JP2010129831A - Organic photoelectric conversion element, and method of manufacturing the same - Google Patents

Organic photoelectric conversion element, and method of manufacturing the same Download PDF

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隆彦 野島
Yasushi Okubo
康 大久保
Hiroaki Ito
宏明 伊東
Ayako Wachi
晃矢子 和地
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic photoelectric conversion element which has high photoelectric conversion efficiency and flexibility, and to provide a method of manufacturing the same. <P>SOLUTION: The method of manufacturing the organic photoelectric conversion element having, on a transparent base, a first electrode having a transparent conductive layer formed containing at least conductive fiber and conductive metal oxide, a photoelectric conversion layer portion constituted containing a p-type semiconductor material and an n-type semiconductor material, and a second electrode, includes a coating process of coating the transparent base with a solution containing at least one kind of conductive fiber and a solution containing at least one kind of conductive metal oxide having electromagnetic wave absorbing capability, a process of forming the photoelectric conversion layer portion on the first electrode by coating, and a process of irradiating the member having the photoelectric conversion layer portion formed by the coating with an electromagnetic wave. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、発電効率や柔軟性に優れた有機光電変換素子及びその製造方法に関するものである。   The present invention relates to an organic photoelectric conversion element excellent in power generation efficiency and flexibility and a method for producing the same.

グレッツェルらは、酸化チタン等の透明電極上に光電変換機能を有する有機色素の膜を形成し、電極間を電解質で満たすことにより、アモルファスシリコン光電変換素子に近い性能を有する色素増感型光電変換素子を報告している(例えば、非特許文献1)。   Gretzell et al. Dye-sensitized photoelectric conversion that has performance close to that of amorphous silicon photoelectric conversion elements by forming a film of organic dye with photoelectric conversion function on a transparent electrode such as titanium oxide and filling the space with an electrolyte. The element is reported (for example, nonpatent literature 1).

しかしながら、この色素増感型光電変換素子は対電極との電気的接合を液体レドックス電解質によって行う湿式太陽電池であるため、長期に亘って使用すると電解液の枯渇や漏洩により光電変換機能が著しく低下してしまい、光電変換素子として機能しなくなってしまうことが懸念される。   However, since this dye-sensitized photoelectric conversion element is a wet solar cell in which electrical connection with the counter electrode is performed by a liquid redox electrolyte, the photoelectric conversion function is remarkably deteriorated due to depletion or leakage of the electrolyte when used over a long period of time. Therefore, there is a concern that it will not function as a photoelectric conversion element.

そこで、電解液を用いず、コスト上有利な溶液塗布法で形成可能な光電変換素子として、透明電極と対電極との間に電子供与体層(p型半導体層)と電子受容体層(n型半導体層)とを挟んだヘテロ接合型(積層型)光電変換素子(例えば特許文献1)、あるいは、透明電極と対電極との間にp型半導体高分子とn型半導体材料を一様に混合したバルクヘテロ層を備えるバルクヘテロ接合型の有機光電変換素子が提案されている。   Therefore, an electron donor layer (p-type semiconductor layer) and an electron acceptor layer (n) are formed between the transparent electrode and the counter electrode as a photoelectric conversion element that can be formed by a cost-effective solution coating method without using an electrolytic solution. Heterojunction type (laminated type) photoelectric conversion element (for example, Patent Document 1) with a p-type semiconductor polymer and an n-type semiconductor material uniformly between a transparent electrode and a counter electrode A bulk heterojunction organic photoelectric conversion element including a mixed bulk hetero layer has been proposed.

有機光電変換素子の動作原理について説明すると、まず、色素・導電性高分子が光吸収によって励起子を生成し、発生した励起子はp型半導体とn型半導体の接触界面に移動し、そこで電荷分離が起こる。そして、電荷分離により生じた電子はn型半導体層を、正孔はp型半導体層を通り、一方の電極へと運ばれる。この結果、光電流が観測される。   The operation principle of the organic photoelectric conversion element will be described. First, the dye / conductive polymer generates excitons by light absorption, and the generated excitons move to the contact interface between the p-type semiconductor and the n-type semiconductor, where charge is generated. Separation occurs. Electrons generated by charge separation pass through the n-type semiconductor layer, and holes pass through the p-type semiconductor layer and are carried to one electrode. As a result, a photocurrent is observed.

有機光電変換素子からなる有機薄膜太陽電池は塗布法でも形成できることから大量生産に適した太陽電池として注目され、多くの研究機関で盛んに研究がなされている。有機薄膜太陽電池は電子ドナー材料と電子アクセプタ材料を混合した、所謂、バルクヘテロジャンクション構造によって、課題だった電荷分離効率を向上させている(例えば、特許文献2)。近年では光電変換効率は5〜6%台まで向上してきており、実用化に向けた研究がより活発化してきた分野といえる。しかしながら、今後の実用化に向けた有機光電変換素子においては、より高い効率で発電する有機光電変換素子の開発が望まれている。   Organic thin-film solar cells composed of organic photoelectric conversion elements can be formed by a coating method, and thus have attracted attention as solar cells suitable for mass production and are actively studied by many research institutions. The organic thin-film solar cell improves the charge separation efficiency, which has been a problem, by a so-called bulk heterojunction structure in which an electron donor material and an electron acceptor material are mixed (for example, Patent Document 2). In recent years, the photoelectric conversion efficiency has improved to the 5-6% range, and it can be said that this is a field where research for practical use has become more active. However, in organic photoelectric conversion elements for practical use in the future, development of organic photoelectric conversion elements that generate power with higher efficiency is desired.

バルクヘテロジャンクション構造においては、p型半導体とn型半導体がミクロ的に海島構造を取ったミクロ相分離構造を有していると考えられている。例えば、p型半導体として導電性高分子であるP3HT、n型半導体としてフラーレン誘導体であるPCBMのブレンド溶液を透明性基板上に塗設した後、140℃〜200℃程度の温度で10分〜60分程度の加熱によるアニールを行うと、ミクロ相分離と同時に導電性高分子P3HTの結晶化が促進される。その結果、P3HTとPCBMの接触界面が増大し、それにより光電荷分離の促進、キャリア(電子、正孔)の輸送経路となる伝導パスが形成され、再結合がより抑制される状態となり、光電変換効率が向上すると考えられている。   In the bulk heterojunction structure, it is considered that the p-type semiconductor and the n-type semiconductor have a micro phase separation structure in which a sea-island structure is taken microscopically. For example, after coating a transparent substrate with a blend solution of P3HT, which is a conductive polymer as a p-type semiconductor, and PCBM, which is a fullerene derivative, as an n-type semiconductor, the temperature is about 140 to 200 ° C. for 10 minutes to 60 minutes. When annealing is performed for about a minute, crystallization of the conductive polymer P3HT is promoted simultaneously with microphase separation. As a result, the contact interface between P3HT and PCBM increases, thereby promoting photo-charge separation and forming a conduction path as a transport path for carriers (electrons and holes), resulting in a state in which recombination is further suppressed, It is thought that conversion efficiency improves.

発電層に用いられる有機半導体の加熱処理に関しては、ホットプレートやオーブンを用いて、加熱処理時の温度に関する提案や加熱処理時に溶媒蒸気に暴露する提案など、これまでに多くの提案がなされている(例えば特許文献3)。また、近年ではITOガラス基板上に発電層を塗布して、マイクロ波照射によるアニール処理を行うことで、加熱によるアニール処理よりもバルクヘテロジャンクション層中の導電性高分子の結晶化が促進されることが報告されている(例えば非特許文献2)。しかしながら、いずれも変換効率や生産性、及びフレキシブルタイプにした場合の曲げ耐性といった観点からは十分満足できるものではなかった。   Regarding the heat treatment of organic semiconductors used in the power generation layer, many proposals have been made so far, such as proposals concerning the temperature during heat treatment and proposals for exposure to solvent vapor during heat treatment using a hot plate or oven. (For example, patent document 3). In recent years, by applying a power generation layer on an ITO glass substrate and performing an annealing treatment by microwave irradiation, crystallization of the conductive polymer in the bulk heterojunction layer is promoted more than the annealing treatment by heating. Has been reported (for example, Non-Patent Document 2). However, none of them is fully satisfactory from the viewpoints of conversion efficiency, productivity, and bending resistance in the case of a flexible type.

一方、生産性に優れた透明電極として、π共役系高分子に代表される導電性高分子材料を適当な溶媒に溶解又は分散した塗液を用いて、塗布や印刷によって透明電極を形成する方法も提案されている(例えば特許文献4参照)。しかし、真空成膜法によるITO等の金属酸化物透明電極に較べると、導電性が低くかつ透明性にも劣るという課題を有していた。   On the other hand, as a transparent electrode excellent in productivity, a method of forming a transparent electrode by coating or printing using a coating liquid obtained by dissolving or dispersing a conductive polymer material typified by a π-conjugated polymer in an appropriate solvent Has also been proposed (see, for example, Patent Document 4). However, compared with a metal oxide transparent electrode such as ITO formed by a vacuum film formation method, there is a problem that the conductivity is low and the transparency is inferior.

更に、カーボンナノチューブ(CNT)や金属ナノワイヤのような導電性繊維を用いる技術も開示されており、導電性繊維の一部を透明樹脂膜で基板に固定し、かつ導電性繊維の一部を透明樹脂膜表面に突起させて電極を形成することが提案されている(例えば特許文献5参照)。しかし、このような構成の電極は、表面に導電性繊維が突起した部分にしか導電性がないため、面電極としての機能を有しておらず、加えて、表面に導電性繊維が突起しているため、電極表面の平滑性が求められる有機光電変換素子の用途には適用できないという課題を有していた。
特許第4067115号公報 米国特許第5,331,183号明細書 米国特許第7,306,968号明細書 特開平6−273964号公報 特表2006−519712号公報 Journal of the America Chemical Society 115(1993)6382 Adv.Mater,2007,19,3520−3523
Furthermore, a technique using conductive fibers such as carbon nanotubes (CNT) and metal nanowires is also disclosed. A part of the conductive fibers is fixed to the substrate with a transparent resin film, and a part of the conductive fibers is transparent. It has been proposed to form electrodes by projecting on the surface of the resin film (see, for example, Patent Document 5). However, since the electrode having such a structure has conductivity only in the portion where the conductive fiber protrudes on the surface, it does not have a function as a surface electrode, and in addition, the conductive fiber protrudes on the surface. Therefore, it has a problem that it cannot be applied to the use of an organic photoelectric conversion element that requires smoothness of the electrode surface.
Japanese Patent No. 40671115 US Pat. No. 5,331,183 US Pat. No. 7,306,968 JP-A-6-273964 JP 2006-519712 A Journal of the America Chemical Society 115 (1993) 6382 Adv. Mater, 2007, 19, 3520-3523

本発明の目的は、高い光電変換効率やフレキシブル化した場合の適性を有する有機光電変換素子、及びその製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an organic photoelectric conversion element having high photoelectric conversion efficiency and suitability when flexible, and a method for producing the same.

本発明の上記目的は、以下の構成により達成することができる。   The above object of the present invention can be achieved by the following configuration.

1.透明基材上に、少なくとも導電性繊維と導電性金属酸化物を含み構成される透明導電層を有する第一電極、p型半導体材料とn型半導体材料を含み構成される光電変換層部、第二電極をそれぞれ有する有機光電変換素子の製造方法において、透明基材上に少なくとも一種の導電性繊維を含む溶液、及び少なくとも一種の電磁波吸収能を有する導電性金属酸化物を含む溶液を塗設する第一電極組成物の塗設工程と、第一電極上に光電変換層部を塗設する工程と、光電変換層部が塗設された部材に対して電磁波を照射する工程を少なくとも有するプロセスにより作成されることを特徴とする有機光電変換素子の製造方法。   1. A first electrode having a transparent conductive layer comprising at least a conductive fiber and a conductive metal oxide on a transparent substrate; a photoelectric conversion layer portion comprising a p-type semiconductor material and an n-type semiconductor material; In the method for producing an organic photoelectric conversion element having two electrodes, a solution containing at least one type of conductive fiber and a solution containing at least one type of conductive metal oxide having electromagnetic wave absorbing ability are coated on a transparent substrate. By a process having at least a step of coating the first electrode composition, a step of coating the photoelectric conversion layer portion on the first electrode, and a step of irradiating the member on which the photoelectric conversion layer portion is coated with electromagnetic waves A method for producing an organic photoelectric conversion element produced by the method.

