CN116998240A - 光电转换元件、光电转换模块、电子设备、以及电源模块 - Google Patents
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Abstract
光电转换元件包括第一电极(13)、在第一电极上的光电转换层(16)和在光电转换层上的第二电极(18)。光电转换元件还包括与选自第一电极和第二电极中的一个电极的不面对光电转换层的面相邻地设置的表面保护部(19)。表面保护部含有源自氟类硅烷化合物的化合物。
Description
技术领域
本发明涉及光电转换元件、光电转换模块、电子设备、以及电源模块。
背景技术
近年来，已在期望实现物联网(IoT：Internet of Things)社会，在该社会中，一切都与因特网连接从而能够进行全面的控制。为了实现这样的IoT社会，需要大量传感器与各种各样的东西联结以获得数据，而这就需要驱动如此大量的传感器的电源。与各种各样的传感器进行配线和使用蓄电池是不切实际的，并且由于减少环境负荷的社会需要的增加，期望是通过环境发电元件来实现供电。
其中，作为只要有光就能在任何地方发电的元件的光电转换元件已经引起了注意。特别是，柔性的光电转换元件不仅因其高效得到期待，还凭借其对各种曲面的跟随性，例如也可适用于可穿戴设备。
例如，在非专利文献1和非专利文献2中报告了关于光电转换元件对可穿戴设备的适用性的研究结果。
作为高效的柔性的环境发电元件，通常认为有机薄膜太阳能电池是有前途的。PTL1提出了包括透明基膜作为基材的光电转换元件。
典型的有机薄膜太阳能电池中的光电转换元件具有的结构是在作为支承基板的基材之上依次层叠有第一电极、电子传输层、光电转换层、空穴传输层和第二电极。此外为了提高光电转换元件的耐久性，在电极上进一步依次层叠表面保护部和密封部件的构成已成为主流。表面保护部的具体功能的一个示例是提高保存期间的耐久性，例如对电极的抗腐蚀和抗劣化。另一个示例是，设置在电极与密封部件之间的表面保护部能够防止形成密封部件的粘结部件与电极直接接触，从而防止否则就会由于电极形成材料向粘结部件一侧的转移而产生的电极的剥离。
引文列表
专利文献
专利文献1：日本未审查专利申请公开No.2014-220333号公报
非专利文献
非专利文献1：《应用物理学快报》，108，253301(2016)
非专利文献2：《日本应用物理学杂志》，54，071602(2015)
发明内容
技术问题
即使在电极上设有表面保护部的光电转换元件中，当光电转换元件被弯曲时，电极也会剥离，保存期间的耐久性也会降低。
解决问题的方案
根据本公开的一个方面，光电转换元件包括第一电极、在第一电极上的光电转换层和在光电转换层上的第二电极。光电转换元件还包括与选自第一电极和第二电极中的一个电极的不面对光电转换层的面相邻地设置的表面保护部。表面保护部含有源自氟类硅烷化合物的化合物。
本发明的效果
本公开提供一种光电转换元件，即使在该光电转换元件被弯曲时，也能够抑制电极的剥离、保存期间的耐久性的降低。
附图说明
附图旨在说明本发明的示例性实施例，而不应被解释为限制其范围。除非明确指出，否则附图不应被视为按比例绘制。另外，在所有附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的部件。
图1所示是从上方观察光电转换元件的一例的示图。
图2所示是光电转换元件的一例的剖视图。
图3A所示是光电转换模块的制造方法的一例的示图。
图3B所示是光电转换模块的制造方法的一例的示图。
图3C所示是光电转换模块的制造方法的一例的示图。
图3D所示是光电转换模块的制造方法的一例的示图。
图3E所示是光电转换模块的制造方法的一例的示图。
图3F所示是光电转换模块的制造方法的一例的示图。
图3G所示是光电转换模块的制造方法的一例的示图。
图3H所示是光电转换模块的制造方法的一例的示图。
图3I所示是光电转换模块的制造方法的一例的示图。
图3J所示是光电转换模块的制造方法的一例的示图。
图3K所示是光电转换模块的制造方法的一例的示图。
图4所示是电子设备的基本构成的一个示例的示图。
图5所示是电子设备的基本构成的一个示例的示图。
图6所示是电子设备的基本构成的一个示例的示图。
图7所示是电源模块的基本构成的一个示例的示图。
图8所示是电源模块的基本构成的一个示例的示图。
图9所示是用于个人计算机的鼠标的基本构成的一个示例的示图。
图10所示是图9所示的用于个人计算机的鼠标的一例的外观示意图。
图11所示是用于个人计算机的键盘的基本构成的一个示例的示图。
图12所示是图11所示的用于个人计算机的键盘的一例的外观示意图。
图13所示是图11所示的用于个人计算机的键盘的另一例的外观示意图。
图14所示是传感器的基本构成的一个示例的示图。
图15所示是通过无线通信将传感器传感而得到的数据发送到个人计算机、智能手机等的一例的示图。
图16所示是转台的基本构成的一个示例的示图。
具体实施方式
《用于有机薄膜太阳能电池的光电转换元件》
“光电转换元件”是指将光能转换为电能的元件或将电能转换为光能的元件。具体而言，光电转换元件例如是形成太阳能电池、光电二极管等的元件。太阳能电池的示例包括有机薄膜太阳能电池、染料敏化太阳能电池、钙钛矿型太阳能电池等，但并不限定于此。以下，在本公开中，首先对构成有机薄膜太阳能电池的光电转换元件进行说明，后面也将对染料敏化太阳能电池和钙钛矿型太阳能电池进行说明。
光电转换元件包括第一电极、在第一电极上的光电转换层和在光电转换层上的第二电极。换句话说，光电转换元件依次包括第一电极、光电转换层和第二电极。术语“依次”是指这些电极和层作为一个整体以上述的顺序来排列，并在每个电极和层之间可以插入任意的其它层。具有插入其间的其它层的光电转换元件例如是依次包括第一电极、电子传输层、光电转换层、空穴传输层和第二电极的光电转换元件。此外，在这种情况下，可以在每个电极和上述层之间或在上述层之间插入其它附加层。另外，术语“依次”是指这些电极和层可以从第一电极一侧开始按顺序层叠，或者这些电极和层可以从第二电极一侧开始按顺序层叠。具体而言，从光射入面一侧来看时，光电转换元件可以按第一电极、光电转换层、第二电极的上述顺序层叠，也可以按第二电极、光电转换层、第一电极的上述顺序层叠。当光电转换元件包括电子传输层和空穴传输层时，从光射入面一侧来看，光电转换元件可以按上述顺序来层叠第一电极、电子传输层、光电转换层、空穴传输层和第二电极，或者可以按上述顺序来层叠第二电极、空穴传输层、光电转换层、电子传输层和第一电极。在本公开中，主要说明从光射入面一侧来看时按上述顺序层叠第一电极、电子传输层、光电转换层、空穴传输层和第二电极。然而，本光电转换元件不限于该构成。从下面给出的说明，本领域技术人员可以容易地理解其它构成，例如从光射入面一侧来看时，光电转换元件按上述顺序来层叠第二电极、空穴传输层、光电转换层、电子传输层和第一电极。
光电转换元件具有表面保护部。该表面保护部与选自第一电极和第二电极中的一个电极(在下文中，被选择为所述一个电极的电极也可以被称为“一个电极”)的不面对光电转换层的面相邻地设置。在本公开中，“一个电极”是第一电极和第二电极中设置在离光射入表面较远位置处的电极。从第一电极和第二电极中选择的另一个电极(以下，被选择作为另一个电极的电极也可以被称为“另一个电极”)是第一电极和第二电极中设置在更靠近光射入表面的位置处的电极。“不面对光电转换层的面”是位于与直接或经由其它层来间接面对光电转换层的面为相反侧的面。
光电转换元件优选包括密封部件。该密封部件与上述表面保护部相邻地设置，并优选为包围上述表面保护部、上述一个电极和上述光电转换层。在光电转换元件具有电子传输层和空穴传输层的情况下，优选的是密封部件还包围电子传输层和空穴传输层。
如果需要，光电转换元件包括例如基材和UV阻隔层。
在光电转换元件具有基材的情况下，从光射入面一侧来看时的光电转换元件的优选构成是：按上述顺序层叠基材、第一电极、电子传输层、光电转换层、空穴传输层、第二电极；或按上述顺序层叠基材、第二电极、空穴传输层、光电转换层、电子传输层、第一电极。基材优选在另一个电极的不面对光电转换层的面的面的一侧与另一个电极相邻地设置。
<基材>
“基材”是用于支承例如形成光电转换元件的电极、层等的部件。从提高光电转换效率的观点出发，基材优选的是高透光性，更优选的是透明。从扩大光电转换元件的用途的观点出发，基材优选的是高挠性。
作为具有透明性和挠性的基材的材质的示例，可以包括但不限于例如聚对苯二甲酸乙二酯等聚酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚砜、聚醚醚酮等的树脂膜和玻璃薄膜(平均厚度200μm以下)。其中，从制造的容易性、成本的观点出发，优选的材质是聚酯、聚酰亚胺的树脂膜和玻璃薄膜。在使用树脂膜或玻璃薄膜作为基材的情况下，基材的厚度优选为200μm以下。基材的厚度为200μm或以下时，基材的挠性提高。其结果是，即使当光电转换元件被弯曲时，其耐久性也得到提高。基材的厚度可以通过例如使用接触式厚度计的方法等的公知的方法来测量。
具有透明性但不具有挠性的基材的材料的示例包括但不限于诸如玻璃薄膜以外的玻璃膜(换言之，具有大于200μm的厚度的玻璃膜)等的无机透明晶体。这些材料是优选的，因为它们不具有挠性但具有高平坦度。
上述基材优选具有阻气性。阻气性是抑制水蒸气和氧透过的功能。在本公开中，“具有阻气性的基材”不限于固有地具有阻气性的基材，还包括具有基材和位于与该基材相邻的位置且具有阻气性的阻气层的层叠体。具有阻气性的基材可以提供更好地抑制光电转换效率降低的光电转换元件，即，即使将光电转换元件长时间放置在高温高湿环境中，在保存期间也具有高耐久性。以下，对阻气层进行说明。
具有阻气性的基材所要求的功能典型地由例如水蒸气透过率或氧透过率来表示。优选地，根据JIS(日本工业标准)K7129 B所规定的方法，每天的水蒸气透过率为例如10g/m2或更低，并且是越低越好。优选地，根据JISK7126-2所规定的方法，每天的氧气透过速率为例如1cm3/m2·atm或更低，并且是越低越好。
作为具有阻气性的树脂膜，可以适当使用公知的树脂膜。其示例包括但不限于涂覆铝的树脂膜和涂覆氧化硅的树脂膜。
<第一电极>
“第一电极”是被构成为收集由光电转换产生的电子的电极。当第一电极设置在光射入表面一侧上时，出于提高光电转换效率的观点，第一电极优选的是具有高的透光性并且更优选的是透明。当第一电极设置在光射入表面的相反侧上时，透光性和透明性可以低。
作为具有透明性的第一电极，可以使用作为对可见光透明的电极的透明电极。透明电极例如是包括依次层叠的透明导电膜、金属薄膜和透明导电膜的结构。夹着金属薄膜的两个透明导电膜可以由相同材料形成，也可以由不同材料形成。
透明导电膜的材料的示例包括但不限于锡掺杂氧化铟(ITO)、锌掺杂氧化铟(IZO)、氧化锌(ZnO)、氟掺杂氧化锡(FTO)、铝掺杂氧化锌(AZO)、镓掺杂氧化锌(GZO)、氧化锡(SnO2)、银纳米线和纳米碳(例如碳纳米管和石墨烯)。这些材料之中，优选的是锡掺杂氧化铟(ITO)、锌掺杂氧化铟(IZO)和铝掺杂氧化锌(AZO)。
金属薄膜的材料的示例包括但不限于诸如铝、铜、银、金、铂和镍等的金属。
从保持刚性的观点来看，具有透明性的第一电极优选与上述基材一体化使用。这种一体化产品的示例包括但不限于涂覆FTO玻璃、涂覆ITO玻璃、涂覆铝玻璃、涂覆FTO透明塑料膜、涂覆ITO透明塑料膜和层叠涂覆ITO/银/ITO的塑料膜。
不具有透明性的第一电极的材料的示例包括但不限于诸如铂、金、银、铜和铝的金属以及石墨。
第一电极的平均厚度优选为5nm以上10μm以下，更优选为50nm以上1μm以下。
第一电极的薄层电阻优选为50Ω/sq.或以下，更优选为30Ω/sq.或以下，进一步优选为20Ω/sq.或以下。
在第一电极具有透明性的情况下，第一电极的透光率优选为60％以上，更优选为70％以上，进一步优选为80％以上，特别优选为90％以上。透光率的上限没有特别限制，可根据预期目的来适当地选择。
第一电极可以通过湿式成膜、例如气相沉积、溅射等的干式成膜、印刷等来形成。
<电子传输层>
“电子传输层”是被配置为传输在光电转换层中产生的电子并且抑制在光电转换层中产生的空穴进入的层。在该构成中，可以存在一个电子传输层或可以存在两个以上的电子传输层。作为一个示例，下面说明包括两个电子传输层的构成。具体来说，这是包括第一电子传输层和设置在第一电子传输层与光电转换层之间的第二电子传输层(其也可以称为“中间层”)的构成。当所需构成包括一个电子传输层时，该一个电子传输优选的是与第一电子传输层为相同的层。
-第一电子传输层-
