CN117812920A - 光电转换元件 - Google Patents

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Abstract

本发明的名称是光电转换元件。提供了一种光电转换元件，其包括第一基板；设置在第一基板上的第一透明电极；设置在第一透明电极上的空穴阻挡层；电子传输层，其设置在空穴阻挡层上并且包括在其表面上吸附光敏化合物的电子传输半导体；空穴传输层，其连接至电子传输层并且包括空穴传输材料；和设置在空穴传输层上的第二电极，其中光电转换元件包括配置为从光电转换元件提取电力的输出提取端子部件，并且输出提取端子部件形成有穿透空穴阻挡层的多个微孔。

Description

光电转换元件
本申请是分案申请，原申请的申请日为2017年11月27日、申请号为2017800757583、发明名称为“光电转换元件”。
技术领域
本公开内容涉及一种光电转换元件。
背景技术
近年来，用于驱动电路的电力变得非常低，并且各种电子部件比如传感器已经能够以非常低的电功率(微瓦级)驱动。此外，随着传感器的使用，期望将传感器应用于能量收集元件作为能够产生和消耗电力的独立电力系统。在这些能量收集元件中，太阳能电池(其是一种光电转换元件)作为能够在只要有光即使是非常弱的光的任何地方产生电力的元件引起关注。
非常弱的光的典型实例包括从LED(发光二极管)发射的光和从荧光灯发射的光。这些类型的光被称为室内光，因为它主要用于室内。室内光的照明度从大约20Lux到大约1000Lux，并且与直射阳光(大约100,000Lux)相比，室内光是非常弱的光。作为能量收集元件，期望的是能够有效地产生电力的元件，特别是用来自荧光灯或LED灯的室内光。
光电转换元件通常包括透明电极、电子传输层、空穴传输层和对电极。作为透明电极的材料，已经使用了氧化铟锡(下文中称为“ITO”)，其为实现高透射比和低电阻值这两者的材料。
然而，在染料敏化太阳能电池的情况中，例如在500摄氏度的空气中进行烧制(firing)30分钟，用于形成电子传输半导体的多孔层，该电子传输半导体用作光电转换元件的电子传输层。当在该情况中使用ITO作为第一透明电极时，由于电阻值的增加，太阳能电池的发电性能可能劣化。作为避免上述问题的方法，存在一种方法，其中ITO电极的表面用具有优异的耐热性的掺氟的氧化锡(称为“FTO”)或掺锑的氧化锡(称为“ATO“)包覆(cap)(参见，例如，PTL 1和NPL 1)。
此外，通过使用设置在染料敏化太阳能电池中的透明电极和电子传输层之间的空穴阻挡层作为ITO表面的包覆层(cap layer)以及使用减少反向电子转移的最初预期功能，可以在用于形成电子传输层的多孔层的烧制温度环境中抑制ITO电极的电阻值的增加，同时确保高透射比(参见，例如，PTL 2)。
引用列表
专利文献
[PTL 1]日本专利号4260494
[PTL 2]日本未审查专利申请公开号2004-103374
非专利文献
[NPL 1]Fujikura Technical Journal,No.106(2004)57
发明内容
技术问题
本公开内容的目的是提供一种光电转换元件，其能够提取低电阻的输出电力，而不降低光电转换特性。
解决方案
根据本公开内容的一个方面，光电转换元件包括第一基板，设置在第一基板上的第一透明电极，设置在第一透明电极上的空穴阻挡层，设置在空穴阻挡层上并且包括在其表面上吸附光敏化合物的电子传输半导体的电子传输层，连接到电子传输层并且包括空穴传输材料的空穴传输层，和设置在空穴传输层上的第二电极。该光电转换元件包括配置为从光电转换元件提取电力的输出提取端子部件，并且该输出提取端子部件形成有穿透空穴阻挡层的多个微孔。
本发明的有益效果
本公开内容可以提供一种光电转换元件，其能够提取低电阻的输出电力，而不降低光电转换特性。
附图说明
图1是图解本公开内容的光电转换元件的一个实例的示意图。
图2是图解本公开内容的光电转换元件的另一实例的示意图。
图3是在输出提取端子部件中加工的圆形微孔的间距和直径的概念图。
图4是在输出提取端子部件中加工的线形微孔的间距和宽度的概念图。
图5是根据2端子法测量输出提取端子部件的电阻值的概念图。
图6是当导电材料嵌入输出提取部件的微孔中时测量电阻值的概念图。
图7是制备实施例101至117中每一个的微孔的开口面积率与制备实施例101至117中每一个的电阻值的关联图。
具体实施方式
(光电转换元件)
本公开内容的光电转换元件包括第一基板，设置在第一基板上的第一透明电极，设置在第一透明电极上的空穴阻挡层，设置在空穴阻挡层上并且包括在其表面上吸附光敏化合物的电子传输半导体的电子传输层，连接到电子传输层并且包括空穴传输材料的空穴传输层，和设置在空穴传输层上的第二电极。光电转换元件包括配置为从光电转换元件提取电力的输出提取端子部件，并且输出提取端子部件形成有穿透空穴阻挡层的多个微孔。如果需要，光电转换元件可以进一步包括其他构件。
基于以下见解完成了本公开内容的光电转换元件。根据使用空穴阻挡层作为ITO的表面的包覆层的已知方法，ITO为第一透明电极，太阳能电池的输出提取端子部件也用具有高电阻值的空穴阻挡层包覆。因此，在进行烧制以形成电子传输半导体的多孔层之后，输出提取端子部件上的空穴阻挡层被释放以暴露ITO电极。然而，在使用光致抗蚀剂等仅在输出提取端子部件处选择性地蚀刻空穴阻挡层的情况中，抗蚀剂被施加到烧制的电子传输半导体或层压的光电转换元件的多孔层上。因此，需要提供抗蚀剂剥离步骤和清洁步骤。因此，不仅制备过程变得复杂，而且还存在导致元件性能劣化和产量降低的很大可能性。
在本说明书中，术语“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。光电转换元件的具体实例包括太阳能电池和光电二极管。
在本公开内容的光电转换元件中，作为输出提取端子部件，通过激光处理等精细地释放具有抑制ITO——其为第一透明电极的材料——的电阻值增加的功能的空穴阻挡层，以暴露第一透明电极。结果，可以提取低电阻的输出电力。
在本公开内容的光电转换元件中，更优选地，通过简单的激光处理等精细地释放具有抑制ITO——其为第一透明电极的材料——的电阻值增加的功能的空穴阻挡层可以形成输出提取端子部件和串联电池连接部件，以暴露第一透明电极，而不降低光电转换特性。
<第一基板>
第一基板没有特别限制，并且本领域已知的基板可用作第一基板。
第一基板优选地由透明材料形成。第一基板的实例包括玻璃、透明塑料板、透明塑料膜和无机透明晶体。
<第一透明电极>
第一透明电极没有特别限制，只要第一透明电极是对可见光的透明的导电材料。作为第一透明电极，可以使用用于典型光电转换元件或液晶面板的已知透明电极。第一透明电极的实例包括氧化铟锡(ITO)、掺氟的氧化锡(FTO)、掺锑的氧化锡(ATO)、氧化铟锌、氧化铌钛和石墨烯。上面列出的实例可以单独使用或组合使用。在上面列出的实例中，ITO是优选的，因为可以获得高透射比和低电阻值二者。
考虑到高透射比和低效率，第一透明电极的平均厚度优选地为10nm或更大但是1,000微米或更小。
为了维持一定的硬度，第一透明电极优选地设置在由对可见光透明的材料形成的第一基板上。还可以使用与本领域已知的第一基板集成的第一透明电极。这种第一透明电极的实例包括ITO涂覆的玻璃和ITO涂覆的透明塑料膜。
此外，为了降低电阻的目的，可以组合使用金属引线等。金属引线的材料的实例包括金属，例如铝、铜、银、金、铂和镍。金属引线可以通过如下方法形成：通过气相沉积(vapordeposition)、溅镀(sputtering)、压接(crimping)等将金属引线设置在基板上，并且在金属引线上设置ITO。
<空穴阻挡层>
设置空穴阻挡层以便抑制当电解质与电极接触时由电解质中的空穴和电极表面上的电子的重组(所谓的反向电子转移)引起的电力减少。在固体染料敏化太阳能电池中，空穴阻挡层的效果是特别显著的。这是因为与使用电解质溶液的湿染料敏化太阳能电池相比，在使用有机空穴传输材料等的固体染料敏化太阳能电池中空穴传输材料中的空穴和电极表面上的电子的重组(反向电子转移)速度快。
空穴阻挡层的材料没有特别限制，并且可以根据预期的目的适当地选择，只要该材料对可见光透明并且是电子传输材料。空穴阻挡层的材料的实例包括氧化钛、氧化铌、氧化镁、氧化铝、氧化锌、氧化钨和氧化锡。上面列出的实例可以单独使用或组合使用。
空穴阻挡层的成膜方法没有特别限制，并且可以根据预期的目的适当地选择。为了防止室内光造成的电流损失，高内阻是期望的，并且成膜方法也起重要作用。通常，作为成膜方法，通过湿法成膜的溶胶-凝胶法是已知的。然而，用溶胶-凝胶法所得膜的密度低，并且不足以防止电流损失。因此，更优选的成膜方法是干法成膜法(dry film-formingmethod)，例如溅镀。用干法成膜法所得膜的密度足够高，并且可以防止电流损失。
空穴阻挡层的平均厚度没有特别限制，并且可以根据预期的目的适当地选择。考虑到透射比和防止反向电子转移，平均厚度优选地为5nm或更大但是1,000nm或更小。在湿法成膜中，平均厚度优选地为500nm或更大但是700nm或更小。在干法成膜中，平均厚度优选地为10nm或更大但是30nm或更小。
<电子传输层>
电子传输层设置在空穴阻挡层上，并且包括在其表面上吸附光敏化合物的电子传输半导体。电子传输层可以是单层或多层。
作为电子传输半导体，优选地使用电子传输半导体颗粒。
在其中电子传输层是多层的情况中，可以施加多层半导体颗粒的分散液，其中每层包括不同粒径的半导体颗粒。可选地，可以施加多层涂覆层，每层涂覆层具有不同类型的半导体，或不同组成的树脂或添加剂。
