変換特性を向上させることができないのではないかと考えた。そして、本発明者らは、低照度環境下で光電変換特性を向上させるためには、開放電圧を増加させることが有効であり、そのためには漏れ電流を減少させることが必要であると考えた。そして本発明者らは、酸化物半導体層に吸着される光増感色素に着目して研究を進めた。その結果、酸化物半導体層の表面に吸着している光増感色素の間の何も吸着されていない領域が増えると、その領域で酸化物半導体層から電解質等への電子の移動が起こり易くなり、その結果、漏れ電流が増加するのではないかと考えた。ここで、本発明者らは、Ｎ７１９やＮ３と呼ばれる光増感色素とともに共吸着剤を酸化物半導体層に吸着させることを考えた。しかし、太陽光の強さを表す１ｓｕｎの放射照度下で光電変換効率を測定した際にかなり低い値が得られたことがあった。このことから、低照度環境下ではなおさら低い光電変換効率が得られるものと予想していた。しかしながら、Ｎ７１９やＮ３などの光増感色素とともに、特定の構造を有する共吸着剤を酸化物半導体層に吸着させたところ、意外なことに、低照度環境下では、色素増感太陽電池は、屋外で測定した光電変換効率よりもかなり高い光電変換効率を示すことが判明した。そこで、本発明者らは更に鋭意研究を重ねた結果、特定の構造を有する光増感色素と、その光増感色素と共に酸化物半導体層に吸着する特定の共吸着剤との組合せにより上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。【００１１】
すなわち本発明は、透明基板及び前記透明基板上に設けられる透明導電膜を有する第１電極と、前記第１電極に対向する第２電極と、前記第１電極又は前記第２電極に設けられる酸化物半導体層と、前記第１電極及び前記第２電極の間に設けられる電解質と、前記酸化物半導体層に吸着される光増感色素と、前記酸化物半導体層に前記光増感色素と共に吸着される共吸着剤とを備え、前記光増感色素が下記式（１）で表される金属錯化合物であり、前記共吸着剤が下記式（２）で表される有機化合物、下記式（３）で表される有機化合物、及び下記式（４）で表される有機化合物からなる群より選択される少なくとも１種の有機化合物を含む低照度用色素増感太陽電池である。
【化１】
2012118044.tif 000003
（式（１）中、ＭはＲｕを表し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４はそれぞれ独立に一価の陽イオンを表し、Ｒ５及びＲ６はそれぞれ独立にハロゲン基、−Ｈ、−ＣＮ、−ＮＣＳ又は−ＮＣＯを表す。）
【化２】
2012118044.tif 000004
（式（２）中、ｎは０〜５の整数を表し、Ｒ７は、π共役構造を有する一価の基、又はステロイド骨格を有する一価の基を表す。）
【化３】
2012118044.tif 000005
（式（３）中、Ｗは炭素原子又はシリコン原子を表し、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３及びＹ４はそれぞれ独立に、水素原子、カルボキシル基、炭素原子数１〜６の置換若しくは無置換のアルコキシ基、又は、炭素原子数３〜２０の置換若しくは無置換の炭化水素基を表し、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３及びＹ４のうち１つは炭素原子数３〜２０の置換若しくは無置換の炭化水素基を表し、残りのうち少なくとも２つは、カルボキシル基、又は、炭素原子数１〜６の置換若しくは無置換のアルコキシ基を表す。）
【化４】
2012118044.tif 000006
（式（４）中、Ｙ５、Ｙ６及びＹ７はそれぞれ独立に、水酸基、又は、炭素原子数３〜２０の置換若しくは無置換の炭化水素基を表し、Ｙ５、Ｙ６及びＹ７のうち１つ又は２つは、炭素原子数３〜２０の置換若しくは無置換の炭化水素基を表し、残りが水酸基を表す。）【００１２】
本発明の色素増感太陽電池によれば、光増感色素として上記式（１）で表される光増感色素が用いられる。この光増感色素は、短波長で高い吸収効率を有する。一方、蛍光灯などの屋内の光には短波長の光が多く含まれ、長波長の光はあまり含まれていない。このため、式（１）で表される光増感色素は屋内用色素増感太陽電池の光増感色素として特に適しており、ブラックダイや、側鎖の長いＺ９０７に比べて優れた光電変換特性を実現できる。そして、共吸着剤は、上記式（２）で表される有機化合物、下記式（３）で表される有機化合物、及び、下記式（４）で表される有機化合物からなる群より選択される少なくとも１種の有機化合物を含む。ここで、式（２）で表される有機化合物は、π共役構造を有する一価の基、又はステロイド骨格を有する一価の基を有している。ここで、π共役構造を有する一価の基及びステロイド骨格を有する一価の基はいずれも平面状の形状を有し且つ自由に変形しにくい。また式（３）で表される有機化合物においては、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３及びＹ４のうち１つは炭素原子数３〜２０の置換若しくは無置換の炭化水素基を表し、残りのうち少なくとも２つは、カルボキシル基又はアルコキシ基となっている。この場合、少なくとも２つのカルボキシル基又はアルコキシ基が酸化物半導体層に吸着するため、式（３）で表される有機化合物は、自由に変形しにくくなる。さらに、式（４）で表される有機化合物は、ＰＯ基を有している。ここで、Ｐは、カルボキシル基やアルコキシ基に含まれるＣ（炭素原子）よりも低い電気陰性度を有する。このため、ＰＯ基はイオンになりにくく、酸化物半導体層から脱離しにくい。従って、ＰＯ基は酸化物半導体層にしっかりと吸着する。このため、式（３）で表される有機化合物のように、有機化合物がカルボキシル基等を少なくとも２つ有していなくても、自由に変形しにくい。このように、上記共吸着剤は、酸化物半導体層の表面に吸着される場合に、自由に変形しにくい有機化合物を含む。このため、酸化物半導体層の表面において共吸着剤のために無駄にスペースが必要とされない。従って、光増感色素を酸化物半導体層の表面に十分に吸着させることができる。また共吸着剤は、酸化物半導体層の表面において、光増感色素が吸着していない領域に吸着することが可能となる。酸化物半導体層の表面において光増感色素が吸着していない領域では酸化物半導体層と電解質との間で電子の移動（逆電子移動）が起こり得るところ、本発明では、その領域に共吸着剤が吸着することで、逆電子移動を十分に抑制することができる。その結果、漏れ電流を低下させることができるため、低照度環境下で開放電圧を増加させることが可能となる。よって、本発明の低照度用色素増感太陽電池は、優れた光電変換特性を有することとなる。【００１３】
上記色素増感太陽電池において、前記式（２）〜（４）で表される有機化合物において、前記式（２）〜（４）で表される有機化合物中のＯＨ基の酸素原子（Ｏ）と、その酸素原子（Ｏ）から最も遠い原子との間の長さが０．７〜３ｎｍであることが好ましい。【００１４】
