CN102576804A - 有机光电转换元件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供电特性优异的有机光电元件。有机光电转换元件(10)为具有包括第1电极(32)和第2电极(34)的一对电极、以及在上述一对电极间夹持的活性层(40)的有机光电转换元件，其中，上述一对电极中的任意一方电极包含碱金属盐或碱土金属盐、和导电体。
Description
技术领域
本发明涉及有机光电转换元件及其制造方法。
背景技术
有机光电转换元件通常通过包含如下工序的制造方法制造，即(1)准备基板的工序、(2)在基板上形成第1电极的工序、(3)在第1电极上形成第1电荷输送层的工序、(4)在第1电荷输送层上形成活性层的工序、(5)在活性层上形成第2电荷输送层的工序、以及(6)在第2电荷输送层上形成第2电极的工序。
特别是活性层由于含有受电子性化合物、供电子性化合物之类的有机化合物，因而不耐高温，并且存在由于后续的电荷输送层形成工序、例如铝电极之类的电极形成工序中的蒸镀工序之类的高温加工，导致电特性劣化、或者有机化合物分解而丧失功能的情况。
对于具有含有有机化合物的活性层和设置于该活性层上的铝电极的有机光电转换元件的材料涉及的化学劣化、功能劣化，进行了各种研究(参照非专利文献1。)。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：Solar Energy Materials and Solar Cells 92(2008)686
发明内容
然而，在上述需要以往的高温下的成膜工序的有机光电转换元件的情况下，存在活性层之类的功能层所含有的有机化合物通过热而分解的情况。其结果存在引起有机光电转换元件工作不良的情况。
另外，在利用蒸镀等进行成膜的情况下，真空系统的设备之类的大规模且高价的设备成为必需。因此存在制造工序变繁杂、制造成本增加的情况。
本发明人等对于有机光电转换元件及其制造方法进行深入研究，从而完成本发明。
即本发明提供下述的有机光电转换元件及其制造方法。
〔1〕一种有机光电转换元件，其为具有由第1电极和第2电极构成的一对电极、以及在上述一对电极间夹持的活性层的有机光电转换元件，其中，上述一对电极中的任意一方电极包含碱金属盐或碱土金属盐、和导电体。
〔2〕一种有机光电转换元件，其为具有由第1电极和第2电极构成的一对电极、以及在上述一对电极间夹持的活性层的有机光电转换元件，其中，上述一对电极中的任意一方电极由包含碱金属盐或碱土金属盐的金属盐层与包含导电体的导电体层层叠而构成，并且该金属盐层与上述活性层接合。
〔3〕根据〔1〕或〔2〕所述的有机光电转换元件，导电体为选自Al、Ag、Au、Cu、Sn及Zn所组成的组中的1种以上的金属。
〔4〕根据〔1〕～〔3〕中任一项所述的有机光电转换元件，导电体为直径100nm以下的纳米粒子。
〔5〕根据〔1〕～〔3〕中任一项所述的有机光电转换元件，导电体为纤维状粒子。
〔6〕根据〔1〕～〔5〕中任一项所述的有机光电转换元件，碱金属盐为Li、Na、K或Cs的金属盐。
〔7〕根据〔1〕～〔5〕中任一项所述的有机光电转换元件，碱土金属盐为选自Ca、Mg、Sr、Ba所组成的组中的任一个金属的金属盐。
〔8〕根据〔1〕～〔7〕中任一项所述的有机光电转换元件，碱金属盐及碱土金属盐为选自氯化物、氟化物、溴化物、醋酸盐、草酸盐及碳酸盐所组成的组中的任一种盐。
〔9〕根据〔1〕～〔8〕中任一项所述的有机光电转换元件，碱金属盐及碱土金属盐为粒子直径100nm以下的盐。
〔10〕根据〔1〕～〔9〕中任一项所述的有机光电转换元件，活性层包含富勒烯衍生物。
