专利名称：氧化物半导体电极的评价方法、评价装置和制造装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及氧化物半导体电极的评价方法、氧化物半导体电极的评价装置和氧化物半导体电极的制造装置。更具体地，本发明涉及氧化物半导体电极的评价方法、氧化物半导体电极的评价装置和氧化物半导体电极的制造装置，所述氧化物半导体电极用于染料敏化太阳能电池。
背景技术：
由于染料敏化太阳能电池采用电解溶液、在低生产成本下由便宜的原材料制成、 并且利用起到装饰作用的染料的特性，目前对染料敏化太阳能电池进行深入研究和开发。 通常的染料敏化太阳能电池由衬底、氧化物半导体电极、电子传输材料(例如，碘)和相对电极(counter electrode)组成，在所述衬底上形成有导电膜，所述氧化物半导体电极由氧化物半导体膜(例如，TiO2膜)和染料结合形成于衬底上。染料敏化太阳能电池包括有效地吸收可见光的染料(例如，由钌配合物得到)。由于光吸收，激发态的染料将电子注入TW2的导带。注入TW2的电子穿过阳极和外电路到达阴极。另一方面，已经向TiO2放出电子并且处于氧化状态的染料从电解溶液中的r接收电子，然后恢复成中性分子。在这个步骤中，r改变成13_。I3-通过外电路接收来自相对电极的电子，然后恢复成r。重复前面的循环以进行光电转换。氧化物半导体电极通常是形成于衬底上的TiA的薄膜，在所述衬底上形成有导电膜。为了形成TiA的薄膜，衬底涂覆有纳米尺寸的Tio2颗粒的糊状物，之后在约450°C下烘烤。产生的TiO2膜充满纳米尺寸的孔，孔的空隙吸收钌配合物的染料。通过将TiO2膜浸没在染料溶液中来实现染料的吸收。吸收到氧化物半导体电极的染料根据其数量而不同地影响染料敏化太阳能电池的特性。如日本专利公报No. 2004-79610 (在下文中称作专利文献1)中公开的，通过在碱性溶液中解吸附染料、之后通过比色法来确定吸收到氧化物半导体电极的染料的数量。
发明内容
不幸的是，在确定吸收到氧化物半导体电极的染料的数量之前，专利文献1中公开的方法需要耗时而辛苦的预处理(例如，将所吸收的染料溶解到碱性溶液中)。考虑到上述情况而完成本发明，本发明要提供氧化物半导体电极的评价方法、氧化物半导体电极的评价装置，该方法和装置能够以简单的方式快速地确定吸收到氧化物半导体电极的染料的数量。本发明还要提供用于制造具有良好特性的氧化物半导体电极的装置。解决上述问题的本发明涉及下列几个形式。本发明的第一形式在于氧化物半导体电极的评价方法，该方法包括对具有吸收到其中的染料的多孔氧化物半导体层执行拉曼光谱法，从而获得拉曼光谱，该拉曼光谱具有归因于染料的峰值和归因于氧化物半导体的峰值；从拉曼光谱获得染料吸收量的参数，该染料吸收量的参数由下列公式定义；以及根据所获得的染料吸收量的参数，评价吸收到多孔氧化物半导体层中的染料的量。(公式)染料吸收量的参数=(归因于染料的峰值强度)/(归因于氧化物半导体的峰值强度)本发明的第二形式在于氧化物半导体电极的评价方法，该方法包括用指向多孔氧化物半导体电极层的(定向成朝向入射光的)一个主平面上的多个测量点的激发射线， 来执行拉曼光谱法，从而获得拉曼光谱，该多孔氧化物半导体电极层吸收有染料，每个拉曼光谱都具有归因于染料的峰值和归因于氧化物半导体的峰值；根据拉曼光谱，获得染料吸收量的参数，该染料吸收量的参数由下列公式定义；以及根据获得的染料吸收量的参数，评价吸收到多孔氧化物半导体层的染料的状态。(公式)染料吸收量的参数=(归因于染料的峰值强度)/(归因于氧化物半导体的峰值强度)本发明的第三形式在于氧化物半导体电极的评价方法，该方法包括对吸收有染料的多孔氧化物半导体电极层的(定向成朝向入射光的)一个主平面执行拉曼映射，从而获得(在该一个主平面上)染料吸收量的参数的分布，该染料吸收量的参数由下列公式定义；以及根据染料吸收量的参数，评价吸收到多孔氧化物半导体层的染料的状态的步骤。(公式)染料吸收量的参数=(归因于染料的峰值强度)/(归因于氧化物半导体的峰值强度)本发明的第四形式在于种氧化物半导体电极的评价装置，该装置包括拉曼光谱仪和运算处理器，拉曼光谱仪对氧化物半导体电极的(定向成朝向入射光的)一个主平面的中心部分执行拉曼光谱法，运算处理器根据由拉曼光谱仪获得的拉曼光谱，来计算染料吸收量的参数，该染料吸收量的参数由下列公式定义，运算处理器将所计算的染料吸收量的参数与规定阈值相比较，并且评价装置在染料吸收量的参数超过规定阈值的情况下，认定氧化物半导体电极具有良好的特性。(公式)染料吸收量的参数=(归因于染料的峰值强度)/(归因于氧化物半导体的峰值强度)本发明的第五形式在于氧化物半导体电极的制造装置，该装置包括拉曼光谱仪、 运算处理器、控制单元和染料溶液供应器，拉曼光谱仪对氧化物半导体电极的(定向成朝向入射光的)一个主平面上的多个测量点执行拉曼光谱法，运算处理器根据由拉曼光谱仪获得的每个拉曼光谱，来计算染料吸收量的参数，该染料吸收量的参数由下列公式定义，运算处理器计算染料吸收量的参数的变化系数，该变化系数由(标准差/平均值)X100%定义，控制单元对变化系数与规定阈值向比较，并且提供对染料溶液供应器的反馈控制，以控制染料溶液供应器的供应操作。(公式)染料吸收量的参数=(归因于染料的峰值强度)/(归因于氧化物半导体的峰值强度) 本发明提供确定吸收到氧化物半导体电极的染料的量的简单快速方法。本发明还提供制造具有优异特性的氧化物半导体电极的装置。
图1是示出染料敏化太阳能电池的结构的示例的截面图；图2是示出用于测量的试件的结构的示例的截面图；图3是相对于染料吸收量的参数绘制出发电效率的图；图4是示出测量点的示例的示意图；图5是示出氧化物半导体电极的评价装置的结构的示例的示意图；图6是示出氧化物半导体电极的评价装置的操作的流程图；图7是示出氧化物半导体电极的评价装置的操作的流程图；图8是示出氧化物半导体电极的制造装置的结构的示例的示意图；图9是示出氧化物半导体电极的拉曼光谱的图；图10是吸收的染料的量和染料吸收量的参数之间的相关性的图示；图11是示出在不同条件下获得的拉曼光谱的图；图12是示出在不同条件下获得的拉曼光谱的图；图13是相对于染料吸收的持续时间绘制出染料吸收量的参数的图；图14是相对于染料吸收量的参数的变化系数绘制出发电的效率的图；和图15A和15B是示出染料吸收量的参数的分布的图像，该图像是拉曼映射的结果。
