[发明专利]色素增感太阳能电池元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种色素增感太阳能电池元件。

背景技术

作为光电转换元件，由于廉价且能够得到高的光电转换效率，所以色素增感太阳能电池元件受到关注，并对色素增感太阳能电池元件进行各种开发。

色素增感太阳能电池元件具备至少一个色素增感太阳能电池，色素增感太阳能电池通常具备工作电极和对电极。而且，工作电极具有透明基板、以及在其上形成的具有透明导电膜的导电性基板、设置在导电性基板上的氧化物半导体层。

对这种色素增感太阳能电池元件要求光电转换特性得到进一步改善，因此，例如着眼于色素增感太阳能电池的工作电极进行各种研究。

例如专利文献1中公开了一种光电极，其具备导电性基板和吸附有光增感色素的半导体层，半导体层具有设置在导电性基板上的近位层、和以覆盖近位层上的表面中与导电性基板相反的一侧的面和侧面的至少一部分的方式设置的远位层。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利第4063802号公报(图1)

发明内容

但是，上述专利文献1中记载的具备光电极的色素增感太阳能电池模块在光电转换特性方面有改善的余地。

本发明鉴于上述情况而完成，其目的在于提供一种能够充分提高光电转换特性的色素增感太阳能电池元件。

本发明人为了解决上述课题，着眼于氧化物半导体层的构成反复进行深入研究。其结果，发现通过以下的发明能够解决上述课题。

即，本发明的色素增感太阳能电池元件，其具有至少一个色素增感太阳能电池，上述色素增感太阳能电池具备：第1电极、与上述第1电极对置的第2电极、设置在上述第1电极上的氧化物半导体层，上述氧化物半导体层具有设置在上述第1电极上的光吸收层和反射层，所述反射层是与上述光吸收层的表面中与上述第1电极相反的一侧的第1面的一部分接触且配置于距离上述第1电极最远的位置的层，上述光吸收层的上述第1面具有与上述反射层接触的第2面，上述第1面的面积S₁和上述第2面的面积S₂满足下述式：

0.7≤S₂/S₁＜1

上述反射层配置在上述光吸收层的上述第1面的内侧。

根据本发明的色素增感太阳能电池元件，氧化物半导体层具有光吸收层和与光吸收层的第1面的一部分接触的反射层，反射层配置在光吸收层的第1面的内侧。而且，第1面的面积S₁与第2面的面积S₂满足下述式：

0.7≤S₂/S₁＜1。

即，光吸收层的表面中与反射层接触的第2面的面积S₂比光吸收层的第1面的面积S₁小。即，容易成为漏电流的位点的反射层的在光吸收层的第1面所占的比例变小。因此，能够增加开路电压。另一方面，由于S₂/S₁为0.7以上，因此通过光吸收层入射的光能够充分反射，还能够提高光吸收层中的光吸收效率。这样，根据本发明，S₂/S₁通过满足上述式，能够增加开路电压，同时还能够提高光吸收效率。进而，反射层被配置于光吸收层的第1面的内侧，反射层不覆盖光吸收层的侧面。因此，电解质也能从光吸收层的侧面进入，所以电解质与光吸收层接触的面积增大，电解质中的氧化还原对到达光吸收层的距离缩短，内部电阻下降。由此，根据本发明的色素增感太阳能电池元件，能够充分提高光电转换特性。

上述色素增感太阳能电池元件中，上述第1面的面积S₁和上述第2面的面积S₂优选满足下述式：

0.8≤S₂/S₁≤0.95。

此时，能够进一步提高色素增感太阳能电池元件的光电转换特性。

上述色素增感太阳能电池元件中，上述第1面中不与上述反射层接触的非接触部优选不配置在上述第2面的内侧。

此时，与在第2面的内侧配置非接触部的情况相比，能够更充分地抑制产生电压不均。因此，光吸收效率在光吸收层内恒定，能够更充分地抑制漏电流。其结果，能够更充分地提高光电转换特性。

这里，上述第2面优选被上述非接触部包围。

此时，由于在第2面的整个周边上，电解质能够从非接触部渗透，所以在光吸收层中，电解质中的氧化还原对变得更容易渗透，能够更加减少内部电阻。