[发明专利]光电转换元件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电转换元件及其制造方法。

背景技术

近年来，化石燃料的资源枯竭问题和以减少二氧化碳排出量为代表的环境问题引起了极大关注。作为有希望的解决手段中的一种，太阳能发电得到关注。作为太阳能电池的代表例子，单晶硅系太阳能电池以及多晶硅系太阳能电池广为人知，这些太阳能电池已经被投入市场。但是，在该技术领域中，近年来扩大了对于作为主要原料的硅的供给不足的忧虑，迫切希望下一代的非硅系太阳能电池(例如，CuInGaSe₂(CIGS)等)的实用化。

在非硅系太阳能电池中，1991年由Gratzel等公开的色素增感型太阳能电池作为可以实现10％以上的转化效率的有机系太阳能电池而特别得到关注。近来，对其的应用开发研究在国内外各个研究机构中都十分盛行。这种色素增感型太阳能电池具有的基本结构为：在吸附有增感色素的金属氧化物电极以及与该金属氧化物电极相对配置的对电极之间，封入了溶液系的电解质(电解液)。

但是，如果使用溶液系电解质，在制造时或者电池破损时会有产生液体泄漏的担忧，因此可能造成安全性和耐久性降低。因此，作为该液体泄漏的对策，正在进行将电解质固体化或者凝胶化了的色素增感型光电转换元件的技术开发。

例如，在专利文献1和2中公开了一种色素增感型光电转换元件，具体为：将凝胶状电解质组合物滴加在氧化物半导体多孔膜上形成电解质层，然后在该电解质层上按压对电极使之重合，从而制作电池，其中该胶状电解质组合物含有离子性液体和导电性颗粒或者叠杯型(cup-stacked)碳纳米管作为主成分。同样，在专利文献3中公开了一种色素增感型光电转换元件，具体为：将含有1～5质量％的p型导电性聚合物、5～50质量％的碳材料和20～85质量％的离子性液体的固体状混合物附着在光电极层上，将两者压制，从而形成电荷输送层，然后在该电荷输送层上压合对电极，从而制作电池。

此外，在专利文献4中公开了一种色素增感型光电转换元件，具体为：使吸附有色素的多孔半导体层内包含且浸透有含有熔融盐的液体电解质，或者在多孔半导体层内形成含有熔融盐的固体电解质，从而形成第1电解质层，在该多孔半导体层的表面侧形成由固体电解质构成的第2电解质层。

专利文献1：日本特开2005-093075号公报

专利文献2：WO2005/006482小册子

专利文献3：日本特开2007-227087号公报

专利文献4：日本特开2006-302531号公报

但是，在上述现有的方法中，仅仅将高粘度的电解质组合物滴加涂布在金属氧化物层上，难以形成厚度均匀的电解质层。因此，上述现有的方法在形成电解质层时或者制作电池时，进行将高粘度的电解质组合物按压在金属氧化物层上或者对电极上的处理，但即使这样，仍然易于产生涂布斑点，此外，不但难以形成厚度均匀的电解质层，而且在按压时金属氧化物层会破损。而且，通过这样的按压处理，使金属氧化物层不破损而形成厚度均匀且具有所希望的形状的电解质层，是不容易的。例如，根据对不形成电解质层的部位进行掩蔽等的前处理、或者金属氧化物层的强度或电解质组合物的粘性等，有必要进行控制电解质组合物的涂布条件(涂布量、均匀涂布)或者压力施加条件(压力的大小、均匀的表面压)等细致的制造管理。因此，上述现有的方法制造工序繁琐、制造条件的范围(工序公差，processtolerance)窄，生产率以及经济性差，进而存在所获得的光电转换元件的性能的偏差大的问题。

此外，在上述现有的方法中，还希望使用低粘度的(液状)电解质组合物，但在这样的情况下，与溶液系的电解质同样会有在制造时或者电池破损时产生液体泄漏的危险，而且，难以简单且低成本地得到具有充分安全性和耐久性的光电转换元件。

发明内容

因此，本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种光电转换效率优异、性能偏差小且可靠性高的光电转换元件，以及，提供一种可以简单且低成本、重现性良好、稳定地制造该光电转换元件的制造方法。

本发明人反复进行努力研究，结果发现通过采用由网眼状支持部件保持有电解质的电解质片，就可以解决上述问题，从而完成本发明。

即，本发明的光电转换元件的制造方法中，所述光电转换元件具备：具有担载了色素的金属氧化物层的工作电极、与该工作电极相对配置的对电极、以及被封入该工作电极和该对电极之间的电解质层，所述制造方法包括：准备由网眼状支持部件保持有电解质的电解质片的工序；和将所述电解质片封入所述工作电极和所述对电极之间的工序。