專利名稱：染料敏化型太陽能電池及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種使用不銹鋼作為光電極(負極)的構成材料的染料敏化型太陽能電池及其制造方法。
背景技術：
目前，將硅用于光電轉換元件成為太陽能電池的主流，而作為替代這種太陽能電池的更經(jīng)濟的下一代太陽能電池，正在研究“染料敏化型太陽能電池”的實用化。染料敏化型太陽能電池由于必須使來自外部的光到達擔載于“光電極”內(nèi)側(電池內(nèi)部側)的敏化染料，因此，需要用透光性導電材料構成成為光的入射側的電極的通電部件。另一方面，由于構成與光入射側相反一側的電極的材料即使不具有透光性也可以，因而最好是應用導電性良好的金屬材料。最近確認，作為這樣的金屬材料可使用比較廉價的作為耐腐蝕材料的不銹鋼，由此期待染料敏化型太陽能電池的成本下降。在專利文獻1中公示了一種將不銹鋼板用于與光入射側相反一側的電極的染料敏化型太陽能電池。圖1、圖2示意性表示將不銹鋼板用于電極的現(xiàn)有染料敏化型太陽能電池的構成。 圖1是使入射光側的電極成為用于將電子送給溶液中的離子的“對置電極”的類型，圖2是使入射光側的電極成為具有半導體層(光電轉換層)的“光電極”的類型。在圖1的類型中，形成于透光基板2表面的透光性導電材料3和不銹鋼板4相面對而構成染料敏化型太陽能電池1。在不銹鋼板4的表面形成有半導體層6。半導體層6為例如對由比表面積大的TW2 粒子等構成的氧化物半導體粒子進行燒結而成的多孔質(zhì)層，該氧化物半導體7的表面擔載有釕絡合物染料等敏化染料8。在該例中，由不銹鋼板4和其表面存在的半導體層6構成光電極40。此外，圖中的半導體層6為了便于說明概念性地描繪了氧化物半導體7及敏化染料8的構成，沒有原樣反映實際的半導體層6的構造(圖2、圖3中也同樣如此)。另一方面，作為透光基板2可使用玻璃板及PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)薄膜等。透光性導電材料 3通常由ITO(銦錫氧化物)、FT0(摻氟氧化錫)、Τ0(氧化錫)等透光性導電膜構成。透光性導電材料3的表面形成有鉬等催化劑薄膜層5。在該例中，由透光性導電材料3和存在于其表面的催化劑薄膜層5構成對置電極30。對置電極30的催化劑薄膜層5和光電極40 的半導體層6之間充滿例如含有碘化物離子的電解液9。在染料敏化型太陽能電池1的外部，在對置電極30和光電極40之間通過導線連接負載11而形成回路。以氧化物半導體7為TiO2、敏化染料8為釕絡合物染料、電解液9為含有碘化物離子的溶液的情況為例，簡單地說明電池的工作原理。若入射光20到達敏化染料(釕絡合物染料)8，則敏化染料8吸收光而被激發(fā)，其電子被注入到氧化物半導體(Ti02)7。成為激發(fā)狀態(tài)的敏化染料(釕絡合物染料)8從電解液9的碘化物離子Γ獲得電子，而返回到基底狀態(tài)。Γ被氧化而成為13_，并向?qū)χ秒姌O30的催化劑薄膜層5擴散，從對置電極30側獲得電子恢復為Γ。由此，電子經(jīng)由敏化染料(釕絡合物染料)8—氧化物半導體(Ti02)7 — 不銹鋼板4 —負載11 —透光性導電材料3 —催化劑薄膜層5 —電解液9 —敏化染料(釕絡合物染料)8這一路徑移動。其結果是，產(chǎn)生使負載11工作的電流。在圖2的類型中，對置電極30使用不銹鋼板4，光電極40使用ΙΤ0、FTO, TO等透光性導電材料3。