BR112017007120B1 - Célula solar - Google Patents

Abstract

CÉLULA SOLAR. Um objetivo da presente invenção é fornecer uma célula solar que seja excelente na eficiência de conversão fotoelétrica, sofra pouca degradação durante a encapsulação (degradação inicial) e tenha durabilidade em alta temperatura. A presente invenção fornece uma célula solar que inclui: um laminado que possui um eletrodo, um contraeletrodo e uma camada de conversão fotoelétrica disposta entre o eletrodo e o contraeletrodo; e uma camada de resina de encapsulação que reveste o contraeletrodo para encapsular o laminado, a camada de conversão fotoelétrica incluindo um composto de perovskita orgânico-inorgânico representado pela fórmula: R-M-X3, R representando uma molécula orgânica, M representando um átomo de metal, X representando um átomo de halogênio ou um átomo de calcogênio, a camada de resina de encapsulação incluindo uma resina que possui um parâmetro de solubilidade, isto é, um valor de SP de 10 ou menos.

Description

CAMPO TÉCNICO

[001] A presente invenção refere-se a uma célula solar que é excelente na eficiência de conversão fotoelétrica, sofre pouca degradação durante a encapsulação (degradação inicial) e tem durabilidade em alta temperatura.

TÉCNICA ANTERIOR

[002] Elementos para conversão fotoelétrica equipados com um laminado que possui uma camada semicondutora do tipo N e uma camada semicondutora do tipo P dispostas entre eletrodos opostos têm sido convencionalmente desenvolvidos. Tais elementos de conversão fotoelétrica geram foto-transportadores pela foto-excitação tal que os elétrons e as lacunas se movem através do semicondutor tipo N e do semicondutor do tipo P, para criar um campo elétrico.

[003] A maioria dos elementos de conversão fotoelétrica atualmente na prática usam células solares inorgânicas, que são produzidas usando semicondutores inorgânicos feitos de silício e semelhantes. Entretanto, as células solares inorgânicas são utilizadas apenas em uma faixa limitada por que sua produção e cara e seu grande tamanho é difícil. Portanto, células solares orgânicas que usam semicondutores ao invés de semicondutores inorgânicos têm recebido atenção.

[004] Em células solares orgânicas, o fulereno é usado na maioria dos casos. O fulereno é conhecido por funcionar principalmente como um semicondutor do tipo N. Por exemplo, a Literatura de Patente 1 descreve um filme de heterojunção semicondutora formado usando um composto orgânico que serve como um semicondutor do tipo P e fulerenos. Entretanto, o fulereno é conhecido por ser responsável pela degradação de células solares orgânicas produzidas usando o fulere- no (veja, por exemplo, a Literatura de Não Patente 1). Assim, há uma demanda pela seleção de um material com maior durabilidade que o fulereno.

[005] Nas células solares orgânicas, um laminado que possui uma camada semicondutora do tipo N e uma camada semicondutora do tipo P dispostas entre eletrodos opostos é geralmente encapsulado usando uma resina de encapsulação tal como um material para vedação (veja, por exemplo, a Literatura de Não Patente 2). Entretanto, o problema das células solares orgânicas encapsuladas que usam uma resina de encapsulação tal como um material de vedação é que, de-pendendo do tipo de material semicondutor, o material semicondutor é degradado durante a encapsulação, resultando em eficiência de conversão fotoelétrica reduzida (degradação inicial). LISTA DE CITAÇÃO - Literatura de Patente Literatura de Patente 1: JP 2006 344794-A - Literatura de Não Patente Literatura de Não Patente 1: Reese et al., Adv.Funct.Mater., 20, 34763483 (2010). Literatura de Não Patente 2: Proc.of SPIE Vol.7416 74160K-1.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO - Problema Técnico

[006] Um objetivo da presente invenção é fornecer uma célula solar que seja excelente na eficiência de conversão fotoelétrica, sofra pouca degradação durante a encapsulação (degradação inicial) e tenha durabilidade em alta temperatura.

- Solução do problema

[007] A presente invenção fornece uma célula solar que inclui: um laminado que possui um eletrodo, um contraeletrodo e uma camada de conversão fotoelétrica disposta entre o eletrodo e o contraele- trodo; e uma camada de resina de encapsulação que cobre o contra- eletrodo para encapsular o laminado, a camada de conversão fotoelé- trica incluindo um composto de perovskita orgânico-inorgânico representado pela fórmula R-M-X3, R representando uma molécula orgânica, M representando um átomo de metal, X representando um átomo de halogênio ou um átomo de calcogênio, a camada de resina de en- capsulação incluindo uma resina que possui um parâmetro de solubilidade, isto é, um valor de SP, de 10 ou menos.

[008] Daqui por diante, a presente invenção será descrita em detalhes.

[009] O presente inventor estudou o uso de um composto de pe- rovskita orgânico-inorgânico para uma camada de conversão fotoelé- trica em um laminado que possui um eletrodo, um contraeletrodo e uma camada de conversão fotoelétrica disposta entre o eletrodo e o contraeletrodo. O uso de um composto de perovskita orgânico- inorgânico pode ser esperado melhorar a eficiência de conversão foto- elétrica da célula solar.

[0010] Entretanto, a encapsulação de um laminado que inclui uma camada de conversão fotoelétrica que contém o composto de perovs- kita orgânico-inorgânico com uma resina de encapsulação foi descoberta reduzir a eficiência de conversão fotoelétrica durante a encapsu- lação (degradação inicial). Adicionalmente, foi descoberto que, quando a célula solar encapsulada é deixada em altas temperaturas, a eficiência de conversão foto elétrica também é diminuída (degradação em alta temperatura).

[0011] Os presentes inventores conduziram estudos intensos sobre a causa da degradação que ocorre quando um laminado que inclui uma camada de conversão fotoelétrica que usa um composto de pe- rovskita orgânico-inorgânico é encapsulado com a camada de resina de encapsulação. Os presentes inventores descobriram, consequen- temente, que esse problema surge por que, durante a encapsulação ou em altas temperaturas, o componente orgânico do composto de perovskita orgânico-inorgânico é degradado.

[0012] Os presentes inventores conduziram estudos diligentes para descobrir, consequentemente, que o ajuste do parâmetro de solubilidade (valor de SP) da resina incluída na camada de resina de encap- sulação dentro de uma faixa específica pode evitar que o componente orgânico do composto de perovskita orgânico-inorgânico seja eluído durante a encapsulação ou em altas temperaturas. Com base nesses achados, a presente invenção foi finalizada.

[0013] A célula solar da presente invenção inclui: um laminado que possui um eletrodo, um contraeletrodo e uma camada de conversão fotoelétrica disposta entre o eletrodo e o contraeletrodo; e uma camada de resina de encapsulação que cobre o eletrodo para encapsular o laminado.

