(57)【要約】【課題】簡便に調製でき、ヨウ素を含んでいても、透明性が高く、着色も抑制された電解質組成物を提供する。【解決手段】ヨウ素（Ａ）と、有機塩を除く硫黄化合物（Ｂ）と、塩基性窒素化合物（Ｃ）とを含む電解質組成物を調製する。この電解質組成物は、光路長１ｃｍにおける波長４００ｎｍの光線透過率が３０％以上であってもよい。前記硫黄化合物（Ｂ）はチオール類、スルフィド類及びジスルフィド類からなる群より選択された少なくとも１種（特に、直鎖状又は分岐鎖状Ｃ４−１８アルカンチオールなどの鎖状又は環状アルカン骨格を有するチオール類）であってもよい。前記塩基性窒素化合物（Ｃ）はアミン類（特に、ピリジン類）であってもよい。前記硫黄化合物（Ｂ）の割合は、前記塩基性窒素化合物（Ｃ）に対して０．１〜２倍モル程度であってもよい。前記電解質組成物は、ヨウ化物塩（Ｄ）をさらに含んでいてもよい。前記電解質組成物は、色素増感太陽電池の電解液であってもよい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヨウ素（Ａ）と、有機塩を除く硫黄化合物（Ｂ）と、塩基性窒素化合物（Ｃ）とを含む電解質組成物。
【請求項２】
光路長１ｃｍにおける波長４００ｎｍの光線透過率が３０％以上である請求項１記載の電解質組成物。
【請求項３】
硫黄化合物（Ｂ）がチオール類、スルフィド類及びジスルフィド類からなる群より選択された少なくとも１種である請求項１又は２記載の電解質組成物。
【請求項４】
チオール類が鎖状又は環状アルカン骨格を有するチオール類である請求項３記載の電解質組成物。
【請求項５】
チオール類が直鎖状又は分岐鎖状Ｃ４−１８アルカンチオールである請求項３又は４記載の電解質組成物。
【請求項６】
塩基性窒素化合物（Ｃ）がアミン類である請求項１〜５のいずれかに記載の電解質組成物。
【請求項７】
アミン類がピリジン類である請求項６記載の電解質組成物。
【請求項８】
硫黄化合物（Ｂ）の割合が、塩基性窒素化合物（Ｃ）に対して０．１〜２倍モルである請求項１〜５のいずれかに記載の電解質組成物。
【請求項９】
ヨウ化物塩（Ｄ）をさらに含む請求項１〜８のいずれかに記載の電解質組成物。
【請求項１０】
シクロデキストリンを含まない請求項１〜９のいずれかに記載の電解質組成物。
【請求項１１】
電解液である請求項１〜１０のいずれかに記載の電解質組成物。
【請求項１２】
電解液が請求項１〜１１のいずれかに記載の電解質組成物である色素増感太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、色素増感太陽電池の電解液などに利用できる電解質組成物及びその用途に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池が環境負荷の小さいクリーンエネルギーとして注目され、実際に実用化されているが、室内など微弱光に対する変換効率が小さいなどの課題がある。そのため、光電変換素子自体を改良することによって光電変換効率を向上させるための開発が盛んに行われる一方で、電解液の改良によって光電変効率を向上させる開発も行われている。
【０００３】
特開２００９−７６３６９号公報（特許文献１）には、起電力や最大出力及びリサイクル特性を向上できる色素増感太陽電池として、ニトロキシラジカル化合物を含む電解質層を備えた色素増感太陽電池が開示されている。この文献には、電解質に含まれるハロゲンイオンの染み出しによる腐食を抑制するために、ヨウ素などのハロゲンイオンを含まない新しいタイプの色素増感太陽電池システムを構築できることも記載されている。実施例では、電解質溶液（電解液）として、レドックスメディエーターとしてのニトロキシ化合物、テトラブチルアンモニウムパークロレート及びメトキシプロピオニトリルからなる電解液、Ｉ−／Ｉ３−電解液にニトロキシ化合物を添加した電解液が調製されている。
【０００４】
しかし、この電解質層では、ヨウ素を含む場合、着色により透明性が低下し、光電変換効率が低下する。
【０００５】
特開２０１２−１９５２８０号公報（特許文献２）には、耐久性を向上できる色素増感太陽電池などの光電変換素子として、分子量が５９．０４ｇ／モル以上であるアニオンを有する塩及び６．０４≦ｐＫａ≦７．３の添加剤を含む電解質層を備えた光電変換素子が開示されている。実施例では、ヨウ素を含む電解液において、前記アニオンを有する塩として、グアニジニウムトリフルオロスルホネート（ＧｕＯＴｆ）などを配合し、さらに６．０４≦ｐＫａ≦７．３の添加剤として、２−アミノピリジン、４−メトキシピリジン、４−エチルピリジン、Ｎ−メチルイミダゾール、ルチジンなどを配合した電解液が調製されている。
