JP2019055916A - 錯体,ペロブスカイト層及び太陽電池 - Google Patents
錯体,ペロブスカイト層及び太陽電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019055916A JP2019055916A JP2017179641A JP2017179641A JP2019055916A JP 2019055916 A JP2019055916 A JP 2019055916A JP 2017179641 A JP2017179641 A JP 2017179641A JP 2017179641 A JP2017179641 A JP 2017179641A JP 2019055916 A JP2019055916 A JP 2019055916A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- perovskite
- complex
- cation
- present
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 40
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 39
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 27
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 16
- HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N sulfolane Chemical compound O=S1(=O)CCCC1 HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- GUVUOGQBMYCBQP-UHFFFAOYSA-N dmpu Chemical compound CN1CCCN(C)C1=O GUVUOGQBMYCBQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 11
- BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-O Methylammonium ion Chemical compound [NH3+]C BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims abstract description 8
- ISXOBTBCNRIIQO-UHFFFAOYSA-N tetrahydrothiophene 1-oxide Chemical compound O=S1CCCC1 ISXOBTBCNRIIQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- NCMHKCKGHRPLCM-UHFFFAOYSA-N caesium(1+) Chemical compound [Cs+] NCMHKCKGHRPLCM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229940006165 cesium cation Drugs 0.000 claims abstract description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 140
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 38
- -1 formamidinium cation Chemical class 0.000 claims description 15
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- PNKUSGQVOMIXLU-UHFFFAOYSA-N Formamidine Chemical compound NC=N PNKUSGQVOMIXLU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 37
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 25
- 239000000463 material Substances 0.000 description 25
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 25
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 24
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 23
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 description 19
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 15
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 14
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 11
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 9
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 7
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 6
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 5
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 5
