JP2008166675A - 高分子太陽電池及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の高分子太陽電池及びその製造方法において、その電池は、基板、基板上に位置する第一電極、第一電極上に位置し導電性高分子と添加物を含む導電性高分子層、導電性高分子層上に位置する半導体層、半導体層上に位置する第二電極とにより構成される。その製造方法ステップには、第一電極を基板上に成長させ、添加物と導電性高分子を混合して混合物を形成、混合物を第一電極上に堆積し導電性高分子層を形成、半導体層を導電性高分子層上に堆積、第二電極を半導体層上で蒸着させるステップを含む。本発明は、添加物を導電性高分子中に加えることにより、導電性高分子層の抵抗値を低下させ電池効率を向上させる。
【選択図】図11
Description
基板と、
基板上に位置する第一電極と、
第一電極上に位置し、導電性高分子と、マンニトール、ソルビトール、N-メチルピロリドン、イソプロパノール、ジメチルスルホキサイド、N,N-ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、界面活性剤により構成されるグループの内の一つもしくはグループの混合物から選択される添加物とを含む導電性高分子層と、
導電性高分子層上に位置する半導体層と、
半導体層上に位置する第二電極と、により構成されることを特徴とする高分子太陽電池としている。
請求項2の発明は、請求項1記載の高分子太陽電池において、前記基板は、ガラス基板、高分子プラスチック基板、電子回路基板で構成されるグループの内の一つから選択することを特徴とする高分子太陽電池としている。
請求項3の発明は、請求項2記載の高分子太陽電池において、前記高分子プラスチック基板の材料は、ポリエチレンテレフタレート及びポリカーボネートから選択することを特徴とする高分子太陽電池としている。
請求項4の発明は、請求項2記載の高分子太陽電池において、前記電子回路基板は、シリコン基板であることを特徴とする高分子太陽電池としている。
請求項5の発明は、請求項1記載の高分子太陽電池において、前記第一電極は、透光性導体および半透光性導体により構成されるグループの内の一つから選択することを特徴とする高分子太陽電池としている。
請求項6の発明は、請求項5記載の高分子太陽電池において、前記透光性導体は、酸化インジウムスズおよび酸化インジウム亜鉛により構成されるグループの内の一つから選択することを特徴とする高分子太陽電池としている。
請求項7の発明は、請求項5記載の高分子太陽電池において、前記半透光性導体は、金属薄層であり、その金属薄層は、銀、アルミニウム、チタン、ニッケル、銅、金、クロムにより構成されるグループの内の一つから選択することを特徴とする高分子太陽電池としている。
請求項8の発明は、請求項1記載の高分子太陽電池において、前記導電性高分子は、3,4ポリエチレンジオキシチオフェン-ポリスチレンスルフォン酸、ポリアニリン、ポリピロール、ポリアセチレンにより構成されるグループの内の一つから選択することを特徴とする高分子太陽電池としている。
請求項9の発明は、請求項1記載の高分子太陽電池において、前記界面活性剤は、ポリオキシエチレントリデシルエーテルであることを特徴とする高分子太陽電池としている。
請求項10の発明は、請求項1記載の高分子太陽電池において、前記半導体層は、p型半導体層とn型半導体層の組み合わせ層、バッファ層とp型半導体層とn型半導体層の組み合わせ層、p型半導体層とn型半導体層の混合層、p型半導体層とn型半導体層の混合層とp型半導体層とn型半導体層の組み合わせ層により構成されるグループの内の一つから選択することを特徴とする高分子太陽電池としている。
請求項12の発明は、請求項11記載の高分子太陽電池において、前記されるポリチオフェン誘導体は、ポリ3-ヘキシルチオフェン、ポリフルオレン誘導体はポリジオクチルフルオレン、ポリフェニレンビニレン誘導体はポリ[2-メトキシ-5-(2-エチル-ヘキシルオキシ)-1,4-フェニレンビニレンであることを特徴とする高分子太陽電池としている。
