JP2010016104A - Solar cell - Google Patents

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Hidekazu Ido
秀和 井戸
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Kobelco Research Institute Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solar cell which does not need high cost for a raw material, a manufacturing process, and a manufacturing facility, and also does not need an electrolyte. <P>SOLUTION: A solar cell 5 has such a structure that, on an electride (ionic crystal) 1 as a conductive material of which the structure is configured so that a cage composed of a group 2A element of a periodic table, a group 3B element of a periodic table, and oxygen accumulate sterically, a conductive high polymer layer 2 as a p-type semiconductor to be formed is junctioned by applying and drying a dispersion solution in which polyethylene diauxie thiophene is dispersed. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば太陽光等の光エネルギーを電力に変換する太陽電池に関する。   The present invention relates to a solar cell that converts light energy such as sunlight into electric power.

近年、地球環境問題により再び太陽電池が脚光を浴びている。この太陽電池は、光起電力効果を利用し、光エネルギーを直接電力に変換する電力機器である。   In recent years, solar cells are attracting attention again due to global environmental problems. This solar cell is a power device that uses the photovoltaic effect to directly convert light energy into electric power.

上記太陽電池には、（単結晶、多結晶またはアモルファス）シリコン半導体やガリウムヒ素などのような化合物半導体を用いたものが実用化されている。また、近年、大量生産方式に適し、且つ、比較的安価であるということから有機色素で増感された酸化物半導体を用いた太陽電池の開発も進んでいる。   As the solar cell, a cell using a compound semiconductor such as a silicon semiconductor or gallium arsenide (single crystal, polycrystalline or amorphous) has been put into practical use. In recent years, solar cells using oxide semiconductors sensitized with organic dyes are also being developed because they are suitable for mass production systems and are relatively inexpensive.

この有機色素で増感された酸化物半導体を用いた太陽電池も多数提案されている。   Many solar cells using oxide semiconductors sensitized with this organic dye have been proposed.

例えば、非特許文献１には、酸化亜鉛粉末を圧縮成形し、１３００℃で１時間焼結して形成した焼結体ディスク表面に有機色素としてローズベンガルを吸着させた金属酸化物半導体電極を用いた太陽電池が開示されている。   For example, Non-Patent Document 1 uses a metal oxide semiconductor electrode in which rose bengal is adsorbed as an organic dye on the surface of a sintered disk formed by compression molding zinc oxide powder and sintering at 1300 ° C. for 1 hour. A solar cell was disclosed.

また、特許文献１には、金属酸化物半導体の表面に、遷移金属錯体などの分光増感色素層を有するものが開示されている。   Patent Document 1 discloses one having a spectral sensitizing dye layer such as a transition metal complex on the surface of a metal oxide semiconductor.

また、特許文献２には、金属イオンでドープした酸化チタン半導体層の表面に、遷移金属錯体などの分光増感色素層を有するものが開示されている。   Patent Document 2 discloses one having a spectral sensitizing dye layer such as a transition metal complex on the surface of a titanium oxide semiconductor layer doped with metal ions.

しかしながら、上記シリコン半導体や化合物半導体を用いた太陽電池や特許文献１、２に開示された太陽電池には、以下のような問題点が存在する。   However, the following problems exist in the solar cells using the silicon semiconductor and the compound semiconductor and the solar cells disclosed in Patent Documents 1 and 2.

すなわち、上記シリコン半導体や化合物半導体を用いた太陽電池では、原材料、製造プロセスや製造設備に多大なコストを要するという問題点があった。   That is, in the solar cell using the silicon semiconductor or the compound semiconductor, there is a problem that a large amount of cost is required for raw materials, manufacturing processes, and manufacturing facilities.