[0014] A expressão “camada” como usada aqui, significa não apenas uma camada que possua uma fronteira definida, mas mesmo uma camada que possua um gradiente de concentração no qual os elementos contidos são gradativamente trocados. A análise elementar da camada pode ser realizada, por exemplo, pela análise FE-TEM/EDS e a medida da seção transversal da célula solar para confirmar a distribuição elementar de um elemento em particular. A expressão “camada” como usada aqui, significa não apenas uma camada em forma de filme fino plano, mas também uma camada capaz de formar uma estrutura intrincada junto com outra camada.

[0015] Os materiais do eletrodo e do contraeletrodo não são particularmente limitados e materiais convencionalmente conhecidos podem ser usados. O contraeletrodo é geralmente um eletrodo modelado.

[0016] Exemplos dos materiais do eletrodo e do contraeletrodo in- cluem óxido de estanho dopado com flúor (FTO), sódio, ligas de sódio- potássio, lítio, magnésio, alumínio, misturas de magnésio-prata, misturas de magnésio-índio, ligas de alumínio-lítio, misturas de Al/Al2O3, misturas de Al/LiF, metais tais como ouro, CuI, materiais condutivos transparentes tais como óxido de índio estanho (ITO), SnO2, óxido de alumínio e zinco (AZO), óxido de índio zinco (IZO) e óxido de gálio zinco (GZO) e polímeros transparentes condutivos. Esses materiais podem ser usados sozinhos ou podem ser usados em combinação de dois ou mais.

[0017] O eletrodo e o contraeletrodo podem, cada um, ser um ca- todo ou um anodo.

[0018] A camada de conversão fotoelétrica inclui um composto de perovskita orgânico-inorgânico representado pela fórmula R-M-X3, em que R representa uma molécula orgânica, M representa um átomo de metal, X representa um átomo de halogênio ou um átomo de calcogê- nio.

[0019] O uso do composto de perovskita orgânico-inorgânico na camada de conversão fotoelétrica pode aperfeiçoar a eficiência da conversão fotoelétrica da célula solar.

[0020] O R é uma molécula orgânica e é preferivelmente representado por ClNmHn (l, m e n representam cada um número inteiro positivo).

[0021] Exemplos específicos de R incluem metilamina, etilamina, propilamina, butilamina, pentilamina, hexilamina, dimetilamina, dietila- mina, dipropilamina, dibutilamina, dipentilamina, dihexilamina, trimeti- lamina, trietilamina, tripropilamina, tributilamina, tripentilamina, trihexi- lamina, etilmetilamina, metilpropilamina, butilmetilamina, metilpentila- mina, hexilmetilamina, etilpropilamina, etilbutilamina, formamidina, imi- dazol, azol, pirrol, aziridina, azirina, azetidina, azete, azol, imidazolina, carbazol e seus íons (por exemplo, metilamônia (CH3NH3)), e fenetila- mônia. Entre esses, metilamina, etilamina, propilamina, butilamina, pentilamina, hexilamina, formamidina, guanidina e seus íons e feneti- lamônia são preferidos e metilamina, etilamina, propilamina, formami- dina, guanidina e seus íons são mais preferidos.

[0022] O M é um átomo de metal. Exemplos desse incluem chumbo, estanho, zinco, antimônio, bismuto, níquel, ferro, cobalto, prata, cobre, gálio, germânio, magnésio, cálcio, índio, alumínio, manganês, cromo, molibdênio e európio. Esses átomos de metal podem ser usados sozinhos ou podem ser usados em combinação de dois ou mais desses.

[0023] O X é um átomo de halogênio ou um átomo de calcogênio. Exemplos desses incluem cloro, bromo, iodo, enxofre e selênio. Esses átomos de halogênio ou átomos de calcogênio podem ser usados sozinhos ou podem ser usados em combinação de dois ou mais desses. Ente esses, um átomo de halogênio é preferido por que o composto de perovskita orgânico-inorgânico que contém halogênio na estrutura é solúvel em um solvente orgânico e é utilizável em um método de impressão barato ou semelhantes. Em adição, o iodo é mais preferido por que o composto de perovskita orgânico-inorgânico tem uma lacuna de faixa de energia estreita.

[0024] O composto de perovskita orgânico-inorgânico tem, preferivelmente, uma estrutura cúbica onde o metal M está colocado no centro do corpo, a molécula orgânica R é colocada em cada vértice e o átomo de halogênio ou átomo de calcogênio X é colocado em cada centro da face.

[0025] A Fig. 1 é uma vista esquemática que ilustra uma estrutura cristalina exemplificadora do composto de perovskita orgânico- inorgânico que possui uma estrutura cúbica onde o metal M está colocado no centro do corpo, a molécula orgânica R é colocada em cada vértice e o átomo de halogênio ou átomo de calcogênio X é colocado em cada centro da face. Embora os detalhes não estejam claros, é presumido que a direção de um octaedro na rede cristalina possa ser facilmente alterada devido a sua estrutura; portanto, a mobilidade dos elétrons no composto de perovskita orgânico-inorgânico é intensificada, aperfeiçoando a eficiência de conversão fotoelétrica da célula solar.

[0026] O composto de perovskita orgânico-inorgânico é preferivelmente um semicondutor cristalino. O semicondutor cristalino significa um semicondutor cujo pico de dispersão pode ser detectado pela medida da distribuição da intensidade de dispersão de raios X. Quando o composto de perovskita orgânico-inorgânico é um semicondutor cristalino, a mobilidade dos elétrons no composto de perovskita orgânico-inorgânico é intensificada, aperfeiçoando a eficiência de conversão fotoelétrica da célula solar.

[0027] O grau de cristalinidade também pode ser avaliado como um índice de cristalização. O grau de cristalinidade pode ser determinado pela separação de um pico de dispersão derivado de uma substancia cristalina de um halo derivado de uma porção amorfa, que são detectados pela medida da distribuição da intensidade da dispersão de raios X, ajustando, determinando suas respectivas integrais de intensidade e calculando a proporção da porção cristalina para o todo.

[0028] O limite inferior do grau de cristalinidade do composto de perovskita orgânico-inorgânico é de preferivelmente 30%. Quando o grau de cristalinidade é de 30% ou mais, a mobilidade dos elétrons no composto de perovskita orgânico-inorgânico é aumentada, aperfeiçoando a eficiência de conversão fotoelétrica da célula solar. O limite inferior do grau de cristalinidade é mais preferivelmente de 50%, ainda mais preferivelmente de 70%.

[0029] Exemplos do método para aumentar o grau de cristalinida- de do composto de perovskita orgânico-inorgânico incluem o anela- mento a quente, irradiação com luz que possua uma intensidade acentuada, tal como o laser e irradiação de plasma.