電流產(chǎn)生的原理基本上與圖1的類型相同。該情況下，電子經(jīng)由敏化染料(釕絡合物染料)8 —氧化物半導體(TiO2) 7 —透光性導電材料3 —負載11 —不銹鋼板 4 —催化劑薄膜層5 —電解液9 —敏化染料(釕絡合物染料)8這一路徑移動。其結果是， 產(chǎn)生使負載11工作的電流?，F(xiàn)有技術文獻專利文獻專利文獻1 特開2008-34110號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題在圖1、圖2所示類型的染料敏化型太陽能電池中，通過使單側電極使用不銹鋼板而實現(xiàn)了低成本化及導電性的提高。但是，為了實現(xiàn)染料敏化型太陽能電池的普及還希望進一步提高光電轉換效率。本發(fā)明為了適應這種要求，提供一種在單側電極使用不銹鋼板的染料敏化型太陽能電池中，實現(xiàn)了光電轉換效率提高的技術。用于解決課題的手段如上所述，染料敏化型太陽能電池的光電極具有半導體層。該半導體層通常形成于導電性基材上，通過該基材獲取電流。圖1的類型中的不銹鋼板4、圖2類型中的透光性導電材料3分別相當于上述的導電性基材。本發(fā)明人等進行了各種研究，其結果是，發(fā)現(xiàn)半導體層和導電性基材的密合性對光電轉換效率有很大影響。認為當提高半導體層和導電性基材的密合性時，兩者的接合部的電阻降低，這有助于光電轉換效率的改善。本發(fā)明人等仔細研究了電池的構成，其結果發(fā)現(xiàn)，在圖1的類型中，通過將具有特定的表面形態(tài)的表面粗糙化的不銹鋼板用于構成光電極40的不銹鋼板4，能夠增加半導體層6和不銹鋼板4的密合性，使光電轉換效率較之現(xiàn)有技術能夠得到提高。另外，專利文獻1教導了作為用于染料敏化型太陽能電池的電極材料的不銹鋼應選擇Cr含量為17質(zhì)量％以上且Mo含量為0. 8質(zhì)量％以上類型的鋼。但是，之后，本發(fā)明人等考慮到實用性反復進行了研究，結果得知，可將Cr含量為16質(zhì)量％以上且Mo含量為 0. 3質(zhì)量％以上的不銹鋼用于染料敏化型太陽能電池的電極材料。本發(fā)明基于這些發(fā)現(xiàn)而得以完成。S卩，本發(fā)明提供一種染料敏化型太陽能電池，其具有使用了不銹鋼板的光電極及使用了透光性導電材料的對置電極，其中，光電極以由具有下述(A)-(D)中任一項化學組成的類型的不銹鋼制成，且具有形成有點腐蝕狀凹部并將算術平均粗糙度Ra調(diào)整到0. 2 μ m以上的粗糙化表面的不銹鋼板作為基材，將擔載有敏化染料的半導體層設置于所述基材的粗糙化表面上；對置電極在透光性導電材料的表面形成有催化劑薄膜層，且具有可見光透過性；光電極的半導體層和對置電極的催化劑薄膜層隔著電解液而相面對?！膊讳P鋼類型〕(A)含有Cr 16質(zhì)量％以上、Mo :0. 3質(zhì)量％以上，且與JIS G4305 :2005中所規(guī)定的鐵素體類不銹鋼相當。(B)含有Cr 16質(zhì)量％以上、Mo :0. 3質(zhì)量％以上，且與JIS G4305 :2005中所規(guī)定的奧氏體類不銹鋼相當。(C)按質(zhì)量％計包含 C 0. 15% 以下、Si 1. 2% 以下、Mn :1. 2% 以下、P :0. 04% 以下、S 0. 03% 以下、Ni :0. 6% 以下、Cr 16 32%、Mo :0. 