CN108140737A - 太阳能电池 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供光电转换效率优异且因连续照射光所导致的光电转换效率的降低(光劣化)得到了抑制的、光电转换层的腐蚀少的太阳能电池。本发明的太阳能电池具有：依次层叠有阴极(2)、电子传输层(3)、光电转换层(4)和阳极(6)的结构，所述光电转换层(4)包含通式R‑M‑X3所示的有机无机钙钛矿化合物，其中，R为有机分子，M为金属原子，X为卤素原子或硫属元素原子，所述阴极(2)包含钛材料且在至少一个表面具有氧化层。
Description
技术领域
本发明涉及光电转换效率优异且因连续照射光所导致的光电转换效率的降低(光劣化)得到了抑制的、光电转换层的腐蚀少的太阳能电池。
背景技术
以往，开发了在对置的电极间具备配置有N型半导体层和P型半导体层的层叠体的光电转换元件。在这种光电转换元件中，由光激发生成光载流子，电子在N型半导体中移动，空穴在P型半导体中移动，由此产生电场。
现在，已实用化的光电转换元件大多为使用硅等无机半导体制造的无机太阳能电池。然而，由于无机太阳能电池不仅在制造时消耗成本，而且难以实现大型化，利用范围受限，因此，替代无机半导体而使用有机半导体制造的有机太阳能电池受到关注。
在有机太阳能电池中，大多数情况下使用富勒烯。已知富勒烯主要作为N型半导体起作用。例如，专利文献1中记载了使用富勒烯类和作为P型半导体的有机化合物形成的半导体异质结膜。然而，已知在使用富勒烯制造的有机太阳能电池中，其劣化的原因是富勒烯(例如，参照非专利文献1)，谋求替代富勒烯的材料。
因此，近年来，发现了被称为有机无机复合半导体的、具有中心金属使用铅、锡等的钙钛矿结构的光电转换材料，其示出具有高光电转换效率(例如，非专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-344794号公报
非专利文献
非专利文献1：Reese et al.，Adv.Funct.Mater.，20，3476-3483(2010)
非专利文献2：M.M.Lee et al.，Science，338，643-647(2012)
发明内容
发明所要解决的问题
本发明人等研究了在具有依次层叠有阴极、电子传输层、光电转换层和阳极的结构的太阳能电池中，在光电转换层中使用有机无机钙钛矿化合物的情形。通过使用有机无机钙钛矿化合物，从而可期待太阳能电池的光电转换效率的提高。
然而，最新明确：光电转换层包含有机无机钙钛矿化合物的太阳能电池虽然在刚开始光照射后显示出高光电转换效率，但若连续照射光则光电转换效率逐渐降低(光劣化)。另外，还最新明确：光电转换层包含有机无机钙钛矿化合物的太阳能电池在太阳能电池的制造过程中或随着时间的经过，会有光电转换层发生变色、发生腐蚀的情况。需要说明的是，本发明人等发现这种发生腐蚀的现象是光电转换层包含有机无机钙钛矿化合物的太阳能电池所特有的现象，在通常的其他太阳能电池中并未报道。
本发明鉴于上述现状，目的在于提供一种光电转换效率优异且因连续照射光所导致的光电转换效率的降低(光劣化)得到了抑制的、光电转换层的腐蚀少的太阳能电池。
用于解决问题的手段
本发明是一种太阳能电池，其具有：依次层叠有阴极、电子传输层、光电转换层和阳极的结构，上述光电转换层包含通式R-M-X3(其中，R为有机分子，M为金属原子，X为卤素原子或硫属元素原子。)所示的有机无机钙钛矿化合物，上述阴极包含钛材料且在至少一个表面具有氧化层。
以下，对本发明进行详述。
本发明人等发现：在具有依次层叠有阴极、电子传输层、包含有机无机钙钛矿化合物的光电转换层和阳极的结构的太阳能电池中，通过使用包含钛材料且在至少一个表面具有氧化层的阴极，从而光电转换效率进一步提高，并且可抑制因连续照射光所导致的光电转换效率的降低(光劣化)，光电转换层的腐蚀也变少，以至完成了本发明。