【０００６】
しかし、この電解質層でも、着色により透明性が低下し、光電変換効率が低下する。
【０００７】
ＷＯ２００６／１２３７８５（特許文献３）には、経時的な光電変更効率の低下を引き起こすことなく、ヨウ素に起因する呈色が抑制された色素増感太陽電池の電解質組成物として、媒体と、この媒体に対して難溶性であり、かつ平均粒子径が２０μｍ以下のヨウ素−シクロデキストリン包接化合物とを含む電解質組成物が開示されている。実施例では、前記包接化合物と、ヨウ化リチウムと、４−ｔ−ブチルピリジンと、１−プロピル−２，３−ジメチルイミダゾリウム−ヨウ素と、３−メトキシプロピオニトリルとからなる電解質組成物が調製されている。
【０００８】
しかし、電解質組成物では、シクロデキストリンを必要とするだけでなく、予めヨウ素−シクロデキストリン包接化合物を合成し、かつ媒体に難溶な包接化合物の粒径を制御する必要があり、取り扱い性や生産性が低い。また、ヨウ素−シクロデキストリン包接化合物は媒体に対して難溶性であり添加量が限られるため十分なヨウ素濃度を確保出来ない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−７６３６９号公報（請求項１、段落［０００９］、実施例）
【特許文献２】特開２０１２−１９５２８０号公報（請求項１及び３、実施例）
【特許文献３】ＷＯ２００６／１２３７８５（請求項１、段落［０００８］、実施例）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従って、本発明の目的は、簡便に調製でき、ヨウ素を含んでいても、透明性が高く、着色も抑制された電解質組成物及びその用途を提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、電解液として短絡電流を向上できる電解質組成物及びその用途を提供することにある。
【００１２】
本発明のさらに他の目的は、色素増感太陽電池の電解液として出力特性を向上できる電解質組成物及びその用途を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者は、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、ヨウ素を含む電解質組成物に、特定の硫黄化合物と塩基性窒素化合物とを組み合わせて含有させることにより、ヨウ素を含んでいても、透明性が高く、着色も抑制された電解質組成物を簡便に調製できることを見出し、本発明を完成した。
【００１４】
すなわち、本発明の電解質組成物は、ヨウ素（Ａ）と、有機塩を除く硫黄化合物（Ｂ）と、塩基性窒素化合物（Ｃ）とを含む。この電解質組成物は、光路長１ｃｍにおける波長４００ｎｍの光線透過率が３０％以上であってもよい。前記硫黄化合物（Ｂ）は、チオール類、スルフィド類及びジスルフィド類からなる群より選択された少なくとも１種（特に、直鎖状又は分岐鎖状Ｃ４−１８アルカンチオールなどの鎖状又は環状アルカン骨格を有するチオール類）であってもよい。前記塩基性窒素化合物（Ｃ）はアミン類（特に、ピリジン類）であってもよい。前記硫黄化合物（Ｂ）の割合は、前記塩基性窒素化合物（Ｃ）に対して０．１〜２倍モル程度であってもよい。前記電解質組成物は、ヨウ化物塩（Ｄ）をさらに含んでいてもよい。前記電解質組成物は、シクロデキストリンを含まない組成物であってもよい。前記電解質組成物は、電解液であってもよい。
【００１５】
本発明には、電解液が前記電解質組成物である色素増感太陽電池も含まれる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、ヨウ素を含む電解質組成物が、特定の硫黄化合物と塩基性窒素化合物との組み合わせを含むため、ヨウ素を含んでいても、透明性が高い電解質組成物を簡便に調製できる。また、透明性が高く、着色も抑制されているため、電解液として利用すると、短絡電流を向上できる。そのため、色素増感太陽電池の電解液として出力特性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、実施例１で得られた電解液の出力特性を示すグラフである。
【図２】図２は、実施例２で得られた電解液の出力特性を示すグラフである。
【図３】図３は、実施例３で得られた電解液の出力特性を示すグラフである。
【図４】図４は、実施例４で得られた電解液の出力特性を示すグラフである。
【図５】図５は、実施例７で得られた電解液の出力特性を示すグラフである。