当一个涂层的平均厚度不足时，多层涂层是有效的方法。
典型地，每单位投影面积的天然(born)光敏材料的量随着电子传输层的平均厚度的增加而增加。因此，当平均厚度大时，光捕获率高。然而，注入的电子的扩散距离也增加，并且因此由于电荷重组，电子的损失大。因此，电子传输层的平均厚度优选地为100nm或更大但是100微米或更小。
半导体没有特别限制，并且可以根据预期的目的适当地选择。半导体的实例包括：单一半导体，比如硅和锗；化合物半导体，比如金属的硫属化合物；和具有钙钛矿结构的化合物。上面列出的实例可以单独使用或组合使用。
金属的硫属化合物的实例包括：钛、锡、锌、铁、钨、锆、铪、锶、铟、铈、钇、镧、钒、铌或钽的氧化物；镉、锌、铅、银、锑、或铋的硫化物；镉或铅的硒化物；和镉的碲化物。
其他化合物半导体的实例包括：锌、镓、铟、镉等的磷化物；砷化镓；硒化铜铟；和硫化铜铟。
具有钙钛矿结构的化合物的实例包括钛酸锶、钛酸钙、钛酸钠、钛酸钡和铌酸钾。
在半导体中，氧化物半导体是优选的，并且氧化钛、氧化锌、氧化锡和氧化铌是更优选的。
半导体颗粒的晶体类型没有特别限制，并且可以根据预期的目的适当地选择。半导体可以是单晶的、多晶的或无定形的。
半导体颗粒的大小没有特别限制，并且可以根据预期的目的适当地选择。半导体颗粒的原始颗粒(primary particle)的平均粒径优选地为1nm或更大但是100nm或更小，并且更优选地为5nm或更大但是50nm或更小。
此外，通过混合或层压具有大于上面提到的平均粒径的平均粒径的半导体颗粒，可以提高散射入射光作用的效率。在该情况中，半导体颗粒的平均粒径优选地为50nm或更大但是500nm或更小。
电子传输层的制备方法没有特别限制，并且可以根据预期的目的适当地选择。制备方法的实例包括：其中薄膜在真空中形成的方法，比如溅镀；和湿法成膜方法。在上面列出的实例中，考虑到制造成本等，湿法成膜方法是优选的，并且下述方法是特别优选的，其中制备半导体颗粒或溶胶分散在其中的糊剂，并将糊剂施加到电子集电极(collectorelectrode)基板上。
当使用湿法成膜方法时，涂覆方法没有特别限制，并且可以根据预期的目的适当地选择。涂覆方法的实例包括浸渍涂覆、喷雾涂覆、线棒涂覆、旋转涂覆、辊涂覆、刮板涂覆和凹版涂覆。此外，湿法印刷方法的实例包括凸版印刷、胶版印刷、凹版印刷、雕刻印刷、橡胶板印刷和丝网印刷。
在其中通过机械粉碎或使用研磨机产生半导体颗粒的分散液的情况中，通过将至少半导体颗粒单独或半导体颗粒和树脂的混合物分散在水或有机溶剂中来形成分散液。
树脂没有特别限制，并且可以根据预期的目的适当地选择。树脂的实例包括乙烯基化合物的聚合物或共聚物(例如，苯乙烯、乙酸乙烯酯、丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯)、有机硅树脂、苯氧基树脂、聚砜树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚乙烯醇缩甲醛树脂、聚酯树脂、纤维素酯树脂、纤维素醚树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂、环氧树脂、聚碳酸酯树脂、聚丙烯酸酯树脂、聚酰胺树脂和聚酰亚胺树脂。上面列出的实例可以单独使用或组合使用。
溶剂没有特别限制，并且可以根据预期的目的适当地选择。溶剂的实例包括：水；基于醇的溶剂，比如甲醇、乙醇、异丙基醇和α-萜品醇；基于酮的溶剂，比如丙酮、甲乙酮和甲基异丁基酮；基于酯的溶剂，比如甲酸乙酯、乙酸乙酯和乙酸正丁酯；基于醚的溶剂，比如二乙醚、乙二醇二甲醚、四氢呋喃、二氧戊环和二烷；基于酰胺的溶剂，比如N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和N-甲基-2-吡咯烷酮；基于卤代烃的溶剂，比如二氯甲烷、氯仿、溴仿、甲基碘化物、二氯乙烷、三氯乙烷、三氯乙烯、氯苯、邻二氯苯、氟苯、溴苯、碘苯和1-氯萘；和基于烃的溶剂，比如正戊烷、正己烷、正辛烷、1,5-己二烯、环己烷、甲基环己烷、环己二烯、苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、乙苯和异丙苯。上面列出的实例可以单独使用或组合使用。
可以将酸(例如，盐酸、硝酸和乙酸)、表面活性剂(例如，聚氧乙烯(10)辛基苯基醚)或螯合剂(例如，乙酰基丙酮、2-氨基乙醇和乙烯二胺)加入到通过溶胶-凝胶方法获得的半导体颗粒的分散液或半导体颗粒的糊剂，以便防止半导体颗粒的再聚集。
此外，加入增稠剂对于改善成膜性也是有效的。
增稠剂没有特别限制，并且可以根据预期的目的适当地选择。增稠剂的实例包括：聚合物，比如聚乙二醇和聚乙烯醇；和乙基纤维素。
在施加了半导体颗粒的分散液或糊剂之后，半导体颗粒彼此电接触并且优选地经受处理，比如烧制、微波照射、电子束照射或激光照射，以便改善膜强度或与基板的粘合。上面列出的处理可单独或组合进行。
在其中进行烧制的情况中，烧制温度没有特别限制，并且可以根据预期的目的适当地选择。然而，当温度太高时，基板的电阻变高或半导体颗粒可能熔化。因此，烧制温度优选地为30摄氏度或更高但是700摄氏度或更低，并且更优选地100摄氏度或更高但是600摄氏度或更低。烧制持续时间没有特别限制，并且可以根据预期的目的适当地选择。烧制持续时间优选地为10分钟或更长但是10小时或更短。
在进行微波照射的情况中，可以从形成有电子传输层的光电转换元件的表面一侧或从背面一侧施加微波。微波的照射持续时间没有特别限制，并且可以根据预期的目的适当地选择，但是微波照射优选地在1小时内进行。
在烧制后，例如，可以使用四氯化钛的水溶液和有机溶剂的混合溶液进行化学镀，或者使用三氯化钛水溶液进行电化学镀，目的是为了增加半导体颗粒的表面积，或者增强从光敏化合物向半导体颗粒的电子注射效率。
在通过例如烧制沉积半导体颗粒——每个颗粒具有几十纳米的直径——获得的膜中形成多孔状态。纳米多孔结构具有极大的表面积。表面积可以用粗糙度系数来表示。
粗糙度系数是表示孔内的实际面积相对于涂覆在基板上的半导体颗粒的面积的数值。因此，更大的粗糙度系数是更优选的，但是考虑到与电子传输层的膜厚度的关系，粗糙度系数优选地为20或更大。
-光敏化合物-
在本公开内容中，为了进一步提高转换效率，优选地将光敏化合物吸附在电子传输层的电子传输半导体的表面上。
光敏化合物没有特别限制，并且可以根据预期的目的适当地选择，只要光敏化合物是被使用的激发光光学激发的化合物。光敏化合物的实例包括：在PCT国际申请公开号JP-T-07-500630的日文译文和日本未审查专利申请公开号10-233238、2000-26487、2000-323191和2001-59062中公开的金属络合物化合物；在日本未审查专利申请公开号10-93118、2002-164089和2004-95450，以及J.Phys.Chem.C,7224,Vol.111(2007)中公开的香豆素化合物；在日本未审查专利申请公开号2004-95450和Chem.Commun.,4887(2007)中公开的多烯化合物；在日本未审查专利申请公开号2003-264010、2004-63274、2004-115636、2004-200068和2004-235052，以及J.Am.Chem.Soc.,12218,Vol.126(2004),Chem.Commun.,3036(2003)和Angew.Chem.Int.Ed.,1923,Vol.47(2008)中公开的吲哚啉化合物；在J.Am.Chem.Soc.,16701,Vol.128(2006),和J.Am.Chem.Soc.,14256,Vol.128(2006)中公开的噻吩化合物；在日本未审查专利申请公开号11-86916、11-214730、2000-106224、，2001-76773和2003-7359中公开的花青染料；在日本未审查专利申请公开号11-214731、11-238905、2001-52766、2001-76775和2003-7360中公开的部花青染料；在日本未审查专利申请公开号10-92477、11-273754、11-273755和2003-31273中公开的9-芳基-呫吨化合物；在日本未审查专利申请公开号10-93118和2003-31273中公开的三芳基甲烷化合物；在日本未审查专利申请公开号09-199744、10-233238、11-204821和11-265738，J.Phys.Chem.,2342,Vol.91(1987),J.Phys.Chem.B,6272,Vol.97(1993),Electroanal.Chem.,31,Vol.537(2002)，日本未审查专利申请公开号2006-032260，J.Porphyrins Phthalocyanines,230,Vol.3(1999),Angew.Chem.Int.Ed.,373,Vol.46(2007),和Langmuir,5436,Vol.24(2008)中公开的酞菁化合物；和卟啉化合物。在上面列出的实例中，金属络合物化合物、香豆素化合物、多烯化合物、吲哚啉化合物和噻吩化合物是优选的，并且由下面结构式(1)表示的D131、由下面结构式(2)表示的D102和由结构式(3)表示的D358——全部可获得自MITSUBISHIPAPER MILLS LIMITED——是更优选的。
(D131)
[化学式1]
(D102)
[化学式2]
(D358)
[化学式3]