また、非特許文献１、特許文献１、２に記載された太陽電池は、大量生産方式に適し、且つ、比較的安価であるものの、構成上電解液を用いるため、どうしても電解液の蒸発や漏れのおそれがある。
Ｎａｔｕｒｅ，２６８（１９７６），ｐ．４０２ 特開平１−２２０３８０号公報 特表平５−５０４０２３号公報 Moreover, although the solar cells described in Non-Patent Document 1, Patent Documents 1 and 2 are suitable for mass production and are relatively inexpensive, they use an electrolytic solution because of the structure, so the evaporation or leakage of the electrolytic solution is unavoidable There is a risk.
Nature, 268 (1976), p. 402 Japanese Patent Laid-Open No. 1-220380 Japanese National Patent Publication No. 5-504023

本発明の目的は、原材料、製造プロセスや製造設備に多大なコストを要さず、かつ、電解液も不要である太陽電池を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a solar cell that does not require great costs for raw materials, manufacturing processes, and manufacturing equipment and that does not require an electrolytic solution.

この目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の発明は、エレクトライドを有する導電性物質と、ｐ型半導体を接合させた構造であることを特徴とする太陽電池である。   In order to achieve this object, the invention according to claim 1 of the present invention is a solar cell characterized by having a structure in which a conductive material having electride and a p-type semiconductor are joined.

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記導電性物質は、ｎ型半導体であることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the conductive substance is an n-type semiconductor.

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記エレクトライドは、空間を提供するホストとこのホストに包接されたゲストより構成され、前記ホストはプラスの電荷を帯びた籠が立体的に積み重なった構造をなし、前記ゲストは電子であることを特徴とする。   The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, wherein the electride includes a host providing a space and a guest included in the host, and the host has a positive charge. It is characterized in that it has a structure in which the ridges are three-dimensionally stacked, and the guest is an electron.

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記ホストは、周期表２ａ族元素、周期表３ｂ族および酸素を含有する材料からなる。   The invention according to claim 4 is the invention according to claim 3, wherein the host is made of a material containing a group 2a element of the periodic table, a group 3b of the periodic table and oxygen.

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４に記載の発明において、前記ｐ型半導体は、有機半導体である。   According to a fifth aspect of the present invention, in the first to fourth aspects of the present invention, the p-type semiconductor is an organic semiconductor.

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記有機半導体は、ポリエチレンジオキシチオフェンである。   The invention according to claim 6 is the invention according to claim 5, wherein the organic semiconductor is polyethylenedioxythiophene.

以上のように、本発明に係る太陽電池は、エレクトライドを有する導電性物質と、ｐ型半導体を接合させた構造であるため、原材料、製造プロセスや製造設備に多大なコストを要さず、かつ、電解液も不要な太陽電池を実現できる。   As described above, the solar cell according to the present invention has a structure in which a conductive material having an electride and a p-type semiconductor are joined together, and thus does not require a great deal of cost for raw materials, manufacturing processes, and manufacturing equipment. In addition, a solar cell that does not require an electrolyte can be realized.

以下、本発明の実施形態についてさらに詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail.

（本発明に係る太陽電池の構成）
本発明に係る太陽電池は、エレクトライドを有する導電性物質と、ｐ型半導体を接合させた構造であることを特徴とする。 (Configuration of solar cell according to the present invention)
The solar cell according to the present invention has a structure in which a conductive material having electride and a p-type semiconductor are joined.

このような本発明の構成によれば、
１）シリコン半導体や化合物半導体を用いた構成の太陽電池の生産に比べて、原材料、製造プロセスや製造設備に、多大なコストが掛からない。
２）有機色素で増感された酸化物半導体を用いた太陽電池ならば必要となる電解液を排除できるため、原理的に電解液の蒸発や漏れを心配する必要がない。 According to such a configuration of the present invention,
1) Compared with the production of a solar cell having a configuration using a silicon semiconductor or a compound semiconductor, the raw material, the manufacturing process and the manufacturing equipment do not cost much.
2) In the case of a solar cell using an oxide semiconductor sensitized with an organic dye, a necessary electrolytic solution can be eliminated, and thus, in principle, there is no need to worry about evaporation or leakage of the electrolytic solution.

以下に、上記構成に至った理由について詳述する。   Hereinafter, the reason for the above configuration will be described in detail.

