JP2007115849A - Laminated organic solar cell - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光を受けて発電する光電変換層を複数積層して形成される積層型有機太陽電池に関するものである。 The present invention relates to a stacked organic solar cell formed by stacking a plurality of photoelectric conversion layers that generate light by receiving light.
近年、産業の発展に伴いエネルギーの使用量が飛躍的に増加している。その中で地球環境に負荷を与えない、経済的で高性能な新しいクリーンエネルギーの生産技術の開発が求められている。なかでも、太陽電池は無限にあるといってよい太陽光を利用することから新しいエネルギー源として注目されている。現在実用化されている太陽電池の大部分は、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコンを用いた無機太陽電池である。しかし、これら無機シリコン系太陽電池は、その製造プロセスが複雑でコストが高いという欠点を持ち合わせているため、広く一般家庭用に普及するには至ってない。このような欠点を解消するために、簡単なプロセスで低コスト・大面積化が可能な有機材料を用いた有機太陽電池の研究が盛んになってきている。 In recent years, the amount of energy used has dramatically increased with the development of industry. In this situation, development of economical and high-performance new clean energy production technology that does not put a burden on the global environment is required. In particular, solar cells are attracting attention as a new energy source because they use sunlight, which can be said to be infinite. Most of the solar cells currently in practical use are inorganic solar cells using single crystal silicon, polycrystalline silicon, or amorphous silicon. However, these inorganic silicon solar cells have the disadvantages that the manufacturing process is complicated and expensive, so that they have not been widely used for general households. In order to eliminate such drawbacks, research on organic solar cells using organic materials that can be reduced in cost and area by a simple process has become active.
従来から研究されている有機太陽電池としては、ショットキー接合を有するもの(J.H.Schon,Appl.Phys.Lett.77,2473(2000))、P型とN型を積層した有機ヘテロ接合を有するもの(P.Pnumans,Appl.Phys.Lett.79,126(2001)、特開平6−93258号公報)、P型とN型をブレンドした有機バルクヘテロ接合を有するもの(S.E.Shaheen,Appl.Phys.Lett.78,841(2001))、電子供与性材料である導電性有機化合物、特に導電性高分子と、電子受容性材料である化合物半導体粒子を混合した光電変換層を含むもの(W.U.Huynh,Science295,2425(2002))などがある。これらの有機太陽電池は比較的高い変換効率を示すものであるが、現在変換効率はシリコン系太陽電池に比べるとかなり低く、実用的な太陽電池の開発にまでは至っていない。 Organic solar cells that have been studied in the past have a Schottky junction (JHSchon, Appl. Phys. Lett. 77, 2473 (2000)), and have an organic heterojunction in which P-type and N-type are stacked. (P. Pnumans, Appl. Phys. Lett. 79, 126 (2001), Japanese Patent Laid-Open No. 6-93258), having an organic bulk heterojunction blended with P type and N type (SEShaheen, Appl. Phys. Lett. 78, 841) (2001)), including a conductive organic compound as an electron-donating material, in particular a photoelectric conversion layer in which a conductive polymer and a compound semiconductor particle as an electron-accepting material are mixed (WUHuynh, Science 295, 2425 (2002) ))and so on. These organic solar cells exhibit relatively high conversion efficiency, but the conversion efficiency is currently much lower than that of silicon solar cells, and practical solar cells have not yet been developed.
このような変換効率の問題を解決する手法の一つとして、光を受けて発電する光電変換層を積層して光の利用効率を高め、変換効率を向上させる積層型の有機太陽電池が提案されている(例えば、Chemistry Letters(1990,P327)、特許文献1等参照)。
しかしながら、特許文献1等で提案されている積層型有機太陽電池にあっても、エネルギー変換効率がまだ十分ではなく、また製造の工程数や製造に使用する材料の種類が多く、コストが高いという問題を有するものであった。
However, even in the stacked organic solar cell proposed in
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、エネルギー変換効率が高く、かつ低コストで製造が可能な積層型有機太陽電池を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a stacked organic solar cell that has high energy conversion efficiency and can be manufactured at low cost.
