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1、(10)申请公布号 CN 103004012 A (43)申请公布日 2013.03.27 CN 103004012 A *CN103004012A* (21)申请号 201180036245.4 (22)申请日 2011.08.25 188515/2010 2010.08.25 JP 243864/2010 2010.10.29 JP H01M 14/00(2006.01) H01B 1/06(2006.01) H01L 31/04(2006.01) (71)申请人 横滨橡胶株式会社 地址 日本东京都 (72)发明人 丸山司 (74)专利代理机构 北京市中咨律师事务所 11247 代理人 李。
2、照明 段承恩 (54) 发明名称 光电转换元件用电解质、 以及使用该电解质 的光电转换元件和染料敏化太阳能电池 (57) 摘要 本发明的目的是提供实现优异的耐湿性的光 电转换元件用电解质。本发明的光电转换元件用 电解质含有有机盐化合物 (A) 和层状粘土矿物 (B), 上述有机盐化合物(A) 以阳离子换算大于50 质量 % 的量含有具有确定的阳离子的有机盐化合 物 (a1)。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2013.01.24 (86)PCT申请的申请数据 PCT/JP2011/069206 2011.08.25 (87)PCT申请的公布数据 WO2012/026538。
3、 JA 2012.03.01 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 27 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 27 页 附图 1 页 1/1 页 2 1. 一种光电转换元件用电解质, 含有具有下述式 (1) 或 (2) 所示的阳离子的有机盐化 合物 (A)、 和层状粘土矿物 (B), 所述有机盐化合物 (A) 含有以阳离子换算大于 50 质量 % 的有机盐化合物 (a1), 所述有机盐化合物 (a1) 是, 下述式 (1) 中的 R1可具有的取代基、 R2和 R3中的至少 1 个 表示碳原子数 5 20 的可以。
4、含有杂原子的烃基时的化合物、 或下述式 (2) 中的 R4、 R5、 R6和 R7中的至少 1 个表示碳原子数 5 20 的可以含有杂原子的烃基时的化合物, 式(1)中, R1表示碳原子数120的可以含有杂原子的烃基, 其可以具有碳原子数1 20 的可以含有杂原子的取代基, R2和 R3分别独立地表示氢原子或碳原子数 1 20 的可以 含有杂原子的烃基, 其中, 在氮原子含有双键时, R3不存在, 式 (2) 中, Q 表示氮原子、 氧原子、 磷原子或硫原子, R4、 R5、 R6和 R7分别独立地表示氢 原子或碳原子数 1 20 的可以含有杂原子的烃基, 其中, 在 Q 是氧原子或硫原子时,。
5、 R7不存 在, 在 Q 是硫原子时, R4和 R5也可以连接在一起。 2. 如权利要求 1 所述的光电转换元件用电解质, 所述有机盐化合物 (A) 中的所述有机 盐化合物 (a1) 的含量, 以阳离子换算在 90 质量 % 以下。 3. 如权利要求 1 或 2 所述的光电转换元件用电解质, 所述有机盐化合物 (A) 具有硫氰 酸根阴离子。 4. 如权利要求 1 3 的任一项所述的光电转换元件用电解质, 所述有机盐化合物 (A) 含有有机盐化合物 (a2), 所述有机盐化合物 (a2) 是上述式 (1) 中的 R2和 R3所表示的烃基是碳原子数 1 4 的 可以含有杂原子的烃基时的化合物、 或。
6、上述式 (2) 中的 R4、 R5、 R6和 R7所表示的烃基是碳原 子数 1 4 的可以含有杂原子的烃基时的化合物。 5. 如权利要求 1 4 的任一项所述的光电转换元件用电解质, 所述层状粘土矿物 (B) 具有烷基甲硅烷基。 6. 如权利要求 1 5 的任一项所述的光电转换元件用电解质, 还含有沸点是 150以 上、 相对介电常数是 20 以上的有机溶剂 (C)。 7. 一种光电转换元件, 具备 : 具有透明导电膜和金属氧化物半导体多孔质膜的光电极、 与所述光电极对向配置的对向电极、 配置在所述光电极和所述对向电极之间的电解质层, 所述电解质层是权利要求 1 6 的任一项所述的光电转换元件。
