專利名稱：色素增感太陽能電池的緩沖層的形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及色素增感太陽能電池的緩沖層的形成方法。
背景技術(shù)：
公知的是，色素增感太陽能電池通常包括透明電極，是通過在玻璃板等透明基板上形成透明導(dǎo)電膜而構(gòu)成的；對置電極，同樣地是通過在透明基板表面上形成透明導(dǎo)電膜而構(gòu)成的；碘系電解質(zhì)層，配置在透明電極及對置電極這兩個電極之間；以及光催化劑膜， 配置在透明電極及對置電極這兩個電極之間、且配置在所述透明電極的表面上，而且作為所述光催化劑膜是通過在形成氧化鈦(TiO2)等金屬氧化物后，用釕等光增感色素進行染色而得到的。按照所述的構(gòu)成，由于透明電極和電解質(zhì)層接觸，所以在電解質(zhì)使用液體的情況下，存在電子從透明電極向電解質(zhì)層漏出，產(chǎn)生反向電流，導(dǎo)致發(fā)電效率降低的問題。作為解決所述問題的方法，公知的有通過在透明電極和光催化劑膜(金屬氧化物)之間形成由氧化鈦、氧化鋅等半導(dǎo)體構(gòu)成的致密的膜，即形成所謂的緩沖層，由此防止所述反向電流(例如參照專利文獻I)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻I :日本專利公開公報特開2007-311162號

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題可是按照所述專利文獻I的構(gòu)成，在形成半導(dǎo)體膜時，需要在500°C左右的高溫下進行燒結(jié)，所以存在作為透明電極的基板不能使用重量輕且價格便宜的合成樹脂的問題。此外，雖然也公開有以低溫形成緩沖層的方法，但是由于使用濺射法或真空蒸鍍， 所以存在裝置規(guī)模大且價格貴的問題。因此，本發(fā)明的目的是提供一種色素增感太陽能電池的緩沖層的形成方法，作為基板可以使用例如合成樹脂等不耐高溫的材料。解決技術(shù)問題的技術(shù)方案為了解決所述的問題，本發(fā)明的第一方面提供一種色素增感太陽能電池的緩沖層的形成方法，所述色素增感太陽能電池包括透明電極；對置電極；電解質(zhì)層，配置在所述透明電極和所述對置電極之間；以及光催化劑膜，配置在所述透明電極和所述對置電極之間且配置在所述透明電極一側(cè)，所述色素增感太陽能電池的緩沖層的形成方法是形成配置在所述透明電極和所述光催化劑膜之間的緩沖層的方法，向轉(zhuǎn)動的所述透明電極的表面供給混合溶液并通過旋轉(zhuǎn)涂布法在轉(zhuǎn)動的所述透明電極的表面涂布所述混合溶液，在涂布時或在涂布后通過照射激光進行燒結(jié)，由此形成所述緩沖層，所述混合溶液是通過將O. 03 5質(zhì)量％的金屬醇鹽含在醇溶液中而形成的。此外，在所述形成方法中，向透明電極噴吹氣體。此外，本發(fā)明的第二方面提供一種色素增感太陽能電池的緩沖層的形成方法，所述色素增感太陽能電池包括透明電極；對置電極；電解質(zhì)層，配置在所述透明電極和所述對置電極之間；以及光催化劑膜，配置在所述透明電極和所述對置電極之間且配置在所述透明電極一側(cè)，所述色素增感太陽能電池的緩沖層的形成方法是形成配置在所述透明電極和所述光催化劑膜之間的緩沖層的方法，通過靜電噴霧法或者噴霧法在轉(zhuǎn)動的所述透明電極的表面涂布混合溶液，在涂布時或在涂布后通過照射激光進行燒結(jié)，由此形成緩沖層，所述混合溶液是通過將0. 