【図６】図６は、実施例８で得られた電解液の出力特性を示すグラフである。
【図７】図７は、実施例９で得られた電解液の出力特性を示すグラフである。
【図８】図８は、本発明の電解液と従来の電解液との出力特性を比較したグラフである。
【図９】図９は、本発明の電解液及び従来の電解液のＵＶ−Ｖｉｓスペクトルである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
［電解質組成物］
本発明の電解質組成物は、ヨウ素（Ａ）を含んでいるにも拘わらず、特定の硫黄化合物（Ｂ）と塩基性窒素化合物（Ｃ）との組み合わせを含むため、透明性が高い。ヨウ素（Ａ）は、組成物中において、ヨウ素分子Ｉ２の形態であってもよいが、イオン化していてもよく、Ｉ−やＩ３−の形態で存在していてもよい。
【００１９】
本発明の電解質組成物は、光路長１ｃｍにおける波長４５０ｎｍの光線透過率が１０％以上（例えば３０〜１００％）であってもよく、例えば５０％以上（例えば５０〜１００％）、好ましくは７０％以上（例えば７０〜９９．９％）、さらに好ましくは８０％以上（例えば８０〜９９％）、特に９０％以上（例えば９０〜９８％）であってもよい。本発明では、このような可視光領域での透過率が高いため、透明性に優れている。
【００２０】
本発明の電解質組成物は、光路長１ｃｍにおける波長４００ｎｍの光線透過率が１０％以上（例えば２０〜１００％）であってもよく、例えば３０％以上（例えば３０〜９９％）、好ましくは４０％以上（例えば４０〜９５％）、さらに好ましくは５０％以上（例えば５０〜９０％）、特に６０％以上（例えば６０〜８０％）であってもよい。本発明では、このような短波長で高エネルギーの光線の透過率も高いため、光電変換素子において有効に光エネルギーを利用できる。
【００２１】
本発明の電解質組成物は、ヨウ素独特の茶褐色系又はオレンジ系の色相を示さず、着色が少なく、淡色又は無色であってもよく、無色透明であるのが好ましい。
【００２２】
本発明の電解質組成物は、前述のような光透過性を有していれば、形態は特に限定されず、液状、ゲル状、固体状のいずれであってもよく、用途に応じて選択でき、色素増感太陽電池では、通常、電解液として利用されるため、液状である。
【００２３】
硫黄化合物（Ｂ）としては、有機塩以外の硫黄化合物であればよいが、例えば、チオール類、チオエーテル類、スルホキシド類、スルホン類、チオケトン類、スルホン酸類、ジスルフィド類などが挙げられる。これらの硫黄化合物は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらのうち、組成物における透明性の向上効果が優れる点から、チオール類、スルフィド類、ジスルフィド類が好ましい。
【００２４】
チオール類としては、チオール基を有する化合物であればよく、例えば、アルカンチオール（例えば、メタンチオール、エタンチオール、プロパンチオール、イソプロパンチオール、ｎ−ブタンチオール、ヘキサンチオール、オクタンチオール、デカンチオール、ドデカンチオール、オクタデカンチオールなどの直鎖状又は分岐鎖状Ｃ１−２４アルカンチオールなど）、シクロアルカンチオール（例えば、シクロペンタンチオール、シクロヘキサンチオール、シクロヘプタンチオール、シクロオクタンチオール、シクロデカンチオールなどのＣ４−１０シクロアルカンチオールなど）、アレーンチオール（例えば、チオフェノール、ナフタレンチオールなどのＣ６−１０アレーンチオールなど）、アラルキルメルカプタン（例えば、ベンジルメルカプタンなど）、メルカプトカルボン酸（例えば、チオ酢酸、チオグリコール酸、メルカプトプロピオン酸などのメルカプトＣ２−６カルボン酸など）などが挙げられる。これらのチオール類は、ヒドロキシ化合物と同様に塩を形成してもよい。塩としては、例えば、アルカリ金属塩（ナトリウム塩など）が例示できる。これらのチオール類は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
【００２５】
スルフィド類としては、スルフィド結合を有する化合物であればよく、例えば、ジアルキルスルフィド(例えば、ジメチルスルフィド、ジエチルスルフィド、ジプロピルスルフィド、ジイソプロピルスルフィド、ジｎ−ブチルスルフィド、ジへキシルスルフィド、ジオクチルスルフィド、ジデシルスルフィド、ジドデシルスルフィド、ジオクタデシルスルフィドなどのジ直鎖状又は分岐鎖状Ｃ１−２４アルキルスルフィドなど）、ジシクロアルキルスルフィド（例えば、ジシクロペンチルスルフィド、ジシクロヘキシルスルフィド、ジシクロヘプチルスルフィド、ジシクロオクチルスルフィド、ジシクロデシルスルフィドなどのジＣ４−１０シクロアルキルスルフィドなど）、ジアリールスルフィド（例えば、ジフェニルスルフィド、ジナフチルスルフィドなどのジＣ６−１０アリールスルフィドなど）などが挙げられる。これらのスルフィド類は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
