(57)【要約】  イオン液体と、カーボン粒子および／または白金ナノ粒子とを含む、光電池で使用される電解質組成物を調製する方法であって、イオン液体の存在下でカーボン粒子および／または白金ナノ粒子を粉砕することを含む方法。
2011512636.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン液体と、カーボン粒子および／または白金ナノ粒子とを含む、光電池で使用される電解質組成物を調製する方法であって、前記イオン液体の存在下でカーボン粒子および／または白金ナノ粒子を粉砕することを含む方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、
前記電解質組成物が、当該電解質組成物の全重量に対して、ポリマーまたは前記イオン液体以外の溶媒を５重量％未満含む方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の方法であって、
前記カーボン粒子が、カーボンナノ粒子、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンブラック、グラファイト、グラフェン、カーボンナノバッド、アモルファスカーボン、ダイヤモンド、バッキーペーパー、およびこれらのうちの２種以上の混合物の中から選択される方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法であって、
前記カーボンナノチューブが、単層カーボンナノチューブである方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法であって、
前記カーボンナノチューブが、多層カーボンナノチューブである方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法であって、
前記電解質組成物が、ドープ若しくは非ドープＴｉＯ2ナノ粒子および／またはドープ若しくは非ドープＴｉＯ2ナノチューブをさらに含む方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法であって、
前記イオン液体が、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウム・ヨージド、１−プロピル−３−メチルイミダゾリウム・ヨージド、１−ヘキシル−２，３−ジメチルイミダゾリウム・ヨージド、１−プロピル−２，３−ジメチルイミダゾリウム・ヨージド、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム・トリシアノメタンイド、アリルメチルイミダゾリウム・ヨージド、ジメチルイミダゾリウム・ヨージド、３−エチル−１−メチルイミダゾリウム・ヨージド、およびこれらのうちの２種以上の混合物の中から選択される方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法であって、
前記イオン液体が、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウム・ヨージドである方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法であって、
前記電解質組成物が、当該電解質組成物の全重量に対して、カーボン粒子および／または白金ナノ粒子を１５重量％未満含む方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法であって、
前記電解質組成物が、当該電解質組成物の全重量に対して、イオン液体を少なくとも８０重量％含む方法。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に定義された方法を用いて調製される電解質組成物。
【請求項１２】
請求項１１に記載の電解質組成物であって、
粘性を有するペースト状である電解質組成物。
【請求項１３】
請求項１１または１２に定義された電解質組成物を含む光電池。
【請求項１４】
請求項１３に記載の光電池であって、
透明電極（１）と、色素（４）で増感された半導体（３）を含む作用電極（２）と、請求項９または１０に定義された電解質組成物（５）と、対向電極（８）とを含む色素増感光電池である光電池。
【請求項１５】
請求項１４に記載の色素増感光電池であって、
前記半導体が、ＴｉＯ2を含む色素増感光電池。
【請求項１６】
１種以上のイオン液体と、カーボン粒子および／または白金ナノ粒子と、任意でドープ若しくは非ドープＴｉＯ2ナノ粒子および／または任意でドープ若しくは非ドープＴｉＯ2ナノチューブからなる電解質組成物。
【請求項１７】
請求項１６に記載の電解質組成物であって、
前記イオン液体が、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウム・ヨージド、１−プロピル−３−メチルイミダゾリウム・ヨージド、１−ヘキシル−２，３−ジメチルイミダゾリウム・ヨージド、１−プロピル−２，３−ジメチルイミダゾリウム・ヨージド、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム・トリシアノメタンイド、アリルメチルイミダゾリウム・ヨージド、ジメチルイミダゾリウム・ヨージド、３−エチル−１−メチルイミダゾリウム・ヨージド、およびこれらのうちの２種以上の混合物の中から選択される電解質組成物。
【請求項１８】
請求項１７に記載の電解質組成物であって、
前記イオン液体が、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウム・ヨージド、１−プロピル−３−メチルイミダゾリウム・ヨージド、およびこれらの混合物の中から選択される電解質組成物。
【請求項１９】
請求項１６〜１８のいずれか１項に記載の電解質組成物であって、
前記カーボン粒子が、カーボンナノ粒子、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンブラック、グラファイト、グラフェン、カーボンナノバッド、アモルファスカーボン、ダイヤモンド、バッキーペーパー、およびこれらのうちの２種以上の混合物の中から選択される電解質組成物。
【請求項２０】
請求項１９に記載の電解質組成物であって、
前記カーボンナノチューブが、好ましくは少なくとも８０％の純度を有する単層カーボンナノチューブである電解質組成物。
【請求項２１】
請求項１９に記載の電解質組成物であって、
前記カーボンナノチューブが、多層カーボンナノチューブである電解質組成物。
【請求項２２】
請求項１６〜２１のいずれか１項に記載の電解質組成物であって、
当該電解質組成物の全重量に対して、粒子を少なくとも１０重量％含む電解質組成物。
【請求項２３】
請求項２２に記載の電解質組成物であって、
当該電解質組成物の全重量に対して、粒子を少なくとも１５重量％含む電解質組成物。
【請求項２４】
請求項１６〜２３のいずれか１項に記載の電解質組成物であって、
当該電解質組成物の全重量に対して、イオン液体を少なくとも５０重量％含む電解質組成物。
【請求項２５】
請求項２４に記載の電解質組成物であって、
当該電解質組成物の全重量に対して、イオン液体を少なくとも７５重量％含む電解質組成物。
