CN1881622A - 叠层结构体、光电转换元件及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供通过实现电子移动后的电荷分离状态的长寿命化,可以实现具有实用性的光电转换效率的光电转换元件、及具备所述光电转换元件,且可靠性高的电子设备。本发明的光电转换元件具有:第一电极、与第一电极对向配置的第二电极、位于它们之间的电子输送层(基体)(40)、与电子输送层(40)接触的光电转换层(D)、位于电子输送层(40)和第二电极之间并与光电转换层(D)接触的空穴输送层。该光电转换层(D),如图4所示,具有:与电子输送层(40)键合的第二膜(2)、第三膜(3)、位于第二膜(2)和第三膜(3)之间的第一膜(4)。其中,第一膜(4)由聚合物构成。

Description

叠层结构体、光电转换元件及电子设备
技术领域
本发明涉及叠层结构体、光电转换元件及电子设备。
背景技术
以往开始,作为对环境友好的电源,使用硅的光电转换元件即所谓的太阳电池备受瞩目。使用硅的太阳电池中,有使用在人造卫星等的单晶硅类型的太阳电池,但作为实用的太阳电池,尤其使用多晶硅的太阳电池或使用非晶形硅的太阳电池作为工业用或家庭用开始得到实用化。
然而,这些使用硅的太阳电池,任何一个制造成本都高,另外,制造上需要很大的能量,因此,不能称得是节能电源。
作为替代上述太阳电池开发的下一代太阳电池,还有人提出了色素敏化太阳电池,其制造成本低,另外,制造能量少(参照例如,专利文献1)。
然而,色素敏化太阳电池的现状是光电转换效率还不够高且不够达到实用化。
为了解决所述问题,提出了如下所述的技术,即:通过使用作为适合光催化剂等用途的材料的纳米管状的结晶氧化钛(氧化钛纳米管),提高色素敏化太阳电池的光电转换效率(参照例如,专利文献2)。
但是,在适于太阳电池的高质量的纳米管状的结晶氧化钛的制造上,存在技术及成本增多问题。
【专利文献1】特开平1-220380号公报
【专利文献2】特开2004-146663号公报
发明内容
本发明的目的之一在于提供通过实现电子移动后的电荷分离状态的长寿命化,可以实现具有实用性的光电转换效率的光电转换元件、及具备所述光电转换元件,且可靠性高的电子设备。
这样的目的通过下述的本发明实现。
本发明的一种叠层结构体,其特征在于,具有:基体、第一膜、包含多个第一结构单位的第二膜、和包含多个第二结构单位的第三膜,所述第一膜配置在所述第二膜和所述第三膜之间,所述第二膜配置在所述基体和所述第一膜之间,所述第一膜,与所述多个第一结构单位中的至少一个第一结构单位、或所述多个第二结构单位中的至少一个第二结构单位进行化学键合,在所述第二膜和所述第三膜之间,通过赋予能量,引起电子移动。
由此,例如,叠层结构体发挥以下效果:抑制电子的逆向移动;或抑制将由光、电、热、放射线、元粒子线等的能量赋予等而产生的自由基离子等中间体进行捕捉的化学类的透过。因而,能够实现电荷分离状态的长寿命化。
本发明的其他的叠层结构体,其特征在于,包含:基体、被覆所述基体的第一膜、多个第一结构单位、和多个第二结构单位,所述第一结构单位配置在所述基体和所述第一膜之间,所述第一膜配置在所述多个第一结构单位和所述多个第二结构单位之间,通过赋予能量,在所述多个第一结构单位中的至少一个第一结构单位及所述多个第二结构单位中的至少一个第二结构单位中的至少一方、和所述基体之间,引起电子移动。
还有,在所述至少一个第一结构单位及所述至少一个第二结构单位、和所述基体之间的电子移动中,也可以在中间经由另一方的结构单位或其他的结构单位。例如在电子从所述至少第二结构单位开始向所述基体移动的情况下,可以构成为经由所述多个第一结构单位中的任一个,也可以将与所述多个第一结构单位不同的其他的结构单位作为中间性电子接收体。
在上述的叠层结构体中,例如,在所述至少一个第一结构单位和所述基体之间进行电子的接收的情况下,由于该电子的接收,可能生成所述至少一个结构单位的阴性自由基(anion radical)或阳性自由基等中间体。在这种情况下,所述第一膜能够对所述至少一个第二结构单位的中间体起到抑制电子逆向移动的作用。作为其理由,可以枚举例如,利用所述第一膜禁止所述多个第二结构单位和所述基体靠近。
另外,在所述至少一个第二结构单位和所述基体之间进行了电子的接收的情况下,在电子经由所述多个第一结构单位中的其中任一个时,可能生成所述多个第一结构单位中的任一种的阴性自由基或阳性自由基等中间体。
在这样的情况下,第一膜起到抑制捕捉该中间体的化学类的浸透等作用,其结果,能够实现电荷分离状态的长寿命化。
在本发明的叠层结构体中,优选所述第一膜具有以下所述功能:抑制通过所述电子的移动而从所述第二膜及所述第三膜中的任一方的膜移动到另一方的膜的电子,从所述另一方的膜移动到所述一方的膜。
由此,能够延迟例如电子逆向移动的速度,即电子从第二膜2侧朝向第三膜3侧移动的速度。其结果,难以发生电子逆向移动,因此,能够提高太阳电池的光电转换效率。
在本发明的叠层结构体中,优选所述多个第一结构单位及所述多个第二结构单位当中的至少一个,与所述第一膜化学键合。
由此,例如,能够更牢固地键合。
在本发明的叠层结构体中,优选所述键合为共价键键合。
由此,例如,所述键合形成更牢固的键合。
在本发明的叠层结构体中,优选所述基体包含半导体材料及金属材料中的至少一方。
例如,通过适宜选择键合基,能够更牢固地键合这些材料和所述键合基。
在本发明的叠层结构体中,优选所述多个第一结构单位利用键合基,与所述基体键合。
由此,例如可以将第一结构单位更加牢固地键合到基体。
在本发明的叠层结构体中,优选所述第一膜通过聚合分别与所述多个第一结构单位键合的聚合性基及分别与所述第二结构单位键合的聚合性基当中的至少一个而得到。
由此,例如,能够容易地得到与第一结构单位进行化学键合的第一膜。
本发明的叠层结构体优选所述叠层结构体还具有第四膜,所述多个第二结构单位配置在所述第四膜和所述第一膜之间。
由此,例如,能够更可靠地防止由聚合物构成的致密的膜,第一膜、第二膜、第三膜及基体,与水分接触。其结果,能够抑制第一膜、第二膜、第三膜及基体的劣化,能够实现光电转换元件的长寿命化。
本发明的叠层结构体,优选所述叠层结构体还具有多个极性基,所述第四膜配置在所述多个极性基和所述多个第二结构单位之间。
由此,例如,能够提高光电转换元件从电解液接收电子的效率。
在本发明的叠层结构体中,优选所述多个第一结构单位的每一个或所述多个第二结构单位的每一个包含金属络合物。
例如,金属络合物的能够吸收光的波长范围较广,具有优越的光敏。
本发明的光电转换元件,其特征在于,具备:本发明的叠层结构体。
由此,例如,能够得到具有高光电转换效率的光电转换元件。
本发明的光电转换元件,其特征在于,包含所述的叠层结构体,所述基体通过所述光电转换元件受光,向所述多个第一结构单位及所述多个第二结构单位当中的至少一个供给电子,或者通过所述光电转换元件受光,从所述多个第一结构单位及所述多个第二结构单位当中的至少一个接收电子。
由此,例如,能够得到高光电转换效率的光电转换元件。
在本发明的光电转换元件中,优选所述基体包含电极。
由此,例如,能够省去电子输送层,得到简略化结构及制造工序的光电转换元件。
在本发明的光电转换元件中,优选所述基体在所述电极和所述多个第一结构单位之间具有载流子输送部。
由此,例如,能够提高光电转换元件的光电转换效率。
本发明的电子设备,其特征在于,具备本发明的光电转换元件。
由此,能够得到可靠性高的电子设备。
在本发明的叠层结构体中,键合基优选硫醇基、磺酸基、羧基及叔氨基中的至少一个。
例如,这些键合基,能够与半导体材料或金属材料更牢固地键合。即,可以利用键合基使光电转换层和电子输送层在空间上靠近,在光电转换层和电子输送层之间有效引起电子的移动。还有,能够从电子输送层进而向电极输送电子。
在本发明的叠层结构体中,聚合性基优选能够自由基聚合的不饱和烃基。
由此,例如,能够更容易地进行聚合性基向聚合物的转化。
在本发明的叠层结构体中,优选第四膜进行多个第三结构单位分别键合的聚合性基和多个第四结构单位分别键合的聚合性基的聚合而构成。
由此,例如,能够使第四膜,与第三结构单位及第四结构单位更牢固地键合。
在本发明的叠层结构体中,优选金属络合物为钌络合物或铁络合物。
例如,作为这些络合物,使用尤其具有优越的光敏,化学稳定性也较高的络合物。
在本发明的叠层结构体中,优选第一结构单位具有接收电子的电子接收部。
由此,例如,电子能够更高速移动。能够提高光电转换元件的光电转换效率。
在本发明的叠层结构体中,优选电子接收部具有由下述通式(1)表示的结构。
【化学式1】