〔11〕一种有机光电转换元件的制造方法，其为具有由第1电极和第2电极构成的一对电极、以及在上述一对电极间夹持的活性层的有机光电转换元件的制造方法，其包括如下工序：在上述活性层上涂布包含碱金属盐或碱土金属盐、和导电体及溶剂的涂布液而形成上述电极中的任意一方电极。
〔12〕一种有机光电转换元件的制造方法，其为具有由第1电极和第2电极构成的一对电极、以及在上述一对电极间夹持的活性层的有机光电转换元件的制造方法，其包括如下工序：在上述活性层上涂布包含碱金属盐或碱土金属盐、和溶剂的涂布液而形成金属盐层的工序；以及在上述金属盐层上形成包含导电体和溶剂的导电体层的工序。
附图说明
图1为表示第1实施方式的有机光电转换元件的构成的概略截面图。
图2为表示第2实施方式的有机光电转换元件的构成的概略截面图。
符号说明
10：有机光电转换元件
20：基板
32：第1电极
34：第2电极
34a：金属盐层
34b：导电体层
40：活性层
具体实施方式
以下，参照附图对本发明进行详细说明。另外，在以下说明中，各图只不过是以能够理解发明的程度地概略表示构成要素的形状、大小及配置，并非由此特别限定本发明。另外，各图中，对于同样的构成成分附上同样的符号表示，有时省略其重复说明。
(第1实施方式)
<有机光电转换元件>
第1实施方式的有机光电转换元件，其特征在于，其具有由第1电极和第2电极构成的一对电极、以及在一对电极间夹持的活性层，其中，这一对电极中的任意一方电极包含碱金属盐或碱土金属盐、和导电体。
首先，对于有机光电转换元件的构成，参照图1进行说明。
图1为表示第1实施方式的有机光电转换元件的构成的概略截面图。
如图1所示，有机光电转换元件10具有由第1电极32和第2电极34组成的一对电极、以及在一对电极间夹持的活性层40。这些第1电极32、活性层40、第2电极34设置于基板20上。
该一对电极中的至少光入射侧的电极、即至少一方的电极被制成能够使发电所需的波长的入射光(太阳光)透过的透明或半透明的电极。
有机光电转换元件具有由第1电极32和第2电极34组成的一对电极、以及在该一对电极间夹持的活性层40。第1电极32和第2电极34的极性只要是与元件结构相对应的任意适合的极性即可，下面对以第1电极32作为阳极、且以第2电极34作为阴极的例子进行说明，也可以是以第1电极32作为阴极、且以第2电极34作为阳极。
第1实施方式的第1电极32或第2电极34的构成为包含碱金属盐或碱土金属盐、和导电体作为材料的电极。
该例子中以阴极即第2电极34作为包含碱金属盐或碱土金属盐、和导电体作为材料的电极。
作为电极材料即导电体，优选可列举出选自铝(A1)、银(Ag)、金(Au)、铜(Cu)、锡(Sn)及锌(Zn)所组成的组中的1种以上的金属。
该导电体优选为直径100nm以下的纳米粒子。这里，纳米粒子是指直径为100nm以下的粒子。作为纳米粒子，从进一步使烧结温度低温化的观点出发，优选直径为50nm以下。另外，作为纳米粒子，从保管时和涂布工序时非加热工序中的纳米粒子的稳定性的观点出发，优选直径为5nm以上。
另外，导电体优选为纤维状粒子。这里，纤维状粒子是指由纤维直径与纤维长度之比组成的长径比为10以上100000以下的粒子。从导电性的观点出发，纤维状粒子优选长径比为100以上。纤维状粒子由于在其凝集体的内部具有多个间隙(空隙)，因而能够与碱金属盐或碱土金属盐均匀混合。从在更低温下进行烧结的观点出发，纤维状粒子优选纤维直径为100nm以下。
进一步，导电体优选为上述纳米粒子与上述纤维状粒子的混合物。进一步，还可以是导电体为纳米粒子且为纤维状粒子的情况。