本発明の請求項1に係る積層型有機太陽電池は、第1の電極と第2の電極の間に、電子受容性材料と電子供与性材料を含有する第1の光電変換層を備えると共に、第2の電極と第3の電極の間に、電子受容性材料と電子供与性材料を含有する第2の光電変換層を備えた積層型有機太陽電池において、第1〜第3の電極の仕事関数が、第1の電極>第2の電極>第3の電極であることを特徴とするものである。
The stacked organic solar cell according to
また請求項2の発明は、請求項1において、第1〜第3の電極のうち、少なくとも1つの電極の表面を処理して仕事関数を変化させることによって、第1〜第3の電極の仕事関数が、第1の電極>第2の電極>第3の電極になるようにしたことを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the work function of the first to third electrodes is changed by treating the surface of at least one of the first to third electrodes to change the work function. The function is such that the first electrode> the second electrode> the third electrode.
また請求項3の発明は、請求項1又は2において、第1〜第3の電極のうち、少なくとも2つの電極を同じ電極材料で形成すると共にその表面を処理して仕事関数を変化させることによって、第1〜第3の電極の仕事関数が、第1の電極>第2の電極>第3の電極になるようにしたことを特徴とするものである。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, at least two of the first to third electrodes are formed of the same electrode material, and the surface is treated to change the work function. The work functions of the first to third electrodes are such that the first electrode> the second electrode> the third electrode.
また請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれかにおいて、第1〜第3の電極のうち、少なくとも2つの電極を同じ電極材料で形成すると共にその表面を異なる条件で処理して仕事関数を変化させることによって、第1〜第3の電極の仕事関数が、第1の電極>第2の電極>第3の電極になるようにしたことを特徴とするものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, at least two of the first to third electrodes are formed of the same electrode material, and the surfaces thereof are processed under different conditions. By changing the function, the work functions of the first to third electrodes are such that the first electrode> the second electrode> the third electrode.
また請求項5の発明は、請求項1乃至4のいずれかにおいて、隣合う電極の仕事関数の差が0.2eV以上であることを特徴とするものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the work function difference between adjacent electrodes is 0.2 eV or more.
請求項1の本発明によれば、第1と第2の電極の仕事関数が第1の電極>第2の電極であるので、第1の光電変換層内に内部電界が生じ、電荷分離効率及び電荷輸送効率が向上し、また第2と第3の電極の仕事関数が第2の電極>第3の電極であるので、第2の光電変換層内に内部電界が生じ、電荷分離効率及び電荷輸送効率が向上するものであり、この結果、第1及び第2の各光電変換層の効率が向上し、全体のエネルギー変換効率に優れた積層型有機太陽電池を得ることができるものである。 According to the first aspect of the present invention, since the work function of the first and second electrodes is first electrode> second electrode, an internal electric field is generated in the first photoelectric conversion layer, and charge separation efficiency is increased. And the charge transport efficiency is improved, and since the work function of the second and third electrodes is second electrode> third electrode, an internal electric field is generated in the second photoelectric conversion layer, and charge separation efficiency and The charge transport efficiency is improved. As a result, the efficiency of each of the first and second photoelectric conversion layers is improved, and a stacked organic solar cell excellent in overall energy conversion efficiency can be obtained. .
また請求項2〜4の発明によれば、第1〜第3各電極のうち少なくとも2つの電極に同一の電極材料を用いることが可能になり、低コストでエネルギー変換効率に優れた積層型有機太陽電池を得ることが可能になるものである。
Further, according to the inventions of
さらに請求項5の発明によれば、電極の仕事関数の差が0.2eV以上と大きいので、光電変換層に生じる内部電界が大きくなり、電荷分離効率及び電荷輸送効率がより向上して、エネルギー変換効率がより向上するものである。
Further, according to the invention of
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described.
