[发明专利]光电转换元件

说明书

技术领域

本发明涉及光电转换元件。

背景技术

色素增感太阳能电池是由瑞士的格莱才尔等人开发的，具有光电转换效率高且制造成本低的优点，作为新型的太阳能电池受注目。

色素增感太阳能电池的基本构成是具备在设有透明导电膜的透明基材上设有用于担载光增感色素的多孔氧化物半导体层的工作电极，和与该工作电极对置设置的对电极，并在这些工作电极和对电极之间填充含有氧化还原电对的电解质，由密封材料进行密封。

这种色素增感太阳能电池是将由吸收了太阳光等入射光的光增感色素所产生的电子注入到氧化物半导体微粒中，在工作电极和对电极之间产生电动势，从而作为将光能转换为电力的光电转换元件发挥作用。

作为电解质，一般使用将I^-/I^3-等氧化还原电对溶解于乙腈等有机溶剂的电解液，除此以外，已知的还有使用不挥发性的离子液体的构成，用适当的胶凝剂使液体状的电解质凝胶化、准固化的构成，和使用p型半导体等固体半导体的构成等。

对电极必须使用能抑制由与电解质的化学反应而导致的腐食的材质。作为这样的材质，可以使用将铂成膜而得的钛基板、将铂成膜而得的玻璃电极基板等。

就这样的色素增感型太阳能电池而言，已提出通常通过将离聚物的HAMILAN(商品名、DU PONT-MITSUI POLYCHEMICLAS公司制)加热熔融进行密封从而能够防止电解液中的挥发溶剂的挥发的色素增感型太阳能电池(例如参照专利文献1)。

另外，出于气体遮蔽性高于HIMILAN这一理由还提出了通过将乙烯-乙烯醇共聚物加热熔融进行密封从而能够进一步防止电解液中的挥发溶剂的挥发的色素增感型太阳能电池(例如参照专利文献2)。

专利文献

专利文献1：日本特开2003-297446号公报

专利文献2：日本特开2007-149652号公报

发明内容

然而，就上述专利文献1、2所述的色素增感型太阳能电池而言，无法断言其光电转换效率的经时变化在处于足够小的水平，因而，需要耐久性优异的色素增感型太阳能电池。

因此，本发明以提供耐久性优异的光电转换元件为目的。

本发明人们为解决上述课题，对引起光电转换效率经时变化的原因反复进行了深入的研究，其结果考虑为电解液的从密封部的泄漏、特别是电解液中的有机溶剂的泄漏较大是否为主要的原因。因此，本发明人将以往的仅由树脂构成的密封部改成了将由无机材料构成的无机密封部和由树脂构成的树脂密封部沿着连结一对电极的方向进行连结的密封部。由此，考虑通过与密封部仅由树脂密封部构成的情况相比减少电解液与树脂密封部接触的面积并利用无机密封部的较高的密封能力来减少电解液的泄漏，则可提高光电转换元件的耐久性。此时，为了提高无机密封部的耐久性，将无机材料用聚酰亚胺等耐药品性的树脂进一步进行覆盖。

然而，发现具有耐药品性的保护树脂层存在与树脂的粘接力弱的情况，存在树脂密封部与保护树脂层剥离的情况。

在此，本发明人进一步反复进行研究，发现通过以下的发明能够解决上述的课题。

即，本发明的光电转换元件的特征在于，具备：相互对置的一对电极，设置于所述一对电极的一个上的多孔氧化物半导体层，配置于所述一对电极之间的电解质，和连结所述一对电极且将多孔氧化物半导体层与所述电解质包围而进行密封的密封部，并且，所述密封部的至少一部分由形成于所述一对电极的至少一个的表面的由无机材料形成的无机密封部和沿着连结所述一对电极的方向与所述无机密封部连结的由含有树脂的材料形成的树脂密封部构成，所述无机密封部的表面中的比与所述树脂密封部连结的区域更靠近所述电解质侧的区域由对所述电解质具有耐性的保护树脂层所覆盖。

根据这样的光电转换装置，密封部将密封多孔氧化物半导体层和电解质。而且，密封部的至少一部分由以无机材料形成的无机密封部和与无机密封部连结的含有树脂的树脂密封部形成。该无机密封部对电解质具有高于树脂密封部的密封能力。因而，就本发明的光电转换装置而言，由于无机密封部的存在，与密封部仅由树脂密封部构成的情况相比能够充分地抑制电解质的泄漏。

而且，无机密封部由无机材料构成，因此无机密封部与树脂密封部以较强的粘接力连结。因而，无机密封部与树脂密封部不易发生剥离。另外，无机密封部的表面中的比与树脂密封部连结的区域更靠近电解质侧的区域由保护树脂层所覆盖，因此可防止无机密封部与电解质的接触，所以具有更高的耐久性。这样，光电转换元件具有优异的耐久性。