[发明专利]染料敏化太阳能电池用光电极及其制造方法以及染料敏化太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及染料敏化太阳能电池用光电极及其制造方法、以及染料敏化太阳能电池。

本申请基于2011年11月25日在日本提出的“特愿2011-257467号”申请、2012年3月23日在日本提出的“特愿2012-067090号”申请、2012年3月28日在日本提出的“特愿2012-073146号”申请、2012年5月16日在日本提出的“特愿2012-112713号”申请以及2012年7月27日在日本提出的“特愿2012-167351号”申请要求优先权，并在此将它们的内容援引到本申请中。

背景技术

染料敏化太阳能电池是由瑞士的格兰泽尔(Michael )等开发的，与其它通常的电池相比，染料敏化太阳能电池具有光电转换效率高、制造成本低廉等优点。作为该染料敏化太阳能电池，例如，已知有非专利文献1或专利文献1中所公开的构成。

专利文献1中公开的染料敏化太阳能电池，是通过将在塑料制的透光性支承体(基材)上形成有透明导电层而成的透光性基板、在透光性基板上所配置的光电转换层(负载有敏化染料的氧化物半导体多孔膜)、电解质部分以及对电极进行层叠而成。

其中的光电转换层是通过如下工序形成。首先，将含有平均粒径不同的至少两种二氧化钛粒子的水性浆料涂布在透光性支承体上形成涂膜，然后压制涂膜而形成为层。然后，通过使敏化染料负载在所形成的层上来形成光电转换层。

基于上述构成的染料敏化太阳能电池，即使作为透光性支承体使用了塑料的情况下，通过提高粘接性而在透光性支承体上形成光电转换层，也能够提高光电转换效率，能够获得与使用玻璃制透明基板的染料敏化太阳能电池同等水平的性能(例如，非专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2007/100095号

专利文献2：日本特开2011-142010号公报

非专利文献

非专利文献1：Nature，353，p.737-740，1991

非专利文献2：SOL.Energy Mater.Sol.Cel.94，812，2010

发明内容

发明要解决的课题

但是，在专利文献1和非专利文献2的制造方法中，制造具有光电转换层的染料敏化太阳能电池用光电极所需的工序时间非常长，因此，为了在工业上加以利用，需要开发一种连续地进行生产的制造方法。

根据上述课题，本发明的目的在于提供一种能够以高速进行生产、且制造成本得到降低的染料敏化太阳能电池用光电极及其制造方法。

本发明的另一目的在于，提供一种能够以高速进行生产、且制造成本得到降低的染料敏化太阳能电池。

解决课题的方法

本发明的第一实施方式，是一种染料敏化太阳能电池用光电极，其中，在塑料制透光性支承体上形成透明导电层而成的透光性基板的该透明导电层上，设置功能性半导体层而形成光电极结构体，并在该光电极结构体的所述功能性半导体层上，负载有敏化染料，其特征在于，前述功能性半导体层以与透明导电层接触的状态具有辊压处理层(“辊压处理层”是指“被施以辊压处理的层”，下同)；并且，在该辊压处理层的表面上，具有与辊压处理方向平行延伸的辊压痕迹；在前述功能性半导体层的表面，与前述辊压处理方向平行的第一方向上的表面粗糙度Ra，小于与前述第一方向垂直的第二方向上的表面粗糙度Ra。

在该染料敏化太阳能电池用光电极中，由前述光电极结构体中的透光性基板和功能性半导体层的辊压处理层构成的层叠体在500nm波长下的透光率可以是20～85％，并且在700nm波长下的透光率可以是30～85％。

本发明其它的染料敏化太阳能电池用光电极，是在金属基板上设置有功能性半导体层的光电极结构体的该功能性半导体层中，负载有敏化染料的染料敏化太阳能电池用光电极，其特征在于，前述功能性半导体层以与金属基板接触的状态具有辊压处理层；并且，在该辊压处理层的表面，具有与辊压处理方向平行延伸的辊压痕迹；在前述功能性半导体层的表面，与前述辊压处理方向平行的第一方向上的表面粗糙度Ra，小于与前述第一方向垂直的第二方向上的表面粗糙度Ra。

在上述各染料敏化太阳能电池用光电极中，前述第二方向上的表面粗糙度Ra，也可以是前述第一方向上的表面粗糙度Ra的1.2倍以上。

另外，前述功能性半导体层的辊压处理层的厚度也可以是1～40μm。

另外，前述功能性半导体层可以是在5MPa～500MPa的压力下被施以辊压处理。