[0030] A camada de conversão fotoelétrica pode incluir ainda um semicondutor orgânico e um semicondutor inorgânico, em adição ao composto de perovskita orgânico-inorgânico, sem prejudicar os efeitos da presente invenção. Nesse contexto, o semicondutor orgânico ou o semicondutor inorgânico podem desempenhar um papel como uma camada de transporte de elétron ou uma camada de transporte de lacuna mencionada mais tarde.

[0031] Exemplos do semicondutor orgânico incluem compostos que possuem um esqueleto de tiofeno, tal como poli(3-alquiltiofeno). Exemplos desses também incluem polímeros condutores que possuem um esqueleto de poli-p-fenilenovinileno, um esqueleto de polivinil- carbazol, um esqueleto de polianilina, um esqueleto de poliacetileno ou semelhantes. Exemplos desses incluem ainda: compostos que possuem um esqueleto de ftalocianina, um esqueleto de naftalociani- na, um esqueleto de pentaceno, um esqueleto de porfirina tal como um esqueleto de benzoporfirina, um esqueleto de espirobifluoreno ou semelhantes; e materiais que contêm carbono tais como nanotubos de carbono, grafeno e fulerenos, que podem ter a superfície modificada.

[0032] Exemplos do semicondutor inorgânico incluem óxido de titânio, óxido de zinco, óxido de índio, óxido de estanho, óxido de gálio, sulfeto de estanho, sulfeto de índio, sulfeto de zinco, CuSCN, Cu2O, CuI, MoO3, V2O5, WO3, MoS2, MoSe2 e Cu2S.

[0033] A camada de conversão fotoelétrica que inclui o semicondutor orgânico ou o semicondutor inorgânico pode ser uma estrutura laminada onde a parte de semicondutor orgânico ou o semicondutor inorgânico em forma de filme fino e a parte do composto de perovskita orgânico-inorgânico são laminadas ou podem ser uma estrutura de compósito onde a parte de semicondutor orgânico ou o semicondutor inorgânico e a parte do composto de perovskita orgânico-inorgânico são combinadas. A estrutura laminada é preferida do ponto de vista de que o processo de produção é simples. A estrutura do compósito é preferida do ponto de vista de que a eficiência de separação da carga do semicondutor orgânico ou do semicondutor inorgânico pode ser aperfeiçoada.

[0034] O limite inferior da espessura da parte do composto de pe- rovskita orgânico-inorgânico em forma de filme fino é preferivelmente de 5 nm e o limite superior desse é de preferivelmente 5000 nm. Quando a espessura é de 5 nm ou mais, a luz pode ser suficientemente absorvida, intensificando a eficiência de conversão fotoelétrica. Quando a espessura é de 5000 nm ou menor, a presença de uma região na qual a separação de carga não pode ser atingida pode ser evitada, levando a maior eficiência de conversão fotoelétrica. O limite inferior da espessura é mais preferivelmente de 10 nm e o limite superior dessa é mais preferivelmente de 1000 nm. O limite inferior da espessura é mais preferivelmente de 20 nm e o limite superior dessa é mais preferivelmente de 500 nm.

[0035] Quando a camada de conversão fotoelétrica é uma estrutura de compósito onde uma parte de semicondutor orgânico ou o semicondutor inorgânico e a parte do composto de perovskita orgânico- inorgânico são combinadas, o limite inferior da espessura da estrutura do compósito é preferivelmente de 30 nm e o limite superior dessa é mais preferivelmente de 3000 nm. Quando a espessura é de 30 nm ou mais, a luz pode ser suficientemente absorvida, intensificando a efici-ência de conversão fotoelétrica. Quando a espessura é de 3000 nm ou menor, a carga chega mais facilmente ao eletrodo, intensificando a eficiência de conversão fotoelétrica. O limite inferior da espessura é mais preferivelmente de 40 nm e o limite superior dessa é mais preferivelmente de 2000 nm. O limite inferior da espessura é mais preferi- velmente de 50 nm e o limite superior dessa é mais preferivelmente de 1000 nm.

[0036] No laminado, uma camada de transporte de elétron pode estar disposta entre o eletrodo e a camada de conversão fotoelétrica.

[0037] Exemplos do material para a camada de transporte de elétron incluem, mas não são particularmente limitados a polímeros con- dutivos do tipo N, semicondutores orgânicos de baixo peso molecular do tipo N, óxidos de metal do tipo N, sulfetos de metal do tipo N, hale- tos de metal alcalino, metais alcalinos e tensoativos. Exemplos específicos desses incluem polifenilenovinileno que contém um grupo ciano, polímeros que contêm boro, batocuproína, batofenantrolina, hidroxi- quinolinato de alumínio, compostos de oxadiazol, compostos de ben- zimidazol, compostos de ácido naftalenotetracarboxílico, derivados de perileno, compostos de óxido de fosfino, compostos de sulfeto de fos- fino, ftalocianina que contém um grupo flúor, óxido de titânio, óxido de zinco, óxido de índio, óxido de estanho, óxido de gálio, sulfeto de es-tanho, sulfeto de índio e sulfeto de zinco.

[0038] A camada de transporte de elétron pode consistir apenas de uma camada de transporte de elétron em forma de filme fino e preferivelmente inclui uma camada de transporte de elétron porosa. Particularmente, quando a camada de conversão fotoelétrica é uma estrutura de compósito onde uma parte de semicondutor orgânico ou o semicondutor inorgânico e a parte do composto de perovskita orgânico- inorgânico são combinadas, um filme da estrutura do compósito é pre-ferivelmente formado sobre uma camada de transporte de elétron porosa por que uma estrutura de compósito mais complicada (estrutura mais intrincada) é obtida, intensificando a eficiência de conversão fo- toelétrica.

[0039] O limite inferior da espessura da camada de transporte de elétron é preferivelmente de 1 nm e o limite superior dessa é mais pre- ferivelmente de 2000 nm. Quando a espessura é de 1 nm ou mais, as lacunas podem ser suficientemente bloqueadas. Quando a espessura é de 2000 nm ou menos, a camada é provavelmente menos resistente ao transporte de elétron, intensificando a eficiência da conversão fo- toelétrica. O limite inferior da espessura da camada de transporte de elétron é mais preferivelmente de 3 nm e o limite superior dessa é mais preferivelmente de 1000 nm. O limite inferior da espessura é mais preferivelmente de 5 nm e o limite superior dessa é mais preferi-velmente ainda de 500 nm.

[0040] No laminado, uma camada de transporte de lacuna pode estar disposta entre o contraeletrodo e a camada de conversão fotoe- létrica.