請求項13の発明は、請求項11記載の高分子太陽電池において、前記共役オリゴマーはセキシチオフェンであることを特徴とする高分子太陽電池としている。
請求項14の発明は、請求項11記載の高分子太陽電池において、前記小分子は、ペンタセン、テトラセン、ヘキサベンゾコロネン、フタロシアニン、ポルフィリン、ペンタセン誘導体、テトラセン誘導体、ヘキサベンゾコロネン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体により構成されるグループの内の一つから選択することを特徴とする高分子太陽電池としている。
請求項15の発明は、請求項10記載の高分子太陽電池において、前記n型半導体層の材料は、C60、C60誘導体、C70、C70誘導体、カーボンナノチューブ、カーボンナノチューブ誘導体、3,4,9,10-ペリレンテトラカルボキシリック-ビス-ベンジミダゾール、N,N'-ジメチル-3,4,9,10-ペリレンテトラカルボン酸ジイミド、3,4,9,10-ペリレンテトラカルボキシリック-ビス-ベンジミダゾール誘導体、N,N'-ジメチル-3,4,9,10-ペリレンテトラカルボン酸ジイミド誘導体、高分子、半導体ナノ粒子により構成されるグループの内の一つから選択することを特徴とする高分子太陽電池としている。
請求項16の発明は、請求項15記載の高分子太陽電池において、前記カーボンナノチューブは、多壁型カーボンナノチューブ及び単一壁型カーボンナノチューブにより構成されるグループの内の一つから選択することを特徴とする高分子太陽電池としている。
請求項17の発明は、請求項16記載の高分子太陽電池において、前記カーボンナノチューブの断面直径は100nmより小さいことを特徴とする高分子太陽電池としている。
請求項18の発明は、請求項15記載の高分子太陽電池において、前記C60誘導体は、フェニルC61-ブチル酸-メチルエステルであることを特徴とする高分子太陽電池としている。
請求項19の発明は、請求項15記載の高分子太陽電池において、前記高分子は、ポリ2,5,2’,5’-テトラヘキシルオキシ-7,8’-ジシアノ-ジ-ピー-フェニレンビニレン及びポリ9,9’-ジオクチルフルオレン-co-ベンゾチアジアゾールにより構成されるグループの内の一つから選択することを特徴とする高分子太陽電池としている。
請求項20の発明は、請求項15記載の高分子太陽電池において、前記半導体ナノ粒子は、二酸化チタン、セレン化カドミウム、硫化カドミウムにより構成されるグループの内の一つから選択することを特徴とする高分子太陽電池としている。
請求項22の発明は、請求項21記載の高分子太陽電池において、前記単層構造の材料は、マグネシウム金合金であることを特徴とする高分子太陽電池としている。
請求項23の発明は、請求項21記載の高分子太陽電池において、前記二重層構造の材料は、フッ化リチウム/アルミニウム及びカルシウム/アルミニウムにより構成されるグループの内の一つから選択することを特徴とする高分子太陽電池としている。
請求項24の発明は、請求項1記載の高分子太陽電池において、前記第一電極の円型と導電性高分子層の円型は同様もしくは異なるものであることを特徴とする高分子太陽電池としている。
請求項25の発明は、請求項1記載の高分子太陽電池において、前記添加物は、マンニトールであり、導電性高分子は、3,4ポリエチレンジオキシチオフェン-ポリスチレンスルフォン酸であることを特徴とする高分子太陽電池としている。
請求項26の発明は、請求項25記載の高分子太陽電池において、前記マンニトールと3,4ポリエチレンジオキシチオフェン-ポリスチレンスルフォン酸の重量比の範囲は1:99から9:91であることを特徴とする高分子太陽電池としている。