2.前記電磁波がマイクロ波であることを特徴とする前記1記載の有機光電変換素子の製造方法。   2. 2. The method for producing an organic photoelectric conversion element as described in 1 above, wherein the electromagnetic wave is a microwave.

3.導電性繊維が、金属ナノワイヤ及びカーボンナノチューブの群から選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする前記1又は2記載の有機光電変換素子の製造方法。   3. 3. The method for producing an organic photoelectric conversion element according to 1 or 2, wherein the conductive fiber is at least one selected from the group consisting of metal nanowires and carbon nanotubes.

4.前記導電性金属酸化物が酸化錫及び/又は酸化錫ゾルであることを特徴とする前記1〜3のいずれか1項記載の有機光電変換素子の製造方法。   4). 4. The method for producing an organic photoelectric conversion element according to any one of 1 to 3, wherein the conductive metal oxide is tin oxide and / or tin oxide sol.

5.前記1〜4のいずれか1項記載の有機光電変換素子の製造方法により作成されたことを特徴とする有機光電変換素子。   5. 5. An organic photoelectric conversion element produced by the method for producing an organic photoelectric conversion element according to any one of 1 to 4 above.

本発明により、高い光電変換効率を有する有機光電変換素子を提供するばかりでなく、フレキシブル基板を用いた場合、柔軟性に優れた有機光電変換素子を提供することができる。またその製造方法を提供するものである。   According to the present invention, not only an organic photoelectric conversion element having high photoelectric conversion efficiency but also an organic photoelectric conversion element excellent in flexibility can be provided when a flexible substrate is used. Moreover, the manufacturing method is provided.

以下、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail.

本発明者は、有機光電変換素子の効率向上、及びフレキシブルタイプにした場合の柔軟性付与の課題に関して鋭意検討を行った結果、透明基材上に、少なくとも導電性繊維と導電性金属酸化物を含み構成される透明導電層を有する第一電極、p型半導体材料とn型半導体材料を含み構成される光電変換層部、第二電極をそれぞれ有する有機光電変換素子の製造方法において、透明基材上に少なくとも一種の導電性繊維を含む溶液、および少なくとも一種の電磁波吸収能を有する導電性金属酸化物を含む溶液を塗設する第一電極組成物の塗設工程と、第一電極上に光電変換層部を塗設する工程と、光電変換層部が塗設された部材に対して電磁波を照射する工程により有機光電変換素子を作成することで、高い光電変換効率をもつ有機光電変換素子や、柔軟性を有する有機光電変換素子が実現できることを見出し、本発明に至った次第である。   As a result of earnest studies on the improvement of the efficiency of the organic photoelectric conversion element and the problem of imparting flexibility when it is made into a flexible type, the present inventor has at least conductive fibers and conductive metal oxides on the transparent substrate. In the manufacturing method of the organic photoelectric conversion element which has the 1st electrode which has the transparent conductive layer comprised, the photoelectric conversion layer part comprised including the p-type semiconductor material and the n-type semiconductor material, and the second electrode, respectively, A first electrode composition coating step of coating a solution containing at least one type of conductive fiber and a solution containing at least one type of conductive metal oxide having electromagnetic wave absorption capability; An organic photoelectric conversion element having a high photoelectric conversion efficiency is created by forming an organic photoelectric conversion element by a step of coating the conversion layer portion and a step of irradiating the member on which the photoelectric conversion layer portion is coated with electromagnetic waves. And, an organic photoelectric conversion element having flexibility found that can be achieved is completed the invention.

以下、これらについて詳細に説明する。   Hereinafter, these will be described in detail.

〔透明基材〕
本発明の透明電極に用いられる透明基材としては、高い光透過性を有していればそれ以外に特に制限はない。例えば、基材としての硬度に優れ、またその表面への導電層の形成のし易さ等の点で、ガラス基板、樹脂基板、樹脂フィルムなどが好適に挙げられるが、軽量性と柔軟性の観点から透明樹脂フィルムを用いることが好ましい。
(Transparent substrate)
The transparent substrate used for the transparent electrode of the present invention is not particularly limited as long as it has high light transmittance. For example, a glass substrate, a resin substrate, a resin film, and the like are preferable in terms of excellent hardness as a base material and ease of formation of a conductive layer on the surface. From the viewpoint, it is preferable to use a transparent resin film.

本発明において透明基材として好ましく用いることができる透明樹脂フィルムには特に制限はなく、その材料、形状、構造、厚み等について公知のものの中から適宜選択することができる。例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート、変性ポリエステル等のポリエステル系樹脂フィルム、ポリエチレン(PE)樹脂フィルム、ポリプロピレン(PP)樹脂フィルム、ポリスチレン樹脂フィルム、環状オレフィン系樹脂等のポリオレフィン類樹脂フィルム、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等のビニル系樹脂フィルム、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)樹脂フィルム、ポリサルホン(PSF)樹脂フィルム、ポリエーテルサルホン(PES)樹脂フィルム、ポリカーボネート(PC)樹脂フィルム、ポリアミド樹脂フィルム、ポリイミド樹脂フィルム、アクリル樹脂フィルム、トリアセチルセルロース(TAC)樹脂フィルム等を挙げることができるが、可視域の波長(380〜780nm)における透過率が80%以上である樹脂フィルムであれば、本発明に係る透明樹脂フィルムに好ましく適用することができる。中でも透明性、耐熱性、取り扱いやすさ、強度及びコストの点から、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、二軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリエーテルサルホンフィルム、ポリカーボネートフィルムであることが好ましく、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、二軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルムであることがより好ましい。   There is no restriction | limiting in particular in the transparent resin film which can be preferably used as a transparent base material in this invention, About the material, a shape, a structure, thickness, etc., it can select suitably from well-known things. For example, polyester resin films such as polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate, modified polyester, polyethylene (PE) resin films, polypropylene (PP) resin films, polystyrene resin films, polyolefin resin films such as cyclic olefin resins, Vinyl resin films such as polyvinyl chloride and polyvinylidene chloride, polyether ether ketone (PEEK) resin film, polysulfone (PSF) resin film, polyether sulfone (PES) resin film, polycarbonate (PC) resin film, polyamide resin A film, a polyimide resin film, an acrylic resin film, a triacetyl cellulose (TAC) resin film, and the like can be given. If the resin film transmittance of 80% or more in nm), can be preferably applied to a transparent resin film according to the present invention. Among these, from the viewpoint of transparency, heat resistance, ease of handling, strength and cost, it is preferably a biaxially stretched polyethylene terephthalate film, a biaxially stretched polyethylene naphthalate film, a polyethersulfone film, or a polycarbonate film, and biaxially stretched. More preferred are polyethylene terephthalate films and biaxially stretched polyethylene naphthalate films.

本発明に用いられる透明基材には、塗布液の濡れ性や接着性を確保するために、表面処理を施すことや易接着層を設けることができる。表面処理や易接着層については従来公知の技術を使用できる。例えば、表面処理としては、コロナ放電処理、火炎処理、紫外線処理、高周波処理、グロー放電処理、活性プラズマ処理、レーザー処理等の表面活性化処理を挙げることができる。また、易接着層としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ビニル系共重合体、ブタジエン系共重合体、アクリル系共重合体、ビニリデン系共重合体、エポキシ系共重合体等を挙げることができる。易接着層は単層でもよいが、接着性を向上させるためには2層以上の構成にしてもよい。また、透明基材にはバリアコート層が予め形成されていてもよいし、透光性の第一電極を設けるのとは反対側にはハードコート層が予め形成されていてもよい。   The transparent substrate used in the present invention can be subjected to a surface treatment or an easy-adhesion layer in order to ensure the wettability and adhesion of the coating solution. A conventionally well-known technique can be used about a surface treatment or an easily bonding layer. For example, the surface treatment includes surface activation treatment such as corona discharge treatment, flame treatment, ultraviolet treatment, high frequency treatment, glow discharge treatment, active plasma treatment, and laser treatment. Examples of the easy adhesion layer include polyester, polyamide, polyurethane, vinyl copolymer, butadiene copolymer, acrylic copolymer, vinylidene copolymer, and epoxy copolymer. The easy adhesion layer may be a single layer, but may be composed of two or more layers in order to improve adhesion. In addition, a barrier coat layer may be formed in advance on the transparent substrate, or a hard coat layer may be formed in advance on the side opposite to the provision of the translucent first electrode.

〔第一電極〕
本発明の有機光電変換素子において、透明導電層を有する第一電極は、陰極、陽極は特に限定せず、素子構成により選択することができるが、好ましくは、透明電極を陽極として用いることである。
[First electrode]
In the organic photoelectric conversion element of the present invention, the first electrode having a transparent conductive layer is not particularly limited to a cathode and an anode, and can be selected according to the element configuration, but preferably the transparent electrode is used as an anode. .

本発明の透明導電層を有する第一電極の構造模式図を図1に示す。本発明の第一電極4は、透明基材5上に少なくとも金属ナノワイヤ1を含んでおり、また、好ましい構成として透明基材に近い側に全体を保持結着させている第一透明樹脂3を有し、透明基材から遠い側に導電性金属酸化物12を含む、第二透明樹脂成分含有部あるいは透明無機成分含有部2を有している。   FIG. 1 shows a structural schematic diagram of the first electrode having the transparent conductive layer of the present invention. The first electrode 4 of the present invention includes at least the metal nanowire 1 on the transparent base material 5 and, as a preferable configuration, the first transparent resin 3 that is held and bound to the entire side close to the transparent base material. And having a second transparent resin component-containing part or a transparent inorganic component-containing part 2 containing the conductive metal oxide 12 on the side far from the transparent substrate.

図1の例では、金属ナノワイヤ1によって形成された三次元的なメッシュ構造(導電ネットワーク構造)の電極表面側の隙間に、導電性金属酸化物6を含む透明樹脂成分含有部2が存在する。金属ナノワイヤ1は透明樹脂成分含有部2と共に電極の表面を構成すると同時に、透明無機成分含有部2の補助電極として機能することができる。また、金属ナノワイヤ1の三次元的なメッシュ構造の透明基材5側の隙間から透明基材5までの間には第一透明樹脂3が存在し、金属ナノワイヤ1含有部を透明基材5に固定化している。   In the example of FIG. 1, the transparent resin component-containing portion 2 including the conductive metal oxide 6 exists in the gap on the electrode surface side of the three-dimensional mesh structure (conductive network structure) formed by the metal nanowires 1. The metal nanowire 1 can function as an auxiliary electrode of the transparent inorganic component-containing part 2 at the same time as constituting the surface of the electrode together with the transparent resin component-containing part 2. In addition, the first transparent resin 3 exists between the gap on the transparent base material 5 side of the three-dimensional mesh structure of the metal nanowire 1 and the transparent base material 5, and the metal nanowire 1 -containing portion becomes the transparent base material 5. It is fixed.

本発明の第一電極4においては、全光線透過率が60%以上であることが好ましく、70%以上であることがより好ましく、80%以上であることが特に好ましい。全光透過率は、分光光度計等を用いた公知の方法に従って測定することができる。また、本発明の第一電極部の電気抵抗値としては、表面抵抗率として50Ω/□以下であることが好ましく、10Ω/□以下であることがより好ましく、3Ω/□以下であることが特に好ましい。50Ω/□を越えると受光面積の広い有機光電変換素子では光電変換効率が劣る場合がある。前記表面抵抗率は、例えば、JIS K 7194:1994(導電性プラスチックの4探針法による抵抗率試験方法)などに準拠して測定することができ、また市販の表面抵抗率計を用いて簡便に測定することができる。   In the first electrode 4 of the present invention, the total light transmittance is preferably 60% or more, more preferably 70% or more, and particularly preferably 80% or more. The total light transmittance can be measured according to a known method using a spectrophotometer or the like. In addition, the electrical resistance value of the first electrode portion of the present invention is preferably 50Ω / □ or less, more preferably 10Ω / □ or less, and particularly preferably 3Ω / □ or less as the surface resistivity. preferable. If it exceeds 50Ω / □, the photoelectric conversion efficiency may be inferior in an organic photoelectric conversion element having a large light receiving area. The surface resistivity can be measured in accordance with, for example, JIS K 7194: 1994 (resistivity test method using a conductive plastic four-probe method), and can be easily performed using a commercially available surface resistivity meter. Can be measured.

本発明の透明電極の厚みには特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、一般的に10μm以下であることが好ましく、厚みが薄くなるほど透明性や柔軟性が向上するためより好ましい。   There is no restriction | limiting in particular in the thickness of the transparent electrode of this invention, Although it can select suitably according to the objective, Generally it is preferable that it is 10 micrometers or less, and transparency and a softness | flexibility improve, so that thickness becomes thin. More preferred.

