光電轉(zhuǎn)換元件及光電化學(xué)電池、其中所使用的色素的制作方法
【專利摘要】一種光電轉(zhuǎn)換元件，其是具有積層結(jié)構(gòu)的光電轉(zhuǎn)換元件，上述積層結(jié)構(gòu)是在導(dǎo)電性支撐體上配設(shè)具有吸附有色素的半導(dǎo)體微粒子的層的感光體、電荷移動體、相對電極的積層結(jié)構(gòu)，所述光電轉(zhuǎn)換元件的特征在于：使用下述式(1)所表示的金屬絡(luò)合物色素作為上述色素。ML1L2X?(1)，式中，M表示選自釕、鋨、鐵、錸、及锝的過渡金屬。X表示NCS-、Cl-、Br-、I-、CN-、NCO-、H2O、或NCN2-。L1表示特定的3牙配位體，L2表示特定的2牙配位體。
【專利說明】光電轉(zhuǎn)換元件及光電化學(xué)電池、其中所使用的色素
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光電轉(zhuǎn)換元件及光電化學(xué)電池、其中所使用的色素。
【背景技術(shù)】
[0002]光電轉(zhuǎn)換元件被用于各種光傳感器、復(fù)印機、太陽能電池等中。該光電轉(zhuǎn)換元件實用化了使用金屬的光電轉(zhuǎn)換元件、使用半導(dǎo)體的光電轉(zhuǎn)換元件、使用有機顏料或色素的光電轉(zhuǎn)換元件、或者該些光電轉(zhuǎn)換元件組合而成的光電轉(zhuǎn)換元件等各種方式。其中，利用非枯竭性的太陽能的太陽能電池不需要燃料，作為利用無窮盡的清潔能源的光電轉(zhuǎn)換元件，很大程度地期待其正式的實用化。其中，自很久之前便進行了硅系太陽能電池的研究開發(fā)。各國亦有政策性的考慮而進行普及。然而，硅是無機材料，在產(chǎn)量及分子修飾方面自然存在限制。
[0003]因此，正盡力進行色素增感型太陽能電池的研究。特別是成為其契機的是瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院(EPFL)的格萊切爾(Graetzel)等人的研究成果。他們采用在多孔氧化鈦薄膜的表面固定有包含釕絡(luò)合物的色素的結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)與非晶硅同程度的轉(zhuǎn)換效率。由此，色素增感型太陽能電池一舉得到世界研究者的關(guān)注。
[0004]在專利文獻I中記載了應(yīng)用該技術(shù)，使用由釕絡(luò)合物色素增感的半導(dǎo)體微粒子的色素增感光電轉(zhuǎn)換元件。另外，其后還為了提高光電轉(zhuǎn)換效率，正繼續(xù)釕絡(luò)合物系增感色素的開發(fā)(參照專利文獻2、專利文獻3)。 [0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:美國專利第5463057號說明書
[0008]專利文獻2:美國專利公開公報2010 / 0258175號
[0009]專利文獻3:國際專利公開第98 / 50393號說明書

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]發(fā)明欲解決的問題
[0011]根據(jù)上述專利文獻2、專利文獻3等的技術(shù)而提供光電轉(zhuǎn)換效率高的元件。然而，本發(fā)明人著眼于其作為消潔能源的正式的供給源而發(fā)揮一部分功能，但其性能并不充分，進而以開發(fā)包含提高耐久性在內(nèi)進一步具有更高特性的光電轉(zhuǎn)換元件為目標(biāo)。
[0012]鑒于上述本【技術(shù)領(lǐng)域】的現(xiàn)狀，本發(fā)明的目的在于提供達成高光電轉(zhuǎn)換效率等高的性能，且長波長區(qū)域的單色光光電轉(zhuǎn)化效率(Incident Photon to Current ConversionEffici ency, IPCE)及耐久性優(yōu)異的光電轉(zhuǎn)換元件、光電化學(xué)電池、及其中所使用的色素。
[0013]解決問題采用的手段
[0014]上述的課題可通過以下的手段而解決。
[0015][I] 一種光電轉(zhuǎn)換元件，其是具有積層結(jié)構(gòu)的光電轉(zhuǎn)換元件，上述積層結(jié)構(gòu)是在導(dǎo)電性支撐體上配設(shè)具有吸附有色素的半導(dǎo)體微粒子的層的感光體層、電荷移動體層、相對電極的積層結(jié)構(gòu)，所述光電轉(zhuǎn)換元件的特征在于:使用下述式(I)所表示的金屬絡(luò)合物色素作為色素。
[0016]ML1L2X (I)
[0017][式中,M表示選自釕、鋨、鐵、錸、及锝(technetium)的過渡金屬；X表示NCS'Cl'Br_、I_、CN_、NC0_、*H20山1表示下述式(LI)所表示的3牙配位體，L2表示下述式(L2-1)~式(L2-5)的任意式所表示的2牙配位體。]
[0018][化I]
[0019]
【權(quán)利要求】
1.一種光電轉(zhuǎn)換元件，其是具有積層結(jié)構(gòu)的光電轉(zhuǎn)換元件，所述積層結(jié)構(gòu)是在導(dǎo)電性支撐體上配設(shè)感光體層、電荷移動體層、相對電極的積層結(jié)構(gòu)，所述感光體層具有吸附有色素的半導(dǎo)體微粒子的層，所述光電轉(zhuǎn)換元件的特征在于:使用下述式(I)所表示的金屬絡(luò)合物色素作為所述色素。
ML1L2X (I) [式中，M表示選自釕、鋨、鐵、錸、及锝的過渡金屬?；?amp;0。L1表示下述式(LI)所表示的3牙配位體，L2表示下述式(L2-1)~式(L2-5)的任意式所表示的2牙配位體。]
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其特征在于: 所述L2以式(L2-1)或式(L2-2)而表示。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其特征在于: 所述 G1 以(Gl-1)、(G1-2)、或(G1-5)而表示。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其特征在于: 所述G2以(G2-1)或(G2-2)而表示。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其特征在于:所述R1是取代有吸電子基的烷基。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的光電轉(zhuǎn)換兀件,其特征在于: 所述Za、Zb、Zc分別獨立地選自咪唑環(huán)、噁唑環(huán)、噻唑環(huán)、三唑環(huán)、吡啶環(huán)、嘧啶環(huán)、噠嗪環(huán)、或吡嗪環(huán)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其特征在于: 所述感光體層進一步含有下述式(2)所表示的色素。
MzL3m3L4m4YmY.Cl (2) [式(2)中，Mz表示金屬原子。L3表示下述式(L3)所表示的配位體。L4表示下述式(L4)所表示的配位體。Y表示單牙或2牙的配位體。m3表示O~3的整數(shù)。m4表示I~3的整數(shù)。mY表示O~2的整數(shù)。Cl表示為了中和電荷而需要抗衡離子的情況下的抗衡離子。]

8.一種光電化學(xué)電池，其特征在于:使用根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的光電轉(zhuǎn)換元件。
9.一種色素，其特征在于:以下述通式(I)而表示。
ML1L2X (I) [式中，M表示選自釕、鋨、鐵、錸、及锝的過渡金屬?；?amp;0。L1表示下述式(LI)所表示的3牙配位體，L2表示下述式(L2-1)~式(L2-5)的任意式所表示的2牙配位體。
【文檔編號】H01L31/04GK103764769SQ201280042855
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2012年9月14日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月29日
【發(fā)明者】小林克, 薄達也, 谷征夫 申請人:富士膠片株式會社