[0041] Exemplos do material da camada de transporte de lacuna incluem, mas não são particularmente limitados a polímeros conduti- vos tipo P, semicondutores orgânicos de baixo peso molecular do tipo P, óxidos de metal do tipo P, sulfetos de metal do tipo P e tensoativos. Exemplos específicos desses incluem adutos de ácido poliestirenosul- fônico de polietilenodioxitiofeno, politiofeno que contém um grupo car- boxila, ftalocianina, porfirina, óxido de molibdênio, óxido de vanádio, óxido de tungstênio, óxido de níquel, óxido de cobre, óxido de estanho, sulfeto de molibdênio, sulfeto de tungstênio, sulfeto de cobre, sulfeto de estanho, ácido fosfônico que contém um grupo flúor, ácido fosfôni- co que contém um grupo carbonila, compostos de cobre tais como CuSCN e CuI e materiais que contêm carbono tais como nanotubos de carbono e grafeno.

[0042] O limite inferior da espessura da camada de transporte de lacuna é preferivelmente de 1 nm e o limite superior dessa é mais preferivelmente de 2000 nm. Quando a espessura é de 1 nm ou mais, os elétrons podem ser suficientemente bloqueados. Quando a espessura é de 2000 nm ou menos, a camada é provavelmente menos resistente ao transporte de lacuna, intensificando a eficiência da conversão fotoe- létrica. O limite inferior da espessura é mais preferivelmente de 3 nm e o limite superior dessa é mais preferivelmente de 1000 nm. O limite inferior da espessura é mais preferivelmente de 5 nm e o limite superior dessa é mais preferivelmente ainda de 500 nm.

[0043] O laminado pode ter ainda um substrato ou semelhantes. Exemplos de substrato incluem, mas não são particularmente limitados a substratos de vidro transparente tais como vidro de soda-cal e substratos de vidro sem álcali, substratos cerâmicos e substratos plásticos transparentes.

[0044] Na célula solar da presente invenção, o laminado é encapsulado com uma camada de resina de encapsulação que cobre o con- traeletrodo.

[0045] A encapsulação do laminado com a camada de resina de encapsulação que cobre o contraeletrodo pode melhorar a durabilidade da célula solar. Isso é provavelmente devido à encapsulação com a camada de resina de encapsulação que pode suprimir a penetração da umidade no interior. Nesse contexto, a camada de resina de encapsu- lação preferivelmente cobre o laminado completamente de modo a fechar as suas porções terminais. Isso pode evitar a penetração de umidade para o interior com segurança.

[0046] A camada de resina de encapsulação inclui uma resina que possui um parâmetro de solubilidade (valor de SP) de 10 ou menos.

[0047] Quando o composto de perovskita orgânico-inorgânico é usado na camada de conversão fotoelétrica, durante a encapsulação ou em altas temperaturas, um componente orgânico no composto de perovskita orgânico-inorgânico é dissolvido na camada de resina de encapsulação tal que o composto de perovskita orgânico-inorgânico é degradado (degradação inicial, degradação em alta temperatura). Em contraste, na célula solar da presente invenção, o ajuste do parâmetro de solubilidade (valor de SP) da resina incluída na camada de resina de encapsulação (daqui por diante, também referida simplesmente como “resina de encapsulação”) dentro da faixa acima pode evitar a eluição de um componente orgânico no composto de perovskita orgânico-inorgânico durante a encapsulação ou em altas temperaturas e assim evitar a degradação da camada de conversão fotoelétrica, até quando o composto de perovskita orgânico-inorgânico é usado na ca-mada de conversão fotoelétrica.

[0048] Quando a resina de encapsulação tem um parâmetro de solubilidade (valor de SP) de 10 ou menos, a eluição do componente orgânico no composto de perovskita orgânico-inorgânico durante a en- capsulação ou em altas temperaturas é inibida, suprimindo dessa maneira a degradação da camada de conversão fotoelétrica. Para intensificar mais a durabilidade em altas temperaturas da célula solar, o limite superior do parâmetro de solubilidade (valor de SP) da resina de en- capsulação é de preferivelmente 9,5, mais preferivelmente 9.

[0049] O parâmetro de solubilidade (valor de SP) da resina de en- capsulação é preferivelmente de 6 ou mais. Quando o parâmetro de solubilidade (valor de SP) é de 6 ou mais, mais resinas são selecionáveis e tal resina é mais fácil de moldar. O limite inferior do parâmetro de solubilidade (valor de SP) da resina de encapsulação é mais preferivelmente de 6,5, ainda mais preferivelmente 7, particularmente preferivelmente 7,5.

[0050] O valor de SP é chamado de parâmetro de solubilidade e é um índice capaz de mostrar a facilidade da dissolução. O valor de SP, aqui, pode ser determinado por um método proposto por Fedors (R.F. Fedors, Polym. Eng. Sci., 14 (2), 147-154 (1974)) e calculado de acordo com a equação (1) dada abaixo, com base na energia de evaporação (Δecoh) (cal/mol) e volume molar (Δv) (cm3/mol) de cada grupo atômico nas unidades de repetição. Na equação (1), δ representa o valor de SP (cal/mol)1/2.

[0051] Os valores descritos em J. Brandrup et al., "Polymer Handbook, Fourth Edition", volume 2 podem ser usados como Δecoh e Δv.

[0052] No caso de Tg > 25°C, 2n (n representa o número de átomos da cadeia principal) em n > 3 ou 4n em n < 3 são adicionados a Δv para o cálculo.

[0053] O valor de SP do copolímero pode ser calculado de acordo com a equação (2) dada abaixo, usando o valor de SP calculado de cada unidade de repetição isolada no copolímero e a sua fração de volume. Na equação (2), δcop representa o valor de SP do copolíme- ro, Φ1 e Φ2 representam as respectivas frações de volume das unidades de repetição 1 e 2 e δ1 e δ2 representam os respectivos valores de SP das unidades de repetição 1 e 2, cada um calculado isoladamente.

[0054] A resina de encapsulação não está limitada e pode ser, por exemplo, uma resina de silicone (valor de SP: cerca de 7,5), resina de poliolefina (valor de SP: cerca de 8), borracha de butila (valor de SP: cerca de 8), resina de Teflon (®) (valor de SP: cerca de 7,5), polisobu- tileno (valor de SP: cerca de 7,5), ou resina de acrílico (valor de SP: cerca de 9,5). Em particular, a resina de encapsulação é preferivelmente uma resina de silicone, resina de poliolefina, borracha de butila ou polisobutileno por que elas possuem um valor de SP em uma posição favorável.

[0055] As resinas epóxi que são comumente usadas como uma resina de encapsulação para células solares possuem um parâmetro de solubilidade (valor de SP) de cerca de 10,5, o que não está dentro da faixa acima do parâmetro de solubilidade (valor de SP).

[0056] O valor de SP da resina de encapsulação é ajustado dentro de uma faixa favorável pela mistura de dois materiais com valores de SP diferentes dentro de uma faixa apropriada, pela seleção do monô- mero que possua um arcabouço apropriado para um monômero usado na polimerização ou pela reação de adição de um composto reativo que possua o arcabouço apropriado.