具体实施例方式
将在下面参考附图来描述本发明的实施例。以下列顺序进行描述t
第一实施 歹第二实施 歹第三实施 歹第四实施 歹第五实施 歹第六实施 歹第七实施 歹附加实施 歹
(说明氧化物半导体电极的评价方法的第一示例) (说明氧化物半导体电极的评价方法的第二示例) (说明氧化物半导体电极的评价方法的第三示例) (说明氧化物半导体电极的评价方法的第四示例) (说明染料敏化太阳能电池的制造方法) (说明氧化物半导体电极的评价装置) (说明氧化物半导体电极的制造装置) (或修改实施例)
第一实施例 [染料敏化太阳能电池的结构的示例]
为了易于理解本发明，本部分描述关于第一实施例的染料敏化太阳能电池的结构。图1是示出染料敏化太阳能电池的结构的示例的截面图。如图1所示，该太阳能电池由透明衬底11和相对衬底21组成，该透明衬底11和相对衬底21在他们之间支撑氧化物半导体电极层33、电解质层34和相对电极35。透明电极11由基板12和透明导电层13组成，该透明导电板13形成于基板12的一个主平面上。在透明导电层13上形成氧化物半导体电极层33，该氧化物半导体电极层33包含吸收到其中的染料。相对衬底21由基板22和
7透明导电层23组成，该透明导电层23形成于基板22的一个主平面上。在透明导电层23 上形成相对电极35。将透明衬底11和形成于透明衬底11上的氧化物半导体电极层33的组合件与相对衬底21和形成于相对衬底21上的相对电极35的组合件结合在一起，电解质层34置于两者之间。透明衬底11的与形成有氧化物半导体电极层33的平面相反的一侧用作光接收平面。也就是说，在氧化物半导体电极层33的两个主平面当中，面对透明衬底 11的主平面受到光L照射。另外，透明衬底11和(形成于相对衬底21上的)相对电极35 之间保持的区域具有用密封剂(未示出)密封的外周。(透明衬底)透明衬底11由基板12和透明导电层13组成，该透明导电层13形成于基板12的一个主平面上。另外，透明衬底11可以不需要透明导电层13，只要基板12是透明并且导电的。(基板)只要基板12是透明的，则不对基板12进行具体的限制。基板12可以由任何透明的无机或塑料材料形成。透明塑料材料是优选的，因为透明塑料材料有良好的加工性能并且重量轻。塑料材料可以形成膜、薄片或板，以用作基板12。此外，基板12应当优选在阻隔性能(阻挡水分和气体)、耐溶剂性和耐候性方面优越。无机材料的示例包括石英、蓝宝石和玻璃。塑料材料可以从任何已知的材料当中选择，例如，三醋酸纤维素(TAC)、聚酯 (TPEE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘苯二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺(PA)、芳纶、聚乙烯(PE)、聚丙烯酸酯、聚醚砜、聚砜、聚丙烯(PP)、二乙酰基纤维素、聚氯乙烯、丙烯酸树脂(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、环氧树脂、脲醛树脂、氨基甲酸乙酯树脂、蜜胺树脂和环烯烃聚合物(COP)。在这些无机塑料材料当中，在可见光区域中具有高透过率的材料是优选的(但是非必要)。(透明导电层)透明导电层13由ITO (氧化铟锡化合物)、FT0 (掺氟SnO2) ,ATO (掺锑SnO2)、Sn02、 ZnO和IZO(氧化铟锌化合物)当中的任意一种形成。通过气相沉积、溅射、涂覆等可以实现将透明导电层13形成为薄膜形式。(相对衬底)相对衬底21由基板22和透明导电层23组成，该透明导电层23形成于基板22的一个主平面上。(基板)基板22不需要是透明的，而可以是不透明的。基板22可以由上面对基板12举例说明的这些透明或不透明的无机或塑料材料当中的任意一种形成。金属是另一种不透明材料。(透明导电层)透明导电层23由ITO (氧化铟锡化合物)、FT0 (掺氟SnO2) ,ATO (掺锑SnO2)、Sn02、 ZnO和IZO(氧化铟锌化合物)当中的任意一种形成。通过气相沉积、溅射、涂覆等可以实现将透明导电层23形成为薄膜形式。(相对电极)相对电极35可以由任何导电材料形成。只要相对电极35具有形成于面对电解质层34的平面上的导电催化剂层，则由绝缘材料形成的相对电极35也是可接受的。导电材料可以优选地从电化学稳定的材料当中选择，例如，钼、金、碳和导电聚合物。(氧化物半导体电极层)氧化物半导体电极层33是含有吸收到其中的染料的多孔氧化物半导体的薄膜。 由氧化物半导体细颗粒(例如，TiO2)通过涂覆以及随后烧结来在透明导电层13上形成氧化物半导体电极层33，所述氧化物半导体细颗粒由具有1到200nm的平均直径(优选5到 IOOnm)的原始粒子(primary particle)组成。氧化物半导体电极层33的基体应当优选为 η型半导体，所述η型半导体以导带中的光激电子用作阳极电流的载流子的方式来起作用。除了 TW2之外用于氧化物半导体的其他候选物包括例如金属氧化物半导体，例如，MgO, ZnO, WO3> Nb2O5, TiSrO3和SnO20这些候选物当中，锐钛矿型的TiO2是优选的。上面列出的示例不是排他的，可以使用除了列出的之外的任何其他材料。氧化物半导体电极层33可以由在种类或颗粒尺寸方面不同的氧化物半导体彼此组合而形成。(染料)氧化物半导体电极层33是具有已经被吸收的染料(能实现敏化作用)的多孔氧化物半导体的层。染料可以从金属配合物染料(例如，钌配合物染料、钼配合物染料、锌配合物染料和钯配合物染料)和有机染料(例如，甲川染料、咕吨染料、吓啉染料、偶氮染料、 香豆素染料和多烯染料)中选择。这些染料可以彼此组合来使用。(电解质层)电解质层34是由溶解在电解质中的、能够实现可逆的氧化还原反应的至少一种物质的溶液形成的层。例如，氧化还原系统包括卤素(例如，I_/I3lPBr7Br2)、类卤素(例如，醌/氢醌和SCN_/(SCN)2)和金属离子(例如，铁(II)离子/铁(III)离子和铜(I)/铜 (II)离子)。这些示例不是排他的。用于电解质层34的电解质可以是液体电解质或固体电解质。固体电解质可以是聚合凝胶状电解质(包括电解质的聚合物质)或无机固体电解质。