(57)【要約】【課題】電解質、その他の電池要素に影響を及ぼす熱処理等の操作を必要とすることなくゲル化が可能な色素増感型太陽電池用電解質を提供する。【解決手段】酸化還元性物質とシロキサン変性アクリルとを含む液状電解質。この液状電解質を色素吸着半導体膜上で大気中に放置してゲル化させてなるゲル状電解質。酸化還元性物質とシロキサン変性アクリルとアミノシランとを含む液状電解質。この液状電解質を太陽電池用セル内に封入してゲル化させてなるゲル状電解質。色素増感型半導体電極２，３と、この電極に対向して設けられた対向電極４との間に、この電解質６を有する色素増感型太陽電池。【選択図】  図１
2004281267.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化還元性物質と、アクリル系重合体のシロキサン変性物とを含むことを特徴とする色素増感型太陽電池用液状電解質。
【請求項２】
請求項１において、酸化還元性物質と、アクリル系重合体のシロキサン変性物とを溶媒に溶解してなり、該酸化還元性物質の含有量が０．１〜２０モル／Ｌで、該アクリル系重合体のシロキサン変性物の含有量が１〜２０重量％であることを特徴とする色素増感型太陽電池用液状電解質。
【請求項３】
請求項１において、更に、アミノシランを含むことを特徴とする色素増感型太陽電池用液状電解質。
【請求項４】
請求項３において、酸化還元性物質と、アクリル系重合体のシロキサン変性物とアミノシランとを溶媒に溶解してなり、該酸化還元性物質の含有量が０．１〜２０モル／Ｌで、該アクリル系重合体のシロキサン変性物の含有量が１〜５０重量％であり、該アミノシランの含有量がアクリル系重合体のシロキサン変性物に対して３０〜８０重量％であることを特徴とする色素増感型太陽電池用液状電解質。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の色素増感型太陽電池用液状電解質をゲル化させてなることを特徴とする色素増感型太陽電池用ゲル状電解質。
【請求項６】
請求項１又は２に記載の色素増感型太陽電池用液状電解質を大気中に放置することによりゲル化させてなることを特徴とする色素増感型太陽電池用ゲル状電解質。
【請求項７】
請求項６において、該色素増感型太陽電池用液状電解質を色素吸着半導体膜上で放置してゲル化させてなることを特徴とする色素増感型太陽電池用ゲル状電解質。
【請求項８】
請求項３又は４に記載の色素増感型太陽電池用液状電解質を密封状態でゲル化させてなることを特徴とする色素増感型太陽電池用ゲル状電解質。
【請求項９】
請求項８において、該色素増感型太陽電池用液状電解質を太陽電池用セル内に封入した後ゲル化させてなることを特徴とする色素増感型太陽電池用ゲル状電解質。
【請求項１０】
色素増感型半導体電極と、この色素増感型半導体電極に対向して設けられた対向電極と、該色素増感型半導体電極と対向電極との間に配置された電解質とを有する色素増感型太陽電池において、該電解質が請求項３又は４に記載の色素増感型太陽電池用液状電解質であることを特徴とする色素増感型太陽電池。
【請求項１１】
色素増感型半導体電極と、この色素増感型半導体電極に対向して設けられた対向電極と、該色素増感型半導体電極と対向電極との間に配置された電解質とを有する色素増感型太陽電池において、該電解質が請求項５ないし９のいずれか１項に記載の色素増感型太陽電池用ゲル状電解質であることを特徴とする色素増感型太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は色素増感型太陽電池用電解質及び色素増感型太陽電池に係り、特に色素増感型太陽電池に用いられるゲル状電解質と、このようなゲル状電解質を備える色素増感型太陽電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