例如,由于由上述通式(1)表示的结构在电子接收性上尤其优越,因此,电子能够从第二膜向基体侧尤其以高速移动。
附图说明
图1是表示将本发明的光电转换元件适用于色素敏化太阳电池的情况下的第一实施方式的局部剖视图。
图2是表示如图1所示的色素敏化太阳电池的厚度方向的中央部附近的剖面的放大图。
图3是表示电子输送层及光电转换层的结构的示意图。
图4是表示本发明的叠层结构体的第一实施方式的示意图。
图5是用于说明制造如图4所示的叠层结构体的方法的示意图。
图6是表示本发明的叠层结构体的第二实施方式的示意图。
图7是表示本发明的叠层结构体的第三实施方式的示意图。
图8是表示本发明的叠层结构体的第四实施方式的示意图。
图9是适用了本发明的电子设备的台式电子计算机的俯视图。
图10是表示适用了本发明的电子设备的移动电话机(包含PHS)的立体图。
图中,1-叠层结构体、2-第二膜、3-第三膜、4-第一膜、5-键合基、6a,6b-聚合性基、7a,7b,7c,7d-疏水性基、8-色素、9-电子接收部、11,11’,11”-极性基、12-保护膜(第四膜)、10-太阳电池、20-基板、30-第一电极、40-电子输送层、41-空位、D-光电转换层、50-空穴输送层、60-第二电极、70-外部电路、100-台式电子计算机、101-主体部、102-显示部、103-操作按钮、104-太阳电池设置部、200-移动电话机、201-主体部、202-显示部、203-操作按钮、204-受话器耳承、205-送话器口承、206-太阳电池设置部。
具体实施方式
以下,对本发明的叠层结构体及光电转换元件的附图所示的适宜的实施方式进行说明。
(第一实施方式)
首先,对本发明的叠层结构体以及光电转换元件的第一实施方式进行说明。
图1是表示将本发明的光电转换元件适用于色素敏化太阳电池的情况下的第一实施方式的局部剖视图,图2是表示如图1所示的色素敏化太阳电池的厚度方向的中央部附近的剖面的放大图,图3是表示电子输送层及光电转换层的结构的示意图,图4是表示本发明的叠层结构体的第一实施方式的示意图,图5是用于说明制造如图4所示的叠层结构体的方法的示意图。
如图1所示的色素敏化太阳电池(本发明的光电转换元件)10具有:第一电极30、与第一电极30对向设置的第二电极60、位于它们之间的作为载流子输送层(载流子输送部)发挥功能的电子输送层40、与电子输送层40接触的光电转换层D、和位于电子输送层40和第二电极60之间并与光电转换层D接触的空穴输送层50。
另外,色素敏化太阳电池(以下,简称为“太阳电池”)10设置在基板20上。
以下,对各构成要素进行说明。还有,在以下的说明中,将图1中的各层的上侧的面称为“上面”,将下侧的面称为“下面”。
基板20用于支持第一电极30、电子输送层(基体)40、光电转换层D、空穴输送层50及第二电极60,并由平板状部件构成。还有,上述基体在本实施方式中对应于电子输送层40,但在后详细记述的电子输送层40也可以省略,在该情况下,基体对应于第一电极(电极)30。
在本实施方式的太阳电池10中,如图1所示,通过从基板20侧及后述的第一电极30侧入射例如,太阳光等光(以下,简称为“光”)而使用。因而,优选基板20及第一电极30分别对入射的光具有充分的透射比,或者基本上透明(无色透明、有色透明或半透明)。由此,可以使光有效地到达后述的光电转换层D。
作为基板20的构成材料,可以列举例如,玻璃材料、陶瓷材料、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等树脂材料、铝等金属材料等。
基板20的平均厚度分别根据其构成材料、太阳电池10的用途等而适宜设定,不特别限定,但可以例如,如下设定。
在由硬质材料构成基板20的情况下,其平均厚度分别优选0.1~1.5mm左右,更优选0.8~1.2mm左右。另外,在由挠性材料构成基板20的情况下,其平均厚度分别优选0.5~150μm左右,更优选10~75μm左右。
在基板20上(基板20的一边的面侧),设置有第一电极30。第一电极30经由电子输送层40接收由后述的光电转换层D产生的载流子(电荷),并传递到与之连接的外部电路70。
还有,在本实施方式中,作为一个例子,对该载流子为电子的情况进行说明。
作为第一电极30的构成材料,可以列举例如,铟锡氧化物(ITO)、含氟原子的氧化锡(FTO)、氧化铟(IO)、氧化锡(SnO2)等金属氧化物材料、铝、镍、钴、白金、银、金、铜、钼、钛、钽或含有它们的合金等金属材料、石墨等碳材料等,可以组合(例如,作为多层叠层体等)它们之中的一种或两种以上而使用。
第一电极30的平均厚度根据其构成材料、太阳电池10的用途等适宜设定,不特别限定,但可以例如,如下设定。
在由金属氧化物材料(透明导电性金属氧化物材料)构成第一电极30的情况下,其平均厚度,优选0.05~5μm左右,更优选0.1~1.5μm左右。另外,在由金属材料或碳材料构成第一电极30的情况下,其平均厚度,优选0.01~1μm左右,更优选0.03~0.1μm左右。
还有,第一电极30不限于图示的形状,例如,具有多个梳齿的形状电极等也可。在这种情况下,光透过多个梳齿之间的间隔,到达光电转换层D,因此,第一电极30基本上不透明也可。由此,可以扩大选择第一电极30的构成材料或形成方法(制造方法)等的范围。
另外,第一电极30还可以组合(例如,进行叠层等)这样的梳齿状电极、和层状的电极而使用。
在第一电极30上设置有电子输送层40。
电子输送层40至少具有:接收由光电转换层D产生的电子,并向第一电极30输送的功能。由此,能够提高太阳电池10的光电转换效率。
作为电子输送层40的构成材料,优选含有半导体材料及金属材料中的至少一种。由此,通过适宜选择后述的键合基,能够更牢固地键合这些材料和所述键合基。即,可以利用键合基使光电转换层D和电子输送层40在空间上接近,在光电转换层D和电子输送层40之间有效引起电子移动。还有,可以从电子输送层40进而向第一电极30输送电子。
其中,作为半导体材料,可以从二氧化钛(TiO2)、一氧化钛(TiO)、三氧化二钛(Ti2O3)等氧化钛、氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO2)、氧化铌(Nb2O5)、氧化钨(WO3)、氧化硅(SiO2)、氧化镍(NiO)、氧化铈(CeO2)等氧化物半导体材料、利用硅或锗等单体的半导体材料、氮化镓、铟磷、硫化锌等化合物半导体材料适宜选择。另外,可以组合上述一种或两种以上使用。
另外,作为金属材料,可以列举金、银、白金等,可以组合它们之中的一种或两种以上使用。
其中,作为电子输送层40的构成材料,出于成本或稳定性等观点,还是优选将二氧化钛作为主成分。
另外,二氧化钛,其结晶结构比较稳定,因此,在将二氧化钛作为主材料的电子输送层40的情况下,具有以下所述的优点,即:即使在残酷的环境下曝露的情况下,经时变化(劣化)少,长期持续获得稳定的性能。
进而,作为二氧化钛,可以将结晶结构为脱钛矿型的二氧化钛作为主成分,可以将结晶结构为金红石型的二氧化钛作为主成分,也可以为结晶结构为脱钛矿型的二氧化钛和金红石型的二氧化钛的混合物。
还有,在将金红石型的二氧化钛和脱钛矿型的二氧化钛混合的情况下,它们的混合比不特别限定,但重量比优选为95∶5~5∶95左右,更优选80∶20~20∶80左右。
电子输送层40例如,由所述的氧化物半导体材料的粒状体(粒子)、管状体或它们的混合物等的聚集体构成。
尤其,通过使用管状体,可以提高电子输送层40中的电子传输速度。另外,可以进而增大电子输送层40的比面积,其结果,色素的键合量进一步增大。由此可知,可以进一步提高太阳电池10的发电效率。
在使用粒状体的情况下,其平均粒径优选1nm~1μm左右,更优选5~50nm左右。另外,在使用管状体的情况下,其平均长度优选所述范围。由此,可以进一步提高所述效果。
另外,优选在粒状体之间、管状体之间、粒状体和管状体接触界面,使它们充分扩散并键合。由此,在电子输送层40中,防止电子的移动被抑制,能够更可靠地防止或抑制电子和空穴的再次键合。
这可以通过例如在形成了电子输送层40后,将粒状体或管状体的表面附近溶解后,将电子输送层40在400~500℃左右下再次烧成等来进行。
对于粒状体或管状体的表面附近的溶解可以使用例如,盐酸、硝酸、醋酸、氟酸等酸溶液、或含有氢氧化钠、氢氧化镁、氢氧化钾的碱性溶液等。
这样的电子输送层40的空穴率不特别限定,但优选5~90%,更优选15~50%左右,进一步优选20~40%左右。通过将电子输送层40的空穴率设定在这样的范围内,能够充分增大电子输送层40的比面积。由此,可以充分增大形成在电子输送层40的外面及空位41的内面的光电转换层D(参照后述)的形成面积(形成区域)。因而,在光电转换层D中,可以产生足够的电子,并且,可以将该电子有效地传递到电子输送层40。其结果,能够进一步提高太阳电池10的发电效率。