该电极所含的碱金属盐优选为锂(Li)、钠(Na)、钾(K)或铯(Cs)的金属盐。
另外，该电极所含的碱土金属盐优选为选自钙(Ca)、镁(Mg)、锶(Sr)、钡(Ba)所组成的组中的任一种盐。
该电极所含的碱金属盐和碱土金属盐均优选为选自氯化物、氟化物、溴化物、醋酸盐、草酸盐及碳酸盐所组成的组中的任一种盐。
碱金属盐和碱土金属盐优选为粒子直径100nm以下的盐。
对于与包含上述的碱金属盐或碱土金属盐、和导电体作为材料的第1实施方式的电极相对置的另一方电极进行说明。
作为透明或半透明的电极，可列举出导电性的金属氧化物膜、半透明的金属薄膜等。具体来说，作为电极使用由氧化铟、氧化锌、氧化锡、及这些的复合体即铟锡氧化物(有时称为ITO。)、铟锌氧化物等组成的导电性材料而制成的膜；NESA(透明导电膜)等金、铂、银、铜等的膜，优选ITO、铟锌氧化物、氧化锡的膜。作为电极的制作方法的例子，可列举出真空蒸镀法、溅射法、离子镀法、镀敷法等。另外，作为电极，可以使用聚苯胺及其衍生物、聚噻吩及其衍生物等有机透明导电膜。
作为不透明的电极的电极材料，可以使用金属、导电性高分子等。作为不透明的电极的电极材料的具体例子，可列举出锂、钠、钾、铷、铯、镁、钙、锶、钡、铝、钪、钒、锌、钇、铟、铈、钐、铕、铽、镱等金属；以及这些金属中2个以上的合金；或者1种以上的上述金属与选自金、银、铂、铜、锰、钛、钴、镍、钨及锡所组成的组中的1种以上的金属的合金；石墨、石墨层间化合物、聚苯胺及其衍生物、聚噻吩及其衍生物。作为合金的例子，可列举出镁-银合金、镁-铟合金、镁-铝合金、铟-银合金、锂-铝合金、锂-镁合金、锂-铟合金、钙-铝合金等。
有机光电转换元件通常在基板上形成。即包括第1电极32、设置于第1电极32上的活性层40、以及设置于活性层40上的第2电极34的层叠结构设置于基板20的主面上。
该基板20的材料可以为在形成电极、且形成含有有机物的层时没有化学变化的材料。作为基板20的材料的例子，可列举出玻璃、塑料、高分子薄膜、有机硅等。
在基板20为使入射光不透过的不透明的情况下，优选与第1电极32相对置的、设置于与基板侧相反侧的第2电极34(远离基板20一侧的电极)为透明，或者能够透过所需入射光的半透明。
活性层40夹持在第1电极32与第2电极34中。活性层40为混合含有受电子性化合物(n型半导体)和供电子性化合物(p型半导体)的、例如本体异质(bulk Hetero)型的有机层。活性层40为可以利用入射光的能量生成电荷(空穴和电子)的、具有对光电转换功能来说基本的功能的层。
有机光电转换元件10所含的活性层40如上所述，包含供电子性化合物和受电子性化合物。
另外，供电子性化合物和受电子性化合物由这些化合物的能级即能量水平相对确定，1个化合物有可能成为供电子性化合物、受电子性化合物中的任一个。
作为供电子性化合物的例子，可列举出吡唑啉衍生物、芳基胺衍生物、均二苯代乙烯衍生物、三苯基二胺衍生物、低聚噻吩及其衍生物、聚乙烯咔唑及其衍生物、聚硅烷及其衍生物、侧链或主链上具有芳香族胺的聚硅氧烷衍生物、聚苯胺及其衍生物、聚噻吩及其衍生物、聚吡咯及其衍生物、聚苯乙炔及其衍生物、聚噻吩乙炔及其衍生物等。
作为受电子性化合物的例子，可列举出噁二唑衍生物、蒽醌二甲烷及其衍生物、苯醌及其衍生物、萘醌及其衍生物、蒽醌及其衍生物、四氰蒽醌二甲烷及其衍生物、芴酮衍生物、二苯基二氰基乙烯及其衍生物、联苯醌衍生物、8-羟基喹啉及其衍生物的金属络合物、聚喹啉及其衍生物、聚喹喔啉及其衍生物、聚芴及其衍生物、C60富勒烯等富勒烯类及其衍生物、浴铜灵(bathocuproine)等菲衍生物、氧化钛等金属氧化物、碳纳米管等。作为受电子性化合物，优选为氧化钛、碳纳米管、富勒烯、富勒烯衍生物，特别优选为富勒烯、富勒烯衍生物。