増感色素を吸着させた酸化物半導体を電極に用いて太陽電池を構成することは既に知られている。図１は、このような色素増感型太陽電池の一般的な構造を示す断面図である。図１に示す如く、ガラス基板等の基板１上に透明電極２が設けられ、この透明電極２上に分光増感色素を吸着させた金属酸化物半導体膜３が形成されている。この色素増感型半導体電極の透明電極２と対向して間隔をあけて対向電極４が設置されており、そして側部が封止材５により封止され、色素増感型半導体電極と対向電極４との間に電解質６が封入されている。色素吸着半導体膜３は、通常、色素を吸着させた酸化チタン薄膜よりなり、この酸化チタン薄膜に吸着されている色素が可視光によって励起され、発生した電子を酸化チタン微粒子に渡すことによって発電が行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来、色素増感型太陽電池の電解質は、一般に酸化還元性物質を溶媒に溶解してなる液状電解質であるため、封止部分からの液漏れ等の問題があり、このことが色素増感型太陽電池の耐久性、信頼性に影響を及ぼしていた。
【０００４】
この問題を解決するために、従来、液状電解質をゲル状にして擬固体化することが検討されている。
【０００５】
従来、一般的なゲル化手段として、各種ゲル化用モノマーにパーオキサイド等の重合開始剤を作用させてラジカル重合させる方法が知られているが、電解質中に酸化還元性物質として含まれるヨウ素が、パーオキサイドによる重合を阻害するために、電解質のゲル化にはこの方法を採用することはできない。これに対して、ゲル化用モノマーとしてアクリルモノマーを用い、重合開始剤の存在下に加熱重合させる方法もあり、具体的には、色素吸着半導体膜（例えば、色素を吸着させた酸化チタン薄膜）上で、酸化還元性物質とアクリルモノマーと重合開始剤を含むゲル化用電解質溶液を加熱重合させることによりゲル状電解質を形成することが行われる。しかし、この方法では、加熱重合のために、色素吸着半導体膜上で８０℃程度の熱処理を数時間行う必要があり、一方で、色素吸着半導体膜に吸着された色素の耐熱性は高々８０℃程度であり、耐熱限界の加熱処理を受けることにより色素吸着半導体膜の色素が劣化し、この結果、太陽電池の変換効率を低下させるという問題がある。また、このような加熱処理は、電解質形成用溶液の配合組成にも変化を及ぼす点からも好ましくない。
【０００６】
本発明は上記従来の問題点を解決し、熱処理等の、電解質、その他の電池要素に影響を及ぼす操作を必要とすることなく、ゲル化が可能な色素増感型太陽電池用電解質と、この色素増感型太陽電池用電解質を用いた色素増感型太陽電池を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の色素増感型太陽電池用液状電解質は、酸化還元性物質と、アクリル系重合体のシロキサン変性物とを含むことを特徴とする。
【０００８】
本発明者らは、電解質のゲル化について鋭意研究を重ねた結果、アクリル重合体のシロキサン変性物（以下「シロキサン変性アクリル」と称す場合がある。）であれば、ラジカル重合反応を阻害するヨウ素を含む電解質中でも、大気中の水分を吸収して重合することによりゲル化すること、また、更にアミノシランが共存することにより、密閉状態でもゲル化することを見出し、本発明を完成させた。
【０００９】
即ち、シロキサン変性アクリルは、導入されたシロキサン単位部分が大気中の水分（Ｈ２Ｏ）と反応することによりこの部分で縮合してゲル化する。また、アミノシランが共存する場合には、シロキサン単位部分がアミノシランと反応することによりこの部分で縮合してゲル化する。又はアミノシランで自己縮合反応を促進するものと推定される。
【００１０】
本発明において、酸化還元性物質とシロキサン変性アクリルを含む色素増感型太陽電池用液状電解質は、酸化還元性物質と、シロキサン変性アクリルとを溶媒に溶解してなり、酸化還元性物質の含有量が０．１〜２０モル／Ｌで、シロキサン変性アクリルの含有量が１〜２０重量％であることが好ましい。
【００１１】