7、用电解质。 8. 一种染料敏化太阳能电池, 在权利要求 7 所述的光电极上担载有光敏化染料。 权 利 要 求 书 CN 103004012 A 2 1/27 页 3 光电转换元件用电解质、 以及使用该电解质的光电转换元 件和染料敏化太阳能电池 技术领域 0001 本发明涉及光电转换元件用电解质、 以及使用该电解质的光电转换元件和染料敏 化太阳能电池。 背景技术 0002 近年来, 被认为是由二氧化碳的增加引起的地球变暖等的环境问题变得严峻, 作 为对环境负荷小、 且能够降低制造成本的太阳能电池, 非硅系太阳能电池受到关注, 并对其 进行了研究开发。 0003 非硅系太阳能电池中, 特别是, 由。
8、瑞士的等人开发出的染料敏化太阳 能电池, 在使用有机材料的太阳能电池中, 具有光电转换效率高、 制造成本比硅系太阳能电 池低等的优点, 作为新型的太阳能电池受到关注。 0004 但染料敏化太阳能电池, 由于是电化学电池, 所以要使用作为电解质的有机电解 液、 离子性液体等, 在使用有机电解液时, 存在在长期使用时发生挥发或枯竭, 使发电效率 降低的问题, 此外, 在使用离子性液体时, 尽管能够防止长期使用时的挥发、 枯竭, 但液漏会 造出结构劣化等的耐久性问题。 0005 于是, 以防止电解液的挥发、 液漏、 确保太阳能电池的长期稳定性、 耐久性为目的, 进行了将电解质从液状变为凝胶状、 固体。
9、状的研究。例如, 在专利文献 1 中记载了 “含有 (i)层状粘土矿物和/或有机化层状粘土矿物以及(ii)离子性液体的光电转换元件用电解 质。 ” (。权利要求 1 )。 0006 现有技术文献 0007 专利文献 0008 专利文献 1: 日本特表 2007-531206 号公报 发明内容 0009 发明要解决的课题 0010 本发明人对专利文献 1 中记载的使用光电转换元件用电解质的光电转换元件进 行了研究, 结果明白了, 如果在 85%RH( 相对湿度 ) 程度的环境下放置 200 小时程度以上, 则 有光电转换效率降低的情况。 0011 可以想到, 这是由于侵入到光电转换元件内的水分、。
10、 湿气使电解质、 敏化染料变质 的缘故。 0012 于是, 本发明的目的是, 提供实现优异的耐湿性的光电转换元件用电解质。 0013 解决课题的手段 0014 本发明人为了解决上述课题进行了深入结果, 结果发现, 通过使用配合了特定量 的具有规定碳原子数的烃基的有机盐化合物而成的电解质, 所得的光电转换元件的耐湿性 优异, 从而完成本发明。 说 明 书 CN 103004012 A 3 2/27 页 4 0015 即、 本发明提供了以下的 (i) (viii)。 0016 (i). 一种光电转换元件用电解质, 含有具有下述式 (1) 或 (2) 所示的阳离子的有 机盐化合物 (A)、 和层状粘。
11、土矿物 (B), 0017 所述有机盐化合物 (A) 含有以阳离子换算大于 50 质量 % 的有机盐化合物 (a1), 0018 所述有机盐化合物 (a1) 是, 下述式 (1) 中的 R1可具有的取代基、 R2和 R3中的至 少 1 个表示碳原子数 5 20 的可以含有杂原子的烃基时的下述式 (1) 的化合物、 或下述式 (2) 中的 R4、 R5、 R6和 R7中的至少 1 个表示碳原子数 5 20 的可以含有杂原子的烃基时的 下述式 (2) 的化合物, 0019 0020 式 (1) 中, R1表示碳原子数 1 20 的可以含有杂原子的烃基, 其可以具有碳原子 数 1 20 的可以含有杂。
12、原子的取代基, R2和 R3分别独立地表示氢原子或碳原子数 1 20 的可以含有杂原子的烃基, 其中, 在氮原子含有双键时, R3不存在, 0021 式 (2) 中, Q 表示氮原子、 氧原子、 磷原子或硫原子, R4、 R5、 R6和 R7分别独立地表示 氢原子或碳原子数 1 20 的可以含有杂原子的烃基, 其中, 在 Q 是氧原子或硫原子时, R7不 存在, 在 Q 是硫原子时, R4和 R5也可以连接在一起。 0022 (ii).如上述(i)所述的光电转换元件用电解质, 所述有机盐化合物(A)中的所述 有机盐化合物 (a1) 的含量, 以阳离子换算在 90 质量 % 以下。 0023 (。