本発明者は、如何にしたら原材料、製造プロセスや製造設備に、多大なコストも掛からず、かつ、太陽電池の構成として電解液も必要ない太陽電池が実現できるのか、鋭意研究を行った。その結果、
１）まず炭酸カルシウムと酸化アルミニウムといった安価な材料を用い、２段階の焼成（最後の焼成は還元作用下で焼成）を行なって素体を準備し、
２）さらに、水あるいはアルコールにポリエチレンジオキシチオフェンからなる導電性高分子を分散させた分散液を上記素体上に塗布し、そのまま乾燥させて複合構造物を形成し、
３）この複合構造物の上記高分子側から白色光を照射したところ光起電力を誘起することを見出した。これは、すなわち太陽電池を実現できることを示す。 The present inventor has conducted earnest research on how to realize a solar cell that does not require significant costs for raw materials, manufacturing processes, and manufacturing equipment and that does not require an electrolyte as a configuration of the solar cell. as a result,
1) First, an inexpensive material such as calcium carbonate and aluminum oxide is used to prepare a body by performing two-stage firing (the last firing is firing under a reducing action),
2) Furthermore, a dispersion in which a conductive polymer composed of polyethylene dioxythiophene is dispersed in water or alcohol is applied onto the element body and dried as it is to form a composite structure.
3) It was found that when white light was irradiated from the polymer side of the composite structure, a photovoltaic force was induced. This indicates that a solar cell can be realized.

このように、上記複合構造物に白色光を照射することで光起電力を誘起するメカニズムについて、以下に考察した結果を述べる。   Thus, the result considered below about the mechanism which induces a photovoltaic power by irradiating the said composite structure with white light is described.

１）炭酸カルシウムと酸化アルミニウムを所定の比率で混ぜ、大気中で１回目の焼成を行なうと、アルミナセメントの構成成分の1つである１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３（以下、Ｃ１２Ａ７と称す）が得られる。このＣ１２Ａ７の構造は、直径約０．４ナノメートル（ｎｍ）のプラスの電荷を帯びた籠（ホスト側）が立体的に積み重なった構造である。そして、この籠の中にはそのプラス電荷を中和するために、フリー酸化物イオン（Ｏ２−）がゲストとして包接されており、このフリー酸化物イオン（Ｏ２−）は、緩く束縛された状態で存在している。
２）上記１回目の焼成で得られたＣ１２Ａ７に対して、還元作用下で２回目の焼成を行なうと、上記"フリー酸素イオン"である酸化物イオン（Ｏ２−）が上記籠の中から引き抜かれ、代わりに電気的中和を保つための電子で置換されたイオン結晶（所謂、“エレクトライド”）となる。したがって、２段階の焼成を終えた後のこのエレクトライドは、電子をキャリアとする導電性物質となる。ここでいうエレクトライドとは、キャリアとしての電子の濃度が半導体レベルからやや電子の濃度の高い金属的なレベルのものまでを含む。このキャリアとしての電子の濃度は、例えば上記還元作用の強さを制御することで実現できる。
３）この導電性物質の上に塗布し、そのまま乾燥させて出来上がった上記導電性高分子層は、有機半導体であり、正孔をキャリアとするｐ型半導体である。
４）これらのプロセスが終了した時点で、上記複合構造物の中には、すでに以下のような電気的接合が完成している。
５）上記導電性物質と上記ｐ型半導体とを接合した接合部付近には、電子と正孔とにより電荷が打ち消し合わされた領域（空乏層）が形成され、上記導電性物質側（プラスに帯電）から上記ｐ型半導体側（マイナスに帯電）に向かう内部電界が生み出される。
６）したがって、上記ｐ型半導体からなる導電性高分子層の側から上記複合構造物に白色光を照射すると、この光によって励起され対生成された電子と正孔がこの空乏層の内部電界によって、それぞれ電子は上記導電性物質側へ移動し、正孔は上記ｐ型半導体側へ移動することとなる。すなわち、光起電力が誘起されたことになる。 1) When calcium carbonate and aluminum oxide are mixed at a predetermined ratio and fired for the first time in the atmosphere, 12CaO · 7Al 2 O 3 (hereinafter referred to as C12A7), which is one of the components of alumina cement, is obtained. It is done. The structure of C12A7 is a structure in which positively charged ridges (host side) having a diameter of about 0.4 nanometers (nm) are three-dimensionally stacked. In this cage, free oxide ions (O 2− ) are included as guests in order to neutralize the positive charge, and these free oxide ions (O 2− ) are loosely bound. It exists in the state that was done.
2) When C12A7 obtained by the first firing is subjected to a second firing under a reducing action, the oxide ions (O 2− ) which are the “free oxygen ions” are Instead, it becomes an ionic crystal (so-called “electride”) that is pulled out and replaced with electrons to maintain electrical neutralization. Therefore, this electride after finishing the two-stage baking becomes a conductive substance using electrons as carriers. Here, the electride includes those from which the concentration of electrons as carriers is from a semiconductor level to a metallic level where the concentration of electrons is slightly higher. The concentration of electrons as carriers can be realized by controlling the intensity of the reducing action, for example.
3) The conductive polymer layer, which is formed on the conductive material and dried as it is, is an organic semiconductor and a p-type semiconductor using holes as carriers.
4) When these processes are completed, the following electrical connections have already been completed in the composite structure.
5) In the vicinity of the junction where the conductive substance and the p-type semiconductor are joined, a region (depletion layer) in which charges are canceled by electrons and holes is formed, and the conductive substance side (positively charged) is formed. ) To the p-type semiconductor side (negatively charged) is generated.
6) Therefore, when the composite structure is irradiated with white light from the conductive polymer layer side made of the p-type semiconductor, the electrons and holes excited and generated by this light are caused by the internal electric field of the depletion layer. The electrons move to the conductive material side, and the holes move to the p-type semiconductor side. That is, a photovoltaic force is induced.

