[发明专利]色素增感的光电变换元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种以有机色素增感的光电变换元件及太阳能电池，具体而言，涉及一种光电变换元件以及利用该元件的太阳能电池，所述光电变换元件，其特征在于，使用由具有特定骨架的次甲基类色素进行增感的氧化物半导体微粒。

背景技术

作为代替石油、煤等石化燃料的能源，利用太阳光的太阳能电池备受瞩目。目前，关于使用结晶或非晶硅(amorphous silicon)的硅太阳能电池、或利用使用了镓、砷等的化合物半导体的太阳能电池等，对其高效率化等开发研究正在积极进行。但是，它们由于制造所需的能量及成本高，所以存在难以广泛使用的问题。另外，已知使用以色素增感的半导体微粒的光电变换元件、或使用该元件的太阳能电池，且公开了其制造材料、制造技术(参照专利文献1、非专利文献1、非专利文献2)。此光电变换元件使用氧化钛等比较廉价的氧化物半导体制造，与以往使用硅等的太阳能电池比较，可以得到成本更便宜的光电变换元件，另外由于得到彩色的太阳能电池等原因而受到注目。但是，为了得到变换效率高的元件，使用了钌类络合物作为增感色素，色素本身的成本高，且在其供应上也存在问题。另外，也尝试使用有机色素作为增感色素，但变换效率、稳定性、耐用性低等而存在尚未达到实用化的现状，期待进一步提高变换效率(参照专利文献2)。另外，也可以列举至今使用次甲基类色素制成光电变换元件的例子，尤其是关于香豆素类色素(参照专利文献3)或部花青素(merocyanine)类色素的比较研究例不断增加(参照专利文献4、5、6、7)，但期待更低成本化、稳定性及变换效率的提高。

专利文献1：日本专利第2664194号公报

专利文献2：WO2002011213号公报

专利文献3：日本特开2002-164089号公报

专利文献4：日本特开平8-81222号公报

专利文献5：日本特开平11-214731号公报

专利文献6：日本特开2001-52766号公报

专利文献7：日本特开2003-59547号公报

非专利文献1：B.O’Regan and M.Graetzel Nature，第353卷，737页(1991年)

非专利文献2：M.K.Nazeeruddin，A.Kay，I.Rodicio，R.Humphry-Baker，E.Muller，P.Liska，N.Vlachopoulos，M.Graetzel，J.Am.Chem，Soc.，第115卷，6382页(1993年)

非专利文献3：W.Kubo，K.MuraKoshi，T.Kitamura，K.Hanabusa，H.Shirai，and S.Yanagida，Chem.Lett.，1241页(1998年)

发明内容

在使用以有机色素进行增感的半导体的光电变换元件中，正在寻求开发使用廉价的有机色素、稳定且变换效率高、且实用性高的光电变换元件。

本发明人等为解决上述的课题，经努力研究，结果发现通过使用具有特定结构的次甲基类色素而使半导体微粒增感制成光电变换元件，可以得到稳定且变换效率高的光电变换元件，从而完成了本发明。

即，本发明涉及：

(1)一种光电变换元件，其使用由式(1)表示的次甲基类色素进行增感的氧化物半导体微粒；