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N chlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1 MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- QSZMZKBZAYQGRS-UHFFFAOYSA-N lithium;bis(trifluoromethylsulfonyl)azanide Chemical compound [Li+].FC(F)(F)S(=O)(=O)[N-]S(=O)(=O)C(F)(F)F QSZMZKBZAYQGRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OISVCGZHLKNMSJ-UHFFFAOYSA-N 2,6-dimethylpyridine Chemical compound CC1=CC=CC(C)=N1 OISVCGZHLKNMSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UUIMDJFBHNDZOW-UHFFFAOYSA-N 2-tert-butylpyridine Chemical compound CC(C)(C)C1=CC=CC=N1 UUIMDJFBHNDZOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XDXWNHPWWKGTKO-UHFFFAOYSA-N 207739-72-8 Chemical compound C1=CC(OC)=CC=C1N(C=1C=C2C3(C4=CC(=CC=C4C2=CC=1)N(C=1C=CC(OC)=CC=1)C=1C=CC(OC)=CC=1)C1=CC(=CC=C1C1=CC=C(C=C13)N(C=1C=CC(OC)=CC=1)C=1C=CC(OC)=CC=1)N(C=1C=CC(OC)=CC=1)C=1C=CC(OC)=CC=1)C1=CC=C(OC)C=C1 XDXWNHPWWKGTKO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920001167 Poly(triaryl amine) Polymers 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- QHJPGANWSLEMTI-UHFFFAOYSA-N aminomethylideneazanium;iodide Chemical compound I.NC=N QHJPGANWSLEMTI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- LLWRXQXPJMPHLR-UHFFFAOYSA-N methylazanium;iodide Chemical compound [I-].[NH3+]C LLWRXQXPJMPHLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- RAOIDOHSFRTOEL-UHFFFAOYSA-N tetrahydrothiophene Chemical compound C1CCSC1 RAOIDOHSFRTOEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 3
- RFFLAFLAYFXFSW-UHFFFAOYSA-N 1,2-dichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1Cl RFFLAFLAYFXFSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KBPLFHHGFOOTCA-UHFFFAOYSA-N 1-Octanol Chemical compound CCCCCCCCO KBPLFHHGFOOTCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BSKHPKMHTQYZBB-UHFFFAOYSA-N 2-methylpyridine Chemical compound CC1=CC=CC=N1 BSKHPKMHTQYZBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001609 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Polymers 0.000 description 2
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000007514 bases Chemical class 0.000 description 2
- CLFSUXDTZJJJOK-UHFFFAOYSA-N bis(trifluoromethylsulfonyl)azanide 4-tert-butyl-2-pyrazol-1-ylpyridine cobalt(3+) Chemical compound [N-](S(=O)(=O)C(F)(F)F)S(=O)(=O)C(F)(F)F.[N-](S(=O)(=O)C(F)(F)F)S(=O)(=O)C(F)(F)F.[N-](S(=O)(=O)C(F)(F)F)S(=O)(=O)C(F)(F)F.[Co+3].N1(N=CC=C1)C1=NC=CC(=C1)C(C)(C)C.N1(N=CC=C1)C1=NC=CC(=C1)C(C)(C)C.N1(N=CC=C1)C1=NC=CC(=C1)C(C)(C)C CLFSUXDTZJJJOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 150000002220 fluorenes Chemical class 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- LQNUZADURLCDLV-UHFFFAOYSA-N nitrobenzene Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC=CC=C1 LQNUZADURLCDLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000301 poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl) polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YTWOHSWDLJUCRK-UHFFFAOYSA-N thiolane 1,1-dioxide Chemical compound O=S1(=O)CCCC1.O=S1(=O)CCCC1 YTWOHSWDLJUCRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N titanium(IV) isopropoxide Chemical compound CC(C)O[Ti](OC(C)C)(OC(C)C)OC(C)C VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XWKFPIODWVPXLX-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-5-methylpyridine Natural products CC1=CC=C(C)N=C1 