(57)【要約】      （修正有）【課題】光電変換効率および高温耐久性に優れた色素増感太陽電池を提供する。【解決手段】電極基体上に、光増感作用を有する色素を含む半導体電極と、酸化還元対となる化学種を含む電解質層を有する色素増感太陽電池であって、前記電解質層にアニオンとして下記式で表されるビス（フルオロスルホニル）イミド、カチオンとして複素環含窒素化合物を有するイオン性液体を含む電解液を使用する。2007317447.tif 000006【選択図】図１
2007317447.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極基体上に、光増感作用を有する色素を含む半導体電極と、酸化還元対となる化学種を含む電解質層を有する色素増感太陽電池であって、前記電解質層にアニオンとして下記式（１）で表されるビス（フルオロスルホニル）イミドを有するイオン性液体を含有することを特徴とする色素増感太陽電池。
【化１】
2007317447.tif 000005
【請求項２】
前記イオン性液体のカチオンが複素環含窒素化合物であることを特徴とする請求項１に記載の色素増感太陽電池。
【請求項３】
前記イオン性液体のカチオンが１−エチル−３−メチルイミダゾリウム又は１−プロピル−３−メチルイミダゾリウムであることを特徴とする請求項１又は２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、色素増感太陽電池に関するものであり、詳しくはイオン性液体を電解質として用いた色素増感太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光エネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換素子として、種々の太陽電池が提案されている。その中で、１９９１年にスイスのローザンヌ大学のグレッツェルらによって「Ｎａｔｕｒｅ」１９９１，３５３，ｐ７３７−７４０等で発表された色素増感太陽電池は、使用する材料・プロセスが安価であることから低コスト太陽電池としてその実用化が期待されている。
【０００３】
色素増感太陽電池は、一般に導電性基材上に色素を吸着した半導体からなる光電変換層を持つ半導体電極と、該半導体電極に対向して設けられた導電性基材上に触媒層を設けた対向電極と、これら半導体電極と対向電極との間に保持された電解質層から構成されている。
【０００４】
色素増感太陽電池の電解質にはヨウ素系酸化還元対をアセトニトリル等の有機溶媒に溶かしたものが一般的に使用されているが、有機溶媒であるために電解液の漏洩、揮発などによる耐久性低下が問題となっている。それに対し、揮発性の低いイオン性液体を溶媒として用いる事が解決法の一つとして提案されている。（例えば、非特許文献１、特許文献１〜３参照）
【非特許文献１】Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ．（１９９６）、１４３，１０，ｐ３０９９〜３１０８
【特許文献１】特開２０００−３１９２６０号公報
【特許文献２】特開平８−２５９５４３号公報
【特許文献３】特開２００５−０８５５８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、イオン性液体は一般的に粘度が通常使用されている有機溶媒に比べて高く、色素増感太陽電池の溶媒に使用した際、性能が低下する問題があり、それに対してイオン性液体を低粘度化する試みがなされている。
【０００６】
特許文献３はアニオンとしてジシアノアミドを有するイオン性液体を色素増感太陽電池に適用することが開示されている。このジシアノアミドを有するイオン性液体は低粘度であり、伝導性が高いため従来のイオン性液体を用いた太陽電池よりも高い性能を示すとある。また、この他にもアニオンとしてチオシアネート基を有するイオン性液体などが低粘度イオン性液体として知られている。
【０００７】