3 3%、Cu 0 1%、Nb 0 l%>Ti :0 1%、A1 :0 0. 2%、N:0. 025%以下、B :0 0. 01 %、剩余部分為！^及不可避免的雜質(zhì)的類型的鐵素體類不銹鋼。(D)按質(zhì)量％計包含 C 0. 15% 以下、Si 以下、Mn :2. 5% 以下、P :0. 045% 以下、S 0. 03% 以下、Ni 6 28%、Cr 16 32%、Mo :0. 3 7%、Cu :0 3. 5%, Nb 0 l%>Ti :0 1%、A1 :0 0. 1%、N :0. 3%以下、B :0 0.01%、剩余部分為！^e及不可避免的雜質(zhì)的類型的奧氏體類不銹鋼。在上述的染料敏化型太陽能電池中，特別優(yōu)選對置電極具有波長500nm的光的透過率達到55%以上的可見光透過性。作為構成對置電極的催化劑薄膜層的催化劑可舉出鉬、鎳或者導電性高分子。在此，在催化劑為鉬或者鎳的情況下，優(yōu)選使催化劑薄膜層的膜厚為0. 5 5nm。在催化劑為導電性高分子的情況下，優(yōu)選使催化劑薄膜層的膜厚為1 IOnm0特別優(yōu)選光電極所使用的基材不銹鋼板的所述粗糙化表面在相鄰的凹部彼此相接的部分具有棱狀邊界。另外，本發(fā)明還提供一種染料敏化型太陽能電池的制造方法，作為上述染料敏化型太陽能電池的制造方法，其具有通過使不銹鋼板在存在3價鐵離子的水溶液中進行蝕刻而形成點腐蝕狀凹部，由此得到具有算術平均粗糙度Ra為0. 2 μ m以上的粗糙化表面的基材的工序；在所述粗糙化表面上形成含有氧化物半導體粒子的涂膜的工序；將所述涂膜進行焙燒而制成多孔質(zhì)半導體層的工序；通過將所述半導體層浸漬于分散有敏化染料的溶劑中而使敏化染料擔載于半導體層，制成在基材不銹鋼板的粗糙化表面上具備擔載有敏化染料的半導體層的光電極的工序；以光電極的半導體層和對置電極的催化劑薄膜層相面對的方式，配置所述光電極和在透光性導電材料的表面形成催化劑薄膜層而成的可見光透過性的對置電極，且在兩電極間封入電解液的工序。存在3價鐵離子的水溶液例如為含氯化鐵的水溶液。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，在單側電極使用不銹鋼板的染料敏化型太陽能電池中，較之現(xiàn)有技術能夠提高光電轉換效率。另外，在本發(fā)明的染料敏化型太陽能電池中，還能夠?qū)⒈痊F(xiàn)有技術的Cr含量及Mo含量少的類型的不銹鋼用于電極，可期待在希望使用更低廉類型的鋼的用途中使用。


圖1是示意性地例示了將不銹鋼板用于光電極的現(xiàn)有染料敏化型太陽能電池的構成的圖；圖2是示意性地例示了將不銹鋼板用于對置電極的現(xiàn)有染料敏化型太陽能電池的構成的圖；圖3是示意性地例示了本發(fā)明的染料敏化型太陽能電池的構成的圖；圖4是示意性地例示了相鄰的凹部彼此的邊界平緩的粗糙化表面的剖面結構的圖；圖5是示意性地例示了相鄰的凹部連接的部分具有棱狀邊界的粗糙化表面的剖面結構的圖；圖6是通過在含3價鐵離子的水溶液中進行蝕刻而形成點腐蝕狀凹部的表面粗糙化的不銹鋼板表面的SEM照片之一例。