【請求項２６】
請求項１６〜２５のいずれか１項に記載の電解質組成物であって、
粘性を有するペースト状である電解質組成物。
【請求項２７】
請求項１６〜２６のいずれか１項に記載の電解質組成物であって、
二酸化チタンで被覆されたカーボンナノチューブを含む電解質組成物。
【請求項２８】
請求項１６〜２７のいずれか１項に定義された電解質組成物を含む光電池。
【請求項２９】
請求項２８に記載の光電池であって、
透明電極（１）と、色素（４）で増感された半導体（３）を含む作用電極（２）と、請求項１６〜２７のいずれか１項に定義された電解質組成物（５）と、対向電極（８）とを含む色素増感光電池である光電池。
【請求項３０】
請求項２９に記載の色素増感光電池であって、
前記半導体が、ＴｉＯ2を含む色素増感光電池。
【請求項３１】
請求項１１、１２、および１６〜２７に記載の電解質組成物であって、
粘度が、７０〜１０，０００ｃＰ（０．０７Ｐａ・ｓ〜１０Ｐａ・ｓ）の範囲にある電解質組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解質組成物を調製する方法、電解質組成物、および光電池におけるその使用に関する。この光電池は、色素増感光電池であってもよく、特に色素増感太陽電池（ＤＳＳＣ）であってもよい。
【背景技術】
【０００２】
色素増感光電池は、太陽電池の一種であり、マイケル・グレッツェル（Ｍｉｃｈａｅｌ  Ｇｒaｔｚｅｌ）等によって発明された。色素増感光電池には、これまで知られてきた光電変換電池と比べ、低価格であるという利点がある。
【０００３】
一般に、色素増感光電池は、作用電極に隣接する透明導電性電極基体を含む。作用電極は、光増感色素で増感された酸化物半導体粒子（二酸化チタンなど）の多孔質層を含む。対向電極は作用電極の反対側に設けられ、作用電極と対向電極との間には電解質溶液がある。使用時には、色素増感光電池は光エネルギーを電気に変換する。
【０００４】
上記概要の通り、当初の色素増感光電池では、電解質溶液が作用電極と対向電極との間に設けられる。従来、このような電解質溶液は、有機溶媒に溶解したＩ-／Ｉ3-などの酸化還元対であった。しかしながら、このような系には、用いられる有機溶媒の高い揮発性に関連した不都合がある。その上、この液体電解質溶液は、たとえば、電池の製造または破損時など溶液が曝される時に、漏出する可能性がある。
【０００５】
このような不都合を解消する試みがなされており、たとえば、特開２００７−２２７０８７号公報には、ｐ型導電性ポリマーを１〜５０質量％、イオン液体を５〜５０質量％、炭素物質を２０〜８５％含む電解質が開示されている。このような組成物によって、固体状の電荷輸送層を製造することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、先行技術の問題および不都合のうち少なくともいくつかを解決することを目的とする。本発明は、液体でない電解質組成物を提供する。そのため、漏出に関連した問題は、解消されないとしても低減される。さらに、有利なことに既知の電解質溶液／電解質組成物と比べ、高い変換効率を示す電解質組成物を提供する。さらに、有利なことに安価で効率的な色素増感光電池が製造可能な、費用対効果が高く安価に製造できる電解質組成物を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様において、イオン液体と、カーボン粒子および／または白金ナノ粒子とを含む、光電池で使用される電解質組成物を調製する方法であって、このイオン液体の存在下でカーボン粒子および／または白金ナノ粒子を粉砕することを含む方法を提供する。
【０００８】
本発明の第２の態様において、ここで説明する方法を用いて調製される電解質組成物を提供する。
【０００９】
本発明の第３の態様において、ここで説明する方法を用いて調製される電解質組成物を含む光電池（特に、色素増感光電池）を提供する。
【００１０】
本発明の第４の態様において、１種以上のイオン液体とカーボン粒子および／または白金ナノ粒子からなる電解質組成物を提供する。
【００１１】
本発明の第５の態様において、１種以上のイオン液体とカーボン粒子および／または白金ナノ粒子からなる、または、これを含む電解質組成物を含む光電池（特に、色素増感光電池）を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１ａ】図１ａは、本明細書で説明する電解質組成物を含む色素増感光電池の概略断面図である。
【図１ｂ】図１ｂは、本明細書で説明する電解質組成物を含む本発明の一実施形態における光電池の概略断面図である。
【図１ｃ】図１ｃは、本明細書で説明する電解質組成物を含む本発明のさらなる実施形態における光電池の概略断面図である。
【図２】図２は、ＳＷＣＮＴ系ＤＳＳＣの電流密度対電圧（Ｊ−Ｖ）特性を示す図である。
【図３】図３は、ＳＷＣＮＴの純度の影響を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の発明者は、驚くべきことに、本発明の方法を用いることで、光電池（特に、色素増感光電池）の使用において有利な物理的及び光電的特性を有する電解質組成物を調製できることを見出した。特に、本発明の方法では、電解質組成物を形成するために、イオン液体の存在下でカーボン粒子および／または白金ナノ粒子を粉砕することを伴う。
【００１４】
ここで用いられている「粉砕」という語は、たとえば、磨砕、衝撃、破砕、細砕、摩滅、粉砕または化学的な方法によって材料を粉末にする工程の意味で用いられる。本発明において、イオン液体の存在下で粒子が摩砕／粉砕されると、好ましくはペーストが形成される。準固体状の電解質ペーストは、電解質の成分をしっかりと攪拌することで作られる。
【００１５】
このような方法には、粒子がイオン液体の全体にわたって実質的に均一に分散されるという利点がある。これによって、電解質中に粒子のクラスタが存在する危険性が低減する。ＤＳＳＣの安定性および性能は、従来の揮発性の液体電解質を不揮発性の常温イオン塩に替えることによって高まることが証明されている。典型的には、このことによってＤＳＳＣの効率が低下する。本発明においては、粒子、特に、カーボン粒子および白金ナノ粒子をイオン塩に混合することによって、半固体状のペーストを提供するだけでなく、有利なことに、この系の導電率を高めて、ＤＳＳＣの性能を大幅に向上させる。
【００１６】
ここで用いられている「ペースト」という語は、流体に粉末が密に分散しているものの意味で用いられる。液体電解質と比べ、ペースト状の電解質の流動性は低い。これによって、電解質組成物は、安全性と耐久性を備え、容易に扱えるようになる。また、この電解質組成物を用いて製造した光電池に、高速ロール・ツー・ロール方式の連続生産、スクリーン印刷、スロットダイコーティング、フレキソ印刷、スプレー熱分解およびエアゾールスプレーを適用できるようになる。さらに、この電解質組成物は、ドクターブレーディングまたは電着されてもよい。このような方法は、液体またはゲル状の先行技術の組成物に対しては適用できないだろう。さらに、この電解質組成物を含む光電池は、高い変換効率を示す。
【００１７】
