(57)【要約】【課題】良好な光電変換率を保持しつつ、短時間で量子ドットを光電極に吸着できる量子ドット増感太陽電池の製造方法を提供する。【解決手段】透明電極層２０を有する基板１１に形成された酸化物半導体層２１と、該酸化物半導体層上に形成された量子ドット２２とを有する光電極１２を備えた量子ドット増感型太陽電池の製造方法において、基板１１に酸化物半導体層２１を形成する工程と、量子ドット２２を、界面活性剤からなる分散剤を含む混合液中で生成する工程と、極性分子が吸着した量子ドット２２とを分離する工程と、分離した量子ドット２２を低沸点有機溶媒に分散させた分散液を作製する工程と、酸化物半導体層２１が形成された基板１１を分散液に接触させる工程とを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電層を有する基板に形成された酸化物半導体層と、該酸化物半導体層上に形成された半導体量子ドットとを有する光電極を備えた量子ドット増感型太陽電池の製造方法において、
前記基板に前記酸化物半導体層を形成する工程と、
前記半導体量子ドットを、界面活性剤からなる分散剤を含む混合液中で生成する工程と、
前記界面活性剤が吸着した半導体量子ドットを分離する工程と、
分離した前記半導体量子ドットを低沸点有機溶媒に分散させた分散液を作製する工程と、
前記酸化物半導体層が形成された基板を、前記分散液に接触させる工程とを有することを特徴とする量子ドット増感型太陽電池の製造方法。
【請求項２】
前記半導体量子ドットは、Ｉ族元素であるＣｕとIII族元素であるＩｎとVI族元素とを含むＩ‐III‐VI族化合物であって、
前記半導体量子ドットを生成する工程は、Ｃｕを含む溶液とＩｎを含む溶液とVI族元素を含む溶液とを、少なくともＣｕに対するＩｎの比率が１以上８以下となるように混合する請求項１に記載の量子ドット増感型太陽電池の製造方法。
【請求項３】
前記半導体量子ドットが吸着する吸着層に、該吸着層よりも粒径が大きい酸化物半導体からなる散乱層を積層する請求項１又は２に記載の量子ドット増感型太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、量子ドット増感型太陽電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池としては、結晶系シリコンやアモルファスシリコンを用いたシリコン系の太陽電池や、ＧａＡｓ系、ＣｄＴｅ系、ＣｕＩｎ（１−ｘ）ＧａｘＳｅ２で表される化合物を用いた化合物系太陽電池が既に知られている。最近では、色素を増感剤として用いた色素増感型太陽電池や、無機半導体微粒子を光電変換材として用いた量子ドット増感型太陽電池が研究されている。これらの色素増感型太陽電池や量子ドット増感型太陽電池は、理論上の変換効率が高く、製造コストも低減できる点で有利であり、次世代の太陽電池として有望視されている。
【０００３】
色素増感型太陽電池は、透明電極層上に成膜された酸化物半導体に増感剤として色素を吸着させた電極を備えるが、増感剤に有機色素を用いるため、紫外線や高温に対する耐久性が低いという課題がある。
【０００４】
これに対し、量子ドット増感型太陽電池は、ＴｉＯ２等の酸化物半導体に増感剤として無機半導体微粒子を形成した電極を有する構造であり、紫外線や高温に対して高い耐久性を有するという利点がある。しかし量子ドット増感型太陽電池は、現状では研究開発段階であり、量子ドットの材料や製造方法等については未だ改良の余地がある。例えば、量子ドットとしてＣｄＳやＰｂＳを採用した場合に良好な性能を示すことが開示されているが（特許文献１参照）、毒性を有するＣｄやＰｂを工業的に用いることは好ましくない。従って、ＣｄやＰｂを含有する化合物に替えて、ＩｎＰ等のIII‐Ｖ族半導体や、ＣｕＩｎＳ２等のＩ‐III‐VI族半導体を量子ドットの材料として用いることが発明者らにより提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１６３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方、ＣｄＳやＰｂＳ等の量子ドットを酸化物半導体に吸着させる方法として、直接吸着法、化学溶液堆積法、金属イオン溶液に交互に浸漬させるイオン層吸着反応法等が用いられている。