請求項27の発明は、請求項26記載の高分子太陽電池において、前記マンニトールと3,4ポリエチレンジオキシチオフェン-ポリスチレンスルフォン酸の最良重量比は9:91であることを特徴とする高分子太陽電池としている。
請求項28の発明は、請求項1記載の高分子太陽電池において、前記半導体層は、ポリ3-ヘキシルチオフェン(P3HT)とフェニルC61-ブチル酸-メチルエステル(PCBM)の混合層であることを特徴とする高分子太陽電池としている。
請求項29の発明は、請求項28記載の高分子太陽電池において、前記ポリ3-ヘキシルチオフェンとフェニルC61-ブチル酸-メチルエステルの重量比値の範囲は1〜1.25であることを特徴とする高分子太陽電池としている。
請求項30の発明は、請求項29記載の高分子太陽電池において、前記ポリ3-ヘキシルチオフェンとフェニルC61-ブチル酸-メチルエステルの最良重量比値は1であることを特徴とする高分子太陽電池としている。
請求項31の発明は、請求項1記載の高分子太陽電池において、前記第二電極は、カルシウム層及びアルミニウム層を含んでおり、カルシウム層は半導体層上に堆積し、アルミニウム層はカルシウム層の保護層となることを特徴とする高分子太陽電池としている。
第一電極を基板上に成長させ、
添加物と導電性高分子を混合し混合物を形成、
混合物を第一電極上に堆積し導電性高分子層を形成、
半導体層を導電性高分子層上に堆積、
第二電極を半導体層上で蒸着させて高分子太陽電池を形成するステップを含むことを特徴とする高分子太陽電池の製造方法としている。
請求項33の発明は、請求項32記載の高分子太陽電池の製造方法において、前記添加物と導電性高分子を混合し混合物を形成するステップ後には、更に、第一加熱ステップ及び室温まで冷却するステップを含むことを特徴とする高分子太陽電池の製造方法としている。
請求項34の発明は、請求項33記載の高分子太陽電池の製造方法において、前記第一加熱ステップの温度は100〜200℃、加熱時間は5分から3時間とすることを特徴とする高分子太陽電池の製造方法としている。
請求項35の発明は、請求項34記載の高分子太陽電池の製造方法において、前記第一加熱ステップの最良温度は140℃、最良加熱時間は1時間であることを特徴とする高分子太陽電池の製造方法としている。
請求項36の発明は、請求項32記載の高分子太陽電池の製造方法において、前記半導体層を導電性高分子層上に堆積するステップ後には、更に、溶剤蒸発ステップを含むことを特徴とする高分子太陽電池の製造方法としている。
請求項37の発明は、請求項36記載の高分子太陽電池の製造方法において、前記溶剤蒸発ステップの時間は5分から30時間とすることを特徴とする高分子太陽電池の製造方法としている。
請求項38の発明は、請求項37記載の高分子太陽電池の製造方法において、前記溶剤蒸発のステップの最良時間は10時間であることを特徴とする高分子太陽電池の製造方法としている。
請求項39の発明は、請求項36記載の高分子太陽電池の製造方法において、前記溶剤蒸発ステップ後には更に、第二加熱ステップを含むことを特徴とする高分子太陽電池の製造方法としている。
請求項40の発明は、請求項39記載の高分子太陽電池の製造方法において、前記第二加熱ステップの温度は70〜200℃、第二加熱ステップの時間は0分から10時間とすることを特徴とする高分子太陽電池の製造方法としている。
請求項41の発明は、請求項40記載の高分子太陽電池の製造方法において、前記第二加熱ステップの最良温度は100℃を超え、第二加熱ステップの最良時間は15分とすることを特徴とする高分子太陽電池の製造方法としている。
請求項42の発明は、請求項32記載の高分子太陽電池の製造方法において、前記添加物と導電性高分子を混合し混合物を形成するステップにおいて、添加物は、マンニトール、ソルビトール、N-メチルピロリドン、イソプロパノール、ジメチルスルホキサイド、N,N-ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、界面活性剤により構成されるグループの内の一つもしくはグループの混合物から選択され、導電性高分子は、3,4ポリエチレンジオキシチオフェン-ポリスチレンスルフォン酸であることを特徴とする高分子太陽電池の製造方法としている。
