JP2002222970A - Photoelectric converter and its manufacturing method - Google Patents

Photoelectric converter and its manufacturing method

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JP2002222970A
JP2002222970A JP2001017388A JP2001017388A JP2002222970A JP 2002222970 A JP2002222970 A JP 2002222970A JP 2001017388 A JP2001017388 A JP 2001017388A JP 2001017388 A JP2001017388 A JP 2001017388A JP 2002222970 A JP2002222970 A JP 2002222970A
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JP
Japan
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photoelectric conversion
type semiconductor
electrode
layer
fine particles
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Application number
JP2001017388A
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Japanese (ja)
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Tomozumi Kamisaka
友純 上坂
Yasuhiro Yamaguchi
康浩 山口
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Fujifilm Business Innovation Corp
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Fuji Xerox Co Ltd
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    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photoelectric converter capable of being easily manufactured with a high quality at a low cost and a method for manufacturing the same and to provide a photoelectric converter capable of being formed in any shape with flexibility like a film or the like and having a light weight, excellent portability and a method for manufacturing the same. SOLUTION: The photoelectric converter comprises a photoelectric conversion layer 30 having a dispersing film for dispersing at least n-type semiconductor fine grains and organic p-type semiconductor fine grains, and a pair of electrodes 20 and 30 oppositely disposed through the layer 30. In this case, the pair of electrodes 20 and 30 have different work functions from each other. At least one of the electrodes 20 and 30 is translucent. The method for manufacturing the same is provided.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光照射により起電
力を発生する光電変換素子及びその製造方法に関する。
本発明の光電変換素子は、例えば、太陽電池、光センサ
及び光演算素子等に用いられる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photoelectric conversion element that generates an electromotive force by light irradiation and a method for manufacturing the same.
The photoelectric conversion element of the present invention is used for, for example, a solar cell, an optical sensor, an optical operation element, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、化石燃料の燃焼による地球温暖化
や、人口の増加に伴うエネルギー需要の増大は、人類の
存亡に関わる大きな課題となっている。太陽光は言うま
でもなく、太古以来現在まで、地球の環境を育み、人類
を含む全ての生物のエネルギー源となってきた。そこ
で、最近では、無限でかつ有害物質を発生しないクリー
ンなエネルギー源として太陽光を利用することが検討さ
れている。なかでも、光エネルギーを電気エネルギーに
変換する光電変換素子、所謂太陽電池が有力な技術手段
として注目されている。
2. Description of the Related Art In recent years, global warming due to the burning of fossil fuels and an increase in energy demand due to an increase in population have become major issues relating to the survival of humanity. Needless to say, sunlight has nurtured the environment of the earth since ancient times and has been an energy source for all living things, including humans. Therefore, recently, use of sunlight as an infinite and clean energy source that does not generate harmful substances has been studied. Above all, a photoelectric conversion element that converts light energy into electric energy, that is, a so-called solar cell, has attracted attention as a promising technical means.

【0003】太陽電池用の光起電力材料としては、単結
晶、多結晶、アモルファスのシリコンやCuInSe、
GaAs、CdSなどの化合物からなる無機半導体が使
用されている。これらの無機半導体を用いた太陽電池は
10%から20%と比較的高いエネルギー変換効率を示
すため、遠隔地用の電源や携帯用小型電子機器の補助的
な電源として広く用いられている。しかしながら、冒頭
に述べたように化石燃料の消費を抑えて地球環境の悪化
を防止するという目的に照らすと、現時点では無機半導
体を用いた太陽電池は十分な効果を上げているとは言い
難い。というのも、これらの無機半導体を用いた太陽電
池は、プラズマCVD法や高温結晶成長プロセスにより
製造されており、素子の作製に多くのエネルギーを必要
とするためである。また、Cd、As、Seなどの環境
に有害な影響を及ぼしかねない成分を含んでおり、素子
の廃棄による環境破壊の懸念もある。
As photovoltaic materials for solar cells, monocrystalline, polycrystalline, amorphous silicon, CuInSe,
An inorganic semiconductor made of a compound such as GaAs or CdS is used. Solar cells using these inorganic semiconductors exhibit relatively high energy conversion efficiencies of 10% to 20%, and are therefore widely used as power supplies for remote locations and as auxiliary power supplies for portable small electronic devices. However, in light of the purpose of suppressing the consumption of fossil fuels and preventing the deterioration of the global environment as described at the beginning, it is difficult to say that a solar cell using an inorganic semiconductor has been sufficiently effective at present. This is because solar cells using these inorganic semiconductors are manufactured by a plasma CVD method or a high-temperature crystal growth process, and require a lot of energy to manufacture devices. In addition, it contains components that may have a detrimental effect on the environment, such as Cd, As, and Se, and there is a concern about environmental destruction due to disposal of the element.

【0004】この点を改善し得る光起電力材料として、
有機半導体を用いた有機太陽電池が提案されている。有
機半導体は、多様性があること、毒性が低いこと、加工
性・生産性がよく大量生産によるコストダウンが可能で
あること、可とう性を有するためフレキシブル化が容易
であること、等の優れた特長を有する。これにより、有
機太陽電池は、実用化に向けた研究が盛んに行われてい
る。
As a photovoltaic material that can improve this point,
Organic solar cells using organic semiconductors have been proposed. Organic semiconductors are excellent in that they have a variety, low toxicity, good processability and productivity, cost reduction by mass production is possible, and flexibility makes it easy to be flexible. It has features. As a result, organic solar cells have been actively studied for practical use.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上述した有機太陽電池
は、光生成した電荷ペアを解離させる機構の違いによっ
てショットキー型とpn接合型の2種類に分けられる。
ショットキー型は、有機半導体と金属との接合面に誘起
されるショットキー障壁による内部電界を利用する。か
かる、ショットキー型太陽電池は、比較的大きな開放電
圧(Voc)を得られる特徴を有する反面、照射光量が
増加すると光電変換効率が低下しやすいという課題を有
していた。更に、ショットキー型太陽電池は、有機半導
体の薄膜を各種蒸着法により形成する必要があるため、
製造が容易であるとはいえなかった。
The above-mentioned organic solar cells are classified into two types, a Schottky type and a pn junction type, depending on the mechanism of dissociating the photo-generated charge pairs.
The Schottky type utilizes an internal electric field due to a Schottky barrier induced at a junction surface between an organic semiconductor and a metal. Such a Schottky type solar cell has a feature that a relatively large open-circuit voltage (Voc) can be obtained, but has a problem that the photoelectric conversion efficiency tends to decrease as the irradiation light amount increases. Furthermore, since a Schottky solar cell needs to form a thin film of an organic semiconductor by various vapor deposition methods,
It was not easy to manufacture.

【0006】一方、pn接合型は、p型半導体とn型半
導体の接合面に発生する内部電界を利用するもので、両
半導体に有機物を用いる有機/有機pn接合型と、どち
らかの半導体に無機物を用いる有機/無機pn接合型な
どがある。ここでは、有機/有機pn接合型及び有機/
無機pn接合型の両者を総括的に有機pn接合型と呼
ぶ。かかる有機pn接合型太陽電池は、比較的高い変換
効率を示すことが知られているが、ショットキー型と同
様に、蒸着法により成膜する必要のある場合が多く、製
造性向上の妨げとなっていた。
On the other hand, a pn junction type utilizes an internal electric field generated at a junction surface between a p-type semiconductor and an n-type semiconductor. An organic / organic pn junction type using an organic material for both semiconductors is used. There is an organic / inorganic pn junction type using an inorganic substance. Here, organic / organic pn junction type and organic / organic pn junction type
Both of the inorganic pn junction type are generally called an organic pn junction type. Such an organic pn junction type solar cell is known to exhibit a relatively high conversion efficiency, but in many cases, like the Schottky type, needs to be formed by a vapor deposition method, which hinders improvement in productivity. Had become.

【0007】更に、太陽電池に有用とされる有機顔料
は、結晶形によって異なる光電特性(起電力特性)を有
し、有機顔料は特定の結晶形においてのみ優れた光電特
性を示すことが知られている。しかし、蒸着法による成
膜工程では結晶形を選択することが困難であるため、高
い光電特性を有する所望の結晶形の顔料からなる半導体
層を得ることは難しいという問題もあった。
Further, organic pigments useful for solar cells have different photoelectric characteristics (electromotive characteristics) depending on the crystal form, and organic pigments are known to exhibit excellent photoelectric characteristics only in specific crystal forms. ing. However, since it is difficult to select a crystal form in a film forming process by a vapor deposition method, there is also a problem that it is difficult to obtain a semiconductor layer made of a pigment of a desired crystal form having high photoelectric characteristics.

【0008】そこで、本発明は、上記課題を解決するべ
くなされたものであり、詳しくは容易に製造可能であ
り、かつ、安価で高品質な光電変換素子及びその製造方
法を提供することを目的とする。また、本発明は、フィ
ルムなどのように可とう性を有し、いかなる形状にも形
成可能であり、軽量で携帯性にも優れるような光電変換
素子およびその製造方法を提供することを目的とする。
Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has as its object to provide a low-cost, high-quality photoelectric conversion element which can be easily manufactured, and a method of manufacturing the same. And Another object of the present invention is to provide a photoelectric conversion element which has flexibility like a film, can be formed into any shape, is lightweight and has excellent portability, and a method for manufacturing the same. I do.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の光電変換素子は、少なくともn型半導体微粒
子及び有機p型半導体微粒子を分散させた分散膜から構
成される光電変換層と、該光電変換層を介して対向配置
された一対の電極とからなる光電変換素子であって、前
記一対の電極が、互いに仕事関数が異なり、かつ、少な
くとも一方が光透過性を有することを特徴とする。かか
る光電変換素子によれば、光電変換層は所望の半導体微
粒子が分散された分散膜であればよく、当該光電変換層
の形成方法は限定されない。これにより、本発明の光電
変換素子は、光電変換層を塗布法などの簡易的な方法に
より製造可能であるため製造コストが低減され、かつ、
高品質なものとなる。
Means for Solving the Problems To achieve the above object, a photoelectric conversion element of the present invention comprises: a photoelectric conversion layer comprising at least a dispersion film in which n-type semiconductor fine particles and organic p-type semiconductor fine particles are dispersed; A photoelectric conversion element including a pair of electrodes opposed to each other with the photoelectric conversion layer interposed therebetween, wherein the pair of electrodes have different work functions from each other, and at least one of the electrodes has light transmittance. I do. According to such a photoelectric conversion element, the photoelectric conversion layer may be a dispersion film in which desired semiconductor fine particles are dispersed, and the method for forming the photoelectric conversion layer is not limited. Thereby, since the photoelectric conversion element of the present invention can manufacture the photoelectric conversion layer by a simple method such as a coating method, the manufacturing cost is reduced, and
It will be of high quality.

【0010】また、前記光電変換素子は、前記一対の電
極のうち他方に比べ仕事関数の大きな電極と、前記光電
変換層との間に、更にp型半導体層を有することを特徴
とする。前記p型半導体層が、p型半導体を分散させた
分散膜、又は、p型半導体の薄膜から構成されることを
特徴とする。
[0010] The photoelectric conversion element may further include a p-type semiconductor layer between the electrode having a larger work function than the other of the pair of electrodes and the photoelectric conversion layer. The p-type semiconductor layer is composed of a dispersion film in which the p-type semiconductor is dispersed or a thin film of the p-type semiconductor.

【0011】更に、前記光電変換素子は、前記一対の電
極のうち他方に比べ仕事関数の小さな電極と、前記光電
変換層との間に、更にn型半導体層を有することを特徴
とする。前記n型半導体層が、n型半導体を分散させた
分散膜、又は、n型半導体の薄膜から構成されることを
特徴とする。
Further, the photoelectric conversion element further includes an n-type semiconductor layer between the electrode having a smaller work function than the other of the pair of electrodes and the photoelectric conversion layer. The n-type semiconductor layer is formed of a dispersion film in which an n-type semiconductor is dispersed or a thin film of an n-type semiconductor.

【0012】加えて、前記光電変換層は、更に、電子輸
送物質及び/又は正孔輸送物質を含むことを特徴とす
る。
In addition, the photoelectric conversion layer further includes an electron transporting material and / or a hole transporting material.

【0013】上記目的を達成するために本発明の光電変
換素子の製造方法は、少なくとも電極を有する支持体表
面にn型半導体微粒子及び有機p型半導体微粒子を分散
させた分散液を塗布及び硬化させて光電変換層を形成す
る光電変換層形成工程と、前記光電変換層の上に前記電
極と仕事関数の異なる電極を形成する対向電極形成工程
からなることを特徴とする。かかる光電変換素子の製造
方法によれば、低コストな塗布法により高品質な光電変
換素子を容易を作製することができる。
In order to achieve the above object, a method of manufacturing a photoelectric conversion element according to the present invention comprises a step of applying and curing a dispersion obtained by dispersing n-type semiconductor fine particles and organic p-type semiconductor fine particles on at least the surface of a support having electrodes. And a counter electrode forming step of forming an electrode having a work function different from that of the electrode on the photoelectric conversion layer. According to such a method for manufacturing a photoelectric conversion element, a high-quality photoelectric conversion element can be easily manufactured by a low-cost coating method.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態の一例を詳細に説明する。ここで、図1は本発
明の第1の実施形態としての光電変換素子を説明するた
めの拡大断面図である。図1に示すように、光電変換素
子は、支持体10と、電極p20と、光電変換層30
と、電極n40と、被覆層50とが順次積層された構造
を有する。なお、本実施形態において、仕事関数の大き
い電極として電極p20、仕事関数の小さい電極として
電極n40をそれぞれ使用する。また、光電変換素子
は、図1に示す矢印A及び矢印Bの少なくとも一方から
光電変換層30へ照射光を到達する必要がある。例え
ば、矢印Aから光電変換層30へ照射光を到達させるた
めには、支持体10及び電極p20は光透過性の材料で
形成される。同様に、矢印Bから光電変換層30へ照射
光を到達させるためには、電極n40及び被覆層50は
光透過性の材料で形成される。更に、矢印A及び矢印B
の両側から光電変換層30へ照射光を到達させるために
は、要素10、20、40及び50は光透過性の材料で
形成される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Here, FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view for explaining a photoelectric conversion element as a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the photoelectric conversion element includes a support 10, an electrode p20, a photoelectric conversion layer 30.
, An electrode n40, and a coating layer 50 are sequentially laminated. In this embodiment, the electrode p20 is used as an electrode having a large work function, and the electrode n40 is used as an electrode having a small work function. The photoelectric conversion element needs to reach the photoelectric conversion layer 30 from at least one of the arrows A and B shown in FIG. For example, in order for the irradiation light to reach the photoelectric conversion layer 30 from the arrow A, the support 10 and the electrode p20 are formed of a light transmissive material. Similarly, in order for the irradiation light to reach the photoelectric conversion layer 30 from the arrow B, the electrode n40 and the coating layer 50 are formed of a light transmissive material. Further, arrow A and arrow B
In order for the irradiation light to reach the photoelectric conversion layer 30 from both sides of the element 10, the elements 10, 20, 40 and 50 are formed of a light-transmitting material.

【0015】支持体10は、電極p20を表面に安定し
て保持することが可能であれば、材質や厚みには制限さ
れない。そのため、支持体10の形状は板状でもフィル
ム状でもよい。支持体10には、例えば、アルミニウ
ム、ステンレス等の金属や、合金類、ポリカーボネー
ト、ポリエステル等のプラスチック、木材、紙、布、な
どが使用される。照射光を図1の矢印A側から入射する
場合には、支持体10は光透過性の物質(材料)から構
成される必要があり、透明性を有するガラス、透明プラ
スチックなどが使用できる。ここで、透明性とは、光電
変換素子において使用される所定波長領域、例えば可視
光領域、の光を高率で透過する性質をいう。なお、本発
明の光電変換素子は、支持体10の表面に形成されるこ
とが望ましいが、電極p20自体にある程度硬度があ
り、自立性を有する場合には、電極p20が支持体を兼
ねる構成としてもよく、この場合、支持体10は省略さ
れてもよい。
The material and thickness of the support 10 are not limited as long as the electrode p20 can be stably held on the surface. Therefore, the shape of the support 10 may be a plate shape or a film shape. For the support 10, for example, metals such as aluminum and stainless steel, alloys, plastics such as polycarbonate and polyester, wood, paper, cloth, and the like are used. When the irradiation light is incident from the arrow A side in FIG. 1, the support 10 must be made of a light-transmitting substance (material), and transparent glass, transparent plastic, or the like can be used. Here, transparency refers to a property of transmitting light in a predetermined wavelength region used in the photoelectric conversion element, for example, a visible light region at a high rate. The photoelectric conversion element of the present invention is desirably formed on the surface of the support 10, but when the electrode p20 itself has a certain degree of hardness and is self-supporting, the electrode p20 also serves as a support. In this case, the support 10 may be omitted.

【0016】上述のように、仕事関数の大きい電極p2
0は、後述する光電変換層30に含まれる有機p型半導
体微粒子Ppとオーミックに近い接合を形成可能にする
ために仕事関数が4.5eV以上であることが好まし
く、5.0eV以上であることがより好ましい。対し
て、仕事関数の小さい電極n40はn型半導体微粒子P
nとオーミックに近い接合を形成可能にするために仕事
関数が4.5eV以下であることが好ましい。なお、本
発明において、対向配置される一対の電極の仕事関数
は、相互に相対的に大小関係を有する(すなわち、互い
に仕事関数の異なる)ものとすればよい。従って、本実
施形態においても、電極p20の仕事関数が電極n40
よりも相対的に大きければよい。この場合、両電極2
0、40の好ましい仕事関数の差は0.5eV以上であ
ることが好ましい。
As described above, the electrode p2 having a large work function
0, preferably work in order to enable forming a junction close to the organic p-type semiconductor fine particles P p ohmic included in the photoelectric conversion layer 30 to be described later function is not less than 4.5 eV, is not less than 5.0eV Is more preferable. On the other hand, the electrode n40 having a small work function is composed of the n-type semiconductor fine particles P
The work function is preferably 4.5 eV or less so that a junction close to ohmic with n can be formed. Note that, in the present invention, the work functions of the pair of electrodes arranged to face each other may have a relative magnitude relationship with each other (that is, have different work functions). Therefore, also in the present embodiment, the work function of the electrode p20 is equal to that of the electrode n40.
It suffices if it is relatively large. In this case, both electrodes 2
The difference between the preferable work functions of 0 and 40 is preferably 0.5 eV or more.

【0017】電極p20としては、金、白金などの金属
類、及び、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化錫(NES
A)、錫ドープ酸化インジウム(ITO)、フッ素ドー
プ酸化錫(FTO)などの金属酸化物類を用いることが
できる。一方、電極n40としては、アルミニウム、マ
グネシウム、インジウム、鉛、亜鉛、などの金属、並び
に、銀−マグネシウム等の合金類を用いることができ
る。電極p20及び電極n40は蒸着法やスパッタリン
グ法で形成してもよいし、公知のゾルゲル法等により焼
成して形成してもよい。
As the electrode p20, metals such as gold and platinum, and zinc oxide, indium oxide and tin oxide (NES)
A), metal oxides such as tin-doped indium oxide (ITO) and fluorine-doped tin oxide (FTO) can be used. On the other hand, as the electrode n40, a metal such as aluminum, magnesium, indium, lead, and zinc, and an alloy such as silver-magnesium can be used. The electrode p20 and the electrode n40 may be formed by a vapor deposition method or a sputtering method, or may be formed by firing by a known sol-gel method or the like.

【0018】また、照射光を図1の矢印A側から入射す
る場合には、電極p20は支持体10と共に光透過性の
物質(材料)から構成される必要がある。同様に、照射
光を矢印B側から入射する場合には、電極n40は後述
する被覆層50と共に光透過性の物質(材料)から構成
される必要がある。電極p20は、既述の如く支持体1
0を兼ねる構成としてもよい。この際、電極p20とし
ては、ある程度の硬度と自立性とを有するものが用いら
れる。
When the irradiation light is incident from the arrow A side in FIG. 1, the electrode p20 needs to be formed of a light-transmitting substance (material) together with the support 10. Similarly, when the irradiation light is incident from the arrow B side, the electrode n40 needs to be formed of a light-transmitting substance (material) together with a coating layer 50 described later. The electrode p20 is connected to the support 1 as described above.
A configuration that also serves as 0 may be used. At this time, an electrode having a certain degree of hardness and autonomy is used as the electrode p20.

【0019】光電変換層30は、少なくともn型半導体
微粒子Pnと有機p型半導体微粒子PPとを分散させた分
散膜として構成される。光電変換層30内では、n型半
導体微粒子Pnと有機p型半導体微粒子PPとの間にpn
接合が形成され、電荷分離が発生する。また、電極界面
では、n型半導体微粒子Pnは仕事関数のより小さい方
の電極n40とオーミックに近い接合を形成し、一方、
有機p型半導体微粒子Ppはより仕事関数の大きい電極
p20とオーミックに近い接合を形成する。よって、p
n接合で生成した電子はn型半導体微粒子Pnの間を移
動して電極n40に注入され、pn接合で生成した正孔
は有機p型半導体微粒子Ppの間を移動して電極p20
に注入されることにより、両電極20、40間には電位
差が発生する。従って、図1に示される本発明の光電変
換素子は外部に電流を取り出すことができるものと予想
される。
[0019] The photoelectric conversion layer 30 is configured as a dispersion film obtained by dispersing at least the n-type semiconductor fine particles P n and the organic p-type semiconductor fine particles P P. In the photoelectric conversion layer within 30, pn between the n-type semiconductor fine particles P n and the organic p-type semiconductor fine particles P P
A junction is formed and charge separation occurs. At the electrode interface, the n-type semiconductor fine particles Pn form a near ohmic junction with the electrode n40 having a smaller work function.
The organic p-type semiconductor fine particles P p forms a junction close to the larger electrode p20 ohmic work function. Therefore, p
Electrons generated at the n-junction move between the n-type semiconductor fine particles P n and are injected into the electrode n40, and holes generated at the pn junction move between the organic p-type semiconductor fine particles P p to form the electrode p20.
, A potential difference is generated between the two electrodes 20 and 40. Therefore, it is expected that the photoelectric conversion element of the present invention shown in FIG. 1 can take out current outside.

【0020】n型半導体微粒子Pnは有機材料、無機材
料のいずれを利用してもよい。n型半導体としては微粒
子分散した場合であっても安定してn型半導体特性を示
すものであればよく、有機物としてはペリレン系顔料、
ペリノン系顔料、多環キノン系顔料、アゾ系顔料など
が、無機物としては酸化亜鉛、酸化チタン、硫化カドミ
ウムなどを用いることができる。
The n-type semiconductor fine particles Pn may use either an organic material or an inorganic material. The n-type semiconductor may be any one that exhibits stable n-type semiconductor properties even when fine particles are dispersed, and as an organic substance, a perylene pigment,
Perinone-based pigments, polycyclic quinone-based pigments, azo-based pigments, and the like, and inorganic substances such as zinc oxide, titanium oxide, and cadmium sulfide can be used.

【0021】有機p型半導体微粒子Ppは、微粒子分散
した場合にも安定してp型半導体特性を示すp型半導体
であればよく、フタロシアニン系顔料、インジゴ又はチ
オインジゴ系顔料、キナクリドン系顔料などが挙げられ
る。前述のように有機顔料を用いる場合にはその顔料の
持つ結晶形が重要であり、高い光電特性を示す結晶形に
する必要がある。例えば、有機p型半導体微粒子Pp
あるクロロガリウムフタロシアニン微粒子の場合、Cu
Kαを線源とするX線回折スペクトルにおいて、ブラッ
グ角度(2θ±0.2°)が7.4°、16.6°、2
5.5°及び28.3°に強い回折ピークを有する結晶
形、ブラッグ角度(2θ±0.2°)が6.8°、1
7.3°、23.6°及び26.9°に強い回折ピーク
を有する結晶形、又は、ブラッグ角度(2θ±0.2
°)が8.7〜9.2°、17.6°、24.0°、2
7.4°及び28.8°に強い回折ピークを有する結晶
形が好ましい。
The organic p-type semiconductor fine particles P p need only be p-type semiconductors that exhibit stable p-type semiconductor characteristics even when dispersed in fine particles, and include phthalocyanine pigments, indigo or thioindigo pigments, and quinacridone pigments. No. As described above, when an organic pigment is used, the crystal form of the pigment is important, and it is necessary to make the crystal form exhibit high photoelectric characteristics. For example, in the case of chlorogallium phthalocyanine microparticles is an organic p-type semiconductor fine particles P p, Cu
In the X-ray diffraction spectrum using Kα as a source, the Bragg angles (2θ ± 0.2 °) are 7.4 °, 16.6 °, 2
Crystal forms having strong diffraction peaks at 5.5 ° and 28.3 °, Bragg angles (2θ ± 0.2 °) of 6.8 °, 1
A crystal form having strong diffraction peaks at 7.3 °, 23.6 ° and 26.9 °, or a Bragg angle (2θ ± 0.2
°) is 8.7 to 9.2 °, 17.6 °, 24.0 °, 2
Crystal forms having strong diffraction peaks at 7.4 ° and 28.8 ° are preferred.

【0022】有機p型半導体微粒子PPとしてヒドロキ
シガリウムフタロシアニンを用いる場合、CuKαを線
源とするX線回折スペクトルにおいて、ブラッグ角度
(2θ±0.2°)が7.5°、9.9°、12.5
°、16.3°、18.6°、25.1°及び28.3
°に強い回折ピークを有する結晶形が好ましい。
[0022] When using the hydroxygallium phthalocyanine as organic p-type semiconductor fine particles P P, the X-ray diffraction spectrum as a radiation source a CuKa, Bragg angle (2θ ± 0.2 °) is 7.5 °, 9.9 ° , 12.5
°, 16.3 °, 18.6 °, 25.1 ° and 28.3
Crystal forms having a strong diffraction peak at ° are preferred.

【0023】有機p型半導体PPとしてオキシチタニウ
ムフタロシアニンを用いる場合、CuKαを線源とする
X線回折スペクトルにおいて、ブラッグ角度(2θ±
0.2°)が9.3°、10.6°、13.2°、1
5.1°、15.7°、16.1°、20.8°、2
3.3°及び26.3°に強い回折ピークを有する結晶
形、7.6°、10.2°、12.6°、13.2°、
15.1°、16.3°、17.3°、18.3°、2
2.5°、24.2°、25.3°及び28.6°に強
い回折ピークを有する結晶形、又は、9.7°、11.
7°,15.0°、23.5°及び27.3°に強い回
折ピークを有する結晶形を用いることが好ましい。
[0023] When using the oxytitanium phthalocyanine as organic p-type semiconductor P P, the X-ray diffraction spectrum as a radiation source a CuKa, Bragg angle (2 [Theta] ±
0.2 °) is 9.3 °, 10.6 °, 13.2 °, 1
5.1 °, 15.7 °, 16.1 °, 20.8 °, 2
Crystal forms with strong diffraction peaks at 3.3 ° and 26.3 °, 7.6 °, 10.2 °, 12.6 °, 13.2 °,
15.1 °, 16.3 °, 17.3 °, 18.3 °, 2
Crystal forms with strong diffraction peaks at 2.5 °, 24.2 °, 25.3 ° and 28.6 °, or 9.7 °, 11.
It is preferable to use crystal forms having strong diffraction peaks at 7 °, 15.0 °, 23.5 ° and 27.3 °.

【0024】半導体微粒子Pn及びPpの分散に用いる分
散媒(溶媒)としては、水、メタノール、エタノール、
n−プロパノール、i−プロパノール、n−ブタノー
ル、ベンジルアルコール等のアルコール類、アセトン、
メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、
ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミ
ド類、ジメチルスホキシド等のスルホキシド類、テトラ
ヒドロフラン、ジオキサン、ジメチルエーテル、メチル
セロソルブ、エチルセロソルブ等の環状又は鎖状のエー
テル類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−ブチル等の
エステル類、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭
素、ジクロロエチレン、トリクロロエチレン等の脂肪族
ハロゲン化炭化水素類等、リグロイン等の鉱油、ベンゼ
ン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、クロロ
ベンゼン、ジクロロベンゼン等の芳香族ハロゲン化炭化
水素類等を、単独又は2種以上混合して用いることがで
きる。
As the dispersion medium (solvent) used for dispersing the semiconductor fine particles P n and P p , water, methanol, ethanol,
alcohols such as n-propanol, i-propanol, n-butanol, benzyl alcohol, acetone,
Ketones such as methyl ethyl ketone and cyclohexanone,
Amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide, sulfoxides such as dimethylsulfoxide, cyclic or chain-like ethers such as tetrahydrofuran, dioxane, dimethylether, methylcellosolve and ethylcellosolve, methyl acetate, ethyl acetate, n-butyl acetate and the like Esters, methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, aliphatic halogenated hydrocarbons such as dichloroethylene, trichloroethylene, etc., mineral oils such as ligroin, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, chlorobenzene, dichlorobenzene, etc. Aromatic halogenated hydrocarbons or the like can be used alone or in combination of two or more.

【0025】n型半導体微粒子Pnと有機p型半導体微
粒子PPとの質量比は100:1〜1:100の範囲内
とすることが好ましく、100:5〜5:100とする
ことがより好ましい。光電変換層30のn型半導体微粒
子Pnと有機p型半導体微粒子PPとの質量比は、使用す
る半導体微粒子Pn及びPPの吸収係数と照射光の透過率
に依存する。例えば、有機p型半導体微粒子PPとして
600〜800nmの波長に強い吸収係数を有するフタ
ロシアニン系顔料を用いる場合は、照射光中の600〜
800nm波長の光はフタロシアニン系顔料に吸収され
光電変換層30の全体に行き届くことが妨げられる。そ
こで、フタロシアニン系顔料を使用すると共に、n型半
導体微粒子Pnとして上記波長(600〜800nm)
での透過率の高い酸化亜鉛や硫化カドミウムをより多く
使用することで、照射光を吸収させることなく光電変換
層30の全体に行き届かせることが可能である。その結
果、光電変換層30は、層全体で照射光を吸収させるこ
とが可能となり、変換効率を高められる場合がある。
The n-type semiconductor fine particles P n and the organic p-type semiconductor fine particles P P The mass ratio of 100: 1 to 1: preferably in a 100 range of 100: 5 to 5: more be 100 preferable. Mass ratio of the n-type semiconductor fine particles P n and the organic p-type semiconductor fine particles P P of the photoelectric conversion layer 30 depends on the transmittance of the absorption coefficient of the semiconductor fine particles P n and P P the use illumination light. For example, in the case of using a phthalocyanine pigment having a strong absorption coefficient at a wavelength of 600~800nm organic p-type semiconductor fine particles P P, 600 to during the irradiation light
Light having a wavelength of 800 nm is absorbed by the phthalocyanine-based pigment and is prevented from reaching the entire photoelectric conversion layer 30. Therefore, the use of phthalocyanine pigment, said wavelength as n-type semiconductor fine particles P n (600 to 800 nm)
By using more zinc oxide or cadmium sulfide having high transmittance in the above, it is possible to reach the entire photoelectric conversion layer 30 without absorbing the irradiation light. As a result, the photoelectric conversion layer 30 can absorb the irradiation light in the entire layer, and may increase the conversion efficiency.

【0026】光電変換層30の膜厚は0.05〜5μm
とすることが好ましく、0.05〜3μmが更に好まし
い。これは、膜厚が薄すぎると電極間でのリークが発生
しやすくなってしまう場合があり、一方、厚すぎると発
生した電荷が電極まで到達できなくなってしまう場合が
ある。
The thickness of the photoelectric conversion layer 30 is 0.05 to 5 μm.
And more preferably 0.05 to 3 μm. If the film thickness is too small, leakage between the electrodes may easily occur. On the other hand, if the film thickness is too large, the generated charges may not reach the electrodes.

【0027】光電変換層30の成膜性を向上させるため
にバインダ樹脂を添加してもよい。バインダ樹脂は、例
えば、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマー
ル樹脂、ブチラールの一部がホルマールやアセトアセタ
ール等で変性された部分アセタール化ポリビニルブチラ
ール樹脂等のポリビニルアセタール系樹脂、ポリアリレ
ート樹脂(ビスフェノールAとフタル酸との重縮合体
等)、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、変性
エーテル型ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂、ポリ塩
化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリ酢酸ビニ
ル樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル
樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ
ビニルピリジン樹脂、セルロース系樹脂、ポリウレタン
樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリビニルアル
コール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂、カゼインや塩
化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ヒドロキシル変性塩化
ビニル−酢酸ビニル共重合体、カルボキシル変性塩化ビ
ニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−
無水マレイン酸共重合体等の塩化ビニル−酢酸ビニル系
共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、塩化ビニリ
デン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−アルキッ
ド樹脂、シリコーン−アルキッド樹脂、フェノール−ホ
ルムアルデヒド樹脂、等を用いることができる。また、
バインダ樹脂は、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリ
ビニルアントラセン、ポリビニルピレン、ポリシラン等
の有機光導電性ポリマーから選択することもできる。
A binder resin may be added to improve the film forming property of the photoelectric conversion layer 30. Examples of the binder resin include polyvinyl butyral resin, polyvinyl formal resin, polyvinyl acetal resins such as partially acetalized polyvinyl butyral resin in which a part of butyral is modified with formal or acetoacetal, and polyarylate resins (bisphenol A and phthalic acid). And polycondensates with polyether), polycarbonate resin, polyester resin, modified ether type polyester resin, phenoxy resin, polyvinyl chloride resin, polyvinylidene chloride resin, polyvinyl acetate resin, polystyrene resin, acrylic resin, methacrylic resin, polyacrylamide resin , Polyamide resin, polyvinyl pyridine resin, cellulosic resin, polyurethane resin, epoxy resin, silicone resin, polyvinyl alcohol resin, polyvinyl pyrrolidone resin, casein and salt Vinyl - vinyl acetate copolymer, hydroxyl-modified vinyl chloride - vinyl acetate copolymer, carboxyl-modified vinyl chloride - vinyl acetate copolymer, vinyl chloride - vinyl acetate -
Vinyl chloride-vinyl acetate copolymers such as maleic anhydride copolymers, styrene-butadiene copolymers, vinylidene chloride-acrylonitrile copolymers, styrene-alkyd resins, silicone-alkyd resins, phenol-formaldehyde resins, etc. Can be used. Also,
The binder resin can also be selected from organic photoconductive polymers such as poly-N-vinyl carbazole, polyvinyl anthracene, polyvinyl pyrene, and polysilane.

【0028】光電変換層30には電荷輸送剤として電子
輸送物質又は/及び正孔輸送物質を添加することもでき
る。これにより、pn接合部で発生した電荷がより効率
よく電極まで到達させることができる場合がある。例え
ば、光電変換層のn型半導体微粒子Pnと有機p型半導
体微粒子Ppとの質量比をPn:PP=10:1のように
偏らせた場合、電荷の少ない方となる電荷輸送剤(ここ
では、正孔輸送物質)の添加が有効になる場合がある。
すなわち、上記の例の場合、n型半導体微粒子P nの添
加量が多いために発生した電子はn型半導体微粒子Pn
のドメイン内を移動しやすいが、有機p型半導体微粒子
pの存在比率が少ないため正孔の移動効率は低くなっ
てしまう。そこで、正孔輸送物質を添加することによ
り、正孔も効率よく電極まで移動させることが可能にな
るものと考えられる。
The photoelectric conversion layer 30 has electrons as a charge transport agent.
Transport material and / or hole transport material can also be added
You. Thereby, the charge generated at the pn junction becomes more efficient
In some cases, it is possible to reach the electrode well. example
For example, the n-type semiconductor fine particles P of the photoelectric conversion layernAnd organic p-type semiconductor
Body particles PpAnd the mass ratio to Pn: PP= 10: 1
When biased, a charge transport agent that has less charge (here
In some cases, the addition of a hole transport material) may be effective.
That is, in the case of the above example, the n-type semiconductor fine particles P nAppendage
The electrons generated due to the large addition amount are n-type semiconductor fine particles Pn
Organic p-type semiconductor particles
PpHole transfer efficiency is low due to the low abundance ratio of
Would. Therefore, by adding a hole transport material,
Holes can be efficiently moved to the electrode.
It is considered to be.

【0029】電子輸送物質としては、例えば2,4,7
−トリニトロフルオレノン、2,4,5,7−テトラニ
トロフルオレノン、テトラシアノキノジメタン等の電子
受容性物質やこれら電子受容性物質を高分子化したもの
が挙げられる。正孔輸送物質としては、2,5−ビス−
(p−ジエチルアミノフェニル)−1,3,4−オキサ
ジアゾール等のオキサジアゾール誘導体、1,3,5−
トリフェニルピラゾリン、1−[ピリジル−(2)]−
3−(p−ジエチルアミノスチリル)−5−(p−ジエ
チルアミノフェニル)ピラゾリン等のピラゾリン誘導
体、トリフェニルアミン、ベンジルアニリン等の芳香族
第三級モノアミノ化合物、N,N’−ジフェニル−N,
N’−ビス−(m−トリル)ベンジジン等の芳香族第三
級ジアミノ化合物、3−(p−ジエチルアミノフェニ
ル)−5,6−ジ−(p−メトキシフェニル)−1,
2,4−トリアジン等の1,2,4−トリアジン誘導
体、4−ジエチルアミノベンズアルデヒド−2,2−ジ
フェニルヒドラゾン等のヒドラゾン誘導体、2−フェニ
ル−4−スチリルキナゾリン等のヒドラゾン誘導体、2
−フェニル−4−スチリルキナゾリン等のキナゾリン誘
導体、6−ヒドロキシ−2,3−ジ−(p−メトキシフ
ェニル)ベンゾフラン等のベンゾフラン誘導体、p−
(2,2−ジフェニルビニル)−N,N−ジフェニルア
ニリン等のα−スチルベン誘導体、トリフェニルメタン
誘導体、又はこれらの化合物からなる基を主鎖もしくは
側鎖に有する重合体、等が挙げられる。
As the electron transporting material, for example, 2, 4, 7
Electron accepting substances such as -trinitrofluorenone, 2,4,5,7-tetranitrofluorenone, and tetracyanoquinodimethane; and those obtained by polymerizing these electron accepting substances. As the hole transport material, 2,5-bis-
Oxadiazole derivatives such as (p-diethylaminophenyl) -1,3,4-oxadiazole, 1,3,5-
Triphenylpyrazoline, 1- [pyridyl- (2)]-
Pyrazoline derivatives such as 3- (p-diethylaminostyryl) -5- (p-diethylaminophenyl) pyrazoline, aromatic tertiary monoamino compounds such as triphenylamine and benzylaniline, N, N′-diphenyl-N,
Aromatic tertiary diamino compounds such as N'-bis- (m-tolyl) benzidine, 3- (p-diethylaminophenyl) -5,6-di- (p-methoxyphenyl) -1,
1,2,4-triazine derivatives such as 2,4-triazine; hydrazone derivatives such as 4-diethylaminobenzaldehyde-2,2-diphenylhydrazone; hydrazone derivatives such as 2-phenyl-4-styrylquinazoline;
Quinazoline derivatives such as -phenyl-4-styrylquinazoline, benzofuran derivatives such as 6-hydroxy-2,3-di- (p-methoxyphenyl) benzofuran, p-
Examples thereof include α-stilbene derivatives such as (2,2-diphenylvinyl) -N, N-diphenylaniline, triphenylmethane derivatives, and polymers having a group consisting of these compounds in the main chain or side chain.

【0030】光電変換層30には、更に、半導体微粒子
の分散性や塗布膜の成膜性を向上させるために公知の各
種界面活性剤及び/又はレベリング剤等を添加すること
ができる。その他、公知の酸化防止剤、UV吸収剤、等
を耐久性向上の目的で添加することもできる。
To the photoelectric conversion layer 30, various known surfactants and / or leveling agents can be further added to improve the dispersibility of the semiconductor fine particles and the film formability of the coating film. In addition, known antioxidants, UV absorbers, and the like can be added for the purpose of improving durability.

【0031】光電変換層30において、半導体微粒子P
n及びPP以外に添加されるバインダ樹脂、電荷輸送物
質、各種添加剤、等を合わせた添加量が、光電変換層3
0全体の25質量%以下にするのが好ましく、15質量
%以下にすることが更に好ましい。また、これらの物質
を添加するのは分散工程の前でも後でもよい。
In the photoelectric conversion layer 30, the semiconductor fine particles P
the binder resin to be added in addition to n and P P, a charge-transporting substance, various additives, the addition amount of the combined or the like, the photoelectric conversion layer 3
It is preferably at most 25% by mass, more preferably at most 15% by mass. These substances may be added before or after the dispersion step.

【0032】本発明の光電変換素子において、図1に示
すように、支持体10と反対側の面には、被覆層50を
形成することが好ましい。これは、電極n20、電極p
40及び光電変換層30の酸化劣化や、機械的破損を防
止するためである。被覆層50としては、例えば、硬化
性樹脂が使用される。かかる硬化性樹脂としては、硬化
性エポキシ樹脂、硬化性アクリル樹脂、硬化性シリコー
ン樹脂、硬化性フェノール樹脂などの公知の硬化性樹脂
が挙げられる。また、オリゴマーなどの硬化性物質、又
は、シリコンハードコート剤のような無機系硬化剤を硬
化性樹脂に代えて用いることもできる。更に、熱融着シ
ートを挟んでガラス、プラスチックなどを融着させて被
覆層50とすることも可能である。照射光を図1の矢印
B側から入射する場合には、被覆層50は、電極n40
と共に光透過性を有する必要がある。
In the photoelectric conversion device of the present invention, as shown in FIG. 1, it is preferable to form a coating layer 50 on the surface opposite to the support 10. This corresponds to electrode n20, electrode p
This is to prevent the oxidative deterioration and mechanical damage of the photoelectric conversion layer 40 and the photoelectric conversion layer 30. As the coating layer 50, for example, a curable resin is used. Examples of such a curable resin include known curable resins such as a curable epoxy resin, a curable acrylic resin, a curable silicone resin, and a curable phenol resin. Further, a curable substance such as an oligomer or an inorganic curing agent such as a silicon hard coat agent can be used instead of the curable resin. Further, the coating layer 50 can be formed by fusing glass, plastic, or the like with the heat-sealing sheet interposed therebetween. When the irradiation light is incident from the arrow B side in FIG.
It is also necessary to have light transmittance.

【0033】以下、図2及び図3を参照して、本発明の
第2及び第3の実施の形態としての光電変換素子につい
て詳細に説明する。ここで、図2は本発明の第2の実施
形態としての光電変換素子を説明するための拡大断面図
であり、図3は本発明の第3の実施形態としての光電変
換素子を説明するための拡大断面図である。なお、図2
及び図3において、図1と同一の符号が付された光電変
換素子の構成要素は、図1と同様の機能を有する要素を
示し、その詳細については省略する。
Hereinafter, with reference to FIG. 2 and FIG. 3, photoelectric conversion elements according to second and third embodiments of the present invention will be described in detail. Here, FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view for explaining a photoelectric conversion element as a second embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a view for explaining a photoelectric conversion element as a third embodiment of the present invention. It is an expanded sectional view of. Note that FIG.
In FIG. 3 and FIG. 3, the components of the photoelectric conversion element denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the elements having the same functions as those in FIG. 1, and the details are omitted.

【0034】図2に示す第2の実施形態の光電変換素子
は、図1に示す第1の実施形態の構成要素に加え、電極
p20と光電変換層30との間に、p型半導体特性を有
するp型半導体層60を更に有する。また、図3に示す
第3の実施形態の光電変換素子は、図1に示す第1の実
施形態の構成要素に加え、電極n40と光電変換層30
との間にn型半導体特性を有するn型半導体層70を更
に有する。これらのp型半導体層60及びn型半導体層
70は、電極界面での電荷再結合を防止する等の効果に
より、電子又は正孔の注入効率を高める作用があると予
想される。従って、p型半導体層60及びn型半導体層
70は、光電変換素子の光電特性を向上させる場合があ
る。
The photoelectric conversion element of the second embodiment shown in FIG. 2 has a p-type semiconductor characteristic between the electrode p20 and the photoelectric conversion layer 30 in addition to the components of the first embodiment shown in FIG. The p-type semiconductor layer 60 is further provided. The photoelectric conversion element according to the third embodiment shown in FIG. 3 includes an electrode n40 and a photoelectric conversion layer 30 in addition to the components of the first embodiment shown in FIG.
Further has an n-type semiconductor layer 70 having n-type semiconductor characteristics. It is expected that the p-type semiconductor layer 60 and the n-type semiconductor layer 70 have an effect of increasing the injection efficiency of electrons or holes due to effects such as prevention of charge recombination at the electrode interface. Therefore, the p-type semiconductor layer 60 and the n-type semiconductor layer 70 may improve the photoelectric characteristics of the photoelectric conversion element in some cases.

【0035】図2に示すp型半導体層60は、p型半導
体微粒子をバインダ樹脂に分散させたもの、又はそれら
自体を焼結したり蒸着したりしたものを用いることがで
き、光電変換層30中に分散されている有機p型半導体
微粒子Ppと同じものであっても異なるものでもよい。
一方、図3に示すn型半導体層70は、n型半導体微粒
子をバインダ樹脂に分散させたもの、又はそれら自体を
焼結したり蒸着したりしたものを用いることができ、光
電変換層30中に分散されているn型半導体微粒子Pn
と同じものであっても異なるものでもよい。p型半導体
層60及びn型半導体層70の層厚は、光電変換層30
より薄くすることが好ましい。
The p-type semiconductor layer 60 shown in FIG. 2 can be formed by dispersing p-type semiconductor fine particles in a binder resin or by sintering or vapor-depositing them. it may be different even if the same as the organic p-type semiconductor fine particles P p being dispersed in.
On the other hand, the n-type semiconductor layer 70 shown in FIG. 3 can be formed by dispersing n-type semiconductor fine particles in a binder resin or by sintering or vapor-depositing them. -Type semiconductor fine particles P n dispersed in
May be the same or different. The layer thickness of the p-type semiconductor layer 60 and the n-type semiconductor layer 70 is
It is preferable to make it thinner.

【0036】以上、説明したように、本発明の光電変換
素子は、光電変換層30が有機p型半導体微粒子Pp
n型半導体微粒子Pnとの分散膜として形成される。こ
れにより、電極の性質(仕事関数)に関わらず電荷の移
動に影響が生じないため発生する起電力には差が生じな
い。従って、電極p20と電極n40とは、図1に示す
構造とは互いの位置が逆に構成されていてもよい。
As described above, in the photoelectric conversion element of the present invention, the photoelectric conversion layer 30 is formed as a dispersion film of the organic p-type semiconductor fine particles Pp and the n-type semiconductor fine particles Pn . Thereby, regardless of the properties (work function) of the electrodes, there is no influence on the movement of the charges, so that there is no difference in the generated electromotive force. Therefore, the positions of the electrode p20 and the electrode n40 may be opposite to those of the structure shown in FIG.

【0037】以下、本発明の光電変換素子の製造方法に
ついて、例示的に図1を参照して説明する。まず、第1
の工程として、所定のサイズの支持体10の表面に電極
p20を形成する(電極付支持体形成工程)。この時、
電極p20は真空蒸着法、スパッタリング法又はイオン
プレーティング法などで形成してもよいし、公知のゾル
ゲル法等により焼成して形成してもよい。なお、電極p
20自身がある程度の硬度と自立性とを有していれば、
電極p20が支持体10を兼ねる構造でもよい。その
際、第1の工程は省略される。
Hereinafter, a method for manufacturing the photoelectric conversion element of the present invention will be described by way of example with reference to FIG. First, the first
As a step, the electrode p20 is formed on the surface of the support 10 having a predetermined size (support forming step with electrodes). At this time,
The electrode p20 may be formed by a vacuum evaporation method, a sputtering method, an ion plating method, or the like, or may be formed by firing by a known sol-gel method or the like. The electrode p
If 20 itself has a certain degree of hardness and autonomy,
A structure in which the electrode p20 also serves as the support 10 may be used. At that time, the first step is omitted.

【0038】次に、第2の工程として、電極p20上に
光電変換層30の薄膜を塗布法により形成する(光電変
換層形成工程)。より詳細な第2の工程を以下に説明す
る。まず、選択された分散媒を用い、有機p型半導体微
粒子Pp及びn型半導体微粒子Pn、更に必要に応じて添
加されるバインダ樹脂等の各種物質をよく分散又は溶解
させ、分散液を調製する。分散法としては、ボールミル
分散、アトライター分散、サンドミル分散などの公知の
方法を用いることができる。分散工程では半導体微粒子
n及びPpを同時に分散してもよいし、別々に分散した
後に混合してもよい。また、半導体微粒子Pn及びPp
粒子径としては0.5μm以下とすることが好ましく、
0.01μm以上、0.1μm以下とするのがより好ま
しい。そのため、分散工程の終了後、適当なサイズのメ
ンブランフィルターやコットンフィルターなどを用いて
粗大粒子を除去してもよい。そして、調製された分散液
を、スピンコーティング、ディッピング、ワイヤーバー
コーティング、ブレードコーティング等の各種塗布法に
よって電極n20上に塗布し、その後、熱硬化法や光
(紫外線)硬化法などで硬化させる。これにより、電極
n20上には、光電変換層30の薄膜が形成される。
Next, as a second step, a thin film of the photoelectric conversion layer 30 is formed on the electrode p20 by a coating method (photoelectric conversion layer forming step). The more detailed second step will be described below. First, using the selected dispersion medium, the organic p-type semiconductor fine particles Pp and the n-type semiconductor fine particles Pn , and various substances such as a binder resin to be added as necessary are well dispersed or dissolved to prepare a dispersion liquid. I do. As the dispersion method, known methods such as ball mill dispersion, attritor dispersion, and sand mill dispersion can be used. It may be simultaneously dispersed semiconductor particles P n and P p in the dispersion step may be mixed after separately dispersed. Further, preferably to 0.5μm or less as a particle diameter of semiconductor particles P n and P p,
More preferably, the thickness is 0.01 μm or more and 0.1 μm or less. Therefore, after the dispersion step is completed, coarse particles may be removed using a membrane filter, a cotton filter, or the like having an appropriate size. Then, the prepared dispersion is applied onto the electrode n20 by various application methods such as spin coating, dipping, wire bar coating, and blade coating, and then cured by a thermosetting method, a light (ultraviolet) curing method, or the like. Thus, a thin film of the photoelectric conversion layer 30 is formed on the electrode n20.

【0039】その後、第3の工程として、光電変換層3
0上に電極p40を形成する(対向電極形成工程)。電
極n40は、電極p20と同様に、蒸着法やスパッタリ
ング法や、公知のゾルゲル法等により焼成して形成して
もよい。更に必要に応じて、第4の工程として、電極p
40上に被覆層50を形成する(被覆層形成工程)。被
覆層50の形成方法としては、適当な溶媒に硬化性樹脂
を溶解した塗布液等をスピンコート法などにより塗布し
た後に硬化させる方法がある。硬化法としては熱硬化法
及び光(紫外線)硬化法のいずれも用いることができ
る。他に、熱融着樹脂シートを加熱しながら圧着させる
方法、ガラスペーストを塗布した後に加熱する方法、等
によっても被覆層50を形成することができる。
Thereafter, as a third step, the photoelectric conversion layer 3
The electrode p40 is formed on the substrate 0 (a counter electrode forming step). Similarly to the electrode p20, the electrode n40 may be formed by firing by a vapor deposition method, a sputtering method, a known sol-gel method, or the like. Further, if necessary, the electrode p
The coating layer 50 is formed on the coating 40 (coating layer forming step). As a method for forming the coating layer 50, there is a method in which a coating solution or the like in which a curable resin is dissolved in an appropriate solvent is applied by a spin coating method or the like and then cured. As the curing method, any of a thermal curing method and a light (ultraviolet) curing method can be used. In addition, the coating layer 50 can be formed by a method in which a heat-fused resin sheet is pressed while being heated, a method in which a glass paste is applied and then heated, or the like.

【0040】以上、本発明の好ましい実施の形態を説明
したが、本発明はその要旨の範囲内で様々な変形や変更
が可能である。本発明の光電変換素子は、例えば、太陽
電池、光センサ及び光演算素子等に使用することができ
る。
Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention can be variously modified and changed within the scope of the invention. The photoelectric conversion element of the present invention can be used for, for example, a solar cell, an optical sensor, an optical operation element, and the like.

【0041】[0041]

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明する。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.

【0042】〔実施例1〕実施例1においては、図4に
示す光電変換素子を製造した。ここで、図4は実施例1
の光電変換素子の概略図であり、図4(a)は当該光電
変換素子の平面図、図4(b)は図4(a)における直
線L−L’断面図である。なお、実施例1の光電変換素
子は、図4(b)に示すように、ガラス基板(支持体)
110と、白金電極120と、光電変換層130と、マ
グネシウム銀電極140と、被覆層150とから構成さ
れる。以下、その製造方法を工程ごとに説明する。
Example 1 In Example 1, the photoelectric conversion element shown in FIG. 4 was manufactured. Here, FIG.
FIG. 4A is a plan view of the photoelectric conversion element, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line LL ′ in FIG. 4A. In addition, as shown in FIG. 4B, the photoelectric conversion element of Example 1 is a glass substrate (support).
110, a platinum electrode 120, a photoelectric conversion layer 130, a magnesium silver electrode 140, and a coating layer 150. Hereinafter, the manufacturing method will be described step by step.

【0043】<電極付支持体形成工程>15mm×15
mm×1.1mmのガラス基板110表面の中央部に、
スパッタリング法により白金を10nmの厚さで、マス
キングを用いて幅5mmの帯状に形成し、白金電極12
0とした。
<Step of forming support with electrodes> 15 mm × 15
In the center of the surface of the glass substrate 110 mm × 1.1 mm,
Platinum was formed to a thickness of 10 nm by sputtering and formed into a strip having a width of 5 mm using masking.
0 was set.

【0044】<光電変換層形成工程>有機p型半導体微
粒子PpとしてCuKαを線源とするX線回折スペクト
ルにおいてブラッグ角度(2θ±0.2°)が7.4
°、16.6°、25.5°及び28.3°に強い回折
ピークを有するクロロガリウムフタロシアニン9質量部
を、ポリビニルブチラール(エスレックBM−S、積水
化学)1質量部及び酢酸n−ブチル100質量部と混合
し、ガラスビーズとともにペイントシェーカーで1時間
処理して分散した後、10μmのメンブランフィルター
で粗大粒子を除去し、クロロガリウムフタロシアニン分
散液Laを得た。また、n型半導体微粒子Pnとしてのジ
ブロモアントアントロン9質量部を、ポリビニルブチラ
ール(エスレックBM−S、積水化学)1質量部及び酢
酸n−ブチル100質量部と混合し、ガラスビーズとと
もにペイントシェーカーで1時間処理して分散した後、
10μmのメンブランフィルターで粗大粒子を除去し、
ジブロモアントアントロン分散液Lbを得た。クロロガ
リウムフタロシアニン分散液Laとジブロモアントアン
トロン分散液Lbとの質量比がLa:Lb=2:8となる
ように混合したものを塗布液として、前記ガラス基板1
10の白金電極120が形成された面にスピンコートし
た。中央の7mm×7mmの領域のみを残してふき取っ
た後、120℃で60分加熱乾燥して光電変換層130
を形成した。光電変換層130の膜厚は150nmであ
った。
The Bragg angle in X-ray diffraction spectrum with a <photoelectric conversion layer forming step> The source of CuKα as an organic p-type semiconductor fine particles P p (2θ ± 0.2 °) of 7.4
9 parts by mass of chlorogallium phthalocyanine having strong diffraction peaks at 0 °, 16.6 °, 25.5 ° and 28.3 °, 1 part by mass of polyvinyl butyral (Eslek BM-S, Sekisui Chemical) and n-butyl acetate 100 parts After mixing with glass parts and treating with glass beads for 1 hour using a paint shaker, coarse particles were removed with a 10 μm membrane filter to obtain a chlorogallium phthalocyanine dispersion liquid La. Also, 9 parts by mass of dibromoanthanthrone as n-type semiconductor fine particles Pn were mixed with 1 part by mass of polyvinyl butyral (ESLEC BM-S, Sekisui Chemical) and 100 parts by mass of n-butyl acetate, and the mixture was mixed with glass beads using a paint shaker. After processing for 1 hour and dispersing,
Remove coarse particles with a 10 μm membrane filter,
It was obtained dibromoanthoanthrone dispersion L b. Chlorogallium phthalocyanine dispersion L a and dibromo anthanthrone dispersion L b and the weight ratio of L a: L b = 2: 8 to become so mixed things as a coating solution, the glass substrate 1
Spin coating was performed on the surface on which the ten platinum electrodes 120 were formed. After wiping leaving only the central area of 7 mm × 7 mm, the layer was heated and dried at 120 ° C. for 60 minutes, and the photoelectric conversion layer 130 was dried.
Was formed. The thickness of the photoelectric conversion layer 130 was 150 nm.

【0045】<対向電極形成工程>この上に、白金電極
120と直交するように幅5mm、膜厚20nmのマグ
ネシウム銀電極140を蒸着した。
<Step of Forming Counter Electrode> A magnesium silver electrode 140 having a width of 5 mm and a thickness of 20 nm was vapor-deposited thereon so as to be orthogonal to the platinum electrode 120.

【0046】<被覆層形成工程>更にその上に、ビスフ
ェノールZポリカーボネート(ユーピロンZ400、三
菱ガス化学)1質量部をクロロベンゼン9質量部に溶解
させた塗布溶液をスピンコートし、白金電極120及び
マグネシウム銀電極140の一部が現れるようにふき取
った後、120℃で90分加熱乾燥して膜厚2μmの被
覆層150を形成することにより、実施例1の光電変換
素子を作製した。
<Coating Layer Forming Step> Further, a coating solution of 1 part by mass of bisphenol Z polycarbonate (Iupilon Z400, Mitsubishi Gas Chemical) dissolved in 9 parts by mass of chlorobenzene is spin-coated thereon, and a platinum electrode 120 and magnesium silver After wiping off a part of the electrode 140 so as to appear, it was heated and dried at 120 ° C. for 90 minutes to form a coating layer 150 having a thickness of 2 μm, whereby the photoelectric conversion element of Example 1 was manufactured.

【0047】〔比較例1〕実施例1において、光電変換
層の形成を以下に示す工程に代えた他は、実施例1と同
様にして比較例1の光電変換素子を作製した。
Comparative Example 1 A photoelectric conversion element of Comparative Example 1 was produced in the same manner as in Example 1, except that the formation of the photoelectric conversion layer was changed to the following steps.

【0048】<光電変換層形成工程>ガラス基板110
の白金電極120が形成された面に、実施例1と同じク
ロロガリウムフタロシアニンを蒸着源として用いて、膜
厚100nmの真空蒸着膜を形成した。更にその上に、
ジブロモアントアントロンを蒸着源として用いて膜厚1
00nmの真空蒸着膜を形成し、積層型の光電変換層を
形成した。この時、光電変換層は中央の7mm×7mm
の領域のみを残してふき取られる。実施例1及び比較例
1の光電変換素子に対し、ガラス電極側から蛍光灯(1
500ルクス)を照射し、開放電圧Voc、短絡電流I
sc、及び光電変換素子(太陽電池)のセル変換効率η
を測定した。表1に結果を示す。
<Photoelectric Conversion Layer Forming Step> Glass Substrate 110
On the surface on which the platinum electrode 120 was formed, a vacuum deposited film having a thickness of 100 nm was formed using the same chlorogallium phthalocyanine as in Example 1 as a deposition source. In addition,
Film thickness 1 using dibromoanthanthrone as a deposition source
A vacuum deposited film having a thickness of 00 nm was formed, and a stacked photoelectric conversion layer was formed. At this time, the photoelectric conversion layer is 7 mm × 7 mm at the center.
Is wiped off, leaving only the area of With respect to the photoelectric conversion elements of Example 1 and Comparative Example 1, a fluorescent lamp (1
500 lux), open circuit voltage Voc, short circuit current I
sc, and the cell conversion efficiency η of the photoelectric conversion element (solar cell)
Was measured. Table 1 shows the results.

【0049】[0049]

【表1】 表1に示すように、実施例1の光電変換素子は、有機半
導体微粒子を分散した液から塗布法によって作製したも
のであるにもかかわらず、良好な結果を示している。一
方、蒸着法によって2層の薄膜を積層して作製した比較
例1では、変換効率が小さくなっている。これは、蒸着
法によって成膜されたクロロガリウムフタロシアニンの
結晶形が、実施例1における高い光電特性を有する結晶
形と異なるためであると考えられる。
[Table 1] As shown in Table 1, the photoelectric conversion element of Example 1 showed good results despite being manufactured by a coating method from a liquid in which organic semiconductor fine particles were dispersed. On the other hand, in Comparative Example 1 in which two thin films were stacked by the vapor deposition method, the conversion efficiency was low. This is considered to be because the crystal form of chlorogallium phthalocyanine formed by the vapor deposition method is different from the crystal form having high photoelectric characteristics in Example 1.

【0050】このように、本発明の光電変換素子は、有
機半導体微粒子の結晶形として高い光電特性を有するも
のをそのまま用いることができるため、塗布法によって
も良好な特性を示すことができる。
As described above, as the photoelectric conversion element of the present invention, an organic semiconductor fine particle having a high photoelectric characteristic as a crystal form can be used as it is, and therefore, excellent characteristics can be exhibited even by a coating method.

【0051】〔実施例2〕実施例1において、電極付支
持体形成工程と光電変換層形成工程との間に、p型半導
体層を形成する工程(下記p型半導体形成工程)が追加
された他は、実施例1と同様にして実施例2の光電変換
素子を作製した。
Example 2 In Example 1, a step of forming a p-type semiconductor layer (the following p-type semiconductor forming step) was added between the step of forming a support with electrodes and the step of forming a photoelectric conversion layer. Other than that, the photoelectric conversion element of Example 2 was produced like Example 1.

【0052】<p型半導体層形成工程>CuKαを線源
とするX線回折スペクトルにおいてブラッグ角度(2θ
±0.2°)が7.4°、16.6°、25.5°及び
28.3°に強い回折ピークを有するクロロガリウムフ
タロシアニン9質量部を、ポリビニルブチラール(エス
レックBM−S、積水化学)1質量部及び酢酸n−ブチ
ル100質量部と混合し、ガラスビーズとともにペイン
トシェーカーで1時間処理して分散した後、10μmの
メンブランフィルターで粗大粒子を除去し、クロロガリ
ウムフタロシアニン分散液を得た。この分散液を前記ガ
ラス基板110の白金電極120が形成された面にスピ
ンコートし、120℃で60分加熱乾燥し、膜厚80n
mのp型半導体層を形成した。
<P-type Semiconductor Layer Forming Step> In the X-ray diffraction spectrum using CuKα as a radiation source, the Bragg angle (2θ
9 parts by mass of chlorogallium phthalocyanine having strong diffraction peaks at 7.4 °, 16.6 °, 25.5 ° and 28.3 ° were added to polyvinyl butyral (Eslec BM-S, Sekisui Chemical). ) 1 part by mass and 100 parts by mass of n-butyl acetate were mixed and treated with glass beads for 1 hour using a paint shaker, and then coarse particles were removed with a 10 μm membrane filter to obtain a chlorogallium phthalocyanine dispersion. . This dispersion was spin-coated on the surface of the glass substrate 110 on which the platinum electrode 120 was formed, and dried by heating at 120 ° C. for 60 minutes to form a film having a thickness of 80 n.
m p-type semiconductor layers were formed.

【0053】〔実施例3〕実施例1において、光電変換
層形成工程と対向電極形成工程との間に、n型半導体層
を形成する工程(下記n型半導体形成工程)が追加され
た他は、実施例1と同様にして実施例2の光電変換素子
を作製した。
[Example 3] In Example 1, a step of forming an n-type semiconductor layer (n-type semiconductor forming step described below) was added between the photoelectric conversion layer forming step and the counter electrode forming step. Then, a photoelectric conversion element of Example 2 was manufactured in the same manner as in Example 1.

【0054】<n型半導体層形成工程>ジブロモアント
アントロン9質量部を、ポリビニルブチラール(エスレ
ックBM−S、積水化学)1質量部及び酢酸n−ブチル
100質量部と混合し、ガラスビーズとともにペイント
シェーカーで1時間処理して分散した後、10μmのメ
ンブランフィルターで粗大粒子を除去し、ジブロモアン
トアントロン分散液を得た。その分散液を光電変換層1
30の上にスピンコートし、120℃で60分加熱乾燥
し、膜厚80nmのn型半導体層を形成した。
<Step of Forming n-Type Semiconductor Layer> 9 parts by mass of dibromoanthanthrone is mixed with 1 part by mass of polyvinyl butyral (Eslec BM-S, Sekisui Chemical) and 100 parts by mass of n-butyl acetate, and a glass shaker and a paint shaker are mixed. , And dispersed for 1 hour, and coarse particles were removed with a 10 µm membrane filter to obtain a dibromoanthanthrone dispersion. The dispersion is applied to the photoelectric conversion layer 1
30 and spin-dried at 120 ° C. for 60 minutes to form an n-type semiconductor layer having a thickness of 80 nm.

【0055】〔実施例4〕実施例4においても、図4に
示す光電変換素子を製造した。但し、実施例4には、実
施例1の光電変換素子の構成要素に加え、光電変換層1
30の両面にそれぞれp型半導体層とn型半導体層とを
有する。また、実施例4では、n型半導体微粒子Pn
びn型半導体層として硫化カドミウムを使用した。
Example 4 In Example 4, the photoelectric conversion element shown in FIG. 4 was manufactured. However, in Example 4, in addition to the components of the photoelectric conversion element of Example 1, the photoelectric conversion layer 1
30 has a p-type semiconductor layer and an n-type semiconductor layer on both surfaces. In Example 4, cadmium sulfide was used for the n-type semiconductor fine particles P n and the n-type semiconductor layer.

【0056】<電極付支持体形成工程>15mm×15
mm×1.1mmのガラス基板110表面の中央部に、
スパッタリング法により白金を10nmの厚さで、マス
キングを用いて幅5mmの帯状に形成し、白金電極12
0とした。
<Step of forming support with electrodes> 15 mm × 15
In the center of the surface of the glass substrate 110 mm × 1.1 mm,
Platinum was formed to a thickness of 10 nm by sputtering and formed into a strip having a width of 5 mm using masking.
0 was set.

【0057】<半導体層及び光電変換層形成工程>Cu
Kαを線源とするX線回折スペクトルにおいてブラッグ
角度(2θ±0.2°)が7.4°、16.6°、2
5.5°及び28.3°に強い回折ピークを有するクロ
ロガリウムフタロシアニン9質量部を、ポリビニルブチ
ラール(エスレックBM−S、積水化学)1質量部及び
酢酸n−ブチル100質量部と混合し、ガラスビーズと
ともにペイントシェーカーで1時間処理して分散した
後、10μmのメンブランフィルターで粗大粒子を除去
し、クロロガリウムフタロシアニン分散液Lcを得た。
また、硫化カドミウム9質量部を、ポリビニルブチラー
ル(エスレックBM−S、積水化学)1質量部及び酢酸
n−ブチル100質量部と混合し、ガラスビーズととも
にペイントシェーカーで8時間処理して分散した後、1
0μmのメンブランフィルターで粗大粒子を除去し、硫
化カドミウム分散液Ldを得た。
<Step of Forming Semiconductor Layer and Photoelectric Conversion Layer> Cu
In the X-ray diffraction spectrum using Kα as a source, the Bragg angles (2θ ± 0.2 °) are 7.4 °, 16.6 °, 2
9 parts by mass of chlorogallium phthalocyanine having strong diffraction peaks at 5.5 ° and 28.3 ° were mixed with 1 part by mass of polyvinyl butyral (Eslec BM-S, Sekisui Chemical) and 100 parts by mass of n-butyl acetate, and mixed with glass. was dispersed for 1 hour in a paint shaker with beads, coarse particles were removed with 10μm membrane filter to obtain a chlorogallium phthalocyanine dispersion L c.
Further, 9 parts by mass of cadmium sulfide was mixed with 1 part by mass of polyvinyl butyral (Eslec BM-S, Sekisui Chemical) and 100 parts by mass of n-butyl acetate, and treated and dispersed with glass beads for 8 hours using a paint shaker. 1
The coarse particles were removed with a membrane filter having a 0 .mu.m, to obtain a cadmium sulfide dispersion L d.

【0058】《p型半導体層形成工程》前記ガラス基板
110の白金電極120が形成された面に、前記得られ
たクロロガリウムフタロシアニン分散液Lcをスピンコ
ートし、120℃で60分加熱乾燥し、膜厚80nmの
p型半導体層を形成した。
<< P-Type Semiconductor Layer Forming Step >> The obtained chlorogallium phthalocyanine dispersion Lc is spin-coated on the surface of the glass substrate 110 on which the platinum electrode 120 is formed, and dried by heating at 120 ° C. for 60 minutes. A p-type semiconductor layer having a thickness of 80 nm was formed.

【0059】《光電変換層形成工程》前記得られたクロ
ロガリウムフタロシアニン分散液Lcと硫化カドミウム
分散液Ldとの質量比がLc:Ld=2:8となるように
混合したものを塗布液として、前記p型半導体層上にス
ピンコートし、120℃で60分加熱乾燥し、膜厚15
0nmの光電変換層130を形成した。
[0059] The weight ratio of "the photoelectric conversion layer forming step" and the resulting chlorogallium phthalocyanine dispersion L c and cadmium sulfide dispersion L d is L c: a mixture such that the 8: L d = 2 As a coating liquid, spin-coated on the p-type semiconductor layer, and dried by heating at 120 ° C. for 60 minutes.
A photoelectric conversion layer 130 having a thickness of 0 nm was formed.

【0060】《n型半導体層形成工程》更に、該光電変
換層130上に前記得られた硫化カドミウム分散液Ld
をスピンコートし、120℃で60分加熱乾燥し、膜厚
80nmのn型半導体層を形成した。
<< Step of Forming N-Type Semiconductor Layer >> Further, the obtained cadmium sulfide dispersion liquid L d is formed on the photoelectric conversion layer 130.
Was spin-coated and dried by heating at 120 ° C. for 60 minutes to form an n-type semiconductor layer having a thickness of 80 nm.

【0061】ここで、前記p型半導体層、光電変換層1
30及びn型半導体層はそれぞれ、スピンコートした
後、前記ガラス基板110の中央の7mm×7mmの領
域のみを残してふき取り形成される。
Here, the p-type semiconductor layer, the photoelectric conversion layer 1
After spin coating, each of the 30 and n-type semiconductor layers is formed by wiping except for a central 7 mm × 7 mm area of the glass substrate 110.

【0062】<対向電極形成工程>この上に、白金電極
120と直交するように幅5mm、膜厚20nmのマグ
ネシウム銀電極140を蒸着した。
<Counter electrode forming step> On this, a magnesium silver electrode 140 having a width of 5 mm and a thickness of 20 nm was deposited so as to be orthogonal to the platinum electrode 120.

【0063】<被覆層形成工程>更にその上に、ビスフ
ェノールZポリカーボネート(ユーピロンZ400、三
菱ガス化学)1質量部をクロロベンゼン9質量部に溶解
させた塗布溶液をスピンコートし、白金電極120及び
マグネシウム銀電極140の一部が現れるようにふき取
った後、120℃で90分加熱乾燥して膜厚2μmの被
覆層150を形成することにより、実施例4の光電変換
素子を作製した。
<Coating Layer Forming Step> Further, a coating solution obtained by dissolving 1 part by mass of bisphenol Z polycarbonate (Iupilon Z400, Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.) in 9 parts by mass of chlorobenzene was spin-coated thereon. After wiping off a part of the electrode 140 so as to appear, it was heated and dried at 120 ° C. for 90 minutes to form a coating layer 150 having a thickness of 2 μm, whereby a photoelectric conversion element of Example 4 was manufactured.

【0064】〔実施例5〕実施例4において、n型半導
体層として硫化カドミウムの蒸着膜(膜厚50nm)を
形成したこと以外は、実施例4と全く同様にして、実施
例5の光電変換素子を製造した。
Fifth Embodiment The photoelectric conversion of the fifth embodiment is performed in exactly the same manner as in the fourth embodiment except that a cadmium sulfide deposition film (50 nm in thickness) is formed as the n-type semiconductor layer. The device was manufactured.

【0065】〔実施例6〕実施例5において、光電変換
層130を形成するための塗布液として、前記得られた
クロロガリウムフタロシアニン分散液と、硫化カドミウ
ム分散液と下記構造式で表される電荷輸送物質eとの質
量比がLc:Ld:e=8:2:0.4となるように調製
したものを用いた以外は実施例5と全く同様にして、実
施例6の光電変換素子を作製した。
Example 6 In Example 5, the obtained chlorogallium phthalocyanine dispersion, cadmium sulfide dispersion and a charge represented by the following structural formula were used as a coating solution for forming the photoelectric conversion layer 130. The photoelectric conversion of Example 6 was carried out in exactly the same manner as in Example 5, except that the mass ratio with the transport substance e was adjusted to be L c : L d : e = 8: 2: 0.4. An element was manufactured.

【0066】[0066]

【化1】 Embedded image

【0067】〔実施例7〕実施例4において、有機p型
半導体微粒子Pp及びp型半導体層としてクロロガリウ
ムフタロシアニンのかわりに、CuKαを線源とするX
線回折スペクトルにおいてブラッグ角度(2θ±0.2
°)が7.5°、9.9°、12.5°、16.3°、
18.6°、25.1°及び28.3°に強い回折ピー
クを有するヒドロキシガリウムフタロシアニンを用いた
以外は、実施例4と全く同様にして実施例7の光電変換
素子を作製した。
[0067] In Example 7 Example 4 is instead of chlorogallium phthalocyanine as organic p-type semiconductor fine particles P p and p-type semiconductor layer, a radiation source a CuKa X
Bragg angle (2θ ± 0.2) in X-ray diffraction spectrum
°) is 7.5 °, 9.9 °, 12.5 °, 16.3 °,
A photoelectric conversion element of Example 7 was produced in exactly the same manner as in Example 4, except that hydroxygallium phthalocyanine having strong diffraction peaks at 18.6 °, 25.1 ° and 28.3 ° was used.

【0068】〔実施例8〕実施例4において、有機p型
半導体微粒子Pp及びp型半導体層としてクロロガリウ
ムフタロシアニンのかわりに、CuKαを線源とするX
線回折スペクトルにおいてブラッグ角度(2θ±0.2
°)が9.7°、11.7°,15.0°、23.5°
及び27.3°に強い回折ピークを有するオキシチタニ
ウムフタロシアニンを用いた以外は、実施例4と全く同
様にして実施例8の光電変換素子を作製した。
[0068] In Example 8 Example 4, instead of chlorogallium phthalocyanine as organic p-type semiconductor fine particles P p and p-type semiconductor layer, a radiation source a CuKa X
Bragg angle (2θ ± 0.2) in X-ray diffraction spectrum
°) is 9.7 °, 11.7 °, 15.0 °, 23.5 °
A photoelectric conversion element of Example 8 was produced in exactly the same manner as in Example 4, except that oxytitanium phthalocyanine having a strong diffraction peak at 27.3 ° was used.

【0069】実施例2〜8の光電変換素子に対して、実
施例1と同様の評価を行った結果を表2に示す。
Table 2 shows the results of performing the same evaluations as in Example 1 on the photoelectric conversion elements of Examples 2 to 8.

【0070】[0070]

【表2】 表2に示すように、実施例2〜8の光電変換素子は、い
ずれも実施例1と同等、もしくはそれ以上の良好な特性
を示していることがわかる。
[Table 2] As shown in Table 2, it can be seen that all of the photoelectric conversion elements of Examples 2 to 8 exhibited the same or better characteristics as those of Example 1.

【0071】[0071]

【発明の効果】本発明によれば、n型半導体微粒子と有
機p型半導体微粒子とを分散させた液から塗布法という
簡便な方法で製造できるにもかかわらず、蒸着法のみを
用いた製造コストのより高い有機光電変換素子と同等若
しくはそれ以上の性能を示す光電変換素子を提供するこ
とができる。また、PETフィルムなど軽量でフレキシ
ブルな基材の上にも形成可能であるため、安価で携帯性
に優れるような太陽電池も実現可能である。
According to the present invention, the manufacturing cost using only the vapor deposition method can be obtained from a liquid in which n-type semiconductor fine particles and organic p-type semiconductor fine particles are dispersed by a simple method of coating. It is possible to provide a photoelectric conversion element exhibiting performance equal to or higher than that of an organic photoelectric conversion element having a higher value. Further, since it can be formed on a lightweight and flexible base material such as a PET film, a solar cell which is inexpensive and excellent in portability can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の第1の実施形態としての光電変換素
子を説明するための拡大断面図である。
FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view illustrating a photoelectric conversion element according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の第2の実施形態としての光電変換素
子を説明するための拡大断面図である。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view illustrating a photoelectric conversion element according to a second embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の第3の実施形態としての光電変換素
子を説明するための拡大断面図である。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view illustrating a photoelectric conversion element according to a third embodiment of the present invention.

【図4】 実施例1の光電変換素子の概略図であり、図
4(a)は当該光電変換素子の平面図、図4(b)は図
4(a)における直線L−L’断面図である。
4A and 4B are schematic diagrams of the photoelectric conversion element of Example 1, FIG. 4A is a plan view of the photoelectric conversion element, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line LL ′ in FIG. It is.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 支持体 20 電極p 30、130 光電変換層 40 電極n 50、150 被覆層 110 ガラス基板(支持体) 120 白金電極 140 アルミニウム銀電極 Reference Signs List 10 support 20 electrode p 30, 130 photoelectric conversion layer 40 electrode n 50, 150 coating layer 110 glass substrate (support) 120 platinum electrode 140 aluminum silver electrode

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも、n型半導体微粒子及び有機
p型半導体微粒子を分散させた分散膜から構成される光
電変換層と、該光電変換層を介して対向配置された一対
の電極と、からなる光電変換素子であって、 前記一対の電極が、互いに仕事関数が異なり、かつ、少
なくとも一方が光透過性を有することを特徴とする光電
変換素子。
1. A photoelectric conversion layer comprising at least a dispersion film in which n-type semiconductor fine particles and organic p-type semiconductor fine particles are dispersed, and a pair of electrodes opposed to each other via the photoelectric conversion layer. A photoelectric conversion element, wherein the pair of electrodes have different work functions from each other, and at least one of the electrodes has optical transparency.
【請求項2】 前記一対の電極のうち他方に比べ仕事関
数の大きな電極と、前記光電変換層との間に、更にp型
半導体層を有することを特徴とする請求項1に記載の光
電変換素子。
2. The photoelectric conversion device according to claim 1, further comprising a p-type semiconductor layer between the electrode having a larger work function than the other of the pair of electrodes and the photoelectric conversion layer. element.
【請求項3】 前記p型半導体層が、p型半導体を分散
させた分散膜、又は、p型半導体の薄膜から構成される
ことを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の
光電変換素子。
3. The photoelectric device according to claim 1, wherein the p-type semiconductor layer is composed of a dispersion film in which a p-type semiconductor is dispersed, or a thin film of the p-type semiconductor. Conversion element.
【請求項4】 前記一対の電極のうち他方に比べ仕事関
数の小さな電極と、前記光電変換層との間に、更にn型
半導体層を有することを特徴とする請求項1〜3のいず
れかに記載の光電変換素子。
4. The semiconductor device according to claim 1, further comprising an n-type semiconductor layer between the electrode having a smaller work function than the other of the pair of electrodes and the photoelectric conversion layer. 3. The photoelectric conversion element according to item 1.
【請求項5】 前記n型半導体層が、n型半導体を分散
させた分散膜、又は、n型半導体の薄膜から構成される
ことを特徴とする請求項4に記載の光電変換素子。
5. The photoelectric conversion element according to claim 4, wherein the n-type semiconductor layer is composed of a dispersion film in which the n-type semiconductor is dispersed or a thin film of the n-type semiconductor.
【請求項6】 前記光電変換層が、更に、電子輸送物質
及び/又は正孔輸送物質を含むことを特徴とする請求項
1〜5のいずれかに記載の光電変換素子。
6. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the photoelectric conversion layer further contains an electron transporting material and / or a hole transporting material.
【請求項7】 少なくとも、電極を有する支持体表面に
n型半導体微粒子及び有機p型半導体微粒子を分散させ
た分散液を塗布及び硬化させて光電変換層を形成する光
電変換層形成工程と、 前記光電変換層の上に前記電極と仕事関数の異なる電極
を形成する対向電極形成工程からなることを特徴とする
光電変換素子の製造方法。
7. A photoelectric conversion layer forming step of applying and curing a dispersion in which n-type semiconductor fine particles and organic p-type semiconductor fine particles are dispersed on at least the surface of a support having electrodes to form a photoelectric conversion layer; A method for manufacturing a photoelectric conversion element, comprising a counter electrode forming step of forming an electrode having a work function different from that of the electrode on a photoelectric conversion layer.
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