可抑制光劣化的理由未必是明确的，但本发明人等查明：光电转换层包含有机无机钙钛矿化合物的太阳能电池的光劣化受电子传输层的密度的影响。包含有机无机钙钛矿化合物的光电转换层与使用其他半导体材料的光电转换层相比，特别是具有容易产生反向电子移动的性质。可认为：电子传输层为高密度的情况下，不发生反向电子移动而抑制光劣化，另一方面，若电子传输层的密度降低，则发生反向电子移动而容易发生光劣化。尤其是在电子传输层中产生针孔的情况下，立刻发生光劣化。相对于此，通过使用由钛材料形成的阴极，从而因自然氧化而在阴极与电子传输层的界面处产生氧化层(氧化钛层)，该氧化钛层使电子传输层的密度提高，并且可认为：即使在电子传输层中产生针孔的情况下，通过该氧化钛层也作为电子传输层来起作用，从而也可抑制光劣化。
作为光电转换层的腐蚀变少的理由，可认为：通过使用由钛材料形成的阴极，从而可抑制因阴极和根据需要配置的基板的元素扩散所导致的光电转换层的腐蚀。即，根据阴极和基板的种类的不同而存在易于发生元素扩散的情况，但通过使用由钛材料形成的阴极，从而变得不易发生阴极的元素扩散，并且可认为：即使发生阴极和基板的元素扩散，因自然氧化而在阴极和电子传输层的界面处产生的氧化层(氧化钛层)也可抑制元素扩散。进而，优选的是：因自然氧化而在阴极和电子传输层的界面处产生的氧化层具有梯度氧化层，其中，钛原子相对于氧原子的比例在厚度方向上随着接近由钛材料形成的部分而梯度地增加。可认为：因该梯度的组成变化而使氧化层变得不易产生裂纹等，由此可进一步抑制光电转换层的腐蚀。
本发明的太阳能电池具有：依次层叠有阴极、电子传输层、光电转换层和阳极的结构。
需要说明的是，本说明书中，所谓“层”，不仅意指具有明确的边界的层，还意指具有含有元素逐渐变化的浓度梯度的层。需要说明的是，层的元素分析可通过例如进行太阳能电池的截面的FE-TEM/EDS射线分析测定，确认特定元素的元素分布等来进行。另外，本说明书中，所谓层，不仅意指平坦的薄膜状的层，还意指能够与其他的层一起形成复杂地交错的结构的层。
上述阴极由钛材料形成。通过使用由钛材料形成的阴极，从而光电转换效率进一步提高，并且可抑制因连续照射光所导致的光电转换效率的降低(光劣化)，光电转换层的腐蚀也变少。
作为上述钛材料，只要是能够通过氧化来生成氧化钛的材料，就没有特别限定，可使用金属钛、金属钛与其他金属的混合物、Ti-6Al-4V、Ti-4.5Al-3V-2Fe-2Mo、Ti-0.5Pd等钛合金等。其中，优选金属钛与其他金属的混合物，这是因为其比较廉价，而且上述阴极的电阻值变低，太阳能电池的光电转换效率提高。需要说明的是，使用金属钛与其他金属的混合物、或钛合金作为上述钛材料的情况下，从可靠地发挥本发明的效果的观点出发，优选钛的含量为50重量％以上。
上述钛材料为金属钛与其他金属的混合物的情况下，上述钛材料优选为金属钛薄膜与其他金属薄膜的层叠体。这种情况下，优选上述金属钛薄膜配置于上述电子传输层侧。作为上述金属钛薄膜，可举出例如钛箔。
作为上述其他金属，可举出例如铝、钴、铬、钼、钨、金、银、铜、镁、镍等。其中，优选铝、钴，更优选铝，这是因为其比较廉价，而且上述阴极的电阻值变低，太阳能电池的光电转换效率提高。
上述阴极在至少一个表面具有氧化层。上述氧化层是包含氧化钛的层。上述氧化层优选配置于上述阴极的上述电子传输层侧。
优选上述氧化层具有梯度氧化层，所述梯度氧化层中，钛原子相对于氧原子的比例在厚度方向(深度方向)上随着接近由钛材料形成的部分而梯度地增加。可认为：因这种梯度的组成的变化而使氧化层变得不易产生裂纹等，由此可进一步抑制光电转换层的腐蚀。上述梯度氧化层的厚度没有特别限定，优选的下限为5nm、优选的上限为150nm，进一步优选的下限为10nm、进一步优选的上限为100nm。
上述氧化层的厚度的优选下限为1nm。通过将上述氧化层的厚度设为上述下限以上，从而可进一步防止针孔的发生，可以可靠地抑制因连续照射光所导致的光电转换效率的降低(光劣化)。另外，通过将上述氧化层的厚度设为上述下限以上，从而可以可靠地抑制因上述阴极和根据需要配置的基板的元素扩散所导致的光电转换层的腐蚀。上述氧化层的厚度的更优选下限为5nm、进一步优选下限为10nm、特别优选下限为20nm。
上述氧化层的厚度的优选上限为1000nm。通过将上述氧化层的厚度设为上述上限以下，从而电阻损失降低，能够提高光电转换效率。上述氧化层的厚度的更优选上限为200nm、进一步优选上限为100nm、特别优选上限为50nm。
