JP5228422B2 - Coating liquid for photoelectric conversion layer and method for producing the same, organic thin film solar cell and method for producing the same - Google Patents
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Description
本発明は、光電変換効率に優れた光電変換層を形成可能な光電変換層用塗工液およびその製造方法ならびにこれを用いた有機薄膜太陽電池およびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a coating liquid for a photoelectric conversion layer capable of forming a photoelectric conversion layer excellent in photoelectric conversion efficiency, a manufacturing method thereof, an organic thin film solar cell using the same, and a manufacturing method thereof.
有機薄膜太陽電池は、２つの異種電極間に、電子供与性および電子受容性の機能を有する有機薄膜を配置してなる太陽電池であり、シリコンなどに代表される無機太陽電池に比べ製造工程が容易であり、かつ低コストで大面積化が可能であるという利点を持つ。 An organic thin film solar cell is a solar cell in which an organic thin film having an electron donating function and an electron accepting function is disposed between two different electrodes, and has a manufacturing process compared to an inorganic solar cell represented by silicon or the like. It has an advantage that it is easy and can be enlarged at low cost.
最近では、有機薄膜太陽電池のエネルギー変換効率を向上させるために、有機薄膜に用いられる有機材料の特徴を生かした工夫が試みられており、非特許文献１および非特許文献２に開示されている。 Recently, in order to improve the energy conversion efficiency of organic thin film solar cells, attempts have been made to make use of the characteristics of organic materials used in organic thin films, which are disclosed in Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2. .
上述したような有機薄膜太陽電池としては、例えば、有機薄膜が電子輸送層および正孔輸送層からなるバイレイヤー型有機薄膜太陽電池の例を挙げることができる。一般に、バイレイヤー型有機薄膜太陽電池は、基板と、上記基板上に形成された第１電極層と、上記第１電極層上に形成され、電子供与体として機能する正孔輸送層および電子受容体として機能する電子輸送層を有する光電変換層と、上記光電変換層上に形成され、上記第１電極層と対向する電極である第２電極層とを有するものである。このバイレイヤー型有機薄膜太陽電池においては、電子供与体として機能する正孔輸送層にｐ型有機半導体を用い、電子受容体として機能する電子輸送層にｎ型有機半導体を用いることにより、２つの層の界面でｐｎ接合が形成され、光電変換に寄与している。 Examples of the organic thin film solar cell as described above include an example of a bilayer type organic thin film solar cell in which the organic thin film is composed of an electron transport layer and a hole transport layer. In general, a bilayer organic thin film solar cell includes a substrate, a first electrode layer formed on the substrate, a hole transport layer formed on the first electrode layer and functioning as an electron donor, and an electron accepting layer. A photoelectric conversion layer having an electron transport layer functioning as a body and a second electrode layer formed on the photoelectric conversion layer and facing the first electrode layer. In this bilayer organic thin-film solar cell, a p-type organic semiconductor is used for the hole transport layer that functions as an electron donor, and an n-type organic semiconductor is used for the electron transport layer that functions as an electron acceptor. A pn junction is formed at the interface of the layers and contributes to photoelectric conversion.
また、エネルギー変換効率を向上させるために、ｐｎ接合部分を拡張させる方法として、電子供与性を有するｐ型有機半導体と電子受容性を有するｎ型有機半導体とを単純積層するのではなく、混合するという方法もある。ｐ型有機半導体とｎ型有機半導体とを混合することにより、分子レベルでのｐｎ接合が膜中に広く形成されるため、光電変換に寄与できる体積が増すのである。 Further, in order to improve the energy conversion efficiency, as a method of expanding the pn junction portion, a p-type organic semiconductor having electron donating properties and an n-type organic semiconductor having electron accepting properties are not simply stacked but mixed. There is also a method. By mixing the p-type organic semiconductor and the n-type organic semiconductor, a pn junction at the molecular level is widely formed in the film, so that the volume that can contribute to photoelectric conversion increases.
このような混合型の有機薄膜太陽電池の例として、非特許文献１には、ポリフェニレンビニレン系のｐ型共役ポリマー（ＭＥＨ−ＰＰＶ）、およびｎ型有機半導体であるフラーレン誘導体（ＰＣＢＭ）を用いた有機薄膜太陽電池が挙げられている。
その他にも、ｐ型共役ポリマーであるポリ−３−アルキルチエフェン誘導体（Ｐ３ＲＴ）を用いた系、また、ポリフェニレンビニレン系のｐ型共役ポリマー（ＭＥＨ−ＰＰＶ）にシアノ基を導入してｎ型化したポリフェニレンビニレン誘導体（ＣＮ−ＰＰＶ）や、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）をｎ型有機半導体として用いた系が挙げられている。
As an example of such a mixed organic thin film solar cell, Non-Patent Document 1 uses a polyphenylene vinylene-based p-type conjugated polymer (MEH-PPV) and a fullerene derivative (PCBM) which is an n-type organic semiconductor. Organic thin film solar cells are mentioned.
In addition, a p-type conjugated polymer poly-3-alkylthiephene derivative (P3RT) is used, or a polyphenylene vinylene-based p-type conjugated polymer (MEH-PPV) is introduced with a n-type Examples include a system using a converted polyphenylene vinylene derivative (CN-PPV) or carbon nanotube (CNT) as an n-type organic semiconductor.
このようなｐ型有機半導体およびｎ型有機半導体からなる光電変換層の形成方法としては、一般に蒸着法および湿式塗工法の二つの方法が用いられている。中でも、湿式塗工法は、大気中で光電変換層を形成することができることから、設備の初期投資が少なく抑えられるだけでなく、大面積化する点において有利であるという利点を有する。しかしながら、このような利点と改良が進められている有機薄膜太陽電池ではあるが、シリコンなどに代表される無機太陽電池に比べると光電変換効率が低いことから実用に供することは困難であり、光電変換効率の高効率化が最大の課題となっている。 As a method for forming a photoelectric conversion layer composed of such a p-type organic semiconductor and an n-type organic semiconductor, two methods of vapor deposition and wet coating are generally used. Especially, since the photoelectric conversion layer can be formed in the atmosphere, the wet coating method has an advantage that not only the initial investment of facilities can be suppressed, but also it is advantageous in terms of increasing the area. However, organic thin-film solar cells that are being improved and improved in this way are difficult to put to practical use because of their lower photoelectric conversion efficiency than inorganic solar cells represented by silicon and the like. Increasing conversion efficiency is the biggest issue.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、光電変換効率に優れた光電変換層を形成可能な光電変換層用塗工液およびその製造方法を提供することを主目的とするものである。 This invention is made | formed in view of the said problem, and it aims at providing the coating liquid for photoelectric conversion layers which can form the photoelectric conversion layer excellent in photoelectric conversion efficiency, and its manufacturing method. It is.
上記目的を達成するために、本発明は、フラーレン誘導体の濃度が異なる２種類のアクセプター溶液と、電子供与性の光電変換材料を含むドナー溶液と、を混合することを特徴とする光電変換層用塗工液の製造方法を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a photoelectric conversion layer characterized by mixing two kinds of acceptor solutions having different concentrations of fullerene derivatives and a donor solution containing an electron-donating photoelectric conversion material. A method for producing a coating liquid is provided.
本発明によれば、フラーレン誘導体は濃度に応じて形成される凝集体のサイズが異なるため、フラーレン誘導体の濃度が異なる２種類のアクセプター溶液を混合することにより、凝集体のサイズが異なるフラーレン誘導体を含む光電変換層用塗工液とすることができる。
このような凝集体のサイズが異なるフラーレン誘導体を有する光電変換層用塗工液を用いて、有機薄膜太陽電池の光電変換層の形成に用いた場合には、フラーレン誘導体が、凝集体のサイズに応じて、電荷分離性や導電性のそれぞれの機能を分担することにより、光電変換効率に優れた有機薄膜太陽電池とすることができる。すなわち、光電変換効率に優れた光電変換層を形成可能な光電変換層用塗工液とすることができる。
According to the present invention, since the fullerene derivative has different aggregate sizes depending on the concentration, the fullerene derivative having different aggregate sizes can be obtained by mixing two kinds of acceptor solutions having different fullerene derivative concentrations. It can be set as the coating liquid for photoelectric conversion layers containing.
When a photoelectric conversion layer coating liquid having a fullerene derivative having a different aggregate size is used to form a photoelectric conversion layer of an organic thin film solar cell, the fullerene derivative is reduced in the size of the aggregate. Accordingly, by sharing the functions of charge separation and conductivity, an organic thin film solar cell having excellent photoelectric conversion efficiency can be obtained. That is, it can be set as the coating liquid for photoelectric conversion layers which can form the photoelectric conversion layer excellent in photoelectric conversion efficiency.
本発明においては、上記アクセプター溶液のフラーレン誘導体の濃度差が１質量％以上であることが好ましい。上記アクセプター溶液のフラーレン誘導体の濃度差が１質量％以上であることにより、形成されるフラーレン誘導体の凝集体のサイズの差を大きなものとすることができるからである。これにより光電変換効率により優れた光電変換層を形成可能な光電変換層用塗工液とすることができるからである。 In the present invention, the concentration difference of the fullerene derivative in the acceptor solution is preferably 1% by mass or more. This is because when the concentration difference of the fullerene derivative in the acceptor solution is 1% by mass or more, the difference in the size of the aggregate of the fullerene derivative to be formed can be increased. It is because it can be set as the photoelectric conversion layer coating liquid which can form the photoelectric conversion layer excellent by photoelectric conversion efficiency by this.
本発明においては、上記アクセプター溶液の一方のフラーレン誘導体の濃度が、０．１質量％〜１質量％の範囲内であり、かつ他方のフラーレン誘導体の濃度が、２質量％〜１０質量％の範囲内であることが好ましい。上記アクセプター溶液の一方のフラーレン誘導体の濃度が、０．１質量％〜１質量％の範囲内であり、かつ他方のフラーレン誘導体の濃度が、２質量％〜１０質量％の範囲内であることにより、フラーレン誘導体の濃度差を十分に大きいものとすることができるため、形成されるフラーレン誘導体の凝集体のサイズの差を大きなものとすることができるからである。これにより光電変換効率により優れた光電変換層を形成可能な光電変換層用塗工液とすることができるからである。 In the present invention, the concentration of one fullerene derivative of the acceptor solution is in the range of 0.1% by mass to 1% by mass, and the concentration of the other fullerene derivative is in the range of 2% by mass to 10% by mass. It is preferable to be within. The concentration of one fullerene derivative of the acceptor solution is in the range of 0.1% by mass to 1% by mass, and the concentration of the other fullerene derivative is in the range of 2% by mass to 10% by mass. This is because the difference in the concentration of fullerene derivatives can be made sufficiently large, so that the difference in size of the aggregates of fullerene derivatives formed can be made large. It is because it can be set as the photoelectric conversion layer coating liquid which can form the photoelectric conversion layer excellent by photoelectric conversion efficiency by this.
さらに、本発明においては、上記電子供与性の光電変換材料が、ポリアルキルチオフェンであることが好ましい。電荷分離反応が進行する際のエネルギー準位差が適当であるからである。 Furthermore, in the present invention, the electron donating photoelectric conversion material is preferably polyalkylthiophene. This is because the energy level difference when the charge separation reaction proceeds is appropriate.
また本発明は、凝集体の平均粒径が異なる２種類のフラーレン誘導体と、電子供与性の光電変換材料とを含むことを特徴とする光電変換層用塗工液を提供する。 Moreover, this invention provides the coating liquid for photoelectric conversion layers characterized by including two types of fullerene derivatives from which the average particle diameter of an aggregate differs, and an electron-donating photoelectric conversion material.
本発明の光電変換層用塗工液は、凝集体の平均粒径が異なる２種類のフラーレン誘導体を含むので、このような光電変換層用塗工液を用いて、有機薄膜太陽電池の光電変換層の形成に用いた場合には、フラーレン誘導体が、凝集体の平均粒径に応じて、電荷分離性や導電性のそれぞれの機能を分担することにより、光電変換効率に優れた有機薄膜太陽電池を得ることができる。すなわち、光電変換効率に優れた光電変換層を形成可能な光電変換層用塗工液とすることができる。 Since the coating liquid for photoelectric conversion layers of the present invention contains two kinds of fullerene derivatives having different average particle diameters of aggregates, photoelectric conversion of organic thin-film solar cells using such a coating liquid for photoelectric conversion layers is performed. When used in the formation of layers, fullerene derivatives share the respective functions of charge separation and conductivity according to the average particle size of the aggregates, so that organic thin-film solar cells with excellent photoelectric conversion efficiency Can be obtained. That is, it can be set as the coating liquid for photoelectric conversion layers which can form the photoelectric conversion layer excellent in photoelectric conversion efficiency.
上記発明においては、上記フラーレン誘導体の凝集体の平均粒径差が３０ｎｍ以上であることが好ましい。これにより光電変換効率により優れた光電変換層を形成可能な光電変換層用塗工液とすることができるからである。 In the said invention, it is preferable that the average particle diameter difference of the aggregate of the said fullerene derivative is 30 nm or more. It is because it can be set as the photoelectric conversion layer coating liquid which can form the photoelectric conversion layer excellent by photoelectric conversion efficiency by this.
また本発明においては、上記電子供与性の光電変換材料が、ポリアルキルチオフェンであることが好ましい。電荷分離反応が進行する際のエネルギー準位差が適当であるからである。 In the present invention, the electron-donating photoelectric conversion material is preferably polyalkylthiophene. This is because the energy level difference when the charge separation reaction proceeds is appropriate.
本発明は、基板を用い、上記基板上に第１電極層を形成する第１電極層形成工程と、上記第１電極層上に、上述した製造方法により製造された光電変換層用塗工液を塗工して光電変換層を形成する光電変換層形成工程と、上記光電変換層上に第２電極層を形成する第２電極層形成工程と、を有することを特徴とする有機薄膜太陽電池の製造方法を提供する。 The present invention provides a first electrode layer forming step of forming a first electrode layer on the substrate using a substrate, and a photoelectric conversion layer coating solution manufactured on the first electrode layer by the manufacturing method described above. An organic thin-film solar cell comprising: a photoelectric conversion layer forming step of forming a photoelectric conversion layer by coating and a second electrode layer forming step of forming a second electrode layer on the photoelectric conversion layer A manufacturing method is provided.
本発明によれば、上記光電変換層形成工程において、上述した製造方法により製造された光電変換層用塗工液を塗工して光電変換層を形成することにより、光電変換効率に優れた光電変換層を形成することができる。したがって光電変換効率に優れた有機薄膜太陽電池とすることができる。 According to the present invention, in the photoelectric conversion layer forming step, a photoelectric conversion layer is formed by applying the photoelectric conversion layer coating liquid manufactured by the above-described manufacturing method, thereby forming a photoelectric conversion layer with excellent photoelectric conversion efficiency. A conversion layer can be formed. Therefore, it can be set as the organic thin-film solar cell excellent in photoelectric conversion efficiency.
また本発明は、基板を用い、上記基板上に第１電極層を形成する第１電極層形成工程と、上記第１電極層上に、上述の光電変換層用塗工液を塗工して光電変換層を形成する光電変換層形成工程と、上記光電変換層上に第２電極層を形成する第２電極層形成工程と、を有することを特徴とする有機薄膜太陽電池の製造方法を提供する。 Moreover, this invention uses a board | substrate, apply | coats the above-mentioned coating liquid for photoelectric conversion layers on the said 1st electrode layer formation process which forms a 1st electrode layer on the said board | substrate, and the said 1st electrode layer. Provided is a method for producing an organic thin-film solar cell, comprising: a photoelectric conversion layer forming step for forming a photoelectric conversion layer; and a second electrode layer forming step for forming a second electrode layer on the photoelectric conversion layer. To do.