上記導電性物質を構成するエレクトライドのホスト側は、上述したように元素としてカルシウム、アルミニウムと酸素からなるものに必ずしも限定されるものではなく、元素として周期表２ａ族元素、周期表３ｂ族および酸素からなる構成であれば構わない。イオン半径が比較的大きい２ａ族元素と比較的小さい３ｂ族元素を組み合わせることによって、エレクトライドを形成する結晶構造をとりやすくなる。また、酸素も上記結晶構造をとることを促進する作用がある。例えば、周期表２ａ族元素としてはストロンチウム、周期表３ｂ族としてはガリウムを含むエレクトライドを使用することも可能である。また、周期表２ａ族元素の一部または全てを周期表３ａ族元素と置換すること、周期表３ｂ族元素の一部をクロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル等の遷移元素と置換することも可能である。また、その骨格も必ずしも籠型に限定されるものではない。また、光エネルギーを電力に変換する変換効率の点からは、上記導電性物質が多くのエレクトライドで構成されていることがより好ましいが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、上記導電性物質の中には、部分的に上述のゲスト部分のフリー酸化物イオン（Ｏ２−）が電子に置換されていない部分が混在していたり、そもそも部分的にフリー酸化物イオン（Ｏ２−）や電子が存在しない部分が混在していても本発明の技術思想は達成可能である。すなわち、上記導電性物質の中に部分的にエレクトライドでないものが混在していても構わない。 As described above, the host side of the electride constituting the conductive material is not necessarily limited to the element consisting of calcium, aluminum and oxygen as elements, and the elements in the periodic table 2a group, periodic table 3b group and Any structure made of oxygen is acceptable. By combining a group 2a element having a relatively large ionic radius and a group 3b element having a relatively small ionic radius, it becomes easy to take a crystal structure that forms electride. Oxygen also has the effect of promoting the above crystal structure. For example, strontium can be used as the periodic table group 2a element, and electride containing gallium can be used as the periodic table group 3b. Also, part or all of the periodic table group 2a elements may be replaced with periodic table group 3a elements, and part of the periodic table group 3b elements may be replaced with transition elements such as chromium, manganese, iron, cobalt and nickel. Is possible. Further, the skeleton is not necessarily limited to the saddle type. Further, from the viewpoint of conversion efficiency for converting light energy into electric power, the conductive material is more preferably composed of many electrides, but is not necessarily limited thereto. For example, in the conductive material, a portion where the free oxide ion (O 2− ) of the guest portion is not partially replaced with electrons is mixed, or the free oxide ion is partially partially formed in the first place. The technical idea of the present invention can be achieved even if (O 2− ) or a portion where no electron exists is mixed. That is, the conductive material may be partially mixed with non-electride.