請求項43の発明は、請求項42記載の高分子太陽電池の製造方法において、前記マンニトールと3,4ポリエチレンジオキシチオフェン-ポリスチレンスルフォン酸の最良重量比は9:91であることを特徴とする高分子太陽電池の製造方法としている。
請求項44の発明は、請求項32記載の高分子太陽電池の製造方法において、前記半導体層を導電性高分子層上に堆積するステップにおいて、半導体層は、ポリ3-ヘキシルチオフェンとフェニルC61-ブチル酸-メチルエステルの混合層であることを特徴とする高分子太陽電池の製造方法としている。
請求項45の発明は、請求項44記載の高分子太陽電池の製造方法において、前記ポリ3-ヘキシルチオフェンとフェニルC61-ブチル酸-メチルエステルの最良重量比は1:1であることを特徴とする高分子太陽電池の製造方法としている。
請求項46の発明は、請求項32記載の高分子太陽電池の製造方法において、前記第二電極を半導体層上で蒸着させて高分子太陽電池を形成するステップにおいて、第二電極は、カルシウム層及びアルミニウム層を含んでおり、カルシウム層は半導体層上に堆積、アルミニウム層はカルシウム層の保護層であることを特徴とする高分子太陽電池の製造方法としている。
請求項47の発明は、請求項32記載の高分子太陽電池の製造方法において、前記混合物を第一電極上に堆積し導電性高分子層を形成するステップにおいて、その堆積方法には、スピンコーティング、ディップコーティング、ドロップキャスト、ドクターブレード、インクジェットプリンティング、スクリーンプリンティングを含むことを特徴とする高分子太陽電池の製造方法としている。
第一電極2は、透光性導体および半透光性導体により構成されるグループの内の一つから選択され、その透光性導体は、酸化インジウムスズ(Indium Tin Oxide, ITO)と酸化インジウム亜鉛(Indium Zinc Oxide, IZO)により構成されるグループの内の一つから選択、その半透光性導体は、金属薄層であり、その金属薄層は、銀、アルミニウム、チタン、ニッケル、銅、金、クロムにより構成されるグループの内の一つから選択される。
導電性高分子層3の導電性高分子は、3,4ポリエチレンジオキシチオフェン-ポリスチレンスルフォン酸(poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate) , PEDOT:PSS)、ポリアニリン(polyaniline)、ポリピロール(polypyrrole)、ポリアセチレン(polyacetylene)により構成されるグループの内の一つから選択される。添加物は界面活性剤とし、その界面活性剤は、ポリオキシエチレントリデシルエーテル(poly[oxyethylene tridecyl ether])である。
添加物は、マンニトール(mannitol)であり、導電性高分子は、3,4ポリエチレンジオキシチオフェン-ポリスチレンスルフォン酸(poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate) , PEDOT:PSS)であり、マンニトール(mannitol)と3,4ポリエチレンジオキシチオフェン-ポリスチレンスルフォン酸(PEDOT:PSS等)の重量比の範囲は1:99から9:91であるが、最良重量比は9:91である。半導体層4は、ポリ3-ヘキシルチオフェン(P3HT)とフェニルC61-ブチル酸-メチルエステル(PCBM)の混合層であり、ポリ3-ヘキシルチオフェン(P3HT)とフェニルC61-ブチル酸-メチルエステル(PCBM)の重量比は1〜1.25、最良重量比値は1である。第二電極5は、カルシウム層150及びアルミニウム層160を含んでおり、カルシウム層150は半導体層140上に堆積し、アルミニウム層160はカルシウム層150の保護層である。