使光敏化合物吸附在电子传输半导体上的方法的实例包括：其中将包括电子传输半导体颗粒的电子集电极浸入到光敏化合物的溶液或分散液中的方法；和其中将光敏化合物的溶液或分散液施加到电子传输半导体上以将光敏化合物吸附到电子传输半导体上的方法。
其中将包括电子传输半导体颗粒的电子集电极浸入到光敏化合物的溶液或分散液的方法的实例包括浸入法、浸渍法、辊法(roller method)和气刀法。
其中将光敏化合物的溶液或分散液施加到电子传输半导体上以将光敏化合物吸附到电子传输半导体上的方法的实例包括线棒法、滑动料斗法、挤出法、帘式法、纺丝方法和喷雾法。
此外，可以使用二氧化碳等将光敏化合物吸附在超临界流体中。
当进行光敏化合物吸附时，可以组合使用凝聚剂(condensing agent)。
凝聚剂可以是展现将光敏化合物物理地或化学粘合到电子传输半导体表面上的催化功能的物质，或者化学计量地起作用以使化学平衡从而以有利的方式移动的物质。
此外，可以加入硫醇或羟基化合物作为缩合助剂。
光敏化合物溶解或分散在其中的溶剂的实例包括：水；基于醇的溶剂，比如甲醇、乙醇、异丙基醇和α-萜品醇；基于酮的溶剂，比如丙酮、甲乙酮和甲基异丁基酮；基于酯的溶剂，比如甲酸乙酯、乙酸乙酯和乙酸正丁酯；基于醚的溶剂，比如二乙醚、乙二醇二甲醚、四氢呋喃、二氧戊环和二烷；基于酰胺的溶剂，比如N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和N-甲基-2-吡咯烷酮；基于卤代烃的溶剂，比如二氯甲烷、氯仿、溴仿、甲基碘化物、二氯乙烷、三氯乙烷、三氯乙烯、氯苯、邻二氯苯、氟苯、溴苯、碘苯和1-氯萘；和基于烃的溶剂，比如正戊烷、正己烷、正辛烷、1,5-己二烯、环己烷、甲基环己烷、环己二烯、苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、乙苯和异丙苯。上面列出的实例可以单独使用或组合使用。
光敏化合物可以与解聚剂(disaggregating agent)组合使用，因为如果防止化合物之间的聚集，一些光敏化合物可以更有效地起作用，这取决于使用的光敏化合物。
解聚剂(aggregate-dissociating agent)没有特别限制，可以根据使用的染料适当地选择。解聚剂的实例包括：类固醇化合物，比如胆酸和鹅去氧胆酸；和长链烷基羧酸或长链烷基膦酸。
相对于按质量计1份的光敏化合物，加入的解聚剂的量优选地为按质量计0.01份或更多但是按质量计500份或更少，并且更优选地为按质量计0.1份或更多但是按质量计100份或更少。
使用上述化合物单独吸附光敏化合物或吸附光敏化合物与解聚剂的组合的温度优选地为零下50摄氏度或更高，但是200摄氏度或更低。
注意，吸附可以在静置或搅拌下进行。
搅拌方法没有特别限制，可以根据预期目的适当地选择。该方法的实例包括使用搅拌器、球磨机、涂料调节剂、珠磨机、磨碎机、分散器和超声分散器。
吸附所需的时间优选地为5秒或更长但是1,000小时或更短，更优选地为10秒或更长但是500小时或更短，和甚至更优选地为1分钟或更长但是150小时或更短。
注意，吸附优选地在黑暗中进行。
<空穴传输层>
空穴传输层的材料的实例包括：电解质溶液，每种通过将氧化还原对溶解在有机溶剂中而获得；凝胶电解质，每种通过将聚合物基质浸入液体而获得，该液体通过将氧化还原对溶解在有机溶剂中而获得；熔融盐，每种包括氧化还原对；固体电解质；无机空穴传输材料；和有机空穴传输材料。在上面列出的实例中，有机空穴传输材料是优选的。注意，存在使用有机空穴传输材料作为实例描述空穴传输层的描述，但是空穴传输层不限于有机空穴传输材料。
空穴传输层可以具有由单一材料形成的单层结构，或者包括多种化合物的层叠结构。在其中空穴传输层具有层叠结构的情况中，聚合物材料优选地用于空穴传输层靠近第二电极的区域。使用具有优异成膜性的聚合物材料可以平化(level)多孔电子传输层的表面，并且可以改善光电转换特性。
此外，因为聚合物材料不太可能渗透到多孔电子传输层中，所以聚合物材料在多孔电子传输层的表面上具有优异的涂覆性能，并且当设置电极时给出防止短路的效果。因此，可以获得更高的性能。
用于空穴传输层——其具有由单一材料形成的单层结构——的有机空穴传输材料的实例包括：日本审查专利公开号34-5466等中公开的二唑化合物；日本审查专利公开号45-555等中公开的三苯甲烷化合物；日本审查专利公开号52-4188等中公开的吡唑啉化合物；日本审查专利公开号55-42380等中公开的肼化合物；日本未审查专利申请公开号56-123544等中公开的/>二唑化合物；日本未审查专利申请公开号54-58445中公开的四芳基联苯胺化合物；和日本未审查专利申请公开号58-65440或日本未审查专利申请公开号60-98437中公开的二苯基乙烯(stilbene)化合物。
在上面列出的实例中，Adv.Mater.,813,vol.17,(2005)中公开的空穴传输材料(2,2′,7,7′-四(N,N-二-对甲氧基苯基氨基)-9,9′-螺二芴——其可以称为[螺-OMeTAD]——是特别优选的。
螺-OMeTAD具有高空穴迁移率并且包括以扭曲状态彼此结合的两个联苯胺骨架分子。因此，螺-OMeTAD形成接近球形的电子云，并且在分子之间具有良好的跳跃传导性，导致更优异的光电转换特性。螺-OMeTAD还具有高溶解度，可溶于各种有机溶剂，并且是无定形的(即，不具有晶体结构的无定形物质)。因此，螺-OMeTAD可能密集地填充在多孔电子传输层中，并且具有可用于固体染料敏化太阳能电池的特性。此外，螺-OMeTAD不具有450nm或更大的吸收光。因此，螺-OMeTAD可以使光能够有效地吸收到光敏化合物中，并且具有可用于固体染料敏化太阳能电池的特性。
由螺-OMeTAD形成的空穴传输层的平均厚度没有特别限制，并且可以根据预期的目的适当地选择。然而，优选的是，空穴传输层具有这样的结构，其中空穴传输层渗透到多孔电子传输层的空隙中。空穴传输层的平均厚度优选高于电子传输层0.01微米或更大，并且更优选为0.1微米或更大但是10微米或更小。
用于具有层叠结构并设置在靠近第二电极的位置处的空穴传输层的聚合物材料的实例包括：聚噻吩化合物，比如聚(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，比如聚[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，比如聚(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-(9,10-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，比如聚[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]；聚芳基胺化合物，比如聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-交替-共-(N,N'-二苯基)-N,N'-二(对己基苯基)-1,4-二氨基苯]、聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-交替-共-(N,N'-双(4-辛氧基苯基)联苯胺-N,N'-(1,4-二亚苯基)]、聚[(N,N'-双(4-辛氧基苯基)联苯胺-N,N'-(1,4-二亚苯基)]、聚[(N,N'-双(4-(2-乙基己氧基)苯基)联苯胺-N,N'-(1,4-二亚苯基)]、聚[苯基亚氨基-1,4-亚苯基亚乙烯基-2,5-二辛氧基-1,4-亚苯基亚乙烯基-1,4-亚苯基]、聚[对甲苯亚氨基-1,4-亚苯基亚乙烯基-2,5-二(2-乙基己氧基)-1,4-亚苯基亚乙烯基-1,4-亚苯基]和聚[4-(2-乙基己氧基)苯基亚氨基-1,4-亚联苯基]；和聚噻二唑化合物，比如聚[(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)。上面列出的实例可以单独使用或组合使用。
在上面列出的实例中，考虑到载流子迁移率和电离电势，聚噻吩化合物和聚芳基胺化合物是优选的。
可以将添加剂加入到有机空穴传输材料中。
添加剂没有特别限制，并且可以根据预期的目的适当地选择。添加剂的实例包括：金属碘化物，比如碘化锂、碘化钠、碘化钾、碘化铯、碘化钙、碘化铜、碘化铁和碘化银；季铵盐，比如四烷基铵碘化物和吡啶碘化物；金属溴化物，比如溴化锂、溴化钠、溴化钾、溴化铯和溴化钙；季胺化合物的溴盐，比如四烷基铵溴化物和吡啶/>溴化物；金属氯化物，比如氯化铜和氯化银；金属乙酸盐，比如乙酸铜、乙酸银和乙酸钯；金属硫酸盐，比如硫酸铜和硫酸锌；金属络合物，比如亚铁氰酸盐-铁氰酸盐和二茂铁-二茂铁离子；硫化合物，比如多硫化钠(polysodium sulfide)和烷基硫醇-烷基二硫化物；在Inorg.Chem.35(1996)1168中公开的离子液体，比如紫精染料、对苯二酚等，1,2-二甲基-3-正丙基咪唑啉碘化物、1-甲基-3-正己基咪唑啉碘化物、1,2-二甲基-3-乙基咪唑/>三氟甲磺酸盐、1-甲基-3-丁基咪唑/>九氟丁基磺酸盐和1-甲基-3-乙基咪唑/>双(三氟甲基)磺酰亚胺；碱性化合物、吡啶、4-叔丁基吡啶和苯并咪唑；和锂化合物，比如三氟甲磺酰亚胺锂，和二异丙基酰亚胺锂。上面列出的实例可以单独使用或组合使用。
在上面列出的实例中，离子液体是优选的，并且离子液体为咪唑化合物是更优选的。
此外，考虑到提高导电性，可以加入氧化剂以将有机空穴传输材料的一部分改变为自由基阳离子。
氧化剂的实例包括三(4-溴苯基)六氯锑酸铵、六氟锑酸银、四氟硼酸亚硝、硝酸银和基于钴络合物的化合物。
