專利名稱：光電轉(zhuǎn)換元件用電極的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光電轉(zhuǎn)換元件，其將在透明基板上具有透明導(dǎo)電膜和其上的光催化膜的電極與在異性極基板上至少具有導(dǎo)電部件的異性極以一定距離對(duì)向配置，并且在兩極之間配置電解質(zhì)；本發(fā)明具體涉及所述光電轉(zhuǎn)換元件的電極的制備方法。
背景技術(shù)：
通常，已知的染料敏化型太陽能電池等光電轉(zhuǎn)換元件，其在玻璃板等透明基板上形成透明導(dǎo)電膜，并在其上形成由氧化鈦之類的金屬氧化物構(gòu)成的光催化膜，然后在該膜上吸附釕絡(luò)合物等光敏染料(photosensitizer dye)而形成電極,在異性極用透明基板上形成透明導(dǎo)電膜從而形成異性極，對(duì)向配制所述電極和異性極， 在兩電極間介入由碘電解質(zhì)等構(gòu)成的電解質(zhì)層(專利文獻(xiàn)I)。由上述氧化鈦之類的金屬氧化物構(gòu)成的光催化膜，如果含有水分，會(huì)阻礙吸附光敏染料，從而導(dǎo)致光電轉(zhuǎn)換效率降低的問題。因此，提出了在吸附光敏染料之前，將光催化膜配置在加入了脫水劑及干燥劑的燃燒室中，并循環(huán)燃燒室內(nèi)的氣體氛圍的方法，或通過將光催化膜配置在燃燒室內(nèi)，對(duì)燃燒室內(nèi)進(jìn)行減壓等方法，對(duì)光催化膜進(jìn)行脫水處理，從而提高光敏染料的吸附性(專利文獻(xiàn)2)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本專利特開2002-93475號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 :日本專利特開2005-251591號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題但是，在實(shí)施上述脫水方法時(shí)，需要燃燒室或減壓裝置等大型設(shè)備以及用于所述設(shè)備的極高成本。而且，在基于脫水劑或干燥劑的方法中，在脫水處理上花費(fèi)時(shí)間，在基于減壓的方法中，雖然脫水自身所需要的時(shí)間可以縮短，但減壓及由減壓狀態(tài)返回到大氣壓狀態(tài)的エ序花費(fèi)時(shí)間。無論采用哪ー種方法，均在脫水處理上花費(fèi)時(shí)間，而且需要將具有光催化膜的基板配置在燃燒室內(nèi)，因此大面積的基板的脫水處理或連續(xù)脫水處理中存在困難。因此，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供ー種不需要大型裝置，能夠以低成本在短時(shí)間內(nèi)對(duì)光催化膜進(jìn)行脫水處理的光電轉(zhuǎn)換元件用電極的制備方法。(ニ)技術(shù)方案權(quán)利要求I所涉及的發(fā)明為一種光電轉(zhuǎn)換元件用電極的制備方法，其在透明基板上形成透明導(dǎo)電膜，并在其上形成光催化膜，然后在該光催化膜上吸附光敏染料，其特征在于，在光催化膜吸附光敏染料之前，將透明基板的光催化膜浸潰到與水共沸溫度為150°C以下的醇中，隨后加熱，通過水與醇的共沸使光催化膜脫水。
權(quán)利要求2所涉及的發(fā)明為根據(jù)權(quán)利要求I所述的光電轉(zhuǎn)換元件用電極的制備方法，其特征在于，所述醇為I-丙醇或I-丁醇。權(quán)利要求3所涉及的發(fā)明為根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的光電轉(zhuǎn)換元件用電極的制備方法，透明基板為薄膜或片材狀的基板，并且連續(xù)地進(jìn)行光催化膜的形成、光催化膜的脫水及使光催化膜吸附光敏染料。