この場合、上記光増感色素の長さは約１．５ｎｍであるため、上記有機化合物の長さが０．７ｎｍ未満である場合に比べて、漏れ電流をより十分に低下させることができる。また、上記有機化合物の長さが３ｎｍを超える場合に比べて電解質から光増感色素への電子の注入が起こりやすくなり、光電変換特性をより向上させることができる。【００１５】
上記色素増感太陽電池において、前記共吸着剤が、前記式（２）〜（４）で表される有機化合物から選択される２種類の有機化合物を含むか、又は、前記式（２）〜（４）で表される有機化合物から選択される有機化合物と下記式（Ｘ）で表される有機化合物とを含むものであってもよい。
【化５】
2012118044.tif 000007
（式（Ｘ）中、Ａ１〜Ａ３はそれぞれ独立に水素原子又はメチル基を表し、Ａ４は水酸基又はカルボキシル基を表す。）【００１６】
ここで、前記共吸着剤は、前記式（２）〜（４）で表される有機化合物から選択される有機化合物のうち、前記式（２）〜（４）で表される有機化合物中のＯＨ基の酸素原子とその酸素原子から最も遠い原子までの第１長さが０．７〜３ｎｍである第１有機化合物と、前記式（２）〜（４）及び式（Ｘ）で表される有機化合物から選択される有機化合物のうち、前記式（２）〜（４）又は式（Ｘ）で表される有機化合物中のＯＨ基の酸素原子とその酸素原子から最も遠い原子までの第２長さが０．１〜０．７ｎｍである第２有機化合物とを含み、前記第１有機化合物の前記第１長さが、前記第２有機化合物の前記第２長さよりも大きいことが好ましい。【００１７】
この場合、第２有機化合物が、第１有機化合物同士の間に入り込み、第１有機化合物同士が会合することをより十分に抑制することが可能となる。【００１８】
前記式（２）中のＲ７において、前記π共役構造を有する一価の基は、メロシアニン骨格、フェニル骨格、グアニジン骨格、ピリジン骨格又はポルフィリン骨格を有する一価の基であり、前記ステロイド骨格を有する一価の基は、下記式（５）で表される一価の基であることが好ましい。
【化６】
2012118044.tif 000008
（式（５）中、Ｒ３４、Ｒ３５及びＲ３６はそれぞれ独立に水素原子又は水酸基を表す。）【００１９】
この場合、漏れ電流をより低下させることができるため、低照度環境下で開放電圧をより増加させることが可能となる。【００２０】
前記式（２）中のＲ７において、前記π共役構造を有する一価の基は、メロシアニン骨格又はグアニジン骨格を有する一価の基であることが好ましい。この場合、漏れ電流をより低下させることができるため、低照度環境下で開放電圧をより増加させることが可能となる。【００２１】
前記式（１）中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４のうち少なくとも１つは水素イオンであることが好ましい。この場合、酸化物半導体層の表面にエステル結合を含むことで、酸化物半導体層への電子注入効率がより高まる。【００２２】
前記式（１）中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４のうち少なくとも１つは水素イオンであり、残りが一価のアンモニウム塩であることが好ましい。この場合、吸光係数がより高まる。【００２３】
前記式（１）中、Ｒ５及びＲ６は−ＮＣＳであることが好ましい。この場合、吸光係数がより高まり、電解質からの電子注入効率がより高まる。【００２４】
上記低照度用色素増感太陽電池において、光増感色素に対する共吸着剤のモル比は、０．１〜１であることが好ましい。【００２５】
光増感色素に対する共吸着剤のモル比が上記範囲内にあると、上記範囲を外れる場合に比べて、漏れ電流をより効果的に低減することができると共に、発電電流をより増加させることができる。【００２６】
上記低照度用色素増感太陽電池において、前記電解質は、Ｉ−及びＩ３−からなる酸化還元対を含有し、前記電解質中のＩ３−の濃度が０．００６ｍｏｌ／リットル以下であることが好ましい。【００２７】
この場合、電子を運ぶＩ３−の濃度が低いため、漏れ電流をより減少させることができ、開放電圧をより増加させることができる。このため、光電変換特性をより向上させることができる。【００２８】
なお、本発明において、「低照度」とは、１００００ルクス以下の照度を言うものとする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、低照度環境下で優れた光電変換特性を有する低照度用色素増感太陽電池が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の低照度用色素増感太陽電池の一実施形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３２】
図１は、本発明の色素増感太陽電池の一実施形態を示す断面図である。
【００３３】
図１に示すように、色素増感太陽電池１００は、低照度の環境下で使用される色素増感太陽電池であり、作用極１０と、作用極１０に対向する対極２０と、作用極１０及び対極２０を連結する環状の封止部３０とを備えており、作用極１０、対極２０及び封止部３０によって形成されるセル空間Ｓには電解質４０が充填されている。
【００３４】
作用極１０は、透明基板１１及び透明基板１１の上に設けられる透明導電膜１２からなる透明導電性基板１５と、透明導電性基板１５の透明導電膜１２の上に設けられる少なくとも１つの酸化物半導体層１３とを有している。酸化物半導体層１３は、封止部３０の内側に配置されている。また酸化物半導体層１３には、光増感色素及び共吸着剤が共に吸着されている。本実施形態では、透明導電性基板１５により第１電極が構成され、対極２０により第２電極が構成されている。
【００３５】
ここで、光増感色素としては、下記式（１）で表される金属錯化合物が用いられる。共吸着剤は、下記式（２）で表される有機化合物、下記式（３）で表される有機化合物、又は、下記式（４）で表される有機化合物を含む。式（２）〜（４）で表される有機化合物はそれぞれ単独で、又は２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【化７】
2012118044.tif 000009
（式（１）中、ＭはＲｕを表し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４はそれぞれ独立に一価の陽イオンを表し、Ｒ５及びＲ６はそれぞれ独立にハロゲン基、−Ｈ、−ＣＮ、−ＮＣＳ又は−ＮＣＯを表す。）
【化８】
2012118044.tif 000010
（式（２）中、ｎは０〜５の整数を表し、Ｒ７は、π共役構造を有する一価の基、又はステロイド骨格を有する一価の基を表す。）
【化９】
2012118044.tif 000011