不需要通过添加氧化剂来氧化整个有机空穴传输材料，只要仅氧化有机空穴传输材料的一部分。此外，添加的氧化剂可以在添加后从系统中除去或不从系统中除去。
空穴传输层可以直接形成在包括光敏化合物的电子传输层上。
空穴传输层的制备方法没有特别限制，并且可以根据预期的目的适当地选择。制备方法的实例包括：其中薄膜在真空中形成的方法，比如真空气相淀积；和湿法成膜方法。在上面列出的实例中，考虑到制造成本等，湿法成膜方法是优选的，并且其中将用于空穴传输层的材料施加到电子传输层上的方法是优选的。
当使用湿法成膜方法时，涂覆方法没有特别限制，并且可以根据预期的目的适当地选择。涂覆方法的实例包括浸渍涂覆、喷雾涂覆、线棒涂覆、旋转涂覆、辊涂覆、刮板涂覆和凹版涂覆。此外，湿法印刷方法的实例包括凸版印刷、胶版印刷、凹版印刷、雕刻印刷、橡胶板印刷和丝网印刷。此外，可以在超临界流体或温度和压力低于临界点的亚临界流体中形成膜。
超临界流体没有特别限制，并且可以根据预期的目的适当地选择，只要超临界流体在超过极限——高于该极限气体和流体可以共存(临界点)，当压缩时不聚集——的温度和压力区域中以非粘性高稠密流体，以及在临界温度或更高和临界压力或更高下的流体存在。超临界流体优选地为具有低临界温度的超临界流体。
超临界流体没有特别限制，并且可以根据预期的目的适当地选择。超临界流体的实例包括一氧化碳、二氧化碳、氨、氮、水、基于醇的溶剂(例如，甲醇、乙醇和正丁醇)、基于烃的溶剂(例如，乙烷、丙烷、2,3-二甲基丁烷、苯和甲苯)、基于卤素的溶剂(例如，二氯甲烷和三氟氯甲烷)，和基于醚的溶剂(例如，二甲醚)。上面列出的实例可以单独使用或组合使用。
在上面列出的实例中，二氧化碳是优选的。因为二氧化碳具有7.3Mpa的临界压力和31摄氏度的临界温度，考虑到不燃性和易处理性，并且可以容易地产生二氧化碳的超临界状态，二氧化碳是特别优选的。
亚临界流体没有特别限制，并且可以根据预期的目的适当地选择，只要亚临界流体在临界点附近的温度和压力区域中以高压液体存在。
作为超临界流体的实例列出的化合物也可以适当地用作亚临界流体。
超临界流体的临界温度和临界压力没有特别限制，并且可以根据预期的目的适当地选择。超临界温度优选地为零下273摄氏度或更高但是300摄氏度或更低，更优选地为0摄氏度或更高但是200摄氏度或更低。
此外，除了超临界流体和亚临界流体以外，有机溶剂或夹带剂可以组合使用。通过添加有机溶剂和夹带剂，可以容易地调节空穴传输材料在超临界流体中的溶解度。
有机溶剂没有特别限制，并且可以根据预期的目的适当地选择。有机溶剂的实例包括：基于酮的溶剂，比如丙酮、甲乙酮和甲基异丁基酮；基于酯的溶剂，比如甲酸乙酯、乙酸乙酯和乙酸正丁酯；基于醚的溶剂，比如二异丙醚、乙二醇二甲醚、四氢呋喃、二氧戊环和二烷；基于酰胺的溶剂，比如N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和N-甲基-2-吡咯烷酮；基于卤代烃的溶剂，比如二氯甲烷、氯仿、溴仿、甲基碘化物、二氯乙烷、三氯乙烷、三氯乙烯、氯苯、邻二氯苯、氟苯、溴苯、碘苯和1-氯萘；和基于烃的溶剂，比如正戊烷、正己烷、正辛烷、1,5-己二烯、环己烷、甲基环己烷、环己二烯、苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、乙苯和异丙苯。上面列出的实例可以单独使用或组合使用。
在将有机空穴传输材料设置在包括已经吸附有光敏化合物的电子传输材料的电子传输层上之后，可以在本公开内容中进行压制过程。认为压制过程使有机空穴传输材料与多孔电极(电子传输层)紧密粘合，因此提高了效率。
压制过程的方法没有特别限制，并且可以根据预期的目的适当地选择。压制过程的实例包括使用平板比如IR片剂成型机的压制成型，以及使用辊的辊压。
用于压制过程的压力优选地为10kgf/cm2或更高，更优选地为30kgf/cm2或更高。压制过程的持续时间没有特别限制，并且可以根据预期的目的适当地选择，但是压制过程优选进行1小时或更短。此外，在压制过程中可以施加热量。
此外，在压制过程时，可以在压力机和电极之间设置剥离材料。
用于剥离材料的材料没有特别限制，并且可以根据预期的目的适当地选择。材料的实例包括氟树脂，比如聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、全氟烷氧基氟化物树脂、聚偏二氟乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、乙烯-三氟氯乙烯共聚物和聚乙烯氟化物。上面列出的实例可以单独使用或组合使用。
在进行压制过程之后，但是在设置第二电极之前，可以将金属氧化物设置在有机空穴传输材料和第二电极之间。金属氧化物的实例包括氧化钼、氧化钨、氧化钒和氧化镍。在上面列出的实例中，氧化钼是优选的。
用于将金属氧化物设置在空穴传输层上的方法没有特别限制，并且可以根据预期的目的适当地选择。方法的实例包括：其中薄膜在真空中形成的方法，比如溅镀和真空气相淀积；和湿法成膜方法。
在湿法成膜方法中，优选地，制备其中分散有金属氧化物的粉末或溶胶的糊剂，并将粉末或溶胶施加到空穴传输层上。
当使用湿法成膜方法时，涂覆方法没有特别限制，并且可以根据预期的目的适当地选择。涂覆方法的实例包括浸渍涂覆、喷雾涂覆、线棒涂覆、旋转涂覆、辊涂覆、刮板涂覆和凹版涂覆。此外，湿法印刷方法的实例包括凸版印刷、胶版印刷、凹版印刷、雕刻印刷、橡胶板印刷和丝网印刷。
空穴传输层的平均厚度优选地为0.1nm或更大但是50nm或更小，并且更优选地为1nm或更大但是10nm或更小。
<第二电极>
第二电极可以在空穴传输层上形成，或者在空穴传输层内的金属氧化物上形成。
作为第二电极，通常可以使用与第一透明电极相同的电极。在充分确保强度和密封性能的结构中，第二电极并不总是需要支撑(support)。
第二电极的材料的实例包括：金属，比如铂、金、银、铜和铝；碳基化合物，比如石墨、富勒烯、碳纳米管和石墨烯；导电金属氧化物，比如ITO、FTO和ATO；和导电聚合物，比如聚噻吩和聚苯胺。
第二电极的膜厚度没有特别限制。此外，上面列出的材料可以单独使用或组合使用。
可以通过适当的方法，比如涂覆、层压、气相沉积、CVD和粘合在空穴传输层上形成第二电极，这取决于使用的材料或空穴传输层的类型。
在本公开内容中，光电转换元件的第一透明电极一侧是透明的，并且入射光从第一透明电极一侧进入。在这种情况中，优选在第二电极一侧使用反射光的材料。作为这样的材料，优选地使用通过气相沉积将金属或导电氧化物沉积至其的玻璃或塑料，或金属薄膜。此外，在入射光进入的一侧设置防反射层是有效的。
<输出提取端子部件>
输出提取端子部件形成有多个微孔形成，多个微孔在空穴阻挡层中形成并到达第一透明电极。输出提取端子部件可以穿透第一透明电极以到达第一基板。
输出提取端子部件的形成方法的实例包括喷砂、喷水、使用砂纸、化学蚀刻和激光处理。在上面列出的实例中，激光处理是优选的。优选激光处理的原因之一是在不使用砂、蚀刻剂或抗蚀剂的情况下容易地形成精细的通孔，并且可以更清洁地进行加工，并且具有优异的再现性。
-微孔-
微孔的开口形状没有特别限制，并且可以根据预期的目的适当地选择。开口形状的实例包括线形、锥形和圆形。在上面列出的实例中，圆形是优选的。在该情况中，圆表示由与中心具有相同距离的一组点形成的曲线。圆圈不一定是真正的圆，并且包括看起来像压缩的真正的圆的椭圆形状。
微孔的最小开口长度没有特别限制，并且可以根据预期的目的适当地选择。最小开口长度优选地为1微米或更大但是400微米或更小，并且更优选地为5微米或更大但是85微米或更小。
相邻微孔的最小距离的平均值(平均间距)没有特别限制，并且可以根据预期的目的适当地选择。平均间距优选地为5微米或更大但是500微米或更小，并且更优选地为20微米或更大但是100微米或更小。
多个微孔的开口是圆形。圆形微孔的平均直径与相邻圆形孔的平均间距的比优选地为25％或更大但是85％或更小，并且更优选地为40％或更大但是60％或更小。平均间距更优选地为20微米或更大但是90微米或更小。
多个微孔的开口是线形。线形微孔的平均宽度与相邻线形微孔的平均间距的比优选地为15％或更大但是45％或更小，并且更优选地为20％或更大但是25％或更小。平均间距更优选地为40微米或更大但是100微米或更小。
当输出提取端子部件形成有穿透第一透明电极以到达第一基板的多个微孔并且微孔的总开口面积相对于输出提取端子部件的面积变得太大时，第一透明电极的膜的横截面积减小以增加电阻值，结果，光电转换效率可能降低。因此，多个微孔的总开口面积与输出提取端子部件的面积的比优选地为5％或更大但是60％或更小，并且更优选地为15％或更大但是25％或更小。
可以在形成元件(直到形成第二电极)之前、期间或之后进行输出提取端子部件的形成步骤。在本公开内容中，输出提取端子部件的形成步骤优选地在形成元件之后进行。上述优选时间选择的原因是，如果在形成元件之前或期间进行输出提取端子部件的形成，则基板被输出提取端子部件形成期间产生的灰尘污染。结果，由于电极在污染的基板上方形成，因此灰尘的影响会损害与电极等的连接，并且因此降低光电转换效率。
在本公开内容中，当通过激光处理形成输出提取端子部件时，可以通过激光处理由冲击剥离去除空穴阻挡层、电子传输层、空穴传输层和第二电极中的至少一个，或在一些情况中所有上述列出的层。这是在本公开内容中优选地使用激光处理的第二个原因。通过使用激光处理，在层压层期间没有必要设置掩模(mask)，并且可以立刻进行精细输出提取端子部件的去除和形成。
