(57)【要約】【課題】高効率で光電変換可能な新規な構成の光電変換素子、及びこれを用いた光電池を提供する。【解決手段】高表面積構造を呈する一対の電極Ａ及びＣと、これらの電極Ａ及びＣが直接接触しないように、これら電極間に３００ｎｍ〜１５００ｎｍの波長領域間の一部またはすべてにおいて光励起可能な有機化合物Ｂを存在させる。【選択図】図２
2006339245.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高表面積構造を呈する一対の電極Ａ及びＣと、
電極Ａ及びＣが直接接触しないように、これら電極間に存在する３００ｎｍ〜１５００ｎｍの波長領域間の一部またはすべてにおいて光励起可能な有機化合物Ｂと、
を具えることを特徴とする、光電変換素子。
【請求項２】
電極Ａの仕事関数が電極Ｃの仕事関数よりも小さいことを特徴とする、請求項１に記載の光電変換素子。
【請求項３】
電極Ａと有機化合物Ｂ及び有機化合物Ｂと電極Ｃは、化学結合によって接合されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の光電変換素子。
【請求項４】
化学結合前の電極Ａの仕事関数が、化学結合前の有機化合物Ｂの励起準位における仕事関数と等しいか大きいことを特徴とする、請求項３に記載の光電変換素子。
【請求項５】
化学結合前の電極Ｃの仕事関数が、化学結合前の有機化合物Ｂの基底準位における仕事関数と等しいか小さいことを特徴とする、請求項３又は４に記載の光電変換素子。
【請求項６】
電極Ａの表面積が見かけの表面積の１〜１００００倍であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一に記載の光電変換素子。
【請求項７】
電極Ａは、透明導電膜を含むことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一に記載の光電変換素子。
【請求項８】
電極Ａは、透明導電性ナノ粒子を含むことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一にに記載の光電変換素子。
【請求項９】
透明導電性ナノ粒子は、０．１ｎｍ〜１０００ｎｍの平均粒径を有することを特徴とする、請求項８に記載の光電変換素子。
【請求項１０】
電極Ｃの表面積が見かけの表面積の１〜１００００倍であることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一に記載の光電変換素子。
【請求項１１】
電極Ｃは、導電膜を含むことを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一に記載の光電変換素子。
【請求項１２】
電極Ｃは、導電性ナノ粒子を含むことを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一に記載の光電変換素子。
【請求項１３】
電極Ａ及びＣ、並びに有機化合物Ｂの少なくとも一つは支持基板上に保持されていることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一に記載の光電変換素子。
【請求項１４】
前記支持基板が前記高表面積構造を呈し、電極Ａ及びＣの少なくとも一方が前記支持基板上に保持されることにより、前記高表面積構造を呈することを特徴とする、請求項１３に記載の光電変換素子。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか一に記載の光電変換素子を具えることを特徴とする、光電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換素子及び光電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
これまで、ルテニウム錯体や有機色素を光増感剤とし、ナノ粒子の二酸化チタンや酸化亜鉛などの大きいバンドギャップを有する酸化物半導体からなるナノポーラス薄膜電極とレドックス電解液からなる色素増感型光電変換素子が報告されている。この色素増感型光電変換素子は、比較的高い光電変換効率が得られる点と、製造における低コストの可能性の点から、大規模な光電池への応用が期待されている（例えば、特開２００５−７１６８８号公報参照）。
【０００３】
また、もう一つの有機材料を用いた光電変換素子としては、有機半導体を平面に積層した構造を有する有機薄膜型の光電変換素子が知られている。これは、有機半導体などの低分子や導電性高分子の薄膜を仕事関数の異なる金属や酸化インジウム（ITO）など二種類の電極で挟んだ簡単な構造を有する。これまで盛んに開発が行われている有機EL素子と同様な構造を有するため、その技術を応用し作製できる可能性を有している新たな光電変換素子として期待されている（例えば、Brabec C.J et al., J. C. Adv. Funct. Mater, 11, 15-26(2001）。