03 5質(zhì)量％的金屬醇鹽含在醇溶液中而形成的。此外，本發(fā)明的第三方面是在所述各緩沖層的形成方法中，在向所述透明電極表面涂布所述混合溶液時，或者在向涂布膜照射激光進行燒結(jié)時，處在還原性氣體氣氛下。本發(fā)明的第四方面是在所述各緩沖層的形成方法中，在照射激光時噴出水霧。發(fā)明效果按照所述的緩沖層的形成方法，在透明電極上形成緩沖層時，在透明電極表面上涂布通過將0. 03 5質(zhì)量％的金屬醇鹽含在醇溶液中而形成的混合溶液，在涂布時或在涂布后對涂布膜照射激光瞬時進行燒結(jié)，即，無需對電極整體進行加熱，因此作為透明電極的基板材料，可以使用合成樹脂等耐熱性低的材料。因此可以實現(xiàn)使太陽能電池本身減輕重量及降低價格，而且由于無需對基板整體進行加熱，所以不需要大規(guī)模的加熱裝置，因此可以實現(xiàn)降低制造設(shè)備的成本。此外，在透明電極表面上涂布通過將0. 03 5質(zhì)量％的金屬醇鹽含在醇溶液中而形成的混合溶液時，或者在向涂布膜照射激光進行燒結(jié)時，在還原性氣體氣氛下進行，由此可以使緩沖層的電特性(導(dǎo)電性)變好，從而可以提高發(fā)電效率。


圖I是表示本發(fā)明實施方式I的色素增感太陽能電池基本結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖2是說明實施方式I的緩沖層的形成方法的實施例的側(cè)視圖。圖3是說明實施方式I的色素增感太陽能電池的制造方法的簡要剖視圖。圖4是說明實施方式I的緩沖層的形成方法的實施例的側(cè)視圖。圖5是說明本發(fā)明實施方式2的緩沖層的形成方法的剖視圖。
具體實施例方式[實施方式I]下面參照附圖對本發(fā)明實施方式I的色素增感太陽能電池的緩沖層的形成方法進行說明。首先，參照圖I對本實施方式I的色素增感太陽能電池的簡要結(jié)構(gòu)進行說明。如圖I所示，該色素增感太陽能電池包括透明電極1，作為負極；對置電極2，作為正極；電解質(zhì)層3，配置在透明電極I和對置電極2這兩個電極之間；以及光催化劑膜(也是光催化劑層)4，配置在透明電極I和對置電極2這兩個電極之間、且配置在透明電極I 一側(cè)，此外，在所述透明電極I和光催化劑膜4之間設(shè)置有緩沖層5，該緩沖層5由氧化鈦、氧化鋅等構(gòu)成，厚度為數(shù)nm 數(shù)十nm左右，可以防止電子倒流。
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所述透明電極I包括透明基板11和形成在該透明基板11表面上的透明導(dǎo)電膜
12。所述對置電極2包括透明基板21和形成在該透明基板21表面上的透明導(dǎo)電膜22。作為所述各透明基板11、21適合使用合成樹脂板、玻璃板等，但從減輕重量和降低價格的觀點出發(fā)，優(yōu)選的是聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)膜等熱可塑性樹脂。此外，除了聚萘二甲酸乙二醇酯以外，也可以使用聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚酯、聚碳酸酯、聚烯烴等。