另外，为了形成期望的氧化层，优选对上述钛材料进行加热。可以另行设置对上述钛材料进行加热的工序，但是优选通过在太阳能电池的制造过程中的电子传输层的烧成、光电转换层的热退火(加热处理)等工序，也一并进行上述钛材料的加热。另外，也可以进行上述二者。
对上述钛材料进行加热的温度和时间没有特别限定，优选在100～500℃下加热1～60分钟左右。
上述氧化层的形成可通过例如用TEM-EDS对太阳能电池的截面进行元素分析来确认。另外，上述氧化层的厚度可通过一边在上述阴极的厚度方向(深度方向)上进行Ar蚀刻、C60蚀刻一边进行XPS(X射线光电子分光)测定，评价钛(Ti)和氧(O)的信号来测定。通过进一步详细地分析，还可得到钛(Ti)与氧(O)的存在比的厚度方向(深度方向)的信息。
上述阴极可以形成于基板的表面。上述基板没有特别限定，例如可以使用钠钙玻璃、无碱玻璃等透明玻璃基板、陶瓷基板、透明塑料基板等刚性基板、由上述钛材料以外的金属形成的金属薄膜、塑料薄膜等柔性基板。对于本发明的太阳能电池来说，由于上述阴极由钛材料形成，因此优选从阳极侧入射光，因此未必对上述基板要求透明性。因此，即使例如为由上述钛材料以外的金属形成的金属薄膜，也可以作为上述基板而没有问题地加以使用，可以将所得的太阳能电池制成柔性太阳能电池，并且也可以没有问题地进行太阳能电池的制造过程中的伴随加热的工序。
另外，本发明的太阳能电池也可以没有基板。通过没有基板而使用由上述钛材料形成的薄膜作为阴极，从而能够将所得的太阳能电池制成柔性太阳能电池。这种情况下，上述钛材料优选为金属钛薄膜。作为上述金属钛薄膜，可举出例如钛箔。
上述电子传输层的材料没有特别限定，可举出例如N型导电性高分子、N型低分子有机半导体、N型金属氧化物、N型金属硫化物、卤化碱金属、碱金属、表面活性剂等，具体而言，可举出例如含氰基的聚对苯乙炔、含硼的聚合物、浴铜灵、红菲绕啉、羟基喹啉铝、噁二唑化合物、苯并咪唑化合物、萘四甲酸化合物、苝衍生物、氧化膦化合物、硫化膦化合物、含氟基的酞菁、氧化钛、氧化锌、氧化铟、氧化锡、氧化镓、硫化锡、硫化铟、硫化锌等。其中，氧化钛特别合适，这是因为其与构成阴极的钛材料的亲和性优异。
上述电子传输层优选包含薄膜状的电子传输层、和在其上层叠的多孔状的电子传输层。特别是上述光电转换层为将有机半导体或无机半导体部位与有机无机钙钛矿化合物部位进行复合化而成的复合膜的情况下，优选在多孔状的电子传输层上制膜光电转换层的复合膜，这是因为可得到更复杂的复合膜(更复杂地交错的结构)，光电转换效率提高。
需要说明的是，在本发明中，由于上述钛材料发生自然氧化，在阴极与电子传输层(特别是多孔状的电子传输层)的界面处形成氧化层(氧化钛层)，因此即使不形成上述薄膜状的电子传输层，也能够得到抑制了光劣化的太阳能电池。即使在该情况下，为了进一步提高电子传输层的密度，也可以在上述氧化层上形成薄膜状的电子传输层。使用氧化钛作为上述薄膜状的电子传输层的材料的情况下，优选上述薄膜状的电子传输层的钛与氧的元素比为1∶2至1∶1之间。
上述薄膜状的电子传输层的厚度的优选下限为5nm。通过将上述薄膜状的电子传输层的厚度设为上述下限以上，从而可进一步抑制因连续照射光所导致的光电转换效率的降低(光劣化)。上述薄膜状的电子传输层的厚度的更优选下限为10nm、进一步优选下限为20nm。上述薄膜状的电子传输层的厚度的上限没有特别限定，优选为500nm。若上述薄膜状的电子传输层的厚度为上述上限以下，则变得易于抑制裂纹的发生。上述薄膜状的电子传输层的厚度的更优选上限为400nm、进一步优选上限为300nm。需要说明的是，本说明书中，上述薄膜状的电子传输层的厚度意指从电极至多孔状的电子传输层的距离的平均值，可通过利用透射型电子显微镜的截面观察来测定。
上述光电转换层包含通式R-M-X3(其中，R为有机分子，M为金属原子，X为卤素原子或硫属元素原子。)所示的有机无机钙钛矿化合物。
通过在上述光电转换层中使用上述有机无机钙钛矿化合物，从而能够提高太阳能电池的光电转换效率。
上述R为有机分子，优选由C1NmHn(l、m、n均为正整数)表示。