具體實施例方式圖3示意性地例示了本發(fā)明的染料敏化型太陽能電池的構成。電池的基本構成及電流產(chǎn)生的原理與圖1是一樣的。但是，作為構成光電極40的不銹鋼板4是將存在有半導體層6的表面做成粗糙化表面10，這一點大不相同?！膊讳P鋼板的表面粗糙化形態(tài)〕在本發(fā)明中，將通過形成點腐蝕狀凹部而表面粗糙化的不銹鋼板用于光電極的導電性基材(在保持半導體層的同時承擔通電的部件)。點腐蝕狀凹部是通過在電解質(zhì)水溶液中的化學蝕刻，在不銹鋼板表面生成作為局部腐蝕的1種形態(tài)的“點腐蝕”而形成的凹部。通過形成多個點腐蝕狀凹部而表面粗糙化的表面對存在于其上的半導體層發(fā)揮固定作用，有助于提高不銹鋼板和半導體層的密合性。由此，在增加兩者間的接合力的同時，也增加了兩者的接觸面積，其結果是，降低了兩者的接合界面的電阻。多方研究的結果是，確認在使用形成有點腐蝕狀凹部的粗糙化表面的算術平均粗糙度Ra達到0. 2 μ m以上的不銹鋼板時，光電轉換效率顯著上升。在Ra小于該值的情況下，容易使上述作用不充分，難以穩(wěn)定地顯著提高光電轉換效率。如下所述，具有點腐蝕狀凹部的粗糙化表面可通過在含有3價鐵離子的電解質(zhì)水溶液中進行蝕刻而形成，但是，由于即使過度進行蝕刻，點腐蝕也是在板厚方向(深度方向)成長，同時，相鄰的凹部彼此的邊界也是邊減少厚度邊在板厚方向消失，因而不能無限制地增加Ra。因此，雖然Ra的上限不需要特別規(guī)定，但是，在現(xiàn)實中Ra的范圍大致為0. 2 5μπι左右時，容易得到良好的光電轉換效率的改善效果。優(yōu)選占據(jù)不銹鋼板表面的點腐蝕狀凹部發(fā)生部分的面積率，按照從正上方看粗糙化表面時的投影面積率為20%以上。在鋼板表面的整個面上形成點腐蝕狀凹部，點腐蝕狀凹部發(fā)生部分的面積率為100%也可以。圖4中示意性地例示了相鄰凹部彼此的邊界為平緩的粗糙化表面的剖面結構。在不銹鋼板50的表面形成有凹部60，凹部邊界70呈平緩的形態(tài)。這種表面粗糙化形態(tài)容易在將不銹鋼板于不存在3價鐵離子的電解質(zhì)水溶液中蝕刻的場合、及通過研磨、噴丸等物理去除方法進行表面粗糙化的場合得到。若凹部邊界70過度平緩，則對半導體層的固定作用變小，容易使密合性的提高效果不充分。該情況下，也使光電轉換效率的提高效果變小。圖5中示意性地例示了在相鄰的凹部彼此連接的部分具有棱狀邊界的粗糙化表面的剖面結構。該表面粗糙化形態(tài)作為用于本發(fā)明的不銹鋼板最為合適。不銹鋼板50的表面形成有凹部60，該凹部為點腐蝕狀凹部，在點腐蝕沿深度方向成長的過程中點腐蝕的開口直徑也逐漸變大，相鄰的凹部60的壁面彼此相遇，使凹部邊界70呈棱狀邊界。這樣的表面粗糙化形態(tài)能夠通過在存在3價鐵離子的電解質(zhì)水溶液中的蝕刻而得到。因棱狀邊界的存在而發(fā)揮對半導體層的優(yōu)良的固定作用，提高不銹鋼板和半導體層的密合性。其結果是，降低了不銹鋼板和半導體層接合部的電阻，光電轉換效率得到顯著提高。圖6中例示了作為適合用于本發(fā)明的染料敏化型太陽能電池的表面粗糙化不銹鋼板合適的粗糙化表面的SEM照片。在相鄰的點腐蝕狀凹部之間觀察到棱狀邊界?！膊讳P鋼板的化學組成〕在本發(fā)明中，適合用于光電極的導電性基材的不銹鋼板必須采用對染料敏化型太陽能電池的電解液呈現(xiàn)優(yōu)良耐久性的類型的不銹鋼。本發(fā)明人進行反復研究的結果發(fā)現(xiàn)通過使用含16質(zhì)量％以上的Cr、且含0. 3質(zhì)量％以上的Mo的類型的不銹鋼，能夠構成可耐實用的染料敏化型太陽能電池。一般認為，不銹鋼在對含氯化物離子Cl-的水溶液的耐腐蝕性方面存在弱點，為了改善其耐腐蝕性，增加Cr及添加Mo是行之有效的。