优选地，导电材料膜在输出提取端子部件的至少一部分上形成，以在多个微孔中嵌入导电材料，以进行输出电力的提取。
导电材料没有特别限制，只要导电材料是展现低电阻值性能的材料。导电材料的实例包括具有足够导电性和足够膜厚度的气相沉积金属膜，以及金属糊剂。
因为可以通过在微孔中嵌入导电材料来减小数字万用表的测试引线引脚(leadpin)和微孔中暴露的ITO区域之间的导电电阻，所以可以获得优异的电阻值。将导电材料嵌入微孔中是用于输出提取端子部件与引线的接触辅助的有效方法之一。
<串联电池连接部件>
串联电池连接部件是其中连接第二电极和第一透明电极的部件。
串联电池连接部件的结构是这样的结构，其中在日本未审查专利申请公开号2014-143333中公开的多个分开的第一透明电极和多个分开的第二透明电极被交替地连接。
串联电池连接部件形成有多个微孔，多个微孔在空穴阻挡层中形成并到达第一透明电极。串联电池连接部件可以穿透第一透明电极以到达第一基板。
微孔的形成方法与输出提取端子部件中微孔的形成方法相同。
在本公开内容中，输出提取端子部件和串联电池连接部件的总电阻值优选地小于光电转换元件的串联电阻Rs。
光电转换元件的串联电阻Rs优选地为1千欧姆或更大但是100千欧姆或更小。
Rs是光电转换元件的串联电阻，并且由与电流从正转为负的测量点Voc相邻的多个点之间的倾斜角(inclination)计算。计算方法没有特别限制，并且Rs可以通过通用太阳能电池评估系统来计算。
输出提取端子部件和串联电池连接部件中微孔的总面积与输出提取端子部件和串联电池连接部件的面积的比优选地为16.4％或更大但是小于82.4％。
将参考图1和图2阐明本公开内容的光电转换元件的结构。注意，图1和图2中每一个是图解光电转换元件的一个实例的示意性横截面图。在图1中，多个微孔穿透输出提取端子部件8和9中的空穴阻挡层3。在图2中，微孔到达第一基板1。
在图1和图2中描绘的实施方式中图解了光电转换元件的结构的实例，该光电转换元件包括第一基板1；设置在第一基板1上的第一透明电极2；设置在第一透明电极2上的空穴阻挡层3；电子传输层4，其设置在空穴阻挡层3上并且包括在其表面上吸附光敏化合物5的电子传输半导体；空穴传输层6，其连接至电子传输层4并且包括空穴传输材料；和设置在空穴传输层6上的第二电极7。此外，第一透明电极2和第二电极7经由相应的输出提取端子部件8和9被单独地导电到引线11和12。可选地，在其中形成串联电池的情况中，第二电极7被连接至相邻光电转换元件的第一透明电极以形成串联电池连接部件10。
串联电池连接部件10形成有多个微孔，该多个微孔穿透空穴阻挡层3的以到达第一透明电极2。串联电池连接部件10可以穿透第一透明电极2以到达第一基板1。
<用途>
当与配置为控制产生的电流等的电路板组合时，本公开内容的光电转换元件可以应用于电源装置。利用电源装置的装置的实例包括计算器和手表。除了上面列出的实例之外，包括本公开内容的光电转换元件的电源装置还可以应用于移动电话、电子记事本、电子纸等。此外，包括本公开内容的光电转换元件的电源装置还可以用作辅助电源，该辅助电源用于延长可充电电器或干电池供电的电器的连续可用时间。
实施例
通过下述实施例和比较实施例将更详细地描述本公开内容。然而，本公开内容不应解释为限于这些实施例。
(制备实施例1)
使用由金属钛形成的靶，通过用氧气的反应溅镀在ITO(平均膜厚度：300nm)玻璃基板上形成致密空穴阻挡层，该致密空穴阻挡层由氧化钛形成并且具有100nm的平均厚度。
<具有圆形微孔的输出提取端子部件的形成>
接下来，将在ITO上形成氧化钛的玻璃基板设定在沿面内方向可操作的平台上，并且将具有349nm的激光波长(λ)的脉冲激光垂直地施加到该平台上的玻璃基板，调整激光以实现8.0微焦的每脉冲能量和50微米的脉冲间距。激光处理的范围设定为10mm×10mm。在上述条件下获得的微孔具有25.1微米的平均直径和50微米的平均间距，如表1中所呈现的。在图3中图解了圆形微孔20的间距和孔径的概念图。在图3中，附图标记21是圆形微孔20的间距，和附图标记22是圆形微孔20的直径。
<开口面积比>
通过使用光学显微镜测量微孔的直径和平均间距并计算每单位面积的输出提取端子部件的微孔的开口面积比，来确定微孔的开口面积比。
<输出提取端子部件的评估>
根据2端子法测量在获得的输出提取端子部件处的电阻值。为了测量电阻值，使用可获得自KAISE CORPORATION的数字万用表KU-2608(测试引线100-50)，并且以使得引脚(2个端子)的边缘之间的距离为5mm的方式设置测试引线。图5中图解了根据2端子法测量输出提取端子部件(空穴阻挡层中的多个微孔)的电阻值的概念图。在图5中，附图标记41是输出提取端子部件(空穴阻挡层中的多个微孔)，附图标记42是2端子法中的测试引线，附图标记43是连接到数字万用表的引线，和附图标记44是测试引线的引脚边缘之间的距离。作为测量的结果，获得了优异的电阻值性能，即，14.6欧姆的电阻值。
(制备实施例2至7)
以与制备实施例1中相同的方式形成每个制备实施例2至7中的输出提取端子部件并测量在获得的输出提取端子部件处的电阻值，不同之处在于如表1中所呈现的，改变每脉冲能量和微孔的平均直径。结果呈现在表1中。
在制备实施例2至7中，当微孔的平均直径相对于微孔的平均间距变小时存在接触电阻增加的趋势，并且当平均直径变大时，因为ITO膜的横截面积减小，电阻增加。为了获得在输出提取端子部件处的低电阻值，在平均间距为50微米的情况中，微孔开口面积比优选地为5％或更大但是60％或更小，并且更优选地为15％或更大但是25％或更小。平均直径与平均间距的比优选地为25％或更大但是85％或更小，并且更优选地为40％或更大但是60％或更小。
(制备实施例8至11)
以与制备实施例1中相同的方式形成制备实施例8至11中的输出提取端子部件并测量在获得的输出提取端子部件处的电阻值，不同之处在于如表1中所呈现的，改变脉冲间距以改变相邻微孔的平均间距。结果呈现在表1中。
与制备实施例2至7类似，在制备实施例8至11中，当微孔的平均间距相对于微孔的平均直径变大时存在接触电阻增加的趋势，并且当平均间距变小时，因为ITO膜的横截面积减小，电阻增加。为了获得在输出提取端子部件处的低电阻值，在平均直径为约25微米的情况中，更优选地，微孔开口面积比为约20％，并且平均直径与平均间距的比为约50％。
(制备实施例12至15)
以与制备实施例1中相同的方式形成每个制备实施例12至15中的输出提取端子部件并测量在获得的输出提取端子部件处的电阻值，不同之处在于改变每脉冲能量和脉冲间距以改变相邻微孔的平均直径和平均间距，或给出微孔的开口面积比和平均直径与平均间距的比，二者均与制备实施例1中的值相似。结果呈现在表1中。
在制备实施例12至15中，随着平均直径和平均间距变大时，即使当微孔开口面积比固定为约20％并且平均直径与平均间距的比固定为约50％时，存在接触电阻增加的趋势。因此，更优选地，平均直径的上限为25微米并且平均间距的上限为约50微米。
(制备实施例16和17)
以与制备实施例1中相同的方式形成每个制备实施例16和17中的输出提取端子部件并测量在获得的输出提取端子部件处的电阻值，不同之处在于ITO膜的厚度在制备实施例16中改变为8nm，和在制备实施例17中改变为1,100nm。结果呈现在表1中。
当ITO膜的厚度如制备实施例16中那么薄时，因为第一透明电极的横截面积变小，电阻值增加，并且获得3.8千欧姆的电阻值性能。当ITO膜的厚度如制备实施例17中那么厚时，因为第一透明电极的横截面积变大，获得优异的电阻值，该电阻值为12.6欧姆。然而，考虑到透射比，ITO膜的厚度优选地更薄。因此，ITO膜的厚度优选地为如先前所描述的10nm或更大但是1,000nm或更小。
(制备实施例18和19)
以与制备实施例1中相同的方式中形成每个制备实施例18和19的输出提取端子部件并测量在获得的输出提取端子部件处的电阻值，不同之处在于氧化钛的致密空穴阻挡层的平均厚度在制备实施例18中改变为2.5nm，和在制备实施例19中改变为1,100nm。结果呈现在表1中。
在制备实施例18和19中，在空穴阻挡层具有2.5nm的平均厚度的情况中，因为展现高电阻值的表面层薄，所以获得低电阻值，即8.6欧姆，与没有微孔的情况相似(参见比较制备实施例2)。此外，即使当空穴阻挡层的平均厚度较厚时，通过形成与制备实施例1相似的微孔获得优异的电阻值，即19.3欧姆。然而，为了实现均匀膜的形成并防止在用于形成电子传输层的多孔层的烧制温度环境中ITO电极的电阻值的增加，同时确保高透射比，空穴阻挡层的平均厚度优选地为如先前所描述的5nm或更大但是1,000nm或更小。
(制备实施例20)
以与制备实施例1中相同的方式形成制备实施例20中的输出提取端子部件并测量在获得的输出提取端子部件处的电阻值，不同之处在于在用脉冲激光形成微孔之后将导电材料嵌入微孔中，如图6中所图解。结果呈现在表1中。
图6是当将导电材料嵌入输出提取端子部件的微孔中时测量电阻值的概念图。在图6中，附图标记51是输出提取端子部件(空穴阻挡层中的多个微孔)，附图标记52是用于2端子法中的测试引线，附图标记53是连接到数字万用表的引线，附图标记54是导电材料部件，和附图标记55是导电材料部件之间的距离。
在制备实施例20中，导电材料没有特别限制，只要导电材料具有低电阻值。导电材料的实例包括具有足够导电性和膜厚度的金属气相淀积膜或金属糊剂。导电材料部件之间的距离设定为5mm，并且将数字仪表的测试引线引脚设置在导电材料上。
因为通过在微孔中嵌入导电材料可以减小数字万用表的测试引线引脚和微孔中暴露的ITO区域之间的导电电阻，所以获得了优异的电阻值，即13.0欧姆。将导电材料嵌入微孔中是用于输出提取端子部件与引线的接触辅助的有效方法之一。
