CN115315823A

CN115315823A - 光电转换元件和包括该光电转换元件的光电转换器件

Info

Publication number: CN115315823A
Application number: CN202180022484.8A
Authority: CN
Inventors: 渡部博之; 丸山晃洋; 山合达也; 加来贤一; 渡边俊太郎; 久野纯平; 野口和范; 姉崎隆志; 中村延博; 牧角康平
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2020-03-19
Filing date: 2021-03-12
Publication date: 2022-11-08
Also published as: US20230068976A1; EP4122930A4; EP4122930A1; WO2021187341A1

Abstract

本公开提供一种光电转换元件，其包括第一电极3，第二电极7，配置在第一电极3和第二电极7之间的光电转换层5，和配置在第一电极3和第二电极7中的一者与光电转换层5之间的反射层6，其中反射层6在可见光区域中的反射率为最大的波长在光电转换层5的光吸收系数为可见光区域中其最大值的1/5以上的波长范围内。

Description

光电转换元件和包括该光电转换元件的光电转换器件

技术领域

本发明涉及光电转换元件和包括该光电转换元件的光电转换器件。

背景技术

为了解决化石能源枯竭问题和通过使用化石能源带来的全球环境问题，对如太阳能、风力和水力等可再生清洁替代能源的研究已经积极开展。特别地，对直接将阳光转化为电能的太阳能电池的兴趣显著日益增加。太阳能电池是指从太阳光中吸收光能并且通过光伏效应产生电流-电压的电池，这是一种产生电子和空穴的现象。

目前，光能转换效率超过20％的n-p二极管型单晶硅(Si)基太阳能电池广为人知，并且在实践中用于太阳能光伏发电。此外，在活性层中使用具有钙钛矿型结构的化合物的钙钛矿型太阳能电池因其高发电效率和低成本而受到关注，并且已经对这种太阳能电池进行了许多研究。另外，太阳能电池的活性层的颜色可以通过控制活性层中的卤素比例来改变。可以预期这将应用于色彩鲜艳且美观的太阳能电池。

非专利文献1记载了使用有机杂化钙钛矿化合物的太阳能电池，并且记载了控制钙钛矿的带隙能够获得彩色太阳能电池。

专利文献1记载了使用TiO₂、SnO或ZnO作为电子输送材料的光电转换元件。

专利文献2记载了使用钙钛矿化合物作为活性层的材料的光电转换元件，并且记载了该光电转换元件使用N-烷基苝四羧酸二亚胺作为电子输送层中的电子输送性化合物。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：PCT日文翻译专利公开No.2015-535390

专利文献2：日本专利申请特开No.2019-106401

非专利文献

非专利文献1：Jun Hong Noh等人，彩色、高效和稳定的无机-有机混合纳米结构太阳能电池的化学管理(Chemical Management for Colorful,Efficient,and StableInorganic-Organic Hybrid Nanostructured Solar Cells)，Nano Letter.2013,13,4,1764-1769

发明内容

发明要解决的问题

非专利文献1和专利文献1与2中记载的太阳能电池在光电转换效率方面还有进一步改进的空间。

用于解决问题的方案

本发明是鉴于上述问题而完成的，并且其目的在于提供一种光电转换效率高的光电转换元件。

<<第一实施方案>>

根据本实施方案的光电转换元件包括第一电极、第二电极、配置在第一电极和第二电极之间的光电转换层、以及配置在第一电极和第二电极中的一者与光电转换层之间的反射层。反射层在可见光区域中的反射率为最大的波长在光电转换层的光吸收系数为可见光区域中最大光吸收系数的1/5以上的波长范围内。

<<第二实施方案>>

本实施方案的光电转换元件依次包括阳极、包含钙钛矿化合物的第一层、导电性第二层和阴极。

第二层配置在阴极与第一层之间。

第二层至少包含导电性颗粒，该导电性颗粒包括核颗粒和与核颗粒的组成或材料不同的导电性被覆层。

<<第三实施方案>>

本实施方案的第一光电转换元件在阳极与阴极之间具有包含钙钛矿化合物的第一层，和在阴极与第一层之间具有第二层。第二层包含结合电子输送性化合物的高分子化合物。

本实施方案的第二光电转换元件在阳极与阴极之间具有包含钙钛矿化合物的第一层，和在阴极与第一层之间具有第二层。

第二层包含由以下式(E-1)至(E-3)表示的结构中的至少一种和由以下式(P-1)至(P-5)表示的结构中的至少一种。

(在式(E-1)至(E-3)中，R¹⁰¹至R¹⁰⁶、R²⁰¹至R²¹⁰、和R³⁰¹至R³⁰⁴各自独立地表示单键、氢原子、氰基、硝基、卤素原子、烷氧羰基、羧基、二烷基氨基、羟基、取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的杂环基。R¹⁰¹至R¹⁰⁶中的一者或两者、R²⁰¹至R²¹⁰中的一者或两者、和R³⁰¹至R³⁰⁴中的一者或两者为单键。取代的烷基的取代基为烷基、芳基、卤素原子或羰基。取代的芳基或取代的杂环基的取代基为卤素原子、硝基、氰基、烷基、卤素取代的烷基、烷氧基或羰基。)

(在式(P-1)至(P-5)中，*表示结合部位。)

本实施方案的第三光电转换元件在阳极与阴极之间具有包含钙钛矿化合物的第一层，和在阴极与第一层之间具有第二层。第二层包含由以下式(U1)表示的结构和由以下式(U2)表示的结构中的至少一种。

(在式(U1)和(U2)中，R¹和R³各自独立地表示取代或未取代的主链的原子数为1至10的亚烷基、或取代或未取代的亚苯基。

R²表示单键、取代或未取代的主链的原子数为1至10的亚烷基、或者取代或未取代的亚苯基。取代的亚烷基的取代基为烷基、芳基、羟基或卤素原子。取代的亚苯基的取代基为卤素原子、硝基、氰基、羟基、烷基或卤素-取代的烷基。

R⁹表示氢原子或烷基。

A¹表示由下式(A-1)至(A-6)表示的基团中的任意一者。

B¹表示由以下式(B-1)至(B-3)中的任意一者表示的基团。

D¹表示由以下式(D)表示的、主链的原子数为5至15的基团。

E¹表示由以下式(E-1)至(E-3)中的任意一者表示的二价基团。)

(在式(A-5)中，R¹⁰表示氢原子或烷基。)

(在式(B-1)至(B-3)中，R⁶和R⁷各自独立地表示主链的原子数为1至5的亚烷基、被具有1至5个碳原子的烷基取代并且主链的原子数为1至5的亚烷基、主链的原子数为1至5的苄基取代的亚烷基、主链的原子数为1至5的烷氧羰基取代的亚烷基、或者主链的原子数为1至5的苯基取代的亚烷基。亚烷基的主链的碳原子之一可以被O、S、NH或NR¹⁵(R¹⁵为烷基)替换。

R²表示单键、取代或未取代的主链的原子数为1至10的亚烷基、或者取代或未取代的亚苯基。取代的亚烷基的取代基为烷基、芳基、羟基、或卤素原子。取代的亚苯基的取代基为卤素原子、硝基、氰基、羟基、烷基或卤素取代的烷基。

R¹²表示氢原子或烷基。

Ar²表示取代或未取代的亚苯基。取代的亚苯基的取代基为卤素原子、硝基、羟基、氰基、烷基或卤代烷基。

A¹和A²表示由以下式(A-1)至(A-5)表示的基团中的任意一者。

E¹表示由以下式(E-1)至(E-3)中的任意一者表示的二价基团。

o、p和q各自独立地为0或1，并且o、p和q之和为1至3。

箭头指向与R³结合的一侧。)

(在式(D)中，R⁴、R⁵、R⁶和R⁷各自独立地表示主链的原子数为1至5的亚烷基，被具有1至5个碳原子的烷基取代并且主链的原子数为1至5的亚烷基、主链的原子数为1至5的苄基取代的亚烷基、主链的原子数为1至5的烷氧羰基取代的亚烷基、或者主链的原子数为1至5的苯基取代的亚烷基。亚烷基的主链的碳原子之一可以被O、S、NH或NR¹⁵(R¹⁵为烷基)替换。

Ar¹和Ar²各自独立地表示取代或未取代的亚苯基。取代的亚苯基的取代基为卤素原子、硝基、羟基、氰基、烷基或卤代烷基。

A²表示由以下式(A-1)至(A-6)中的任意一者表示的基团。

l、m、n、o、p和q各自独立地为0或1，并且l、m和n之和与o、p和q之和为1至3。)

(在式(E-1)至(E-3)中，R¹⁰¹至R¹⁰⁶、R²⁰¹至R²¹⁰和R³⁰¹至R³⁰⁴各自独立地表示单键、氢原子、氰基、硝基、卤素原子、烷氧羰基、羧基、二烷基氨基、羟基、取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的杂环基。R¹⁰¹至R¹⁰⁶中的一者或两者、R²⁰¹至R²¹⁰中的一者或两者和R³⁰¹至R³⁰⁴中的一者或两者为单键。取代的烷基的取代基为烷基、芳基、卤素原子或羰基。取代的芳基或取代的杂环基的取代基为卤素原子、硝基、氰基、烷基、卤素取代的烷基、烷氧基或羰基。)

本实施方式的第四光电转换元件在阳极与阴极之间具有包含钙钛矿化合物的第一层，和在阴极与第一层之间具有第二层。第二层包含由以下式(C1)表示的结构和由以下式(C2)表示的结构中的至少一种。

(在式(C1)和(C2)中，R¹¹至R¹⁶和R²²至R²⁵各自独立地表示氢原子、亚甲基、由-CH₂OR²(R²表示氢原子或者具有1至10个碳原子的烷基)表示的一价基团、由以下式(i)表示的基团、或者由以下式(ii)表示的基团。R¹¹至R¹⁶中的至少一者和R²²至R²⁵中的至少一者为由以下式(i)表示的基团，并且R¹¹至R¹⁶中的至少一者和R²²至R²⁵中的至少一者为由以下式(ii)表示的基团。

R²¹表示烷基、苯基、或烷基取代的苯基。)

(在式(i)中，R⁶¹表示氢原子或烷基。

Y¹表示单键、亚烷基或亚苯基。

F¹表示由以下式(F1)至(F4)中的任意一者表示的二价基团。

*表示与以上式(C1)的N结合的一侧或者与以上式(C2)的N结合的一侧。)

(在式(ii)中，F²表示由以下式(F1)至(F4)中的任意一者表示的二价基团。

α表示主链的原子数为1至6的亚烷基、主链的原子数为1至6并且被具有1至6个碳原子的烷基取代的亚烷基、主链的原子数为1至6的苄基取代的亚烷基、主链的原子数为1至6的烷氧羰基取代的亚烷基、或主链的原子数为1至6的苯基取代的亚烷基。亚烷基的主链的碳原子之一可以被O、S、NH或NR¹(R¹为具有1至6个碳原子的烷基)替换。

β表示亚苯基、被具有1至6个碳原子的烷基取代的亚苯基、硝基取代的亚苯基、或卤素取代的亚苯基。

γ表示主链的原子数为1至6的亚烷基、或主链的原子数为1至6并且被具有1至6个碳原子的烷基取代的亚烷基。

r、s和t各自为0或1。

E¹表示由以下式(E-1)至(E-3)中的任意一者表示的二价基团。

*表示与以上式(C1)的N结合的一侧或以上式(C2)的N结合的一侧。)

(在式(E-1)至(E-3)中，R¹⁰¹至R¹⁰⁶、R²⁰¹至R²¹⁰、和R³⁰¹至R³⁰⁴各自独立地表示单键、氢原子、氰基、硝基、卤素原子、烷氧羰基、羧基、二烷基氨基、羟基、取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的杂环基。R¹⁰¹至R¹⁰⁶中的一者或两者、R²⁰¹至R²¹⁰中的一者或两者、和R³⁰¹至R³⁰⁴中的一者或两者为单键。取代的烷基的取代基为烷基、芳基、卤素原子或羰基。取代的芳基或取代的杂环基的取代基为卤素原子、硝基、氰基、烷基、卤素取代的烷基、烷氧基、或羰基。)

发明的效果

本发明可以提供光电转换效率高的光电转换元件。

附图说明

[图1]示出根据本发明实施方案的光电转换元件的实例。

[图2]示出根据本发明实施方案比色法的实例。

[图3]为示意性示出根据本发明实施方案的光电转换元件的构成实例的厚度方向的截面图。

[图4A]为示出根据本发明实施方案的光电转换元件的构成实例的图。

[图4B]为示出根据本发明实施方案的光电转换元件的构成实例的图。

[图4C]为示出根据本发明实施方案的光电转换元件的构成实例的图。

[图5]示出包括根据本发明实施方案的光电转换元件的可移动体的实例。

[图6]示出包括根据本发明实施方案的光电转换元件的建筑材料的实例。

[图7A]示出实施例1-1的光谱。

[图7B]示出实施例1-1的光谱。

具体实施方式

<<光电转换元件>>

<第一实施方案>

以下将详细描述本发明的第一实施方案。根据本实施方案的光电转换元件包括第一电极、第二电极、配置在第一电极和第二电极之间的光电转换层、以及配置在第一电极和第二电极中的一者与光电转换层之间的反射层。反射层在可见光区域中的反射率为最大的波长在光电转换层的光吸收系数为可见光区域中最大光吸收系数的1/5以上的波长范围内。本发明人通过研究发现，这样的构成可以成为光电转换效率高的光电转换元件。在本实施方案中，“光电转换层”也可以称为“功能层”或“活性层”。

光电转换层可以包括电荷输送层。

优选地，反射层包含体积平均粒径为50nm至600nm的颗粒。这种反射层尤其可以比其它光更强烈地反射蓝光。因此，通过功能层吸收的光量增加，从而提高光电转换效率。

从反射层反射蓝光是指功能层呈现红色，更具体地，是指从反射层反射并透过光电转换层的光可以具有20≤L*、30≤c*、和0≤h*≤90的L*c*h*颜色空间。颜色空间可以为47≤c*，可以为20≤L*、42≤c*、和0≤h*≤50，或者可以为20≤L*、47≤c*、和50≤h*≤90。

在本实施方案中，功能层可以包括吸收光和分离电荷的层；因此，功能层可以为光电转换层。优选地，功能层可以吸收具有与其它波长相比反射层显示更高反射率的波长的光。此外，功能层的材料可以为有机材料、无机材料或包含钙钛矿的材料。功能层可以由这些材料的混合物制成。

根据本实施方案的反射层对功能层吸收率高的光的波长具有高反射率。更具体地，反射层中包含的颗粒的粒径为50nm至600nm。优选地，粒径为70nm至500nm，更优选为90nm至400nm。反射层中所含的颗粒的粒径可以测量为体积平均粒径。

根据本实施方案的光电转换元件包括第一电极、第二电极、和配置在第一电极与第二电极之间的光电转换层、以及反射层。反射层在可见光区域中的反射率为最大的波长在光电转换层吸收的光的波长范围内。更优选地，反射率为最大的波长在光电转换层的光吸收系数为可见光区域中的最大光吸收系数的1/5以上的波长范围内。甚至更优选地，反射率为最大的波长在光电转换层的光吸收系数为可见光区域中的最大光吸收系数的一半以上的波长范围内。

