JP2015088674A - Organic electronic device module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有機電子デバイスモジュールに関する。 The present invention relates to an organic electronic device module.
有機電子デバイスを大気環境中成分から保護するために、デバイスをガスバリア材で封止した有機電子デバイスが知られている。具体的には、基板に対してデバイスが形成された面に接着層を介してバリア材を形成する構造が知られている。 In order to protect an organic electronic device from components in the atmospheric environment, an organic electronic device in which the device is sealed with a gas barrier material is known. Specifically, a structure is known in which a barrier material is formed on a surface of a substrate on which a device is formed via an adhesive layer.
例えば、有機電子デバイスをバリアフィルムとその上部に形成されるバリアフィルムとの間の空間のすべてが実質的に接着材により占められている封止構造が知られている（特許文献１参照）。
また、有機電子デバイスの基材上に、有機層および該有機層を囲う接着剤層を形成し、該接着剤層を介して有機電子デバイスとバリアフィルムとを接着する封止構造が知られている（特許文献２参照）。
For example, a sealing structure is known in which the entire space between an organic electronic device and a barrier film formed on the barrier film is substantially occupied by an adhesive (see Patent Document 1).
Also known is a sealing structure in which an organic layer and an adhesive layer surrounding the organic layer are formed on a substrate of the organic electronic device, and the organic electronic device and the barrier film are bonded via the adhesive layer. (See Patent Document 2).
特許文献１の方法によれば、光電変換素子とバリア性フィルムを接着することで、太陽電池に曲げ応力がかかる場合に光電変換素子がダメージを受やすく、発電効率が低下する場合がある。また、粘着材または接着剤を用いて光電変換素子全体をガスバリア性部材で封止する方法が知られているが、ラミネートの際の加熱、加圧、または接着材の硬化反応による体積収縮によって光電変換素子が劣化する場合がある。
更に、基板上に光電変換層とその周囲の接着用の空間を形成するため、最終的に得られる有機電子デバイスにおける光電変換層の面積を大きくしづらく、接着剤層を光電変換層の周囲に位置を制御して形成する必要があるため、製造工程が複雑になる。
更に、特許文献１と特許文献２に共通する課題として、基板として樹脂基板を用いる場合、防湿処理を施さない限りは透湿性を有するため、有機電子デバイスを構成する有機材料が劣化する可能性がある。従って、有機電子デバイスを形成する透明な基板にバリア性を付与する層が必要である。
また、特許文献２の方法によれば、基板上に有機電子デバイスを形成する際の加熱等の処理により、該バリア性を付与する層がダメージを受ける場合がある。そして、特許文献１の方法と同様に製造工程が複雑になる。
本発明は、このような課題を解決するものであり、信頼性の高い有機電子デバイスを提供することを課題とする。
According to the method of
Furthermore, it is difficult to increase the area of the photoelectric conversion layer in the finally obtained organic electronic device in order to form the photoelectric conversion layer and the surrounding bonding space on the substrate, and the adhesive layer is placed around the photoelectric conversion layer. Since it is necessary to form by controlling the position, the manufacturing process becomes complicated.
Furthermore, as a problem common to
Moreover, according to the method of
This invention solves such a subject and makes it a subject to provide an organic electronic device with high reliability.
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、基板上に形成した有機太陽電池に対し、有機太陽電池よりも面積の広いバリア性フィルムで有機太陽電池の上下面を覆い、有機太陽電池の周囲でバリア性フィルムを貼り合わせることにより、透湿性を有するフレキ基板上の太陽電池素子に対して高い封止性能を付与できることを見出した。さらにバリアフィルムの貼り合わせの際に、基板に対して有機層が形成されていない面でのみ、バリアフィルムと有機太陽電池とを接着することにより、太陽電池素子上に封止層を
形成せずに太陽電池素子の封止構造を完成させることを可能にし、従来の方法で見られた太陽電池素子上への封止層形成の際の素子の劣化を防ぎ、また太陽電池の折り曲げ時に第二のバリアフィルムから素子へかかる応力をゼロにすることが出来るという利点を見いだし、本発明に到達した。
すなわち、２つのガスバリア性部材により基板及び有機電子デバイスを挟むようガスバリア部材を配置し、一方のガスバリア性部材と基板とが接着され、かつ、ガスバリア性部材同士が、基板と重ならない領域においてのみ接着されることで、有機電子デバイスともう一方のガスバリア性部材との積層部分が接着されることなく封止された有機電子デバイスにより、課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the inventors of the present invention covered the upper and lower surfaces of the organic solar cell with a barrier film having a larger area than the organic solar cell with respect to the organic solar cell formed on the substrate. It has been found that a high sealing performance can be imparted to a solar cell element on a flexible substrate having moisture permeability by laminating a barrier film around an organic solar cell. Further, when the barrier film is bonded, the sealing film is not formed on the solar cell element by bonding the barrier film and the organic solar cell only on the surface where the organic layer is not formed on the substrate. In addition, it is possible to complete the sealing structure of the solar cell element, to prevent the deterioration of the element when forming the sealing layer on the solar cell element as seen in the conventional method, The present inventors have found the advantage that the stress applied from the barrier film to the device can be made zero, and have reached the present invention.
That is, the gas barrier member is arranged so that the substrate and the organic electronic device are sandwiched between the two gas barrier members, and the gas barrier member and the substrate are bonded together, and the gas barrier members are bonded only in a region where they do not overlap with the substrate. As a result, the present inventors have found that the problem can be solved by the organic electronic device sealed without adhering the laminated portion of the organic electronic device and the other gas barrier member, and completed the present invention.
本発明は、
透明な第一ガスバリア性部材、基板、基板上に形成された有機電子デバイス、及び第二ガスバリア性部材をこの順に有する有機電子デバイスモジュールであって、
第一ガスバリア性部材と基板が接着され、且つ、第一ガスバリア性部材と第二ガスバリア性部材とが、第一ガスバリア性部材の基板と重ならない領域において第二ガスバリア性部材と接着されることで、第一ガスバリア性部材及び第二ガスバリア性部材により、有機電子デバイスの第二ガスバリア性部材側の面が接着されることなく、有機電子デバイスが封止された有機電子デバイスモジュールである。
The present invention
An organic electronic device module comprising a transparent first gas barrier member, a substrate, an organic electronic device formed on the substrate, and a second gas barrier member in this order,
The first gas barrier member and the substrate are bonded, and the first gas barrier member and the second gas barrier member are bonded to the second gas barrier member in a region that does not overlap the substrate of the first gas barrier member. The organic electronic device module in which the organic electronic device is sealed without bonding the surface of the organic electronic device on the second gas barrier member side by the first gas barrier member and the second gas barrier member.
また、第二ガスバリア性部材と有機電子デバイスとの間にゲッター材層を有する態様が好ましい。 Moreover, the aspect which has a getter material layer between a 2nd gas barrier property member and an organic electronic device is preferable.
本発明により、製造工程が簡便で信頼性の高い有機電子デバイスを提供することができる。 According to the present invention, an organic electronic device with a simple manufacturing process and high reliability can be provided.
以下、本発明について、具体的な態様を示しながら詳細に説明するが、本発明は例示する具体的態様に限定されない。 Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail, showing a specific aspect, this invention is not limited to the specific aspect illustrated.
本発明の実施態様である有機電子デバイスモジュールは、透明な第一ガスバリア性部材、基板、基板上に形成された有機電子デバイス、及び第二ガスバリア性部材をこの順に有する有機電子デバイスモジュールである。
有機電子デバイスとしては、例えば発光素子、スイッチング素子、光電変換素子、光電導性を利用した光センサー等が挙げられる。
発光素子としては、表示デバイスに用いられる各種の発光素子が挙げられる。具体例としては、液晶表示素子、高分子分散型液晶表示素子、電気泳動表示素子、エレクトロルミネッセント素子、エレクトロクロミック素子等が挙げられる。
スイッチング素子の具体例としては、ダイオード（ｐｎ接合ダイオード、ショットキー・ダイオード、ＭＯＳダイオード等）、トランジスタ（バイポーラートランジスタ、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）等）、サイリスタ、更にはそれらの複合素子（例えばＴＴＬ等）等が挙げられる。
光電変換素子の具体例としては、薄膜太陽電池素子、電荷結合素子（ＣＣＤ）、光電子増倍管、フォトカプラ等が挙げられる。
また、光電導性を利用した光センサーとしては、これらの光電変換素子を利用したものが挙げられる。
これらのうち、有機電子デバイスは有機薄膜太陽電池素子であることが好ましい。
The organic electronic device module which is an embodiment of the present invention is an organic electronic device module having a transparent first gas barrier member, a substrate, an organic electronic device formed on the substrate, and a second gas barrier member in this order.
Examples of the organic electronic device include a light emitting element, a switching element, a photoelectric conversion element, a photosensor utilizing photoelectric conductivity, and the like.
Examples of the light emitting element include various light emitting elements used for display devices. Specific examples include a liquid crystal display element, a polymer dispersion type liquid crystal display element, an electrophoretic display element, an electroluminescent element, an electrochromic element, and the like.
Specific examples of the switching element include a diode (pn junction diode, Schottky diode, MOS diode, etc.), a transistor (bipolar transistor, field effect transistor (FET), etc.), a thyristor, and a composite element thereof (for example, TTL). Etc.).
Specific examples of the photoelectric conversion element include a thin film solar cell element, a charge coupled device (CCD), a photomultiplier tube, and a photocoupler.
Moreover, what utilized these photoelectric conversion elements is mentioned as an optical sensor using photoelectric conductivity.
Of these, the organic electronic device is preferably an organic thin film solar cell element.
本実施態様の有機電子デバイスは、第一ガスバリア性部材と基板が接着され、且つ、第一ガスバリア性部材と第二ガスバリア性部材とが、第一ガスバリア性部材のうち基板と重ならない領域において第二ガスバリア性部材と接着する。
第一ガスバリア性部材と基板との接着、及び第一バスバリア部材と第二ガスバリア部材との接着は、通常用いられる方法を採用すればよく、例えば接着材層による接着があげられる。
In the organic electronic device of the present embodiment, the first gas barrier member and the substrate are bonded, and the first gas barrier member and the second gas barrier member are the first gas barrier members in the region where they do not overlap the substrate. Adheres to the two-gas barrier member.
For the adhesion between the first gas barrier member and the substrate and the adhesion between the first bus barrier member and the second gas barrier member, a commonly used method may be employed, for example, adhesion by an adhesive layer.
本実施態様の有機電子デバイスは、第一ガスバリア性部材と第二ガスバリア性部材により、基板及び有機電子デバイスを封止してなる。ここで、第一ガスバリア性部材のうち基板と重ならない領域においてのみ第二ガスバリア性部材と接着させることで、有機電子デバイスの第二ガスバリア性部材側の面が接着されない状態となる。
このように封止することで、ガスバリア性部材から有機電子デバイスへ応力がかかった場合であっても、有機電子デバイスとガスバリア性部材との接触面が固定されていないため、有機電子デバイスへのダメージが緩和される。
また、光電変換素子上にガスバリア性部材が接着されないことで、従来ガスバリア性部材を光電変換素子上に真空成膜法、またはラミネート法になどによって形成する際に生じていた光電変換素子の特性低下を防ぐことが出来る。
また、基板の更に外側に、第一ガスバリア性部材が存在するため、基板が透湿性を有する材料であっても、有機電子デバイスの性能劣化を防ぐことができる。
以下、本実施態様に用いる各部材について説明する。
The organic electronic device of this embodiment is formed by sealing a substrate and an organic electronic device with a first gas barrier member and a second gas barrier member. Here, the surface on the second gas barrier member side of the organic electronic device is not adhered by adhering to the second gas barrier member only in the region of the first gas barrier member that does not overlap the substrate.
By sealing in this way, even when stress is applied from the gas barrier member to the organic electronic device, the contact surface between the organic electronic device and the gas barrier member is not fixed. Damage is alleviated.
In addition, since the gas barrier member is not adhered on the photoelectric conversion element, the characteristic deterioration of the photoelectric conversion element that has occurred when the gas barrier member is conventionally formed on the photoelectric conversion element by a vacuum film forming method or a lamination method is provided. Can be prevented.
In addition, since the first gas barrier member exists further outside the substrate, even if the substrate is a material having moisture permeability, performance deterioration of the organic electronic device can be prevented.
Hereinafter, each member used in this embodiment will be described.
１．基板
基板は有機電子デバイスを保持・形成するための部材であり、当該機能を有する限り、特にその種類は限定されない。
基板の材料は、本発明の効果を著しく損なわない限り特に限定されない。基板の材料の好適な例としては、石英、ガラス、サファイア又はチタニア等の無機材料；ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ナイロン、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコール共重合体、フッ素樹脂フィルム、塩化ビニル又はポリエチレン等のポリオレフィン；セルロース、ポリ塩化ビニリデン、アラミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリノルボルネン又はエポキシ樹脂等の有機材料；紙又は合成紙等の紙材料；ステンレス、チタン又はアルミニウム等の金属に、絶縁性を付与するために表面をコート又はラミネートしたもの等の複合材料等が挙げられる。
可撓性を有する、フレキシブルなフィルム状の基板とする場合は有機材料、紙材料、および複合材料が好ましく、有機材料および複合材料がより好ましく、有機材料が特に好ましい。
1. Substrate The substrate is a member for holding and forming an organic electronic device, and the type thereof is not particularly limited as long as it has the function.