ここで定義する各態様と、いかなる他の態様、つまり、組み合わせないと明確に示されているものを除く他の態様とを組み合わせてもよい。特に、好ましい、または有利であると示されたいかなる特徴と、いかなる他の特徴、つまり、好ましい、または有利であると示された他の特徴とを組み合わせてもよい。
【００１８】
ここで用いられるカーボン粒子は、主成分として炭素を含む。このカーボン粒子は、粒子の全重量に対して、炭素を、少なくとも８５重量％、少なくとも９０重量％、少なくとも９５重量％、またより好ましくは少なくとも９９重量％含む。本発明で使用するカーボン粒子は、カーボンナノ粒子、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンブラック、グラファイト、グラフェン、カーボンナノバッド、アモルファスカーボン、ダイヤモンド、バッキーペーパー、およびこれらのうちの２種以上の混合物を含む。白金ナノ粒子および他の好適な金属ナノ粒子も本発明に用いてよい。このような材料を製造する方法は周知である。あるいは、市販の材料を用いてもよい。
【００１９】
カーボンナノチューブは、単層カーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）および／または複数の層（２層以上）を有する多層カーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）であってもよい。このような材料は、この技術において既知である。カーボン粒子は、単層カーボンナノチューブを含む、または単層カーボンナノチューブであることが好ましい。本発明の発明者は、光電池内の本発明の電解質組成物に単層カーボンナノチューブを用いることで、特に高い光電変換率を実現することを見出した。
【００２０】
本発明の一実施形態において、電解質組成物は、単層カーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）および多層カーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）を含む。
【００２１】
本発明の別の実施形態において、電解質組成物は、単層カーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）および／または多層カーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）と、グラファイトとを含む。この組み合わせは、カーボンナノチューブの高導電性により特に有利となる。この実施形態において、この電解質組成物は、当該電解質組成物中の粒子の全重量に対して、単層カーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）および／または多層カーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）を５〜９５％、グラファイトを９５〜５％含むことが好ましい。この電解質組成物は、当該電解質組成物中の粒子の全重量に対して、単層カーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）および／または多層カーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）を１０〜８０％、グラファイトを９０〜２０％含んでいてもよい。この電解質組成物は、単層カーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）とグラファイトを含むことが好ましい。この実施形態において、この電解質組成物は、電解質組成物中の粒子およびナノ粒子の全重量に対して、単層カーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）および／または多層カーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）を５〜９５％、グラファイトを９５〜５％含むことが好ましい。この電解質組成物は、当該電解質組成物中の粒子およびナノ粒子の全重量に対して、単層カーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）および／または多層カーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）を１０〜８０％、グラファイトを９０〜２０％含んでいてもよい。
【００２２】
カーボン粒子の大きさは、たとえば、単層カーボンナノチューブとしては、直径が０．５ｎｍ〜１０ｎｍの間にあり、長さが約１０ｎｍ〜ｌμｍ、または数ｃｍまで（たとえばｌｃｍ、２ｃｍまたは３ｃｍまで）の間にあることが好ましい。単層カーボンナノチューブの直径は、１〜１０ｎｍであることが好ましい。多層カーボンナノチューブとしては、直径が約１ｎｍ〜１００ｎｍの間にあり、長さが約５０ｎｍ〜５０μｍの間にあるものが好ましい。多層カーボンナノチューブの直径は、１５〜４５ｎｍであることがより好ましい。カーボン粒子は、好ましくは直径が０．５ｎｍ〜１０ｎｍの間にあり、長さが１０ｎｍ〜１μｍの間にあるカーボンナノ粒子であってもよい。カーボンファイバーとしては、直径が約５０ｎｍ〜１μｍの間にあり、長さが約１μｍ〜１００μｍの間にあるものが好ましい。カーボンブラックとしては、粒径が約１ｎｍ〜５００ｎｍの間にあるものが好ましい。
【００２３】
電解質組成物は、ドープまたは非ドープ二酸化チタンナノ粒子をさらに含んでいてもよい。このナノ粒子はナノチューブであってもよい。一実施形態において、カーボンナノチューブが、二酸化チタンで被覆されていてもよい。このような粒子の被覆方法は、この技術において周知である。
【００２４】
本発明において用いられる粒子の純度は、少なくとも８０％であることが好ましく、少なくとも９０％であることがより好ましく、少なくとも９５％または少なくとも９９％であることがさらに好ましい。たとえば、ＳＥＭ、透過型電子顕微鏡、ラマンおよび熱重量分析（ＴＧＡ）技術を用いて、粒子、たとえば、ＳＷＣＮＴの純度を測定してもよい。
【００２５】
発明者は、粒子が単層カーボンナノチューブである時、この単層カーボンナノチューブの純度が、少なくとも７５％、より好ましくは少なくとも８０％、より好ましくは少なくとも９０％、さらに好ましくは少なくとも９５％または少なくとも９９％であることが、特に有利であることを見出した。粒子、たとえば単層カーボンナノチューブに、非導電性粒子または不純物を添加すると、導電率が低下し、これによって太陽電池の効率が低下する（図３参照）。
【００２６】
イオン液体は、好適ないかなるものを用いてもよい。このイオン液体を、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウム・ヨージド、１−プロピル−３−メチルイミダゾリウム・ヨージド、ｌ−ヘキシル−２，３−ジメチルイミダゾリウム・ヨージド、ｌ−プロピル−２，３−ジメチルイミダゾリウム・ヨージド、ｌ−エチル−３−メチルイミダゾリウム・トリシアノメタンイド、アリルメチルイミダゾリウム・ヨージド、ジメチルイミダゾリウム・ヨージド、３−エチル−１−メチルイミダゾリウム・ヨージド、およびこれらうちの２種以上の混合物の中から選択されてもよい。このイオン液体は、ｌ−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウム・ヨージド、ｌ−プロピル−３−メチルイミダゾリウム・ヨージド、ｌ−ヘキシル−２，３−ジメチルイミダゾリウム・ヨージド、ｌ−プロピル−２，３−ジメチルイミダゾリウム・ヨージド、およびこれらのうちの２種以上の混合物の中から選択されることが好ましい。
