JPWO2019059016A1 - 電子デバイスおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態に係る有機薄膜太陽電池の製造方法について、図1,2を用いて説明する。
・窒素環境下
・回転数:1000rpm
・溶媒:スリーエムジャパン株式会社製のフロリナート FC−43(フッ素系不活性液体)
・溶質:AF1600
・濃度:3wt%
発明者らは、有機薄膜太陽電池100の1つ目の耐久性の評価として、長期間安定して機能(発電)を実現できる耐久性(長期保管安定性)の評価を行った。具体的には、発明者らは、有機薄膜太陽電池P1,C1を同時に製造し、室温(約23℃)、室湿度(約30%)、大気中、及び、遮光という条件下で、有機薄膜太陽電池P1,C1のエネルギー変換効率PCEの時間変化を測定した。有機薄膜太陽電池P1は、本実施形態に係る上記製造方法で製造された有機薄膜太陽電池であり、有機薄膜太陽電池100と同様の構成を有する。有機薄膜太陽電池C1は、ステップS102を除く製造方法で製造された、比較対象の有機薄膜太陽電池である。有機薄膜太陽電池C1では、基板10、電子デバイス層20、及び、ガスバリア層40がその順番で積層されており、撥液層30は設けられていない。
発明者らは、有機薄膜太陽電池100の2つ目の耐久性の評価として、外部温度(加熱)に対して安定して機能(発電)を実現できる耐久性(温度安定性)の評価を行った。具体的には、発明者らは、加熱温度(90℃)、室湿度(約30%)、大気中、及び、遮光という条件下で有機薄膜太陽電池P2,C2を加熱しながら、有機薄膜太陽電池P2,C2のエネルギー変換効率PCEを測定した。
以上述べたように、本実施形態によれば、ガスバリア層40の他に非常に薄い撥液層30をさらに設けるという簡易な方法で、高い柔軟性などの機能を損なわずに製品としての実用性や耐久性がより向上した有機薄膜太陽電池100を提供できる。簡易な方法であるため、このような有機薄膜太陽電池100は製造し易い。
・理由1:撥液層30の高い撥液性により、撥液層30と他の部材(ガスバリア層40および電子デバイス層20)との界面に(クラスタレベルの)液溜が作られにくい。
・理由2:撥液層30と他の部材との界面で水蒸気の濃度勾配が生じにくい。
・理由3:非大気下で撥液層30を塗布することにより、その後の大気下で電子デバイス層20の表面に水分子が吸着し難くなる。
・理由4:撥液層30を塗布する際に使用した溶媒によって、電子デバイス層20の表面に吸着した水分子が洗い流される。
上記考察によれば、各種部材の厚さ、材料、形状、形成方法、等が有機薄膜太陽電池100のそれらと異なる電子デバイスにおいても、撥液層を設けることにより、機能を損なわずに製品としての実用性、耐久性、さらに製造し易さがより向上した電子デバイスを提供できる。なお、AF1600などからなる撥液層30の水蒸気透過率は高いため、撥液層30を設けるだけでは不十分であり、水蒸気透過率の低いガスバリア層40は必要である。
23:活性層 24:ホール輸送層 25:上部電極 30:撥液層
40:ガスバリア層 50:撥液層 100:有機薄膜太陽電池
Claims (14)
- 電子デバイス層と、
前記電子デバイス層の上に設けられたバリア層と、
を有し、
前記バリア層は、ガスバリア層と、前記ガスバリア層の上または下に設けられた撥液層とを有する
ことを特徴とする電子デバイス。 - 前記電子デバイス層は半導体デバイス層である
ことを特徴とする請求項1に記載の電子デバイス。 - 前記電子デバイス層は、光電変換層と、上下方向において前記光電変換層を挟む第1電極および第2電極とを有する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の電子デバイス。 - 前記電子デバイス層の下に設けられた基板と、
前記基板の下、または、前記電子デバイス層と前記基板の間に設けられた他の撥液層と、をさらに有する
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の電子デバイス。 - 前記基板はガスバリア性を有する
ことを特徴とする請求項4に記載の電子デバイス。 - 前記基板はポリイミド層である
ことを特徴とする請求項4または5に記載の電子デバイス。 - 前記ガスバリア層はパラキシレン系ポリマー層またはポリイミド層である
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の電子デバイス。 - 前記撥液層はフッ素樹脂層である
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の電子デバイス。 - 前記撥液層は非晶質性のフッ素樹脂層である
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の電子デバイス。 - 前記ガスバリア層の水蒸気透過率は3g・mm/m2・dayよりも低い
ことを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の電子デバイス。 - 前記撥液層の水接触角は100°よりも大きい
ことを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の電子デバイス。 - 前記撥液層の表面自由エネルギーは20mN/mよりも小さい
ことを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の電子デバイス。 - 非大気下で電子デバイス層の表面に撥液層を塗布する塗布ステップと、
前記撥液層の表面にガスバリア層を形成する形成ステップと、
を有することを特徴とする電子デバイスの製造方法。 - 前記塗布ステップでは、スピンコート法により前記撥液層が塗布される
ことを特徴とする請求項13に記載の電子デバイスの製造方法。
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