また、酸化還元性物質とシロキサン変性アクリルとアミノシランを含む色素増感型太陽電池用液状電解質は、酸化還元性物質と、シロキサン変性アクリルとアミノシランとを溶媒に溶解してなり、酸化還元性物質の含有量が０．１〜２０モル／Ｌで、シロキサン変性アクリルの含有量が１〜２０重量％であり、アミノシランの含有量がシロキサン変性アクリルに対して３０〜８０重量％であることが好ましい。
【００１２】
本発明の色素増感型太陽電池用ゲル状電解質は、このような本発明の色素増感型太陽電池用液状電解質をゲル化させてなるものである。即ち、本発明のゲル状電解質は、酸化還元性物質とシロキサン変性アクリルとを含む色素増感型太陽電池用液状電解質を大気中に放置することにより、好ましくは、色素吸着半導体膜上で放置することによりゲル化させてなるか、或いは、酸化還元性物質とシロキサン変性アクリルとアミノシランとを含む液状電解質を密封状態で、好ましくは、太陽電池用セル内に封入した状態でゲル化させてなる。
【００１３】
本発明の色素増感型太陽電池は、色素増感型半導体電極と、この色素増感型半導体電極に対向して設けられた対向電極と、該色素増感型半導体電極と対向電極との間に配置された電解質とを有する色素増感型太陽電池において、該電解質が、このような本発明の色素増感型太陽電池用ゲル状電解質であるか、或いは密閉状態でゲル化可能な色素増感型太陽電池用液状電解質であるものであり、電解質、その他の電池要素に影響を及ぼすことなくゲル化可能な電解質により、電解質を凝固体化して、その液漏れを防止することができ、発電効率、耐久性、信頼性、安全性に優れる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の色素増感型太陽電池用電解質及び色素増感型太陽電池の実施の形態を詳細に説明する。
【００１５】
まず、本発明におけるゲル化剤としてのシロキサン変性アクリルについて説明する。
【００１６】
シロキサン変性アクリルは、アクリル系重合体（共重合体を含む）にシロキサンを導入して変性したものであり、主鎖のアクリル系重合体を構成するアクリル系単量体としては、メチルメタアクリレート、エチルメタアクリレート、ブチルメタアクリレート、２−ヒドロキシエチルメチルメタアクリレート等の１種又は２種以上、好ましくはメチルメタアクリレート等が挙げられる。
【００１７】
このアクリル系重合体の分子量が過度に小さいとゲル化し難く、逆に過度に大きいと、電解質液の粘度が高くなり、酸化チタン膜の細孔に浸入し難くなり、又イオンが動き難くなるため電池性能が低下する。但し、高分子量ほどゲル化し易くなることから、分子量３６０〜８万程度のオリゴマーであることが好ましい。
【００１８】
このようなアクリル系重合体に導入されるシロキサン単位としては、（ＲＯ）３ＳｉＯ−で表されるものが挙げられ、ここでＲは、メチル基、エチル基等のアルキル基、好ましくは、メチル基である。
【００１９】
このようなシロキサン単位の導入量が過度に少ないとシロキサン単位による縮合反応が不十分であり、ゲル化が十分に進行しない。また、シロキサン単位の導入量が過度に多いと疎水性が強くなり、酸化チタン細孔に浸入し難くなり、電池性能が低下するため、アクリル基に対するシロキサン（ＲＯ）３ＳｉＯの割合で１〜５０重量％程度であることが好ましい。
【００２０】
また、このようなシロキサン変性アクリルと併用するアミノシランとしては、アミノ系シランカップリング剤と称されるものを用いることができ、例えば、次のようなものが挙げられる。
【００２１】
３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン：
（ＣＨ３Ｏ）３ＳｉＣ３Ｈ６ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ２
Ｎ−２（アミノエチル）３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン：
（ＣＨ３Ｏ）２Ｓｉ（ＣＨ３）Ｃ３Ｈ６ＮＨＣ２Ｈ４ＮＨ２
Ｎ−２（アミノエチル）３−アミノプロピルトリメトキシシラン：
（ＣＨ３）３ＳｉＣ３Ｈ６ＮＨＣ２Ｈ４ＮＨ２