図1は本発明に係る積層型有機太陽電池(タンデム型有機太陽電池)の基本的な構成を示すものであり、透明基板10の上に、透明導電膜からなる第1の電極1、電子受容性材料と電子供与性材料を含有して形成される第1の光電変換層2、透明導電膜からなる第2の電極3、電子受容性材料と電子供与性材料を含有して形成される第2の光電変換層4、第3の電極5の順に積層したものであり、第1の電極1と第1の光電変換層2と第2の電極3から第1のセル15が、第2の電極3と第2の光電変換層4と第3の電極5から第2のセル16が形成されるものである。勿論、この上にさらに光電変換層と電極を交互に積層して、さらに多層に形成することもできる。
FIG. 1 shows a basic configuration of a stacked organic solar cell (tandem organic solar cell) according to the present invention. On a
また図2に示すように、第1の電極1と第1の光電変換層2の間、第2の電極3と第2の光電変換層4の間にそれぞれ正孔輸送層11、12を設けるようにしたり、第1の光電変換層2と第2の電極3の間、第2の光電変換層4と第3の電極5の間にそれぞれ電子輸送層13,14を設けるようにしたりすることもできる。
2,
次に、上記の積層型有機太陽電池を構成する材料について説明する。 Next, the material which comprises said lamination type organic solar cell is demonstrated.
上記の基板10は、光透過性を有するものであり、無色透明の他に、多少着色されているものであってもよく、またスリガラス状のものであってもよい。例えば、ソーダライムガラスや無アルカリガラスなどの透明ガラス板、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、エポキシ等の樹脂、フッ素系樹脂等から任意の方法によって作製されたプラスチックフィルムやプラスチック板などを用いることができる。またさらに、基板10内に基板10を構成する母剤と屈折率の異なる粒子、粉体、泡等を含有することによって、光拡散効果を有するようにしたものも使用可能である。
Said board |
上記の第1の電極1は、セル15,16の光電変換層2,4内に発生した正孔を効率よく収集するための電極であり、仕事関数の大きい金属、合金、電気伝導性化合物、あるいはこれらの混合物からなる電極材料を用いることが好ましく、仕事関数が4eV以上のものを用いるのがよい。このような電極材料としては、具体的には、金などの金属、CuI、ITO(インジウム錫酸化物)、SnO2、AZO、IZO、GZO等の導電性透明材料を挙げることができる。
The
上記の第2の電極3は、第1の電極1側のセル15では電子を、第3の電極5側のセル16では正孔を効率よく収集するための電極であり、第1の電極1と同様の電極材料を用いることができる。
The
上記の第1及び第2の電極1,3は、例えば、上記の電極材料を基板10の表面に真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法等の方法により薄膜に形成することによって作製することができる。また、第1及び第2の電極1,3を透過させて光電変換層2,4に光を到達させるためには、電極1,3の光透過率を70%以上にすることが好ましい。さらに、電極1,3のシート抵抗は数百Ω/口以下とすることが好ましく、特に好ましくは100Ω/口以下とするものである。ここで、電極1,3の膜厚は、電極1,3の光透過率、シート抵抗等の特性を上記のように制御するために、材料により異なるが、500nm以下、好ましくは10〜200nmの範囲に設定するのがよい。
The first and
上記の第3の電極5は、セル15,16の光電変換層2,4中に発生した電子を効率よく収集するための陰極であり、仕事関数の小さい金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物からなる電極材料を用いることが好ましく、仕事関数が5eV以下のものであることが好ましい。このような陰極となる第3の電極5の電極材料としては、アルカリ金属、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属、希土類等、およびこれらと他の金属との合金、例えばナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、リチウム、マグネシウム、マグネシウム−銀混合物、マグネシウム−インジウム混合物、アルミニウム−リチウム合金、Al/LiF混合物を例として挙げることができる。また、アルミニウム、Al/Al2O3混合物なども使用可能である。また、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、あるいは金属酸化物を陰極の下地として用い、さらに前述の仕事関数が5eV以下である材料(あるいはこれらを含有する合金)を1層以上積層して用いてもよい。例えば、アルカリ金属/Alの積層、アルカリ金属のハロゲン化物/アルカリ土類金属/Alの積層、Al2O3/Alの積層などが例として挙げられる。また、ITO、IZOなどに代表される透明電極材料を用い、陰極となる第3の電極5側からも光を入射させる方式に形成してもよい。
The
この第3の電極5は、例えばこれらの電極材料を真空蒸着法やスパッタリング法等の方法によって薄膜に形成することによって作製することができる。さらにこの陰極となる第3の電極5の上にAl等の金属をスパッタで積層したり、フッ素系化合物、フッ素系高分子、その他の有機分子や高分子等を、蒸着、スパッタ、CVD、プラズマ重合、塗布した後の紫外線硬化や熱硬化、その他の方法で薄膜として形成することも可能である。
The