【００２７】
このイオン液体は、ｌ−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウム・ヨージドであることが最も好ましい。本発明の発明者は、驚くべきことに、イオン液体が、ｌ−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウム・ヨージド若しくはｌ−プロピル−３−メチルイミダゾリウム・ヨージドであるか、または、これを含む場合、実質的により高い光電変換率が、本発明の電解質組成物を含む色素増感光電池において観察されることを見出した。カーボン粒子が単層カーボンナノチューブおよびグラファイトである場合、この効果は高められる。
【００２８】
白金ナノ粒子の大きさは、直径が０．５ｎｍ〜１０ｎｍの間にあり、長さが約１０ｎｍ〜ｌμｍの間であることが好ましい。白金ナノ粒子は、直径が１ｎｍ〜５ｎｍの間にあり、長さが約１０ｎｍ〜ｌμｍの間にあることがより好ましい。
【００２９】
この白金ナノ粒子は、白金のナノ粒子の形態であることが好ましい。また、この粒子は、白金のコロイドでないことが好ましい。
【００３０】
白金ナノ粒子は、白金ナノ粒子を担持した二酸化チタンナノチューブの形態で存在してもよい。二酸化チタンナノチューブを製造する方法は、この技術において周知である。同様に、ナノ粒子を上記ナノチューブへ担持させる方法は知られている（たとえば、光触媒作用および環境触媒作用によって。燃料電池およびバッテリーへの応用）。
【００３１】
電解質組成物は、本発明において用いられるカーボン粒子および／または白金ナノ粒子に加えて、ドープまたは非ドープ二酸化チタンナノ粒子を含んでいてもよい。この二酸化チタンナノ粒子は、ナノチューブであってもよい。二酸化チタンをドープする方法は、たとえば米国特許出願公開第２００６／０２１０７９８号により、この技術において周知である。二酸化チタンナノ粒子の大きさは、直径が１ｎｍ〜５０ｎｍの間にあり、長さが約１０ｎｍ〜１μｍの間にあることが好ましい。二酸化チタンナノ粒子は、直径が０．５ｎｍ〜１０ｎｍの間にあり、長さが約１０ｎｍ〜１μｍの間にあることがより好ましい。
【００３２】
電解質組成物は、この電解質組成物の全重量に対して、粒子を少なくとも５重量％、少なくとも１０重量％、少なくとも３０重量％含むことが好ましい。この電解質組成物は、電解質組成物の全重量に対して、粒子を少なくとも１５重量％含むことがさらに好ましい。これは、イオン液体がｌ−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウム・ヨージドまたは１−プロピル−３−メチルイミダゾリウム・ヨージドである時に、特に有利となり得る。
【００３３】
電解質組成物は、この電解質組成物の全重量に対して、カーボン粒子を少なくとも５重量％、少なくとも１０重量％、少なくとも３０重量％または少なくとも５０重量％含むことが好ましい。また、電解質組成物は、この電解質組成物の全重量に対して、カーボン粒子を少なくとも１５重量％含むことがさらに好ましい。これは、イオン液体が１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウム・ヨージドまたは１−プロピル−３−メチルイミダゾリウム・ヨージドである時に、特に有利となり得る。
【００３４】
単層カーボンナノチューブおよび／または多層カーボンナノチューブを含む時、電解質組成物が、この電解質組成物の全重量に対して、単層カーボンナノチューブおよび／または多層カーボンナノチューブを０．０１〜５０重量％または０．０１〜３０重量％含むことが好ましく、０．１〜２５重量％含むことがより好ましく、５〜１５重量％含むことがさらに好ましい。ＳＷＣＮＴは、そのキラリティによって、導電性であってもよいし、半導電性であってもよい。ＳＷＣＮＴは、ＤＳＳＣにおいてより高い効率を与えるｐ型特性を有することが好ましい。また、有利なことに、ＳＷＣＮＴの密度は非常に低い。ＭＷＣＮＴは、典型的にはｐ型特性を示さないが、ＭＷＣＮＴを使用する１つの利点は、一定の質量におけるＭＷＣＮＴが全て導電性を有することである。
【００３５】
電解質組成物は、カーボンナノファイバーを含む時、この電解質組成物の全重量に対して、カーボンナノファイバーを０．０１〜５０重量％含むことが好ましく、５〜３０重量％含むことがより好ましく、１０〜２０重量％含むことがさらに好ましい。
【００３６】
電解質組成物は、グラファイトを含む時、この電解質組成物の全重量に対して、グラファイトを５〜８０重量％含むことが好ましく、１５〜６０重量％含むことがより好ましく、３０〜５０重量％含むことがさらに好ましい。
【００３７】
本発明の別の実施形態において、電解質組成物は、この電解質組成物の全重量に対して、カーボン粒子を５重量％未満、１０重量％未満、３０重量％未満含む。また、電解質組成物は、この電解質組成物の全重量に対して、カーボン粒子を１５重量％未満含むことがさらに好ましい。
【００３８】
電解質組成物は、白金ナノ粒子を含む時、この電解質組成物の全重量に対して、白金ナノ粒子を０．０１〜５０重量％含むことが好ましく、０．１〜２５重量％含むことがより好ましく、５〜１５重量％含むことがさらに好ましい。
【００３９】
電解質組成物は、ドープまたは非ドープＴｉＯ2ナノ粒子を含む時、この電解質組成物の全重量に対して、ドープまたは非ドープＴｉＯ2ナノ粒子を、０．５〜２０重量％含むことが好ましく、１〜１０重量％含むことがより好ましく、２〜５重量％含むことがさらに好ましい。
【００４０】
好ましい実施形態において、電解質組成物は、この電解質組成物の全重量に対して、イオン液体、好ましくは１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウム・ヨージドを、少なくとも５０重量％含む。また、電解質組成物は、この電解質組成物の全重量に対して、イオン液体を少なくとも７５重量％または少なくとも８０重量％含むことがより好ましく、このイオン液体は、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウム・ヨージドであるか、これを含んでいてもよい。
【００４１】
典型的に、電解質組成物は、粘性を有するペースト状である。本発明の電解質は、ゲルよりも高い粘稠度を有することが好ましい。本発明の電解質組成物は、７０〜１０，０００ｃＰ（０．０７Ｐａ・ｓ〜１０Ｐａ・ｓ）までの範囲の粘度を有することが好ましい。この粘度は、８００〜１０，０００ｃＰ（０．８〜１０Ｐａ・ｓ）までの範囲にあることがより好ましい。粘度は、ブルックフィールド（Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ）ＤＶＩＩＩレオメーターを用いて測定されてもよい。粘度は温度（０〜５０℃）と剪断速度に応じて測定される。典型的には、粘度は、温度２５℃および剪断速度０〜２００ｓ-1（たとえば１００ｓ-1）で測定されてもよい。