Ｎ−２（アミノエチル）３−アミノプロピルトリエトキシシラン：
（Ｃ２Ｈ５Ｏ）３ＳｉＣ３Ｈ６ＮＨＣ２Ｈ４ＮＨ２
３−アミノプロピルトリメトキシシラン：（ＣＨ３Ｏ）３ＳｉＣ３Ｈ６ＮＨ２
３−アミノプロピルトリエトキシシラン：
（Ｃ２Ｈ５Ｏ）３ＳｉＣ３Ｈ６ＮＨ２
３−トリエトキシシリル−Ｎ−（１，３−ジメチル−ブチリデン）プロピルア
ミン：                （Ｃ２Ｈ５Ｏ）ＳｉＣ３Ｈ６Ｎ＝Ｃ（ＣＨ３）Ｃ４Ｈ９
Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン：
（ＣＨ３Ｏ）３ＳｉＣ３Ｈ６ＮＨ（Ｐｈ）
【００２２】
酸化還元性物質としては、一般に電池や太陽電池などにおいて使用することができるものであれば特に限定されないが、ＬｉＩ、ＮａＩ、ＫＩ、ＣａＩ２などの金属ヨウ化物とヨウ素の組み合わせ、ＬｉＢｒ、ＮａＢｒ、ＫＢｒ、ＣａＢｒ２などの金属臭化物と臭素の組み合わせが好ましく、これらの中でも、金属ヨウ化物とヨウ素の組み合わせが好ましい。
【００２３】
本発明の色素増感型太陽電池用液状電解質は、酸化還元性物質とシロキサン変性アクリル、或いは酸化還元性物質とシロキサン変性アクリルとアミノシランとを溶媒に溶解して調製される。
【００２４】
この溶媒としては、プロピレンカーボネートなどのカーボネート化合物、アセトニトリルなどのニトリル化合物、エタノールなどのアルコール類、その他、水や非プロトン極性物質などの１種又は２種以上が挙げられるが、これらの中でも、カーボネート化合物やニトリル化合物が好ましい。
【００２５】
本発明の色素増感型太陽電池用液状電解質が、酸化還元性物質とシロキサン変性アクリルとを含む大気開放ゲル化型の液状電解質である場合、酸化還元性物質の含有量が０．１〜２０モル／Ｌでシロキサン変性アクリルの含有量が１〜２０重量％であることが好ましい。酸化還元性物質の含有量が０．１モル／Ｌ未満では十分な発電効率を得ることができず、２０モル／Ｌを超えると電解質液の粘度が高くなり不適である。好ましい酸化還元性物質の含有量は０．３〜１５モル／Ｌである。また、シロキサン変性アクリルの含有量が１重量％未満では十分なゲル化が起こらず、２０重量％を超えると疎水性が強くなり、酸化チタン細孔に浸入し難くなり、電池性能が低下する。好ましいシロキサン変性アクリルの含有量は２〜１５重量％である。
【００２６】
本発明の色素増感型太陽電池用液状電解質が、酸化還元性物質とシロキサン変性アクリルとアミノシランとを含む密閉ゲル化型の液状電解質である場合、酸化還元性物質の含有量が０．１〜２０モル／Ｌでシロキサン変性アクリルの含有量が１〜２０重量％で、アミノシランの含有量がシロキサン変性アクリルに対して３０〜８０重量％であることが好ましい。酸化還元性物質の含有量が０．１モル／Ｌ未満では十分な発電効率を得ることができず、２０モル／Ｌを超えると電解質液の粘度が高くなり不適である。好ましい酸化還元性物質の含有量は０．３〜１５モル／Ｌである。また、シロキサン変性アクリルの含有量が１重量％未満では十分なゲル化が起こらず、２０重量％を超えると電解質液の粘度が高くなり、酸化チタン膜の細孔に浸入し難くなり、又イオンが動き難くなるため電池性能が低下する。好ましいシロキサン変性アクリルの含有量は２〜１５重量％である。また、アミノシランの含有量がシロキサン変性アクリルに対して３０重量％未満では十分なゲル化が起こらず、８０重量％を超えると硬い固形物となり、電池性能が低下し不適である。好ましいアミノシランの含有量は４０〜７０重量％である。
【００２７】
酸化還元性物質とシロキサン変性アクリルとを含む大気開放ゲル化型の液状電解質は、これを大気中に放置することにより、大気中の水分でゲル化させることができる。この場合、好ましくは後述する色素吸着半導体膜を準備し、この色素吸着半導体膜上に枠材等により堰を設け、液状電解質をこの色素吸着半導体膜上に所定の厚さとなるように配置し、そのまま大気中に放置すれば良い。大気放置条件は、室温で良く、そのゲル化のための放置時間は、液状電解質の組成や液量によっても異なるが、通常１〜３日程度である。