XWKFPIODWVPXLX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YSHMQTRICHYLGF-UHFFFAOYSA-N 4-tert-butylpyridine Chemical compound CC(C)(C)C1=CC=NC=C1 YSHMQTRICHYLGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical group [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015902 Bi 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical group [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical class C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 229910018287 SbF 5 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MYSVYJZHQBIBAU-UHFFFAOYSA-L [Ti+4].CC(C)[O-].CC(C)[O-].CC(=O)CC([O-])=O.CC(=O)CC([O-])=O Chemical compound [Ti+4].CC(C)[O-].CC(C)[O-].CC(=O)CC([O-])=O.CC(=O)CC([O-])=O MYSVYJZHQBIBAU-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000004703 alkoxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- QWANGZFTSGZRPZ-UHFFFAOYSA-N aminomethylideneazanium;bromide Chemical compound Br.NC=N QWANGZFTSGZRPZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000609 carbazolyl group Chemical class C1(=CC=CC=2C3=CC=CC=C3NC12)* 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- ZASWJUOMEGBQCQ-UHFFFAOYSA-L dibromolead Chemical compound Br[Pb]Br ZASWJUOMEGBQCQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000007607 die coating method Methods 0.000 description 1
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 1
- DMBHHRLKUKUOEG-UHFFFAOYSA-N diphenylamine Chemical class C=1C=CC=CC=1NC1=CC=CC=C1 DMBHHRLKUKUOEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910052976 metal sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- ISWNAMNOYHCTSB-UHFFFAOYSA-N methanamine;hydrobromide Chemical compound [Br-].[NH3+]C ISWNAMNOYHCTSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013081 microcrystal Substances 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 235000013557 nattō Nutrition 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003227 poly(N-vinyl carbazole) Polymers 0.000 description 1
- 229920000548 poly(silane) polymer Chemical class 0.000 description 1
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920000123 polythiophene Polymers 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 150000003346 selenoethers Chemical class 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- QRUBYZBWAOOHSV-UHFFFAOYSA-M silver trifluoromethanesulfonate Chemical compound [Ag+].[O-]S(=O)(=O)C(F)(F)F QRUBYZBWAOOHSV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- HSYLTRBDKXZSGS-UHFFFAOYSA-N silver;bis(trifluoromethylsulfonyl)azanide Chemical compound [Ag+].FC(F)(F)S(=O)(=O)[N-]S(=O)(=O)C(F)(F)F HSYLTRBDKXZSGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005118 spray pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010023 transfer printing Methods 0.000 description 1
- 150000001651 triphenylamine derivatives Chemical class 0.000 description 1
- ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N tungsten trioxide Chemical compound O=[W](=O)=O ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/549—Organic PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Description