【０００７】
従来の直接吸着法は、分散媒に量子ドットを分散させた液体に酸化物半導体を浸漬して、酸化物半導体に量子ドットを吸着させる方法である。しかし、この従来の方法では、量子ドットの吸着率が低いか、吸着に要する時間が２４時間程度に長くなる問題があった。また長時間の浸漬中に量子ドット同士が凝集することによる劣化が懸念される。化学溶液堆積法は、室温以下の温度で量子ドットの前駆体となる溶液に酸化物半導体を浸漬し、金属酸化物表面での化学反応により量子ドットを堆積させる方法であるが、形成される量子ドットの粒径の均一性が良好でなく、堆積時間も長いという問題がある。また、イオン層吸着反応法は、量子ドットの構成元素をそれぞれ溶解した各溶液に交互に浸漬する方法であって、作製時間が短いといった利点があるが、溶液に交互に浸漬するプロセスが煩雑なために再現性が悪く、実用性に欠けるといった問題がある。更に化学溶液堆積法とイオン層吸着反応法は金属酸化物表面での反応であり、使用できる材料がＣｄやＰｂなどの元素に限られるといった問題もある。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、良好な光電変換率を保持しつつ、短時間で量子ドットを光電極に吸着できる量子ドット増感太陽電池の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、導電層を有する基板に形成された酸化物半導体層と、該酸化物半導体層上に形成された半導体量子ドットとを有する光電極を備えた量子ドット増感型太陽電池の製造方法において、前記基板に前記酸化物半導体層を形成する工程と、前記半導体量子ドットを、界面活性剤からなる分散剤を含む混合液中で生成する工程と、前記界面活性剤が吸着した半導体量子ドットを分離する工程と、分離した前記半導体量子ドットを低沸点有機溶媒に分散させた分散液を作製する工程と、前記酸化物半導体層が形成された基板を、前記分散液に接触させる工程とを有することを要旨とする。
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、界面活性剤を含む混合液中で半導体量子ドットが生成されるので、半導体量子ドットには界面活性剤が吸着する。さらに、その半導体量子ドットを分離し低沸点有機溶媒に分散させた分散液に、基板を接触させることで半導体量子ドットを酸化物半導体に吸着させることができる。このため、酸化物半導体に対する半導体量子ドットの吸着率を高めるとともに、その吸着速度を大きくすることができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の量子ドット増感型太陽電池の製造方法において、前記半導体量子ドットは、Ｉ族元素であるＣｕとIII族元素であるＩｎとをVI族元素とを含むＩ‐III‐VI族化合物であって、前記半導体量子ドットを生成する工程は、Ｃｕを含む溶液とＩｎを含む溶液とVI族元素を含む溶液とを、少なくともＣｕに対するＩｎの比率が１以上８以下となるように混合することを要旨とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、Ｉ‐III‐VI族化合物からなる半導体量子ドットを生成する際、各元素を含む溶液を混合すればよいため、他の量子ドット作製方法に比べ、製造工程の煩雑化を防ぐことができる。また、各溶液の混合比を調整することで、半導体量子ドットの組成を変え、電池の光電変換効率を向上することができる。