[发明专利]光电转换元件用密封剂组合物

说明书

技术领域

本发明涉及光电转换元件用密封剂组合物，其能够形成保护在基材上形成有辅助电极层的色素敏化型太阳能电池等的电极免受电解液或电解液中的碘等损害的膜。

另外，本发明涉及保护光电转换元件和发光元件等免受外部环境损害、能够长期保持该性能的、阻挡性优良的光固化型树脂组合物，其具有耐久性优良、并且容易制造等特征。

背景技术

色素敏化型太阳能电池具有光电转换效率高、制造成本低等优点，因此，作为新型太阳能电池受到瞩目。色素敏化型太阳能电池具备在透明电极基板上具有由氧化物半导体微粒构成的负载有光敏色素的氧化物半导体多孔膜的工作电极、以与该工作电极对置的方式设置的对置电极和通过在工作电极与对置电极之间填充包含乙腈等极性有机溶剂的电解液而形成的电解质层。对于这样的色素敏化型太阳能电池而言，利用吸收了太阳光等的光敏色素使氧化物半导体微粒敏化，作为将光能转换成电能的光电转换元件发挥作用。

作为色素敏化型太阳能电池中使用的透明电极基板，通常为在玻璃等基材的表面上形成有ITO或FTO等透明导电膜的透明电极基板。但是，ITO或FTO的电阻率大于银、金等金属的电阻率，特别是在形成大面积的工作电极的情况下，成为导致光电转换效率降低的主要原因。

作为透明电极基板的低电阻化的方法，正在研究在透明电极基板的表面上设置用于实现电极的低电阻化的辅助电极的方法等(专利文献1)。

但是，该情况下，由于电解液而发生辅助电极的腐蚀，随着时间的经过，透明电极基板的电阻增大，因此，存在光电转换效率降低的倾向。因此可见，在透明电极基板的表面上设置辅助电极时，需要保护辅助电极的表面部分。该保护层要求能够致密地包覆辅助电极并且对电解液的耐腐蚀性优良。

鉴于上述情况，为了保护设置在色素敏化型太阳能电池用电极上的辅助电极，实施例中公开了使用加热固化型有机硅类树脂的方法(专利文献2)。但是，由于是加热固化性树脂，因此，直至固化需要时间，在生产率方面存在问题。另外，使用加热固化型有机硅类树脂的保护膜不能充分地保护辅助电极免受电解液损害。因此，存在导致光电转换效率降低这样的不良情况。

另外，硅类太阳能电池、化合物类太阳能电池、色素敏化太阳能电池、有机薄膜类太阳能电池等光电转换元件、有机EL、发光二极管(LED)等发光元件作为绿色能源或节能器件受到瞩目。

这些光电转换元件、发光元件对湿度特别敏感，在高温高湿等环境下长期使用时，由于从外部侵入的湿度而引起变质和劣化，从而使元件的性能降低，因此，需要湿度阻挡性优良的密封剂。

另外，正如色素敏化太阳能电池也被称为湿式太阳能电池那样，在元件内部封入有乙腈等极性有机溶剂(有机溶剂类)的电解液，该电解液挥发或泄漏时，引起发电效率的降低，因此，需要溶剂阻挡性也优良的密封剂。

关于色素敏化型太阳能电池中的电解液的密封，例如，在专利文献3中公开了使用离子性高分子等热塑性树脂作为密封剂的例子，但该树脂材料的耐热性和耐湿性差，不能长期发挥密封性能。

在专利文献4中公开了使用聚异丁烯类树脂作为密封剂的技术，在专利文献5中公开了使用乙烯-α-烯烃-非共轭多烯共聚物作为密封剂的技术。由于这些密封剂为加热固化型密封剂，因此，直至固化需要时间，在生产率方面存在问题。

为了提高生产率，也进行了各种使用光固化性树脂作为密封剂的研究。具体而言，可以列举：使用自由基聚合的专利文献3、使用阳离子聚合的专利文献4以及专利文献5等。

专利文献6中提出了包含液态饱和弹性体和碳原子数10～22的(甲基)丙烯酸酯的密封剂。但是，如后述的比较例11所示，该密封剂组合物的湿度阻挡性以及溶剂阻挡性不充分，因此，在应用于光电转换元件、发光元件的情况下，不能期待长期寿命。

另外，专利文献7中公开了包含阳离子聚合性化合物以及阳离子引发剂的光电转换元件用光固化性密封剂。但是，如后述的比较例11所示，该密封剂的湿度阻挡性以及溶剂阻挡性不充分，因此，在应用于光电转换元件、发光元件的情况下，不能期待长期寿命。

另外，专利文献8中公开了包含使双酚型环氧树脂氢化而得到的环氧树脂以及阳离子引发剂的色素敏化型太阳能电池用光固化性密封剂。但是，如后述的比较例13所示，该密封剂的湿度阻挡性不充分，因此，在应用于光电转换元件、发光元件的情况下，不能期待长期寿命。