【００４２】
ゲルである先行技術の電解質組成物には、この電解質組成物を含む太陽電池が振られると、ゲルの粘度が低下し、より液体状になるという不都合がある。これによって、電解質が電池から漏出する危険性が高まる。同様の現象が、温度の上昇と共に生じる可能性がある。
【００４３】
発明者は、本発明の電解質組成物を用いて、先行技術において既知の色素増感光電池の２倍を超える電力変換効率を有する色素増感光電池を製造した。電力変換は、ケースレー（Ｋｅｉｔｈｌｅｙ）社の２４００および光源として白色ＬＥＤを用いて測定される。
【００４４】
電解質組成物は、ポリマーを含んでいてもよいが、このポリマーは有機ポリマーであってもよい。電解質組成物は、この組成物の全重量に対して、有機ポリマーであり得るポリマーを１５重量％未満、１０重量％未満、５重量％未満または１重量％未満含むことが好ましい。
【００４５】
電解質組成物はイオン液体以外の溶媒を含んでいてもよい。電解質組成物は、この組成物の全重量に対して、イオン液体以外の溶媒を、１５重量％未満、１０重量％未満、５重量％未満または１重量％未満含むことが好ましい。
【００４６】
本発明の電解質組成物はｐ型ポリマーを含まないことが好ましい。
【００４７】
電解質組成物は、ポリマーや有機ポリマーを含まないことが好ましい。
【００４８】
電解質組成物は、１種以上のイオン液体以外に溶媒を含まないことが好ましい。
【００４９】
電解質組成物は、有機ポリマーや１種以上のイオン液体以外の溶媒を含まないことが好ましい。驚くことに、このような追加の溶媒やポリマーを添加せずに、高い導電性を有するペースト状の電解質組成物を調製し得ることがわかった。有利なことに、このことによって、電解質組成物の製造がより安価で簡単なものとなる。
【００５０】
本発明の一実施形態において、電解質組成物は、少なくとも２種の異なるイオン液体を含む。電解質組成物は、たとえば、１−プロピル−３−メチルイミダゾリウム・ヨージド（ＰＭＩＩ）および１−エチル−３−メチルイミダゾリウム・トリシアノメタンイド（ＥＭＩＴＣＭ）を含んでいてもよい。別の実施形態において、電解質組成物は少なくとも３種の異なるイオン液体を含む。さらなる実施形態において、電解質組成物は４種以上の異なるイオン液体を含む。
【００５１】
本発明の発明者は、１種より多いイオン液体（イオン塩）を組み合わせることで、優れた導電率を有する独特の共融混合物を調製できることを見出した。たとえば、本発明の電解質組成物は、アリルメチルイミダゾリウム・ヨージド（ＡＭＩＩ）、ジメチルイミダゾリウム・ヨージド（ＤＭＩＩ）および３−エチル−１−メチルイミダゾリウム・ヨージド（ＥＭＩＩ）を含んでいてもよい。
【００５２】
一実施形態において、本発明は、１種以上のイオン液体とカーボン粒子および／または白金ナノ粒子からなる、またはこれらを含む電解質組成物を提供する。
【００５３】
電解質組成物は、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウム・ヨージド、１−プロピル−３−メチルイミダゾリウム・ヨージド、１−ヘキシル−２，３−ジメチルイミダゾリウム・ヨージド、１−プロピル−２，３−ジメチルイミダゾリウム・ヨージド、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム・トリシアノメタンイド、アリルメチルイミダゾリウム・ヨージド、ジメチルイミダゾリウム・ヨージド、３−エチル−１−メチルイミダゾリウム・ヨージド、およびこれらのうちの２種以上の混合物の中から選択された少なくとも１種のイオン液体と、カーボン粒子および／または白金ナノ粒子と、任意でドープ若しくは非ドープチタンナノ粒子および／または任意でドープ若しくは非ドープチタンナノチューブとからなっていてもよいし、これらを含んでいてもよい。
【００５４】
電解質組成物は、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウム・ヨージドおよび／または１−プロピル−３−メチルイミダゾリウム・ヨージドから選択されたイオン液体と、カーボン粒子および／または白金ナノ粒子と、任意でドープ若しくは非ドープチタンナノ粒子および／または任意でドープ若しくは非ドープチタンナノチューブとからなっていてもよいし、これらを含んでいてもよい。
【００５５】
以下の図を参照しつつ、本発明を例示としてさらに説明する。図面において、図１ａは、本明細書で説明する電解質組成物を含む色素増感光電池の概略断面図であり、図１ｂは、本明細書で説明する電解質組成物を含む本発明の一実施形態における光電池の概略断面図であり、図１ｃは、本明細書で説明する電解質組成物を含む本発明のさらなる実施形態における光電池の概略断面図である。
【００５６】
図２は、ＳＷＣＮＴ系ＤＳＳＣの電流密度対電圧（Ｊ−Ｖ）特性を示す。ＳＷＣＮＴ電池のＪ−Ｖ特性は、短絡光電流密度（Ｊsc）が４．８ｍＡ／ｃｍ2であり、また開放電圧（Ｖoc）が０．６８Ｖの間にあることを示した。全体的な電力変換効率は、充填率を０．５２として４．５％の間にある。
【００５７】
図３は、ＳＷＣＮＴの純度の影響を示すグラフである。ＤＳＳＣ３については、ＳＷＣＮＴの純度が８０％より低い。電池効率は３．１６％、充填率は０．４３である。電池ＤＳＳＣ２には、８０％より高い純度を有するＳＷＣＮＴを用いる。充填率を０．５２として、電池効率は４０％高くなる（４．５％）。
【００５８】
本発明は、図１ａ、図１ｂおよび図１ｃに示す光電池の概略断面図を参照することで、さらに理解されるであろう。
【００５９】
図１ａに、本発明の一実施形態を示す。図１ａに、透明導電性電極１と、色素４で増感された半導体３を含む作用電極２と、カーボン粒子６およびイオン液体７（好ましくは１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウム・ヨージド）を含む本発明の電解質組成物５と、透明対向電極８とを含む色素増感光（太陽）電池を示す。
【００６０】
以下に、この図の各構成要素についてより詳しく述べる。
【００６１】
透明導電性電極１は、透明基体上に透明導電性基体を備えることが好ましい。
【００６２】
透明導電性基体は、たとえば、金属（たとえば白金、金、銀、銅、アルミニウム、インジウム）、カーボン、導電性金属酸化物（たとえば酸化スズ、酸化亜鉛）、または複合金属酸化物（たとえば、酸化インジウムスズ、酸化インジウム亜鉛）から形成することができる。透明導電性基体は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）基体、酸化亜鉛、および／または酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）を含むことが好ましいが、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）基体を含むことが最も好ましい。電極はカーボンナノチューブ（ナノバッド）および透明なポリマーで構成されてもよい。さらに、透明電極は、たとえば、ポリジメチルシロキサンＰＤＭＳスタンプおよび／またはナノインプリントリソグラフィでの金属転移によって形成され得る金属を用いたポリエチレンテレフタレートＰＥＴまたはＰＥＮ基体上に、半透明のナノメッシュ銅電極を備えていてもよい。