第一电子传输层优选是含有金属氧化物的颗粒的层。
金属氧化物的示例包括但不限于例如钛、锌、锂和锡的氧化物，ITO、FTO、ATO、AZO以及GZO。其中，优选的是氧化锌，为了提高导电性，更优选的是掺杂了的氧化锌。掺杂了的氧化锌的示例包括但不限于铝掺杂的氧化锌、镓掺杂氧化锌和锂掺杂氧化锌。所使用的金属氧化物可以是由例如用作原材料的金属的醇盐形成的金属氧化物。
金属氧化物颗粒的平均粒径优选为1nm以上且50nm以下，更优选为5nm以上且20nm以下。
金属氧化物颗粒的平均粒径例如通过以下方式测量100个或更多个随机选择的金属氧化物颗粒的粒径并且通过确定所获得的测量结果的平均值来计算。首先，使用微量移液管将含有金属氧化物的颗粒的分散液转移到玻璃制的雾化器中。接着，将该分散液从雾化器喷涂到TEM用的带有火棉胶膜的网格上。使用PVD，来对网格进行碳气相沉积。在电子显微镜下，获得金属氧化物的颗粒的图像。对得到的图像进行图像处理，来测量金属氧化物的颗粒的粒径。可替换地，可以在扫描透射电子显微镜(TFM)下观察光电转换元件的横截面，以通过图像处理进行颗粒识别，从而测量金属氧化物颗粒的粒径。此外，粒径分布可以通过例如激光衍射和散射法来测量。作为露出光电转换元件的横截面、TEM的观察、粒径分布测量的方法，可以采用公知的方法。
第一电子传输层的平均厚度优选为1nm以上300nm以下，更优选为10nm以上150nm以下。
用于形成第一电子传输层的示例性方法，是涂布含有金属氧化物的粒子和分散介质的分散液并干燥的方法。分散介质的示例包括但不限于例如甲醇、乙醇、异丙醇、1-丙醇、2-甲氧基乙醇和2-乙氧基乙醇等的醇，以及它们的混合物。
-第二电子传输层(中间层)-
第二电子传输层优选的是含有胺化合物的层。作为胺化合物，只要是形成了第二电子传输层而能够提高光电转换元件的光电转换效率的材料，就没有特别限定。例如，优选使用由以下通式(4)表示的胺化合物。
[化学式1]
在上述通式(4)中，R4和R5各自独立地表示可以具有取代基且含有1个以上且4个以下的碳原子的烷基，或表示R4和R5互相键合的环结构。优选地，R4和R5表示可以具有取代基且含有1个以上且4个以下的碳原子的烷基。更优选地，R4和R5各自独立地表示不具有取代基且含有1个以上且4个以下的碳原子的烷基。取代基的示例包括但不限于，甲基、乙基和羟基。上述环结构中的碳原子数优选为3以上且6以下。当R4和R5各自独立地表示可以具有取代基且含有1个以上且4个以下的碳原子的烷基时，由R4表示的烷基和由R5表示的烷基可以互相相同或不同。
上述通式(4)中，X表示具有碳原子数为6以上且14以下的二价芳基或具有碳原子数为1以上且4以下的烷基。X优选为具有碳原子数为6以上且14以下的二价芳基。
在上述通式(4)中，A表示结构式(1)、(2)或(3)的取代基。A优选为结构式(1)的取代基。
[化学式2]
-COOH 结构式(1)
[化学式3]
-P(＝O)(OH)2 结构式(2)
[化学式4]
-Si(OH)3 结构式(3)
作为除了由上述通式(4)表示之外的胺化合物的示例，包括但不限于3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基二乙氧基甲基硅烷、3-(2-氨基乙基氨基)丙基三甲氧基硅烷、3-(2-氨基乙基氨基)丙基二甲氧基甲基硅烷、3-(2-氨基乙基氨基)丙基三乙氧基硅烷、三甲氧基[3-(苯基氨基)丙基]硅烷、三甲氧基[3-(甲基氨基)丙基]硅烷、双[3-(三甲氧基硅基)丙基]胺、双[3-(三乙氧基硅基)丙基]胺、N，N’-双[3-(三甲氧基硅基)丙基]乙烷-1，2-二胺。
形成第二电子传输层的示例性方法是通过例如旋涂或浸渍来涂布含有胺化合物的溶液，然后干燥的方法。
<光电转换层>
“光电转换层”是吸收光而生成电子和空穴的层。光电转换层包含两种或更多种有机材料。具体而言，光电转换层含有供电子性有机材料(也称为p型有机半导体材料)和受电子性有机材料(也称为n型有机半导体材料)。供电子性有机材料和受电子性有机材料可以分别使用2种以上的有机材料。光电转换层优选含有三种以上的有机材料。此外，在光电转换层中，优选将供电子性有机材料和受电子性有机材料混合而形成体异质结构。
-供电子性有机材料-
供电子性有机材料优选的是具有最高占据分子轨道(HOMO)能级为4.8eV以上且5.7eV以下的π电子共轭类化合物，更优选的是具有HOMO能级为5.1eV以上且5.5eV以下的π电子共轭类化合物、或具有HOMO能级为5.2eV以上且5.6eV以下的π电子共轭类化合物。
最高占据分子轨道(HOMO)能级可以通过例如光电子光谱法或循环伏安法来测量。具体而言，可以使用例如理研计器株式会社制造的AC-3等的装置来测量。
作为供电子性有机材料的示例包括但不限于，与各种芳香族衍生物(例如噻吩、芴、咔唑、噻吩并噻吩、苯并二噻吩、二噻吩并噻咯、喹喔啉、苯并噻二唑等)偶联的共轭聚合物，作为低分子共轭化合物的卟啉类、酞菁类等。供电子性有机材料可以是在分子内具有供电子性部位和受电子性部位的供体-受体连结材料。
供电子性有机材料的数均分子量(Mn)在供电子性有机材料为低分子材料的情况下，优选为10000以下，更优选为5000以下。供电子性有机材料为聚合物时，优选为10000以上。
作为供电子性有机材料的一个优选的示例，是具有最高占据分子轨道(HOMO)能级为5.1eV以上5.5eV以下、数均分子量(Mn)为10000以下的有机材料。这样的有机材料，例如是下述通式(1)所示的化合物。
[化学式5]
上述通式(1)中，R1表示具有碳原子数为2以上且8以下的烷基。
在上述通式(1)中，n表示1以上且3以下的整数。
在上述通式(1)中，Y表示卤原子。
在上述通式(1)中，m表示0以上且4以下的整数。
在上述通式(1)中，X表示下述通式(2)或下述通式(3)。
[化学式6]
[化学式7]
在上述通式(2)中，R2表示直链或支链的烷基，优选的是碳原子数为2以上且30以下的直链或支链的烷基。
在上述通式(3)中，R3表示直链或支链的烷基，优选的是碳原子数为2以上且30以下的直链或支链的烷基。
作为供电子性有机材料的另一个优选的示例，是具有最高占据分子轨道(HOMO)能级为5.2eV以上5.6eV以下、数均分子量(Mn)为10.000以上的有机材料。该有机材料优选与具有最高占据分子轨道(HOMO)能级为5.1eV以上5.5eV以下、数均分子量(Mn)为10.000以下的有机材料组合使用。
具有最高占据分子轨道(HOMO)能级为5.2eV以上5.6eV以下、数均分子量(Mn)为10.000以上的有机材料的示例包括但不限于2，1，3-苯并噻二唑-噻吩类共聚物、喹喔啉-噻吩类共聚物、噻吩-苯并二噻吩类共聚物和聚芴类聚合物。
2，1，3-苯并噻二唑-噻吩类共聚物是在主链中具有噻吩骨架和2，1，3-苯并噻二唑骨架的共轭共聚物。2，1，3-苯并噻二唑-噻吩类共聚物的具体示例包括但不限于以下通式(5)至(8)所示。在下述通式(5)～(8)中，n分别独立地表示1以上且1000以下的整数。
[化学式8]
[化学式9]
[化学式10]
[化学式11]
喹喔啉-噻吩类共聚物是在主链中具有噻吩骨架和喹喔啉骨架的共轭共聚物。喹喔啉-噻吩类共聚物的具体示例包括但不限于以下通式(9)所示。在下述通式(9)中，n表示1以上且1000以下的整数。
[化学式12]
噻吩-苯并二噻吩类共聚物是在主链中具有噻吩骨架和苯并二噻吩骨架的共轭共聚物。噻吩-苯并二噻吩类共聚物的具体示例包括但不限于以下通式(10)至(13)所示。在下述通式(10)至(13)中，n分别独立地表示1以上且1000以下的整数。
[化学式13]
[化学式14]
[化学式15]
[化学式16]
-受电子性有机材料-
作为受电子性有机材料，优选的是最低未占分子轨道(LUMO)能级为3.5eV以上且4.5eV以下的π电子共轭化合物。
受电子性有机材料的示例包括但不限于富勒烯或其衍生物、萘四羧酸酰亚胺衍生物、苝四羧酸酰亚胺衍生物等。其中，优选富勒烯衍生物。
富勒烯衍生物的示例包括但不限于C60、苯基-C61-丁酸甲酯(例如在一些公知文献中被记为PCBM、[60]PCBM或PC61BM的富勒烯衍生物)、C70、苯基-C71-丁酸甲酯(例如在一些公知文献中被记为PCBM、[70]PCBM或PC70BM的富勒烯衍生物)，以及由以下通式(14)表示的富勒烯吡咯烷类的富勒烯衍生物。
[化学式17]
在上述通式(14)中，Y1和Y2各自独立地表示氢原子、烷基、烯基、炔基、芳基或芳烷基，但是Y1和Y2不同时为氢原子。上述烷基、烯基、炔基、芳基或芳烷基可以具有取代基，也可以不具有取代基。
上述通式(14)中，Ar表示芳基，但是该芳基可以具有取代基，也可以不具有取代基。
-光电转换层的平均厚度-
光电转换层的平均厚度优选为50nm以上且400nm以下，更优选为60nm以上且250nm以下。当其平均厚度为50nm以上时，通过光吸收由光电转换层产生足够数量的载流子。当其平均厚度为400nm以下时，通过光吸收产生的载流子的传输效率的降低得到抑制。
光电转换层的平均厚度例如是通过下述方法测量任意选择的9点的光电转换层的厚度并确定测量结果的平均值来计算的。首先，将含有形成光电转换层的材料的液体涂布在基材上并干燥，然后使用溶剂在任意点擦去该所得物。使用Bruker Corporation制的DEKTAK，将擦拭部位处的高度差的高度和所得测量值的平均值定义为平均厚度。可替换地，可以用扫描电子显微镜(SEM)或透射电子显微镜(TFM)来观察光电转换元件的横截面以测量光电转换层的平均厚度。
-在光电转换层中形成体异质结的方法-
光电转换层可以通过依次层叠上述有机材料的层作为具有平面接合界面的层来形成。为了扩大接合界面的面积，优选的是将上述有机材料三维地混合来形成体异质结。例如，以如下方法来形成体异质结。
当有机材料具有高溶解性时，通过将有机材料溶解在溶剂中以制备其中有机材料以分子水平混合的溶液，并通过涂布该溶液然后干燥以除去溶剂来形成该体异质结。在这种情况下，可以进一步执行热处理以优化有机材料的聚集状态。
当有机材料具有低溶解性时，通过将一种有机材料溶解以制备溶液并将另一种有机材料分散到该溶液中制备液体，并通过涂布该液体然后干燥以除去溶剂，来形成该体异质结。在这种情况下，可以进一步执行热处理以优化有机材料的聚集状态。
-光电转换层的形成方法-
光电转换层的形成方法包括涂布含有上述有机材料的液体的工序。涂布液体的方法的示例包括但不限于旋涂、刮刀涂布、狭缝模头涂布、丝网印刷涂布、棒涂机涂布、模具涂布、印刷转印、浸渍提拉、喷墨、喷涂和真空气相沉积。实际使用的方法可以根据想要制造的光电转换层的特性，即，考虑例如厚度控制和取向控制来适当地选择。
对于旋涂，例如，优选使用含有浓度为5mg/mL以上且40mg/mL以下的有机材料的溶液。这里，浓度是指相对于含有有机材料的溶液的体积的有机材料的总质量。在上述浓度的范围内，可以容易地形成同质的光电转换层。
为了从所涂布的含有有机材料的液体中除去溶剂或分散介质，可以在减压下或在惰性气氛中(在氮气或氩气气氛中)进行退火处理。退火处理的温度优选为40℃以上且300℃以下，更优选为50℃以上且150℃以下。优选进行退火处理是因为形成层的材料可以在层叠的层之间的界面处互相渗透以具有增加的接触面积，这可能能够增加短路电流。
用于溶解或分散有机材料的溶剂或分散介质的示例包括但不限于甲醇、乙醇、丁醇、甲苯、二甲苯、邻氯苯酚、丙酮、乙酸乙酯、乙二醇、四氢呋喃、二氯甲烷、氯仿、二氯乙烷、氯苯、二氯苯、三氯苯、邻二氯苯、氯萘、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮和γ-丁内酯。这些可以单独或组合使用。其中，氯苯、氯仿和邻二氯苯为特别优选。
上述溶剂或分散介质中可以含有各种添加剂。所使用的各种添加剂的示例包括但不限于二碘辛烷和辛二硫醇。
<空穴传输层>
“空穴传输层”是被配置为传输在光电转换层中产生的空穴并且抑制在光电转换层中产生的电子进入的层。在该构成中，可以存在一个空穴传输层或可以存在两个以上的空穴传输层。作为一个示例，下面说明包括一个空穴传输层的构成。
空穴传输层优选的是含有选自具有空穴传输性的有机化合物和具有空穴传输性的无机化合物中的至少一种的层。具有空穴传输性的有机化合物的示例包括但不限于例如聚乙烯二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸(PEDOT：PSS)等的导电聚合物和芳族胺衍生物。具有空穴传输性的无机化合物的示例包括但不限于氧化钼、氧化钨、氧化钒、氧化镍和氧化铜(I)。在这些具有空穴传输性的化合物中，优选氧化钼、氧化钨和氧化钒。