(三)發(fā)明效果在權(quán)利要求I所涉及的發(fā)明中，在光催化膜吸附光敏染料之前，通過將具有上述光催化膜的透明基板浸潰到與水的共沸溫度為150°C以下的醇中，隨后加熱，因此不需要如現(xiàn)有技術(shù)中的燃燒室等大型裝置，能夠以低成本在短時(shí)間內(nèi)對(duì)光催化膜進(jìn)行脫水處理。此外，不需要如現(xiàn)有技術(shù)ー樣將光催化膜配置在加入了脫水劑及干燥劑的燃燒室中并使燃燒室內(nèi)的氣體氛圍循環(huán)，或?qū)⒐獯呋づ渲迷谌紵覂?nèi)并對(duì)燃燒室內(nèi)進(jìn)行減壓，因此可以應(yīng)對(duì)大面積的電扱，同時(shí)可以進(jìn)行連續(xù)操作。權(quán)利要求2所涉及的發(fā)明，作為浸潰用的醇使用I-丙醇或I-丁醇，因此除上述效果外，水的共沸含量多，還具有安全性優(yōu)異的效果。權(quán)利要求3所涉及的發(fā)明，除上述效果外，通過連續(xù)地提供薄膜或片材狀的透明基板，可以連續(xù)地進(jìn)行包含上述脫水エ序的電極的制備。


圖I是概略地表示實(shí)施例I的光電轉(zhuǎn)換元件用電極的制備方法的流程圖。圖2是表示參考例I的光電轉(zhuǎn)換元件的垂直縱剖面圖。
具體實(shí)施例方式在本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件用電極的制備方法中，首先，在透明基板上形成透明導(dǎo)電膜，然后在透明導(dǎo)電膜上形成光催化膜。作為透明基板，適合使用合成樹脂板、玻璃板等，但優(yōu)選PEN (聚萘ニ甲酸こニ醇酷)薄膜等熱可塑性樹脂薄膜。除了 PEN之外，合成樹脂還可以是聚對(duì)苯ニ甲酸こニ醇酷、聚酯、聚碳酸酷、聚烯烴等。透明基板的厚度優(yōu)選幾十Pm至1mm。透明導(dǎo)電膜的形成方法有離子蒸鍍、CVD法等多種，對(duì)其沒有限定，但特別優(yōu)選通過濺射(spatter)法實(shí)施。作為濺射法中的金屬靶，適合使用成為透明導(dǎo)電膜的摻錫氧化銦(IT0)、摻氟氧化錫(FT0)、氧化錫(Sn02)、銦鋅氧化物(IZ0)、氧化鋅(ZnO)材料的In-Sn合金、Zn、In-Zn合金、Sn、Ga-Zn合金、Al-Zn合金等,但只要是能夠用非氧化金屬形成透明導(dǎo)電膜，就沒有特別的限制。透明導(dǎo)電膜的厚度優(yōu)選數(shù)十至數(shù)百rim。在上述透明導(dǎo)電膜上形成的金屬氧化物層(光催化膜)優(yōu)選氧化鈦、氧化鋅。作為光催化膜的形成方法，雖無特別限定，但適合使用通過滾軸等將分散在醇等溶劑中的粒徑為2(T60iim的金屬氧化物粒子的糊劑狀混合溶液涂布在透明導(dǎo)電膜上的方法、或靜電涂布金屬氧化物溶膠的方法。關(guān)于金屬氧化物溶膠的靜電涂布，將靜電涂布裝置作為負(fù)極側(cè)，作為被涂布物的透明電極的透明導(dǎo)電膜作為正極側(cè)，在兩極間施加高電壓形成靜電場(chǎng)，使從靜電涂布裝置的噴嘴噴射出的金屬氧化物在負(fù)極側(cè)帶電，從而涂布在透明導(dǎo)電膜表面上。
