[发明专利]电极复合体和配备有它的光电元件

说明书

技术领域

本发明涉及电极复合体和配备有该电极复合体并被设计为将光转换为电或将电转换为光的光电元件。

背景技术

近年来，被设计为将光转换为电或将电转换为光的光电元件已经被用作，例如，通过光电转换的发电器件(光电转换元件)如光伏电池和太阳能电池，发光器件如有机EL器件，光学显示器件如电致变色显示器件和电子纸，以及被设计为感知例如温度和光的传感器器件。

光电元件包括需要具有高电子输送性能的电子输送层。关于电子输送层，作为在其上发生电荷分离或电荷耦合的界面的一定面积的反应界面是重要的要素。

例如，专利文献1公开了一种用于光电转换材料的半导体，其包括半导体如吸附染料的氧化钛和导电材料如氧化锡。该用于光电转换材料的半导体是通过以下方式制备的：将处于合适比率的半导体分散液和导电材料分散液的混合物涂敷到覆盖有透明导电层的基板上，并进一步在包括所述半导体和导电材料的混合物的膜中混合光谱增感染料。在如上获得的膜中，导电材料粒子均匀地分布在半导体粒子中。专利文献1还公开了一种化学电池，其包括通过这种在覆盖有透明导电膜的透明基板上形成光电转换材料膜的方法所获得的电极、包括具有包括例如铂的导电膜的基板如玻璃基板的对电极、以及填充在电极之间的电解质。根据专利文献1中的说明书，该化学电池如下工作。向用于光电转换材料的半导体施加日光导致增感染料吸收光而被激发。通过激发产生的电子移动至半导体，随后经过透明电极和负载并到达对电极。迁移至对电极的电子将电解质中的氧化-还原体系还原。同时，电子从其中移动至半导体的光谱增感染料处于氧化态，并且该氧化形式通过电解质中的氧化-还原体系还原而回归原始形式。电子以这种方式持续流动。

然而，通过在专利文献1中所描述的技术，在包括半导体如吸附染料的氧化钛和导电材料如氧化锡的用于光电转换材料的半导体中的电子迁移期间，据认为被入射光激发的电子由具有高电导率的导电材料俘获，并且这干扰电子迁移。由于这个原因，在专利文献1中所描述的技术不能提高转换效率。

现有技术文件

专利文献

专利文献1：JP-A号10-290018

发明概述

发明要解决的问题

考虑到以上情况，本发明的一个目的在于提供一种电极复合体，所述电极复合体可以组成具有大面积的反应界面且在该反应界而和电极之间具有高电子输送性能的光电元件。

本发明的另一的目的在于提供一种光电元件，所述光电元件包括所述电极复合体，并且具有大面积的反应界面和在该反应界面和电极之间的高电子输送性能。

解决问题的手段

第一发明的电极复合体包括第一电极和层积在所述第一电极上的导电粒子层。所述导电粒子层包括含有针状粒子的导电粒子，所述导电粒子层具有三维多孔网络结构，所述导电粒子的相互连接形成所述三维网络结构，所述三维网络结构接合至所述第一电极，并且基于在所述导电粒子层中全部孔隙的体积，所述导电粒子层含有的孔径为50nm以上的孔隙的总体积为50％以上。

第二发明的电极复合体包括第一电极和层积在所述第一电极上的导电粒子层。所述导电粒子层是含有针状粒子的导电粒子的烧结体并且接合至所述第一电极，并且基于在所述导电粒子层中全部孔隙的体积，所述导电粒子层含有的的孔径为50nm以上的孔隙的总体积为50％以上。

第三发明的光电元件包括所述电极复合体、与所述电极复合体的所述导电粒子层相对布置的第二电极、插入所述第一电极和所述第二电极之间的电子输送层和空穴输送层、以及电解质溶液。所述电子输送层包括具有能够反复氧化-还原的氧化还原部分的有机化合物，所述有机化合物和所述电解质溶液形成凝胶层，并且在所述电极复合体的所述导电粒子层中的所述孔隙被所述凝胶层中的至少一些所填充。

发明的有益效果

第一发明和第二发明可以提供电极复合体，所述电极复合体可以组成具有大面积的反应界面且在该反应界面和电极之间具有高电子输送性能的光电元件。

第三发明可以提供光电元件，所述光电元件包括所述电极复合体，并且具有大面积的反应界面和在该反应界面和电极之间的高电子输送性能。

附图简述

图1是显示在本发明的一个实施方案中的第一电极和导电粒子层的结构的示意图。

图2是显示在本发明的一个实施方案中的电极复合体的正视图。

图3是显示在本发明的一个实施方案中的光电元件的示意截面图。

图4是在实施例1中制备的导电粒子层的电子显微图像。