〔金属ナノワイヤ〕
本発明の導電性繊維としては、金属でコーティングした有機繊維や無機繊維、導電性金属酸化物繊維、金属ナノワイヤ、炭素繊維、カーボンナノチューブ等を用いることができるが、金属ナノワイヤが好ましい。
[Metal nanowires]
As the conductive fiber of the present invention, an organic fiber or inorganic fiber coated with a metal, a conductive metal oxide fiber, a metal nanowire, a carbon fiber, a carbon nanotube, or the like can be used, and a metal nanowire is preferable.

一般に、金属ナノワイヤとは、金属元素を主要な構成要素とする線状構造体をいう。特に、本発明における金属ナノワイヤとはnmサイズの直径を有する線状構造体を意味する。   In general, a metal nanowire refers to a linear structure having a metal element as a main component. In particular, the metal nanowire in the present invention means a linear structure having a diameter of nm size.

本発明に係る金属ナノワイヤとしては、一つの金属ナノワイヤで長い導電パスを形成するために、また、適度な光散乱性を発現するために、平均長さが3μm以上であることが好ましく、更には3〜500μmが好ましく、特に3〜300μmであることが好ましい。併せて、長さの相対標準偏差は40%以下であることが好ましい。また、平均直径は、透明性の観点からは小さいことが好ましく、一方で、導電性の観点からは大きい方が好ましい。本発明においては、金属ナノワイヤの平均直径として10〜300nmが好ましく、30〜200nmであることがより好ましい。併せて、直径の相対標準偏差は20%以下であることが好ましい。   The metal nanowire according to the present invention preferably has an average length of 3 μm or more in order to form a long conductive path with a single metal nanowire and to exhibit appropriate light scattering properties. 3-500 micrometers is preferable and it is especially preferable that it is 3-300 micrometers. In addition, the relative standard deviation of the length is preferably 40% or less. Moreover, it is preferable that an average diameter is small from a transparency viewpoint, On the other hand, the larger one is preferable from an electroconductive viewpoint. In this invention, 10-300 nm is preferable as an average diameter of metal nanowire, and it is more preferable that it is 30-200 nm. In addition, the relative standard deviation of the diameter is preferably 20% or less.

本発明に係る金属ナノワイヤの金属組成としては特に制限はなく、貴金属元素や卑金属元素の一種又は複数の金属から構成することができるが、貴金属(例えば、金、白金、銀、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、オスミウム等)及び鉄、コバルト、銅、錫からなる群に属する少なくとも一種の金属を含むことが好ましく、導電性の観点から少なくとも銀を含むことがより好ましい。また、導電性と安定性(金属ナノワイヤの硫化や酸化耐性、及びマイグレーション耐性)を両立するために、銀と、銀を除く貴金属に属する少なくとも一種の金属を含むことも好ましい。本発明に係る金属ナノワイヤが二種類以上の金属元素を含む場合には、例えば、金属ナノワイヤの表面と内部で金属組成が異なっていてもよいし、金属ナノワイヤ全体が同一の金属組成を有していてもよい。   There is no restriction | limiting in particular as a metal composition of the metal nanowire which concerns on this invention, Although it can be comprised from the 1 type or several metal of a noble metal element or a base metal element, it is a noble metal (For example, gold, platinum, silver, palladium, rhodium, iridium) , Ruthenium, osmium, etc.) and at least one metal belonging to the group consisting of iron, cobalt, copper, and tin, and more preferably at least silver from the viewpoint of conductivity. In order to achieve both conductivity and stability (sulfurization and oxidation resistance of metal nanowires and migration resistance), it is also preferable to include silver and at least one metal belonging to a noble metal other than silver. When the metal nanowire according to the present invention includes two or more kinds of metal elements, for example, the metal composition may be different between the inside and the surface of the metal nanowire, or the entire metal nanowire has the same metal composition. May be.

本発明において金属ナノワイヤの製造手段には特に制限はなく、例えば、液相法や気相法等の公知の手段を用いることができる。また、具体的な製造方法にも特に制限はなく、公知の製造方法を用いることができる。例えば、Agナノワイヤの製造方法としては、Adv.Mater.,2002,14,833〜837;Chem.Mater.,2002,14,4736〜4745等、Auナノワイヤの製造方法としては特開2006−233252号公報等、Cuナノワイヤの製造方法としては特開2002−266007号公報等、Coナノワイヤの製造方法としては特開2004−149871号公報等を参考にすることができる。特に、上述した、Adv.Mater.及びChem.Mater.で報告されたAgナノワイヤの製造方法は、水系で簡便にAgナノワイヤを製造することができ、また銀の導電率は金属中で最大であることから、本発明に係る金属ナノワイヤの製造方法として好ましく適用することができる。   In the present invention, the means for producing the metal nanowire is not particularly limited, and for example, known means such as a liquid phase method and a gas phase method can be used. Moreover, there is no restriction | limiting in particular in a specific manufacturing method, A well-known manufacturing method can be used. For example, as a method for producing Ag nanowires, Adv. Mater. , 2002, 14, 833-837; Chem. Mater. , 2002, 14, 4736-4745, etc. As a method for producing Co nanowires, a method for producing Au nanowires is disclosed in JP 2006-233252A, and a method for producing Cu nanowires is disclosed in JP 2002-266007 A, etc. Reference can be made to Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-149871. In particular, Adv. Mater. And Chem. Mater. The method for producing Ag nanowires reported in (1) can be easily produced in an aqueous system, and since the conductivity of silver is the highest among metals, it is preferable as the method for producing metal nanowires according to the present invention. Can be applied.

本発明においては、金属ナノワイヤが互いに接触し合うことにより三次元的な導電ネットワークを形成し、高い導電性を発現するとともに、金属ナノワイヤが存在しない導電ネットワークの窓部を光が透過することが可能となり、更に、金属ナノワイヤの散乱効果によって、有機発電層部からの発電を効率的に行うことが可能となる。第一電極において金属ナノワイヤを有機発電層部に近い側に設置すれば、この散乱効果がより有効に利用できるのでより好ましい実施形態である。   In the present invention, metal nanowires contact each other to form a three-dimensional conductive network, exhibiting high conductivity, and allowing light to pass through the conductive network window where no metal nanowire exists. In addition, the power generation from the organic power generation layer can be efficiently performed by the scattering effect of the metal nanowires. If the metal nanowire is installed on the side closer to the organic power generation layer in the first electrode, this scattering effect can be used more effectively, which is a more preferable embodiment.

(第一電極の金属ナノワイヤ以外の構成について)
本発明においては、第一電極に金属ナノワイヤを含有させることで、金属ナノワイヤの光を散乱させる効果に加えて、金属ナノワイヤが高い導電性を有しているので、導電性を劣化させることなく他の比較的低屈折率の樹脂等を併用することが可能となり、これによって第一電極の屈折率を光電変換層部(発電層部)よりも低く抑えることが可能となって、基材、第一電極、発電層部の各界面の反射を抑制し、発電層部に有効に光を到達させることができる。この効果を有効に発現させるためには、第一電極の平均の屈折率が光電変換層(発電層)部の平均の屈折率よりも低いことが好ましい。
(Configuration other than the metal nanowire of the first electrode)
In the present invention, by including the metal nanowire in the first electrode, in addition to the effect of scattering the light of the metal nanowire, the metal nanowire has high conductivity. It is possible to use a relatively low refractive index resin or the like together, which makes it possible to keep the refractive index of the first electrode lower than the photoelectric conversion layer portion (power generation layer portion). Reflection at each interface between the one electrode and the power generation layer portion can be suppressed, and light can effectively reach the power generation layer portion. In order to effectively express this effect, it is preferable that the average refractive index of the first electrode is lower than the average refractive index of the photoelectric conversion layer (power generation layer) portion.

本発明の第一電極は金属ナノワイヤを含有するが、金属ナノワイヤを保持するために何らかの透明樹脂や透明無機材料などと併用することが好ましく、前述の屈折率の関係を満足するように材料を適宜選択すればよい。こうした材は特に限定はないが、例えば、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アクリルウレタン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、セルロース系樹脂、ブチラール系樹脂等を単独あるいは複数併用して用いることができる。また、UV硬化樹脂であっても良い。   Although the first electrode of the present invention contains metal nanowires, it is preferably used in combination with some transparent resin or transparent inorganic material in order to hold the metal nanowires, and the material is appropriately selected so as to satisfy the above-described refractive index relationship. Just choose. Such materials are not particularly limited, but for example, polyester resins, polystyrene resins, acrylic resins, polyurethane resins, acrylic urethane resins, polycarbonate resins, cellulose resins, butyral resins, etc. may be used alone or in combination. Can be used. Further, a UV curable resin may be used.

更に、好ましい実施形態としては、第一電極を半分の膜厚で分割したとき、光電変換層(発電層)部に違い側の部分の平均ヘイズ値をEH1、透明基材に近い側の部分の平均ヘイズ値をEH2としたとき、EH1<EH2となっていることが好ましい。こうすることで、より効果的に入射光の散乱により光路長を伸ばすことでき、本発明の金属ナノワイヤの散乱効果が最大限に発揮できるようになる。   Furthermore, as a preferred embodiment, when the first electrode is divided by half the film thickness, the average haze value of the portion on the side different from the photoelectric conversion layer (power generation layer) portion is EH1, and the portion on the side close to the transparent substrate When the average haze value is EH2, it is preferable that EH1 <EH2. By doing so, the optical path length can be extended more effectively by scattering of the incident light, and the scattering effect of the metal nanowire of the present invention can be maximized.

第一電極のヘイズ値は、金属ナノワイヤの含有量や直径、後述の導電性金属酸化物の含有量や粒子径などによって変化させることができる。   The haze value of the first electrode can be changed depending on the content and diameter of the metal nanowire, the content and particle diameter of a conductive metal oxide described later, and the like.

第一電極が金属ナノワイヤに加えて少なくとも第一透明樹脂成分(例えば前述の樹脂)と該透明樹脂成分よりも屈折率の高い第二透明樹脂成分とを含有し、該第二透明樹脂成分と金属ナノワイヤとが有機発電層部に近い側に、該第一透明樹脂成分が透明基材に近い側にそれぞれ多く含まれるように構成させたり、また、第一電極部が金属ナノワイヤに加えて少なくとも第一透明樹脂成分と該透明樹脂成分よりも屈折率の高い透明無機成分とを含有し、該透明無機成分と金属ナノワイヤが光電変換層(発電層)部に近い側に、該第一樹脂成分が透明基材に近い側にそれぞれ多く含まれるように構成させたりすることも本発明の好ましい実施形態である。   The first electrode contains at least a first transparent resin component (for example, the aforementioned resin) and a second transparent resin component having a higher refractive index than the transparent resin component in addition to the metal nanowire, and the second transparent resin component and the metal The nanowire is configured so that the first transparent resin component is included in a large amount on the side close to the organic power generation layer part, and the first electrode part is added to the metal nanowire at least in the first side. A transparent resin component and a transparent inorganic component having a refractive index higher than that of the transparent resin component, wherein the transparent resin component and the metal nanowire are closer to the photoelectric conversion layer (power generation layer), It is also a preferred embodiment of the present invention that a large amount is included on each side close to the transparent substrate.

前述の第二透明樹脂成分としては導電性ポリマーが好ましく、また、本発明の効果を発現させるために、前述の透明無機成分としてマイクロ波を吸収する導電性金属酸化物を用いる。   As the above-mentioned second transparent resin component, a conductive polymer is preferable, and in order to exhibit the effects of the present invention, a conductive metal oxide that absorbs microwaves is used as the above-mentioned transparent inorganic component.

マイクロ波吸収導電性金属酸化物を金属ナノワイヤまた第二透明樹脂成分と共に用いることにより、マイクロ波照射・吸収による発熱によって、第一電極において、金属ナノワイヤの導電ネットワークにおいてネッキングが促進され、第一電極の導電性、透明性についてこれを向上させ、完全な面電極として機能させ、電極性能を高めるものと推定している。   By using the microwave-absorbing conductive metal oxide together with the metal nanowire or the second transparent resin component, necking is promoted in the conductive network of the metal nanowire in the first electrode due to heat generated by microwave irradiation / absorption. It is estimated that this improves the electrical conductivity and transparency of the electrode, functions as a complete surface electrode, and improves the electrode performance.

これにより発電性能が向上すると共に、曲げ耐性、また曲げた後の効率の保持度が向上するなど、フレキシブル適性が向上する。   As a result, the power generation performance is improved, and the flexibility is improved such that the bending resistance and the efficiency retention after bending are improved.