【００２６】
ジスルフィド類としては、ジスルフィド結合を有する化合物であればよく、例えば、ジアルキルジスルフィド(例えば、ジメチルジスルフィド、ジエチルジスルフィド、ジプロピルジスルフィド、ジイソプロピルジスルフィド、ジｎ−ブチルジスルフィド、ジへキシルジスルフィド、ジオクチルジスルフィド、ジデシルジスルフィド、ジドデシルジスルフィド、ジオクタデシルジスルフィドなどのジ直鎖状又は分岐鎖状Ｃ１−２４アルキルジスルフィドなど）、ジシクロアルキルジスルフィド（例えば、ジシクロペンチルジスルフィド、ジシクロヘキシルジスルフィド、ジシクロヘプチルジスルフィド、ジシクロオクチルジスルフィド、ジシクロデシルジスルフィドなどのジＣ４−１０シクロアルキルジスルフィドなど）、ジアリールジスルフィド（例えば、ジフェニルジスルフィド、ジナフチルジスルフィドなどのジＣ６−１０アリールジスルフィドなど）などが挙げられる。これらのジスルフィド類は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
【００２７】
これらのうち、チオール類が特に好ましく、チオール類のうち、組成物における透明性を高度に向上できる点から、アルカンチオールやシクロアルカンチオールなどの脂肪族骨格（直鎖状又は分岐鎖状Ｃ４−１８アルカンやＣ５−８シクロアルカンなどの鎖状又は環状アルカン骨格）を有するチオール類が好ましく、１−ドデカンチオールなどの直鎖状又は分岐鎖状Ｃ８−１６アルカンチオール（特に、直鎖状又は分岐鎖状Ｃ１０−１６アルカンチオール）が特に好ましい。
【００２８】
硫黄化合物（Ｂ）の割合は、ヨウ素（Ａ）（Ｉ２としてのヨウ素）に対して０．５倍モル以上（例えば０．５〜２０倍モル）であってもよく、例えば１〜１０倍モル、好ましくは１．２〜５倍モル、さらに好ましくは１．５〜４倍モル（特に２〜３倍モル）程度である。硫黄化合物（Ｂ）の割合が少なすぎると、組成物の透明性が低下する虞がある。
【００２９】
硫黄化合物（Ｂ）の割合は、塩基性窒素化合物（Ｃ）に対して０．０１倍モル以上（例えば０．０１〜１０倍モル）であってもよく、例えば０．１〜２倍モル（例えば０．２〜１．７倍モル）、好ましくは０．３〜１．５倍モル（例えば０．３〜１倍モル）、さらに好ましくは０．４〜０．７倍モル（特に０．５〜０．６倍モル）程度である。硫黄化合物（Ｂ）の割合が少なすぎると、組成物の透明性が低下する虞がある。
【００３０】
塩基性窒素化合物（Ｃ）としては、非共役電子対を有する窒素化合物であれば、特に限定されないが、通常、アミン類や第４級アンモニウム塩（後述するヨウ化第４級アンモニウムヨウ化物を除く）を利用でき、取り扱い性などの点から、脂肪族第３級アミン、芳香族アミン、複素環式アミンなどのアミン類（第３級アミン類など）が汎用される。
【００３１】
脂肪族第３級アミンとしては、例えば、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ−ｎ−プロピルアミン、トリ−ｎ−ブチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン、トリイソプロピルアミンなどのトリＣ１−６アルキルアミン；Ｎ，Ｎ−ジエチルシクロヘキシルアミン、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルシクロヘキシルアミンなどのＮ，Ｎ−ジＣ１−６アルキルＣ５−８シクロアルキルアミン；Ｎ，Ｎ−ジシクロヘキシルエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジシクロへキシルイソプロピルアミンなどのＮ，Ｎ−ジＣ５−８シクロアルキルＣ１−６アルキルアミン；トリベンジルアミンなどのトリアラルキルアミン；Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルプロパンジアミンなどのテトラＣ１−６アルキルアルカンジアミン；１−メチルピロリジン、１−エチルピロリジンなどの１−Ｃ１−６アルキルピロリジン；１−メチルピペリジン、１−エチルピペリジンなどの１−Ｃ１−６アルキルピペリジン；２，６−ジメチルピペラジンなどの２，６−ジＣ１−６アルキルピペラジン；４−メチルモルホリン、４−エチルモルホリンなどの４−Ｃ１−６アルキルモルホリン；トリエタノールアミンなどのトリＣ１−６アルカノールアミン；ジメチルアミノエタノールなどのジＣ１−６アルキルＣ１−６アルカノールアミン；１，５−ジアザビシクロ［４．３．０］ノネン−５（ＤＢＮ）、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］−ウンデセン−７（ＤＢＵ）などの環状アミンなどが挙げられる。