(制备实施例21)
以与制备实施例1中相同的方式产生在ITO膜上形成氧化钛的玻璃基板。
接下来，将在ITO上形成氧化钛的玻璃基板设定在沿面内方向可操作的平台上，并将具有349nm的激光波长(λ)的脉冲激光垂直地施加到该平台上的玻璃基板，调整扫描速度来以行的形式实现3.5微焦的每脉冲能量。行间距设定为60微米，并且激光处理的范围设定为10mm×10mm。在上述条件下获得的线形微孔具有15.9微米的平均宽度和60微米的平均间距，如表1所呈现的。在图4中图解了线形微孔30的间距和直径的概念图。在图4中，附图标记31是线形微孔30的间距，和附图标记32是线形微孔30的直径。
<输出提取端子部件的评估>
通过以与制备实施例1中相同的方式测量电阻值来进行输出提取端子部件的评估。结果，获得了57.7欧姆的优异的电阻值，即使该电阻值不如利用制备实施例1中的圆形微孔的电阻值那么优异。
(制备实施例22至26)
以与制备实施例21中相同的方式形成每个制备实施例22至26中的输出提取端子部件并测量在获得的输出提取端子部件处的电阻值，不同之处在于如表1中所呈现的，改变每脉冲能量以改变线形微孔的平均宽度。结果呈现在表1中。
从表1中的结果可以看出，在制备实施例22至26中，随着线形微孔的平均宽度相对于线形微孔的平均间距变大，因为ITO膜的横截面积减小，存在电阻增加的趋势。为了获得在输出提取端子部件处的低电阻值，在平均间距为60微米的情况中，线形微孔的平均宽度与线形微孔的平均间距的比优选地为15％或更大但是45％或更小，并且更优选地为20％或更大但是25％或更小(线形微孔的平均宽度：约10微米至约15微米)。
(制备实施例27至31)
以与制备实施例21中相同的方式形成每个制备实施例27至31中的输出提取端子部件并测量在获得的输出提取端子部件处的电阻值，不同之处在于如表1中所呈现的，改变脉冲间距以改变相邻线形微孔的平均间距。结果呈现在表1中。
与制备实施例22至26类似，从表1中的结果可以看出，在制备实施例27至31中，当线形微孔的平均间距相对于线形微孔的平均宽度变大时，存在接触电阻增加的趋势，并且当平均间距变小时，因为ITO膜的横截面积减小，电阻增加。为了获得在输出提取端子部件处的低电阻值，在平均宽度为约15微米的情况中，更优选地，线形微孔的平均宽度与线形微孔的平均间距的比为约25％(平均间距：约60微米)。
(比较制备实施例1)
以与制备实施例1中相同的方式形成比较制备实施例1中的输出提取端子部件并测量在获得的输出提取端子部件处的电阻值，不同之处在于微孔没有在ITO上形成氧化钛的玻璃基板中形成。结果呈现在表1中。
从表1中的结果可以看出，比较制备实施例1获得了高电阻值，即，32千欧姆。获得高电阻值的原因是因为最外表面处的空穴阻挡层的电阻值高并且数字万用表的测试引线引脚没有与作为第一透明电极的ITO膜直接接触。
(比较制备实施例2)
以与制备实施例1中相同的方式形成比较制备实施例2中的输出提取端子部件并测量在获得的输出提取端子部件处的电阻值，不同之处在于在ITO玻璃基板上没有形成致密空穴阻挡层。结果呈现在表1中。
从表1中的结果可以看出，比较制备实施例2获得非常低的电阻值，即，8.3欧姆。获得低电阻值的原因是因为数字万用表的测试引线引脚与作为第一透明电极的ITO膜直接接触，因为没有形成设置在最外表面并具有高电阻值的空穴阻挡层。为了抑制在用于形成电子传输层的多孔层的烧制温度环境中ITO电极的电阻值的增加，同时维持如先前所描述的高透射比，优选的是，在形成光电转换元件之后，利用空穴阻挡层作为包覆层，并且通过简单的激光处理等去除输出提取端子部件的空穴阻挡层，以暴露ITO电极。
(比较制备实施例3)
以与制备实施例1中相同的方式形成比较制备实施例3中的输出提取端子部件并测量在获得的输出提取端子部件处的电阻值，不同之处在于改变每脉冲能量和脉冲间距以使得相邻微孔彼此重叠(圆形微孔的平均直径与圆形微孔的平均间距的比为100％或更大)。结果呈现在表1中。
从表1中的结果可以看出，在比较制备实施例3中，电阻值非常大，处于绝缘状态。获得大电阻值的原因是因为下面的ITO膜以及空穴阻挡层被去除，从而损失了导电性。
[表1]
从以上描述清楚了解到，本公开内容可以提供具有低电阻并且能够优异提取输出电力的光电转换元件，这是由于空穴阻挡层中多个微孔的形成和形状。
(制备实施例101)
使用由金属钛形成的靶，通过用氧气反应溅镀在ITO(平均膜厚度：300nm)玻璃基板上形成致密空穴阻挡层，该致密空穴阻挡层由氧化钛形成并且具有100nm的平均厚度。
<具有圆形微孔的输出提取端子部件和串联电池连接部件的形成>
将ITO设定在沿面内方向可操作的平台上，并且将具有349nm的激光波长(λ)的脉冲激光垂直施加在该平台上的玻璃基板，调整激光以实现8.0微焦的每脉冲能量和110微米的脉冲间距。激光处理的范围设定为10mm×10mm。在上述条件下获得的微孔具有41.1微米的平均直径和110微米的平均间距，如表2中所呈现的。
在图3中图解了圆形微孔20的间距和孔径的概念图。在图3中，附图标记21是圆形微孔20的间距并且附图标记22是圆形微孔20的直径。
<开口面积比>
通过使用光学显微镜测量微孔的直径和平均间距并计算每单位面积的输出提取端子部件的微孔的开口面积比，来确定微孔的开口面积比。
<输出提取端子部件和串联电池连接部件的评估>
根据2端子法测量获得的输出提取端子部件和串联电池连接部件的电阻值。为了测量电阻值，使用可获得自KAISE CORPORATION的数字万用表KU-2608(测试引线100-50)，并且以使得引脚(2个端子)的边缘之间的距离为5mm的方式设置测试引线。图5中图解了根据2端子法测量输出提取端子部件(空穴阻挡层中的多个微孔)的电阻值的概念图。在图5中，附图标记41是输出提取端子部件(空穴阻挡层中的多个微孔)，附图标记42是2端子法中的测试引线，附图标记43是连接到数字万用表的引线，和附图标记44是测试引线的引脚边缘之间的距离。作为测量的结果，获得了优异的电阻值性能，即，6,294欧姆的电阻值。
(制备实施例102至105)
以与制备实施例101中相同的方式形成每个制备实施例102至105中的输出提取端子部件和串联电池连接部件并测量电阻值，不同之处在于如表2中所呈现的，改变脉冲间距以改变相邻微孔的平均间距。结果呈现在表2中。
(制备实施例106)
以与制备实施例101中相同的方式产生在ITO上形成氧化钛的玻璃基板。
接下来，将在ITO上形成氧化钛的玻璃基板设定在沿面内方向可操作的平台上，并将具有349nm的激光波长(λ)的脉冲激光垂直施加在该平台上的玻璃基板，调整扫描速度来以行的形式实现3.4微焦的每脉冲能量。行间距设定为50微米，并且激光处理的范围设定为10mm×10mm。在上述条件下获得的线形微孔具有14.4微米的平均宽度和50微米的平均间距，如表2中所呈现的。在图4中图解了线形微孔30的间距和直径的概念图。在图4中，附图标记31是线形微孔30的间距并且附图标记32是线形微孔30的直径。
<输出提取端子部件和串联电池连接部件的评估>
通过以与制备实施例101中相同的方式测量电阻值来进行输出提取端子部件的评估。结果，获得了81.0欧姆的电阻值。
(制备实施例107至117)
以与制备实施例106中相同的方式形成每个制备实施例107至117中的输出提取端子部件并测量电阻值，不同之处在于如表2中所呈现的，改变每脉冲能量以改变线形微孔的平均宽度。结果呈现在表2中。
在制备实施例107至117中，当开口面积比变小时，接触电阻增加。另一方面，当开口面积比变大时，因为ITO膜的横截面积减小，存在电阻增加的趋势。
注意，在图7中图解了每个制备实施例101至117中微孔的开口面积率与每个制备实施例101至117中的电阻值的关联图。
[表2]
(实施例101)
<氧化钛半导体电极的制备>
使用由金属钛形成的靶，通过用氧气反应溅镀在ITO(平均膜厚度：300nm)玻璃基板上形成致密空穴阻挡层，该致密空穴阻挡层由氧化钛形成并且具有50nm的平均厚度。
接下来，通过珠磨机处理3g氧化钛(P90，可获得自Nippon Aerosil Co.,Ltd.)、0.2g乙酰基丙酮和0.3g表面活性剂(聚氧乙烯辛基苯基醚，可获得自Wako Pure ChemicalIndustries,Ltd.)，连同5.5g水和1.0g乙醇一起，持续12小时，从而获得分散液。
向获得的分散液加入1.2g聚乙二醇(#20,000)以产生糊剂。
将糊剂以所施加的糊剂的平均厚度为1.5微米的方式施加到空穴阻挡层上。在室温下干燥糊剂后，将糊剂在500摄氏度下在空气中烧制30分钟，然后在70摄氏度下浸入100mM四氯化钛水溶液中，持续60分钟。再次，将所得物在450摄氏度下在空气中烧制60分钟，从而形成多孔电子传输层。
<光电转换元件的制备>
在将氧化钛半导体电极浸入D102之后，D102由下面的结构式(2)表示并且可获得自MITSUBISHIPAPER MILLS LIMITED(0.5mM，乙腈/叔丁醇(体积比为1:1)溶液)，将得到的氧化钛半导体电极在黑暗中静置1小时以允许光敏材料被吸附到氧化钛半导体电极上。