另外,电子输送层40的平均厚度不特别限定,但优选0.1~300μm左右,更优选0.5~100μm左右,进一步优选1~25μm左右。
在这样的电子输送层40上,接触设置有光电转换层D。通过该光电转换层D、和所述电子输送层(基体)40,构成叠层结构体(本发明的叠层结构体)1。
以下,对叠层结构体1进行说明。
光电转换层D受到光照射引起的光学刺激,将电子赋予给电子输送层。光电转换层D,如图3所示,沿电子输送层40的外面及空位41的内面形成。由此,能够将由光电转换层D产生的电子有效地传递到电子输送层40。
该光电转换层D,如图4所示,具有与电子输送层40键合的第二膜2、第三膜3、位于第二膜2和第三膜3之间的第一膜4。
第二膜2具有多个第一结构单位,该多个第一结构单位利用键合基5与电子输送层40键合。该键合基5由于具有对电子输送层40的固着效果(anchor effect),因此,由此能够将第二膜2(第一结构单位)更牢固地键合在电子输送层40上。
作为该键合基5,只要能够与电子输送层40键合,就不特别限定,优选使用硫醇基、磺酸基、羧基、叔氨基、磷酸基、氰基等,更优选硫醇基、磺酸基、羧基、及叔氨基中的至少一种。这些键合基5由于与金属材料或半导体材料更牢固键合,因此,能够将第二膜2更牢固地固定在电子输送层40。
当然,作为键合基5,也可以例如为与电子输送层40静电键合的键合基或氢键键合的键合基。
在此,在电子输送层40由氧化物半导体材料构成的情况下,作为键合基5,尤其也优选所述各种键合基5中的磺酸基、羧基及叔氨基中的至少一种。由此,键合基5能够更牢固地与电子输送层40键合。即,利用键合基5使光电转换层D和电子输送层40在空间上接近,有效引起电子在光电转换层D和电子输送层40之间移动。还有,可以进而将电子从电子输送层40向第一电极30输送。
另一方面,在电子输送层40由金、银、白金等金属材料构成的情况下,作为键合基5,尤其优选硫醇基。由此,键合基5能够与电子输送层40更牢固地键合。
还有,在使用这样的键合基5的情况下,也可以省去电子输送层40,由贵金属构成第一电极30自身,构筑叠层结构体1及太阳电池10。由此,能够简化太阳电池10的结构及制造工序。还有,在这种情况下,第一电极(电极)30成为基体。
进而,在本实施方式中,第一结构单位,与聚合性基及疏水性基7a键合。
该聚合性基在后述的太阳电池10的制造工序中供给给聚合,由此作为第一膜4。由此,能够容易地得到与第一结构单位进行化学键合的第一膜4。
作为聚合性基,优选可以自由基聚合的不饱和烃基。
另外,在可以自由基聚合的不饱和烃基中,也优选从由乙烯基、烯丙基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、丙烯基、亚乙烯基(vinylidene group)、次亚乙烯基(vinylene group)构成的群组中选择的一种。进而,其中,尤其也可以优选丙烯酰基、甲基丙烯酰基作为更优选的例子。
作为疏水性基7a,优选含有烷基及芳基中的至少一种。另外,作为疏水性基7a,也可以为具有碳-氟键键合的疏水性基。由此,对疏水性基7a能够赋予更高的疏水性。
另外,第一结构单位,也可以进而具有含有各种取代基的结构。作为该取代基,不特别限定,但可列举饱和链状烃基、饱和环状烃基等。
作为含有以上的第一结构单位、键合基5、所述聚合性基、疏水性基7a及各种取代基等的化合物(第一化合物)的具体例,可以列举例如,由下述化学式(2)表示的化合物等。
【化学式2】
第三膜3具有多个第二结构单位,设置成与第二膜2之间夹有后述的第一膜4。
在本实施方式中,第二结构单位,如上所述,受到光照射引起的光学刺激,并产生电子。由此,在第二结构单位中,可以进行将光能转换为电能的所谓的光电转换。
在此,作为光学刺激,可以枚举例如,激励光的照射等。
还有,在本实施方式中,将“伴随光引起的能量赋予的刺激”作为前提进行了说明,但不特别限定能源,也可以为“伴随来自电、热、放射线、元粒子线等的能量赋予的刺激”。
由第二结构单位产生的电子,经由后述的第一膜4及第二膜2,依次向电子输送层40、第一电极30移动,从而,形成电流。本发明的叠层结构体1,其特征在于,电子这样从第三膜3侧向电子输送层(基体)40侧的方向或与其相反的方向移动。
这样的第二结构单位含有色素8。
作为该色素8,可以枚举例如,RuL2(SCN)2、RuL2Cl2、RuL2CN2、Ruthenium535-bisTBA(Solaronics公司制)、[RuL2(NCS2)]2H2O等钌络合物、铁络合物、锇络合物、铜络合物、白金络合物等金属络合物色素、氰系色素、氧杂蒽色素、偶氮系色素、芙蓉色素、黑莓色素、紫红色(raspberry)色素、石榴果汁(pomegranate juice)色素、叶绿素色素等,可以组合它们之中的一种或两种以上使用。
另外,在这些色素8中,也优选金属络合物。金属络合物可以吸收光的波长范围广,具有优越的光敏。
进而,作为色素8,在金属络合物中,也优选使用钌络合物或铁络合物。这些络合物尤其具有优越的光敏,化学稳定性也较高。
另外,在本实施方式中,第二结构单位,与聚合性基及疏水性基7b键合。
该聚合性基,通过在后述的太阳电池10的制造过程中供给给聚合,形成第一膜4。由此,能够容易地得到与第一结构单位进行化学键合的第一膜4。
作为该聚合性基及疏水性基7b,可以枚举与所述第一结构单位键合的聚合性基及疏水性基7b相同的疏水性基。
进而,在本实施方式中,第二结构单位具有电荷。由此,在由极性高的电解液取代太阳电池10的空穴输送层50的情况下,也能够提高光电转换层D从电解液接收电子的效率。其结果,与光电转换层D接触的部位(从光电转换层D接收空穴的部位),无需限定于空穴输送层50或电解液的其中一种,可以对任何一个显示时常稳定的光电转换效率。
另外,在后具体记述,但通过第二结构单位具有电荷,能够通过电方面相互作用,在第三膜的与第二膜相反的一侧,对具有与所述电荷相反的极性的结构体等进行配向。具体来说,能够对结构体进行配向,使具有与第二结构单位具有的电荷相反的极性的所述结构体朝向第二结构单位形成胶束。由此,能够用所述结构体有效良好地被覆光电转换层D,并且,能够将所述结构体具有的各种特性赋予给光电转换层D。
另外,第二结构单位还可以进而具有含有各种取代基的结构。作为该取代基,不特别限定,但可列举饱和链状烃基、饱和环状烃基等。
作为含有以上的第二结构单位、所述聚合性基、疏水性基7b及各种取代基等的化合物(第二化合物)的具体例,可以列举例如,由下述化学式(3)~(7)表示的化合物等。
【化学式3】
【化学式4】
Figure A20061009277600172
【化学式5】
【化学式6】
(式中,M表示Zn、Cu或Ni,n表示2或3,R表示烷基)
【化学式7】
Figure A20061009277600182
在这些化合物中,由上述化学式(3)表示的化合物可以例如通过由下述化学式(8)表示的合成路径合成。
【化学式8】
另外,由上述化学式(4)表示的化合物例如可以通过由下述化学式(9)表示的合成路径合成。
【化学式9】
第一膜4设置在第二膜2和第三膜3之间,通过对分别与多个第一结构单位键合的聚合性基及分别与多个第二结构单位键合的聚合性基中的至少一种进行聚合来得到。由此,与多个第一结构单位中的至少一种的第一结构单位、或多个第二结构单位中的至少一种的第二结构单位进行化学键合。其结果,能够将第一膜4,与第二膜2(第一结构单位)或第三膜3(第二结构单位)更牢固地键合。
在此,所述的“化学键合”是指基于例如,共价键合、离子键、氢键键合等的键合。其中,作为键合,优选共价键合。由此使所述键合更牢固。
在本实施方式中,该第一膜4,通过以下所述构成,即:在第一化合物的键合基5与电子输送层(基体)40键合,并将第一化合物中的聚合性基和疏水性基7a朝向与电子输送层40相反的一侧排列,并且,将第二化合物中的聚合性基和疏水性基7b朝向第一化合物侧排列的状态下,对第一化合物的聚合性基和第二化合物的聚合性基进行聚合。即,第一膜4由聚合物构成。
这样的第一膜4具有各种功能,但优选具有以下所述功能:抑制从第三膜3侧移动到第二膜2侧的电子,再从第二膜2侧移动到第三膜3侧的电子逆向移动。