また、同時に、この発熱により後述の光電変換層部についても、電磁波照射により第一電極において発生した熱が伝達することによって、光電変換層中の半導体のミクロ相分離また結晶化等を促進し、光電荷分離の促進、キャリア(電子、正孔)の伝導パスの形成により再結合を抑制し、光電変換効率を向上させる効果をもたらすと考えている。   At the same time, the heat generated in the first electrode due to electromagnetic wave irradiation is transmitted to the below-described photoelectric conversion layer portion by this heat generation, thereby promoting the microphase separation or crystallization of the semiconductor in the photoelectric conversion layer, It is considered that the effect of suppressing photoelectric recombination by improving the photoelectric charge separation and forming the conduction path of carriers (electrons, holes) and improving the photoelectric conversion efficiency.

導電性金属酸化物としては、ZrO、CeO、ZnO、TiO、SnO、Al、In、SiO、MgO、BaO、MoO、V等の導電性金属酸化物微粒子やこれらの複合酸化物微粒子や異種原子をドーピングした複合金属酸化物微粒子、あるいはこれらの金属酸化物ゾルをあげることができるが、本発明で必須となるマイクロ波吸収特性、及び導電性や透明性の点から、錫や亜鉛をドープした酸化インジウム(ITO、IZO)、アルミニウムやガリウムをドープした酸化亜鉛(AZO、GZO)、フッ素やアンチモンをドープした酸化錫(FTO、ATO)等の微粒子やゾルを好ましく用いることができる。これらは単独で用いても良いが、他の樹脂成分と併用しても良い。 Examples of the conductive metal oxide include ZrO 2 , CeO 2 , ZnO, TiO 2 , SnO 2 , Al 2 O 3 , In 2 O 3 , SiO 2 , MgO, BaO, MoO 2 , V 2 O 5, etc. Examples thereof include metal oxide fine particles, composite oxide fine particles thereof, composite metal oxide fine particles doped with different atoms, or metal oxide sols thereof, and microwave absorption characteristics and conductivity that are essential in the present invention. Indium oxide (ITO, IZO) doped with tin or zinc, zinc oxide doped with aluminum or gallium (AZO, GZO), tin oxide doped with fluorine or antimony (FTO, ATO), etc. Fine particles and sols can be preferably used. These may be used alone or in combination with other resin components.

また、これらの導電性金属酸化物の前駆体となる金属酸化物微粒子や複合金属酸化物微粒子、あるいは金属酸化物ゾル等を併用することもできる。   In addition, metal oxide fine particles, composite metal oxide fine particles, metal oxide sol, or the like, which are precursors of these conductive metal oxides, can be used in combination.

また、本発明の第一透明樹脂成分中に、微粒子を含有させると、第一電極部と透明基材の界面での光取り込みを向上させることが可能となり、本発明のより好ましい実施形態である。粒子径は0.05から5μmであることが好ましく、0.05から2μmであることがより好ましい。0.05μm未満では光を散乱、屈折させる効果が小さく、5μmよりも大きいと平滑性が問題となる。粒子の屈折率は1.1から2.0であることが好ましく、1.3から1.7であることがより好ましい。この範囲であれば光の後方散乱する成分が少なく、透過率の低下を押さえながら光取り込み効率を向上できる。こうした微粒子としては電磁波吸収能を有さない架橋アクリル系粒子、架橋スチレン系微粒子、シリカ系微粒子、メラミン/ホルムアルデヒド縮合物系微粒子、あるいは、こうした材料の複合微粒子などを併用することもできる。こうした微粒子は単独で用いても良いし、複数併用しても良い。   Further, when fine particles are contained in the first transparent resin component of the present invention, it becomes possible to improve the light uptake at the interface between the first electrode portion and the transparent substrate, which is a more preferred embodiment of the present invention. . The particle diameter is preferably 0.05 to 5 μm, more preferably 0.05 to 2 μm. If it is less than 0.05 μm, the effect of scattering and refracting light is small, and if it is larger than 5 μm, smoothness becomes a problem. The refractive index of the particles is preferably from 1.1 to 2.0, and more preferably from 1.3 to 1.7. Within this range, there are few components that scatter light back, and light capture efficiency can be improved while suppressing a decrease in transmittance. As such fine particles, cross-linked acrylic particles, cross-linked styrene-based fine particles, silica-based fine particles, melamine / formaldehyde condensate-based fine particles having no electromagnetic wave absorbing ability, composite fine particles of such materials, or the like can be used in combination. Such fine particles may be used alone or in combination.

第二透明樹脂成分として導電性ポリマー、また導電性金属酸化物で金属ナノワイヤの存在しない窓部の微小領域にも通電することが可能となり完全な面電極として機能させることが可能となる。本発明では電磁波吸収能を有す導電性金属酸化物を第一電極に用いることは必須であるが、面電極としてより機能させるために導電性高分子を併用してもよい。   A conductive polymer as the second transparent resin component, or a conductive metal oxide, can be energized even in a minute region of the window where no metal nanowire exists, and can function as a complete surface electrode. In the present invention, it is essential to use a conductive metal oxide having electromagnetic wave absorbing ability for the first electrode, but a conductive polymer may be used in combination in order to function more as a surface electrode.

このように完全な面電極として働かせるためは、導電材料単独での面抵抗が1010Ω/□よりも小さいことが必要で、10Ω/□以下であることがより好ましい。 Thus, in order to work as a complete surface electrode, the surface resistance of the conductive material alone needs to be smaller than 10 10 Ω / □, and more preferably 10 8 Ω / □ or less.

こうした、導電性ポリマーとしては、例えば、ポリピロール、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリチエニレンビニレン、ポリアズレン、ポリイソチアナフテン、ポリカルバゾール、ポリアセチレン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン、ポリアセン、ポリフェニルアセチレン、ポリジアセチレン及びポリナフタレンの各誘導体からなる群より選ばれる化合物等を挙げることができる。   Examples of such conductive polymers include polypyrrole, polyaniline, polythiophene, polythienylene vinylene, polyazulene, polyisothianaphthene, polycarbazole, polyacetylene, polyphenylene, polyphenylene vinylene, polyacene, polyphenylacetylene, polydiacetylene, and polynaphthalene. The compound etc. which are chosen from the group which consists of each derivative can be mentioned.

(第一電極の形成方法)
第一電極の形成方法は特に制限はないが、総ての構成材料を塗布系で形成すれば、いわゆるロールtoロールプロセスが使用できるようになり、真空プロセスを用いる場合よりも簡単な設備で高速で連続的な生産が可能となりより好ましい。
(Formation method of the first electrode)
The method of forming the first electrode is not particularly limited, but if all the constituent materials are formed by a coating system, a so-called roll-to-roll process can be used, and the speed is higher with simpler equipment than when using a vacuum process. It is more preferable because continuous production is possible.

また、平滑な離型性基材の離型面上に、金属ナノワイヤと透明導電性金属酸化物、および導電性ポリマーを含む層を形成した後、これらの層を透明基材上に転写することにより透明電極を形成する方法を用いることが好ましい。有機光電変換素子においては第一電極の平坦性が求められるが、この方法を用いることにより、簡便にかつ安定に高平滑化させることができる。更に、この方法により金属ナノワイヤや比較的高屈折率な導電性ポリマーあるいは透明導電性金属酸化物を含む層を第一電極の有機光電変換層(発電層)部に近い側に設置することが可能となる。   In addition, after forming a layer containing metal nanowires, a transparent conductive metal oxide, and a conductive polymer on the release surface of a smooth release substrate, these layers are transferred onto the transparent substrate. It is preferable to use a method of forming a transparent electrode. In the organic photoelectric conversion element, the flatness of the first electrode is required. By using this method, it is possible to easily and stably highly smooth. Furthermore, by this method, a layer containing a metal nanowire, a conductive polymer having a relatively high refractive index, or a transparent conductive metal oxide can be placed on the side of the first electrode close to the organic photoelectric conversion layer (power generation layer). It becomes.

この転写プロセスを用いた透明電極の製造方法で用いられる離型性基板としては、樹脂基板や樹脂フィルムなどが好適に挙げられる。該樹脂には特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂、塩化ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂などの合成樹脂の単層あるいは複数層からなる基板やフィルムが好適に用いられる。更にガラス基板や金属基板を用いることもできる。また、離型性基板の表面(離型面)には、必要に応じてシリコーン樹脂やフッ素樹脂、ワックスなどの離型剤を塗布して表面処理を施してもよい。   Preferred examples of the releasable substrate used in the transparent electrode manufacturing method using this transfer process include a resin substrate and a resin film. There is no restriction | limiting in particular in this resin, It can select suitably from well-known things, For example, synthesis | combination, such as a polyethylene terephthalate resin, a vinyl chloride resin, an acrylic resin, a polycarbonate resin, a polyimide resin, a polyethylene resin, a polypropylene resin A substrate or film composed of a single layer or multiple layers of resin is preferably used. Furthermore, a glass substrate or a metal substrate can also be used. Further, the surface (release surface) of the releasable substrate may be subjected to a surface treatment by applying a release agent such as silicone resin, fluororesin, or wax as necessary.

離型性基板表面は、透明導電層を転写した後の表面の平滑性に影響を与えるため、高平滑であることが望ましく、具体的にはRy≦50nmであることが好ましく、Ry≦40nmであることがより好ましく、Ry≦30nmであることが更に好ましい。また、Ra≦5nmであることが好ましく、Ra≦3nmであることがより好ましく、Ra≦1nmであることが更に好ましい。   Since the surface of the releasable substrate affects the smoothness of the surface after the transparent conductive layer is transferred, it is desirable that the surface of the releasable substrate be highly smooth. Specifically, Ry ≦ 50 nm is preferable, and Ry ≦ 40 nm. More preferably, Ry ≦ 30 nm is still more preferable. Further, Ra ≦ 5 nm is preferable, Ra ≦ 3 nm is more preferable, and Ra ≦ 1 nm is still more preferable.

本発明において、透明導電層の表面の平滑性を表すRyとRaは、Ry=最大高さ(表面の山頂部と谷底部との高低差)とRa=算術平均粗さを意味し、JIS B601(1994)に規定される表面粗さに準ずる値である。本発明の透明電極は、透明導電層の表面の平滑性がRy≦50nmであることを特徴とする。また、併せて透明導電層の表面の平滑性はRa≦5nmであることが好ましい。本発明においてRyやRaの測定には、市販の原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscopy:AFM)を用いることができ、例えば、以下の方法で測定できる。   In the present invention, Ry and Ra representing the smoothness of the surface of the transparent conductive layer mean Ry = maximum height (the difference in height between the top and bottom of the surface) and Ra = arithmetic mean roughness, JIS B601. It is a value according to the surface roughness specified in (1994). The transparent electrode of the present invention is characterized in that the surface smoothness of the transparent conductive layer is Ry ≦ 50 nm. In addition, the smoothness of the surface of the transparent conductive layer is preferably Ra ≦ 5 nm. In the present invention, for the measurement of Ry and Ra, a commercially available atomic force microscope (AFM) can be used. For example, it can be measured by the following method.

AFMとして、セイコーインスツルメンツ社製SPI3800Nプローブステーション及びSPA400多機能型ユニットを使用し、約1cm角の大きさに切り取った試料を、ピエゾスキャナー上の水平な試料台上にセットし、カンチレバーを試料表面にアプローチし、原子間力が働く領域に達したところで、XY方向にスキャンし、その際の試料の凹凸をZ方向のピエゾの変位で捉える。ピエゾスキャナーは、XY150μm、Z5μmが走査可能なものを使用する。カンチレバーは、セイコーインスツルメンツ社製シリコンカンチレバーSI−DF20で、共振周波数120〜150kHz、バネ定数12〜20N/mのものを用い、DFMモード(Dynamic Force Mode)で測定する。測定領域80×80μmを、走査周波数0.1Hzで測定する。   Using an SPI 3800N probe station and SPA400 multifunctional unit manufactured by Seiko Instruments Inc. as the AFM, set the sample cut to a size of about 1 cm square on a horizontal sample stage on the piezo scanner, and place the cantilever on the sample surface. When approaching and reaching the region where the atomic force works, scanning is performed in the XY direction, and the unevenness of the sample at that time is captured by the displacement of the piezo in the Z direction. A piezo scanner that can scan XY 150 μm and Z 5 μm is used. The cantilever is a silicon cantilever SI-DF20 manufactured by Seiko Instruments Inc., which has a resonance frequency of 120 to 150 kHz and a spring constant of 12 to 20 N / m, and is measured in a DFM mode (Dynamic Force Mode). A measurement area of 80 × 80 μm is measured at a scanning frequency of 0.1 Hz.