13、iii). 如上述 (i) 或 (ii) 所述的光电转换元件用电解质, 所述有机盐化合物 (A) 具有硫氰酸根阴离子。 0024 (iv).如上述(i)(iii)的任一项所述的光电转换元件用电解质, 所述有机盐化 合物 (A) 含有有机盐化合物 (a2), 0025 所述有机盐化合物 (a2) 是上述式 (1) 中的 R2和 R3所表示的烃基是碳原子数 1 4 的可以含有杂原子的烃基时的上述式 (1) 的化合物、 或上述式 (2) 中的 R4、 R5、 R6和 R7所 表示的烃基是碳原子数 1 4 的可以含有杂原子的烃基时的上述式 (2) 的化合物。 0026 (v).如上述(i)(iv)的任。
14、一项所述的光电转换元件用电解质, 所述层状粘土矿 物 (B) 具有烷基甲硅烷基。 0027 (vi). 如上述 (i) (v) 的任一项所述的光电转换元件用电解质, 还含有沸点是 150以上、 相对介电常数是 20 以上的有机溶剂 (C)。 0028 (vii). 一种光电转换元件, 具备 : 0029 具有透明导电膜和金属氧化物半导体多孔质膜的光电极、 0030 与所述光电极对向配置的对向电极、 0031 配置在所述光电极和所述对向电极之间的电解质层, 0032 所述电解质层是上述 (i) (vi) 的任一项所述的光电转换元件用电解质。 0033 (viii). 一种染料敏化太阳能电池, 在。
15、上述 (vii) 所述的光电极上担载有光敏化 染料。 说 明 书 CN 103004012 A 4 3/27 页 5 0034 发明效果 0035 本发明能够提供实现优异的耐湿性的光电转换元件用电解质。 附图说明 0036 图 1 是显示本发明的光电转换元件的基本构造的一例模式截面图。 0037 图 2 是显示实施例等中使用的本发明的染料敏化太阳能电池的基本构造的图。 具体实施方式 0038 光电转换元件用电解质 0039 本发明的光电转换元件用电解质 ( 下面也简称为 “本发明的电解质” 。) 含有具有 上述式 (1) 或 (2) 所示阳离子的有机盐化合物 (A)、 和层状粘土矿物 (B),。
16、 上述有机盐化合 物(A)含有以阳离子换算大于50质量%的量的有机盐化合物(a1), 上述有机盐化合物(a1) 是、 上述式 (1) 中的 R1可具有的取代基、 R2和 R3中的至少 1 个表示碳原子数 5 20 的可以 含有杂原子的烃基时的合物, 或上述式 (2) 中的 R4、 R5、 R6和 R7中的至少 1 个表示碳原子数 5 20 的可以含有杂原子的烃基时的化合物。 0040 此外, 本发明的电解质, 由于使用本发明的电解质而成的光电转换元件 ( 下文中 也称作 “本发明的光电转换元件” 。) 的耐湿性更好的原因, 优选还含有沸点是 150以上, 相对介电常数是 20 以上的有机溶剂 。
17、(C)。 0041 下面, 首先对本发明的电解质的各成分予以详细说明。 0042 有机盐化合物 (A) 0043 本发明的电解质中使用的有机盐化合物 (A) 为具有上述式 (1) 或 (2) 所示阳离子 以及作为其反荷离子的阴离子的有机盐化合物。 0044 作为上述式(1)中的R1所表示的具有碳原子数120的可以含有杂原子的烃基, 优选与上述式 (1) 中的氮原子 ( 铵根离子 ) 一起采取环结构。 0045 作为上述式 (1) 中的 R1可具有的、 碳原子数 1 20 的可以含有杂原子的取代基, 优选碳原子数 1 20 的烷基 ( 例如, 甲基、 乙基、 丙基、 丁基、 戊基、 己基、 庚基。
18、、 辛基、 乙基己 基、 壬基、 癸基、 十二烷基、 十一烷基、 十六烷基、 十八烷基、 环丙基甲基、 三氟乙基等 )、 碳原 子数 2 20 的链烯基 ( 例如, 乙烯基、 丙烯基等 )、 碳原子数 6 20 的芳基 ( 例如, 苯基、 甲 苯基、 萘基等 )、 碳原子数 7 20 的芳烷基 ( 例如, 苄基、 苯基乙基、 苯基丙基等 )、 碳原子数 1 20 的烷氧基 ( 例如, 甲氧基、 乙氧基、 正丙氧基、 异丙氧基、 正丁氧基、 叔丁氧基、 仲丁氧 基、 正戊氧基、 正己氧基、 1,2- 二甲基丁氧基、 庚氧基、 辛氧基、 壬氧基、 癸氧基、 苯氧基、 甲基 苯氧基、 乙基苯氧基等 。