【０００４】
しかしながら、前記色素増感型光電変換素子は、ヨウ素や有機溶媒からなる電解液を用いていることから、封止技術の面で素子の安定性に問題があった。また、色素から酸化物半導体への電子移動、また、ヨウ素レドックスから色素カチオンへの電子移動にはエネルギーギャップが必要であり、エネルギーロスとなる問題点があった。
【０００５】
また、前記有機薄膜型光電変換素子は、用いる有機分子薄膜の導電性がシリコンなどの無機半導体材料に比べて非常に低いため、膜厚を大きくすると電子やホールなどのキャリアーを取り出せなくなるという問題があった。さらに、膜厚が小さいことと薄膜間の界面のみでキャリアーが生成するために、光吸収効率ならびにキャリアー生成効率が低いことが問題であった。これらの理由から、素子の光電変換効率向上が困難であった。また、キャリアーが生成する界面を増大させるために、p型とn型の有機材料を混合した薄膜層を用いた系も研究されているが、用いる両端の電極は平坦な構造であり、高表面積構造を有していないことから、依然、膜厚を増大できず光吸収効率を向上できないという問題が残っていた。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−７１６８８号
【非特許文献１】Brabec C.J et al., J. C. Adv. Funct. Mater, 11, 15-26(2001)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、高効率で光電変換可能な新規な構成の光電変換素子、及びこれを用いた光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】
【０００８】
上記目的を達成すべく、本発明は、
高表面積構造を呈する一対の電極Ａ及びＣと、
前記一対の電極が直接接触しないように、前記一対の電極間に存在する３００ｎｍ〜１５００ｎｍの波長領域間の一部またはすべてにおいて光励起可能な有機化合物Ｂと、
を具えることを特徴とする、光電変換素子に関する。
【０００９】
上記光電変換素子においては、電極Ａ、Ｃ及び有機化合物Ｂが、Ａ−Ｂ−Ｃなる構造を呈することによって、素子として機能する。図１は、本発明の光電変換素子の概略構成図であって、図２は、前記光電変換素子の駆動原理を説明するための図である。
【００１０】
図２に示す光電変換素子に対して光が照射されると、有機化合物Ｂは前記光を吸収することによって分子又は高分子内で励起電子が生じるようになる。前記励起電子は、有機化合物Ｂの最低空分子軌道（LUMO）部位から電極Ａに速やかに移動する。また、電子を失った有機化合物Ｂは、電極Ｃから最高被占分子軌道（HOMO）部位を経て速やかに電子を受け取り、再生する。電極Ａ中の励起電子は、外部回路を経て電極Ｃに移動する。この電子の流れにより外部電流を取り出すことができる。前記光電変換素子における光電流密度は、有機化合物Ｂの吸収波長領域により決まり、電圧は有機化合物Ｂと、この有機化合物Ｂを挟む二つの電極Ａ及びＣとの仕事関数の差で決まる。
【００１１】
なお、上述のような過程を良好に行うためには、電極Ａの仕事関数が電極Ｃの仕事関数よりも小さいことが好ましい。
【００１２】
なお、本発明の光電変換素子では、電極Ａ及びＣが高表面積構造を呈し、これらの電極間に有機化合物Ｂが挟まれたような構造を呈するため、有機化合物Ｂは電極Ａ及びＣと高接触面積で化学結合により接するようになる。したがって、上述した有機化合物Ｂと電極Ａ及びＣとでの電子授受は極めてスムーズに行われることになる。
【００１３】
一方、上記本発明の光電変換素子では、従来の色素増感型光電変換素子のようなヨウ素ドレックスなどの電解液を介さないで電子授受が行われるため、前記電解液に対するエネルギーギャップから生じるエネルギーロスが大幅に低減することができる。また、従来の有機薄膜型光電変換素子と異なり、本発明では、高表面積な電極Ａ及びＣによって、有機化合物Ｂで生成した電子を効率よく取り出すことができる。結果として、本発明の光電変換素子では、高効率な光電変換が可能となる。
【００１４】
本発明の好ましい態様において、化学結合前の電極Ａの仕事関数が化学結合前の有機化合物Ｂの励起準位と同じか若干大きいものである。これによって、化学結合後上述した有機化合物Ｂから電極Ａへの電子授受がエネルギーロスをほとんど生じさせることなく、よりスムーズに行うことができる。
【００１５】