【００３２】
芳香族アミンとしては、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアニリンなどのジＣ１−６アルキルアニリン；ベンジルジメチルアミンなどのアラルキルジアルキルアミン；トリス（ジメチルアミノメチル）フェノールなどのジアルキルアミノフェノールなどが挙げられる。
【００３３】
複素環式アミンには、ピリジン類、ピロリドン類、イミダゾール類などが含まれる。
【００３４】
ピリジン類としては、例えば、ピリジン；メチルピリジン（ピコリン）、エチルピリジン、プロピルピリジン、イソプロピルピリジン、ｎ−ブチルピリジン、ｔ−ブチルピリジンなどの直鎖状又は分岐鎖状Ｃ１−１０アルキルピリジン；ジメチルピリジン（ルチジン）などのジＣ１−６アルキルピリジン；トリメチルピリジン（コリジン）などのトリＣ１−４アルキルピリジン；Ｎ，Ｎ−ジメチル−４−アミノピリジンなどのジＣ１−１０アルキルアミノピリジン；４−ピロリジノピリジンなどのピロリジノピリジンなどが挙げられる。
【００３５】
ピロリドン類としては、例えば、２−ピロリドン、３−ピロリドンなどのピロリドン；Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）などのＮ−Ｃ１−６アルキルピロリドンなどが挙げられる。
【００３６】
イミダゾール類としては、例えば、イミダゾール；１−メチルイミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−エチルイミダゾール、２−イソプロピルイミダゾールなどのＣ１−６アルキルイミダゾール；２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−イソプロピル−４−メチルイミダゾールなどのジＣ１−６アルキルイミダゾール；１−フェニルイミダゾール、２−フェニルイミダゾールなどのＣ６−１０アリールイミダゾール；１−メチルベンズイミダゾールなどのＣ１−６アルキルベンズイミダゾールなどが挙げられる。
【００３７】
これらのアミン類は、塩の形態であってもよい。塩としては、例えば、無機塩（例えば、塩酸塩、臭化水素塩、硫酸塩、硝酸塩、リン酸塩、炭酸塩、三フッ化ホウ素塩など）、有機酸塩（例えば、ギ酸塩、酢酸塩、スルホン酸塩など）などが例示できる。
【００３８】
これらのアミン類は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらのアミン類のうち、組成物の酸化還元機能の点から、脂肪族第３級アミン（特に、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミンなどのトリＣ２−４アルキルアミン）、複素環式アミンには、ピリジン類（特に、ピリジン類）が好ましく、直鎖状又は分岐鎖状Ｃ２−６アルキルピリジン（特に、４−ｔ−ブチルピリジンなどの分岐鎖状Ｃ３−４アルキルピリジン）が特に好ましい。
【００３９】
塩基性窒素化合物（Ｃ）の割合は、ヨウ素（Ａ）（Ｉ２としてのヨウ素）に対して１倍モル以上（例えば１〜３０倍モル）であってもよく、例えば２〜２０倍モル、好ましくは２〜１０倍モル、さらに好ましくは３〜８倍モル（特に４〜６倍モル）程度である。塩基性窒素化合物（Ｃ）の割合が少なすぎると、組成物の酸化還元機能が低下する虞がある。
【００４０】
本発明の電解質組成物は、ヨウ素（Ａ）のイオン化を促進し、色素増感太陽電池の電解液などに利用される場合、電池の出力特性を向上できる点から、ヨウ化物塩（Ｄ）をさらに含むのが好ましい。ヨウ化物塩としては、例えば、金属ヨウ化物塩（例えば、ヨウ化リチウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム、ヨウ化セシウムなどのヨウ化アルカリ金属塩；ヨウ化マグネシウム、ヨウ化カルシウムなどのヨウ化アルカリ土類金属塩など）、第４級アンモニウムヨウ化物塩（例えば、ヨウ化テトラエチルアンモニウムなどのヨウ化テトラＣ１−６アルキルアンモニウム；ヨウ化ベンジルトリメチルアンモニウムなどのヨウ化ベンジルトリＣ１−６アルキルアンモニウム；ヨウ化ピリジニウム；１，２−ジメチル−３−プロピルイミダゾリウムヨーダイドなどのヨウ化イミダゾリウムなど）などが挙げられる。これらのヨウ化物塩は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらのうち、ヨウ化リチウムなどのヨウ化アルカリ金属塩が汎用される。