换言之，在反射层对于波长的反射率的光谱中，与反射率的最大值对应的波长在光电转换层吸收的光的波长范围内。此外，也可以说，光谱的最大峰值在上述范围内。

考虑到这一点，该光谱可以在可见光区域中，或者在可见光区域、紫外光区域和红外光区域中。更具体地，光谱可以在250nm至1100nm的区域内。

现在，将参照附图描述本实施方案。

图1为示出根据本实施方案的光电转换元件1的实例的图。第一电极3、电荷输送层4、光电转换层5、反射层6和第二电极7设置在基板2上。第一电极3和第二电极7可以为阳极或阴极。在第一电极3和第二电极7连接至外部电路的构成中产生电流。

第一电极3和第二电极7的位置可以互换。

例如，光电转换层5由通过基板2、第一电极3和电荷输送层4进入的光激发以产生电子或空穴。因此，光电转换层5在第一电极3和第二电极7之间产生电流。电荷输送层4为设置在光电转换层5和两个电极之间的层，并且在某些情况下可以不设置。电荷输送层4和光电转换层5可以为重复堆叠的形式。这种形式可以称为串联结构。

在光电转换元件的制造中，可以使用如下方法：制备用于各层的后述涂布液，并且根据期望的层顺序涂布，接着干燥。此时，涂布液可以通过浸涂、喷涂、喷墨涂布、辊涂、模涂、刮刀涂布、帘式涂布、线棒涂布、环涂、或旋涂等来涂布。

[支承基板]

支承基板优选为可以在其主表面上设置有电极(阳极或阴极)并且由在形成光电转换元件的功能层时不发生化学变化的材料制成的基板。支承基板也简称为基板。

支承基板的材料的实例包括玻璃、塑料、聚合物膜和硅。

在构造成从支承基板侧获取光的光电转换元件中，高透光性基板适合作为支承基板。

设置在不透明的支承基板上的光电转换元件不能通过支承基板获取光。因此，离支承基板较远的电极优选为透明或半透明的。当使用不透明的支承基板时，将透明或半透明的电极设置为离支承基板较远的电极能够通过其获取光。

[电极]

电极由导电性材料制成。电极的材料的实例包括金属，如金属氧化物等无机化合物，和如导电高分子等有机化合物。

电极可以由单层或多个层的堆叠限定。

第一电极或第二电极可以为阳极，另一个可以为阴极。优选地，阳极和阴极中的至少一个为透明或半透明的。

第一电极和第二电极接收在功能层中产生的电荷，这些电荷作为电能被提取至外部。

透明或半透明的电极材料的实例包括导电性金属氧化物和金属。当电极材料不透明时，可以将该材料减薄至透光的厚度，从而使电极起到透明或半透明电极的作用。具体地，透明或半透明的电极材料包括例如氧化铟、氧化锌、氧化锡，以及它们的复合材料，例如ITO、IZO、FTO和NESA，金、铂、银、铜和铝。

对电极(阳极和阴极)的形成方法没有特别限制。例如，电极可以通过真空沉积法、溅射法、离子镀法、镀覆法、或涂布法等形成在应形成电极的层或支承基板上。

[功能层]

功能层设置在第一电极与第二电极之间。功能层可以包括将吸收的光转换成电荷的光电转换层。光电转换层可以称为活性层。功能层可以包括电荷输送层。电荷输送层根据其功能可以称为空穴输送层或电子输送层。

功能层可以与第一电极和第二电极两者或其中之一接触。

[空穴输送层]

优选地，根据本实施方案的光电转换元件在光电转换层与阳极之间具有空穴输送层。

空穴输送层起到将空穴从光电转换层输送至阳极的作用。空穴输送层还起到减少电子从光电转换层至阳极的输送以抑制电子和空穴的复合，从而减少光电转换效率的降低的作用。空穴输送层优选与阳极接触。

形成空穴输送层的空穴输送材料包括如CuI和CuNCS等无机材料以及在日本专利申请特开No.2001-291534的第0209至0212段中公开的有机空穴输送材料并且没有特别限制。优选的有机空穴输送材料包括例如聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯和聚硅烷等导电性高分子；其中两个环共享例如C或Si等四面体结构的中心原子的螺环化合物；例如三芳胺等芳香族胺化合物；苯并菲化合物；含氮杂环化合物；和液晶氰基化合物。

空穴输送材料优选为能够作为溶液涂布然后变成固体状的有机空穴输送材料。此类材料的具体实例包括2,2',7,7'-四-(N,N-二-对-甲氧基苯基胺)-9,9-螺二芴(也称为Spiro-OMeTAD)、聚(3-己基噻吩-2,5-二基)、4-(二乙氨基)苯甲醛二苯腙和聚乙烯二氧噻吩(PEDOT)。

对空穴输送层的厚度没有特别限制，但是优选为50μm以下，更优选1nm至10μm，甚至更优选5nm至5μm，特别优选10nm至1μm。厚度可以通过在扫描电子显微镜(SEM)下观察光电转换元件的截面来测量。

空穴输送层可以通过制备包含上述材料和溶剂的导电层用涂布液，形成该液体的涂膜，和干燥该涂膜来形成。用于涂布液的溶剂的实例包括醇系溶剂、亚砜系溶剂、酮系溶剂、醚系溶剂、酯系溶剂和芳香族烃系溶剂。

[光电转换层]

根据本实施方案的光电转换元件的光电转换层可以包含具有钙钛矿型结构的化合物(钙钛矿化合物)。

钙钛矿化合物优选具有其中有机和无机化合物为钙钛矿型结构的组分的有机-无机杂合结构。

有机-无机钙钛矿化合物优选为由通式R-M-X₃表示的化合物。

在通式R-M-X₃中，R表示有机分子，并且优选由C_lN_mH_n(l、m、和n各自为正整数)表示。

此类R的具体实例包括甲胺、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、乙基甲胺、甲基丙胺、丁基甲胺、甲基戊胺、己基甲胺、乙基丙胺、乙基丁胺、咪唑、唑(azole)、吡咯(pyrrole)、氮丙啶、吖丙因(azirine)、氮杂环丁烷、氮杂环丁二烯、咪唑啉、咔唑；及其离子(例如，甲基铵(CH₃NH₃ ⁺)等)和苯乙铵。其中，优选甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、戊胺、己胺、其离子和苯乙铵。特别地，优选甲胺、乙胺、丙胺、及其离子。

在通式R-M-X₃中，M表示金属原子，并且实例包括铅、锡、锌、钛、锑、铋、镍、铁、钴、银、铜、镓、锗、镁、钙、铟、铝、锰、铬、钼和铕。这些金属可以单独使用或者以组合使用。

在通式R-M-X₃中，X表示卤原子或硫族原子，实例包括氯、溴、碘、硫和硒。这些卤素或硫族原子可以单独或以组合使用。其中，卤素原子是优选的，因为在有机-无机钙钛矿化合物的结构中存在卤素原子使得有机-无机钙钛矿化合物可溶于有机溶剂中并且能够应用于廉价的印刷方法等。此外，碘是更优选的，因为碘使有机-无机钙钛矿化合物的能带隙变窄。

有机-无机钙钛矿化合物优选具有其中金属原子M位于体中心、有机分子R位于各顶点、卤素或硫族原子X位于面中心的立方晶体结构。虽然细节尚不清楚，但推测这种结构使晶格中的八面体容易改变其取向，由此增加有机-无机钙钛矿化合物中的电子迁移率，从而提高光电转换效率。

有机-无机钙钛矿化合物优选为结晶半导体。作为结晶半导体的有机-无机钙钛矿化合物增加电子的迁移率并且改进光电转换效率。结晶半导体是指通过如X射线衍射等测量可以检测到散射峰的半导体。

由有机-无机钙钛矿化合物制成的部分的厚度可以为5nm至5000nm。当厚度为5nm以上时，光吸收量增加，且光电转换效率进一步提高。当厚度为5000nm以下时，可以减少电荷分离效率低的区域，从而提高光电转换效率。

更优选地，由钙钛矿化合物制成的部分的厚度为10nm至1000nm，进一步优选20nm至500nm。

活性层可以通过制备包含上述材料和溶剂的活性层用涂布液，形成该液体的涂膜，并且干燥涂膜来形成。用于涂布液的溶剂的实例包括醇系溶剂、亚砜系溶剂、酮系溶剂、醚系溶剂、酯系溶剂和芳香族烃系溶剂。

可以通过混合具有不同组成的两种液体来制备涂布液。

[反射层]

根据本实施方案的光电转换元件包括反射入射光的反射层。反射层设置在功能层与第一或第二电极之间。

反射层为例如以第一电极、电荷输送层、光电转换层、反射层和第二电极的顺序形成的堆叠层，并且反射未被光电转换层完全吸收的光以使钙钛矿层再次吸收光，从而有效提高整个元件的光吸收效率。

为了确保从反射层反射的光容易被光电转换层吸收，反射层包含体积平均粒径为50nm至600nm的颗粒。反射层中包含的颗粒的粒径优选为70nm至500nm，特别优选为90nm至400nm。

颗粒的折射率优选为1.3至3.0，更优选1.8至3.0，并且甚至更优选2.3至3.0。颗粒的纵横比优选为1.0至4.0，更优选1.0至3.0，并且甚至更优选1.0至2.0。

对颗粒的材料没有特别限制。作为金属化合物的实例包括氧化锌、氧化铝、氧化铟、氧化硅、氧化锆、氧化锡、氧化钛、氧化镁、氧化锑、氧化铋、硫酸钡、钛酸锶、钛酸钡和铌酸钾。作为金属的实例包括铝、镍、铁、镍铬合金、铜、锌和银。树脂颗粒的实例包括丙烯酸系树脂、氟树脂、聚苯乙烯树脂、聚乙烯树脂和有机硅树脂。

颗粒可以具有由导电性材料制成的被覆层。导电性材料的实例包括如金属氧化物、铝、钯、铁、铜和银等金属系材料；以及经过电解、喷涂或混合振动表面处理的复合材料。其中，金属氧化物是优选的。金属氧化物优选为选自氧化锡、氧化锌和氧化钛中的任意一种。当将这些金属氧化物适当地还原为具有氧缺陷型结构或适当地掺杂时，这些金属氧化物可以有助于增大电流密度。当使用氧化锡时，氧化锡优选掺杂有选自铌、钽、磷、钨和氟的元素。当使用氧化锌时，氧化锌优选掺杂有元素铝或镓。当使用氧化钛时，氧化钛优选掺杂有元素铌或钽。

在本实施方案中，颗粒的纵横比如下所述用扫描型电子显微镜来测定。在扫描型电子显微镜S-4800(由Hitachi,Ltd.制造)下观察待测颗粒，并且测量从通过观察得到的图像中随机选择的100个颗粒的长径和短径，接着，计算它们的算术平均。

在本实施方案中，颗粒的折射率定义为使用由Cargille Laboratories生产的CARGILLE标准折射率液体测量的值。具体测量方法如下：将颗粒置于载玻片上，并且滴下折射率液体。将颗粒和折射率液充分混合，且从下方用钠灯照射。从上方观察颗粒的轮廓。当轮廓不可见时，认为颗粒的折射率等于折射率液体的折射率。对于成膜的树脂，折射率定义为根据JIS K7142，塑料-折射率测定法测量的值。

另外，将成膜树脂的折射率定义为使用阿贝折射仪DR-A1(商品名，由ATAGO Co.,Ltd.制造)获得的值。

根据本实施方案的反射层除了颗粒以外，还可以包含粘结剂。粘结剂的实例包括聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚乙烯醇缩醛树脂、丙烯酸系树脂、有机硅树脂、环氧树脂、三聚氰胺树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂和醇酸树脂。

粘结剂的使用能够形成致密且均匀的反射层，从而在反射层和活性层之间形成均匀的界面，从而提高电子输送能力。然而，过多的粘结剂树脂含量会降低反射层内的电子输送能力。

反射层中的颗粒与树脂的重量比(颗粒/树脂)优选为100/1至2/1，更优选95/1至4/1，并且甚至更优选90/1至10/1。

反射层的平均厚度优选为50nm至1000nm，并且更优选70nm至500nm。

反射层可以通过制备包含上述材料和溶剂的反射层用涂布液，形成该液体的涂膜，并且干燥该涂膜来形成。用于涂布液的溶剂的实例包括醇系溶剂、亚砜系溶剂、酮系溶剂、醚系溶剂、酯系溶剂和芳香族烃系溶剂。

为了使颗粒分散在反射层用涂布液中，可以使用油漆搅拌机、砂磨机、球磨机或高速液体碰撞分散机。通过分散制备的导电层涂布液可以过滤以去除杂质而作为反射层用涂布液。

在本实施方案中，如图2所示测量色调。具体而言，在铝片21上依次形成反射层22和光电转换层23的涂膜，且涂膜的表面用来自分光色度计24的光以与涂膜表面的垂直轴成45度角照射。L*、c*和h*因此以与涂膜表面成90度处的光谱反射率确定。钙钛矿层可用作光电转换层，且RM200QC(由X-Rite Inc.制造)可用作分光色度计。

<第二实施方案>

本发明人通过研究发现，依次包括阳极、包含钙钛矿化合物的第一层、导电性第二层、和阴极的光电转换元件，当第二层包含通过用导电性材料被覆核颗粒生产的导电性颗粒时具有提高的光电转换效率。

尚不清楚本发明的第二实施方案如何产生这样的效果，但推测以下机制。用导电性材料被覆核颗粒在导电性材料和核颗粒之间产生相互作用，并且导电性材料的导带能级接近第一层的钙钛矿化合物的导带能级。因此，促进从第一层至第二层的电子注入以增大电流密度。这可能是光电转换效率提高的原因。

下面将详细描述本发明的第二实施方案。本发明不限于以下实施方案，并且包括基于本领域技术人员的知识在本发明的范围和精神内做出的以下实施方案的任何修改或变化。

图3示意性示出根据本发明的光电转换元件的实施方案的构成。

图3为沿厚度方向(层叠方向)截取的光电转换元件的截面图，其中阳极102、电荷输送层103、第一层104、第二层105和阴极106层叠在基板101上。通过外部电路在阳极102和阴极106之间产生电流。第一层104通过从基板101侧或阴极106侧获取的光而激发以产生电子或空穴；因此，第一层为在阳极102和阴极106之间产生电流的光电转换层，即所谓的活性层。电荷输送层103设置在第一层104与两个电极102和106之间，但不一定是必要部件。第一层104可以为由多个层限定的串联结构。尽管图3示出如下的构成，其中阳极102设置在基板101侧，而阴极106可以设置在基板101侧，并且在其上依次层叠第二层105、第一层104、电荷输送层103和阳极102。在下文中，将第一层104称为活性层104。

本实施方案的光电转换元件可以通过制备后述的各层用涂布液、以所希望的顺序涂布涂布液、并干燥涂布液来生产。此时，涂布液可以通过浸涂、喷涂、喷墨涂布、辊涂、模涂、刮刀涂布、帘式涂布、线棒涂布、环涂、或旋涂等来涂布。

<基板>

基板101优选为在其主表面上可以设置有电极(在图3的情况下为阳极102)并且由在形成光电转换元件的功能层时不化学变化的材料制成的基板。基板的材料的实例包括玻璃、塑料、高分子膜和硅。在从基板101侧获取光的情况下，基板101使用透明材料。

<电极>

电极102和106由导电性材料制成。电极102和106的材料的实例包括金属，如金属氧化物等无机化合物，以及如导电性高分子等有机化合物。电极102和106可以由单层或多个层的层叠体限定。