作为富勒烯的例子，可列举出C60富勒烯、C70富勒烯、C76富勒烯、C78富勒烯、C84富勒烯等。
作为富勒烯衍生物的例子，可列举出C60富勒烯、C70富勒烯、C76富勒烯、C78富勒烯、C84富勒烯各自的衍生物。作为富勒烯衍生物的具体结构的例子，可列举出如下所述的结构。
另外，作为富勒烯衍生物的例子，可列举出【6，6】苯基-C61丁酸甲酯(C60PCBM、【6，6】-Phenyl C61butyric acid methyl ester)、【6，6】苯基-C71丁酸甲酯(C70PCBM、【6，6】-Phenyl C71butyric acid methyl ester)、【6，6】苯基-C85丁酸甲酯(C84PCBM、【6，6】-Phenyl C85butyric acid methylester)、【6，6】噻吩基-C61丁酸甲酯(【6，6】-Thienyl C61butyric acid methylester)等。
在作为受电子性化合物使用富勒烯衍生物的情况下，相对于供电子性化合物100重量份，富勒烯衍生物的比例优选为10重量份～1000重量份，更优选为20重量份～500重量份。
活性层的厚度通常优选为1nm～100μm，更优选为2nm～1000nm，进一步优选为5nm～500nm，更优选为20nm～200nm。
在有机光电转换元件中，在第1电极32和第2电极34中的至少一方的电极与活性层40之间可以设置作为用于提高光电转换效率的机构的活性层以外的附加层(中间层)。作为用作附加的中间层的材料，可以使用氟化锂等碱金属及碱土金属的卤化物、碱金属及碱土金属的氧化物等。另外，作为材料的例子，可列举出氧化钛等无机半导体的微粒、PEDOT(聚-3，4-乙烯二氧噻吩)等。
作为附加的层的例子，可列举出输送空穴或电子的电荷输送层(空穴输送层、电子输送层)。
作为构成上述的电荷输送层的材料，可以使用任意优选的材料。在电荷输送层为电子输送层的情况下，作为材料的例子，可列举出2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-邻菲咯啉(BCP)。在电荷输送层为空穴输送层的情况下，作为材料的例子可列举出PEDOT。
可以设置在第1电极32和第2电极34与活性层40之间的附加的中间层可以是缓冲层，作为用作缓冲层的材料，可列举出氟化锂等碱金属及碱土金属的卤化物、氧化钛等氧化物等。另外，在使用无机半导体的情况下，还可以以微粒的形态使用。
上述的例子中，对于使活性层40作为混合受电子性化合物和供电子性化合物而成的本体异质型的单层活性层进行说明，活性层40还可以由多个层构成，可以为例如由含有富勒烯衍生物之类的受电子性化合物的受电子性层与含有P3HT之类的供电子性化合物的供电子性层接合而成的异质结型。
这里，以下示出本实施方式的有机光电转换元件能够采用的层构成的一例。
a)阳极/活性层/阴极
b)阳极/空穴输送层/活性层/阴极
c)阳极/活性层/电子输送层/阴极
d)阳极/空穴输送层/活性层/电子输送层/阴极
e)阳极/供电子性层/受电子性层/阴极
f)阳极/空穴输送层/供电子性层/受电子性层/阴极
g)阳极/供电子性层/受电子性层/电子输送层/阴极
h)阳极/空穴输送层/供电子性层/受电子性层/电子输送层/阴极
(这里，记号“/”表示夹着记号“/”的层之间相邻而层叠。)
上述层构成可以为阳极设置于较接近基板的一侧的形态、和阴极设置于较接近基板的一侧的形态。
上述各层不仅可以由单层构成，也可以作为2层以上的层叠体构成。