其中,前者的功能通过第二膜2(第一结构单位)和第三膜3(第二结构单位)被第一膜4的聚合物在空间上隔开而产生。具体来说,通过第一膜4,可以延迟与通常的电子的移动方向相反的逆向的移动(电子逆向移动)的速度,即,电子从第二膜2侧开始朝向第三膜3侧移动的速度。其结果,难以产生电子逆向移动,因此,能够长寿命化电荷分离状态,能够提高太阳电池10的光电转换效率。还有,电子移动的方向也可为逆向。即,第一膜4也可以抑制从第二膜2侧移动到第三膜3侧的电子再从第三膜3侧移动到第二膜2侧。
另外,除了具有上述功能,还可以具有以下所述功能:抑制将由能量赋予等产生的自由基离子等中间体捕捉的氧或水等化学类的透过。在重视该功能的情况下,作为第一膜4,只要使用致密的聚合物等的膜,就可以进一步提高功能的效果。
还有,第一膜4,与第一结构单位和第二结构单位中的至少一种化学键合即可,无需一定与两者化学键合。
另外,第一膜4,如图4所示,随着所述聚合,可以拉进第一结构单位键合的疏水性基7a和第二结构单位键合的疏水性基7b。由此,第一膜4形成具有更高的空穴输送层50。其结果,例如,在太阳电池10的制造过程中、或用电解液代替空穴输送层50的情况下,能够更可靠地防止随着第二膜2和水分等化学类的接触而导致第二膜2或电子输送层40劣化。
还有,在不具有疏水性基7a、7b的聚合物具有足够的疏水性的情况下,第一膜4的聚合物可以只含有第一结构单位具有的疏水性基7a、或只含有第二结构单位具有的疏水性基7b,也可以省去两者。
与空穴输送层50接触设置有光电转换层D。该空穴输送层50具有捕捉由光电转换层D产生的空穴,并输送的功能。
整体上呈层状,但如图2所示,在电子输送层40侧,空穴输送层50的一部分进入电子输送层40的空位41内。由此,能够增大光电转换层D和空穴输送层50的接触面积,能够将由光电转换层D产生的空穴(孔)更有效地向空穴输送层50传递。其结果,其结果,能够进一步提高太阳电池10的发电效率。
作为这样的空穴输送层50的构成材料,可以列举聚芳胺、芴-芳胺共聚物、芴-并噻吩共聚物、聚(N-乙烯基咔唑)、聚乙烯基芘、聚乙烯蒽、聚噻吩、聚烷基噻吩、聚己基噻吩、聚(p-亚苯基亚乙烯基)、聚噻吩基乙烯、芘甲醛树脂、乙基咔唑甲醛树脂或类似它们的衍生物的聚合物、或骨架上具有噻吩的树木状(dendrimer)聚合物等有机高分子、萘、蒽、四氢蒽、戊省、己省、酞菁、紫苏稀、腙、三苯甲烷、二苯甲烷、芪、三芳胺、芳基乙烯、吡唑啉、三苯胺、三芳胺、齐聚噻吩(oligothiophene)、或它们的衍生物等的有机低分子、除了I2外,诸如LiI、NaI、KI、CsI、CuI、AgI、CaI2之类的碘化金属、除了Br2,诸如LiBr、NaBr、KBr、CsBr、AgBr、CaBr2之类的溴化金属、诸如四烷基铵碘化物、吡啶碘化物、咪唑之类的四元溴化铵盐、诸如氰亚铁酸盐-铁氰化物离子之类的金属络合物、NiO、CoO、Bi2O3、MoO2、及Cr2O3等半导体氧化物、诸如聚合性基硫化钠、烷基噻吩-烷基二硫化物之类的硫磺化合物等,可以组合其中的一种或两种以上使用。
还有,在空穴输送层50为液态的情况下,作为溶解所述构成材料的溶剂,可以列举例如,诸如乙烯碳酸酯、丙稀碳酸酯之类的碳酸酯化合物、诸如3-甲基-2-恶唑烷酮之类的杂环化合物、诸如二氧杂环乙烷、二乙醚之类的醚化合物、诸如甲醇、乙醇之类的醇类、乙二醇酯、丙二醇酯、甘油之类的多元醇类、诸如乙腈、戊二腈、甲氧基乙腈、丙腈、苄腈之类的腈化合物、诸如蒸馏水、超纯水、离子交换水、RO水之类的水等,可以组合它们之中的一种或两种以上使用。
另外,电解液中的所述构成材料的含量优选0.1~10mol/L左右,更优选0.2~4mol/L左右。
进而,所述聚合物还可以作为与其他的聚合物的混合物使用。作为一个例子,作为含有聚噻吩的化合物,可以枚举聚(3,4-亚乙基二氧基噻吩/苯乙烯磺酸)(PEDOT/PSS)等。
另外,空穴输送层50的平均厚度(进入空位41内的部分除外)不特别限定,但优选1~500μm左右,更优选10~300μm左右,进而优选10~30μm左右。
在空穴输送层50上(与第一电极30相反的一侧),设置有与第一电极30对向的第二电极60。
作为该第二电极60的构成材料,可以枚举例如,铝、镍、钴、白金、银、金、铜、钼、钛、钽等金属或含有它们的合金、或石墨等各种碳材料等,可以组合它们之中的一种或两种以上而使用。
第二电极60的平均厚度根据其构成材料、太阳电池10的用途等适宜设定,不特别限定。
在这样的太阳电池10中,如果光入射,则电子(e-)主要从光电转换层D向电子输送层40移动,在第一电极30和第二电极60之间,产生电位差(光起电力),在外部电路70上流过电流(光激励电流)。
另外,优选在这样的太阳电池10中具有以下特性,即:在以使第一电极30成为正,第二电极60成为负的方式,施加0.5V的电压时,其电阻值成为100Ω/cm2以上(优选1kΩ/cm2以上)。在具有这样的特性的太阳电池10中,可以适当防止或抑制在第一电极30和空穴输送层50之间的接触等引起的短路(漏电),进一步提高其发电效率(光电转换效率)。
这样的太阳电池10可以例如,如下所述地制造。
(1)准备叠层了基板20、第一电极30及电子输送层40的叠层体。
(1-1)首先,准备基板20,在该基板20上,形成第一电极30。
该第一电极30可以通过例如,蒸镀法、溅射(sputtering)法、印刷法等形成。
(1-2)其次,在第一电极30上形成电子输送层40。
该电子输送层40可以通过例如将含有所述的粒状体及/或管状体的电子输送层形成用材料的分散液(悬浮液)供给到第一电极30上,除去分散介质后,进行烧成等来形成。
该分散液中的电子输送层形成用材料的含量不特别限定,但优选0.1~10wt%左右,更优选0.5~5wt%左右。
另外,作为分散介质,可以枚举例如,蒸馏水、超纯水、离子交换水、RO水等各种水、甲醇、乙醇、异丙醇、乙腈、乙酸乙酯、乙醚、二氯甲烷、NMP(N-甲基-2-吡咯酮)等。
进而,根据需要,在分散液中也可以添加诸如硝酸之类的稳定剂、诸如乙酸或乙酰丙酮之类的二氧化酞的表面修饰试药、阳性、阴性、两离子性、非离子性的各表面活性剂、聚乙二醇酯之类的粘合剂、可塑剂、防止氧化剂等。
作为含有电子输送层形成用材料的分散液的供给方法,可以使用例如,浸渍法、滴落、刮涂法、旋涂法、刷毛涂布、喷涂法、辊涂法等各种涂布法。这些涂布法不需要大型装置,就能够比较容易地形成希望的膜厚的电子输送层40。
另外,作为烧成条件,例如,设为温度为250~500℃左右,且0.5~3小时左右。
(2)其次,形成光电转换层D,使之接触电子输送层40。
(2-1)首先,形成第二膜2,使之接触电子输送层40。
该第二膜2可以通过例如,使含有第一结构单位的液体接触电子输送层40等来形成。
由此,与第一结构单位键合的键合基5,与电子输送层40牢固键合。其结果,第一结构单位在电子输送层40的表面上以胶束状配向,能够容易且可靠地形成如图5(a)所示的第二膜2。
作为使含有第一结构单位的液体接触电子输送层40的方法,可以枚举例如,在含有第一结构单位的液体中浸渍电子输送层40的方法(浸渍法)、在电子输送层40上涂布含有第一结构单位的液体的方法(涂布法)、向电子输送层40以淋浴状供给含有第一结构单位的液体的方法等。
作为调制含有第一结构单位的溶剂(或分散介质),可以枚举例如,各种水、甲醇、乙醇、异丙醇、乙腈、乙酸乙酯、乙醚、二氯甲烷、NMP(N-甲基-2-吡咯酮)等,可以组合它们之中的一种或两种以上使用。
另外,在使用浸渍法的情况下,在浸渍电子输送层40的期间,根据需要,还可以对含有第一结构单位的液体,照射规定时间的超声波。由此,能够极其高度控制吸附在电子输送层40上,并配向的第一结构单位的配置方式。另外,通过超声波,还能够使第一结构单位进入电子输送层40的空位41,从而,能够进一步高度配向。
(2-2)其次,在与第二膜2的电子输送层40相反的一侧,形成第三膜3。
第三膜3可以通过例如,使含有第二结构单位的液体接触第二膜2等来形成。
由此,与第二结构单位键合的聚合性基6b及疏水性基7b被配置成与键合在第一结构单位的聚合性基6a及疏水性基7a相对向。其结果,第二结构单位在第二膜2的表面以胶束状配向,能够形成如图5(b)所示的第三膜3。
作为使含有第二结构单位的溶液与第二膜2接触的方法,可以使用与所述工序(1-2)相同的方法。
另外,作为调制含有第二结构单位的溶液的溶剂(或者分散介质),可以使用与所述工序(2-1)相同的溶剂。
(2-3)其次,在第二膜2和第三膜3之间,形成第一膜4。由此,形成光电转换层D。
该第一膜4可以通过例如,含有聚合引发剂的液体与第二膜2及第三膜3的接触等来形成。
由此,在与第一结构单位键合的聚合性基6a和与第二结构单位键合聚合性基6b之间,在与第一结构单位键合的聚合性基6a它们之间、及与第二结构单位键合的聚合性基6b它们之间的至少一方中发生聚合反应,并转化为聚合物。其结果,能够形成如图5(c)所示的第一膜4。