具体的和优选的示例包括碘(I2)与金属碘化物或有机碘化物的组合、溴(Br2)与金属溴化物或有机溴化物的组合、 离子化合物(例如，亚铁氰酸盐/铁氰酸盐和二茂铁/ 二茂铁盐离子)、紫精染料和氢醌/ 醌。金属化合物应当优选包括阳离子，例如，Li、Na、K、Mg、Ca和Cs。有机化合物应当优选包括从季铵化合物(例如，四烷基铵)、吡啶和咪唑中选出的阳离子。这些示例不是排他的， 并且可以彼此组合来使用。上面列出的电解质当中的具体优选的是I2与Lil、Nal、咪唑碘化物或季铵碘化物的离子溶液的组合。电解质可以与添加剂(例如，4-叔丁基吡啶和羧酸) 结合，以提高开路电压。用于电解质的溶剂可以从极性溶剂(例如，乙腈、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、Y - 丁内酯、吡啶和二甲基乙酰胺)和室温熔融盐(例如，甲基丙基碘化咪唑嗡)以及二者的混合物中选择。通常使用的溶剂是水、乙醇、醚类、酯类、碳酸酯、内酯、羧酸酯、磷酸三酯、杂环化合物、腈类、酮类、酰胺类、硝基甲烷、卤代烃、二甲基亚砜、环丁砜、N-甲基吡咯烷酮、1， 3-二甲基咪唑啉酮、3-甲基恶唑烷酮和烃类。这些溶剂可以彼此组合来使用。溶剂还可以是四烷基化合物、吡啶化合物和咪唑基季铵盐的离子溶液当中的任意一种。电解质层34可以选择性地与从无机盐(例如，碘化锂和碘化钠)和咪唑或季铵的熔融盐中选择的支持电解质结合。
(染料敏化太阳能电池的操作)染料敏化太阳能电池以下面说明的方式起作用。太阳能电池接收入射在透明衬底 11的接收表面上的光L。接收的光穿过透明衬底11，并且入射到氧化物半导体电极层33上。 入射光激发吸收到氧化物半导体电极层33中的敏化染料，从而释放出电子。释放的电子快速地从敏化染料传送到氧化物半导体电极层33的金属氧化物细颗粒。另一方面，失去电子的敏化染料从电解质层34的离子接收电子，并且已经转移电子的分子在相对电极35的表面上再次接收电子。这些连续反应在透明衬底11 (与氧化物半导体电极层33电连接)和相对电极35之间产生电动势。这就是进行光电转换的方式。[电极的评价方法]下面对关于本发明的第一实施例的氧化物半导体电极的评价方法进行描述。氧化物半导体电极是组成上述染料敏化太阳能电池的氧化物半导体电极。根据本发明的第一实施例，氧化物半导体电极的评价方法主要包括对氧化物半导体电极层33执行拉曼光谱法，从而获取拉曼光谱；根据拉曼光谱来计算染料吸收量的参数；和根据染料吸收量的参数来评价吸收到氧化物半导体电极层33中的染料的量。下面将详细描述每个步骤。〈拉曼光谱法〉对氧化物半导体电极层33的(定向成朝向入射光的)一个主平面的中心部分执行拉曼光谱法。以这种方式执行的拉曼光谱法给出具有归因于染料的峰值和归因于氧化物半导体的峰值的拉曼光谱。具体地，如下执行拉曼光谱法。激发射线穿过透明衬底11而指向氧化物半导体电极层33的(定向成朝向入射光的)一个主平面。激发射线引起从氧化物半导体电极层33释放出拉曼散射光。检测到拉曼散射光作为具有归因于染料的峰值和归因于氧化物半导体的峰值的拉曼光谱。建立待测量的波长的范围，以使得一个光谱具有归因于染料的峰值和归因于氧化物半导体的峰值。通常在制造染料敏化太阳能电池的过程中执行拉曼光谱法。具体地，在透明衬底 11上形成氧化物半导体电极层33的步骤之后的染料吸收步骤过程期间或之后来执行拉曼光谱法。因此，如图2所示，测量试件由透明衬底11和形成在透明衬底11上的氧化物半导体电极层33组成。如箭头ρ所指的点，用于拉曼光谱法的激发射线指向氧化物半导体电极层33的(定向成朝向入射光的)一个主平面的中心部分。拉曼光谱法具有能够在短时间内确定而不需要接触和损毁试件的优点。<染料吸收量的参数的计算>对产生的拉曼光谱进行检查，以计算归因于染料的峰值强度和归因于氧化物半导体的峰值强度。峰值强度应当优选的是按照通过曲线拟合获得的峰面积来表示，以避免受到光谱中噪声的影响。下一步骤是计算归因于染料的峰值强度与归因于氧化物半导体的峰值强度的比率。如此计算的比率是表示氧化物半导体电极层33的(定向成朝向入射光的) 一个主平面的中心部分的染料吸收量的参数(由下面的公式定义)。(公式)[染料吸收量的参数]=[归因于染料的峰值强度]/[归因于氧化物半导体的峰值强度](拉曼光谱法的气氛)
应当在低湿度的气氛(具有低于-20°C的露点)中执行拉曼光谱法。此外，在使用激光束来激发的情况下，应当控制激光束具有最小的照射密度。在高湿度气氛中进行测量将得到归因于吸收到氧化物半导体电极层33中的染料的峰值强度的低值，在所述高湿度气氛中激光束受到水蒸气的影响。通过保持测量气氛干燥并且将激光束的照射密度设定低，可以避免上述问题。前面的方法允许可重复地确定吸收到氧化物半导体电极层33中的染料。(用于拉曼光谱法的激发射线的波长)对于具体的染料，通过由激发射线的照射引起的染料的荧光来实现用于氧化物半导体电极层33的拉曼光谱法。该荧光对于拉曼光谱法是不利的。因此，激发射线应当具有大于IOOOnm的波长，优选处于红外区域。具有上述具体波长的激发射线允许确定吸收到氧化物半导体电极层33的各种类型的染料。另一方面，为了更灵敏的确定吸收到氧化物半导体电极层33中的染料，期望使用波长在具体范围内(例如，约500nm)的激发射线。<评价所吸收的染料的量>在下一步骤中，根据已经使用指向氧化物半导体电极层33的(定向成朝向入射光的)一个主平面的中心部分的激发射线、从拉曼光谱法的结果获得的染料吸收量的参数， 来评价吸收到氧化物半导体电极层33的染料的量。该参数与吸收到氧化物半导体电极层 33的染料的量相关。因此，可以确定吸收到氧化物半导体电极层33中的染料的量。拉曼光谱法在根据染料的光谱强度来确定染料(作为单质)时有困难，因为光谱强度根据试件和测量气氛的状态而敏感性受到改变。对氧化物半导体电极层33执行的拉曼光谱法的情况并非如此，因为染料是根据染料吸收量的参数(或归因于染料的峰值强度与归因于氧化物半导体的峰值强度的比率)来确定的。这种方式的拉曼光谱法能够可重复的确定吸收到氧化物半导体电极层33的染料，而不受到试件和测量气氛的影响。(吸收的染料的饱和)根据使用指向氧化物半导体电极层33的(定向成朝向入射光的)一个主平面的中心部分的激发射线、从拉曼光谱法的结果获得的染料吸收量的参数，来确定吸收到氧化物半导体电极层33的染料，使得能够检测吸收到氧化物半导体电极层33中的染料的量是否达到饱和。