また、ｐ型半導体に関しては、簡易、かつ、低温での製造プロセスと、安価な製造設備を採用できる点から有機半導体がより好ましいが、必ずしもこれに限定されるものではない。また、ｐ型の有機半導体に関しても、上述したようなポリエチレンジオキシチオフェンに代表されるオリゴチオフェンに必ずしも限定されるものではなく、フタロシアニン類やポリアセン類等さまざまなものを使用することが可能である。これらは導電性があり、紫外〜赤外の光の少なくとも一部を吸収できる。   As for the p-type semiconductor, an organic semiconductor is more preferable because it is simple and can employ a low-temperature manufacturing process and inexpensive manufacturing equipment, but is not necessarily limited thereto. Further, the p-type organic semiconductor is not necessarily limited to the oligothiophene typified by polyethylene dioxythiophene as described above, and various phthalocyanines and polyacenes can be used. . These are electrically conductive and can absorb at least part of ultraviolet to infrared light.

以下、実施例に基づいて本発明を詳細に述べる。ただし、下記実施例は本発明を制限するものではなく、前・後記の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施をすることは全て本発明の技術的範囲に包含される。   Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples. However, the following examples are not intended to limit the present invention, and all modifications made without departing from the spirit of the preceding and following descriptions are included in the technical scope of the present invention.

以下、本発明の太陽電池の一実施例について、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, an embodiment of the solar cell of the present invention will be described with reference to the drawings.

（実施例）
図１は本発明の実施例１の太陽電池の模式縦断面図である。図１において、１は導電性物質としてのエレクトライド、２はｐ型半導体としてのポリエチレンジオキシチオフェンからなる導電性高分子層、３、４はエレクトライド１、導電性高分子層２にそれぞれ設けられた電極、５は太陽電池である。 (Example)
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of a solar cell according to Example 1 of the present invention. In FIG. 1, 1 is an electride as a conductive substance, 2 is a conductive polymer layer made of polyethylenedioxythiophene as a p-type semiconductor, and 3 and 4 are provided on the electride 1 and the conductive polymer layer 2, respectively. The electrodes 5 are solar cells.

以下に、図１に示す太陽電池５の作成方法を説明する。   Below, the preparation methods of the solar cell 5 shown in FIG. 1 are demonstrated.

まず、炭酸カルシウムと酸化アルミニウムの各粉末を所定の比率で混合したものを板状に成形し、大気中、１２５０℃で１回目の焼成を行なった。次に、この１回目の焼成を行なった成形体を窒素気流中炭素を用いた還元作用下、１５５０℃で２回目の焼成を行なった。この２段階の焼成を行なうことによって、ホスト側が直径約０．４ナノメートル（ｎｍ）のプラスの電荷を帯びた籠型骨格をなし、その骨格をなす元素が、カルシウム、アルミニウムと酸素よりなり、この籠型骨格の中に電子がゲストとして包接された黒緑色のｎ型半導体を呈するエレクトライド１が得られる。   First, a mixture of calcium carbonate and aluminum oxide powders in a predetermined ratio was formed into a plate shape and fired for the first time at 1250 ° C. in the air. Next, the molded body subjected to the first firing was subjected to the second firing at 1550 ° C. under a reducing action using carbon in a nitrogen stream. By performing this two-step firing, the host side has a positively-charged cage structure with a diameter of about 0.4 nanometers (nm), and the elements forming the framework are composed of calcium, aluminum and oxygen, An electride 1 that exhibits a black-green n-type semiconductor in which electrons are included as guests in the cage skeleton is obtained.