在从基板101侧获取光的情况下，基板101侧的电极(在图3的情况下为阳极102)优选由透明性高的材料制成，以使光电转换元件可以有效地发挥作用。另一方面，在从与基板101的相对侧(在图3的情况下的阴极106侧)获取光的情况下，与基板101的相对侧上的电极(在图3的情况下的阴极106侧)由透明性高的材料制成。

透明或半透明电极材料的实例包括导电性金属氧化物和金属。当电极材料不透明时，可以将材料减薄至透光的厚度，从而使电极起到透明或半透明电极的作用。透明或半透明电极材料的具体实例包括例如氧化铟、氧化锌、氧化锡，以及例如ITO、IZO、FTO和NESA等它们的复合物，金、铂、银、铜和铝。

对电极102和106的形成方法没有限制。例如，电极可以通过真空沉积法、溅射法、离子镀法、镀覆法、或涂布法等形成。

<空穴输送层>

在本实施方案中，阳极102与活性层104之间的电荷输送层103优选为空穴输送层。

空穴输送层103起到将空穴从活性层104输送至阳极102的作用。此外，空穴输送层起到抑制电子从活性层104流入至阳极102以抑制电子和空穴的复合的作用，由此防止光电转换效率下降。空穴输送层优选与阳极接触。

可以形成空穴输送层103的空穴输送材料包括如聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯和聚硅烷等导电性高分子；其中两个环共享例如C或Si等四面体结构的中心原子的螺环化合物；如三芳胺等芳香族胺化合物；苯并菲化合物；含氮杂环化合物；和液晶氰基化合物。

空穴输送材料的具体实例包括2,2',7,7'-四-(N,N-二-对-甲氧基苯基胺)-9,9-螺二芴(也称为Spiro-OMeTAD)、聚(3-己基噻吩-2,5-基)、4-(二乙氨基)苯甲醛二苯腙和聚乙烯二氧噻吩(PEDOT)。空穴输送层103可以包含如双(三氟甲磺酰基)亚胺锂或叔丁基吡啶(TBP)等添加剂。

空穴输送层103的厚度优选为，但不特别限于，1μm以下，更优选100nm至600nm。该厚度可以通过在扫描电子显微镜(SEM)下观察光电转换元件的截面来测量。

空穴输送层103可以通过制备包含上述材料和溶剂的涂布液、形成该液体的涂膜、且干燥该涂膜来形成。用于涂布液的溶剂的实例包括醇系溶剂、亚砜系溶剂、酮系溶剂、醚系溶剂、酯系溶剂和芳香族烃系溶剂。

<活性层>

活性层包含具有钙钛矿型结构的化合物(钙钛矿化合物)。钙钛矿化合物优选具有其中有机和无机化合物为钙钛矿型结构的组分的有机-无机杂合结构，并且特别优选由通式RMX₃表示的化合物。

在通式RMX₃中，R表示如甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、戊胺、己胺等有机分子、及其离子。M表示如Cu、Ni、Mn、Fe、Co、Pd、Ge、Sn、Pb和Eu等金属原子。这些金属可以单独使用或以组合使用。另外，X表示如氯、溴、碘、或氟等卤素原子。这些卤素原子可以单独使用或以组合使用。

有机-无机钙钛矿化合物优选为结晶半导体。作为结晶半导体的有机-无机钙钛矿化合物提高电子的迁移率并且改进光电转换效率。结晶半导体是指通过X射线衍射等测量可以检测到散射峰的半导体。

活性层104的厚度优选，但不特别限于，2μm以下，更优选200nm至1μm。

活性层104可以通过制备包含能够通过化学反应形成钙钛矿化合物的材料和溶剂的涂布液，形成该液体的涂膜，并干燥该涂膜来形成。用于涂布液的溶剂的实例包括醇系溶剂、亚砜系溶剂、酮系溶剂、醚系溶剂、酯系溶剂和芳香族烃系溶剂。

<导电层>

在本实施方案中，设置在活性层104与阴极106之间的导电层105为电子输送层并且包含通过用导电性材料被覆核颗粒而产生的导电性颗粒。核颗粒在组成或材料上与形成被覆层的导电性材料不同。

在本实施方案中，形成导电性颗粒的被覆层的导电性材料的实例包括如金属氧化物、铝、钯、铁、铜、和银等金属系材料；经过电解、喷涂或混合振动表面处理的复合材料；炭黑；和炭黑系材料。其中，炭黑和金属氧化物是优选的。金属氧化物是更优选的。金属氧化物优选为选自氧化锡、氧化锌和氧化钛中的任意一种。

此外，此类金属氧化物在适当地还原为具有氧缺陷型结构或适当掺杂时可有助于增大电流密度。当使用氧化锡时，氧化锡优选掺杂有选自铌、钽、磷、钨和氟的元素。当使用氧化锌时，氧化锌优选掺杂有元素铝或镓。当使用氧化钛时，氧化钛优选掺杂有元素铌或钽。

金属氧化物的掺杂元素的量在被覆层中优选为0.5至10.0质量％。当掺杂剂含量小于0.5质量％时，增大电流密度的效果可能不充分。相对地，超过10.0质量％的掺杂剂含量可能易于在光电转换元件中引起泄漏。优选地，掺杂剂含量在被覆层中为1.0质量％至7.0质量％。

在本实施方案中，导电性颗粒的核颗粒的材料可以为金属化合物、金属、炭黑、或树脂等。金属化合物的实例包括氧化锌、氧化铝、氧化铟、氧化硅、氧化锆、氧化锡、氧化钛、氧化镁、氧化锑、氧化铋、硫酸钡、钛酸锶、钛酸钡和铌酸钾。金属的实例包括铝、镍、铁、镍铬合金、铜、锌和银。树脂的实例包括丙烯酸系树脂、氟树脂、聚苯乙烯树脂、聚乙烯树脂和有机硅树脂。

各种形式的颗粒，如球体状、多面体状、椭圆体状、片状和针状可以用作核颗粒。其中，从活性层与导电层之间的界面处的电子注入的观点，优选使用球体状、多面体状或椭圆体状的核颗粒。更优选地，核颗粒为球体状或接近球体状的多面体状。

在本实施方案中，以平均长轴直径a与平均短轴直径b之比(a/b)表示的导电性颗粒的纵横比优选为3.0以下。3.0以下的纵横比是优选的，因为这样的纵横比提高从活性层至导电层105的电子注入效率。

优选地，导电性颗粒的平均长轴直径a和平均短轴直径b均为50nm至600nm。当平均长轴直径a和平均短轴直径b为50nm以上时，在制备导电层用涂布液后导电性颗粒不太可能再聚集。此外，当平均长轴直径a和平均短轴直径b为600nm以下时，导电层105的表面不太可能粗糙化。具有粗糙表面的导电层105容易引起泄漏。更优选地，在本实施方案中，导电性颗粒的平均长轴直径a和平均短轴直径b为50nm至400nm。

在本实施方案中，导电性颗粒的平均长轴直径a和平均短轴直径b用扫描电子显微镜来测量。具体而言，在扫描电子显微镜"S-4800"(由Hitachi,Ltd.制造)下观察要测量的导电性颗粒，并且测量从通过观察得到的图像随机选择的100个导电性颗粒的长轴直径和短轴直径，接着，计算它们的算术平均。

优选地，核颗粒的平均长轴直径和平均短轴直径为被覆层的平均厚度的1倍至50倍，更优选5倍至20倍。

根据本实施方案的导电层可以仅由上述导电性颗粒制成，但是除了导电性颗粒以外还可以包含粘结剂。粘结剂的实例包括聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚乙烯醇缩醛树脂、丙烯酸系树脂、有机硅树脂、环氧树脂、三聚氰胺树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂和醇酸树脂。在本实施方案中，导电层105优选包含20体积％以上的上述导电性颗粒。当导电性颗粒含量小于20体积％时，导电性颗粒之间的距离增大，并且电流密度倾向于相应地降低。因此，对于包含导电性颗粒和粘结剂树脂的导电层105，导电层105中的粘结剂树脂含量为80体积％以下。

导电层105的平均厚度优选为0.1μm至1.0μm，并且更优选为0.1μm至0.5μm。

导电层105可以通过制备包含上述导电性颗粒和溶剂以及任选地上述粘结剂树脂的导电层用涂布液，形成涂布液的涂膜，并干燥涂膜而形成。用于涂布液的溶剂的实例包括醇系溶剂、亚砜系溶剂、酮系溶剂、醚系溶剂、酯系溶剂和芳香族烃系溶剂。为了将导电性颗粒分散在导电层用涂布液中，可以使用利用油漆搅拌器、砂磨机、球磨机或高速液体碰撞分散机的方法。可以将通过分散制备的导电层用涂布液过滤以去除不需要的材料。

<第三实施方案>

以下，将详细描述本发明的第三实施方案。

本发明人通过他们的研究发现，在阳极与阴极之间具有包含钙钛矿化合物的第一层和在阴极与第一层之间具有本实施方案的特征的第二层的构成提高光电转换效率。

尚不清楚本实施方案如何产生这样的效果，但本发明人推测以下机制。本发明人认为，通过赋予包含电子输送性化合物的第二层的本实施方案的任意特征而产生的两个效果提高光电转换效率。两者之一可能是电子输送性化合物增强电子提取。本发明人认为，通过使钙钛矿化合物和电子输送性化合物的能级一致使得电子迅速移动，从而提高光电转换效率。另一个可能是促进设置在第二层上的第一层的形成，从而提高第一层的结晶性。可能地，赋予第二层的本实施方案的特征促进界面形成并形成具有赋予与第一层的亲和性的润湿性的表面，从而促进晶体生长。本发明人认为，第一层的改进的结晶性增大光吸收，使产生的电荷有效地移动，从而提高光电转换效率。

本实施方案的光电转换元件在阳极与阴极之间具有包含钙钛矿化合物的第一层，和在阴极与第一层之间具有第二层。

图4A至图4C为示出根据本实施方案的光电转换元件的构成的实例的图。图4A为当从阴极侧观看时的平面图。图4B为图4A的a-a'截面图。图4C为图4A的b-b'截面图。在图4A至图4C所示的光电转换元件中，依次形成基板216、阳极211、第三层212、第一层213、第二层214和阴极215。通过外部电路在阳极211与阴极215之间产生电流。在这种情况下，第一层213为由通过基板216、阳极211和第三层212或通过阴极215和第二层214进入的光激发以产生电子或空穴并且在阳极211与阴极215之间产生电流的光电转换层。第三层212为在第一层213与阳极211之间的层，并且不一定是必要的层。第一层213可以为包括多个层的串联结构。

在本实施方案的光电转换元件的制造中，可以使用其中根据所希望的各层的顺序制备后述的各层的涂布液并涂布、接着干燥的方法。在该方法中，涂布液可以通过浸涂、喷涂、喷墨涂布、分配涂布、辊涂、模涂、刮刀涂布、帘式涂布、线棒涂布、环涂、或旋涂等来涂布。

<基板216>

基板216优选为可以在其主表面上设置有电极并且由在形成光电转换元件的功能层时不化学变化的材料制成的基板。支承基板的材料的实例包括玻璃、塑料、高分子膜和硅。

<电极(阳极211、阴极215)>

电极由导电性材料制成。电极的材料的实例包括金属，如金属氧化物等无机化合物，和如导电性高分子等有机化合物。电极可以由单层或多个层的堆叠体限定。

在本实施方案的光电转换元件中，第一层213中的钙钛矿化合物吸收通过任一电极进入的光以产生电子和空穴。由此产生的电子到达阴极215，并且空穴到达阳极211。从光电转换元件提取电子和空穴作为电能(电流)。为了使光电转换元件有效地发挥作用，入射光必须通过基板216到达第一层213。高透明性材料适合用于基板216和电极。在构造为从基板216侧获取光的光电转换元件中，高透光性材料适合于基板216和基板216上的电极。在构造为从离基板216较远的电极侧获取光的光电转换元件中，高透光性材料适合于离基板216较远的电极。

透明或半透明的电极材料的实例包括导电性金属氧化物和金属。当电极材料不透明时，可以将材料减薄至透光的厚度，从而使电极起到透明或半透明电极的作用。透明或半透明电极材料的具体实例包括例如氧化铟、氧化锌、氧化锡，以及如ITO、IZO、FTO和NESA等它们的复合物，金、铂、银、铜和铝。

对电极的形成方法没有限制。例如，电极可以通过真空沉积法、溅射法、离子镀法、镀覆法、或涂布法等形成。

<第三层212>

优选地，根据本实施方案的光电转换元件在第一层213与阳极211之间具有第三层212。第三层212可以为空穴输送层。

第三层212起到将空穴从第一层213输送至阳极211的作用。此外，第三层起到抑制电子从第一层213流入至阳极211以抑制电子和空穴的复合的作用，从而防止光电转换效率下降。第三层212优选与阳极211接触。

可以形成第三层212的空穴输送材料包括如聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯和聚硅烷等导电性高分子；其中两个环共享例如C或Si等四面体结构的中心原子的螺环化合物；如三芳胺等芳香族胺化合物；苯并菲化合物；含氮杂环化合物；和液晶氰基化合物。空穴输送材料的具体实例包括2,2',7,7'-四-(N,N-二-对-甲氧基苯基胺)-9,9-螺二芴(也称为Spiro-OMeTAD)、聚(3-己基噻吩-2,5-二基)、4-(二乙氨基)苯甲醛二苯腙和聚乙烯二氧噻吩(PEDOT)。

第三层212可以包含如双(三氟甲磺酰基)亚胺锂或叔丁基吡啶(TBP)等添加剂。

第三层212的厚度优选，但不特别限于，1μm以下，更优选200nm至60μm。厚度可以通过在扫描电子显微镜(SEM)下观察光电转换元件的截面来测量。

第三层212可以通过制备包含上述材料和溶剂的导电层用涂布液，形成该液体的涂膜，并干燥涂膜来形成。用于涂布液的溶剂的实例包括醇系溶剂、亚砜系溶剂、酮系溶剂、醚系溶剂、酯系溶剂和芳香族烃系溶剂。

<第一层213>

第一层213包含钙钛矿化合物(具有钙钛矿型结构的化合物)。第一层213可以为活性层、功能层或光电转换层。

有机-无机钙钛矿化合物优选为由通式RMX₃表示的化合物。

在通式RMX₃中，R表示如甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、戊胺、己胺等有机分子，及其离子。

在通式RMX₃中，M表示如Cu、Ni、Mn、Fe、Co、Pd、Ge、Sn、Pb和Eu等金属原子。这些金属可以单独使用或以组合使用。

在通式RMX₃中，X表示如氯、溴、碘或氟等卤素原子。这些卤素原子可以单独使用或以组合使用。

有机-无机钙钛矿化合物优选为结晶半导体。作为结晶半导体的有机-无机钙钛矿化合物增大电子的迁移率并且改进光电转换效率。结晶半导体是指通过如X射线衍射等测量可以检测到散射峰的半导体。

由有机-无机钙钛矿化合物部分构成的部分的厚度优选，但不特别限于，2μm以下，更优选200nm至1μm。

第一层213可以通过制备包含上述材料和溶剂的导电层用涂布液，形成该液体的涂膜，并干燥涂膜来形成。用于涂布液的溶剂的实例包括醇系溶剂、亚砜系溶剂、酮系溶剂、醚系溶剂、酯系溶剂和芳香族烃系溶剂。特别地，从提高第一层213的材料的溶解性、和改进结晶性的观点，优选如二甲基亚砜、和二甲基甲酰胺等非质子性极性溶剂。