この錯体は,式(I)で示される化合物と,
(1)1,3−ジメチル−3,4,5,6−テトラヒドロ−2(1H)ピリミジノン(「DMTHP」と略記),
(2)スルホラン(テトラヒドロチオフェン1,1−オキシド:「SU」と略記),
(3)テトラメチレンスルホキシド(「TS」と略記),又は
(4)N,N−ジメチルアセトアミド(「DMA」と略記)を含む錯体である。
(式(I)中,
Aは,メチルアンモニウムカチオン(CH3NH3 +),ホルムアミジニウムカチオン(NH2CHNH2 +)又はセシウムカチオン(Cs+)であり,
Mは,Pb2+,Ge2+,又はSn2+であり,
Xは,F−,Cl−,Br−,又はI−であり,
n1は,0.8〜1.2であり,
m1は,2.8〜3.2である。)
式(I)で示される化合物は,好ましくは,ペロブスカイト構造を有する化合物である。DMTHP,SU,及びDMAは,錯体を構成する分子(L)であることが好ましい。
この錯体は,実質的に,ペロブスカイト構造を有する化合物と分子(L)のみからなるものであってもよいし,不可避不純物といった不純物を含んでいてもよい。この錯体は,例えばアニールすることで,分子(L)が脱離し,ペロブスカイト構造を有する化合物を生ずる。このため,この錯体又はこの錯体を含む組成物は,ペロブスカイト前駆体として機能する。分子(L)は,X線結晶構造解析を行うと,一般的に,式(I)で示される化合物による結晶構造の隙間に,溶媒として取り込まれている状態として観測される。その意味で,分子(L)は,結晶内の溶媒分子(intercalated solvent molecule:結晶溶媒)として存在するものであってもよい。
この方法は,まず式(I)で示される化合物と,上記の分子(L)を含む溶液を基板に塗布して塗布層を得る。次に,塗布層に貧溶媒を添加する。次に,基板を加熱する。このようにして,ペロブスカイト層を得る。この方法は,溶液を塗布してから,貧溶媒を添加するまでの時間を10秒以上とすることができる(好ましくは5分以下である)。このように,この方法は,貧溶媒を添加するまで比較的十分な時間を確保できるので,ロール・トゥ・ロールといった大量生産に用いることができる。このペロブスカイト層を製造する方法と,公知の方法を組み合わせることで,太陽電池を得ることができる。
(1)1,3−ジメチル−3,4,5,6−テトラヒドロ−2(1H)ピリミジノン(「DMTHP」と略記),
(2)スルホラン(テトラヒドロチオフェン1,1−オキシド:「SU」と略記),
(3)テトラメチレンスルホキシド(「TS」と略記),又は
(4)N,N−ジメチルアセトアミド(「DMA」と略記)を含む錯体である。
式(I)中,
Aは,メチルアンモニウムカチオン(CH3NH3 +),ホルムアミジニウムカチオン(NH2CHNH2 +),又はセシウムカチオン(Cs+)であり,
Mは,Pb2+,Ge2+,又はSn2+であり,
Xは,F−,Cl−,Br−,又はI−であり,
n1は,0.8〜1.2であり,
m1は,2.8〜3.2である。
AMn1Xm1・(k1)L (Ia)
Lは,上記(1)〜(4)のいずれかの化合物(錯体を構成する分子(L))を示す。
k1は,0.8以上2.2以下の数を示す。
つまり,本発明の錯体は,AMn1Xm11分子あたり,1個又は2個の分子(L)が存在するものが好ましいが,2個以上の分子(L)が存在してもよい。k1は,0.8以上1.2以下でもよいし,1.8以上2.2以下でもよく,
0.9以上2.1以下でもよいし,1又は2でもよい。
Mは,Pb2+であることが好ましい。
Xは,Br−,又はI−であることが好ましい。
本発明の錯体を製造する方法は,公知の方法を適宜採用すればよく,例えば,PbX1 2で示される化合物とRX2で示される化合物とを分子(L)を含む第1の有機溶媒に溶解させること(スキーム1)により得ることができる。ここで,X1及びX2は,同一でも異なってもよくハロゲン原子(特にヨウ素原子又は臭素原子)を示す。Rは,MA(メチルアンモニウム)又はFA(ホルムアミジニウム)を示す。
PbX1 2で示される化合物とRX2で示される化合物とを,第1の有機溶媒に溶解させる際には,各化合物の濃度は,本発明の錯体が得られやすい観点から,PbX1 2で表される化合物の濃度は,例えば0.5〜3.0モル/Lが好ましく,0.8〜2.0モル/Lがより好ましい。また,RX2で示される化合物の濃度は,例えば,0.5〜3.0モル/Lが好ましく,0.8〜2.0モル/Lがより好ましい。
第2の有機溶媒が拡散して小さく(直径が10〜100nm程度,長さが100〜1000nm程度)針状の結晶からなる本発明の錯体が生成される。貧溶媒を用いることで,本発明の錯体が水平方向に配向し,略平坦な膜が得られやすくなる。
次に,ペロブスカイト層を製造する方法を説明する。この方法は,本発明の錯体を製造する方法を用いて,本発明の錯体を含む膜を形成し,膜(従って基板)をアニール等する方法であってもよい。
この方法は,まず式(I)で示される化合物と,上記の分子(L)を含む溶液を基板に塗布して塗布層を得る。次に,塗布層に貧溶媒を添加する。次に,基板を加熱する。このようにして,ペロブスカイト層を得る。この方法は,溶液を塗布してから,貧溶媒を添加するまでの時間を10秒以上とすることができる(好ましくは30秒以上,1分以上,又は2分以上であり,5分以下であってもよい)。このように,この方法は,貧溶媒を添加するまで比較的十分な時間を確保できるので,ロール・トゥ・ロールといった大量生産に用いることができる。このペロブスカイト層を製造する方法と,公知の方法を組み合わせることで,太陽電池を得ることができる。基板には,既に他の膜が形成されており,その膜の上にペロブスカイト層を形成してもよい。塗布層の膜厚の例は,10nm以上1000nm以下である。膜厚は,50nm以上500nm以下でもよいし,100nm以上500nm以下でもよいし,250nm以上500nm以下でもよい。
透明電極は,電子輸送層の支持体であるとともに,(正孔)ブロッキング層を介してペロブスカイト層(光吸収層)より電流(電子)を取り出す機能を有する層であることから,導電性基板が好ましく,光電変換に寄与する光を透過可能な透光性を有する透明導電層が好ましい。
(正孔)ブロッキング層は,正孔の漏れを防ぎ,逆電流を抑制して太陽電池特性(特に光電変換効率)を向上させるために設けられる層であり,透明電極とペロブスカイト層(光吸収層)との間に設けられることが好ましい。(正孔)ブロッキング層は,酸化チタン等の金属酸化物からなる層が好ましく,コンパクトTiO2等のn型半導体で透明電極の表面を平滑且つ緻密に覆った層がより好ましい。「緻密」とは,電子輸送層中の金属化合物の充填密度より高密度で金属化合物が充填されていることを意味する。なお,透明電極と電子輸送層とが電気的に接続されなければ,ピンホール,クラック等が存在していてもよい。