有机光电转换元件中，相对于供电子性化合物100重量份，含有受电子性化合物和供电子性化合物的本体异质型的活性层中受电子性化合物的比例优选为10重量份～1000重量份，更优选为50重量份～500重量份。
<制造方法>
接着，参照图1，对于第1实施方式的有机光电转换元件的制造方法进行说明。
有机光电转换元件的制造方法为具有由第1电极和第2电极构成的一对电极、以及在一对电极间夹持的活性层的有机光电转换元件的制造方法，其包括如下工序：形成活性层的工序；以及在活性层上涂布包含碱金属盐或碱土金属盐、和导电体及溶剂的涂布液，形成一对电极中的任意一方电极的工序。
在制造有机光电转换元件10时，首先准备基板20。基板20为具有相对置的2个主面的平板状的基板。在准备基板20时，可以准备如下基板：在基板20的一方主面预先设置有例如铟锡氧化物之类的能够作为电极材料的导电性材料的薄膜的基板。
在基板20上未设置导电性材料的薄膜的情况下，通过任意优选的方法在基板20的一方主面上形成导电性材料的薄膜。接着，使导电性材料的薄膜图案化。通过光刻工序和蚀刻工序之类的任意优选的方法，使导电性材料的薄膜图案化，形成第1电极32。
接着，在形成第1电极32的基板10上按照通常方法整面形成活性层40。活性层40可以通过涂布混合了溶剂和任意优选的活性层材料的涂布液的、例如旋涂法之类的涂布法而形成。
接着在活性层40上形成第2电极34。第2电极34例如通过使用涂布液即溶液的成膜方法而形成。
作为成膜方法，可以使用旋涂法、铸涂法、微凹版涂布法、凹版涂布法、刮条涂布法、辊涂法、线棒涂布法、浸涂法、喷涂法、丝网印刷法、凹版印刷法、柔性印刷法、胶印法、喷墨印刷法、分配器印刷法、喷嘴涂布法、毛细管涂布法等涂布法，优选旋涂法、柔性印刷法、凹版印刷法、喷墨印刷法、分配器印刷法。
用于使用这些溶液的成膜方法的溶剂只要是溶解了上述的第2电极34的材料、即已说明的碱金属盐或碱土金属盐与导电体的溶剂，则没有特别限定。
作为这样的溶剂的例子，可列举出甲醇、乙醇、1-丙醇、异丙醇、叔丁醇、乙二醇、丙二醇、α-萜品醇、乙基卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂等醇溶剂、正辛烷、正癸烷、正十一烷、正十二烷、正十四烷等烷类等。
通过使涂布形成的层在氮气氛围之类的任意优选的氛围下，以适于材料和溶剂的条件进行干燥，完成第2电极34。
通过实施以上工序，能够制造第1实施方式的有机光电转换元件。
(第2实施方式)
<有机光电转换元件>
第2实施方式的有机光电转换元件，其特征在于，其具有由第1电极和第2电极构成的一对电极、以及在一对电极间夹持的活性层，这一对电极中的任意一方电极由包含碱金属盐或碱土金属盐的金属盐层与包含导电体的导电体层层叠而构成，并且金属盐层与活性层接合。
首先，对于有机光电转换元件的构成，参照图2进行说明。另外，对于与已说明的第1实施方式同样的构成，附上同样符号，有时省略其详细说明。
图2为表示第2实施方式的有机光电转换元件的构成的概略截面图。
如图2所示，有机光电转换元件10具有由第1电极32和第2电极34组成的一对电极、以及在一对电极间夹持的活性层40。
这些第1电极32、活性层40、第2电极34设置于基板20上。
这一对电极中，至少光入射侧的电极、即至少一方的电极被制成能够使发电所需的波长的入射光(太阳光)透过的透明或半透明的电极。
有机光电转换元件具有包括第1电极32和第2电极34的一对电极、以及在该一对电极间夹持的活性层40。第1电极32和第2电极34的极性只要为与元件结构相对应的任意适合的极性即可，还可以以第1电极32作为阴极、并且以第2电极34作为阳极。