[0057] A resina de encapsulação pode ser uma resina obtida pela formação de um composto que possui um grupo funcional reativo no filme e reticulando o grupo funcional reativo usando um agente de reti- culação. Nesse caso, o ajuste do número de grupos funcionais reativos pode suprimir a degradação (degradação inicial) da célula solar durante a encapsulação, devido ao encolhimento pela cura que acompanha a reação de reticulação, melhorando dessa maneira a resistência à pulverização.

[0058] Exemplos de grupo funcional reativo incluem grupos epóxi, hidróxi, carboxila, alquenila e isocianato.

[0059] O limite inferior da espessura da resina de encapsulação é preferivelmente de 100 nm e o seu limite superior é preferivelmente de 100.000 nm. O limite inferior é mais preferivelmente de 500 nm e o seu limite superior é mais preferivelmente de 50.000 nm. O limite inferior é ainda mais preferivelmente de 1000 nm e o seu limite superior é ainda mais preferivelmente de 20.000 nm.

[0060] Preferivelmente, a célula solar da presente invenção inclui ainda uma camada inorgânica entre o laminado e a resina de encapsu- lação ou sobre a resina de encapsulação. Possuindo uma elevada propriedade de barreira ao vapor d’água, a camada inorgânica pode suprimir ainda a penetração de umidade no interior e pode, portanto, melhorar ainda mais a durabilidade da célula solar.

[0061] O óxido de metal, nitreto de metal ou oxinitreto de metal não são particularmente limitados desde que eles tenham uma propri- edade de barreira para o vapor d’água. Exemplos desses incluem um óxido, nitreto ou oxinitreto de Si, Al, Zn, Sn, In, Ti, Mg, Zr, Ni, Ta, W, Cu ou uma liga contendo dois ou mais desses. Entre esses, um óxido, nitreto ou oxinitreto de Si, Al, Zn ou Sn são preferidos e um óxido, ni- treto ou oxinitreto de Zn, ou Sn são mais preferidos. Um óxido, nitreto ou oxinitreto de elementos de metal, incluindo ambos os elementos de metal Zn e Sn, são adicionalmente preferidos, devido a uma propriedade de barreira para o vapor d’água particularmente alta e uma plasticidade que pode ser transmitida à camada inorgânica.

[0062] Entre outros, o óxido de metal, nitreto de metal ou oxinitreto de metal, é particularmente preferido um óxido de metal representado pela fórmula ZnaSnbOc. Nessa fórmula, a, b e c representam, cada um, um número inteiro positivo.

[0063] O uso de um óxido de metal representado pela fórmula ZnaSnbOc na camada inorgânica transmite uma flexibilidade moderada à camada inorgânica, por que o óxido de metal contém um átomo de estanho (Sn), tal que o estresse está diminuído mesmo quando a espessura da camada inorgânica está aumentada. Portanto, a descama- ção da camada inorgânica, eletrodo, camada semicondutora e semelhantes pode ser suprimida. Isso pode intensificar a propriedade de barreira de vapor d’água da camada inorgânica e aperfeiçoar mais a durabilidade da célula solar. Enquanto isso, a camada inorgânica pode exercer uma propriedade de barreira particularmente elevada pelo fato dela conter o óxido de metal que contém um átomo de zinco (Zn).

[0064] Na camada de óxido de metal representado pela fórmula ZnaSnbOc, a proporção de Xs (% em peso) de Sn para a soma total de Zn e Sn preferivelmente satisfaz 70 > Xs >0. O valor de Y, representado por Y = c / (a + 2b), preferivelmente também satisfaz 1,5 > Y > 0,5.

[0065] As proporções dos elementos de zinco (Zn), estanho (Sn) e oxigênio (O) contidos no óxido de metal representado pela fórmula ZnaSnbOc na camada inorgânica, podem ser medidas usando um analisador de superfície de espectroscopia por foto-emissão de raios X (XPS) (por exemplo, ESCALAB-200R disponibilizado por VG Scientific).

[0066] Preferivelmente, a camada inorgânica que contém o óxido de metal representado pela fórmula ZnaSnbOc, contém ainda silício (Si) e/ou alumínio (Al).

[0067] A adição de silício (Si) e/ou alumínio (Al) à camada inorgânica pode intensificar a transparência da camada inorgânica e melhorar a eficiência de conversão fotoelétrica da célula solar.

[0068] O limite inferior da espessura da camada inorgânica é de preferivelmente 30 nm e o limite superior dessa é de preferivelmente 3000 nm. Quando a espessura é de 30 nm ou mais, a camada inorgânica pode ter uma propriedade de barreira para o vapor d’água adequada, melhorando a durabilidade da célula solar. Quando a espessura é de 3000 nm ou menos, apenas um pequeno estresse é gerado mesmo quando a espessura da camada inorgânica está aumentada. Portanto, a descamação da camada inorgânica, eletrodo, camada se- micondutora e semelhantes pode ser suprimida. O limite inferior da espessura é mais preferivelmente de 50 nm e o limite superior dessa é mais preferivelmente de 1000 nm. O limite inferior da espessura é ainda mais preferivelmente de 100 nm e o limite superior dessa é ainda mais preferivelmente de 500 nm.

[0069] A espessura da camada inorgânica pode ser medida usando um instrumento de medida de espessura de filme do tipo de interferência óptica (por exemplo, FE-3000 disponibilizado por Otsuka Electronics Co., Ltd).

[0070] Na célula solar da presente invenção, a resina de encapsu- lação pode ser revestida adicionalmente com, por exemplo, um material adicional tal como uma folha de vidro, filme de resina, filme de re sina revestido com um material inorgânico ou folha de metal (por exemplo, alumínio). Especificamente, a célula solar da presente invenção pode ser configurada tal que a encapsulação, preenchimento ou a ligação entre o laminado e o material adicional são obtidos pela resina de encapsulação. Isso pode bloquear suficientemente o vapor d’água mesmo quando um pequeno orifício está presente na resina de encap- sulação e pode melhorar adicionalmente a durabilidade da célula solar em alta temperatura e alta umidade. Entre esses, um filme de resina revestido com um material inorgânico é mais preferivelmente disposto sobre ela.

[0071] A Fig. 2 é um corte transversal que ilustra esquematicamente uma célula solar exemplificadora da presente invenção.

[0072] Na célula solar 1 mostrada na Fig. 2, um laminado que possui sobre um substrato 6, um eletrodo 2, um contraeletrodo 3 e uma camada de conversão fotoelétrica 4 dispostos entre o eletrodo 2 e o contraeletrodo 3 é encapsulado com uma camada de resina de encap- sulação 5 que cobre o contraeletrodo 3. Nesse contexto, as porções finais da camada de resina de encapsulação 5 são fechadas pelo contato íntimo com o substrato 6. Na célula solar 1 mostrada na Fig. 2, o contraeletrodo 3 é um eletrodo modelado. Uma camada inorgânica (não mostrada) pode ser disposta entre o laminado e a resina de en- capsulação 5 ou sobre a resina de encapsulação 5.

