[发明专利]新型钌系染料及其制造方法

说明书

本发明涉及新型钌系染料及其制造方法，更详细而言，涉及一种联吡啶系钌染料，其通过将结合有氧的疏水性基团导入至配体位置，从而防止与电解质的I₂相互作用，表现出提高了的光电转换效率和长期稳定性，因而能够大大提高太阳能电池的效率和寿命，并且由于可通过较简单的方法来合成，因此能够减少制造费用。本发明的联吡啶系钌染料用作染料敏化太阳能电池(dye‑sensitized solar cell，DSSC)中的染料，从而与以往的染料相比，能够在具有高效率的同时具有优异的长期稳定性而大大提高太阳能电池的效率。

技术领域

本发明涉及具有高效率和长期稳定性的新型钌系染料及其制造方法。

背景技术

染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cell，DSSC)与以往的硅系太阳能电池相比，效率更高且制造成本明显更低，因此具有可替代以往的非晶质硅太阳能电池的可能性，与硅太阳能电池不同，染料敏化太阳能电池是以吸收可见光而能够生成电子-空穴(hole)对的染料分子和传递所生成的电子的过渡金属氧化物为主要构成材料的光电化学太阳能电池。

作为高效率染料敏化型太阳能电池的基本核心材料，可举出染料(dye)、电解质(electrolyte)和金属氧化物(metal oxide)。如果以最佳条件实现这三种材料的平衡，则能够使染料敏化型太阳能电池的效率极大化。

此外，不仅效率，染料敏化太阳能电池中长期稳定性也是非常重要的要素，因此，实际情况是，为了制造高效率和长寿命的太阳能电池，仍需进行对于染料的研究。

发明内容

技术课题

因此，本发明的目的在于，提供具有高效率且长期稳定性优异而能够确保染料敏化太阳能电池的长寿命的新型染料。

此外，本发明的目的在于，提供制造上述染料的制造方法。

此外，本发明的目的在于，提供包含上述染料而具有高效率和长寿命的优异的染料增敏光电转换元件及染料敏化太阳能电池。

解决课题的方法

为了达成上述目的，本发明提供下述化学式1所表示的钌系染料：

[化学式1]

上述化学式中，R₁和R₂可相同或彼此不同，各自独立地为碳原子数1至18的烷基，优选为碳原子数6至10的烷基，-COOH的氢可被1价金属取代。

此外，本发明提供以包含下述反应式1的过程为特征的上述化学式1的染料的制造方法：

[反应式1]

上述反应式1中，X为卤素，R₁和R₂可相同或彼此不同，与上述化学式1中的定义相同，-COOH的氢可被1价金属取代。

此外，本发明提供以包含担载有上述染料的氧化物半导体微粒为特征的染料增敏光电转换元件。

此外，本发明提供以包含上述染料增敏光电转换元件为特征的染料敏化太阳能电池。

发明效果

本发明的新型钌系染料中将结合有氧的疏水性基团导入至配体位置，从而防止与电解质中的I₂的相互作用(interaction)，表现出提高了的光电转换效率和长期稳定性，因而能够大大提高太阳能电池的效率和寿命，并且由于可通过较简单的方法来合成，因此能够减少制造费用。