また、本発明の他の好ましい態様において、化学結合前の電極Ｃの仕事関数が化学結合前の有機化合物Ｂの基底準位と同じか若干小さいものである。これによって、化学結合後上述した電極Ｃから有機化合物Ｂへの電子授受がエネルギーロスをほとんど生じさせることなく、よりスムーズに行うことができる。
【００１６】
なお、本発明の光電池は、上述したような本発明の光電変換素子を具えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明によれば、高効率で光電変換可能な新規な構成の光電変換素子、及びこれを用いた光電池を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の詳細、並びにその他の特徴、利点について、発明を実施するための最良の形態に基づいて説明する。
【００１９】
（電極Ａ）
上述したように、本発明の光電変換素子においては、電極Ａ及び有機化合物Ｂ間の電子授受を良好に行うべく、化学結合前の電極Ａの仕事関数は化学結合前の有機化合物Ｂの励起準位における仕事関数と等しいか大きいことが好ましい。かかる観点より、電極Ａは、例えば、Cs、Na、K、Mg、Ca、Ba、Ce、Al、Li、Ti等の金属および、MgAg、MgIn、MgCu等のMg化合物、AlLi、AlMg等のAl化合物、LiF、Li2O、LiCH3COOHなどのLi化合物、Ca化合物、K化合物、Cs化合物などのアルカリ金属化合物やアルカリ土類金属化合物、可視光透過率の高いSnドープIn2O3、GaドープIn2O3、WドープIn2O3などのIn系酸化物、AlドープZnO、InドープZnO、GaドープZnO、BドープZnO、Zn系酸化物、SbドープSnO2、などが挙げられる。さらには、C、Si、GeなどのIV族またはGaAs、InP、AlNなどのIII−Ｖ型半導体、ZnO、ZnSe、CdSe、CdTeなどのII−VI族半導体やそれらの合金、又は化合物を二種類以上複合させた、AlドープSnZnO3、InドープSnZnO3、 GaドープSnZnO3などのSnZn系酸化物などの材料が挙げられるが、これらのものに限定されない。
【００２０】
なお、特には、光の透過性が高い透明導電性酸化物であるSnドープIn2O3、GaドープIn2O3、WドープIn2O3などのIn系酸化物、AlドープZnO、InドープZnO、GaドープZnO、BドープZnO、AlドープSnZnO3、InドープSnZnO3、 GaドープSnZnO3などのZn系酸化物など透明導電性酸化物が好ましい。このような透明導電性酸化物から電極Ａを構成することにより、生成した光の吸収を抑制することができるとともに、光電変換素子全体としてのエネルギーロスを抑制することができ、高い光電変換を実現することができるようになる。
【００２１】
電極Ａは、上述した材料から高表面積構造を呈するように構成する。前記高表面積構造は、上述したような有機化合物Ｂとの間で電子の授受を良好に行うことができれば特には限定されないが、好ましくはその表面積が見かけの表面積の１〜１００００倍、さらに好ましくは１〜３０００倍となるようにする。
【００２２】
このような高表面積構造の電極Ａは、具体的には、上述した材料からなるナノ粒子が互いに集積し近接してなるナノ粒子構造とすることができる。電極Ａを上述した好ましい材料系である透明導電性酸化物から構成する場合は、透明導電性ナノ粒子構造とする。この際、ナノ粒子構造におけるナノ粒子の大きさを０．１ｎｍ〜１０００ｎｍとすることにより、上述した表面積を有する高表面積構造の電極Ａを簡易に形成することができるようになる。
【００２３】
前記ナノ粒子構造は、単独で存在することもできるし、平板状又は以下に示すような構造の支持基板上に形成（存在）するようにすることもできる。
【００２４】
また、例えば電極Ａを所定の高表面積構造の支持基板上に保持するようにすることができる。この場合、電極Ａは前記支持基板の前記高表面積構造に応じた高表面積構造を呈するようになる。したがって、電極Ａは前記支持基板上に膜構造として形成することができる。上述した好ましい材料系である透明導電性酸化物から構成する場合、電極Ａは透明導電膜の構造とすることができる。
【００２５】
前記支持基板は、例えば平滑な基板を微細加工してアスペクト比の高いロッド状としたり、ランダムな凹凸形状とすることによって、前記高表面積構造とすることができる。この場合、前記透明導電膜は前記支持基板の表面形状に沿って形成されるので、電極Ａが上述した高表面積構造を満足するためには、前記支持基板の前記高表面積構造が上述した要件を満足するように、例えばその表面積が見かけの表面積の１〜１００００倍、さらには１〜３０００倍となるようにする。
【００２６】
電極Ａは、以下に詳述する有機化合物Ｂの最低空分子軌道（LUMO）部位と化学結合、具体的には金属結合、イオン結合、共有結合、配位結合などを介して結合している。
【００２７】