The material of the substrate is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. Suitable examples of the substrate material include inorganic materials such as quartz, glass, sapphire, and titania; polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyethersulfone, polyimide, nylon, polystyrene, polyvinyl alcohol, ethylene vinyl alcohol copolymer, fluorine Resin film, polyolefin such as vinyl chloride or polyethylene; organic material such as cellulose, polyvinylidene chloride, aramid, polyphenylene sulfide, polyurethane, polycarbonate, polyarylate, polynorbornene or epoxy resin; paper material such as paper or synthetic paper; stainless steel, Examples thereof include composite materials such as those obtained by coating or laminating a surface of a metal such as titanium or aluminum to impart insulation.
In the case of a flexible, flexible film-like substrate, organic materials, paper materials, and composite materials are preferable, organic materials and composite materials are more preferable, and organic materials are particularly preferable.
また、基板の膜厚に制限はないが、通常５μｍ以上、好ましくは２０μｍ以上であり、一方、通常２０ｍｍ以下、好ましくは１０ｍｍ以下である。基板の膜厚が５μｍ以上であることは、有機電子デバイスの強度が不足する可能性が低くなるために好ましい。基板の膜厚が２０ｍｍ以下であることは、コストが抑えられ、かつ重量が重くならないために好ましい。
また、基板は透明であっても、不透明であってもよい。有機電子デバイスが有機薄膜太陽電池素子である場合、基板が透明の場合には、基板側から光を入射させることが可能であり、その場合には第二ガスバリア性部材は透明でなくてもよい。基板が不透明の場合には、第二ガスバリア部材側から光を入射させる必要があるため、第二ガスバリア部材は透
明である必要がある。なお、透明とは、太陽光が４０％以上透過することを指し、不透明とは太陽光の透過が４０％未満であることを指す。
Moreover, although there is no restriction | limiting in the film thickness of a board | substrate, it is 5 micrometers or more normally, Preferably it is 20 micrometers or more, on the other hand, it is 20 mm or less normally, Preferably it is 10 mm or less. It is preferable that the thickness of the substrate is 5 μm or more because the possibility that the strength of the organic electronic device is insufficient is reduced. It is preferable that the thickness of the substrate is 20 mm or less because the cost is suppressed and the weight does not increase.
Further, the substrate may be transparent or opaque. When the organic electronic device is an organic thin film solar cell element, when the substrate is transparent, light can be incident from the substrate side. In this case, the second gas barrier member may not be transparent. . When the substrate is opaque, light needs to be incident from the second gas barrier member side, and therefore the second gas barrier member needs to be transparent. Transparent means that 40% or more of sunlight is transmitted, and opaque means that the transmittance of sunlight is less than 40%.
２ 有機電子デバイス
有機電子デバイスは、上記例示したものであればよく特段限定されないが、以下、有機電子デバイスの好ましい態様である有機薄膜太陽電池素子について説明する。有機薄膜太陽電池素子の一例は、図１に示される。
2 Organic Electronic Device The organic electronic device is not particularly limited as long as it is exemplified above. Hereinafter, an organic thin film solar cell element which is a preferable embodiment of the organic electronic device will be described. An example of the organic thin film solar cell element is shown in FIG.
２．１ 有機薄膜太陽電池素子
有機薄膜太陽電池素子は、通常、少なくとも一対の電極と、該電極間に存在する光電変換層と、該光電変換層と該電極の一方との間に存在する電子取り出し層とを有する。図１は、有機薄膜太陽電池素子の一般的な層構成を示す。図１に示される有機薄膜太陽電池素子１０７は、太陽電池素子基板１０６、カソードである下部電極１０１、電子取り出し層１０２、有機光電変換層１０３（ｐ型半導体化合物とｎ型半導体材料とを含む層）、正孔取り出し層１０４、アノードである上部電極１０５が順次形成された層構造を有する。なお、図１において下部電極１０１は上部電極１０５よりも上部に存在するが、本明細書において上部電極、下部電極とは、太陽電池素子基板１０６をボトムとした際に上部に存在する電極、下部に存在する電極を意味するものとし、太陽電池素子基板に積層される電極を下部電極と称する。
2.1 Organic thin-film solar cell element The organic thin-film solar cell element is usually composed of at least a pair of electrodes, a photoelectric conversion layer existing between the electrodes, and an electron existing between the photoelectric conversion layer and one of the electrodes. And a take-out layer. FIG. 1 shows a general layer structure of an organic thin film solar cell element. An organic thin film
２．１．１ 電極
有機薄膜太陽電池素子は、有機光電変換層及び一対の電極（第一電極及び第二電極）を有する。一実施態様では、フィルム基板上に下部電極が積層され、積層体を構成する。当該積層体にレーザー加工を行うことができる。また、有機光電変換層の積層後、上部電極が積層された積層体にレーザー加工を行うことができる。一対の電極とは、通常、以下に説明するアノードとカソードをいうが、下部電極がアノードであり、上部電極がカソードであってもよいし、下部電極がカソードであり、上部電極がアノードであってもよい。
2.1.1 Electrode The organic thin film solar cell element has an organic photoelectric conversion layer and a pair of electrodes (first electrode and second electrode). In one embodiment, a lower electrode is laminated on a film substrate to constitute a laminate. Laser processing can be performed on the laminate. In addition, after the organic photoelectric conversion layer is stacked, laser processing can be performed on the stacked body on which the upper electrode is stacked. The pair of electrodes usually means an anode and a cathode described below, but the lower electrode may be an anode, the upper electrode may be a cathode, the lower electrode is a cathode, and the upper electrode is an anode. May be.
一対の電極は、光吸収により生じた正孔及び電子を捕集する機能を有する。したがって一対の電極には、正孔の捕集に適した電極（以下、アノードと記載する場合もある）と、電子の捕集に適した電極（以下、カソードと記載する場合もある）とを用いることが好ましい。一対の電極は、いずれか一方が透光性であればよく、両方が透光性であっても構わない。透光性があるとは、太陽光が４０％以上透過することを指す。また、透明電極の太陽光線透過率は７０％以上であることが、透明電極を透過させて光電変換層に光を到達させるために好ましい。光の透過率は、通常の分光光度計で測定できる。 The pair of electrodes has a function of collecting holes and electrons generated by light absorption. Accordingly, the pair of electrodes includes an electrode suitable for collecting holes (hereinafter sometimes referred to as an anode) and an electrode suitable for collecting electrons (hereinafter sometimes referred to as a cathode). It is preferable to use it. Any one of the pair of electrodes may be translucent, and both may be translucent. Translucency means that sunlight passes through 40% or more. Moreover, it is preferable that the sunlight transmittance of the transparent electrode is 70% or more in order to allow light to reach the photoelectric conversion layer through the transparent electrode. The light transmittance can be measured with a normal spectrophotometer.
アノードとは、一般には仕事関数がカソードよりも高い導電性材料で構成され、光電変換層で発生した正孔をスムーズに取り出す機能を有する電極である。
アノードの材料を挙げると、例えば、酸化ニッケル、酸化スズ、酸化インジウム、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、インジウム−ジルコニウム酸化物（ＩＺＯ）、酸化チタン、酸化インジウム又は酸化亜鉛等の導電性金属酸化物；金、白金、銀、クロム又はコバルト等の金属あるいはその合金が挙げられる。これらの物質は高い仕事関数を有するため、好ましく、さらに、ポリチオフェン誘導体にポリスチレンスルホン酸をドーピングしたＰＥＤＯＴ：ＰＳＳで代表されるような導電性高分子材料を積層することができるため、好ましい。このような導電性高分子を積層する場合には、この導電性高分子材料の仕事関数が高いことから、上記のような高い仕事関数の材料でなくとも、ＡｌやＭｇ等のカソードに適した金属も広く用いることが可能である。ポリチオフェン誘導体にポリスチレンスルホン酸をドーピングしたＰＥＤＯＴ：ＰＳＳや、ポリピロール又はポリアニリン等にヨウ素等をドーピングした導電性高分子材料を、アノードの材料として使用することもできる。アノードが透明電極である場合には、ＩＴＯ、酸化亜鉛又は酸化スズ等の透光性がある導
電性金属酸化物を用いることが好ましく、特にＩＴＯが好ましい。
The anode is generally an electrode made of a conductive material having a work function higher than that of the cathode and having a function of smoothly extracting holes generated in the photoelectric conversion layer.
Examples of anode materials include conductive metal oxides such as nickel oxide, tin oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), indium-zirconium oxide (IZO), titanium oxide, indium oxide, and zinc oxide; Examples thereof include metals such as gold, platinum, silver, chromium and cobalt, or alloys thereof. These substances are preferable because they have a high work function, and further, a conductive polymer material represented by PEDOT: PSS in which a polythiophene derivative is doped with polystyrene sulfonic acid can be stacked. When laminating such a conductive polymer, the work function of this conductive polymer material is high, so even if it is not a material with a high work function as described above, it is suitable for cathodes such as Al and Mg. Metals can also be widely used. PEDOT: PSS in which a polythiophene derivative is doped with polystyrene sulfonic acid, or a conductive polymer material in which polypyrrole, polyaniline, or the like is doped with iodine or the like can also be used as an anode material. When the anode is a transparent electrode, it is preferable to use a light-transmitting conductive metal oxide such as ITO, zinc oxide or tin oxide, and ITO is particularly preferable.
アノードの膜厚は特に制限は無いが、通常１０ｎｍ以上、好ましくは２０ｎｍ以上、さらに好ましくは、５０ｎｍ以上である。一方、通常１０μｍ以下、好ましくは１μｍ以下、さらに好ましくは５００ｎｍ以下である。アノードの膜厚が１０ｎｍ以上であることにより、シート抵抗が抑えられ、アノードの膜厚が１０μｍ以下であることにより、光透過率を低下させずに効率よく光を電気に変換することができる。アノードが透明電極である場合には、光透過率とシート抵抗とを両立できる膜厚を選ぶ必要がある。
アノードのシート抵抗は、特段の制限はないが、通常１Ω／□以上、一方、１０００Ω／□以下、好ましくは５００Ω／□以下、さらに好ましくは１００Ω／□以下である。
アノードの形成方法としては、蒸着法若しくはスパッタ法等の真空成膜方法、又はナノ粒子や前駆体を含有するインクを塗布して成膜する湿式塗布法が挙げられる。
The film thickness of the anode is not particularly limited, but is usually 10 nm or more, preferably 20 nm or more, and more preferably 50 nm or more. On the other hand, it is usually 10 μm or less, preferably 1 μm or less, more preferably 500 nm or less. When the thickness of the anode is 10 nm or more, the sheet resistance is suppressed, and when the thickness of the anode is 10 μm or less, light can be efficiently converted into electricity without decreasing the light transmittance. When the anode is a transparent electrode, it is necessary to select a film thickness that can achieve both light transmittance and sheet resistance.
The sheet resistance of the anode is not particularly limited, but is usually 1Ω / □ or more, on the other hand, 1000Ω / □ or less, preferably 500Ω / □ or less, more preferably 100Ω / □ or less.
Examples of the anode forming method include a vacuum film forming method such as a vapor deposition method or a sputtering method, or a wet coating method in which an ink containing nanoparticles or a precursor is applied to form a film.
カソードは、一般には仕事関数が低い値を有する導電性材料で構成され、光電変換層で発生した電子をスムーズに取り出す機能を有する電極である。カソードは、電子取り出し層と隣接する。
カソードの材料を挙げると、例えば、白金、金、銀、銅、鉄、スズ、亜鉛、アルミニウム、インジウム、クロム、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、カルシウム又はマグネシウム等の金属及びその合金；フッ化リチウムやフッ化セシウム等の無機塩；酸化ニッケル、酸化アルミニウム、酸化リチウム又は酸化セシウムのような金属酸化物等が挙げられる。これらの材料は低い仕事関数を有する材料であるため、好ましい。カソードについてもアノードと同様に、電子取り出し層としてチタニアのようなｎ型半導体で導電性を有するものを用いることにより、高い仕事関数を有する材料を用いることもできる。電極保護の観点から、カソードの材料として好ましくは、白金、金、銀、銅、鉄、スズ、アルミニウム、カルシウム若しくはインジウム等の金属、又は酸化インジウムスズ等のこれらの金属を用いた合金である。
The cathode is generally an electrode made of a conductive material having a low work function and having a function of smoothly extracting electrons generated in the photoelectric conversion layer. The cathode is adjacent to the electron extraction layer.
Examples of cathode materials include platinum, gold, silver, copper, iron, tin, zinc, aluminum, indium, chromium, lithium, sodium, potassium, cesium, calcium, and magnesium, and alloys thereof; lithium fluoride And inorganic salts such as cesium fluoride and metal oxides such as nickel oxide, aluminum oxide, lithium oxide, and cesium oxide. These materials are preferable because they are materials having a low work function. Similarly to the anode, a material having a high work function can be used for the cathode by using an n-type semiconductor such as titania having conductivity as the electron extraction layer. From the viewpoint of electrode protection, the cathode material is preferably a metal such as platinum, gold, silver, copper, iron, tin, aluminum, calcium or indium, or an alloy using these metals such as indium tin oxide.