しかし、これらの低粘度イオン性液体は高温条件下などで不安定であるため、屋外用途を想定した太陽電池に使用することは難しい。また、これらのイオン性液体は親水性であり、溶媒中に水分が吸収されやすい。色素増感太陽電池は一般的に電解質層中に水分が存在すると色素脱離等の現象を引き起こし、素子性能の低下を引き起こすことが知られている。よって、親水性が低く、またより低粘度、高導電性で安定性の高いイオン性液体が望まれている。
【０００８】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、光電変換効率および高温耐久性に優れた色素増感太陽電池を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、アニオンとしてビス（フルオロスルホニル）イミドを有するイオン性液体を電解質層の溶媒に使用することで、従来の低粘度イオン性液体と同等以上の素子性能を保持したまま、高い素子耐久性を有する太陽電池素子が作製できる事を見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明の色素増感太陽電池は、電極基体上に、光増感作用を有する色素を含む半導体電極と、酸化還元対となる化学種を含む電解質層を有する色素増感太陽電池であって、前記電解質層にアニオンとして下記式（１）で表されるビス（フルオロスルホニル）イミドを有するイオン性液体を含有することを特徴とする。 
【化１】
2007317447.tif 000003
【００１１】
本発明に係る色素増感太陽電池において、前記イオン性液体のカチオンが複素環含窒素化合物であることが好ましい。
【００１２】
また、本発明に係る色素増感太陽電池において、前記イオン性液体のカチオンが１−エチル−３−メチルイミダゾリウム又は１−プロピル−３−メチルイミダゾリウムであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、イオン性液体が低粘度・高イオン伝導性を有していると共に、疎水性であり、また少なくとも２００℃以上の高温でも安定であることから、色素増感太陽電池の電解質層に使用することで、優れた光電変換効率と耐久性を有した色素増感太陽電池素子を作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面をもとに詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の色素増感太陽電池１０の一例を表す模式断面図である。
【００１６】
図１において、符号１は透明基体、符号２は透明導電膜、符号３は多孔質金属酸化物半導体層、符号４は増感色素、符号５は電解質層、符号６は触媒層、符号７は符号６を担持する電極基材、符号８は電極基体、符号９は対向電極をそれぞれ示す。
【００１７】
図に示すように、透明基体１とその上に形成された透明導電膜２からなる電極基体８の表面に、多孔質金属酸化物半導体層３が形成され、さらに該多孔質金属酸化物半導体３の表面には、増感色素４が吸着されている。そして、本発明の電解質層５を介して、電極基材７の表面に触媒層６が形成された対向電極９が配置され色素増感太陽電池１０を形成している。
【００１８】
以下、本発明の色素増感太陽電池（以下、単に「太陽電池」と略記することがある。）１０の各構成材料について、好適な形態を説明する。
【００１９】
［透明基体］
電極基体８を構成する透明基体１は、可視光を透過するものが使用でき、透明なガラスが好適に利用できる。また、ガラス表面を加工して入射光を散乱させるようにしたものも使用できる。また、ガラスに限らず、光を透過するものであればプラスチック板やプラスチックフィルム等も使用できる。
【００２０】
透明基体１の厚さは、太陽電池１０の形状や使用条件により異なるため特に限定はされないが、例えばガラスやプラスチックなどを用いた場合では、実使用時の耐久性を考慮して１ｍｍ〜１ｃｍ程度が好ましく、フレキシブル性が必要とされ、プラスチックフィルムなどを使用した場合は、１μｍ〜１ｍｍ程度が好ましい。