此时,通过根据需要,将含有聚合引发剂的液体的温度升温到规定的温度(活性化聚合引发剂的温度),能够活性化聚合引发剂,因此,能够更适当地实施含有聚合引发剂的液体中的聚合。
作为聚合引发剂,优选水溶性的聚合引发剂,可以枚举过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠、2,2-偶氮二-(2-甲基丙稀脒)二氯化盐、或4,4-偶氮二-(4-氰缬草酸)。
上述这样的聚合反应优选在配备有超声波产生器、搅拌机、环流冷却器、滴落漏斗及温度调节器的反应容器内进行。
聚合反应通过升高到添加在反应系统(含有聚合引发剂的液体)中的聚合引发剂的分裂温度为止,使聚合引发剂分裂,产生引发剂自由基。通过该引发剂自由基碰撞各聚合性基6a、6b,开始聚合反应。
在反应系统内的聚合引发剂的活性化,如上所述,通过将含有聚合引发剂的液体升温到规定的聚合温度而适当实施。聚合温度根据聚合引发剂的组成而不同,但优选例如,60~90℃的范围。另外,聚合时间优选例如,3~10小时。
(2-4)其次,根据需要,使形成有光电转换层D的基板20干燥。
该干燥可以使用例如,冻结干燥、通气干燥、表面干燥、流动干燥、气流干燥、喷雾干燥、真空干燥、红外线干燥、高频干燥、超声波干燥、微粉碎干燥等各种干燥方法,但优选冻结干燥。
在冻结干燥中,通过将溶剂从固体升华为气体而干燥,因此,在对光电转换层D的叠层结构体1的形状或功能等几乎不产生影响的前提下,能够进行干燥。
以下,对冻结干燥的方法具体进行说明。
首先,冷却从所述工序(2-3)的液体中取出的基板20并冻结。由此,使含在光电转换层D中的溶剂变化为固体。
作为冷却温度,只要为溶剂冻结的温度以下即可,不特别限定,但优选-100~-20℃左右,更优选-80~-40℃左右。如果冷却温度高于上述温度范围,则可能不能充分固化溶剂。另一方面,即使冷却温度低于上述温度范围,也不能够期待溶剂进一步固化。
其次,对冻结的基板20的周围减压。由此,降低溶剂的沸点,并能够使溶剂升华。
作为减压时的压力,根据溶剂的组成而不同,但优选100Pa左右以下,更优选10Pa左右以下。如果减压时的压力处在所述范围内,则能够使溶剂更可靠地升华。
另外,由于基板20的周围的压力伴随溶剂的升华而上升,因此,优选在冻结干燥中,用排气泵等持续排气,并将压力维持在恒定。由此,能够抑制压力上升,能够防止溶剂升华的效率的降低。
如上所述,能够对形成有光电转换层D的基板20进行冻结干燥。
(3)其次,形成空穴输送层50,使之与光电转换层D接触。
该空穴输送层50通过例如,液相成膜法等形成。
根据液相生长法可知,不需要大型的设备,能够容易且廉价地形成空穴输送层50。
首先,调制含有如上所述的空穴输送层形成用材料的液态材料(溶液或分散液)。
作为使用在该液态材料的调制的溶剂或分散介质,可以枚举例如,硝酸、硫酸、氨、过氧化氢、水、二硫化碳、四氯化碳、乙烯碳酸酯等无机溶剂、或甲丁酮(MEK)、丙酮、二乙基甲酮、甲基异丁基甲酮(MIBK)、甲基异丙基酮(MIPK)、环己酮等酮系溶剂、甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、二乙二醇(DEG)、甘油等的醇系溶剂、二乙醚、二异丙醇醚、1,2-二甲氧基乙烷(DME)、1,4-二氧杂环乙烷、四氢呋喃(THF)、四氢吡喃(THP)、茴香醚、二乙二醇二甲醚(二甘醇二甲醚)、二乙二醇乙醚(卡必醇)等的醚系溶剂、甲基纤维素溶剂、乙基纤维素溶剂、苯基纤维素溶剂等的纤维素溶剂系溶剂、己烷、戊烷、庚烷、环己烷等脂肪族烃系溶剂、甲苯、二甲苯、苯等芳香族烃系溶剂、嘧啶、吡嗪、呋喃、吡咯、噻吩、甲基吡咯酮、等芳香族杂环化合物系溶剂、N,N-二甲基甲醛(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMA)等胺系溶剂、氯苯、二氯甲烷、甲酸乙酯、1,2-二氯乙烷等卤代化合物系溶剂、乙酸乙酯、乙酸甲酯、甲酸乙酯等的酯系溶剂、二甲基亚砜(DMSO)、环丁砜等硫磺化合物系溶剂、乙腈、丙腈、丙烯腈等腈系溶剂、甲酸、乙酸、三氯乙酸、三氟乙酸等有机EL装置酸系溶剂之类的各种有机溶剂、或者含有它们的混合溶剂等。
其中,作为溶剂,适宜使用乙腈。此时,在作为空穴输送层形成用材料,使用CuI的情况下,在CuI的乙腈溶液中,作为CuI的粘合剂,添加例如,氰树脂等氰乙基化作用物为佳。此时,CuI和氰乙基化作用物优选以质量比(重量比),例如,95.5∶0.5~95∶5左右来混合(配合)。
在作为空穴输送层形成用材料使用聚合物的情况下,其中,也适宜非极性溶剂,可以枚举例如,二甲苯、甲苯、环己基苯、二氢苯并呋喃、三甲基苯、四甲基苯等芳香族烃系溶剂、嘧啶、呋喃、吡咯、噻吩、甲基吡咯酮等芳香族杂环化合物系溶剂、己烷、戊烷、庚烷、环己烷等脂肪族烃系溶剂等,可以单独或混合使用它们。
其次,将该液态材料供给到光电转换层D上,形成膜(薄膜或厚膜)。
作为该液态材料的供给方法(液相成膜法),在所述的涂布法中,也优选使用喷墨印刷法(液滴喷出法)。通过使用喷墨印刷法,在不浪费液态材料的情况下,能够尺寸精度良好地形成液态被膜。
其次,从液态被膜中除去溶剂或分散介质。由此,得到空穴输送层50。
作为除去溶剂或分散介质的方法,可以枚举例如,在大气压下或减压下的放置、加热、惰性气体的吹入等。
作为加热温度,优选50~150℃左右的温度。还有,在形成涂膜后,进行热处理的情况下,在所述热处理前,也可以进行涂膜的干燥。另外,以上的操作,也可以反复多次进行。
更具体来说,在加热到80℃左右的热板上,设置形成有第一电极30、电子输送层40及光电转换层D的基板20,将空穴输送层形成用材料滴落在光电转换层D的上面,进行干燥。通过进行多次该操作而叠层,形成如上所述的平均厚度的空穴输送层50。
另外,空穴输送层形成用材料优选含有用于提高空穴的输送效率的物质。如果该空穴输送层形成用材料含有该物质,则空穴输送层50由于提高离子传导性而使电荷移动度更大。
作为这样的物质,不特别限定,但可以枚举例如,卤化铵等卤化物,尤其优选使用四丙基铵碘化物(TPAI)等卤化铵。通过使用四丙基铵碘化物,进而提高具有离子传导性的物质的电荷移动速度。
(4)其次,在空穴输送层50上,与所述工序(1-1)相同地,形成第二电极60。
如上所述的太阳电池10的制造方法可以以比较低的温度形成各层,因此,尤其,适于使用了基板20主要由树脂材料构成的挠性基板的太阳电池10在制造上的适用。
(第二实施方式)
其次,对本发明的叠层结构体及光电转换元件的第二实施方式进行说明。
图6是表示本发明的叠层结构体的第二实施方式的示意图。
以下,对本发明的叠层结构体及光电转换元件的第二实施方式进行说明,但将与所述第一实施方式不同的方面作为中心说明,并对相同的事项省略其说明。
在第二实施方式中,如图6所示,第二膜2中的第二结构单位在第一实施方式的基础上,还具有接收电子的电子接收部9,除此之外,与所述第一实施方式的叠层结构体1及太阳电池10相同。
由于叠层结构体1为这样的结构,在第三膜3中的色素8中产生的电子一旦移动到电子接收部9,然后,向第一电极30移动。由于电子在这样的路径上移动,因此,电子能够以更高速移动。其结果,电子从电子输送层40向第三膜3移动(电子逆向移动)极其难以发生,,能够长寿命化电荷分离状态,因此,能够提高太阳电池10的光电转换效率。
作为电子接收部9,只要为具有电子接收性的结构即可,不特别限定,但优选具有例如,由下述通式(1)表示的结构。
【化学式10】
Figure A20061009277600291
由实施方式通式(1)表示的结构在电子接收性上尤其优越,因此,电子尤其能够以高速从第三膜3中的色素8向电子输送层40移动。从而,能够抑制电子逆向移动,能够进而提高太阳电池10的光电转换效率。
作为含有具有这样的电子接收部9的第二结构单位的化合物的具体例,可以枚举例如,由下述通式(10)表示的化合物等。
【化学式11】
Figure A20061009277600301
(第三实施方式)
其次,对本发明的叠层结构体及光电转换元件的第三实施方式进行说明。
图7是表示本发明的叠层结构体的第三实施方式的示意图。
以下,对本发明的叠层结构体及光电转换元件的第三实施方式进行说明,但将与所述第一及所说第二实施方式不同的方面作为中心进行说明,对相同的事项,省略其说明。
在第三实施方式中,除了第二膜2为受到来自光照射的光学刺激,产生电子和空穴的膜,第三膜3是具有多个极性基11的膜以外,与所述第一实施方式相同。