（式（３）中、Ｗは炭素原子又はシリコン原子を表し、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３及びＹ４はそれぞれ独立に、水素原子、カルボキシル基、炭素原子数１〜６の置換若しくは無置換のアルコキシ基、又は、炭素原子数３〜２０の置換若しくは無置換の炭化水素基を表し、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３及びＹ４のうち１つは炭素原子数３〜２０の置換若しくは無置換の炭化水素基を表し、残りのうち少なくとも２つは、カルボキシル基、又は、炭素原子数１〜６の置換若しくは無置換のアルコキシ基を表す。）
【化１０】
2012118044.tif 000012
（式（４）中、Ｙ５、Ｙ６及びＹ７はそれぞれ独立に、水酸基、又は、炭素原子数３〜２０の置換若しくは無置換の炭化水素基を表し、Ｙ５、Ｙ６及びＹ７のうち１つ又は２つは、炭素原子数３〜２０の置換若しくは無置換の炭化水素基を表し、残りが水酸基を表す。）
【００３６】
対極２０は、導電性基板２１と、導電性基板２１の作用極１０側に設けられて触媒反応を促進する触媒層２２とを備えている。
【００３７】
上述した低照度用色素増感太陽電池１００によれば、光増感色素として上記式（１）で表される光増感色素が用いられる。この光増感色素は、短波長で高い吸収効率を有する。一方、蛍光灯などの屋内の光には短波長の光が多く含まれ、長波長の光はあまり含まれていない。このため、式（１）で表される光増感色素は屋内用色素増感太陽電池の光増感色素として特に適しており、ブラックダイや、側鎖の長いＺ９０７に比べて優れた光電変換特性を実現できる。そして、共吸着剤は、上記式（２）で表される有機化合物、下記式（３）で表される有機化合物、及び下記式（４）で表される有機化合物からなる群より選択される少なくとも１種を含む。ここで、式（２）で表される有機化合物は、π共役構造を有する一価の基、又はステロイド骨格を有する一価の基を有している。ここで、π共役構造を有する一価の基及びステロイド骨格を有する一価の基はいずれも平面状の形状を有し且つ自由に変形しにくい。また式（３）で表される有機化合物においては、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３及びＹ４のうち１つは炭素原子数３〜２０の置換若しくは無置換の炭化水素基を表し、残りのうち少なくとも２つは、カルボキシル基又はアルコキシ基となっている。この場合、少なくとも２つのカルボキシル基又はアルコキシ基が酸化物半導体層１３に吸着するため、式（３）で表される有機化合物は、自由に変形しにくくなる。さらに、式（４）で表される有機化合物は、ＰＯ基を有している。ここで、Ｐは、カルボキシル基やアルコキシ基に含まれるＣ（炭素原子）よりも低い電気陰性度を有する。このため、ＰＯ基はイオンになりにくく、酸化物半導体層１３から脱離しにくい。従って、ＰＯ基は酸化物半導体層１３にしっかりと吸着する。このため、式（３）で表される有機化合物のように、有機化合物がカルボキシル基等を少なくとも２つ有していなくても、自由に変形しにくい。このように、上記共吸着剤は、酸化物半導体層１３の表面に吸着される場合に、自由に変形しにくい有機化合物を含む。このため、酸化物半導体層１３の表面において共吸着剤のために無駄にスペースが必要とされない。従って、光増感色素を酸化物半導体層１３の表面に十分に吸着させることができる。また共吸着剤は、酸化物半導体層１３の表面において、光増感色素が吸着していない領域に吸着することが可能となる。酸化物半導体層１３の表面において光増感色素が吸着していない領域では酸化物半導体層１３と電解質４０との間で電子の移動（逆電子移動）が起こりうるところ、色素増感太陽電池１００では、その領域に共吸着剤が吸着することで、逆電子移動を十分に抑制することができる。その結果、漏れ電流を低下させることができるため、低照度環境下で開放電圧を増加させることが可能となる。よって、低照度用色素増感太陽電池１００は、低照度環境下で優れた光電変換特性を有することとなる。
【００３８】
なお、低照度用色素増感太陽電池１００で用いる光増感色素は、上述したように、短波長で高い吸収効率を有し、ブラックダイや、側鎖の長いＺ９０７に比べて優れた光電変換特性を実現できるものである。一方、蛍光灯などの屋内の光には短波長の光が多く含まれ、長波長の光はあまり含まれていない。このため、低照度用色素増感太陽電池１００は、屋内用色素増感太陽電池として特に好適である。
【００３９】
次に、作用極１０、対極２０、封止部３０、電解質４０、光増感色素及び共吸着剤について詳細に説明する。
【００４０】
（作用極）
作用極１０は、上述したように、透明基板１１と、透明基板１１の上に設けられる透明導電膜１２と、透明導電膜１２の上に設けられる少なくとも１つの酸化物半導体層１３とを有している。
【００４１】
透明基板１１を構成する材料は、例えば透明な材料であればよく、このような透明な材料としては、例えばホウケイ酸ガラス、ソーダライムガラス、白板ガラス、石英ガラスなどのガラス、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）などが挙げられる。透明基板１１の厚さは、低照度用色素増感太陽電池１００のサイズに応じて適宜決定され、特に限定されるものではないが、例えば５０〜１００００μｍの範囲にすればよい。
【００４２】
透明導電膜１２を構成する材料としては、例えばスズ添加酸化インジウム（Indium−Tin−Oxide：ＩＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、フッ素添加酸化スズ（Fluorine−doped−Tin−Oxide：ＦＴＯ）などの導電性金属酸化物が挙げられる。透明導電膜１２は、単層でも、異なる導電性金属酸化物で構成される複数の層の積層体で構成されてもよい。透明導電膜１２が単層で構成される場合、透明導電膜１２は、高い耐熱性及び耐薬品性を有することから、ＦＴＯで構成されることが好ましい。また透明導電膜１２として、複数の層で構成される積層体を用いると、各層の特性を反映させることが可能となることから好ましい。中でも、ＩＴＯで構成される層と、ＦＴＯで構成される層との積層体を用いることが好ましい。この場合、高い導電性、耐熱性及び耐薬品性を持つ透明導電膜１２が実現できる。透明導電膜１２の厚さは例えば０．０１〜２μｍの範囲にすればよい。
【００４３】