空穴传输层的平均厚度优选为200nm以下，更优选为1nm以上且50nm以下。
用于形成空穴传输层的方法的示例包括但不限于，将含有具有空穴传输性的化合物和溶剂或分散介质的液体涂布然后干燥的方法。涂布液体的方法的示例包括但不限于旋涂、溶胶-凝胶法、狭缝模头涂布(slit diecoating)和溅射。
<第二电极>
“第二电极”是被配置为收集通过光电转换产生的空穴的电极。当第二电极设置在光射入表面一侧上时，出于提高光电转换效率的观点，第二电极优选的是具有高的透光性并且更优选的是透明。当第二电极设置在光射入表面的相反侧上时，透光性和透明性可以低。
第二电极可以是与上述第一电极相同的电极，因此将省略其说明。
<表面保护部>
“表面保护部(在层状的情况下，也称为“钝化层”)”是设置在密封部件与第一电极和第二电极之中距光射入面较远的一个电极之间、且被构成为防止该一个电极与密封部件直接接触的部件。表面保护部的形状没有特别限定，优选为层状。设置在上述一个电极上的表面保护部(具体地，与上述一个电极的不面对光电转换层的面相邻设置的表面保护部)可以防止来自外部的水或氧与该一个电极的接触。由此来防止例如一个电极随时间推移而发生的腐蚀、劣化等，能够提高保存时的耐久性。该光电转换元件被构造成防止形成密封部件的粘结部件与上述一个电极直接接触，从而防止否则就会由于电极形成材料向粘结部件一侧的转印而产生的电极的剥离。
优选的是上述表面保护部整个覆盖上述一个电极的露出面。当一个电极中的露出面被完全覆盖时，表面保护部的上述功能进一步提高。上述一个电极中的露出面具体是指例如上述一个电极的不面对光电转换层的面和侧面。
用于形成表面保护部的材料是源自氟类硅烷化合物(其也可称为“含氟硅烷化合物”)的化合物。换句话说，作为形成表面保护部的材料，使用氟类硅烷化合物。氟类硅烷化合物与例如可形成上述一个电极的各种金属或金属氧化物高度反应，并且能够在上述一个电极上形成均匀、平坦、薄膜的表面保护部。能够形成这样的薄膜的表面保护部，就会提高表面保护部的挠性。即使在光电转换元件被弯曲的情况下，也抑制表面保护部的损坏，其结果是抑制了光电转换元件中的第一电极的剥离和保存时的耐久性的降低。包含源自氟类硅烷化合物的化合物的表面保护部具有高度的斥水性、防污性、耐候性和抗磨性。考虑到其在使用中可溶于非氟类有机溶剂而不是氟类有机溶剂中，氟类硅烷化合物是易于处理对待的。
氟类硅烷化合物是具有烷氧基甲硅烷基的含氟化合物。烷氧基甲硅烷基只要是具有硅原子和与该硅原子键合的1～3个烷氧基的基团即可，没有特别限定。烷氧基的示例包括，但不限于，甲氧基、乙氧基和丙氧基。如上所述，通过氟类硅烷化合物与上述一个电极的反应，源自氟类硅烷化合物并包含在表面保护部中的化合物可与上述一个电极化学地结合。换句话说，表面保护部不限于是不与上述一个电极化学结合的独立部件，也可以与上述一个电极化学结合，只要表面保护部在功能上与上述一个电极不同即可。优选的是氟类硅烷化合物具有1000或更低的分子量。氟类硅烷化合物的分子量为1000以下时，容易形成1μm以下的平均厚度小的薄的表面保护部。
所使用的氟类硅烷化合物的一个优选示例是由以下通式(A)表示的化合物。使用由通式(A)表示的化合物可以更好地抑制在光电转换元件中的电极的剥离和保存期间耐久性的降低。
[化学式18]
CF3(CH2)q-O(CF2CF2O)m(CF2)p(CH2)nSiR1 (3-a)(OR2)a 通式(A)
在通式(A)中，R1和R2各自独立地表示具有1以上且4以下的碳原子的一价烃基，a表示2或3的整数，p表示1或2的整数，q表示0以上且5以下的整数，m表示1以上且3以下的整数，n表示2以上且4以下的整数，并且p+q+2m+n表示5以上且14以下的整数。
表面保护部的平均厚度优选为1μm以下。具有平均厚度为1μm以下的表面保护部的挠性得到提高。即使在光电转换元件被弯曲的情况下，也抑制表面保护部的损坏，其结果是抑制了光电转换元件中的第一电极的剥离和保存时的耐久性的降低。表面保护部的平均厚度的测量方法没有特别限定，可以通过公知的方法来适当地测定。其示例包括，但不限于，使用探针式轮廓仪、白光干涉显微镜和原子力显微镜的方法。表面保护部的平均厚度是在表面保护部的5个以上的不同位置测量的厚度的平均值。
以往，作为形成表面保护部的材料，使用例如SiOx、SiOxNy、Al2O3等的金属氧化物和例如聚乙烯、氟类涂敷剂、聚对二甲苯等的聚合物。然而，由于制造原因，这些传统的材料难以形成薄的表面保护部。具体来说，对于传统的材料来说会非常难以形成1μm或更小的膜，并且所得的表面保护部的挠性不足。当具有由传统的材料形成的表面保护部的光电转换元件被弯曲时，由于弯曲应力而在表面保护部中产生开裂，并且水和氧可能从那里进入，导致保存期间耐久性的降低。同时，使用作为形成表面保护部的材料的源自氟类硅烷化合物的化合物，容易使表面保护部的平均厚度为1μm以下，使表面保护部的挠性得到提高，提高保存时的耐久性。
用于生产表面保护部的方法的示例包括但不限于手工涂敷、喷嘴流涂、浸渍、喷涂、反向涂布、流涂、旋涂和辊涂。
<密封部件>
“密封部件”是与表面保护部相邻设置的部件，是用于抑制例如水和氧等的外部物质进入光电转换元件而与上述各层接触的部件。密封部件优选具有抑制外部物质进入光电转换元件的阻气部件和粘附至表面保护部的粘附部件。密封部件更优选的是具有将这些部件一起合成为一个部件的薄膜部件。当密封部件设置在光射入表面的相反侧上时，密封部件可以具有或不具有透光性或透明性。
要求阻气部件的功能是典型地由例如水蒸气透过率或氧透过率来表示。优选地，根据JISK7129B所规定的方法，每天的水蒸气透过率为例如10g/m2或更低，并且是越低越好。优选地，根据JISK7126-2所规定的方法，每天的氧气透过速率为例如1cm3/m2·atm或更低，并且是越低越好。
阻气部件的材料的示例包括但不限于涂覆铝的树脂膜和涂覆氧化硅的树脂膜。
粘结部件的材料可以是例如用于密封诸如有机电致发光元件和有机晶体管的典型的材料。粘结部件的材料的具体示例包括但不限于压敏性粘结树脂、热固性树脂、热塑性树脂和光固化性树脂。其中，因为在密封步骤中不需要加热，所以优选压敏性粘结树脂。其更具体的示例包括但不限于乙烯-酯酸乙烯共聚物树脂、苯乙烯-异丁烯树脂、烃类树脂、环氧类树脂、聚酯类树脂、丙烯酸类树脂、聚氨酯类树脂和硅酮类树脂。例如，通过对这些树脂的主链、支链和末端进行化学改性，并调节其分子量，就可以获得各种粘结特性。
<UV阻隔层>
“UV阻隔层”是设置在光射入表面一侧上并且被构成为抑制光电转换元件由于UV光而劣化的层。UV阻隔层优选为吸收UV光的膜部件。UV阻隔层优选设置在位于光射入面一侧的基材上。
要求UV阻隔层的功能通常例如由透光率来表示。优选地，具有370nm或更短波长的光的透光率例如低于1％。优选地，具有410nm或更短波长的光的透光率例如低于1％。
<阻气层>
“阻气层”是被配置为用于抑制例如水和氧等的外部物质进入光电转换元件的层。阻气层优选为连续膜。阻气层优选与基材相邻设置，更优选的是设置在另一个电极与基材之间。在本公开中，当阻气层与基材相邻设置时，阻气层被视为构成基材的一个组成部分。
要求阻气层的功能是典型地由例如水蒸气透过率或氧透过率来表示。优选地，根据JISK7129B所规定的方法，每天的水蒸气透过率为例如10g/m2或更低，并且是越低越好。优选地，根据JISK7126-2所规定的方法，每天的氧气透过速率为例如1cm3/m2·atm或更低，并且是越低越好。
阻气层的材料的示例包括但不限于包含SiO2、SiNx、Al2O3、SiC、SiCN、SiOC和SiOAl的材料，和硅氧烷类材料。
<其他层>
根据需要，光电转换元件还可以具备例如绝缘性多孔层、劣化防止层、保护层等的其他层。
<有机薄膜太阳能电池用光电转换元件的构成>
下面参照图1和2来说明光电转换元件的构成的一个示例。图1所示是从上方观察光电转换元件的一例的示图。图2所示是光电转换元件的一例的剖视图。
如图1的示意图所示，光电转换元件1具有能够进行光电转换的光电转换区域2、包围光电转换区域2的密封区域3、以及设置有端子等其他部件的其他区域4。
如图2的剖视示意图所示，光电转换元件1具有的构成是在光电转换区域2中从光射入面一侧沿层叠方向z依次层叠有UV阻隔层11、基材12、第一电极13、第一电子传输层14、第二电子传输层(中间层)15、光电转换层16、空穴传输层17、第二电极18、表面保护部(钝化层)19和密封部件20(以下，有时将该结构称为“结构A”)。在密封区域3中，光电转换元件1具有从光射入面一侧沿层叠方向z依次层叠的UV阻隔层11、基材12、第一电极13和密封部件20。密封部件20具有粘结部件21和阻气部件22。另外，密封部件20围住第一电子传输层14、第二电子传输层(中间层)15、光电转换层16、空穴传输层17、第二电极18及表面保护部(钝化层)19，并与表面保护部(钝化层)19及第一电极13的粘结区域30粘结。在光电转换元件1中，第一电极13相当于上述“另一个电极”，第二电极18相当于上述“一个电极”。光电转换元件1还可以包括例如其中光电转换元件1串联或并联地电连接到另一光电转换元件的连结部。层叠方向z是与光电转换元件的各层的面(xy平面)垂直的方向。
在具有结构A的光电转换元件1的光电转换区域2中，如上所述，从第一电极13到第二电极18的层叠的顺序不限于该顺序。具体而言，光电转换元件1也可以是在光电转换区域2中从光射入面一侧沿层叠方向z依次层叠有UV阻隔层11、基材12、第二电极13、空穴传输层14、光电转换层15、第二电子传输层(中间层)16、第一电子传输层17、第一电极18、表面保护部(钝化层)19、密封部件20的结构(以下，有时将该结构称为“结构B”)。密封部件20围住空穴传输层14、光电转换层15、第二电子传输层(中间层)16、第一电子传输层17、第一电极18、表面保护部(钝化层)19，并与表面保护部(钝化层)19及第二电极13的粘结区域30粘结。在光电转换元件1中，第二电极13相当于上述“另一个电极”，第一电极18相当于上述“一个电极”。
在本公开中，将主要以具有如图1和2所示的结构A的光电转换元件为例来说明。然而，本领域技术人员可以从这些说明中容易地理解具有结构B的光电转换元件。
《用于有机薄膜太阳能电池的光电转换模块》
“光电转换模块”包括互相电连接的多个光电转换元件。关于电连接，光电转换元件可以串联或并联地联结。光电转换模块可以包括串联电连接的多个光电转换元件和并联电连接的多个光电转换元件的两者。在本公开中，各个出现的“联结”不应限于物理联结，并且还应包括电连接。
光电转换模块包括多个光电转换元件和被配置为将多个光电转换元件互相电连接的连结部，并且如果需要，包括其他部件。换句话说，光电转换模块包括第一光电转换元件、与第一光电转换元件相邻的第二光电转换元件、以及被配置为将第一光电转换元件和第二光电转换元件互相电连接的连结部，并且如果需要，还包括其他部件。光电转换元件和连结部可以是功能上可区分的构件。光电转换元件和连结部可以是独立的部件。可替换地，光电转换元件和连结部也可以是连续或一体设置的部件。例如，作为光电转换元件的一个构成部件的电极和连结部可以是独立的部件，也可以是连续或一体设置的部件。
《用于有机薄膜太阳能电池的光电转换元件和光电转换模块的制造方法》
参照光电转换元件的制造方法的一个示例，对光电转换模块的制造方法的一个示例进行说明。在本公开中，对具有图2所示的结构A的光电转换元件的制造方法的一个示例进行说明。然而，本领域技术人员可以从以下给出的说明容易地理解用于制造具有结构B的光电转换元件的方法的一个示例。
具备光电变换元件的光电变换模块的制造方法例如包括：在基材上形成阻气层的阻气层形成工序、在包含阻气层的基材上形成第一电极的第一电极形成工序、在第一电极上形成光电变换层的光电变换层形成工序、在电子传输层上形成光电转换层的光电转换层形成工序、形成贯通电子传输层和光电转换层的贯通部的贯通部形成工序、在光电转换层上形成空穴传输层，并且通过空穴传输层的材料来涂覆贯通部中的第一电极、电子传输层和光电转换层的露出面的空穴传输层形成步骤、在空穴传输层上形成第二电极，并且用第二电极的材料填充贯通部以形成贯通结构的第二电极形成步骤、在第二电极上形成表面保护部的表面保护部形成工序、除去从电子传输层到表面保护部的层叠物的外周部，以形成第一电极中的粘结区域的粘结区域形成工序，和使密封部件围住从电子传输层到表面保护部的层叠物，并与表面保护部和粘结区域接触的密封部件形成工序。如果需要，该方法包括例如UV阻隔层形成步骤和其它步骤。
<阻气层形成工序>
包括光电转换元件的光电转换模块的制造方法优选包括在基材上形成阻气层的阻气层形成工序。当基材本身具有阻气性时，阻气层的形成是任意的。