本発明によれば、上記光電変換層形成工程において、上述した光電変換層用塗工液を塗工して光電変換層を形成することにより、光電変換効率に優れた光電変換層を形成することができる。したがって光電変換効率に優れた有機薄膜太陽電池を得ることができる。 According to this invention, in the said photoelectric converting layer formation process, the photoelectric converting layer excellent in photoelectric conversion efficiency is formed by forming the photoelectric converting layer by coating the coating liquid for photoelectric converting layers mentioned above. Can do. Therefore, an organic thin film solar cell excellent in photoelectric conversion efficiency can be obtained.
さらに本発明は、基板と、上記基板上に形成された第１電極層と、上記第１電極層上に形成された光電変換層と、上記光電変換層上に形成された第２電極層とを有する有機薄膜太陽電池であって、上記光電変換層が、凝集体の平均粒径が異なる２種類のフラーレン誘導体と、電子供与性の光電変換材料とを含有することを特徴とする有機薄膜太陽電池を提供する。 The present invention further includes a substrate, a first electrode layer formed on the substrate, a photoelectric conversion layer formed on the first electrode layer, and a second electrode layer formed on the photoelectric conversion layer, An organic thin film solar cell comprising: an organic thin film solar cell, wherein the photoelectric conversion layer contains two types of fullerene derivatives having different aggregate average particle diameters and an electron donating photoelectric conversion material Provide batteries.
本発明によれば、光電変換層が、凝集体の平均粒径が異なる２種類のフラーレン誘導体を含有するので、フラーレン誘導体が、凝集体の平均粒径に応じて、電荷分離性や導電性のそれぞれの機能を分担することにより、光電変換効率に優れた有機薄膜太陽電池とすることができる。 According to the present invention, since the photoelectric conversion layer contains two kinds of fullerene derivatives having different average particle diameters of the aggregates, the fullerene derivatives are charged or separated according to the average particle diameter of the aggregates. By sharing each function, it can be set as the organic thin-film solar cell excellent in photoelectric conversion efficiency.
上記発明においては、上記フラーレン誘導体の凝集体の平均粒径差が３０ｎｍ以上であることが好ましい。これにより光電変換効率をさらに改善することができるからである。 In the said invention, it is preferable that the average particle diameter difference of the aggregate of the said fullerene derivative is 30 nm or more. This is because the photoelectric conversion efficiency can be further improved.
また本発明においては、上記電子供与性の光電変換材料が、ポリアルキルチオフェンであることが好ましい。電荷分離反応が進行する際のエネルギー準位差が適当であるからである。 In the present invention, the electron-donating photoelectric conversion material is preferably polyalkylthiophene. This is because the energy level difference when the charge separation reaction proceeds is appropriate.
本発明は、光電変換効率に優れた光電変換層を形成可能な光電変換層用塗工液およびその製造方法を提供するといった効果を奏する。 The present invention has an effect of providing a coating liquid for a photoelectric conversion layer capable of forming a photoelectric conversion layer excellent in photoelectric conversion efficiency and a method for producing the same.
本発明は、光電変換層用塗工液およびその製造方法ならびに有機薄膜太陽電池およびその製造方法に関するものである。
以下、本発明の光電変換層用塗工液およびその製造方法ならびに有機薄膜太陽電池およびその製造方法について説明する。
The present invention relates to a coating liquid for a photoelectric conversion layer and a production method thereof, an organic thin film solar cell, and a production method thereof.
Hereinafter, the coating liquid for a photoelectric conversion layer of the present invention, a manufacturing method thereof, an organic thin film solar cell, and a manufacturing method thereof will be described.
Ａ．光電変換層用塗工液の製造方法
まず、本発明の光電変換層用塗工液の製造方法について説明する。本発明の光電変換層用塗工液の製造方法は、フラーレン誘導体の濃度が異なる２種類のアクセプター溶液と、電子供与性の光電変換材料を含むドナー溶液と、を混合することを特徴とするものである。
A. First, the manufacturing method of the coating liquid for photoelectric conversion layers of this invention is demonstrated. The method for producing a coating liquid for a photoelectric conversion layer according to the present invention is characterized by mixing two types of acceptor solutions having different concentrations of fullerene derivatives and a donor solution containing an electron-donating photoelectric conversion material. It is.
本発明によれば、フラーレン誘導体は濃度に応じて形成される凝集体のサイズが異なるため、フラーレン誘導体の濃度が異なる２種類のアクセプター溶液を混合することにより、凝集体のサイズが異なるフラーレン誘導体を含む光電変換層用塗工液とすることができる。
このような凝集体のサイズの異なるフラーレン誘導体を有する光電変換層用塗工液を用いて、有機薄膜太陽電池の光電変換層の形成に用いた場合には、フラーレン誘導体が、凝集体のサイズに応じて、電荷分離性や導電性のそれぞれの機能を分担することにより、光電変換効率に優れた有機薄膜太陽電池とすることができる。すなわち、光電変換効率に優れた光電変換層を形成可能な光電変換層用塗工液とすることができる。
According to the present invention, since the fullerene derivative has different aggregate sizes depending on the concentration, the fullerene derivative having different aggregate sizes can be obtained by mixing two kinds of acceptor solutions having different fullerene derivative concentrations. It can be set as the coating liquid for photoelectric conversion layers containing.
When a photoelectric conversion layer coating liquid having fullerene derivatives having different aggregate sizes is used to form a photoelectric conversion layer of an organic thin film solar cell, the fullerene derivative is reduced in the size of the aggregate. Accordingly, by sharing the functions of charge separation and conductivity, an organic thin film solar cell having excellent photoelectric conversion efficiency can be obtained. That is, it can be set as the coating liquid for photoelectric conversion layers which can form the photoelectric conversion layer excellent in photoelectric conversion efficiency.
本発明の光電変換層用塗工液の製造方法は、少なくともアクセプター溶液とドナー溶液とを混合するものである。
以下、本発明の光電変換層用塗工液の製造方法について説明する。
The manufacturing method of the coating liquid for photoelectric conversion layers of this invention mixes an acceptor solution and a donor solution at least.
Hereinafter, the manufacturing method of the coating liquid for photoelectric conversion layers of this invention is demonstrated.
１．アクセプター溶液
まず、本発明に用いられるアクセプター溶液について説明する。本発明に用いられるアクセプター溶液は、フラーレン誘導体を溶媒に溶解させたものであり、かつ上記フラーレン誘導体の濃度が異なる２種類のものである。
1. Acceptor Solution First, the acceptor solution used in the present invention will be described. The acceptor solution used in the present invention is a solution in which a fullerene derivative is dissolved in a solvent, and two types having different concentrations of the fullerene derivative.
（１）フラーレン誘導体
本発明に用いられるフラーレン誘導体は、本発明の製造方法により製造された光電変換層用塗工液を用いて形成された光電変換層において、電子受容性を有するｎ型有機半導体として機能するものであれば特に限定されるものではない。
このようなフラーレン誘導体としては、フラーレン、フラーレンの誘導体、ならびにフラーレンおよびフラーレンの誘導体の混合物を挙げることができる。
(1) Fullerene Derivative The fullerene derivative used in the present invention is an n-type organic semiconductor having an electron accepting property in a photoelectric conversion layer formed by using the coating liquid for a photoelectric conversion layer manufactured by the manufacturing method of the present invention. If it functions as, it will not be specifically limited.
Examples of such fullerene derivatives include fullerenes, fullerene derivatives, and mixtures of fullerenes and fullerene derivatives.
本発明において、フラーレン誘導体としては、フラーレン骨格を有する化合物であれば特に限定されない。また、フラーレン骨格における炭素原子は、いずれも任意の基で表面修飾されていてもよく、この表面修飾基同士が互いに結合して環を形成していてもよい。また、１分子中に含まれるフラーレン骨格単位は、その表面修飾基を含め、同一であっても異なっていてもよい。 In the present invention, the fullerene derivative is not particularly limited as long as it is a compound having a fullerene skeleton. In addition, any carbon atom in the fullerene skeleton may be surface-modified with an arbitrary group, and the surface-modifying groups may be bonded to each other to form a ring. Further, the fullerene skeleton units contained in one molecule may be the same or different including the surface modifying group.
また、上記フラーレン誘導体において、上記のような構成単位を主とした際の重合度、および平均分子量としては、特に限定されるものではない。 In the fullerene derivative, the degree of polymerization and the average molecular weight when the above-described structural units are mainly used are not particularly limited.
このようなフラーレン誘導体としては、例えば高次フラーレン類、表面修飾基を有する表面修飾フラーレン類、バッキーオニオン、フラーレン結合ポリマー類等が挙げられる。上記の中でも、本発明においては、高次フラーレン類、表面修飾フラーレン類またはフラーレン結合ポリマー類であることが好ましい。 Examples of such fullerene derivatives include higher-order fullerenes, surface-modified fullerenes having a surface-modifying group, bucky onions, and fullerene-bonded polymers. Among the above, in the present invention, higher-order fullerenes, surface-modified fullerenes or fullerene-bonded polymers are preferable.
上記高次フラーレン類としては、具体的にＣ６０、Ｃ７０、Ｃ７６、Ｃ７８、Ｃ８４等を用いることができる。なお、本発明において高次フラーレン類とは、高次フラーレンおよび高次フラーレンの誘導体を意味するものである。 Specific examples of the higher order fullerenes include C 60 , C 70 , C 76 , C 78 , C 84, and the like. In the present invention, higher-order fullerenes mean higher-order fullerenes and derivatives of higher-order fullerenes.
また、上記表面修飾基を有する表面修飾フラーレン類における表面修飾基としては、例えば水素原子；水酸基；フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子；メチル基、エチル基等のアルキル基；ビニル基等のアルケニル基；シアノ基；メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基；フェニル基、ナフチル基等の芳香族炭化水素基、チエニル基、ピリジル基等の芳香族複素環基等が挙げられる。具体的には、Ｃ６０Ｈ３６、Ｃ７０Ｈ３６等の水素化フラーレン、Ｃ６０、Ｃ７０等のオキサイドフラーレン、フラーレン金属錯体等が挙げられる。なお、本発明において、表面修飾フラーレン類とは、表面修飾フラーレンおよび表面修飾フラーレンの誘導体を意味するものである。 Examples of the surface modifying group in the surface modified fullerene having the surface modifying group include a hydrogen atom; a hydroxyl group; a halogen atom such as a fluorine atom and a chlorine atom; an alkyl group such as a methyl group and an ethyl group; and an alkenyl such as a vinyl group. A cyano group; an alkoxy group such as a methoxy group or an ethoxy group; an aromatic hydrocarbon group such as a phenyl group or a naphthyl group; an aromatic heterocyclic group such as a thienyl group or a pyridyl group; Specific examples include hydrogenated fullerenes such as C 60 H 36 and C 70 H 36 , oxide fullerenes such as C 60 and C 70 , fullerene metal complexes, and the like. In the present invention, the surface-modified fullerenes mean surface-modified fullerenes and surface-modified fullerene derivatives.
さらに、上記フラーレン結合ポリマー類としては、例えば主骨格として導電性高分子を有し、その側鎖としてフラーレン類を有するものが挙げられる。導電性高分子としては、例えば液晶性を有する環状化合物や、ポルフィリン環を包含するもの等が挙げられる。また、フラーレン類としては、上述した高次フラーレン類、表面修飾フラーレン類等が挙げられる。なお、本発明において、フラーレン結合ポリマー類とは、フラーレン結合ポリマーおよびフラーレン結合ポリマーの誘導体を意味するものである。 Furthermore, examples of the fullerene-bonded polymers include those having a conductive polymer as a main skeleton and fullerenes as side chains thereof. Examples of the conductive polymer include cyclic compounds having liquid crystallinity, and those containing a porphyrin ring. Examples of fullerenes include the above-described higher-order fullerenes and surface-modified fullerenes. In the present invention, fullerene bonded polymers mean fullerene bonded polymers and derivatives of fullerene bonded polymers.
本発明においては、上述したフラーレン誘導体のなかでも、表面修飾フラーレン類であることが好ましく、具体的には、ＰＣＢＭ；１−（３−メトキシカルボニル）プロピル−１−フェニル（６、６）−Ｃ６１を好ましく用いることができる。電子受容性に優れるものだからである。 In the present invention, among the above-mentioned fullerene derivatives, surface-modified fullerenes are preferable, and specifically, PCBM; 1- (3-methoxycarbonyl) propyl-1-phenyl (6, 6) -C 61 can be preferably used. This is because it has excellent electron acceptability.
本発明に用いられるフラーレン誘導体は、上記フラーレン誘導体のうちの１種類を用いたものであっても良く、２種類以上を混合したものであっても良い。本発明の製造方法によって製造される光電変換層用塗工液の用途等に応じて適宜選択することができる。 The fullerene derivative used in the present invention may be one using one of the above fullerene derivatives or may be a mixture of two or more. It can select suitably according to the use etc. of the coating liquid for photoelectric conversion layers manufactured by the manufacturing method of this invention.
（２）溶媒
本発明に用いられる溶媒としては、上述したフラーレン誘導体を溶解することができるものであれば特に限定されるものではなく、一般的に有機薄膜太陽電池の光電変換層の形成に用いられるものを用いることができる。
(2) Solvent The solvent used in the present invention is not particularly limited as long as it can dissolve the above-described fullerene derivative, and is generally used for forming a photoelectric conversion layer of an organic thin film solar cell. Can be used.
このような溶媒としては、例えば、ケトン系溶媒、アルコール系溶媒、エステル系溶媒、エーテル系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、ハロゲン化脂肪族および芳香族炭化水素系溶媒等、ならびにこれらの混合物を挙げることができる。より具体的には、シクロヘキサノン、アセトン、メチルエチルケトン、メタノール、エタノール、ブタノール、アミルアルコール、酢酸ブチル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、四塩化炭素、クロロホルム、塩化メチレン、トリクロロエチレンなどが挙げられる。なかでも本発明においては、ジクロロベンゼン、クロロベンゼン、クロロホルムを用いることが好ましい。上述したフラーレン誘導体の飽和溶解度が高いからである。 Examples of such solvents include ketone solvents, alcohol solvents, ester solvents, ether solvents, aromatic hydrocarbon solvents, halogenated aliphatic and aromatic hydrocarbon solvents, and mixtures thereof. Can be mentioned. More specifically, cyclohexanone, acetone, methyl ethyl ketone, methanol, ethanol, butanol, amyl alcohol, butyl acetate, dibutyl ether, tetrahydrofuran, toluene, xylene, chlorobenzene, dichlorobenzene, carbon tetrachloride, chloroform, methylene chloride, trichloroethylene, etc. Can be mentioned. Of these, dichlorobenzene, chlorobenzene, and chloroform are preferably used in the present invention. This is because the fullerene derivative described above has high saturation solubility.
本発明に用いられる溶媒は、上記溶媒の1種類を用いてもよく、２種類以上を混合したものを用いてもよい。本発明においては、上述したフラーレン誘導体を溶解できるものであれば特に限定されるものではなく、用いるフラーレン誘導体、濃度等に応じて適宜選択することができる。 As the solvent used in the present invention, one of the above solvents may be used, or a mixture of two or more may be used. In the present invention, the fullerene derivative is not particularly limited as long as it can dissolve the above-mentioned fullerene derivative, and can be appropriately selected according to the fullerene derivative to be used, the concentration, and the like.