19、)、 碳原子数 2 20 的烷基烷氧基 ( 例如, 亚甲基甲氧基 (-CH2OCH3)、 亚乙基甲氧基 (-CH2CH2OCH3)、 正亚丙基 - 异丙氧基 (-CH2CH2CH2OCH(CH3)2)、 亚甲基 - 叔丁 氧基 (-CH2-O-C(CH3)3、 亚丁基甲氧基、 亚戊基甲氧基、 亚己基甲氧基、 亚庚基甲氧基、 亚辛基 甲氧基、 亚壬基甲氧基、 亚癸基甲氧基、 亚甲基乙氧基、 亚乙基乙氧基、 亚丙基乙氧基、 亚丁 基乙氧基、 亚戊基乙氧基、 亚己基乙氧基、 亚乙基乙氧基甲氧基、 环丙基甲氧基、 环己基甲氧 基、 甲基苯氧基、 甲氧基苯氧基、 乙氧基苯氧基、 苯氧基苯氧基等)。 此外。
20、, 上述式(1)中的R1 也可以具有 2 个以上取代基。 0046 作为上述式 (1) 中的 R2和 R3所表示的碳原子数 1 20 的可以含有杂原子的烃 说 明 书 CN 103004012 A 5 4/27 页 6 基, 具体地说, 可以列举出碳原子数 1 20 的烷基 ( 例如, 甲基、 乙基、 丙基、 丁基、 戊基、 己 基、 庚基、 辛基、 乙基己基、 壬基、 癸基、 十二烷基、 十一烷基、 十六烷基、 十八烷基、 环丙基甲 基、 三氟乙基等 )、 碳原子数 2 20 的链烯基 ( 例如, 乙烯基、 烯丙基等 )、 碳原子数 6 20 的芳基 ( 例如, 苯基、 甲苯基、 萘基等 )。
21、、 碳原子数 7 20 的芳烷基 ( 例如, 苄基、 苯基 乙基、 苯基丙基等 )、 碳原子数 1 20 的烷氧基 ( 例如, 甲氧基、 乙氧基、 正丙氧基、 异丙氧 基、 正丁氧基、 叔丁氧基、 仲丁氧基、 正戊氧基、 正己氧基、 1,2- 二甲基丁氧基、 庚氧基、 辛氧 基、 壬氧基、 癸氧基、 苯氧基、 甲基苯氧基、 乙基苯氧基等 )、 碳原子数 2 20 的烷基烷氧 基 ( 例如, 亚甲基甲氧基 (-CH2OCH3)、 亚乙基甲氧基 (-CH2CH2OCH3)、 正亚丙基 - 异丙氧基 (-CH2CH2CH2OCH(CH3)2)、 亚甲基 - 叔丁氧基 (-CH2-O-C(CH3)3、。
22、 亚丁基甲氧基、 亚戊基甲氧基、 亚己基甲氧基、 亚庚基甲氧基、 亚辛基甲氧基、 亚壬基甲氧基、 亚癸基甲氧基、 亚甲基乙氧 基、 亚乙基乙氧基、 亚丙基乙氧基、 亚丁基乙氧基、 亚戊基乙氧基、 亚己基乙氧基、 亚乙基乙 氧基甲氧基、 环丙基甲氧基、 环己基甲氧基、 甲基苯氧基、 甲氧基苯氧基、 乙氧基苯氧基、 苯 氧基苯氧基等 ) 等。 0047 作为上述式 (2) 中的 R4、 R5、 R6和 R7所表示的碳原子数 1 20 的可以含有杂原子 的烃基, 具体可以列举出例如, 作为上述式 (1) 中的 R2和 R3所表示的、 碳原子数 1 20 的 可以含有杂原子的烃基所列举出的例子。 00。
23、48 作为上述式 (1) 所示的阳离子, 可以列举出例如, 咪唑离子、 吡啶离子、 吡咯 烷离子、 哌啶离子等, 具体地说, 优选列举下述式 (3) (6) 的任一个所示的阳离子。 0049 其中, 下述式(3)和(5)所示的阳离子, 由于使用本发明的电解质而成的光电转换 元件的光电转换效率具有变得更好的倾向的原因, 而优选。 0050 0051 式 (3) (6) 中, R 分别独立地表示碳原子数 1 20 的可以含有杂原子的烃基。 0052 作为上述式 (2) 所示的阳离子, 可以列举出例如, 铵根离子、 锍离子、离子、 氧 离子等的有机阳离子, 其中, 脂肪族季铵根离子、 锍离子 ( 特。
24、别是, 噻吩离子 ), 由于本 发明的光电转换元件的光电转换效率有变得更好的倾向的原因, 而优选。 0053 另一方面, 作为上述有机盐化合物 (A) 所具有的阴离子, 具体优选例示 I-、 Br-、 AlCl4-、 Al2Cl7-、 NO3-、 BF4-、 PF6-、 CH3COO-、 CF3COO-、 CF3SO3-、 (CN)4B-、 SCN-、 (CF3SO2)2N-、 (CN)2N-、 (CF3SO2)3C-、 (CN)3C-、 AsF6-、 SbF6-、 F(HF)n-、 CF3CF2CF2CF2SO3-、 (CF3CF2SO2)2N-、 CF3CF2CF2COO-等。 0054 。