即ちＣｕとＩｎとを含むＩ‐III‐VI族化合物の場合には、Ｃｕを含む溶液に対するＩｎを含む溶液の比率を１以上８以下とすることで、電池の光電変換効率を高めることができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の量子ドット増感型太陽電池の製造方法において、前記半導体量子ドットが吸着する吸着層に、該吸着層よりも粒径が大きい酸化物半導体からなる散乱層を積層することを要旨とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、吸着層に散乱層を積層したので、吸着層を透過した光の一部を吸着層側へ散乱させることができる。このため、光電変換率が高められた電池を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の製造方法により作製された量子ドット増感太陽電池の断面を示す模式図。
【図２】同電池の光電極の要部を示す模式図。
【図３】本発明の製造工程を示すフローチャート。
【図４】量子ドット分散液の作製工程のフローチャート。
【図５】溶液比率をそれぞれ変更した実施例１〜４のＩＰＣＥスペクトル。
【図６】分散液の濃度をそれぞれ変更した実施例５〜８のＩＰＣＥスペクトル。
【図７】実施例３と浸漬時間を変更した実施例９のＩＰＣＥスペクトル。
【図８】実施例３と散乱層を積層した実施例１０のＩＰＣＥスペクトル。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の量子ドット増感型太陽電池の製造方法を具体化した一実施形態を図１〜図８に従って説明する。
図１に示すように、量子ドット増感型太陽電池は、ガラス等からなる基板１１上に形成された光電極１２と、枠状に設けられたシール材１４を介して光電極１２に対向した対向電極１３とを備えている。光電極１２及び対向電極１３との間に形成された空間には、電解液１５が充満している。
【００１７】
図２に示すように、光電極１２は、基板１１上に形成され、透光性を有する導電層としての透明電極層２０を備える。透明電極層２０は、インジウムドープ酸化スズ（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）等を用いることができる。透明電極層２０の膜厚は、通常１０ｎｍ以上１０μｍの範囲であるが、１００ｎｍ以上１μｍ以下が好ましい。また透明電極層２０の抵抗率は低い程好ましいが、５Ω／□以上５０００Ω／□以下の抵抗率であればよく、５０Ω／□以下が好ましい。
【００１８】
また、光電極１２は、透明電極層２０の上に形成された、金属酸化物からなる酸化物半導体層２１と、酸化物半導体層２１の表面に吸着した半導体からなる量子ドット２２を備える。酸化物半導体層２１は、金属酸化物の微結晶からなる。金属酸化物としては、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化ニオブ等を用いることができ、特に酸化チタンが好ましい。
【００１９】
酸化物半導体層２１は、量子ドット２２が吸着する吸着層２１ａと、該吸着層２１ａよりも粒径が大きい酸化物半導体からなる散乱層２１ｂとを有する積層構造であることが好ましい。吸着層２１ａは、粒径が小さい酸化物半導体から構成されるためにその比表面積が大きくなり、量子ドット２２の吸着量が多くなる。散乱層２１ｂは、吸着層２１ａよりも粒径が大きい酸化物半導体からなり、吸着層２１ａを通過した光を散乱し、その散乱光の一部を量子ドット２２や酸化物半導体に吸収させる。また、この散乱層２１ｂは、異なる平均粒径の酸化物半導体から構成してもよい。
【００２０】
酸化物半導体として酸化チタンを用いる場合、吸着層２１ａを構成する酸化チタン粒子の粒径は、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下が好ましく、１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下がより好ましい。散乱層２１ｂを構成する酸化チタン粒子の粒径は、１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下が好ましい。また、酸化物半導体層２１全体の厚さは、２μｍ以上１００μｍ以下であればよく、５μｍ以上５０μｍ以下が好ましい。尚、図２に示す量子ドット２２及び酸化物半導体の粒径、各層の厚さは実際の比率を示すものではない。