【００２８】
このようにして色素吸着半導体膜上にゲル状電解質膜を形成したものを用いて太陽電池を組み立てれば良い。
【００２９】
酸化還元性物質とシロキサン変性アクリルとアミノシランとを含む密閉ゲル化型の液状電解質は、これを直接太陽電池用セルに封入して用いることができ、この液状電解質は、封入された状態で経時によりゲル化する。この放置温度も室温で良く、ゲル化に要する時間は、液状電解質の組成や液量によっても異なるが、通常１〜３日程度である。
【００３０】
なお、色素増感型太陽電池の電解質の厚さは、通常の場合１０ｎｍ〜２ｍｍ程度であるため、本発明のゲル状電解質は、このような厚さとなるようにゲル化させることが好ましい。
【００３１】
本発明の色素増感型太陽電池は、電解質としてこのような本発明の色素増感型太陽電池用電解質を用いたものであるが、電解質以外の他の構成は、図１に示すような従来の色素増感型太陽電池と同様の構成とされる。
【００３２】
色素増感型太陽電池の基板１は、通常ガラス板であり、通常珪酸塩ガラスであるが、可視光線の透過性を確保できる限り、種々のプラスチック基板等を使用することができる。基板の厚さは、０．１〜１０ｍｍが一般的であり、０．３〜５ｍｍが好ましい。ガラス板は、化学的に或いは熱的に強化させたものが好ましい。
【００３３】
透明電極２としては、Ｉｎ２Ｏ３やＳｎＯ２の導電性金属酸化物薄膜を形成したものや金属等の導電性材料からなる基板が用いられる。導電性金属酸化物の好ましい例としては、Ｉｎ２Ｏ３：Ｓｎ（ＩＴＯ）、ＳｎＯ２：Ｓｂ、ＳｎＯ２：Ｆ、ＺｎＯ：Ａｌ、ＺｎＯ：Ｆ、ＣｄＳｎＯ４を挙げることができる。
【００３４】
分光増感色素を吸着させた金属酸化物半導体膜３の金属酸化物半導体としては、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化タングステン、酸化アンチモン、酸化ニオブ、酸化タングステン、酸化インジウム、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、硫化カドミウムなどの公知の半導体の１種又は２種以上を用いることができる。特に、安定性、安全性の点から酸化チタンが好ましい。酸化チタンとしてはアナタース型酸化チタン、ルチル型酸化チタン、無定形酸化チタン、メタチタン酸、オルソチタン酸などの各種の酸化チタン或いは水酸化チタン、含水酸化チタンが含まれるが、特に本発明ではアナタース型酸化チタンが好ましい。また金属酸化物半導体膜は微細な結晶構造を有することが好ましい。また多孔質膜であることも好ましい。金属酸化物半導体の膜厚は、１〜２０μｍ以上であることが一般的であり、５〜１５μｍが好ましい。
【００３５】
酸化物半導体膜に吸着させる有機色素（分光増感色素）は、可視光領域及び／又は赤外光領域に吸収を持つものであり、種々の金属錯体や有機色素の１種又は２種以上を用いることができる。分光増感色素の分子中にカルボキシル基、ヒドロキシアルキル基、ヒドロキシル基、スルホン基、カルボキシアルキル基の官能基を有するものが半導体への吸着が速いため、好ましい。また、分光増感の効果や耐久性に優れているため、金属錯体が好ましい。金属錯体としては、銅フタロシアニン、チタニルフタロシアニンなどの金属フタロシアニン、クロロフィル、ヘミン、特開平１−２２０３８０号公報、特表平５−５０４０２３号公報に記載のルテニウム、オスミウム、鉄、亜鉛の錯体を用いることができる。有機色素としては、メタルフリーフタロシアニン、シアニン系色素、メロシアニン系色素、キサンテン系色素、トリフェニルメタン色素を用いることができる。シアニン系色素としては、具体的には、ＮＫ１１９４、ＮＫ３４２２（いずれも日本感光色素研究所（株）製）が挙げられる。メロシアニン系色素としては、具体的には、ＮＫ２４２６、ＮＫ２５０１（いずれも日本感光色素研究所（株）製）が挙げられる。キサンテン系色素としては、具体的には、ウラニン、エオシン、ローズベンガル、ローダミンＢ、ジブロムフルオレセインが挙げられる。トリフェニルメタン色素としては、具体的には、マラカイトグリーン、クリスタルバイオレットが挙げられる。