上述R具体而言可举出例如甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、戊胺、己胺、二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺、二戊胺、二己胺、三甲胺、三乙胺、三丙胺、三丁胺、三戊胺、三己胺、乙基甲基胺、甲基丙基胺、丁基甲基胺、甲基戊基胺、己基甲基胺、乙基丙基胺、乙基丁基胺、咪唑、吡咯(azole)、吡咯(pyrrole)、氮丙啶、吖丙因、氮杂环丁烷、氮杂环丁二烯(azeto)、咪唑啉、咔唑、甲基羧基胺、乙基羧基胺、丙基羧基胺、丁基羧基胺、戊基羧基胺、己基羧基胺、甲脒、胍、苯胺、吡啶和它们的离子(例如，甲铵(CH3NH3)等)、苯乙铵等。其中，优选甲胺、乙胺、丙胺、丙基羧基胺、丁基羧基胺、戊基羧基胺、甲脒、胍和它们的离子，更优选甲胺、乙胺、戊基羧基胺、甲脒、胍和它们的离子。其中，进一步优选甲胺、甲脒和它们的离子，这是因为可得到高光电转换效率。
上述M为金属原子，可举出例如铅、锡、锌、钛、锑、铋、镍、铁、钴、银、铜、镓、锗、镁、钙、铟、铝、锰、铬、钼、铕等。其中，从电子轨道的重叠的观点出发，优选为铅或锡。这些金属原子可单独使用，也可以组合使用2种以上。
上述X为卤素原子或硫属元素原子，可举出例如氯、溴、碘、硫、硒等。这些卤素原子或硫属元素原子可以单独使用，也可以组合使用2种以上。其中，优选卤素原子，这是因为通过在结构中含有卤素，从而上述有机无机钙钛矿化合物可溶于有机溶剂，可适用于廉价的印刷法等。进而，更优选碘，这是因为上述有机无机钙钛矿化合物的能带间隙变窄。
上述有机无机钙钛矿化合物优选具有：在体心配置金属原子M、在各顶点配置有机分子R、在面心配置卤素原子或硫属元素原子X的立方晶系结构。
图1是示出为在体心配置金属原子M、在各顶点配置有机分子R、在面心配置卤素原子或硫属元素原子X的立方晶系结构的、有机无机钙钛矿化合物的晶体结构的一例的示意图。虽然详细情况尚不明确，但可推定：通过具有上述结构，从而晶格内的八面体的朝向能够容易改变，因此上述有机无机钙钛矿化合物中的电子的迁移率变高，太阳能电池的光电转换效率提高。
上述有机无机钙钛矿化合物优选为结晶性半导体。所谓结晶性半导体，意指测定X射线散射强度分布并且可检测出散射峰的半导体。
若上述有机无机钙钛矿化合物为结晶性半导体，则上述有机无机钙钛矿化合物中的电子的迁移率变高，太阳能电池的光电转换效率提高。另外，若上述有机无机钙钛矿化合物为结晶性半导体，则易于抑制因对太阳能电池连续照射光所导致的光电转换效率的降低(光劣化)、特别是因短路电流的降低所引起的光劣化。
另外，作为结晶化的指标，也可以评价结晶度。结晶度可以通过以下方式求出：通过拟合来分离利用X射线散射强度分布测定所检测到的源自结晶物质的散射峰和源自无定形物质部的光晕，求出各自的强度积分，算出全体中的结晶部分的比例。
上述有机无机钙钛矿化合物的结晶度的优选下限为30％。若上述结晶度为30％以上，则上述有机无机钙钛矿化合物中的电子的迁移率变高，太阳能电池的光电转换效率提高。另外，若上述结晶度为30％以上，则变得易于抑制因对太阳能电池连续照射光所导致的光电转换效率的降低(光劣化)、特别是因短路电流的降低所引起的光劣化。上述结晶度的更优选下限为50％、进一步优选下限为70％。
另外，作为提高上述有机无机钙钛矿化合物的结晶度的方法，可举出例如热退火(加热处理)、激光等强度强的光的照射、等离子体照射等。
上述光电转换层中除了上述有机无机钙钛矿化合物之外，优选还包含选自元素周期表第2族元素、元素周期表第11族元素、锑、锰、钕、铱、钛和镧中的至少1种元素。
通过使上述光电转换层包含有机无机钙钛矿化合物、和上述元素，从而可抑制因对太阳能电池连续照射光所导致的光电转换效率的降低(光劣化)、特别是因短路电流与填充因子的降低所引起的光劣化。
作为选自上述元素周期表第2族元素、元素周期表第11族元素、锑、锰、钕、铱、钛和镧中的至少1种元素，具体而言，可举出例如钙、锶、银、铜、锑、锰、钕、铱、钛和镧等。其中，优选钙、锶、银、铜、钕、铱。并且，从初始转换效率也变高的观点出发，更优选为钙、锶、银、铜、锰、镧，特别优选为钙、锶、银、铜。