<第二层214>

根据本实施方案的光电转换元件在第一层213与阴极215之间具有第二层214。第二层214可以为底层或导电层。

[第一光电转换元件]

在第一光电转换元件中，第二层214包含高分子化合物，并且该高分子化合物与电子输送性化合物结合。

包含在第二层214中的电子输送性化合物的实例包括噁二唑衍生物、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、四氰基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、二苯醌衍生物、8-羟基喹啉及其衍生物的金属配合物、聚喹啉及其衍生物、聚喹喔啉及其衍生物、聚芴及其衍生物、富勒烯类及其衍生物、如浴铜灵等菲衍生物、萘四甲酰二酰亚胺及其衍生物、苝四甲酰二亚胺及其衍生物、和均苯四酸二酰亚胺及其衍生物。特别地，优选萘四甲酰二酰亚胺及其衍生物、苝四甲酰二亚胺及其衍生物、和均苯四酸二酰亚胺及其衍生物。

第二层214可以为通过使可固化树脂固化形成的固化膜，并且电子输送性化合物可以与形成固化膜的树脂的链结合。

[第二光电转换元件]

在第二光电转换元件中，第二层214包含由式(E-1)至(E-3)表示的结构中的至少一种和由式(P-1)至(P-5)表示的结构中的至少一种。第二层214为包含由式(E-1)至(E-3)表示的结构中的至少一种和由式(P-1)至(P-5)表示的结构中的至少一种的层(固化层)。换言之，第二层214包括具有由式(E-1)至(E-3)表示的结构中的至少一种和由式(P-1)至(P-5)表示的结构中的至少一种的固化膜(聚合物)。

在式(E-1)至(E-3)中，R¹⁰¹至R¹⁰⁶、R²⁰¹至R²¹⁰、和R³⁰¹至R³⁰⁴各自独立地表示单键、氢原子、氰基、硝基、卤素原子、烷氧羰基、羧基、二烷基氨基、羟基、取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的杂环基。R¹⁰¹至R¹⁰⁶中的一者或两者、R²⁰¹至R²¹⁰中的一者或两者和R³⁰¹至R³⁰⁴中的一者或两者为单键。取代的烷基的取代基为烷基、芳基、卤素原子或羰基。取代的芳基或取代的杂环基的取代基为卤素原子、硝基、氰基、烷基、卤素取代的烷基、烷氧基或羰基。

在式(P-1)至(P-5)中，*表示结合部位。

单键可以为与形成第二层214的树脂的链结合的单键，并且由式(P-1)至(P-5)表示的结构可以为树脂链的一部分。

表1至5示出了式(E-1)至(E-3)的具体实例。在表1至5中，各结合部位由虚线表示。表1至5所示的具体实例各自为表6至11或表12至19所示的由对应的编号表示的具体实例的E¹的具体结构。因此，表1至5可能重复显示相同的结构。

[表1]

[表2]

[表3]

[表4]

[表5]

例如，可以如下所述形成第二层214。首先，将交联剂、具有能够与交联剂反应的聚合性官能团的树脂、以及具有能够与交联剂反应的聚合性官能团的电子输送性化合物溶解在溶剂中以制备涂布液。形成涂布液的涂膜并热固化以产生第二层214。优选热固化，因为当在干燥期间进行反应时该反应可以更均匀地进行。

[电子输送性化合物]

电子输送性化合物优选为萘四甲酰二酰亚胺衍生物、苝四甲酰二亚胺衍生物或均苯四甲酸二酰亚胺衍生物。另外，电子输送性化合物优选具有能够与交联剂反应的聚合性官能团。聚合性官能团的实例包括羟基、硫醇基、羧基、氨基、异氰酸酯基和丙烯酸基。

具有由(E-1)表示的结构的衍生物(电子输送材料衍生物)可以通过已知的合成方法，例如在美国专利No.4442193、No.4992349和No.5468583以及材料化学(Chemistry ofmaterials),Vol.19,No.11,2703-2705(2007)中记载的那些来合成。另外，此类衍生物可以通过来自Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.、Sigma-Aldrich Japan、或JohnsonMatthey Japan G.K.的萘四甲酸二酐与单胺衍生物的反应来合成。

为了使电子输送性材料具有能够与交联剂反应的聚合性官能团(例如羟基、硫醇基、氨基或羧基)，例如，可以将此类聚合性官能团直接引入至具有(E-1)结构的衍生物中，或者可以引入具有聚合性官能团或能够用作聚合性官能团的前体的官能团的结构。在后者的方法中，例如，可以使用利用钯催化剂和碱的交叉偶联反应将含官能团的芳基引入至卤代萘四甲酰二酰亚胺衍生物中，或者可以使用利用FeCl₃催化剂和碱的交叉偶联反应将含官能团的烷基引入卤代萘四甲酰二酰亚胺衍生物中。可选地，在锂化之后，可以使环氧化合物和CO₂作用于该衍生物以引入羟烷基或羧基。在前者的方法中，例如，作为用于合成萘四甲酰二酰亚胺衍生物的原料，可以使用具有聚合性官能团或能够用作聚合性官能团的前体的官能团的萘四甲酸二酐衍生物或单胺衍生物。

具有由(E-2)或(E-3)表示的结构的衍生物可以通过例如美国化学学会杂志(Journal of the American chemical society)，Vol.129,No.49,15259-78(2007)中记载的已知方法来合成。另外，此类衍生物可以通过从Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.、Sigma-Aldrich Japan、或Johnson Matthey Japan G.K.可得的苝四羧酸二酐(E-2)或均苯四酸二酐(E-3)与单胺衍生物的反应来合成。

在将此类聚合性官能团引入至具有(E-2)或(E-3)结构的衍生物中的方法中，可将聚合性官能团直接引入至衍生物中，或者可以引入具有聚合性官能团或能够用作聚合性官能团的前体的官能团的结构。在后一种方法中，例如，苝四甲酰二亚胺衍生物或均苯四酸二酰亚胺衍生物的卤代化合物可以进行使用钯催化剂和碱的交叉偶联反应或使用FeCl₃催化剂和碱的交叉偶联反应。在前一种方法中，例如，具有聚合性官能团或能够用作聚合性官能团的前体的官能团的苝四羧酸二酐衍生物或单胺衍生物可以用作用于合成苝二酰亚胺衍生物的原料。

具有聚合性官能团的电子输送性化合物的实例包括以下。

[第三光电转换元件]

在第三光电转换元件中，第二层214包含由式(U1)表示的结构和由式(U2)表示的结构中的至少一种。第二层214为包含由式(U1)表示的结构和由式(U2)表示的结构中的至少一种的层(固化层)。换言之，第二层214包括具有由式(U1)表示的结构和由式(U2)表示的结构中的至少一种的固化膜(聚合物)。

在式(U1)和(U2)中，R¹和R³各自独立地表示取代或未取代的主链的原子数为1至10的亚烷基、或者取代或未取代的亚苯基。

R²表示单键、取代或未取代的主链的原子数为1至10的亚烷基、或者取代或未取代的亚苯基。取代的亚烷基的取代基为烷基、芳基、羟基或卤素原子。取代的亚苯基的取代基为卤素原子、硝基、氰基、羟基、烷基、或卤素取代的烷基。

R⁹表示氢原子或烷基。

A¹表示由式(A-1)至(A-6)表示的基团中的任意一者。

B¹表示由式(B-1)至(B-3)中的任意一者表示的基团。

D¹表示由式(D)表示并且主链的原子数为5至15的基团。从提高光电转换效率的观点，由式(D)表示的主链的原子数更优选为10至15。D¹的主链中的原子数是指式(D)的左右两端之间最短链的原子数。例如，对亚苯基的主链具有4个原子。间亚苯基的主链具有3个原子。邻亚苯基的主链具有2个原子。

E¹表示由式(E-1)至(E-3)中的任意一者表示的二价基团。

在式(U1)和(U2)中，E¹的右侧表示氢原子、取代或未取代的芳基、取代或未取代的烷基、或结合部位。取代或未取代的烷基的主链的碳原子之一可以被O、S、NH或NR¹⁶(R¹⁶为烷基)替换。取代的芳基的取代基可以为烷基、卤素原子、硝基或氰基。取代的烷基的取代基可以为烷基、芳基、卤素原子、硝基或氰基。在结合部位的情况下，取代或未取代的亚芳基、或者取代或未取代的亚烷基与由(U1)和(U2)表示的结构中的除E¹以外的D¹结合。

在式(A-5)中，R¹⁰表示氢原子或烷基。

在式(B-1)至(B-3)中，R⁶和R⁷各自独立地为主链的原子数为1至5的亚烷基、被具有1至5个碳原子的烷基取代并且主链的原子数为1至5的亚烷基、苄基取代的主链的原子数为1至5的亚烷基、烷氧羰基取代的主链的原子数为1至5的亚烷基、或者苯基取代的主链的原子数为1至5的亚烷基。亚烷基的主链的碳原子之一可以被O、S、NH或NR¹⁵(R¹⁵为烷基)替换。

R²表示单键、取代或未取代的主链的原子数为1至10的亚烷基、或者取代或未取代的亚苯基。取代的亚烷基的取代基为烷基、芳基、羟基或卤素原子。取代的亚苯基的取代基为卤素原子、硝基、氰基、羟基、烷基或卤素取代的烷基。

R¹²表示氢原子或烷基。

A¹和A²表示由式(A-1)至(A-5)表示的基团中的任意一者。

E¹表示由式(E-1)至(E-3)中的任意一者表示的二价基团。

o、p和q各自独立地为0或1，并且o、p和q之和为1至3。

箭头指向与R³结合的一侧。

在(B-2)中，E¹的右侧表示氢原子、取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的烷基、杂环基或结合部位。取代的芳基的取代基可以为烷基、卤素原子或硝基。在结合部位的情况下，取代或未取代的亚芳基或亚烷基与由(U1)和(U2)表示的结构中的除E¹以外的D¹结合。式(B-3)中CH₂的右侧与第二层214中树脂的侧链结合。

在式(B-2)中，R⁶、R⁷、Ar²、A²、o、p和q可以分别与式(D)中的R⁶、R⁷、Ar²、A²、o、p和q相同或不同。式(B-2)中的E¹可以与式(U1)和(U2)中的E¹相同或不同。在式(B-3)中，R²和A¹分别可以与式(U1)和(U2)中的R²和A¹相同或不同。

在式(D)中，R⁴、R⁵、R⁶和R⁷各自独立地为主链的原子数为1至5的亚烷基、被具有1至5个碳原子的烷基取代并且主链的原子数为1至5的亚烷基、苄基取代的主链的原子数为1至5的亚烷基、烷氧羰基取代的主链的原子数为1至5的亚烷基、或苯基取代的主链的原子数为1至5的亚烷基。亚烷基的主链的碳原子之一可以被O、S、NH或NR¹⁵(R¹⁵为烷基)替换。更优选地，R⁴、R⁵、R⁶和R⁷各自独立地为主链的原子数为1至5的亚烷基、或者甲基取代或乙基取代的主链的原子数为1至5的亚烷基。

Ar¹和Ar²各自独立地表示取代或未取代的亚苯基。取代的亚苯基的取代基为卤素原子、硝基、羟基、氰基、烷基或卤代烷基。优选地，Ar¹和Ar²为未取代的亚苯基。

A²表示由式(A-1)至(A-6)中的任意一者表示的基团。

l、m、n、o、p和q各自独立地为0或1，并且l、m和n之和以及o、p和q之和为1至3。

在式(E-1)至(E-3)中，R¹⁰¹至R¹⁰⁶、R²⁰¹至R²¹⁰、和R³⁰¹至R³⁰⁴各自独立地表示单键、氢原子、氰基、硝基、卤素原子、烷氧羰基、羧基、二烷基氨基、羟基、取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的杂环基。R¹⁰¹至R¹⁰⁶中的一者或两者、R²⁰¹至R²¹⁰中的一者或两者、和R³⁰¹至R³⁰⁴中的一者或两者为单键。取代的烷基的取代基为烷基、芳基、卤素原子或羰基。取代的芳基或取代的杂环基的取代基为卤素原子、硝基、氰基、烷基、卤素取代的烷基、烷氧基或羰基。

在由式(U1)表示的结构中，式(U1)中的R²与由虚线包围的结构X结合。

该结构X可能为对应于树脂链的部分。这同样适用于式(U2)。

本发明人认为，包含由式(U1)和(U2)表示的结构的第二层214的两个效果提高光电转换效率。两者之一可能是电子输送性化合物(E¹)和氨基甲酸酯键增强了电子提取。氨基甲酸酯键以及电子输送性化合物具有吸电子性。因此，本发明人认为，电子从钙钛矿化合物快速移动，从而提高光电转换效率。另一个可能是促进设置在第二层214上的第一层213的形成，从而提高第一层213的结晶性。可能地，本实施方案的赋予第二层214的特征促进界面形成并形成具有赋予与第一层213的亲和性、促进晶体生长的润湿性的表面。本发明人认为，第一层213的改进的结晶性增大光吸收，使得产生的电荷有效地移动，并因此，提高光电转换效率。

优选地，第二层214包含相对于第二层214的总质量为30质量％至100质量％的由式(U1)和(U2)表示的结构。

第二层214中由式(U1)和(U2)表示的结构的量可以通过常用的分析方法来分析。以下将描述示例性分析方法。底层中由式(U1)表示的结构的量通过FT-IR使用KBr-tab法来确定。使用通过将异氰脲酸三(2-羟乙基)酯以不同比例添加至KBr粉末中制备的样品制备基于通过异氰脲酸酯结构的吸收的校准曲线，并且第二层214中由式(U1)表示的结构的量可以由校准曲线计算。这同样适用于式(U2)。

另外，由式(U1)和(U2)表示的结构可以通过如固态¹³C-NMR、质谱法、具有热解GC分析的MS光谱法、和通过红外光谱分析的特征吸收测量等方法测量第二层214来识别。例如，固态¹³C-NMR可以用由Chemagnetics制造的CMX-300Infinity在以下条件下进行：观察核：¹³C，参考物质：聚二甲基硅氧烷，累积次数：8192，脉冲序列：CP/MAS，DD/MAS，脉冲宽度：2.1μs(DD/MAS)，4.2μs(CP/MAS)，接触时间：2.0ms，和样品旋转速率：10kHz。在质谱分析中，使用质谱仪(MALDI-TOF MS，由Bruker Daltonics制造的Ultraflex)在以下条件下测量分子量：加速电压：20kV，模式：反射器，分子量标准：富勒烯C60。可以使用由此获得的峰的顶部值来识别结构。

第二层214除了由式(U1)和(U2)表示的结构以外，可以进一步包含各种树脂、交联剂、有机颗粒、无机颗粒、金属氧化物颗粒、流平剂、和用于促进固化的催化剂等，以改进成膜性和光电转换效率。然而，相对于第二层214的总质量，这些构成成分的总和优选小于50质量％，更优选小于20质量％。第二层214的厚度优选为10nm至1.0μm。

以下将给出由式(U1)和(U2)表示的结构的具体实例，但这些实例不限制本发明。在表6至11中，各结合部位由虚线表示。单键由“SB”表示。式(U1)和(U2)的左右方向与表6至11中所示的各结构相同。另外，在表6至11中示例的所有化合物中，式(U1)和(U2)中的R⁹和R¹²为氢原子。式(B-2)中的R⁶、R⁷、Ar²、A²、o、p和q分别与D¹中的R⁶、R⁷、Ar²、A²、o、p和q相同。式(U1)和(U2)中E¹的具体实例由表1至5中的相应数字表示。