第2实施方式的第1电极32或第2电极34的构成为由含有碱金属盐或碱土金属盐作为材料的金属盐层34a与含有导电体作为材料的导电体层层叠而成的电极。
本实施方式中，将作为阴极的第2电极34制成由含有碱金属盐或碱土金属盐作为材料的金属盐层34a与含有导电体作为材料的导电体层34b层叠而成的电极。进一步金属盐层34a与活性层40接合。
对于基板20、另一方的电极、活性层40及附加的层的构成，由于与已说明的第1实施方式的构成没有任何变化之处，因而省略详细说明。
作为导电体层34b的材料即导电体的例子，优选可列举出选自铝(Al)、银(Ag)、金(Au)、铜(Cu)、锡(Sn)及锌(Zn)所组成的组中的1种以上的金属。
该导电体优选为直径100nm以下的纳米粒子。另外，导电体优选为纤维状粒子。进一步导电体优选为这些纳米粒子和纤维状粒子的混合物。
金属盐层34a所含的碱金属盐优选为锂(Li)、钠(Na)、钾(K)或铯(Cs)的金属盐。
另外，金属盐层34a所含的碱土金属盐优选为选自钙(Ca)、镁(Mg)、锶(Sr)、钡(Ba)所组成的组中的任一种盐。
金属盐层34a所含的碱金属盐和碱土金属盐均优选为选自氯化物、氟化物、溴化物、醋酸盐、草酸盐及碳酸盐所组成的组中的任一种盐。
碱金属盐和碱土金属盐优选为粒子直径100nm以下的盐。
<制造方法>
接着，参照图2，对于第2实施方式的有机光电转换元件的制造方法进行说明。另外，对于与第1实施方式同样的工序，有时省略条件等的详细说明。
有机光电转换元件的制造方法包括如下工序：在活性层上涂布包含碱金属盐或碱土金属盐、和溶剂作为材料的涂布液而形成金属盐层的工序；以及在金属盐层上形成包含导电体和溶剂的导电体层的工序。
本实施方式中，对于层叠有金属盐层和导电体层的电极为第2电极的例子进行说明。
在制造有机光电转换元件10时，首先准备基板20。基板20为具有相对置的2个主面的平板状的基板。准备基板20时，可以准备在基板20的一方主面预先设置有例如铟锡氧化物之类的能够作为电极的材料的导电性材料的薄膜的基板。
在基板20未设置有导电性材料的薄膜的情况下，如第1实施方式中说明那样，形成第1电极32。
接着，在形成了第1电极32的基板10上按照通常方法整面形成活性层40。活性层40可以通过例如旋涂法之类的涂布法形成，所述旋涂法如下所述：涂布混合了溶剂和任意优选的活性层的材料而成的涂布液，并使涂布形成的层在氮气氛围之类的任意优选的氛围下，以适于材料和溶剂的条件进行干燥。
接着在活性层40上形成第2电极34。第2电极34通过例如使用涂布液即溶液的、与上述的活性层40同样的成膜方法而形成。
作为成膜方法，可以使用旋涂法、铸涂法、微凹版涂布法、凹版涂布法、刮条涂布法、辊涂法、线棒涂布法、浸涂法、喷涂法、丝网印刷法、凹版印刷法、柔性印刷法、胶印法、喷墨印刷法、分配器印刷法、喷嘴涂布法、毛细管涂布法等涂布法，优选为旋涂法、柔性印刷法、凹版印刷法、喷墨印刷法、分配器印刷法。
用于使用这些溶液的成膜方法的溶剂只要是溶解了上述的第2电极34的材料、即已说明的碱金属盐或碱土金属盐、和导电体的溶剂，则没有特别限定。
作为这样的溶剂的例子，可列举出甲醇、乙醇、1-丙醇、异丙醇、叔丁醇、乙二醇、丙二醇、α-萜品醇、乙基卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂等醇溶剂、正辛烷、正癸烷、正十一烷、正十二烷、正十四烷等烷类等。