カソードの膜厚は特に制限は無いが、通常１０ｎｍ以上、好ましくは２０ｎｍ以上、より好ましくは５０ｎｍ以上である。一方、通常１０μｍ以下、好ましくは１μｍ以下、より好ましくは５００ｎｍ以下である。カソードの膜厚が１０ｎｍ以上であることにより、シート抵抗が抑えられ、カソードの膜厚が１０μｍ以下であることにより、光透過率を低下させずに効率よく光を電気に変換することができる。カソードが透明電極である場合には、光透過率とシート抵抗を両立する膜厚を選ぶ必要がある。
カソードのシート抵抗は、特に制限は無いが、通常１０００Ω／□以下、好ましくは５００Ω／□以下、さらに好ましくは１００Ω／□以下である。下限に制限は無いが、通常は１Ω／□以上である。
カソードの形成方法としては、蒸着法若しくはスパッタ法等の真空成膜方法、又はナノ粒子や前駆体を含有するインクを塗布して成膜する湿式塗布法等がある。
The film thickness of the cathode is not particularly limited, but is usually 10 nm or more, preferably 20 nm or more, more preferably 50 nm or more. On the other hand, it is usually 10 μm or less, preferably 1 μm or less, more preferably 500 nm or less. When the film thickness of the cathode is 10 nm or more, the sheet resistance is suppressed, and when the film thickness of the cathode is 10 μm or less, light can be efficiently converted into electricity without decreasing the light transmittance. When the cathode is a transparent electrode, it is necessary to select a film thickness that achieves both light transmittance and sheet resistance.
The sheet resistance of the cathode is not particularly limited, but is usually 1000Ω / □ or less, preferably 500Ω / □ or less, and more preferably 100Ω / □ or less. Although there is no restriction on the lower limit, it is usually 1Ω / □ or more.
As a method for forming the cathode, there are a vacuum film formation method such as a vapor deposition method or a sputtering method, or a wet coating method in which an ink containing nanoparticles or a precursor is applied to form a film.
さらに、アノード及びカソードは、２層以上の積層構造を有していてもよい。また、アノード及びカソードに対して表面処理を行うことにより、特性（電気特性やぬれ特性等）を改良してもよい。
アノード及びカソードを積層した後に、有機薄膜太陽電池素子を通常５０℃以上、好ましくは８０℃以上、一方、通常３００℃以下、好ましくは２８０℃以下、より好ましくは２５０℃以下の温度範囲において、加熱することが好ましい（この工程をアニーリング処理工程と称する場合がある）。アニーリング処理工程を５０℃以上の温度で行うことにより、有機薄膜太陽電池素子の各層間の密着性、例えば電子取り出し層とカソード及び／又は電子取り出し層と有機光電変換層の密着性が向上する効果が得られるため、好ましい。各層間の密着性が向上することにより、有機薄膜太陽電池素子の熱安定性や耐久性等が向上しうる。アニーリング処理工程の温度を３００℃以下にすることは、有機光電変換層内
の有機化合物が熱分解する可能性が低くなるため、好ましい。アニーリング処理工程においては、上記の温度範囲内で段階的な加熱を行ってもよい。
Furthermore, the anode and the cathode may have a laminated structure of two or more layers. In addition, characteristics (electric characteristics, wetting characteristics, etc.) may be improved by performing surface treatment on the anode and the cathode.
After laminating the anode and cathode, the organic thin-film solar cell element is heated in a temperature range of usually 50 ° C. or higher, preferably 80 ° C. or higher, usually 300 ° C. or lower, preferably 280 ° C. or lower, more preferably 250 ° C. or lower. It is preferable to do this (this step may be referred to as an annealing treatment step). By performing the annealing process at a temperature of 50 ° C. or higher, the adhesion between the layers of the organic thin film solar cell element, for example, the adhesion between the electron extraction layer and the cathode and / or the electron extraction layer and the organic photoelectric conversion layer is improved. Is preferable. By improving the adhesion between the layers, the thermal stability and durability of the organic thin film solar cell element can be improved. It is preferable to set the temperature of the annealing treatment step to 300 ° C. or lower because the organic compound in the organic photoelectric conversion layer is less likely to be thermally decomposed. In the annealing treatment step, stepwise heating may be performed within the above temperature range.
加熱する時間としては、通常１分以上、好ましくは３分以上、一方、通常３時間以下、好ましくは１時間以下である。アニーリング処理工程は、太陽電池性能のパラメータである開放電圧、短絡電流及びフィルファクターが一定の値になったところで終了させることが好ましい。また、アニーリング処理工程は、常圧下、かつ不活性ガス雰囲気中で実施することが好ましい。
加熱する方法としては、ホットプレート等の熱源に有機薄膜太陽電池素子を載せてもよいし、オーブン等の加熱雰囲気中に有機薄膜太陽電池素子を入れてもよい。また、加熱はバッチ式で行っても連続方式で行ってもよい。
The heating time is usually 1 minute or longer, preferably 3 minutes or longer, and usually 3 hours or shorter, preferably 1 hour or shorter. The annealing treatment step is preferably terminated when the open-circuit voltage, the short-circuit current, and the fill factor, which are parameters of the solar cell performance, reach a constant value. Further, the annealing treatment step is preferably performed under normal pressure and in an inert gas atmosphere.
As a heating method, the organic thin film solar cell element may be placed on a heat source such as a hot plate, or the organic thin film solar cell element may be placed in a heating atmosphere such as an oven. The heating may be performed batchwise or continuously.
２．１．２ バッファ層（電子取り出し層、正孔取り出し層）
本実施態様に係る有機薄膜太陽電池素子は、少なくとも一対の電極と、該電極間に存在する有機光電変換層を有するが、通常、該有機光電変換層と該電極の一方との間に存在する電子取り出し層とを有する。通常は、カソードと有機光電変換層との間に電子取り出し層を有する。また有機薄膜太陽電池素子は、有機光電変換層とアノードとの間に正孔取り出し層を有する。電子取り出し層および／又は正孔取り出し層をバッファ層と呼ぶ場合もある。なお、電子取り出し層および正孔取り出し層は必須ではない。
2.1.2 Buffer layer (electron extraction layer, hole extraction layer)
The organic thin-film solar cell element according to this embodiment has at least a pair of electrodes and an organic photoelectric conversion layer that exists between the electrodes, but usually exists between the organic photoelectric conversion layer and one of the electrodes. An electron extraction layer. Usually, an electron extraction layer is provided between the cathode and the organic photoelectric conversion layer. The organic thin film solar cell element has a hole extraction layer between the organic photoelectric conversion layer and the anode. The electron extraction layer and / or the hole extraction layer may be referred to as a buffer layer. The electron extraction layer and the hole extraction layer are not essential.
本実施態様では、有機光電変換層と電極との間にバッファ層を有することが好ましく、有機光電変換層と上部電極との間にバッファ層を有することがより好ましい。バッファ層を有することでレーザー加工の際のダメージを軽減できる。この場合のバッファ層は、電子取り出し層または正孔取り出し層のどちらでも良いが、膜厚は０．１ｎｍ以上であることが好ましい。
電子取り出し層の膜厚は、通常０．１ｎｍ以上、好ましくは１ｎｍ以上、より好ましくは１０ｎｍ以上である。一方、通常４００ｎｍ以下、好ましくは２００ｎｍ以下である。電子取り出し層の膜厚が０．１ｎｍ以上であることでバッファ材料としての機能を果たすことになり、電子取り出し層の膜厚が４００ｎｍ以下であることで、電子が取り出しやすくなり、光電変換効率が向上しうる。
In this embodiment, it is preferable to have a buffer layer between the organic photoelectric conversion layer and the electrode, and it is more preferable to have a buffer layer between the organic photoelectric conversion layer and the upper electrode. By having a buffer layer, damage during laser processing can be reduced. The buffer layer in this case may be either an electron extraction layer or a hole extraction layer, but the film thickness is preferably 0.1 nm or more.
The thickness of the electron extraction layer is usually 0.1 nm or more, preferably 1 nm or more, more preferably 10 nm or more. On the other hand, it is usually 400 nm or less, preferably 200 nm or less. When the film thickness of the electron extraction layer is 0.1 nm or more, it functions as a buffer material. When the film thickness of the electron extraction layer is 400 nm or less, electrons are easily extracted and the photoelectric conversion efficiency is improved. Can improve.
正孔取り出し層の膜厚は、通常０．１ｎｍ以上である。一方、通常４００ｎｍ以下、好ましくは２００ｎｍ以下である。正孔取り出し層の膜厚が０．１ｎｍ以上であることでバッファ材料としての機能を果たすことになり、正孔取り出し層の膜厚が４００ｎｍ以下であることで、正孔が取り出し易くなり、光電変換効率が向上しうる。
電子取り出し層と正孔取り出し層とは、一対の電極間に、有機光電変換層を挟むように配置されることが好ましい。すなわち、有機薄膜太陽電池素子が電子取り出し層と正孔取り出し層の両者を含む場合、上部電極、正孔取り出し層、有機光電変換層、電子取り出し層、及び下部電極をこの順に配置することができる。有機薄膜太陽電池素子が電子取り出し層を含み正孔取り出し層を含まない場合は、上部電極、有機光電変換層、電子取り出し層、及び下部電極をこの順に配置することができる。電子取り出し層と正孔取り出し層とは積層順序が逆であってもよいし、また電子取り出し層と正孔取り出し層の少なくとも一方が異なる複数の膜により構成されていてもよい。
The film thickness of the hole extraction layer is usually 0.1 nm or more. On the other hand, it is usually 400 nm or less, preferably 200 nm or less. When the film thickness of the hole extraction layer is 0.1 nm or more, it functions as a buffer material. When the film thickness of the hole extraction layer is 400 nm or less, holes are easily extracted, Conversion efficiency can be improved.
The electron extraction layer and the hole extraction layer are preferably disposed so as to sandwich the organic photoelectric conversion layer between a pair of electrodes. That is, when the organic thin film solar cell element includes both an electron extraction layer and a hole extraction layer, the upper electrode, the hole extraction layer, the organic photoelectric conversion layer, the electron extraction layer, and the lower electrode can be disposed in this order. . When the organic thin film solar cell element includes an electron extraction layer and does not include a hole extraction layer, the upper electrode, the organic photoelectric conversion layer, the electron extraction layer, and the lower electrode can be disposed in this order. The stacking order of the electron extraction layer and the hole extraction layer may be reversed, or at least one of the electron extraction layer and the hole extraction layer may be composed of a plurality of different films.
２．１．２．１ 電子取り出し層
電子取り出し層の材料は、有機光電変換層からカソードへ電子の取り出し効率を向上させる材料であれば特段の制限はないが、無機化合物又は有機化合物が挙げられる。
無機化合物の材料の例としては、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ又はＣｓ等のアルカリ金属の塩；酸化チタン（ＴｉＯｘ）や酸化亜鉛（ＺｎＯ）のようなｎ型半導体酸化物等が挙げられる。なかでも、アルカリ金属の塩としては、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ又はＣｓＦのようなフッ化物
塩が好ましく、ｎ型半導体酸化物としては、酸化亜鉛（ＺｎＯ）が好ましい。このような材料の動作機構は不明であるが、Ａｌ等で構成されるカソードと組み合わされた際にカソードの仕事関数を小さくし、太陽電池素子内部に印加される電圧を上げる事が考えられる。
2.1.2.1 Electron Extraction Layer The material of the electron extraction layer is not particularly limited as long as it is a material that improves the efficiency of extracting electrons from the organic photoelectric conversion layer to the cathode, but includes an inorganic compound or an organic compound. .
Examples of the material of the inorganic compound include salts of alkali metals such as Li, Na, K or Cs; n-type semiconductor oxides such as titanium oxide (TiOx) and zinc oxide (ZnO). Among them, the alkali metal salt is preferably a fluoride salt such as LiF, NaF, KF or CsF, and the n-type semiconductor oxide is preferably zinc oxide (ZnO). Although the operation mechanism of such a material is unknown, it is conceivable to reduce the work function of the cathode when combined with a cathode made of Al or the like and increase the voltage applied to the solar cell element.
有機化合物の材料の例としては、例えば、トリアリールホスフィンオキシド化合物のようなリン原子と第１６族元素との二重結合を有するホスフィン化合物；バソキュプロイン（ＢＣＰ）又はバソフェナントレン（Ｂｐｈｅｎ）のような、置換基を有してもよく、１位及び１０位がヘテロ原子で置き換えられていてもよいフェナントレン化合物；トリアリールホウ素のようなホウ素化合物；（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム（Ａｌｑ３）のような有機金属酸化物；オキサジアゾール化合物又はベンゾイミダゾール化合物のような、置換基を有していてもよい１又は２の環構造を有する化合物；ナフタレンテトラカルボン酸無水物（ＮＴＣＤＡ）又はペリレンテトラカルボン酸無水物（ＰＴＣＤＡ）のような、ジカルボン酸無水物のような縮合ジカルボン酸構造を有する芳香族化合物等が挙げられる。 Examples of organic compound materials include, for example, phosphine compounds having a double bond between a phosphorus atom and a group 16 element such as triarylphosphine oxide compounds; bathocuproin (BCP) or bathophenanthrene (Bphen), A phenanthrene compound which may have a substituent and may be substituted at the 1-position and the 10-position with a heteroatom; a boron compound such as triarylboron; and (8-hydroxyquinolinato) aluminum (Alq3) Organometallic oxide; Compound having 1 or 2 ring structure which may have a substituent such as oxadiazole compound or benzimidazole compound; Naphthalenetetracarboxylic anhydride (NTCDA) or perylenetetracarboxylic acid Of dicarboxylic anhydrides, such as anhydrides (PTCDA) Aromatic compounds having Unachijimigo dicarboxylic acid structure.