吸收到氧化物半导体电极层33中的染料饱和有助于具有该氧化物半导体电极层 33的染料敏化太阳能电池有效地发电。因此，这被认为是较好的氧化物半导体电极。通过将由透明衬底11和形成于透明衬底11上的氧化物半导体电极层33组成的构件浸没在染料溶液中，可以实现染料吸收。在这种情况下，在氧化物半导体电极层33中从不与透明衬底11接触的一侧向与透明衬底11接触的一侧进行染料吸收，并且在与透明衬底11接触的、氧化物半导体电极层33的(定向成朝向入射光的)一个主平面的中心部分处，最终完成染料吸收。因此，如果根据使用指向氧化物半导体电极层33的(定向成朝向入射光的)一个主平面的中心部分(在该部分处最后发生染料吸收)的激发射线、从拉曼光谱法的结果获得的染料吸收量的参数，来确定吸收到氧化物半导体电极层33中的染料的量，则可以确保检测到氧化物半导体电极层33达到吸收的染料饱和。氧化物半导体电极层33处于吸收染料饱和的状态可以定义为在染料吸收处理(例如，浸没和投入)过程中染料吸收量的参数不再随着染料吸收的时间而增加的状态。具体地，对于用于吸收的浸没处理，相对于染料吸收的持续时间绘制出染料吸收量的参数，染料吸收量的参数保持不变(或曲线保持平坦)的区域被定义为氧化物半导体电极层33达到吸收的染料饱和的状态。2.第二实施例根据本发明的第二实施例，以下列方式对上述用于染料敏化太阳能电池的氧化物半导体电极进行评价。氧化物半导体电极的评价方法主要包括建立染料吸收量的参数的饱和阈值的步骤和将染料吸收量的参数与阈值进行比较的步骤，从而确定氧化物半导体电极是否达到吸收染料饱和。将在下面详细描述每个步骤。<设置染料吸收量的参数的饱和阈值>第一步骤开始于设置与氧化物半导体电极层33达到吸收染料饱和的状态相对应的、染料吸收量的参数的饱和阈值。可以按照下列方式设置染料吸收量的参数的饱和阈值。在染料吸收处理的过程中，在氧化物半导体电极层33的(定向成朝向入射光的) 一个主平面的中心部分处，测量染料吸收量的参数。同时，对具有氧化物半导体电极层33 的太阳能电池进行发电效率的检查。在多个条件下执行这些步骤，所述多个条件期望包括氧化物半导体电极层33达到吸收染料饱和的一个条件。然后，相对于染料吸收量的每个参数绘制出发电的效率。图3是相对于染料吸收量的参数绘制出发电效率的图。在图3中，多个绘出点分成分别由不同斜率的直线A和B 表示的两组。这些线在由箭头q指出的点处彼此相交。该交叉点(两条线在该交叉点处倾斜角改变)定义为染料吸收量的参数的饱和阈值。<通过比较染料吸收量的参数与饱和阈值来进行评价>如果在与用于设置饱和阈值相同的条件下、由相同的材料、根据(如上所述获得的)染料吸收量的参数的饱和阈值，来制造氧化物半导体电极，则可以检测氧化物半导体电极层33对吸收到其中染料饱和的状态。例如，可以采用下面的方法来检测氧化物半导体电极层33对吸收到其中的染料饱和的状态。首先，对氧化物半导体电极层33的(定向成朝向入射光的)一个主平面的中心部分执行拉曼光谱法，从而获得拉曼光谱。然后，根据该拉曼光谱获得染料吸收量的参数。对如此获得的染料吸收量的参数进行检查，以判定染料吸收量的参数是否高于饱和阈值。如果发现染料吸收量的参数高于饱和阈值，则确定氧化物半导体电极层33对吸收到其中的染料饱和。如果发现染料吸收量的参数低于饱和阈值，则确定氧化物半导体电极层33没有对吸收到其中的染料饱和。3.第三实施例根据本发明的第三实施例，以下列方式对如上所述的用于染料敏化太阳能电池的氧化物半导体电极进行评价。氧化物半导体电极的评价方法主要包括在氧化物半导体电极层33的(定向成朝向入射光的)一个主平面的多个点上执行拉曼光谱法，从而获得各个测量点处的染料吸收量的参数的步骤；以及根据从各个测量点获得的染料吸收量的参数来评价染料吸收状态的步骤。下面将详细描述每个步骤。<获取各个测量点处的染料吸收量的参数>首先，氧化物半导体电极层33的(定向成朝向入射光的)一个主平面的多个测量点上执行拉曼光谱法，以获得各个测量点的拉曼光谱。对每个拉曼光谱检查归因于染料的峰值强度和归因于氧化物半导体的峰值强度，以计算染料吸收量的参数，所述染料吸收量的参数定义为[归因于染料的峰值强度]除以[归因于氧化物半导体的峰值强度]。具体地，如下所述在氧化物半导体电极层33的(定向成朝向入射光的)一个主平面上指定测量点。第一点位于主平面的中心。第二和第三点位于穿过主平面的中心的直线与主平面的外周端的交叉点上。第四点和更多的点位于上述直线上(除了第一、第二和第三点之外)。另外，测量点可以限于三个(一个位于主平面的中心，两个位于主平面的外周端)。图4具体地示出在氧化物半导体电极层33的(定向成朝向入射光的)一个主平面的十个测量点。一个点(t5)位于主平面的中心。两个点(tl和tlO)位于穿过中心的点 (t5)的直线M1与主平面的外周边的交叉点。七个点(t2、t3、t4、t6、t7、t8、t9)位于直线 M1上。测量点的数量可以增加或减少，只要有这三个点(一个位于中心，两个位于外周边)， 尽管为了精确的评价优选应当是至少10个。测量点还可以布置在与上述不同的位置上。例如，一个点(站)位于氧化物半导体电极层33的(定向成朝向入射光的)一个主平面的中心处；两个点(sl、s8)位于穿过中心 (s5)的直线M2与主平面的外周边的交叉点上；附加的五个点(s2、s3、s4、s6、s7)在直线M2 上。测量点的数量可以增加或减少，只要有这三个点(一个位于中心，两个位于外周边)，尽管为了精确的评价优选应当是至少10个。布置测量点的另一示例如下。一个点(t5)位于主平面的中心；两个点(tl、tlO) 位于穿过中心(t5)的直线M1与主平面的外周边的交叉点；附加的七个点(t2、t3、t4、t5、 t6、t7、t8、t9)位于直线M1上；两个点(si、s8)位于穿过中心(s5)的直线M2与主平面的外周边的交叉点上；附加的五个点(s2、s3、s4、s6、s7)是直线M2上除了中心的点以及外周边的两个点之外的其他的点。所有的测量点总计17个。使用从每个测量点获得的拉曼光谱来计算染料吸收量的参数。<评价到氧化物半导体电极层的染料吸收状态>根据已经在多个测量点上确定的染料吸收量的参数的离散度，按照下列方式来对氧化物半导体电极层的染料吸收状态进行评价。