光電轉(zhuǎn)換元件及光電化學(xué)電池、以及其中所用的金屬絡(luò)合物色素的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種光電轉(zhuǎn)換元件，其具有在導(dǎo)電性支撐體上側(cè)配設(shè)著感光體、電荷轉(zhuǎn)移體及對電極的層疊結(jié)構(gòu)，所述感光體具有吸附著色素的半導(dǎo)體微粒子的層；且所述光電轉(zhuǎn)換元件使用下述式(1)所表示的金屬絡(luò)合物色素來作為所述色素。ML1L2XmX·CI--(1)[式(1)中，M表示金屬原子。L1、L2、X表示特定的配體。mX表示1或2。CI表示必須使電荷中和的情況下的反荷離子。]。
【專利說明】光電轉(zhuǎn)換元件及光電化學(xué)電池、以及其中所用的金屬絡(luò)合物色素
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明涉及一種光電轉(zhuǎn)換元件及光電化學(xué)電池、以及其中所用的金屬絡(luò)合物色素(metal compleX dye)。
【背景技術(shù)】
[0002]關(guān)于太陽光發(fā)電時所使用的太陽電池，已開發(fā)出了各種類型。包含單晶硅、多晶硅、非晶硅、碲化鎘、硒化銦銅等化合物的太陽電池被視為主要的研究開發(fā)對象，且已將其中一部分加以實(shí)用。但是，為了使這些太陽電池廣泛地普及到家庭用電源等用途中，必須廉價(jià)地進(jìn)行制造或確保原材料。而且，也謀求大幅度地縮短投入能源回收期間(EnergyPayback Time，EPT)。進(jìn)而，也期望元件輕量化或?qū)υx予柔軟性。應(yīng)對這種需求(needs)，硅系的太陽電池普及，另一方面，目前正在研究有可能實(shí)現(xiàn)聚光部分的大面積化或制造成本的降低、可以對無機(jī)系的材料進(jìn)行利用分子修飾的分子設(shè)計(jì)、且富于輕量性或柔軟性的使用有機(jī)材料的太陽電池的實(shí)用化。
[0003]在這種狀況下，提出了與色素增感型太陽電池有關(guān)的技術(shù)，所述色素增感型太陽電池將通過釕絡(luò)合物色素進(jìn)行分光增感的二氧化鈦多孔質(zhì)薄膜作為工作電極(例如參考專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2)。另外，也提出了在其聯(lián)吡啶配體(ligand)上導(dǎo)入既定的取代基而成的增感色素(參考專利文獻(xiàn)3、專利文獻(xiàn)4)。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:美國專利第4927721號說明書
[0007]專利文獻(xiàn)2:美國專利公開公報(bào)2010 / 0258175號
[0008]專利文獻(xiàn)3:日本專利特開2001-291534號公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)4:日本專利特開2011-037788號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]發(fā)明要解決的課題
[0011]此外，作為被用于光電轉(zhuǎn)換元件的分光增感的釕絡(luò)合物色素，已開發(fā)出了 N719等。使用該N719等的光電轉(zhuǎn)換元件在使用初期顯示出高的光電轉(zhuǎn)換效率。但是，使用后的轉(zhuǎn)換效率大幅度地降低，有改善耐久性的課題。另外，可見范圍的吸收弱這一情況也作為課題而殘留。另外，根據(jù)本發(fā)明人的確認(rèn)，即便使用專利文獻(xiàn)3、專利文獻(xiàn)4中記載的技術(shù)，其性能也難以稱之為充分(參考后述比較例)，而期望進(jìn)一步提高性能。
[0012]本發(fā)明的目的在于提供一種光電轉(zhuǎn)換特性優(yōu)異、且耐久性(耐熱性、強(qiáng)制添加水時的連續(xù)光照射耐久性)也優(yōu)異的光電轉(zhuǎn)換元件及光電化學(xué)電池，以及其中所用的金屬絡(luò)合物色素。
[0013]所述課題是通過以下的手段來解決。[0014](I) 一種光電轉(zhuǎn)換元件，具有在導(dǎo)電性支撐體上側(cè)配設(shè)著感光體、電荷轉(zhuǎn)移體及對電極的層疊結(jié)構(gòu)，所述感光體具有吸附著色素的半導(dǎo)體微粒子的層；并且所述光電轉(zhuǎn)換元件使用下述式(I)所表示的金屬絡(luò)合物色素來作為所述色素。
[0015]ML1L2Xmx.Cl (I)
[0016][式(I)中，M表示金屬原子。L1表示下述式(LI)所表示的配體。L2表示下述式(L2)所表示的配體。X表示單齒配體或二齒配體。mX為I或2。Cl為必須使電荷中和的情況下的反荷離子。]
[0017][化I]
[0018]
【權(quán)利要求】
1.一種光電轉(zhuǎn)換元件，具有在導(dǎo)電性支撐體上側(cè)配設(shè)著感光體、電荷轉(zhuǎn)移體及對電極的層疊結(jié)構(gòu)，所述感光體具有吸附著色素的半導(dǎo)體微粒子的層；并且所述光電轉(zhuǎn)換元件使用下述式(I)所表示的金屬絡(luò)合物色素來作為所述色素。
ML1L2Xmx.Cl (1) [式(1)中，M表示金屬原子。L1表示下述式(LI)所表示的配體。L2表示下述式(L2)所表示的配體。X表示單齒配體或二齒配體。mX為I或2。Cl表示必須使電荷中和的情況下的反荷離子。] [化1]
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其中:所述M為Ru。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其中:所述L2是由下述式(L2-1)所表示。 [化3]
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其中:所述式(I)的色素是由下述式(1-1)或式(1-2)所表示。 [化4]
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其中:所述連結(jié)基La為亞乙烯基。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其中:所述式(I)的色素是由所述式(1-1)所表示。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其中:所述R1的分支烷基鏈具有四級碳原子，或者具有三級碳原子，且其側(cè)鏈的烷基的碳數(shù)為2以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其中:提供于所述感光體中的色素包含多種色素，且其中的至少一種為所述式(I)所表示的色素。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其中:所述多種色素中的至少一種的最大吸收波長在氫氧化四丁基銨甲醇溶液中為600nm以上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其中:至少具有導(dǎo)電性支撐體及以被覆所述導(dǎo)電性支撐體的導(dǎo)電性表面的方式設(shè)置的半導(dǎo)體層，且在所述半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體的表面上，承載著所述式(I)所表示的金屬絡(luò)合物色素、及具有一個以上的酸性基或其鹽的基團(tuán)的共吸附劑。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其中:所述感光體層進(jìn)一步含有下述式(A)所表示的共吸附劑。 [化5]
12.一種光電化學(xué)電池，其具備根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的光電轉(zhuǎn)換元件。
13.一種金屬絡(luò)合物色素，其由下述式(I)所表示。
ML1L2Xmx.Cl (I) [式(I)中，M表示金屬原子。L1表示下述式(LI)所表示的配體。L2表示下述式(L2)所表示的配體。X表示單齒配體或二齒配體。mX表示I或2。Cl表示必須使電荷中和的情況下的反荷離子。]
【文檔編號】C09B57/10GK103843093SQ201280047437
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年9月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月29日
【發(fā)明者】谷征夫, 薄達(dá)也, 小林克 申請人:富士膠片株式會社