<第一电极形成工序>
包括光电转换元件的光电转换模块的制造方法优选包括在包含阻气层的基材上形成第一电极的第一电极形成工序。在基材不具有阻气层的情况下，可以在基材上形成第一电极。
形成第一电极的方法如在关于第一电极的说明中所述。
<电子传输层形成工序>
包括光电转换元件的光电转换模块的制造方法优选包括在第一电极上形成电子传输层的电子传输层形成工序。作为电子传输层包括第一电子传输层和第二电子传输层(中间层)时，电子传输层形成工序优选包括在第一电极上形成第一电子传输层的第一电子传输层形成步骤和在第一电子传输层上形成第二电子传输层的第二电子传输层形成步骤。
形成电子传输层的方法如在关于电子传输层的说明中所述。
<光电转换层形成工序>
包括光电转换元件的光电转换模块的制造方法优选包括在电子传输层上形成光电转换层的光电转换层形成工序。
形成光电转换层的方法如在关于光电转换层的说明中所述。
<贯通部形成工序>
包括光电转换元件的光电转换模块的制造方法优选包括形成贯通电子传输层和光电转换层的贯通部的贯通部形成工序。在本公开中，贯通部为空孔。在如图2所示的具有结构A的光电转换元件中，贯通部是贯通电子传输层和光电转换层的空孔。贯通部的形状、尺寸等不受限制，只要光电转换元件能够互相电连接即可。其形状的示例包括但不限于，从第二电极来看光电转换模块的俯视图时变为线或圆的形状。其形状的进一步示例包括但不限于，当观察光电转换元件的横截面时变为矩形或正方形的形状。贯通部将各层分割来形成多个光电转换元件。
形成贯通部的方法的示例包括但不限于激光切除和机械划刻。
<空穴传输层形成工序>
包括光电转换元件的光电转换模块的制造方法优选包括在在光电转换层上形成空穴传输层，并且通过空穴传输层的材料来涂覆贯通部中的第一电极、电子传输层和光电转换层的露出面的空穴传输层形成步骤、
形成空穴传输层的方法如在关于空穴传输层的说明中所述。
<第二电极形成工序>
包括光电转换元件的光电转换模块的制造方法优选包括在空穴传输层上形成第二电极，并且用第二电极的材料填充贯通部以形成贯通结构的第二电极形成步骤。在本公开中，贯通结构是填充贯通部的内部的结构。在具有如图2所示的结构A的光电转换模块中，贯通结构是由空穴传输层的材料和第二电极的材料形成的结构。该贯通结构的功能是作为连结部被配置为将光电转换元件互相联结。
形成第二电极的方法如在关于第二电极的说明中所述。
<表面保护部形成工序>
包括光电转换元件的光电转换模块的制造方法优选包括在第二电极上形成表面保护部的表面保护部形成工序。
表面保护部的形成方法如表面保护部所述。
<粘结区域形成工序>
包括光电转换元件的光电转换模块的制造方法优选包括除去从电子传输层到表面保护部的层叠物(即，电子传输层、光电转换层、空穴传输层、第二电极和表面保护部的层叠体)的外周部的粘结区域形成工序，以露出第一电极来形成第一电极上的粘结区域。
用于除去外周部的方法的示例包括但不限于激光切除和机械划刻。
<密封部件形成工序>
包括光电转换元件的光电转换模块的制造方法可以包括使得密封部件围住从电子传输层到表面保护部的层叠物(即，电子传输层、光电转换层、空穴传输层、第二电极和表面保护部的层叠体)并与表面保护部和粘结区域接触来对它们进行粘结的密封部件形成工序。密封部件形成工序可以在涂布粘结部件后，在粘结部件上贴附阻气部件，或在预先涂布有粘结部件上贴附阻气部件。
密封部件围住光电转换元件中的上述层叠物。如本制造方法中所述，可能的实施方式是围住光电转换模块的密封部件导致对上述层叠体的包封。换句话说，可能的实施方式不限于上述层叠体被包封在每个光电转换元件中的实施方式。
<UV阻隔层形成工序>
根据需要，包括光电转换元件的光电转换模块的制造方法，可以包括在光射入面一侧形成UV阻隔层的UV阻隔层形成工序。
<其它步骤>
根据需要，包括光电转换元件的光电转换模块的制造方法可以包括绝缘性多孔层形成工序、劣化防止层形成工序和保护层形成工序。
<用于有机薄膜太阳能电池的光电转换元件和光电转换模块的具体的制造方法的示例>
参照图3A～图3M来详细说明包括光电转换元件的光电转换模块的制造方法的一例。图3A～图3M所示是分别说明光电转换模块的制造方法的示意图。
如图3A所示，首先，在具有阻气性的基材12上形成第一电极13(另一个电极)。在一个基材12上形成多个光电转换元件时，如图3B所示，去除所形成的第一电极13的一部分来形成第一隔离部13’。形成在隔离部13’的左手一侧上的光电转换元件被称为第一光电转换元件，形成在隔离部13’的右手一侧上的光电转换元件被称为第二光电转换元件。接着，如图3C和图3D所示，第一电子传输层14形成在基材12和第一电极13上，第二电子传输层(中间层)15形成在第一电子传输层14上。接着，如图3E所示，光电转换层16形成在所形成的第二电子传输层15上。在光电转换层16的形成后，如图3F所示，通过去除预定区域从而贯通形成在第一电极13上的第一电子传输层14、形成在第一电子传输层14上的第二电子传输层15和光电转换层16来形成贯通部16’。形成贯通部16’后，如图3G和图3H所示，形成空穴传输层17和第二电极18。形成空穴传输层17和第二电极18后，作为形成在空穴传输层的材料和第二电极的材料的贯通部16’中的结构来形成连结部18’。在一个基材12上形成多个光电转换元件时，如图3I所示，在第一光电转换元件中的第二电极18(上述一个电极)与第二光电转换元件中的第二电极18(上述一个电极)之间，去除预定区域以贯通第二电极18和空穴传输层17，从而形成第二隔离部13”。接着，如图3J所示，在第二电极18上形成表面保护部19。表面保护部19的形成也形成包含形成第二隔离部13”中的表面保护部的材料的结构(该结构也被认为是隔离部的一个组成部分)。如图3J所示，上述结构(隔离部)与第一光电转换元件和第二光电转换元件中的各表面保护部19连续。此外，如图3J所示，上述结构(隔离部)与第一光电转换元件和第二光电转换元件中的各第二电极18(一个电极)的侧面、第一光电转换元件和第二光电转换元件中的各空穴传输层17的侧面以及光电转换层16接触。
与形成表面保护部的材料为相同的材料的、接触并覆盖上述侧面和光电转换层的上述结构(隔离部)可以抑制来自外部的水或氧与诸如光电转换层的各层的接触。由此来防止诸如光电转换层随时间推移而在各层发生的腐蚀、劣化等，能够提高保存时的耐久性。
接着，如图3K所示，通过除去从电子传输层14到表面保护部19的层叠物的外周部来露出第一电极13，从而露出第一电极13在第一电极13上形成粘结区域。此外，使密封部件围住从电子传输层到表面保护部的层叠物，并与表面保护部和粘结区域接触来对它们进行粘结。
《用于染料敏化太阳能电池的光电转换元件》
作为用于有机薄膜太阳能电池的光电转换元件以外的示例，下面对用于染料敏化太阳能电池的光电转换元件进行说明。
光电转换元件依次包括第一电极、光电转换层和第二电极。光电转换层包括电子传输部、光敏化化合物和空穴传输部。
光电转换元件还包括表面保护部。该表面保护部与选自第一电极和第二电极中的一个电极的不面对光电转换层的面相邻地设置。
光电转换元件优选包括密封部件。该密封部件与上述表面保护部相邻地设置，并包围上述表面保护部、上述一个电极和上述光电转换层。
如果需要，光电转换元件包括例如基材。基材优选在另一个电极的不面对光电转换层的面的面的一侧与另一个电极相邻地设置。
也就是说，光电转换元件具有依次层叠基材、第一电极、光电转换层、第二电极、表面保护部和密封部件的示例性构成。以下，说明各构成，但对于基材、第一电极、第二电极、表面保护部及密封部件来说，由于它们与用于有机薄膜太阳能电池的光电转换元件的构成相同，所以省略其说明。
<光电转换层>
光电转换层包括被配置为传输电子的电子传输部、被配置为吸收光以产生电荷的光敏化化合物、以及被配置为传输空穴的空穴传输部。
-电子传输部-
电子传输部被配置为传输由光敏化化合物产生的电子。
电子传输部包括电子传输材料，并且根据需要而包括其它材料。电子传输材料没有特别限制，可根据预期的目来适当地选择，但优选的是半导体材料。半导体材料为颗粒形式，并且优选颗粒结合在一起以形成多孔膜。光敏化化合物被化学或物理吸附在形成多孔电子传输部的半导体颗粒的表面上。
半导体材料没有特别限定，可以使用公知的材料。其示例包括但不限于元素半导体、化合物半导体和具有钙钛矿结构的化合物。
元素半导体的示例包括但不限于硅和锗。
化合物半导体的示例包括但不限于金属的硫属化物，具体例如钛、锡、锌、铁、钨、锆、铪、锶、铟、铈、钇、镧、钒、铌和钽的氧化物等，例如镉、锌、铅、银、锑和铋的硫化物等，例如镉和铅的硒化物等，以及例如镉的碲化物等。其它化合物半导体的示例包括但不限于例如锌、镓、铟和镉的磷化物，砷化镓、铜-铟-硒化物，和铜-铟-硫化物。
具有钙钛矿结构的化合物的示例包括但不限于钛酸锶、钛酸钙、钛酸钠、钛酸钡和铌酸钾。
其中，优选氧化物半导体，并且特别地，更优选的是氧化钛、氧化锌、氧化锡和氧化铌。包含氧化钛作为电子传输材料的电子传输部呈现出高传导带以获得高开路电压。此外，该电子传输部具有高折射率，因此借助于其光限制效应实现高短路电流。此外，其介电系数高并且迁移率变得更高，并可以获得高填充因子，这是有利的。
这些可以单独或组合使用。半导体材料的晶体形式没有特别限制，并且可以根据预期目的来适当地选择。半导体材料可以是单晶、多晶或非晶的。
半导体材料的一次颗粒的数均粒径没有特别限制，并且可以根据预期目的来适当地选择。其数均粒径优选为1nm以上100nm以下，更优选为5nm以上50nm以下。大于数均粒径的半导体材料可以混合或层叠。这能够借助于对入射光的散射效果来提高转换效率。该情况下的数均粒径优选为50nm以上且500nm以下。
电子传输部的平均厚度没有特别限制，可根据预期的目来适当地选择。其平均厚度优选为50nm以上100μm以下，更优选为100nm以上50μm以下，进一步优选为120nm以上10μm以下。当电子传输部的平均厚度在优选范围内时，可以确保每单位投影面积足够量的光敏化化合物。这可以维持高的光捕获率，并且所注入的电子的扩散距离也不容易增加，从而能够减少由于电荷的再结合而导致的损失，这是有利的。
-光敏化化合物-
光敏化化合物被吸附到形成电子传输部的半导体材料的表面上以进一步提高输出和光电转换效率。
光敏化化合物没有特别限制，只要其是通过被施加到光电转换元件的光来激发的化合物，可以根据预期目的来适当地选择。光敏化化合物的示例包括但不限于已知的金属络合物、香豆素化合物、多烯化合物、二氢吲哚化合物和噻吩化合物。
作为光敏化化合物，优选的是选自由下述通式(15)表示的化合物和下述通式(16)表示的化合物中的至少一种。
[化学式19]
在通式(15)中，Ar1和Ar2各自独立地表示可以具有取代基的芳基。R1和R2各自独立地表示具有4至10个碳原子的直链或支链烷基。X表示下述结构式所示的取代基中的任一种。
[化学式20]
[化学式21]
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上述通式(16)中，n表示0或1的整数。R3表示可以具有取代基的芳基或由以下结构式表示的任意的取代基。
[化学式22]
在由通式(15)表示的光敏化化合物中，因为即使使用低照度的光也可以获得高输出，所以进一步优选使用由以下通式(17)表示的化合物。
[化学式23]
在通式(17)中，Ar4和Ar5各自独立地表示可以具有取代基的苯基或可以具有取代基的萘基。Ar6表示可以具有取代基的苯基或可以具有取代基的噻吩基。
-空穴传输部-
空穴传输部可使用任何已知材料形成，只要该材料具有传输空穴的功能即可。该材料的示例包括但不限于含有溶解在有机溶剂中的氧化还原对的电解质溶液、作为用含有溶解在有机溶剂中的氧化还原对的电解质溶液浸渍的聚合物基质的凝胶电解质、含有氧化还原对的熔融盐、固体电解质、无机空穴传输材料和有机空穴传输材料。其中，可以使用电解质溶液或凝胶电解质，但优选固体电解质，更优选有机空穴传输材料。
有机空穴传输材料的示例包括但不限于恶二唑化合物、三苯基甲烷化合物、吡唑啉化合物、腙化合物、恶唑化合物、四芳基联苯胺化合物、茋化合物和螺环化合物。其中，螺环化合物是更为优选的。
例如，螺环化合物优选为下述通式(18)所示的化合物。
[化学式24]
上述通式(18)中，R31～R34分别独立地表示例如二甲基氨基、二苯基氨基或萘基-4-三氨基等的取代氨基。
优选的是空穴传输层还含有下述通式(19)所示的锂盐。
[化学式25]
在通式(19)中，A和B表示F、CF3、C2F5、C3F7或C4F9的取代基，A和B是不同的取代基。