首先，对已经在多个测量点上确定的染料吸收量的参数进行处理，以获得其平均值和标准差。然后，对已经在多个测量点上确定的染料吸收量的参数进行处理，以获得变化系数，所述变化系数定义为(平均值/标准差)X100%。变化系数小于规定阈值表明吸收到氧化物半导体电极层33中的染料的量已经达到饱和，染料已经被平均地吸收到氧化物半导体电极层33中，并且氧化物半导体电极具有良好的发电效率。另一方面，变化系数大于规定阈值表明吸收到氧化物半导体电极层 33中的染料的量还没有达到饱和，染料还没有被平均地吸收到氧化物半导体电极层33中， 并且氧化物半导体电极不具有良好的发电效率。通常，规定阈值设置成5%或更小。4.第四实施例根据本发明的第四实施例，通过在氧化物半导体电极层33的(定向成朝向入射光的)一个主平面上进行拉曼映射而获得的染料吸收量的参数的分布，来对上述的用于染料敏化太阳能电池的氧化物半导体电极进行评价。如下所述获得染料吸收量的参数的分布。用激发激光束对氧化物半导体电极层33的(定向成朝向入射光的)一个主平面进行连续扫描，以从均勻间隔开的测量点获得拉曼光谱。使用如此获得的拉曼光谱对染料吸收量的参数进行计算。以此方式，获得在氧化物半导体电极层33的(定向成朝向入射光的)一个主平面上染料吸收量的参数的分布。以具有颜色的图像的形式输出如此获得的染料吸收量的参数的分布，所述颜色根据参数的的大小而浓淡或饱和度不同。该图像是使得用户能够在视觉上分辨出染料吸收量的参数在氧化物半导体电极层33的(定向成朝向入射光的)一个主平面上的分布的图像。 因此，表示用于染料吸收密度的参数的分布的图像，使得能够确认吸收到氧化物半导体电极层33中的染料的数量和状态。对于具有颜色的图像，所述颜色根据染料吸收量的参数的大小而浓淡改变，具有浓密且均勻浓淡的颜色表明吸收到氧化物半导体电极层33中的染料是均勻并且饱和的。5.第五实施例本发明的第五实施例说明在如上所述的第一到第四实施例中评价氧化物半导体电极的同时、制造染料敏化太阳能电池的方法。下面是对第五实施例的描述，其说明制造染料敏化太阳能电池的方法。根据第五实施例的方法包括在制造过程中执行如上在第一到第四实施例中所述的、对氧化物半导体电极的评价。<染料敏化太阳能电池的制造方法>首先，透明基板12涂覆有透明导电层13。因此，获得透明衬底11。然后，透明导电层13涂覆有氧化物半导体细颗粒的糊状物，之后进行烧结。因此，获得由氧化物半导体细颗粒组成的多孔氧化物半导体电极层。多孔氧化物半导体电极层被浸没在含染料的溶液中。因此，获得由半导体细颗�：退盏娜玖献槌傻难趸锇氲继宓缂�33。在该步骤中，采用根据上述第一到第四实施例中任意一个的氧化物半导体电极的评价方法，来确认吸收到氧化物半导体电极层33中的染料的量或吸收到氧化物半导体电极层33中的染料的量和吸收状态。因此，获得被视为具有良好特性的氧化物半导体电极层33。在染料吸收的步骤之后，将具有氧化物半导体电极层33的透明衬底11放置在相对衬底21的对面，透明衬底11和相对衬底21之间留有空间，所述氧化物半导体电极层33 具有吸收的染料，所述相对衬底21上形成有相对电极35。该空间填充有电解质。因此，获得电解质层34。前面的步骤生产出所需要的染料敏化太阳能电池。6.第六实施例〈评价装置的结构〉第六实施例涉及氧化物半导体电极的评价装置(下面进行说明)。如图5中示意性所示的来构造该装置。该装置由光源41、反射镜42、检测器45和运算处理器44。光源 41使激发射线朝向试件47，检测器45对来自试件47的拉曼散射光进行检测。运算处理器 44根据由检测器45检测的拉曼光谱来计算染料吸收量的参数。试件是如图2所示由氧化物半导体电极层33和透明衬底11组成的构件。光源41发射具有规定波长的激发射线(例如，激光束)。也就是说，光源41是发射特定波长的激光束的激光源(例如，气体激光器和半导体激光器)。光源41根据规定的波长而具有必要数量的激光源。用从光源41发射出、并且由反射镜42朝向试件反射的激发射线，来照射试件47。检测器45由分光部分和光检测部分组成，所述分光部分用于根据波长来对拉曼散射光进行分离，所述光检测部分用于根据波长来检测经分离的拉曼散射光。例如，分光部分可以是衍射光栅。光检测部分可以是单通道检测器，所述单通道检测器从被分光部分分离的拉曼散射光中检测特性波长的分量。可替换地，光检测部分可以是多通道检测器，所述多通道检测器从被分光部分分离的拉曼散射光中同时检测不同波长的多个通道。上述光检测部分包括光电倍增管和CCD(电荷耦合器件)。运算处理器44可以是计算机，例如通常的个人计算机(PC)，所述通常的个人计算机由CPU(中央处理器)、存储用以控制CPU的操作的程序的R0M(只读存储器)和RAM(随机存取存储器)组成，并且能够根据程序的指令来进行运算处理。评价装置还可以具有试件室(未示出)，该试件室能够对保持在其中的试件47进行温度和湿度控制。试件室中的气氛应当保持为低湿度，以防止由于潮湿而引起(归因于吸收到氧化物半导体电极层33中的染料的)峰值强度降低。〈评价装置的操作〉氧化物半导体电极的评价装置以下文中根据图6中所示的流程图说明的方式来工作。在步骤Sll中，用指向氧化物半导体电极层33的、定向成朝向入射光的一侧的中心部分的激发射线，来对氧化物半导体电极层33执行拉曼光谱法，并且通过检测器45来检测产生的拉曼光谱。在步骤S12中，运算处理器44根据从检测器45接收的拉曼光谱，来计算染料吸收量的参数。在步骤S13中，运算处理器44确定染料吸收量的参数是否大于饱和阈值。此外，以与第二实施例中相同的方式来建立饱和阈值，在运算处理器44中设定饱和阈值。如果运算处理器44确定为染料吸收量的参数大于饱和阈值，则步骤S13进行至步骤 S14，在步骤S14中确定为氧化物半导体电极层33对于吸收到其中的染料饱和。如果运算处理器44确定为染料吸收量的参数小于饱和阈值，则步骤S13进行至步骤S15，在步骤S15 中确定为氧化物半导体电极层33还对于吸收到其中的染料饱和。氧化物半导体电极的评价装置以在下文中根据图7中所示的流程图说明的另一方式来工作。在步骤S31中，用指向氧化物半导体电极层33的、定向成朝向入射光的一侧上的多个测量点的激发射线，对氧化物半导体电极层33执行拉曼光谱法，并且通过检测器 45对产生的拉曼光谱进行检测。