また上記の正孔輸送層11,12を形成する正孔輸送材料としては、正孔を輸送する能力を有し、さらに電子の正孔輸送層11,12への移動を防止し、かつ薄膜形成能力の優れた化合物を挙げることができる。具体的にはフタロシアニン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、N,N′−ビス(3−メチルフェニル)−(1,1′−ビフェニル)−4,4′−ジアミン(TPD)や、4,4′−ビス[N−(ナフチル)−N−フェニル−アミノ]ビフェニル(α−NPD)等の芳香族ジアミン化合物、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、イミダゾロン、スチルベン誘導体、ピラゾリン誘導体、テトラヒドロイミダゾール、ポリアリールアルカン、ブタジエン、4,4′,4″−トリス(N−(3−メチルフェニル)N−フェニルアミノ)トリフェニルアミン(m−MTDAT)、及びポリビニルカルバゾール、ポリシラン、ポリエチレンジオキサイドチオフェン(PEDOT)等の導電性高分子など高分子材料を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。 Further, the hole transport material for forming the hole transport layers 11 and 12 has the ability to transport holes, further prevents the movement of electrons to the hole transport layers 11 and 12, and forms a thin film. A compound having excellent ability can be mentioned. Specifically, phthalocyanine derivatives, naphthalocyanine derivatives, porphyrin derivatives, N, N'-bis (3-methylphenyl)-(1,1'-biphenyl) -4,4'-diamine (TPD), 4,4 Aromatic diamine compounds such as' -bis [N- (naphthyl) -N-phenyl-amino] biphenyl (α-NPD), oxazole, oxadiazole, triazole, imidazole, imidazolone, stilbene derivatives, pyrazoline derivatives, tetrahydroimidazole, Polyarylalkanes, butadiene, 4,4 ′, 4 ″ -tris (N- (3-methylphenyl) N-phenylamino) triphenylamine (m-MTDAT), and polyvinylcarbazole, polysilane, polyethylene dioxide thiophene (PEDOT) ) High conductive polymers such as It can be exemplified child materials, but is not limited thereto.
そして上記の第1および第2の光電変換層2,4において電子供与性材料として用いる電子供与性有機化合物としては、フタロシアニン系顔料、インジゴ、チオインジゴ系顔料、キナクリドン系顔料、メロシアニン化合物、シアニン化合物、スクアリウム化合物、また有機電子写真感光体に用いられる電荷移動剤、電気伝導性有機電荷移動錯体、更には導電性高分子も用いることができる。 Examples of the electron-donating organic compound used as the electron-donating material in the first and second photoelectric conversion layers 2 and 4 include phthalocyanine pigments, indigo, thioindigo pigments, quinacridone pigments, merocyanine compounds, cyanine compounds, Squalium compounds, charge transfer agents used in organic electrophotographic photoreceptors, electrically conductive organic charge transfer complexes, and conductive polymers can also be used.
フタロシアニン系顔料としては、中心金属がCu,Zn,Co,Ni,Pb,Pt,Fe,Mg等の2価のもの、無金属フタロシアニン、アルミニウムクロロフタロシアニン、インジウムクロロフタロシアニン、ガリウムクロロフタロシアニン等のハロゲン原子が配位した3価金属のフタロシアニン、その他バアナジルフタロシアニン、チタニルフタロシアニン等の酸素が配位したフタロシアニン等を挙げることができるが、特にこれに限定されるものではない。 As the phthalocyanine pigments, halogen atoms such as divalent pigments such as Cu, Zn, Co, Ni, Pb, Pt, Fe, Mg, metal-free phthalocyanine, aluminum chlorophthalocyanine, indium chlorophthalocyanine, gallium chlorophthalocyanine, etc. Can be cited, but not limited to, phthalocyanines coordinated with oxygen, such as trivalent metal phthalocyanines coordinated with, and other such as baanadyl phthalocyanine and titanyl phthalocyanine.