此外，作為透明導(dǎo)電膜12、22優(yōu)選的是使用摻錫氧化銦(IT0)，除此以外，也可以使用包含摻氟氧化錫(FTO)、氧化錫(SnO2)、銦鋅氧化物(IZO)、氧化鋅(ZnO)等導(dǎo)電性金屬氧化物的薄膜。作為所述電解質(zhì)層3例如可以使用碘系電解液。具體地說，可以使用將碘、碘離子、叔丁基吡啶等電解質(zhì)成分溶解在碳酸乙烯酯或甲氧基乙腈等有機溶劑中得到的物質(zhì)。 此外，電解質(zhì)層3不限于電解液，也可以是固體電解質(zhì)。作為所述固體電解質(zhì)例如可以列舉DMPImI (二甲基丙基咪唑碘化物)，除此以外， 也可以適合使用LiI、NaI、KI、CsI、CaI2等金屬碘化物、四烷基碘化銨等季銨化合物的碘鹽等碘化物與I2組合的物質(zhì)，LiBr>NaBr>KBr> CsBr> CaBr2等金屬溴化物、四燒基溴化銨等季銨化合物的溴鹽等溴化物與Br2組合的物質(zhì)等。所述光催化劑膜4由吸附有光增感色素42的氧化物半導(dǎo)體層41形成。在制造時， 把含有作為光催化劑微粒的氧化物半導(dǎo)體的膏( 一 7卜)涂布在透明電極I的表面上，干燥后使光增感色素吸附在氧化物半導(dǎo)體上，由此得到光催化劑膜4。此外作為所述氧化物半導(dǎo)體，可以使用氧化鈦(Ti02)、氧化錫(Sn02)、氧化鎢 (WO3)、氧化鋅(ZnO)、氧化鈮(Nb2O5)等金屬氧化物。作為所述光增感色素可以使用具有含聯(lián)吡啶結(jié)構(gòu)或三聯(lián)吡啶結(jié)構(gòu)的配位體的釕絡(luò)合物或鐵絡(luò)合物、葉啉系或酞菁系的金屬絡(luò)合物、或者曙紅、若丹明、份菁、香豆素等有機色素等。此外，關(guān)于所述對置電極2，對作為在透明基板21的表面上形成透明導(dǎo)電膜22的電極進行了說明。但對置電極2也可以使用鋁、銅、錫等金屬薄片。除此以外，通過在鋁、銅、 錫等金屬或者碳制的網(wǎng)狀電極中保持凝膠狀固體電解質(zhì)，也可以構(gòu)成所述對置電極。此外， 在透明基板21單面上以覆蓋該透明基板21的方式形成導(dǎo)電性粘接劑層，通過該粘接劑層， 把另外形成的刷狀碳納米管組轉(zhuǎn)印到該透明基板21 —側(cè)，也可以構(gòu)成對置電極2。在此，對在所述透明電極I的表面上形成緩沖層5的方法進行說明。如圖2所示，首先，把透明電極I例如放置在由電動機51驅(qū)動轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)臺52上后，通過電動機51使旋轉(zhuǎn)臺52轉(zhuǎn)動，在水平面內(nèi)以規(guī)定的轉(zhuǎn)動速度使所述透明電極I轉(zhuǎn)動。然后，從液體供給噴嘴53向轉(zhuǎn)動的透明電極I的表面(正確地說是透明導(dǎo)電膜的表面) 的中心部供給混合溶液，通過旋轉(zhuǎn)涂布法進行涂布從而形成薄膜(以下稱為涂布膜)，所述混合溶液是通過將0. 03 5質(zhì)量％的金屬醇鹽含在醇溶液中而形成的。所述透明電極I 的轉(zhuǎn)動速度在50rpm 5000rpm的范圍內(nèi)，并且轉(zhuǎn)動時間為5秒 300秒的范圍。然后，在形成涂布膜后，向涂布膜照射激光，在透明電極I表面上進行燒結(jié)，由此形成緩沖層5。如上所述，在形成緩沖層5時，用激光瞬時進行燒結(jié)，所以可以防止透明電極I整體變成高溫。即，由于不對基板整體進行加熱，所以例如可以使用合成樹脂(所謂塑料)這樣的耐熱性低的材料。