如在第三实施例中一样，位于氧化物半导体电极层33的 (定向成朝向入射光的)一个主平面上的测量点，可以分配成一个位于中心，两个位于穿过中心的直线与外周边的交叉点上，并且附加的多个点位于除了上述三个点之外的所述直线上。在步骤S32中，运算处理器44根据从各个测量点获得的拉曼光谱，来计算染料吸收量的参数。在步骤S33中，运算处理器44还计算从各个测量点获得的染料吸收量的参数的平均值和标准差，并且进一步计算变化系数([标注差/平均值]X 100% )，所述变化系数表示在各个测量点上染料吸收量的参数的离散度。在步骤S34中，运算处理器44将变化系数与规定阈值进行比较。如果运算处理器44确定为变化系数小于规定阈值，则步骤S34 进行至步骤S35，在步骤S35中，运算处理器44确定为氧化物半导体电极层33达到吸收染料饱和、染料被均勻地吸收到氧化物半导体电极层33并且氧化物半导体具有足够的发电效率。另一方面，如果运算处理器44确定为标准差超过规定阈值，则步骤S34进行至步骤 S36，在步骤S36中，运算处理器44确定为氧化物半导体电极层33还未达到吸收染料饱和、 染料还未被均勻地吸收到氧化物半导体电极层33并且氧化物半导体不具有足够的发电效
15率。该阈值通常设置成5%。7.第七实施例〈制造单元的构造〉第七实施例涉及氧化物半导体电极的制造装置。该装置如图8示意性所示的进行构造，并且在下面进行说明。该装置由拉曼光谱仪61、控制器62和染料溶液供应器63构成。拉曼光谱仪61与在第六实施例中用于评价氧化物半导体电极的拉曼光谱仪相同。设计成执行拉曼光谱法以获得拉曼光谱、根据如此获得的拉曼光谱来计算染料吸收量的参数、 并且对如此计算的染料吸收量的参数来执行统计处理。染料溶液供应器63是各种类型的分配器(例如，喷墨系统)，以供应染料溶液。控制器62响应于由拉曼光谱仪61获得的结果，来对染料溶液供应器63的溶液供应执行反馈控制。〈制造单元的操作〉氧化物半导体电极的制造装置以下面说明的方式工作。首先，将由透明衬底11和形成于透明衬底11上的氧化物半导体电极层33组成的构件布置在规定位置上。该构件经历拉曼光谱仪61的拉曼光谱法，所述拉曼光谱仪61将激发射线引导至在氧化物半导体电极层33的(定向成朝向入射光)的一个主平面上的多个测量点。然后，拉曼光谱仪61在各个测量点处计算染料吸收量的参数。测量点可以与第三实施例中的那些测量点相同。艮口， 测量点包括位于中心的一个点、位于穿过中心的直线与外周边的交叉点的两个点以及位于该直线上的一个以上的附加点。拉曼光谱仪61计算各个测量点上的染料吸收量的参数的平均值和标准差，然后计算变化系数([标准差/平均值]X100% )，所述变化系数表示在各个测量点上染料吸收量的参数的离散度。变化系数被发送至控制器62。控制器62将(从拉曼光谱仪去61接收的)变化系数与预先建立的阈值进行比较。将比较结果反馈回到染料溶液供应器63，以进行染料溶液供应器63的供应控制。规定阈值通常设置成5%。如上所述构造的装置制造氧化物半导体电极层33，在所述氧化物半导体电极层33中染料被均勻地吸收达到饱和，并且所述氧化物半导体电极层33能够实现有效的发电。示例〈测量示例1>以下列方式制备如图2中所示的试件。试件由透明衬底11 (其为FTO基板)、氧化物半导体电极层33 (其为作为多孔TiO2膜)和吸收到多孔TiO2膜的钌染料(Z907)组成。首先，FTO基板涂覆有TW2的糊状物，之后在100到600°C的电炉中进行烘烤。因此，获得TW2的多孔烧结体。然后，将TW2的多孔烧结体浸没在溶解在叔丁醇和乙腈混合物中的钌染料(Z907)的溶液中，持续规定的时间段，以使得TiO2的多孔烧结体吸收敏化染料。以这种方式，获得图2中所示的用于测量的试件，所述试件由透明衬底11 (或FTO基板)和吸收有染料的氧化物半导体电极层33 (或多孔TiO2膜)组成。用指向氧化物半导体电极层33的(定向成朝向入射光的)一个主平面上的中心点(在图2中由箭头ρ表示)的激发射线，对试样执行拉曼光谱法。以这种方式，获得图9 中所示的拉曼光谱。此外，在下列条件下执行拉曼光谱法。光源DPSS波长473nm
气氛温度25°C气氛湿度20%图9示出如上所述通过拉曼光谱法获得的拉曼光谱。在该光谱中，箭头a表示归因于染料的峰值，箭头b表示归因于氧化物半导体(TiO2)的峰值。根据该光谱，计算染料吸收量的参数，所述染料吸收量的参数由下面的公式定义。(染料吸收量的参数)=(归因于染料的峰值强度)/(归因于氧化物半导体的峰值强度)(染料的确定)将试件浸没在四丁胺和甲醇的混合溶剂中，以溶解吸收到氧化物半导体电极层33 的染料。通过吸收法(absorptiometry)对产生的溶液进行分析，以确定吸收到氧化物半导体电极层33的染料的量。(确认染料吸收量的参数与吸收的染料的量之间的相关性)对如上相同的试件和所吸收的染料的量不同的其他试件，以如上相同的方式执行对染料吸收量的参数的计算和对吸收的染料的确定。相对于所溶解的染料的确定结果绘制出产生的染料吸收量的参数，以绘出表示两者之间相关性的图(图10中所示)。从图10中可以注意到，在(在氧化物半导体电极层33的(定向成朝向入射光的) 一个主平面的中心处测量的)染料吸收量的参数与通过溶解所有的所吸收的染料而确定的染料的量之间存在相关性。这表明可以根据在氧化物半导体电极层33的(定向成朝向入射光的)一个主平面的中心处测量的染料吸收量的参数，来确定吸收到氧化物半导体电极层33的染料的量。[测量示例2和3]在不同的气氛中执行拉曼光谱法，以研究气氛的影响。〈测量示例2>利用指向氧化物半导体电极层33的(定向成朝向入射光的)一个主平面上的中心点(由箭头P表示)的激发射线，对与测量示例1中相同的图2中所示的试件执行拉曼光谱法。以这种方式，获得图11中所示的拉曼光谱(h)。此外，在下列条件下执行拉曼光谱法。光源DPSS波长473nm气氛温度20°C气氛湿度20%〈测量示例3>用指向氧化物半导体电极层33的(定向成朝向入射光的)一个主平面上的中心点(由箭头P表示)的激发射线，对与测量示例1中相同的、图2中所示的试件执行拉曼光谱法。以这种方式，获得图11中所示的拉曼光谱(i)。此外，在下列条件下执行拉曼光谱法。光源DPSS波长473nm气氛温度25 °C