选自上述元素周期表第2族元素、元素周期表第11族元素、锑、锰、钕、铱、钛和镧中的至少1种元素的含量的比例(摩尔)没有特别限定，相对于上述有机无机钙钛矿化合物中的金属元素(R-M-X3所示的M)100的优选下限为0.01、优选上限为20。若上述含量的比例(摩尔)为0.01以上，则可抑制因对太阳能电池连续照射光所导致的光电转换效率的降低(光劣化)、特别是因短路电流密度、填充因子的降低所引起的光劣化。若上述含量的比例(摩尔)为20以下，则可抑制因上述元素的存在所导致的初始转换效率降低。上述含量的比例(摩尔)的更优选下限为0.1、更优选上限为10。
使上述有机无机钙钛矿化合物含有选自上述元素周期表第2族元素、元素周期表第11族元素、锑、锰、钕、铱、钛和镧中的至少1种元素的方法没有特别限定，可举出例如在将有机无机钙钛矿化合物的层进行成膜时所使用的溶液中预先混合上述元素的卤化物的方法等。
只要在不损害本发明的效果的范围内，上述光电转换层除了上述有机无机钙钛矿化合物之外，还可以进一步包含有机半导体或无机半导体。
作为上述有机半导体，可举出例如聚(3-烷基噻吩)等具有噻吩骨架的化合物等。另外，还可举出例如具有聚对苯乙炔骨架、聚乙烯基咔唑骨架、聚苯胺骨架、聚乙炔骨架等的导电性高分子等。进而，还可举出例如具有酞菁骨架、萘酞菁骨架、并五苯骨架、苯并卟啉骨架等卟啉骨架、螺二芴骨架等的化合物、任选经表面修饰的碳纳米管、石墨烯、富勒烯等含碳材料。
作为上述无机半导体，可举出例如氧化钛、氧化锌、氧化铟、氧化锡、氧化镓、硫化锡、硫化铟、硫化锌、CuSCN、Cu2O、CuI、M0O3、V2O5、WO3、MoS2、MoSe2、Cu2S等。
上述光电转换层包含上述有机无机钙钛矿化合物以及上述有机半导体或上述无机半导体的情况下，可以为将薄膜状的有机半导体或无机半导体部位与薄膜状的有机无机钙钛矿化合物部位进行层叠而得的层叠体，也可以为将有机半导体或无机半导体部位与有机无机钙钛矿化合物部位进行复合化而得的复合膜。在制法简便的方面，优选为层叠体，在可提高上述有机半导体或上述无机半导体中的电荷分离效率的方面，优选为复合膜。
上述薄膜状的有机无机钙钛矿化合物部位的厚度的优选下限为5nm、优选上限为5000nm。若上述厚度为5nm以上，则能够充分地吸收光，光电转换效率变高。若上述厚度为5000nm以下，则由于能够抑制无法进行电荷分离的区域的产生，因此有助于光电转换效率的提高。上述厚度的更优选的下限为10nm、更优选的上限为1000nm，进一步优选的下限为20nm、进一步优选的上限为500nm。
上述光电转换层为将有机半导体或无机半导体部位与有机无机钙钛矿化合物部位进行复合化而得的复合膜的情况下，上述复合膜的厚度的优选下限为30nm、优选上限为3000nm。若上述厚度为30nm以上，则能够充分地吸收光，光电转换效率变高。若上述厚度为3000nm以下，则由于电荷易于到达电极，因此光电转换效率变高。上述厚度的更优选下限为40nm、更优选上限为2000nm，进一步优选下限为50nm、进一步优选上限为1000nm。
上述光电转换层也可以在光电转换层形成后被施以热退火(加热处理)。通过实施热退火(加热处理)，可以充分提高光电转换层中的有机无机钙钛矿化合物的结晶度，能够进一步抑制因连续照射光所导致的光电转换效率的降低(光劣化)。
进行上述热退火(加热处理)的情况下，对上述光电转换层进行加热的温度没有特别限定，优选为100℃以上且小于200℃。若上述加热温度为100℃以上，则能够充分提高上述有机无机钙钛矿化合物的结晶度。若上述加热温度小于200℃，则能够在不使上述有机无机钙钛矿化合物发生热劣化的情况下进行加热处理。更优选的加热温度为120℃以上且170℃以下。另外，加热时间也没有特别限定，优选为3分钟以上且2小时以内。若上述加热时间为3分钟以上，则能够充分提高上述有机无机钙钛矿化合物的结晶度。若上述加热时间为2小时以内，则能够在不使上述有机无机钙钛矿化合物发生热劣化的情况下进行加热处理。
这些加热操作优选在真空或不活泼气体下进行，露点温度优选为10℃以下，更优选为7.5℃以下，进一步优选为5℃以下。
上述阳极的材料没有特别限定，可以使用以往公知的材料。需要说明的是，上述阳极大多为经图案化的电极。