例如在用于熱水器的鐵素體類的 SUS444中要確保Cr :17質(zhì)量％以上、Mo :1. 75質(zhì)量％以上的含量，在作為高耐腐蝕性奧氏體類通用類型鋼的SUS316中也要確保Cr 16質(zhì)量％以上、Mo 2質(zhì)量％以上的含量。但是， 關于不銹鋼對碘化物離子的耐腐蝕性報告很少，特別是在染料敏化型太陽能電池的光電極用途中的實用性研究還不充分。因此，本發(fā)明人進行了詳細的調(diào)查，將染料敏化型太陽能電池在65°C下放置100小時后測定的光電轉換效率Jl1(W)相對于在構成染料敏化型太陽能電池的單元之后馬上測定的初始光電轉換效率)，的變化率(根據(jù)后述的式(2)得到的轉換效率保持率)達到80%以上的染料敏化型太陽能電池，可評價為在安裝到日常個人使用的產(chǎn)品中的用途中具有實用的耐久性。優(yōu)選該轉換效率保持率達到90%，或者更優(yōu)選達到95%以上。而且，進一步進行研究的結果是，發(fā)現(xiàn)若按上述的方式采用含16質(zhì)量％ 以上的Cr且含0. 3質(zhì)量％以上的Mo的類型的不銹鋼，能夠確保構成轉換效率保持率達到 80 %以上的染料敏化型太陽能電池。具體而言，可列舉上述(A) (D)所示類型的不銹鋼作為最佳對象。此外，在期望更好的耐腐蝕性的情況下，優(yōu)選Cr含量達到17質(zhì)量％以上。另外，還優(yōu)選Mo含量達到0. 5 質(zhì)量％以上，也可控制在0. 8質(zhì)量％以上、或者1. 0質(zhì)量％以上的范圍。只要將Cr的上限設為32質(zhì)量％即可，也可以在25質(zhì)量％以下的范圍進行成分調(diào)整。只要將Mo的上限設為 3質(zhì)量％即可，也可以在2質(zhì)量％以下的范圍進行成分調(diào)整?！膊讳P鋼板的表面粗糙化處理〕上述這樣的特殊的表面粗糙化形態(tài)可通過在存在3價鐵離子的水溶液中，對通常的退火·酸洗精加工、BA退火精加工、或者表面光軋精加工等的未進行表面粗糙化的表面性狀的不銹鋼板實施蝕刻而得到。作為蝕刻的方法，可采用浸漬保持于液中的方法、在液中交替進行電解的方法等。不論哪一種情況，作為3價鐵離子的供給源宜使用氯化鐵(FeCl3)。在進行浸漬保持的情況下，在氯化鐵(FeCl3)和鹽酸(HCl)的混合水溶液中進行蝕刻的方法極為有效。具體而言，能夠發(fā)現(xiàn)例如在1 3+離子濃度為15 100g/L、HCl濃度為20 200g/L、溫度為35 70°C、浸漬時間為3 120秒這樣的條件范圍內(nèi)，可得到具有點腐蝕狀凹部且Ra為0. 2 μ m以上的粗糙化表面的條件。
在交替電解的情況下，能夠發(fā)現(xiàn)例如作為電解液使用氯化鐵水溶液，在!^3+離子濃度為1 50g/L、溫度為30 70°C、陽極電解電流密度為1. 0 10. OkA/m2、陰極電解電流密度為0. 1 3. OkA/m2、交替電解頻率為1 20Hz的范圍、電解時間為10 300秒這樣的條件范圍內(nèi)，可得到具有點腐蝕狀凹部且Ra為0. 2 μ m以上的粗糙化表面的條件。由于若交替電解頻率變小則每1周期的通電時間變長，因而能夠增加點腐蝕狀凹部的尺寸，相反， 若使交替電解頻率變大則能夠減小點腐蝕狀凹部的尺寸?！补怆姌O的制造〕光電極例如能夠通過如下方法進行制造。