離型性基材の離型面上に、金属ナノワイヤや導電性ポリマー及び透明導電性金属酸化物を含む層を形成する方法に特に制限はないが、生産性の改善、平滑性や均一性などの電極品質の向上、環境負荷軽減の観点から、塗布法や印刷法などの液相成膜法を用いることが好ましい。塗布法としては、ロールコート法、バーコート法、ディップコーティング法、スピンコーティング法、キャスティング法、ダイコート法、ブレードコート法、バーコート法、グラビアコート法、カーテンコート法、スプレーコート法、ドクターコート法などを用いることができる。印刷法としては、凸版(活版)印刷法、孔版(スクリーン)印刷法、平版(オフセット)印刷法、凹版(グラビア)印刷法、スプレー印刷法、インクジェット印刷法などを用いることができる。なお、必要に応じて、密着性・塗工性を向上させるための予備処理として、離型性基材表面にコロナ放電処理、プラズマ放電処理などの物理的表面処理を施すことができる。   There is no particular limitation on the method for forming a layer containing metal nanowires, conductive polymer, and transparent conductive metal oxide on the release surface of the release substrate, but improvement in productivity, smoothness, uniformity, etc. From the viewpoint of improving the electrode quality and reducing the environmental load, it is preferable to use a liquid phase film forming method such as a coating method or a printing method. Application methods include roll coating, bar coating, dip coating, spin coating, casting, die coating, blade coating, bar coating, gravure coating, curtain coating, spray coating, and doctor coating. Etc. can be used. As the printing method, a letterpress (letter) printing method, a stencil (screen) printing method, a lithographic (offset) printing method, an intaglio (gravure) printing method, a spray printing method, an ink jet printing method, and the like can be used. In addition, as necessary, physical surface treatment such as corona discharge treatment or plasma discharge treatment can be applied to the surface of the releasable substrate as a preliminary treatment for improving the adhesion and coating properties.

透明基材上に転写する際の接着剤としては本発明の第一透明樹脂成分がこの機能を有すればよく、例えば、前述の透明樹脂を利用すれば良く、接着剤は離型性基板側に設けても良いし、透明基材側に設けても良い。接着剤としては、可視領域で透明で転写能を有する材料であれば特に限定されない。透明であれば、硬化型樹脂でも良いし、熱可塑性樹脂でもよい。硬化型樹脂として、熱硬化型樹脂、紫外線硬化型樹脂、電子線硬化型樹脂などが挙げられるが、これらの硬化型樹脂のうちでは、樹脂硬化のための設備が簡易で作業性に優れることから、紫外線硬化型樹脂を用いることが好ましい。紫外線硬化型樹脂とは紫外線照射により架橋反応等を経て硬化する樹脂で、エチレン性不飽和二重結合を有するモノマーを含む成分が好ましく用いられる。例えば、アクリルウレタン系樹脂、ポリエステルアクリレート系樹脂、エポキシアクリレート系樹脂、ポリオールアクリレート系樹脂等が挙げられる。本発明では、バインダーとしてアクリル系、アクリルウレタン系の紫外線硬化型樹脂を主成分とすることが好ましい。   The first transparent resin component of the present invention may have this function as an adhesive when transferring onto a transparent substrate. For example, the above-described transparent resin may be used, and the adhesive is on the side of the releasable substrate. It may be provided on the transparent substrate side. The adhesive is not particularly limited as long as it is transparent in the visible region and has a transfer capability. As long as it is transparent, a curable resin or a thermoplastic resin may be used. Examples of curable resins include thermosetting resins, ultraviolet curable resins, and electron beam curable resins. Among these curable resins, the equipment for resin curing is simple and excellent in workability. It is preferable to use an ultraviolet curable resin. The ultraviolet curable resin is a resin that is cured through a crosslinking reaction or the like by ultraviolet irradiation, and a component containing a monomer having an ethylenically unsaturated double bond is preferably used. For example, acrylic urethane type resin, polyester acrylate type resin, epoxy acrylate type resin, polyol acrylate type resin and the like can be mentioned. In the present invention, it is preferable that an acrylic or acrylic urethane-based ultraviolet curable resin is a main component as a binder.

アクリルウレタン系樹脂は、一般にポリエステルポリオールにイソシアネートモノマー、又はプレポリマーを反応させて得られた生成物に更に2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(以下アクリレートにはメタクリレートを包含するものとしてアクリレートのみを表示する)、2−ヒドロキシプロピルアクリレート等の水酸基を有するアクリレート系のモノマーを反応させることによって容易に得ることができる。例えば、特開昭59−151110号に記載のものを用いることができる。例えば、ユニディック17−806(大日本インキ(株)製)100部とコロネートL(日本ポリウレタン(株)製)1部との混合物等が好ましく用いられる。   Acrylic urethane-based resins generally include 2-hydroxyethyl acrylate and 2-hydroxyethyl methacrylate (hereinafter referred to as acrylates including methacrylates) to products obtained by reacting polyester polyols with isocyanate monomers or prepolymers. Can be easily obtained by reacting an acrylate monomer having a hydroxyl group such as 2-hydroxypropyl acrylate. For example, those described in JP-A-59-151110 can be used. For example, a mixture of 100 parts Unidic 17-806 (Dainippon Ink Co., Ltd.) and 1 part Coronate L (Nihon Polyurethane Co., Ltd.) is preferably used.

紫外線硬化型ポリエステルアクリレート系樹脂としては、一般にポリエステルポリオールに2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシアクリレート系のモノマーを反応させると容易に形成されるものを挙げることができ、特開昭59−151112号に記載のものを用いることができる。   Examples of UV curable polyester acrylate resins include those which are easily formed when 2-hydroxyethyl acrylate and 2-hydroxy acrylate monomers are generally reacted with polyester polyols. JP-A-59-151112 Can be used.

紫外線硬化型エポキシアクリレート系樹脂の具体例としては、エポキシアクリレートをオリゴマーとし、これに反応性希釈剤、光反応開始剤を添加し、反応させて生成するものを挙げることができ、特開平1−105738号に記載のものを用いることができる。   Specific examples of the ultraviolet curable epoxy acrylate resin include an epoxy acrylate as an oligomer, a reactive diluent and a photoreaction initiator added to the oligomer, and a reaction. Those described in US Pat. No. 105738 can be used.

紫外線硬化型ポリオールアクリレート系樹脂の具体例としては、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールペンタアクリレート等を挙げることができる。   Specific examples of UV curable polyol acrylate resins include trimethylolpropane triacrylate, ditrimethylolpropane tetraacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, alkyl-modified dipentaerythritol pentaacrylate, etc. Can be mentioned.

紫外線照射により架橋反応等を経て硬化するエチレン性不飽和二重結合を有する樹脂モノマーとしては、例えば、不飽和二重結合が一つのモノマーとして、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、ベンジルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、酢酸ビニル、スチレン等の一般的なモノマーを挙げることができる。また不飽和二重結合を二つ以上もつモノマーとして、エチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、ジビニルベンゼン、1,4−シクロヘキサンジアクリレート、1,4−シクロヘキシルジメチルアジアクリレート、前出のトリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリルエステル等を挙げることができる。   Examples of the resin monomer having an ethylenically unsaturated double bond that is cured through a crosslinking reaction or the like by ultraviolet irradiation include, for example, methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, benzyl acrylate, cyclohexyl as a monomer having an unsaturated double bond. Common monomers such as acrylate, vinyl acetate, and styrene can be listed. In addition, monomers having two or more unsaturated double bonds include ethylene glycol diacrylate, propylene glycol diacrylate, divinylbenzene, 1,4-cyclohexane diacrylate, 1,4-cyclohexyldimethyl adiacrylate, and the above-mentioned trimethylolpropane. Examples thereof include triacrylate and pentaerythritol tetraacryl ester.

これらの中で、バインダーの主成分として、1,4−シクロヘキサンジアクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパン(メタ)アクリレート、トリメチロールエタン(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、1,2,3−シクロヘキサンテトラメタクリレート、ポリウレタンポリアクリレート、ポリエステルポリアクリレートから選択されるアクリル系の活性線硬化樹脂が好ましい。   Among these, 1,4-cyclohexanediacrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, trimethylolpropane (meth) acrylate, trimethylolethane (meth) acrylate as the main component of the binder , An acrylic selected from dipentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, 1,2,3-cyclohexanetetramethacrylate, polyurethane polyacrylate, polyester polyacrylate A system active ray curable resin is preferred.

これら紫外線硬化型樹脂の光反応開始剤としては、具体的には、ベンゾイン及びその誘導体、アセトフェノン、ベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、ミヒラーズケトン、α−アミロキシムエステル、チオキサントン等及びこれらの誘導体を挙げることができる。光増感剤と共に使用してもよい。上記光反応開始剤も光増感剤として使用できる。また、エポキシアクリレート系の光反応開始剤の使用の際、n−ブチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−ブチルホスフィン等の増感剤を用いることができる。紫外線硬化型樹脂組成物に用いられる光反応開始剤また光増感剤は該組成物100質量部に対して0.1〜15質量部であり、好ましくは1〜10質量部である。   Specific examples of the photoinitiator of these ultraviolet curable resins include benzoin and its derivatives, acetophenone, benzophenone, hydroxybenzophenone, Michler's ketone, α-amyloxime ester, thioxanthone, and derivatives thereof. You may use with a photosensitizer. The photoinitiator can also be used as a photosensitizer. In addition, when using an epoxy acrylate photoinitiator, a sensitizer such as n-butylamine, triethylamine, or tri-n-butylphosphine can be used. The photoreaction initiator or photosensitizer used in the ultraviolet curable resin composition is 0.1 to 15 parts by weight, preferably 1 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the composition.

透明導電層を形成した離型性基板と透明基材とを接着(貼合)し、紫外線等を照射して接着剤を硬化した後に離型性基板を剥離することにより、透明導電層を透明基材側に転写することができる。ここで、接着方法は特に限定されることなく、シートプレス、ロールプレス等により行うことができるが、ロールプレス機を用いて行うことが好ましい。ロールプレスは、ロールとロールの間に接着すべきフィルムを挟んで圧着し、ロールを回転させる方法である。ロールプレスは均一に圧力がかけられ、シートプレスよりも生産性がよく好適に用いることができる。   The transparent conductive layer is made transparent by bonding (bonding) the release substrate formed with the transparent conductive layer and the transparent base material, curing the adhesive by irradiating ultraviolet rays and the like, and then peeling the release substrate. It can be transferred to the substrate side. Here, the bonding method is not particularly limited and can be performed by a sheet press, a roll press or the like, but is preferably performed using a roll press machine. The roll press is a method in which a film to be bonded is sandwiched between the rolls, and the rolls are rotated. The roll press is uniformly pressed and has higher productivity than the sheet press and can be used preferably.

(パターニング)
本発明に係る第一電極はパターニングされていても良い。パターニングの方法やプロセスには特に制限はなく、公知の手法を適宜適用することができる。例えば、離型面上にパターニングされた金属ナノワイヤや導電性ポリマーまた透明導電性金属酸化物を含む層を形成した後、透明基材上に転写することによってパターニングされた透明電極を形成することができ、具体的には、以下のような方法を好ましく用いることができる。
(Patterning)
The first electrode according to the present invention may be patterned. There is no particular limitation on the patterning method and process, and a known method can be applied as appropriate. For example, a patterned transparent electrode can be formed by forming a layer containing a patterned metal nanowire, conductive polymer, or transparent conductive metal oxide on a release surface, and then transferring the layer onto a transparent substrate. Specifically, the following method can be preferably used.

i)離型性基板上に印刷法を用いて金属ナノワイヤや導電性ポリマーまた透明導電性金属酸化物を含む層をパターン様に直接形成する方法
ii)離型性基板上に金属ナノワイヤや導電性ポリマーまた透明導電性金属酸化物を含む層を一様に形成した後、一般的なフォトリソプロセスを用いてパターニングする方法
iii)例えば紫外線硬化型樹脂を含む金属ナノワイヤや導電性ポリマーまた透明導電性金属酸化物を含む層を一様に形成した後、フォトリソプロセス様にパターニングする方法
iv)離型性基板上に予めフォトレジストで形成したネガパターン上に本発明に係る金属ナノワイヤや導電性ポリマーあるいは透明導電性金属酸化物を含む層を一様に形成し、リフトオフ法を用いてパターニングする方法。
i) A method of directly forming a layer containing a metal nanowire, a conductive polymer or a transparent conductive metal oxide in a pattern on a releasable substrate using a printing method.
ii) A method of uniformly forming a layer containing metal nanowires, a conductive polymer, or a transparent conductive metal oxide on a releasable substrate and then patterning using a general photolithography process
iii) A method of uniformly forming a layer containing, for example, a metal nanowire containing an ultraviolet curable resin, a conductive polymer or a transparent conductive metal oxide, and then patterning it like a photolithography process.
iv) A layer containing the metal nanowire, the conductive polymer, or the transparent conductive metal oxide according to the present invention is uniformly formed on a negative pattern previously formed of a photoresist on a releasable substrate, and a lift-off method is used. Patterning method.