電子輸送層は,ペロブスカイト層(光吸収層)の活性表面積を増加させ,光電変換効率を向上させるとともに,電子収集しやすくするために形成される。電子輸送層は,基板上に形成してもよいが,(正孔)ブロッキング層の上に形成することが好ましい。また,上記の(正孔)ブロッキング層が,電子輸送層として機能してもよいし,電子輸送層が(正孔)ブロッキング層を兼ねてもよい。電子輸送層はフラーレン誘導体等有機半導体材料を用いた平坦な層でもよい。また,電子輸送層は,酸化チタン(TiO2)(メソポーラスTiO2を含む),SnO2層,又はZnO層であってもよい。電子輸送層は,メソポーラスTiO2等多孔質構造を有していることが好ましい。多孔質構造とは,例えば,粒状体,針状体,チューブ状体,柱状体等が集合して,全体として多孔質な性質を有していることが好ましい。また,細孔サイズはナノスケールが好ましい。多孔質構造を有することにより,ナノスケールであるため,光吸収層の活性表面積を著しく増加させ,太陽電池特性(特に光電変換効率)を向上させるとともに,電子収集に優れる多孔質電子輸送層とすることができる。
ペロブスカイト型太陽電池におけるペロブスカイト層(光吸収層)は,光を吸収し,励起された電子を移動させることにより,光電変換を行う層である。ペロブスカイト層(光吸収層)は,ペロブスカイト材料や,ペロブスカイト錯体を含む。ペロブスカイト層は,先に説明した方法に基づいて製造すればよい。ペロブスカイト層は,ロール・トゥ・ロールによる大量生産を実現することが好ましい。混合液をスピンコート,ディップコート,スクリーン印刷法,ロールコート,ダイコート法,転写印刷法,スプレー法,スリットコート法等,好ましくはスピンコートにより基板上に塗布することが好ましい。
正孔輸送層は,電荷を輸送する機能を有する層である。正孔輸送層には,例えば,導電体,半導体,有機正孔輸送材料等を用いることができる。当該材料は,ペロブスカイト層(光吸収層)から正孔を受け取り,正孔を輸送する正孔輸送材料として機能し得る。正孔輸送層はペロブスカイト層(光吸収層)上に形成される。当該導電体及び半導体としては,例えば,CuI,CuInSe2,CuS等の1価銅を含む化合物半導体;GaP,NiO,CoO,FeO,Bi2O3,MoO2,Cr2O3等の銅以外の金属を含む化合物が挙げられる。なかでも,より効率的に正孔のみを受け取り,より高い正孔移動度を得る観点から,1価銅を含む半導体が好ましく,CuIがより好ましい。有機正孔輸送材料としては,例えば,ポリ−3−ヘキシルチオフェン(P3HT),ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)等のポリチオフェン誘導体;2,2’,7,7’−テトラキス-(N,N−ジ−p−メトキシフェニルアミン)−9,9’−スピロビフルオレン(spiro−OMeTAD)等のフルオレン誘導体;ポリビニルカルバゾール等のカルバゾール誘導体;ポリ[ビス(4−フェニル)(2,4,6−トリメチルフェニル)アミン](PTAA)等のトリフェニルアミン誘導体;ジフェニルアミン誘導体;ポリシラン誘導体;ポリアニリン誘導体等が挙げられる。なかでも,より効率的に正孔のみを受け取り,より高い正孔移動度を得る観点から,トリフェニルアミン誘導体,フルオレン誘導体等が好ましく,PTAA,spiro−OMeTADなどがより好ましい。
金属電極は,透明電極に対向配置され,正孔輸送層の上に形成されることで,正孔輸送層と電荷のやり取りが可能である。金属電極としては,当業界で用いられる公知の素材を用いることが可能であり,例えば,白金,チタン,ステンレス,アルミニウム,金,銀,ニッケル等の金属又はこれらの合金が挙げられる。これらの中でも金属電極は,乾燥雰囲気下で電極を形成することができる点から,蒸着等の方法で形成できる材料が好ましい。 上記層構成以外の構成を有するペロブスカイト型太陽電池についても,同様の方法により,製造することができる。
有機EL素子は,例えば特開2017−123352号公報,特開2015−071619号公報に記載される通り,公知の素子であり,その製造方法も公知である。有機EL素子の例は,基板と,陽極と,陰極と,陽極と陰極との間に配置された有機層と,を有する。 そして,有機層は,陽極側から順に,正孔注入層,正孔輸送層,発光層,電子輸送層,および電子注入層が,この順番で積層されて構成される。本発明の化合物は,電子輸送層における電子輸送材料として用いることができる。
1,3−ジメチル−3,4,5,6−テトラヒドロ−2(1H)−ピリミジノン(1,3−Dimethyl−3,4,5,6−tetrahydro−2(1H)−pyrimidinone:DMTHP) 7.0 mL 中にPbI2 (2.34 g, 5.0 mmol)とヨウ化メチルアンモニウム(MAI; CH3NH3I; 800 mg, 5.0 mmol)を添加し,80 ℃ で 30 分間攪拌した後に室温まで放冷して橙色溶液を得た.スクリュー管に当該溶液を投入し,貧溶媒としてトルエンを 20 mL加えた.容器にフタをして室温で 3日間静置することで,合計 4.28 g(収率96%)の淡黄色針状の結晶を回収した.得られた淡黄色針状結晶に対して,ブルカー社製単結晶CCD−X線回析計(Bruker Single Crystal CCD X−ray Diffractometer)スマートアペックスIIウルトラ(SMART APEX II ULTRA),X線源:Mo Kα照射(radiation) (λ= 0.71073 Å))を用いて結晶を 100 Kに冷却して測定を行った.2θ角が 51.0 °の範囲において全部で 24994 個の反射を観測した.これらのうち 6989 個の反射が独立であり,Rint値は0.0230であった.直接法により解析した結晶データは以下の通りである.
1,3−ジメチル−3,4,5,6−テトラヒドロ−2(1H)−ピリミジノン(1,3−Dimethyl−3,4,5,6−tetrahydro−2(1H)−pyrimidinone :DMTHP) 1.5 mL 中にPbI2 (463 mg, 1.0 mmol)とヨウ化ホルムアミジニウム(FAI; CH(NH2)2I; 176 mg, 1.0 mmol)を添加し,90 ℃ で 30 分間攪拌した後に室温まで放冷して橙色溶液を得た.スクリュー管に当該溶液を投入し,貧溶媒としてトルエンを 5 mL加えた.容器にフタをして室温で 1 週間静置することで,合計 764 mg(収率85%)の淡黄色針状の結晶を回収した.得られた淡黄色針状結晶に対して,Bruker Single Crystal CCD X−ray Diffractometer(SMART APEX II ULTRA,X線源:Mo Kα radiation (λ= 0.71073 Å))を用いて結晶を 100 Kに冷却して測定を行った.2θ角が 51.0 °の範囲において全部で 6419 個の反射を観測した.これらのうち 4697 個の反射が独立であり,Rint値は0.0191であった.直接法により解析した結晶データは以下の通りである.