锂盐的示例包括但不限于(氟磺酰基)(三氟甲磺酰基)酰亚胺锂(Li-FTFSI)、(氟磺酰基)(五氟乙磺酰基)酰亚胺锂(Li-FPFSI)、(氟磺酰基)(九氟丁磺酰基)酰亚胺锂(Li-FNFSI)、(九氟丁磺酰基)(三氟甲磺酰基)酰亚胺锂(Li-NFTFSI)和(五氟乙磺酰基)(三氟甲磺酰基)酰亚胺锂(Li-PFTFSI)。其中，特别优选(氟磺酰基)(三氟甲磺酰基)酰亚胺锂(Li-FTFSI)。
《用于钙钛矿太阳能电池的光电转换元件》
作为用于有机薄膜太阳能电池的光电转换元件以外的示例，下面对用于钙钛矿太阳能电池的光电转换元件进行说明。
光电转换元件依次包括第一电极、光电转换层和第二电极。作为其中在电极和层之间插入其它层或部件的构成的光电转换元件的示例包括但不限于依次包括第一电极、电子传输层、光电转换层、空穴传输层和第二电极的光电转换元件。
光电转换元件还包括表面保护部。该表面保护部与选自第一电极和第二电极中的一个电极的不面对光电转换层的面相邻地设置。
光电转换元件优选包括密封部件。该密封部件与上述表面保护部相邻地设置，并包围上述表面保护部、上述一个电极和上述光电转换层。
如果需要，光电转换元件包括例如基材。基材优选在另一个电极的不面对光电转换层的面的面的一侧与另一个电极相邻地设置。
也就是说，光电转换元件具有依次堆叠基材、第一电极、电子传输层、光电转换层、空穴传输层、第二电极、表面保护部和密封部件的示例性构成。以下，说明各构成，但对于基材、第一电极、第二电极、表面保护部及密封部件来说，由于它们与用于有机薄膜太阳能电池的光电转换元件的构成相同，所以省略其说明。
<电子传输层>
电子传输层被构成为传输在光电转换层中产生的电子。
电子传输层包含电子传输材料。电子传输材料没有特别限制，可根据预期的目来适当地选择，但优选的是半导体材料。半导体材料没有特别限定，可以使用公知的材料。其示例包括但不限于元素半导体或化合物半导体。
元素半导体的示例包括但不限于硅和锗。
化合物半导体的示例包括但不限于金属的硫属化物。金属的硫属化物的示例包括但不限于金属的氧化物(氧化物半导体)、金属的硫化物、金属的硒化物和金属的碲化物。金属的氧化物(氧化物半导体)的示例包括但不限于例如钛、锡、锌、铁、钨、锆、铪、锶、铟、铈、钇、镧、钒、铌和钽的氧化物。金属的硫化物的示例包括但不限于例如镉、锌、铅、银、锑和铋的硫化物。金属的硒化物的示例包括但不限于例如镉和铅的硒化物。金属的碲化物的示例包括但不限于例如镉的碲化物。其它化合物半导体的示例包括但不限于例如锌、镓、铟和镉的磷化物，砷化镓、铜-铟-硒化物，和铜-铟-硫化物。
其中，金属的氧化物(氧化物半导体)是优选的。其中，更优选的是含有从由氧化钛、氧化锌、氧化锡和氧化铌组成的组来选择的至少一种，特别优选含有氧化锡。这些可以单独或组合使用。半导体材料的晶体形式没有特别限制，并且可以根据预期目的来适当地选择。半导体材料可以是单晶、多晶或非晶的。
<光电转换层>
光电转换层是被配置为执行光电转换的层，包含含有钙钛矿化合物的钙钛矿层。
钙钛矿化合物是有机化合物和无机化合物的复合材料，并由下述通式(20)表示。
[化学式26]
XαYβMγ 通式(20)
在通式(20)中，比例α∶β∶γ为3∶1∶1，β和γ表示1以上的整数。作为一个示例，X可以是卤素离子，Y可以是具有氨基的有机化合物的离子，M可以是金属离子。
通式(20)中的X没有特别限制，可根据预期的目来适当地选择。其示例包括，但不限于，例如氯、溴和碘等的卤素的离子。这些可以单独或组合使用。
通式(20)中的Y例如是诸如烷基胺化合物的离子的有机阳离子，例如甲胺、乙胺、正丁胺或甲脒，或诸如铯、钾或铷的离子的无机碱金属阳离子。这些可以单独或组合使用。无机碱金属阳离子和有机阳离子可以组合使用。
通式(20)中的M没有特别限制，可根据预期的目来适当地选择。其示例包括但不限于诸如铅、铟、锑、锡、铜和铋的金属的离子。这些可以单独或组合使用。
钙钛矿层优选的是呈现金属卤化物的层和排列了有机阳离子分子的层被交替层叠而成的层状钙钛矿结构。
<空穴传输层>
空穴传输层传输在光电转换层中产生的空穴。
空穴传输层含有空穴输送材料。空穴传输材料没有特别限制，可根据预期的目来适当地选择。例如，空穴传输层优选包含由以下通式(21)表示的具有反复结构的化合物和由通式(22)表示的化合物。
[化学式27]
通式(21)中的Ar1表示芳基。芳基的示例包括，但不限于，苯基、1-萘基和9-蒽基。芳基可以具有取代基。取代基的示例包括，但不限于，烷基、烷氧基和芳基。Ar2、Ar3和Ar4各自独立地表示例如亚芳基或二价杂环基。亚芳基的示例包括但不限于1，4-亚苯基、1，1’-亚联苯基和9，9’-二正己基芴。二价杂环基的示例包括，但不限于，2，5-噻吩。R1至R4各自独立地表示例如氢原子、烷基或芳基。烷基的示例包括，但不限于，甲基和乙基。芳基的示例包括，但不限于，苯基和2-萘基。烷基和芳基可以具有取代基。
[化学式28]
在通式(22)中，R1至R5表示氢原子、卤素原子、烷基、烷氧基或芳基，并且可以相同或不同。X表示阳离子。R1和R2，或R2和R3可以结合在一起形成环结构。
卤原子的示例包括，但不限于，氯原子、溴原子和碘原子。
烷基的示例包括但不限于具有1至6个碳原子的烷基。该烷基可以具有卤原子来作为取代基。
烷氧基的示例包括但不限于具有1至6个碳原子的烷氧基。
芳基的示例包括，但不限于，苯基。
阳离子没有特别限制，可根据预期的目来适当地选择。其示例包括，但不限于，碱金属阳离子、鏻阳离子、碘鎓阳离子、含氮阳离子和锍阳离子。含氮阳离子是指在氮原子上具有阳离子的离子。其示例包括但不限于铵阳离子、吡啶鎓阳离子和咪唑鎓阳离子。
除了由通式(21)表示的具有反复结构的化合物和由通式(22)表示的化合物以外的其它空穴传输材料没有特别限制，只要它们是具有传输空穴的能力的材料即可，并且可根据预期目的来适当地选择。其它空穴传输材料优选为有机化合物，并且有机化合物的示例包括但不限于以下所示的聚合物材料和低分子材料。
空穴传输层中使用的聚合物材料没有特别限制，可根据预期的目来适当地选择。其示例包括但不限于聚噻吩化合物、聚亚苯基亚乙烯基化合物、聚芴化合物、聚亚苯基化合物和聚噻二唑化合物。
聚噻吩化合物的示例包括但不限于聚(3-正己基噻吩)、聚(3-正辛氧基噻吩)、聚(9，9’-二辛基-芴-共-联噻吩)、聚(3，3’-双十二烷基-四噻吩)、聚(3，6-二辛基噻吩并[3，2-b]噻吩)、聚(2，5-双(3-癸基噻吩-2-基)噻吩并[3，2-b]噻吩)、聚(3，4-二癸基噻吩-共-噻吩并[3，2-b]噻吩)、聚(3，6-二辛基噻吩并[3，2-b]噻吩-共-噻吩并[3，2-b]噻吩)、聚(3，6-二辛基噻吩并[3，2-b]噻吩-共-噻吩)和聚(3，6-二辛基噻吩并[3，2-b]噻吩-共-联噻吩)。
聚亚苯基亚乙烯基化合物的示例包括但不限于聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1，4-亚苯基亚乙烯基]、聚[2-甲氧基-5-(3，7-二甲基辛氧基)-1，4-亚苯基亚乙烯基]和聚[(2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1，4-亚苯基亚乙烯基)-共-(4，4’-亚联苯基-亚乙烯基)]。
聚芴化合物的示例包括但不限于聚(9，9’-双十二烷基芴基-2，7-二基)、聚[(9，9-二辛基-2，7-二亚乙烯基芴)-交替-共-(910-蒽)]、聚[(9，9-二辛基-2，7-二亚乙烯基芴)-交替-共-(4，4’-亚联苯基)]、聚[(9，9-二辛基-2，7-二亚乙烯基芴)-交替-共-(2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1，4-亚苯基)]和聚[(9，9-二辛基-2，7-二基)-共-(1，4-(2，5-二己氧基)苯)]。
聚亚苯基化合物的示例包括但不限于聚[2，5-二辛氧基-1，4-亚苯基]和聚[2，5-二(2-乙基己氧基-1，4-亚苯基]。
聚噻二唑化合物的示例包括但不限于聚[(9，9-二辛基芴基-2，7-二基)-交替-共-(1，4-苯并(2，1’，3)噻二唑]和聚(3，4-二癸基噻吩-共-(1，4-苯并(2，1’，3)噻二唑)。
在空穴传输层中使用的低分子材料没有特别限制，可根据预期的目来适当地选择。其示例包括但不限于噁二唑化合物、三苯基甲烷化合物、吡唑啉化合物、腙化合物、四芳基联苯胺化合物、茋化合物、螺二芴化合物和噻吩低聚物。
《电子设备》
电子设备包括上述光电转换元件(其可以是包括多个光电转换元件的光电转换模块)和与光电转换元件电连接的装置。与光电转换元件电连接的装置是被配置为由例如通过光电转换元件的光电转换产生的电力来驱动的装置。该电子设备根据其应用具有两个或更多个不同的实施方式。实施方式的示例包括但不限于以下第一和第二实施方式。
第一实施方式是包括光电转换元件和与光电转换元件电连接的装置的电子设备，并且根据需要，包括其它装置。
第二实施方式是包括光电转换元件、与光电转换元件电连接的蓄电池，以及与光电转换元件和蓄电池电连接的装置的电子设备，并且根据需要，包括其它装置。
《电源模块》
电源模块包括上述光电转换元件和与光电转换元件电连接的电源集成电路(IC)，并且如果需要的话，包括其它装置。
《应用》
上述光电转换元件的功能可以作为自立型电源，并且使用通过光电转换产生的电力来驱动装置。由于光电转换元件能够通过光的照射来发电，因此不需要将电子设备与外部电源联结或更换电池。电子设备可以在没有电力供应设施的地方被驱动。电子设备可以被佩戴或携带。即使在难以更换电池的地方，也可以在不更换电池的情况下驱动电子设备。当在电子设备中使用干电池时，由于干电池的重量，电子设备会变得更重，或者由于干电池的尺寸，电子设备会变得更大。将电子设备安装在墙壁或天花板上或者携带电子设备时可能存在问题。然而，由于光电转换元件重量轻且薄，所以它可以高度自由地安装、佩戴和携带，这是有利的。
光电转换元件可以用作自立型电源，并且可以在使用中并入到各种电子设备中。作为搭载该光电变换元件的电子设备的用途包括但不限于，例如台式电子计算器、手表、移动电话、电子记事本、电子纸等的显示设备，例如个人计算机用鼠标、个人计算机用键盘等的个人计算机的附属设备，例如温湿度传感器、人体检测传感器等的各种传感器设备，例如信标、全球定位系统(GPS)等的发送器，辅助照明，遥控器等。
本公开的光电转换元件即使是低照度的光也能够发电。所谓低照度，是指例如在照明等照射的室内环境下看到的照度。具体来说，低照度是20lx以上1000lx以下的照度，并且是远低于直射太阳光(约100,000lx)的。光电转换元件具有广泛的应用，因为它即使在室内环境中和在更暗的阴影区域中也可以发电。该光电转换元件是高度安全的，因为不会发生在干电池情况下发现的液体泄漏，并且不会发生在纽扣电池情况下发现的错误吞咽。为了延长充电型或干电池型电器的连续动作时间，光电转换元件可以作为辅助电源来使用。当光电转换元件与被配置为由通过光电转换元件的光电转换产生的电力驱动的装置组合时，可以获得重量轻且易于使用、具有高设置自由度、不需要更换、安全性优异并且有效降低环境负荷的电子设备。搭载有该光电转换元件的电子设备可用于各种用途。
图4所示是通过将光电转换元件与被配置为由通过光电转换元件的光电转换产生的电力驱动的装置组合而获得的电子设备的基本构成的一个示例的示意图。用光照射光电转换元件时，电子设备可以发电，并且可以取出电力。该装置的电路可以由所产生的电力来驱动。
由于光电转换元件的输出根据周围的照度而变化，所以图4所示的电子设备有时不能被稳定地驱动。在这种情况下，如电子设备的基本构成的一个示例的示意图的图5所示，优选地在光电转换元件与装置的电路之间搭载电源IC，来向装置的电路一侧提供稳定的电压。
只要用具有足够照度的光照射光电转换元件，光电转换元件就可以发电。然而，当照度不足以发电时，就得不到所期望的电力，这是光电转换元件的缺点。在这种情况下，如电子设备的基本构成的一个示例的示意图的图6所示，当诸如电容器等的蓄电设备设置在电源IC与设备电路之间时，来自光电转换元件的过剩电力可以被充电到蓄电设备。即使当照度太低或者光没有施加到光电转换元件时，也可以将存储在蓄电设备中的电力供给到设备电路，以使设备电路的动作稳定。
与电源IC或蓄电设备组合时，将光电转换元件与设备电路组合而获得的电子设备即使在没有电源的环境中也可以被驱动，不需要更换电池，且可以被稳定地驱动。搭载有该光电转换元件的电子设备可用于各种用途。
该光电转换元件还可以用作电源模块。如图7所示，该图是电源模块的基本构成的一例的示意图，例如，在光电转换元件与电源IC互相联结时，可以构成能够将通过光电转换元件的光电转换而产生的电力以预定的电压水平供给到电源IC的直流电源模块。