次に、水にポリエチレンジオキシチオフェンを分散させた分散液を上記エレクトライド１上に塗布し、そのまま自然乾燥させることにより、上記エレクトライド１上に導電性高分子層２が接合された太陽電池５が出来上がる。導電性高分子層２の好ましい厚さは1nm〜1μmの範囲である。1nm未満では光の吸収が減少し、1μm以上では、導電率が小さくなる。   Next, a solar cell in which a conductive polymer layer 2 is bonded onto the electride 1 by applying a dispersion liquid in which polyethylenedioxythiophene is dispersed in water onto the electride 1 and drying it as it is. 5 is completed. The preferred thickness of the conductive polymer layer 2 is in the range of 1 nm to 1 μm. If it is less than 1 nm, light absorption decreases, and if it is 1 μm or more, the conductivity decreases.

このように、原材料的にも、製造プロセスや製造設備的にも、多大なコストを要さずに太陽電池５を作ることができる。また、上述の作成方法が示すように、太陽電池５の構成として電解液が一切必要ない。   Thus, the solar cell 5 can be made without requiring a great deal of cost in terms of raw materials, manufacturing processes and manufacturing facilities. Moreover, as the above-mentioned preparation method shows, an electrolyte solution is not required at all as a structure of the solar cell 5.

以下に、上記方法により作成した太陽電池５の電圧電流特性について説明する。   Below, the voltage current characteristic of the solar cell 5 created by the said method is demonstrated.

図１に示すように、導電性高分子層２側からエレクトライド１と導電性高分子層２との接合面に向かって、強度が１００Ｗ／ｍ２の白色光を照射した。この時の開放電圧は、０．２０Ｖ、短絡電流は、１．２０ｍＡ／ｃｍ２であった。 As shown in FIG. 1, white light with an intensity of 100 W / m 2 was irradiated from the conductive polymer layer 2 side toward the joint surface between the electride 1 and the conductive polymer layer 2. At this time, the open circuit voltage was 0.20 V, and the short circuit current was 1.20 mA / cm 2 .

本実施例において、上記エレクトライド１のホスト側の籠型骨格をなす元素は、カルシウム、アルミニウムと酸素であり、その形成にあたって、炭酸カルシウムと酸化アルミニウムを使用する場合について説明したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、例えば、酸化カルシウムと酸化アルミニウムを使用することも可能である。   In the present embodiment, the elements constituting the cage skeleton on the host side of the electride 1 are calcium, aluminum and oxygen, and the case where calcium carbonate and aluminum oxide are used for the formation thereof has been described. For example, calcium oxide and aluminum oxide can also be used.

また、本実施例においては、上記導電性物質を構成するエレクトライド１のホスト側として、上述したように元素としてカルシウム、アルミニウムと酸素からなる例について説明したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、元素として周期表２ａ族元素、周期表３ｂ族および酸素からなる構成であれば構わない。例えば、周期表２ａ族元素としてはストロンチウム、周期表３ｂ族としてはガリウムを含むエレクトライドを使用することも可能である。また、周期表２ａ族元素の一部または全てを周期表３ａ族元素と置換すること、周期表３ｂ族元素の一部をクロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル等の遷移元素と置換することも可能である。また、上記導電性物質を構成するエレクトライド１のホスト側の骨格は、配合成分に著しく敏感なことはない。よって、不可避的な不純物が混入していても構わない。   Further, in the present embodiment, the example of the element composed of calcium, aluminum, and oxygen as described above has been described as the host side of the electride 1 constituting the conductive substance, but the present invention is not necessarily limited thereto. There is no limitation as long as the element is composed of Group 2a element of Periodic Table, Group 3b of Periodic Table, and oxygen. For example, strontium can be used as the periodic table group 2a element, and electride containing gallium can be used as the periodic table group 3b. Also, part or all of the periodic table group 2a elements may be replaced with periodic table group 3a elements, and part of the periodic table group 3b elements may be replaced with transition elements such as chromium, manganese, iron, cobalt and nickel. Is possible. Further, the skeleton on the host side of the electride 1 constituting the conductive material is not significantly sensitive to the blending components. Therefore, inevitable impurities may be mixed.