【００２１】
［透明導電膜］
透明導電膜２としては、可視光を透過して、かつ導電性を有するものが使用できる。このような材料としては、例えば金属酸化物が挙げられる。特に限定はされないが、例えばフッ素をドープした酸化スズ（以下、「ＦＴＯ」と略記する。）や、酸化インジウム、酸化スズと酸化インジウムの混合体（以下、「ＩＴＯ」と略記する。）、アンチモンをドープした酸化スズ、酸化亜鉛などが好適に用いることができる。
【００２２】
また、分散させるなどの処理により可視光が透過すれば、不透明な導電性材料を用いることもできる。このような材料としては炭素材料や金属が挙げられる。炭素材料としては、特に限定はされないが、例えば黒鉛（グラファイト）、カーボンブラック、グラッシーカーボン、カーボンナノチューブやフラーレンなどが挙げられる。また、金属としては、特に限定はされないが、例えば白金、金、銀、ルテニウム、銅、アルミニウム、ニッケル、コバルト、クロム、鉄、モリブデン、チタン、タンタル、およびそれらの合金などが挙げられる。
【００２３】
したがって、電極基体８としては、上述の導電性材料のうち少なくとも１種類以上からなる導電材料を、透明基体１の表面に設けて形成することができる。あるいは透明基体１を構成する材料の中へ上記導電性材料を組み込んで、透明基体１と透明導電膜２を一体化して電極基体８とすることも可能である。
【００２４】
透明基体１上に透明導電膜２を形成する方法として、金属酸化物を使用する場合は、ゾルゲル法などの液層法や、スパッタやＣＶＤなどの気相法、分散ペーストのコーティングなどがある。また、不透明な導電性材料を使用する場合は、粉体などを、透明なバインダーなどとともに固着させる方法が挙げられる。
【００２５】
また、透明基体１と透明導電膜２を一体化させるには、透明基体１の成型時に導電性のフィラーとして上記導電膜材料を混合させる方法などがある。
【００２６】
透明導電膜２の厚さは、用いる材料により導電性が異なるため特には限定されないが、一般的に使用されるＦＴＯ被膜付ガラスでは、０．０１μｍ〜５μｍであり、好ましくは０．１μｍ〜１μｍである。また、必要とされる導電性は、使用する電極の面積により異なり、広い電極ほど低抵抗であることが求められるが、一般的に１００Ω／□以下、好ましくは１０Ω／□以下、より好ましくは５Ω／□以下である。
【００２７】
透明基体１及び透明導電膜２から構成される電極基体８、又は透明基体１と透明導電膜２とを一体化した電極基体８の厚さは、上述のように太陽電池１０の形状や使用条件により異なるため特に限定はされないが、一般的に１μｍ〜１ｃｍ程度である。
【００２８】
［多孔質金属酸化物半導体］
多孔質金属酸化物半導体３としては、特に限定はされないが、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズなどが挙げられ、特に二酸化チタン、さらにはアナターゼ型二酸化チタンが好適である。
【００２９】
また、電気抵抗値を下げるため、金属酸化物の粒界は少ないことが望ましい。また、増感色素４をより多く吸着させるために、当該半導体層３は比表面積の大きなものが望ましく、具体的には１０〜２００ｍ２／ｇが望ましい。また、増感色素４の光吸収量を増加させるため、使用する酸化物の粒径に幅を持たせて光を散乱させることが望ましい。
【００３０】
このような多孔質金属酸化物半導体層３は、特に限定されず既知の方法で透明導電膜２上に設けることができる。例えば、ゾルゲル法や、分散体ペーストの塗布、また、電析や電着させる方法がある。
【００３１】
このような半導体層３の厚さは、用いる酸化物により最適値が異なるため特には限定されないが、０．１μｍ〜５０μｍ、好ましくは３〜３０μｍである。
【００３２】
［増感色素］