[0073] Exemplos do método para a produção da célula solar da presente invenção incluem, mas não são particularmente limitados a um método que envolve formar o eletrodo, a camada de conversão fotoelétrica e o contraeletrodo nessa ordem sobre o substrato para preparar um laminado, depois encapsular o laminado com a resina de encapsulação e posteriormente revestir a resina de encapsulação com uma camada inorgânica.

[0074] Exemplos do método para a formação da camada de con- versão fotoelétrica incluem, mas não são particularmente limitados a um método de deposição de vapor, um método de pulverização catódica, um método de deposição de vapor químico (CVD), um método de deposição eletroquímica e um método de impressão. Entre esses, o emprego de um método de impressão permite a formação simples de uma célula solar com uma grande área, que pode exibir alta eficiência de conversão fotoelétrica. Exemplos do método d e impressão incluem um método de revestimento por centrifugação e um método de moldagem. Exemplos do método que usa o método da impressão incluem um método de rolo a rolo.

[0075] Exemplos do método de encapsulação do laminado com a resina de encapsulação incluem, mas não são particularmente limitados a um método que envolve lacrar o laminado que usa uma resina de encapsulação em forma de folha, um método que envolve aplicar uma solução de resina de encapsulação que contém a resina de en- capsulação dissolvida em um solvente orgânico ao laminado, um método que envolve aplicar um composto que possui um grupo funcional reativo a ser encapsulado pela resina de encapsulação ao laminado, seguido pela reticulação ou polimerização do composto que possui um grupo reativo funcional usando calor, UV ou semelhantes e um método que envolve fundir a resina de encapsulação sob aquecimento, seguido pelo resfriamento.

[0076] O método para revestir a resina de encapsulação com a camada inorgânica é preferivelmente um método de deposição a vácuo, um método de pulverização catódica, um método de deposição de vapor químico (CVD) ou um método de metalização iônica. Entre esses, um método de pulverização catódica é preferível para formar uma camada densa. O método de pulverização é mais preferivelmente um método de pulverização catódica com um magnetron DC.

[0077] No método da pulverização catódica, a camada inorgânica pode ser formada pela deposição dos materiais brutos incluindo um metal alvo e gás oxigênio ou nitrogênio sobre a resina de encapsula- ção para a formação do filme. - Efeitos Vantajosos da Invenção

[0078] A presente invenção pode fornecer uma célula solar que é excelente na eficiência de conversão fotoelétrica, sofre pouca degradação durante a encapsulação (degradação inicial) e tem durabilidade em alta temperatura.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0079] A Fig. 1 é uma vista esquemática que ilustra uma estrutura cristalina exemplificadora do composto de perovskita orgânico- inorgânico.

[0080] A Fig. 2 é um corte transversal que ilustra esquematicamente uma célula solar exemplificadora da presente invenção.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES

[0081] Daqui por diante a presente invenção será descrita em mais detalhes com referência aos Exemplos. Entretanto, a presente invenção não pretende ser limitada por esses Exemplos. Exemplo 1 Preparação de um laminado

[0082] Um filme FTO que possui uma espessura de 1000 nm foi formado como um eletrodo sobre um substrato de vidro, lavado ultras- sonicamente com água pura, acetona e metanol, por q0 minutos cada um na ordem determinada e depois seco.

[0083] Uma solução em etanol de isopropóxido de titânio ajustada para 2% foi aplicada sobre a superfície do filme de FTO pelo método de revestimento por centrifugação e depois queimada a 400°C por 10 minutos para formar uma camada de transporte de elétron em forma de filme que possui uma espessura de 20 nm. Uma pasta de óxido de titânio contendo metacrilato de poli-isobutila como um ligante orgânico e óxido de titânio (mistura de pós que possuem tamanhos médios de partícula de 10 nm e 30 nm) foi aplicada adicionalmente sobre a camada de transporte de elétron em forma de filme fino pelo método de revestimento por centrifugação e depois queimada a 500°C por 10 minutos para formar uma camada de transporte de elétron porosa que possui uma espessura de 500 nm.

[0084] Subsequentemente, CH3NH3I e PbI2 foram dissolvidos em uma proporção molar de 1:1 em N,N-dimetilformamida (DMF) como um solvente para preparar uma solução para a formação do composto de perovskita orgânico-inorgânico que possui uma concentração total de CH3NH3I e PbI2 de 20% em peso. Essa solução foi aplicada sobre a camada de transporte de elétron pelo método de revestimento por centrifugação para formar uma camada de conversão fotoelétrica.

[0085] Adicionalmente, espiro-OMeTAD 68 mM (que possui um arcabouço de espirobifluoreno), terc-butilpiridina 55 mM e sal de bis(trifluormetilsufonil)imida de lítio foram dissolvidos em 25 μL de clo- robenzeno para preparar uma solução. Essa solução foi aplicada em uma espessura de 300 nm sobre a camada de conversão fotoelétrica pelo método de revestimento por centrifugação para formar uma camada de transporte de lacuna. Um filme de ouro que possui uma espessura de 100 nm foi formado como um contraeletrodo sobre a camada de transporte de lacuna pela deposição a vácuo para obter um laminado. Vedação de um laminado

[0086] O laminado obtido foi adicionalmente laminado com uma folha de alumínio, sobre a qual uma resina de poli-isobutileno (OPPANOL 100 disponibilizado por BASF SE, valor de SP de 7,2) foi empilhada até uma espessura de 10 μm a 100°C. Uma célula solar foi assim preparada. Exemplos 2 a 5

[0087] Uma célula solar foi obtida da mesma maneira como no Exemplo 1, exceto que na preparação do laminado, os componentes contidos na solução para a formação do composto de perovskita orgânico-inorgânico foram alterados para formar uma camada de conversão fotoelétrica (composto de perovskita orgânico-inorgânico) mostrado na Tabela 1.

[0088] No Exemplo 2, CH3NH3Br, CH3NH3I, PbBr2, e PbI2 foram dissolvidos em uma proporção molar de 1:2:1:2 em N,N- dimetilformamida (DMF) como solvente. No Exemplo 3, CH3NH3I e PbCl2 foram dissolvidos em uma proporção molar de 3:1 em N,N- dimetilformamida (DMF) como solvente. No Exemplo 4, CH3NH3Br e PbBr2 foram dissolvidos em uma proporção molar de 1:1 em N,N- dimetilformamida (DMF) como solvente. No Exemplo 5, CH3(NH3)2I e PbI2 foram dissolvidos em uma proporção molar de 1:1 em N,N- dimetilformamida (DMF) como solvente. Exemplos 6 a 10

[0089] Uma célula solar foi obtida da mesma maneira como no Exemplo 1, exceto que uma resina de encapsulação (valor de SP) como especificada na Tabela 1 foi usada.