下面對在所述透明電極I的表面、正確地說是在緩沖層5的表面形成光導(dǎo)電膜4 的方法進行說明。即，把作為光催化劑微粒的氧化鈦混入作為其前驅(qū)體的金屬醇鹽(鈦醇鹽)溶液中形成混合溶液，把該混合溶液用噴霧器均勻涂布在緩沖層5的表面上，然后對涂布膜照射激光(即從涂布面一側(cè)照射)進行燒結(jié)，形成氧化物半導(dǎo)體層41。然后把該氧化物半導(dǎo)體層 41浸潰在含有光增感色素42的浸潰液中，吸附了光增感色素42后進行干燥。此后，優(yōu)選的是進一步進行燒成。此外，作為光增感色素可以使用例如具有含聯(lián)吡啶結(jié)構(gòu)、三聯(lián)吡啶結(jié)構(gòu)等的配位體的釕絡(luò)合物或鐵絡(luò)合物、葉啉系或酞菁系金屬絡(luò)合物、以及曙紅、若丹明、份菁、 香豆素等有機色素。在所述說明中，采用了作為光催化劑微粒的氧化鈦和它的前驅(qū)體的混合溶液，但是除此以外，也可以采用由光催化劑微粒、溶劑(例如醇溶液)、增粘劑等形成的物質(zhì)；由光催化劑微粒、低級醇、少量水形成的物質(zhì)；或者由光催化劑微粒、聚乙二醇、蒸餾水或者酸性水溶液形成的物質(zhì)。此外，即使在形成光導(dǎo)電膜4時，也使用激光瞬時進行燒結(jié)，所以與形成緩沖層時相同，可以防止透明電極I整體變成高溫。在此，參照圖3對所述色素增感太陽能電池簡要的組裝操作進行說明。首先，如上所述，通過旋轉(zhuǎn)涂布法向透明電極I的表面供給并涂布混合溶液后，利用激光進行燒結(jié)，形成緩沖層5，所述混合溶液是通過將0. 03 5質(zhì)量％的金屬醇鹽含在醇溶液中而形成的。 然后，在形成有所述緩沖層5的透明電極I的緩沖層5 —側(cè)的表面上形成光催化劑膜4。再將形成有所述光催化劑膜4的透明電極I和對置電極2定位后，通過熱熔粘合膜等密封材料6把透明電極I及對置電極2這兩個電極之間密封。然后將液體的電解質(zhì)從預(yù)先設(shè)置在透明電極I或者對置電極2上的孔或間隙注入透明電極I及對置電極2這兩個電極之間， 由此形成電解質(zhì)層3即可。此外，在使用固體電解質(zhì)的情況下，以夾著光催化劑膜4和電解質(zhì)層3的方式把透明電極I及對置電極2這兩個電極重疊后，對其周向邊緣部之間進行加熱粘接即可。該加熱可以通過模具進行，也可以通過照射等離子體(波長長的)、微波、可見光(600nm以上)或紅外線等能量束來進行。此外，在所述說明中，在透明電極表面上形成涂布膜后，照射激光。但也可以邊涂布混合溶液邊照射激光。按照所述的緩沖層的形成方法，由于在透明電極表面上形成緩沖層時，在透明電極表面上涂布通過將0. 03 5質(zhì)量％的金屬醇鹽含在醇溶液中而形成的混合溶液后，或者在涂布的同時，對涂布膜照射激光，瞬時進行燒結(jié)，即由于不需要對電極整體進行加熱，所以可以使用合成樹脂等耐熱性低的材料作為透明電極的基板材料。因此，可以實現(xiàn)使太陽能電池本身減輕重量和降低價格，而且由于不需要對基板整體進行加熱，因此不需要大規(guī)模的加熱裝置，所以可以實現(xiàn)降低制造設(shè)備的成本。(實施例I)下面對更具體地表示所述實施方式I的實施例I的色素增感太陽能電池的緩沖層的形成方法進行說明。在本實施例I中，首先，把通過將金屬醇鹽含在醇溶液中而形成的混合溶液，通過旋轉(zhuǎn)涂布法以規(guī)定的膜厚涂布在市場上銷售的PEN-ITO膜上。