通过旋转涂覆将溶液施加到带有光敏化合物的氧化钛半导体电极上，以形成空穴传输层(平均厚度：300nm)。通过将可获得自KANTO CHEMICAL CO.,LTD.的12.83mg双(三氟甲磺酰基)酰亚胺锂和可获得自Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.的21.97mg 4-吡咯烷基吡啶(PyP)加入到1ml的氯苯溶液中来制备溶液，该氯苯溶液包括由下述结构式(名称：2,2',7,7'-四(N,N-二-对甲氧基苯基氨基)-9,9'-螺二芴，产品编号：SHT-263，可获得自Merck KGaA；CAS No.207739-72-8)表示的183.1mg有机空穴传输材料。
[化学式4]
接下来，在该状态下，在输出提取端子部件和串联电池连接部件上进行制备实施例105中微孔的形成，随后通过真空气相淀积在加工的空穴传输层上沉积100nm的银以形成第二电极，从而产生光电转换元件。
接下来，以与制备实施例101中相同的方式来确定获得光电转换元件的开口面积比(输出提取端子部件和串联电池连接部件中的微孔的总面积与输出提取端子部件和串联电池连接部件的面积的比)。此外，用下面描述的方法来确定在发电层下方的区域对500nm的光的透射比(其中没有形成微孔的空穴阻挡层的区域和第一透明电极对具有500nm波长的光的透射比)和微孔加工区域的总电阻值(输出提取端子部件和串联电池连接部件的总电阻值)。结果呈现在表3-1中。
<在发电层下方的区域对500nm的光的透射比>
通过可获得自JASCO Corporation的紫外可见光分光光度计V-660DS测量在300nm至600nm的波长范围内的透射比，并记录在500nm处的透射比。
<微孔加工区域的总电阻值>
基于在每个制备实施例中获得的电阻值，以下述方式计算微孔加工区域的总电阻值。
在制备实施例101至制备实施例105中，在开口面积比为27.1％处的电阻值为76欧姆，和微孔形成区域的数量总计为3个，即，输出提取端子部件(正极和负极)和一个串联电池连接，因为串联的电池数量为1。给予光电转换元件的微孔形成区域的串联电阻计算为76欧姆×3(区域)＝228欧姆。
在制备实施例106至制备实施例117中，此外，在开口面积比为82.4％的电阻值为1,567欧姆，和微孔形成区域的数量总计为8个，即，输出提取端子部件(正极和负极)和六个串联电池连接，因为串联的电池数量为6。因此，给予光电转换元件的微孔形成区域的串联电阻计算为1,567欧姆×8(区域)＝12,536欧姆。
<光电转换元件的评估>
用白色LED照射(200Lux和10,000Lux)测量获得的光电转换元件的光电转换效率。通过使用高显色性LED台灯(CDS-90α，可获得自Cosmotechno.Co.,Ltd.，学习模式)作为白色LED和太阳能电池评估系统(As-510-PV03，可获得自NF CORPORATION)作为评估器(evaluator)进行测量。结果呈现在表3-1至3-3中。
表3-3中的光电转换值Rs是光电转换元件的串联电阻，并且是由与电流从正变为负的测量点Voc相邻的几个点之间的倾斜角计算的。计算方法没有特别限制。光电转换值Rs与通用太阳能电池评估系统计算的Rs相同。
(实施例102和103)
以与实施例101中相同的方式制备和评估光电转换元件，不同之处在于制备实施例103中的微孔加工在输出提取端子部件和实施例102中的串联电池连接部件上进行，和制备实施例112中的微孔加工在实施例103中的输出提取端子部件和串联电池连接部件上进行。结果呈现在表3-1至3-3中。
在开口面积比为16.4％和75.0％的情况中，光电转换元件的光电转换特性在200Lux的环境和10,000Lux的环境下均具有与实施例101类似的光电转换特性。
(实施例104至107)
以与实施例101中相同的方式制备和评估光电转换元件，不同之处在于制备实施例105(在实施例104中)、制备实施例103(在实施例105中)、制备实施例112(在实施例106中)和制备实施例115(在实施例107中)的微孔加工在输出提取端子部件和串联电池连接部件上进行以制备光电转换元件，在每个光电转换元件中包括第一透明电极和第二电极的6个电池串联连接，第一透明电极和第二电极二者被分为多个电极并设置在相同的基板上(与日本未审查专利申请公开号2014-143333中公开的图1相同的结构)。结果呈现在表3-1至3-3中。
在实施例104中，具有27.1％的开口面积比的光电转换元件的Rs比实施例101中的Rs大1位(digit)。发现光电转换元件的Rs根据串联连接的电池的数量而变化。
因为在实施例105至107中每个光电转换元件的Rs增加，所以具有16.4％、75.0％和82.4％的开口面积比的光电转换元件的光电转换特性在200Lux的环境和10,000Lux的环境中均与实施例104类似。
(实施例108和109)
以与实施例101中相同的方式制备和评估光电转换元件，不同之处在于空穴阻挡层的平均厚度在实施例108中改变为5nm和在实施例109改变为300nm。结果呈现在表3-1至3-3中。
当空穴阻挡层的平均厚度为5nm和300nm时，展现优异的光电转换特性。
(实施例110)
以与实施例101中相同的方式制备和评估光电转换元件，不同之处在于将空穴阻挡层改变为氧化铌。结果呈现在表3-1至3-3中。
即使当空穴阻挡层是与多孔电子传输层不同的金属氧化物半导体材料时，光电转换元件也展现优异的光电转换特性。
(实施例111)
以与实施例101中相同的方式制备和评估光电转换元件，不同之处在于用FTO代替ITO。结果呈现在表3-1至3-3中。
当将ITO改变为FTO时，正好在发电层下面的透射比略微下降，并且Isc降低，从而略微降低Pmax。
(比较实施例101和102)
以与实施例101中相同的方式制备和评估每个光电转换元件，不同之处在于制备实施例115中的微孔加工在比较实施例101中的输出提取端子部件和串联电池连接部件上进行，和制备实施例116中的微孔加工在比较实施例102中的输出提取端子部件和串联电池连接部件上进行。结果呈现在表3-1至3-3中。
在比较实施例101中，开口面积比为82.4％的光电转换元件在200Lux的环境中具有与实施例1类似的光电转换特性，但是在10,000Lux的环境中，Rs增加并且填充系数(FF)减小以使Pmax减小。
发现光电转换元件具有的Rs根据照明环境而变化，并且当通过将微孔加工区域的电阻值乘以加工区域的数量计算的微孔加工区域的总电阻值超出光电转换元件具有的Rs时，Rs大于微孔加工区域的总电阻值。
此外，在比较实施例102中，微孔加工区域的总电阻值大于源自光电转换元件的Rs，即使在200Lux的环境中，当开口面积比为87.4％时，Rs增加，和填充系数(FF)减小以使Pmax降低。
(比较实施例103)
以与实施例104中相同的方式制备和评估光电转换元件，不同之处在于将微孔加工改变为制备实施例116中的微孔加工。结果呈现在表3-1至3-3中。
在比较实施例103中，开口面积比为87.4％的光电转换元件在200Lux的环境中具有与实施例104类似的光电转换元件，但是在10,000Lux的环境中，微孔加工区域的总电阻值大于光电转换元件具有的Rs，Rs增加并且填充系数(FF)减小以使Pmax减小。
(比较实施例104和105)
以与实施例101中相同的方式制备和评估光电转换元件，不同之处在于微孔加工在比较实施例104中改变为制备实施例101中的微孔加工，和在比较实施例105中改变为制备实施例117中的微孔加工。结果呈现在表3-1至3-3中。
当比较实施例104和105中的开口面积比为11.0％和90.0％时，微孔加工区域的总电阻值大于光电转换元件具有的Rs，Rs增加，并且填充系数(FF)减小以使Pmax减小，因为接触电阻增加，并且电阻增加是由于在每个比较实施例104和105中ITO膜的横截面积减小。
(比较实施例106)
以与实施例101中相同的方式制备和评估光电转换元件，不同之处在于空穴阻挡层没有在输出提取端子部件和串联电池连接部件上形成，并且暴露ITO玻璃基板。结果呈现在表3-1至3-3中。
当如比较实施例106中，第一ITO电极的输出提取端子部件和串联电池连接部件没有被致密空穴阻挡层覆盖时，由于在制备光电转换元件期间烧制并浸入在四氯化钛水溶液中，第一ITO电极的电阻值显著增加，因此不能从光电转换元件提取输出电力。
[表3-1]
[表3-2]
与表3-2中的Rs的数值一起使用的符号“E”表示“指数”，后面的数值作为10的基数，并且指示由10为基数的指数乘以“E”前面的数值所表示的数值。例如，“1.0E+03”指示“1.0×103”。
[表3-3]
与表3-3中的Rs的数值一起使用的符号“E”表示“指数”，后面的数值作为10的基数，并且指示由10为基数的指数乘以“E”前面的数值所表示的数值。例如，“1.0E+03”指示“1.0×103”。
从以上描述清楚了解到，发现本公开内容可以提供一种能够提取优异的输出电力的光电转换元件，该光电转换元件具有不损害光电转换特性的电阻，并且由于空穴阻挡层中的多个微孔的形成实现串联电池连接。
例如，本公开内容的实施方式如下。
<1>一种光电转换元件，其包括：
第一基板；
设置在第一基板上的第一透明电极；
设置在第一透明电极上的空穴阻挡层；
电子传输层，其设置在空穴阻挡层上并且包括在其表面上吸附光敏化合物的电子传输半导体；
空穴传输层，其连接至电子传输层并且包括空穴传输材料；和
设置在空穴传输层上的第二电极，
其中该光电转换元件包括输出提取端子部件，该输出提取端子部件配置为从光电转换元件提取电力，并且输出提取端子部件形成有穿透空穴阻挡层的多个微孔。
<2>根据<1>所述的光电转换元件，
其中配置为从光电转换元件提取电力的输出提取端子部件，和配置为将第二电极连接到第一透明电极的串联电池连接部件形成有穿透空穴阻挡层的多个微孔。
<3>根据<2>所述的光电转换元件，
其中输出提取端子部件和串联电池连接部件的总电阻值小于光电转换元件的串联电阻Rs。