酸化物半導体層１３は、酸化物半導体粒子で構成されている。酸化物半導体粒子は、例えば酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化インジウム（Ｉｎ３Ｏ３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化タリウム（Ｔａ２Ｏ５）、酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化ホルミウム（Ｈｏ２Ｏ３）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、酸化セリウム（ＣｅＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）又はこれらの２種以上で構成される。
【００４４】
酸化物半導体層１３の厚さは、例えば０．５〜５０μｍとすればよい。
【００４５】
（対極）
対極２０は、上述したように、導電性基板２１と、導電性基板２１のうち作用極１０側に設けられて対極２０の表面における還元反応を促進する導電性の触媒層２２とを備えるものである。
【００４６】
導電性基板２１は、例えばチタン、ニッケル、白金、モリブデン、タングステン等の耐食性の金属材料や、上述した透明基板１１にＩＴＯ、ＦＴＯ等の導電性酸化物からなる膜を形成したもので構成される。導電性基板２１の厚さは、低照度用色素増感太陽電池１００のサイズに応じて適宜決定され、特に限定されるものではないが、例えば０．００５〜０．１ｍｍとすればよい。
【００４７】
触媒層２２は、白金、炭素系材料又は導電性高分子などから構成される。ここで、炭素系材料としては、カーボンナノチューブが好適に用いられる。
【００４８】
（封止部）
封止部３０としては、例えばアイオノマー、エチレン−ビニル酢酸無水物共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、紫外線硬化樹脂、及び、ビニルアルコール重合体などの樹脂が挙げられる。
【００４９】
（電解質）
電解質４０は例えばＩ−／Ｉ３−などの酸化還元対と有機溶媒とを含んでいる。有機溶媒としては、アセトニトリル、メトキシアセトニトリル、メトキシプロピオニトリル、プロピオニトリル、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジエチルカーボネート、γ−ブチロラクトンなどを用いることができる。酸化還元対としては、例えばＩ−／Ｉ３−のほか、臭素／臭化物イオンなどの対が挙げられる。なお、上記揮発性溶媒にはゲル化剤を加えてもよい。また電解質４０は、イオン液体と揮発性成分との混合物からなるイオン液体電解質で構成されてもよい。イオン液体としては、例えばピリジニウム塩、イミダゾリウム塩、トリアゾリウム塩等の既知のヨウ素塩であって、室温付近で溶融状態にある常温溶融塩が用いられる。このような常温溶融塩としては、例えば１−エチル−３−メチルイミダゾリウム  ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドが好適に用いられる。また揮発性成分としては、上記の有機溶媒や、ＬｉＩ、Ｉ２、４−ｔ−ブチルピリジン、Ｎ−メチルベンゾイミダゾールなどが挙げられる。
【００５０】
なお、電解質４０は、Ｉ−／Ｉ３−からなる酸化還元対を含み、Ｉ３−の濃度が０．００６ｍｏｌ／リットル以下であることが好ましく、０〜６×１０−６ｍｏｌ／リットルであることがより好ましく、０〜６×１０−８ｍｏｌ／リットルであることがさらに好ましい。この場合、電子を運ぶＩ３−の濃度が低いため、漏れ電流をより減少させることができる。このため、開放電圧をより増加させることができるため、光電変換特性をより向上させることができる。
【００５１】
（光増感色素）
光増感色素としては、上述したように、下記式（１）で表される金属錯化合物が用いられる。
【化１１】
2012118044.tif 000013
【００５２】
式（１）中、ＭはＲｕを表し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４はそれぞれ独立に一価の陽イオンを表し、Ｒ５及びＲ６はそれぞれ独立にハロゲン基、−Ｈ、−ＣＮ、−ＮＣＳ又は−ＮＣＯを表す。
【００５３】
一価の陽イオンとしては、水素イオン、一価のアンモニウム塩、及び、ナトリウムイオンなどが挙げられる。
【００５４】
中でも、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４が全て水素イオンであることが好ましい。この場合、光増感色素を容易に合成でき、安価に作れる。
【００５５】
また、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４のうち少なくとも１つが水素イオンであり、残りがアンモニウム塩であってもよい。この場合、吸光係数がより高まる。
【００５６】
アンモニウム塩は、下記式（６）で表される。
【化１２】
2012118044.tif 000014
【００５７】
式（６）中、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０及びＲ１１はそれぞれ独立に、水素原子又は炭素原子数１〜６の置換又は無置換の炭化水素基を表す。
【００５８】
上記炭化水素基は、直鎖状でも分岐状でもよく、上記炭化水素基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基などのアルキル基、ビニル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などのシクロアルキル基、フェニル基又はナフチル基などのアリール基などが挙げられる。置換炭化水素基は、炭化水素基の水素原子を他の置換基に置換したものであり、このような置換基としては、例えば−Ｃｌ、−Ｆ、−Ｉなどのハロゲン基などが挙げられる。
【００５９】
ここで、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０及びＲ１１の全てがブチル基からなる炭化水素基であることが好ましい。この場合、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０及びＲ１１の全てがブチル基でない場合に比べて吸光係数がより高まる。
【００６０】
また式（１）において、Ｒ５及びＲ６のハロゲン基としては、例えば−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ及び−Ｆ等が挙げられるが、中でも−Ｉが好ましい。
【００６１】
Ｒ５及びＲ６は、−ＮＣＳであることが、吸光係数がより高まり、電解質４０からの電子注入効率がより高まることから好ましい。
【００６２】
（共吸着剤）
共吸着剤としては、既に述べたように、例えば下記式（２）で表される有機化合物が用いられる。ここで、有機化合物は非金属原子のみで構成される。
【化１３】
2012118044.tif 000015
【００６３】
式（２）中、ｎは０〜５の整数を表し、Ｒ７は、π共役構造を有する一価の基、又はステロイド骨格を有する一価の基を表す。
【００６４】