作為進行涂布的混合溶液(以下也稱為涂布溶液)，是把0. 20g的鈦酸四異丙酯 (TTIP)溶解在37. 50g的丙醇中得到物質(zhì)。此外，關(guān)于旋轉(zhuǎn)涂布法的轉(zhuǎn)動，以初始速度為500rpm進行5分鐘的涂布，以最終速度為4000rpm進行60秒鐘的涂布，由此得到膜厚為約5nm的涂布膜。然后對該涂布膜照射激光進行燒結(jié)，由此得到緩沖層。但是關(guān)于涂布溶液并不限于所述的溶液，例如可以使用鈦酸四乙酯、四氯化鈦、氫
氧化鈦等。此外關(guān)于金屬醇鹽中的金屬種類也不限于氧化鈦，也可以使用氧化鋅、氧化鈮、氧化鶴等。此外關(guān)于溶解金屬醇鹽的醇，也不限于丙醇，可以使用叔丁醇、乙氧基乙醇或乙醇
坐寸o此外，如果把所述混合溶液放置在大氣中，則加水分解會自然地進行，為了保持穩(wěn)定的性能，可以加入二乙醇胺或乙酰丙酮等，用于抑制加水分解。在此對所使用的激光進行說明。作為所述的激光可以使用可見光區(qū)域 近紅外區(qū)域(700nm IlOOnm)的激光。 具體地說，可以使用Nd :YAG激光(1064nm)、Nd :YV04激光(1064nm)、或者Ti :藍寶石激光 (650-1100nm)、Cr :LiSAF 激光(780_1010nm)、紫翠寶石激光(700_820nm)等波長可變激光。此外，所述激光的照射裝置(圖中沒有表示)具有電掃描器(力^ f), 可以自由變更激光照射的位置。(實施例2)下面對實施例2的色素增感太陽能電池的緩沖層的形成方法進行說明。本實施例2的緩沖層的形成方法使用與所述的實施例I相同的旋轉(zhuǎn)涂布法，此外， 如圖4所示，從供氣噴嘴54向透明電極I表面噴吹作為氣體的空氣。具體地說，邊從轉(zhuǎn)動中心向周圍邊緣部位順序移動邊噴吹空氣。通過噴吹空氣，可以防止涂布液積存在透明電極I的周邊部，并且即使透明電極表面是粗糙的(特別是合成樹脂板)，也可以對混合溶液進行薄而均勻地涂布，因此可以沿整體形成均勻且厚度薄的緩沖層5。此外，所述氣體不限于空氣，只要是與涂布的混合溶液不反應(yīng)的氣體就可以。然后對涂布膜照射激光，對金屬醇鹽進行燒結(jié)，形成緩沖層即可。使用通過所述的實施例的方法形成有緩沖層的電極，制作了膜厚為數(shù)Pm左右的6mm見方的色素增感太陽能電池，用AM為1.5、100mW/cm2的標準光源照射，測量了能量轉(zhuǎn)換效率(電力変換効率)，其結(jié)果，在未形成緩沖層的情況下，電流密度為5. 64mA/cm2、 開路電壓為0. 71V、填充因數(shù)為0. 69、轉(zhuǎn)換效率為2. 77%，與此相對，在形成有緩沖層且未照射激光的情況下，電流密度為7. 18mA/cm2、開路電壓為0. 74V、填充因數(shù)為0. 60、轉(zhuǎn)換效率為3. 23%，在形成有緩沖層且照射了激光的情況下，電流密度為7. 82mA/cm2、開路電壓為
0.75V、填充因數(shù)為0. 69、轉(zhuǎn)換效率為3. 93%。[實施方式2]下面參照圖5對本發(fā)明實施方式2的色素增感太陽能電池的緩沖層的形成方法進行說明。
