[发明专利]光电转换元件

说明书

技术领域

本发明涉及用于色素增感型太阳能电池等的光电转换元件。

本申请主张基于在2008年6月6日在日本申请的特愿2008-149922号的优先权，在此援用其内容。

背景技术

色素增感型太阳能电池是由瑞士的格莱才尔等的团队等提出的，作为低价且能获得高光电转换效率的光电转换元件备受瞩目(例如参照专利文献1、非专利文献1)。

图7是表示以往的色素增感型太阳能电池的一例的剖面图。

该色素增感型太阳能电池100主要由以下要素构成：在一侧面上形成有担载了增感色素的多孔半导体电极(以下也称为色素增感半导体电极)103的第一基板101；形成有导电膜104的第二基板105；以及，封入它们之间的含有如碘/碘化物离子等的氧化还原电对的电解质106。

作为第一基板101使用透光性板材，为了对与第一基板101的色素增感半导体电极103相接的面赋予导电性，设置有透明导电层102。由这些第一基板101、透明导电层102及色素增感半导体电极103构成工作电极(窗极(window electrode))108。

另一方面，为了对第二基板105的与电解质106相接一侧的面赋予导电性，设置有例如由碳或铂构成的导电层104。由这些第二基板105及导电层104构成对极109。

并且，该色素增感型太阳能电池100中，以使色素增感半导体电极103与导电层104相对的方式，将第一基板101与第二基板105相隔规定间隔地设置，在两基板之间的周边部设有例如由热塑性树脂构成的密封剂107。接着，介由该密封剂107贴合第一基板101和第二基板105，组成单元。另外，通过电解液的注入口110，向两极108、109之间填充含有碘/碘化物离子等的氧化还原电对的有机电解液，形成电荷移送用的电解质106。

该色素增感型太阳能电池100尤其对光入射侧的电极(窗极108)，要求可见光的透过性和高传导性。因此，作为窗极108可使用在第一基板101(例如玻璃基板或塑料基板)上涂布了掺锡氧化铟(ITO)、掺氟氧化锡(FTO)这样的透明导电性金属氧化物的基板(导电性基板)。

但是，上述导电性基板中使用的铟(In)等属于稀有金属，近来价格高涨，已成为阻碍光电转换元件低成本化的主要原因。因此，从如果实现不需要导电性基板的可抑制稀有金属使用量的结构的色素增感型光电转换元件，则能够实现大幅低成本化的角度出发，其开发被期待。但是，在这种情况下必须要同时满足不牺牲受光效率的条件。

专利文献

专利文献1：日本特开平1-220380号公报

非专利文献

非专利文献1：M.Graetzel et al.，Nature，737，p.353，1991

发明内容

本发明鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种不需要导电性基板而实现低成本化且具有优异的受光效率的、具有新的结构的光电转换元件。

(1)本发明的光电转换元件，具有：呈线状的第一电极、第二电极、以及电解质，所述第一电极和所述第二电极介由所述电解质而被配置，所述第一电极具有：由铜线及覆盖该铜线的覆盖金属构成的第一线材，以及配置于该第一线材的外周且担载有色素的多孔氧化物半导体层。

根据上述(1)所述的光电转换元件，则将不需要导电性基板，能够实现低成本化。另外，通过制成作为中心金属使用铜线且在其外周配置了覆盖金属的结构，从而能够实现与中心金属为单一的金属线材相比，优异的耐腐蚀性，提高导线的导电率且低成本化。另外，因为呈线状的第一电极的外周面成为受光面，所以可增加对于照射光的投影面积，对光入射角度的依赖性变小。

(2)所述覆盖金属可由选自钛、镍、钨、铑、钼中的任一金属构成。

(3)所述第一线材的电压降量可以为300mV以下。

上述(3)的情况下，能实现光电转换元件的发电效率的提高。

(4)所述铜线可以是被所述覆盖金属以所述铜线的相对于所述覆盖金属的面积比率为使所述第一线材的电压降量成为300mV以下的面积比率所覆盖。

上述(4)的情况下，能以维持铜线表面的均匀性且防止铜线被氧化的状态，实现光电转换元件的发电效率的提高。

(5)所述覆盖金属的膜厚可以为2μm以上。

上述(5)的情况下，可抑制在覆盖金属上发生针孔，并可抑制铜线与光电转换元件的电解液反应而改变电解液的组成。其结果可防止光电转换元件的光电转换效率的下降。

(6)也可以是所述第二电极呈线状，所述第一电极与所述第二电极被交替设置。