電荷移動剤としては、ヒドラジン化合物、ピラゾリン化合物、トリフェニルメタン化合物、トリフェニルアミン化合物等を挙げることができるが、特にこれらに限定されるものではない。 Examples of the charge transfer agent include, but are not limited to, hydrazine compounds, pyrazoline compounds, triphenylmethane compounds, and triphenylamine compounds.
電気伝導性有機電荷移動錯体としては、テトラチオフルバレン、テトラフェニルテトラチオフラバレン等を挙げることができるが、特にこれに限定されるものではない。 Examples of the electroconductive organic charge transfer complex include tetrathiofulvalene and tetraphenyltetrathioflavalene, but are not particularly limited thereto.
導電性高分子としては、ポリ(3−アルキルチオフェン)、ポリパラフェニレンビニレン誘導体など、トルエン等の有機溶媒に可溶なものを挙げることができるが、特にこれに限定されるものではない。 Examples of the conductive polymer include poly (3-alkylthiophene) and polyparaphenylene vinylene derivatives that are soluble in an organic solvent such as toluene, but are not particularly limited thereto.
また上記の第1および第2の光電変換層2,4において用いる電子受容性材料としては、導電性高分子、半導体粒子、フラーレン及びその誘導体などを挙げることができる。半導体粒子としては、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫、CdS、CdSe、CdTe、InP,InAs、CuInSe、CuInS、GaAs、Cu2S、ZnS、Si、Ge等を挙げることができるが、特にこれらに限定されるものではない。導電性高分子としては、ポリ(3−アルキルチオフェン)、ポリパラフェニレンビニレン誘導体など、トルエン等の有機溶媒に可溶なものを挙げることができるが、特にこれらに限定されるものではない。 Examples of the electron-accepting material used in the first and second photoelectric conversion layers 2 and 4 include conductive polymers, semiconductor particles, fullerenes and derivatives thereof. Examples of the semiconductor particles include titanium dioxide, zinc oxide, tin oxide, CdS, CdSe, CdTe, InP, InAs, CuInSe, CuInS, GaAs, Cu 2 S, ZnS, Si, Ge, and the like. It is not limited. Examples of the conductive polymer include poly (3-alkylthiophene) and polyparaphenylene vinylene derivatives that are soluble in an organic solvent such as toluene, but are not particularly limited thereto.
上記の層構成で形成される本発明の積層型太陽電池にあって、第1〜第3の電極1,3,5の仕事関数は、第1の電極1よりも第2の電極3が小さく、第2の電極3より第3の電極5が小さくなるように、すなわち第1の電極1>第2の電極3>第3の電極5の関係になるように設定してある。このように、仕事関数を第1の電極1>第2の電極3の関係に設定することによって、第1の光電変換層2内に内部電界が生じ、電荷分離効率及び電荷輸送効率が向上するものであり、また仕事関数を第2の電極3>第3の電極5の関係に設定することによって、第2の光電変換層4内に内部電界が生じ、電荷分離効率及び電荷輸送効率が向上するものであり、第1及び第2の各光電変換層2,4の効率を向上させて、全体のエネルギー変換効率に優れた積層型有機太陽電池を得ることができるものである。
In the stacked solar cell of the present invention formed with the above-described layer configuration, the work function of the first to
このとき、第1の電極1と第2の電極3の仕事関数の差、第2の電極3と第3の電極5の仕事関数の差は、それぞれ0.2eV以上であることが好ましい。隣合う電極1,3,5の仕事関数の差は大きいほど望ましいものであり、このように仕事関数の差を0.2eV以上に設定することによって、光電変換層2,4に生じる内部電界が大きくなり、電荷分離効率及び電荷輸送効率がより向上して、エネルギー変換効率がより向上するものである。
At this time, the difference in work function between the
そして上記のように、第1〜第3の電極1,3,5の仕事関数が第1の電極1>第2の電極3>第3の電極5の関係になるようにするにあたって、各電極1,3,5の電極材料として仕事関数が異なる3種類のものを用いる必要はなく、電極1,3,5の表面を処理して仕事関数を変化させることによって、仕事関数が第1の電極1>第2の電極3>第3の電極5の関係になるようにすることができるものである。従ってこの場合には、電極1,3,5の電極材料として総て異なるものを用いるときのように、製造の工程数や製造に使用する材料の種類が多くなってコスト高になることがなく、低コストで製造することが可能になるものである。