在所述的實施方式I的緩沖層的形成方法中，在把混合溶液涂布在透明電極表面上時，使用旋轉(zhuǎn)涂布法，與其相對，在本實施方式2的緩沖層的形成方法中使用靜電噴霧法，因此對與實施方式I相同的結(jié)構(gòu)構(gòu)件采用相同的附圖標記進行簡單說明。S卩，如圖5所示，該靜電噴霧法是如下所述的方法在向透明電極I噴射霧狀溶液的噴霧噴嘴61的中心配置針狀電極62，并且在該針狀電極62和放置透明電極I的施加用電極63之間連接規(guī)定電壓的直流電源64，在噴霧時，通過在針狀電極62 —側(cè)施加正電壓使噴霧液帶電，向配置在負的施加用電極63上的透明電極I的表面噴霧使其附著。所述透明電極I被放置在平面移動裝置65上，構(gòu)成為可以移動到任意位置。此外，在本實施方式2中，把將金屬醇鹽含在醇溶液中而形成的混合溶液，通過靜電噴霧法以規(guī)定的膜厚涂布在市場上銷售的PEN-ITO膜上。作為進行涂布的混合溶液，可以使用把0. 05g鈦酸四異丙酯(TTIP)溶解在99. 95g丙醇中得到的溶液。作為所述靜電噴霧法的涂布條件，可以列舉噴霧噴嘴的種類、涂布溶液的粘度、霧化空氣壓力、圖案寬度、噴出量、噴出壓力、噴嘴移動速度、重疊寬度、噴霧噴嘴和透明電極的距離、施加電壓等，這些條件因使用的設(shè)備不同而不同，可以適當選擇涂布條件，以便得到所希望的膜厚。在本實施方式2中，例如使用二流體噴霧噴嘴，使霧化空氣壓力為0. 2MPa、噴出量為10g/min、噴霧噴嘴和透明電極的距離為20cm、施加電壓為20kV、噴嘴移動速度為300m/ min0在通過噴霧噴霧法形成涂布膜后，照射激光進行燒結(jié)，得到厚度為6nm 7nm左右的緩沖層5。使用通過所述的實施方式2的形成方法形成有緩沖層的電極，制作了膜厚為數(shù) U m左右的6mm見方的色素增感太陽能電池，用AM為I. 5、100mW/cm2的標準光源照射，測量了能量轉(zhuǎn)換效率，其結(jié)果，電流密度為7. 27mA/cm2、開路電壓為0. 76V、填充因數(shù)為0. 74、轉(zhuǎn)換效率為3. 96%。此外，在未形成緩沖層的情況下，如在實施方式I的實施例2中說明過的那樣。此外，在本實施方式2中，使用了靜電噴霧法，也可以使用不用靜電的噴霧法涂布混合溶液。在所述各實施方式中，在形成緩沖層時，說明了在透明電極的表面涂布了混合溶液后，照射激光進行燒結(jié)的方法。但是也可以邊涂布混合溶液邊照射激光，按照該方法，溶液的涂布、干燥、燒結(jié)可以同時進行，此外也容易生成氧化鈦結(jié)晶。此外，對本實施方式2的緩沖層的形成方法簡單說明如下。S卩，該緩沖層的形成方法是在包括透明電極、對置電極、配置在這兩個電極之間的電解質(zhì)層、以及配置在兩個電極之間且配置在透明電極一側(cè)的光催化劑膜的色素增感太陽能電池中，形成配置在所述透明電極和光催化劑膜之間的緩沖層的方法，通過噴霧法或靜電涂布法把混合溶液涂布在透明電極的表面上，在涂布時或在涂布后照射激光進行燒結(jié)， 由此形成緩沖層，所述透明電極通過平面移動裝置可以移動到任意位置，所述混合溶液是通過將0. 03 5質(zhì)量％的金屬醇鹽含在醇溶液中而形成的。此外，在所述說明中，采用利用平面移動裝置可以把透明電極移動到任意位置的結(jié)構(gòu)，但是也可以是下述結(jié)構(gòu)把透明電極放置在由電動機驅(qū)動轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)臺上，使透明電
