[发明专利]双核金属络合物、金属络合物色素、光电转换元件及光化学电池

说明书

本申请是PCT国际申请日为2005年10月3日，PCT国际申请号为PCT/JP2005/018289、中国国家申请号为200580040708.9的发明名称为《双核金属络合物、金属络合物色素、光电转换元件及光化学电池》的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种新颖的双核金属络合物。

进一步讲，本发明涉及具有高的消光系数、电子移动性能优良的金属络合物色素，或者采用由这种金属络合物色素光增感的氧化物半导体的光电转换元件，以及使用它的光化学电池。

背景技术

太阳能电池作为一种无污染的再生型能源受到强烈的期待，而且正在进行以单晶硅系、多晶硅系、无定型硅系太阳能电池以及由碲化镉、硒化铟铜等化合物构成的太阳能电池的实用化为目的的研究。但是若要使之作为家庭用电源得到普及，所有的电池中都存在制造成本高、难于确保原材料供应、回收的问题，以及很难大面积化等必须克服的许多问题。而且虽然有人以大面积化和低价格化为目的而提出一种使用了有机材料的太阳能电池，但是其变换效率均为1％左右，因而远未达到实用化的程度。

这种情况中，1991年由格莱采尔等人在《自然》杂志上公开了一种采用了经色素增感的半导体微粒的光电转换元件和太阳能电池，以及制作这种太阳能电池所需的材料和制造技术(例如《Nature》第353卷737页，1991年(非专利文献1)，和特开平1-220380号公报(专利文献)等)。该电池是一种以钌色素增感的多孔二氧化钛薄膜作为工作电极的湿式太阳能电池。这种电池的优点是，可以在无需将廉价材料精制成高纯度的情况下使用，所以能够提供廉价的光电转换元件，而且由于所用色素的吸收范围宽，所以是一种能够在宽的可见光波长范围内将太阳光线转变成电能的元件。然而为了实用化必须进一步提高变换效率，人们要求开发出一种具有更高的消光系数，直至更高的波长区域都能吸收光线的色素。

在由本申请人提出的特开2003-261536号公报(专利文献2)中，作为光电转换元件公开了一种有用的金属络合物即含有联吡啶配位体的金属单核络合物。

而且在色素增感太阳能电池的最新技术(株式会社CMC，2001年5月25日发行，第117页(非专利文献2))中，公开了一种多核β-二酮盐色素。

此外在2004年12月24日公开的特开2004-359677号公报(专利文献3)中公开了一种接收光线等活性光线的能量后释放出电子的光电转换功能优良的新颖的多核络合物，其具有多个金属和多个配位体，并且与该多个金属配位的交联配位体(BL)具有杂环共轭环配位结构以及不具有杂环共轭环配位结构。

对于光电转换元件，人们期望一种有用的而且是新颖的金属络合物。

专利文献1：特开平1-220380号公报

专利文献2：特开2003-261536号公报

专利文献3：特开2004-359677号公报

非专利文献1：《Nature》第353卷737页，1991年

非专利文献2：色素增感太阳能电池的最新技术(株式会社CMC，2001年5月25日发行，第117页)

发明内容

本发明目的在于提供一种作为金属络合物色素有用的且新颖的双核金属络合物。

本发明的其他目的在于通过金属络合物色素的多核化提高消光系数，将电子的迁移方向从电解液侧调整到多孔半导体而实现电子的顺利移动，从而得到一种能以高效将半导体微粒光增感的色素。此外，还要提供一种因使用这种色素而具有高的光电转换效率的光电转换元件，以及由这种光电转换元件构成的光电池。

本发明涉及一种由通式：(L¹)₂M¹(BL)M²(L²)₂(X)_n表示的非对称双核金属络合物(式中，M¹和M²表示过渡金属，可以相同或不同，L¹和L²表示能够多齿配位的螯合型配位体，L¹和L²不同，两个L¹可以相同或不同，两个L²可以相同或不同，BL是至少有两个含有杂原子的环状结构的交联配位体，与M¹和M²配位的配位原子是这种环状结构所含的杂原子。X是对离子。n表示中和络合物的电荷所需的对离子数)。