如图8所示，该图是电源模块的基本构成的一个示例的示意图，将蓄电设备追加到电源IC时，可以将由光电转换元件产生的电力充电到蓄电设备。即使当照度太低或者光没有施加到光电转换元件时，也可以构成能够供给电力的电源模块。
图7和图8所示的电源模块可用作电源模块，而无需像传统的一次电池那样更换电池。搭载有该光电转换元件的电子设备可用于各种用途。
下面，将说明包括上述光电转换元件的电子设备和被构成为由电力驱动的装置的具体应用。
<作为用于个人计算机的鼠标的应用>
图9所示是用于个人计算机的鼠标(以下也称为“鼠标”)的基本构成的一个示例的示图。如图9所示，鼠标包括光电转换元件、电源IC、蓄电设备和鼠标控制电路。作为用于鼠标控制电路的电源，从所连接的光电转换元件或蓄电设备来供给电力。根据这种构成，不使用鼠标时，可以对蓄电设备充电，并且可以通过充电的电力来驱动鼠标。由此获得的鼠标不需要任何配线或电池的更换。因为不需要电池，所以鼠标可以变得重量轻。作为鼠标的应用是适合的。
图10所示是图9所示的用于个人计算机的鼠标的一例的外观示意图。如图10所示，光电转换元件、电源IC、蓄电设备和鼠标控制电路安装在鼠标的内部。同时，用透明罩盖覆盖光电转换元件的上部，使得光与光电转换元件碰撞。鼠标的整个壳体也可以由透明树脂来成形。光电转换元件的配置不限于此。例如，光电转换元件可以位于任何地方，只要光碰撞光电转换元件，即使当鼠标被手罩盖时。
<用于个人计算机的作为键盘的应用>
图11所示是用于个人计算机的键盘(以下也称为“键盘”)的基本构成的一个示例的示图。如图9所示，键盘包括光电转换元件、电源IC、蓄电设备和键盘控制电路。作为用于键盘控制电路的电源，从所连接的光电转换元件或蓄电设备来供给电力。根据这种构成，不使用键盘时，可以对蓄电设备充电，并且可以通过充电的电力来驱动键盘。由此获得的键盘不需要任何配线或电池的更换。因为不需要电池，所以键盘可以变得重量轻。作为键盘的应用是适合的。
图12所示是图11所示的用于个人计算机的键盘的一例的外观示意图。如图12所示，光电转换元件、电源IC、蓄电设备和鼠标控制电路安装在键盘的内部。同时，用透明罩盖覆盖光电转换元件的上部，使得光与光电转换元件碰撞。键盘的整个壳体也可以由透明树脂来成形。光电转换元件的配置不限于此。例如，在光电转换元件的空间较小的紧凑键盘的情况下，如图13所示，是图11所示的用于个人计算机的键盘的另一示例的外部示意图，紧凑的光电转换元件可以嵌入到键的部分中。
<作为传感器的应用>
图14所示是作为电子设备的一例的传感器的基本构成的一例的示意图。如图14所示，传感器包括光电转换元件、电源IC、蓄电设备和传感器电路。作为用于传感器的电源，从所连接的光电转换元件或蓄电设备来供给电力。由此，能够构成不需要与外部电源连接或电池更换的传感器。传感器的感测目标的示例包括但不限于温湿度、照度、人体检测、CO2、加速度、UV、噪声、地磁和大气压。如图15的“A”所示，传感器优选被配置为定期地感测测量目标，并且通过无线通信将读取的数据发送到例如个人计算机(PC)或智能手机。
响应于物联网(IoT)社会的实现，预期传感器的使用将显著增加。一个接一个地替换很多的传感器的电池需要大量的劳力并且是不现实的。安装在例如天花板、墙壁等的电池不容易更换的位置里的传感器的操作性会降低。通过光电转换元件能够供给电力的景况是非常有利的。本公开的光电转换元件具有这样的优点：即使利用低照度的光也可以获得高输出，并且因为输出对光入射角的依赖性小，所以可以实现高度的安装自由度。
<作为转台的应用>
图16所示是作为电子设备的一例的转台的基本构成的一例的示意图。如图9所示，转台包括光电转换元件、电源IC、蓄电设备和转台控制电路。作为用于转台控制电路的电源，从所连接的光电转换元件或蓄电设备来供给电力。由此，能够构成不需要与外部电源连接或电池更换的转台。该转台例如用于陈列商品的展示柜等。电源的布线会降低陈列的外观。更换电池时，需要移动陈列的产品，这会花费大量劳力。通过光电转换元件能够供给电力的转台是非常有利的。
[实施例]
以下，通过实施例对本公开进行说明。然而，本公开不应被解释为限于该实施例。
(实施例1)
<光电转换模块的制作(有机薄膜太阳能电池的制作)>
-带有第一电极的基材-
首先，从GEOMATEC株式会社获得带有阻气层的聚对苯二甲酸乙二酯(PFT)基材(50mm×50mm)，该阻气层具铟掺杂氧化锡(ITO)的图案化膜。如图3B所示，在第一电极中形成第一隔离部。基材的厚度为50μm，基材的每天的水蒸气透过率为3.0×10-4g/m2。
-第一电子传输层的形成-
接着，将氧化锌纳米颗粒(Aldrich公司制，平均粒径：12nm)的液体以3000rpm旋涂在ITO阻气性PET膜上(15Ω/sq.)，随后在100℃下干燥10分钟，以形成平均厚度为30nm的电子传输层。
-第二电子传输层(中间层)的形成-
接着，将二甲基氨基苯甲酸(Tokyo Chemical Industry株式会社制)溶解在乙醇中以制备1mg/ml溶液。以3000rpm将该溶液旋涂在第一电子传输层上，以形成平均厚度小于10nm的第二电子传输层。
-光电转换层的形成-
将下述例示化合物1(数均分子量(Mn)＝1554，最高占据分子轨道(HOMO)能级：5.13eV)(12mg)、下述例示化合物2(PC61BM，Frontier Carbon公司制)(10mg)和下述例示化合物3(PTB7，Lumtec制)溶解在1mL的氯仿中，以制备光电转换层涂布液A。
[化学式29]
[化学式30]
[化学式31]
接着，以600rpm在中间层上旋涂光电转换层用涂布液A，形成平均厚度为200nm的光电转换层。
-贯通部的形成-
接着，在形成将光电转换元件串联连接的连结部的前工序中，形成贯通部。贯通部使用激光切除来形成(通过删除)。从第二电极来看光电转换模块的俯视图时，贯通部的形状为矩形。贯通部的宽度为0.12mm。从第二电极来看光电转换模块的俯视图时，贯通部的中心和与其相邻的贯通部的中心之间的距离为5.6mm。
-空穴传输层、第二电极和连结部的形成-
接着，在光电转换层上和贯通部中依次真空气相沉积空穴传输层的材料即平均厚度为20nm的氧化钼(PURECHEMICAL株式会社制)和第二电极的材料即平均厚度为100nm的银，来形成空穴传输层、第二电极和连结部。如图3I所示，在第二电极上形成第二隔离部。
-表面保护部的形成-
接着，将表面保护部的材料即氟类硅烷化合物(HARVES株式会社制，DURASURFDS-5935F130，由通式(A)表示的化合物)旋涂在第二电极上，以形成平均厚度为50nm的表面保护部。表面保护部形成为完全覆盖第二电极中的暴露表面。
-密封部件的形成-
作为覆盖光电转换模块的密封部件，使用具有铝PET基材的带有粘结层的密封膜(tesa tape株式会社制)，然后使用层压机，以压力5.0×105Pa、温度70℃、速度1.0m/min进行层压。该密封部件的阻气部件的每天的水蒸气透过率为10g/m2以下。
-太阳能电池特性的评价-
首先，在白光LED照射(色温：5000K，照度：200lx.)下测量构成所形成的光电转换模块的光电转换元件的电流-电压特性。得到的电流-电压曲线用于计算光电转换效率。在测量中，所使用的白色LED照明是球形LED灯(LDA11N-G/100W，东芝照明技术公司制)，并且所使用的评价设备(光源计)是KETSIGHTB2902A。使用SEKONIC公司制的光谱色照度计C-7000进行LED光源的输出的测量。
-电极的剥离的评价-
使用台式的耐久试验机和汤浅系统株式会社制的无拉伸U形弯曲试验机(DMX-FS)，以光射入表面朝外的方式，以弯曲半径15mm来进行20次U形弯曲试验。
接着，与U形弯曲试验前的太阳能电池特性的评价同样地，测量具有经历过U形弯曲试验的光电转换模块的电流-电压特性，并计算其光电转换效率。计算在U形弯曲试验之前和之后之间的光电转换效率的下降率，并在表1中示出其结果。在具有经过了U形弯曲试验的光电转换模块发生电极的剥离的情况下，不计算U形弯曲试验之前和之后之间的光电转换效率的下降率，而在表1中记载“电极剥离”。U形弯曲试验前后的光电转换效率的下降率由下式“U形弯曲试验前后的光电转换效率的下降率＝{(U形弯曲试验前的光电转换效率-U形弯曲试验后的光电转换效率)/U形弯曲试验前的光电转换效率}×100”求出。
-常温常湿下的保存耐久性的评价-
使用台式的耐久试验机和汤浅系统株式会社制的无拉伸U形弯曲试验机(DMX-FS)，以光射入表面朝外的方式，以弯曲半径15mm来进行20次U形弯曲试验。
接着，将具有经过了U形弯曲试验的光电转换模块在常温常湿(温度25℃、湿度30％)的暗处静置500小时。
接着，与U形弯曲试验前的太阳能电池特性的评价同样地，测量具有经历过常温常湿保存试验的光电转换模块的电流-电压特性，并计算其光电转换效率。
计算在常温常湿保存试验之前和之后之间的光电转换效率的下降率，并在表1中示出其结果。在具有经过了U形弯曲试验的光电转换模块发生电极的剥离的情况下，不计算U形弯曲试验和常温常湿保存试验之前和之后之间的光电转换效率的下降率，而在表1中记载“电极剥离”。U形弯曲试验和常温常湿保存试验前后的光电转换效率的下降率由下式“U形弯曲试验和常温常湿保存试验前后的光电转换效率的下降率＝{(U形弯曲试验和常温常湿保存试验前的光电转换效率-U形弯曲试验和常温常湿保存试验后的光电转换效率)/U形弯曲试验和常温常湿保存试验前的光电转换效率}×100”求出。
-高温高湿下的保存耐久性的评价-
使用台式的耐久试验机和汤浅系统株式会社制的无拉伸U形弯曲试验机(DMX-FS)，以光射入表面朝外的方式，以弯曲半径15mm来进行20次U形弯曲试验。
接着，将具有经过了U形弯曲试验的光电转换模块在高温高湿(温度85℃、湿度85％)的暗处静置500小时。
接着，与U形弯曲试验前的太阳能电池特性的评价同样地，测量具有经历过高温高湿保存试验的光电转换模块的电流-电压特性，并计算其光电转换效率。计算在高温高湿保存试验之前和之后之间的光电转换效率的下降率，并在表1中示出其结果。在具有经过了U形弯曲试验的光电转换模块发生电极的剥离的情况下，不计算U形弯曲试验和高温高湿保存试验之前和之后之间的光电转换效率的下降率，而在表1中记载“电极剥离”。
U形弯曲试验和高温高湿保存试验前后的光电转换效率的下降率由下式“U形弯曲试验和高温高湿保存试验前后的光电转换效率的下降率＝{(U形弯曲试验和高温高湿保存试验前的光电转换效率-U形弯曲试验和高温高湿保存试验后的光电转换效率)/U形弯曲试验和高温高湿保存试验前的光电转换效率}×100”求出。
(实施例2)
<光电转换模块的制作(有机薄膜太阳能电池的制作)>
除了将表面保护部的平均厚度变更为250nm以外，以与实施例1的光电转换模块的制作为同样的方法来制作光电转换模块。
以与实施例1同样的方法来进行太阳能电池特性的评价，进一步进行电极剥离的评价、常温常湿下保存耐久性的评价、高温高湿下保存耐久性的评价。结果如表1所示。
(实施例3)
<光电转换模块的制作(有机薄膜太阳能电池的制作)>
除了将表面保护部的平均厚度变更为500nm以外，以与实施例1的光电转换模块的制作为同样的方法来制作光电转换模块。
以与实施例1同样的方法来进行太阳能电池特性的评价，进一步进行电极剥离的评价、常温常湿下保存耐久性的评价、高温高湿下保存耐久性的评价。结果如表1所示。
(实施例4)
<光电转换模块的制作(有机薄膜太阳能电池的制作)>
除了将表面保护部的平均厚度变更为750nm以外，以与实施例1的光电转换模块的制作为同样的方法来制作光电转换模块。
以与实施例1同样的方法来进行太阳能电池特性的评价，进一步进行电极剥离的评价、常温常湿下保存耐久性的评价、高温高湿下保存耐久性的评价。结果如表1所示。
(实施例5)
<光电转换模块的制作(有机薄膜太阳能电池的制作)>
除了将光电转换层用涂布液A变更为如下制备的光电转换层用涂布液B以外，以与实施例1的光电转换模块的制作为同样的方法来制作光电转换模块。
以与实施例1同样的方法来进行太阳能电池特性的评价，进一步进行电极剥离的评价、常温常湿下保存耐久性的评价、高温高湿下保存耐久性的评价。结果如表1所示。
-光电转换层涂布液B-
将上述例示化合物1(12mg)、上述例示化合物2(10mg)和以下例示化合物4(PBDB-T，Brilliant Matter制，数均分子量(Mn)＝15000，最高占据分子轨道(HOMO)能级：5.33eV)(3mg)溶解在1mL氯仿中，以制备光电转换层用涂布液B。
[化学式32]
(实施例6)
<光电转换模块的制作(有机薄膜太阳能电池的制作)>
除了将光电转换层用涂布液A变更为如下制备的光电转换层用涂布液C以外，以与实施例1的光电转换模块的制作为同样的方法来制作光电转换模块。
