[发明专利]复合膜的制造方法、复合膜、光电极及染料敏化太阳能电池

说明书

[1]一种复合膜的制造方法，该复合膜含有无机半导体和导电助剂，其中，将上述无机半导体和上述导电助剂以物理方式喷涂至基材而制膜。[2]上述制造方法中，进一步对上述通过喷涂而制成的复合膜进行下述处理：使上述复合膜与含有电子传导带的能量低于上述导电助剂的化合物或上述化合物的前体的溶液接触。[3]上述制造方法中，使用由在氧存在下加热时产生热氧化反应的材料构成的导电助剂作为上述导电助剂，将含有上述无机半导体及上述导电助剂的复合微粒喷涂至基材而制膜。[4]上述制造方法中，上述复合微粒为混合由上述无机半导体构成的微粒和由构成上述导电助剂的材料构成的微粒而成的混合粉末。[5]上述制造方法中，上述导电助剂的含碳率为50质量％。

技术领域

本发明涉及不需要烧成处理的复合膜的制造方法、通过该制造方法制造的复合膜、使用了该复合膜的光电极、使用了该光电极的染料敏化太阳能电池。本申请基于2013年9月12日在日本申请的特愿2013-189809号主张优先权，并在此引用其内容。

背景技术

为了提高染料敏化太阳能电池的光电转换效率，考虑使吸附色素的半导体层的电子传导提高的方法。目前，一直在尝试向半导体层中混合导电助剂(辅助或促进电子传送的材料)。例如，提案有一种使碳纳米管与氧化钛层进行复合化而成的纳米复合材料(专利文献1)。报告了通过使用所述纳米复合材料作为构成光电极的半导体层，与仅由氧化钛构成的半导体层的情况相比，光电转换效率最高提高7.6％。

但是，由一般的构成光电极的氧化钛构成的半导体层在其制造过程中，使氧化钛粒子彼此烧结，因此，需要以450～600℃左右进行数小时的烧成处理。为了在碳纳米管等含有导电助剂的半导体层的形成中应用上述烧成处理，需要进行烧成时的氛围控制。这是因为：若在含有氧的大气氛围下进行烧成，则有时导电助剂由于热氧化反应而分解或劣化。例如，报告有通过在惰性气体的氩氛围下烧成，来制作氧化钛和碳纳米管的复合膜的例子(非专利文献1)。但是，这种烧成时的氛围控制虽然可以在实验室水平下应用，但制造工艺烦杂，因此，不适于要求有效地大量制造含有易于热氧化的导电助剂的半导体层的产业用途。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2012-515132号公报

非专利文献

非专利文献1：Nature nanotechnology 2011,6,377-384

发明内容

发明所要解决的问题

本发明是鉴于上述情况而研发的，其问题在于，提供一种有效且大量地制造含有无机半导体和导电助剂的复合膜的方法。

用于解决问题的技术方案

[1]一种复合膜的制造方法，该复合膜含有无机半导体和导电助剂，其中，将所述无机半导体及所述导电助剂物理喷涂至基材而制膜。

[2]如所述[1]记载的复合膜的制造方法，其中，进一步对所述通过喷涂而制成的复合膜进行下述处理：使所述复合膜与含有电子传导带的能量低于所述导电助剂的化合物或所述化合物的前体的溶液接触。

[3]如所述[1]或[2]记载的复合膜的制造方法，其中，使用由在氧存在下加热时发生热氧化反应的材料构成的导电助剂作为该导电助剂，将含有所述无机半导体及所述导电助剂的复合微粒喷涂至基材而制膜。

[4]如所述[1]～[3]中任一项记载的复合膜的制造方法，其中，所述复合微粒是混合由所述无机半导体构成的微粒和由构成所述导电助剂的材料构成的微粒而成的混合粉末。

[5]如所述[1]～[3]中任一项记载的复合膜的制造方法，其中，所述导电助剂的含碳率为50质量％以上。