【００６３】
透明基体は、たとえばガラス板またはプラスチックフィルムであってもよい。柔軟性を有するプラスチックフィルムが、ガラス板よりも好ましい。基体に用いられるプラスチック材料は、高い透明性を有し、無着色であり、高い耐熱性を有し、耐薬品性において優れていて、低価格であることが好ましい。たとえば、好適なプラスチック材料として、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）、シンジオタクチックポリスチレン（ＳＰＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアリレート（Ｐａｒ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリエステルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、およびポリイミド（ＰＩ）等を挙げることができるが、これに限定されない。ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）およびポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）が好ましい。
【００６４】
図１ａにおいて、作用電極は、色素／増感剤４で増感された半導体３を含む。
【００６５】
半導体３は、ｎ型無機半導体を含むことが好ましい。好適な材料として、ＴｉＯ2、ＴｉＳｒＯ3、ＺｎＯ、Ｎｂ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＷＯ3、Ｓｉ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、Ｖ2Ｏ5、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＳｎＳｅ、ＫＴａＯ3、ＦｅＳ2およびＰｂＳ等が挙げられるが、これに限定されない。このうち、ＴｉＯ2、ＳｎＯ、ＳｎＯ2、ＷＯ3、およびＮｂ2Ｏ3が好ましい。この半導体は、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズを含むことが好ましく、二酸化チタンであることが最も好ましい。あるいは、半導体特性および価電子帯と伝導帯との間に大きなエネルギーギャップ（バンドギャップ）を有する他の導電性金属酸化物を用いることができる。
【００６６】
半導体は、色素または増感剤４で増感される。好適な色素は周知であり、ビピリジン構造、テルピリジン構造などを有する配位子を含むルテニウム錯体または鉄錯体を含む。色素は、その適用と酸化物半導体多孔質フィルムに用いられた材料に応じて選択することができる。好適な発色団、つまり増感剤の例としては、タイプが（Ｌ3）、（Ｌ2）金属である遷移金属のルテニウムとオスミウムの錯体（たとえば、ルテニウムトリス（２，２’ビピリジル−４，４’ジカルボキシラート）、ルテニウム・シス・ジアクア・ビス（２，２’ビピリジル−４，４’ジカルボキシラート）などのルテニウム・シス−ジアクア・ビピリジル錯体）、ポルフィリン類（たとえば、亜鉛テトラ（４−カルボキシフェニル）ポルフィリン）、シアニド類（たとえば鉄−ヘキサシアニド錯体）やフタロシアニン類がある。好適な色素は近赤外色素を含む。なお、近赤外色素とはこの技術において知られている、色素の混合物である。
【００６７】
本発明の電解質組成物５はここで説明した通りであり、カーボン粒子および／または白金ナノ粒子６と、イオン液体７（好ましくは１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウム・ヨージドまたは１−プロピル−３−メチルイミダゾリウム・ヨージド）とを含む。
【００６８】
色素によって増感された半導体３を含む作用電極２は、電解質組成物５の層に隣接する層を形成してもよい。別の実施形態において、電解質組成物５は、作用電極２（半導体）中に分散されていてもよい。電解質組成物５は、半導体の全体にわたって、実質的に均一に分散されていてもよい。この組成物が、半導体の一部分のみにおいて分散されていてもよい。
【００６９】
対向電極８は、ガラスや（ＰＥＴ、ＰＥＮなどの）プラスチック等の非導電性材料からなる基体上に、ＩＴＯやＦＴＯ等の導電性酸化物半導体からなる薄膜を形成することにより得られたもの、あるいは金、白金、炭素系材料等の導電性材料を基体上に蒸着または塗布することで電極を形成することにより得られたものであってもよい。さらに、この電極はカーボンナノチューブおよび透明ポリマーで構成されてもよい。さらに、対向電極８は、ＩＴＯやＦＴＯ等の導電性酸化物半導体の薄膜上に、白金、カーボン等の層を形成することにより得られたものであってもよい。
【００７０】
有効な絶縁層を作用電極と対向電極との間に確保することは有利である。これにより、短絡が起きる危険性が回避されるまたは低下する。絶縁層は作用電極上に設けられることが好ましい。絶縁層は、アクリル樹脂、ポリアミドまたはアルキル樹脂等のポリマーを、可塑剤と共に、または可塑剤なしで、電極上にペイントまたはスクリーンペイントすることによって、作用電極上に設けられてもよい。このような層は電極に接着しやすく、良好なフィルム可撓性を有する。
【００７１】
作用電極の絶縁層は、溶媒（たとえば、酢酸エチルや酢酸ブチルであってもよい）と、硝酸セルロースと、また任意に、可塑剤、ケイ酸塩、樹脂および顔料のうちの１つ以上とを含むことが好ましい。
【００７２】
長期にわたる安定性には、光電池に色素がなく、電解質がないことが有利となる。これにより、乾式固体光電池を製造することができる。本発明の発明者は、このような電池が、本発明の電解質組成物を用いることにより、また従来の色素増感光電池の典型的にＴｉＯ2を含む色素増感半導体を、色素増感でないＣｅＯ2ナノ粒子に換えることにより製造され得ることを見出した。これにより、既知の光電池と比べて低い製造コストで光電池を製造することが可能となる。さらには、これにより従来の色素増感光電池の製造において必要とされる乾燥時間（典型的には１２時間）が必要ではなくなる。この「乾式」光電池は、高い耐久性も有する。
【００７３】
一般に、ＣｅＯ2は、半導体とも光活性材料ともみなされない。しかしながら、非ドープおよび希土類ドープＣｅＯ2ナノ粒子は、構成粒子のナノ構造に直接由来した光起電力反応を示すことが分かった。通常、大きな粒径のＣｅＯ2は光起電力反応を持たない。典型的には、光起電力効果を観察するために、ＣｅＯ2ナノ粒子は、３〜１０ｎｍ、より好ましくは５〜７ｎｍの範囲内にある必要がある。
【００７４】
ＴｉＯ2の吸収スペクトルと比べ、ＣｅＯ2ナノ粒子の吸収スペクトルは、約８０ｎｍずれる。この結果、吸収スペクトルが、太陽スペクトルの可視域内においてよりよい反応を有するようになる。
【００７５】
酸化セリウムは、ドープされていなくてもよいし、希土類カチオン、五価のカチオンおよび四価カチオンによってドープされていてもよい。好適なドープ材料の例として、Ｌａ3+、Ｐｒ3+、Ｐｒ4+、Ｔｂ3+、Ｎｂ5+、Ｚｒ4+およびこの２種以上の混合物等が挙げられるが、これに限定されない。
【００７６】