（電極Ｃ）
上述したように、本発明の光電変換素子においては、電極Ｃ及び有機化合物Ｂ間の電子授受を良好に行うべく、化学結合前の電極Ｃの仕事関数は化学結合前の有機化合物Ｂの基底準位における仕事関数と同等か小さいことが好ましい。また、上述した有機化合物Ｂを挟む二つの電極Ａ及びＣでの電子の授受を容易にすべく、電極Ａの仕事関数が電極Ｃの仕事関数よりも小さいことが好ましい。かかる観点より、電極Ｃは、例えば、白金、金、パラジウム、ルテニウム、ニッケル、酸化スズドープ・酸化インジウム（ITO、低ドープタイプ）、フッ素ドープ・酸化スズ（FTO、低ドープタイプ）、カーボン、さらには、これらの金属の合金や化合物半導体を二種類以上複合させた材料などの、導電性材料から構成することができるが、これらに限定されるものではない。
【００２８】
電極Ｃは、上述した材料から高表面積構造を呈するように構成する。前記高表面積構造は、上述したような有機化合物Ｂとの間で電子の授受を良好に行うことができれば特には限定されないが、好ましくはその表面積が見かけの表面積の１〜１００００倍となるようにする。
【００２９】
このような高表面積構造の電極Ｃは、具体的には、上述した材料からなるナノ粒子が互いに集積し近接してなるナノ粒子構造とすることができる。この際、ナノ粒子構造におけるナノ粒子の大きさを０．１ｎｍ〜１０００ｎｍとすることにより、上述した表面積を有する高表面積構造の電極Ｃを簡易に形成することができるようになる。前記ナノ粒子構造は、単独で存在することもできるし、平板状あるいは以下に示すような構造の支持基板上に形成（存在）するようにすることもできる。
【００３０】
また、例えば電極Ｃを所定の高表面積構造の支持基板上に保持するようにすることができる。この場合、電極Ｃは前記支持基板の前記高表面積構造に応じた高表面積構造を呈するようになる。したがって、電極Ｃは前記支持基板上に膜構造として形成することができる。
【００３１】
前記支持基板は、例えば平滑な基板を微細加工してアスペクト比の高いロッド状としたり、ランダムな凹凸形状とすることによって、前記高表面積構造とすることができる。この場合、前記透明導電膜は前記支持基板の表面形状に沿って形成されるので、電極Ｃが上述した高表面積構造を満足するためには、前記支持基板の前記高表面積構造が上述した要件を満足するように、例えばその表面積が見かけの表面積の１〜１００００倍となるようにする。
【００３２】
なお、電極Ｃに対する上記支持基板は電極Ａに対する上記支持基板と異なるようにすることもできるが、電極Ａ及びＣは以下に詳述する有機化合物Ｂを介して存在するようになるので、一般には、電極Ａ又はＣが、電極Ｃ又はＡに対する支持基板上で有機化合物Ｂを介して存在し、前記支持基板を共有する。かかる観点より、前記支持基板は、電極Ａ又はＣに対する支持基板として機能するのみでなく、これら電極及び有機化合物Ｂに対する支持基板としても機能する。
【００３３】
電極Ｃは、以下に詳述する有機化合物Ｂの最高被占分子軌道（HOMO）部位と化学結合、具体的には金属結合、イオン結合、共有結合、配位結合などを介して結合している。
【００３４】
（有機化合物Ｂ）
本発明の光電変換素子において、有機化合物Ｂは、３００ｎｍ〜１５００ｎｍの波長領域間の一部またはすべてにおいて光励起可能であって、電極Ａ及びＣと電子授受を容易に行うことができるように、最高被占分子軌道（HOMO）部位及び最低空分子軌道（LUMO）部位を有することが好ましい。上述したように、有機化合物Ｂは、電極Ａ及びＣに対して金属結合、イオン結合、共有結合、配位結合などの化学結合により結合する。そのための最低空分子軌道（LUMO）部位および最高被占分子軌道（HOMO）部位は、アンカー基として、不対電子を有する。不対電子を有するものとしてP、O、N、S、Se、Teなどを含む官能基であって、COOH基、CO基、CH2COOH基、NCS基、OH基、SH基などを例示することができる。
【００３５】
このような有機化合物Ｂは、例えば、表1−4に示す官能基をもとに、L1-M、L1-M-L1、L1-M-L2、M-（L1）3などの構造の分子で、L1、L2及びＭの部位にそれぞれアクセプター性のＡ１やドナー性のＤ1の官能基を有していても良い。また、アントラキノン骨格などを含む複素環式化合物やπ電子を有する高分子、またピリジン基などの複素環骨格の配位子を有するRu錯体やPt錯体Ｃu錯、Os錯体、Fe錯体、さらにはポリフィリン骨格やフタロシアニン骨格を有する金属機錯体を用いることができるが、これらに限定されない。
【００３６】