上記式（２）中のＲ７において、π共役構造を有する一価の基としては、メロシアニン骨格、フェニル骨格、グアニジン骨格、ピリジン骨格、及びポルフィリン骨格を有する一価の基が挙げられる。
【００６５】
ここで、メロシアニン骨格を有する一価の基は下記式（７）で表される。
【化１４】
2012118044.tif 000016
【００６６】
式（７）中、Ｒ１２は、水素原子、−ＣＮ又は炭素原子数１〜５の炭化水素基を表し、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１６及びＲ１７は水素原子又は炭素原子数１〜５の炭化水素基を表し、Ｒ１５は、炭素原子数１〜５のアルコキシ基で置換されたフェニル基又は下記式（８）で表される。Ｒ１６及びＲ１７は互いに結合して５員環又は６員環を形成してもよい。
【化１５】
2012118044.tif 000017
【００６７】
式（８）中、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３及びＸ４はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数１〜５の炭化水素基を表す。
【００６８】
上記炭化水素基は、直鎖状でも分岐状でもよく、上記炭化水素基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基などのアルキル基、ビニル基、シクロペンチル基などのシクロアルキル基、フェニル基又はナフチル基などのアリール基などが挙げられる。置換炭化水素基は、炭化水素基の水素原子を他の置換基に置換したものであり、このような置換基としては、例えば−Ｃｌ、−Ｆ、−Ｉなどのハロゲン基などが挙げられる。
【００６９】
フェニル骨格を有する一価の基（フェニル基）は下記式（９）で表される。
【化１６】
2012118044.tif 000018
【００７０】
式（９）中、Ｒ１８は水素原子、水酸基又は、炭素原子数１〜６の置換若しくは無置換の炭化水素基を表し、Ｙ８は、単結合、又は、−ＣＹ９（Ｙ１０）ＣＯ−を表す。Ｙ９及びＹ１０はそれぞれ独立に、水素原子又は炭素原子数１〜６の置換若しくは無置換の炭化水素基を表す。
【００７１】
上記炭化水素基は、直鎖状でも分岐状でもよく、上記炭化水素基としては、例えば式（６）における炭化水素基と同様のものを用いることができる。また置換炭化水素の置換基としては、例えば式（６）における炭化水素基の置換基と同様のものを用いることができる。
【００７２】
グアニジン骨格を有する一価の基（グアニジル基）は下記式（１０）で表される。
【化１７】
2012118044.tif 000019
【００７３】
式（１０）中、Ｒ１９、Ｒ２０、Ｒ２１及びＲ２２はそれぞれ独立に、水素原子、又は、炭素原子数１〜６の置換又は無置換の炭化水素基を表す。
【００７４】
上記炭化水素基は、直鎖状でも分岐状でもよく、上記炭化水素基としては、例えば式（６）における炭化水素基と同様のものを用いることができる。また置換炭化水素の置換基としては、例えば式（６）における炭化水素基の置換基と同様のものを用いることができる。
【００７５】
ピリジン骨格を有する一価の基（ピリジル基）は下記式（１１）で表される。
【化１８】
2012118044.tif 000020
【００７６】
式（１１）中、Ｒ２３、Ｒ２４及びＲ２５はそれぞれ独立に水素原子、又は、炭素原子数１〜６の置換又は無置換の炭化水素基を表し、Ｒ２３及びＲ２４は互いに結合して５〜６員環を形成してもよい。
【００７７】
上記炭化水素基は、直鎖状でも分岐状でもよく、上記炭化水素基としては、例えば式（６）における炭化水素基と同様のものを用いることができる。また置換炭化水素の置換基としては、例えば式（６）における炭化水素基の置換基と同様のものを用いることができる。
【００７８】
ポルフィリン骨格を有する一価の基は例えば下記式（１２）で表される。
【化１９】
2012118044.tif 000021
【００７９】
式（１２）中、Ｒ２７、Ｒ２８、Ｒ２９、Ｒ３０、Ｒ３１、Ｒ３２及びＲ３３はそれぞれ独立に水素原子、又は、炭素原子数１〜６の置換若しくは無置換の炭化水素基を表す。
【００８０】
上記炭化水素基は、直鎖状でも分岐状でもよく、上記炭化水素基としては、例えば式（６）における炭化水素基と同様のものを用いることができる。また置換炭化水素の置換基としては、例えば式（６）における炭化水素基の置換基と同様のものを用いることができる。
【００８１】
また、ステロイド骨格を有する一価の基としては、例えば下記式（５）で表される一価の基が用いられる。
【化２０】
2012118044.tif 000022
【００８２】
式（５）中、Ｒ３４、Ｒ３５及びＲ３６はそれぞれ独立に、水素原子又は水酸基を表す。
【００８３】
式（２）において、ｎは０〜５の整数を表す。ｎは好ましくは０〜３の整数であり、より好ましくは０〜２の整数である。
【００８４】
メロシアニン骨格を有する共吸着剤の具体例としては、例えば下記構造式（Ａ）および下記構造式（Ｂ）で表される有機化合物などが挙げられる。
【化２１】
2012118044.tif 000023
【化２２】
2012118044.tif 000024
【００８５】
フェニル骨格を有する共吸着剤の具体例としては、例えば３−フェニルプロピオン酸、及び、４−ヒドロキシフェニルピルビン酸などが挙げられる。
【００８６】
グアニジン骨格を有する共吸着剤の具体例としては、例えば４−グアニジノブタン酸などが挙げられる。
【００８７】
ピリジン骨格を有する共吸着剤の具体例としては、例えば２，３−ピリジンジカルボン酸、５−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ピリジンカルボン酸、及び、３−ピリジンカルボン酸などが挙げられる。
【００８８】
ポルフィリン骨格を有する共吸着剤の具体例としては、例えば下記構造式（Ｃ）で表されるものが挙げられる。
【化２３】
2012118044.tif 000025
【００８９】
あるいは、ポルフィリン骨格を有する共吸着剤は、下記構造式（Ｄ）で表されるものでもよい。
【化２４】
2012118044.tif 000026
【００９０】
ステロイド骨格を有する共吸着剤の具体例としては、例えばデオキシコール酸、ケノデオキシコール酸、コール酸、及び、ヒオデオキシコール酸などが挙げられる。
【００９１】
また、共吸着剤としては、既に述べたように、下記式（３）で表される有機化合物を用いることもできる。
【化２５】
2012118044.tif 000027
【００９２】