図１ｂに、透明導電性電極１と、カーボン粒子および／または白金ナノ粒子６ならびにイオン液体７（好ましくは１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウム・ヨージド）を含む本発明の電解質組成物５の層に隣接するＣｅＯ2を含む組成物９の層を含む作用電極と、透明対向電極８とを備える本発明の一実施形態を示す。
【００７７】
図１ｃに、透明導電性電極１と、ＣｅＯ2を含む組成物９とカーボン粒子および／または白金ナノ粒子６ならびにイオン液体７（好ましくは１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウム・ヨージド）を含む本発明の電解質組成物５とを含む作用電極と、透明対向電極８とを備えるさらなる本発明の実施形態を示す。
【００７８】
電解質組成物５が、対向電極とＣｅＯ2を含む組成物９を含む作用電極との間の層を形成してもよい（図１ｂ参照）。電解質組成物５は、ＣｅＯ2を含む組成物９を含む作用電極中に分散されていてもよい。電解質組成物５は、ＣｅＯ2を含む組成物９を含む作用電極の全体にわたって実質的に均一に分散されていてもよい。また、作用電極９の一部分のみにおいて分散されていてもよい。
【００７９】
本発明の一実施形態では、ここに定義する電解質組成物を含む光電池が提供される。この光電池は、透明電極（１）と、色素（４）で増感された半導体（３）を含む作用電極（２）と、ここに定義する電解質組成物（５）と、対向電極（８）とを備える色素増感光電池であることが好ましい。半導体はＴｉＯ2を含むことが好ましい。作用電極は、ＣｅＯ2を含む組成物（９）を含むことが好ましい。作用電極（９）は、ここに定義する電解質組成物の層に隣接するＣｅＯ2を含む組成物の層を含むことがより好ましい。電解質組成物は、ＣｅＯ2を含む組成物内に分散されていてもよい。ＣｅＯ2を含む組成物は、ＣｅＯ2のナノ粒子を含んでいてもよい。ＣｅＯ2は希土類金属でドープされていてもよい。
【００８０】
ＤＳＳＣの主な幾何学的配置として、（図に示すような）前面に照明を有する配置および背面に照明を有する配置の２つが知られている。前面または背面照明のいずれかを有するＤＳＳＣにおいても、ここで説明する電解質組成物を用いてよいことが理解されるだろう。さらに、ここで説明する電解質組成物は、タンデム型の電池の設計における使用に理想的である。
【００８１】
一実施形態において、本発明は、イオン液体と、カーボン粒子および／または白金ナノ粒子とを含む光電池で使用される電解質組成物を調製する方法を提供し、この方法は、イオン液体の存在下でカーボン粒子および／または白金ナノ粒子を粉砕することを含む。電解質組成物は１種以上のイオン液体を含んでいてもよい。
【００８２】
電解質組成物は、イオン液体以外の溶媒またはポリマーを含まないことが好ましい。
【００８３】
以下の実施例を参照して本発明をさらに例示するが、この実施例には限定されない。
【実施例１】
【００８４】
厚さ１５〜２０μｍのＴｉＯ2を有する市販のＦＴＯ被覆ガラスを４５０℃で３０分間加熱し、ルテニウム錯体色素（Ｎ７１９）（ソラロニクス（Ｓｏｌａｒｏｎｉｘ）社製）に浸漬させた。ＳＷＣＮＴ系導電性混合物は、イオン液体である１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウム・ヨージド（ソラロニクス社製ＨＭ１１）３００ｍｇの存在下で、固体の単層カーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）粉末（カーボンナノテクノロジーズ社（Ｃａｒｂｏｎ  Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，  Ｉｎｃ）製またはユニダイム社（Ｕｎｉｄｙｍ  Ｉｎｃ）製）４０ｍｇを、めのう／ガラス乳鉢上で摩砕することにより調製した。結果として得られた混合物は、粘性を有する黒色ペーストで、揮発性成分を含んでいない。そして、このＣＮＴペーストを１０〜５０μｍ厚さの層で色素増感ＴｉＯ2層に塗布し、ガラス対向電極ではさむ。我々の工程では、Ｐｔ触媒は必要とせず、また、製造手順全体を通常の実験室の状態で行う。１５０ｍＷ／ｃｍ2で光を照射するＬＥＤランプを備えたケースレー社の２４００ソースメーターを用いて、光電流密度電圧測定を行った。
【００８５】
図１に、ＳＷＣＮＴ系ガラスＤＳＳＣの電流密度対電圧（Ｊ−Ｖ）特性を示す。ＳＷＣＮＴ電池のＪ−Ｖ特性は、短絡光電流密度（Ｊsc）が４．８ｍＡ／ｃｍ2であり、開放電圧（Ｖoc）が０．６８Ｖの間にあることを示した。全体的な電力変換効率は、充填率を０．５２として、４．５％の間にあった。デバイスの大きさは、５×５ｍｍ〜１０×１０ｍｍの範囲であった。
【実施例２】
【００８６】
同様の実験を、実施例１で説明した方法と同様の方法を用いて行ったが、ＳＷＣＮＴとグラファイト複合体を用いた。
【実施例３】
【００８７】
アセチルアセトン中に１０ｍｇのドープセリアを懸濁させ、酸化インジウムスズ透明電極上に接着テープで明示した１×１ｃｍ2の正方形に懸濁液を堆積させることによって、太陽電池を作製した。３００℃で２時間焼成した後、０．５ＭのＬｉＩおよび０．０５ＭのＩ2を含む水溶液を数滴加えた。
【００８８】
ＣｅＯ2ナノ材料は、
・アドバンスド・マテリアル・リソーシズ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌ  Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ）社（ヨーロッパ）および
・Ｍ．Ｋ．インペクス・カナダ（ＩＭＰＥＸ  ＣＡＮＡＤＡ）社から入手した。
【００８９】
ＣｅＯ2粒子は従来のゾル・ゲル法によって作製される。ＣｅＯ2の純度は９５％より高いものとする。
【図１ａ】
2011512636.tif 000003
【図１ｂ】
2011512636.tif 000004
【図１ｃ】
2011512636.tif 000005
【図２】
2011512636.tif 000006
【図３】
2011512636.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成21年12月18日(2009.12.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン液体と、カーボン粒子および／または白金ナノ粒子とを含む、光電池で使用される電解質組成物を調製する方法であって、前記イオン液体の存在下でカーボン粒子および／または白金ナノ粒子を粉砕し、これによりペーストを形成することを含む方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、
前記電解質組成物が、当該電解質組成物の全重量に対して、粒子を１０重量％より多く含む方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の方法であって、
前記電解質組成物が、当該電解質組成物の全重量に対して、粒子を１５重量％より多く含む方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法であって、
前記電解質組成物が、当該電解質組成物の全重量に対して、ポリマーまたは前記イオン液体以外の溶媒を５重量％未満含む方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法であって、