また、本実施例においては、上記導電性物質を構成するエレクトライド１がｎ型半導体を呈する例について説明したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、キャリアとしての電子の濃度のやや高い金属的なレベルのものであっても構わない。   In the present embodiment, the example in which the electride 1 constituting the conductive substance exhibits an n-type semiconductor has been described. However, the present invention is not necessarily limited to this, and a metal having a slightly high concentration of electrons as carriers. It may be of a reasonable level.

また、光エネルギーを電力に変換する変換効率の点からは、本実施例のように上記導電性物質が多くのエレクトライドで構成されていることがより好ましいが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、上記導電性物質の中には、部分的に上述のゲスト部分のフリー酸化物イオン（Ｏ２−）が電子に置換されていない部分が混在していたり、そもそも部分的にフリー酸化物イオン（Ｏ２−）や電子が存在しない部分が混在していても本発明の技術思想は達成可能である。すなわち、上記導電性物質の中に部分的にエレクトライドでないものが混在していても構わない。 Further, from the viewpoint of conversion efficiency for converting light energy into electric power, it is more preferable that the conductive material is composed of many electrides as in this embodiment, but the present invention is not necessarily limited to this. Absent. For example, in the conductive material, a portion where the free oxide ion (O 2− ) of the guest portion is not partially replaced with electrons is mixed, or the free oxide ion is partially partially formed in the first place. The technical idea of the present invention can be achieved even if (O 2− ) or a portion where no electron exists is mixed. That is, the conductive material may be partially mixed with non-electride.

また、本実施例においては、ｐ型半導体を構成する導電性高分子層２として、水にポリエチレンジオキシチオフェンを分散させた分散液を使用して形成した例について説明したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、例えば、エタノールにポリエチレンジオキシチオフェンを分散させた分散液を使用して形成することも可能である。   In the present embodiment, the conductive polymer layer 2 constituting the p-type semiconductor has been described using the dispersion liquid in which polyethylenedioxythiophene is dispersed in water. However, the present invention is not limited to this. For example, it can be formed using a dispersion in which polyethylenedioxythiophene is dispersed in ethanol.

本発明の一実施例の太陽電池の模式縦断面図である。It is a model longitudinal cross-sectional view of the solar cell of one Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ エレクトライド
２ 導電性高分子層
３、４ 電極
５ 太陽電池 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electride 2 Conductive polymer layer 3, 4 Electrode 5 Solar cell

Claims (6)

エレクトライドを有する導電性物質と、ｐ型半導体を接合させた構造であることを特徴とする太陽電池。   A solar cell having a structure in which a conductive material having electride and a p-type semiconductor are joined. 前記導電性物質は、ｎ型半導体であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。   The solar cell according to claim 1, wherein the conductive material is an n-type semiconductor. 前記エレクトライドは、空間を提供するホストとこのホストに包接されたゲストより構成され、前記ホストはプラスの電荷を帯びた籠が立体的に積み重なった構造をなし、前記ゲストは電子であることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池。   The electride is composed of a host providing a space and a guest included in the host, the host having a structure in which positively charged ridges are three-dimensionally stacked, and the guest is an electron. The solar cell according to claim 1, wherein: 前記ホストは、周期表２ａ族元素、周期表３ｂ族および酸素を含有する材料からなる請求項３に記載の太陽電池。   The solar cell according to claim 3, wherein the host is made of a material containing a periodic table group 2a element, a periodic table group 3b, and oxygen. 前記ｐ型半導体は、有機半導体である請求項１〜４に記載の太陽電池。   The solar cell according to claim 1, wherein the p-type semiconductor is an organic semiconductor. 前記有機半導体は、ポリエチレンジオキシチオフェンである請求項５に記載の太陽電池。   The solar cell according to claim 5, wherein the organic semiconductor is polyethylenedioxythiophene.
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