増感色素４としては、太陽光により励起されて前記金属酸化物半導体３に電子注入できるものであればよく、一般的に色素増感太陽電池に用いられている色素を用いることができるが、変換効率を向上させるためには、その吸収スペクトルが太陽光スペクトルと広波長域で重なっていて、耐光性が高いことが望ましい。
【００３３】
増感色素４としては、特に限定はされないが、ルテニウム錯体、特にルテニウムポリピリジン系錯体が望ましく、さらに望ましいのは、Ｒｕ（Ｌ）２（Ｘ）２で表されるルテニウム錯体が望ましい。ここで、Ｌは４，４’−ジカルボキシ−２，２’−ビピリジン、もしくはその４級アンモニウム塩、およびカルボキシル基が導入されたポリピリジン系配位子であり、また、ＸはＳＣＮ、Ｃｌ、ＣＮであり、例えばビス（４，４’−ジカルボキシ−２，２’−ビピリジン）ジイソチオシアネートルテニウム錯体などが挙げられる。
【００３４】
他の色素としては、ルテニウム以外の金属錯体色素、例えば鉄錯体、銅錯体などが挙げられる。さらに、シアン系色素、ポルフィリン系色素、ポリエン系色素、クマリン系色素、シアニン系色素、スクアリン酸系色素、スチリル系色素、エオシン系色素などの有機色素が挙げられる。
【００３５】
これらの色素には、金属酸化物半導体３への電子注入効率を向上させるため、該金属酸化物半導体３との結合基を有していることが望ましい。該結合基としては、特に限定はされないが、カルボキシル基、スルホン酸基、ヒドロキシル基などが望ましい。
【００３６】
上記色素を溶解するために用いる溶媒の例としては、エタノールなどのアルコール類、アセトニトリルなどの窒素化合物、アセトンなどのケトン類、ジエチルエーテルなどのエーテル類、クロロホルムなどのハロゲン化脂肪族炭化水素、ヘキサンなどの脂肪族炭化水素、ベンゼンなどの芳香族炭化水素、酢酸エチルなどのエステル類などが上げられる。溶液中の色素濃度は、使用する色素及び溶媒の種類により適宜調整することができ、半導体表面に十分吸着させるためには、ある程度高濃度である方が望ましい。例えば、４×１０−５ｍｏｌ／Ｌ以上の濃度が望ましい。
【００３７】
多孔質金属酸化物半導体３へ増感色素４を吸着させる方法は、特には限定されるものではなく、例としては室温条件、大気圧下において、色素を溶解させた溶液中に前記多孔質金属酸化物半導体３を形成させた電極基体８を浸漬する方法が挙げられる。浸漬時間は使用する半導体、色素、溶媒の種類、色素の濃度により、半導体層３に均一に色素の単分子膜が形成されるよう、適宜調節することが好ましい。なお、吸着を効果的に行うには加熱下での浸漬を行えばよい。
【００３８】
［電解質層］
電解質層５は、本発明においてはビス（フルオロスルホニル）イミドをアニオンとして有するイオン性液体に酸化還元対や添加物を溶かしたものである。
【００３９】
該イオン性液体のカチオンとしては、複素環含窒素化合物が好ましく、具体的にはイミダゾリウム、オキサゾリウム、チアゾリウム、オキサジアゾリウム、トリアゾリウム、ピロリジニウム、ピリジニウム、ピペリジニウム、ピラゾリウム、ピリミジニウム、ピラジニウム、トリアジニウム、及びこれらの誘導体が好ましく、中でも低粘度の点で、イミダゾリウム塩が特に好ましい。
【００４０】
本発明で特に好ましく使用できる低粘度のイミダゾリウム系イオン性液体としては、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム−ビス（フルオロスルホニル）イミド、１−プロピル−３−メチルイミダゾリウム−ビス（フルオロスルホニル）イミドが挙げられる。
【００４１】
電解質層５を構成する酸化還元対としては、一般に電池や太陽電池などにおいて使用することのできるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ハロゲン二原子分子とハロゲン化物塩との組み合わせ、チオシアン酸アニオンとチオシアン酸二分子の組み合わせ、ポリピリジルコバルト錯体やハイドロキノンなどの有機レドックスが挙げられる。この中では特にヨウ素分子とヨウ化物との組み合わせが好適である。酸化還元対の濃度は通常０．１〜１０ｍｏｌ／Ｌであり、より好ましくは０．１〜５ｍｏｌ／Ｌである。
