[发明专利]含石墨烯膜的阴离子透过性评价方法和光电转换元件

说明书

[课题]提供以简便方法评价含石墨烯膜的阴离子透过性的方法和使用控制离子透过性的含石墨烯膜的光电转换元件。[解决手段]该方法包括：(i)准备具备含阴离子的水溶液、含金属银的工作电极、对电极和参比电极的测量装置，(ii)各电极与水溶液接触时边周期性改变工作电极相对对电极的电极电位边扫描，测量金属银与阴离子的反应电流I₀，(iii)代替工作电极，测量与工作电极电连接的含石墨烯膜与水溶液接触时的反应电流I₁,(iv)比较I₀与I₁，评价含石墨烯膜的阴离子透过性。提供具备含石墨烯膜的光电转换元件，当根据上述方法测量反应电流时反应电流I₁的曲线在正电位侧具有峰，正电位侧累积电荷量Q₁为不具含石墨烯膜的正侧累积电荷量Q₀的20％以下。

技术领域

本发明的实施方式涉及含石墨烯膜(含石墨烯的膜)的阴离子透过性测定方法和光电转换元件。

背景技术

近年来，能源的消耗量一直在增加，并且作为应对全球变暖的对策，对代替以往的化石能源的替代能源的需求也在增加。作为这种替代能源的来源，太阳能电池备受瞩目，其开发正在进行中。正在研究太阳能电池在各种用途中的应用，但是为了与各种安装场所兼容，特别需要太阳能电池具有柔性和提高的耐久性。最基本的单晶硅系太阳能电池的成本高且难以挠曲，近来受到瞩目的有机太阳能电池和有机-无机混合太阳能电池在耐久性方面仍有改良的余地。

除了这样的太阳能电池以外，对于有机EL元件、光学传感器等光电转换元件，针对提高挠性和改良耐久性，也进行了研究。在这样的元件中，通常使用ITO膜作为透明电极。ITO膜通常通过溅射法等制膜。为了获得导电性高的ITO膜，一般需要高温下的溅射和溅射后的高温退火，并且大多不能应用于组合有有机材料的元件。另外，当ITO膜与元件组合时，有时铟等金属离子和卤离子等入侵光电转换层等的活性部位，导致元件活性降低。

另外，作为透明电极，有时使用低电阻且高透明性的ITO/Ag/ITO或银纳米线。在这样的电极中，银被酸和卤素劣化的倾向强。此外，银容易迁移。迁移的银与水等反应而氧化，有时会降低透明电极的透明性或者到达元件内部的活性部位而导致元件本身的活性降低。

另一方面，作为透明电极部件，有时使用含石墨烯膜。含石墨烯膜具有优异的导电性和稳定性，但是还已知具有各种缺点。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开平9-283866号公报

发明内容

发明要解决的课题

本实施方式鉴于上述课题，提供简便评价用于电化学元件的含石墨烯膜的阴离子透过性的方法和使用控制离子透过性(离子渗透性)的含石墨烯膜的光电转换元件。

发明要解决的手段

实施方式的方法是评价含石墨烯膜的阴离子透过性的方法，包括如下步骤：

(i)准备具备含有阴离子的水溶液、含有金属银的工作电极、对电极和参比电极、并且其中上述工作电极、上述对电极和上述参比电极通过外部电路电连接的测量装置，

(ii)使上述工作电极、上述对电极和上述参比电极与上述水溶液接触，一边周期性地改变上述工作电极相对于上述对电极的电极电位一边进行扫描，测量金属银与阴离子的反应电流I₀，

(iii)代替上述工作电极，使与上述工作电极电连接的含石墨烯膜与上述水溶液接触，其中上述工作电极与上述水溶液不直接接触，一边周期性地改变上述工作电极相对于上述对电极的电极电位一边进行扫描，测量金属银与阴离子的反应电流I₁，