气氛湿度60%由“h”和“i”表示的每个拉曼光谱具有归因于染料的峰值(由箭头c表示)和归因于氧化物半导体(TiO2)的峰值(由箭头d表示)。在高湿度(如在测量示例3中一样) 的气氛中执行的拉曼光谱法给出由“i”表示的(归因于氧化物半导体电极层33)峰值，由于在气氛中潮湿而造成该峰值较低。在测量示例2中并非如此，在测量示例2中在低湿度气氛中执行的拉曼光谱法显示出归因于染料的高峰值强度。这表明在低湿度气氛中的拉曼光谱法有利于可重复的确定吸收到氧化物半导体电极层33中的染料。[测量示例4和5]这些示例要研究拉曼光谱法如何受到不同波长的激发射线的影响。〈测量示例4>用指向氧化物半导体电极层33的(定向成朝向入射光的)一个主平面上的中心点(由箭头P表示)的激发射线，对与测量示例1中相同的图2中所示的试件执行拉曼光谱法。以这种方式，获得图12中所示的拉曼光谱(j)。此外，在下列条件下执行拉曼光谱法。光源YAG波长1064nm气氛温度20°C气氛湿度30%〈测量示例5>用指向氧化物半导体电极层33的(定向成朝向入射光的)一个主平面上的中心点(由箭头P表示)的激发射线，对与测量示例1中相同的、图2中所示的试件执行拉曼光谱法。以这种方式，获得图12中所示的拉曼光谱(k)。此外，在下列条件下执行拉曼光谱法。光源Ar波长514nm气氛温度20°C气氛湿度30%从测量示例4和5中的拉曼光谱注意到下列情况。由于由染料发射的荧光，采用具有处于可见光区的514nm波长的激发射线的拉曼光谱(对于测量结果5)没有给出任何有意义的拉曼光谱。在测量示例4中并非如此，对于测量示例4拉曼光谱法采用具有处于红外区的1064nm波长的激发射线。产生的拉曼光谱不受到荧光的影响。这表明拉曼光谱法应当采用处于红外区中的波长大于IOOOnm的激发射线。以这种方式，可以不受荧光影响地确定吸收到氧化物半导体电极层33中的各种类型的染料。〈测量示例6>本示例要研究拉曼光谱法如何根据染料吸收的持续时间来不同地影响染料吸收量的参数。以下列方式制备图2中所示的用于测量的试件。首先，FTO基板涂覆有TiO2糊状物，之后在100到600°C下在电炉中烘烤。因此，获得TiO2的多孔烧结体。然后，将TW2 的多孔烧结体浸没在溶解在叔丁醇和乙腈混合物中的钌染料(Z907)的溶液中，以使得TW2 的多孔烧结体吸收敏化染料。吸收的持续时间是30分钟。以这种方式，获得图2中所示的用于测量的试件。以与如上所述相同的方式制备多个试件，除了吸收的持续时间改变成一、二、四、 五、六和七个小时之外。用指向氧化物半导体电极层33的(定向成朝向入射光的)一个主平面上的中心点(由图2的箭头ρ表示)和外周边上的一个点的激发射线，对试件执行拉曼光谱法。以这种方式，获得拉曼光谱。计算染料吸收量的参数。此外，在下列条件下执行拉曼光谱法。光源DPSS波长473nm气氛温度20°C气氛湿度20%相对于吸收的持续时间绘制出如此获得的染料吸收量的参数，以得到图13中所示的曲线。图13中由“1”表示的线表示在氧化物半导体电极层33的中心处测量的染料吸收量的参数的曲线。类似的，图13中由“m”表示的线表示在氧化物半导体电极层33的外周边上测量的染料吸收量的参数的曲线。通过线1与线m之间的比较发现染料吸收量的参数根据吸收的持续时间而改变。这表明在氧化物半导体电极层33的(定向成朝向入射光的)一个主平面的中心处和外周边上，不同地进行染料吸收。线1在吸收两个小时后变得平坦，该平坦区域表示在氧化物半导体电极层33中的所吸收的染料的量达到饱和。<测量示例7>(在多个测量点处获取染料吸收量的参数)制备多个试件，除了染料吸收的条件之外，所述多个试件与测量示例1中的试件相同。这些试件中的每一个都用作染料敏化太阳能电池的组成部分。此外，用指向氧化物半导体电极层33的(定向成朝向入射光的)一个主平面上的多个测量点的激发射线，对这些试件中的每一个进行拉曼光谱法检验。根据产生的拉曼光谱，计算染料吸收量的参数，所述染料吸收量的参数定义为(归因于染料的峰值强度)除以(归因于氧化物半导体的峰值强度)。执行拉曼光谱法，以使得激发射线指向氧化物半导体电极层33的(定向成朝向入射光的)一个主平面上的七个测量点(si到s4、s6到s8)和十个测量点(tl到tlO)。根据产生的拉曼光谱，计算染料吸收量的参数。根据如此获得的参数，计算这些参数的平均值、 标准差和变化系数，所述变化系数定义为[标准差/平均值]X 100%。对每一个都具有上述试件的染料敏化太阳能电池测试发电的效率。图14中图示出了发电效率与变化系数([标准差/平均值]X100% )之间的关系。从图14中注意到，发电效率随着变化减小而增大。<测试示例8>本示例说明通过对以下列方式制备的试件(图2中所示的)执行的拉曼映射来评价电极。首先，FTO基板涂覆有1102糊状物，之后在100到600°C下在电炉中烘烤。将上面形成有多孔TW2烧结体的FTO基板浸没在溶解在叔丁醇和乙腈混合物中的钌染料(Z907) 的溶液中，以使得多孔T^2的烧结体吸收染料。在染料吸收持续一个小时或1. 5个小时之后，对氧化物半导体电极层33的(定向成朝向入射光的)一个主平面执行拉曼映射。图15A和15B示出染料吸收量的参数的映射数据。图15A和15B示出分别在吸收CN 102539407 A
持续一个小时和1.5个小时之后获得的数据。从这些图中注意到，在氧化物半导体电极层 33的(定向成朝向入射光的)一个主平面上染料吸收量的参数的映射数据使得可以评价吸收到氧化物半导体电极层33的染料的量和状态。图15B中示出的映射数据表明染料被均勻地吸收到氧化物半导体电极层33。8.附加实施例本发明不限于前面的实施例，而是可以在本发明的范围内进行各种改变和修改。 前述实施例中采用的数值、结构、形状、材料和工艺仅仅是示例，并且可以根据需要进行改变。例如，可以对氧化物半导体电极进行修改，以通过蚀刻使得基板12上的透明导电层13 具有条纹图案，然后该基板12涂覆有同样蚀刻成条纹图案的氧化物半导体电极层33。本申请包含与2010年12月7日递交于日本特许厅的日本在先专利申请JP 2010-272496中公开的内容相关的主题，该专利申请的全部内容通过引用结合于此。
权利要求