【００４２】
電解質層５にはさらに支持電解質として、リチウム塩やイミダゾリウム塩、４級アンモニウム塩など、添加剤として、ｔ−ブチルピリジン、ｎ−メチルイミダゾールなどの塩基やグアニジウムチオシアネート等のチオシアネート類、有機溶媒や水等を添加することができる。これらの添加剤は電解質層の特性を損ねない程度に添加することができる。また、適当なゲル化剤を添加することで物理的、化学的にゲル化することもできる。
【００４３】
［対向電極］
対向電極９は、電極基材７の表面に触媒層６が形成された構造をしている。該電極基材７は、触媒層６の支持体兼集電体として用いられるため、表面部分に導電性を有していることが好ましい。
【００４４】
このような材質としては、例えば導電性を有する金属や金属酸化物、炭素材料や導電性高分子などが好適に用いられる。金属としては、例えば白金、金、銀、ルテニウム、銅、アルミニウム、ニッケル、コバルト、クロム、鉄、モリブデン、チタン、タンタル、およびそれらの合金などが挙げられる。炭素材料としては、特に限定はされないが、例えば黒鉛（グラファイト）、カーボンブラック、グラッシーカーボン、カーボンナノチューブ、フラーレンなどが挙げられる。また、ＦＴＯ、ＩＴＯ、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化アンチモンなどの金属酸化物を用いた場合、透明または半透明であるため増感色素４への入射光量を増加させることができ、好適に用いることができる。
【００４５】
また、少なくとも該電極基材７の表面が導電性を有するように処理すれば、例えばガラスやプラスチックなどの絶縁体を用いても構わない。このような絶縁体に導電性を付与する処理方法としては、上記の導電性材料にて、該絶縁性材料表面の一部もしくは全面を被覆する方法、例えば金属を用いる場合、メッキや電析などの溶液法、また、スパッタ法や真空蒸着等の気相法が挙げられ、金属酸化物を用いる場合はゾルゲル法などが用いることができる。また、上記導電性材料の粉末などを一種もしくは複数用いて絶縁性材料と混和させるなどの方法が挙げられる。
【００４６】
さらに、対向電極９の基材７として絶縁性材料を用いた場合でも、該基材７上に導電性の高い触媒層６を設けることで、該触媒層６が単独で集電体と触媒との双方の機能を果たすことができ、対向電極９として使用することができる。
【００４７】
また、該電極基材７の形状は、触媒電極として用いる色素増感太陽電池１０の形状に応じて変更することができるため特には限定されず、板状としてもフィルム状で湾曲できるものでも構わない。
【００４８】
さらに、該電極基材７は透明でも不透明でも構わないが、増感色素４への入射光量を増加させることができるため、また、場合によっては意匠性が向上できるため透明または半透明であることが望ましい。
【００４９】
電極基材７として一般的には、ＦＴＯ被膜付ガラスやＩＴＯ膜付ＰＥＴ、ＩＴＯ膜付ＰＥＮフィルムが用いられているが、用いる材料により導電性が異なるため、導電層の厚さについて特には限定されない。例えば、ＦＴＯ被膜付ガラスでは、０．０１μｍ〜５μｍであり、好ましくは０．１μｍ〜１μｍである。
【００５０】
また、必要とされる導電性は、使用する電極の面積により異なり、広い電極ほど低抵抗であることが求められるが、一般的に１００Ω／□以下、好ましくは１０Ω／□以下、より好ましくは５Ω／□以下である。
【００５１】
電極基材７の厚さは、上述のように太陽電池１０の形状や使用条件により異なるため特に限定はされないが、一般的に１μｍ〜１ｃｍ程度である。
【００５２】
触媒層６としては、電解質中の酸化還元対（例えば、Ｉ３−／Ｉ−等）の酸化体を還元体に還元する還元反応（例えば、Ｉ３−をＩ−に還元する還元反応）を速やかに進行させることが可能な電極特性を有するものであれば特に限定されないが、塩化白金酸を塗布、熱処理したものや、白金を蒸着した白金触媒電極、ポリ（エチレンジオキシチオフェン）やその誘導体、ポリアニリンやその誘導体などが好ましく使用することができる。