【００２１】
量子ドット２２の材料は、特に限定されず、半導体として機能し且つ量子効果を有するものであればよい。例えば、IV族であるＳｉ，Ｇｅ、III‐V族化合物であるＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、II‐VI族化合物であるＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＯ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、I‐III‐VI族化合物であるＣｕＩｎＳ２、ＣｕＩｎＳｅ２、ＣｕＩｎＴｅ２、ＣｕＧａＳ２、ＣｕＧａＳｅ２、ＣｕＧａＴｅ２、ＣｕＡｌＳ２、ＣｕＡｌＳｅ２、ＣｕＡｌＴｅ２、ＡｇＩｎＳ２、ＡｇＩｎＳｅ２、ＡｇＩｎＴｅ２、ＡｇＧａＳ２、ＡｇＧａＳｅ２、ＡｇＧａＴｅ２、ＡｇＡｌＳ２、ＡｇＡｌＳｅ２、ＡｇＡｌＴｅ２等が挙げられる。
【００２２】
対向電極１３は、特に限定されないが、例えばガラス等の基板上に形成された透明電極層と、透明電極層に形成された白金やカーボンからなる薄膜を備えた構造を有する。
電解液１５は、特に限定されないが、硫黄を含有する溶液が好ましい。
【００２３】
この量子ドット増感型太陽電池セルに光が入射すると、量子ドット内で励起された電子が、酸化物半導体層２１に注入され、透明電極層２０に移動する。吸着層２１ａを通過した光の一部は散乱層２１ｂによって散乱され、さらにその散乱光の一部が吸着層２１ａ又は量子ドット２２に吸収される。また量子ドット２２は電子を酸化物半導体層２１に注入すると同時に電解液内のイオンを酸化することで再生する。
【００２４】
次に、光電極１２の製造方法を、その作用とともに図３及び図４に従って説明する。ここでは、酸化物半導体層２１を酸化チタンから構成し、量子ドット２２をI‐III‐VI族化合物としてのＣｕ‐Ｉｎ‐Ｓ化合物から構成した場合を例にして説明する。
【００２５】
まず図３に示すように、透明電極層２０が形成された基板１１に、酸化物半導体層２１を形成する（ステップＳ１）。酸化物半導体層２１を形成する方法は特に限定されないが、例えば酸化チタンペーストを、スキージ法等によって塗布し、焼成する方法を採用することができる。焼成温度は、不純物や水分を除去できる温度であればよい。具体的には、１００℃以上７００℃以下であればよく、４００℃以上６００℃以下が好ましい。加熱時間は、３０分間以上３時間程度である。その結果、多孔質の酸化物半導体層２１が形成される。
【００２６】
次いで、量子ドット分散液を作製する（ステップＳ２）。この工程について、図４に従って説明する。まず、量子ドット２２を構成する元素を含有した溶液を調整する（ステップＳ２‐１）。具体的には、Ｃｕを含有する化合物とＩｎを含有する化合物とをそれぞれオレイルアミン等の溶媒に溶解させ、硫黄元素を１‐オクタデセン等の溶媒に溶解させる。各化合物としては、例えばＣｕ等のＩ族元素やＩｎ等のIII族元素の塩化物、臭化物、ヨウ化物、硝酸塩、硫酸塩、酢酸塩、過塩素酸塩、有機酸塩等が好適に用いられる。また、VI族元素としては、硫黄元素の他に、硫黄有機化合物等が用いられる。溶媒は、極性と非極性部を有し、量子ドットを分散かつその他の溶質を溶解可能であればよく、例えばオレイルアミン、トリオクチルアミン、ヘキサデシルアミン、１‐オクテン、１‐ヘキセン、ｎ‐カプロン酸、ｎ‐オクタン酸、ｎ‐オクチルアミン、ブチルアミン、ヘキシルアミン、クエン酸、１‐オクタンチオール、チオグリコール酸、ドデシルアミン、ヘキシルメルカプタン、トリオクチルホスフィン、トリオクチルホスフィンオキシド、ステアリン酸、オレイン酸、ヘキサデシルアミン、１‐オクタデセン等を用いることができる。
【００２７】