式（３）中、Ｗは炭素原子又はシリコン原子を表し、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３及びＹ４はそれぞれ独立に、水素原子、カルボキシル基、炭素原子数１〜６の置換若しくは無置換のアルコキシ基、又は、炭素原子数３〜２０の置換若しくは無置換の炭化水素基を表し、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３及びＹ４のうち１つは炭素原子数３〜２０の置換若しくは無置換の炭化水素基を表し、残りのうち少なくとも２つは、カルボキシル基、又は、炭素原子数１〜６の置換若しくは無置換のアルコキシ基を表す。
【００９３】
ここで、Ｗがシリコン原子である場合、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３及びＹ４のうち少なくとも１つは炭素原子数３〜２０の置換若しくは無置換の炭化水素基を表し、残りのうち少なくとも２つは、炭素原子数１〜６の置換若しくは無置換のアルコキシ基を表すことが好ましい。この場合、共吸着剤が酸化物半導体層１３から、より脱離しにくくなる。
【００９４】
Ｗが炭素原子である場合、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３及びＹ４のうち少なくとも１つは炭素原子数３〜２０の置換若しくは無置換の炭化水素基を表し、残りのうち少なくとも２つは、カルボキシル基であることが好ましい。この場合、共吸着剤が酸化物半導体層１３から、より脱離しにくくなる。
【００９５】
上記炭化水素基は、直鎖状でも分岐状でもよく、上記炭化水素基としては、例えば式（６）における炭化水素基と同様のものを用いることができる。また置換炭化水素の置換基としては、例えば式（６）における炭化水素基の置換基と同様のものを用いることができる。
【００９６】
式（３）で表される有機化合物の具体例としては、例えば２−ヘキサデシルマロン酸（ＨＤＭＡ）、デシルトリメトキシシランおよびトリフルオロプロピルトリメトキシシランが挙げられる。
【００９７】
さらに、共吸着剤としては、既に述べたように、下記式（４）で表される有機化合物を用いることもできる。
【化２６】
2012118044.tif 000028
【００９８】
式（４）中、Ｙ５、Ｙ６及びＹ７はそれぞれ独立に、水酸基、又は、炭素原子数３〜２０の置換若しくは無置換の炭化水素基を表し、Ｙ５、Ｙ６及びＹ７のうち１つ又は２つは、炭素原子数３〜２０の置換若しくは無置換の炭化水素基を表し、残りが水酸基を表す。
【００９９】
ここで、Ｙ５、Ｙ６及びＹ７のうち１つが水酸基を表し、残りが上記炭化水素基を表してもよいが、Ｙ５、Ｙ６及びＹ７のうち２つが水酸基を表し、残りが上記炭化水素基を表すことが好ましい。この場合、共吸着剤が酸化物半導体層１３から、より脱離しにくくなる。
【０１００】
上記炭化水素基は、直鎖状でも分岐状でもよく、上記炭化水素基としては、例えば式（６）における炭化水素基と同様のものを用いることができる。また置換炭化水素の置換基としては、例えば式（６）における炭化水素基の置換基と同様のものを用いることができる。
【０１０１】
式（４）で表される有機化合物の具体例としては、例えばビス（３，３−ジメチルブチル）ホスフィン酸（ＤＩＮＨＯＰ）およびｎ−デシルホスホン酸（ＤＰＡ）が挙げられる。
【０１０２】
式（２）〜（４）で表される有機化合物中のＯＨ基の酸素原子（Ｏ）と、その酸素原子（Ｏ）から最も遠い原子との間の長さは０．７〜３ｎｍであることが好ましい。この場合、上記光増感色素の長さは約１．５ｎｍであるため、式（２）〜（４）で表される有機化合物の長さが０．７ｎｍ未満である場合に比べて、漏れ電流をより十分に低下することができる。また、式（２）〜（４）で表される有機化合物の長さが３．０ｎｍを超える場合に比べて電解質４０から光増感色素への電子の注入がより行われやすくなり、低照度用色素増感太陽電池１００の光電変換特性をより向上させることができる。
【０１０３】
ここで、共吸着剤における式（２）〜（４）で表される有機化合物中のＯＨ基の酸素原子（Ｏ）と、その酸素原子（Ｏ）から最も遠い原子との間の長さは、分子式から算出することができる。
【０１０４】
上記色素増感太陽電池１００において、共吸着剤は、式（２）〜（４）で表される有機化合物から選択される２種類の有機化合物を含んでもよい。
【０１０５】
ここで、共吸着剤は、式（２）〜（４）で表される有機化合物のうち、式（２）〜（４）で表される有機化合物中のＯＨ基の酸素原子とその酸素原子から最も遠い原子までの第１長さが０．７〜３ｎｍである第１有機化合物と、式（２）〜（４）で表される有機化合物のうち、式（２）〜（４）で表される有機化合物中のＯＨ基の酸素原子とその酸素原子から最も遠い原子までの第２長さが０．１〜０．７ｎｍである第２有機化合物とを含み、第１有機化合物の第１長さが、第２有機化合物の第２長さよりも大きいことが好ましい。
【０１０６】
この場合、第２有機化合物が、第１有機化合物同士の間に入り込み、第１有機化合物同士が会合することをより十分に抑制することが可能となる。
【０１０７】
あるいは、上記色素増感太陽電池１００において、共吸着剤は、式（２）〜（４）で表される有機化合物と、下記式（Ｘ）で表される有機化合物とを含むものであってもよい。
【化２７】
2012118044.tif 000029
（式（Ｘ）中、Ａ１〜Ａ３はそれぞれ独立に水素原子又はメチル基を表し、Ａ４は水酸基又はカルボキシル基を表す。）
【０１０８】
ここで、共吸着剤は、式（２）〜（４）で表される有機化合物のうち、式（２）〜（４）で表される有機化合物中のＯＨ基の酸素原子とその酸素原子から最も遠い原子までの第１長さが０．７〜３ｎｍである第１有機化合物と、式（Ｘ）で表される有機化合物のうち、式（Ｘ）で表される有機化合物中のＯＨ基の酸素原子とその酸素原子から最も遠い原子までの第２長さが０．１〜０．７ｎｍである第２有機化合物とを含み、第１有機化合物の第１長さが、第２有機化合物の第２長さよりも大きいことが好ましい。
【０１０９】
この場合、第２有機化合物が、第１有機化合物同士の間に入り込み、第１有機化合物同士が会合することをより十分に抑制することが可能となる。
【０１１０】
なお、第１有機化合物の第１長さは、好ましくは０．７〜２ｎｍであり、第２有機化合物の第２長さは好ましくは０．１〜０．５ｎｍである。
【０１１１】
上記第１有機化合物の具体例としては、例えばデオキシコール酸（１．５ｎｍ）、ケノデオキシコール酸（１．５ｎｍ）、コール酸（１．５ｎｍ）、４−グアニジノブタン酸（１ｎｍ）、３−フェニルプロピオン酸（０．９ｎｍ）、２，３−ピリジンジカルボン酸（０．９ｎｍ）、２−ヘキサデシルマロン酸（ＨＤＭＡ）、ビス（３，３−ジメチルブチル）ホスフィン酸（ＤＩＮＨＯＰ）および５−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ピリジンカルボン酸などが挙げられる。なお、括弧内の数値は、第１長さの値を示す。２−ヘキサデシルマロン酸（ＨＤＭＡ）、及び、ビス（３，３−ジメチルブチル）ホスフィン酸（ＤＩＮＨＯＰ）の第１長さはそれぞれ０．９〜１．４ｎｍである。
【０１１２】