前記カーボン粒子が、カーボンナノ粒子、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンブラック、グラファイト、グラフェン、カーボンナノバッド、アモルファスカーボン、ダイヤモンド、バッキーペーパー、およびこれらのうちの２種以上の混合物の中から選択される方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法であって、
前記カーボンナノチューブが、単層カーボンナノチューブである方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法であって、
前記カーボンナノチューブが、多層カーボンナノチューブである方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法であって、
前記電解質組成物が、ドープ若しくは非ドープＴｉＯ2ナノ粒子および／またはドープ若しくは非ドープＴｉＯ2ナノチューブをさらに含む方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法であって、
前記イオン液体が、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウム・ヨージド、１−プロピル−３−メチルイミダゾリウム・ヨージド、１−ヘキシル−２，３−ジメチルイミダゾリウム・ヨージド、１−プロピル−２，３−ジメチルイミダゾリウム・ヨージド、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム・トリシアノメタンイド、アリルメチルイミダゾリウム・ヨージド、ジメチルイミダゾリウム・ヨージド、３−エチル−１−メチルイミダゾリウム・ヨージド、およびこれらのうちの２種以上の混合物の中から選択される方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法であって、
前記イオン液体が、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウム・ヨージドである方法。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法であって、
前記電解質組成物が、当該電解質組成物の全重量に対して、イオン液体を少なくとも８０重量％含む方法。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に定義された方法によって得られ得る電解質組成物であって、
ペースト状である電解質組成物。
【請求項１３】
請求項１２に定義された電解質組成物を含む光電池。
【請求項１４】
請求項１３に記載の光電池であって、
透明電極（１）と、色素（４）で増感された半導体（３）を含む作用電極（２）と、請求項１２に定義された電解質組成物（５）と、対向電極（８）とを含む色素増感光電池である光電池。
【請求項１５】
請求項１４に記載の色素増感光電池であって、
前記半導体が、ＴｉＯ2を含む色素増感光電池。
【請求項１６】
ペーストである電解質組成物であって、１種以上のイオン液体と、カーボン粒子および／または白金ナノ粒子と、任意でドープ若しくは非ドープＴｉＯ2ナノ粒子および／または任意でドープ若しくは非ドープＴｉＯ2ナノチューブからなる電解質組成物。
【請求項１７】
請求項１６に記載の電解質組成物であって、
前記イオン液体が、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウム・ヨージド、１−プロピル−３−メチルイミダゾリウム・ヨージド、１−ヘキシル−２，３−ジメチルイミダゾリウム・ヨージド、１−プロピル−２，３−ジメチルイミダゾリウム・ヨージド、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム・トリシアノメタンイド、アリルメチルイミダゾリウム・ヨージド、ジメチルイミダゾリウム・ヨージド、３−エチル−１−メチルイミダゾリウム・ヨージド、およびこれらのうちの２種以上の混合物の中から選択される電解質組成物。
【請求項１８】
請求項１７に記載の電解質組成物であって、
前記イオン液体が、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウム・ヨージド、１−プロピル−３−メチルイミダゾリウム・ヨージド、およびこれらの混合物の中から選択される電解質組成物。
【請求項１９】
請求項１６〜１８のいずれか１項に記載の電解質組成物であって、
前記カーボン粒子が、カーボンナノ粒子、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンブラック、グラファイト、グラフェン、カーボンナノバッド、アモルファスカーボン、ダイヤモンド、バッキーペーパー、およびこれらのうちの２種以上の混合物の中から選択される電解質組成物。
【請求項２０】
請求項１９に記載の電解質組成物であって、
前記カーボンナノチューブが、好ましくは少なくとも８０％の純度を有する単層カーボンナノチューブである電解質組成物。
【請求項２１】
請求項１９に記載の電解質組成物であって、
前記カーボンナノチューブが、多層カーボンナノチューブである電解質組成物。
【請求項２２】
請求項１６〜２１のいずれか１項に記載の電解質組成物であって、
当該電解質組成物の全重量に対して、粒子を１０重量％より多く含む電解質組成物。
【請求項２３】
請求項２２に記載の電解質組成物であって、
当該電解質組成物の全重量に対して、粒子を少なくとも１５重量％含む電解質組成物。
【請求項２４】
請求項１６〜２３のいずれか１項に記載の電解質組成物であって、
当該電解質組成物の全重量に対して、イオン液体を少なくとも５０重量％含む電解質組成物。
【請求項２５】
請求項２４に記載の電解質組成物であって、
当該電解質組成物の全重量に対して、イオン液体を少なくとも７５重量％含む電解質組成物。
【請求項２６】
請求項１６〜２５のいずれか１項に記載の電解質組成物であって、
二酸化チタンで被覆されたカーボンナノチューブを含む電解質組成物。
【請求項２７】
請求項１６〜２６のいずれか１項に定義された電解質組成物を含む光電池。
【請求項２８】
請求項２７に記載の光電池であって、
透明電極（１）と、色素（４）で増感された半導体（３）を含む作用電極（２）と、請求項１６〜２６のいずれか１項に定義された電解質組成物（５）と、対向電極（８）とを含む色素増感光電池である光電池。
【請求項２９】
請求項２８に記載の色素増感光電池であって、
前記半導体が、ＴｉＯ2を含む色素増感光電池。
【請求項３０】
請求項１２および１６〜２６のいずれか１項に記載の電解質組成物であって、
７０〜１０，０００ｃＰ（０．０７Ｐａ・ｓ〜１０Ｐａ・ｓ）の粘度を有する電解質組成物。
【請求項３１】
請求項１２および１６〜２６のいずれか１項に記載の電解質組成物であって、
８００〜１０，０００ｃＰ（０．８〜１０Ｐａ・ｓ）の粘度を有する電解質組成物。
【国際調査報告】
2011512636.tif 000008
2011512636.tif 000009
2011512636.tif 000010