1,3−ジメチル−3,4,5,6−テトラヒドロ−2(1H)−ピリミジノン(1,3−Dimethyl−3,4,5,6−tetrahydro−2(1H)−pyrimidinone :DMTHP) 1.5 mL 中にPbBr2 (368 mg, 1.0 mmol)と臭化メチルアンモニウム(MABr; CH3NH3Br; 116 mg, 1.0 mmol)を添加し,90 ℃ で 30 分間攪拌した後に室温まで放冷して無色透明溶液を得た.スクリュー管に当該溶液を投入し,貧溶媒としてトルエンを 5 mL加えた.容器にフタをして室温で 1 週間静置することで,合計 400 mg(収率54%)の無色針状の結晶を回収した.得られた結晶に対して,Bruker Single Crystal CCD X−ray Diffractometer(SMART APEX II ULTRA,X線源:Mo Kα radiation (λ= 0.71073 Å))を用いて結晶を 100 Kに冷却して測定を行った.2θ角が 51.0 °の範囲において全部で 13221 個の反射を観測した.これらのうち 2908 個の反射が独立であり,Rint値は0.0303であった.直接法により解析した結晶データは以下の通りである.
テトラヒドロチオフェン1,1−ジオキシド(スルホラン)(Tetrahydrothiophene 1,1−Dioxide (Sulfolane)) 7.0 mL 中にPbI2 (1.21 g, 2.6 mmol)とヨウ化メチルアンモニウム(MAI; CH3NH3I; 406 mg, 2.6 mmol)を添加し,80 ℃ で 30 分間攪拌した後に室温まで放冷して黄色溶液を得た.スクリュー管に当該溶液を投入し,貧溶媒としてトルエンを 7 mL加えた.容器にフタをして室温で 4日間静置することで,合計 1.88 g(収率97%)の淡黄色針状の結晶を回収した.得られた淡黄色針状結晶に対して,Bruker Single Crystal CCD X−ray Diffractometer(SMART APEX II ULTRA,X線源:Mo Kα radiation (λ= 0.71073 Å))を用いて結晶を 100 Kに冷却して測定を行った.
テトラヒドロチオフェン1,1−ジオキシド(スルホラン)(Tetrahydrothiophene 1,1−Dioxide (Sulfolane)) 2.0 mL 中にPbI2 (460 mg, 1.0 mmol)とヨウ化ホルムアミジニウム(FAI; CH(NH2)2I; 177 mg, 1.0 mmol)を添加し,90 ℃ で 30 分間攪拌した後に室温まで放冷して黄色溶液を得た.スクリュー管に当該溶液を投入し,貧溶媒としてトルエンを 7 mL加えた.容器にフタをして室温で 4日間静置することで,合計 671 mg(収率89%)の淡黄色針状の結晶を回収した.得られた淡黄色針状結晶に対して,Bruker Single Crystal CCD X−ray Diffractometer(SMART APEX II ULTRA,X線源:Mo Kα radiation (λ= 0.71073 Å))を用いて結晶を 100 Kに冷却して測定を行った.得られた結晶に対して,Bruker Single Crystal CCD X−ray Diffractometer(SMART APEX II ULTRA,X線源:Mo Kα radiation (λ= 0.71073 Å))を用いて結晶を 100 Kに冷却して測定を行った.2θ角が 50.5 °の範囲において全部で 7945 個の反射を観測した.これらのうち 1770 個の反射が独立であり,Rint値は0.0255であった.直接法により解析した結晶データは以下の通りである.
C5H13I3N2O2PbS; FW = 735.12, crystal size 0.28 × 0.13 × 0.08 mm3, Orthorhombic, Pbcm, a = 11.6247(14) Å, b = 7.8287(10) Å, c = 17.740(2) Å, V = 1614.4(3) Å3, Z = 8, Dc = 6.197 g cm−3. The refinement converged to R1 = 0.0187, wR2 = 0.0438 (I > 2σ(I)), GOF = 1.152.
単離した化合物の元素分析結果からCH(NH2)2PbI3・Sulfolane (FAPbI3・Sulfolane)であることを明らかにした.Anal. Calcd. for C5H13N2O2SPbI3: C, 7.97; H, 1.74; N, 3.72; S, 4.26%; Found: C, 8.21; H, 1.74; N, 3.69; S, 4.55%.
ITO付ガラス基板(25 mm×24 mm,ジオマテック)を,水,アセトン,セミコクリーン56,水,エタノールの順でそれぞれ15分間超音波洗浄した.最後に,15分間のUVオゾン洗浄を行った.