そして、これらの溶液を所定の割合で混合する。溶液の混合比率を調整することで、生成される量子ドットの組成が変わる。量子ドット増感型電池の光電変換効率を向上させるためには、混合溶液は、Ｃｕに対するＩｎの質量の比率が、１以上８以下であることが好ましい。特に、Ｃｕ：Ｉｎ：Ｓが、１：４：８の質量比となるように混合することが好ましい。
【００２８】
また、上述した混合溶液に、各量子ドットの分散性を向上させるために、分散剤として例えばドデカンチオール（Ｃ１２Ｈ２５ＳＨ）を混合させる。極性分子としてのドデカンチオールは、鎖状の炭化水素の末端にＳＨ基を有する構造であって、Ｓ原子はマイナスの電荷を帯びている。この分散剤は、硫黄等の極性部とアルキル鎖などの非極性部を有する界面活性剤や、両極性の界面活性剤であればよい。極性部は、硫黄の他に、‐ＮＨ２、‐ＳＨ、‐ＣＯＯＨ、＝Ｐ等を好適に用いることができる。また、非極性部としては、Ｃ６〜Ｃ１８程度のアルキル鎖や、環状の炭化水素化合物を用いることができる。分散剤の具体例としては、１‐オクタンチオール、ヘキシルメルカプタン、オレイルアミン、ｎ‐オクチルアミン、ドデシルアミン、ヘキサデシルアミン、トリ‐ｎ‐オクチルホスフィン、ステアリン酸、オレイン酸などの他、両極性溶媒であるチオグリコール酸等を用いることができる。尚、上記溶媒が界面活性剤の機能を有する場合には、一つの溶媒のみを用いることもできる。
【００２９】
これらの各溶液及び分散剤を含む混合溶液を、例えば２００℃で加熱しながら撹拌して反応させる（ステップＳ２−２）。その結果、Ｃｕ‐Ｉｎ‐Ｓ化合物が分散された混合液が作製される。このＣｕ‐Ｉｎ‐Ｓ化合物には、界面活性剤が吸着していると考えられる。例えば、分散剤としてドデカンチオールを用いた場合には、ドデカンチオールのマイナスの電荷を帯びたＳ原子とＣｕ‐Ｉｎ‐Ｓ化合物との相互作用により、ドデカンチオールがＣｕ‐Ｉｎ‐Ｓ化合物に吸着していると考えられる。
【００３０】
また、加熱温度は、１００℃以上３００℃以下の温度に保持されることが好ましい。１００℃未満である場合には、結晶化が不十分となる。１００℃以上、特に１５０℃以上の場合では、高品質な結晶が作製される。また、混合時間は、１０分間から２４時間等の任意の時間である。
【００３１】
次いで、この混合溶液から量子ドット２２を分離する（ステップＳ２−３）。具体的には、混合溶液に、アルコール等を混合し、量子ドット２２を凝集及び沈殿させる。そして沈殿させた量子ドットを遠心分離する。この段階でも、Ｃｕ‐Ｉｎ‐Ｓ化合物には、界面活性剤が吸着していると考えられる。
【００３２】
さらに、遠心分離により生成された沈殿物を回収するとともに、量子ドット２２の濃度調整を行って（ステップＳ２−４）、量子ドット分散液を作製する。回収は、沈殿物に低沸点有機溶媒を加えることにより行われる。また、回収時に加える有機溶媒の量を変えることにより、分散液の濃度を調整する。
【００３３】
このように量子ドット分散液を作製すると、図３に示すように、この量子ドット分散液に、酸化物半導体層２１が形成された基板１１を浸漬させる（ステップＳ３）。浸漬時間は、数秒から数時間でよい。
【００３４】
このとき、界面活性剤付きＣｕ‐Ｉｎ‐Ｓ量子ドットと酸化チタンとの相互作用により、量子ドット２２が酸化物半導体層２１に引きつけられ、量子ドット２２の吸着が促されると推測される。このため、浸漬時間が短くても吸着量が大きくなる。
【００３５】
さらに、量子ドット分散液から量子ドット２２が吸着した基板１１を取り出し、該基板１１を洗浄及び乾燥させて（ステップＳ４）、光電極１２となる。この光電極１２は、熱可塑性樹脂からなるシール材１４を介して対向電極１３と対向させた状態で封止され、セル内に電解液を注入することで太陽電池セルとなる。
【００３６】
上述したように酸化物半導体層２１が形成された基板１１を量子ドット分散液に浸漬させる工程は、大気中で行うことが可能であり、浸漬時間も短くてよい。このため、大量生産に向いており、製造装置にかかるコストも安価で済む。また、上述した方法によれば、ＣｄやＰｂ等の材料を用いなくても、無害な材料で量子ドット増感型太陽電池が作製できる。