上記のいずれの方法においても、離型性基板上でパターニングした金属ナノワイヤや導電性ポリマーまた透明導電性金属酸化物を含む層を透明基材上に転写することにより、パターニングされた透明電極を形成することができる。   In any of the above methods, a patterned transparent electrode is formed by transferring a layer containing a metal nanowire, a conductive polymer or a transparent conductive metal oxide patterned on a releasable substrate onto a transparent substrate. can do.

(第二電極)
第二電極は、導電材単独層であっても良いが、導電性を有する材料に加えて、これらを保持する樹脂を併用しても良い。第二電極の導電材としては、仕事関数の小さい(4eV以下)金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al)混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。これらの中で、電子の取り出し性能及び酸化等に対する耐久性の点から、これら金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えば、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al)混合物、リチウム/アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。対電極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。また、膜厚は通常10nm〜5μm、好ましくは50〜200nmの範囲で選ばれる。
(Second electrode)
The second electrode may be a single layer of conductive material, but in addition to a conductive material, a resin that holds these may be used in combination. As the conductive material for the second electrode, a material having a small work function (4 eV or less) metal, alloy, electrically conductive compound, or a mixture thereof is used. Specific examples of such electrode materials include sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, magnesium / copper mixture, magnesium / silver mixture, magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3) mixture, indium, a lithium / aluminum mixture, and rare earth metals. Among these, in view of electron extraction performance and durability against oxidation, etc., a mixture of these metals and a second metal which is a stable metal having a larger work function value than this, for example, a magnesium / silver mixture, magnesium / Aluminum mixtures, magnesium / indium mixtures, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) mixtures, lithium / aluminum mixtures, aluminum and the like are preferred. The counter electrode can be produced by forming a thin film of these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering. The film thickness is usually selected in the range of 10 nm to 5 μm, preferably 50 to 200 nm.

第二電極の導電材として金属材料を用いれば第二電極側に来た光は反射されて第一電極側に反射され、この光が再利用可能となり、光電変換層で再度吸収され、より光電変換効率が向上し好ましい。   If a metal material is used as the conductive material of the second electrode, the light coming to the second electrode side is reflected and reflected to the first electrode side, and this light can be reused and is absorbed again by the photoelectric conversion layer. It is preferable because the conversion efficiency is improved.

また、第二電極は、金属(例えば金、銀、銅、白金、ロジウム、ルテニウム、アルミニウム、マグネシウム、インジウム等)、炭素からなるナノ粒子、ナノワイヤ、ナノ構造体であってもよく、ナノワイヤの分散物であれば、透明で導電性の高い対電極を塗布法により形成でき好ましい。   In addition, the second electrode may be a metal (for example, gold, silver, copper, platinum, rhodium, ruthenium, aluminum, magnesium, indium, etc.), carbon nanoparticles, nanowires, nanostructures, and nanowire dispersion. If it is a thing, a transparent and highly conductive counter electrode can be formed by the apply | coating method, and it is preferable.

また、第二電極側を光透過性とする場合は、例えば、アルミニウム及びアルミニウム合金、銀及び銀化合物等の第二電極に適した導電性材料を薄く1〜20nm程度の膜厚で作製した後、上記透明電極の説明で挙げた導電性光透過性材料の膜を設けることで、光透過性第二電極とすることができる。   Moreover, when making the 2nd electrode side light-transmitting, after producing the electroconductive material suitable for 2nd electrodes, such as aluminum and aluminum alloy, silver, and a silver compound, with a film thickness of about 1-20 nm thinly, for example By providing a film of the conductive light transmissive material mentioned in the description of the transparent electrode, a light transmissive second electrode can be obtained.

(有機光電変換素子)
図2は、バルクヘテロ接合型の有機光電変換素子からなる太陽電池を示す断面図である。図2において、バルクヘテロ接合型の有機光電変換素子10は、透明基板11の一方面上に、透明電極12、バルクヘテロジャンクション層の光電変換層部14及び対電極13が順次積層されている。
(Organic photoelectric conversion element)
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a solar cell composed of a bulk heterojunction organic photoelectric conversion element. In FIG. 2, the bulk heterojunction type organic photoelectric conversion element 10 has a transparent electrode 12, a photoelectric conversion layer portion 14 of a bulk heterojunction layer, and a counter electrode 13 sequentially stacked on one surface of a transparent substrate 11.

透明基板11は、順次積層された透明電極12、光電変換層部14及び対電極13を保持する部材である。本実施形態では、透明基板11側から光電変換される光が入射するので、透明基板11は、この光電変換される光を透過させることが可能な、すなわち、この光電変換すべき光の波長に対して透明な部材である。透明基板11は、例えば、ガラス基板や樹脂基板等が用いられる。この透明基板11は、必須ではなく、例えば、光電変換層部14の両面に透明電極12及び対電極13を形成することでバルクヘテロ接合型の有機光電変換素子10が構成されてもよい。   The transparent substrate 11 is a member that holds the transparent electrode 12, the photoelectric conversion layer portion 14, and the counter electrode 13 that are sequentially stacked. In the present embodiment, since light that is photoelectrically converted enters from the transparent substrate 11 side, the transparent substrate 11 can transmit the light that is photoelectrically converted, that is, at the wavelength of the light to be photoelectrically converted. It is a transparent member. As the transparent substrate 11, for example, a glass substrate or a resin substrate is used. The transparent substrate 11 is not essential. For example, the bulk heterojunction organic photoelectric conversion element 10 may be configured by forming the transparent electrode 12 and the counter electrode 13 on both surfaces of the photoelectric conversion layer portion 14.

透明電極12には、本発明の第一電極を用いることが必要である。   It is necessary to use the first electrode of the present invention for the transparent electrode 12.

対電極13は、金属(例えば金、銀、銅、白金、ロジウム、ルテニウム、アルミニウム、マグネシウム、インジウム等)、炭素、あるいは透明電極12の材料等を用いることができるが、これに限らない。   The counter electrode 13 may be made of metal (for example, gold, silver, copper, platinum, rhodium, ruthenium, aluminum, magnesium, indium, etc.), carbon, or the material of the transparent electrode 12, but is not limited thereto.

なお、図2に示すバルクヘテロ接合型の有機光電変換素子10では、光電変換層部14が透明電極12と対電極13とでサンドイッチされているが、一対の櫛歯状電極を光電変換層部14の片面に配置するといった、バックコンタクト型の有機光電変換素子10が構成されてもよい。   In the bulk heterojunction organic photoelectric conversion element 10 shown in FIG. 2, the photoelectric conversion layer portion 14 is sandwiched between the transparent electrode 12 and the counter electrode 13, but the pair of comb-like electrodes is connected to the photoelectric conversion layer portion 14. The back contact type organic photoelectric conversion element 10 may be configured such that it is disposed on one side.

光電変換層部14は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する層であって、p型半導体材料とn型半導体材料とを一様に混合したバルクヘテロジャンクション層を有して構成される。p型半導体材料は、相対的に電子供与体(ドナー)として機能し、n型半導体材料は、相対的に電子受容体(アクセプタ)として機能する。ここで、電子供与体及び電子受容体は、“光を吸収した際に、電子供与体から電子受容体に電子が移動し、正孔と電子のペア(電荷分離状態)を形成する電子供与体及び電子受容体”であり、電極のように単に電子を供与あるいは受容するものではなく、光反応によって、電子を供与あるいは受容するものである。   The photoelectric conversion layer portion 14 is a layer that converts light energy into electric energy, and includes a bulk heterojunction layer in which a p-type semiconductor material and an n-type semiconductor material are uniformly mixed. The p-type semiconductor material functions relatively as an electron donor (donor), and the n-type semiconductor material functions relatively as an electron acceptor (acceptor). Here, the electron donor and the electron acceptor are “an electron donor in which, when light is absorbed, electrons move from the electron donor to the electron acceptor to form a hole-electron pair (charge separation state)”. And an electron acceptor ”, which does not simply donate or accept electrons like an electrode, but donates or accepts electrons by a photoreaction.

(p型半導体材料)
本発明に用いられるp型半導体材料としては、種々の縮合多環芳香族化合物や共役系化合物が挙げられる。
(P-type semiconductor material)
Examples of the p-type semiconductor material used in the present invention include various condensed polycyclic aromatic compounds and conjugated compounds.

縮合多環芳香族化合物としては、例えば、アントラセン、テトラセン、ペンタセン、ヘキサセン、ヘプタセン、クリセン、ピセン、フルミネン、ピレン、ペロピレン、ペリレン、テリレン、クオテリレン、コロネン、オバレン、サーカムアントラセン、ビスアンテン、ゼスレン、ヘプタゼスレン、ピランスレン、ビオランテン、イソビオランテン、サーコビフェニル、アントラジチオフェン等の化合物、及びこれらの誘導体や前駆体が挙げられる。   As the condensed polycyclic aromatic compound, for example, anthracene, tetracene, pentacene, hexacene, heptacene, chrysene, picene, fluorene, pyrene, peropyrene, perylene, terylene, quaterylene, coronene, ovalene, sarkham anthracene, bisanthene, zestrene, heptazelene, Examples thereof include compounds such as pyranthrene, violanthene, isoviolanthene, cacobiphenyl, anthradithiophene, and derivatives and precursors thereof.

共役系化合物としては、例えば、ポリチオフェン及びそのオリゴマー、ポリピロール及びそのオリゴマー、ポリアニリン、ポリフェニレン及びそのオリゴマー、ポリフェニレンビニレン及びそのオリゴマー、ポリチエニレンビニレン及びそのオリゴマー、ポリアセチレン、ポリジアセチレン、テトラチアフルバレン化合物、キノン化合物、テトラシアノキノジメタン等のシアノ化合物、フラーレン及びこれらの誘導体あるいは混合物を挙げることができる。   Examples of the conjugated compound include polythiophene and its oligomer, polypyrrole and its oligomer, polyaniline, polyphenylene and its oligomer, polyphenylene vinylene and its oligomer, polythienylene vinylene and its oligomer, polyacetylene, polydiacetylene, tetrathiafulvalene compound, quinone Compounds, cyano compounds such as tetracyanoquinodimethane, fullerenes and derivatives or mixtures thereof.

また、特にポリチオフェン及びそのオリゴマーのうち、チオフェン6量体であるα−セクシチオフェン、α,ω−ジヘキシル−α−セクシチオフェン、α,ω−ジヘキシル−α−キンケチオフェン、α,ω−ビス(3−ブトキシプロピル)−α−セクシチオフェン、等のオリゴマーを好適に用いることができる。   In particular, among polythiophene and oligomers thereof, thiophene hexamer α-seccithiophene, α, ω-dihexyl-α-secthiothiophene, α, ω-dihexyl-α-kinkethiophene, α, ω-bis (3 Oligomers such as -butoxypropyl) -α-sexithiophene can be preferably used.

更に、ポルフィリンや銅フタロシアニン、テトラチアフルバレン(TTF)−テトラシアノキノジメタン(TCNQ)錯体、ビスエチレンテトラチアフルバレン(BEDTTTF)−過塩素酸錯体、BEDTTTF−ヨウ素錯体、TCNQ−ヨウ素錯体、等の有機分子錯体、C60、C70、C76、C78、C84等のフラーレン類、SWNT等のカーボンナノチューブ、メロシアニン色素類、ヘミシアニン色素類等の色素等、さらにポリシラン、ポリゲルマン等のσ共役系ポリマーや特開2000−260999号公報に記載の有機・無機混成材料も用いることができる。 Further, porphyrin, copper phthalocyanine, tetrathiafulvalene (TTF) -tetracyanoquinodimethane (TCNQ) complex, bisethylenetetrathiafulvalene (BEDTTTTF) -perchloric acid complex, BEDTTTTF-iodine complex, TCNQ-iodine complex, etc. Organic molecular complexes, fullerenes such as C 60 , C 70 , C 76 , C 78 and C 84 , carbon nanotubes such as SWNT, dyes such as merocyanine dyes and hemicyanine dyes, and σ conjugates such as polysilane and polygermane Polymers and organic / inorganic hybrid materials described in JP 2000-260999 A can also be used.