【００４１】
ヨウ化物塩（Ｄ）の割合は、ヨウ素（Ａ）（Ｉ２としてのヨウ素）に対して１倍モル以上（例えば１〜１０倍モル）であってもよく、例えば１．１〜５倍モル、好ましくは１．２〜３倍モル、さらに好ましくは１．５〜２．５倍モル（特に１．８〜２．２倍モル）程度である。ヨウ化物塩（Ｄ）の割合が少なすぎると、ヨウ化物塩（Ｄ）による効果が発現しない虞がある。
【００４２】
本発明の電解質組成物は、液状の形態である場合、溶媒（Ｅ）をさらに含むのが好ましい。溶媒としては、例えば、水、アルコール類、エーテル類、エステル類、ラクトン類、ケトン類、アミド類、スルホラン類、スルホキシド類、ニトリル類、カーボネート類、炭化水素類（脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素など）、ハロゲン化炭化水素類などが挙げられる。これらの溶媒は、不燃性であってもよい。これらの溶媒は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
【００４３】
これらの溶媒は、用途に応じて適宜選択でき、比誘電率が高い点から、アルコール類（例えば、エタノールなどのアルカノール類、エチレングリコール、ポリエチレングリコールなどのグリコール類）、ニトリル類（例えば、アセトニトリル、ブチロニトリル、メトキシアセトニトリル、プロピオニトリル、３−メトキシプロピオニトリル、ベンゾニトリルなど）、カーボネート類（例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジエチルカーボネートなど）、ラクトン類（例えば、γ−ブチロラクトンなど）、エーテル類（例えば、ジメチルエーテルなどの鎖状エーテル類、テトラヒドロフランなどの環状エーテル類）、アミド類（例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドなど）などが好ましく、色素増感太陽電池の電解液では、ニトリル類（例えば、アセトニトリルやブチロニトリルなどのＣ２−６アルカンニトリルなど）、アルコール類（例えば、ｔ−ブタノールなどのアルカノールなど）が汎用される。
【００４４】
溶媒（Ｅ）の割合は、組成物中のヨウ素（Ａ）（Ｉ２としてのヨウ素）の濃度（モル／リットル）が０．０００１〜１０Ｍ程度の範囲となるように選択され、例えば０．０００５〜１Ｍ（例えば０．００１〜０．１Ｍ）、好ましくは０．００１〜０．０１Ｍ、さらに好ましくは０．００３〜０．００８Ｍ程度となる割合であってもよい。
【００４５】
本発明の電解質組成物は、他の成分として、他の電解質（例えば、臭素などの他のハロゲン元素、臭化物塩やフッ化物塩などの他のハロゲン化物塩、イオン液体（常温溶融塩）、ゲル状電解質、固体状電解質など）、慣用の添加剤（例えば、安定化剤、難燃剤、ｐＨ調整剤など）をさらに含んでいてもよい。他の成分の割合は、ヨウ素（Ａ）（Ｉ２としてのヨウ素）に対して、例えば０．００１〜０．５倍モル、好ましくは０．００５〜０．１倍モル、さらに好ましくは０．０１〜０．０５倍モル程度である。
【００４６】
本発明の電解質組成物は、硫黄化合物（Ｂ）と塩基性窒素化合物（Ｃ）との組み合わせにより組成物の透明性を向上できるため、特許文献３のように、シクロデキストリンを配合する必要がない。そのため、本発明の電解質組成物は、シクロデキストリンを実質的に含まないのが好ましく、シクロデキストリンを含まないのが特に好ましい。
【００４７】
［電解質組成物の用途］
本発明の電解質組成物は、イオン電導性が必要な用途であれば特に限定されず、各種の用途（例えば、電池、半導体素子、光電変換素子など）に利用できるが、ヨウ素（Ａ）の酸化還元能を利用した用途であってもよく、特に、透明性、非着色性に優れている点から、太陽電池などの光電変換素子に利用するのが好ましく、色素増感太陽電池の電解液として利用するのが特に好ましい。色素増感太陽電池の電解液として利用すると、ヨウ素イオンの光の吸収を抑制できるため、光電変換に寄与する光の減少が抑制され、短絡電流の低下などを抑制できる。