S1:第一電極2を基板1上に成長させる。
S2:添加物と導電性高分子を混合し混合物を形成する。
S3:混合物を第一電極2上に堆積し導電性高分子層3を形成する。
S4:半導体層4を導電性高分子層3上に堆積する。
S5:第二電極5を半導体層上で蒸着させて高分子太陽電池を形成する。
前記S4の半導体層4を導電性高分子層3上に堆積するステップ後には、更に、溶剤蒸発ステップを含み、その溶剤蒸発ステップの時間は5分から30時間とするが、最良時間は10時間である。溶剤蒸発ステップ後には、更に第二加熱ステップを含み、第二加熱ステップの温度は70〜200℃、時間は0分から10時間とするが、最良温度は100℃を超え、最良時間は15分とする。
前記S2の添加物と導電性高分子を混合し混合物を形成するステップにおいて、添加物は、マンニトール(mannitol)であり、導電性高分子は、3,4ポリエチレンジオキシチオフェン-ポリスチレンスルフォン酸(poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate) , PEDOT:PSS)であり、マンニトール(mannitol)と3,4ポリエチレンジオキシチオフェン-ポリスチレンスルフォン酸(PEDOT:PSS)の重量比の範囲は1:99から9:91であるが、最良重量比は9:91である。
前記S3の混合物を第一電極2上に堆積し導電性高分子層3を形成するステップにおいて、その堆積方法には、スピンコーティング(spin-coating)、ディップコーティング(dip coating)、ドロップキャスト(drop casting)、ドクターブレード(doctor blading)、インクジェットプリンティング(inkjet printing)、スクリーンプリンティング(screen printhing)、もしくはその他の堆積方法を含む。
前記S4の半導体層4を導電性高分子層3上に堆積するステップにおいて、半導体層4は、ポリ3-ヘキシルチオフェン( P3HT)とフェニルC61-ブチル酸-メチルエステル(PCBM)の混合層であり、ポリ3-ヘキシルチオフェン( P3HT)とフェニルC61-ブチル酸-メチルエステル(PCBM)の重量比値は1〜1.25であるが、最良重量比値は1である。
前記S5の第二電極5を半導体層上で蒸着させて高分子太陽電池を形成するステップにおいて、第二電極5は、カルシウム層150及びアルミニウム層160を含んでおり、カルシウム層150は半導体層140上に堆積、アルミニウム層160はカルシウム層150の保護層である。
まず、3,4ポリエチレンジオキシチオフェン-ポリスチレンスルフォン酸(PEDOT:PSS)(化学構造は図7参照)中にマンニトール(mannitol)(化学構造は図8参照)を加えるが、そのPEDOT:PSSとマンニトール(mannitol)の重量比は9:91で、導電性高分子層3の材料とする。半導体層4は、ポリ3-ヘキシルチオフェン(P3HT)(化学構造は図9参照)とフェニルC61-ブチル酸-メチルエステル(PCBM)(化学構造は図10参照)の混合物であり、ポリ3-ヘキシルチオフェン(P3HT)とフェニルC61-ブチル酸-メチルエステル(PCBM)の重量比値は1:1とする。
2 第一電極
3 導電性高分子層
4 半導体層
41 p型半導体層
42 n型半導体層
43 バッファ層
44 p型半導体層とn型半導体層混合層
5 第二電極
110 基板
120 酸化インジウムスズ薄膜
130 導電性高分子層
140 半導体層
150 カルシウム層
160 アルミニウム層
Claims (47)
- 高分子太陽電池は、
基板と、
基板上に位置する第一電極と、
第一電極上に位置し、導電性高分子と、マンニトール、ソルビトール、N-メチルピロリドン、イソプロパノール、ジメチルスルホキサイド、N,N-ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、界面活性剤により構成されるグループの内の一つもしくはグループの混合物から選択される添加物とを含む導電性高分子層と、