【００３６】
有機色素（分光増感色素）を半導体膜に吸着させるこのためには、有機色素を有機溶媒に溶解させて調製した有機色素溶液中に、常温又は加熱下に酸化物半導体膜を基板ととも浸漬すれば良い。前記の溶液の溶媒としては、使用する分光増感色素を溶解するものであれば良く、具体的には、水、アルコール、トルエン、ジメチルホルムアミドを用いることができる。
【００３７】
また、対向電極４としては、導電性を有するものであれば良く、任意の導電性材料が用いられるが、電解質のＩ３−イオン等の酸化型のレドックスイオンの還元反応を充分な速さで行わせる触媒能を持ったものの使用が好ましい。このようなものとしては、白金電極、導電材料表面に白金めっきや白金蒸着を施したもの、ロジウム金属、ルテニウム金属、酸化ルテニウム、カーボン、コバルト、ニッケル、クロム等が挙げられる。
【００３８】
色素増感型半導体電極は、基板１上に、透明電極（透明性導電膜）２をコートし、その上に光電変換材料用半導体膜を形成し、上述のように色素を吸着して形成される。
【００３９】
前述の大気開放ゲル化型の液状電解質の場合は、この半導体電極の色素を吸着させた半導体膜上で大気開放ゲル化させてゲル状電解質膜を形成し、このゲル状電解質膜を形成した半導体電極に対向電極として別の透明性導電膜をコートしたガラス板などの基板を積層し、太陽電池とすることができる。
【００４０】
また、前述の密閉ゲル化型の液状電解質の場合は、上述の色素増感型半導体電極に対向電極４として別の透明性導電膜をコートしたガラス板などの基板を対面させ、これらの電極間に封止材５により封入すれば良く、これにより、液状の電解質は太陽電池用セル内に密封された状態で経時によりゲル化する。このようにして密封状態でゲル化させることにより、ゲル化の過程での電解質の組成変化や変質等の問題を防止することができ、初期性能を高く維持することができる。
【００４１】
本発明の色素増感型太陽電池は、前記色素増感型半導体電極、電解質及び対向電極をケース内に収納して封止するが、それら全体を樹脂封止しても良い。この場合、その色素増感型半導体電極には光があたる構造とする。このような構造の電池では、その色素増感型半導体電極に太陽光又は太陽光と同等な可視光を当てると、色素増感型半導体電極とその対向電極との間に電位差が生じ、両極間に電流が流れるようになる。
【００４２】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例により限定されるものではない。
【００４３】
なお、以下において、シロキサン変性アクリルとアミノシランとしては、以下のものを用いた。
【００４４】
［シロキサン変性アクリル］
大日本インキ工業（株）製「ＨＡＲＤＩＣ」（メチルメタアクリレートオリゴマー部に対して（ＣＨ３Ｏ）３ＳｉＯ−基が約５重量％導入されたもの。分子量約６万（Ｍｗ））
［アミノシラン］
３−アミノプロピルトリメトキシシラン
【００４５】
実施例１
下記配合の酸化還元性物質溶液０．４ｇにシロキサン変性アクリル２０重量％溶液（イソプロパノール）０．１ｇを添加して大気開放型の液状電解質を調製した。
【００４６】
［酸化還元性物質溶液］
溶媒（アセトニトリル）
ヨウ化リチウム：０．１モル／Ｌ
１，２−ジメチル−３−プロピルイミダゾリウムアイオダイド
：０．１５モル／Ｌ
ヨウ素：０．０４モル／Ｌ
ｔ−ブチルピリジン：０．４モル／Ｌ
【００４７】
この液状電解質を用いて、以下のようにして色素増感型太陽電池を作製した。
【００４８】
ガラス基板（厚さ：２ｍｍ）上に、厚さ９０００ÅのＦＴＯ（フッ素ドープ酸化スズ）膜を形成し、この上に厚さ１０μｍの酸化チタン膜を塗布し乾燥した後、４５０℃で、３０分焼成した。
【００４９】