（３）アクセプター溶液
本発明に用いられるアクセプター溶液は、上述したフラーレン誘導体を上述した溶媒に溶解させたものであり、かつ上記フラーレン誘導体の濃度が異なる２種類のものである。
(3) Acceptor solution The acceptor solution used in the present invention is obtained by dissolving the above-described fullerene derivative in the above-described solvent, and two types having different concentrations of the fullerene derivative.
ここで、フラーレン誘導体の濃度が異なる２種類のアクセプター溶液を混合することで光電変換効率に光電変換層を形成可能な光電変換層用塗工液とする理由については明らかではないが、次のような理由によるものであると考えられる。
すなわち、フラーレン誘導体は濃度に応じて形成される凝集体のサイズが異なるため、フラーレン誘導体の濃度が異なる２種類のアクセプター溶液を混合して得られる光電変換層用塗工液は、凝集体のサイズが異なるフラーレン誘導体を含むことになる。
このような凝集体のサイズが異なるフラーレン誘導体を有する光電変換層用塗工液を用いて、有機薄膜太陽電池の光電変換層の形成に用いた場合には、フラーレン誘導体が、凝集体のサイズに応じて、電荷分離性や導電性のそれぞれの機能を分担することにより、光電変換効率に優れた有機薄膜太陽電池とすることができる。すなわち、光電変換効率に優れた光電変換層を形成可能な光電変換層用塗工液とすることができる。
Here, it is not clear why the coating liquid for the photoelectric conversion layer is capable of forming a photoelectric conversion layer with photoelectric conversion efficiency by mixing two kinds of acceptor solutions having different concentrations of fullerene derivatives. This is thought to be due to various reasons.
That is, since the fullerene derivative has different aggregate sizes depending on the concentration, the photoelectric conversion layer coating solution obtained by mixing two kinds of acceptor solutions having different fullerene derivative concentrations is the aggregate size. Will contain different fullerene derivatives.
When a photoelectric conversion layer coating liquid having a fullerene derivative having a different aggregate size is used to form a photoelectric conversion layer of an organic thin film solar cell, the fullerene derivative is reduced in the size of the aggregate. Accordingly, by sharing the functions of charge separation and conductivity, an organic thin film solar cell having excellent photoelectric conversion efficiency can be obtained. That is, it can be set as the coating liquid for photoelectric conversion layers which can form the photoelectric conversion layer excellent in photoelectric conversion efficiency.
本発明に用いられるアクセプター溶液に含まれるフラーレン誘導体の種類は、フラーレン誘導体の濃度毎に異なっても良く、同一であってもよい。本発明においては、なかでも、同一であることが好ましい。生産性に優れたものとすることができるからである。 The kind of fullerene derivative contained in the acceptor solution used in the present invention may be different for each concentration of the fullerene derivative, or may be the same. In this invention, it is preferable that it is the same especially. It is because it can be made excellent in productivity.
また、本発明に用いられるアクセプター溶液に含まれる溶媒の種類は、上記フラーレン誘導体の濃度毎に異なる溶媒を用いても良く、全てのアクセプター溶液を同一の溶媒を用いても良い。本発明においては、なかでも、同一の溶媒を用いることが好ましい。生産性に優れたものとすることができるからである。 Moreover, as for the kind of the solvent contained in the acceptor solution used for this invention, a different solvent may be used for every density | concentration of the said fullerene derivative, and the same solvent may be used for all the acceptor solutions. In the present invention, it is preferable to use the same solvent. It is because it can be made excellent in productivity.
本発明に用いられるアクセプター溶液に含まれるフラーレン誘導体の濃度差は、所望の光電変換効率を有する光電変換層を形成可能であれば特に限定されるものではない。本発明においては、用いるフラーレン誘導体の種類、溶媒等によっても異なるが、１質量％以上であることが好ましく、なかでも２質量％以上の範囲内であることが好ましく、特に３質量％以上の範囲内であることが好ましい。上記範囲より小さいと、形成されるフラーレン誘導体の凝集体のサイズの差を十分なものとすることができないからである。
なお、上記フラーレン誘導体の濃度は、調製したアクセプター溶液の質量に占めるフラーレン誘導体の質量の割合を表したものである。
The difference in concentration of the fullerene derivative contained in the acceptor solution used in the present invention is not particularly limited as long as a photoelectric conversion layer having a desired photoelectric conversion efficiency can be formed. In the present invention, although it varies depending on the type of fullerene derivative used, the solvent, and the like, it is preferably 1% by mass or more, more preferably 2% by mass or more, particularly 3% by mass or more. It is preferable to be within. This is because if it is smaller than the above range, the difference in size of the aggregates of fullerene derivatives formed cannot be made sufficient.
In addition, the density | concentration of the said fullerene derivative represents the ratio of the mass of the fullerene derivative to the mass of the prepared acceptor solution.
また、本発明に用いられるアクセプター溶液に含まれるフラーレン誘導体の濃度は、所望の光電変換効率を有する光電変換層を形成可能であれば特に限定されるものではない。本発明においては、用いるフラーレン誘導体の種類、溶媒等によっても異なるが、０．１質量％〜１質量％の範囲内であり、かつ他方が、２質量％〜１０質量％の範囲内であることが好ましく、なかでも、一方が、０．２質量％〜０．８質量％の範囲内であり、かつ他方が、３質量％〜８質量％の範囲内であることが好ましく、特に一方が、０．３質量％〜０．６質量％の範囲内であり、かつ他方が、４質量％〜６質量％の範囲内であることが好ましい。フラーレン誘導体の濃度が上記範囲内であることにより、アクセプター溶液のフラーレン誘導体の濃度差を十分大きいものとすることができるため、光電変換効率に優れた光電変換層を形成可能な光電変換層用塗工液とすることができるからである。また、上記範囲以外とした場合には、十分な濃度差を付けることが困難となったり、沈殿を生じる等によってアクセプター溶液を均一に調製することが困難となるからである。 The concentration of the fullerene derivative contained in the acceptor solution used in the present invention is not particularly limited as long as a photoelectric conversion layer having a desired photoelectric conversion efficiency can be formed. In the present invention, although it varies depending on the type of fullerene derivative used, the solvent, etc., it is in the range of 0.1% by mass to 1% by mass, and the other is in the range of 2% by mass to 10% by mass. Among them, one is preferably in the range of 0.2% by mass to 0.8% by mass, and the other is preferably in the range of 3% by mass to 8% by mass. It is preferable that it is in the range of 0.3 mass% to 0.6 mass%, and the other is in the range of 4 mass% to 6 mass%. Since the concentration difference of the fullerene derivative in the acceptor solution can be made sufficiently large when the concentration of the fullerene derivative is within the above range, the photoelectric conversion layer coating capable of forming a photoelectric conversion layer excellent in photoelectric conversion efficiency can be formed. It is because it can be set as a working liquid. Moreover, when it is outside the above range, it is difficult to provide a sufficient concentration difference, or it becomes difficult to prepare the acceptor solution uniformly due to precipitation.
２．ドナー溶液
本発明に用いられるドナー溶液は、電子供与性の光電変換材料を含むものであり、通常、有機溶媒中に上記電子供与性の光電変換材料を溶解したものである。
以下、このようなドナー溶液について説明する。
2. Donor Solution The donor solution used in the present invention contains an electron-donating photoelectric conversion material, and is usually a solution obtained by dissolving the electron-donating photoelectric conversion material in an organic solvent.
Hereinafter, such a donor solution will be described.
（１）電子供与性の光電変換材料
本発明に用いられる電子供与性の光電変換材料は、本発明の光電変換層用塗工液を用いて形成された光電変換層において、電子供与性を有するｐ型有機半導体として機能するものであれば特に限定されるものではない。
(1) Electron-donating photoelectric conversion material The electron-donating photoelectric conversion material used in the present invention has an electron-donating property in the photoelectric conversion layer formed using the photoelectric conversion layer coating liquid of the present invention. There is no particular limitation as long as it functions as a p-type organic semiconductor.
このような電子供与性の光電変換材料としては、具体的には、ポリフェニレンおよびその誘導体、ポリフェニレンビニレンおよびその誘導体、ポリシランおよびその誘導体、ポリアルキルチオフェンおよびその誘導体、ポルフィリン誘導体、フタロシアニン誘導体、有機金属ポリマー等を挙げることができる。なかでも本発明においては、ポリアルキルチオフェンを好ましく用いることができる。電荷分離反応が進行する際のエネルギー準位差が適当であるためである。 Specific examples of such electron-donating photoelectric conversion materials include polyphenylene and derivatives thereof, polyphenylene vinylene and derivatives thereof, polysilane and derivatives thereof, polyalkylthiophene and derivatives thereof, porphyrin derivatives, phthalocyanine derivatives, and organometallic polymers. Etc. Of these, polyalkylthiophene can be preferably used in the present invention. This is because the energy level difference when the charge separation reaction proceeds is appropriate.
本発明に用いられる電子供与性の光電変換材料は、１種類であっても良く、２種類以上を混合したものであっても良い。本発明の製造方法によって製造される光電変換層用塗工液の用途等に応じて適宜選択することができる。 The electron donating photoelectric conversion material used in the present invention may be one kind or a mixture of two or more kinds. It can select suitably according to the use etc. of the coating liquid for photoelectric conversion layers manufactured by the manufacturing method of this invention.
（２）有機溶媒
本発明に用いられる有機溶媒は、上述した電子供与性の光電変換材料を溶解することができるものであれば特に限定されるものではなく、上記「１．アクセプター溶液」の項に記載した溶媒と同様のものを用いることができる。なかでも本発明においては、上記アクセプター溶液に用いられる溶媒と同一のものを用いることが好ましい。上述した電子供与性の光電変換材料を高濃度で溶解することができるためである。また、上記アクセプター溶液と優れた相溶性を有するからである。
(2) Organic solvent The organic solvent used in the present invention is not particularly limited as long as it can dissolve the above-described electron-donating photoelectric conversion material, and the above-mentioned item “1. Acceptor solution”. The same solvents as described in 1) can be used. In particular, in the present invention, it is preferable to use the same solvent as that used in the acceptor solution. This is because the above-described electron-donating photoelectric conversion material can be dissolved at a high concentration. Moreover, it is because it has excellent compatibility with the acceptor solution.
また、本発明に用いられる有機溶媒は、上記有機溶媒の1種類を用いてもよく、２種類以上を混合したものを用いてもよい。本発明においては、上述した電子供与性の光電変換材料を溶解できるものであれば特に限定されるものではなく、用いる電子供与性の光電変換材料、濃度等に応じて適宜選択することができる。 Moreover, the organic solvent used for this invention may use 1 type of the said organic solvent, and may use what mixed 2 or more types. In the present invention, the material is not particularly limited as long as it can dissolve the above-described electron-donating photoelectric conversion material, and can be appropriately selected according to the electron-donating photoelectric conversion material used, the concentration, and the like.
（３）ドナー溶液
本発明に用いられる電子供与性の光電変換材料の濃度としては、本発明の光電変換層用塗工液を用いて光電変換層を形成した際に、所望の光電変換効率とすることができるものであれば特に限定されるものではないが、ドナー溶液、およびアクセプター溶液（高濃度アクセプター溶液、低濃度アクセプター溶液の２種類）を混合し光電変換層用塗工液とした状態において０．３質量％〜３質量％の範囲内となる濃度とすることが好ましく、なかでも０．５質量％〜２質量％の範囲内となる濃度とすることが好ましい。上記範囲より大きいと本発明の光電変換層用塗工液とした際に、均一に溶解させることが困難だからである。
(3) Donor solution As a density | concentration of the electron-donating photoelectric conversion material used for this invention, when forming a photoelectric conversion layer using the coating liquid for photoelectric conversion layers of this invention, desired photoelectric conversion efficiency and Although it will not specifically limit if it can do, The state which mixed the donor solution and the acceptor solution (two types, a high concentration acceptor solution, a low concentration acceptor solution), and was set as the coating liquid for photoelectric conversion layers In this case, the concentration is preferably in the range of 0.3% by mass to 3% by mass, and more preferably in the range of 0.5% by mass to 2% by mass. It is because it is difficult to make it melt | dissolve uniformly, when it is set as the coating liquid for photoelectric conversion layers of this invention when it is larger than the said range.
３．光電変換層用塗工液の製造方法
次に、本発明の光電変換層用塗工液の製造方法について説明する。本発明の光電変換層用塗工液の製造方法は、上述したフラーレン誘導体の濃度が異なる２種類のアクセプター溶液と、ドナー溶液とを、混合するものであれば特に限定されるものではない。
3. Next, the manufacturing method of the coating liquid for photoelectric conversion layers of this invention is demonstrated. The manufacturing method of the coating liquid for photoelectric conversion layers of this invention will not be specifically limited if two types of acceptor solutions from which the density | concentration of the fullerene derivative mentioned above and a donor solution are mixed.
本発明において、フラーレン誘導体の濃度が高いアクセプター溶液（高濃度アクセプター溶液）と、フラーレン誘導体の濃度が低いアクセプター溶液（低濃度アクセプター溶液）との質量比（高濃度アクセプター溶液／低濃度アクセプター溶液）は、所望の光電変換効率を有する光電変換層を形成できるものであれば特に限定されるものではなく、フラーレン誘導体の材料等に応じて適宜設定することができる。 In the present invention, the mass ratio (high concentration acceptor solution / low concentration acceptor solution) of the acceptor solution having a high concentration of fullerene derivative (high concentration acceptor solution) and the acceptor solution having a low concentration of fullerene derivative (low concentration acceptor solution) is The material is not particularly limited as long as it can form a photoelectric conversion layer having a desired photoelectric conversion efficiency, and can be appropriately set according to the material of the fullerene derivative.
本発明の光電変換層用塗工液の製造方法において、上記アクセプター溶液に含まれるフラーレン誘導体と、ドナー溶液に含まれる電子供与性の光電変換材料との質量比(フラーレン誘導体／光電変換材料)は、上記フラーレン誘導体および光電変換材料が均一に溶解できるものであれば特に限定されるものではない。本発明においては、上記フラーレン誘導体の種類および光電変換材料の種類によっても異なるが０．０４８〜０．６７の範囲内であることが好ましく、なかでも、０．０９６〜０．４０の範囲内であることが好ましい。上記範囲以外では上記フラーレン誘導体が析出する可能性や、電子供与性材料と電子受容性材料のバランスが悪く十分な光電変換効率が得られない可能性があるからである。 In the method for producing a coating liquid for a photoelectric conversion layer of the present invention, the mass ratio of the fullerene derivative contained in the acceptor solution and the electron donating photoelectric conversion material contained in the donor solution (fullerene derivative / photoelectric conversion material) is The fullerene derivative and the photoelectric conversion material are not particularly limited as long as they can be dissolved uniformly. In the present invention, although it varies depending on the kind of the fullerene derivative and the kind of the photoelectric conversion material, it is preferably in the range of 0.048 to 0.67, and in particular, in the range of 0.096 to 0.40. Preferably there is. This is because, outside the above range, the fullerene derivative may be precipitated, and the balance between the electron donating material and the electron accepting material may be poor, and sufficient photoelectric conversion efficiency may not be obtained.
本発明において、アクセプター溶液と、ドナー溶液との混合順序としては、溶液中のフラーレン誘導体および電子供与性の光電変換材料を溶解させることができるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、まず、アクセプター溶液同士を混合した後ドナー溶液と混合しても良く、アクセプター溶液のいずれか１種類とドナー溶液とを混合した後、残りのアクセプター溶液を添加して混合しても良い。
さらに、フラーレン誘導体および電子供与性の光電変換材料を溶媒に溶解させてアクセプター・ドナー溶液を形成した後、上記アクセプター・ドナー溶液とはフラーレン誘導体の濃度が異なるアクセプター溶液を添加し、混合するものであっても良い。
In the present invention, the mixing order of the acceptor solution and the donor solution is not particularly limited as long as it can dissolve the fullerene derivative and the electron-donating photoelectric conversion material in the solution. First, the acceptor solutions may be mixed and then mixed with the donor solution, or after mixing any one of the acceptor solutions and the donor solution, the remaining acceptor solution may be added and mixed.
Further, after an acceptor-donor solution is formed by dissolving a fullerene derivative and an electron-donating photoelectric conversion material in a solvent, an acceptor solution having a different fullerene derivative concentration from the above-described acceptor-donor solution is added and mixed. There may be.
本発明において、上記アクセプター溶液と、ドナー溶液との混合方法としては、溶液中のフラーレン誘導体および電子供与性の光電変換材料を溶解することができるものであれば特に限定されるものではなく、公知の混合方法を用いることができるが、なかでも本発明においては、低せん断応力で混合できるものが好ましい。 In the present invention, the method for mixing the acceptor solution and the donor solution is not particularly limited as long as it can dissolve the fullerene derivative and the electron-donating photoelectric conversion material in the solution. However, in the present invention, those that can be mixed with a low shear stress are preferred.
また、本発明において、上記アクセプター溶液と、ドナー溶液とを混合するタイミングとしては、本発明の製造方法によって製造された光電変換層用塗工液を使用する直前であることが好ましい。 In the present invention, the timing of mixing the acceptor solution and the donor solution is preferably just before using the photoelectric conversion layer coating solution produced by the production method of the present invention.
また、本発明は、フラーレン誘導体の濃度が異なる２種類のアクセプター溶液とドナー溶液とを混合するものであるが、必要に応じて他の溶液を混合するものであっても良い。このような他の溶液としては、フラーレン誘導体の凝集体の存在比率の調整等を目的とし、フラーレン誘導体を溶媒に溶解させて調製した調整用アクセプター溶液を挙げることができる。このような調整用アクセプター溶液のフラーレン誘導体の濃度は、上述したアクセプター溶液と同一であっても良く、異なるものであっても良い。上記調整用アクセプター溶液を構成するフラーレン誘導体および溶媒の詳細については、上記「１．アクセプター溶液」と同様の内容のものを用いることができる。
また、上記調整用アクセプター溶液は単一の濃度のものであっても良く、上記フラーレン誘導体の濃度が異なる２種類以上のものであってもよい。本発明の製造方法によって製造する光電変換層用塗工液の用途等に応じて適宜調製することができる。
Moreover, although this invention mixes two types of acceptor solutions and donor solutions from which the density | concentration of fullerene derivative differs, you may mix another solution as needed. Examples of such other solutions include adjustment acceptor solutions prepared by dissolving fullerene derivatives in a solvent for the purpose of adjusting the abundance ratio of fullerene derivative aggregates. The concentration of the fullerene derivative in such an acceptor solution for adjustment may be the same as or different from the acceptor solution described above. The details of the fullerene derivative and the solvent constituting the acceptor solution for adjustment may be the same as those described in “1. Acceptor solution”.
The acceptor solution for adjustment may be a single concentration, or two or more types having different concentrations of the fullerene derivative. It can prepare suitably according to the use etc. of the coating liquid for photoelectric conversion layers manufactured with the manufacturing method of this invention.
Ｂ．光電変換層用塗工液
次に、本発明の光電変換層用塗工液について説明する。本発明の光電変換層用塗工液は、凝集体の平均粒径が異なる２種類のフラーレン誘導体と、電子供与性の光電変換材料とを含むことを特徴とするものである。
B. Next, the coating liquid for photoelectric conversion layers of this invention is demonstrated. The coating liquid for a photoelectric conversion layer of the present invention is characterized by containing two types of fullerene derivatives having different average particle diameters of aggregates and an electron-donating photoelectric conversion material.
本発明の光電変換層用塗工液は、凝集体の平均粒径、すなわち凝集体のサイズが異なるフラーレン誘導体を含むので、このような本発明の光電変換層用塗工液を有機薄膜太陽電池の光電変換層の形成に用いた場合には、フラーレン誘導体が、凝集体の平均粒径（凝集体のサイズ）に応じて、電荷分離性や導電性のそれぞれの機能を分担することにより、光電変換効率に優れた有機薄膜太陽電池を得ることができる。
一般に、フラーレン誘導体の凝集体のサイズが比較的大きい場合には、導電性が高くなると考えられる。また、フラーレン誘導体の凝集体のサイズが比較的小さい場合には、比表面積が大きくなるため、フラーレン誘導体が電子供与性の光電変換材料と接触しやすくなり、電荷を生み出しやすくなると考えられる。すなわち、凝集体の平均粒径の異なる２種類のフラーレン誘導体のうち、凝集体の平均粒径の大きいフラーレン誘導体は導電性の機能を担い、凝集体の平均粒径の小さいフラーレン誘導体は電荷分離性の機能を担うものと思料される。
このように本発明においては、凝集体の平均粒径の異なる２種類のフラーレン誘導体を用いることにより、フラーレン誘導体に、凝集体の平均粒径（凝集体のサイズ）に応じて、機能を分担させ、それにより光電変換効率を高めることができるのである。すなわち、光電変換効率に優れた光電変換層を形成可能な光電変換層用塗工液とすることができる。
Since the coating liquid for photoelectric conversion layers of the present invention contains fullerene derivatives having different average particle diameters of aggregates, that is, the sizes of the aggregates, such a coating liquid for photoelectric conversion layers of the present invention is used as an organic thin film solar cell. When the fullerene derivative is used for the formation of the photoelectric conversion layer, the charge separation property and the conductivity function are shared according to the average particle size of the aggregate (aggregate size). An organic thin film solar cell excellent in conversion efficiency can be obtained.
In general, when the size of the aggregate of the fullerene derivative is relatively large, the conductivity is considered to be high. In addition, when the size of the aggregate of the fullerene derivative is relatively small, the specific surface area becomes large. Therefore, the fullerene derivative is likely to come into contact with the electron-donating photoelectric conversion material, and it is considered that charges are easily generated. That is, among the two types of fullerene derivatives having different average particle diameters of the aggregate, the fullerene derivative having the larger average particle diameter of the aggregate has a conductive function, and the fullerene derivative having the smaller average particle diameter of the aggregate has charge separability. It is thought that it bears the function of.
As described above, in the present invention, by using two kinds of fullerene derivatives having different average particle diameters of the aggregates, the fullerene derivative is assigned a function according to the average particle diameter (aggregate size) of the aggregates. Thus, the photoelectric conversion efficiency can be increased. That is, it can be set as the coating liquid for photoelectric conversion layers which can form the photoelectric conversion layer excellent in photoelectric conversion efficiency.
本発明の光電変換層用塗工液は、少なくともフラーレン誘導体と電子供与性の光電変換材料とを含むものであり、通常、溶媒中にフラーレン誘導体と電子供与性の光電変換材料とが溶解されたものである。
以下、本発明の光電変換層用塗工液の各構成について説明する。
The photoelectric conversion layer coating liquid of the present invention contains at least a fullerene derivative and an electron-donating photoelectric conversion material, and the fullerene derivative and the electron-donating photoelectric conversion material are usually dissolved in a solvent. Is.
Hereinafter, each structure of the coating liquid for photoelectric conversion layers of this invention is demonstrated.
１．フラーレン誘導体
本発明に用いられるフラーレン誘導体は、凝集体の平均粒径が異なる２種類のものである。
なお、「凝集体」には、フラーレン誘導体が凝集しているものだけでなく、フラーレン誘導体が単分散しているものも含まれる。
1. Fullerene Derivatives The fullerene derivatives used in the present invention are two types having different average particle diameters of aggregates.
The “aggregates” include not only aggregates of fullerene derivatives but also monodisperse fullerene derivatives.
フラーレン誘導体の凝集体の平均粒径差は、所望の光電変換効率を有する光電変換層を形成可能であれば特に限定されるものではない。本発明においては、用いるフラーレン誘導体の種類等によっても異なるが、フラーレン誘導体の凝集体の平均粒径差が３０ｎｍ以上であることが好ましく、なかでも５０ｎｍ以上であることが好ましく、特に８０ｎｍ以上であることが好ましい。凝集体の平均粒径差が上記範囲より小さいと、フラーレン誘導体に、凝集体の平均粒径（凝集体のサイズ）に応じて、電荷分離性や導電性のそれぞれの機能を分担させることが困難となるからである。 The average particle size difference of the aggregate of fullerene derivatives is not particularly limited as long as a photoelectric conversion layer having a desired photoelectric conversion efficiency can be formed. In the present invention, although it varies depending on the type of fullerene derivative used, the average particle size difference of the aggregate of fullerene derivatives is preferably 30 nm or more, more preferably 50 nm or more, particularly 80 nm or more. It is preferable. If the average particle size difference of the aggregate is smaller than the above range, it is difficult for the fullerene derivative to share the functions of charge separation and conductivity according to the average particle size of the aggregate (aggregate size). Because it becomes.
また、フラーレン誘導体の凝集体の平均粒径は、所望の光電変換効率を有する光電変換層を形成可能であれば特に限定されるものではない。本発明においては、用いるフラーレン誘導体の種類等によっても異なるが、一方のフラーレン誘導体の凝集体の平均粒径が１ｎｍ〜５０ｎｍの範囲内であることが好ましく、なかでも１ｎｍ〜３０ｎｍの範囲内であることが好ましく、特に１ｎｍ〜１０ｎｍの範囲内であることが好ましい。また、他方のフラーレン誘導体の凝集体の平均粒径が４０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内であることが好ましく、なかでも４０ｎｍ〜９０ｎｍの範囲内であることが好ましく、特に４０ｎｍ〜８０ｎｍの範囲内であることが好ましい。フラーレン誘導体の凝集体の平均粒径が上述の範囲内であることにより、フラーレン誘導体の凝集体の平均粒径差を十分大きいものとすることができるため、光電変換効率に優れた光電変換層を形成可能な光電変換層用塗工液とすることができるからである。また、上記範囲外とした場合には、十分な凝集体の平均粒径差を付けることが困難となったり、光電変換層用塗工液を調製する際に、沈殿が生じる等によって均一な光電変換層用塗工液が得られないおそれがあるからである。 Moreover, the average particle diameter of the aggregate of fullerene derivatives is not particularly limited as long as a photoelectric conversion layer having a desired photoelectric conversion efficiency can be formed. In the present invention, although it varies depending on the type of fullerene derivative used, the average particle size of the aggregate of one fullerene derivative is preferably in the range of 1 nm to 50 nm, and more preferably in the range of 1 nm to 30 nm. It is preferable that it is in the range of 1 nm-10 nm especially. The average particle size of the other fullerene derivative aggregate is preferably in the range of 40 nm to 100 nm, more preferably in the range of 40 nm to 90 nm, and particularly in the range of 40 nm to 80 nm. Is preferred. Since the average particle size difference of the aggregates of fullerene derivatives can be made sufficiently large when the average particle size of the aggregates of fullerene derivatives is within the above range, a photoelectric conversion layer having excellent photoelectric conversion efficiency can be obtained. It is because it can be set as the coating liquid for photoelectric conversion layers which can be formed. In addition, when it is outside the above range, it becomes difficult to provide a sufficient average particle size difference of aggregates, or when the photoelectric conversion layer coating liquid is prepared, uniform photoelectric conversion occurs due to precipitation or the like. This is because the conversion layer coating liquid may not be obtained.
なお、上記凝集体の平均粒径の測定方法としては、まず動的光散乱法による粒度分布測定を、ゼータ電位・粒径測定システム ELS-Z2（大塚電子株式会社製）を用いて行い、次いで得られた粒度分布のうち粒径２００ｎｍ以下の範囲において粒度分布が最大となる粒径を求め、その粒径を平均粒径とする。
ここで、粒度分布のうち粒径２００ｎｍ以下の範囲とするのは、測定の際に塵などが試料に混入する場合があり、塵などに由来する粒度分布を除外するためである。
In addition, as a method for measuring the average particle size of the aggregate, first, particle size distribution measurement by a dynamic light scattering method is performed using a zeta potential / particle size measurement system ELS-Z2 (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) Among the obtained particle size distributions, the particle size that maximizes the particle size distribution in the range of 200 nm or less is obtained, and the particle size is defined as the average particle size.
Here, the reason why the particle size distribution is in the range of 200 nm or less is that dust or the like may be mixed in the sample during measurement, and particle size distribution derived from dust or the like is excluded.
なお、フラーレン誘導体については、上記「Ａ．光電変換層用塗工液の製造方法」に詳しく記載したので、ここでの説明は省略する。 The fullerene derivative has been described in detail in the above-mentioned “A. Method for producing coating liquid for photoelectric conversion layer”, and thus the description thereof is omitted here.
フラーレン誘導体の種類は、凝集体の平均粒径（凝集体のサイズ）毎に異なっても良く、同一であってもよい。本発明においては、なかでも、フラーレン誘導体の種類が同一であることが好ましい。生産性に優れたものとすることができるからである。 The type of the fullerene derivative may be different for each average particle size (aggregate size) of the aggregate, or may be the same. In the present invention, it is preferable that the fullerene derivatives are the same. It is because it can be made excellent in productivity.
また、本発明の光電変換層用塗工液に含まれるフラーレン誘導体の濃度としては、所望の光電変換効率を有する光電変換層を形成可能であれば特に限定されるものではない。具体的には、用いるフラーレン誘導体の種類、溶媒等に応じて、適宜選択される。 In addition, the concentration of the fullerene derivative contained in the photoelectric conversion layer coating liquid of the present invention is not particularly limited as long as a photoelectric conversion layer having a desired photoelectric conversion efficiency can be formed. Specifically, it is appropriately selected according to the type of fullerene derivative used, the solvent, and the like.
２．電子供与性の光電変換材料
本発明に用いられる電子供与性の光電変換材料としては、上記「Ａ．光電変換層用塗工液の製造方法」に記載したものと同様とすることができる。
2. Electron-donating photoelectric conversion material The electron-donating photoelectric conversion material used in the present invention can be the same as that described in the above-mentioned “A. Method for producing coating liquid for photoelectric conversion layer”.
また、本発明の光電変換層用塗工液に含まれる電子供与性の光電変換材料の濃度としては、所望の光電変換効率を有する光電変換層を形成可能であれば特に限定されるものではない。具体的には、０．３質量％〜３質量％の範囲内が好ましく、なかでも０．５質量％〜２質量％の範囲内が好ましい。上記範囲より大きいと、光電変換層用塗工液を調製する際に、電子供与性の光電変換材料を均一に溶解させることが困難だからである。 In addition, the concentration of the electron donating photoelectric conversion material contained in the photoelectric conversion layer coating liquid of the present invention is not particularly limited as long as a photoelectric conversion layer having a desired photoelectric conversion efficiency can be formed. . Specifically, it is preferably in the range of 0.3% by mass to 3% by mass, and more preferably in the range of 0.5% by mass to 2% by mass. This is because, when it is larger than the above range, it is difficult to uniformly dissolve the electron-donating photoelectric conversion material when preparing the coating liquid for the photoelectric conversion layer.
さらに、光電変換層用塗工液に含まれるフラーレン誘導体と電子供与性の光電変換材料との質量比(フラーレン誘導体／電子供与性の光電変換材料)は、上記フラーレン誘導体および上記光電変換材料が均一に溶解できれば特に限定されるものではない。具体的には、上記フラーレン誘導体の種類および上記電子供与性の光電変換材料の種類によっても異なるが、０．０４８〜０．６７の範囲内が好ましく、なかでも０．０９６〜０．４０の範囲内が好ましい。上記範囲外では、上記フラーレン誘導体が析出する可能性や、電子受容性材料（フラーレン誘導体）と電子供与性材料（電子供与性の光電変換材料）とのバランスが悪く十分な光電変換効率が得られない可能性があるからである。 Further, the mass ratio of the fullerene derivative and the electron-donating photoelectric conversion material contained in the coating liquid for photoelectric conversion layer (fullerene derivative / electron-donating photoelectric conversion material) is such that the fullerene derivative and the photoelectric conversion material are uniform. It is not particularly limited as long as it can be dissolved. Specifically, although it varies depending on the kind of the fullerene derivative and the kind of the electron-donating photoelectric conversion material, it is preferably in the range of 0.048 to 0.67, and more preferably in the range of 0.096 to 0.40. The inside is preferable. Outside the above range, there is a possibility that the fullerene derivative is precipitated, and the balance between the electron-accepting material (fullerene derivative) and the electron-donating material (electron-donating photoelectric conversion material) is poor, and sufficient photoelectric conversion efficiency is obtained. Because there is no possibility.
３．溶媒
本発明に用いられる溶媒としては、フラーレン誘導体および電子供与性の光電変換材料を溶解することができるものであれば特に限定されるものではない。
なお、溶媒については、上記「Ａ．光電変換層用塗工液の製造方法」に記載したフラーレン誘導体を溶解する溶媒および電子供与性の光電変換材料を溶解する有機溶媒と同様であるので、ここでの説明は省略する。
3. Solvent The solvent used in the present invention is not particularly limited as long as it can dissolve the fullerene derivative and the electron-donating photoelectric conversion material.
The solvent is the same as the solvent that dissolves the fullerene derivative and the organic solvent that dissolves the electron-donating photoelectric conversion material described in “A. Method for producing coating liquid for photoelectric conversion layer” above. The description in is omitted.
４．光電変換層用塗工液の製造方法
次に、本発明の光電変換層用塗工液の製造方法について説明する。本発明の光電変換層用塗工液は、フラーレン誘導体の濃度が異なる２種類のアクセプター溶液と、電子供与性の光電変換材料を含むドナー溶液とを混合することにより製造することができる。また、本発明の光電変換層用塗工液は、フラーレン誘導体の凝集体の平均粒径が異なる２種類のアクセプター溶液と、電子供与性の光電変換材料を含むドナー溶液とを混合することにより製造することもできる。
4). Next, the manufacturing method of the coating liquid for photoelectric conversion layers of this invention is demonstrated. The coating liquid for photoelectric conversion layers of the present invention can be produced by mixing two types of acceptor solutions having different fullerene derivative concentrations and a donor solution containing an electron-donating photoelectric conversion material. Moreover, the coating liquid for photoelectric conversion layers of the present invention is produced by mixing two types of acceptor solutions having different average particle diameters of aggregates of fullerene derivatives and a donor solution containing an electron-donating photoelectric conversion material. You can also
なお、前者の方法については、上記「Ａ．光電変換層用塗工液の製造方法」に詳しく記載したので、ここでの説明は省略する。以下、後者の方法について説明する。 In addition, since the former method was described in detail in the above-mentioned “A. Manufacturing method of coating liquid for photoelectric conversion layer”, description here is omitted. Hereinafter, the latter method will be described.
本発明に用いられるアクセプター溶液は、フラーレン誘導体を溶媒に溶解させたものであり、かつ上記フラーレン誘導体の凝集体の平均粒径が異なる２種類のものである。
なお、フラーレン誘導体および溶媒については、上記「Ａ．光電変換層用塗工液の製造方法」に詳しく記載したので、ここでの説明は省略する。
The acceptor solution used in the present invention is a solution in which a fullerene derivative is dissolved in a solvent, and two types of aggregates of the fullerene derivative are different in average particle diameter.
The fullerene derivative and the solvent are described in detail in the above “A. Method for producing photoelectric conversion layer coating solution”, and thus description thereof is omitted here.
アクセプター溶液に含まれるフラーレン誘導体の種類は、フラーレン誘導体の凝集体の平均粒径毎に異なっても良く、同一であってもよい。本発明においては、なかでも、同一であることが好ましい。生産性に優れたものとすることができるからである。 The kind of fullerene derivative contained in the acceptor solution may be different for each average particle diameter of the aggregate of fullerene derivatives, or may be the same. In this invention, it is preferable that it is the same especially. It is because it can be made excellent in productivity.
また、アクセプター溶液に含まれる溶媒の種類は、上記フラーレン誘導体の凝集体の平均粒径毎に異なる溶媒を用いても良く、全てのアクセプター溶液に同一の溶媒を用いても良い。本発明においては、なかでも、同一の溶媒を用いることが好ましい。生産性に優れたものとすることができるからである。 Moreover, the kind of solvent contained in the acceptor solution may be different for each average particle size of the aggregate of the fullerene derivative, or the same solvent may be used for all acceptor solutions. In the present invention, it is preferable to use the same solvent. It is because it can be made excellent in productivity.
なお、アクセプター溶液に含まれるフラーレン誘導体の凝集体の平均粒径差、および、フラーレン誘導体の凝集体の平均粒径については、上記「１．フラーレン誘導体」の項に記載したので、ここでの説明は省略する。 The average particle size difference between the aggregates of fullerene derivatives contained in the acceptor solution and the average particle size of the aggregates of fullerene derivatives are described in the above section “1. Fullerene derivatives”. Is omitted.
アクセプター溶液に含まれるフラーレン誘導体の凝集体の平均粒径を異なるものとするには、アクセプター溶液に含まれるフラーレン誘導体の濃度を異ならせればよい。
なお、アクセプター溶液に含まれるフラーレン誘導体の濃度が異なることについては、上記「Ａ．光電変換層用塗工液の製造方法」に記載したので、ここでの説明は省略する。
In order to make the average particle size of the aggregate of fullerene derivatives contained in the acceptor solution different, the concentration of the fullerene derivative contained in the acceptor solution may be varied.
In addition, since it described in the said "A. manufacturing method of the coating liquid for photoelectric conversion layers" that the density | concentration of the fullerene derivative contained in an acceptor solution differs, description here is abbreviate | omitted.
また、本発明に用いられるドナー溶液は、電子供与性の光電変換材料を含むものであり、通常、有機溶媒中に上記電子供与性の光電変換材料を溶解したものである。
なお、ドナー溶液については、上記「Ａ．光電変換層用塗工液の製造方法」に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
The donor solution used in the present invention contains an electron-donating photoelectric conversion material, and is usually a solution obtained by dissolving the electron-donating photoelectric conversion material in an organic solvent.
The donor solution is the same as that described in “A. Method for producing photoelectric conversion layer coating solution”, and the description thereof is omitted here.
本発明の光電変換層用塗工液の製造方法は、上述したフラーレン誘導体の凝集体の平均粒径が異なる２種類のアクセプター溶液と、ドナー溶液とを、混合するものであれば特に限定されるものではない。 The manufacturing method of the coating liquid for photoelectric conversion layers of this invention will be specifically limited if two types of acceptor solutions from which the average particle diameter of the aggregate of the fullerene derivative mentioned above mixes, and a donor solution are mixed. It is not a thing.
フラーレン誘導体の凝集体の平均粒径が大きいアクセプター溶液（第１アクセプター溶液）と、フラーレン誘導体の凝集体の平均粒径が小さいアクセプター溶液（第２アクセプター溶液）との質量比（第１アクセプター溶液／第２アクセプター溶液）は、所望の光電変換効率を有する光電変換層を形成できるものであれば特に限定されるものではなく、フラーレン誘導体の材料等に応じて適宜設定することができる。 The mass ratio of the acceptor solution (first acceptor solution) having a large average particle size of aggregates of fullerene derivatives and the acceptor solution (second acceptor solution) having a small average particle size of aggregates of fullerene derivatives (first acceptor solution / The second acceptor solution is not particularly limited as long as it can form a photoelectric conversion layer having a desired photoelectric conversion efficiency, and can be appropriately set according to the material of the fullerene derivative.
なお、アクセプター溶液に含まれるフラーレン誘導体と、ドナー溶液に含まれる電子供与性の光電変換材料との質量比(フラーレン誘導体／光電変換材料)については、上記「Ａ．光電変換層用塗工液の製造方法」に記載したものと同様とすることができる。
また、アクセプター溶液およびドナー溶液の混合順序、アクセプター溶液およびドナー溶液の混合方法、アクセプター溶液およびドナー溶液を混合するタイミング等については、上記「Ａ．光電変換層用塗工液の製造方法」に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
In addition, about mass ratio (fullerene derivative / photoelectric conversion material) of the fullerene derivative contained in an acceptor solution and the electron-donating photoelectric conversion material contained in a donor solution, said "A. Coating liquid for photoelectric conversion layers". It can be the same as that described in “Manufacturing method”.
Further, the mixing order of the acceptor solution and the donor solution, the mixing method of the acceptor solution and the donor solution, the timing of mixing the acceptor solution and the donor solution, and the like are described in the above-mentioned “A. Method for producing a coating liquid for photoelectric conversion layer”. Since this is the same as that described above, description thereof is omitted here.
また、本発明では、フラーレン誘導体の凝集体の平均粒径が異なる２種類のアクセプター溶液とドナー溶液とを混合するものであるが、必要に応じて他の溶液を混合するものであっても良い。このような他の溶液としては、フラーレン誘導体の凝集体の存在比率の調整等を目的とし、フラーレン誘導体を溶媒に溶解させて調製した調整用アクセプター溶液を挙げることができる。
なお、調整用アクセプター溶液については、上記「Ａ．光電変換層用塗工液の製造方法」に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
In the present invention, two kinds of acceptor solutions and donor solutions having different average particle diameters of the aggregates of fullerene derivatives are mixed. However, other solutions may be mixed as necessary. . Examples of such other solutions include adjustment acceptor solutions prepared by dissolving fullerene derivatives in a solvent for the purpose of adjusting the abundance ratio of fullerene derivative aggregates.
The adjustment acceptor solution is the same as that described in “A. Method for producing photoelectric conversion layer coating solution”, and thus the description thereof is omitted here.
Ｃ．有機薄膜太陽電池の製造方法
次に、本発明の有機薄膜太陽電池の製造方法について説明する。本発明の有機薄膜太陽電池の製造方法は、使用する光電変換層用塗工液の構成により２つの態様に分けられる。以下、各態様について説明する。
C. Next, the manufacturing method of the organic thin film solar cell of this invention is demonstrated. The manufacturing method of the organic thin-film solar cell of this invention is divided into two aspects by the structure of the coating liquid for photoelectric conversion layers to be used. Hereinafter, each aspect will be described.
Ｉ．第１態様
本発明の有機薄膜太陽電池の製造方法の第１態様は、基板を用い、上記基板上に第１電極層を形成する第１電極層形成工程と、上記第１電極層上に、上記「Ａ．光電変換層用塗工液の製造方法」に記載の製造方法により製造された光電変換層用塗工液を塗工して光電変換層を形成する光電変換層形成工程と、上記光電変換層上に第２電極層を形成する第２電極層形成工程と、を有することを特徴とするものである。
I. 1st aspect The 1st aspect of the manufacturing method of the organic thin-film solar cell of this invention uses a board | substrate, forms the 1st electrode layer on the said board | substrate, The 1st electrode layer formation process, On the said 1st electrode layer, A photoelectric conversion layer forming step of forming a photoelectric conversion layer by coating the photoelectric conversion layer coating liquid produced by the production method described in “A. Method for producing photoelectric conversion layer coating liquid”, and And a second electrode layer forming step of forming a second electrode layer on the photoelectric conversion layer.
次に、本態様の有機薄膜太陽電池の製造方法を、図を参照しながら説明する。図１は、本態様の有機薄膜太陽電池の製造方法の一例を示した工程図である。図１に示すように、本態様の有機薄膜太陽電池の製造方法は、基板１を用い（図１（ａ））、上記基板１上に第１電極層２を形成する第１電極層形成工程（図１（ｂ））と、上記第１電極層２上に、上述した製造方法により製造された光電変換層用塗工液を塗工して光電変換層３を形成する光電変換層形成工程（図１（ｃ））と、上記光電変換層３上に第２電極層４を形成する第２電極層形成工程（図１（ｄ））とを有することにより、有機薄膜太陽電池１０を製造するものである。
Next, the manufacturing method of the organic thin film solar cell of this aspect is demonstrated, referring a figure. FIG. 1 is a process diagram showing an example of a method for producing an organic thin film solar cell of this embodiment. As shown in FIG. 1, the manufacturing method of the organic thin film solar cell of this aspect uses the board | substrate 1 (FIG. 1 (a)), and forms the 1st electrode layer 2 which forms the 1st electrode layer 2 on the said board | substrate 1. As shown in FIG. (FIG. 1B) and a photoelectric conversion layer forming step of forming a
本態様によれば、上記光電変換層形成工程において、上述した製造方法により製造された光電変換層用塗工液を塗工して光電変換層を形成することにより、光電変換効率に優れた光電変換層を形成することができる。したがって光電変換効率に優れた有機薄膜太陽電池とすることができる。 According to this aspect, in the photoelectric conversion layer forming step, a photoelectric conversion layer is formed by coating the photoelectric conversion layer coating liquid manufactured by the above-described manufacturing method, thereby forming a photoelectric conversion layer with excellent photoelectric conversion efficiency. A conversion layer can be formed. Therefore, it can be set as the organic thin-film solar cell excellent in photoelectric conversion efficiency.
本態様の有機薄膜太陽電池の製造方法は、少なくとも、第１電極層形成工程、光電変換層形成工程、第２電極層形成工程を有するものである。
以下、このような本態様の有機薄膜太陽電池の製造方法の各工程について説明する。
The manufacturing method of the organic thin-film solar cell of this aspect has a 1st electrode layer formation process, a photoelectric converting layer formation process, and a 2nd electrode layer formation process at least.
Hereinafter, each process of the manufacturing method of such an organic thin-film solar cell of this aspect is demonstrated.
１．第１電極層形成工程
本態様における第１電極層形成工程は、基板上に第１電極層を形成する工程である。以下、このような工程について説明する。
1. First electrode layer forming step The first electrode layer forming step in this aspect is a step of forming the first electrode layer on the substrate. Hereinafter, such a process will be described.
（１）基板
本工程に用いられる基板は、透明なものであっても不透明なものであっても良いが、例えば、この基板側が光の受光面となる場合には、透明基板であることが好ましい。この透明基板の材料としては、例えば石英ガラス、パイレックス（登録商標）、合成石英板等の可撓性のない透明なリジット材、あるいは透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を有する透明なフレキシブル材を挙げることができる。
(1) Substrate The substrate used in this step may be transparent or opaque. For example, when this substrate side is a light receiving surface, it may be a transparent substrate. preferable. As a material of the transparent substrate, for example, a transparent rigid material having no flexibility such as quartz glass, Pyrex (registered trademark), a synthetic quartz plate, or a transparent material having flexibility such as a transparent resin film or an optical resin plate is used. Can be mentioned.
本発明においては、上記の中でも基板が透明樹脂フィルム等のフレキシブル材であることが好ましい。透明樹脂フィルムは、加工性に優れており、製造コスト低減や軽量化、割れにくい有機薄膜太陽電池の実現において有用であり、曲面への適用等の種々のアプリケーションへの適用可能性が広がるからである。 In the present invention, among the above, the substrate is preferably a flexible material such as a transparent resin film. Transparent resin films are excellent in processability, and are useful in the realization of organic thin-film solar cells that reduce manufacturing costs, reduce weight, and are difficult to break, and expand the applicability to various applications such as application to curved surfaces. is there.
（２）第１電極層
本工程に用いられる第１電極層は、上記基板上に形成されるものである。
(2) First electrode layer The first electrode layer used in this step is formed on the substrate.
このような第１電極層を形成する材料としては、導電性を有するものであれば特に限定されないが、光の照射方向や、後述する第２電極層を形成する材料の仕事関数等を考慮して適宜選択することが好ましい。例えば、第２電極層を形成する材料を、仕事関数が低い材料とした場合には、第１電極層を形成する材料は、仕事関数が高い材料が好ましい。仕事関数が高い材料としては、例えばＡｕ、Ａｇ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｃ、ＩＴＯ、ＳｎＯ２、フッ素をドープしたＳｎＯ２、ＺｎＯ等を挙げることができる。また、本発明の製造方法により製造される有機薄膜太陽電池の基板を受光面とした場合には、第１電極層を透明電極とすることが好ましく、この場合、一般的に透明電極として使用されているものを用いることができる。具体的には、Ｉｎ−Ｚｎ−Ｏ（ＩＺＯ）、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｏ（ＩＴＯ）、ＺｎＯ−Ａｌ、Ｚｎ−Ｓｎ−Ｏ等を挙げることができる。 The material for forming the first electrode layer is not particularly limited as long as it has conductivity. However, considering the irradiation direction of light, the work function of the material for forming the second electrode layer described later, and the like. It is preferable to select appropriately. For example, when the material for forming the second electrode layer is a material having a low work function, the material for forming the first electrode layer is preferably a material having a high work function. Examples of the material having a high work function include Au, Ag, Co, Ni, Pt, C, ITO, SnO 2 , fluorine-doped SnO 2 , and ZnO. Further, when the substrate of the organic thin film solar cell produced by the production method of the present invention is used as a light receiving surface, the first electrode layer is preferably a transparent electrode, and in this case, it is generally used as a transparent electrode. Can be used. Specifically, In—Zn—O (IZO), In—Sn—O (ITO), ZnO—Al, Zn—Sn—O, and the like can be given.
本工程においては、第１電極層の全光線透過率が８５％以上、中でも９０％以上、特に９２％以上であることが好ましい。本発明の製造方法により製造される有機薄膜太陽電池の基板を受光面とした場合、第１電極層の全光線透過率が上記範囲であることにより、第１電極層では光を十分に透過することができ、後述する光電変換層にて光を効率的に吸収することができるからである。 In this step, the total light transmittance of the first electrode layer is 85% or more, preferably 90% or more, particularly preferably 92% or more. When the substrate of the organic thin-film solar cell manufactured by the manufacturing method of the present invention is used as a light receiving surface, the first electrode layer sufficiently transmits light because the total light transmittance of the first electrode layer is in the above range. This is because light can be efficiently absorbed by the photoelectric conversion layer described later.
なお、上記全光線透過率は、可視光領域において、スガ試験株式会社製 全光線透過率装置（ＣＯＬＯＵＲ Ｓ＆Ｍ ＣＯＭＰＵＴＥＲ ＭＯＤＥＬ ＳＭ−Ｃ：型番）を用いて測定した値である。 In addition, the said total light transmittance is the value measured in the visible light area | region using the Suga Test Co., Ltd. total light transmittance apparatus (COLOUR S & M COMPUTER MODEL SM-C: model number).
上記第１電極層は、単層からなる場合であってもよく、また、異なる仕事関数の材料を用い、積層されてなる場合であってもよい。このような第１電極層の膜厚としては、単層からなる第１電極層の場合はその膜厚が、複数層からなる場合は総膜厚が、０．１〜５００ｎｍの範囲内、その中でも、１ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内であることが好ましい。膜厚が上記範囲より薄い場合は、第１電極層のシート抵抗が大きくなりすぎ、発生した光電荷を十分に外部回路へ伝達できない可能性があり、一方、膜厚が上記範囲より厚い場合には、全光線透過率が低下し、エネルギー変換効率を低下させる可能性があるからである。 The first electrode layer may be a single layer, or may be laminated using materials having different work functions. As the film thickness of the first electrode layer, in the case of the first electrode layer made of a single layer, the film thickness thereof is in the range of 0.1 to 500 nm in the case of being made of a plurality of layers. Especially, it is preferable that it exists in the range of 1 nm-300 nm. When the film thickness is smaller than the above range, the sheet resistance of the first electrode layer becomes too large, and the generated photocharge may not be sufficiently transmitted to the external circuit. This is because there is a possibility that the total light transmittance is lowered and the energy conversion efficiency is lowered.
また、上記第１電極層は、基板上に全面に形成されていてもよく、パターン状に形成されていてもよい。 The first electrode layer may be formed on the entire surface of the substrate or may be formed in a pattern.
さらに、上記第１電極層の形状としては、フラットな形状であってもよく、テクスチャー構造、ピラミッド構造、波型構造、くし型構造、ナノピロー構造等の凹凸状であってもよい。例えば第１電極層の形状が凹凸状である場合は、入射光が第１電極層の凹凸形状により散乱されるため、後述する光電変換層は光を多く取り込むことができる。これにより、光を有効に利用することができるため、エネルギー変換効率を向上させることができる。 Furthermore, the shape of the first electrode layer may be a flat shape, or may be an uneven shape such as a texture structure, a pyramid structure, a wave structure, a comb structure, or a nano pillow structure. For example, when the shape of the first electrode layer is uneven, incident light is scattered by the uneven shape of the first electrode layer, so that the photoelectric conversion layer described later can take in much light. Thereby, since light can be used effectively, energy conversion efficiency can be improved.
（３）第１電極層形成工程
本工程における第１電極層の形成方法としては、上述した基板上に第１電極層を、密着性良く形成するものであれば特に限定されるものではなく、一般に用いられている方法を用いることができる。本工程においては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等のＰＶＤ法や、ＣＶＤ法等の乾式塗工法、およびＩＴＯ微粒子を含有する塗工液等を塗布する湿式塗工法を挙げることができる。また、第１電極層をパターン状に形成する場合のパターニング方法としては、第１電極層を所望のパターンに精度良く形成することができる方法であれば特に限定されないが、具体的には、フォトリソグラフィー法等を挙げることができる。
(3) First electrode layer forming step The method of forming the first electrode layer in this step is not particularly limited as long as the first electrode layer is formed on the substrate described above with good adhesion. A generally used method can be used. In this step, for example, a PVD method such as a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, a dry coating method such as a CVD method, and a wet coating method for applying a coating liquid containing ITO fine particles, etc. be able to. The patterning method for forming the first electrode layer in a pattern is not particularly limited as long as it can accurately form the first electrode layer in a desired pattern. Lithographic methods and the like can be mentioned.
２．光電変換層形成工程
本態様における光電変換層形成工程は、上記第１電極層上に、上述した製造方法により製造された光電変換層用塗工液を塗工して光電変換層を形成するものである。ここで上記光電変換層用塗工液は、上記「Ａ．光電変換層用塗工液の製造方法」の項に記載したものと同様の方法によって製造されるものであるため、ここでの記載は省略する。
2. Photoelectric conversion layer formation process The photoelectric conversion layer formation process in this aspect forms a photoelectric conversion layer by applying the coating liquid for photoelectric conversion layer manufactured by the manufacturing method mentioned above on the first electrode layer. It is. Here, the coating liquid for the photoelectric conversion layer is manufactured by the same method as that described in the above section “A. Method for manufacturing the coating liquid for photoelectric conversion layer”, and therefore the description here Is omitted.
（１）光電変換層
本工程に用いられる光電変換層は、上記第１電極層上に形成されるものであり、上述した電子供与性の光電変換材料と、上述したフラーレン誘導体とを有するものである。上記光電変換層は、有機薄膜太陽電池の電荷分離に寄与し、生じた電子および正孔を各々反対方向の電極に向かって輸送する機能を有するものである。
(1) Photoelectric conversion layer The photoelectric conversion layer used in this step is formed on the first electrode layer, and has the electron-donating photoelectric conversion material described above and the fullerene derivative described above. is there. The photoelectric conversion layer contributes to charge separation of the organic thin film solar cell and has a function of transporting the generated electrons and holes toward the electrodes in opposite directions.
このような光電変換層の膜厚としては、所望の光電変換効率とすることができるものであれば特に限定されないが、通常は、０．２ｎｍ〜３０００ｎｍの範囲内、その中でも、１０ｎｍ〜６００ｎｍの範囲内であることが好ましい。膜厚が上記範囲より厚い場合には、膜抵抗が高くなる可能性があり、一方、膜厚が上記範囲より薄い場合には、第１電極層および第２電極層に短絡が生じる可能性があるからである。 The film thickness of such a photoelectric conversion layer is not particularly limited as long as it can achieve a desired photoelectric conversion efficiency. Usually, the film thickness is in the range of 0.2 nm to 3000 nm, among which, in the range of 10 nm to 600 nm. It is preferable to be within the range. When the film thickness is thicker than the above range, the film resistance may increase. On the other hand, when the film thickness is thinner than the above range, a short circuit may occur in the first electrode layer and the second electrode layer. Because there is.
本工程に用いられる光電変換層は、複数層積層されていてもよい。複数層の光電変換層が直接積層された有機薄膜太陽電池では、各光電変換層に互いに異なる吸収波長領域を有する光電変換材料や有機半導体材料をそれぞれ用いることができるので、有機薄膜太陽電池全体として吸収波長領域を広げることができる。また、各光電変換層に同一の吸収波長領域を有する光電変換材料や有機半導体材料を用いた場合には、一層のみの光電変換層を有する有機薄膜太陽電池に比べて、複数層の光電変換層を有する有機薄膜太陽電池では厚みが厚くなるので、厚みの増加に伴って吸光度を大きくすることもできると考えられる。したがって、複数層の光電変換層を直接積層することにより、広範囲の波長領域にわたって発電が可能であり、また、高い光電変換効率を実現できる有機薄膜太陽電池とすることができる。 A plurality of photoelectric conversion layers used in this step may be laminated. In organic thin-film solar cells in which a plurality of photoelectric conversion layers are directly laminated, photoelectric conversion materials and organic semiconductor materials having different absorption wavelength regions can be used for each photoelectric conversion layer. The absorption wavelength region can be expanded. In addition, in the case where a photoelectric conversion material or an organic semiconductor material having the same absorption wavelength region is used for each photoelectric conversion layer, a plurality of photoelectric conversion layers are formed as compared with an organic thin-film solar cell having only one photoelectric conversion layer. Since the organic thin film solar cell having a thickness increases, it is considered that the absorbance can be increased as the thickness increases. Therefore, by directly laminating a plurality of photoelectric conversion layers, it is possible to produce an organic thin film solar cell that can generate power over a wide wavelength range and can realize high photoelectric conversion efficiency.
（２）光電変換層形成工程
本工程において、上記光電変換層用塗工液の塗工方法としては、上記第１電極層上に均一な膜厚で塗工することができるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ダイコート法、スピンコート法、ディップコート法、ロールコート法、ビードコート法、スプレーコート法、バーコート法、グラビアコート法、インクジェット法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法等を挙げることができる。なかでも本発明においては、スピンコート法を好ましく用いることができる。光電変換層を所定の膜厚となるように精度良く形成することが容易であり、かつ低せん断応力で塗工することができるため、上述した製造方法で製造した光電変換層用塗工液に含まれるフラーレン誘導体の凝集体のサイズを維持することが容易であるからである。
(2) Photoelectric conversion layer formation process In this process, as a coating method of the said coating liquid for photoelectric conversion layers, especially if it can apply with a uniform film thickness on the said 1st electrode layer, For example, die coating method, spin coating method, dip coating method, roll coating method, bead coating method, spray coating method, bar coating method, gravure coating method, ink jet method, screen printing method, offset printing method. Etc. In particular, in the present invention, a spin coating method can be preferably used. Since it is easy to accurately form the photoelectric conversion layer so as to have a predetermined film thickness and can be applied with low shear stress, the photoelectric conversion layer coating solution manufactured by the above-described manufacturing method is used. This is because it is easy to maintain the size of the aggregate of the fullerene derivative contained.
本工程においては、光電変換層用塗工液を塗工することにより形成した塗膜を乾燥する乾燥処理を施してもよい。上記光電変換層用塗工液に含まれる溶媒等を早期に除去することにより本発明の有機薄膜太陽電池の製造方法を生産性に優れたものとすることができるからである。
本工程においては、このような乾燥処理に用いられる乾燥方法として、例えば、加熱乾燥、送風乾燥、真空乾燥等、公知の方法を用いることができる。
In this process, you may give the drying process which dries the coating film formed by coating the coating liquid for photoelectric conversion layers. This is because the method for producing the organic thin film solar cell of the present invention can be made excellent in productivity by removing the solvent and the like contained in the coating liquid for photoelectric conversion layer at an early stage.
In this step, as a drying method used for such a drying process, for example, a known method such as heat drying, air drying, or vacuum drying can be used.
３．第２電極層形成工程
本態様における第２電極層形成工程は、上記光電変換層上に、上記第１電極層と対向する電極である第２電極層を形成する工程である。以下、このような第２電極層形成工程について説明する。
3. Second electrode layer forming step The second electrode layer forming step in this aspect is a step of forming a second electrode layer which is an electrode facing the first electrode layer on the photoelectric conversion layer. Hereinafter, the second electrode layer forming step will be described.
（１）第２電極層
本工程に用いられる第２電極層は、上記光電変換層上に形成されるものであり、上記第１電極層と対向する電極である。
(1) 2nd electrode layer The 2nd electrode layer used for this process is formed on the said photoelectric converting layer, and is an electrode facing the said 1st electrode layer.
このような第２電極層を形成する材料としては、導電性を有するものであれば特に限定されるものではないが、光の照射方向や、上記第１電極層を形成する材料の仕事関数等を考慮して適宜選択することが好ましい。例えば、上記基板を受光面とした場合には、上記第１電極層が透明電極層となり、このような場合には、第２電極層は透明でなくともよい。また、第１電極層を仕事関数が高い材料を用いて形成した場合には、第２電極層は仕事関数が低い材料を用いて形成することが好ましく、具体的に仕事関数が低い材料としては、Ｌｉ、Ｉｎ、Ａｌ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｙｂ、Ｚｒ、ＬｉＦ等を挙げることができる。また、第２電極層は、単層からなる場合であってもよく、また、異なる仕事関数の材料を用い、積層されてなる場合であってもよい。 The material for forming the second electrode layer is not particularly limited as long as it has conductivity, but the irradiation direction of light, the work function of the material for forming the first electrode layer, and the like. It is preferable to select appropriately considering the above. For example, when the substrate is a light receiving surface, the first electrode layer is a transparent electrode layer. In such a case, the second electrode layer may not be transparent. In addition, when the first electrode layer is formed using a material having a high work function, the second electrode layer is preferably formed using a material having a low work function. , Li, In, Al, Ca, Mg, Sm, Tb, Yb, Zr, LiF, and the like. In addition, the second electrode layer may be a single layer or may be laminated using materials having different work functions.
上記第２電極層の膜厚は、第２電極層が単層からなる場合にはその膜厚が、複数層からなる場合には各層を合わせた総膜厚が、０．１ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内、中でも、１ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内であることが好ましい。膜厚が上記範囲より薄い場合は、第２電極層のシート抵抗が大きくなりすぎ、発生した光電荷を十分に外部回路へ伝達できない可能性があり、一方、膜厚が上記範囲より厚い場合には光の透過率が低下し、光の変換効率を低下させる可能性があるからである。 The film thickness of the second electrode layer is in the range of 0.1 nm to 500 nm when the second electrode layer is composed of a single layer, and in the case where the second electrode layer is composed of a plurality of layers, the total film thickness of each layer is combined. Among these, it is preferable to be in the range of 1 nm to 300 nm. When the film thickness is smaller than the above range, the sheet resistance of the second electrode layer becomes too large, and the generated photocharge may not be sufficiently transmitted to the external circuit. This is because the light transmittance is lowered and the light conversion efficiency may be lowered.
また、上記第２電極層は、光電変換層上に全面に形成されていてもよく、パターン状に形成されていてもよい。 Further, the second electrode layer may be formed on the entire surface of the photoelectric conversion layer or may be formed in a pattern.
（２）第２電極層形成工程
このような第２電極層の形成方法としては、一般に使用される方法を用いることができ、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等のＰＶＤ法や、ＣＶＤ法等の乾式塗工法、およびＡｇ等の金属コロイドを含有する金属ペースト等を用いて塗布する湿式塗工法を挙げることができる。
(2) Second electrode layer forming step As a method for forming such a second electrode layer, a generally used method can be used, for example, a PVD method such as a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, or the like. And a dry coating method such as a CVD method, and a wet coating method using a metal paste containing a metal colloid such as Ag.
また、第２電極層をパターン状に形成する場合のパターニング方法としては、第２電極層を所望のパターンに精度良く形成することができる方法であれば特に限定されないが、具体的には、フォトリソグラフィー法等を挙げることができる。 The patterning method for forming the second electrode layer in a pattern is not particularly limited as long as the second electrode layer can be accurately formed in a desired pattern. Lithographic methods and the like can be mentioned.
II．第２態様
本発明の有機薄膜太陽電池の製造方法の第２態様は、基板を用い、上記基板上に第１電極層を形成する第１電極層形成工程と、上記第１電極層上に、上記「Ｂ．光電変換層用塗工液」に記載の光電変換層用塗工液を塗工して光電変換層を形成する光電変換層形成工程と、上記光電変換層上に第２電極層を形成する第２電極層形成工程と、を有することを特徴とするものである。
II. 2nd aspect The 2nd aspect of the manufacturing method of the organic thin-film solar cell of this invention uses the board | substrate, the 1st electrode layer formation process which forms a 1st electrode layer on the said board | substrate, On the said 1st electrode layer, A photoelectric conversion layer forming step of forming a photoelectric conversion layer by applying the photoelectric conversion layer coating liquid described in "B. Photoelectric conversion layer coating liquid", and a second electrode layer on the photoelectric conversion layer And a second electrode layer forming step for forming the substrate.
本態様の有機薄膜太陽電池の製造方法を、図を参照しながら説明する。図１に例示するように、本態様の有機薄膜太陽電池の製造方法は、基板１を用い（図１(a)）、上記基板１上に第１電極層２を形成する第１電極層形成工程（図１(b)）と、上記第１電極層２上に、上述した光電変換層用塗工液を塗工して光電変換層３を形成する光電変換層形成工程（図１(c)）と、上記光電変換層３上に第２電極層４を形成する第２電極層形成工程（図１(d)）とを有することにより、有機薄膜太陽電池１０を製造するものである。
The manufacturing method of the organic thin film solar cell of this aspect is demonstrated referring a figure. As illustrated in FIG. 1, the organic thin film solar cell manufacturing method of this embodiment uses a substrate 1 (FIG. 1A), and forms a first electrode layer 2 on the substrate 1. Step (FIG. 1 (b)) and a photoelectric conversion layer forming step (FIG. 1 (c) in which the
本態様によれば、上記光電変換層形成工程において、上述した光電変換層用塗工液を塗工して光電変換層を形成することにより、光電変換効率に優れた光電変換層を形成することができる。したがって光電変換効率に優れた有機薄膜太陽電池とすることができる。 According to this aspect, in the photoelectric conversion layer forming step, the photoelectric conversion layer excellent in photoelectric conversion efficiency is formed by forming the photoelectric conversion layer by applying the above-described photoelectric conversion layer coating liquid. Can do. Therefore, it can be set as the organic thin-film solar cell excellent in photoelectric conversion efficiency.
本態様の有機薄膜太陽電池の製造方法は、少なくとも、第１電極層形成工程、光電変換層形成工程、第２電極層形成工程を有するものである。
なお、第１電極層形成工程および第２電極層形成工程については、上記第１態様に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。以下、本態様の有機薄膜太陽電池の製造方法における光電変換層形成工程について説明する。
The manufacturing method of the organic thin-film solar cell of this aspect has a 1st electrode layer formation process, a photoelectric converting layer formation process, and a 2nd electrode layer formation process at least.
Note that the first electrode layer forming step and the second electrode layer forming step are the same as those described in the first embodiment, and thus description thereof is omitted here. Hereinafter, the photoelectric converting layer formation process in the manufacturing method of the organic thin film solar cell of this aspect is demonstrated.
本態様における光電変換層形成工程は、上記第１電極層上に、上述した光電変換層用塗工液を塗工して光電変換層を形成するものである。
なお、上記光電変換層用塗工液については、上記「Ｂ．光電変換層用塗工液」に詳しく記載したため、ここでの説明は省略する。
また、光電変換層用塗工液の塗工方法および乾燥方法、ならびに光電変換層等については、上記第１態様に記載したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
In the photoelectric conversion layer forming step in this aspect, the photoelectric conversion layer is formed by coating the above-described photoelectric conversion layer coating solution on the first electrode layer.
In addition, since it described in detail in the said "B. coating liquid for photoelectric conversion layers" about the said coating liquid for photoelectric conversion layers, description here is abbreviate | omitted.
Moreover, about the coating method and the drying method of the coating liquid for photoelectric conversion layers, and a photoelectric converting layer, since it is the same as that of what was described in the said 1st aspect, description here is abbreviate | omitted.
Ｄ．有機薄膜太陽電池
次に、本発明の有機薄膜太陽電池について説明する。本発明の有機薄膜太陽電池は、基板と、上記基板上に形成された第１電極層と、上記第１電極層上に形成された光電変換層と、上記光電変換層上に形成された第２電極層とを有する有機薄膜太陽電池であって、上記光電変換層が、凝集体の平均粒径が異なる２種類のフラーレン誘導体と、電子供与性の光電変換材料とを含有することを特徴とするものである。
D. Next, the organic thin film solar cell of the present invention will be described. The organic thin-film solar cell of the present invention includes a substrate, a first electrode layer formed on the substrate, a photoelectric conversion layer formed on the first electrode layer, and a first electrode formed on the photoelectric conversion layer. An organic thin-film solar cell having two electrode layers, wherein the photoelectric conversion layer contains two types of fullerene derivatives having different aggregate average particle diameters and an electron-donating photoelectric conversion material. To do.
本発明の有機薄膜太陽電池を、図を参照しながら説明する。図１(d)に例示するように、本発明の有機薄膜太陽電池１０は、基板１と、上記基板１上に形成された第１電極層２と、上記第１電極層２上に形成され、凝集体の平均粒径が異なる２種類のフラーレン誘導体および電子供与性の光電変換材料を含有する光電変換層３と、上記光電変換層３上に形成された第２電極層４とを有するものである。
The organic thin film solar cell of this invention is demonstrated referring a figure. As illustrated in FIG. 1 (d), the organic thin film
本発明によれば、光電変換層が、凝集体の平均粒径、すなわち凝集体のサイズが異なるフラーレン誘導体を含有するので、フラーレン誘導体が、凝集体の平均粒径（凝集体のサイズ）に応じて、電荷分離性や導電性のそれぞれの機能を分担することにより、光電変換効率に優れた有機薄膜太陽電池とすることができる。 According to the present invention, since the photoelectric conversion layer contains the average particle size of the aggregate, that is, the fullerene derivative having a different aggregate size, the fullerene derivative depends on the average particle size (aggregate size) of the aggregate. Thus, by sharing the respective functions of charge separation and conductivity, an organic thin film solar cell excellent in photoelectric conversion efficiency can be obtained.
なお、基板、第１電極層および第２電極層については、上記「Ｃ．有機薄膜太陽電池の製造方法」に詳しく記載したので、ここでの説明は省略する。以下、有機薄膜太陽電池の他の構成について説明する。 Since the substrate, the first electrode layer, and the second electrode layer have been described in detail in the above-mentioned “C. Manufacturing method of organic thin film solar cell”, description thereof is omitted here. Hereinafter, other configurations of the organic thin film solar cell will be described.
１．光電変換層
本発明に用いられる光電変換層は、凝集体の平均粒径が異なる２種類のフラーレン誘導体と、電子供与性の光電変換材料とを含有するものである。
1. Photoelectric Conversion Layer The photoelectric conversion layer used in the present invention contains two types of fullerene derivatives having different aggregate average particle diameters and an electron donating photoelectric conversion material.
なお、フラーレン誘導体および電子供与性の光電変換材料については、上記「Ａ．光電変換層用塗工液の製造方法」に記載し、フラーレン誘導体の凝集体の平均粒径については、上記「Ｂ．光電変換層用塗工液」に記載したので、ここでの説明は省略する。
また、光電変換層の膜厚およびその他の点については、上記「Ｃ．有機薄膜太陽電池の製造方法」に記載したので、ここでの説明は省略する。
The fullerene derivative and the electron-donating photoelectric conversion material are described in “A. Method for producing coating liquid for photoelectric conversion layer” above, and the average particle size of the aggregate of the fullerene derivative is described in “B. Since it described in "Coating liquid for photoelectric conversion layers", description here is abbreviate | omitted.
Moreover, since it described in the said "C. manufacturing method of an organic thin film solar cell" about the film thickness of a photoelectric converting layer, and other points, description here is abbreviate | omitted.
２．正孔取出し層
本発明においては、光電変換層と正孔取出し電極との間に正孔取出し層が形成されていてもよい。第１電極層が正孔取出し電極である場合は、光電変換層と第１電極層との間に正孔取出し層が形成される。また、第２電極層が正孔取出し電極である場合は、光電変換層と第２電極層との間に正孔取出し層が形成される。
2. Hole extraction layer In the present invention, a hole extraction layer may be formed between the photoelectric conversion layer and the hole extraction electrode. When the first electrode layer is a hole extraction electrode, a hole extraction layer is formed between the photoelectric conversion layer and the first electrode layer. When the second electrode layer is a hole extraction electrode, a hole extraction layer is formed between the photoelectric conversion layer and the second electrode layer.
正孔取出し層は、光電変換層から正孔取出し電極への正孔の取出しが容易に行われるように設けられる層である。これにより、光電変換層から正孔取出し電極への正孔取出し効率が高められるため、光電変換効率を向上させることが可能となる。 The hole extraction layer is a layer provided so that holes can be easily extracted from the photoelectric conversion layer to the hole extraction electrode. Thereby, since the hole extraction efficiency from the photoelectric conversion layer to the hole extraction electrode is increased, the photoelectric conversion efficiency can be improved.
このような正孔取出し層に用いられる材料としては、光電変換層から正孔取出し電極への正孔の取出しを安定化させる材料であれば特に限定されるものではない。具体的には、ドープされたポリアニリン、ポリフェニレンビニレン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリパラフェニレン、ポリアセチレン、トリフェニルジアミン（ＴＰＤ）等の導電性有機化合物、またはテトラチオフルバレン、テトラメチルフェニレンジアミン等の電子供与性化合物と、テトラシアノキノジメタン、テトラシアノエチレン等の電子受容性化合物とからなる電荷移動錯体を形成する有機材料等を挙げることができる。また、Ａｕ、Ｉｎ、Ａｇ、Ｐｄ等の金属等の薄膜も使用することができる。さらに、金属等の薄膜は、単独で形成してもよく、上記の有機材料と組み合わせて用いてもよい。
これらの中でも、特にポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）、トリフェニルジアミン（ＴＰＤ）が好ましく用いられる。
The material used for such a hole extraction layer is not particularly limited as long as it is a material that stabilizes the extraction of holes from the photoelectric conversion layer to the hole extraction electrode. Specifically, conductive organic compounds such as doped polyaniline, polyphenylene vinylene, polythiophene, polypyrrole, polyparaphenylene, polyacetylene, triphenyldiamine (TPD), or electron donation such as tetrathiofulvalene, tetramethylphenylenediamine, etc. An organic material that forms a charge transfer complex composed of an organic compound and an electron-accepting compound such as tetracyanoquinodimethane and tetracyanoethylene. Also, a thin film of metal such as Au, In, Ag, Pd, etc. can be used. Furthermore, a thin film of metal or the like may be formed alone or in combination with the above organic material.
Among these, polyethylenedioxythiophene (PEDOT) and triphenyldiamine (TPD) are particularly preferably used.
上記正孔取出し層の膜厚としては、上記有機材料を用いた場合は、１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内であることが好ましく、上記金属薄膜である場合は、０．１ｎｍ〜５ｎｍの範囲内であることが好ましい。 The film thickness of the hole extraction layer is preferably in the range of 10 nm to 200 nm when the organic material is used, and in the range of 0.1 nm to 5 nm in the case of the metal thin film. It is preferable.
３．電子取出し層
本発明においては、光電変換層と電子取出し電極との間に電子取出し層が形成されていてもよい。第２電極層が電子取出し電極である場合は、光電変換層と第２電極層との間に電子取出し層が形成される。また、第１電極層が電子取出し電極である場合は、光電変換層と第１電極層との間に電子取出し層が形成される。
3. Electron Extraction Layer In the present invention, an electron extraction layer may be formed between the photoelectric conversion layer and the electron extraction electrode. When the second electrode layer is an electron extraction electrode, an electron extraction layer is formed between the photoelectric conversion layer and the second electrode layer. When the first electrode layer is an electron extraction electrode, an electron extraction layer is formed between the photoelectric conversion layer and the first electrode layer.
電子取出し層は、光電変換層から電子取出し電極への電子の取出しが容易に行われるように設けられる層である。これにより、光電変換層から電子取出し電極への電子取出し効率が高められるため、光電変換効率を向上させることが可能となる。 The electron extraction layer is a layer provided so that electrons can be easily extracted from the photoelectric conversion layer to the electron extraction electrode. Thereby, since the electron extraction efficiency from the photoelectric conversion layer to the electron extraction electrode is increased, the photoelectric conversion efficiency can be improved.