導電性高分子層上に位置する半導体層と、
半導体層上に位置する第二電極と、により構成されることを特徴とする高分子太陽電池。 - 請求項1記載の高分子太陽電池において、前記基板は、ガラス基板、高分子プラスチック基板、電子回路基板で構成されるグループの内の一つから選択することを特徴とする高分子太陽電池。
- 請求項2記載の高分子太陽電池において、前記高分子プラスチック基板の材料は、ポリエチレンテレフタレート及びポリカーボネートから選択することを特徴とする高分子太陽電池。
- 請求項2記載の高分子太陽電池において、前記電子回路基板は、シリコン基板であることを特徴とする高分子太陽電池。
- 請求項1記載の高分子太陽電池において、前記第一電極は、透光性導体および半透光性導体により構成されるグループの内の一つから選択することを特徴とする高分子太陽電池。
- 請求項5記載の高分子太陽電池において、前記透光性導体は、酸化インジウムスズおよび酸化インジウム亜鉛により構成されるグループの内の一つから選択することを特徴とする高分子太陽電池。
- 請求項5記載の高分子太陽電池において、前記半透光性導体は、金属薄層であり、その金属薄層は、銀、アルミニウム、チタン、ニッケル、銅、金、クロムにより構成されるグループの内の一つから選択することを特徴とする高分子太陽電池。
- 請求項1記載の高分子太陽電池において、前記導電性高分子は、3,4ポリエチレンジオキシチオフェン-ポリスチレンスルフォン酸、ポリアニリン、ポリピロール、ポリアセチレンにより構成されるグループの内の一つから選択することを特徴とする高分子太陽電池。
- 請求項1記載の高分子太陽電池において、前記界面活性剤は、ポリオキシエチレントリデシルエーテルであることを特徴とする高分子太陽電池。
- 請求項1記載の高分子太陽電池において、前記半導体層は、p型半導体層とn型半導体層の組み合わせ層、バッファ層とp型半導体層とn型半導体層の組み合わせ層、p型半導体層とn型半導体層の混合層、p型半導体層とn型半導体層の混合層とp型半導体層とn型半導体層の組み合わせ層により構成されるグループの内の一つから選択することを特徴とする高分子太陽電池。
- 請求項10記載の高分子太陽電池において、前記p型半導体の材料は、ポリチオフェン、ポリフルオレン、ポリフェニレンビニレン、ポリチオフェン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、共役オリゴマー、小分子により構成されるグループの内の一つから選択することを特徴とする高分子太陽電池。
- 請求項11記載の高分子太陽電池において、前記されるポリチオフェン誘導体は、ポリ3-ヘキシルチオフェン、ポリフルオレン誘導体はポリジオクチルフルオレン、ポリフェニレンビニレン誘導体はポリ[2-メトキシ-5-(2-エチル-ヘキシルオキシ)-1,4-フェニレンビニレンであることを特徴とする高分子太陽電池。
- 請求項11記載の高分子太陽電池において、前記共役オリゴマーはセキシチオフェンであることを特徴とする高分子太陽電池。
- 請求項11記載の高分子太陽電池において、前記小分子は、ペンタセン、テトラセン、ヘキサベンゾコロネン、フタロシアニン、ポルフィリン、ペンタセン誘導体、テトラセン誘導体、ヘキサベンゾコロネン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体により構成されるグループの内の一つから選択することを特徴とする高分子太陽電池。
- 請求項10記載の高分子太陽電池において、前記n型半導体層の材料は、C60、C60誘導体、C70、C70誘導体、カーボンナノチューブ、カーボンナノチューブ誘導体、3,4,9,10-ペリレンテトラカルボキシリック-ビス-ベンジミダゾール、N,N'-ジメチル-3,4,9,10-ペリレンテトラカルボン酸ジイミド、3,4,9,10-ペリレンテトラカルボキシリック-ビス-ベンジミダゾール誘導体、N,N'-ジメチル-3,4,9,10-ペリレンテトラカルボン酸ジイミド誘導体、高分子、半導体ナノ粒子により構成されるグループの内の一つから選択することを特徴とする高分子太陽電池。