【００４８】
本発明の色素増感太陽電池は、電解液が前記電解質組成物であれば、特に限定されず、慣用の色素増感太陽電池を利用でき、例えば、半導体及び色素を含む光電変換層を備えた透明電極と、この電極に対向して配置される対極と、これらの電極間に介在し、封止処理された電解液とで構成されていてもよい。
【００４９】
透明電極は、通常、透明導電層の一方の面に、半導体及び色素を含む光電変換層が積層されており、前記透明導電層は、ガラス板や透明プラスチック板などの透明基板と、この透明基板の上に積層されたフッ素ドープ酸化錫（ＦＴＯ）や酸化インジウム−酸化錫系複合酸化物（ＩＴＯ）などの透明導電層とで形成されている。
【００５０】
半導体は、色素増感太陽電池の半導体として利用される慣用の半導体を利用でき、有機半導体であってもよいが、耐久性などの点から、無機半導体が好ましく、通常、ｎ型半導体（例えば、酸化チタンや酸化亜鉛などの金属酸化物）で構成されている。半導体（酸化チタンなど）は、焼結により透明導電層上に形成してもよく、分散液（水分散液など）として、イオン性バインダー（及び後述の色素）との混合物を塗布した後、乾燥や加熱して形成してもよい。前記イオン性バインダーは、例えば、スルホ基を有するフッ素含有樹脂（ナフィオン（登録商標）など）であってもよい。また、半導体は、市販品を利用してもよく、慣用の方法を利用して合成したものを使用してもよい。例えば、酸化チタンの分散液は、特許第４５２２８８６号公報などに記載の方法により得ることができる。
【００５１】
色素も、色素増感太陽電池の色素として利用される慣用の色素を利用でき、増感剤（増感色素、光増感色素）として機能する成分（又は増感作用を示す成分）であれば特に限定されず、例えば、有機色素、無機色素（例えば、炭素系顔料、クロム酸塩系顔料、カドミウム系顔料、フェロシアン化物系顔料、金属酸化物系顔料、ケイ酸塩系顔料、リン酸塩系顔料など）などを利用でき、通常、カルボキシル基、エステル基、スルホ基などの官能基を配位子として有する色素（例えば、Ｎ７１９などのカルボキシル基を有するルテニウム色素）が使用される。色素は、前述のように、半導体と混合して透明導電層に積層してもよく、透明導電層に積層した半導体に吸着させてもよい。
【００５２】
対極も、色素増感太陽電池の対極として利用される慣用の対極を利用でき、例えば、導電層（前記透明電極と同様の透明導電層など）と、この導電層に形成された触媒層とで構成されていてもよい。対極は、前記透明電極を構成する半導体の種類によって、正極又は負極となる。すなわち、半導体がｎ型半導体であるとき、対極は正極を形成する。触媒層（正極触媒層又は負極触媒層）は、特に限定されず、導電性金属（金、白金など）、カーボンなどで形成できる。なお、導電層が導電性に加えて還元能力を有している場合、必ずしも触媒層を設ける必要はない。対極は、触媒層又は導電触媒層の面を、透明導電層の光電変換層と対向させる。
【００５３】
電解液は、前記透明電極と対極との間に介在すればよく、通常、両電極（又はその縁部）を封止材［例えば、熱可塑性樹脂（アイオノマー樹脂など）、熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂、シリコーン樹脂など）などで構成された封止材］により封止処理することで形成された空間又は空隙内に封入されている。
【実施例】
【００５４】
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
【００５５】
実施例１〜９及び比較例１〜３
（電解液の調製）
ヨウ素１モルに対して４−ブチルピリジン、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン、１−ドデカンチオール、シクロヘキサンチオール、ヨウ化リチウムを表１に示すモル比となるように配合し、ヨウ素濃度が０．００５Ｍとなるようにアセトニトリルに溶解させて電解液Ａ〜Ｆ、Ａ＋、Ｂ＋、Ｄ＋（実施例１〜９）及び電解液Ｇ〜Ｉ（比較例１〜３）を調製した。各電解液の色相及び光線透過率を目視及び分光光度計（ＵＶ−Ｖｉｓ：光路長；１ｃｍ、ブランク；アセトニトリル、測定温度；室温、測定装置；Ｕ−３９００Ｈ形分光光度計(（株）日立ハイテクサイセンス製)）で確認した結果を表１に示す。
【００５６】
（色素増感太陽電池の作製及び測定）
アセトンで洗浄したフッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）透明導電ガラスに、酸化チタンペースト（SOLARONIX社製Ti-Nanoxide T/SP）をスクリーン印刷法により厚み１０μｍの正方形（４ｍｍ角）に成膜した。ホットプレートで、１００℃で乾燥させた後、５００℃で１時間焼成して酸化チタン電極を形成した。