以与实施例1同样的方法来进行太阳能电池特性的评价，进一步进行电极剥离的评价、常温常湿下保存耐久性的评价、高温高湿下保存耐久性的评价。结果如表1所示。
-光电转换层涂布液C-
将下述例示化合物5(数均分子量(Mn)＝1886，最高占据分子轨道(HOMO)能级：5.00eV)(12mg)、上述例示化合物2(10mg)和上述例示化合物4(3mg)溶解在1mL氯仿中，来制备光电转换层用涂布液C。
[化学式33]
(实施例7)
<光电转换模块的制作(有机薄膜太阳能电池的制作)>
除了将光电转换层用涂布液A变更为如下制备的光电转换层用涂布液D以外，以与实施例1的光电转换模块的制作为同样的方法来制作光电转换模块。
以与实施例1同样的方法来进行太阳能电池特性的评价，进一步进行电极剥离的评价、常温常湿下保存耐久性的评价、高温高湿下保存耐久性的评价。结果如表1所示。
-光电转换层涂布液D-
将下述例示化合物6(数均分子量(Mn)＝1806，最高占据分子轨道(HOMO)能级：5.20eV)(12mg)、上述例示化合物2(10mg)和上述例示化合物4(3mg)溶解在1mL氯仿中，来制备光电转换层用涂布液D。
[化学式34]
(实施例8)
<光电转换模块的制作(有机薄膜太阳能电池的制作)>
除了将光电转换层用涂布液A变更为如下制备的光电转换层用涂布液E以外，以与实施例1的光电转换模块的制作为同样的方法来制作光电转换模块。
以与实施例1同样的方法来进行太阳能电池特性的评价，进一步进行电极剥离的评价、常温常湿下保存耐久性的评价、高温高湿下保存耐久性的评价。结果如表1所示。
-光电转换层涂布液E-
将上述例示化合物1(12mg)、下述例示化合物7(PC71BM，Frontier CarbonCorporation制)(10mg)和上述例示化合物4(3mg)溶解在1mL氯仿中，以制备光电转换层涂布液E。
[化学式35]
(实施例9)
<光电转换模块的制作(有机薄膜太阳能电池的制作)>
除了将光电转换层用涂布液A变更为如下制备的光电转换层用涂布液F以外，以与实施例1的光电转换模块的制作为同样的方法来制作光电转换模块。
以与实施例1同样的方法来进行太阳能电池特性的评价，进一步进行电极剥离的评价、常温常湿下保存耐久性的评价、高温高湿下保存耐久性的评价。结果如表1所示。
-光电转换层涂布液F-
将上述例示化合物1(12mg)、下述例示化合物8(PNP，HARVES株式会社制)(10mg)和上述例示化合物4(3mg)溶解在1mL氯仿中，以制备光电转换层涂布液F。
[化学式36]
“实施例10”：
<光电转换模块的制作(有机薄膜太阳能电池的制作)>
除了将光电转换层用涂布液A变更为如下制备的光电转换层用涂布液G以外，以与实施例1的光电转换模块的制作为同样的方法来制作光电转换模块。
以与实施例1同样的方法来进行太阳能电池特性的评价，进一步进行电极剥离的评价、常温常湿下保存耐久性的评价、高温高湿下保存耐久性的评价。结果如表1所示。
-光电转换层涂布液G-
将下述例示化合物9(数均分子量(Mn)＝1463，最高占据分子轨道(HOMO)能级：5.27eV)(12mg)、上述例示化合物2(10mg)和上述例示化合物4(3mg)溶解在1mL氯仿中，来制备光电转换层用涂布液G。
[化学式37]
(实施例11)
<光电转换模块的制作(有机薄膜太阳能电池的制作)>
除了将光电转换层用涂布液A变更为如下制备的光电转换层用涂布液H以外，以与实施例1的光电转换模块的制作为同样的方法来制作光电转换模块。
以与实施例1同样的方法来进行太阳能电池特性的评价，进一步进行电极剥离的评价、常温常湿下保存耐久性的评价、高温高湿下保存耐久性的评价。结果如表1所示。
-光电转换层涂布液H-
将下述例示化合物10(数均分子量(Mn)＝2029，最高占据分子轨道(HOMO)能级：5.50eV)(12mg)、上述例示化合物2(10mg)和上述例示化合物4(3mg)溶解在1mL氯仿中，来制备光电转换层用涂布液H。
[化学式38]
(实施例12)
<光电转换模块的制作(有机薄膜太阳能电池的制作)>
除了将基材变更为具有铟掺杂氧化锡(ITO)的图案化膜的挠性玻璃基材(50mm×50mm)以外，以与实施例1的光电转换模块的制作为同样的方法来制作光电转换模块。基材的厚度为50μm，基材的每天的水蒸气透过率为3.0×10-4g/m2。
以与实施例1同样的方法来进行太阳能电池特性的评价，进一步进行电极剥离的评价、常温常湿下保存耐久性的评价、高温高湿下保存耐久性的评价。结果如表1所示。
(实施例13)
<光电转换模块的制作(有机薄膜太阳能电池的制作)>
除了将基材变更为具有铟掺杂氧化锡(ITO)的图案化膜的挠性玻璃基材(50mm×50mm)以外，以与实施例5的光电转换模块的制作为同样的方法来制作光电转换模块。基材的厚度为50μm，基材的每天的水蒸气透过率为3.0×10-4g/m2。
以与实施例1同样的方法来进行太阳能电池特性的评价，进一步进行电极剥离的评价、常温常湿下保存耐久性的评价、高温高湿下保存耐久性的评价。结果如表1所示。
(实施例14)
<光电转换模块的制作(有机薄膜太阳能电池的制作)>
在实施例1的光电转换模块的制作中，将表面保护部的材料变更为氟类硅烷化合物(HARVES株式会社制、DURASURFDP-508C、通式(A)所示的化合物)，将所形成的表面保护部的平均厚度变更为10μm，除此以外，以与实施例1的光电转换模块的制作为同样的方法来制作光电转换模块。
以与实施例1同样的方法来进行太阳能电池特性的评价，进一步进行电极剥离的评价、常温常湿下保存耐久性的评价、高温高湿下保存耐久性的评价。结果如表1所示。
(实施例15)
<光电转换模块的制作(有机薄膜太阳能电池的制作)>
在实施例5的光电转换模块的制作中，将表面保护部的材料变更为氟类硅烷化合物(HARVES株式会社制、DURASURFDP-508C、通式(A)所示的化合物)，将所形成的表面保护部的平均厚度变更为10μm，除此以外，以与实施例1的光电转换模块的制作为同样的方法来制作光电转换模块。
以与实施例1同样的方法来进行太阳能电池特性的评价，进一步进行电极剥离的评价、常温常湿下保存耐久性的评价、高温高湿下保存耐久性的评价。结果如表1所示。
(实施例16)
<光电转换模块的制作(有机薄膜太阳能电池的制作)>
除了将光电转换层用涂布液A变更为如下制备的光电转换层用涂布液I以外，以与实施例1的光电转换模块的制作为同样的方法来制作光电转换模块。
以与实施例1同样的方法来进行太阳能电池特性的评价，进一步进行电极剥离的评价、常温常湿下保存耐久性的评价、高温高湿下保存耐久性的评价。结果如表1所示。
-光电转换层涂布液I-
将上述例示化合物1(15mg)和上述例示化合物2(10mg)溶解在1mL氯仿中，以制备光电转换层涂布液I。
(实施例17)
<光电转换模块的制作(有机薄膜太阳能电池的制作)>
除了将光电转换层用涂布液A变更为如下制备的光电转换层用涂布液J以外，以与实施例1的光电转换模块的制作为同样的方法来制作光电转换模块。
以与实施例1同样的方法来进行太阳能电池特性的评价，进一步进行电极剥离的评价、常温常湿下保存耐久性的评价、高温高湿下保存耐久性的评价。结果如表1所示。
-光电转换层涂布液J-
将上述例示化合物9(15mg)和上述例示化合物2(10mg)溶解在9mL氯仿中，以制备光电转换层涂布液J。
(实施例18)
<光电转换模块的制作(有机薄膜太阳能电池的制作)>
除了将光电转换层用涂布液A变更为如下制备的光电转换层用涂布液K以外，以与实施例1的光电转换模块的制作为同样的方法来制作光电转换模块。
以与实施例1同样的方法来进行太阳能电池特性的评价，进一步进行电极剥离的评价、常温常湿下保存耐久性的评价、高温高湿下保存耐久性的评价。结果如表1所示。
-光电转换层涂布液K-
将上述例示化合物10(15mg)和上述例示化合物2(10mg)溶解在10mL氯仿中，以制备光电转换层涂布液K。
(实施例19)
<光电转换模块的制作(染料敏化太阳能电池的制作)>
在挠性玻璃基材上依次溅射铟掺杂氧化锡(ITO)和铌掺杂氧化锡(NSO)以形成作为第一电极的膜。接着，通过使用氧气的反应性溅射，形成作为空穴阻挡层的氧化钛的致密层(平均厚度：20nm)。
接着，在空穴阻挡层上通过丝网印刷涂布氧化钛糊剂(Greatcell SolarMaterials制，18NR-T)以具有约1.3μm的平均厚度。将所得物在120℃下干燥，然后在空气中在550℃下烘焙30分钟，以形成多孔电子传输部。之后，进行激光处理以将ITO/NATO层、空穴阻挡层和电子传输部分成8个单元。
接着，将形成有电子输送部的玻璃基材浸渍到通过在例示化合物11所示的光敏化化合物(0.2mM)中添加乙腈/叔丁醇(体积比1∶1)混合液而制备的溶液中，然后搅拌。将浸渍的玻璃基材在暗处静置1小时，使光敏化化合物吸附到电子传输部的表面上。
接着，通过将双(氟磺酰基)(三氟甲磺酰基)亚胺锂(LiFTFSI)(Kishida Chemical株式会社制)(70.2mM)、示例性化合物12表示的吡啶化合物(145.8mM)、示例性化合物13表示的有机空穴传输材料(HTM)(SHT-263，Merck制)(162.0mM)和示例性化合物14表示的钴络合物(Greatcell solar materials制)(12.6mM)溶解在氯苯溶液中来制备空穴传输部用涂布液。吡啶化合物(A)与锂盐(B)的摩尔比(A/B)为2.08。
接着，使用空穴传输部涂布液，在吸附有光敏化化合物的电子传输部上通过模涂法形成约550nm的空穴传输部。之后，通过激光加工对设有密封部件的玻璃基材的端部进行蚀刻，然后进行追加的激光加工，以形成用于连接到ITO/NATO层的贯通孔来用作端子将被取出的部分。此外，进行激光加工以形成用于串联连接电池的贯通孔。
接着，在挠性玻璃基材的端部和单元之间设置掩模，然后在真空中进行银的气相沉积，以形成约70nm的第二电极。
接着，将表面保护部的材料即氟类硅烷化合物(HARVES株式会社制，DURASURFDS-5935F130，由通式(A)表示的化合物)旋涂在第二电极上，以形成平均厚度为50nm的表面保护部。表面保护部形成为完全覆盖第二电极中的暴露表面。
接着，作为覆盖光电转换模块的密封部件，使用具有铝PET基材的带有粘结层的密封膜(tesa tape株式会社制)，然后使用层压机，以压力5.0×105Pa、温度70℃、速度1.0m/min进行层压。该密封部件的阻气部件的每天的水蒸气透过率为10g/m2以下。
以与实施例1同样的方法来进行太阳能电池特性的评价，进一步进行电极剥离的评价、常温常湿下保存耐久性的评价、高温高湿下保存耐久性的评价。结果如表1所示。
[化学式39]
[化学式40]
[化学式41]
[化学式42]
(实施例20)
<光电转换模块的制作(钙钛矿太阳能电池的制作)>
首先，将双(乙酰丙酮基)二异丙氧基钛(异丙醇溶液)(Tokyo Chemical Industry株式会社制，B3395，75质量％)(0.36g)溶解在10mL异丙醇中。将所得物溶液旋涂在NipponSheet Glass公司制造的FTO挠性玻璃基材上，在120℃下干燥3分钟后，在450℃下烘焙30分钟，在基材上形成第一电极和致密的电子传输层(致密层)。致密层形成为具有10μm至40μm的平均厚度。
接着，用α-萜品醇(关东化学株式会社制)稀释氧化钛糊剂(Greatcell Solar制，商品名：MPT-20)，将得到的分散液旋涂到致密层上，在120℃下干燥3分钟后，然后在550℃下烘焙30分钟。
接着，将双(三氟甲磺酰基)亚胺锂(关东化学株式会社制，产品编号38103)溶解在乙腈(关东化学株式会社制)中，制备0.1M(M为mol/dm3)的溶液。将制备的溶液旋涂在上述膜上，然后在450℃下烘焙30分钟，以形成多孔电子传输层(多孔层)。多孔层形成为具有150nm的平均厚度。
接着，在N，N-二甲基甲酰胺(关东化学株式会社制、0.8ml)和二甲基亚砜(关东化学株式会社制、0.2ml)中加入碘化铅(II)(Tokyo Chemical Industry株式会社制、L0279、0.5306g)、溴化铅(II)(Tokyo Chemical Industry株式会社制、L0288、0.0736g)、溴化甲胺(Tokyo Chemical Industry株式会社制、M2589、0.0224g)、碘化甲脒(Tokyo ChemicalIndustry株式会社制、F0974、0.1876g)、碘化钾(关东化学株式会社制、32351、0.0112g)，然后在60℃下加热搅拌。将所得溶液旋涂在上述多孔层上，同时加入氯苯(关东化学株式会社制，0.3ml)以形成钙钛矿膜。将钙钛矿膜在150℃下干燥30分钟，形成钙钛矿层。钙钛矿层形成为具有200nm以上且350nm以下的平均厚度。对上述工序中得到的层叠体进行激光加工，以与相邻的层叠体之间的距离为10μm的方式形成凹槽。