<4>根据<2>或<3>所述的光电转换元件，
其中输出提取端子部件和串联电池连接部件中微孔的总面积与输出提取端子部件和串联电池连接部件的面积之间的比为16.4％或更大但是小于82.4％。
<5>根据<1>至<4>中任一项所述的光电转换元件，
其中在空穴阻挡层中形成的多个微孔穿透第一透明电极以到达第一基板。
<6>根据<1>至<5>中任一项所述的光电转换元件，
其中第一透明电极是氧化铟锡(ITO)透明膜。
<7>根据<1>至<6>中任一项所述的光电转换元件，
其中第一透明电极的平均厚度是10nm或更大但是1,000nm或更小，并且空穴阻挡层的平均厚度是5nm或更大但是1,000nm或更小。
<8>根据<1>至<7>中任一项所述的光电转换元件，
其中多个微孔的总开口面积与输出提取端子部件的面积的比为5％或更大但是60％或更小。
<9>根据<8>所述的光电转换元件，
其中多个微孔的开口是圆形，圆形微孔的平均直径与相邻圆形微孔之间的最小距离的平均值(平均间距)的比为25％或更大但是85％或更小，并且平均间距为20微米或更大但是90微米或更小。
<10>根据<8>所述的光电转换元件，
其中多个微孔的开口是线形，线形微孔的平均宽度与相邻线形微孔之间的最小距离的平均值(平均间距)的比为15％或更大但是45％或更小，并且平均间距为40微米或更大但是100微米或更小。
<11>根据<1>至<10>中任一项所述的光电转换元件，
其中光电转换元件包括在输出提取端子部件的至少一部分上形成的导电材料膜，以在多个微孔中嵌入导电材料，以进行输出电力的提取。
<12>根据<1>至<11>中任一项所述的光电转换元件，
其中空穴阻挡层为金属氧化物半导体，其包括选自下列的至少一种：氧化钛、氧化铌、氧化镁、氧化铝、氧化锌、氧化钨和氧化锡。
<13>根据<1>至<12>中任一项所述的光电转换元件，
其中空穴阻挡层的未形成微孔的区域和第一透明电极对波长为500nm的光的透射比为70.0％或更大。
<14>根据<1>至<13>中任一项所述的光电转换元件，
其中光电转换元件为染料敏化太阳能电池，其包括金属氧化物半导体并且金属氧化物半导体用染料敏化。
<15>一种太阳能电池模块，其包括；
多个根据<1>至<14>中任一项所述的光电转换元件，其中光电转换元件串联或平行连接。
根据<1>至<14>中任一项所述的光电转换元件和根据<15>的太阳能电池模块可解决本领域存在的上述问题并且可实现本公开内容的目的。
参考符号列表
1：第一基板
2：第一透明电极
3：空穴阻挡层
4：电子传输层
5：光敏化合物
6：空穴传输层
7：第二电极
8、9：输出提取端子部件
10：串联电池连接部件
11、12：引线

Claims (34)

1.一种光电转换元件，其包括：
第一基板；
设置在所述第一基板上的第一透明电极；
设置在所述第一透明电极上的空穴阻挡层；
电子传输层，其包括电子传输半导体；
空穴传输层，其包括空穴传输材料；和
第二电极，
其中所述光电转换元件包括配置为从所述光电转换元件提取电力的输出提取端子部件，并且所述输出提取端子部件形成有穿透所述空穴阻挡层的多个微孔，其中所述输出提取端子部件形成在所述空穴阻挡层的末端区域，在所述区域中所述电子传输层、所述空穴传输层和所述第二电极均未设置，其中所述多个微孔的开口为圆形，圆形微孔的平均直径与相邻圆形微孔之间的最小距离的平均值即平均间距的比为31.8％或更大但是60％或更小，所述平均间距为20微米或更大但是60微米或更小，并且所述第一透明电极的平均厚度为10nm或更大。
2.根据权利要求1所述的光电转换元件，其中所述第一透明电极的平均厚度为1,000nm或更小。
3.根据权利要求1所述的光电转换元件，其中所述多个微孔嵌有导电材料。
4.根据权利要求1所述的光电转换元件，
其中配置为将所述第二电极连接到所述第一透明电极的串联电池连接部件形成有穿透所述空穴阻挡层的多个微孔。
5.根据权利要求4所述的光电转换元件，
其中所述输出提取端子部件和所述串联电池连接部件的总电阻值小于所述光电转换元件的串联电阻Rs。
6.根据权利要求4或5所述的光电转换元件，
其中所述输出提取端子部件和所述串联电池连接部件中微孔的总面积与所述输出提取端子部件和所述串联电池连接部件的面积之间的比为16.4％或更大但是小于82.4％。
7.根据权利要求1所述的光电转换元件，
其中在所述空穴阻挡层中形成的多个微孔穿透所述第一透明电极以到达所述第一基板。
8.根据权利要求1所述的光电转换元件，
其中所述第一透明电极是氧化铟锡(ITO)透明膜。
9.根据权利要求1所述的光电转换元件，
其中所述第一透明电极的平均厚度为1,000nm或更小，并且所述空穴阻挡层的平均厚度为5nm或更大但是1,000nm或更小。
10.根据权利要求1所述的光电转换元件，
其中所述多个微孔的总开口面积与所述输出提取端子部件的面积的比为5％或更大但是60％或更小。
11.根据权利要求10所述的光电转换元件，
其中圆形微孔的平均直径与相邻圆形微孔之间的最小距离的平均值即平均间距的所述比为31.8％或更大但是50％或更小。
12.根据权利要求1所述的光电转换元件，
其中所述光电转换元件包括在所述输出提取端子部件的至少一部分上形成的导电材料膜，以将导电材料嵌入所述多个微孔中，以进行输出电力的提取。
13.根据权利要求1所述的光电转换元件，
其中所述空穴阻挡层为金属氧化物半导体，所述金属氧化物半导体包括选自下列的至少一种：氧化钛、氧化铌、氧化镁、氧化铝、氧化锌、氧化钨和氧化锡。
14.根据权利要求1所述的光电转换元件，
其中所述空穴阻挡层的未形成微孔的区域和第一透明电极对波长为500nm的光的透射比为70.0％或更大。
15.根据权利要求1所述的光电转换元件，
其中所述光电转换元件为包括金属氧化物半导体的染料敏化太阳能电池，并且所述金属氧化物半导体用染料敏化。
16.根据权利要求1所述的光电转换元件，进一步包括在所述电子传输半导体的表面上吸附的光敏化合物。
17.一种电源装置，其包括根据权利要求1至16中任一项所述的光电转换元件。
18.一种光电转换元件，其包括：
第一基板；
设置在所述第一基板上的第一透明电极；
设置在所述第一透明电极上的空穴阻挡层；
化合物半导体；
空穴传输层，其包括空穴传输材料；和
第二电极,
其中所述光电转换元件包括配置为从所述光电转换元件提取电力的输出提取端子部件，并且所述输出提取端子部件形成有穿透所述空穴阻挡层的多个微孔，其中所述输出提取端子部件形成在所述空穴阻挡层的末端区域，在所述区域中所述化合物半导体、所述空穴传输层和所述第二电极均未设置，其中所述多个微孔的开口为圆形，圆形微孔的平均直径与相邻圆形微孔之间的最小距离的平均值即平均间距的比为31.8％或更大但是60％或更小，所述平均间距为20微米或更大但是60微米或更小，并且所述第一透明电极的平均厚度为10nm或更大。
19.根据权利要求18所述的光电转换元件，其中所述第一透明电极的平均厚度为1,000nm或更小。
20.根据权利要求18所述的光电转换元件，其中所述多个微孔嵌有导电材料。
21.根据权利要求18所述的光电转换元件，所述化合物半导体包含钙钛矿结构。
22.根据权利要求18所述的光电转换元件，所述化合物半导体包含金属的硫属化合物。
23.根据权利要求18至22中任一项所述的光电转换元件，
其中配置为将所述第二电极连接到所述第一透明电极的串联电池连接部件形成有穿透所述空穴阻挡层的多个微孔。
24.根据权利要求23所述的光电转换元件,
其中所述输出提取端子部件和所述串联电池连接部件的总电阻值小于所述光电转换元件的串联电阻Rs。
25.根据权利要求23所述的光电转换元件，
其中所述输出提取端子部件和所述串联电池连接部件中微孔的总面积与所述输出提取端子部件和所述串联电池连接部件的面积之间的比为16.4％或更大但是小于82.4％。
26.根据权利要求24所述的光电转换元件，
其中所述输出提取端子部件和所述串联电池连接部件中微孔的总面积与所述输出提取端子部件和所述串联电池连接部件的面积之间的比为16.4％或更大但是小于82.4％。
27.根据权利要求18所述的光电转换元件,
其中在所述空穴阻挡层中形成的多个微孔穿透所述第一透明电极以到达所述第一基板。
28.根据权利要求18所述的光电转换元件，
其中所述第一透明电极是氧化铟锡(ITO)透明膜。
29.根据权利要求18所述的光电转换元件，
其中所述第一透明电极的平均厚度为1,000nm或更小，并且所述空穴阻挡层的平均厚度为5nm或更大但是1,000nm或更小。
30.根据权利要求18所述的光电转换元件，
其中所述多个微孔的总开口面积与所述输出提取端子部件的面积的比为5％或更大但是60％或更小。
31.根据权利要求30所述的光电转换元件，
其中圆形微孔的平均直径与相邻圆形微孔之间的最小距离的平均值即平均间距的所述比为31.8％或更大但是50％或更小。
32.根据权利要求18所述的光电转换元件，
其中所述光电转换元件包括在所述输出提取端子部件的至少一部分上形成的导电材料膜，以将导电材料嵌入所述多个微孔中，以进行输出电力的提取。
33.根据权利要求18所述的光电转换元件，
其中所述空穴阻挡层为金属氧化物半导体，所述金属氧化物半导体包括选自下列的至少一种：氧化钛、氧化铌、氧化镁、氧化铝、氧化锌、氧化钨和氧化锡。
34.根据权利要求18所述的光电转换元件，
其中所述空穴阻挡层的未形成微孔的区域和第一透明电极对波长为500nm的光的透射比为70.0％或更大。
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