[发明专利]低照度用染料敏化光电转换元件的电解质、以及使用该电解质的低照度用染料敏化光电转换元件

说明书

本发明公开了一种含有卤素、与卤素一起形成氧化还原对的卤化物盐、以及卤化银的低照度用染料敏化光电转换元件的电解质。该电解质中，卤化银的浓度为0.0001～10mM。

技术领域

本发明涉及低照度用染料敏化光电转换元件的电解质、以及使用该电解质的低照度用染料敏化光电转换元件。

背景技术

染料敏化光电转换元件是由瑞士的Graetzel等人开发的，具有光电转换效率高且制造成本低等优点，因此是受到瞩目的新一代光电转换元件。

染料敏化光电转换元件通常具备至少一个染料敏化光电转换单元，染料敏化光电转换单元具备第1电极、与第1电极对置的第2电极、设置于第1电极或第2电极的氧化物半导体层、以及设置于第1电极与第2电极之间的电解质。

近年来，作为这样的染料敏化光电转换元件，提出了能够以低照度的光发电的低照度用的染料敏化光电转换元件。

例如下述专利文献1中公开了在氧化物半导体层吸附有特定的光敏染料以及共吸附剂的低照度用的染料敏化光电转换元件。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2014－110133号公报

发明内容

然而，上述专利文献1中记载的低照度用的染料敏化光电转换元件具有以下所示的课题。

即，若上述专利文献1中记载的低照度用的染料敏化光电转换元件暴露于如阳光的高照度光，则产生过量的输出功率。因此，上述专利文献1中记载的低照度用的染料敏化光电转换元件在将其用作小功率驱动装置的电源时，从抑制对该小功率驱动的装置的损害的观点考虑，仍有改善的余地。因此，期望能够在低照度下充分维持染料敏化光电转换元件的输出功率、能够在高照度下充分抑制染料敏化光电转换元件的输出功率的上升的低照度用染料敏化光电转换元件的电解质。应予说明，本说明书中，“高照度”是指大于1万勒克司的照度，“低照度”是指1万勒克司以下的照度。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够在低照度下充分维持染料敏化光电转换元件的输出功率、能够在高照度下充分抑制染料敏化光电转换元件的输出功率的上升的低照度用染料敏化光电转换元件的电解质、以及使用该电解质的低照度用染料敏化光电转换元件。

本发明的发明人等为了解决上述课题，着眼于电解质的组成而反复进行了深入研究。其结果发现，通过使电解质中的卤化银成为规定的浓度，能够解决上述课题，从而完成了本发明。

即，本发明是一种低照度用染料敏化光电转换元件的电解质，其含有卤素、与上述卤素一起形成氧化还原对的卤化物盐、以及卤化银，上述卤化银的浓度为0.0001～10mM。

根据本发明的低照度用染料敏化光电转换元件的电解质，能够在低照度下充分维持染料敏化光电转换元件的输出功率，能够在高照度下充分抑制染料敏化光电转换元件的输出功率的上升。

关于得到这样的效果的理由，本发明的发明人等推测如下。即，本发明的电解质在用作染料敏化光电转换元件所含的染料敏化光电转换单元的电解质时，若染料敏化光电转换元件暴露于如阳光的高照度光，则电解质中的卤化银分解为银和卤素。而且，析出的银由于在氧化物半导体层的表面或电极表面使电子的注入效率降低，或者在电解质中妨碍电荷的移动而抑制染料敏化光电转换元件的发电。另一方面，若照射光的照度变低，则析出的银与卤素反应而恢复为卤化银，在电解质中再次溶解，因此染料敏化光电转换元件的发电量恢复如初。如此，本发明人等推测，根据本发明的电解质可得到上述效果。

在上述低照度用染料敏化光电转换元件的电解质中，上述卤化银的浓度相对于上述卤素的浓度的比优选大于1×10^－5倍。