電子取り出し層の材料のＬＵＭＯエネルギー準位は、特に限定は無いが、通常−４．０ｅＶ以上、好ましくは−３．９ｅＶ以上である。一方、通常−１．９ｅＶ以下、好ましくは−２．０ｅＶ以下である。電子取り出し層の材料のＬＵＭＯエネルギー準位が−１．９ｅＶ以下であることは、電荷移動が促進されうる点で好ましい。電子取り出し層の材料のＬＵＭＯエネルギー準位が−４．０ｅＶ以上であることは、ｎ型半導体材料への逆電子移動が防がれうる点で好ましい。 The LUMO energy level of the material of the electron extraction layer is not particularly limited, but is usually −4.0 eV or more, preferably −3.9 eV or more. On the other hand, it is usually −1.9 eV or less, preferably −2.0 eV or less. It is preferable that the LUMO energy level of the material for the electron extraction layer is −1.9 eV or less because charge transfer can be promoted. It is preferable that the LUMO energy level of the material for the electron extraction layer is −4.0 eV or more in terms of preventing reverse electron transfer to the n-type semiconductor material.
電子取り出し層の材料のＨＯＭＯエネルギー準位は、特に限定は無いが、通常−９．０ｅＶ以上、好ましくは−８．０ｅＶ以上である。一方、通常−５．０ｅＶ以下、好ましくは−５．５ｅＶ以下である。電子取り出し層の材料のＨＯＭＯエネルギー準位が−５．０ｅＶ以下であることは、正孔が移動してくることを阻止しうる点で好ましい。 The HOMO energy level of the material for the electron extraction layer is not particularly limited, but is usually −9.0 eV or more, preferably −8.0 eV or more. On the other hand, it is usually −5.0 eV or less, preferably −5.5 eV or less. The HOMO energy level of the material for the electron extraction layer is preferably −5.0 eV or less from the viewpoint of preventing movement of holes.
電子取り出し層の材料のＬＵＭＯエネルギー準位及びＨＯＭＯエネルギー準位の算出方法としては、サイクリックボルタモグラム測定法が挙げられる。例えば、公知文献（国際公開第２０１１／０１６４３０号）に記載の方法を参考にして実施することができる。 As a method for calculating the LUMO energy level and the HOMO energy level of the material of the electron extraction layer, a cyclic voltammogram measurement method may be mentioned. For example, it can implement with reference to the method as described in well-known literature (International Publication 2011/016430).
電子取り出し層の材料が有機化合物である場合、ＤＳＣ法により測定した場合のこの化合物のガラス転移温度（以下、Ｔｇと記載する場合もある）は、特段の制限はないが、観測されないか、又は５５℃以上であることが好ましい。ＤＳＣ法によりガラス転移温度が観測されないとは、ガラス転移温度がないことを意味する。具体的には４００℃以下のガラス転移温度の有無により判別する。ＤＳＣ法によるガラス転移温度が観測されない材料は、熱的に高い安定性を有している点で好ましい。 When the material of the electron extraction layer is an organic compound, the glass transition temperature (hereinafter sometimes referred to as Tg) of this compound as measured by the DSC method is not particularly limited, but is not observed, or It is preferable that it is 55 degreeC or more. That the glass transition temperature is not observed by the DSC method means that there is no glass transition temperature. Specifically, the determination is made based on the presence or absence of a glass transition temperature of 400 ° C. or lower. A material in which the glass transition temperature by the DSC method is not observed is preferable in that it has high thermal stability.
また、ＤＳＣ法により測定した場合のガラス転移温度が５５℃以上である化合物の中でも、ガラス転移温度が、好ましくは６５℃以上、より好ましくは８０℃以上、さらに好ましくは１１０℃以上、特に好ましくは１２０℃以上である化合物が望ましい。一方、ガラス転移温度の上限は特に限定はないが、通常４００℃以下、好ましくは３５０℃以下、より好ましくは３００℃以下である。また、電子取り出し層の材料は、ＤＳＣ法によるガラス転移温度が３０℃以上５５度未満に観測されないものであることが好ましい。 Among the compounds having a glass transition temperature of 55 ° C. or higher as measured by the DSC method, the glass transition temperature is preferably 65 ° C. or higher, more preferably 80 ° C. or higher, more preferably 110 ° C. or higher, particularly preferably. Compounds that are 120 ° C. or higher are desirable. On the other hand, the upper limit of the glass transition temperature is not particularly limited, but is usually 400 ° C. or lower, preferably 350 ° C. or lower, more preferably 300 ° C. or lower. Moreover, it is preferable that the material of an electron taking-out layer is a thing by which the glass transition temperature by DSC method is not observed below 30 degreeC or more and less than 55 degree | times.
本明細書におけるガラス転移温度とは、アモルファス状態の固体において、熱エネルギーにより局所的な分子運動が開始される温度とされており、比熱が変化する点として定義される。Ｔｇよりさらに温度が上がると、固体構造が変化して結晶化が起こる（この時の温度を結晶化温度（Ｔｃ）とする）。さらに温度が上がると、融点（Ｔｍ）で融解し液体
状態に変化することが一般的である。但し、高温で分子が分解したり、昇華したりして、これらの相転移が見られないこともある。
The glass transition temperature in the present specification is defined as a point at which specific heat changes in an amorphous solid, which is a temperature at which local molecular motion is started by thermal energy. When the temperature rises further than Tg, the solid structure changes and crystallization occurs (the temperature at this time is defined as the crystallization temperature (Tc)). When the temperature rises further, it generally melts at the melting point (Tm) and changes to a liquid state. However, these phase transitions may not be observed due to molecular decomposition or sublimation at high temperatures.
ＤＳＣ法とは、ＪＩＳ Ｋ−０１２９“熱分析通則”に定義された熱物性の測定法（示差走査熱量測定法）である。ガラス転移温度をより明確に決める為には、一度ガラス転移点以上の温度に加熱したサンプルを急冷した後に測定することが望ましい。例えば、公知文献（国際公開第２０１１／０１６４３０号）に記載の方法により、測定を実施することができる。 The DSC method is a thermophysical property measurement method (differential scanning calorimetry method) defined in JIS K-0129 “General Rules for Thermal Analysis”. In order to determine the glass transition temperature more clearly, it is desirable to measure after rapidly cooling a sample once heated to a temperature higher than the glass transition temperature. For example, the measurement can be carried out by a method described in a known document (International Publication No. 2011/016430).
電子取り出し層に用いられる化合物のガラス転移温度が５５℃以上である場合、この化合物は、印加される電場、流れる電流、曲げや温度変化による応力等の外部ストレスに対して構造が変化しにくいため、耐久性の面で好ましい。さらに、化合物の薄膜の結晶化が進みにくい傾向も有すことから、使用温度範囲においてこの化合物がアモルファス状態と結晶状態との間で変化しにくくなることにより、電子取り出し層としての安定性が良くなるため、耐久性の面で好ましい。この効果は、材料のガラス転移温度が高ければ高いほど、より顕著に表れる。 When the glass transition temperature of the compound used for the electron extraction layer is 55 ° C. or higher, the structure of this compound is difficult to change against external stress such as applied electric field, flowing current, stress due to bending or temperature change. It is preferable in terms of durability. Furthermore, since there is a tendency that the crystallization of the thin film of the compound does not proceed easily, the stability of the electron extraction layer is improved by making it difficult for the compound to change between the amorphous state and the crystalline state in the operating temperature range. Therefore, it is preferable in terms of durability. This effect becomes more prominent as the glass transition temperature of the material is higher.
電子取り出し層の形成方法に制限はない。例えば、昇華性を有する材料を用いる場合は真空蒸着法等により形成することができる。また、例えば、溶媒に可溶な材料を用いる場合は、スピンコートやインクジェット等の湿式塗布法等により形成することができる。
塗布法により電子取り出し層を形成する場合は、塗布液にさらに界面活性剤を含有させてもよい。界面活性剤の使用により、微小な泡若しくは異物等の付着による凹み及び／又は乾燥工程での塗布むら等の発生が抑制される。界面活性剤としては、公知の界面活性剤（カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤）を用いることができる。なかでも、ケイ素系界面活性剤、アセチレンジオール系界面活性剤又はフッ素系界面活性剤が好ましい。なお、界面活性剤としては１種のみを用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
具体的には、例えばアルカリ金属塩を電子取り出し層の材料として用いる場合、真空蒸着、スパッタ等の真空成膜方法を用いて電子取り出し層を成膜することが可能である。なかでも、抵抗加熱による真空蒸着によって、電子取り出し層を形成するのが望ましい。真空蒸着を用いることにより、有機光電変換層等の他の層へのダメージを小さくすることができる。
There is no restriction | limiting in the formation method of an electronic taking-out layer. For example, when a material having sublimation property is used, it can be formed by a vacuum deposition method or the like. Further, for example, when a material soluble in a solvent is used, it can be formed by a wet coating method such as spin coating or inkjet.
When the electron extraction layer is formed by a coating method, a surfactant may be further contained in the coating solution. By using the surfactant, the occurrence of dents due to adhesion of fine bubbles or foreign matters and / or uneven coating in the drying process is suppressed. Known surfactants (cationic surfactants, anionic surfactants, nonionic surfactants) can be used as the surfactant. Of these, silicon-based surfactants, acetylenic diol-based surfactants, and fluorine-based surfactants are preferable. In addition, as surfactant, only 1 type may be used and 2 or more types may be used together by arbitrary combinations and a ratio.
Specifically, for example, when an alkali metal salt is used as a material for the electron extraction layer, the electron extraction layer can be formed by using a vacuum film formation method such as vacuum deposition or sputtering. Especially, it is desirable to form an electron taking-out layer by vacuum vapor deposition by resistance heating. By using vacuum deposition, damage to other layers such as an organic photoelectric conversion layer can be reduced.
一方、ｎ型半導体の金属酸化物については、例えば、酸化亜鉛ＺｎＯを電子取り出し層の材料として用いる場合には、スパッタ法等の真空成膜方法を用いることもできるが、塗布法を用いて電子取り出し層を成膜することが望ましい。例えば、Ｓｏｌ−Ｇｅｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ、Ｃ．Ｊ．Ｂｒｉｎｋｅｒ，Ｇ．Ｗ．Ｓｃｈｅｒｅｒ著、Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ（１９９０）に記載のゾルゲル法に従って、酸化亜鉛で構成される電子取り出し層を形成できる。この場合の膜厚は、通常０．１ｎｍ以上、好ましくは２ｎｍ以上、より好ましくは５ｎｍ以上であり、通常１μｍ以下、好ましくは１００ｎｍ以下、より好ましくは５０ｎｍ以下である。電子取り出し層が薄すぎると、電子の取り出し効率を向上させる効果が十分でなくなり、厚すぎると、電子取り出し層が直列抵抗成分として作用することにより素子の特性を損なう傾向がある。 On the other hand, for metal oxides of n-type semiconductors, for example, when zinc oxide ZnO is used as the material for the electron extraction layer, a vacuum film formation method such as sputtering can be used. It is desirable to form the extraction layer. For example, Sol-Gel Science, C.I. J. et al. Brinker, G.M. W. According to the sol-gel method described by Scherer, Academic Press (1990), an electron extraction layer composed of zinc oxide can be formed. In this case, the film thickness is usually 0.1 nm or more, preferably 2 nm or more, more preferably 5 nm or more, and usually 1 μm or less, preferably 100 nm or less, more preferably 50 nm or less. If the electron extraction layer is too thin, the effect of improving the electron extraction efficiency is not sufficient, and if it is too thick, the electron extraction layer tends to deteriorate the characteristics of the device by acting as a series resistance component.
２．１．２．２ 正孔取り出し層
正孔取り出し層の材料に特に限定は無く、有機光電変換層からアノードへの正孔の取り出し効率を向上させることが可能な材料であれば特に限定されない。具体的には、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアセチレン、トリフェニレンジアミン又はポリアニリン等に、スルホン酸及び／又はヨウ素等がドーピングされた導電性ポリマー、スルホニル基を置換基に有するポリチオフェン誘導体、アリールアミン等の導電性有機化合物、酸化銅、
酸化ニッケル、酸化マンガン、酸化モリブデン、酸化バナジウム又は酸化タングステン等の金属酸化物、ナフィオン、後述のｐ型半導体等が挙げられる。その中でも好ましくは、スルホン酸をドーピングした導電性ポリマーであり、より好ましくは、ポリチオフェン誘導体にポリスチレンスルホン酸をドーピングした（３，４−エチレンジオキシチオフェン）ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）である。また、金、インジウム、銀又はパラジウム等の金属等の薄膜も使用することができる。金属等の薄膜は、単独で形成してもよいし、上記の有機材料と組み合わせて用いることもできる。
2.1.2.2 Hole Extraction Layer There are no particular limitations on the material of the hole extraction layer, and any material that can improve the efficiency of extracting holes from the organic photoelectric conversion layer to the anode is not particularly limited. . Specifically, polythiophene, polypyrrole, polyacetylene, triphenylenediamine, polyaniline, or the like, a conductive polymer doped with sulfonic acid and / or iodine, a polythiophene derivative having a sulfonyl group as a substituent, or a conductive organic such as arylamine Compound, copper oxide,
Examples thereof include metal oxides such as nickel oxide, manganese oxide, molybdenum oxide, vanadium oxide, and tungsten oxide, Nafion, and a p-type semiconductor described later. Among them, a conductive polymer doped with sulfonic acid is preferable, and (3,4-ethylenedioxythiophene) poly (styrenesulfonic acid) (PEDOT: PSS) in which a polythiophene derivative is doped with polystyrene sulfonic acid is more preferable. It is. A thin film of metal such as gold, indium, silver or palladium can also be used. A thin film of metal or the like may be formed alone or in combination with the above organic material.