[表6]

[表7]

[表8]

[表9]

[表10]

[表11]

例如，可以如下所述形成第二层214。首先，将异氰酸酯化合物(交联剂)、具有能够与异氰酸酯化合物的异氰酸酯基反应的聚合性官能团的树脂、和具有能够与异氰酸酯化合物的异氰酸酯基反应的聚合性官能团的电子输送性化合物溶解在溶剂中以制备涂布液。形成涂布液的涂膜并热固化以产生第二层214。优选热固化，因为当在干燥期间进行反应时反应可以更均匀地进行。

[异氰酸酯化合物]

异氰酸酯化合物优选为异氰酸酯基通过如肟等封端剂保护的异氰酸酯化合物(封端异氰酸酯化合物)。将封端异氰酸酯化合物与树脂和电子输送性化合物一起加热，引发加成反应，以分离封端剂，并且交联反应进行。因此，产生包含由式(U1)和(U2)表示的结构的固化产物。

封端剂的实例包括如乙酸乙酯和乙酰丙酮等活性亚甲基系化合物；如丁硫醇和十二烷基硫醇等硫醇系化合物；如乙酰苯胺和乙酰胺等酰胺系化合物；如ε-己内酰胺、δ-戊内酰胺和γ-丁内酰胺等内酰胺系化合物；如琥珀酰亚胺和马来酰亚胺等酰亚胺系化合物；如咪唑和2-甲基咪唑等咪唑系化合物；如脲、硫脲和亚乙基脲等脲系化合物；如甲酰胺肟、乙酰胺肟、丙酮肟、甲基乙基酮肟、甲基异丁基酮肟、和环己酮肟等肟系化合物；以及如二苯基苯胺、苯胺、咔唑、乙烯亚胺和聚乙烯亚胺等胺系化合物。这些封端剂可以单独使用或以组合使用。在这些封端剂中，从多功能性、制造容易性、加工性、和热固化温度等方面考虑，优选如甲基乙基酮肟等肟系化合物，如ε-己内酰胺等内酰胺系化合物，和如2-甲基咪唑等咪唑系化合物。

接下来，以下将给出异氰酸酯化合物的实例。

异氰酸酯化合物以相对于树脂的聚合性官能团和电子输送性化合物的聚合性官能团的总摩尔(＝H)优选为0.5至5.0的摩尔比(I/H)具有异氰酸酯基(摩尔量＝I)。优选0.5至5.0的摩尔比(I/H)，因为异氰酸酯基可以与聚合性官能团有效地反应以增大交联密度。

[电子输送性化合物]

具有能够与异氰酸酯基反应的聚合性官能团的电子输送性化合物的细节已经记载于上述[第二光电转换元件]的[电子输送性化合物]中。

[树脂]

树脂的聚合性官能团优选为羟基、羧基、酰胺基或硫醇基。更优选可以与异氰酸酯基有效反应的羟基或酰胺基。因此，优选具有两个以上的羟基或酰胺基的多元醇树脂、聚乙烯基酚醛树脂和聚酰胺树脂作为树脂。对于树脂的分子量，重均分子量(Mw)优选在5,000至1,500,000的范围内。

优选地，包含由式(U1)和(U2)表示的结构的固化产物进一步包含由以下式(2)表示的结构。因此，树脂应具有下式(2)所示的结构。由式(2)表示的结构改进第二层214与下层和上层的粘接性以及第二层214的厚度均匀性，从而提高光电转换效率。

在式(2)中，R⁸表示取代或未取代的具有1至5个碳原子的烷基。取代的烷基的取代基为烷基、芳基或卤素原子。

[溶剂]

用于制备第二层214形成用涂布液的溶剂可以任意地选自例如醇系、芳香族系溶剂、卤代烃系、酮系、酮醇系、醚系、和酯系等。更具体地，可以使用的实例包括如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、苯甲醇、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丙酮、甲基乙基酮、环己酮、乙酸甲酯、乙酸正丁酯、二噁烷、四氢呋喃、二氯甲烷、氯仿、氯苯和甲苯等有机溶剂。这些溶剂可以单独使用或以组合使用。

[固化性的确认]

例如，如下所述检查第二层214是否固化。用迈耶棒在铝板上形成包含异氰酸酯化合物、树脂和电子输送材料的第二层214形成用涂布液的涂膜，通过在160℃下加热40分钟来干燥涂膜，以得到第二层214。将所得第二层214浸渍于环己酮/乙酸乙酯＝1/1的混合溶剂中2分钟，接着，在160℃下干燥5分钟。在浸渍前后测量第二层214的质量，确认没有溶出(质量差：±2％以内)。

[第四光电转换元件]

第四光电转换元件的第二层214包含由式(C1)表示的结构和由式(C2)表示的结构中的至少一种。第二层214为包含由式(C1)和式(C2)表示的结构中的至少一种的层(固化层)。换言之，第二层214包含具有由式(C1)和式(C2)表示的结构中的至少一种的固化膜(聚合物)。

在式(C1)和(C2)中，R¹¹至R¹⁶和R²²至R²⁵各自独立地表示氢原子、亚甲基、由-CH₂OR²(R²表示氢原子或具有1至10个碳的烷基)表示的一价基团、由式(i)表示的基团或由式(ii)表示的基团。R¹¹至R¹⁶中的至少之一和R²²至R²⁵中的至少之一为由式(i)表示的基团，并且R¹¹至R¹⁶中的至少之一和R²²至R²⁵中的至少之一为由式(ii)表示的基团。

R²¹表示烷基、苯基或烷基取代的苯基。

在式(i)中，R⁶¹表示氢原子或烷基。

Y¹表示单键、亚烷基或亚苯基。

F¹表示由式(F1)至(F4)中的任意一者表示的二价基团。

*表示与式(C1)的N结合的一侧或与式(C2)的N结合的一侧。

在式(ii)中，F²表示由式(F1)至(F4)中的任意一种表示的二价基团。

α表示主链的原子数为1至6的亚烷基、被具有1至6个碳原子的烷基取代并且主链的原子数为1至6的亚烷基、苄基取代的主链的原子数为1至6的亚烷基、烷氧羰基取代的主链的原子数为1至6的亚烷基、或者苯基取代的主链的原子数为1至6的亚烷基。亚烷基的主链的碳原子之一可以被O、S、NH或NR¹(R¹为具有1至6个碳原子的烷基)替换。优选地，α为主链的原子数为1至5的亚烷基，或被具有1至4个碳原子的烷基取代并且主链的原子数为1至5的亚烷基。

优选地，β为亚苯基。

γ表示主链的原子数为1至6的亚烷基、或被具有1至6个碳原子的烷基取代并且主链的原子数为1至6的亚烷基。

优选地，γ为主链的原子数为1至5的亚烷基、或被具有1至4个碳原子的烷基取代并且主链的原子数为1至5的亚烷基。

r、s和t各自为0或1。

E¹表示由式(E-1)至(E-3)中的任意一种表示的二价基团。

*表示与式(C1)的N结合的一侧或与式(C2)的N结合的一侧。

当式(ii)的主链中除E¹以外的原子数为12以下时，三嗪环与电子输送部位之间的距离适中，并且它们的相互作用使得电子能够顺利输送。这在提高光电转换效率方面是优选的。更优选地，式(ii)的主链中除E¹以外的原子数为2至9。

由式(C1)表示的结构包括源自三聚氰胺化合物的部位，和由式(C2)表示的结构包括源自胍胺化合物的部位。源自三聚氰胺化合物的部位或源自胍胺化合物的部位与由式(i)表示的基团或由式(ii)表示的基团结合。由式(i)表示的基团为源自树脂的部位。由式(ii)表示的基团具有由(E-1)至(E-3)中的任意一种表示的电子输送性部位。

本发明人认为，包含由式(C1)和(C2)表示的结构的第二层214的两个效果提高光电转换效率。两者之一可能是电子输送性化合物(E¹)与由式(C1)和(C2)表示的结构的结合增强了电子提取。三聚氰胺化合物和胍胺化合物各自具有三嗪环结构。三嗪环本质上缺乏电子。本发明人认为，电子输送性化合物和此类三嗪环的共存能够使电子从钙钛矿化合物快速移动，从而提高光电转换效率。另一个可能是促进设置在第二层214上的第一层213的形成，从而改进第一层213的结晶性。可能地，赋予第二层214的本实施方案的特征促进界面形成并形成具有赋予与第一层213的亲和性的润湿性的表面、促进晶体生长。本发明人认为，第一层213的改进的结晶性增大光吸收，使得产生的电荷有效地移动，因此，提高光电转换效率。

由式(C1)表示的结构和由式(C2)表示的结构与由式(i)表示的基团中的至少一者和由式(ii)表示的基团中的至少一者结合。当不与由式(i)表示的基团或由式(ii)表示的基团结合的其它基团为亚甲基时，该结构可以介由亚甲基与三聚氰胺结构或胍胺结构结合。

优选地，第二层214以相对于第二层214的总质量为30质量％至100质量％的比例包含由式(C1)和式(C2)表示的结构。

第二层214中由式(C1)或(C2)表示的结构的量可以通过通常的分析方法来分析。以下将描述示例性分析方法。由式(C1)或(C2)表示的结构的量通过FT-IR使用KBr-tab方法来确定。使用通过将三聚氰胺或胍胺以不同比例添加至KBr粉末中制备的样品制备基于通过三嗪环的吸收的校准曲线，第二层214中由式(C1)或(C2)表示的结构的量可以从校准曲线计算。

另外，式(C1)或(C2)表示的结构可以通过如固态¹³C-NMR、质谱法、具有热解GC分析的MS光谱法、和通过红外光谱分析的特征吸收测量等方法测量第二层214来识别。例如，固态¹³C-NMR可以用由Chemagnetics制造的CMX-300Infinity在以下条件下进行：观察核：¹³C，参考物质：聚二甲基硅氧烷，累积次数：8192，脉冲序列：CP/MAS，DD/MAS，脉冲宽度：2.1μs(DD/MAS)，4.2μs(CP/MAS)，接触时间：2.0ms，和样品旋转速率：10kHz。在质谱分析中，使用质谱仪(MALDI-TOF MS，由Bruker Daltonics制造的Ultraflex)在以下条件下测量分子量：加速电压：20kV，模式：反射器，分子量标准：富勒烯C60。可以使用由此获得的峰的顶部值来识别结构。

第二层214除了由式(U1)或(U2)表示的结构以外，可以进一步包含各种树脂、交联剂、有机颗粒、无机颗粒、金属氧化物颗粒、流平剂、和用于促进固化的催化剂等，以改进成膜性和光电转换效率。然而，相对于第二层214的总质量，这些构成成分的总和优选小于50质量％，更优选小于20质量％。第二层214的厚度优选为10nm至1.0μm。

以下将给出由式(C1)或(C2)表示的结构的具体实例，但这些实例不限制本发明。在各具体实例中，给出了式(ii)的主链中除了电子输送性部位E¹以外的原子数。在表12至19中，各结合部位由虚线表示。单键表示为“SB”。由式(i)和式(ii)表示的基团的左右方向与表12至19中所示的各结构的相同。

式(ii)中E¹的具体实例由表1至5中的相应数字表示。

[表12]

[表13]

[表14]

[表15]

[表16]

[表17]

[表18]

[表19]

例如，可以如下所述形成第二层214。首先，涂布包含三聚氰胺化合物或胍胺化合物、具有能够与三聚氰胺或胍胺化合物反应的聚合性官能团的树脂、以及具有能够与三聚氰胺或胍胺化合物反应的聚合性官能团的电子输送性化合物的涂布液以形成涂膜。然后，将所得涂膜热固化以产生第二层214。

[三聚氰胺化合物、胍胺化合物]

现在将描述三聚氰胺化合物和胍胺化合物。三聚氰胺化合物或胍胺化合物通过已知方法使用例如三聚氰胺或胍胺和甲醛来合成。

以下将给出三聚氰胺化合物和胍胺化合物的具体实例。尽管以下具体实例为单体，但可以包含单体的低聚物。从提高转化效率的观点，优选地，相对于单体和低聚物的总质量以10质量％的比例包含单体。优选地，低聚物的聚合度可以为2至100。可以一起包含两种以上的低聚物和单体。商购可得的胺化合物包括例如Super Melami No.90(由NOFCorporation生产)；Super Beckamine(R)系列TD-139-60、L-105-60、L127-60、L110-60、J-820-60和G-821-60(全部由DIC Corporation生产)；U-VAN 2020(由Mitsui Chemicals,Inc.生产)；Sumitex树脂M-3(由Sumitomo Chemical Company,Limited生产)；NIKALAC系列MW-30、MW-390和MX-750LM(由Nippon Carbide Industries Co.,Inc.生产)。商购可得的胍胺化合物包括，例如Super Beckamine(R)系列L-148-55、13-535、L-145-60、和TD-126(由DIC Corporation生产)；和NIKALAC系列BL-60和BX-4000(由Nippon Carbide IndustriesCo.,Inc.生产)。

以下给出三聚氰胺化合物的具体实例。

以下给出胍胺化合物的具体实例。

三聚氰胺或胍胺化合物的官能团(摩尔数＝I)相对于树脂和电子输送性化合物(具有由式(E-1)至(E-3)中任意一种表示的结构的化合物)的聚合性官能团的总摩尔(＝H)的摩尔比(I:H)优选为1:0.5至1:3.0。

在该范围内的摩尔比是优选的，因为要反应的官能团的比例高。

[电子输送性化合物]

具有能够与三聚氰胺化合物或胍胺化合物反应的聚合性官能团的电子输送性化合物的细节记载于上述[第二光电转换元件]的[电子输送性化合物]中。电子输送性化合物源自式(ii)中由E¹表示的结构。

[树脂]

现在将描述具有能够与三聚氰胺化合物或胍胺化合物反应的聚合性官能团的树脂。该树脂具有由式(i)表示的基团。该树脂可以通过使例如，可从Sigma-Aldrich Japan或Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.商购获得的具有聚合性官能团(羟基、硫醇基、氨基、羧基和甲氧基)的单体聚合来获得。

该树脂也可原样购买而利用。商购可得的树脂的实例包括如由NipponPolyurethane Industry Co.,Ltd.生产的AQD-457和AQD-473、以及由Sanyo ChemicalIndustries,Ltd.生产的SANNIX GP-400和GP-700等聚醚多元醇系树脂；如由HitachiChemical Company,Ltd.生产的Phthalkyd W2343、由DIC Corporation生产的WATERSOL S-118和CD-520和BECKOLITE M-6402-50与M-6201-40IM、由Harima Chemicals Group,Inc.生产的HARIDIP WH-1188和由Japan U-pica co.,ltd.生产的ES3604和ES6538等聚酯多元醇系树脂；如由DIC Corporation生产的BURNOCK WE-300和WE-304等聚丙烯酸系多元醇树脂；如由Kuraray Co.,Ltd.生产的KURARAY POVAL PVA-203等聚乙烯基醇系树脂；如由SekisuiChemical Co.,Ltd.生产的BX-1、BM-1、KS-1和KS-5等聚乙烯醇缩醛系树脂；如由NagaseChemtex Corporation生产的Toresin FS-350等聚酰胺系树脂；如由Nippon ShokubaiCo.,Ltd.生产的AQUALIC和由Namariichi Co.,Ltd.生产的FINELEX SG2000等含羧基树脂；如由DIC Corporation生产的LUCKAMIDE等聚胺树脂；和如由Toray Industries,Inc.生产的QE-340M等聚硫醇树脂。其中，从聚合性和第二层214的均匀性的观点，优选聚乙烯醇缩醛系树脂和聚酯多元醇系树脂。