（実施例１）
フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）からなる透明電極層が形成されたガラス基板に対し、アルコール洗浄及びＵＶオゾン処理を施した後、透明電極層上に、酸化チタンペースト（ソラロニクス社製、Ｔ‐２０／ＳＰ、粒径２０ｎｍ）をスキージ法で３μｍ以上１２μｍ以下の厚さで塗布した。次に、酸化チタンペーストを塗布した基板を４５０℃で焼成し、酸化物半導体層を形成した。
【００３７】
次に、ＣｕＩ及びＩｎＩ３を、それぞれ濃度０．１Ｍとなるようにオレイルアミンに溶解させた溶液Ａ，Ｂを作製した。また、硫黄元素を、濃度０．１Ｍとなるように１‐オクタデセンに溶解させた溶液Ｃを作製した。そして、これらの溶液Ａ〜Ｃを、１：１：２の割合（体積比）で混合した。さらに、その混合溶液に、ドデカンチオールからなる分散剤を混合した。この溶液を、２００℃の温度で１０分間撹拌して反応させることにより、Ｃｕ‐Ｉｎ‐Ｓ化合物の量子ドットが分散された混合溶液を作製した。
【００３８】
次に、この混合溶液に、エタノールを加えて凝集及び分散させた後、遠心分離を行うことにより量子ドットを沈殿させ、量子ドットを余分な有機溶媒と分離する。さらに分離した有機溶媒を取り除いた後、量子ドットの重量％が約８％となるように、トルエンに分散させて分散溶液を作製した。
【００３９】
さらに、酸化物半導体層が形成された基板を、分散溶液に１０分間浸漬させた。浸漬後の基板をトルエンで洗浄して、光電極を得た。
次にこの光電極を用いて量子ドット増感型太陽電池セルを作製した。フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）からなる透明導電膜が形成されたガラス基板に対し、白金溶液（ソラロニクス社製、Platisol）をスピンコートによりガラス基板に塗布し、４５０℃で焼成して、対向電極を作製した。
【００４０】
さらに、対向電極と光電極とを、熱可塑性樹脂からなる枠状のハイミラン（三井・デュポン  ポリケミカル株式会社製）を介して対向させ、１２０℃で加熱することで封止した。また、対向電極と光電極との間に形成された空間に、電解液を注入した。電解液は、水とメタノールとを混合させた溶媒に、Ｎａ２Ｓ（１．０Ｍ）、Ｓ（１．０Ｍ）、ＫＣｌ（０．５ｍＭ）を溶解させたものを使用した。
【００４１】
このように作製された太陽電池セルに対し、光電変換効率測定測装置（ＰＥＣ‐Ｓ２０，ペクセルテクノロジーズ社製）により光電変換効率を測定した。測定したＩＰＣＥスペクトルを、図５に示す。
（実施例２）
溶液Ａ〜Ｃを、混合溶液の体積が実施例１と同一であって１：２：４の割合となるように混合し、実施例１と同様にした。このときのＩＰＣＥスペクトルを図５に示す。
（実施例３）
溶液Ａ〜Ｃを、混合溶液の体積が実施例１と同一であって１：４：８の割合となるように混合し、実施例１と同様にした。このときのＩＰＣＥスペクトルを図５に示す。
（実施例４）
溶液Ａ〜Ｃを、混合溶液の体積が実施例１と同一であって１：８：１６の割合となるように混合し、実施例１と同様にした。このときのＩＰＣＥスペクトルを図５に示す。
【００４２】
図５に示すように、実施例３のＩＰＣＥスペクトルの値は、実施例１に比べ２０％大きい増感作用を示し、実施例１〜４のうち最大であった。また、実施例２及び実施例４は、実施例１よりも大きい増感作用を示した。
（実施例５）
量子ドットを遠心分離にて分離した後、量子ドットの重量％が約４％となるように、トルエンに分散させ、その他は実施例３と同様にした。このときのＩＰＣＥスペクトルを図６に示す。
（実施例６）
量子ドットを遠心分離にて分離した後、量子ドットの重量％が２％となるように、トルエンに分散させ、その他は実施例３と同様にした。このときのＩＰＣＥスペクトルを図６に示す。
（実施例７）