これらのπ共役系材料のうちでも、ペンタセン等の縮合多環芳香族化合物、フラーレン類、縮合環テトラカルボン酸ジイミド類、金属フタロシアニン、金属ポルフィリンよりなる群から選ばれた少なくとも一種が好ましい。   Among these π-conjugated materials, at least one selected from the group consisting of condensed polycyclic aromatic compounds such as pentacene, fullerenes, condensed ring tetracarboxylic acid diimides, metal phthalocyanines, and metal porphyrins is preferable.

ペンタセン類の例としては、国際公開第03/16599号パンフレット、国際公開第03/28125号パンフレット、米国特許第6,690,029号明細書、特開2004−107216号公報等に記載の置換基をもったペンタセン誘導体、米国特許出願公開第2003/136964号明細書等に記載のペンタセンプレカーサ、J.Amer.Chem.Soc.,Vol.127.No.14.4986等に記載の置換アセン類及びその誘導体等が挙げられる。   Examples of pentacenes include substituents described in International Publication No. 03/16599, International Publication No. 03/28125, US Pat. No. 6,690,029, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-107216, and the like. A pentacene derivative described in U.S. Patent Application Publication No. 2003/136964 and the like; Amer. Chem. Soc. , Vol. 127. No. And substituted acenes described in 14.4986 and the like and derivatives thereof.

これらの化合物の中でも、溶液プロセスが可能な程度に有機溶剤への溶解性が高く、かつ乾燥後は結晶性薄膜を形成し、高い移動度を達成することが可能な化合物が好ましい。そのような化合物としては、J.Amer.Chem.Soc.,Vol.123、P9482、J.Amer.Chem.Soc.,Vol.130(2008)、No.9、2706等に記載のトリアルキルシリルエチニル基で置換されたアセン系化合物、及び米国特許出願公開第2003/136964号明細書等に記載のペンタセンプレカーサ、特開2007−224019号公報等に記載のポルフィリンプレカーサ等のような、プレカーサタイプの化合物(前駆体)が挙げられる。これらの中でも、後者のプレカーサタイプの方が好ましく用いることができる。これは、プレカーサタイプの方が、変換後に不溶化するため、バルクヘテロジャンクション層の上に正孔輸送層・電子輸送層・正孔ブロック層・電子ブロック層等を溶液プロセスで形成する際に、バルクヘテロジャンクション層が溶解してしまうことがなくなるため、前記の層を構成する材料とバルクヘテロジャンクション層を形成する材料とが混合することがなくなり、一層の効率向上・寿命向上を達成することができるためである。   Among these compounds, compounds that have high solubility in organic solvents to the extent that solution processing is possible, can form a crystalline thin film after drying, and can achieve high mobility are preferable. Such compounds include those described in J. Org. Amer. Chem. Soc. , Vol. 123, P9482; Amer. Chem. Soc. , Vol. 130 (2008), no. No. 9, 2706 and the like, acene-based compounds substituted with a trialkylsilylethynyl group, a pentacene precursor described in U.S. Patent Application Publication No. 2003/136964, etc., and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-224019 Examples include precursor type compounds (precursors) such as porphyrin precursors. Among these, the latter precursor type can be preferably used. This is because the precursor type is insolubilized after conversion, so when forming a hole transport layer, electron transport layer, hole block layer, electron block layer, etc. on the bulk hetero junction layer by a solution process, bulk hetero junction This is because the layer does not dissolve and the material constituting the layer and the material forming the bulk heterojunction layer are not mixed, and further improvement in efficiency and life can be achieved. .

(n型半導体材料)
本発明に用いられるn型半導体材料の例としては、フラーレンC60、フラーレンC70、フラーレンC76、フラーレンC78、フラーレンC84、フラーレンC240、フラーレンC540、ミックスドフラーレン、フラーレンナノチューブ、多層ナノチューブ、単層ナノチューブ、ナノホーン(円錐型)、オクタアザポルフィリン、p型半導体のパーフルオロ体(パーフルオロペンタセンやパーフルオロフタロシアニン等)、ナフタレンテトラカルボン酸無水物、ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド、ペリレンテトラカルボン酸無水物、ペリレンテトラカルボン酸ジイミド等の芳香族カルボン酸無水物やそのイミド化物、またはこれらの構造を骨格として含む、高分子化合物が挙げられる。
(N-type semiconductor material)
Examples of the n-type semiconductor material used in the present invention include fullerene C 60 , fullerene C 70 , fullerene C 76 , fullerene C 78 , fullerene C 84 , fullerene C 240 , fullerene C 540 , mixed fullerene, fullerene nanotube, multilayer Nanotube, single-walled nanotube, nanohorn (conical), octaazaporphyrin, p-type semiconductor perfluoro (perfluoropentacene, perfluorophthalocyanine, etc.), naphthalenetetracarboxylic anhydride, naphthalenetetracarboxylic diimide, perylenetetracarboxylic Examples thereof include aromatic anhydrides such as acid anhydrides and perylenetetracarboxylic acid diimides, imidized products thereof, and polymer compounds containing these structures as a skeleton.

(光電変換層部(発電層部)の形成方法)
電子受容体と電子供与体とが混合されたバルクヘテロジャンクション層の形成方法としては、蒸着法、塗布法(キャスト法、スピンコート法を含む)等を例示することができる。この中で、特に塗布法が好ましい。
(Method for forming photoelectric conversion layer (power generation layer))
Examples of a method for forming a bulk heterojunction layer in which an electron acceptor and an electron donor are mixed include a vapor deposition method and a coating method (including a casting method and a spin coating method). Among these, a coating method is particularly preferable.

そして、光電変換層部14のバルクヘテロジャンクション層は、光電変換率を向上すべく、製造工程中において所定の温度でアニール処理され、微視的に一部結晶化されている。   The bulk heterojunction layer of the photoelectric conversion layer portion 14 is annealed at a predetermined temperature and partially microcrystallized during the manufacturing process in order to improve the photoelectric conversion rate.

図3において、透明基板11を介して透明電極12から入射された光は、光電変換層部14のバルクヘテロジャンクション層における電子受容体あるいは電子供与体で吸収され、電子供与体から電子受容体に電子が移動し、正孔と電子のペア(電荷分離状態)が形成される。発生した電荷は、内部電界、例えば、透明電極12と対電極13の仕事関数が異なる場合では透明電極12と対電極13との電位差によって、電子は、電子受容体間を通り、また正孔は、電子供与体間を通り、それぞれ異なる電極へ運ばれ、光電流が検出される。例えば、透明電極12の仕事関数が対電極13の仕事関数よりも大きい場合では、電子は、透明電極12へ、正孔は、対電極13へ輸送される。なお、仕事関数の大小が逆転すれば電子と正孔は、これとは逆方向に輸送される。また、透明電極12と対電極13との間に電位をかけることにより、電子と正孔の輸送方向を制御することもできる。   In FIG. 3, light incident from the transparent electrode 12 through the transparent substrate 11 is absorbed by the electron acceptor or electron donor in the bulk heterojunction layer of the photoelectric conversion layer portion 14, and electrons are transferred from the electron donor to the electron acceptor. Move to form a hole-electron pair (charge separation state). The generated electric charge is caused by an internal electric field, for example, when the work functions of the transparent electrode 12 and the counter electrode 13 are different, the electrons pass between the electron acceptors due to the potential difference between the transparent electrode 12 and the counter electrode 13, and the holes are , Passed between the electron donors and carried to different electrodes, and photocurrent is detected. For example, when the work function of the transparent electrode 12 is larger than the work function of the counter electrode 13, electrons are transported to the transparent electrode 12 and holes are transported to the counter electrode 13. If the magnitude of the work function is reversed, electrons and holes are transported in the opposite direction. In addition, by applying a potential between the transparent electrode 12 and the counter electrode 13, the transport direction of electrons and holes can be controlled.

なお、光電変換層部14は、電子受容体と電子供与体とが均一に混在された単一層で構成してもよいが、電子受容体と電子供与体との混合比を変えた複数層で構成してもよい。   The photoelectric conversion layer portion 14 may be composed of a single layer in which an electron acceptor and an electron donor are uniformly mixed, but a plurality of layers in which the mixing ratio of the electron acceptor and the electron donor is changed. It may be configured.

電子受容体と電子供与体とが混合されたバルクヘテロジャンクション層の形成方法としては、蒸着法、塗布法(キャスト法、スピンコート法を含む)等を例示することができる。このうち、前述の正孔と電子が電荷分離する界面の面積を増大させ、高い光電変換効率を有する素子を作製するためには、塗布法が好ましい。塗布後は残留溶媒及び水分、ガスの除去、及び前述のような半導体材料の化学反応を引き起こすために加熱を行うことが好ましい。   Examples of a method for forming a bulk heterojunction layer in which an electron acceptor and an electron donor are mixed include a vapor deposition method and a coating method (including a casting method and a spin coating method). Among these, the coating method is preferable in order to increase the area of the interface where charges and electrons are separated from each other as described above and to produce a device having high photoelectric conversion efficiency. After application, it is preferable to perform heating in order to cause removal of residual solvent, moisture and gas, and chemical reaction of the semiconductor material as described above.

また、上述のバルクヘテロ接合型の有機光電変換素子10は、順次に透明基板11上に積層された透明電極12、バルクヘテロジャンクション層の光電変換層部14及び対電極13で構成されたが、これに限られず、例えば透明電極12や対電極13と光電変換層部14との間に正孔輸送層、電子輸送層、正孔ブロック層、電子ブロック層、あるいは平滑化層等の他の層を有してバルクヘテロ接合型の有機光電変換素子10が構成されてもよい。これらの中でも、バルクヘテロジャンクション層と陽極(通常、透明電極12側)との中間には正孔輸送層又は電子ブロック層を、陰極(通常、対電極13側)との中間には電子輸送層又は正孔ブロック層を形成することで、バルクヘテロジャンクション層で発生した電荷をより効率的に取り出すことが可能となるため、これらの層を有していることが好ましい。   The bulk heterojunction type organic photoelectric conversion element 10 includes a transparent electrode 12, a bulk heterojunction layer photoelectric conversion layer portion 14 and a counter electrode 13 which are sequentially stacked on a transparent substrate 11, but includes For example, there are other layers such as a hole transport layer, an electron transport layer, a hole block layer, an electron block layer, or a smoothing layer between the transparent electrode 12 or the counter electrode 13 and the photoelectric conversion layer portion 14. Then, the bulk heterojunction organic photoelectric conversion element 10 may be configured. Among these, a hole transport layer or an electron blocking layer is provided between the bulk heterojunction layer and the anode (usually the transparent electrode 12 side), and an electron transport layer or an electron blocking layer is provided between the cathode (usually the counter electrode 13 side). By forming the hole blocking layer, the charges generated in the bulk heterojunction layer can be taken out more efficiently. Therefore, it is preferable to have these layers.

これらの層を構成する材料としては、例えば、正孔輸送層(電子ブロック層)としては、スタルクヴイテック社製、商品名BaytronP等のPEDOT、ポリアニリン及びそのドープ材料、特開平5−271166号公報等に記載のトリアリールアミン系化合物、WO2006/019270号パンフレット等に記載のシアン化合物、また酸化モリブデン、酸化ニッケル、酸化タングステン等の金属酸化物等を用いることができる。また、バルクヘテロジャンクション層に用いたp型半導体材料単体からなる層を用いることもできる。これらの層を形成する手段としては、真空蒸着法、溶液塗布法のいずれであってもよいが、好ましくは溶液塗布法である。   As a material constituting these layers, for example, as a hole transporting layer (electron block layer), PEDOT such as Startron Vitec, trade name BaytronP, polyaniline and its doped material, Japanese Patent Laid-Open No. 5-271166 The triarylamine compounds described in the above, the cyan compounds described in the pamphlet of WO2006 / 019270, and metal oxides such as molybdenum oxide, nickel oxide, and tungsten oxide can be used. A layer made of a single p-type semiconductor material used for the bulk heterojunction layer can also be used. The means for forming these layers may be either a vacuum deposition method or a solution coating method, but is preferably a solution coating method.