正孔取り出し層の形成方法に制限はない。例えば、昇華性を有する材料を用いる場合は真空蒸着法等により形成することができる。また、例えば、溶媒に可溶な材料を用いる場合は、スピンコート法やインクジェット法等の湿式塗布法等により形成することができる。正孔取り出し層に半導体材料を用いる場合は、後述の有機光電変換層の低分子有機半導体化合物と同様に、前駆体を用いて層を形成した後に前駆体を半導体化合物に変換してもよい。
なかでも、正孔取り出し層の材料としてＰＥＤＯＴ：ＰＳＳを用いる場合、分散液を塗布する方法によって正孔取り出し層を形成することが好ましい。ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの分散液としては、ヘレウス社製のＣＬＥＶＩＯＳＴＭシリーズや、アグファ社製のＯＲＧＡＣＯＮＴＭシリーズ等が挙げられる。
There is no restriction | limiting in the formation method of a positive hole taking-out layer. For example, when a material having sublimation property is used, it can be formed by a vacuum deposition method or the like. For example, when a material soluble in a solvent is used, it can be formed by a wet coating method such as a spin coating method or an ink jet method. When a semiconductor material is used for the hole extraction layer, the precursor may be converted into a semiconductor compound after the layer is formed using the precursor, similarly to the low-molecular organic semiconductor compound of the organic photoelectric conversion layer described later.
Especially, when using PEDOT: PSS as a material of a hole taking-out layer, it is preferable to form a hole taking-out layer by the method of apply | coating a dispersion liquid. Examples of the dispersion of PEDOT: PSS include CLEVIOSTM series manufactured by Heraeus, ORGACONTM series manufactured by Agfa, and the like.
塗布法により正孔取り出し層を形成する場合は、塗布液にさらに界面活性剤を含有させてもよい。界面活性剤の使用により、微小な泡若しくは異物等の付着による凹み及び／又は乾燥工程での塗布むら等の発生が抑制される。界面活性剤としては、公知の界面活性剤（カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤）を用いることができる。なかでも、ケイ素系界面活性剤、アセチレンジオール系界面活性剤又はフッ素系界面活性剤が好ましい。なお、界面活性剤としては１種のみを用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。 When the hole extraction layer is formed by a coating method, a surfactant may be further contained in the coating solution. By using the surfactant, the occurrence of dents due to adhesion of fine bubbles or foreign matters and / or uneven coating in the drying process is suppressed. Known surfactants (cationic surfactants, anionic surfactants, nonionic surfactants) can be used as the surfactant. Of these, silicon-based surfactants, acetylenic diol-based surfactants, and fluorine-based surfactants are preferable. In addition, as surfactant, only 1 type may be used and 2 or more types may be used together by arbitrary combinations and a ratio.
２．１．３ 有機光電変換層
有機光電変換層は、通常ｐ型半導体化合物とｎ型半導体化合物をと含む。ｐ型半導体化合物とは、ｐ型半導体材料として働く化合物であり、ｎ型半導体化合物とは、ｎ型半導体材料として働く化合物である。有機薄膜太陽電池素子が光を受けると、光が有機光電変換層に吸収され、ｐ型半導体化合物とｎ型半導体化合物との界面で電気が発生し、発生した電気が電極から取り出される。
有機光電変換層の材料に有機化合物を用いると、簡易な塗布プロセスにより形成しうるため好ましい。光電変換層の層構成としては、ｐ型半導体化合物層とｎ型半導体化合物層とが積層された薄膜積層型、ｐ型半導体化合物とｎ型半導体化合物とが混合した層を有するバルクヘテロ接合型、ｐ型半導体化合物層と、ｐ型半導体化合物とｎ型半導体化合物とが混合した層（ｉ層）と、ｎ型半導体化合物層とが積層されたもの、等が挙げられる。なかでも、ｐ型半導体化合物とｎ型半導体化合物が混合した層を有するバルクヘテロ接合型が好ましい。
2.1.3 Organic photoelectric conversion layer The organic photoelectric conversion layer usually contains a p-type semiconductor compound and an n-type semiconductor compound. The p-type semiconductor compound is a compound that works as a p-type semiconductor material, and the n-type semiconductor compound is a compound that works as an n-type semiconductor material. When the organic thin-film solar cell element receives light, the light is absorbed by the organic photoelectric conversion layer, electricity is generated at the interface between the p-type semiconductor compound and the n-type semiconductor compound, and the generated electricity is extracted from the electrode.
An organic compound is preferably used as the material for the organic photoelectric conversion layer because it can be formed by a simple coating process. As a layer structure of the photoelectric conversion layer, a p-type semiconductor compound layer and an n-type semiconductor compound layer are stacked, a thin film stack type, a bulk heterojunction type having a layer in which a p-type semiconductor compound and an n-type semiconductor compound are mixed, p And a type semiconductor compound layer, a layer in which a p-type semiconductor compound and an n-type semiconductor compound are mixed (i layer), and an n-type semiconductor compound layer are stacked. Among these, a bulk heterojunction type having a layer in which a p-type semiconductor compound and an n-type semiconductor compound are mixed is preferable.
有機光電変換層の膜厚は特に限定されないが、通常１０ｎｍ以上、好ましくは５０ｎｍ以上であり、一方通常１０００ｎｍ以下、好ましくは５００ｎｍ以下、より好ましくは２００ｎｍ以下である。有機光電変換層の膜厚が１０ｎｍ以上であることは、膜の均一性が保たれ、短絡を起こしにくくなるため、好ましい。また、有機光電変換層の厚さが１０００ｎｍ以下であることは、内部抵抗が小さくなる点、及び電極間が離れすぎず電荷の拡散が良好となる点で、好ましい。 The thickness of the organic photoelectric conversion layer is not particularly limited, but is usually 10 nm or more, preferably 50 nm or more, and is usually 1000 nm or less, preferably 500 nm or less, more preferably 200 nm or less. It is preferable that the thickness of the organic photoelectric conversion layer is 10 nm or more because the uniformity of the film is maintained and a short circuit is less likely to occur. Moreover, it is preferable that the thickness of the organic photoelectric conversion layer is 1000 nm or less from the viewpoint that the internal resistance is small and that the diffusion of charges is good without being too far apart from each other.
有機光電変換層の作成方法としては、特段に制限はないが、塗布法が好ましい。塗布法としては、任意の方法を用いることができるが、例えば、スピンコート法、リバースロー
ルコート法、グラビアコート法、キスコート法、ロールブラッシュ法、スプレーコート法、エアナイフコート法、ワイヤーバーバーコート法、パイプドクター法、含浸・コート法、カーテンコート法等が挙げられる。
例えば、ｐ型半導体化合物層及びｎ型半導体化合物層は、ｐ型半導体化合物又はｎ型半導体化合物を含む塗布液を塗布することにより作製しうる。また、ｐ型半導体化合物とｎ型半導体化合物とが混合した層は、ｐ型半導体化合物及びｎ型半導体化合物を含む塗布液を塗布することにより作製しうる。後述するように、半導体化合物前駆体を含む塗布液を塗布した後で、半導体化合物前駆体を半導体化合物へと変換してもよい。
なお、有機光電変換層は、ロール・ツー・ロールにより製造されることが好ましく、その場合には、塗布法により形成されることが好ましい。
A method for producing the organic photoelectric conversion layer is not particularly limited, but a coating method is preferable. As the coating method, any method can be used, for example, spin coating method, reverse roll coating method, gravure coating method, kiss coating method, roll brush method, spray coating method, air knife coating method, wire barber coating method, Examples include the pipe doctor method, the impregnation / coating method, and the curtain coating method.
For example, the p-type semiconductor compound layer and the n-type semiconductor compound layer can be produced by applying a coating liquid containing a p-type semiconductor compound or an n-type semiconductor compound. Moreover, the layer in which the p-type semiconductor compound and the n-type semiconductor compound are mixed can be prepared by applying a coating solution containing the p-type semiconductor compound and the n-type semiconductor compound. As will be described later, the semiconductor compound precursor may be converted into a semiconductor compound after the coating liquid containing the semiconductor compound precursor is applied.
In addition, it is preferable that an organic photoelectric converting layer is manufactured by roll-to-roll, and in that case, it is preferable to form by the apply | coating method.
２．１．４ 光電変換特性
有機薄膜太陽電池素子の光電変換特性は次のようにして求めることができる。有機薄膜太陽電池素子にソーラシュミレーターでＡＭ１．５Ｇ条件の光を照射強度１００ｍＷ／ｃｍ2で照射して、電流−電圧特性を測定する。得られた電流−電圧曲線から、光電変換効
率（ＰＣＥ）、短絡電流密度（Ｊｓｃ）、開放電圧（Ｖｏｃ）、フィルファクター（ＦＦ）、直列抵抗、シャント抵抗といった光電変換特性を求めることができる。
有機薄膜太陽電池素子の光電変換効率は、特段の制限はないが、通常１％以上、好ましくは１．５％以上、より好ましくは２％以上である。一方、上限に特段の制限はなく、高ければ高いほどよい。
また、有機薄膜太陽電池素子の耐久性を測定する方法としては、有機薄膜太陽電池素子を大気暴露する前後での、光電変換効率の維持率を求める方法が挙げられる。
（維持率）＝（大気暴露Ｎ時間後の光電変換効率）／（大気暴露直前の光電変換効率）
有機薄膜太陽電池素子を実用化するには、製造が簡便かつ安価であること以外に、高い光電変換効率及び高い耐久性を有することが重要である。この観点から、１週間大気暴露する前後での光電変換効率の維持率は、６０％以上が好ましく、８０％以上がより好ましく、高ければ高いほどよい。
2.1.4 Photoelectric conversion characteristics The photoelectric conversion characteristics of the organic thin-film solar cell element can be determined as follows. The organic thin-film solar cell element is irradiated with AM1.5G light with a solar simulator at an irradiation intensity of 100 mW / cm 2 to measure current-voltage characteristics. From the obtained current-voltage curve, photoelectric conversion characteristics such as photoelectric conversion efficiency (PCE), short circuit current density (Jsc), open circuit voltage (Voc), fill factor (FF), series resistance, and shunt resistance can be obtained.
The photoelectric conversion efficiency of the organic thin film solar cell element is not particularly limited, but is usually 1% or more, preferably 1.5% or more, and more preferably 2% or more. On the other hand, there is no particular limitation on the upper limit, and the higher the better.
Moreover, as a method for measuring the durability of the organic thin film solar cell element, there is a method for obtaining a maintenance rate of photoelectric conversion efficiency before and after the organic thin film solar cell element is exposed to the atmosphere.
(Maintenance rate) = (Photoelectric conversion efficiency after N hours of atmospheric exposure) / (Photoelectric conversion efficiency immediately before atmospheric exposure)
In order to put an organic thin-film solar cell element into practical use, it is important to have high photoelectric conversion efficiency and high durability in addition to simple and inexpensive manufacture. From this viewpoint, the maintenance rate of photoelectric conversion efficiency before and after exposure to the atmosphere for one week is preferably 60% or more, more preferably 80% or more, and the higher the better.
３ ガスバリア性部材
本実施態様においてガスバリア性部材とは、水および酸素の透過を防止する層である。ガスバリア性部材で有機電子デバイスを被覆することにより、有機電子デバイスを外気からの水分および酸素から保護し、有機電子デバイスの機能劣化を防ぐことができる。
本実施態様においてガスバリア性部材は、水および酸素の透過を防止できればよい。有機電子デバイスのガスバリア性部材に要求される防湿能力は、有機電子デバイスの種類等に応じて様々であるが、単位面積（１ｍ2）の１日あたりの水蒸気透過率が、通常１×１
０-1ｇ／ｍ2／ｄａｙ以下であることが好ましく、下限に制限はない。
また、ガスバリア性部材に要求される酸素透過性の程度は、有機電子デバイスの種類等に応じて様々であるが、単位面積（１ｍ2）の１日あたりの酸素透過率が、通常１×１０-1ｃｃ／ｍ2／ｄａｙ／ａｔｍ以下であることが好ましく、下限に制限はない。
3 Gas barrier member In this embodiment, a gas barrier member is a layer which prevents permeation | transmission of water and oxygen. By covering the organic electronic device with the gas barrier member, the organic electronic device can be protected from moisture and oxygen from the outside air, and functional deterioration of the organic electronic device can be prevented.
In this embodiment, the gas barrier member only needs to prevent permeation of water and oxygen. The moisture-proof ability required for the gas barrier member of an organic electronic device varies depending on the type of the organic electronic device, etc., but the water vapor transmission rate per unit area (1 m 2 ) per day is usually 1 × 1.
It is preferably 0 −1 g / m 2 / day or less, and the lower limit is not limited.
