[发明专利]设有聚光装置的色素敏化型太阳能电池

说明书

本发明的目的在于，提供一种可表现相当于高的光电转换效率的高电力的色素敏化型太阳能电池。一种色素敏化型太阳能电池，其特征在于，其是将光电极和对极隔着电解质层对置配置的色素敏化型太阳能电池，(1)光电极为在钛材料上形成有含有色素敏化剂的氧化钛层的光电极，(2)对极为在透明导电性玻璃或透明导电性膜上涂敷有电化学还原催化剂层的对极，(3)聚光装置被配置于对极侧。

技术领域

本发明涉及色素敏化型太阳能电池。

背景技术

作为太阳能电池，有单晶、多晶或非晶的硅型太阳能电池、CIGS、CdTe、GaAs等化合物半导体太阳能电池、有机薄膜太阳能电池、色素敏化型太阳能电池等多种电池。

目前，硅型太阳能电池是主流。但是，硅型太阳能电池需要高纯度的硅材料。另外，硅型太阳能电池需要在高温及高真空下制造，在制造成本高这一点上有改善的余地。

其中，近年来，色素敏化型太阳能电池备受关注。色素敏化型太阳能电池由于其结构简单，所以可以容易的制作，另外，构成材料丰富。另外，色素敏化型太阳能电池可以廉价地制作，具有高的光电转换效率。因此，色素敏化型太阳能电池作为下一代太阳能电池备受关注。

色素敏化型太阳能电池可通过如下简便的方法制造：在光电极和对极之间注入了具有可逆的电化学氧化还原特性的电解液后，将光电极和对极密封及接线。

光电极目前通过以下的手法制作。首先，在形成有ITO(Indium Tin Oxide，氧化铟锡)、FTO(Fluorine Tin Oxide，氟氧化锡)等透明导电膜的玻璃基板即透明导电性玻璃的表面涂敷含有氧化钛微粒的糊剂。其次，通过将得到的涂敷物以400～500℃的温度进行热处理，制作具有多孔状的氧化钛层的电极。其次，在含有钌系色素、二氢吲哚系色素等色素敏化剂的有机溶液中浸渍得到的电极，由此制作多孔状的氧化钛的表面吸附有色素敏化剂的光电极。

其次，对极通过利用溅射等手法在形成有透明导电膜的玻璃基板或膜上形成发挥电化学还原作用的铂层而制作。

但是，在现有的色素敏化型太阳能电池中，构成光电极及对极的透明导电膜的电阻较大。因此，如果增大氧化钛的涂敷面积(透明导电膜的面积)，则在得到的色素敏化型太阳能电池的光电转换效率显著降低这一点上有改善的余地。另外，通过制作多孔状的氧化钛层(氧化钛烧结体)时的加热处理，透明导电膜的电阻增大。因此，在导致色素敏化型太阳能电池的光电转换效率的降低这一点上也有改善的余地。

其中，对作为光电极的基板使用金属钛的技术进行探讨。该技术与现有形成有透明导电膜的玻璃基板相比，电阻值低，如果与现有使用有透明导电膜的色素敏化太阳能电池比较，则特别是在氧化钛的涂敷面积大时，光电转换效率升高，对于用于色素敏化型太阳能电池的电解液中所含的碘等具有耐腐蚀性。

但是，与现状的作为太阳能电池的主流的硅型太阳能电池相比，有色素敏化太阳能电池的光电转换效率低的问题点，得到的电力少。

根据这样的观点，也对使用聚光装置的色素敏化太阳能电池进行了探讨。

例如，专利文献1中公开有如下技术：在由透明导电性玻璃或透明导电性塑料形成的色素敏化太阳能电池的电极侧设置微透镜阵列，将入射的光聚光。另外，在对极侧设置镜子，使透射的光反射，并再次向多孔层照射，由此提高转换效率。

另外，专利文献2中公开有如下技术：涂敷有ITO(Indium Tin Oxide)膜的玻璃基板及PET(polyethylene terephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯)或PEN(polyethylenenaphthalate，聚萘二甲酸乙二醇酯)等透明塑料材料的光受光面以由对二甲苯系树脂膜凸面曲状覆盖的方式形成，由此，提高聚光效率。

但是，这些技术由于使用电阻大的透明导电膜，所以光电转换效率不太高，尚有改善的余地。

现有技术文献