As described above, when the work functions of the first to
例えば2種類の電極材料を用い、電極1,3,5のうち2つの電極を一方の電極材料で、1つの電極を他方の電極材料で作製し、同じ電極材料の電極のうち少なくとも一方の表面を処理して仕事関数を変化させることによって、仕事関数が第1の電極1>第2の電極3>第3の電極5の関係になるようにすることができるものである。また同じ電極材料で電極1,3,5を作製し、3つの電極1,3,5のうち少なくとも2つの電極の表面を処理して仕事関数を変化させることによって、仕事関数が第1の電極1>第2の電極3>第3の電極5の関係になるようにすることができるものである。
For example, two types of electrode materials are used, two electrodes of
電極1,3,5の表面処理は、例えば酸やアルカリの溶液を塗布して処理したり、オゾンで表面を処理したりすることによって行うことができるものである。また電極1,3,5のうち2つ以上の電極を表面処理する場合、同じ処理で表面処理をする他、異なる方法(すなわち異なる条件)で表面処理をするようにしてもよい。例えば、同じ電極材料で電極1,3,5を作製する場合、2つの電極の表面を異なる条件で処理してそれぞれ異なる数値で仕事関数を変化させることによって、仕事関数が第1の電極1>第2の電極3>第3の電極5の関係になるようにすることができるものである。
The surface treatment of the
次に、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited to these Examples.
(実施例1)
厚み0.7mmのガラス基板10の片面に、ITO(インジウム錫酸化物)をスパッタして、シート抵抗7Ω/□の第1の電極1が陽極として形成されたITOガラス(三容真空社製)を用い、これをアセトン、イソプロピルアルコールで15分間超音波洗浄した後、乾燥させた。
Example 1
ITO glass (manufactured by Sanyo Vacuum Co., Ltd.) in which a
そして第1の電極1の表面にUV−オゾン処理を10分間行なった。次に、この第1の電極1の面上に、ポリエチレンジオキシチオフェン:ポリスチレンスルフォネート(PEDOT:PSS)をスピンコート法により100nmの厚みに成膜し、正孔輸送層11を形成した。
Then, the surface of the
次に正孔輸送層11の上に、1質量部のポリ(2−メトキシ−5−(3′,7′−ジメチルオクチルオキシ)1,4−フェニレン−ビニレン)(MDMO−PPV)と、4質量部のフラーレン誘導体[6,6]−PCBMとを混合したクロロベンゼン溶液を、スピンコート法により100nmの厚みに成膜して、第1の光電変換層2を形成した。
Next, on the
次に、第1の光電変換層2の上にITOをスパッタして、シート抵抗7Ω/□の第2の電極3を中間電極として形成した。
Next, ITO was sputtered on the first
次にこの第2の電極3の上に、ポリエチレンジオキシチオフェン:ポリスチレンスルフォネート(PEDOT:PSS)をスピンコート法により100nmの厚みに成膜し、正孔輸送層12を形成した。
Next, a polyethylenedioxythiophene: polystyrene sulfonate (PEDOT: PSS) film was formed on the
次に、正孔輸送層12の上に、上記の第1の光電変換層2と同じ材料・条件で、第2の光電変換層4を形成した。
Next, the second
そして、この第2の光電変換層4の表面上に、真空蒸着により厚み1nmのLiF膜と厚み120nmのAl膜を順次成膜して、第3の電極5を陰極として形成することによって、タンデム型有機太陽電池を得た(図2参照)。
Then, a 1 nm thick LiF film and a 120 nm thick Al film are sequentially formed on the surface of the second
(実施例2)
実施例1において、第1の電極1の表面処理を、UV−オゾンの代りに、1mM濃度の安息香酸溶液を用いて、室温にて5分間処理して行なうようにした。その他は実施例1と同様にしてタンデム型有機太陽電池を得た。
(Example 2)
In Example 1, the surface treatment of the
(実施例3)
実施例1において、第1の電極1の表面処理を実施例2と同様にして安息香酸で行ない、また第2の電極3の表面にUV−オゾン処理を1分間行なうようにした。その他は実施例1と同様にしてタンデム型有機太陽電池を得た。
(Example 3)
In Example 1, the surface treatment of the
(実施例4)
実施例1において、第1の電極を、ITOの代りに、IZO(インジウム亜鉛酸化物)を用いて形成すると共に表面処理は行なわないようにした。その他は実施例1と同様にしてタンデム型有機太陽電池を得た。
Example 4
In Example 1, the first electrode was formed using IZO (indium zinc oxide) instead of ITO, and the surface treatment was not performed. Otherwise, the tandem organic solar cell was obtained in the same manner as in Example 1.