具体来说,第二膜2具有第一结构单位,经由与该第一结构单位键合的键合基5,与电子输送层40键合。
作为该键合基5,可以使用所述第一实施方式相同的键合基。
如上所述,在本实施方式中,第一结构单位受到来自光照射的光学刺激,产生电子和空穴的膜。由此,在第一结构单位中,可以进行将光能转换为电能的所谓的光电转换。
由第一结构单位产生的电子通过依次移动到电子输送层40、第一电极30,而形成电流。
这样的第一结构单位含有色素8。
作为色素8,可以使用与所述第一实施方式相同的色素。
作为含有这样的第一结构单位的化合物的具体例,可以枚举例如,由下述化学式(11)表示的化合物等。
【化学式12】
第三膜3具有第二结构单位,被设置成与第二膜2之间夹有后述的第一膜4。
在本实施方式中,第二结构单位,与多个极性基11键合。由此,在由电解液代替太阳电池10的空穴输送层50的结构的情况下,也能够提高光电转换层D从电解液接收载流子的效率。其结果,不用将与光电转换层D接触的部位限定在空穴输送层50或电解液的其中一种,可以在任何部位上显示时常稳定的光电转换效率。
作为该极性基11,可以枚举诸如伯胺阳性基、仲胺阳性基、叔胺阳性基、四铵阳性基之类的阳性基、诸如磺酸阴性基、亚磺酸阴性基、羧酸阴性基之类的阴性基等。
作为含有与这样的极性基11键合的化合物的具体例,可以枚举例如,由所述化学式(2)表示的化合物等。
(第四实施方式)
其次,对本发明的叠层结构体及光电转换元件的第四实施方式进行说明。
图8是表示本发明的叠层结构体的第四实施方式的示意图。
以下,对本发明的叠层结构体及光电转换元件的第四实施方式进行说明,但将与所述第一~第三实施方式不同的方面作为中心进行说明,对相同的事项,省略其说明。
在第四实施方式中,如图8所示,除了在第三膜3的与电子输送层40相反的一侧,具有保护膜12之外,与所述第一实施方式相同。即,第三膜3(多个第二结构单位)配置在保护膜12和第一膜4之间。
保护膜12优选由聚合物构成。由此,保护膜12形成致密的膜。
在本实施方式中,该保护膜(聚合物膜)12聚合了多个第三结构单位分别键合的聚合性基和第四结构单位分别键合的聚合性基。由此,能够使保护膜12,与第三结构单位及第四结构单位更牢固地键合。
还有,保护膜12只要与第三结构单位和第四结构单位当中的至少一种进行化学键合即可,无需一定与两者键合。
另外,在本实施方式中,保护膜12,如图8所示,含有第三结构单位具有的疏水性基7c及第四结构单位具有的疏水性基7d。由此,保护膜12形成具有疏水性的膜。从而,例如在由电解液代替第一膜4及电子输送层40的情况下,能够更可靠防止第二膜2、第三膜3、第一膜4及电子输送层40与水分接触。其结果,抑制第二膜2、第三膜3、第一膜4及电子输送层40的劣化,实现太阳电池10的长寿命化。
该保护膜12在该第三膜3侧,与多个极性基11’键合,该极性基11’具有与第三膜3中的第二结构单位具有的电荷相反的极性。由此,在后述的色素敏化太阳电池的制造过程中,能够极其高度控制第三结构单位的配置方式,使第三结构单位的极性基11’与所述电荷对向。其结果,能够得到由更致密的聚合物构成的保护膜12,能够进一步提高作为的保护膜12的功能。
另外,在本实施方式中,该保护膜12在与该第三膜3相反的一侧,与多个极性基11”键合。即,保护膜12配置在该多个极性基11’和第三膜3(多个第二结构单位)之间。由此,在由极性高的电解液代替了太阳电池10的空穴输送层50的结构的情况下,也能够提高光电转换层D从电解液接收电子的效率。其结果,不需要将与光电转换层D接触的部位(从光电转换层D接收空穴的部位)限定在空穴输送层50或电解液中的其中一种,可以对任何一个显示时常稳定的光电转换效率。
还有,该极性基11’的极性不特别限定。
另外,作为这些极性基11’、11”,可以使用与所述第一实施方式相同的极性基。
这样的第三结构单位及第四结构单位可以为相同的结构,作为含有它们的化合物的具体例,可以枚举例如,由所述化学式(2)表示的化合物等。
进而,作为含有第三结构单位及第四结构单位的化合物,还可以使用阳性或阴性的聚合性表面活性剂。
其中,阳性的聚合性表面活性剂为具有阳性基、聚合性基、和疏水性基的表面活性剂。
作为阳性的聚合性表面活性剂具有的阳性基,可以枚举例如,伯胺阳性基、仲胺阳性基、叔胺阳性基、四铵阳性基、四鏻阳性基、四锍阳性基、吡啶鎓阳性基等。
其中,作为阳性基,优选从由伯胺阳性基、仲胺阳性基、叔胺阳性基及四铵阳性基构成的群组中选择的一种。
作为阳性聚合性表面活性剂具有的疏水性基,优选含有烷基及芳基中的至少一种。
作为阳性的聚合性表面活性剂具有的聚合性基,优选能够自由基聚合的不饱和烃基。由此,能够更容易进行由聚合性基到聚合物的转化。
另外,在能够自由基聚合的不饱和烃基中,优选从由乙烯基、烯丙基、丙烯酰基、甲基丙稀酰、丙烯基、亚乙烯基(vinylidene group)、次亚乙烯基(vinylene group)构成的群组中选择的一种。进而,其中,也尤其可以将丙烯酰基、甲基丙稀酰作为更优选的例子。
作为阳性的聚合性表面活性剂的例子,可以枚举在特公平4-65824号公报中记载的阳性烯丙基酸衍生物等。作为阳性聚合性表面活性剂的具体例,可以枚举甲基丙烯酸二甲基氨基乙基甲基氯化物、甲基丙烯酸二甲基氨基乙基苯氯化物、甲基丙烯酰氧基乙基三甲基铵氯化物、二芳基二甲基铵氯化物、2-羟基-3-甲基丙烯酸氧基丙基三甲基铵氯化物等。
另外,作为阳性的聚合性表面活性剂,还可以使用市售品。例如,可以枚举丙烯酸酯DMC(三菱レイヨン株式会社)、丙烯酸酯DML60(三菱レイヨン株式会社)、C-1615(第一工业制药株式会社)等。
以上例示的阳性的聚合性表面活性剂可以单独使用,或使用两种以上的混合物。
另一方面,阴性的聚合性表面活性剂,是具有阴性基、聚合性基、和疏水性基的表面活性剂。
作为阴性的聚合性表面活性剂具有的阴性基,可以枚举例如,磺酸阴性基(-SO3-)、亚磺酸阴性基(-RSO2-:R是碳数为1~12的烷基或苯基及其变性体)、羧酸阴性基(-COO-)等,但优选从由它们构成的群组中选择的-种。
作为阴性的聚合性表面活性剂具有的疏水性基,可以使用与所述阳性的聚合性表面活性剂具有的疏水性基相同的疏水性基。
作为阴性的聚合性表面活性剂具有的聚合性基,可以使用与所述阳性的聚合性表面活性剂具有的聚合性基相同的聚合性基。
作为阴性的聚合性表面活性剂的例子,可以枚举特公昭49-46291号公报、特公平1-24143号公报、或特开昭62-104802号公报等中记载的阴性烯丙基衍生物、特开昭62-221431号公报中记载的阴性丙烯基衍生物、特开昭62-34947号公报或特开昭55-11525号公报中记载的阴性丙烯酸衍生物、特公昭46-34898号公报或特开昭51-30284号公报中记载的阴性衣康酸衍生物等。
进而,含有第三结构单位及/或第四结构单位的化合物优选除了所述各种聚合性表面活性剂,还具有从疏水性单体衍生的重复结构单位。
该疏水性单体,在其分子结构中,至少具有疏水性基和聚合性基。通过含有这样的疏水性单体,能够提高聚合物膜的疏水性及聚合性。其结果,能够提高聚合性膜的机械强度及耐久性。
其中,作为疏水性基,可以例示含有脂肪族烃基、脂环族烃基及芳香族烃基中的至少一种的疏水性基。
作为脂肪族烃基,可以枚举甲基、乙基、丙基等,作为脂环族烃基,可以枚举环己基、二环戊烯基(dicyclopentenyl)、二环戊烷基(dicyclopentanyl)、异冰片基等,作为芳香族烃基,可以枚举苯甲基、苯基、萘基等。
另外,作为聚合性基,可以枚举与所述第一结构单位及第二结构单位分别键合的聚合性基相同的聚合性基。这样的聚合性基在后述的太阳电池10的制造构成中供给给聚合,形成保护膜12。
作为疏水性单体的具体例,可以枚举:诸如苯乙烯及甲基苯乙烯、二甲基苯乙烯、氯苯乙烯、二氯苯乙烯、溴苯乙烯、p-氯甲基苯乙烯、二乙烯苯等苯乙烯衍生物;丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸n-丁酯、丁氧基乙基丙烯酸酯、丙烯酸苄酯、丙烯酸苯酯、苯氧基乙基丙烯酸脂、丙烯酸环己酯、二环戊烷基丙烯酸脂、二环戊烯基丙烯酸酯、二环戊烯基乙氧基丙烯酸脂、丙烯酸四氢糠酯、异冰片基丙烯酸酯等单官能丙烯酸酯类;甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸n-丁酯、2-乙基己基甲基丙烯酸酯、丁氧基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸苯酯、苯氧基乙基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯环己酯、二环戊烷基甲基丙烯酸酯、二环戊烯基甲基丙烯酸酯、二环戊烯基乙氧基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸四氢糠酯、异冰片基甲基丙烯酸酯等单官能甲基丙烯酸酯类;烯丙基苯酯、烯丙基-3-环己基丙酸酯、1-烯丙基-3,4-二甲氧基苯酯、烯丙基苯氧基乙酸酯、烯丙基苯酯、烯丙基环己酯、多元羧酸烯丙酯等的烯丙化合物;具有反丁烯二酸、马来酸、衣康酸的酯类;N-取代马来酰亚胺、环状烯烃等的自由基聚合性基的单体。疏水性基适宜选择满足上述的要求特性的单体,其添加量可以任意确认。