上記第２有機化合物の具体例としては、例えばｔ−ブチルアルコール（０．４ｎｍ）、２，２−ジメチルプロパン酸（０．６ｎｍ）などが挙げられる。なお、括弧内の数値は、第２長さの値を示す。
【０１１３】
ここで、第１有機化合物に対する第２有機化合物のモル比は好ましくは０．５〜１０であり、より好ましくは１〜５である。この場合、上記範囲を外れる場合に比べて、漏れ電流をより効果的に低下させることができる。
【０１１４】
光増感色素に対する共吸着剤のモル比は通常、０．０５〜２であり、好ましくは０．１〜１である。光増感色素に対する共吸着剤のモル比が上記範囲内にあると、上記範囲を外れる場合に比べて、漏れ電流をより効果的に低減することができると共に、発電電流をより増加させることができる。
【０１１５】
次に、上記低照度用色素増感太陽電池１００の製造方法について説明する。
【０１１６】
まず１つの透明基板１１の上に、透明導電膜１２を形成してなる透明導電性基板１５を用意する。
【０１１７】
透明導電膜１２の形成方法としては、スパッタ法、蒸着法、スプレー熱分解法（ＳＰＤ：Spray Pyrolysis Deposition）及びＣＶＤ法などが用いられる。
【０１１８】
次に、透明導電膜１２の上に、酸化物半導体層１３を形成する。酸化物半導体層１３は、酸化物半導体粒子を含む多孔質酸化物半導体層形成用ペーストを印刷した後、焼成して形成する。
【０１１９】
多孔質酸化物半導体層形成用ペーストは、上述した酸化物半導体粒子のほか、ポリエチレングリコールなどの樹脂及び、テレピネオールなどの溶媒を含む。
【０１２０】
酸化物半導体層形成用ペーストの印刷方法としては、例えばスクリーン印刷法、ドクターブレード法、又は、バーコート法などを用いることができる。
【０１２１】
焼成温度は酸化物半導体粒子の材質により異なるが、通常は３５０〜６００℃であり、焼成時間も、酸化物半導体粒子の材質により異なるが、通常は１〜５時間である。
【０１２２】
こうして作用極１０が得られる。
【０１２３】
次に、作用極１０の酸化物半導体層１３の表面に、上述した光増感色素を吸着させる。このためには、作用極１０を、光増感色素を含有する溶液の中に浸漬させ、その光増感色素を酸化物半導体層１３に吸着させた後に上記溶液の溶媒成分で余分な光増感色素を洗い流し、乾燥させることで、光増感色素を酸化物半導体層１３に吸着させればよい。但し、光増感色素を含有する溶液を酸化物半導体層１３に塗布した後、乾燥させることによって光増感色素を酸化物半導体層１３に吸着させてもよい。
【０１２４】
次に、作用極１０の酸化物半導体層１３の表面に、上述した共吸着剤を吸着させる。このためには、作用極１０を、共吸着剤を含有する溶液の中に浸漬させ、その共吸着剤を酸化物半導体層１３に吸着させた後に上記溶液の溶媒成分で余分な共吸着剤を洗い流し、乾燥させることで、共吸着剤を酸化物半導体層１３の表面に吸着させればよい。但し、共吸着剤を含有する溶液を酸化物半導体層１３に塗布した後、乾燥させることによって共吸着剤を酸化物半導体層１３に吸着させてもよい。
【０１２５】
このとき、共吸着剤は、酸化物半導体層１３の表面において、光増感色素が吸着していない領域に吸着されることになる。
【０１２６】
なお、共吸着剤は、光増感色素と混合し、同時に酸化物半導体層１３の表面に吸着させてもよい。この場合、酸化物半導体層１３を、光増感色素及び共吸着剤を含む溶液中に浸漬すればよい。このとき、溶液中における酸化物半導体層１３の浸漬時間は、好ましくは１０〜４８時間であり、より好ましくは１５〜２５時間である。
【０１２７】
次に、酸化物半導体層１３の上に電解質４０を配置する。電解質４０は、例えばスクリーン印刷等の印刷法によって配置することが可能である。
【０１２８】
次に、図４に示すように、封止部３０を形成するための封止部形成体を準備する。封止部形成体は、封止用樹脂フィルムを用意し、その封止用樹脂フィルムに１つの四角形状の開口を形成することによって得ることができる。
【０１２９】
そして、この封止部形成体を、作用極１０の上に接着させる。封止部形成体の作用極１０への接着は、封止部形成体を加熱溶融させることによって行うことができる。
【０１３０】
次に、対極２０を用意し、封止部形成体の開口を塞ぐように貼り合わせ、作用極１０と対極２０との間に封止部３０を形成する。対極２０の封止部形成体への貼合せは、大気圧下で行っても減圧下で行ってもよいが、減圧下で行うことが好ましい。なお、このとき、対極２０にも予め封止部形成体を接着させておき、封止部形成体同士を接着させることによって作用極１０と対極２０との間に封止部３０を形成してもよい。
【０１３１】
以上のようにして低照度用色素増感太陽電池１００が得られる。
【０１３２】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、透明導電性基板１５の透明導電膜１２上に酸化物半導体層１３が設けられているが、酸化物半導体層１３は対極２０の上に設けられてもよい。
【０１３３】
また上記実施形態では、対極２０が導電性基板２１と触媒層２２とで構成されているが、対極２０が、作用極１０と同様に、透明基板１１とその上に設けられる透明導電膜１２とで構成されていてもよい。
【実施例】
【０１３４】
以下、本発明の内容を、実施例を挙げてより具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。【０１３５】
（実施例１）
まずガラスからなる厚さ１ｍｍの透明基板の上に、厚さ１μｍのＦＴＯからなる透明導電膜を形成してなる透明導電性基板を準備した。そして、ＣＯ２レーザ（ユニバーサルシステム社製Ｖ−４６０）によって１列に配列された４つの透明導電膜が形成されるようにパターニングを行った。パターニングは、４つの透明導電膜の各々が、３ｃｍ×５ｃｍの矩形状の本体部を有するように形成し、本体部同士間の間隔が０．５ｍｍとなるようにした。また、４つの透明導電膜のうち３つの透明導電膜については、本体部の両側縁部の各々から張り出す２つの張出し部と、２つの張出し部の各々から、隣のＤＳＣに対応する透明導電膜の本体部の側縁部に対する側方の位置まで延びる延出部とが形成されるようにした。このとき、張出し部の張出し方向の長さは１ｃｍとし、張出し部の幅は３ｍｍとした。また延出部の幅は２ｍｍとし、延出部の延出方向の長さは２ｃｍとなるようにした。【０１３６】
次に、透明導電膜の本体部の上に、チタニアを含む酸化物半導体層形成用ペーストを塗布し乾燥した後、５００℃で１時間焼成した。こうして酸化物半導体層を有する作用極を得た。【０１３７】
次に、低融点ガラスを含むペーストを、スクリーン印刷により本体部同士間の領域に塗布した後に焼成し、隣り合う本体部同士間の領域に低融点ガラスからなる絶縁材を形成した。【０１３８】