Rl〜R4は表1に示すRl〜R4を表3に示すRl〜R4のようにすることができ、その一部はA1、D1に置換して電子吸引性、電子供与性を付与することができる。すなわち、A1、D1はそれぞれ水素原子、炭素数１〜8のアルキル基、アリール基、アラルキル基、ハロゲン原子、アミノ基、アシルアミノ基、スルホニルアミノ基、アミド基、アシル基、水酸基もしくはそのエステル、アルコキシ基、アリールオキシ基、チオール基、アルキルチオ基、カルボニル基、カルボキシル基もしくはその塩もしくはそのエステル、またはホスフィン酸基、スルホン酸基もしくはその塩もしくはそのエステルを表わすか、またはR1とR2、R3とR4はそれぞれ結合して環を環を形成していてもよく、その環は前記置換基を有していてもよい。
【００３７】
【表１】
2006339245.tif 000003
【００３８】
【表２】
2006339245.tif 000004
【００３９】
【表３】
2006339245.tif 000005
【００４０】
【表４】
2006339245.tif 000006
（Ｍは表に示すようなπ電子共役系を有する鎖状及び網状の分子でそれぞれの組み合わせでもよい。）
【００４１】
具体的には、以下の構造式で示すようなものを用いることができる。
【化１】
2006339245.tif 000007
【化２】
2006339245.tif 000008
【化３】
2006339245.tif 000009
【化４】
2006339245.tif 000010
【化５】
2006339245.tif 000011
【化６】
2006339245.tif 000012
【化７】
2006339245.tif 000013
【化８】
2006339245.tif 000014
【化９】
2006339245.tif 000015
【化１０】
2006339245.tif 000016
【化１１】
2006339245.tif 000017
【化１２】
2006339245.tif 000018
【化１３】
2006339245.tif 000019
【化１４】
2006339245.tif 000020
【化１５】
2006339245.tif 000021
【化１６】
2006339245.tif 000022
【化１７】
2006339245.tif 000023
【化１８】
2006339245.tif 000024
【化１９】
2006339245.tif 000025
【化２０】
2006339245.tif 000026
【化２１】
2006339245.tif 000027
（Mは、Cu、Ag、Mg、Ｃa、Ba、Zｎ、Al、Sn、Mo、Mn、Fe、Co、Ni、Pdなど金属イオンであるが、これらに限定されない。そのうち好ましくはCu、Znなどである。）
【化２２】
2006339245.tif 000028
【化２３】
2006339245.tif 000029
【化２４】
2006339245.tif 000030
【化２５】
2006339245.tif 000031
【００４２】
上述した有機化合物Ｂは電極Ａ及びＣ間に介在するようにするが、例えば電極Ａ及びＢはナノ粒子構造や支持基板の表面構造に応じて高表面積を有する膜構造として存在するため、実際には、電極Ａ又はＣに吸着するようにして存在させることができる。
【００４３】
具体的には、有機化合物Ｂを含む溶液中に電極Ａ又はＣを、室温で1分〜3日間、好ましくは12〜24時間浸漬する、あるいは加熱条件下で1分から24時間浸漬することにより、電極Ａ又はＣ上に有機化合物Ｂを吸着するようにすることができる。また、前記溶液を、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、スクリーン印刷法などの方法を用いて塗布することによっても、有機化合物Ｂを電極Ａ又はＣ上に吸着させるようにすることができる。
【００４４】
前記溶液を作製する際の溶媒としては、有機化合物Ｂを溶解する溶媒なら何でも良い。例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、t-ブタノール等のアルコール溶媒、ベンゼン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ジクロロメタン、クロロホルム、ヘキサン等の炭化水素溶媒の他、テトラヒドロフラン、アセトニトリルなどの有機溶媒、さらには、それらの混合溶媒であるが、これらに限定されない。有機化合物Ｂが比較的低分子である場合は、エタノール、あるいはt-ブタノールとアセトニトリルとの混合溶媒を用いることが好ましい。有機化合物Ｂが比較的高分子である場合は、ベンゼン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ジクロロメタン、クロロホルムなどの溶媒を用いることが好ましい。
【００４５】
有機分子をナノポーラス電極上に吸着させる場合の溶液中の有機化合物Ｂの濃度は、0.01mMから飽和量であり、好ましくは、0.1〜0.5 mMである。
