[发明专利]染料敏化型太阳能电池用多孔膜及染料敏化型太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及染料敏化型太阳能电池用多孔膜及染料敏化型太阳能电池。

背景技术

作为染料敏化太阳能电池(DSC)的光电极，使用吸附有钌金属络合物等光敏化色素，且由氧化钛等氧化物半导体构成的多孔膜(例如，参照专利文献1)。目前，作为多孔膜的形成方法，例如可举出通过将含有氧化物半导体粒子的浆料或糊剂涂布在基板上，然后将其在400℃以上的高温下烧成，从而形成多孔膜的方法。

该多孔膜的形成方法在高温下进行烧成，因此，不仅需要具有耐热性的基材，而且还存在制造能量高这样的问题。

作为多孔膜的形成方法，也可举出对由金属氧化物微粒和分散剂构成的浆料与燃料和氧、及空气进行混合，并从燃烧的高速火焰火焰喷涂装置的喷射喷嘴与高速火焰一起喷射到基材上，在基材上形成金属氧化物的方法(例如，参照专利文献2)。

该多孔膜的形成方法使氧化钛粒子燃烧，因此，在氧化钛粒子上残留有热历程，导致氧化钛粒子变质，作为结果，存在光电转换效率低这样的问题。

另外，作为多孔膜的形成方法，也可举出通过将含有氧化物半导体粒子的浆料或糊剂涂布在基材上，然后在可使用塑料基材的程度的低温下对其进行烧成来形成多孔膜的方法(例如，参照专利文献3)。

该多孔膜的形成方法在比较低的温度下对浆料或糊剂进行烧成，因此，多孔膜相对于基材的密合度低，存在多孔膜容易从基材剥离这样的问题。

另外，作为多孔膜的形成方法，也可举出通过在耐热基材上涂布含有氧化物半导体粒子的浆料或糊剂，且在高温下对其进行烧成来形成多孔膜，然后通过将已形成的多孔膜转印粘接在作为目标的基材上，其后通过剥离耐热基材，而在基材上形成多孔膜的方法(例如，参照专利文献4)。

该多孔膜的形成方法的制造工艺复杂，因此，存在制造成本升高这样的问题。

并且，作为多孔膜的形成方法，也可举出通过使用金属箔作为耐热温度高的基材，且在该金属箔上涂布含有氧化物半导体粒子的浆料或糊剂，然后高温下对其进行烧成，而形成多孔膜的方法(例如，参照专利文献5)。

该多孔膜的形成方法在高温下对浆料或糊剂进行烧成，所以不仅制造能量升高，而且还存在耐热温度高的基材的价格高这样的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第3435459号公报

专利文献2：日本特开2007-265648号公报

专利文献3：日本特许第4562467号公报

专利文献4：日本特开2008-243425号公报

专利文献5：日本特开2006-286534号公报

发明所要解决的问题

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种染料敏化型太阳能电池用多孔膜及染料敏化型太阳能电池，其具备形成于膜基板上的由氧化钛制成的多孔膜，所述多孔膜呈现与通过高温烧成糊剂在玻璃基板上形成的膜同等程度的密合性。

用于解决问题的方法

(1)本发明的染料敏化型太阳能电池用多孔膜形成于膜基板上且由氧化钛制成，其中，该多孔膜的临界负载为8mN以上，或者，以日本工业标准JIS K5600-5-4“涂料一般试验方法-第5部：涂膜的机械性质-第4节：划痕硬度(铅笔法)”为基准的该多孔膜的铅笔硬度为H以上。

(2)在所述(1)中，所述多孔膜通过非加热工艺形成，所述非加热工艺是将所述多孔膜的原料微粒喷涂至所述膜基板，形成由所述原料微粒制成的多孔膜的成膜方法。

(3)在所述(1)或(2)中，在常温下进行所述非加热工艺。

(4)在所述(1)～(3)中任一项中，所述的染料敏化型太阳能电池用多孔膜的膜厚为8～12μm，且膜厚的偏差为±1μm。

(5)在所述(1)～(4)的任一项，所述多孔膜的空隙率为15～50％。

(6)在所述(1)～(5)的任一项中，所述多孔膜通过非加热工艺形成，所述非加热工艺是将所述多孔膜的原料微粒喷涂至所述膜基板，形成由所述原料微粒制成的多孔膜的成膜方法，所述原料微粒是平均粒径为0.2～2μm的大径粒子和平均粒径为1nm以上且小于200nm的小径粒子的混合粒子。

(7)在所述(6)中，所述大径粒子和所述小径粒子的混合比为99.9重量份:0.1重量份～70重量份:30重量份。

(8)在所述(1)～(7)的任一项中，所述膜基板的玻璃化转变温度(Tg)低于200℃。

(9)本发明的染料敏化型太阳能电池具备：对置的一对基板、