Further, the degree of oxygen permeability required for the gas barrier member varies depending on the type of organic electronic device and the like, but the oxygen permeability per unit area (1 m 2 ) per day is usually 1 × 10. It is preferably −1 cc / m 2 / day / atm or less, and there is no limit to the lower limit.
３．１ 第一ガスバリア性部材
本実施態様に係る有機電子デバイスモジュールは、透明な第一ガスバリア性部材を含む。
透明であるとは、可視光の透過率が４０％以上であることをいう。好ましくは５０％以上、より好ましくは６０％以上、更に好ましくは７０％以上、特に好ましくは８０％以上である。
3.1 First Gas Barrier Member The organic electronic device module according to this embodiment includes a transparent first gas barrier member.
The term “transparent” means that the visible light transmittance is 40% or more. Preferably it is 50% or more, More preferably, it is 60% or more, More preferably, it is 70% or more, Most preferably, it is 80% or more.
さらに、有機電子デバイスが、薄膜太陽電池素子である場合には、有機薄膜太陽電池は光を受けて熱せられることが多いため、第一ガスバリア性部材も熱に対する耐性を有することが好ましい。この観点から、第一ガスバリア性部材の構成材料の融点は、通常１００
℃以上３５０℃以下である。ただし、第一ガスバリア性部材が主として金属から構成される場合には、この限りではない。
Furthermore, when the organic electronic device is a thin film solar cell element, the organic thin film solar cell is often heated by receiving light. Therefore, the first gas barrier member is also preferably resistant to heat. From this viewpoint, the melting point of the constituent material of the first gas barrier member is usually 100.
It is not less than 350 ° C and not more than 350 ° C. However, this is not the case when the first gas barrier member is mainly composed of metal.
第一ガスバリア性部材の具体的な構成は、有機電子デバイスを水から保護できる限り任意である。ただし、第一ガスバリア性部材を透過しうる水蒸気や酸素の量を少なくできるフィルムほど製造コストが高くなるため、これらの点を総合的に勘案して適切なものを使用することが好ましい。 The specific configuration of the first gas barrier member is arbitrary as long as the organic electronic device can be protected from water. However, since the production cost of a film that can reduce the amount of water vapor or oxygen that can permeate the first gas barrier member increases, it is preferable to use an appropriate film that comprehensively considers these points.
なかでも好適な第一ガスバリア性部材としては、例えば、樹脂層と金属酸化物層との積層体、樹脂層と金属層との積層体が挙げられる。これらの積層体は、樹脂と金属酸化物または金属が交互に積層された構造を有する。層する層の数は限定されないが、通常二層であり、好ましくは三層以上である。
樹脂層の樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）或いはポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル、ナイロン６等のポリアミドが挙げられ、価格状の理由でＰＥＴ、耐熱性を考慮するとＰＥＮが好ましい。
樹脂層の厚さは通常１マイクロメートル以上、好ましくは２マイクロメートル以上、より好ましくは５マイクロメートル以上であり、通常２００マイクロメートル以下、好ましくは５０マイクロメートル以下、より好ましくは３０マイクロメートル以下である。上記上限以下であることによりフィルムの柔軟性の点で好ましい。上記下限以上であることによりフィルム強度の確保の点で好ましい。
Among these, suitable first gas barrier members include, for example, a laminate of a resin layer and a metal oxide layer, and a laminate of a resin layer and a metal layer. These laminates have a structure in which resin and metal oxide or metal are alternately laminated. The number of layers to be layered is not limited, but is usually two layers, preferably three or more.
Examples of the resin for the resin layer include polyesters such as polyethylene terephthalate (PET) or polyethylene naphthalate (PEN), and polyamides such as
The thickness of the resin layer is usually 1 micrometer or more, preferably 2 micrometers or more, more preferably 5 micrometers or more, and usually 200 micrometers or less, preferably 50 micrometers or less, more preferably 30 micrometers or less. is there. It is preferable from the point of the softness | flexibility of a film by being below the said upper limit. It is preferable at the point of ensuring film strength by being more than the said minimum.
金属酸化物層の金属酸化物としては、ＳｉＯｘ、ＡｌＯｘが挙げられ、高バリア性の確保の容易さ理由でＳｉＯｘが好ましい。
金属酸化物層の厚さは通常０．１マイクロメートル以上、好ましくは０．１５マイクロメートル以上、より好ましくは０．２マイクロメートル以上であり、通常１０マイクロメートル以下、好ましくは５マイクロメートル以下、より好ましくは１マイクロメートル以下である。上記上限以下であることによりコストおよび透明性の確保の点で好ましい。上記下限以上であることにより欠陥の少ないガスバリア性部材形成の点で好ましい。
金属層の金属としては、金、銀、銅、アルミニウム、ステンレスが挙げられ、コスト上の理由でアルミニウムが好ましい。
金層の厚さは通常０．５マイクロメートル以上、好ましくは１マイクロメートル以上、より好ましくは１．５マイクロメートル以上であり、通常１ミリメートル以下、好ましくは５００マイクロメートル以下、より好ましくは２００マイクロメートル以下である。上記上限以下であることにより基材の柔軟性の確保の点で好ましい。上記下限以上であることにより基材の強度確保の点で好ましい。
Examples of the metal oxide of the metal oxide layer include SiOx and AlOx, and SiOx is preferable because it is easy to ensure high barrier properties.
The thickness of the metal oxide layer is usually 0.1 micrometers or more, preferably 0.15 micrometers or more, more preferably 0.2 micrometers or more, usually 10 micrometers or less, preferably 5 micrometers or less, More preferably, it is 1 micrometer or less. By being below the above upper limit, it is preferable in terms of ensuring cost and transparency. By being more than the above lower limit, it is preferable in terms of forming a gas barrier member with few defects.
Examples of the metal of the metal layer include gold, silver, copper, aluminum, and stainless steel, and aluminum is preferable for cost reasons.
The thickness of the gold layer is usually 0.5 micrometers or more, preferably 1 micrometers or more, more preferably 1.5 micrometers or more, and usually 1 millimeter or less, preferably 500 micrometers or less, more preferably 200 micrometers. Below the meter. It is preferable at the point of ensuring the softness | flexibility of a base material by being below the said upper limit. It is preferable at the point of ensuring the intensity | strength of a base material by being more than the said minimum.
なお、第一ガスバリア性部材は１種の材料で形成されていてもよく、２種以上の材料で形成されていてもよい。また、第一ガスバリア性部材は単層フィルムにより形成されていてもよいが、２層以上のフィルムを備えた積層フィルムであってもよい。
第一ガスバリア性部材の厚みは特に規定されないが、通常５μｍ以上２００μｍ以下である。
第一ガスバリア性部材は、有機電子デバイスを被覆して湿気及び酸素から保護できればその形成位置に制限は無いが、有機薄膜太陽電池素子の素子面全体を覆うことが好ましい。
The first gas barrier member may be formed of one type of material or may be formed of two or more types of materials. The first gas barrier member may be formed of a single layer film, but may be a laminated film including two or more layers.
The thickness of the first gas barrier member is not particularly defined, but is usually 5 μm or more and 200 μm or less.
The first gas barrier member is not limited in its formation position as long as it can protect the moisture and oxygen by covering the organic electronic device, but it is preferable to cover the entire element surface of the organic thin-film solar cell element.
３．２ 第二ガスバリア性部材
第二ガスバリア性部材は、金属箔、好ましくは絶縁処理を施した金属箔などの、不透明な材料も使用でき、透明である部材に限定されない点を除いては、上記第一ガスバリア性部材の説明が適用される。不透明な材料の厚さは、樹脂層の厚さと同様である。
3.2 Second Gas Barrier Member The second gas barrier member can be an opaque material such as a metal foil, preferably a metal foil subjected to insulation treatment, except that the second gas barrier member is not limited to a transparent member. The description of the first gas barrier member is applied. The thickness of the opaque material is the same as the thickness of the resin layer.
４ その他の層
本実施態様に係る有機電子デバイスは、第一ガスバリア性部材、基板、有機電子デバイス、第二ガスバリア性部材をこの順に有するが、それ以外の層を含んでいても良い。その他の層としては、接着層、ゲッター材層（ゲッター材フィルム）、紫外線吸収層、などがあげられる。
4 Other Layers The organic electronic device according to the present embodiment includes the first gas barrier member, the substrate, the organic electronic device, and the second gas barrier member in this order, but may include other layers. Examples of other layers include an adhesive layer, a getter material layer (getter material film), and an ultraviolet absorbing layer.
４．１ ゲッター材フィルム
ゲッター材フィルムは水分及び／又は酸素を吸収するフィルムである。ゲッター材フィルムで有機電子デバイスを覆うことにより、有機電子デバイスを水分及び／又は酸素から保護し、発電能力を高く維持できる。ここで、ゲッター材フィルムは、上記ガスバリア性部材とは異なり、水分や酸素の透過を妨げるものではなく、水分や酸素を吸収するものである。水分や酸素を吸収するフィルムを用いることにより、ガスバリア性部材で有機電子デバイスを被覆した場合に、ガスバリア性部材で形成される空間に僅かに浸入する水分をゲッター材フィルムが捕捉して水分による有機電子デバイスへの影響を排除できる。
4.1 Getter Material Film A getter material film is a film that absorbs moisture and / or oxygen. By covering the organic electronic device with a getter material film, the organic electronic device can be protected from moisture and / or oxygen, and the power generation capability can be maintained high. Here, unlike the gas barrier member, the getter material film does not prevent the permeation of moisture and oxygen but absorbs moisture and oxygen. When a film that absorbs moisture and oxygen is used to cover an organic electronic device with a gas barrier member, the getter material film captures the moisture that slightly penetrates into the space formed by the gas barrier member and the organic due to the moisture The influence on the electronic device can be eliminated.
ゲッター材フィルムの水分吸収能力の程度は、通常０．１ｍｇ／ｃｍ2以上であり、上
限に制限は無いが、通常１０ｍｇ／ｃｍ2以下である。また、ゲッター材フィルムが酸素
を吸収することにより、ガスバリア性部材等で有機電子デバイスを被覆した場合に、ガスバリア性部材で形成される空間に僅かに浸入する酸素をゲッター材フィルムが捕捉して酸素による有機電子デバイスへの影響を排除できる。
The degree of water absorption capacity of the getter material film is usually 0.1 mg / cm 2 or more, and although there is no upper limit, it is usually 10 mg / cm 2 or less. In addition, when the organic electronic device is covered with a gas barrier member or the like due to absorption of oxygen by the getter material film, the getter material film captures oxygen that slightly enters the space formed by the gas barrier member and the oxygen Can eliminate the impact on organic electronic devices.
さらに、有機電子デバイスが有機薄膜太陽電池素子である場合、ゲッター材フィルムを有機薄膜太陽電池素子よりも受光面側に配置する場合においては、有機薄膜太陽電池素子の光吸収を妨げない観点から可視光を透過させることが好ましい。例えば、可視光（波長３６０〜８３０ｎｍ）の透過率は、通常６０％以上であり、上限に制限はない。逆に、有機薄膜太陽電池素子よりも受光面側に配置しない場合には、ゲッター材フィルムの透過性は任意である。 Further, when the organic electronic device is an organic thin film solar cell element, when the getter material film is disposed on the light receiving surface side of the organic thin film solar cell element, it is visible from the viewpoint of not hindering the light absorption of the organic thin film solar cell element. It is preferable to transmit light. For example, the transmittance of visible light (wavelength 360 to 830 nm) is usually 60% or more, and there is no upper limit. On the other hand, when the organic thin film solar cell element is not disposed on the light receiving surface side, the getter material film has an arbitrary transparency.
さらに、有機薄膜太陽電池は光を受けて熱せされることが多いため、ゲッター材フィルムも熱に対する耐性を有することが好ましい。この観点から、ゲッター材フィルムの構成材料の融点は、通常１００℃以上３５０℃以下である。 Furthermore, since organic thin film solar cells are often heated by receiving light, it is preferable that the getter material film also has heat resistance. From this viewpoint, the melting point of the constituent material of the getter material film is usually 100 ° C. or higher and 350 ° C. or lower.
ゲッター材フィルムを構成する材料は、水分及び／又は酸素を吸収することができるものであれば任意である。その材料の例を挙げると、水分を吸収する物質としてアルカリ金属、アルカリ土類金属又はアルカリ土類金属の酸化物；アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物；シリカゲル、ゼオライト系化合物、硫酸マグネシウム、硫酸ナトリウム又は硫酸ニッケル等の硫酸塩；アルミニウム金属錯体又はアルミニウムオキサイドオクチレート等の有機金属化合物等が挙げられる。具体的には、アルカリ土類金属としては、Ｃａ、Ｓｒ又はＢａ等が挙げられる。アルカリ土類金属の酸化物としては、ＣａＯ、ＳｒＯ又はＢａＯ等が挙げられる。その他にＺｒ−Ａｌ−ＢａＯやアルミニウム金属錯体等も挙げられる。具体的な商品名を挙げると、例えば、ＯｌｅＤｒｙ（双葉電子社製）やモイストキャッチ（共同印刷社製）等が挙げられる。 The material constituting the getter material film is arbitrary as long as it can absorb moisture and / or oxygen. Examples of the material include alkali metal, alkaline earth metal or alkaline earth metal oxides; alkali metal or alkaline earth metal hydroxides; silica gel, zeolitic compounds, magnesium sulfate. And sulfates such as sodium sulfate and nickel sulfate; and organometallic compounds such as aluminum metal complexes and aluminum oxide octylates. Specifically, examples of the alkaline earth metal include Ca, Sr, and Ba. Examples of the alkaline earth metal oxide include CaO, SrO, and BaO. In addition, Zr-Al-BaO and aluminum metal complexes are also included. Specific product names include, for example, OleDry (manufactured by Futaba Electronics Co., Ltd.) and moist catch (manufactured by Kyodo Printing Co., Ltd.).