25、其中, 由于本发明的光电转换元件的光电转换效率有变得更好的倾向的原因, 而 优选溴离子 (Br-)、 碘离子 (I-), 更优选碘离子 (I-)。 0055 此外, 从本发明的光电转换元件的耐湿热性变得良好的观点来看, 优选硫氰酸根 阴离子 (SCN-)( 包括作为连接异构体的异硫氰酸根阴离子。以下也同样。)。可以想到这是 说 明 书 CN 103004012 A 6 5/27 页 7 由于, 如后述实施例所示, 考虑到使用配位了硫氰酸根阴离子的金属配合物 ( 例如, 后述的 钌配合物染料 ) 时发挥的效果, 即使在加热使硫氰酸根阴离子的配位从金属配合物脱离的 情况, 有机盐化合物 (A) 所。
26、具有的硫氰酸根阴离子也能够再次配位, 保持作为染料的功能、 即、 吸收光、 释放电子的功能的缘故。 0056 作为上述有机盐化合物 (A), 可以列举出例如, 由上述例示的阳离子和阴离子的组 合构成的有机盐化合物等。 0057 其中, 由于本发明的光电转换元件的光电转换效率变得更好的原因, 优选作为阳 离子具有咪唑离子、 作为阴离子具有碘离子的有机盐化合物, 由于本发明的光电转换元 件的耐湿热性变得良好的原因, 优选具体硫氰酸根阴离子的有机盐化合物, 更优选一并使 用具有咪唑离子和碘离子的有机盐化合物、 和具有硫氰酸根阴离子的有机盐化合物。 0058 对上述有机盐化合物 (A) 的合成方法没有。
27、特殊限定, 可以通过使用历来公知的方 法, 来合成由上述例示的阳离子和阴离子的组合组成的各种有机盐化合物。 0059 这样的上述有机盐化合物 (A) 要含有有机盐化合物 (a1)。于是, 在下面对该有机 盐化合物 (a1) 予以说明, 然后对上述有机盐化合物 (A) 所含有的、 有机盐化合物 (a1) 以外 的有机盐化合物 (a2) 也进行说明。 0060 有机盐化合物 (a1) 0061 上述有机盐化合物 (a1) 为、 上述式 (1) 中的 “R1可具有的取代基” 、“R2” 和 “R3” 这 3 个中的至少 1 个表示碳原子数 5 20 的可以含有杂原子的烃基时化合物、 或上述式 (2)。
28、 中的 “R4” 、“R5” 、“R6” 和 “R7” 这 4 个中的至少 1 个表示碳原子数 5 20 的可以含有杂原子 的烃基时的化合物。 0062 作为上述式 (1) 中的 R1可具有的取代基、 R2和 R3中的至少 1 个所表示的碳原子 数 5 20 的可以含有杂原子的烃基, 具体地说, 可以列举出碳原子数 5 20 的烷基 ( 例 如, 戊基、 己基、 庚基、 辛基、 乙基己基、 壬基、 癸基、 十二烷基、 十一烷基、 十六烷基、 十八烷 基、 环丙基甲基、 三氟乙基等 )、 碳原子数 6 20 的芳基 ( 例如, 苯基、 甲苯基、 萘基等 )、 碳 原子数 7 20 的芳烷基 ( 。
29、例如, 苄基、 苯基乙基、 苯基丙基等 )、 碳原子数 5 20 的烷氧基 ( 例如, 正戊氧基、 正己氧基、 1,2- 二甲基丁氧基、 庚氧基、 辛氧基、 壬氧基、 癸氧基、 苯氧基、 甲基苯氧基、 乙基苯氧基等 )、 碳原子数 5 20 的烷基烷氧基 ( 例如, 正亚丙基 - 异丙氧基 (-CH2CH2CH2OCH(CH3)2)、 亚甲基 - 叔丁氧基 (-CH2-O-C(CH3)3、 亚丁基甲氧基、 亚戊基甲氧基、 亚己基甲氧基、 亚庚基甲氧基、 亚辛基甲氧基、 亚壬基甲氧基、 亚癸基甲氧基、 亚甲基乙氧 基、 亚乙基乙氧基、 亚丙基乙氧基、 亚丁基乙氧基、 亚戊基乙氧基、 亚己基乙氧基。
30、、 亚乙基乙 氧基甲氧基、 环丙基甲氧基、 环己基甲氧基、 甲基苯氧基、 甲氧基苯氧基、 乙氧基苯氧基、 苯 氧基苯氧基等 ) 等。 0063 其中, 由于本发明的光电转换元件的耐湿性变得更优异的原因, 优选是碳原子数 6 20 的可以含有杂原子的烃基, 更优选是碳原子数 6 18 的可以含有杂原子的烃基, 进 而优选是碳原子数 6 18 的烷基 ( 己基、 庚基、 辛基 )。 0064 作为上述式 (2) 中的 R4、 R5、 R6和 R7中的至少 1 个所表示的碳原子数 5 20 的可 以含有杂原子的烃基, 具体地说, 可以列举出例如, 作为上述式 (1) 中的 R2和 R3中的至少 1 。