优选地，树脂的重均分子量(Mw)为5,000至300,000。树脂的分子量可以通过例如用由Tosoh Corporation制造的凝胶渗透色谱仪“HLC-8120”测量并且以聚苯乙烯换算计算来确定。

树脂中官能团的测定方法包括，例如，用氢氧化钾滴定羧基，用亚硝酸钠滴定氨基，用乙酸酐和氢氧化钾滴定羟基，用5,5'-二硫代双(2-硝基苯甲酸)滴定硫醇基，以及利用从具有以不同比例引入的官能团的样品的IR光谱获得的校准曲线的方法。

接下来，将在以下给出树脂的具体样品。

[表20]

[溶剂]

用于制备第二层214形成用的涂布液的溶剂可以任意地选自例如醇系、芳香族系溶剂、卤代烃系、酮系、酮醇系、醚系、和酯系等。更具体地，例如，可以使用的实例包括如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、苯甲醇、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丙酮、甲基乙基酮、环己酮、乙酸甲酯、乙酸正丁酯、二噁烷、四氢呋喃、二氯甲烷、氯仿、氯苯和甲苯等有机溶剂。这些溶剂可以单独使用或以组合使用。

[固化性的确认]

例如，如下所述检查第二层214是否固化。用迈耶棒在铝板上形成包含三聚氰胺化合物或胍胺化合物、树脂和电子输送性材料的第二层214形成用涂布液的涂膜，通过在160℃下加热40分钟来干燥涂膜，以得到第二层214。将所得第二层214浸渍于环己酮/乙酸乙酯＝1/1的混合溶剂中2分钟，接着，在160℃下干燥5分钟。在浸渍前后测量第二层214的质量，且确认没有溶出(质量差：±2％以内)。

<<光电转换器件>>

光电转换器件包括根据本发明的实施方案的光电转换元件。

其中连接多个元件的器件也可以称为光电转换模块。这些元件可以一个设置在另一个之上以增大输出电压。此外，光电转换器件包括根据本发明的实施方案的光电转换元件和逆变器。逆变器可以为将直流电转换成交流电的转换器。光电转换器件可以包括与光电转换元件连接的蓄电部。蓄电部存储电力并且没有其它限制。蓄电部的实例包括使用锂离子等的二次电池、全固态电池和双电层电容器。

图5示出根据本实施方案的移动体的一个实例。移动体30包括根据本发明的实施方案的光电转换元件31，以及设置有光电转换元件的主体框架32。光电转换元件31位于主体框架32中的可以接收外部光的位置处。在作为汽车的移动体30中，光电转换元件可以位于车顶。通过光电转换元件31所获得的电能可以为移动体30或其它电气设备供电。由移动体30的电力所产生的电能可用于为光电转换元件31供电。在作为汽车的移动体30中，可以将通过制动产生的摩擦能转换为电能并且用于控制光电转换元件31。

移动体30例如可以为汽车、轮船、飞机或无人机。

对移动体30的主体框架32没有特别限制，但优选由高强度材料制成。

图6示出根据本实施方案的建筑材料的一个实例。建筑材料可以为建筑物的屋顶。建筑材料40包括根据本发明的实施方案的光电转换元件41、保护光电转换元件的保护构件42、放热构件43和外饰44。

因此，根据本实施方案的建筑材料包括根据本发明的光电转换元件41和保护构件42或放热构件43。

根据本实施方案的建筑材料40可以包括具有比光电转换元件41更高的热导率的放热构件43。当建筑材料用于屋顶等时，太阳光可以提高光电转换元件41的温度，从而降低光电转换效率。使用放热构件43可以减少光电转换效率的降低。放热构件43可以为金属、合金、液体金属、或液体树脂等。

根据本实施方案的建筑材料40具有外饰44。外饰44a和外饰44b可以发出不同的颜色或者相同的颜色。外饰44a和外饰44b可以由相同的构件或不同的构件构成。外饰44可以使用油漆和透明基板。优选地，光吸收低，并且热屏蔽性能高。

根据本实施方案的建筑材料40的设计性优异，因为其包括包含钙钛矿的光电转换层。此外，该建筑材料具有高光电转换效率，因为其包括反射层。因此，该建筑材料的光电转换效率优异，色彩鲜艳。

实施例

将参照实施例和比较例进一步详细描述本发明。本发明不受以下实施例的限制，除非背离本发明的主旨。在以下实施例中，“份”基于质量，除非另有说明。

<<第一实施方案>>

<颗粒的选择和生产例>

(颗粒1至8：氧化钛颗粒)

使用体积平均粒径为50nm至600nm的氧化钛(由Tayca Corporation生产)。

(颗粒9：氧化锌颗粒)

使用体积平均粒径为200nm的氧化锌(由Hakusui Tech Co.,Ltd.生产)。

(颗粒10：氧化锡被覆的氧化钛颗粒)

体积平均粒径为200nm的氧化钛颗粒用作核颗粒。

将200g核颗粒分散在水中，以制备2L水悬浮液，接着，加热至70℃。将通过将226.2g氯化锡(SnCl₄·5H₂O)溶解在500mL 3mol/L的盐酸溶液中制备的锡酸溶液A，和通过将5.2g钨酸钠(Na₂WO₄·2H₂O)溶解在500mL 5mol/L的氢氧化钠溶液中制备的碱性溶液B，用6小时同时滴加(平行添加)至悬浮液中，使悬浮液的pH为2至3。滴加完成后，过滤悬浮液，并且将产物在110℃下冲洗和干燥8小时。将干燥的产物在氮气流(1L/min)中在650℃热处理1小时以产生颗粒10。

(颗粒11：Nb掺杂的氧化钛被覆的氧化钛颗粒)

将体积平均粒径为200nm的氧化钛颗粒用作核颗粒。

制备包含33.7g钛(以TiO₂计)和2.9g铌(以Nb₂O₅计)的钛铌硫酸溶液。将100g核颗粒分散在纯水中，以制备1L悬浮液，接着，加热至60℃。用3小时滴加钛铌硫酸溶液和10mol/L氢氧化钠使得悬浮液的pH为2至3。滴加全部体积后，将pH调节至接近中性，并且添加絮凝剂以使固体沉降。除去上清液，过滤剩余物。将残余物洗涤并且在110℃下干燥以获得包含以C计为0.1wt％的源自絮凝剂的有机物的中间体。将中间体在氮气中在800℃下烧制1小时以产生颗粒11。

[表21]

颗粒No.	材料	粒径	被覆层材料	被覆层厚度	纵横比	折射率
							颗粒1	氧化钛	50	无	无	1.0	2.4
颗粒2	氧化钛	70	无	无	1.2	2.5
							颗粒3	氧化钛	120	无	无	1.3	2.5
颗粒4	氧化钛	150	无	无	2.2	2.7
							颗粒5	氧化钛	180	无	无	1.3	2.7
颗粒6	氧化钛	200	无	无	2.4	2.7
							颗粒7	氧化钛	300	无	无	1.9	2.8
颗粒8	氧化钛	600	无	无	2.3	2.7
							颗粒9	氧化锌	200	无	无	1.5	2.4
颗粒10	氧化钛	200	氧化锡	20	2.6	2.8
							颗粒11	氧化钛	200	Nb掺杂的氧化钛	30	2.4	2.7

<反射层用涂布液的制备例>

在反射层中未添加粘结剂的情况下，通过在1500份作为溶剂的1-甲氧基-2-丙醇中溶解而获得溶液。向该溶液中，添加30份上述颗粒，并且在使用1500份平均直径为1.0mm的玻璃珠作为分散介质的立式砂磨机中，以1500rpm(圆周速度为5.5m/s)的转速，在23℃±3℃的分散液温度下将颗粒在溶液中分散4小时。用筛网从所得分散液中除去玻璃珠，从而得到反射层用涂料。

在反射层包含粘结剂的情况下，通过将作为粘结剂的酚醛树脂或聚酰胺树脂溶解在1500份作为溶剂的1-甲氧基-2-丙醇中得到溶液。在所得溶液中，将上述制备的颗粒以任意重量比添加至所选择的树脂中，并且在使用1500份平均直径为1.0mm的玻璃珠作为分散介质的立式砂磨机中，以1500rpm(圆周速度为5.5m/s)的转速，在23℃±3℃的分散液温度下在溶液中分散4小时。用筛网从所得分散液中除去玻璃珠，从而得到反射层用涂料。

<光电转换层用涂料的制备例>

(涂料1：MAPbI₃涂料)

通过在60℃下搅拌24小时，将4份碘化铅和1.4份甲基碘化铵溶解在4.5份作为溶剂的二甲基甲酰胺中。

(涂料2：MAPbBr₃涂料)

通过在60℃下搅拌24小时将3.4份溴化铅和1份甲基溴化铵溶解在4.5份作为溶剂的二甲基甲酰胺中。

(涂料3至5：MAPbI_(1-x)Br_x涂料)

通过以表22中所示的重量比混合涂料1和涂料2来制备各涂料。

[表22]

<实施例1-1>

在ITO玻璃基板上，将作为空穴输送材料的Spiro-OMeTAD(180mg)在N₂气氛中溶解在氯苯(1mL)中。将叔丁基吡啶(TBP,17.5μL)和通过将双(三氟甲磺酰基)亚胺锂(170mg)溶解在乙腈(1mL)中制备的乙腈溶液(37.5μL)添加至氯苯溶液中以制备空穴输送材料溶液。通过旋涂法将所得溶液涂布至钙钛矿层上。涂布后，将涂膜在100℃下烧制10分钟，以形成300nm厚的空穴输送层。

接着，通过旋涂法在空穴输送层上形成光电转换层用涂料4的膜，将该涂膜在100℃下烧制10分钟，以形成300nm厚的光电转换层。

随后，通过旋涂法在光电转换层上形成通过将颗粒6和酚醛树脂以80/1的重量比彼此分散而制备的涂料的膜。将该涂膜在130℃下烧制30分钟，以形成300nm厚的反射层。

然后，通过真空沉积法在反射层上形成厚度为80nm、面积为0.09cm²的金电极，从而制得光电转换元件。

<实施例1-2>

以与实施例1-1相同的方式重叠形成直到光电转换层为止的各层，且通过旋涂法形成分散有颗粒6的涂料的膜。将该涂膜在130℃下烧制30分钟，以形成300nm厚的反射层。然后，通过真空沉积法在反射层上形成80nm厚的金电极，从而完成光电转换元件。

<实施例1-3至1-19>

以与实施例1-1相同的方式重叠形成直到电荷输送层为止的各层，并且通过旋涂法形成表23中所示的光电转换层用涂料的膜。将该涂膜在100℃下烧制10分钟以形成300nm厚的活性层。接着，通过旋涂法形成分散有表23所示的颗粒的涂料的涂膜。将该涂膜在130℃下烧制30分钟，以形成300nm厚的反射层。然后，通过真空沉积法在反射层上形成厚度为80nm、面积为0.09cm²的金电极，从而完成光电转换元件。

<实施例1-20>

除了颗粒6与酚醛树脂的重量比为100/1以外，以与实施例1-1相同的方式生产光电转换元件。

<实施例1-21>

除了颗粒6与酚醛树脂的重量比为2/1以外，以与实施例1-1相同的方式生产光电转换元件。

<实施例1-22>

除了将聚酰胺用作粘结剂树脂以外，以与实施例1-20相同的方式生产光电转换元件。

<实施例1-23>

除了将聚酰胺用作粘结剂树脂以外，以与实施例1-21相同的方式生产光电转换元件。

<比较例1-1>

除了用体积平均粒径为30nm的氧化钛代替颗粒6以外，以与实施例1-1相同的方式生产光电转换元件。

<比较例1-2>

除了用体积平均粒径为30nm的氧化钛代替颗粒6以外，以与实施例1-2相同的方式生产光电转换元件。

<比较例1-3>

除了用体积平均粒径为30nm的氧化钛代替颗粒6以外，以与实施例1-14相同的方式生产光电转换元件。

<评价>

将实施例和比较例中生产的光电转换元件进行以下评价。

(反射层在可见光区域中的反射率最大的波长α)

图7A和图7B示出实施例1-1的元件的光谱。图7A为反射层的反射光谱，图7B为光电转换层的吸收光谱。图7A示出反射层在可见光区域(360nm至830nm)中的反射率最大的波长α为656nm。此外，图7B示出在可见光区域中光电转换层的光吸收系数在360nm处达到最大值1.92(A.U.)。在波长α(656nm)处的光吸收系数为0.64(A.U.)。因此，在实施例1-1的元件中，波长α在光电转换层的光吸收系数为可见光区域中的最大值的1/5以上的范围内。

另外，在其它实施例的元件中，波长α在光电转换层的光吸收系数为可见光区域的最大值的1/5以上的范围内。

与此相对，在比较例的元件中，波长α在光电转换层的光吸收系数为可见光区域中的最大值的1/5以上的范围外。

(发电效率的评价)

在光电转换元件的电极之间连接电源(236型，由KEITHLEY Instruments制造)。使用日光模拟(由Yamashita Denso Corporation制造)从玻璃基板侧以100mW/cm²的强度用光不断地照射该元件，测量产生的电流和电压，以评价光电转换效率。

[表23]

如上所述，根据本发明的光电转换元件与比较例相比显示出更高的光电转换效率。另外，如所测量的，实施例的元件不仅光电转换效率优异，而且颜色鲜艳。

<<第二实施方案>>

[导电性颗粒的制备]

(导电性颗粒1)

平均长轴直径a和平均短轴直径b均为50nm的氧化钛颗粒用作核颗粒。制备包含33.7g钛(以TiO₂计)和2.9g铌(以Nb₂O₅计)的钛铌硫酸溶液。将100g核颗粒分散在纯水中，以制备1L悬浮液，接着，加热至60℃。用3小时滴加钛铌硫酸溶液和10mol/L氢氧化钠，使得悬浮液的pH为2至3。滴加全部体积后，将pH调节至接近中性，添加絮凝剂以使固体沉降。除去上清液，过滤剩余物。将残余物在110℃下洗涤和干燥以获得包含以C计为0.1质量％的源自絮凝剂的有机物的中间体。将中间体在氮气中在800℃下烧制1小时以产生导电性颗粒1。

(导电性颗粒2至6)

除了改变核颗粒的平均长轴直径a和平均短轴直径b以外，以与导电性颗粒1的制备过程相同的方式制备表24中所示的导电性颗粒2至6。

(导电性颗粒7)

除了改变涂布条件使得平均长轴直径a和平均短轴直径b均为250nm以外，以与导电性颗粒2的制备过程相同的方式制备导电性颗粒7。

(导电性颗粒8)

将平均长轴直径a和平均短轴直径b均为200nm的氧化钛颗粒用作核颗粒。将200g核颗粒分散在水中，以制备2L水悬浮液，接着，加热至70℃。将通过将226.2g氯化锡(SnCl₄·5H₂O)溶解在500mL 3mol/L盐酸溶液中制备的锡酸溶液和5mol/L氢氧化钠溶液在6小时内同时滴加(平行添加)至悬浮液中，以使悬浮液的pH为2至3。滴加完成后，过滤悬浮液，将产物冲洗和在110℃下干燥8小时。将干燥产物在氮气流(1L/min)中在650℃下热处理1小时以产生导电性颗粒8。

(导电性颗粒9)

