[发明专利]制膜方法、制膜体及色素增敏太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种在基体材料上形成由无机物质构成的多孔膜的制膜方法、通过该制膜方法得到的制膜体、具备该制膜体的色素增敏太阳能电池。本申请基于2011年5月20日在日本提出申请的特愿2011-113623号主张优先权，在此援引其内容。

背景技术

色素增敏太阳能电池(DSSC)的光电极使用下述多孔膜：吸附有钌金属络合物等光增敏色素的、由氧化钛等氧化物半导体构成的多孔膜(专利文献1)。作为形成多孔膜的现有方法，包括：将包含氧化物半导体的粒子的浆料或糊料涂布于基体材料，并在氧化物半导体的熔点以下的温度下对其进行烧制，由此以氧化物半导体的粒子彼此微弱接触的状态来制膜。通常进行如下操作来形成多孔膜，即，通过在涂布前的浆料或糊料中配合乙基纤维素等粘合剂，来调整浆料或糊料的粘度，并提高所制造的膜的多孔度，得到光增敏色素的吸附面积得以增加的多孔膜。

为了提高色素增敏太阳能电池的光电转换效率(也称为发电效率)，已知有对构成多孔膜的微粒进行表面处理的方法。作为代表例，已知有下述方法：将按照上述方法制成的氧化钛构成的多孔膜浸渍于四氯化钛水溶液中，捞起后，对其进行加热处理，由此在多孔膜上形成新的氧化钛膜(非专利文献1)。该氧化钛膜被认为可起到下述作用：赋予多孔膜以洁净的表面，并且提高构成多孔膜的氧化钛粒子彼此的粘接力。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3435459号公报

非专利文献

非专利文献1：日本技术教育出版社发行色素增敏太阳能电池的模块化、材料开发、评价技术P.89～93

发明内容

发明要解决的课题

现有的用以支承多孔膜的基体材料必须是耐烧制的材料，因此很难将塑料、树脂膜等用作基体材料。另外，存在烧制工序所需的时间拉长了多孔膜的制造工序整体所需时间的问题。

另外，将塑料、树脂膜等用作基体材料的情况下，为了在防止基体材料的热变性的同时形成多孔膜，需要在120℃左右的温度进行烧制。但是，通过这种方法制成的多孔膜因烧制温度低而导致氧化物半导体的粒子彼此的粘接力减弱、电子传导性停留在低水平的问题。另外，在含有粒子的浆料或糊料中配合了粘合剂的情况下，存在因烧制温度低而无法将粘合剂完全除去、阻碍制成的多孔膜的电子传导的问题。

本发明是鉴于上述背景而完成的，其课题在于提供一种无需烧制工序的由无机物质构成的多孔膜的制膜方法、利用该制膜方法制造的制膜体及具备该制膜体的色素增敏太阳能电池。

解决课题的方法

本发明具有以下实施方式。

本发明的第1实施方式提供一种制膜方法，其是制造无机物质的多孔膜的方法，该方法包括：向基体材料喷射无机物质的微粒，使所述基体材料和所述微粒接合、同时使所述微粒彼此接合，由此在所述基体材料上成膜无机物质的多孔膜，其中，所述微粒由具有不同平均粒径的至少两种微粒、即小粒径粒子和大粒径粒子构成。

本发明的第2实施方式是第1实施方式所记载的制膜方法，其中，相比于向所述基体材料喷射时所使用的微粒中的所述小粒径粒子和所述大粒径粒子的比例(小粒径粒子/大粒径粒子)，多孔膜中的所述小粒径粒子和大粒径粒子的比例(小粒径粒子/大粒径粒子)增加。

本发明的第3实施方式是第1或第2实施方式所记载的制膜方法，其中，所述小粒径粒子的平均粒径r为1nm≤r＜200nm，并且，所述大粒径粒子的平均粒径R为0.2μm≤R≤200μm。

本发明的第4实施方式是第1或第2实施方式所记载的制膜方法，其中，所述小粒径粒子的平均粒径r为1nm≤r＜200nm，并且，所述大粒径粒子的平均粒径R为1μm≤R≤200μm。

本发明的第5实施方式是第1或第2实施方式所记载的制膜方法，其中，所述小粒径粒子的平均粒径r为1nm≤r＜200nm，并且，所述大粒径粒子的平均粒径R为1μm≤R≤100μm。

本发明的第6实施方式是第1或第2实施方式所记载的制膜方法，其中，所述小粒径粒子的平均粒径r为1nm≤r＜200nm，并且，所述大粒径粒子的平均粒径R为1μm≤R≤50μm。

本发明的第7实施方式是第1或第2实施方式所记载的制膜方法，其中，所述小粒径粒子的平均粒径r为1nm≤r≤100nm，并且，所述大粒径粒子的平均粒径R为0.2μm≤R≤200μm。

本发明的第8实施方式是第1或第2实施方式所记载的制膜方法，其中，所述小粒径粒子的平均粒径r为1nm≤r≤100nm，并且，所述大粒径粒子的平均粒径R为1μm≤R≤200μm。