首先，在上述表面粗糙化的不銹鋼板的粗糙化表面上涂敷含有氧化物半導體粒子的涂料(糊狀或者液體狀的涂料)并使其干燥， 而形成涂膜。其后，將該涂膜焙燒并使氧化物粒子燒結，形成多孔質(zhì)半導體層。焙燒只要將各不銹鋼板放入加熱爐，保持在燒結適度進行的溫度(例如400 600°C)即可。作為氧化物半導體通常是TiO2，但是也能夠使用aiO、SnO2、ZiO2等。也可以將這些氧化物復合使用。 通過將這樣得到的多孔質(zhì)半導體層浸漬于分散有敏化染料的有機溶劑中，使半導體層擔載敏化染料。只要將各不銹鋼板浸漬于上述有機溶劑中即可。作為敏化染料以釕絡合物染料為代表?！矊χ秒姌O的制造〕對置電極可通過使透光性導電材料保持于玻璃板、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)薄膜等透光基板的表面，再在透光性導電材料的表面形成催化劑薄膜層來制造。透光性導電材料可使用ITO(銦錫氧化物)、FT0(摻氟氧化錫)、Τ0(氧化錫)等導電膜。作為催化劑薄膜層合適的是鉬、鎳等金屬膜，或者聚苯胺、聚乙撐二氧噻吩等導電性高分子膜。金屬膜例如可通過濺射法形成。導電性高分子膜例如可通過旋涂法形成。對置電極具有波長500nm 的光的透過率為55%以上的可見光透過性最為合適。該情況下，可得到高的光電轉換效率。 光的透過率隨催化劑薄膜層的厚度而變化。催化劑薄膜層越薄透過率越高。但是，若催化劑薄膜層過薄，則引起催化劑作用的降低而致使光電轉換效率下降。進行各種研究的結果是， 在催化劑為鉬或者鎳的情況下，優(yōu)選在0. 5 5nm的范圍對催化劑薄膜層的膜厚進行調(diào)整。 在催化劑為聚苯胺的情況下，優(yōu)選在1 IOnm的范圍對催化劑薄膜層的膜厚進行調(diào)整?！搽姵氐臉嫵伞骋允构怆姌O的半導體層和對置電極的催化劑薄膜層隔著電解液而相面對的方式配置上述光電極和對置電極，由此構成本發(fā)明的染料敏化型太陽能電池。實施例1對表1所示組成的不銹鋼進行熔煉，經(jīng)過一般的不銹鋼板制造工序來制造板厚 0. 2mm的冷軋退火鋼板(No. 2D精加工)。表1中，組織一欄“ α ”表示鐵素體類、“ γ ”表示奧氏體類。表中的“_”(連字符)表示在煉鋼現(xiàn)場的通常分析方法的測定極限以下。表 權利要求
1.一種染料敏化型太陽能電池，其具有使用了不銹鋼板的光電極及使用了透光性導電材料的對置電極，其中，光電極以不銹鋼板作為基材，將擔載有敏化染料的半導體層設置于所述基材的粗糙化表面上，所述不銹鋼板含Cr 16質(zhì)量％以上、Mo :0. 3質(zhì)量％以上且具有與JIS G4305 :2005 中所規(guī)定的鐵素體類不銹鋼相當?shù)幕瘜W組成，而且具有形成有點腐蝕狀凹部并將算術平均粗糙度Ra調(diào)整到0. 2 μ m以上的粗糙化表面；對置電極在透光性導電材料的表面形成有催化劑薄膜層，且具有可見光透過性； 光電極的半導體層和對置電極的催化劑薄膜層隔著電解液而相面對。
2.權利要求1所述的染料敏化型太陽能電池，其中，光電極所使用的不銹鋼含有Cr16 質(zhì)量％以上、Mo :0. 3質(zhì)量％以上，且具有與JIS G4305 :2005中所規(guī)定的奧氏體類不銹鋼相當?shù)幕瘜W組成。