[0090] No Exemplo 6, uma resina de silicone foi usada como uma resina de encapsulação. A resina de silicone foi curada pelo aquecimento a 120°C depois da laminação. No Exemplo 7, uma resina de polietileno (disponibilizada por Wako Pure Chemical Industries, Ltd. valor de SP de 8,6) foi usada. No Exemplo 8, uma resina de polibuta- dieno (disponibilizada por Wako Pure Chemical Industries, Ltd. valor de SP de 8,4) foi usada. No Exemplo 9, uma mistura de 4 mol% de um peróxido (PERCUMYL D, disponibilizado por NOF Corporation) como um agente de cura e metacrilato de etila (disponibilizado por Kyoeisha Chemical Co., Ltd., LIGHT ESTER E, valor de SP 9,4) foi usado. A mistura foi curada pelo aquecimento a 120°C por uma hora depois da laminação. No Exemplo 10, polimetil metacrilato (PMMA) (disponibilizado por Wako Pure Chemical Industries, Ltd., valor de SP de 9,6) foi usado.

[0091] A resina de silicone foi preparada pela polimerização como descrito abaixo.

[0092] Um frasco com separação de 1000 mL equipado com um termômetro, um dispositivo de gotejamento e um agitador foi carregado com 164,1 g de dimetildimetoxisilano, 6,6 g de metil vinil dimetoxisi- lano e 4,7 g de 1,3-divinil-1,1,3,3-tetrametildissiloxano e eles foram agitados a 50°C. À mistura, foi lentamente gotejada uma solução preparada pela dissolução de 2,2 g de hidróxido de potássio em 35,1 g de água. Depois do gotejamento, a mistura foi agitada a 50°C por seis horas para ser reagida. Uma solução de reação foi então obtida. Depois, os componentes voláteis foram removidos pela despressurização e 2,4 g de ácido acético foram adicionadas a solução de reação. A solução de reação resultante foi aquecida sob pressão reduzida. Depois, o acetato de potássio foi filtrado, preparando dessa maneira o polímero A.

[0093] Separadamente, um frasco com separação de 1000 mL equipado com um termômetro, um dispositivo de gotejamento e um agitador foi carregado com 80,6 g de dimetildimetoxissilano e 45 g de 1,1,3,3-tetrametildissiloxano e eles foram agitados a 50°C. À mistura, foi lentamente gotejada uma solução preparada pela mistura de 100 g de ácido acético com 27 g de água. Depois do gotejamento, a mistura foi agitada a 50°C por seis horas para ser reagida. Uma solução de reação foi então obtida. Depois, os componentes voláteis foram removidos pela despressurização preparando assim o polímero. O polímero obtido foi misturado com 150 g de hexano e 150 g de acetato de etila e lavado com 300 g de água de troca de íon dez vezes. Os componentes voláteis foram removidos pela despressurização preparando assim o polímero B.

[0094] Uma quantidade de 90 partes em peso do polímero A, 12 partes em peso do polímero B e 0,2% em peso de um catalisador da hidrosililação (complexo de platina-1,2-divinil-1,1,3,3- tetrametildissiloxano) foram misturadas para preparar a resina de silicone. Exemplos 11 a 13

[0095] Uma célula solar foi obtida da mesma maneira como no Exemplo 1, exceto que a laminação com a folha de alumínio, sobre a qual uma resina de encapsulação foi empilhada, foi realizada depois da formação de uma camada inorgânica como mostrado na Tabela 1. (Método para a formação de uma camada inorgânica)

[0096] O laminado obtido foi ajustado sobre um suporte de substrato de um dispositivo de pulverização catódica. Em adição, uma liga alvo de Zn-Sn (Zn:Sn = 95:5 (% em peso)) foi montada sobre o catodo A do dispositivo de pulverização catódica e um alvo de Si foi montada sobre o catodo B do dispositivo de pulverização catódica. Uma câmara para a formação de filme do dispositivo de pulverização catódica foi evacuada usando uma bomba de vácuo para reduzir a pressão para 5,0 x 10-4 Pa. Depois, a pulverização foi realizada sob a condição A de pulverização catódica para formar um filme fino de ZnSnO(Si) como uma camada inorgânica sobre o laminado (célula solar de perovskita). Condição de pulverização catódica A

[0097] Taxa de fluxo de gás argônio: 50 sccm, taxa de fluxo de gás oxigênio: 50 sccm; potência de saída: catodo A = 500 W, catodo B = 1500 W.

[0098] No caso onde foi formada uma camada inorgânica de SiO2, um alvo de Si foi usado como um alvo de metal. No caso onde foi formada uma camada inorgânica de SnO2, um alvo de Sn foi usado como um alvo de metal. Exemplo 14

[0099] Uma célula solar foi obtida da mesma maneira como no Exemplo 1, exceto que uma resina de encapsulação (valor de SP) como especificada na Tabela 1 foi usada para a encapsulação do laminado.

[00100] No Exemplo 14, uma solução de um polímero de metacrila- to de isobornila (LIGHT ESTER IB-X, disponibilizado por Kyoeisha Chemical Co., Ltd) em ciclohexano foi aplicada usando uma lamina raspadora ao laminado (célula solar de perovskita) para empilhar uma resina de encapsulação até uma espessura de 10 μm e o solvente foi seco a 100°C por 10 minutos. Depois um filme fino de ZnSnO (Si) foi formado como uma camada inorgânica da mesma maneira como no Exemplo 11. Exemplo 15

[00101] Uma célula solar foi preparada da mesma maneira como no Exemplo 1, exceto que a estrutura da célula solar como mostrada na Tabela 1 foi empregada na encapsulação do laminado.

[00102] No Exemplo 15, uma solução de poli-isobutileno em ciclo- hexano foi aplicada ao laminado usando uma lamina raspadora ao laminado (célula solar de perovskita) para empilhar uma resina de en- capsulação até uma espessura de 10 μm e o solvente foi seco a 100°C por 10 minutos. Exemplos 16 e 17

[00103] Uma célula solar foi preparada da mesma maneira como no Exemplo 1, exceto que a estrutura da célula solar como mostrada na Tabela 1 foi empregada na encapsulação do laminado.