分光増感色素として、シス−ジ（チオシアナト）−ビス（２，２’−ビピリジル−４−ジカルボキシレート−４’−テトラブチルアンモニウムカルボキシレート）ルテニウム（ＩＩ）をエタノール液に３×１０−４モル／Ｌで溶解した液に上記酸化チタン膜を形成した基板を入れ、室温で１８時間浸漬して、色素増感型半導体電極を得た。分光増感色素の吸着量は、酸化チタン膜の比表面積１ｃｍ２あたり１０μｇであった。
【００５０】
この色素増感型半導体電極上に、液流れ防止テープを取り付けて堰を設け、上記液状電解質を塗布、含浸させて室温にて大気中に６時間放置してゲル化させて、ゲル状電解質膜を形成した。この電解質膜面に、対向電極として、白金を担持した透明導電性ガラス板を積層し、側面を樹脂で封止した後、リード線を取付けて、本発明の色素増感型太陽電池を作製した。
【００５１】
得られた色素増感型太陽電池に、ソーラーシュミレーターで１００ｍＷの強度の光を照射したところ（セル面積１ｃｍ２）、Ｉｓｃ電流（７．４ｍＡ電流）及びＥｆｆ変換効率（２．８４）は表１に示す通りであり、また、電圧−電流密度曲線は図２に示す通りであった。
【００５２】
比較例１
実施例１において、シロキサン変性アクリルを含まない、酸化還元性物質溶液のみを液状電解質として用い、これを色素増感型導電体電極と対向電極との間に封止したこと以外は同様にして色素増感型太陽電池を作製し、同様に評価を行って、結果を表１及び図２に示した。
【００５３】
【表１】
2004281267.tif 000003
【００５４】
表１及び図２より、本発明のゲル状電解質は、従来の液状電解質よりは若干劣るものの優れた電池性能を示すことが明らかである。
【００５５】
実施例２
実施例１で用いたものと同様の酸化還元性物質溶液０．４ｇに、シロキサン変性アクリル２０重量％溶液０．１ｇとアミノシランのアセトニトリル溶液（アミノシラン濃度２０重量％）０．１ｇとを添加して、密閉ゲル化型の液状電解質を調製した。
【００５６】
この液状電解質を用い、これを色素増感型導電体電極と対向電極との間に封止したこと以外は実施例１と同様にして色素増感型太陽電池を作製し（即ち、注入口のみを残して、予め組み立てたセル状に液状電解質を封入した後、封止した。）、液状電解質のゲル化が進行していない密封初期及び液状電解質がゲル化した密閉６日後の色素増感型太陽電池について、各々、同様に評価を行って、結果を表２及び図３に示した。なお、表２及び図３には比較例１の結果を併記した。
【００５７】
【表２】
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【００５８】
表２及び図３より、本発明のゲル状電解質は、従来の液状電解質とほぼ同等の電池性能を示し、特に、密閉状態でのゲル化の過程においても初期性能が維持され、ゲル化による性能低下は殆どないことが分かる。
【００５９】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明によれば、電解質、その他の電池要素に影響を及ぼすことなくゲル化可能な色素増感型太陽電池用電解質により、電解質を容易にゲル化することにより凝固体化して、その液漏れを防止することができ、発電効率、耐久性、信頼性、安全性に優れた色素増感型太陽電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】色素増感型太陽電池の一般的な構造を示す断面図である。
【図２】実施例１及び比較例１の電圧−電流密度曲線のグラフである。
【図３】実施例２及び比較例１の電圧−電流密度曲線のグラフである。
【符号の説明】
１  基板
２  透明電極
３  色素吸着半導体膜
４  対向電極
５  封止材
６  電解質
【図１】
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【図２】
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【図３】
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