除了将正磷酸添加至锡酸溶液中使得掺杂剂的量(以P₂O₅计)为5.0质量％以外，以与导电性颗粒8的制备过程相同的方式制备表24所示的导电性颗粒9。

(导电性颗粒10)

除了将氯化钽(Ⅴ)添加至锡酸溶液中使得掺杂剂的量为5.0质量％(以Ta₂O₅计)以外，以与导电性颗粒8的制备过程相同的方式制备表24所示的导电性颗粒10。

(导电性颗粒11)

除了将氯化铌(Ⅴ)添加至锡酸溶液中使得掺杂剂的量(以Nb₂O₅计)为5.0质量％以外，以与导电性颗粒8的制备过程相同的方式制备表24所示的导电性颗粒11。

(导电性颗粒12)

除了将钨酸钠二水合物添加至锡酸溶液中使得掺杂剂的量(以WO₃计)为5.0质量％以外，以与导电性颗粒8的制备过程相同的方式制备表24所示的导电性颗粒12。

(导电性颗粒13)

除了将氟化钠添加至锡酸溶液中使得掺杂剂的量(以F计)为1.0质量％以外，以与导电性颗粒8的制备过程相同的方式制备表24所示的导电性颗粒13。

(导电性颗粒14)

将平均长轴直径a和平均短轴直径b均为200nm的氧化钛颗粒用作核颗粒。将250g核颗粒分散于水中，以制备2L水悬浮液，接着加热至50℃。将通过将161.5g氯化锌(ZnCl₂)溶解在3L水中制备的氯化锌水溶液和5mol/L氢氧化钠溶液在2小时内同时滴加(平行添加)至悬浮液中，使得悬浮液的pH为10。滴加完成后，过滤悬浮液，将产物冲洗并且在110℃下干燥12小时。将干燥产物在氮气流(1L/min)中在550℃下热处理1小时以产生导电性颗粒14。

(导电性颗粒15)

除了将氯化铝(III)添加至锡酸溶液中使得掺杂剂的量(以Al₂O₃计)为3.0质量％以外，以与导电性颗粒14的制备过程相同的方式制备表24所示的导电性颗粒15。

(导电性颗粒16)

除了将氯化镓(III)添加至锡酸溶液中使得掺杂剂的量(以Ga₂O₃计)为3.0质量％以外，以与导电性颗粒14的制备过程相同的方式制备表24所示的导电性颗粒16。

(导电性颗粒17)

除了将平均长轴直径a和平均短轴直径b均为300nm的硫酸钡颗粒用作核颗粒以外，以与导电性颗粒8的制备过程相同的方式制备表24所示的导电性颗粒17。

(导电性颗粒18)

除了将正磷酸添加至锡酸溶液中使得掺杂剂的量(以P₂O₅计)为5.0质量％以外，以与导电性颗粒17的制备过程相同的方式制备表24所示的导电性颗粒18。

(导电性颗粒19)

除了将平均长轴直径a和平均短轴直径b均为100nm的钛酸锶颗粒用作核颗粒以外，以与导电性颗粒1的制备过程相同的方式制备表24所示的导电性颗粒19。

(导电性颗粒20)

除了将平均长轴直径a和平均短轴直径b均为150nm的钛酸钡颗粒用作核颗粒以外，以与导电性颗粒1的制备过程相同的方式制备表24所示的导电性颗粒20。

(导电性颗粒21)

将平均长轴直径a和平均短轴直径b均为100nm的钛酸锶颗粒用作核颗粒。在轮碾机运行的同时，向7g核心颗粒中添加140mg甲基氢聚硅氧烷。将材料在588N/cm(60kg/cm)的线负载下混合并且搅拌30分钟。此时的搅拌速度为22rpm。在轮碾机运行的同时，向混合物中添加7g炭黑颗粒(体积平均粒径：20nm，体积电阻率：1.0×10²Ω·cm，pH8.0)。将材料在588N/cm(60kg/cm)的线负载下进一步混合并且搅拌60分钟。炭黑因此附着至甲基氢聚硅氧烷被覆的钛酸锶颗粒的表面。然后，将所得颗粒用干燥机在80℃下干燥60分钟，由此制备表24所示的导电性颗粒21。

(导电性颗粒22和23)

将平均长轴直径a和平均短轴直径b均为100nm的钛酸锶颗粒用作核颗粒。通过无电镀覆在钛酸锶颗粒的表面上形成10nm厚的铜涂膜，从而制备表24所示的导电性颗粒22。类似地，通过无电镀覆形成10nm厚的银涂膜，从而得到表24所示的导电性颗粒23。

(导电性颗粒24)

除了将平均长轴直径a和平均短轴直径b均为150nm的二氧化硅颗粒用作核颗粒以外，以与导电性颗粒8的制备过程相同的方式制备表24所示的导电性颗粒24。

(导电性颗粒25)

除了将平均长轴直径a和平均短轴直径b均为250nm的氧化铝颗粒用作核颗粒以外，以与导电性颗粒8的制备过程相同的方式制备表24所示的导电性颗粒25。

(导电性颗粒26)

除了将平均长轴直径a和平均短轴直径b均为150nm的二氧化硅颗粒用作核颗粒以外，以与导电性颗粒21的制备过程相同的方式制备表24所示的导电性颗粒26。

(导电性颗粒27至29)

作为比较例用的导电性颗粒，如表24所示，制备平均长轴直径a和平均短轴直径b均为200nm的氧化锡颗粒，平均长轴直径a和平均短轴直径b均为150nm的氧化锌颗粒，以及体积平均粒径为20nm的炭黑颗粒。

[表24]

(实施例2-1)

将作为空穴输送材料的Spiro-OMeTAD(180mg)溶解在氯苯(1mL)中。将叔丁基吡啶(TBP，17.5μL)和通过将双(三氟甲磺酰基)亚胺锂(170mg)溶解在乙腈(1mL)中制备的乙腈溶液(37.5μL)添加至氯苯溶液中以制备空穴输送材料溶液。在N₂气氛中通过旋涂法将空穴输送材料溶液涂布至ITO玻璃基板上并且在100℃下烧制10分钟以形成300nm厚的空穴输送层。

随后，将4份碘化铅和1.4份甲基碘化铵溶解在4.5份作为溶剂的二甲基甲酰胺中，并且将溶液在60℃下搅拌24小时，以制备活性层用涂布液。通过旋涂法在空穴输送层上形成该涂布液的膜，并且在100℃下烧制10分钟以形成300nm厚的活性层。

在1500份作为溶剂的1-甲氧基-2-丙醇中，溶解5份作为粘结剂的酚醛树脂(酚醛树脂单体/低聚物)(商品名"Plyophen J-325"，由DIC Corporation制造，树脂固成分：60质量％，固化后的密度：1.3g/cm²)。向所得溶液中，添加30份导电性颗粒1，并且在使用1500份平均直径为1.0mm的玻璃珠作为分散介质的立式砂磨机中，以1500rpm(圆周速度为5.5m/s)的转速，在23℃±3℃的分散液温度下将颗粒在溶液中分散4小时。用筛网从所得分散液中除去玻璃珠，从而得到导电层用涂布液。

随后，通过旋涂法将导电层用涂布液涂布至活性层上。涂布后，将涂膜在150℃下烧制10分钟，以形成500nm厚的导电层。

然后，通过真空沉积法在导电层上形成厚度为80nm并且面积为0.09cm²的金电极，从而完成光电转换元件。

在光电转换元件的电极之间连接电源(236型，由KEITHLEY Instruments制造)。使用日光模拟(由Yamashita Denso Corporation制造)以100mW/cm²的强度用光不断地照射该元件，并且测量产生的电流和电压以评价光电转换效率。短路电流密度和光电转换效率的结果在表25中示出。

(实施例2-2至2-26)

除了将用于制备导电层用涂布液的导电性颗粒分别替换为表24所示的导电性颗粒2至26以外，以与实施例2-1相同的方式生产光电转换元件。并且评价光电转换效率。短路电流密度和光电转换效率的结果在表25中示出。

(实施例2-27)

如下所述来制备导电层用涂布液。

在400份甲基乙基酮和700份1-丁醇的混合溶剂中，溶解1份作为多元醇树脂的丁缩醛树脂(商品名：BM-1，由Sekisui Chemical Co.,Ltd.生产)和1份封端异氰酸酯树脂(商品名：TPA-B80E，80％溶液，由Asahi Kasei Corp.生产)以制备溶液。通过将20份表24所示的导电性颗粒2添加至所得溶液中，并且在使用1100份平均直径为1.0mm的玻璃珠作为分散介质的立式砂磨机中，以1500rpm(圆周速度为5.5m/s)的转速，在25℃±3℃的气氛下将颗粒在溶液中分散4小时来制备导电层用涂布液。

除了使用上述制备的导电层用涂布液以外，以与实施例2-1相同的方式生产光电转换元件，并且评价光电转换效率。短路电流密度和光电转换效率的结果在表25中示出。

(实施例2-28)

除了将用于制备导电层用涂布液的导电性颗粒替换为表24所示的导电性颗粒9以外，以与实施例2-27相同的方式生产光电转换元件，并且评价光电转换效率。短路电流密度和光电转换效率的结果在表25中示出。

(实施例2-29)

除了在制备导电层用涂布液时不使用酚醛树脂，并且将表24所示的导电性颗粒2用作导电性颗粒以外，以与实施例2-1相同的方式生产光电转换元件，并且评价光电转换效率。短路电流密度和光电转换效率的结果在表25中示出。

(比较例2-1至2-3)

除了将用于制备导电层用涂布液的导电性颗粒替换为表24中所示的导电性颗粒27至29中的任意一种以外，以与实施例2-1相同的方式生产光电转换元件，并且评价它们的光电转换效率。短路电流密度和光电转换效率的结果在表25中示出。

在比较例2-1和2-2的元件中，反射层在可见光区域中的反射率最大的波长α在光电转换层的光吸收系数为可见光区域中的最大值的1/5的范围以上的范围以外。

[表25]

<<第三实施方案>>

<实施例3-1>

在50份甲基乙基酮和50份二甲基乙酰胺的混合溶剂中，溶解3.27份作为电子输送性化合物的示例化合物(E-1-1)，6.2份作为异氰酸酯化合物的示例化合物(I-8)和1.29份作为树脂的丁缩醛树脂(商品名：BM-1，由Sekisui Chemical Co.，Ltd.生产)。向得到的溶液中，添加0.031份二月桂酸二辛基锡作为催化剂，以制备作为第二层214的底层用涂布液。通过旋涂法将该涂布液涂布在作为设置有阴极215的基板216的FTO玻璃基板上。涂布后，将涂膜在160℃下加热30分钟以聚合(固化)，由此形成500nm厚的底层。

然后，通过将作为金属卤化物化合物的碘化铅溶解在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中来制备1M溶液。通过旋涂法在底层上形成该溶液的涂膜。进一步，通过将作为胺化合物的甲基碘化铵溶解在2-丙醇中来制备1M溶液。将碘化铅涂膜样品浸渍于该溶液中，然后，在空气中在100℃下烧制10分钟，从而形成500nm厚的钙钛矿层作为第一层213。

然后，将作为空穴输送材料的Spiro-OMeTAD(180mg)溶解在氯苯(1mL)中。将叔丁基吡啶(TBP，17.5μL)和通过将双(三氟甲磺酰基)亚胺锂(170mg)溶解在乙腈(1mL)中制备的乙腈溶液(37.5μL)添加至氯苯溶液中以制备空穴输送材料溶液。通过旋涂法将所得溶液涂布至钙钛矿层上。涂布后，将涂膜在100℃下烧制10分钟，从而形成300nm厚的空穴输送层作为第三层212。

然后，通过真空沉积法在空穴输送层上形成80nm厚的金电极作为阳极211，从而制成光电转换元件。

[评价]

[底层的结构]

如下所述来分析底层的结构。将用于分析底层结构的光电转换元件在氯苯溶剂中浸渍5分钟，对元件施加超声波以剥离空穴输送层。然后，用研磨带(C2000，由FUJIFILMCorporation制造)研磨钙钛矿层并且在100℃下干燥10分钟。所得结构用作用于分析底层结构的光电转换元件。对于该光电转换元件，通过FTIR-ATR法确认了空穴输送层和钙钛矿层的构成成分没有残留在底层上。从光电转换元件的中心切出5mm方形，并且用作用于分析底层结构的样品。由式(U1)表示的结构(表1至11中的具体实例)的主链的原子数和D¹结构的原子数通过上述固态¹³C-NMR、质谱法、具有热解GC分析的MS光谱法、和通过红外光谱分析的特征吸收测量来识别，并且在表26中示出。

[发电效率]

在光电转换元件的电极之间连接电源(236型，由KEITHLEY Instruments制造)。使用日光模拟(由Yamashita Denso Corporation制造)以100mW/cm²的强度用光不断地照射该元件，并且测量产生的电流和电压以评价光电转换效率。短路电流密度和光电转换效率的结果在表26中示出。

<实施例3-2至3-73>

除了将实施例3-1中使用的电子输送性化合物和底层用涂布液中的异氰酸酯化合物替换为表26和27中所示的那些以外，以与实施例3-1相同的方式生产光电转换元件。

<比较例3-1至3-3>

除了将实施例3-1中使用的底层用涂布液替换为表28所示的仅包含电子输送性化合物而不使用异氰酸酯化合物或树脂的涂布液以外，以与实施例3-1相同的方式生产光电转换元件。

<比较例3-4>

除了将实施例3-1中使用的底层用涂布液替换为表28所示的包含异氰酸酯化合物和树脂而不使用电子输送性化合物以外，以与实施例3-1相同的方式生产光电转换元件。

[表26]

[表27]

[表28]

在表26至28中，电子输送性化合物的质量份表示底层用涂布液中的电子输送性化合物的量(质量份)。异氰酸酯化合物的质量份表示底层用涂布液中的异氰酸酯化合物的量(质量份)。树脂的质量份表示底层用涂布液中树脂的量(质量份)。

在实施例与比较例的比较中，如比较例3-1至3-3所示，仅由电子输送性化合物形成的底层在形成钙钛矿层时引起溶出，且膜特性显著劣化。这可能是未测量出这些样品作为光电转换元件的特性的原因。比较例3-4可能由于不存在电子输送性化合物而无法使电子从钙钛矿层转移。

<实施例3-74>

通过将5份电子输送性化合物(E-1-8)、3.5份三聚氰胺化合物(C1-3)、3.4份树脂1和0.1份作为催化剂的十二烷基苯磺酸溶解在100份二甲基乙酰胺和100份甲基乙基酮的混合溶剂中来制备底层用涂布液。通过旋涂法将该涂布液涂布在FTO玻璃基板上。涂布后，将涂膜在160℃下加热30分钟以聚合(固化)，从而形成500nm厚的底层。以与实施例3-1中相同的方式进行以下操作以生产光电转换元件。

<实施例3-75至3-141>

除了将实施例3-74的底层用涂布液中使用的电子输送性化合物和三聚氰胺或胍胺化合物如表29和30所示替换以外，以与实施例3-74相同的方式生产光电转换元件。

<比较例3-5至3-7>

除了将实施例3-74中使用的底层用涂布液替换为表31中所示的仅包含电子输送性化合物而不使用三聚氰胺化合物、胍胺化合物或树脂的涂布液以外，以与实施例3-74相同的方式生产光电转换元件。

<比较例3-8>

除了将实施例3-74中使用的底层用涂布液替换为表31中所示的包含三聚氰胺或胍胺化合物和树脂但不包含电子输送性化合物的涂布液以外，以与实施例3-74相同的方式生产光电转换元件。