作为上述阳极的材料，具体而言，可举出例如金等金属、CuI、ITO(铟锡氧化物)、SnO2、AZO(铝锌氧化物)、IZO(铟锌氧化物)、GZO(镓锌氧化物)、ATO(锑掺杂氧化锡)等导电性透明材料、导电性透明聚合物等。这些材料可以单独使用，也可以组合使用2种以上。
本发明的太阳能电池在上述光电转换层与阳极之间还可以具有空穴传输层。
上述空穴传输层的材料没有特别限定，可举出例如P型导电性高分子、P型低分子有机半导体、P型金属氧化物、P型金属硫化物、表面活性剂等，具体而言，可举出例如聚乙烯二氧噻吩的聚苯乙烯磺酸加成物、含羧基的聚噻吩、酞菁、卟啉、氧化钼、氧化钒、氧化钨、氧化镍、氧化铜、氧化锡、硫化钼、硫化钨、硫化铜、硫化锡等、含氟基的膦酸、含羰基的膦酸、CuSCN、CuI等铜化合物、任选经表面修饰的碳纳米管、石墨烯等含碳材料等。
上述空穴传输层的厚度的优选下限为100nm。通过将上述空穴传输层的厚度设为上述下限以上，从而能够进一步抑制因连续照射光所导致的光电转换效率的降低(光劣化)。上述空穴传输层的厚度的更优选下限为200nm、进一步优选下限为300nm。上述空穴传输层的厚度的上限没有特别限定，优选为500nm。若上述空穴传输层的厚度为上述上限以下，则易于抑制裂纹的产生。上述空穴传输层的厚度的更优选上限为400nm。需要说明的是，在本说明书中，上述空穴传输层的厚度意指从光电转换层至阳极的距离的平均值，可通过利用透过型电子显微镜的截面观察来测定。
图2是示意性地示出本发明的太阳能电池的一例的截面图。
图2所示的太阳能电池1在阴极2上依次层叠有电子传输层3(薄膜状的电子传输层31和多孔状的电子传输层32)、包含有机无机钙钛矿化合物的光电转换层4、空穴传输层5和阳极6。虽然未图示，但阴极2在至少一个表面具有氧化层。需要说明的是，在图2所示的太阳能电池1中，阳极6是经图案化的电极。
发明效果
根据本发明，能够提供光电转换效率优异且因连续照射光所导致的光电转换效率的降低(光劣化)得到了抑制的、光电转换层的腐蚀少的太阳能电池。
附图说明
图1是示出有机无机钙钛矿化合物的晶体结构的一例的示意图。
图2是示意性地示出本发明的太阳能电池的一例的截面图。
具体实施方式
以下，列举实施例来更详细地说明本发明的实施方式，但本发明并不仅限于这些实施例。
(实施例1)
在作为阴极的厚度200nm的金属钛薄膜(表面经自然氧化)的表面上，通过旋涂法涂布使氧化钛纳米粒子(平均粒径10nm(昭和电工公司制，F6A)与平均粒径30nm(昭和电工公司制，F4A)的混合物)分散于乙醇而得的氧化钛糊剂，然后照射80mW/cm2的紫外线1分钟，形成多孔状的电子传输层。
另一方面，预先使碘化铅与二甲基亚砜(DMSO)反应而制备出碘化铅-二甲基亚砜复合体，将该碘化铅-二甲基亚砜复合体溶解于N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中而得到60重量％的涂布液。在上述电子传输层上，将所得的涂布液用旋涂法层叠为200nm的厚度，进而，从其上方利用旋涂法来层叠调节为8％的碘化甲铵(CH3NH3I)的异丙醇溶液，由此使其与碘化铅反应，然后在180℃进行烧成，从而形成包含有机无机钙钛矿化合物的光电转换层。
接下来，将在氯苯25μL中溶解Spiro-OMeTAD(具有螺二芴骨架)68mM、叔丁基吡啶55mM、双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺·锂盐9mM而得的溶液利用旋涂法进行涂布，从而形成空穴传输层。
在所得的空穴传输层上，通过EB蒸镀法来形成厚度100nm的ITO膜作为阳极，得到层叠有阴极/电子传输层/光电转换层/空穴传输层/阳极的太阳能电池。
(实施例2～5)
在形成多孔状的电子传输层之前，将阴极在表1所记载的烧成温度条件下进行加热，除此以外，与实施例1同样地操作，得到太阳能电池。
(实施例6)
将作为阴极的金属钛薄膜的厚度变更为表1所记载的厚度，除此以外，与实施例5同样地操作，得到太阳能电池。
(实施例7、8)
将作为阴极的金属钛薄膜的厚度变更为表1所记载的厚度，并且在形成多孔状的电子传输层之前，将阴极在表1所记载的烧成温度条件下进行加热，除此以外，与实施例1同样地操作，得到太阳能电池。
(实施例9)