8極轉(zhuǎn)動。此外，在所述方法中，在用激光進行燒結(jié)時，也可以在用靜電噴霧法形成的緩沖層表面上，從不同的噴霧噴嘴噴射水霧并且向水霧噴射到的部位照射激光。在未形成緩沖層的情況下，電流密度為6. 64mA/cm2、開路電壓為0. 71V、填充因數(shù)為0. 69、轉(zhuǎn)換效率為2. 77%，與此相對，按照所述的緩沖層的形成方法得到的太陽能電池， 電流密度為6. 45mA/cm2、開路電壓為0. 72V、填充因數(shù)為0. 72、轉(zhuǎn)換效率為3. 34%。按照所述的方法，可以促進由光催化劑微粒和其前驅(qū)體(金屬醇鹽)形成的混合溶液的加水分解，可以提高緩沖層的結(jié)晶性，從而可以提高發(fā)電效率。[實施方式3]下面對本發(fā)明實施方式3的色素增感太陽能電池的緩沖層的形成方法進行說明。在所述的各實施方式的緩沖層的形成方法中，對在把混合溶液涂布在透明電極表面上時，使用旋轉(zhuǎn)涂布法或者靜電噴霧法進行了說明，在本實施方式3的緩沖層的形成方法中，在形成緩沖層時亦即在涂布時、或者在用激光進行燒結(jié)時，向透明電極表面噴吹氮氣、氬氣等與緩沖層不發(fā)生反應(yīng)的還原性氣體，或者使其周圍處于還原性氣體氛圍下。如上所述，在涂布混合溶液時，處于還原性氣體氛圍下，因此如果如通常那樣在大氣中對緩沖層進行激光燒結(jié)，則變成氧化膜(例如TiO2膜)，但是通過放置在還原性氣體氛圍下，由于存在有Ti0、Ti0x膜這樣組成的膜，因此電特性(導(dǎo)電性)變好，發(fā)電效率提高。此外，在涂布混合溶液后，在還原性氣體氛圍下進行激光燒結(jié)的情況也同樣具有上述效果。此外，在本實施方式3中，通過靜電噴霧法以規(guī)定的膜厚把混合溶液涂布在市場上銷售的PEN-ITO膜上，所述混合溶液是通過將金屬醇鹽含在醇溶液中而形成的。作為進行涂布的混合溶液，可以使用把0. 03g鈦酸四異丙酯(TTIP)溶解在99. 95g丙醇中得到的溶液。使用通過該形成方法形成的緩沖層，制作膜厚為數(shù)Pm左右的6_見方的色素增感太陽能電池，用AM為I. 5、100mW/cm2的標準光源照射，測量了能量轉(zhuǎn)換效率，作為其結(jié)果，電流密度為8. 51mA/cm2、開路電壓為0. 71V、填充因數(shù)為0. 66、轉(zhuǎn)換效率為4. 03%。此外在未形成緩沖層的情況下，為在實施方式I的實施例2中說明過的那樣。此外對本實施方式3的緩沖層的形成方法簡單說明如下。該緩沖層的形成方法是在包括透明電極、對置電極、配置在這兩個電極之間的電解質(zhì)層、以及配置在兩個電極之間且配置在透明電極一側(cè)的光催化劑膜的色素增感太陽能電池中，形成配置在所述透明電極和光催化劑膜之間的緩沖層的方法，通過噴霧法或靜電涂布法把混合溶液涂布在透明電極的表面上，并且在涂布時或在涂布后照射激光進行燒結(jié)，由此形成緩沖層，所述透明電極通過平面移動裝置能夠移動到任意位置，所述混合溶液是通過將0. 03 5質(zhì)量％的金屬醇鹽含在醇溶液中而形成的，此外在把所述混合溶液涂布在透明電極表面上時或者在向涂布膜照射激光進行燒結(jié)時，處于氮氣氛圍下。此外，在所述的說明中，采用了通過平面移動裝置可以將透明電極移動到任意位置的結(jié)構(gòu)，但是也可以采用下述結(jié)構(gòu)把透明電極放置在由電動機驅(qū)動轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)臺上，使透明電極轉(zhuǎn)動。
權(quán)利要求