这样的保护膜12,例如,可以如下所述地制造。
(2-5)首先,像所述工序(1)~(2~3)一样,在基板20上,分别形成第一电极30、电子输送层40、第二膜2、第三膜3及第一膜4。
(2-6)其次,在第三膜3的表面上,进行第三结构单位的配向。
第三结构单位的配向可以通过例如,使含有第三结构单位的液体与第三膜3接触等来形成。
由此,如上所述,可以极其高度控制第三结构单位的配置方式,使第三结构单位的极性基11’与第三膜3中的第二结构单位具有的电荷对向。其结果,可以使第三结构单位在第三膜3的表面以胶束状配向。
作为使含有第三结构单位的液体与第三膜3接触的方法,可以使用与所述第一实施方式相同的方法。
另外,作为调制含有第三结构单位的液体的溶剂(或分散介质),可以使用与所述第一实施方式相同的溶剂。
(2-7)其次,根据在第三膜3的表面配向的第三结构单位,使第四结构单位配向。
第四结构单位的配向可以例如,通过使含有第四结构单位的液体与第三结构单位接触等来进行。
由此,与第四结构单位键合的聚合性基及疏水性基7d被配置成与键合于第三结构单位中的聚合性基及疏水性基7c相对向。其结果,第四结构单位可以在与第三结构单位的第三膜3相反的一侧,以胶束状配向。
作为使含有第四结构单位的液体接触第三结构单位的方法,可以使用与所述第一实施方式相同的方法。
另外,作为调制含有第四结构单位的液体的溶剂(或分散介质),可以使用与所述第一实施方式相同的溶剂。
(2-8)其次,在配向的第三结构单位和第四结构单位之间,形成保护膜12。
该保护膜12可以通过例如,使含有聚合引发剂的液体,与第三结构单位及第四结构单位接触等来形成。
由此,在与第三结构单位键合的聚合性基和与第四结构单位键合的聚合性基之间、与第三结构单位键合的聚合性基它们之间、及在与第四结构单位键合的聚合性基它们之间的至少一种上发生聚合反应,并转化为聚合物。其结果,可以形成如图8所示的保护膜12。
(2-9)其次,根据需要,使形成有保护膜12的基板20。
在该干燥上,可以使用与所述工序(2-4)相同的方法。
本发明的电子设备具备这样的太阳电池10。
以下,根据图7及图8,对本发明的电子设备进行说明。
图9是适用了本发明的电子设备的台式电子计算机的俯视图,图10是表示适用了本发明的电子设备的移动电话机(还包含PHS)的立体图。
如图9所示的台式电子计算机100具备:主体部101、设置在主体部101的上面(前面)的显示部102、多个操作按钮103及太阳电池设置部104。
在如图9所示的结构中,在太阳电池设置部104上,配置有五个太阳电池10串联连接。
如图10所示的移动电话机200具备:主体部201、设置在主体部201的前面的显示部202、多个操作按钮203、受话器耳承204、送话器口承205及太阳电池设置部206。
在如图10所示的结构中,太阳电池设置部206以包围显示部202的周围的方式,配置有多个太阳电池1串联连接。
以上,根据图示的各实施方式,对本发明的光电转换元件的制造方法、光电转换元件及电子设备进行了说明,但本发明不限于它们。
例如,构成光电转换元件及电子设备的各部位,可以替换为能够发挥相同的功能的任意的结构。
还有,本发明的光电转换元件不限于适用在太阳电池,可以适用在例如,类似光传感器、光开关等受光而转换为电能的各种元件(受光元件)。
另外,在本发明的光电转换元件中,光的入射方向,与图示的方向不同,从逆向开始也可。即,光的入射方向为任意方向。
进而,图示的电荷或极性基的各极性只是一个例子,也可以为相反的极性。
【实施例】
其次,对本发明的具体实施例进行说明。还有,本发明不限于该实施例。
1.太阳电池的制造
(实施例1)
如下所述,制造了如图1所示的太阳电池(光电转换元件)。
(A1)首先,准备了尺寸:纵长30mm×横长35mm×厚度1.0mm的钠玻璃基板。其次,将该钠玻璃基板浸渍在85℃的清洗液(硫酸和过氧化氢水的混合液)中进行清洗,净化其表面。
(A2)其次,在钠玻璃基板的上面,通过蒸镀法,形成纵长30mm×横长35mm×厚度1.0μm的FTO电极(第一电极)。
(A3)其次,在FTO电极的上面(整体)上,形成二氧化钛层(电子输送层)。这通过如下所述进行。
(A3-1)首先,准备了由金红石型的二氧化钛粉末、和脱钛矿型的二氧化钛粉末的混合物构成的二氧化钛粉末。还有,二氧化钛粉末的平均粒径为40nm,金红石型的二氧化钛粉末和脱钛矿型的二氧化钛粉末的配合比在重量比的情况下为60∶40。
(A3-2)其次,添加蒸馏水及2-丙醇,使该二氧化钛粉末的含量成为3wt%,进行搅拌,并调制了分散液。
(A3-3)其次,通过涂布法,将分散液涂布在FTO电极上,干燥后,进行温度450℃×1小时的烧成,得到二氧化钛层。
(A4)其次,在二氧化钛层上(整体)形成了光电转换层。这通过如下所述进行。
(A4-1)首先,在乙腈中添加了由所述化学式(2)表示的化合物(第一结构单位),使其添加量成为1×10-3mol/L,并调制了乙腈溶液。然后,通过涂布法,将该乙腈溶液涂布在二氧化钛层上,并形成了第二膜。
(A4-2)其次,在乙腈中添加了由所述化学式(3)表示的化合物(第二结构单位),使其添加量成为1×10-3mol/L,并调制了乙腈溶液。然后,通过涂布法,将该乙腈溶液涂布在第二膜上,并形成了第三膜。
(A4-3)其次,进而在其他的乙腈中,添加过硫酸钠(聚合引发剂),并搅拌。由此,形成第一膜,得到了光电转换层。此时的条件为温度:70℃、搅拌时间:5小时。
(A4-4)其次,冻结干燥了形成有光电转换层的钠玻璃基板。还有,冻结干燥的条件如下所述。
·冷却时间:-45℃
·压力:9Pa
(A5)其次,将形成有FTO电极、二氧化钛层及光电转换层的钠玻璃基板设置在加热到80℃的热板上,在光电转换层的上面,滴落CuI的乙腈溶液(空穴输送层材料),并进行了干燥。通过反复进行该操作而叠层,形成了CuI层(空穴输送层)。
还有,在乙腈溶液中,添加了四丙基铵碘化物,使之成为1×10-3wt%。
另外,在乙腈溶液中,作为CuI的粘合剂,添加了氰树脂(氰乙基化作用物)。还有,CuI和氰树脂配合成质量比(重量比)为97∶3。
(A6)其次,在CuI层的上面,通过蒸镀法,形成了尺寸:纵长30mm×横长35mm×厚度1.0mm的白金电极(第二电极)。
(实施例2)
除了在所述工序(A4-1)中,代替由所述化学式(2)表示的化合物,而使用由所述化学式(10)表示的化合物以外,以与所述实施例1相同的方式制造了太阳电池。
(实施例3)
除了在所述工序(A4-1)中,代替由所述化学式(2)表示的化合物,而使用由所述化学式(11)表示的化合物,在所述工序(A4-2)中,代替由所述化学式(3)表示的化合物,而使用由所述化学式(2)表示的化合物以外,以与所述实施例1相同的方式制造了太阳电池。
(实施例4)
除了在所述工序(A4-3)之后,补充了其次的工序之外,以与所述实施例1相同的方式制造了太阳电池。
(A4-5)在乙腈中,作为由所述化学式(31a)表示的化合物(第三结构单位),添加了アデカリアソ一プSE-10N(旭电化工业公司制),使其添加量为1×10-3mol/L,调制了乙腈溶液。然后,通过涂布法,将该乙腈溶液涂布在第三膜上,得到了液态被膜。
(A4-6)其次,在其他的乙腈中,作为由所述化学式(34)表示的化合物(第四结构单位),添加了アデカリアソ一プSR-10N(旭电化工业公司制),使其添加量为1×10-3mol/L,调制了乙腈溶液。然后,通过涂布法,将该乙腈溶液涂布在由所述工序(A4-5)得到的液态被膜上。
(A4-7)其次,进而在其他的乙腈中,添加过硫酸钠(聚合引发剂),并进行了搅拌。由此,形成保护膜,得到了光电转换层。还有,此时的条件为温度:70℃、搅拌时间:5小时。
(A4-8)其次,冻结干燥了形成有光电转换层的钠玻璃基板。还有,冻结干燥的条件如下所述。
·冷却时间:-45℃
·压力:9Pa
(实施例5)
如下所述,制造了湿式色素敏化太阳电池(光电转换元件)。