酸素を吸収する物質としては、活性炭、シリカゲル、活性アルミナ、モレキュラーシーブ、酸化マグネシウム及び酸化鉄等が挙げられる。またＦｅ、Ｍｎ、Ｚｎ、及びこれら金属の硫酸塩・塩化物塩・硝酸塩等の無機塩も挙げられる。 Examples of the substance that absorbs oxygen include activated carbon, silica gel, activated alumina, molecular sieve, magnesium oxide, and iron oxide. In addition, Fe, Mn, Zn, and inorganic salts such as sulfates, chlorides, and nitrates of these metals are also included.
なお、ゲッター材フィルムは１種の材料で形成されていてもよく、２種以上の材料で形成されていてもよい。また、ゲッター材フィルムは単層フィルムにより形成されていてもよいが、２層以上のフィルムを備えた積層フィルムであってもよい。
ゲッター材フィルムの厚みは特に規定されないが、通常５μｍ以上２００μｍ以下である。
ゲッター材フィルムは、第一及び第二のガスバリア性部材間に存在すればその形成位置に制限は無いが、有機電子デバイスと第二好ましくは有機電子デバイスの５０％以上、より好ましくは８０％以上を被覆することが望まれる。
The getter material film may be formed of one type of material or may be formed of two or more types of materials. The getter material film may be formed of a single layer film, but may be a laminated film including two or more layers.
The thickness of the getter material film is not particularly specified, but is usually 5 μm or more and 200 μm or less.
If the getter material film is present between the first and second gas barrier members, the formation position is not limited. However, the organic electronic device and the second electronic device are preferably 50% or more, more preferably 80% or more of the organic electronic device. It is desirable to coat.
４．２ 接着材層
接着材層は、基板と有機電子デバイス、基板と第一ガスバリア性部材、第一ガスバリア性部材と第二ガスバリア性部材、及びゲッター材フィルムを有する場合には、ゲッター材フィルムと第二ガスバリア性部材、とを接合するための層である。
接着材層の基板に対するＴ型剥離接着強さは通常１Ｎ／インチ以上通常２０００Ｎ／インチ以下である。Ｔ型剥離接着強さが１Ｎ／インチ以上であることは、モジュールの長期耐久性を確保できる点で好ましい。Ｔ型剥離接着強さが２０００Ｎ／インチ以下であることは、有機電子デバイスを廃棄する際に、基材やガスバリア性部材と接着材を分別して廃棄できる点で好ましい。Ｔ型剥離接着強さはＪＩＳ Ｋ６８５４に準拠する方法により測定する。
4.2 Adhesive Layer The adhesive layer comprises a substrate and an organic electronic device, a substrate and a first gas barrier member, a first gas barrier member and a second gas barrier member, and a getter material film. And a second gas barrier member.
The T-type peel adhesion strength of the adhesive layer to the substrate is usually 1 N / inch or more and usually 2000 N / inch or less. It is preferable that the T-type peel adhesive strength is 1 N / inch or more in terms of ensuring the long-term durability of the module. It is preferable that the T-type peel adhesion strength is 2000 N / inch or less because the base material, the gas barrier member and the adhesive can be separated and discarded when the organic electronic device is discarded. The T-type peel adhesion strength is measured by a method according to JIS K6854.
また、有機電子デバイスが有機薄膜太陽電池素子であって、有機薄膜太陽電池素子よりも受光面側に存在する接着材層は、有機薄膜太陽電池素子の光吸収を妨げない観点から可視光を透過させることが好ましい。例えば、可視光（波長３６０〜８３０ｎｍ）の透過率は、通常６０％以上であり、上限に制限はない。有機薄膜太陽電池素子よりも受光面側に存在しない接着材層の場合には、接着材層の透明性は任意である。
接着材層の厚みは特に規定されないが、通常２μｍ以上７００μｍ以下である。
In addition, the organic electronic device is an organic thin film solar cell element, and the adhesive layer existing on the light receiving surface side of the organic thin film solar cell element transmits visible light from the viewpoint of not preventing the organic thin film solar cell element from absorbing light. It is preferable to make it. For example, the transmittance of visible light (wavelength 360 to 830 nm) is usually 60% or more, and there is no upper limit. In the case of an adhesive layer that does not exist closer to the light receiving surface than the organic thin film solar cell element, the transparency of the adhesive layer is arbitrary.
The thickness of the adhesive layer is not particularly limited, but is usually 2 μm or more and 700 μm or less.
接着材層の構成材料としては、上記特性を有する限り特段の制限はないが、有機・無機の太陽電池の封止、有機・無機のＬＥＤ素子の封止、電子機器における部材同士の接合、又は電子回路基板の封止等に一般的に用いられている封止用材料を用いる事ができる。 As a constituent material of the adhesive layer, there is no particular limitation as long as it has the above characteristics, but sealing of organic / inorganic solar cells, sealing of organic / inorganic LED elements, joining of members in electronic devices, or A sealing material generally used for sealing an electronic circuit board can be used.
具体的には、熱硬化性樹脂組成物又は熱可塑性樹脂組成物及び活性エネルギー線硬化性樹脂組成物が挙げられる。活性エネルギー線硬化性樹脂組成物とは例えば、紫外線、可視光、電子線等で硬化する樹脂のことである。より具体的には、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）樹脂組成物、炭化水素系樹脂組成物、エポキシ系樹脂組成物、ポリエステル系樹脂組成物、アクリル系樹脂組成物、ウレタン系樹脂組成物、又はシリコーン系樹脂組成物等が挙げられ、それぞれの高分子の主鎖、分岐鎖、末端の化学修飾、分子量の調整、添加剤等によって、熱硬化性、熱可塑性及び活性エネルギー線硬化性等の特性が発現する。 Specifically, a thermosetting resin composition or a thermoplastic resin composition and an active energy ray curable resin composition can be mentioned. The active energy ray-curable resin composition is, for example, a resin that is cured by ultraviolet rays, visible light, electron beams, or the like. More specifically, an ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA) resin composition, a hydrocarbon resin composition, an epoxy resin composition, a polyester resin composition, an acrylic resin composition, and a urethane resin composition. Or a silicone-based resin composition, etc., depending on the main chain, branched chain, terminal chemical modification of each polymer, adjustment of molecular weight, additives, etc., thermosetting, thermoplastic and active energy ray curable, etc. The characteristics are expressed.
あるいは、上記のような硬化反応を起こさない粘着材も挙げられる。より具体的には、シリコーン系樹脂組成物、アクリル系樹脂組成物、ポリオレフィン系樹脂組成物が挙げられ、それぞれの高分子の主鎖、分岐鎖、末端の化学修飾、分子量の調整、添加剤等によって、接着強度や透明度、耐候性などの特性が発現する。 Or the adhesive material which does not raise | generate the above hardening reaction is mentioned. More specifically, a silicone resin composition, an acrylic resin composition, and a polyolefin resin composition may be mentioned. Main chain, branched chain, terminal chemical modification of each polymer, adjustment of molecular weight, additives, etc. Depending on the characteristics, characteristics such as adhesive strength, transparency and weather resistance are exhibited.
また、有機電池デバイスが有機薄膜太陽電池素子である場合、光を受けて熱せられることが多いため、接着材層も熱に対する耐性を有することが好ましい。この観点から、接着材層の構成材料の融点は、通常１００℃以上３５０℃以下である。 Moreover, when an organic battery device is an organic thin film solar cell element, since it is often heated by receiving light, it is preferable that the adhesive layer also has heat resistance. From this viewpoint, the melting point of the constituent material of the adhesive layer is usually 100 ° C. or higher and 350 ° C. or lower.
４．３ 紫外線カット層
有機電子デバイスが、有機薄膜太陽電池素子の場合には、紫外線カット層を設けてもよい。
紫外線カット層は紫外線の透過を防止する層である。紫外線カット層を有機薄膜太陽電
池モジュールの受光部分に設け、紫外線カット層で有機薄膜太陽電池素子の受光面を覆うことにより、有機薄膜太陽電池素子及び必要に応じてバリア層等を紫外線から保護し、発電能力を高く維持することができる。
4.3 Ultraviolet cut layer When the organic electronic device is an organic thin film solar cell element, an ultraviolet cut layer may be provided.
The ultraviolet cut layer is a layer that prevents transmission of ultraviolet rays. An ultraviolet cut layer is provided in the light receiving part of the organic thin film solar cell module, and the light receiving surface of the organic thin film solar cell element is covered with the ultraviolet cut layer to protect the organic thin film solar cell element and, if necessary, the barrier layer from ultraviolet rays. , Power generation capacity can be kept high.
紫外線カット層に要求される紫外線の透過抑制能力の程度は、紫外線（例えば、波長３００ｎｍ）の透過率が５０％以下であることが好ましく、下限に制限はない。また、紫外線カット層は、有機薄膜太陽電池素子の光吸収を妨げない観点から可視光を透過させることが好ましい。例えば、可視光（波長３６０〜８３０ｎｍ）の透過率が８０％以上であることが好ましく、上限に制限はない。 The degree of the ability to suppress the transmission of ultraviolet rays required for the ultraviolet cut layer is such that the transmittance of ultraviolet rays (for example, wavelength 300 nm) is preferably 50% or less, and there is no limit on the lower limit. Moreover, it is preferable that a ultraviolet-ray cut layer permeate | transmits visible light from a viewpoint which does not prevent the light absorption of an organic thin-film solar cell element. For example, the transmittance of visible light (wavelength 360 to 830 nm) is preferably 80% or more, and the upper limit is not limited.
さらに、有機薄膜太陽電池モジュールは光を受けて熱せられることが多いため、紫外線カット層も熱に対する耐性を有することが好ましい。この観点から、紫外線カット層の構成材料の融点は、通常１００℃以上３５０℃以下である。
また、紫外線カット層は、柔軟性が高く、隣接するフィルムとの接着性が良好であり、水蒸気や酸素をカットしうることが好ましい。
Further, since the organic thin film solar cell module is often heated by receiving light, it is preferable that the ultraviolet cut layer also has heat resistance. From this viewpoint, the melting point of the constituent material of the ultraviolet cut layer is usually 100 ° C. or higher and 350 ° C. or lower.
Moreover, it is preferable that an ultraviolet cut layer has a high softness | flexibility, adhesiveness with an adjacent film is favorable, and can cut water vapor | steam and oxygen.
紫外線カット層を構成する材料は、紫外線の強度を弱めることができるものであれば任意である。その材料の例を挙げると、エポキシ系、アクリル系、ウレタン系又はエステル系の樹脂に紫外線吸収剤を配合して成膜したフィルム等が挙げられる。また、紫外線吸収剤を樹脂中に分散あるいは溶解させたものの層（以下、適宜「紫外線吸収層」という）を基材フィルム上に形成したフィルムを用いてもよい。 The material constituting the ultraviolet cut layer is arbitrary as long as it can weaken the intensity of ultraviolet rays. Examples of the material include films formed by blending an ultraviolet absorber with an epoxy, acrylic, urethane, or ester resin. Further, a film in which a layer of an ultraviolet absorbent dispersed or dissolved in a resin (hereinafter referred to as “ultraviolet absorbing layer” as appropriate) is formed on a base film may be used.
紫外線吸収剤としては、例えば、サリチル酸系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、シアノアクリレート系のもの等を用いることができる。なお、紫外線吸収剤は、１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。上述のように、紫外線吸収フィルムとしては紫外線吸収層を基材フィルム上に形成したフィルムを用いることもできる。このようなフィルムは、例えば、紫外線吸収剤を含む塗布液を基材フィルム上に塗布し、乾燥させることで作製できる。
基材フィルムの材質は特に限定されないが、耐熱性、柔軟性のバランスが良好なフィルムが得られる点で、例えばポリエステルが挙げられる。
Examples of the ultraviolet absorber that can be used include salicylic acid-based, benzophenone-based, benzotriazole-based, and cyanoacrylate-based ones. In addition, a ultraviolet absorber may use 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio. As described above, a film in which an ultraviolet absorbing layer is formed on a base film can also be used as the ultraviolet absorbing film. Such a film can be produced, for example, by applying a coating solution containing an ultraviolet absorber on a substrate film and drying it.
Although the material of a base film is not specifically limited, For example, polyester is mentioned at the point from which the balance of heat resistance and a softness | flexibility is obtained.
紫外線カット層の具体的な商品の例を挙げると、カットエース（ＭＫＶプラスティック株式会社）等が挙げられる。なお、紫外線カット層は１種の材料で形成されていてもよく、２種以上の材料で形成されていてもよい。 As an example of a specific product of the ultraviolet cut layer, cut ace (MKV Plastic Co., Ltd.) and the like can be mentioned. In addition, the ultraviolet cut layer may be formed of one type of material or may be formed of two or more types of materials.