【００５３】
以上説明したような各構成要素材料を準備した後、従来公知の方法で金属酸化物半導体電極と触媒電極とを電解質層５を介して対向させるように組み上げ、色素増感太陽電池１０を完成させる。
【実施例】
【００５４】
以下、本発明を実施例に基づいて、より詳細に説明するが、本発明はこれらによりなんら限定されるものではない。
【００５５】
〈実施例１〉
［多孔質金属酸化物半導体の作製］
ガラスからなる透明基体１上にフッ素をドープしたＳｎＯ２からなる透明導電膜を真空蒸着により形成した透明導電膜２上に、以下の方法で多孔質金属酸化物半導体層３を形成した。
【００５６】
透明基体１上に透明導電膜２が形成された電極基体８として、ＦＴＯガラス（日本板ガラス株式会社製）を用い、その表面に市販の酸化チタンペースト（触媒化成株式会社製、商品名ＴＳＰ−１８ＮＲ、粒子サイズ２０ｎｍ）をスクリーン印刷法で１０μｍ程度の膜厚、５ｍｍ×１０ｍｍ程度の面積で、透明導電膜２側に印刷し、さらにその上に同面積で、市販の酸化チタンペースト（触媒化成株式会社製、商品名ＴＳＰ−４００Ｃ、粒子サイズ４００ｎｍ）をスクリーン印刷法で、５μｍ程度の膜厚に塗布し、５００℃で３０分間、大気中で焼成した。その結果、膜厚が１５μｍ程度の酸化チタン膜（多孔質金属酸化物半導体膜３）が得られた。
【００５７】
［増感色素の吸着］
増感色素４として、一般にＮ７１９ｄｙｅと呼ばれるビス（４−カルボキシ−４’−テトラブチルアンモニウムカルボキシ−２，２’−ビピリジン）ジイソチオシアネートルテニウム錯体（Ｓｏｌａｒｏｎｉｘ社製）を使用した。前記多孔質酸化チタン半導体電極を色素濃度０．４ｍｍｏｌ／Ｌの無水エタノール溶液中に浸漬し、遮光下１晩静置した。その後無水エタノールにて余分な色素を洗浄してから風乾することで太陽電池１０の半導体電極を作製した。
【００５８】
［電解液の調整] 
次に、電解質層５を構成する電解液を調製した。溶媒として１−エチル−３−メチルイミダゾリウム−ビス（フルオロスルホニル）イミドを用い、それに０．２ｍｏｌ／Ｌのヨウ素、２．０ｍｏｌ／Ｌの１−メチル−３−プロピルイミダゾリウムアイオダイド、０．５ｍｏｌ／Ｌの４−ｔ−ブチルピリジンを溶かすことにより作製した。なお、本実施例およびで使用した各材料は市販の材料もしくは公知の方法により合成したものを用いた。
【００５９】
[太陽電池セルの組み立て］
対向電極９として、スパッタ法によりＩＴＯ導電性ガラス上にスパッタ法によりＰｔを蒸着したＰｔ対極（ジオマテック製）を使用した。前記のように作製した透明導電膜２を具備した透明基体１上の酸化チタン膜３からなる電極基体８（作用極）と、電気ドリルで１ｍｍφの電解液注入孔を２個設けた対向電極９の間に熱可塑性シート（ハイミラン１６５２：三井・デュポンポリケミカル製、膜厚３０μｍ）を挟み、熱圧着する事により両電極を接着した。次に、前記のように作製した電解液を電解液注入孔から毛管現象にて両電極間に含浸させ、電解液注入孔上に１ｍｍ厚のガラス板を置き、その上にＵＶシール剤（スリーボンド社製の試作品  ３１Ｘ−１０１）を塗布し、ＵＶ光を１００ｍＷ／ｃｍ２の強度で３０秒照射することで封止を実施し、太陽電池素子を作製した。
【００６０】
〈実施例２〉
電解液の調製において、溶媒として１−プロピル−３−メチルイミダゾリウム−ビス（フルオロスルホニル）イミドを用いた以外は実施例１と同様の方法で太陽電池を作製した。
【００６１】
〈比較例１〉
電解液の調製において、溶媒として１−エチル−３−メチルイミダゾリウム−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドを用いた以外は実施例１と同様の方法で太陽電池を作製した。
【００６２】
〈比較例２〉
電解液の調製において、溶媒として１−メチル−３−プロピルイミダゾリウムアイオダイドを用い、それに０．２ｍｏｌ／Ｌのヨウ素、０．５ｍｏｌ／Ｌの４−ｔ−ブチルピリジンを溶かしたものを用いた以外は実施例１と同様の方法で太陽電池を作製した。