次に、作用極を、Ｎ７１９からなる光増感色素を０．３ｍｍｏl及びデオキシコール酸（ＤＣＡ）からなる共吸着剤３ｍｍｏl含み、溶媒を、アセトニトリルとｔｅｒｔブタノールとを１：１の体積比で混合してなる混合溶媒とした色素溶液中に一昼夜浸漬させた後、取り出して乾燥させ、酸化物半導体層に光増感色素を担持させると共に共吸着剤を吸着させた。【０１３９】
次に、酸化物半導体層の上に、ヨウ素レドックスを含む電解質を塗布して電解質を配置した。このとき、電解質中のＩ３−濃度については３×１０−６ｍｏｌ／リットルとした。【０１４０】
次に、第１封止部を形成するための第１封止部形成体を準備した。第１封止部形成体は、１２ｃｍ×５ｃｍ×５０μｍのエチレン−メタクリル酸共重合体（商品名：ニュクレル、三井・デュポンポリケミカル社製）からなる１枚の封止用樹脂フィルムを用意し、その封止用樹脂フィルムに、４つの四角形状の開口を形成することによって得た。このとき、各開口が２．８ｃｍ×４．８ｃｍ×５０μｍの大きさとなるように且つ幅が１ｍｍとなるように第１封止部形成体を作製した。【０１４１】
そして、この第１封止部形成体を、作用極の上に載せた後、加熱溶融させることによって作用極に接着させた。【０１４２】
次に、４枚の対極を用意した。各対極は、２．９５ｃｍ×５ｃｍ×４０μｍのチタン箔の上にスパッタリング法によって厚さ１０ｎｍの白金からなる触媒層を形成することによって用意した。また、上記第１封止部形成体をもう１つ準備し、この第１封止部形成体を、対極のうち作用極と対向する面に、上記と同様にして接着させた。【０１４３】
そして、作用極に接着させた第１封止部形成体と、対極に接着させた第１封止部形成体とを対向させ、第１封止部形成体同士を重ね合わせた。そして、この状態で第１封止部形成体を加圧しながら加熱溶融させた。こうして作用極と対極との間に第１封止部を形成した。【０１４４】
次に、第２封止部を準備した。第２封止部は、１３ｃｍ×６ｃｍ×５０μｍの無水マレイン酸変性ポリエチレン（商品名：バイネル、デュポン社製）からなる１枚の封止用樹脂フィルムを用意し、その封止用樹脂フィルムに、４つの四角形状の開口を形成することによって得た。このとき、各開口が２．８ｃｍ×４．８ｃｍ×５０μｍの大きさとなるように且つ、外周部の幅が１．５ｍｍで、外周部の内側開口を仕切る仕切部の幅が１ｍｍとなるように第２封止部を作製した。第２封止部は、第１封止部と共に対極の縁部を挟むように対極に貼り合わせた。このとき、第２封止部を対極に押しつけながら第１封止部及び第２封止部を加熱溶融させることによって対極及び第１封止部に貼り合せた。【０１４５】
最後に、低温硬化型の銀ペースト（藤倉化成社製、Ｄ−５００）を用意し、対極から、隣のＤＳＣに対応する透明導電膜の延出部にわたって塗布し、３０℃で１２時間硬化させた。こうして、銀からなり、対極と、隣のＤＳＣに対応する透明導電膜の延出部とを接続する導電材を形成した。導電材の寸法は７ｍｍ×１０ｍｍ×１０μｍであった。こうしてＤＳＣモジュールを得た。【０１４６】
(実施例２〜２２及び比較例１〜６）
光増感色素、共吸着剤１、共吸着剤２及びＩ３−の濃度（単位はμＭ）を表１及び表２に示す通りに変更したこと以外は実施例１と同様にしてＤＳＣモジュールを作製した。【０１４７】
（実施例２３及び２４）
光増感色素、共吸着剤１、共吸着剤２及びＩ３−の濃度（単位はμＭ）を表２に示す通りに変更したこと以外は実施例１と同様にしてＤＳＣモジュールを作製した。このとき、共吸着剤１に対する共吸着剤２のモル比が３となるようにした。【０１４８】
表１及び表２に示すように、実施例１〜２４及び比較例１〜６で得られたＤＳＣモジュールについて、１００ルクス時の開放電圧Ｖｏｃ及び光電変換効率ηを測定した。ここで、光電変換効率ηは、照度を１０ルクス、１００ルクス、１０００ルクス、１０００ルクス、２００００ルクスにした場合のそれぞれについて測定した。結果を表１及び表２に示す。【０１４９】
表１及び表２に示すように、実施例１〜２４で得られたＤＳＣモジュールについては、１００ルクス（測定光源は蛍光灯）の照度において、開放電圧が、比較例１〜６で得られたＤＳＣモジュールよりも大きくなる傾向があった。【０１５０】
また実施例１〜２４で得られたＤＳＣモジュールについては、１００００ルクス以下（測定光源は蛍光灯）の照度における光電変換効率がいずれも、上記照度の範囲を外れる照度（２００００ルクス）における光電変換効率に比べて大きかった。これに対し、比較例１〜６で得られたＤＳＣモジュールについては、１００００ルクス以下の照度における光電変換効率が、上記照度の範囲を外れる照度における光電変換効率とほとんど同じとなる場合があった。【０１５１】
以上より、本発明の低照度用ＤＳＣによれば、低照度環境下で優れた光電変換特性を有することが確認された。
【表１】
2012118044.tif 000030
【表２】
2012118044.tif 000031
【０１５２】
表１及び表２中のＡ〜Ｑは下記の化合物を表す。なお、Ａ〜Ｈ、Ｐ及びＱの括弧内の数値は、式（２）〜（４）又は式（Ｘ）で表される有機化合物中のＯＨ基の酸素原子（Ｏ）とその酸素原子（Ｏ）から最も遠い原子との間の長さを表す。
Ａ：デオキシコール酸（ＤＣＡ、１．５ｎｍ）
Ｂ：ケノデオキシコール酸（１．５ｎｍ）
Ｃ：コール酸（１．５ｎｍ）
Ｄ：４−グアニジノブタン酸（１ｎｍ）
Ｅ：３−フェニルプロピオン酸（０．９ｎｍ）
Ｆ：２，３−ピリジンジカルボン酸（０．９ｎｍ）
Ｇ：
【化２８】
2012118044.tif 000032
（１．７ｎｍ）
Ｈ：
【化２９】
2012118044.tif 000033
（１．７ｎｍ）
Ｉ：ドデカン酸
Ｊ：リンゴ酸
Ｋ：
【化３０】
2012118044.tif 000034
ビス（３，３−ジメチルブチル）ホスフィン酸（ＤＩＮＨＯＰ）
Ｌ：
【化３１】
2012118044.tif 000035
２−ヘキサデシルマロン酸（ＨＤＭＡ）
Ｍ：
【化３２】
2012118044.tif 000036
ｎ−デシルホスホン酸（ＤＰＡ）
Ｎ：
【化３３】
2012118044.tif 000037
デシルトリメトキシシラン
Ｏ：
【化３４】
2012118044.tif 000038
トリフルオロプロピルトリメトキシシラン
Ｐ：５−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ピリジンカルボン酸（０．８ｎｍ）
Ｑ：ｔ−ブチルアルコール（０．４ｎｍ）
【符号の説明】
【０１５３】
１０…作用極
１１…透明基板
１２…透明導電膜
１３…酸化物半導体層
１５…透明導電性基板（第１電極）
２０…対極（第２電極）
１００…色素増感太陽電池
【図１】
2012118044.tif 000047
【国際調査報告】
2012118044.tif 000048
2012118044.tif 000049
2012118044.tif 000050
2012118044.tif 000051
2012118044.tif 000052
2012118044.tif 000053