[00104] No Exemplo 16, uma solução de resina de norborneno (TOPAS6013, disponibilizado por Polyplastics Co., Ltd.) em ciclohexa- no foi aplicada ao laminado usando uma lamina raspadora ao laminado (célula solar de perovskita) para empilhar uma resina de encapsu- lação até uma espessura de 10 μm e o solvente foi seco a 100°C por 10 minutos. No Exemplo 17, uma solução de um polímero de metacri- lato de isobornila (LIGHT ESTER IB-X, disponibilizado por Kyoeisha Chemical Co., Ltd) em ciclohexano foi aplicada usando uma lamina raspadora ao laminado (célula solar de perovskita) para empilhar uma resina de encapsulação até uma espessura de 10 μm e o solvente foi seco a 100°C por 10 minutos. Exemplos Comparativos 1 a 3

[00105] Uma célula solar foi preparada da mesma maneira como no Exemplo 1, exceto que, como a resina de encapsulação para encapsu- lação do laminado, álcool polivinílico (PVA) (disponibilizado por Wako Pure Chemical Industries, Ltd., 160-11485, valor de SP de 14,1), polí-mero epóxi de bisfenol A (disponibilizado por Mitsubishi Chemical Corporation, EPIKOTE 828, valor de SP de 10,8), ou uma resina fenólica (disponibilizado por Dainippon Ink and Chemicals, TD-2090, valor de SP de 13,5) foram usados. O polímero epóxi de bisfenol A e a resina fenólica foram misturados com 2-etil-4-metilimidazol e hexametilenote- tramina, respectivamente, cada um em uma quantidade de 4% em peso como agente de cura e curados a 120°C por uma ho ra depois da laminação. Exemplo Comparativo 4

[00106] Uma célula solar foi preparada da mesma maneira como no Exemplo 1, exceto que a encapsulação do laminado não foi realizada. Avaliação

[00107] As células solares obtidas nos Exemplos e nos Exemplos Comparativos foram avaliadas como descrito abaixo. (1) Degradação durante a encapsulação (degradação inicial)

[00108] Uma fonte de força (modelo 236, disponibilizado por Keith- ley Instruments, Inc.) foi conectada entre os eletrodos na célula solar imediatamente depois da encapsulação. A eficiência de conversão fo- toelétrica foi medida usando um simulador solar (disponibilizado por Yamashita Denso Corp.) que possui uma intensidade de 100 mW/cm2, para determinar o valor da eficiência de conversão fotoelétrica imediatamente depois da encapsulação/eficiência de conversão inicial.

[00109] o (Boa): O valor da eficiência de conversão fotoelétrica imediatamente depois da encapsulação/eficiência de conversão inicial era de 0,5 ou mais.

[00110] X (Ruim): O valor da eficiência de conversão fotoelétrica imediatamente depois da encapsulação/eficiência de conversão inicial era menor do que 0,5. (2) Durabilidade em Alta temperatura

[00111] A célula solar foi deixada por 24 horas sob a condição de 100°C ou por 72 horas sob a condição de 120°C para conduzir um teste de durabilidade em altas temperaturas. Uma fonte de força (modelo 236, disponibilizado por Keithley Instruments, Inc.) foi conectada entre os eletrodos na célula solar imediatamente depois do teste de durabilidade. A eficiência de conversão fotoelétrica foi medida usando um simulador solar (disponibilizado por Yamashita Denso Corp.) que possui uma intensidade de 100 mW/cm2, e o valor da eficiência de conversão fotoelétrica imediatamente depois do teste de durabilidade/ eficiência de conversão fotoelétrica imediatamente depois da encapsulação foi determinada.

[00112] o (Boa): O valor da eficiência de conversão fotoelétrica depois do teste de durabilidade/ eficiência de conversão fotoelétrica imediatamente depois da encapsulação era de 0,5 ou mais.

[00113] Δ (Média): O valor da eficiência de conversão fotoelétrica depois do teste de durabilidade/ eficiência de conversão fotoelétrica imediatamente depois da encapsulação era de 0,2 ou mais e menos do que 0,5.

[00114] X (Ruim): O valor da eficiência de conversão fotoelétrica depois do teste de durabilidade/ eficiência de conversão fotoelétrica imediatamente depois da encapsulação era menor do que 0,2. (3) Durabilidade em alta umidade

[00115] A célula solar foi deixada por 24 horas sob condições de 30°C e 80% para realizar um teste de durabilidade em alta umidade. Uma fonte de força (modelo 236, disponibilizado por Keithley Instruments, Inc.) foi conectada entre os eletrodos na célula solar imediatamente depois da encapsulação. A eficiência de conversão fotoelétrica foi medida usando um simulador solar (disponibilizado por Yamashita Denso Corp.) que possui uma intensidade de 100 mW/cm2, para de-terminar o valor da eficiência de conversão fotoelétrica imediatamente depois do teste de durabilidade / eficiência de conversão fotoelétrica imediatamente depois da encapsulação.

[00116] ooo (Excepcional): O valor da eficiência de conversão foto- elétrica depois do teste de durabilidade / eficiência de conversão fotoe- létrica imediatamente depois da encapsulação era de 0,95 ou mais.

[00117] oo (Excelente): O valor da eficiência de conversão fotoelé- trica depois do teste de durabilidade / eficiência de conversão fotoelé- trica imediatamente depois da encapsulação era de 0,9 ou mais e menos do que 0,95.

[00118] o (Boa): O valor da eficiência de conversão fotoelétrica depois do teste de durabilidade / eficiência de conversão fotoelétrica imediatamente depois da encapsulação era de 0,5 ou mais e menos do que 0,9.

[00119] x (Ruim): O valor da eficiência de conversão fotoelétrica depois do teste de durabilidade / eficiência de conversão fotoelétrica imediatamente depois da encapsulação era menor do que 0,5. 1) 100°C 24 h 2) 120°C 72 h

APLICABILIDADE INDUSTRIAL

[00120] A presente invenção pode fornecer uma célula solar que é excelente na eficiência de conversão fotoelétrica, sofre pouca degradação durante a encapsulação (degradação inicial) e tem durabilidade em alta temperatura. LISTA DE SINAIS DE REFERÊNCIA 1: célula solar 2: eletrodo 3: contraeletrodo (eletrodo modelado) 4: camada de conversão fotoelétrica 5: camada de resina de encapsulação 6: substrato

Claims (1)

1. Célula solar (1), caracterizada pelo fato de que compreende: um laminado que possui um eletrodo (2), um contraeletrodo (3) tendo uma estrutura padronizada e uma camada de conversão fotoelétrica (4) disposta entre o eletrodo (2) e o contraeletrodo (3); uma camada de resina de encapsulação (5) que reveste o contraeletrodo (3) para encapsular o laminado; e contatos diretos da camada de conversão fotoelétrica (4) com a camada de resina de encapsulamento (5) permitidos devido à estrutura padronizada, a camada de conversão fotoelétrica incluindo um composto de perovskita orgânico-inorgânico representado pela fórmula: R-M-X3, R representando uma molécula orgânica, M representando um átomo de metal, X representando um átomo de halogênio ou um átomo de calcogênio, a camada de resina de encapsulação (5) incluindo uma resina que possui um parâmetro de solubilidade, isto é, um valor de SP de 7,4 ou menos e, em que a célula solar inclui ainda uma camada inorgânica sobre a camada de resina de encapsulação, e a camada inorgânica contém um óxido de metal, um nitreto de metal ou um oxinitreto de metal.