(B1)首先,准备了尺寸:纵长30mm×横长35mm×厚度1.0mm的钠玻璃基板。其次,将该钠玻璃基板浸渍在85℃的清洗液(硫酸和过氧化氢水的混合物)进行了冲洗,并净化了其表面。
(B2)其次,在钠玻璃基板的上面,通过蒸镀法,形成了在FTO电极的上面(整体)上,形成了尺寸:纵长30mm×横长35mm×厚度1μm的FTO电极(第一电极)。
(B3)其次,在FTO电极的上面的纵长30mm×横长30mm的区域上,形成了二氧化钛层(电子输送层)。这通过如下所述进行。
(B3-1)首先,准备了由金红石型的二氧化钛粉末、和脱钛矿型的二氧化钛粉末的混合物构成的二氧化钛粉末。还有,二氧化钛粉末的平均粒径为20nm,金红石型的二氧化钛粉末和脱钛矿型的二氧化钛粉末的配合比在重量比的情况下为60∶40。
(B3-2)其次,添加蒸馏水及2-丙醇,使该二氧化钛粉末的含量成为3wt%,进行搅拌,并调制了分散液。
(B3-3)其次,通过涂布法,将分散液涂布在FTO电极上,干燥后,进行温度450℃×1小时的烧成,得到二氧化钛层。
(B4)其次,在二氧化钛层上(整体),形成了光电转换层。这通过如下所述进行。
(B4-1)首先,在乙腈中添加了由所述化学式(2)表示的化合物(第一结构单位),使其添加量成为1×10-3mol/L,并调制了乙腈溶液。然后,通过涂布法,将该乙腈溶液涂布在二氧化钛层上,并形成了第二膜。
(B4-2)其次,在其他的乙腈中,添加了由所述化学式(3)表示的化合物(第二结构单位),使其添加量为1×10-3mol/L,调制了乙腈溶液。然后,通过涂布法,将该乙腈溶液涂布在第二膜上,形成了第三膜。
(B4-3)其次,进而在其他的乙腈中,添加了过硫酸钠(聚合引发剂),并进行了搅拌。由此,形成第一膜,得到了光电转换层。此时的条件为温度:70℃、搅拌时间:5小时。
(B4-4)其次,冻结干燥了形成有光电转换层的钠玻璃基板。还有,冻结干燥的条件如下所述。
·冷却时间:-45℃
·压力:9Pa
(B5)其次,在FTO电极上的未形成有二氧化钛层的区域的周边,贴附厚度为30μm左右的衬垫,进而在衬垫上,贴附了尺寸:纵长30mm×横长30mm×厚度1.0mm的玻璃基板。
(B6)其次,在由所述工序(B5)制造的两张玻璃基板的间隙内,注入了将乙腈作为溶剂的碘溶液。
还有,在该碘溶液中,添加了四丙基铵碘化物,使之成为1×10-3wt%。
(实施例6)
除了在所述工序(B4-3)之后,补充了其次的工序之外,以与所述实施例5相同的方式制造了湿式色素敏化太阳电池。
(B4-5)在乙腈中添加了由所述化学式(31a)表示的化合物(第三结构单位),使其添加量成为1×10-3mol/L,并调制了乙腈溶液。然后,通过涂布法,将该乙腈溶液涂布在第三膜上,并得到了液态被膜。
(B4-6)其次,在其他的乙腈中,添加了由所述化学式(34)表示的化合物(第四结构单位),使其添加量成为1×10-3mol/L,并调制了乙腈溶液。然后,通过涂布法,将该乙腈溶液涂布在由所述工序(B4-5)得到的液态被膜上。
(B4-7)其次,进而在其他的乙腈中,添加了过硫酸钠(聚合引发剂),并进行了搅拌。由此,形成保护膜,得到了光电转换层。此时的条件为温度:70℃、搅拌时间:5小时。
(B4-8)其次,冻结干燥了形成有光电转换层的钠玻璃基板。还有,冻结干燥的条件如下所述。
·冷却时间:-45℃
·压力:9Pa
(比较例1)
除了将所述工序(A4)如下所述地进行变更之外,以与所述实施例1相同的方式,制造了太阳电池。
(A4)在二氧化钛层(整体)上,形成了光电转换层。这通过如下所述地进行。
(A4-1)将形成有FTO电极及二氧化钛层的钠玻璃基板浸渍在钌三联吡啶基(ruthenium tris bipyridyl group)(有机染料)的饱和乙醇溶液中,从所述乙醇溶液中取出,并使乙醇挥发。
(A4-2)其次,将取出的钠玻璃基板使用净化干燥机,在温度80℃下,干燥0.5小时,并放置一夜。由此,沿二氧化钛层的外面及孔的内面形成了光电转换层。
(比较例2)
除了将所述工序(B4)如下所述地进行变更之外,以与所述实施例5相同的方式,制造了湿式色素敏化太阳电池。
(B4)在二氧化钛层(整体)上,形成了光电转换层。这通过如下所述地进行。
(B4-1)将形成有FTO电极及二氧化钛层的钠玻璃基板浸渍在钌三联吡啶基(有机染料)的饱和乙醇溶液中,从所述乙醇溶液中取出,并通过自然干燥,使乙醇挥发。
(B4-2)其次,将取出的钠玻璃基板使用净化干燥机,在温度80℃下,干燥0.5小时,并放置一夜。由此,沿二氧化钛层的外面及孔的内面形成了光电转换层。
2.评价
对于由各实施例及各比较例制造的太阳电池,分别从与基板成90°的方向照射人工太阳灯的光(照射光的强度:AM1.5、100W/m2)而对各太阳电池的光电转换效率进行了比较。
其结果,明确显示由各实施例制造的太阳电池(本发明的光电转换元件)的任何一个相比于由比较例制造的光电转换元件,具有优越的光电转换效率。

Claims (16)

1.一种叠层结构体,其特征在于,
具有:基体、第一膜、包含多个第一结构单位的第二膜、和包含多个第二结构单位的第三膜,
所述第一膜配置在所述第二膜和所述第三膜之间,
所述第二膜配置在所述基体和所述第一膜之间,
所述第一膜,与所述多个第一结构单位中的至少一个第一结构单位、或所述多个第二结构单位中的至少一个第二结构单位进行化学键合,
在所述第二膜和所述第三膜之间,通过赋予能量,引起电子移动。
2.一种叠层结构体,其特征在于,
包含:基体、被覆所述基体的第一膜、多个第一结构单位、和多个第二结构单位,其中所述第一结构单位配置在所述基体和所述第一膜之间,
所述第一膜配置在所述多个第一结构单位和所述多个第二结构单位之间,
通过赋予能量,在所述多个第一结构单位中的至少一个第一结构单位及所述多个第二结构单位中的至少一个第二结构单位当中的至少一方、和所述基体之间,引起电子移动。
3.根据权利要求1所述的叠层结构体,其特征在于,
所述第一膜具有以下所述功能:抑制通过所述电子移动而从所述第二膜及所述第三膜中的任一方的膜移动到另一方的膜的电子,再从所述另一方的膜移动到所述一方的膜。
4.根据权利要求2或3所述的叠层结构体,其特征在于,
所述多个第一结构单位及所述多个第二结构单位当中的至少一方,与所述第一膜化学键合。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的叠层结构体,其特征在于,
所述键合为共价键合。
6.根据权利要求1或5所述的叠层结构体,其特征在于,
所述基体包含半导体材料及金属材料中的至少一方。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的叠层结构体,其特征在于,
所述多个第一结构单位利用键合基,与所述基体键合。
8.根据权利要求1~5中任一项所述的叠层结构体,其特征在于,
所述第一膜通过聚合与所述多个第一结构单位分别键合的聚合性基及与所述第二结构单位分别键合的聚合性基当中的至少一方而得到。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的叠层结构体,其特征在于,
所述叠层结构体还具有第四膜,
所述多个第二结构单位配置在所述第四膜和所述第一膜之间。
10.根据权利要求9所述的叠层结构体,其特征在于,
所述叠层结构体还具有多个极性基,
所述第四膜配置在所述多个极性基和所述多个第二结构单位之间。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的叠层结构体,其特征在于,
所述多个第一结构单位的每一个或所述多个第二结构单位的每一个包含金属络合物。
12.一种光电转换元件,其特征在于,
具备根据权利要求1~11中任一项所述的叠层结构体。
13.一种光电转换元件,其特征在于,
包含根据权利要求1~12中任一项所述的叠层结构体,
所述基体通过使所述光电转换元件受光而向所述多个第一结构单位及所述多个第二结构单位当中的至少一方供给电子,或者通过使所述光电转换元件受光而从所述多个第一结构单位及所述多个第二结构单位当中的至少一方接收电子。
14.根据权利要求12或13所述的光电转换元件,其特征在于,所述基体包含电极。
15.根据权利要求12~14中任一项所述的光电转换元件,其特征在于,所述基体在所述电极和所述多个第一结构单位之间具有载流子输送部。
16.一种电子设备,其特征在于,具备根据权利要求12~15中任一项所述的光电转换元件。
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