1.ー种氧化物半导体电极的评价方法，所述方法包括如下步骤对具有吸收到其中的染料的多孔氧化物半导体层执行拉曼光谱法，从而获得拉曼光谱，所述拉曼光谱具有归因于所述染料的峰值和归因于氧化物半导体的峰值；从所述拉曼光谱获得染料吸收量的參数，所述染料吸收量的參数由下列公式定义 染料吸收量的參数=(归因于染料的峰值强度)/(归因于氧化物半导体的峰值强度)；以及根据所获得的所述染料吸收量的參数，评价吸收到所述多孔氧化物半导体层中的所述染料的量。
2.根据权利要求1所述的氧化物半导体电极的评价方法，其中，利用指向所述氧化物半导体电极层的、定向成朝向入射光的ー个主平面的中心的激发射线，来执行所述拉曼光T曰法。
3.根据权利要求2所述的氧化物半导体电极的评价方法，其中，在所获得的所述染料吸收量的參数超过饱和阈值的情况下，吸收到所述多孔氧化物半导体电极层的所述染料的量被认为已经达到饱和，所述饱和阈值表示所述多孔氧化物半导体层对吸收到其中的染料饱和的状态。
4.根据权利要求1所述的氧化物半导体电极的评价方法，其中，在低湿度的气氛中执行所述拉曼光谱法。
5.根据权利要求1所述的氧化物半导体电极的评价方法，其中，所述拉曼光谱法采用红外区域内的具有大于IOOOnm的波长的激发射线。
6.ー种氧化物半导体电极的评价方法，所述方法包括如下步骤用指向多孔氧化物半导体层的ー个主平面上的多个测量点的激发射线，来执行拉曼光谱法，从而针对多个測量点的每ー个获得都具有归因于所述染料的峰值和归因于氧化物半导体的峰值拉曼光谱，所述多孔氧化物半导体层吸收有染料，所述主平面定向成朝向入射光；从所述针对多个测量点获得的每个所述拉曼光谱获得染料吸收量的參数，所述染料吸收量的參数由下列公式定义染料吸收量的參数=(归因于染料的峰值强度)/(归因于氧化物半导体的峰值强度)；和根据所获得的所述染料吸收量的參数的离散度，评价所述多孔氧化物半导体层中的染料吸收状态。
7.根据权利要求6所述的氧化物半导体电极的评价方法，其中，所述测量点至少包括位于所述主平面的中心的一个点以及位于穿过位于中心的所述ー个点的一条直线与所述主平面的外周边的交叉点处的两个点。
8.根据权利要求7所述的氧化物半导体电极的评价方法，其中，除了位于所述中心的一个点和位于所述外周边的两个点之外，所述测量点还包括在所述主平面上的所述直线上的ー个或多个点。
9.根据权利要求8所述的氧化物半导体电极的评价方法，其中，所述测量点还包括位于穿过所述主平面上的所述中心的与所述直线不同的另一条直线与所述外周边的交叉点上的两个点，以及在所述主平面上的所述另一条直线上的除了位于所述中心的一个点和位于所述外周边的两个点之外的一个或多个点。
10.根据权利要求7所述的氧化物半导体电极的评价方法，其中，所述测量点总计至少十个。
11.根据权利要求6所述的氧化物半导体电极的评价方法，还包括如下步骤 计算由(标准差/平均值)X 100%定义的变化系数，所述变化系数表示所述染料吸收量的参数的离散度；和根据所计算的所述变化系数，评价所述多孔氧化物半导体层中的所述染料吸收状态。
12.根据权利要求11所述的氧化物半导体电极的评价方法，其中，在所述变化系数小于规定阈值的情况下，所述氧化物半导体电极层中的所述染料吸收状态被认为是均勻的。
13.一种氧化物半导体电极的评价方法，所述方法包括如下步骤对具有吸收到其中的染料的多孔氧化物半导体层的一个主平面执行拉曼映射，所述主平面定向成朝向入射光，从而获得染料吸收量的参数的分布，所述染料吸收量的参数由下列公式定义染料吸收量的参数=(归因于染料的峰值强度)/(归因于氧化物半导体的峰值强度)；和根据所述染料吸收量的参数的分布，评价所述多孔氧化物半导体层中的染料吸收状态的步骤。
14.一种氧化物半导体电极的评价装置，所述装置包括 拉曼光谱仪；和运算处理器，所述拉曼光谱仪对氧化物半导体电极的一个主平面的中心部分执行拉曼光谱法，所述主平面定向成朝向入射光，所述运算处理器从由所述拉曼光谱仪获得的拉曼光谱，来计算染料吸收量的参数，所述染料吸收量的参数由下列公式定义染料吸收量的参数=(归因于染料的峰值强度)/(归因于氧化物半导体的峰值强度)， 所述运算处理器将所计算的所述染料吸收量的参数与规定阈值相比较，并且所述评价装置在所述染料吸收量的参数超过所述规定阈值的情况下，认为所述氧化物半导体电极具有良好的特性。
15.根据权利要求14所述的氧化物半导体电极的评价装置，还包括 试件室，其能够将自身气氛保持在低湿度下。
16.一种氧化物半导体电极的制造装置，所述装置包括 拉曼光谱仪；运算处理器； 控制单元；和染料溶液供应器，所述拉曼光谱仪对所述氧化物半导体电极的一个主平面上的多个测量点执行拉曼光谱法，所述主平面定向成朝向入射光，所述运算处理器从由所述拉曼光谱仪获得的针对多个测量点的每个拉曼光谱，来计算染料吸收量的参数，所述染料吸收量的参数由下列公式定义染料吸收量的参数=(归因于染料的峰值强度)/(归因于氧化物半导体的峰值强度)， 所述运算处理器计算所述染料吸收量的参数的变化系数，所述变化系数由(标准差/ 平均值)X 100%定义，所述控制单元将所述变化系数与规定阈值相比较，并且基于比较结果提供对所述染料溶液供应器的反馈控制，以控制所述染料溶液供应器的供应操作。
17.根据权利要求16所述的氧化物半导体电极的制造装置，其中，所述测量点至少包括位于所述主平面的中心的一个点，以及位于穿过位于中心的所述一个点的一条直线与所述主平面的外周边的交叉点处的两个点。
全文摘要
本发明涉及氧化物半导体电极的评价方法、评价装置和制造装置。本发明公开了氧化物半导体电极的评价方法，该方法包括对具有吸收到其中的染料的多孔氧化物半导体层执行拉曼光谱法，从而获得拉曼光谱，该拉曼光谱具有归因于所述染料的峰值和归因于氧化物半导体的峰值；从拉曼光谱获得染料吸收量的参数，该染料吸收量的参数由下列公式定义染料吸收量的参数＝(归因于染料的峰值强度)/(归因于氧化物半导体的峰值强度)；以及根据所获得的染料吸收量的参数，评价吸收到多孔氧化物半导体层中的染料的量。
文档编号G01N21/65GK102539407SQ20111040274
公开日2012年7月4日 申请日期2011年11月30日 优先权日2010年12月7日
发明者宫地沙绘, 平野豪 申请人:索尼公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