上記ITO基板に,SnO2のコロイド水溶液(アフラ アエサー社製)を蒸留水で薄め,400μL/枚でスピンコート塗布した.スピンコート条件は,3秒間で3000rpmにして30秒間回転させ,その後3秒間のスロープで0rpmとした。その後,ホットプレートを用いて150℃で30分アニールした。
Claims (5)
- 式(I)で示される化合物と,
1,3−ジメチル−3,4,5,6−テトラヒドロ−2(1H)ピリミジノン,スルホラン,N,N−ジメチルアセトアミド,テトラメチレンスルホキシド又はN,N−ジメチルアセトアミドを含む錯体。
AMn1Xm1・・・(I)
(式(I)中,
Aは,メチルアンモニウムカチオン(CH3NH3 +),ホルムアミジニウムカチオン(NH2CHNH2 +)又はセシウムカチオン(Cs+)であり,
Mは,Pb2 +,Ge2 +,又はSn2 +であり,
Xは,F−,Cl−,Br−,又はI−であり,
n1は,0.8〜1.2であり,
m1は,2.8〜3.2である。) - 請求項1に記載の錯体であって,
Aは,メチルアンモニウムカチオン(CH3NH3 +)又はホルムアミジニウムカチオン(NH2CHNH2 +)であり,
Mは,Pb2 +であり,
Xは,Br−,又はI−である錯体。 - 請求項1又は2に記載の錯体を含むペロブスカイト前駆体。
- ペロブスカイト層の製造方法であって,
式(I)で示される化合物と,
1,3−ジメチル−3,4,5,6−テトラヒドロ−2(1H)ピリミジノン,スルホラン,テトラメチレンスルホキシド又はN,N−ジメチルアセトアミドを含む溶液を基板に塗布し塗布層を得る塗布工程と,
前記塗布工程の後に,前記塗布層に貧溶媒を添加する,貧溶媒添加工程と,
前記貧溶媒添加工程の後に,前記基板を加熱する加熱工程と,
を含み,
前記塗布工程の終わりから,前記貧溶媒添加工程までの時間が10秒以上5分以下である,
方法。
AMn1Xm1・・・(I)
(式(I)中,
Aは,メチルアンモニウムカチオン(CH3NH3 +),ホルムアミジニウムカチオン(NH2CHNH2 +)又はセシウムカチオン(Cs+)であり,
Mは,Pb2 +,Ge2 +,又はSn2 +であり,
Xは,F−,Cl−,Br−,又はI−であり,
n1は,0.8〜1.2であり,
m1は,2.8〜3.2である。) - 請求項4に記載のペロブスカイト層の製造方法によりペロブスカイト層を得る工程を含む,太陽電池の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017179641A JP6902269B2 (ja) | 2017-09-20 | 2017-09-20 | 錯体,ペロブスカイト層及び太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017179641A JP6902269B2 (ja) | 2017-09-20 | 2017-09-20 | 錯体,ペロブスカイト層及び太陽電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019055916A true JP2019055916A (ja) | 2019-04-11 |
JP6902269B2 JP6902269B2 (ja) | 2021-07-14 |
Family
ID=66107123
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017179641A Active JP6902269B2 (ja) | 2017-09-20 | 2017-09-20 | 錯体,ペロブスカイト層及び太陽電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6902269B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021002327A1 (ja) * | 2019-07-01 | 2021-01-07 | 花王株式会社 | 光吸収層及びその製造方法、光電変換素子、並びに中間バンド型太陽電池 |
WO2021079731A1 (ja) * | 2019-10-23 | 2021-04-29 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 光電変換膜およびそれを用いた太陽電池、ならびに光電変換膜の製造方法 |
WO2021006554A3 (en) * | 2019-07-05 | 2021-05-27 | Unist(Ulsan National Institute Of Science And Technology) | Perovskite compound containing divalent organic cation and device containing the same |
CN113725361A (zh) * | 2021-09-02 | 2021-11-30 | 西南石油大学 | 一种低压气淬制备无甲胺钙钛矿薄膜的方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017104792A1 (ja) * | 2015-12-16 | 2017-06-22 | 国立大学法人京都大学 | 錯体及びペロブスカイト材料、並びに該錯体若しくはペロブスカイト材料を用いたペロブスカイト型太陽電池 |
-
2017
- 2017-09-20 JP JP2017179641A patent/JP6902269B2/ja active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017104792A1 (ja) * | 2015-12-16 | 2017-06-22 | 国立大学法人京都大学 | 錯体及びペロブスカイト材料、並びに該錯体若しくはペロブスカイト材料を用いたペロブスカイト型太陽電池 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
FOLEY, BENJAMIN J. ET AL.: "Controlling nucleation, growth, and orientation of metal halide perovskite thin films with rationall", JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY A: MATERIALS FOR ENERGY AND SUSTAINABILIT, vol. 5(1),, JPN6021008061, 2017, pages 113 - 123, ISSN: 0004460288 * |