31、个所表示的碳原子数 5 20 的可以含有杂原子的烃基所例示出的。 0065 作为上述有机盐化合物 (a1) 所具有的上述式 (1) 所示的阳离子, 具体地说, 优选 说 明 书 CN 103004012 A 7 6/27 页 8 例如, 作为上述式 (3) (6) 的任一个所示的阳离子的, 上述式 (3) (6) 中的 R 中的至少 1 个分别独立地表示碳原子数 5 20 的可以含有杂原子的烃基时的阳离子。 0066 更具体地说, 可以列举出以下所示的阳离子。 0067 0068 作为上述有机盐化合物 (a1) 所具有的上述式 (2) 所示的阳离子, 具体地说, 优选 例示以下所示的阳离子。 。
32、0069 0070 作为这种上述有机盐化合物 (a1), 可以使用 1- 甲基 -3- 戊基碘化咪唑 0071 盐、 1- 甲基 -3- 己基碘化咪唑盐、 1- 甲基 -3- 辛基碘化咪唑盐、 1- 甲 基 -3- 壬基碘化咪唑盐、 1- 甲基 -3- 癸基碘化咪唑盐、 1- 甲基 -3- 十二烷基碘化咪唑 盐、 1-甲基-3-十六烷基碘化咪唑盐、 1-甲基-3-十八烷基碘化咪唑盐、 1-(2-甲 氧基乙氧基 ) 乙基 )-3-(2- 甲氧基乙氧基 ) 乙基 ) 碘化咪唑盐、 1- 烯丙基 -3- 戊基碘 化咪唑盐、 1-烯丙基-3-己基碘化咪唑盐、 1-烯丙基-3-辛基碘化咪唑盐、 1-烯丙。
33、 基 -3- 壬基碘化咪唑盐、 1- 烯丙基 -3- 癸基碘化咪唑盐、 1- 烯丙基 -3- 十二烷基碘化 咪唑盐、 1- 烯丙基 -3- 十六烷基碘化咪唑盐、 1- 烯丙基 -3- 十八烷基碘化咪唑盐、 1- 甲基 -3- 戊基咪唑硫氰酸盐、 1- 甲基 -3- 己基咪唑硫氰酸盐、 1- 甲基 -3- 辛基咪 唑硫氰酸盐、 1- 甲基 -3- 壬基咪唑硫氰酸盐、 1- 甲基 -3- 癸基咪唑硫氰酸盐、 1- 甲 基 -3- 十二烷基咪唑硫氰酸盐、 1- 甲基 -3- 十六烷基咪唑硫氰酸盐、 1- 甲基 -3- 十八 烷基咪唑硫氰酸盐、 1-(2- 甲氧基乙氧基 ) 乙基 )-3-(2- 甲氧。
34、基乙氧基 ) 乙基 ) 咪唑 硫氰酸盐、 1- 甲基 -3- 戊基碘化吡咯烷盐、 1- 甲基 -3- 己基碘化吡咯烷盐、 1- 甲 基 -3- 辛基碘化吡咯烷盐、 1- 甲基 -3- 壬基碘化吡咯烷盐、 1- 甲基 -3- 癸基碘化吡 咯烷盐、 1- 甲基 -3- 十二烷基碘化吡咯烷盐、 1- 甲基 -3- 十六烷基碘化吡咯烷盐、 1- 甲基 -3- 十八烷基碘化吡咯烷盐、 1-(2- 甲氧基乙氧基 ) 乙基 )-3-(2- 甲氧基乙氧 基 ) 乙基 ) 碘化吡咯烷盐、 四戊基碘化铵盐、 四己基碘化铵盐、 四庚基碘化铵盐、 四戊基 铵硫氰酸盐、 四己基铵硫氰酸盐、 四庚基铵硫氰酸盐、 戊基碘化。
35、四氢噻吩盐、 己基碘化四 说 明 书 CN 103004012 A 8 7/27 页 9 氢噻吩盐、 庚基碘化四氢噻吩盐、 辛基碘化四氢噻吩盐、 壬基碘化四氢噻吩盐、 戊基四氢噻吩硫氰酸盐、 己基四氢噻吩硫氰酸盐、 庚基四氢噻吩硫氰酸盐、 辛基四 氢噻吩硫氰酸盐、 壬基四氢噻吩硫氰酸等的合成品, 此外, 还可以使用市售品, 具体地 说, 可以使用例如, 1- 甲基 -3- 己基碘化咪唑盐 ( 公司制 )、 1- 甲基 -3- 辛基碘化 咪唑盐 ( 公司制 )、 1- 甲基 -3- 十二烷基碘化咪唑盐 ( 公司制 )、 1- 甲 基 -3- 己基咪唑硫氰酸盐 ( 东洋合成工业公司制 )、 1- 。
36、甲基 -3- 辛基咪唑硫氰酸盐 (公司制)、 四戊基碘化铵盐(公司制)、 四己基碘化铵盐(东京化成公司制)、 四庚基碘化铵盐 ( 东京化成公司制 )、 四戊基铵硫氰酸盐 ( 公司制 )、 四己基铵硫氰 酸盐 ( 公司制 )、 四庚基铵硫氰酸盐 ( 公司制 ) 等。 0072 需说明的是, 由于在有机盐化合物中, 有的显示互变异性, 所以本发明中的有机盐 化合物 (a1)、 和后述有机盐化合物 (a2) 包含该互变异构体。 0073 具体地说, 例如,“1- 甲基 -3- 戊基碘化咪唑盐”包含其互变异构体 “1- 戊 基 -3- 甲基碘化咪唑盐” ,“1- 甲基 -3- 己基碘化咪唑盐” 包含其。
37、互变异构体 “1- 己 基 -3- 甲基碘化咪唑盐” 。 0074 本发明中, 以阳离子换算上述有机盐化合物 (A) 的大于 50 质量 % 的量是上述有机 盐化合物 (a1)。这样使得本发明的光电转换元件耐湿性优异。 0075 可以想到, 这是由于, 通过使以阳离子换算、 占据上述有机盐化合物 (A) 的大于 50 质量 % 的量的上述有机盐化合物 (a1) 的阳离子具有碳原子数 5 20 的长链烃基, 上述有 机盐化合物 (A) 本身被疏水化, 从而能够防止大气中存在的水蒸气侵入的缘故。 0076 需说明的是, 阳离子换算是指除上述有机盐化合物 (A)( 有机盐化合物 (a1)、 有机 盐。
38、化合物 (a2) 中的阴离子之外, 仅是阳离子的质量。 0077 此外, 由于本发明的光电转换元件的耐湿性和光电转换效率这两者更优异的原 因, 优选以阳离子换算上述有机盐化合物 (A) 的 90 质量 % 以下是上述有机盐化合物 (a1), 更优选是大于 50 质量 %、 85 质量 % 以下, 进而优选是大于 50 质量 %、 80 质量 % 以下。 0078 进而, 由于本发明的光电转换元件的耐湿性变得更好的原因, 优选含有上述那样 具有硫氰酸根阴离子的有机盐化合物, 其含量优选为上述有机盐化合物 (A) 的 10 30 质 量 %。 0079 有机盐化合物 (a2) 0080 上述有机盐。
39、化合物(a2)是, 上述式(1)中的R2和R3所表示的烃基是碳原子数1 4 的可以含有杂原子的烃基时的化合物、 或上述式 (2) 中的 R4、 R5、 R6和 R7所表示的烃基是 碳原子数 1 4 的可以含有杂原子的烃基时的化合物。 0081 作为上述式 (1) 中的 R2和 R3所表示的碳原子数 1 4 的可以含有杂原子的烃基, 具体地说, 可以列举出碳原子数 1 4 的烷基 ( 例如, 甲基、 乙基、 丙基、 丁基等 )、 碳原子 数 1 4 的烷氧基 ( 例如, 甲氧基、 乙氧基、 正丙氧基、 异丙氧基、 正丁氧基、 叔丁氧基、 仲丁 氧基等 )、 碳原子数 2 4 的烷基烷氧基 ( 例。
40、如, 亚甲基甲氧基 (-CH2OCH3)、 亚乙基甲氧基 (-CH2CH2OCH3) 等 ) 等。 说 明 书 CN 103004012 A 9 8/27 页 10 0082 作为上述式 (2) 中 R4、 R5、 R6和 R7所表示的碳原子数 1 4 的可以含有杂原子的 烃基, 具体地说, 可以列举出例如, 作为上述式 (1) 中的 R2和 R3的、 碳原子数 1 4 的可以 含有杂原子的烃基所例示的, 等等。 0083 作为上述有机盐化合物 (a2) 所具有的上述式 (1) 所示的阳离子, 具体地说, 优选 例示出作为上述式 (3) (6) 的任一个所示的阳离子的、 上述式 (3) (6)。
41、 中的与 N+结合 的 R 分别独立地表示碳原子数 1 4 的可以含有杂原子的烃基时的阳离子。 0084 更具体地说, 可以列举出以下所示的阳离子。 0085 0086 作为上述有机盐化合物 (a2) 所具有的上述式 (2) 所示的阳离子, 具体地说, 优选 例示以下所示的阳离子。 0087 0088 作为这种上述有机盐化合物 (a2), 除了 1- 甲基 -3- 甲基碘化咪唑盐、 1- 乙 基 -3- 甲基碘化咪唑盐、 1- 甲基 -1- 丁基吡咯烷硫氰酸盐、 1- 甲基 -1- 乙基吡咯烷 硫氰酸等的合成品以外, 还可以使用市售品, 具体地说, 可以使用例如, 1- 甲基 -3- 丙基碘 。
42、化咪唑盐(东京化成公司制)、 1-甲基-3-丁基碘化咪唑盐(东京化成公司制)、 1-甲 说 明 书 CN 103004012 A 10 9/27 页 11 基 -1- 甲基 - 碘化吡咯烷盐 ( 公司制 )、 1- 乙基 -3- 甲基咪唑四氰基 硼盐 (Merck 公司制 )、 1- 乙基 -3- 甲基咪唑硫氰酸盐 (Merck 公司制 )、 1- 甲基 -3- 丁 基咪唑硫氰酸盐 (BASF 公司制 )、 1- 乙基 -3- 甲基咪唑双盐 ( 三氟甲基磺酰 ) 亚胺 盐 (Solvent Innovation 公司制 )、 四甲基碘化铵盐 ( 东京化成公司制 )、 四乙基碘化铵盐 ( 东京化。