接着，称重36.8mg的作为例示化合物15表示的聚合物(重均分子量＝20000，电离势：5.22eV)、36.8mg的2，2(7，7(-四-(N，N-二-对甲氧基苯基胺)9，9(-螺二芴))(以下称为“螺-OMeTAD”，Merck公司制，分子量＝1225.4，电离势＝5.09eV)、4.9mg双(三氟甲磺酰基)亚胺锂、6.8mg4-叔丁基吡啶(Tokyo Chemical Industry株式会社制，B0388)、以及0.1mg三(2-(1H-吡唑-1-基)-4-叔丁基吡啶)六氟磷酸钴(III)(Greatcell Solar公司制，MS210205)，溶解于1.5mL氯苯(关东化学公司制)中。将获得的溶液旋涂在上述步骤中获得的层叠体上以形成空穴传输层。空穴传输层以100nm～200nm的平均厚度(钙钛矿层上的部分)来形成。上述两种空穴传输材料的电离势之差为0.13eV。
更进一步地，在上述层叠体上真空气相沉积金(Tanaka Kikinzoku Kogyo株式会社制)以具有100nm的厚度。
之后，通过激光加工对要设置有密封部件的端部进行蚀刻，然后进行追加的激光加工，以形成用于串联连接光电转换元件的贯通孔(导通部)。接着，在上述层叠体上真空气相沉积银以形成具有约100nm厚度的第二电极。通过使用掩模的膜形成，将与相邻的第二电极的距离调整为200μm。此外，确认银气相沉积在贯通孔的内壁上，并且相邻的光电转换元件串联连接。
接着，将表面保护部的材料即氟类硅烷化合物(从HARVES株式会社获得，DURASURFDS-5935F130，由通式(A)表示的化合物)旋涂在第二电极上，以形成平均厚度为50nm的表面保护部。表面保护部形成为完全覆盖第二电极中的暴露表面。
接着，作为覆盖光电转换模块的密封部件，使用具有铝PET基材的带有粘结层的密封膜(获自tesatape株式会社)，然后使用层压机，以压力5.0×105Pa、温度70℃、速度1.0m/min进行层压。该密封部件的阻气部件的每天的水蒸气透过率为10g/m2以下。
以与实施例1同样的方法来进行太阳能电池特性的评价，进一步进行电极剥离的评价、常温常湿下保存耐久性的评价、高温高湿下保存耐久性的评价。结果如表1所示。
[化学式43]
(比较例1)
<光电转换模块的制作>
在实施例5的光电转换模块的制作中，将表面保护部的材料变更为氧化铝纳米颗粒的分散液(Sigma-Aldrich公司制)，将所形成的表面保护部的平均厚度变更为10μm，除此以外，以与实施例1的光电转换模块的制作为同样的方法来制作光电转换模块。
以与实施例1同样的方法来进行太阳能电池特性的评价，进一步进行电极剥离的评价、常温常湿下保存耐久性的评价、高温高湿下保存耐久性的评价。结果如表1所示。
(比较例2)
<光电转换模块的制作>
在实施例5的光电转换模块的制作中，将表面保护部的材料变更为氧化锆纳米颗粒的分散液(TAKICHEMICAL株式会社制)，将所形成的表面保护部的平均厚度变更为10μm，除此以外，以与实施例1的光电转换模块的制作为同样的方法来制作光电转换模块。
以与实施例1同样的方法来进行太阳能电池特性的评价，进一步进行电极剥离的评价、常温常湿下保存耐久性的评价、高温高湿下保存耐久性的评价。结果如表1所示。
(比较例3)
<光电转换模块的制作>
在实施例5的光电转换模块的制作中，将表面保护部的材料变更为氟树脂(FluoroTechnology公司制)，将所形成的表面保护部的平均厚度变更为10μm，除此以外，以与实施例1的光电转换模块的制作为同样的方法来制作光电转换模块。
以与实施例1同样的方法来进行太阳能电池特性的评价，进一步进行电极剥离的评价、常温常湿下保存耐久性的评价、高温高湿下保存耐久性的评价。结果如表1所示。
(比较例4)
<光电转换模块的制作>
除了不形成表面保护部以外，与实施例5的光电转换模块的制作为同样的方法来制作光电转换模块。
以与实施例1同样的方法来进行太阳能电池特性的评价，进一步进行电极剥离的评价、常温常湿下保存耐久性的评价、高温高湿下保存耐久性的评价。结果如表1所示。
(比较例5)
<光电转换模块的制作>
在实施例19的光电转换模块的制作中，将表面保护部的材料变更为氧化铝纳米颗粒的分散液(Sigma-Aldrich公司制)，将所形成的表面保护部的平均厚度变更为10μm，除此以外，以与实施例1的光电转换模块的制作为同样的方法来制作光电转换模块。
以与实施例1同样的方法来进行太阳能电池特性的评价，进一步进行电极剥离的评价、常温常湿下保存耐久性的评价、高温高湿下保存耐久性的评价。结果如表1所示。
(比较例6)
<光电转换模块的制作>
除了不形成表面保护部以外，与实施例19的光电转换模块的制作为同样的方法来制作光电转换模块。
以与实施例1同样的方法来进行太阳能电池特性的评价，进一步进行电极剥离的评价、常温常湿下保存耐久性的评价、高温高湿下保存耐久性的评价。结果如表1所示。
(比较例7)
<光电转换模块的制作>
在实施例20的光电转换模块的制作中，将表面保护部的材料变更为氧化铝纳米颗粒的分散液(Sigma-Aldrich公司制)，将所形成的表面保护部的平均厚度变更为10μm，除此以外，以与实施例1的光电转换模块的制作为同样的方法来制作光电转换模块。
以与实施例1同样的方法来进行太阳能电池特性的评价，进一步进行电极剥离的评价、常温常湿下保存耐久性的评价、高温高湿下保存耐久性的评价。结果如表1所示。
(比较例8)
<光电转换模块的制作>
除了不形成表面保护部以外，与实施例20的光电转换模块的制作为同样的方法来制作光电转换模块。
以与实施例1同样的方法来进行太阳能电池特性的评价，进一步进行电极剥离的评价、常温常湿下保存耐久性的评价、高温高湿下保存耐久性的评价。结果如表1所示。
[表1]
从表1的结果可知，由于具有与选自第一电极和第二电极中的一个电极的不面向光电转换层的面相邻的表面保护部，且表面保护部包含源自氟类硅烷化合物的化合物，即使当光电转换元件弯曲时，本公开的光电转换元件也抑制电极的剥离和保存期间耐久性的降低。
上述实施方式是说明性的，并不限制本发明。因此，鉴于上述教导，可以进行许多附加的修改和变化。例如，在本发明的范围内，不同说明性的实施例的元素和/或特征可以互相组合和/或互相替代。
本专利申请基于并要求2021年3月22日向日本专利局提交的日本专利申请No.2021-047775的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。
附图标记列表
1 光电转换元件
2 光电转换区域
3 密封区域
4 其他部件
11 UV阻隔层
12 基材
13 第一电极
14 第一电子传输层
15 第二电子传输层(中间层)
16 光电转换层
17 空穴传输层
18 第二电极
19 表面保护部
20 密封部件
21 粘结部件
22 阻气部件
30 粘结区域
Claims (17)
1.一种光电转换元件，包括：
第一电极；
在所述第一电极上的光电转换层；
在所述光电转换层上的第二电极；以及
与选自所述第一电极和所述第二电极中的一个电极的面相邻地设置的表面保护部，所述面不面对所述光电转换层，
所述表面保护部包含源自氟类硅烷化合物的化合物。
2.根据权利要求1所述的光电转换元件，其中，所述表面保护部的平均厚度为1μm或更小。
3.根据权利要求1或2所述的光电转换元件，其中，所述表面保护部整个覆盖所述一个电极的露出面。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的光电转换元件，其中，所述氟类硅烷化合物是由以下通式(A)表示的化合物，所述氟类硅烷化合物的分子量为1000或更低：
[化学式1]
CF3(CH2)q-O(CF2CF2O)m(CF2)p(CH2)nSiR1 (3-a)(OR2)a 通式(A)
其中，在通式(A)中，R1和R2各自独立地表示具有1以上且4以下的碳原子的一价烃基，a表示2或3的整数，p表示1或2的整数，q表示0以上且5以下的整数，m表示1以上且3以下的整数，n表示2以上且4以下的整数，并且p+q+2m+n表示5以上且14以下的整数。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的光电转换元件，还包括面向选自所述第一电极和所述第二电极中的另一电极的面的基材，所述另一电极的所述面不面向所述光电转换层，
其中，所述基材是树脂膜或玻璃，并且
所述基材的厚度为200μm或更小。
6.根据权利要求5所述的光电转换元件，其中，所述基材的每天的水蒸气透过率为10g/m2或更小。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的光电转换元件，
还包括与所述表面保护部相邻的密封部件，
所述密封部件包括粘结部件和阻气部件，
其中，所述阻气部件的每天的水蒸气透过率为10g/m2或更小。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的光电转换元件，还包括：
在所述第一电极和所述光电转换层之间的电子传输层，和
在所述光电转换层和所述第二电极之间的空穴传输层。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的光电转换元件，其中，所述光电转换层包括具有5.1eV或更高且5.5eV或更低的最高占据分子轨道(HOMO)能级和10000或更低的数均分子量(Mn)的有机材料。
10.根据权利要求9所述的光电转换元件，其中，所述光电转换层还包括具有5.2eV或更高且5.6eV或更低的最高占据分子轨道(HOMO)能级和10.000或更高的数均分子量(Mn)的有机材料。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的光电转换元件，其中，所述光电转换层包括由以下通式(1)表示的化合物：
[化学式2]
在通式(1)中，R1表示碳原子数为2以上且8以下的烷基，n表示1以上且3以下的整数，X表示下述通式(2)或下述通式(3)，Y表示卤素原子，m表示0以上且4以下的整数，
[化学式3]
在通式(2)中，R2表示直链或支链烷基，
[化学式4]
在通式(3)中，R3表示直链或支链烷基。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的光电转换元件，其中，所述光电转换层包括含有富勒烯衍生物的有机材料。
13.根据权利要求8的光电转换元件，其中：
所述电子传输层包括第一电子传输层和在所述第一电子传输层与所述光电转换层之间的第二电子传输层，
所述第一电子传输层包括金属氧化物的颗粒，并且
所述第二电子传输层包括由以下通式(4)表示的胺化合物：
[化学式5]
在所述通式(4)中，R4和R5各自独立地表示可以具有取代基且含有1个以上且4个以下的碳原子的烷基，或表示R4和R5互相键合的环结构，X表示具有碳原子数为6以上且14以下的二价芳基或具有碳原子数为1以上且4以下的烷基，A表示以下结构式(1)、(2)或(3)的取代基：
[化学式6]
-COOH 结构式(1)
[化学式7]
-P(＝O)(OH)2 结构式(2)
[化学式8]
-Si(OH)3 结构式(3)。
14.一种光电转换模块，包括：
互相相邻的第一光电转换元件和第二光电转换元件，所述第一光电转换元件和所述第二光电转换元件中的每一个是根据权利要求1至13中任一项所述的光电转换元件，以及
在所述第一光电转换元件中的所述一个电极和所述第二光电转换元件中的所述一个电极之间的含有源自所述氟类硅烷化合物的化合物的隔离部，所述隔离部与所述第一光电转换元件中的所述光电转换层接触。
15.一种电子设备，包括：
权利要求1至13中任一项所述的光电转换元件，以及
与所述光电转换元件电连接的装置。
16.一种电子设备，包括：
权利要求1至14中任一项所述的光电转换元件；
与所述光电转换元件电连接的蓄电池；以及
与所述光电转换元件和所述蓄电池电连接的装置。
17.一种电源模块，包括：
权利要求1至13中任一项所述的光电转换元件，以及
与所述光电转换元件电连接的电源IC。
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2022
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