SHEN, DINGHAN ET AL.: "Understanding the solvent-assisted crystallization mechanism inherent in efficient organic-inorganic", JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY A: MATERIALS FOR ENERGY AND SUSTAINABILITY, vol. 2(48),, JPN6021008060, 2014, pages 20454 - 20461, ISSN: 0004460287 * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021002327A1 (ja) * | 2019-07-01 | 2021-01-07 | 花王株式会社 | 光吸収層及びその製造方法、光電変換素子、並びに中間バンド型太陽電池 |
WO2021001906A1 (ja) * | 2019-07-01 | 2021-01-07 | 花王株式会社 | 光吸収層及びその製造方法、光電変換素子、並びに中間バンド型太陽電池 |
WO2021006554A3 (en) * | 2019-07-05 | 2021-05-27 | Unist(Ulsan National Institute Of Science And Technology) | Perovskite compound containing divalent organic cation and device containing the same |
WO2021079731A1 (ja) * | 2019-10-23 | 2021-04-29 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 光電変換膜およびそれを用いた太陽電池、ならびに光電変換膜の製造方法 |
CN113725361A (zh) * | 2021-09-02 | 2021-11-30 | 西南石油大学 | 一种低压气淬制备无甲胺钙钛矿薄膜的方法 |
CN113725361B (zh) * | 2021-09-02 | 2023-06-09 | 西南石油大学 | 一种低压气淬制备无甲胺钙钛矿薄膜的方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6902269B2 (ja) | 2021-07-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ye et al. | Ambient-air-stable lead-free CsSnI3 solar cells with greater than 7.5% efficiency | |
Zhao et al. | Alkali metal doping for improved CH3NH3PbI3 perovskite solar cells | |
JP7010472B2 (ja) | 錯体及びペロブスカイト材料、並びに該錯体若しくはペロブスカイト材料を用いたペロブスカイト型太陽電池 | |
JP6386458B2 (ja) | 有機金属ハロゲン化物ペロブスカイトヘテロ接合太陽電池およびその製造方法 | |
JP6128900B2 (ja) | 無機ホール輸送材を使用したペロブスカイト系光電変換装置 | |
EP3565015A1 (en) | Solar cell, light-absorbing layer, and method for forming light-absorbing layer | |
JP6902269B2 (ja) | 錯体,ペロブスカイト層及び太陽電池 | |
JP7071739B2 (ja) | 錯体及びその製造方法 | |
JP2015056430A (ja) | ペロブスカイト系材料を用いた光電変換装置 | |
JP7389018B2 (ja) | Sn系ペロブスカイト層及び太陽電池の製造方法 | |
WO2017002644A1 (ja) | 光電変換素子、およびこれを用いた太陽電池 | |
CN107004769A (zh) | 光电转换元件、太阳能电池及光电转换元件的制造方法 | |
JP2019038714A (ja) | ハロゲン化スズペロブスカイト化合物の製造方法 | |
JP6563212B2 (ja) | ペロブスカイト系材料及びそれを用いた光電変換装置 | |
JP2017054912A (ja) | 光電変換素子 | |
JP6742693B2 (ja) | 非真空プロセスで製造可能な無機光電変換装置 | |
KR101994427B1 (ko) | 태양전지의 광흡수체 제조 방법 | |
JP2019021887A (ja) | 電子輸送層,及び電子輸送層の製造方法 | |
WO2023054073A1 (ja) | 光電変換素子およびその製造方法、ならびに組成物 | |
EP3955329B1 (en) | Solar cell | |
EP4343872A1 (en) | Solar cell and solar cell manufacturing method | |
WO2024111394A1 (ja) | 光電変換素子の製造方法および光電変換素子 | |
JP2023112661A (ja) | 正孔輸送材料およびそれを用いた光電変換素子並びに有機太陽電池 | |
TW202304861A (zh) | 具有磺酸鹽基之化合物及使用該化合物之光電轉換元件 | |
JP2020037536A (ja) | 新規化合物 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200414 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210225 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210309 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210326 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210525 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210614 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6902269 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |