JPH0831616B2 - Tandem type organic solar cell - Google Patents
Tandem type organic solar cellInfo
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- JPH0831616B2 JPH0831616B2 JP2320387A JP32038790A JPH0831616B2 JP H0831616 B2 JPH0831616 B2 JP H0831616B2 JP 2320387 A JP2320387 A JP 2320387A JP 32038790 A JP32038790 A JP 32038790A JP H0831616 B2 JPH0831616 B2 JP H0831616B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はタンデム型有機太陽電池に関し、詳しくは透
明電極と対向電極との間に有機化合物を主体とする単位
セルが複数個設けられているタンデム型有機太陽電池に
関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a tandem type organic solar cell, and more specifically, a plurality of unit cells mainly composed of an organic compound are provided between a transparent electrode and a counter electrode. The present invention relates to a tandem type organic solar cell.
（従来の技術） 太陽電池材料として有機化合物を使用した有機太陽電
池は、無機半導体を使用した太陽電池に比べ、コスト、
大面積化、製造工程の容易さ等の点で優れており、従来
より、有機化合物が太陽電池材料として使用された種々
の構成の有機太陽電池が提案されている。(Prior Art) An organic solar cell using an organic compound as a solar cell material is more cost-effective than a solar cell using an inorganic semiconductor.
It is excellent in terms of large area and ease of manufacturing process, and conventionally, organic solar cells of various configurations in which an organic compound is used as a solar cell material have been proposed.
例えば、フタロシアニン銅とペリレン系色素の積層膜
を使用した有機太陽電池が、Applied Physics Letters
（1986,Vol.48.P.183）に記載されており、この有機太
陽電池のエネルギー変換効率は１％程度であると報告さ
れている。しかし、上記太陽電池においては、その高い
エネルギー変換効率を得るためには、半導体層である色
素層の膜厚を薄くしなければならない。そのため膜にピ
ンホールが生じ易く、電極が短絡する欠点があった。For example, an organic solar cell that uses a laminated film of copper phthalocyanine and a perylene dye is the Applied Physics Letters
(1986, Vol.48.P.183), the energy conversion efficiency of this organic solar cell is reported to be about 1%. However, in the above solar cell, in order to obtain the high energy conversion efficiency, the film thickness of the dye layer which is a semiconductor layer must be thin. Therefore, there is a drawback that pinholes are easily generated in the film and the electrodes are short-circuited.
一方、太陽電池のエネルギー変換効率を高めるために
複数個の単位セルを積層したタンデム型太陽電池が提案
されており、有機太陽電池に応用した例が、CHEMISTRY
LETTERS（1990,P.327）に記載されているが、積層数が
増すにしたがって光透過性が減少してエネルギー変換効
率が低下し、単位セルの積層効果が認められないという
欠点を有していた。On the other hand, a tandem solar cell in which a plurality of unit cells are stacked in order to enhance the energy conversion efficiency of the solar cell has been proposed. An example of application to an organic solar cell is CHEMISTRY.
Although described in LETTERS (1990, P.327), it has the drawback that the light transmissivity decreases as the number of stacked layers increases, the energy conversion efficiency decreases, and the stacking effect of unit cells is not recognized. It was
（発明が解決しようとする課題） 本発明は、上記欠点を解決するためになされたもので
あり、その目的は、エネルギー変換効率が高く、しかも
電極の短絡等の少ない、性能の安定したタンデム型有機
太陽電池を提供することにある。(Problems to be Solved by the Invention) The present invention has been made in order to solve the above-mentioned drawbacks, and an object thereof is a tandem type with high energy conversion efficiency and less electrode short-circuiting, and stable performance. It is to provide an organic solar cell.
（課題を解決するための手段） 本発明で使用される透明電極は、可視光が透過可能な
ものであれば特に限定されるものではないが、通常は、
透明基板上に透明導電膜が設けられたものが好適に使用
される。(Means for Solving the Problems) The transparent electrode used in the present invention is not particularly limited as long as it can transmit visible light, but normally,
A transparent substrate provided with a transparent conductive film is preferably used.
上記透明基板に使用される材料としては、例えば、ガ
ラスおよびアクリル系、ビニル系、ポリオレフィン系、
ポリエステル系、ポリアミド系、ポリカーボネート系等
の高分子があげられる。The material used for the transparent substrate, for example, glass and acrylic, vinyl, polyolefin,
Polymers such as polyesters, polyamides and polycarbonates can be mentioned.
上記透明導電膜に使用される材料としては、例えば、
スズがドープされた酸化インジウム（以下、ITOとい
う）、酸化スズ、酸化インジウム等があげられ、特にIT
Oが好ましい。As the material used for the transparent conductive film, for example,
Examples include tin-doped indium oxide (hereinafter referred to as ITO), tin oxide, indium oxide, etc.
O is preferred.
本発明で使用される対向電極は、公知の電極材料を用
いて形成され、該電極材料としては、例えば、金、銀、
白金等の仕事関数の大きな金属があげられる。The counter electrode used in the present invention is formed using a known electrode material, and examples of the electrode material include gold, silver,
Metals with a large work function such as platinum are given.
本発明で使用される単位セルは、透明電極側から対向
電極側に向けて、ペリレン系色素からなる第１層、フタ
ロシアニン系色素からなる第２層およびキナクリドン系
色素からなる第３層が順次積層されている複合層となさ
れている。In the unit cell used in the present invention, a first layer made of a perylene dye, a second layer made of a phthalocyanine dye and a third layer made of a quinacridone dye are sequentially laminated from the transparent electrode side to the counter electrode side. It is made as a composite layer.
上記第１層で使用されるペリレン系色素としては、例
えば、ペリレンテトラカルボン酸ビスベンゾイミダゾー
ル、N,N′−ジメチルペリレンテトラカルボン酸ジイミ
ド、N,N′−ジフェニルペリレンテトラカルボン酸ジイ
ミド等があげられ、これらは、単独で使用してもよい
し、二種以上併用されてもよい。Examples of the perylene-based dye used in the first layer include perylenetetracarboxylic acid bisbenzimidazole, N, N'-dimethylperylenetetracarboxylic acid diimide, N, N'-diphenylperylenetetracarboxylic acid diimide, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
上記第１層の膜厚は特に限定されるものではないが、
薄くなるとピンホールが発生しやすくなり、厚くなると
光透過率の低下および膜の電気抵抗の増加のためにエネ
ルギー変換効率が低下するので、500〜2000Åが好まし
い。Although the film thickness of the first layer is not particularly limited,
When it is thin, pinholes are likely to occur, and when it is thick, the energy conversion efficiency is lowered due to a decrease in light transmittance and an increase in the electric resistance of the film, so that it is preferably 500 to 2000Å.
上記第２層で使用されるフタロシアニン系色素として
は、例えば、無金属フタロシアニン、金属フタロシアニ
ンおよびそれらの誘導体等があげられる。Examples of the phthalocyanine dye used in the second layer include metal-free phthalocyanine, metal phthalocyanine and their derivatives.
上記金属フタロシアニンとしては、例えば、中心原子
が、銅、マグネシウム、亜鉛、アルミニウム、スズ、ク
ロム、マンガン、鉄、コバルト、ロジウム、パラジウ
ム、白金等の金属、３価以上の原子価を有する金属のハ
ロゲン化物などで形成されたものがあげられる。Examples of the metal phthalocyanine include halogens having a central atom of a metal such as copper, magnesium, zinc, aluminum, tin, chromium, manganese, iron, cobalt, rhodium, palladium and platinum, and a metal having a valence of 3 or more. Examples include those formed by a compound.
上記誘導体としては、例えば、フタロシアニン分子中
の水素原子が、スルホン基、ニトロ基、シアノ基、カル
ボキシル基、ハロゲン原子等で置換されたものがあげら
れる。Examples of the derivative include those in which a hydrogen atom in a phthalocyanine molecule is replaced with a sulfone group, a nitro group, a cyano group, a carboxyl group, a halogen atom or the like.
上記第２層は、ごく薄い膜であっても十分な起電力を
生じさせることができ、膜中にピンホールを有していた
り、膜が不連続な状態になっていても同様の効果を発揮
する。その膜厚は特に限定されるものではないが、薄く
なると十分な起電力を生じさせることができなくなり、
厚くなるとフタロシアニン系色素の光吸収波長領域（60
0〜800nm）での光吸収が大きくなりすぎ、複数個の単位
セル中を光が透過するにしたがい、光が減衰して二段目
以降の単位セルでの起電力が低下するので、20〜500Å
が好ましい。The second layer can generate a sufficient electromotive force even if it is a very thin film, and has the same effect even if the film has pinholes or the film is in a discontinuous state. Demonstrate. The film thickness is not particularly limited, but when it becomes thin, it becomes impossible to generate sufficient electromotive force,
As the thickness increases, the light absorption wavelength range of the phthalocyanine dye (60
(0 to 800 nm) becomes too large, and as light passes through multiple unit cells, the light is attenuated and the electromotive force in the second and subsequent unit cells decreases. 500Å
Is preferred.
上記第３層で使用されるキナクリドン系色素として
は、例えば、無置換キナクリドン、2,9−ジメチルキナ
クリドン、2,9−ジクロロキナクロドン、3,10−ジメチ
ルキナクリドン、3,10−ジクロロキナクリドン、4,11−
ジメチルキナクリドン等があげられ、これらは、単独で
使用されてもよいし二種以上併用されてもよい。Examples of the quinacridone-based dye used in the third layer include unsubstituted quinacridone, 2,9-dimethylquinacridone, 2,9-dichloroquinacridone, 3,10-dimethylquinacridone, 3,10-dichloroquinacridone, and 4 , 11-
Examples thereof include dimethylquinacridone, and these may be used alone or in combination of two or more kinds.
上記第３層の膜厚は特に限定されるものではないが、
薄くなるとピンホールが発生しやすくなり、厚くなると
膜の光透過率の低下および膜の電気抵抗の増加のために
エネルギー変換効率が低下するので、500〜2000Åが好
ましい。Although the thickness of the third layer is not particularly limited,
When it is thin, pinholes are likely to occur, and when it is thick, the light transmissivity of the film is lowered and the electric resistance of the film is increased, so that the energy conversion efficiency is lowered.
本発明のタンデム型有機太陽電池においては、前記透
明電極および対向電極の間に上記単位セルが２個以上設
けられており、各単位セル間は金属層で接合されてい
る。In the tandem type organic solar cell of the present invention, two or more unit cells are provided between the transparent electrode and the counter electrode, and the unit cells are joined by a metal layer.
上記金属層に使用される金属としては、例えば、金、
銀等があげられ、その膜厚は、薄くなると単位セル同志
をオーミックに接合する効果が低下し、厚くなると光透
過率が低下するので、10〜100Åが好ましく、15〜30Å
がより好ましい。Examples of the metal used for the metal layer include gold,
Examples of such materials include silver, and as the film thickness decreases, the effect of ohmic bonding between the unit cells decreases, and when the film thickness increases, the light transmittance decreases, so 10 to 100Å is preferable, and 15 to 30Å
Is more preferable.
上記各層の形成方法は任意の方法が採用されてよく、
例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレー
ティング法等の各方法があげられる。Any method may be adopted as the method for forming each of the above layers,
For example, each method such as a vacuum vapor deposition method, a sputtering method, an ion plating method and the like can be mentioned.
本発明のタンデム型有機太陽電池を製造するには、例
えば、透明基板上に透明導電膜が真空蒸着された透明電
極の透明導電膜上に、ペリレン系色素膜、フタロシアニ
ン系色素膜およびキナクリドン系色素膜を真空蒸着によ
り順次積層して一段目の単位セルを形成し、次に、真空
蒸着により金属層を形成し、さらに二段目の単位セルを
同様にして積層し、その上に対向電極を設ければよい。To manufacture the tandem type organic solar cell of the present invention, for example, on a transparent conductive film of a transparent electrode in which a transparent conductive film is vacuum-deposited on a transparent substrate, a perylene dye film, a phthalocyanine dye film and a quinacridone dye are formed. The films are sequentially laminated by vacuum vapor deposition to form the first-stage unit cell, then the metal layer is formed by vacuum vapor-deposition, and the second-stage unit cell is laminated in the same manner, and the counter electrode is formed thereon. It should be provided.
なお、単位セルを３個以上設ける場合は、上記二段目
の単位セルと同様、金属層と単位セルを交互に積層して
所定数の単位セルを形成した後、最後に対向電極を設け
ればよい。When three or more unit cells are provided, the metal layer and the unit cell are alternately laminated to form a predetermined number of unit cells, and then the counter electrode is finally provided, as in the case of the second-stage unit cell. Good.
本発明２のタンデム型有機太陽電池においては、前記
透明電極および対向電極の間に、２個の異なる単位セル
が設けられ、上記単位セル間が前記金属層で接合されて
いる。In the tandem type organic solar cell of the present invention 2, two different unit cells are provided between the transparent electrode and the counter electrode, and the unit cells are joined by the metal layer.
上記２個の異なる単位セルのうち、透明電極側の単位
セルは、前記単位セルと同一であり、対向電極側の単位
セルは、透明電極側から対向電極側に向けて、ペリレン
系色素からなる第１層およびフタロシアニン系色素から
なる第２層が順次積層されている複合層となっている。Of the two different unit cells, the unit cell on the transparent electrode side is the same as the unit cell, and the unit cell on the counter electrode side is made of a perylene dye from the transparent electrode side to the counter electrode side. This is a composite layer in which the first layer and the second layer made of a phthalocyanine dye are sequentially laminated.
上記対向電極側の単位セルの第１層に使用されるペリ
レン系色素としては、前記ペリレン系色素が使用でき
る。The perylene-based dye can be used as the perylene-based dye used in the first layer of the unit cell on the counter electrode side.
なお、上記対向電極側の単位セルの第１層に使用され
るペリレン系色素は、透明電極側の単位セルの第１層に
使用したものと同じものを用いてもよいし、異なるもの
を用いてもよい。The perylene dye used for the first layer of the unit cell on the counter electrode side may be the same as that used for the first layer of the unit cell on the transparent electrode side, or different ones may be used. May be.
上記対向電極側の単位セルの第１層の膜厚は特に限定
されるものではないが、薄くなるとピンホールが発生し
やすくなり、厚くなると光透過率の低下および膜の電気
抵抗の増加のためにエネルギー変換効率が低下するの
で、500〜2000Åが好ましい。The film thickness of the first layer of the unit cell on the counter electrode side is not particularly limited, but if it is thin, pinholes are likely to occur, and if it is thick, the light transmittance decreases and the electric resistance of the film increases. Since the energy conversion efficiency decreases, 500 to 2000Å is preferable.
上記対向電極側の単位セルの第２層に使用されるフタ
ロシアニン系色素としては、前記フタロシアニン系色素
が使用できる。As the phthalocyanine dye used in the second layer of the unit cell on the counter electrode side, the phthalocyanine dye can be used.
なお、上記対向電極側の単位セルの第２層に使用され
るフタロシアニン系色素は、透明電極側の単位セルの第
２層に使用したものと同じものを用いてもよいし、異な
るものを用いてもよい。The phthalocyanine dye used in the second layer of the unit cell on the counter electrode side may be the same as that used in the second layer of the unit cell on the transparent electrode side, or a different one may be used. May be.
上記対向電極側の単位セルの第２層の膜厚は特に限定
されるものではないが、薄くなるとピンホールが発生し
やすくなり、厚くなると膜の電気抵抗の増加のためにエ
ネルギー変換効率が低下するので、500〜3000Åが好ま
しい。The thickness of the second layer of the unit cell on the counter electrode side is not particularly limited, but as the thickness becomes thinner, pinholes are more likely to occur, and as the thickness increases, the electrical resistance of the membrane increases and the energy conversion efficiency decreases. Therefore, it is preferably 500 to 3000Å.
（実施例） 以下、本発明を実施例により説明する。(Examples) Hereinafter, the present invention will be described with reference to Examples.
実施例１ ITOを蒸着した透明導電ガラス基板を真空蒸着装置の
真空容器内に設置して１×10-5Torrに減圧した後、N,
N′−ジメチルペリレンテトラカルボン酸ジイミドをア
ルミナ坩堝中で抵抗加熱して、ITO膜上に、1000ÅのN,
N′−ジメチルペリレンテトラカルボン酸ジイミド膜を
蒸着した。Example 1 A transparent conductive glass substrate on which ITO was vapor-deposited was placed in a vacuum container of a vacuum vapor deposition apparatus and depressurized to 1 × 10 −5 Torr.
N′-dimethylperylenetetracarboxylic acid diimide is resistance-heated in an alumina crucible, and 1000 Å N,
A N'-dimethylperylene tetracarboxylic acid diimide film was deposited.
次いで、この膜の上に、N,N′−ジメチルペリレンテ
トラカルボン酸ジイミドと同様にして、30Åの厚さの無
金属フタロシアニン膜および1000Åの厚さの2,9−ジメ
チルキナクリドン膜を順次積層して一段目の単位セルを
得た。Then, on this film, a metal-free phthalocyanine film having a thickness of 30 Å and a 2,9-dimethylquinacridone film having a thickness of 1000 Å were sequentially laminated in the same manner as N, N′-dimethylperylenetetracarboxylic acid diimide. A unit cell of the first stage was obtained.
得られた一段目の単位セル上に、１×10-5Torrの減圧
下で金を20Åの厚さに真空蒸着した後、上記一段目の単
位セルを形成したのと同様にして1000Åの厚さのN,N′
−ジメチルペリレンテトラカルボン酸ジイミド膜、30Å
の厚さの無金属フタロシアニン膜および1000Åの厚さの
2,9−ジメチルキナクリドン膜を順次積層して二段目の
単位セルを得た。Gold was vacuum-deposited on the obtained first-stage unit cell under a reduced pressure of 1 × 10 −5 Torr to a thickness of 20 Å, and then 1000 Å of thickness was formed in the same manner as the above-mentioned first-stage unit cell was formed. Sano N, N ′
-Dimethylperylene tetracarboxylic acid diimide film, 30Å
Thickness of metal-free phthalocyanine film and thickness of 1000Å
A 2,9-dimethylquinacridone film was sequentially laminated to obtain a second-stage unit cell.
得られた二段目の単位セル上に、１×10-5Torrの減圧
下で金を真空蒸着し、２mm2の大きさで300Åの厚さの対
向電極を形成してタンデム型有機太陽電池を得た。Tandem type organic solar cell was formed by vacuum-depositing gold on the obtained second unit cell under reduced pressure of 1 × 10 -5 Torr and forming a counter electrode with a size of 2 mm 2 and a thickness of 300 Å. Got
得られたタンデム型有機太陽電池のITO透明電極側か
らエアマス２（AM2）光（75mW/cm2）を照射し、電流−
電圧特性を測定して光電変換特性〔開放端電圧
（Voc）、短絡電流密度（Jsc）、フィルファクター（f
f）及びエネルギー変換効率（η）〕を評価し、結果を
第１表に示した。Air mass 2 (AM2) light (75 mW / cm 2 ) was irradiated from the ITO transparent electrode side of the obtained tandem type organic solar cell, and the electric current −
Measure the voltage characteristics and measure the photoelectric conversion characteristics [open circuit voltage (V oc ), short circuit current density (J sc ), fill factor (f
f) and energy conversion efficiency (η)] were evaluated, and the results are shown in Table 1.
実施例２ 実施例１において、無金属フタロシアニンのかわりに
クロロ（フタロシアニナト）アルミニウムを用いた以外
は、実施例１と同様にして、タンデム型有機太陽電池を
得た。Example 2 A tandem organic solar cell was obtained in the same manner as in Example 1 except that chloro (phthalocyaninato) aluminum was used instead of the metal-free phthalocyanine.
得られたタンデム型有機太陽電池を用いて、実施例１
と同様にして光電変換特性を評価し、結果を第１表に示
した。Using the obtained tandem organic solar cell, Example 1
The photoelectric conversion characteristics were evaluated in the same manner as in, and the results are shown in Table 1.
実施例３ 実施例１において、N,N′−ジメチルペリレンテトラ
カルボン酸ジイミド、無金属フタロシアニン及び2,9−
ジメチルキナクリドンリドンの膜厚をそれぞれ800Å、1
00Å、800Åとした以外は、実施例１と同様にして、タ
ンデム型有機太陽電池を得た。Example 3 In Example 1, N, N'-dimethylperylenetetracarboxylic acid diimide, metal-free phthalocyanine and 2,9-
The film thickness of dimethylquinacridone and redone is 800Å and 1 respectively.
A tandem-type organic solar cell was obtained in the same manner as in Example 1 except that it was changed to 00Å and 800Å.
得られたタンデム型有機太陽電池を用いて、実施例１
と同様にして光電変換特性を評価し、結果を第１表に示
した。Using the obtained tandem organic solar cell, Example 1
The photoelectric conversion characteristics were evaluated in the same manner as in, and the results are shown in Table 1.
実施例４ 実施例３において、二段目の単位セルと対向電極の間
の二段目の単位セル側に、20Åの金蒸着層及び一段目の
単位セルと同様の構成の二段目の単位セルを順次設けた
以外は、実施例３と同様にして、タンデム型有機太陽電
池を得た。Example 4 In Example 3, a 20 Å gold vapor-deposited layer on the side of the second-stage unit cell between the second-stage unit cell and the counter electrode and a second-stage unit having the same configuration as the first-stage unit cell. A tandem-type organic solar cell was obtained in the same manner as in Example 3 except that cells were sequentially provided.
得られたタンデム型有機太陽電池を用いて、実施例１
と同様にして光電変換特性を評価し、結果を第１表に示
した。Using the obtained tandem organic solar cell, Example 1
The photoelectric conversion characteristics were evaluated in the same manner as in, and the results are shown in Table 1.
実施例５ 実施例４において、三段目の単位セルと対向電極の間
の三段目の単位セル側に、20Åの金蒸着層及び一段目の
単位セルと同様の構成の四段目の単位セルを順次設けた
以外は、実施例４と同様にして、タンデム型有機太陽電
池を得た。Example 5 In Example 4, on the third unit cell side between the third unit cell and the counter electrode, a 20 Å gold vapor deposition layer and a fourth unit having the same structure as the first unit cell were formed. A tandem-type organic solar cell was obtained in the same manner as in Example 4 except that cells were sequentially provided.
得られたタンデム型有機太陽電池を用いて、実施例１
と同様にして光電変換特性を評価し、結果を第１表に示
した。Using the obtained tandem organic solar cell, Example 1
The photoelectric conversion characteristics were evaluated in the same manner as in, and the results are shown in Table 1.
比較例１ 実施例１において、金蒸着層及び二段目の単位セルを
取り去り、N,N′−ジメチルペリレンテトラカルボン酸
ジイミド及び2,9−ジメチルキナクリドンリドンの膜厚
を1500Åとした以外は、実施例１と同様にして、タンデ
ム型有機太陽電池を得た。Comparative Example 1 In Example 1, except that the gold vapor deposition layer and the second-stage unit cell were removed and the film thickness of N, N′-dimethylperylenetetracarboxylic acid diimide and 2,9-dimethylquinacridone-lidone was 1500 Å. A tandem organic solar cell was obtained in the same manner as in Example 1.
得られたタンデム型有機太陽電池を用いて、実施例１
と同様にして光電変換特性を評価し、結果を第１表に示
した。Using the obtained tandem organic solar cell, Example 1
The photoelectric conversion characteristics were evaluated in the same manner as in, and the results are shown in Table 1.
比較例２ 実施例２において、金蒸着層及び二段目の単位セルを
取り去り、N,N′−ジメチルペリレンテトラカルボン酸
ジイミド及び2,9−ジメチルキナクリドンリドンの膜厚
を1500Åとした以外は、実施例２と同様にして、タンデ
ム型有機太陽電池を得た。Comparative Example 2 In Example 2, except that the gold vapor deposition layer and the second-stage unit cell were removed, and the film thickness of N, N′-dimethylperylenetetracarboxylic acid diimide and 2,9-dimethylquinacridone-lidone was 1500 Å, A tandem organic solar cell was obtained in the same manner as in Example 2.
得られたタンデム型有機太陽電池を用いて、実施例１
と同様にして光電変換特性を評価し、結果を第１表に示
した。Using the obtained tandem organic solar cell, Example 1
The photoelectric conversion characteristics were evaluated in the same manner as in, and the results are shown in Table 1.
実施例６ 実施例１の二段目の単位セルにおいて、2,9−ジメチ
ルキナクリドンリドン膜を取り去り、無金属フタロシア
ニン膜の厚さを1000Åとした以外は、実施例１と同様に
して、タンデム型有機太陽電池を得た。 Example 6 The tandem type was carried out in the same manner as in Example 1 except that in the second-stage unit cell of Example 1, the 2,9-dimethylquinacridone-lidone film was removed and the thickness of the metal-free phthalocyanine film was set to 1000Å. An organic solar cell was obtained.
得られたタンデム型有機太陽電池を用いて、実施例１
と同様にして光電変換特性を評価し、結果を第２表に示
した。Using the obtained tandem organic solar cell, Example 1
The photoelectric conversion characteristics were evaluated in the same manner as in, and the results are shown in Table 2.
実施例７ 実施例６の一段目の単位セルにおいて、無金属フタロ
シアニンのかわりにクロロ（フタロシアニナト）アルミ
ニウムを用いた以外は、実施例６と同様にして、タンデ
ム型有機太陽電池を得た。Example 7 A tandem-type organic solar cell was obtained in the same manner as in Example 6 except that chloro (phthalocyaninato) aluminum was used in place of the metal-free phthalocyanine in the first-stage unit cell of Example 6.
得られたタンデム型有機太陽電池を用いて、実施例１
と同様にして光電変換特性を評価し、結果を第２表に示
した。Using the obtained tandem organic solar cell, Example 1
The photoelectric conversion characteristics were evaluated in the same manner as in, and the results are shown in Table 2.
実施例８ 実施例７の二段目の単位セルにおいて、無金属フタロ
シアニンのかわりにクロロ（フタロシアニナト）アルミ
ニウムを用いた以外は、実施例７と同様にして、タンデ
ム型有機太陽電池を得た。Example 8 A tandem type organic solar cell was obtained in the same manner as in Example 7 except that chloro (phthalocyaninato) aluminum was used in place of the metal-free phthalocyanine in the second unit cell of Example 7. .
得られたタンデム型有機太陽電池を用いて、実施例１
と同様にして光電変換特性を評価し、結果を第２表に示
した。Using the obtained tandem organic solar cell, Example 1
The photoelectric conversion characteristics were evaluated in the same manner as in, and the results are shown in Table 2.
実施例９ 実施例７の一段目の単位セルにおいて、クロロ（フタ
ロシアニナト）アルミニウム膜の厚さを100Åとした以
外は、実施例７と同様にして、タンデム型有機太陽電池
を得た。Example 9 A tandem organic solar cell was obtained in the same manner as in Example 7, except that the thickness of the chloro (phthalocyaninato) aluminum film in the first-stage unit cell of Example 7 was changed to 100 Å.
得られたタンデム型有機太陽電池を用いて、実施例１
と同様にして光電変換特性を評価し、結果を第２表に示
した。Using the obtained tandem organic solar cell, Example 1
The photoelectric conversion characteristics were evaluated in the same manner as in, and the results are shown in Table 2.
（発明の効果） 本発明のタンデム型有機太陽電池においては、透明電
極と対向電極の間に、各単位セル間が金属層でオーミッ
ク接合された２個以上の単位セルが設けられており、上
記単位セルが、透明電極側から対向電極側に向けて、ペ
リレン系色素膜からなる第１層、フタロシアニン系色素
膜からなるごく薄い第２層およびキナクリドン系色素膜
からなる第３層が順次積層されている複合層となってい
るから、透明電極側から光を照射したとき、各単位セル
中でフタロシアニン系色素の光吸収領域（600〜800nm）
の光が殆ど減衰がすることなく、各単位セル中へ入射
し、各単位セル中の第１層と第２層の界面で効率よく光
電変換される。 (Effect of the Invention) In the tandem type organic solar cell of the present invention, two or more unit cells in which each unit cell is ohmic-joined with a metal layer are provided between the transparent electrode and the counter electrode. The unit cell is formed by sequentially laminating, from the transparent electrode side to the counter electrode side, a first layer made of a perylene dye film, a very thin second layer made of a phthalocyanine dye film, and a third layer made of a quinacridone dye film. Since it is a composite layer, the light absorption region (600-800 nm) of the phthalocyanine dye in each unit cell when irradiated with light from the transparent electrode side.
Light is incident on each unit cell with almost no attenuation, and is efficiently photoelectrically converted at the interface between the first layer and the second layer in each unit cell.
本発明２のタンデム型有機太陽電池においては、透明
電極と対向電極の間に、金属層でオーミック接合された
異なる２個の単位セルが設けられており、上記単位セル
のうち、透明電極側の単位セルが、透明電極側から対向
電極側に向けて、ペリレン系色素膜からなる第１層、フ
タロシアニン系色素薄膜からなるごく薄い第２層および
キナクリドン系色素膜からなる第３層が順次積層されて
いる複合層となっており、対向電極側の単位セルが、ペ
リレン系色素膜からなる第１層およびフタロシアニン系
色素膜からなる第２層が順次積層されている複合層とな
っているから、透明電極側から光を照射したとき、上記
透明電極側の単位セル中の各層および対向電極側の単位
セル中の第１層でフタロシアニン系色素の光吸収領域
（600〜800nm）の光が殆ど減衰することなく、対向電極
側の単位セル中の第１層と第２層の界面へ入射し、効率
よく光電変換される。In the tandem-type organic solar cell of the present invention 2, two different unit cells ohmic-joined with a metal layer are provided between the transparent electrode and the counter electrode. The unit cell is formed by sequentially laminating a first layer made of a perylene-based dye film, a very thin second layer made of a phthalocyanine-based dye film, and a third layer made of a quinacridone-based dye film from the transparent electrode side to the counter electrode side. Since the unit cell on the counter electrode side is a composite layer in which a first layer made of a perylene dye film and a second layer made of a phthalocyanine dye film are sequentially laminated, When light is irradiated from the transparent electrode side, the light in the light absorption region (600 to 800 nm) of the phthalocyanine dye is almost eliminated in each layer in the unit cell on the transparent electrode side and the first layer in the unit cell on the counter electrode side. Without attenuation, it enters the interface between the first and second layers in the unit cell of the counter electrode side, is efficiently converted photoelectrically.
その結果、上記２つのタンデム型有機太陽電池は、エ
ネルギー変換効率が優れ、しかも高電圧を得ることがで
きる。また、単位セルの積層によりピンホールが発生し
にくくなり、電極間の短絡のない性能の安定したタンデ
ム型有機太陽電池となる。As a result, the above two tandem organic solar cells have excellent energy conversion efficiency and can obtain high voltage. Moreover, pinholes are less likely to occur due to the stacking of the unit cells, and a tandem-type organic solar cell having stable performance with no short circuit between electrodes is obtained.
なお、上記２つのタンデム型有機太陽電池は、液晶表
示素子等の駆動用電池として好適に使用される。The two tandem type organic solar cells are preferably used as a driving battery for a liquid crystal display device or the like.
Claims (2)
セルを有し、各単位セル間に金属層が設けられているタ
ンデム型有機太陽電池において、上記各単位セルが、透
明電極側から対向電極側に向けて、ペリレン系色素から
なる第１層、フタロシアニン系色素からなる第２層およ
びキナクリドン系色素からなる第３層が順次積層されて
いる複合層であることを特徴とするタンデム型有機太陽
電池。1. A tandem organic solar cell having two or more unit cells between a transparent electrode and a counter electrode, wherein a metal layer is provided between the unit cells, wherein each unit cell is a transparent electrode. From the side toward the counter electrode side, it is a composite layer in which a first layer made of a perylene dye, a second layer made of a phthalocyanine dye, and a third layer made of a quinacridone dye are sequentially laminated. Tandem organic solar cell.
を有し、該単位セル間に金属層が設けられているタンデ
ム型有機太陽電池において、上記単位セルのうち、透明
電極側の単位セルが、透明電極側から対向電極側に向け
て、ペリレン系色素からなる第１層、フタロシアニン系
色素からなる第２層およびキナクリドン系色素からなる
第３層が順次積層されている複合層であり、対向電極側
の単位セルが、透明電極側から対向電極側に向けて、ペ
リレン系色素からなる第１層およびフタロシアニン系色
素からなる第２層が順次積層されている複合層であるこ
とを特徴とするタンデム型有機太陽電池。2. A tandem organic solar cell having two unit cells between a transparent electrode and a counter electrode, wherein a metal layer is provided between the unit cells, wherein a transparent electrode side of the unit cells is provided. The unit cell of 1 is a composite layer in which a first layer made of a perylene dye, a second layer made of a phthalocyanine dye, and a third layer made of a quinacridone dye are sequentially laminated from the transparent electrode side to the counter electrode side. The unit cell on the counter electrode side is a composite layer in which a first layer made of a perylene dye and a second layer made of a phthalocyanine dye are sequentially laminated from the transparent electrode side to the counter electrode side. Tandem type organic solar cell characterized by.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2320387A JPH0831616B2 (en) | 1990-11-22 | 1990-11-22 | Tandem type organic solar cell |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2320387A JPH0831616B2 (en) | 1990-11-22 | 1990-11-22 | Tandem type organic solar cell |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04192374A JPH04192374A (en) | 1992-07-10 |
| JPH0831616B2 true JPH0831616B2 (en) | 1996-03-27 |
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ID=18120903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2320387A Expired - Fee Related JPH0831616B2 (en) | 1990-11-22 | 1990-11-22 | Tandem type organic solar cell |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0831616B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006351721A (en) * | 2005-06-14 | 2006-12-28 | Matsushita Electric Works Ltd | Stacked organic solar cell and its manufacturing method |
| JP2007115849A (en) * | 2005-10-19 | 2007-05-10 | Matsushita Electric Works Ltd | Laminated organic solar cell |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7956349B2 (en) | 2001-12-05 | 2011-06-07 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Organic semiconductor element |
-
1990
- 1990-11-22 JP JP2320387A patent/JPH0831616B2/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 特開平４−１０９６８２ＪＰ，Ａ） |
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| JP2006351721A (en) * | 2005-06-14 | 2006-12-28 | Matsushita Electric Works Ltd | Stacked organic solar cell and its manufacturing method |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04192374A (en) | 1992-07-10 |
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