また、紫外線カット層は単層フィルムにより形成されていてもよいが、２層以上のフィルムを備えた積層フィルムであってもよい。紫外線カット層の厚みは特に規定されないが、通常５μｍ以上２００μｍ以下である。 Moreover, the ultraviolet cut layer may be formed of a single layer film, but may be a laminated film including two or more films. The thickness of the ultraviolet cut layer is not particularly limited, but is usually 5 μm or more and 200 μm or less.
紫外線カット層は、有機薄膜太陽電池素子の受光面の少なくとも一部を覆う位置に設ければよいが、好ましくは有機薄膜太陽電池素子の受光面の全てを覆う位置に設ける。ただし、有機薄膜太陽電池素子の受光面を覆う位置以外の位置にも紫外線カット層が設けられていてもよい。 Although an ultraviolet cut layer should just be provided in the position which covers at least one part of the light-receiving surface of an organic thin-film solar cell element, Preferably it is provided in the position which covers all the light-receiving surfaces of an organic thin-film solar cell element. However, the ultraviolet cut layer may be provided at a position other than the position covering the light receiving surface of the organic thin film solar cell element.
５ 有機電子デバイスモジュールの製造方法
本実施態様に係る有機電子デバイスモジュールの製造方法は、基板を枚葉として個々に取り扱ってもよいし、いわゆるロール・ツー・ロールと呼ばれる連続搬送作業にて取り扱ってもよい。ロール・ツー・ロール方式により有機電子デバイスを製造することが生産性の面から好ましい。
以下、具体的な製造方法について、図２および図３を用いて説明する。図２および図３
は、有機電子デバイスが有機薄膜太陽電池素子である場合の一実施態様を示す。
5. Manufacturing method of organic electronic device module The manufacturing method of the organic electronic device module according to this embodiment may be handled individually as a single wafer, or may be handled by a so-called roll-to-roll continuous conveyance operation. Also good. From the viewpoint of productivity, it is preferable to manufacture an organic electronic device by a roll-to-roll method.
Hereinafter, a specific manufacturing method will be described with reference to FIGS. 2 and 3
These show one embodiment in case an organic electronic device is an organic thin film solar cell element.
５．１ 第一ガスバリア性部材１と接着材層２の積層体の作製
第一ガスバリア性部材１と接着材層２の積層体の作製方法は特に制限されず、公知の方法を用いることができる。例えば、第一ガスバリア性部材１とシート状に形成された接着材層２をオートクレーブ接着、ホットプレス、真空ラミネーション、またはロールラミネーションで貼り合わせても良い。これらの処理は、どのような環境下で行っても良いが、異物の混入を避けるために、好ましくはクリーンルーム、より好ましくは、ドライクリーンルーム中で行われるのが良い。トライクリーンルーム内で行うことで、作製した積層体に水分が含まれるのを防ぐことができる。
また、ラミネーションを行う際の温度は、ガスバリア性部材の種類によって異なるが、ガスバリア性部材の熱による変性を防ぐため、室温から１５０℃までの範囲であることが好ましい。また、接着材層として硬化性接着材を用いる場合には、この処理において硬化反応が完全に進行しないように熱処理の温度、または接着環境中の紫外線光量を制御することが好ましい。
5.1 Production of Laminate of First
The temperature at which lamination is performed varies depending on the type of the gas barrier member, but is preferably in the range from room temperature to 150 ° C. in order to prevent the gas barrier member from being modified by heat. When a curable adhesive is used as the adhesive layer, it is preferable to control the temperature of the heat treatment or the amount of ultraviolet light in the adhesive environment so that the curing reaction does not proceed completely in this treatment.
その他、第一ガスバリア性部材１に溶媒に溶解させた接着材を塗布し、乾燥させることで、第一ガスバリア部材１上に接着材層２を形成させても良い。塗布の方法としては、エアスプレー塗布、エアレススプレー塗布、またはロールコーターによる塗布が挙げられる。生産効率の面から考えて、ロールコーターによる塗布が好ましい。いずれの場合においても、異物の混入を避けるために、好ましくはクリーンルーム、より好ましくは、ドライクリーンルーム中で行われるのが良い。トライクリーンルーム内で行うことで、作製した積層体に水分が含まれるのを防ぐことができる。
第一ガスバリア性部材１と接着材層２は、積層面が同一面積であることが好ましい。
In addition, the
The first
第一ガスバリア性部材１と接着材層２の積層体の作製は、積層体が有機薄膜太陽電池に設置される形状に加工される前に行っても、後に行っても良い。生産効率の面から、当該積層体の作製は、形状の加工前に行うことが好ましい。
当該積層体の作製は、形状の加工前に行う場合、第一ガスバリア性部材はロールであっても枚葉であっても良い。生産効率の面から、ロール状の第一ガスバリア性部材１に接着材層２の積層を連続的に行うことが好ましい。
The laminated body of the first
When the laminate is manufactured before the shape is processed, the first gas barrier member may be a roll or a sheet. From the viewpoint of production efficiency, it is preferable to continuously laminate the
５．２ 有機薄膜太陽電池素子の封止
基板３と有機薄膜太陽電池素子４は、第一ガスバリア性部材１と第二ガスバリア性部材５により封止される。ガスバリア性部材による有機薄膜太陽電池素子の封止は、図２に示す構成で各部材が積層されるように準備し、接着材層２が積層された第一ガスバリア性部材１と第二ガスバリア性部材５とをロールラミネーション、或いは真空ラミネーションで貼り合わせることで封止する。
ゲッター材層を含む有機薄膜太陽電池モジュールを製造する際には、ゲッター材を通常は有機薄膜太陽電池素子に接するように設置する。すなわち、図３に示す構成で各部材が積層されるように準備し、前述の通り貼り合わせることで封止する。
貼り合わせ環境は、特に指定されないが、異物の混入を抑えるために、好ましくはクリーンルーム、さらに水分の部材への吸着を押さえる意味から、より好ましくはドライクリーンルームで行う。
5.2 Sealing of Organic Thin Film Solar Cell Element The
When manufacturing an organic thin film solar cell module including a getter material layer, the getter material is usually placed in contact with the organic thin film solar cell element. That is, it prepares so that each member may be laminated | stacked by the structure shown in FIG. 3, and it seals by bonding together as mentioned above.
Although the bonding environment is not particularly specified, it is preferably performed in a clean room, and more preferably in a dry clean room in order to suppress the adsorption of moisture to the member in order to suppress the mixing of foreign substances.
有機薄膜太陽電池素子の封止では、少なくとも基板３、有機薄膜太陽電池素子４、第一ガスバリア性部材１、及びと第二ガスバリア性部材５をそれぞれロール状とし、これらをロール・ツー・ロール方式でラミネーションしても良いし、また、各部材をそれぞれ枚葉とし、これらに対しロールラミネーション、または真空ラミネーションを行っても良い。生産性の観点から、ロール状の部材をロール・ツー・ロール方式でラミネーションするこ
とが好ましい。
また、ラミネーション温度は、ガスバリア性部材の種類によって異なるが、ガスバリア性部材の熱による変性を防ぐため、室温から１５０℃までの範囲であることが好ましい。
In the sealing of the organic thin film solar cell element, at least the
The lamination temperature varies depending on the type of the gas barrier member, but is preferably in the range from room temperature to 150 ° C. in order to prevent the gas barrier member from being modified by heat.
基板３の形状は特段限定されないが、枚葉で製造される場合には、一般的に矩形である。また、基板３の全面に有機薄膜太陽電池素子４が形成されてもよく、基板３の限定された領域においてのみ、有機薄膜太陽電池素子４が形成されてもよい。単位面積あたりの発電効率を向上させるためには、基板３の全面に有機薄膜太陽電池素子４が形成されているのが好ましい。基板３の限定された領域においてのみ有機薄膜太陽電池素子４が形成されている場合でも、これを構成する有機薄膜太陽電池素子４を構成する有機層が基板３の全面に塗布されていてもよい。
Although the shape of the board |
有機薄膜太陽電池素子の封止は、少なくとも基板３と有機薄膜太陽電池４を封止するものであるが、ゲッター材層６を含むことが好ましい。ゲッター材層６は、第一ガスバリア性部材１よりも面積が小さく、これに内包されることが好ましい。基板３より面積が大きくても小さくてもよいが、第一ガスバリア性部材１と第二ガスバリア性部材５との間の接着面積を十分に確保する観点から、基板３よりも面積が小さく、これに内包されていることが好ましい。
The sealing of the organic thin film solar cell element is to seal at least the
有機薄膜太陽電池素子４は、ガスバリア性部材により封止されるが、本実施態様では、有機薄膜太陽電池素子４の第二ガスバリア性部材５側の面が接着されていない。すなわち、有機薄膜太陽電池素子４と第二ガスバリア性部材５とは接着されず、有機薄膜太陽電池モジュールに応力が発生した場合であっても、有機薄膜太陽電池素子４と第二ガスバリア性部材５との界面において面ズレが生じ得る状態であり、応力による有機薄膜太陽電池素子４へのダメージを逃がすことができる。本発明の有機薄膜太陽電池モジュールが曲げ伸ばしされる用途に用いられる場合は、有機薄膜太陽電池素子が前記面ズレによりダメージを受ける可能性があるため、有機薄膜太陽電池素子４と第二ガスバリア性部材５との間に保護層（図示せず）を設けても良い。
なお、ゲッター材層を有機薄膜太陽電池素子上に設置する際には、図４に示す構成としてもよい。図４に示された有機薄膜太陽電池モジュールは、第二ガスバリア性部材５、接着剤層７、ゲッター材層６、有機薄膜太陽電池素子４、基板３、接着剤層２、第一ガスバリア性部材１を順次有する。すなわち、有機薄膜太陽電池素子４とゲッター材層６は接着されず、有機薄膜太陽電池モジュールに応力が発生した場合であっても、有機薄膜太陽電池素子４とゲッター材層６との界面において面ズレが生じ得る状態であり、応力による有機薄膜太陽電池素子４へのダメージを逃がすことができる。
なお、図４の構成の有機薄膜太陽電池モジュールを製造する際には、例えば、前記製造方法において、第二ガスバリア性部材５にかえて第二ガスバリア性部材５と接着剤層７の積層体を用いればよい。第二ガスバリア性部材５と接着材層７の積層体を作製する場合には、その方法は、第一ガスバリア性部材１と接着材層２の積層体を作製する場合と同じである。
Although the organic thin film
In addition, when installing a getter material layer on an organic thin-film solar cell element, it is good also as a structure shown in FIG. The organic thin film solar cell module shown in FIG. 4 includes a second
When the organic thin-film solar cell module having the configuration shown in FIG. 4 is manufactured, for example, in the manufacturing method, the second
また、本実施態様に係る有機薄膜太陽電池モジュールは、基板３よりも外側に第一ガスバリア性部材１を備えることから、基板３の材料に可撓性を有する樹脂を用いた際に、基板３が透湿性を有するものであったとしても、有機薄膜太陽電池素子４の機能劣化を防止することができる。
なお、具体的な実施態様については、有機薄膜太陽電池モジュールを例にあげて説明したが、あくまでも一態様の説明であり、有機電子デバイスであれば本発明の効果が得られることは、当業者の理解するところである。
In addition, since the organic thin-film solar cell module according to the present embodiment includes the first
The specific embodiment has been described by taking an organic thin film solar cell module as an example. However, it is merely an explanation of one embodiment, and it will be understood by those skilled in the art that the effect of the present invention can be obtained with an organic electronic device. I understand.
１０１ 下部電極
１０２ 電子取り出し層
１０３ 有機光電変換層
１０４ 正孔取り出し層
１０５ 上部電極
１０６ 太陽電池素子基板
１０７ 有機薄膜太陽電池素子
１ 第一ガスバリア性部材
２ 接着材層
３ 基板
４ 有機薄膜太陽電池素子
５ 第二ガスバリア性部材
６ ゲッター材層
７ 接着剤層
DESCRIPTION OF
Claims (2)
第一ガスバリア性部材と基板が接着され、且つ、第一ガスバリア性部材と第二ガスバリア性部材とが、第一ガスバリア性部材の基板と重ならない領域において第二ガスバリア性部材と接着されることで、第一ガスバリア性部材及び第二ガスバリア性部材により、有機電子デバイスの第二ガスバリア性部材側の面が接着されることなく、有機電子デバイスが封止された有機電子デバイスモジュール。 An organic electronic device module comprising a transparent first gas barrier member, a substrate, an organic electronic device formed on the substrate, and a second gas barrier member in this order,
The first gas barrier member and the substrate are bonded, and the first gas barrier member and the second gas barrier member are bonded to the second gas barrier member in a region that does not overlap the substrate of the first gas barrier member. The organic electronic device module in which the organic electronic device is sealed by the first gas barrier member and the second gas barrier member without bonding the surface of the organic electronic device on the second gas barrier member side.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2013227502A JP2015088674A (en) | 2013-10-31 | 2013-10-31 | Organic electronic device module |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2015088674A true JP2015088674A (en) | 2015-05-07 |
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ID=53051133
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170113193A (en) * | 2016-03-25 | 2017-10-12 | 코오롱인더스트리 주식회사 | Organic solar cell and method for manufacturing the same |
| JP2019514175A (en) * | 2016-04-12 | 2019-05-30 | エルジー・ケム・リミテッド | Sealing film |
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2013
- 2013-10-31 JP JP2013227502A patent/JP2015088674A/en active Pending
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