作為金屬氧化物溶膠起始原料的金屬化合物，在金屬有機(jī)化合物中，可以例舉如金屬醇鹽、こ酰丙酮金屬鹽、金屬羧酸鹽；在金屬無機(jī)化合物中，可以例舉如金屬的硝酸鹽、氯氧化物、氯化物等。作為上述金屬氧化物,優(yōu)選氧化鈦,其他可以例舉氧化錫、氧化鶴、氧化鋅、氧化銀等。作為使用氧化鈦的ー個(gè)例子，作為金屬醇鹽可以例舉如四甲醇鈦、こ醇鈦、異丙醇鈦、丁醇鈦等，作為こ酰丙酮金屬鹽可以例舉こ酰丙酮鈦等，作為金屬羧酸鹽可以例舉羧酸鈦等，還可以例舉硝酸鈦、氯氧化鈦、四氯化鈦等。此外，通過在上述金屬化合物中添加水、甲醇、こ醇、I-丙醇、異丙醇、I- 丁醇、2_ 丁醇、異丁醇、叔丁醇、I-戊醇、2-戊醇、3-戊醇等的溶劑、酸或氨，以及其他添加物，來進(jìn)行溶膠化、凝膠化。當(dāng)使用上述金屬醇鹽的情況下，優(yōu)選在金屬醇鹽中含有粒徑為2(T60nm的上述金屬氧化物粒子，根據(jù)需要進(jìn)ー步含有作為光散射用粒子的粒徑為IOOlOOiim的金屬氧化物的粒子。在進(jìn)行完上述涂布或靜電涂布后，干燥和/或燒成。干燥，優(yōu)選在室溫下進(jìn)行5 I5分鐘左右。燒成優(yōu)選在12(Tl 50°C下，進(jìn)行1(T30分鐘左右。根據(jù)上述方法形成的光催化膜的厚度優(yōu)選為5 20iim。接著，將上述光催化膜浸潰到與水的共沸溫度為150°C以下的醇中，隨后加熱，通過由水與醇的共沸使光催化膜脫水。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，將形成上述光催化膜的透明基板浸潰到上述醇中后，干燥，隨后進(jìn)行燒成，從而使光催化膜脫水。上述在醇中的浸潰溫度優(yōu)選常溫，但也可以將醇加熱到透明基板不發(fā)生熱變形的程度。浸潰時(shí)間，優(yōu)選30秒 10分鐘左右。作為醇，優(yōu)選即使透明基板使用了合成樹脂等的情況下也不會(huì)引起熱變形且與水的共沸點(diǎn)為150°C以下的醇，更優(yōu)選與水共沸含量多的醇。例如，可以使用表I中所示的醇。表I
權(quán)利要求
1.一種光電轉(zhuǎn)換元件用電極的制備方法，其在透明基板上形成透明導(dǎo)電膜，并在其上形成光催化膜，然后在該光催化膜上吸附光敏染料，其特征在于，在光催化膜吸附光敏染料之前，將透明基板的光催化膜浸潰到與水的共沸溫度為150°c以下的醇中，隨后加熱，通過水與醇的共沸使光催化膜脫水。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光電轉(zhuǎn)換元件用電極的制備方法，其特征在于，所述醇為I-丙醇或I-丁醇。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的光電轉(zhuǎn)換元件用電極的制備方法，其特征在于，所述基板為薄膜或片材狀基板，并且連續(xù)地進(jìn)行光催化膜的形成、光催化膜的脫水以及使光催化膜吸附光敏染料。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光電轉(zhuǎn)換元件用電極的制備方法，其不需要大型裝置，能夠以低成本在短時(shí)間內(nèi)對(duì)光催化膜進(jìn)行脫水處理。所述方法在透明基板2上形成透明導(dǎo)電膜，并在其上形成光催化膜，然后在該光催化膜上吸附光敏染料。在使光催化膜吸附光敏染料之前，將具有光催化膜的透明基板2浸漬到與水的共沸溫度為150℃以下的醇5中，隨后加熱，通過水與醇的共沸使光催化膜脫水。
文檔編號(hào)H01M14/00GK102859786SQ20108006633
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2010年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月22日
發(fā)明者杉生剛, 井上鐵也 申請(qǐng)人:日立造船株式會(huì)社