在形成多孔状的电子传输层之前，在阴极的表面上利用RF溅射来成膜厚度30nm的由氧化钛形成的薄膜状的电子传输层，除此以外，与实施例1同样地操作，得到太阳能电池。
(实施例10、11)
在形成多孔状的电子传输层之前，将阴极在表1所记载的烧成温度条件下进行加热，然后在阴极的表面上利用RF溅射来成膜厚度30nm的由氧化钛形成的薄膜状的电子传输层，除此以外，与实施例1同样地操作，得到太阳能电池。
(实施例12)
替代作为阴极的金属钛薄膜而使用由表1所记载的金属形成的薄膜，除此以外，与实施例1同样地操作，得到太阳能电池。
(实施例13、14)
在形成多孔状的电子传输层之前，将阴极在表1所记载的烧成温度条件下进行加热，除此以外，与实施例12同样地操作，得到太阳能电池。
(实施例15)
在形成多孔状的电子传输层之前，将阴极在表1所记载的烧成温度条件下进行加热，然后在阴极的表面上利用RF溅射来成膜厚度30nm的由氧化钛形成的薄膜状的电子传输层，除此以外，与实施例12同样地操作，得到太阳能电池。
(实施例16～19)
替代作为阴极的金属钛薄膜而使用由表1所记载的金属形成的薄膜，除此以外，与实施例1同样地操作，得到太阳能电池。
(比较例1)
将具有厚度200nm的金属钛薄膜的基板放入氧浓度10ppm以下的手套箱内，在手套箱内进行氢氟酸处理，除去金属钛薄膜表面的氧化膜。然后，在手套箱内进行操作，除此以外，与实施例1同样地操作，得到太阳能电池。
(比较例2～5)
替代作为阴极的金属钛薄膜而使用由表2所记载的金属形成的薄膜，除此以外，与实施例1同样地操作，得到太阳能电池。
(比较例6)
在形成多孔状的电子传输层之前，在阴极的表面上利用RF溅射来成膜厚度30nm的由氧化钛形成的薄膜状的电子传输层，除此以外，与比较例3同样地操作，得到太阳能电池。
(比较例7)
在形成多孔状的电子传输层之前，将阴极在表2所记载的烧成温度条件下进行加热，然后在阴极的表面上利用RF溅射来成膜厚度30nm的由氧化钛形成的薄膜状的电子传输层，除此以外，与实施例3同样地操作，得到太阳能电池。
(比较例8～29)
替代作为阴极的金属钛薄膜而使用由表2所记载的金属形成的薄膜，除此以外，与实施例1同样地操作，得到太阳能电池。
(比较例30)
替代作为阴极的金属钛薄膜而使用由表2所记载的透明电极形成的薄膜，并且在空穴传输层上通过电阻加热蒸镀法而形成厚度100nm的Au膜来作为阳极，除此以外，与实施例1同样地操作，得到太阳能电池。
(比较例31)
在形成多孔状的电子传输层之前，在阴极的表面上利用RF溅射来成膜厚度30nm的由氧化钛形成的薄膜状的电子传输层，除此以外，与比较例30同样地操作，得到太阳能电池。
(比较例32～34)
替代作为阴极的金属钛薄膜而使用由表2所记载的透明电极形成的薄膜，并且在空穴传输层上通过电阻加热蒸镀法而形成厚度100nm的Au膜来作为阳极，除此以外，与实施例1同样地操作，得到太阳能电池。
(比较例35)
在形成多孔状的电子传输层之前，在阴极的表面上利用RF溅射来成膜厚度30nm的由氧化钛形成的薄膜状的电子传输层，除此以外，与比较例34同样地操作，得到太阳能电池。
<评价>
对于在实施例和比较例中得到的太阳能电池，进行以下评价。结果示于表1和2。
(氧化层的确认和厚度的测定)
对于所得的太阳能电池的阴极，一边通过Ar溅射而向厚度方向(深度方向)进行挖掘，一边进行XPS(X射线光电子分光)测定，测量从阴极的表面至钛(Ti)的信号相对于氧(O)的信号的比例增加并达到恒定为止的厚度，将其设为氧化层的厚度。另外，测量钛(Ti)的信号相对于氧(O)的信号的比例梯度地增加的区域来作为梯度氧化层的厚度。
(光电转换效率的测定)
在太阳能电池的电极间连接电源(KEITHLEY公司制、236型)，使用太阳光模拟器(山下电装公司制)来照射强度100mW/cm2的光，测定光电转换效率。以在实施例1中得到的太阳能电池的光电转换效率设为1的方式将所得的光电转换效率进行标准化。
(光劣化试验)
在太阳能电池的电极间连接电源(KEITHLEY公司制、236型)，使用太阳光模拟器(山下电装公司制)照射强度100mW/cm2的光。分别测定刚开始光照射后的光电转换效率、和连续1小时光照射后的光电转换效率，求出光照射后的光电转换性能维持率(连续1小时光照射后的光电转换效率/刚开始光照射后的光电转换效率)。