- 請求項15記載の高分子太陽電池において、前記カーボンナノチューブは、多壁型カーボンナノチューブ及び単一壁型カーボンナノチューブにより構成されるグループの内の一つから選択することを特徴とする高分子太陽電池。
- 請求項16記載の高分子太陽電池において、前記カーボンナノチューブの断面直径は100nmより小さいことを特徴とする高分子太陽電池。
- 請求項15記載の高分子太陽電池において、前記C60誘導体は、フェニルC61-ブチル酸-メチルエステルであることを特徴とする高分子太陽電池。
- 請求項15記載の高分子太陽電池において、前記高分子は、ポリ2,5,2’,5’-テトラヘキシルオキシ-7,8’-ジシアノ-ジ-ピー-フェニレンビニレン及びポリ9,9’-ジオクチルフルオレン-co-ベンゾチアジアゾールにより構成されるグループの内の一つから選択することを特徴とする高分子太陽電池。
- 請求項15記載の高分子太陽電池において、前記半導体ナノ粒子は、二酸化チタン、セレン化カドミウム、硫化カドミウムにより構成されるグループの内の一つから選択することを特徴とする高分子太陽電池。
- 請求項1記載の高分子太陽電池において、前記第二電極は、単層構造および二重層構造により構成されるグループの内の一つから選択することを特徴とする高分子太陽電池。
- 請求項21記載の高分子太陽電池において、前記単層構造の材料は、マグネシウム金合金であることを特徴とする高分子太陽電池。
- 請求項21記載の高分子太陽電池において、前記二重層構造の材料は、フッ化リチウム/アルミニウム及びカルシウム/アルミニウムにより構成されるグループの内の一つから選択することを特徴とする高分子太陽電池。
- 請求項1記載の高分子太陽電池において、前記第一電極の円型と導電性高分子層の円型は同様もしくは異なるものであることを特徴とする高分子太陽電池。
- 請求項1記載の高分子太陽電池において、前記添加物は、マンニトールであり、導電性高分子は、3,4ポリエチレンジオキシチオフェン-ポリスチレンスルフォン酸であることを特徴とする高分子太陽電池。
- 請求項25記載の高分子太陽電池において、前記マンニトールと3,4ポリエチレンジオキシチオフェン-ポリスチレンスルフォン酸の重量比の範囲は1:99から9:91であることを特徴とする高分子太陽電池。
- 請求項26記載の高分子太陽電池において、前記マンニトールと3,4ポリエチレンジオキシチオフェン-ポリスチレンスルフォン酸の最良重量比は9:91であることを特徴とする高分子太陽電池。
- 請求項1記載の高分子太陽電池において、前記半導体層は、ポリ3-ヘキシルチオフェン(P3HT)とフェニルC61-ブチル酸-メチルエステル(PCBM)の混合層であることを特徴とする高分子太陽電池。
- 請求項28記載の高分子太陽電池において、前記ポリ3-ヘキシルチオフェンとフェニルC61-ブチル酸-メチルエステルの重量比値の範囲は1〜1.25であることを特徴とする高分子太陽電池。
- 請求項29記載の高分子太陽電池において、前記ポリ3-ヘキシルチオフェンとフェニルC61-ブチル酸-メチルエステルの最良重量比値は1であることを特徴とする高分子太陽電池。
- 請求項1記載の高分子太陽電池において、前記第二電極は、カルシウム層及びアルミニウム層を含んでおり、カルシウム層は半導体層上に堆積し、アルミニウム層はカルシウム層の保護層となることを特徴とする高分子太陽電池。
- 高分子太陽電池の製造方法は、
第一電極を基板上に成長させ、
添加物と導電性高分子を混合し混合物を形成、
混合物を第一電極上に堆積し導電性高分子層を形成、
半導体層を導電性高分子層上に堆積、