[表29]

[表30]

[表31]

在表29至31中，电子输送性化合物的质量份表示底层用涂布液中的电子输送性化合物的量(质量份)。三聚氰胺或胍胺化合物的质量份表示底层用涂布液中的三聚氰胺或胍胺化合物的量(质量份)。树脂的质量份表示底层用涂布液中树脂的量(质量份)。

在实施例和比较例的比较中，如比较例3-5至3-7所示，仅由电子输送性化合物形成的底层在形成钙钛矿层时引起溶出，且膜特性显著劣化。这可能是未测量出这些样品作为光电转换元件的特性的原因。比较例3-8可能由于不存在电子输送性化合物而无法使电子从钙钛矿层转移。

本发明不限于上述实施方案，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种改变和修改。因此，附上权利要求以公开本发明的范围。

本申请要求2020年6月30日提交的日本专利申请No.2020-112744，2020年6月3日提交的日本专利申请No.2020-096830，2020年3月19日提交的日本专利申请No.2020-049504，和2021年2月25日提交的日本专利申请No.2021-028128的权益，通过参考将其整体并入本文中。

Claims

1.一种光电转换元件，其包括：第一电极；第二电极；配置在所述第一电极和所述第二电极之间的光电转换层；和配置在所述第一电极和所述第二电极之一与所述光电转换层之间的反射层，

其特征在于，所述反射层在可见光区域中的反射率为最大的波长在所述光电转换层的光吸收系数为可见光区域中最大光吸收系数的1/5以上的波长范围内。

2.根据权利要求1所述的光电转换元件，其中所述反射层包含体积平均粒径为50nm至600nm的颗粒。

3.根据权利要求1或2所述的光电转换元件，其中所述反射层包含体积平均粒径为70nm至500nm的颗粒。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的光电转换元件，其中所述反射层包含体积平均粒径为90nm至400nm的颗粒。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的光电转换元件，其中从所述反射层反射并且透过所述光电转换层的光具有20≤L*、30≤c*、和0≤h*≤90的L*c*h*颜色空间。

6.根据权利要求5所述的光电转换元件，其中47≤c*。

7.根据权利要求5所述的光电转换元件，其中20≤L*、42≤c*和0≤h*≤50。

8.根据权利要求5所述的光电转换元件，其中20≤L*、47≤c*和50≤h*≤90。

9.根据权利要求1至8中任意一项所述的光电转换元件，其中所述光电转换层为包含钙钛矿化合物的钙钛矿层。

10.根据权利要求1至9中任意一项所述的光电转换元件，其中所述反射层包含树脂，并且所述反射层中颗粒/所述树脂的重量比为100/1至2/1。

11.一种光电转换元件，其依次包括：阳极；包含钙钛矿化合物的第一层；导电性的第二层；和阴极，

其特征在于，所述第二层至少包含导电性颗粒，所述导电性颗粒包括核颗粒和组成或材料与所述核颗粒不同的导电性的被覆层。

12.根据权利要求11所述的光电转换元件，其中所述导电性颗粒的由平均长轴直径a与平均短轴直径b之比a/b表示的纵横比为3.0以下。

13.根据权利要求11或12所述的光电转换元件，其中所述被覆层由金属氧化物制成。

14.根据权利要求13所述的光电转换元件，其中所述金属氧化物为选自氧化锡、氧化锌和氧化钛的任意一者。

15.根据权利要求14所述的光电转换元件，其中所述氧化锡掺杂有选自由铌、钽、磷、钨和氟组成的组中的元素。

16.根据权利要求14所述的光电转换元件，其中所述氧化锌掺杂有选自铝和镓的元素。

17.根据权利要求14所述的光电转换元件，其中所述氧化钛掺杂有选自铌和钽的元素。

18.根据权利要求15至17中任意一项所述的光电转换元件，其中所述被覆层中的所述掺杂的元素的量为0.5质量％至10.0质量％。

19.根据权利要求11至18中任意一项所述的光电转换元件，其中所述核颗粒由金属化合物制成。

20.根据权利要求19所述的光电转换元件，其中所述金属化合物选自氧化钛、钛酸锶、钛酸钡和硫酸钡。

21.根据权利要求11至20中任意一项所述的光电转换元件，其中所述核颗粒的平均长轴直径a和平均短轴直径b均为所述被覆层的平均厚度的1倍至50倍。

22.根据权利要求11至21中任意一项所述的光电转换元件，其中所述导电性颗粒的平均长轴直径a和平均短轴直径b均为50nm至600nm。

23.根据权利要求11至22中任意一项所述的光电转换元件，其中所述第二层包含20体积％以上的所述导电性颗粒。

24.根据权利要求11至23中任意一项所述的光电转换元件，其中所述第二层包含粘结剂树脂。

25.根据权利要求24所述的光电转换元件，其中所述粘结剂树脂为酚醛树脂和聚乙烯醇缩醛中的一者。

26.根据权利要求11至25中任意一项所述的光电转换元件，其中所述第二层的平均厚度为0.1μm至1.0μm。

27.一种光电转换元件，其包括：在阳极和阴极之间的包含钙钛矿化合物的第一层；和在所述阴极和所述第一层之间的第二层，

其特征在于，所述第二层包含与电子输送性化合物结合的高分子化合物。

28.一种光电转换元件，其包括：在阳极和阴极之间的包含钙钛矿化合物的第一层；和在所述阴极和所述第一层之间的第二层，

其特征在于，所述第二层包含由下述式(E-1)至(E-3)表示的结构中的至少一种和由下述式(P-1)至(P-5)表示的结构中的至少一种，

在式(E-1)至(E-3)中，R¹⁰¹至R¹⁰⁶、R²⁰¹至R²¹⁰、和R³⁰¹至R³⁰⁴各自独立地表示单键、氢原子、氰基、硝基、卤素原子、烷氧羰基、羧基、二烷基氨基、羟基、取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的杂环基；R¹⁰¹至R¹⁰⁶中的一者或两者、R²⁰¹至R²¹⁰中的一者或两者、和R³⁰¹至R³⁰⁴中的一者或两者为单键；取代的烷基的取代基为烷基、芳基、卤素原子或羰基；取代的芳基或取代的杂环基的取代基为卤素原子、硝基、氰基、烷基、卤素取代的烷基、烷氧基、或羰基；

在式(P-1)至(P-5)中，*表示结合部位。

29.根据权利要求28所述的光电转换元件，其中所述单键为与形成所述第二层的树脂的链结合的单键。

30.一种光电转换元件，其包括：在阳极和阴极之间的包含钙钛矿化合物的第一层；和在所述阴极和所述第一层之间的第二层，

其特征在于，所述第二层包含由下述式(U1)所示的结构和由下述式(U2)所示的结构中的至少一种，

在式(U1)和(U2)中，R¹和R³各自独立地表示取代或未取代的主链的原子数为1至10的亚烷基、或者取代或未取代的亚苯基，

R²表示单键、取代或未取代的主链的原子数为1至10的亚烷基、或者取代或未取代的亚苯基；取代的亚烷基的取代基为烷基、芳基、羟基或卤素原子；取代的亚苯基的取代基为卤素原子、硝基、氰基、羟基、烷基、或卤素取代的烷基，

R⁹表示氢原子或烷基，

A¹表示由下述式(A-1)至(A-6)表示的基团中的任意一者，

B¹表示由下述式(B-1)至(B-3)中的任意一者表示的基团，

D¹表示由下述式(D)表示并且主链的原子数为5至15的基团，

E¹表示由下述式(E-1)至(E-3)中的任意一者表示的二价基团，

-O- (A-1)

-S- (A-4)

在式(A-5)中，R¹⁰表示氢原子或烷基，

-N＝C＝O (B-1)

在式(B-1)至(B-3)中，R⁶和R⁷各自独立地表示主链的原子数为1至5的亚烷基、被具有1至5个碳原子的烷基取代并且主链的原子数为1至5的亚烷基、苄基取代的主链的原子数为1至5的亚烷基、烷氧羰基取代的主链的原子数为1至5的亚烷基、或者苯基取代的主链的原子数为1至5的亚烷基；亚烷基的主链的碳原子之一可以被O、S、NH或NR¹⁵替换，其中R¹⁵为烷基，

R²表示单键、取代或未取代的主链的原子数为1至10的亚烷基、或者取代或未取代的亚苯基，

所述取代的亚烷基的取代基为烷基、芳基、羟基或卤素原子；取代的亚苯基的取代基为卤素原子、硝基、氰基、羟基、烷基或卤素取代的烷基，

R¹²表示氢原子或烷基，

Ar²表示取代或未取代的亚苯基，所述取代的亚苯基的取代基为卤素原子、硝基、羟基、氰基、烷基或卤代烷基，

A¹和A²表示由上述式(A-1)至(A-5)表示的基团中的任意一种，

E¹表示由下述式(E-1)至(E-3)中的任意一种表示的二价基团，

o、p和q各自独立地为0或1，并且o、p和q之和为1至3，

箭头指向与R³结合的一侧，

在式(D)中，R⁴、R⁵、R⁶和R⁷各自独立地表示主链的原子数为1至5的亚烷基、被具有1至5个碳原子的烷基取代并且主链的原子数为1至5的亚烷基、苄基取代的主链的原子数为1至5的亚烷基、烷氧羰基取代的主链的原子数为1至5的亚烷基、或苯基取代的主链的原子数为1至5的亚烷基，所述亚烷基的主链的碳原子之一可以被O、S、NH或NR¹⁵替换，其中R¹⁵为烷基，

Ar¹和Ar²各自独立地表示取代或未取代的亚苯基，所述取代的亚苯基的取代基为卤素原子、硝基、羟基、氰基、烷基或卤代烷基，

A²表示由上述式(A-1)至(A-6)中的任意一种表示的基团，

l、m、n、o、p和q各自独立地为0或1，并且l、m和n之和以及o、p和q之和为1至3，

在式(E-1)至(E-3)中，R¹⁰¹至R¹⁰⁶、R²⁰¹至R²¹⁰、和R³⁰¹至R³⁰⁴各自独立地表示单键、氢原子、氰基、硝基、卤素原子、烷氧羰基、羧基、二烷基氨基、羟基、取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的杂环基，R¹⁰¹至R¹⁰⁶中的一者或两者、R²⁰¹至R²¹⁰中的一者或两者、和R³⁰¹至R³⁰⁴中的一者或两者为单键，所述取代的烷基的取代基为烷基、芳基、卤素原子或羰基；取代的芳基或取代的杂环基的取代基为卤素原子、硝基、氰基、烷基、卤素取代的烷基、烷氧基或羰基。

31.根据权利要求30所述的光电转换元件，其中D¹为主链的原子数为10至15的基团。

32.根据权利要求30或31所述的光电转换元件，其中R⁴、R⁵、R⁶和R⁷各自独立地为主链的原子数为1至5的亚烷基、或者甲基取代或乙基取代的主链的原子数为1至5的亚烷基。

33.根据权利要求30至32中任意一项所述的光电转换元件，其中Ar¹和Ar²为未取代的亚苯基。

34.一种光电转换元件，其包括：在阳极和阴极之间的包含钙钛矿化合物的第一层；和在所述阴极和所述第一层之间的第二层，

其特征在于，所述第二层包含由下述式(C1)所示的结构和由下述式(C2)所示的结构中的至少一种，

在式(C1)和(C2)中，R¹¹至R¹⁶和R²²至R²⁵各自独立地表示氢原子、亚甲基、由-CH₂OR²表示且R²表示氢原子或具有1至10个碳的烷基的一价基团、由下述式(i)表示的基团或由下述式(ii)表示的基团；R¹¹至R¹⁶中的至少之一和R²²至R²⁵中的至少之一为由下述式(i)表示的基团，并且R¹¹至R¹⁶中的至少之一和R²²至R²⁵中的至少之一为由下述式(ii)表示的基团，

R²¹表示烷基、苯基、或烷基取代的苯基，

在式(i)中，R⁶¹表示氢原子或烷基，

Y¹表示单键、亚烷基或亚苯基，

F¹表示由下述式(F1)至(F4)中的任意一种表示的二价基团，

*表示与以上所述式(C1)的N结合的一侧或与以上所述式(C2)的N结合的一侧，

-O- (Fl)

-S- (F4)

在式(ii)中，F²表示由以上所述式(F1)至(F4)中的任意一种表示的二价基团，

α表示主链的原子数为1至6的亚烷基、被具有1至6个碳原子的烷基取代并且主链的原子数为1至6的亚烷基、苄基取代的主链的原子数为1至6的亚烷基、烷氧羰基取代的主链的原子数为1至6的亚烷基、或者苯基取代的主链的原子数为1至6的亚烷基；亚烷基的主链的碳原子之一可以被O、S、NH或NR¹替换，其中R¹为具有1至6个碳原子的烷基，

β表示亚苯基、被具有1至6个碳原子的烷基取代的亚苯基、硝基取代的亚苯基、或卤素取代的亚苯基，

γ表示主链的原子数为1至6的亚烷基、或被具有1至6个碳原子的烷基取代并且主链的原子数为1至6的亚烷基，

r、s和t各自为0或1，

E¹表示由下述式(E-1)至(E-3)中的任意一种表示的二价基团，

在式(E-1)至(E-3)中，R¹⁰¹至R¹⁰⁶、R²⁰¹至R²¹⁰、和R³⁰¹至R³⁰⁴各自独立地表示单键、氢原子、氰基、硝基、卤素原子、烷氧羰基、羧基、二烷基氨基、羟基、取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的杂环基，R¹⁰¹至R¹⁰⁶中的一者或两者、R²⁰¹至R²¹⁰中的一者或两者和R³⁰¹至R³⁰⁴中的一者或两者为单键，所述取代的烷基的取代基为烷基、芳基、卤素原子或羰基，所述取代的芳基或所述取代的杂环基的取代基为卤素原子、硝基、氰基、烷基、卤素取代的烷基、烷氧基或羰基。

35.根据权利要求34所述的光电转换元件，其中α为主链的原子数为1至5的亚烷基，或被具有1至4个碳原子的烷基取代的主链的原子数为1至5的亚烷基。

36.根据权利要求34或35所述的光电转换元件，其中β为亚苯基。

37.根据权利要求34至36中任意一项所述的光电转换元件，其中γ为主链的原子数为1至5的亚烷基，或被具有1至4个碳原子的烷基取代的主链的原子数为1至5的亚烷基。

38.根据权利要求34至37中任意一项所述的光电转换元件，其中由式(ii)表示的基团在主链中除E¹以外的原子数为12以下。

39.一种光电转换模块，其包括：第一光电转换元件；和第二光电转换元件，其特征在于，所述第一光电转换元件和所述第二光电转换元件中的至少一者为根据权利要求1至38中任意一项所述的光电转换元件。

40.一种光电转换器件，其特征在于，其包括：根据权利要求1至38中任意一项所述的光电转换元件；和连接至所述光电转换元件的蓄电部。

41.一种光电转换器件，其特征在于，其包括：根据权利要求1至38中任意一项所述的光电转换元件；和连接至所述光电转换元件的逆变器。

42.一种移动体，其特征在于，其包括：根据权利要求1至38中任意一项所述的光电转换元件；和设置有所述光电转换元件的主体框架。

43.一种建筑材料，其特征在于，其包括：根据权利要求1至38中任意一项所述的光电转换元件；和保护所述光电转换元件的保护构件或放热构件。