量子ドットを遠心分離にて分離した後、量子ドットの重量％が約１％となるように、トルエンに分散させ、その他は実施例３と同様にした。このときのＩＰＣＥスペクトルを図６に示す。
（実施例８）
量子ドットを遠心分離にて分離した後、量子ドットの重量％が約０．５％となるように、トルエンに分散させ、その他は実施例３と同様にした。このときのＩＰＣＥスペクトルを図６に示す。
【００４３】
図６に示すように、実施例３の光電変換率が、実施例５〜実施例８のうち最大であり、実施例５〜実施例８は、濃度が１／２倍ずつ低下するにつれ、光電変換効率も１／２倍に低下していった。
（実施例９）
基板の浸漬時間を、６０分間にした他は、実施例３と同様にした。このときのＩＰＣＥスペクトルを図７に示す。実施例３と実施例９の光電変換効率はほぼ同じとなった。量子ドットの酸化物半導体層への吸着は、１０分間でほぼ飽和していると考えられる。
（実施例１０）
実施例１と同様に、基板に、粒径が約２０ｎｍの酸化チタンからなる層を形成した。その後、その酸化チタン層に、光散乱効果を有する２５０ｎｍと５０ｎｍの混合酸化チタンペーストを塗布し、４５０℃で３０分焼成した。そして、その基板を用いて、実施例３と同様に量子ドットの吸着及び太陽電池セルの作製を行った。このときのＩＰＣＥスペクトルを図８に示す。光散乱層をつけていない実施例３のセルに比べ、ＩＰＣＥから見積もる電流値が約２倍になった。また、長波長域でも高い効率を維持することができた。
【００４４】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、界面活性剤を含む混合液中で量子ドット２２を生成したので、量子ドット２２に界面活性剤を吸着させることができる。さらに、その量子ドット２２を分離し低沸点有機溶媒に分散させた分散液に、酸化物半導体層２１が形成された基板１１を浸漬したので、量子ドット２２と酸化物半導体との吸着を促すことができる。このため、酸化物半導体に対する量子ドット２２の吸着率を高めるとともに、その吸着速度を大きくすることができる。
【００４５】
（２）上記実施形態では、Ｉ‐III‐VI族化合物からなる量子ドットを生成する際、各元素を含む溶液を混合すればよいため、他の量子ドット作製方法に比べ、製造工程の煩雑化を防ぐことができる。また、各溶液の混合比を調整することで、量子ドットの組成を変え、電池の光電変換効率を向上することができる。即ちＣｕとＩｎとを含むＩ‐III‐VI族化合物の場合には、Ｃｕに対するＩｎの質量の比率を１以上８以下とすることで、電池の光電変換効率を高めることができる。
【００４６】
（３）上記実施形態では、吸着層２１ａに、粒径が大きい酸化物半導体からなる散乱層２１ｂを積層したので、光入射側の吸着層２１ａを透過した光の一部を吸着層側へ散乱させることができる。このため、光電変換率が高められた電池を得ることができる。
【００４７】
尚、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、酸化物半導体層２１が形成された基板１１を分散液に浸漬するようにしたが、マイクロリアクターを用いて、基板を分散液に接触させてもよい。この場合、量子ドットを生成する工程で、高沸点溶媒を用いずに、最初から低沸点溶媒を用いることもできる。
【００４８】
・上記実施形態では、量子ドット増感型太陽電池を、光電極１２側から光を入射するタイプの電池に具体化したが、対向電極１３を透光性材料から構成し、対向電極側から光を入射するタイプの電池に具体化してもよい。この場合、散乱層２１ｂを、基板側に形成するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１１…基板、１２…光電極、１３…対向電極、１４…シール材、１５…電解液、２１…酸化物半導体層、２１ａ…吸着層、２１ｂ…散乱層、２２…量子ドット。
【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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