第二電極を半導体層上で蒸着させて高分子太陽電池を形成するステップを含むことを特徴とする高分子太陽電池の製造方法。 - 請求項32記載の高分子太陽電池の製造方法において、前記添加物と導電性高分子を混合し混合物を形成するステップ後には、更に、第一加熱ステップ及び室温まで冷却するステップを含むことを特徴とする高分子太陽電池の製造方法。
- 請求項33記載の高分子太陽電池の製造方法において、前記第一加熱ステップの温度は100〜200℃、加熱時間は5分から3時間とすることを特徴とする高分子太陽電池の製造方法。
- 請求項34記載の高分子太陽電池の製造方法において、前記第一加熱ステップの最良温度は140℃、最良加熱時間は1時間であることを特徴とする高分子太陽電池の製造方法。
- 請求項32記載の高分子太陽電池の製造方法において、前記半導体層を導電性高分子層上に堆積するステップ後には、更に、溶剤蒸発ステップを含むことを特徴とする高分子太陽電池の製造方法。
- 請求項36記載の高分子太陽電池の製造方法において、前記溶剤蒸発ステップの時間は5分から30時間とすることを特徴とする高分子太陽電池の製造方法。
- 請求項37記載の高分子太陽電池の製造方法において、前記溶剤蒸発のステップの最良時間は10時間であることを特徴とする高分子太陽電池の製造方法。
- 請求項36記載の高分子太陽電池の製造方法において、前記溶剤蒸発ステップ後には更に、第二加熱ステップを含むことを特徴とする高分子太陽電池の製造方法。
- 請求項39記載の高分子太陽電池の製造方法において、前記第二加熱ステップの温度は70〜200℃、第二加熱ステップの時間は0分から10時間とすることを特徴とする高分子太陽電池の製造方法。
- 請求項40記載の高分子太陽電池の製造方法において、前記第二加熱ステップの最良温度は100℃を超え、第二加熱ステップの最良時間は15分とすることを特徴とする高分子太陽電池の製造方法。
- 請求項32記載の高分子太陽電池の製造方法において、前記添加物と導電性高分子を混合し混合物を形成するステップにおいて、添加物は、マンニトール、ソルビトール、N-メチルピロリドン、イソプロパノール、ジメチルスルホキサイド、N,N-ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、界面活性剤により構成されるグループの内の一つもしくはグループの混合物から選択され、導電性高分子は、3,4ポリエチレンジオキシチオフェン-ポリスチレンスルフォン酸であることを特徴とする高分子太陽電池の製造方法。
- 請求項42記載の高分子太陽電池の製造方法において、前記マンニトールと3,4ポリエチレンジオキシチオフェン-ポリスチレンスルフォン酸の最良重量比は9:91であることを特徴とする高分子太陽電池の製造方法。
- 請求項32記載の高分子太陽電池の製造方法において、前記半導体層を導電性高分子層上に堆積するステップにおいて、半導体層は、ポリ3-ヘキシルチオフェンとフェニルC61-ブチル酸-メチルエステルの混合層であることを特徴とする高分子太陽電池の製造方法。
- 請求項44記載の高分子太陽電池の製造方法において、前記ポリ3-ヘキシルチオフェンとフェニルC61-ブチル酸-メチルエステルの最良重量比は1:1であることを特徴とする高分子太陽電池の製造方法。
- 請求項32記載の高分子太陽電池の製造方法において、前記第二電極を半導体層上で蒸着させて高分子太陽電池を形成するステップにおいて、第二電極は、カルシウム層及びアルミニウム層を含んでおり、カルシウム層は半導体層上に堆積、アルミニウム層はカルシウム層の保護層であることを特徴とする高分子太陽電池の製造方法。
- 請求項32記載の高分子太陽電池の製造方法において、前記混合物を第一電極上に堆積し導電性高分子層を形成するステップにおいて、その堆積方法には、スピンコーティング、ディップコーティング、ドロップキャスト、ドクターブレード、インクジェットプリンティング、スクリーンプリンティングを含むことを特徴とする高分子太陽電池の製造方法。
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