このような電子取出し層に用いられる材料としては、光電変換層から電子取出し電極への電子の取出しを安定化させる材料であれば特に限定されない。具体的には、ドープされたポリアニリン、ポリフェニレンビニレン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリパラフェニレン、ポリアセチレン、トリフェニルジアミン（ＴＰＤ）等の導電性有機化合物、またはテトラチオフルバレン、テトラメチルフェニレンジアミン等の電子供与性化合物と、テトラシアノキノジメタン、テトラシアノエチレン等の電子受容性化合物とからなる電荷移動錯体を形成する有機材料等を挙げることができる。また、アルカリ金属あるいはアルカリ土類金属との金属ドープ層が挙げられる。好適な材料としては、バソキュプロイン（ＢＣＰ）または、バソフェナントロン（Ｂｐｈｅｎ）と、Ｌｉ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｓｒなどの金属ドープ層が挙げられる。 The material used for such an electron extraction layer is not particularly limited as long as it is a material that stabilizes the extraction of electrons from the photoelectric conversion layer to the electron extraction electrode. Specifically, doped polyaniline, polyphenylene vinylene, polythiophene, polypyrrole, polyparaphenylene, polyacetylene, conductive organic compounds such as triphenyldiamine (TPD), or electron donation such as tetrathiofulvalene, tetramethylphenylenediamine, etc. An organic material that forms a charge transfer complex composed of an organic compound and an electron-accepting compound such as tetracyanoquinodimethane and tetracyanoethylene. Moreover, the metal dope layer with an alkali metal or alkaline-earth metal is mentioned. Suitable materials include bathocuproin (BCP) or bathophenantrone (Bphen) and metal doped layers such as Li, Cs, Ba, Sr.
４．その他の構成部材
本発明の有機薄膜太陽電池は、上述した構成部材の他にも、必要に応じて後述する構成部材を有していてもよい。例えば、本発明の有機薄膜太陽電池は、保護シート、充填材層、バリア層、保護ハードコート層、強度支持層、防汚層、高光反射層、光封じ込め層、紫外線・赤外線遮断層、封止材層等の機能層を有していてもよい。また、層構成に応じて、各機能層間に接着層が形成されていてもよい。
なお、これらの機能層については、特開2007-73717号公報等に記載のものと同様とすることができる。
4). Other constituent members The organic thin-film solar cell of the present invention may have constituent members to be described later as needed in addition to the constituent members described above. For example, the organic thin film solar cell of the present invention includes a protective sheet, a filler layer, a barrier layer, a protective hard coat layer, a strength support layer, an antifouling layer, a high light reflection layer, a light containment layer, an ultraviolet / infrared shielding layer, a sealing You may have functional layers, such as a material layer. In addition, an adhesive layer may be formed between the functional layers depending on the layer configuration.
These functional layers can be the same as those described in JP 2007-73717 A.
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has any configuration that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and that exhibits the same effects. Are included in the technical scope.
以下、実施例および比較例を挙げて本発明を具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples.
［実施例１］
１．第１電極層の形成
基板として準備した厚さ１２５μｍのＰＥＮフィルム基板の表面にＰＶＤ法によりＳｉＯ２の薄膜を形成した。次いで、ＳｉＯ２薄膜の上面に、透明電極であるＩＴＯ膜（膜厚１５０ｎｍ、シート抵抗２０Ω／□）を、圧力勾配型プラズマガンを用いた反応性イオンプレーティング法（パワー：３．７ｋＷ、酸素分圧：７３％、製膜圧力：０．３Ｐａ、製膜レート：１５０ｎｍ／ｍｉｎ、基板温度２０℃）により製膜した後に、エッチングによりパターニングすることで、基板上にパターン状に形成されＩＴＯからなる第１電極層を形成した。次いで、上記第１電極層が形成された基板を、アセトン、基板洗浄液、ＩＰＡを用いて洗浄した。
[Example 1]
1. Formation of first electrode layer A thin film of SiO 2 was formed on the surface of a 125 μm thick PEN film substrate prepared as a substrate by the PVD method. Next, an ITO film (film thickness: 150 nm, sheet resistance: 20Ω / □) as a transparent electrode is formed on the upper surface of the SiO 2 thin film by a reactive ion plating method using a pressure gradient plasma gun (power: 3.7 kW, oxygen (Partial pressure: 73%, film forming pressure: 0.3 Pa, film forming rate: 150 nm / min, substrate temperature 20 ° C.) and then patterned by etching to form a pattern on the substrate from ITO A first electrode layer was formed. Next, the substrate on which the first electrode layer was formed was cleaned using acetone, a substrate cleaning solution, and IPA.
２．正孔取出し層の形成
次いで、導電性高分子ペースト(ポリ−（３，４−エチレンジオキシチオフェン）分散品)を、スピンコート法にて、上記第１電極層上に製膜し、１５０℃で３０分間乾燥することにより、正孔取出し層(膜厚１００ｎｍ)を形成した。
2. Formation of Hole Extraction Layer Next, a conductive polymer paste (poly- (3,4-ethylenedioxythiophene) dispersion) was formed on the first electrode layer by spin coating, and the temperature was 150 ° C. Was dried for 30 minutes to form a hole extraction layer (film thickness 100 nm).
３．光電変換層用塗工液の調製
フラーレン誘導体の濃度が異なる２種類のアクセプター溶液を調製した後、混合することで光電変換層用塗工液を調製した。
3. Preparation of Coating Solution for Photoelectric Conversion Layer After preparing two types of acceptor solutions having different concentrations of fullerene derivatives, a coating solution for photoelectric conversion layer was prepared by mixing.
（第１アクセプター溶液の調製）
フラーレン誘導体としてＰＣＢＭを、および電子供与性の光電変換材料としてポリアルキルチオフェン（Ｐ３ＨＴ：ｐｏｌｙ（３−ｈｅｘｙｌｔｈｉｏｐｈｅｎｅ−２，５−ｄｉｙｌ））を、溶媒であるクロロベンゼンに溶解し、ＰＣＢＭの濃度が０．１１ｗｔ％、Ｐ３ＨＴの濃度が１．１ｗｔ％となるように調製した。この場合における第１アクセプター溶液は、フラーレン誘導体と電子供与性の光電変換材料とを含むアクセプター・ドナー溶液である。
(Preparation of first acceptor solution)
PCBM as a fullerene derivative and polyalkylthiophene (P3HT: poly (3-hexylthiophene-2,5-diyl)) as an electron-donating photoelectric conversion material are dissolved in chlorobenzene as a solvent, and the concentration of PCBM is 0. The concentration was 11 wt%, and the concentration of P3HT was 1.1 wt%. The first acceptor solution in this case is an acceptor-donor solution containing a fullerene derivative and an electron-donating photoelectric conversion material.
（第２アクセプター溶液の調製）
フラーレン誘導体として用いるＰＣＢＭの濃度が０．１ｗｔ％となるように溶媒として準備した１，２−ジクロロベンゼンに溶解した後、減圧・加熱条件下で溶媒を除去して、ＰＣＢＭ濃度を３．０ｗｔ％になるまで、固形分が析出しないように蒸発速度を制御しながら濃縮した。
(Preparation of second acceptor solution)
After dissolving in 1,2-dichlorobenzene prepared as a solvent so that the concentration of PCBM used as a fullerene derivative is 0.1 wt%, the solvent is removed under reduced pressure and heating conditions, and the PCBM concentration is 3.0 wt%. The solution was concentrated while controlling the evaporation rate so that the solid content did not precipitate.
第１アクセプター溶液と、第２アクセプター溶液とを、ＰＣＢＭ濃度が０．４ｗｔ％、Ｐ３ＨＴ濃度が１ｗｔ％となるように混合した後、メッシュサイズが１μｍのろ紙でろ過して光電変換層用塗工液を調製した。 The first acceptor solution and the second acceptor solution are mixed so that the PCBM concentration is 0.4 wt% and the P3HT concentration is 1 wt%, and then filtered through a filter paper having a mesh size of 1 μm to apply for the photoelectric conversion layer A liquid was prepared.
４．光電変換層の形成
次いで、上記光電変換層用塗工液を「２．正孔取出し層の形成」によって形成した正孔取出し層上にスピンコート方にて回転数７００ｒｐｍの条件で塗布し、光電変換層（膜厚１５０ｎｍ）を形成した。
4). Formation of Photoelectric Conversion Layer Next, the photoelectric conversion layer coating liquid was applied on the hole extraction layer formed by “2. Formation of hole extraction layer” by spin coating at a rotation speed of 700 rpm. A conversion layer (thickness 150 nm) was formed.
５．第２電極層の形成
上記光電変換層上にＡｌ層（１００ｎｍ）を蒸着法にて形成することで第２電極層を形成した。
以上により、有機薄膜太陽電池を作製した。
5. Formation of second electrode layer A second electrode layer was formed by forming an Al layer (100 nm) on the photoelectric conversion layer by an evaporation method.
The organic thin film solar cell was produced by the above.
［比較例］
「３．光電変換層用塗工液の調製」において、フラーレン誘導体の濃度の異なる２種類のアクセプター溶液を用いることなく、第１アクセプター溶液のみを用い、ＰＣＢＭ濃度が０．４ｗｔ％、Ｐ３ＨＴ濃度が１．０ｗｔ％となるようにクロロベンゼンに溶解し、光電変換層用塗工液を調製した以外は、実施例１と同様に有機薄膜太陽電池を作製した。
[Comparative example]
In “3. Preparation of coating solution for photoelectric conversion layer”, only the first acceptor solution is used without using two kinds of acceptor solutions having different concentrations of fullerene derivatives, the PCBM concentration is 0.4 wt%, and the P3HT concentration is An organic thin-film solar cell was produced in the same manner as in Example 1 except that it was dissolved in chlorobenzene so as to be 1.0 wt% and a photoelectric conversion layer coating solution was prepared.
［評価］
太陽電池特性に関しては、ＡＭ１．５、擬似太陽光（１００ｍＷ／ｃｍ２）を照射光源とし、ソースメジャーユニット（ＨＰ社製、ＨＰ４１００）にて電圧印加により電流電圧特性の評価を行った。
評価結果を下記表１に示す。
[Evaluation]
Regarding the solar cell characteristics, AM1.5 and simulated sunlight (100 mW / cm 2 ) were used as irradiation light sources, and current-voltage characteristics were evaluated by applying voltage with a source measure unit (HP4100, manufactured by HP).
The evaluation results are shown in Table 1 below.
実施例１、比較例の変換効率値を測定した結果、比較例では、短絡電流値が１．８６ｍＡ／ｃｍ２、変換効率値が０．３０６％であったのに対して、実施例においては短絡電流値が３．２３ｍＡ／ｃｍ２、変換効率値が０．６０６％となり太陽電池の性能が向上した。 As a result of measuring the conversion efficiency values of Example 1 and Comparative Example, in the Comparative Example, the short-circuit current value was 1.86 mA / cm 2 and the conversion efficiency value was 0.306%, whereas in the Example The short-circuit current value was 3.23 mA / cm 2 , and the conversion efficiency value was 0.606%, improving the performance of the solar cell.
［参考例］
（アクセプター溶液Ａの調製）
フラーレン誘導体（ＰＣＢＭ）を、ＰＣＢＭの濃度が０．１ｗｔ％となるように、クロロベンゼンに溶解した。アクセプター溶液ＡでのＰＣＢＭの凝集体の粒径は１ｎｍ程度に分布しており、平均粒径は１ｎｍであった。
[Reference example]
(Preparation of acceptor solution A)
Fullerene derivative (PCBM) was dissolved in chlorobenzene so that the concentration of PCBM was 0.1 wt%. The particle size of the PCBM aggregates in the acceptor solution A was distributed to about 1 nm, and the average particle size was 1 nm.
（アクセプター溶液Ｂの調製）
フラーレン誘導体（ＰＣＢＭ）を、ＰＣＢＭの濃度が０．５ｗｔ％となるように、クロロベンゼンに溶解した。アクセプター溶液ＢでのＰＣＢＭの凝集体の粒径は１ｎｍ程度に分布しており、平均粒径は１ｎｍであった。
(Preparation of acceptor solution B)
Fullerene derivative (PCBM) was dissolved in chlorobenzene so that the concentration of PCBM was 0.5 wt%. The particle size of the PCBM aggregate in the acceptor solution B was distributed to about 1 nm, and the average particle size was 1 nm.
（アクセプター溶液Ｃの調製）
フラーレン誘導体（ＰＣＢＭ）を、ＰＣＢＭの濃度が１．０ｗｔ％となるように、クロロベンゼンに溶解した。アクセプター溶液ＣでのＰＣＢＭの凝集体の粒径は３０ｎｍ〜１００ｎｍ程度に分布しており、平均粒径は６０ｎｍであった。
(Preparation of acceptor solution C)
Fullerene derivative (PCBM) was dissolved in chlorobenzene so that the concentration of PCBM was 1.0 wt%. The particle size of the PCBM aggregates in the acceptor solution C was distributed in the range of about 30 nm to 100 nm, and the average particle size was 60 nm.
（アクセプター溶液Ｄの調製）
フラーレン誘導体（ＰＣＢＭ）を、ＰＣＢＭの濃度が２．０ｗｔ％となるように、クロロベンゼンに溶解した。アクセプター溶液ＤでのＰＣＢＭの凝集体の粒径は３０ｎｍ〜１００ｎｍ程度に分布しており、平均粒径は６０ｎｍであった。
(Preparation of acceptor solution D)
Fullerene derivative (PCBM) was dissolved in chlorobenzene so that the concentration of PCBM was 2.0 wt%. The particle size of the PCBM aggregates in the acceptor solution D was distributed in the range of about 30 nm to 100 nm, and the average particle size was 60 nm.
アクセプター溶液Ａ〜ＤにおけるＰＣＢＭの濃度および平均粒径から、高濃度化により平均粒径が増加する傾向にあることがわかった。ここでは、溶媒としてクロロベンゼンを用いたが、上記の傾向は、溶媒の種類によらず同様であると考えられる。 From the concentration and average particle size of PCBM in the acceptor solutions A to D, it was found that the average particle size tends to increase as the concentration increases. Here, chlorobenzene was used as a solvent, but the above-mentioned tendency is considered to be the same regardless of the type of solvent.
［実施例２］
実施例１の「３．光電変換層用塗工液の調製」において、第２アクセプター溶液として参考例のアクセプター溶液ＣまたはＤを用いた以外は、実施例１と同様に有機薄膜太陽電池を作製した。
実施例１と同様にして変換効率値を測定した結果、いずれの有機薄膜太陽電池も比較例と比べて太陽電池の性能が向上した。
[Example 2]
An organic thin-film solar cell was produced in the same manner as in Example 1 except that the acceptor solution C or D of the reference example was used as the second acceptor solution in “3. Preparation of coating solution for photoelectric conversion layer” in Example 1. did.
As a result of measuring the conversion efficiency value in the same manner as in Example 1, the performance of the solar cell of any organic thin film solar cell was improved as compared with the comparative example.
１ … 基板
２ … 第１電極層
３ … 光電変換層
４ … 第２電極層
１０ … 有機薄膜太陽電池
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Board | substrate 2 ...
Claims (7)
前記第１電極層上に、請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載の光電変換層用塗工液を塗工して光電変換層を形成する光電変換層形成工程と、
前記光電変換層上に第２電極層を形成する第２電極層形成工程と、を有することを特徴とする有機薄膜太陽電池の製造方法。 A first electrode layer forming step of forming a first electrode layer on the substrate using a substrate;
On the first electrode layer, a photoelectric conversion layer forming step of forming a photoelectric conversion layer by coating the photoelectric conversion layer coating liquid according to any one of claims of claims 1 to 3,
And a second electrode layer forming step of forming a second electrode layer on the photoelectric conversion layer.
前記光電変換層が、凝集体の平均粒径が異なる２種類のフラーレン誘導体と、電子供与性の光電変換材料とを含有することを特徴とする有機薄膜太陽電池。 Organic thin-film solar comprising a substrate, a first electrode layer formed on the substrate, a photoelectric conversion layer formed on the first electrode layer, and a second electrode layer formed on the photoelectric conversion layer A battery,
The organic thin-film solar cell, wherein the photoelectric conversion layer contains two types of fullerene derivatives having different average particle diameters of aggregates and an electron-donating photoelectric conversion material.
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