【００６３】
〈比較例３〉
電解液の調製において、溶媒として１−エチル−３−メチルイミダゾリウム−ジシアノアミドを用いた以外は実施例１と同様の方法で太陽電池を作製した。
【００６４】
〈比較例４〉
電解液の調製において、溶媒として１−エチル−３−メチルイミダゾリウム−チオシアネートを用いた以外は実施例１と同様の方法で太陽電池を作製した。
【００６５】
〈比較例５〉
電解液の調製において、溶媒としてメトキシプロピオニトリルを用いた以外は実施例１と同様の方法で太陽電池を作製した。
【００６６】
[太陽電池の光電変換効率・耐久性評価]
実施例、比較例で作成した太陽電池の評価を以下の手法で実施した。
【００６７】
性能評価には、ＡＭフィルターを具備したキセノンランプのソーラーシュミレーターＸＥＳ−５０２Ｓ（関西科学機械株式会社製）にて、ＡＭ１．５Ｇのスペクトル調整後、１００ｍＷ／ｃｍ２の照射条件下で、ポテンシオスタットによる負荷特性（Ｉ−Ｖ特性）を評価した。太陽電池の評価値は、開放電圧Ｖｏｃ（Ｖ）、短絡電流密度Ｊｓｃ（ｍＡ／ｃｍ２）、形状因子ＦＦ（−）、変換効率η（％）が挙げられるが、最終的な太陽電池の性能の良否は、変換効率ηの大小で評価した。
【００６８】
熱耐久性評価は、セル作成直後の初期の変換効率と、８５℃・８５％ＲＨに保持した恒温恒湿度槽中で１０００時間保持後、室温まで冷却した素子の変換効率ηを再度測定することで太陽電池性能保持率を算出した。なお、恒温恒湿度槽中に保持した太陽電池の状態は、開放状態とした。光電変換効率及び耐久性評価の結果を表１に示す。
【００６９】
【表１】
2007317447.tif 000004
【００７０】
表１の通り、電解質層の溶媒にアニオンとしてビス（フルオロスルホニル）イミドを用いた実施例１、２はビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオンやヨウ素アニオンなどの従来の高粘度イオン性液体（粘度＞４０ｍＰａ・ｓ／２５℃）を用いた比較例１、２と比べて高い変換効率を示していることがわかる。
【００７１】
また、ジシアノアミドアニオンやチオシアネートアニオンなどを用いた従来の低粘度イオン性液体（粘度：２０〜２５ｍＰａ・ｓ／２５℃）を用いた比較例３、４と比べると、粘度、イオン伝導性は同程度であるため性能に大きな違いはないが、耐久性は実施例１、２の方が優れている。これは比較例３、４で使用しているイオン性液体よりも実施例１、２に使用しているイオン性液体の方が安定性に優れているためである。
【００７２】
また、実施例１、２および比較例１に使用しているイオン性液体は疎水性であるため、系中の水分を吸収しにくいが、比較例２〜４のイオン性液体は疎水性ではないため水分を吸収しやすく、長期間の高温・高湿度状態での耐久性が低下する原因となっていると言える。
【００７３】
なお、電解質層に有機溶媒を使用した比較例５は素子性能が高いものの、熱耐久性に大きく劣り、素子性能・耐久性の双方の面で本発明の実施例１、２が最も優れていることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明にかかる光電変換素子は、屋外使用に耐えうる高温耐久性を有する色素増感太陽電池として好適に用いられるものであり、さらに太陽電池だけでなく、光センサーなどとしても利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】実施形態の色素増感太陽電池の基本構造を示す模式断面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１・・・透明基体
２・・・透明導電膜
３・・・多孔質金属酸化物半導体（層）
４・・・増感色素
５・・・電解質層
６・・・触媒層
７・・・電極基材
８・・・電極基体
９・・・対向電極
１０・・・色素増感太陽電池
【図１】
2007317447.tif 000007