(光电转换层的腐蚀评价)
与各实施例和比较例同样地操作，在阴极上成膜包含有机无机钙钛矿化合物的光电转换层并在180℃下进行烧成，制作出评价样品。评价样品中，将由作为本来的有机无机钙钛矿化合物的颜色的茶色发生了变色的情况记为×，将仍为茶色的情况记为○。
(综合判定)
将光电转换效率高于在实施例1中得到的太阳能电池、在光劣化试验中的光电转换性能维持率为90％以上、并且光电转换层的腐蚀评价为“○”情况记为○，任一项不满足的情况记为×。
[表1]
[表2]
产业上的可利用性
根据本发明，能够提供光电转换效率优异且因连续照射光所导致的光电转换效率的降低(光劣化)得到了抑制的、光电转换层的腐蚀少的太阳能电池。
符号的说明
1 太阳能电池
2 阴极
3 电子传输层
31 薄膜状的电子传输层
32 多孔状的电子传输层
4 包含有机无机钙钛矿化合物的光电转换层
5 空穴传输层
6 阳极(经图案化的电极)
Claims (5)
1.一种太阳能电池，其特征在于，具有：依次层叠有阴极、电子传输层、光电转换层和阳极的结构，
所述光电转换层包含通式R-M-X3所示的有机无机钙钛矿化合物，其中，R为有机分子，M为金属原子，X为卤素原子或硫属元素原子，
所述阴极包含钛材料，且在至少一个表面具有氧化层。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，钛材料为金属钛、金属钛与其他金属的混合物、或者钛合金。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池，其特征在于，氧化层的厚度为1nm以上且1000nm以下。
4.根据权利要求1、2或3所述的太阳能电池，其特征在于，氧化层具有梯度氧化层，所述梯度氧化层中，钛原子相对于氧原子的比例在厚度方向上随着接近由钛材料形成的部分而梯度地增加。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池，其特征在于，梯度氧化层的厚度为5nm以上且150nm以下。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150014627A1 (en) * | 2006-11-07 | 2015-01-15 | Cbrite Inc. | Two-terminal electronic devices and their methods of fabrication |
| US20150206663A1 (en) * | 2012-08-13 | 2015-07-23 | Swansea University | Opto-electronic device |
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|---|---|---|---|---|
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150014627A1 (en) * | 2006-11-07 | 2015-01-15 | Cbrite Inc. | Two-terminal electronic devices and their methods of fabrication |
| US20150206663A1 (en) * | 2012-08-13 | 2015-07-23 | Swansea University | Opto-electronic device |
| CN104953031A (zh) * | 2014-03-27 | 2015-09-30 | 株式会社理光 | 钙钛矿型太阳能电池 |
| US20150279573A1 (en) * | 2014-03-27 | 2015-10-01 | Ricoh Company, Ltd. | Perovskite solar cell |
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