【００４６】
図３及び図４は、本発明の光電変換素子の具体例を示す構成図である。図３に示す例では、アスペクト比の高いロッド状の支持基板上に、電極Ａ、有機化合物Ｂ及び電極Ｃが順次に吸着して構成された光電変換素子を示している。図４に示す例では、平板な支持基板上に形成されたナノ粒子構造の電極Ａに対して有機化合物Ｂ及び電極Ｃが順次に吸着して構成された光電変換素子を示している。いずれの例においても、電極Ａ及びＣは高表面積構造を呈し、有機化合物Ｂはこれら電極間に介在した構成を採っている。したがって、有機化合物Ｂと電極Ａ及びＣとでの電子授受はエネルギーロスを生じることなく、極めてスムースに行われ、電解液などを介することなく、高効率の光電変換が実施されることになる。
【００４７】
なお、本発明の光電池は、上述したような光電変換素子を含むとともに、種々の蓄電器やインバータや整流器などの公知の構成要素を含むことによって、構成される。
【実施例】
【００４８】
（実施例１）
基板としてFドープSnO2透明導電性ガラス基板（以下、FTOガラス）を用い、その透明導電性膜上に10〜30nmのTiO2ナノ粒子含有ペーストをスクリーン印刷し、焼成することで膜厚4μｍの高表面構造を有するTiO2膜を形成した。このときの表面積は見かけの面積の500倍であった。このTiO2高表面膜を0.3ｍM Ru(2,2'-bipyridyl-4,4'-dicarboxylate)2 (以下、N3)のアセトニトリル、t-ブタノール溶液に24時間浸漬させた後、10nmのAuコロイド溶液を滴下して電極を作製した。この際に、有機分子の-NCS基のS部分にAuが化学吸着していることがFT−IR、XPSにより確認された。この素子のFTOガラスとAu電極とに電流計および電圧計を接続し、AM1.5Gのソーラーシミュレーターの擬似太陽光を用いて光電変換特性を測定した。結果を図５に示す。
【００４９】
（実施例２）
FTOガラス基板上に、10〜30nmのTiO2ナノ粒子含有ぺーストをスクリーン印刷し、焼成することで膜厚4μmの高表面構造を有するTiO2膜を形成した。そのナノポーラスTiO2膜の表面に、poly（3−dodecylthiophene）を含む1,2−ジクロロベンゼン溶液をスピンコートし、さらに表面にAuを真空蒸着することにより素子を作製した。この素子のFTOガラスとAu電極に電流計および電圧計を接続し、AM1.5Gのソーラーシミュレーターの擬似太陽光を用いて光電変換特性を測定した。その結果、良好なダイオード特性ならびに0.49Vの開放電圧が得られた。結果を図６に示す。
【００５０】
（実施例３）
FTOガラス基板上に、10〜30nmのTiO2ナノ粒子含有ペーストをスクリーン印刷し、焼成することで膜厚4μmの高表面構造を有するTiO2膜を形成した。このTiO2薄膜クマリン系有機色素NKX−2897のアセトニトリル、t−ブタノール溶液（0.3mM）に10時間浸漬させ、酸化チタン表面に色素を吸着させた。その薄膜を、さらに、塩化金酸のアセトニトリル溶液、ヨウ化ナトリウムのアセトニトリル溶液の順に処理し、最後に表面上に、10nmのAuコロイド溶液を滴下して素子を作製した。この素子のFTOガラスとAu電極に電流計および電圧計を接続し、AM1.5Gのソーラーシミュレターの擬似太陽光を用いて光電変換特性を測定した。その結果、良好なダイオード特性ならびに0.49Vの開放電圧が得られた。結果を図７に示す。
【００５１】
図５〜７に示すように、本実施例で得た光電変換素子はＩ−Ｖ特性を呈し、前記光電変換素子が実際の素子として駆動可能であることが確認された。
【００５２】
以上、具体例を挙げながら発明の実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明してきたが、本発明は上記内容に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいてあらゆる変形や変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の光電変換素子の概略構成図である。
【図２】図１に示す光電変換素子の駆動原理を説明するための図である。
【図３】本発明の光電変換素子の具体例を示す構成図である。
【図４】同じく、本発明の光電変換素子の具体例を示す構成図である。
【図５】本実施例で得た光電変換素子のＩ−Ｖ特性を示すグラフである。
【図６】本実施例で得た光電変換素子のＩ−Ｖ特性を示すグラフである。
【図７】本実施例で得た光電変換素子のＩ−Ｖ特性を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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