(実施例5)
実施例1において、第1の電極を、ITOの代りに、IZOを用いて形成すると共に実施例1と同じ表面処理を行なった。その他は実施例1と同様にしてタンデム型有機太陽電池を得た。
(Example 5)
In Example 1, the first electrode was formed using IZO instead of ITO, and the same surface treatment as in Example 1 was performed. Otherwise, the tandem organic solar cell was obtained in the same manner as in Example 1.
(比較例1)
実施例1において、第1の電極1の表面処理を行わず(従っていずれの電極1,3,5も表面処理を行わない)、その他は実施例1と同様にしてタンデム型有機太陽電池を得た。
(Comparative Example 1)
In Example 1, the surface treatment of the
上記の実施例1〜5及び比較例1で得た積層型有機太陽電池について、第1〜第3の電極1,3,5の仕事関数を、仕事関数測定装置(理研計器社製「FAC−1」)を用いて測定し、第1の電極1の仕事関数を「0.0eV」とした相対値で表1に示す。
For the stacked organic solar cells obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Example 1, the work functions of the first to
また、上記の実施例1〜5及び比較例1で得た積層型有機太陽電池を、電流電圧計(KEYTHLEY社製「2400モデル」)に接続し、100mW/cm2の強度のソーラーシミュレータ(山下電装社製)を用いて変換効率を測定した。結果を、比較例1の変換効率を「1.00」とした相対値で示す。 In addition, the stacked organic solar cells obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 were connected to an ammeter (“2400 model” manufactured by KEYTHLEY), and a solar simulator (Yamashita) having an intensity of 100 mW / cm 2. The conversion efficiency was measured using an electrical equipment company). A result is shown by the relative value which made the conversion efficiency of the comparative example 1 "1.00".
表1にみられるように、仕事関数が第1の電極>第2の電極>第3の電極となるように形成した各実施例の変換効率は、実施例1が1.06、実施例2が1.10、実施例3が1.13、実施例4が1.04、実施例5が1.11となり、比較例1の1.00に対して高い変換効率が得られることが確認される。 As can be seen from Table 1, the conversion efficiency of each example formed so that the work function is first electrode> second electrode> third electrode is 1.06 in Example 1, and Example 2 Was 1.10, Example 3 was 1.13, Example 4 was 1.04, and Example 5 was 1.11. It was confirmed that high conversion efficiency was obtained with respect to 1.00 of Comparative Example 1. The
1 第1の電極
2 第1の光電変換層
3 第2の電極
4 第2の光電変換層
5 第3の電極
DESCRIPTION OF
Claims (5)
The stacked organic solar cell according to any one of claims 1 to 4, wherein a difference in work function between adjacent electrodes is 0.2 eV or more.