【００５７】
Ｎ７１９色素（SOLARONIX社製）３５．６ｍｇを、アセトニトリル５０ｍｌとｔ−ブタノール５０ｍｌとの混合溶媒に溶解した。この溶液に上記酸化チタン電極を浸漬し、室温下で２４時間静置し、酸化チタン電極（酸化チタン表面）にＮ７１９色素を吸着させた。色素溶液から取り出した酸化チタン電極をメタノールで洗浄し、乾燥させて色素吸着酸化チタン電極を得た。
【００５８】
得られた色素吸着酸化チタン電極のＦＴＯ層側（色素吸着側）と、白金付ＦＴＯガラス基板のＦＴＯ層側（白金薄膜側）とをスペーサ（三井・デュポンポリケミカル（株）製「ハイミラン」）を介して挟み、両基板間に形成された空隙（又は封止材で封止された空間）内に電解液を充填し、色素増感太陽電池を作製した。
【００５９】
作製した色素増感太陽電池の性能を、白色ＬＥＤライト（（株）コスモテクノ製、ＬＥＤデスクランプCDS-90a）を用い、１０００Ｌｕｘ、２５℃の条件で測定した。電解液Ａ〜Ｄ及びＡ＋、Ｂ＋、Ｄ＋を用いた色素増感太陽電池の出力特性を図１〜７に示す。出力特性のグラフは、初期値を長く維持する曲線因子（ＦＦ）となるのが好ましく、縦軸及び横軸と曲線とで囲まれた形状が長方形に近づくほど、出力特性が好ましいことを意味する。なお、本評価方法においては、１回目の測定である１ｓｔ  ｓｗｅｅｐは、電解液が酸化チタン膜に十分に浸透せずに安定しないことにより特性（特に電流）が低くなり、４回目の測定である４ｔｈ  ｓｗｅｅｐは、電解液の揮発によって特性が低下する（グラフ参照）。ゆえに、太陽電池の出力特性は、２及び３回目の測定（２ｎｄ及び３ｒｄ  ｓｗｅｅｐ）で評価した。
【００６０】
出力特性及びサイクル特性の評価結果（◎：極めて良好、○：良好、△：普通、×：劣る）を表１に示す。
【００６１】
【表１】
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【００６２】
表１の結果から明らかなように、電解液Ｂ、Ｄ〜Ｆ、Ｂ＋、Ｄ＋は透明であった。アミン化合物、チオール化合物のどちらか一方しか含んでいない電解液Ｇ〜Ｉはヨウ素由来のオレンジ色のまま変化無かった。また、電解液Ａ〜Ｄの結果から、アミン化合物とチオール化合物とのモル比は、前者／後者＝約２／３〜５／３の範囲が透明性に優れていた。
【００６３】
図１〜４の結果から明らかなように、１−ドデカンチオールの割合が多すぎると、出力特性は低下する傾向を示し、図１と図５との比較、図２と図６との比較、図３と図７との比較から、金属ヨウ化物の配合により、出力特性が安定する傾向が見られる。
【００６４】
実施例１０及び比較例４
従来の電解液（比較例４：ヨウ素を０．０５Ｍ、ヨウ化リチウムを０．０１Ｍ、１，２−ジメチル−３−プロピルイミダゾリウムヨージドを０．５Ｍ、４−ｔ−ブチルピリジンを０．５Ｍ含むアセトニトリル溶液）と、従来の電解液に１−ドデカンチオール０．１５Ｍを加え、透明化した電解液（実施例１０）を用いた色素増感太陽電池の出力特性の比較を図８に示す。また、これらの電解液のＵＶ−Ｖｉｓスペクトルを図９に示す。
【００６５】
図８から明らかなように、本発明の電解液は透明で、着色が少ないため、電解液の光吸収による光利用効率の低下が低減された結果、従来の電解液に比べ高い電流値が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明の電解質組成物は、イオン電導性が必要な電解質組成物（例えば、電池、半導体素子、光電変換素子などの各種素子に利用される組成物など）として利用できるが、ヨウ素の酸化還元系（Ｉ−／Ｉ３−系）を利用する用途であってもよく、液状であっても、透明で着色も抑制されているため、各種素子の電解液として利用できる。なかでも、着色を抑制でき、かつ光電変換効率を向上できる点ら、太陽電池（特に、色素増感太陽電池）の電解液として有用である。
【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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【図８】
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【図９】
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