43、成公司制 )、 四丙基碘化铵盐 ( 东京化成公司制 )、 四丁基碘化铵盐 ( 东京化成公 司制 )、 四甲基铵硫氰酸盐 (Merck 公司制 )、 四乙基铵硫氰酸盐 (Merck 公司制 )、 四丙基铵 硫氰酸盐 (Merck 公司制 )、 四丁基铵硫氰酸盐 (Merck 公司制 )、 甲基碘化四氢噻吩盐 (Merck 公司制 )、 乙基碘化四氢噻吩盐 (Merck 公司制 )、 丙基碘化四氢噻吩盐 (Merck 公司制 )、 丁基碘化四氢噻吩盐 (Merck 公司制 )、 甲基四氢噻吩四氰基硼盐 (Merck 公 司制 )、 乙基四氢噻吩四氰基硼盐 (Merck 公司制 )、 丙基四氢噻吩四。
44、氰基硼盐 (Merck 公司制 )、 丁基四氢噻吩四氰基硼盐 (Merck 公司制 )、 甲基四氢噻吩硫氰酸盐 (Merck 公司制 )、 乙基四氢噻吩硫氰酸盐 (Merck 公司制 )、 丙基四氢噻吩硫氰酸盐 (Merck 公 司制 )、 丁基四氢噻吩硫氰酸盐 (Merck 公司制 ) 等。 0089 本发明中, 上述有机盐化合物 (A) 的少于 50 体积 % 是上述有机盐化合物 (a2), 优 选是 15 体积 % 以上、 低于 50 体积 %。 0090 需说明的是, 上述有机盐化合物 (a1) 和上述有机盐化合物 (a2), 可以作为单体都 是固体, 但优选作为混合含有上述有机盐化合。
45、物 (a1) 和上述有机盐化合物 (a2) 的上述有 机盐化合物 (A) 是液体 ( 所谓的离子性液体 )。 0091 这样的上述有机盐化合物 (A) 的含量, 优选相对于本发明的电解质的总质量为 50 95 质量 %, 更优选是 65 95 质量 %。在含量在该范围时, 本发明的光电转换元件的光 电转换效率变得更为良好。 0092 层状粘土矿物 (B) 0093 对本发明的电解质中使用的层状粘土矿物 (B) 没有特殊限定, 但优选硅酸四面体 结合成二维片状的页硅酸盐, 作为其具体例, 可以列举出蒙脱石、 皂石、 贝得石、 绿脱石、 锂 蒙脱石、 硅镁石等蒙皂石系粘土矿物 ; 蛭石等蛭石系粘土。
46、矿物 ; 白云母、 金云母、 云母等云 母系粘土矿物 ; 等, 它们可以 1 种单独使用, 也可以 2 种以上并用。 0094 此外, 本发明的电解质中使用的层状粘土矿物 (B) 可以是天然物, 也可以是合成 品。 0095 其中, 优选在水中膨润、 具有阳离子交换能力的蒙皂石系粘土矿物、 膨润性的云 母。 0096 层状粘土矿物的阳离子交换容量优选为 10 300 毫当量 /100g。 0097 作为这种层状粘土矿物 (B), 可以使用市售品, 例如, 天然蒙脱石 ( 商品名 : 优选 使用 F、 平均粒径 : 0.1 1m、 工业公司制 )、 合成蒙皂石 ( 商品名 : SA、 平均粒径 。
47、: 20nm、 工业公司制 )、 合成膨润性云母 ( 商品名 : ME-100、 平均粒径 : 5 7m、 公司制 )、 合成蒙皂石 ( 商品名 : S N、 平均粒径 : 0.02m、 公司制 )、 合成蒙皂石 ( 商品名 : 说 明 书 CN 103004012 A 11 10/27 页 12 S F、 平均粒径 : 0.02m、 公司制 )。 0098 本发明中, 作为层状粘土矿物 (B) 可以使用有机化层状粘土矿物。 0099 有机化层状粘土矿物可以通过进行层状粘土矿物中的层间阳离子交换而进行, 例 如, 向上述层状粘土矿物的水系浆液添加有机离子, 搅拌使其反应, 从而得到。或向上述 。
48、层状粘土矿物的溶剂分散液中添加有机离子并搅拌, 通过有机离子 ( 阳离子 ) 交换 反应来得到。 0100 有机离子是指, 在含有氧、 硫、 氮等有孤对电子的元素的化合物中, 这些孤对电 子与质子或其它阳离子型试剂等进行配位结合而产生有机化合物, 由该有机化合物 产生的离子。 0101 对于用有机离子有机化的条件没有特殊限定, 优选相对于层状粘土矿物的阳 离子交换容量, 使0.32.0倍量的有机离子反应, 更优选以0.51.5倍量反应, 此外, 优选在 10 95的温度下反应。 0102 作为有机离子, 可以列举出例如, 铵根离子、离子、 氧离子、 锍离子等。 0103 其中, 铵根离子是最通常的, 具体地说, 可以列举出脂肪族铵根离子、 吡啶离 子、 喹啉离子、 咪唑离子、 吡咯烷离子、 哌啶离子、 甜菜碱类、 卵磷脂、 阳离子染 料 ( 色素 ) 等。 0104 此外, 优选下述式 (I。