1.一種色素增感太陽能電池的緩沖層的形成方法，所述色素增感太陽能電池包括透明電極；對置電極；電解質(zhì)層，配置在所述透明電極和所述對置電極之間；以及光催化劑膜，配置在所述透明電極和所述對置電極之間且配置在所述透明電極一側(cè)，所述色素增感太陽能電池的緩沖層的形成方法是形成配置在所述透明電極和所述光催化劑膜之間的緩沖層的方法，所述緩沖層的形成方法的特征在于，向轉(zhuǎn)動的所述透明電極的表面供給混合溶液并通過旋轉(zhuǎn)涂布法在轉(zhuǎn)動的所述透明電極的表面涂布所述混合溶液，在涂布時或在涂布后通過照射激光進行燒結(jié)，由此形成所述緩沖層，所述混合溶液是通過將O. 03 5質(zhì)量％的金屬醇鹽含在醇溶液中而形成的。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的色素增感太陽能電池的緩沖層的形成方法，其特征在于，向所述透明電極噴吹氣體。
3.一種色素增感太陽能電池的緩沖層的形成方法，所述色素增感太陽能電池包括透明電極；對置電極；電解質(zhì)層，配置在所述透明電極和所述對置電極之間；以及光催化劑膜，配置在所述透明電極和所述對置電極之間且配置在所述透明電極一側(cè)，所述色素增感太陽能電池的緩沖層的形成方法是形成配置在所述透明電極和所述光催化劑膜之間的緩沖層的方法，所述緩沖層的形成方法的特征在于，通過靜電噴霧法或者噴霧法在轉(zhuǎn)動的所述透明電極的表面涂布混合溶液，在涂布時或在涂布后通過照射激光進行燒結(jié)，由此形成緩沖層，所述混合溶液是通過將O. 03 5質(zhì)量％ 的金屬醇鹽含在醇溶液中而形成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的色素增感太陽能電池的緩沖層的形成方法，其特征在于， 在向所述透明電極表面涂布所述混合溶液時，或者在向涂布膜照射激光進行燒結(jié)時，處在還原性氣體氣氛下。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的色素增感太陽能電池的緩沖層的形成方法，其特征在于， 在照射激光時噴出水霧。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的色素增感太陽能電池的緩沖層的形成方法，其特征在于，在照射激光時噴出水霧。
全文摘要
本發(fā)明提供色素增感太陽能電池的緩沖層的形成方法，所述色素增感太陽能電池包括透明電極(1)、對置電極(2)、配置在透明電極(1)和對置電極(2)之間的電解質(zhì)層(3)、以及配置在透明電極(1)和對置電極(2)之間且配置在透明電極(1)一側(cè)的光催化劑膜(4)，所述緩沖層的形成方法是形成配置在所述透明電極(1)和光催化劑膜(4)之間的緩沖層(5)的方法，向通過旋轉(zhuǎn)臺(52)轉(zhuǎn)動的透明電極(1)的表面提供通過將0.03～5質(zhì)量%的金屬醇鹽含在醇溶液中而形成的混合溶液，并通過旋轉(zhuǎn)涂布法在轉(zhuǎn)動的透明電極(1)的表面涂布所述混合溶液后，通過照射激光進行燒結(jié)，由此形成緩沖層。
文檔編號H01M14/00GK102612785SQ20108005179
公開日2012年7月25日 申請日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月8日
發(fā)明者井上鐵也, 杉生剛 申請人:日立造船株式會社