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009089472A2 (en) * | 2008-01-10 | 2009-07-16 | Massachusetts Institute Of Technology | Photovoltaic devices |
WO2009133792A1 (en) * | 2008-04-28 | 2009-11-05 | 住友化学株式会社 | Organic photoelectric conversion element and manufacturing method thereof |
JP2010525613A (en) * | 2007-04-27 | 2010-07-22 | コナルカ テクノロジーズ インコーポレイテッド | Organic photovoltaic cell |
WO2010107261A2 (en) * | 2009-03-18 | 2010-09-23 | 한양대학교 산학협력단 | Solar cell and a production method therefor |
JP2011082396A (en) * | 2009-10-08 | 2011-04-21 | Panasonic Electric Works Co Ltd | Tandem organic solar cell |
JP2012523132A (en) * | 2009-04-06 | 2012-09-27 | エンソル エーエス | Photovoltaic cell |
WO2012147756A1 (en) * | 2011-04-26 | 2012-11-01 | 住友化学株式会社 | Multi-junction photoelectric conversion element |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0831616B2 (en) * | 1990-11-22 | 1996-03-27 | 積水化学工業株式会社 | Tandem type organic solar cell |
WO2004025746A2 (en) * | 2002-09-05 | 2004-03-25 | Konarka Technologies, Inc. | Method for treating a photovoltaic active layer and organic photovoltaic element |
JP2004152815A (en) * | 2002-10-29 | 2004-05-27 | Mitsui Chemicals Inc | Organic solar cell |
WO2004057674A2 (en) * | 2002-12-20 | 2004-07-08 | Cambridge Display Technology Limited | Electrical connection of optoelectronic devices |
JP2004349657A (en) * | 2003-05-26 | 2004-12-09 | Matsushita Electric Works Ltd | Organic solar cell |
JP2005277282A (en) * | 2004-03-26 | 2005-10-06 | Canon Inc | Organic semiconductor device and its manufacturing method |
-
2005
- 2005-10-19 JP JP2005304974A patent/JP5118296B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0831616B2 (en) * | 1990-11-22 | 1996-03-27 | 積水化学工業株式会社 | Tandem type organic solar cell |
WO2004025746A2 (en) * | 2002-09-05 | 2004-03-25 | Konarka Technologies, Inc. | Method for treating a photovoltaic active layer and organic photovoltaic element |
JP2004152815A (en) * | 2002-10-29 | 2004-05-27 | Mitsui Chemicals Inc | Organic solar cell |
WO2004057674A2 (en) * | 2002-12-20 | 2004-07-08 | Cambridge Display Technology Limited | Electrical connection of optoelectronic devices |
JP2004349657A (en) * | 2003-05-26 | 2004-12-09 | Matsushita Electric Works Ltd | Organic solar cell |
JP2005277282A (en) * | 2004-03-26 | 2005-10-06 | Canon Inc | Organic semiconductor device and its manufacturing method |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010525613A (en) * | 2007-04-27 | 2010-07-22 | コナルカ テクノロジーズ インコーポレイテッド | Organic photovoltaic cell |
WO2009089472A2 (en) * | 2008-01-10 | 2009-07-16 | Massachusetts Institute Of Technology | Photovoltaic devices |
WO2009089472A3 (en) * | 2008-01-10 | 2009-10-08 | Massachusetts Institute Of Technology | Photovoltaic devices |
WO2009133792A1 (en) * | 2008-04-28 | 2009-11-05 | 住友化学株式会社 | Organic photoelectric conversion element and manufacturing method thereof |
WO2010107261A2 (en) * | 2009-03-18 | 2010-09-23 | 한양대학교 산학협력단 | Solar cell and a production method therefor |
WO2010107261A3 (en) * | 2009-03-18 | 2010-11-25 | 한양대학교 산학협력단 | Solar cell and a production method therefor |
KR101334222B1 (en) * | 2009-03-18 | 2013-11-29 | 한양대학교 산학협력단 | Solar cell and method of manufacturing the same |
JP2012523132A (en) * | 2009-04-06 | 2012-09-27 | エンソル エーエス | Photovoltaic cell |
JP2011082396A (en) * | 2009-10-08 | 2011-04-21 | Panasonic Electric Works Co Ltd | Tandem organic solar cell |
WO2012147756A1 (en) * | 2011-04-26 | 2012-11-01 | 住友化学株式会社 | Multi-junction photoelectric conversion element |
JP2012230992A (en) * | 2011-04-26 | 2012-11-22 | Sumitomo Chemical Co Ltd | Photoelectric conversion element having multijunction structure and method for manufacturing the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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