在所形成的活性层40上首先通过已说明的涂布法形成金属盐层34a。具体来说，在活性层40上涂布将所选择的碱金属盐或碱土金属盐和相对应的任意适合的溶剂混合(溶解)而成的涂布液。通过使涂布形成的层在氮气氛围之类的任意适合的氛围下，以适于材料和溶剂的条件进行干燥，形成金属盐层34a。
接着通过已说明的涂布法，在已形成的金属盐层34a上形成导电体层34b。具体来说，在金属盐层34a上涂布将所选择的导电体和相对应的任意适合的溶剂混合(溶解)而成的涂布液。使涂布形成的层在氮气氛围之类的任意适合的氛围下，以适于材料和溶剂的条件进行干燥，形成导电体层34b。由此得到由金属盐层34a和导电体层34b层叠而成的电极第2电极34。
通过实施以上工序，可以制造第2实施方式的有机光电转换元件。
根据上述的第1实施方式和第2实施方式的有机光电转换元件的制造方法，通过不需要高温下加热的涂布法形成电极。因此，能够以极其简易的工序形成电极(层)，而不会使活性层这样的含有有机化合物的功能层劣化、或者丧失功能。
另外，通过该方法制造的有机光电转换元件具有包含碱金属或碱土金属盐、和导电体的电极，因而电极与接合到该电极上的活性层之间的界面的电屏障变低，故具有优异的电特性。
<工作>
这里简单说明有机光电转换元件的工作机理。透过透明或半透明的电极而入射到活性层的入射光的能量被受电子性化合物和/或供电子性化合物吸收，生成电子与空穴耦合而成的激发子。所生成的激发子进行迁移，到达受电子性化合物与供电子性化合物接合的异质结界面时，由于在界面的各个HOMO能量和LUMO能量的不同，电子和空穴分离，产生能够独立活动的电荷(电子和空穴)。通过所产生的电荷分别向电极(阴极、阳极)迁移，从而能够以电能量(电流)的形式取出到元件外部。
<用途>
本发明的制造方法制造的有机光电转换元件，通过从作为透明或半透明的电极的第1电极和/或第2电极照射太阳光等光，从而在电极间产生光致电压，可作为有机薄膜太阳能电池工作。通过集成多个有机薄膜太阳能电池，还能够用作有机薄膜太阳能电池模块。
另外，本发明的制造方法制造的有机光电转换元件，以对第1电极和第2电极间施加电压的状态、或无施加的状态，使光透过透明或半透明的电极而入射到元件内，由此使光电流进行流动。因此通过本发明的制造方法制造的有机光电转换元件能够作为有机光传感器工作。通过集成多个有机光传感器，还能够用作有机图像传感器。
实施例
<实施例1>
用丙酮对通过溅射法以150nm的厚度形成了ITO膜的玻璃基板(第1基板)进行洗涤后，使用具有低压汞灯的紫外线臭氧照射装置(TECHVISION社制、型号：UV-312)，进行15分钟UV臭氧洗涤处理，形成具有清洁表面的ITO电极(第1电极)。接着，通过旋涂法在设置有粘接ITO电极的玻璃基板上涂布而形成PEDOT(Starck社制、商品名BaytronPAI4083、lot.HCD07O109)层(第1电荷输送层)。然后，在大气中150℃下进行30分钟干燥。按照P3HT为1.5重量％、PCBM为1.2重量％的量在邻二氯苯溶剂中添加作为共轭高分子化合物的聚(3-己基噻吩)(P3HT)(MERCK社制、商品名lisicon SP001、lot.EF431002)、作为富勒烯衍生物的PCBM(Frontier Carbon社制、商品名E100、lot.7B0168-A)，在70℃下进行2小时搅拌后，通过孔径0.2μm的过滤器进行过滤，制备涂布液。通过旋涂法在PEDOT层上涂布涂布液。然后，在氮气氛围下，在150℃进行3分钟加热处理。加热処理后的活性层的膜厚为约100nm。
通过在作为导电体的银纳米粒子分散液(BANDO化学制、型号：SL-40、分散溶剂：水/异丙醇＝70/30(重量比))中添加碳酸铯1wt％并搅拌混合而使碳酸铯溶解，由此制备电极形成用涂布液1。通过旋涂法在活性层上成膜电极层(第2电极)。然后，在氮气氛围下，在130℃进行10分钟加热处理。作为有机光电转换元件的有机薄膜太阳能电池的形状为2mm×2mm的正方形。