3.權利要求1所述的染料敏化型太陽能電池，其中，光電極所使用的不銹鋼是按質(zhì)量％計包含C :0. 15%以下、Si 1. 2%以下、Mn :1. 2%以下、P :0. 04%以下、S :0. 03%以下、 Ni 0. 6% 以下、Cr :16 32%、Mo :0. 3 3%、Cu :0 l%、Nb :0 l%、Ti :0 1%、A1 0 0. 2%、N :0. 025%以下、B :0 0. 01%、剩余部分為！^及不可避免的雜質(zhì)的鐵素體類不銹鋼。
4.權利要求1所述的染料敏化型太陽能電池，其中，光電極所使用的不銹鋼是按質(zhì)量％計包含C :0. 15%以下、Si 以下、Mn :2. 5%以下、P :0. 045%以下、S :0. 03%以下、 Ni 6 28%、Cr :16 32%、Mo :0. 3 7%、Cu 0 3. 5%,Nb 0 l%、Ti 0 1%、A1 0 0. 1%、N :0. 3%以下、B :0 0. 01%、剩余部分為！^及不可避免的雜質(zhì)的奧氏體類不銹鋼。
5.權利要求1 4中任一項所述的染料敏化型太陽能電池，其中，對置電極具有波長 500nm的光的透過率達到55%以上的可見光透過性。
6.權利要求1 5中任一項所述的染料敏化型太陽能電池，其中，構成對置電極的催化劑薄膜層的催化劑為鉬、鎳或者導電性高分子。
7.權利要求6所述的染料敏化型太陽能電池，其中，催化劑為鉬或鎳，催化劑薄膜層的膜厚為0. 5 5nm。
8.權利要求6所述的染料敏化型太陽能電池，其中，催化劑為導電性高分子，催化劑薄膜層的膜厚為1 10nm。
9.權利要求1 8中任一項所述的染料敏化型太陽能電池，其中，光電極所使用的基材不銹鋼板的所述粗糙化表面在相鄰的凹部彼此相接的部分具有棱狀邊界。
10.權利要求1 9中任一項所述的染料敏化型太陽能電池的制造方法，其具有如下工序通過使不銹鋼板在存在3價鐵離子的水溶液中進行蝕刻而形成點腐蝕狀凹部，由此得到具有算術平均粗糙度Ra為0. 2 μ m以上的粗糙化表面的基材的工序； 在所述粗糙化表面上形成含有氧化物半導體粒子的涂膜的工序； 將所述涂膜進行焙燒而制成多孔質(zhì)半導體層的工序；通過將所述半導體層浸漬于分散有敏化染料的溶劑中而使敏化染料擔載于半導體層上，制成在基材不銹鋼板的粗糙化表面上具備擔載有敏化染料的半導體層的光電極的工序；以光電極的半導體層和對置電極的催化劑薄膜層相面對的方式，配置所述光電極和在透光性導電材料的表面形成催化劑薄膜層而成的可見光透過性的對置電極，且在兩電極間封入電解液的工序。
11.權利要求10所述的染料敏化型太陽能電池的制造方法，其中，存在3價鐵離子的水溶液為含氯化鐵的水溶液。
全文摘要
本發(fā)明提供一種染料敏化型太陽能電池，其具有使用了不銹鋼板的光電極及使用了透光性導電材料的對置電極，其中，光電極以不銹鋼板作為基材，將擔載有敏化染料的半導體層設置于所述基材的粗糙化表面上，所述不銹鋼板具有含Cr16質(zhì)量％以上、Mo0.3質(zhì)量％以上的化學組成，且具有形成點腐蝕狀凹部并將算術平均粗糙度Ra調(diào)整到0.2μm以上的粗糙化表面；對置電極在透充性導電材料的表面形成有催化劑薄膜層且具有可見光透過性，光電極的半導體層和對置電極的催化劑薄膜層隔著電解液而相面對，由此得到光電轉換效率得到了改善的廉價染料敏化型太陽能電池。
文檔編號C22C38/54GK102576920SQ20098016102
公開日2012年7月11日 申請日期2009年8月20日 優(yōu)先權日2009年8月20日
發(fā)明者藤井孝浩, 西田義勝 申請人:日新制鋼株式會社