<评价>
对于有机薄膜太阳能电池的光电转换效率，使用太阳模拟器(山下电装社制、商品名YSS-80)、照射通过AM1.5G滤光片的放射照度100mW/cm2的光，测定电流和电压，求出光电转换效率。其结果是确认到由制作的有机薄膜太阳能电池所引起的发电。
<实施例2>
通过在水/异丙醇＝70/30(重量比)的溶剂中添加碳酸铯1wt％并搅拌混合而使碳酸铯溶解，由此制备电极形成用涂布液2。使用电极形成用涂布液2并通过旋涂法在与实施例1同样地形成的活性层上成膜碳酸铯层。然后在氮气氛围下，在130℃进行10分钟加热处理。接着使用银纳米粒子分散液成膜银层后，在氮气氛围下，在130℃进行10分钟加热处理。
<评价>
对于所得的有机薄膜太阳能电池的光电转换效率，使用太阳模拟器，照射通过AM1.5G滤光片的放射照度100mW/cm2的光，测定电流和电压，求出光电转换效率。其结果是确认到由制作的有机薄膜太阳能电池所引起的发电。
产业上的可利用性
本发明从提供有机光电转换元件来看是有用的。
Claims (12)
1.一种有机光电转换元件，其为具有由第1电极和第2电极构成的一对电极、以及在所述一对电极间夹持的活性层的有机光电转换元件，
其中，所述一对电极中的任意一方电极包含碱金属盐或碱土金属盐、和导电体。
2.一种有机光电转换元件，其为具有由第1电极和第2电极构成的一对电极、以及在所述一对电极间夹持的活性层的有机光电转换元件，
其中，所述一对电极中的任意一方电极由包含碱金属盐或碱土金属盐的金属盐层与包含导电体的导电体层层叠而构成，并且该金属盐层与所述活性层接合。
3.根据权利要求1所述的有机光电转换元件，其中，
导电体为选自Al、Ag、Au、Cu、Sn及Zn所组成的组中的1种以上的金属。
4.根据权利要求1所述的有机光电转换元件，其中，
导电体为直径100nm以下的纳米粒子。
5.根据权利要求1所述的有机光电转换元件，其中，
导电体为纤维状粒子。
6.根据权利要求1所述的有机光电转换元件，其中，
所述碱金属盐为Li、Na、K或Cs的金属盐。
7.根据权利要求1所述的有机光电转换元件，其中，
所述碱土金属盐为选自Ca、Mg、Sr、Ba所组成的组中的任一个金属的金属盐。
8.根据权利要求1所述的有机光电转换元件，其中，
所述碱金属盐及碱土金属盐为选自氯化物、氟化物、溴化物、醋酸盐、草酸盐及碳酸盐所组成的组中的任一种盐。
9.根据权利要求1所述的有机光电转换元件，其中，
碱金属盐及碱土金属盐为粒子直径100nm以下的盐。
10.根据权利要求1所述的有机光电转换元件，其中，
活性层包含富勒烯衍生物。
11.一种有机光电转换元件的制造方法，其为具有由第1电极和第2电极构成的一对电极、以及在所述一对电极间夹持的活性层的有机光电转换元件的制造方法，其包括如下工序：
形成所述活性层的工序；以及
在所述活性层上涂布包含碱金属盐或碱土金属盐、和导电体及溶剂的涂布液而形成所述电极中的任意一方电极的工序。
12.一种有机光电转换元件的制造方法，其为具有由第1电极和第2电极构成的一对电极、以及在所述一对电极间夹持的活性层的有机光电转换元件的制造方法，其包括如下工序：
在所述活性层上涂布包含碱金属盐或碱土金属盐、和溶剂的涂布液而形成金属盐层的工序；以及
在所述金属盐层上形成包含导电体和溶剂的导电体层的工序。
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