また電子輸送層(正孔ブロック層)としては、オクタアザポルフィリン、p型半導体のパーフルオロ体(パーフルオロペンタセンやパーフルオロフタロシアニン等)、ナフタレンテトラカルボン酸無水物、ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド、ペリレンテトラカルボン酸無水物、ペリレンテトラカルボン酸ジイミド等のn型半導体材料、及び酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ガリウム等のn型無機酸化物及びフッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化セシウム等のアルカリ金属化合物等を用いることができる。また、バルクヘテロジャンクション層に用いたn型半導体材料単体からなる層を用いることもできる。これらの層を形成する手段としては、真空蒸着法、溶液塗布法のいずれであってもよいが、好ましくは溶液塗布法である。   As the electron transport layer (hole blocking layer), octaazaporphyrin, p-type semiconductor perfluoro (perfluoropentacene, perfluorophthalocyanine, etc.), naphthalenetetracarboxylic anhydride, naphthalenetetracarboxylic diimide, perylenetetra N-type semiconductor materials such as carboxylic acid anhydrides and perylenetetracarboxylic acid diimides, and n-type inorganic oxides such as titanium oxide, zinc oxide and gallium oxide, and alkali metal compounds such as lithium fluoride, sodium fluoride and cesium fluoride Etc. can be used. A layer made of a single n-type semiconductor material used for the bulk heterojunction layer can also be used. The means for forming these layers may be either a vacuum deposition method or a solution coating method, but is preferably a solution coating method.

更に、太陽光利用率(光電変換効率)の向上を目的として、このような光電変換素子を積層した、タンデム型の構成としてもよい。図3は、タンデム型のバルクヘテロ層を備えるバルクヘテロ接合型の有機光電変換素子からなる太陽電池を示す断面図である。タンデム型構成の場合、透明基板11上に、順次透明電極12、第一光電変換層部14を積層した後、電荷再結合層15を積層した後、第二光電変換層部16、次いで対電極13を積層することで、タンデム型の構成とすることができる。第二光電変換層部16は、第一光電変換層部14の吸収スペクトルと同じスペクトルを吸収する層でもよいし、異なるスペクトルを吸収する層でもよいが、好ましくは異なるスペクトルを吸収する層である。また、電荷再結合層15の材料としては、透明性と導電性を併せもつ化合物を用いた層であることが好ましく、ITO、AZO、FTO、酸化チタン等の透明金属酸化物、Ag、Al、Au等の非常に薄い金属層、PEDOT:PSS、ポリアニリン等の導電性高分子材料等が好ましい。   Furthermore, it is good also as a tandem-type structure which laminated | stacked such a photoelectric conversion element for the purpose of the improvement of sunlight utilization factor (photoelectric conversion efficiency). FIG. 3 is a cross-sectional view showing a solar cell composed of a bulk heterojunction organic photoelectric conversion element including a tandem bulk hetero layer. In the case of the tandem configuration, after the transparent electrode 12 and the first photoelectric conversion layer portion 14 are sequentially stacked on the transparent substrate 11, the charge recombination layer 15 is stacked, and then the second photoelectric conversion layer portion 16 and then the counter electrode. By stacking 13, a tandem configuration can be obtained. The second photoelectric conversion layer portion 16 may be a layer that absorbs the same spectrum as the absorption spectrum of the first photoelectric conversion layer portion 14 or may be a layer that absorbs a different spectrum, but is preferably a layer that absorbs a different spectrum. . Further, the material of the charge recombination layer 15 is preferably a layer using a compound having both transparency and conductivity, such as transparent metal oxides such as ITO, AZO, FTO, and titanium oxide, Ag, Al, A very thin metal layer such as Au, or a conductive polymer material such as PEDOT: PSS or polyaniline is preferable.

また、作製した有機光電変換素子10が環境中の酸素、水分等で劣化しないために、公知の手法によって封止することが好ましい。例えば、アルミ又はガラスでできたキャップを接着剤によって接着することによって封止する手法、アルミニウム、酸化ケイ素、酸化アルミニウム等のガスバリア層が形成されたプラスチックフィルムと有機光電変換素子上10を接着剤で貼合する手法、ガスバリア性の高い有機高分子材料(ポリビニルアルコール等)をスピンコートする方法、ガスバリア性の高い無機薄膜(酸化ケイ素、酸化アルミニウム等)を直接堆積する方法、及びこれらを複合的に積層する方法等を挙げることができる。   Moreover, it is preferable to seal by the well-known method so that the produced organic photoelectric conversion element 10 does not deteriorate with oxygen, moisture, etc. in the environment. For example, a method of sealing a cap made of aluminum or glass by bonding with an adhesive, a plastic film on which a gas barrier layer such as aluminum, silicon oxide, or aluminum oxide is formed, and the organic photoelectric conversion element top 10 with an adhesive. A method of bonding, a method of spin-coating an organic polymer material with high gas barrier properties (polyvinyl alcohol, etc.), a method of directly depositing an inorganic thin film with high gas barrier properties (silicon oxide, aluminum oxide, etc.), and a combination of these The method of laminating can be mentioned.

(電磁波の照射)
本発明における電磁波については、マイクロ波を好ましく用いることができる。
(Electromagnetic radiation)
A microwave can be preferably used for the electromagnetic wave in the present invention.

本発明は、上述の第一電極上に少なくとも半導体材料及び/又は半導体材料前駆体を含む溶液を塗設する光電変換層部(発電層部)塗設工程と、光電変換層部が塗設された部材に対してマイクロ波を照射して、有機光電変換素子が形成されることが特徴である。本発明においては、少なくとも第一電極中に含まれる導電性金属酸化物がマイクロ波を吸収することが必要である。マイクロ波の照射は、本発明の第一電極上に光電変換層部が塗設された部材であればよく、光電変換層部を塗設し、光電変換層部の残留溶媒を除去した後に第二電極が設けられた後でもよい。   In the present invention, a photoelectric conversion layer portion (power generation layer portion) coating step of coating a solution containing at least a semiconductor material and / or a semiconductor material precursor on the first electrode, and a photoelectric conversion layer portion are coated. A characteristic is that an organic photoelectric conversion element is formed by irradiating a member with microwaves. In the present invention, it is necessary that at least the conductive metal oxide contained in the first electrode absorbs microwaves. The microwave irradiation may be a member in which the photoelectric conversion layer portion is coated on the first electrode of the present invention. After the photoelectric conversion layer portion is coated and the residual solvent in the photoelectric conversion layer portion is removed, the first irradiation is performed. It may be after two electrodes are provided.

本発明に使用されるマイクロ波照射装置としては、0.3GHzの比較的低い周波数の装置から50GHzの高周波数の装置まで適用できるが、2.45〜28GHzであることがより好ましい。低周波数のマイクロ波を使用する場合には、均一な加熱を行うために放熱板やマイクロ波を透過しにくい低損失体を被マイクロ波照射体近傍に設置するなどの公知の方法を併用することができる。   The microwave irradiation device used in the present invention can be applied from a relatively low frequency device of 0.3 GHz to a high frequency device of 50 GHz, but more preferably 2.45 to 28 GHz. When using low-frequency microwaves, use a well-known method such as installing a heat sink or a low-loss material that does not easily transmit microwaves in the vicinity of the microwave irradiated object in order to perform uniform heating. Can do.

マイクロ波を照射する雰囲気としては特に指定はなく、N、Arなどの不活性ガス雰囲気下、大気中、Ar+Hなどの還元ガスなど特に指定はないが、不活性ガス中で行われることがより好ましい。 There is no particular designation as an atmosphere for irradiating microwaves, and there is no particular designation in the atmosphere of an inert gas such as N 2 or Ar, in the air, or a reducing gas such as Ar + H 2, but it may be performed in an inert gas. More preferred.

また、マイクロ波照射において、熱伝導により少なからず基材にも熱は伝わることがあり、特に樹脂基板の様な耐熱性の低い基材の場合は、マイクロ波の出力、照射時間、更には照射回数を制御することで基板温度が50℃〜200℃、導電性金属酸化物を含有する第一電極の表面温度が150〜200℃になる様に処理することが好ましい。薄膜表面の温度、基板の温度等は熱電対を用いた表面温度計により測定できる。   In addition, in microwave irradiation, heat may be transferred to the base material due to heat conduction. Especially in the case of a base material with low heat resistance such as a resin substrate, the output of microwave, irradiation time, and further irradiation. By controlling the number of times, the substrate temperature is preferably 50 to 200 ° C., and the surface temperature of the first electrode containing the conductive metal oxide is preferably 150 to 200 ° C. The surface temperature of the thin film, the temperature of the substrate, etc. can be measured with a surface thermometer using a thermocouple.

この発熱によって、有機光電変換素子において、第一電極の金属ナノワイヤ間のネッキングを促進し電極性能を高めるほか、発電層部(光電変換層部)のアニール処理を行うことができる。アニール処理によって半導体材料の状態(例えば結晶状態)も変わり光電変換効率が向上するものと考えられる。   By this heat generation, in the organic photoelectric conversion element, the necking between the metal nanowires of the first electrode is promoted to improve the electrode performance, and the annealing process of the power generation layer part (photoelectric conversion layer part) can be performed. It is believed that the annealing process changes the state of the semiconductor material (for example, the crystalline state) and improves the photoelectric conversion efficiency.

一般的に、マイクロ波とは0.3〜50GHzの周波数を持つ電磁波のことを指し、携帯通信で用いられる0.8MHz及び1.5GHz帯、2GHz帯、アマチュア無線、航空機レーダー等で用いられる1.2GHz帯、電子レンジ、構内無線、VICS等で用いられる2.4GHz帯、船舶レーダー等に用いられる3GHz帯、その他ETCの通信に用いられる5.6GHzなどは全てマイクロ波の範疇に入る電磁波である。   Generally, a microwave refers to an electromagnetic wave having a frequency of 0.3 to 50 GHz, and is used in 0.8 MHz and 1.5 GHz band, 2 GHz band, amateur radio, aircraft radar, etc. used in mobile communication. .2 GHz band, microwave oven, local radio, 2.4 GHz band used for VICS, 3 GHz band used for ship radar, etc., and 5.6 GHz used for other ETC communications are all electromagnetic waves in the microwave category. is there.

セラミックスの分野では、この様な電磁波を焼結に利用すること事が既に公知となっている。磁性を含む材料に電磁波を照射すると、その物質の複素透磁率の損失部の大きさに応じて発熱することを利用し、短時間で均一に、かつ高温にすることができる。一方で、金属にマイクロ波を照射すると自由電子が高い周波数で運動を始めるためアーク放電が発生し、加熱できないことも良く知られている。   In the field of ceramics, it is already known to use such electromagnetic waves for sintering. When a material containing magnetism is irradiated with an electromagnetic wave, heat can be generated in accordance with the size of the loss portion of the complex permeability of the substance, and the temperature can be increased uniformly and in a short time. On the other hand, it is well known that when a metal is irradiated with microwaves, free electrons start to move at a high frequency, so that arc discharge occurs and heating cannot be performed.

この様な背景をもとに、発明者らは、本発明の電磁波吸収能をもつ導電性金属酸化物また導電性金属酸化物前駆体を、短時間で、且つ、均一に、高温まで加熱する。   Based on such a background, the inventors heat the conductive metal oxide or conductive metal oxide precursor having electromagnetic wave absorbing ability of the present invention to a high temperature in a short time and uniformly. .

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「部」あるいは「%」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」あるいは「質量%」を表す。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. In addition, although the display of "part" or "%" is used in an Example, unless otherwise indicated, "part by mass" or "mass%" is represented.

実施例1
《有機光電変換素子STC−1》
バリア層を有するPENフィルム(全光透過率90%)上にITOを平均膜厚150nmで蒸着し、第一電極TC−1を作製した。
Example 1
<< Organic photoelectric conversion element STC-1 >>
ITO was vapor-deposited with an average film thickness of 150 nm on a PEN film having a barrier layer (total light transmittance of 90%) to produce a first electrode TC-1.

第一電極TC−1上に、導電性高分子であるPEDOT/PSS(poly(3,4−ethylenedioxythiophene)−poly(styrenesulfonate))(Baytron P4083、H.C.Starck製)を30nmの膜厚でスピンコートした後、140℃で大気中10分間加熱乾燥した。   On the first electrode TC-1, a conductive polymer PEDOT / PSS (poly (3,4-ethylenedithiophene) -poly (styrenesulfonate)) (Baytron P4083, manufactured by HC Starck) with a film thickness of 30 nm. After spin coating, it was dried by heating at 140 ° C. in the air for 10 minutes.

これ以降は、基板をグローブボックス中に持ち込み、窒素雰囲気下で作業した。まず、窒素雰囲気下で上記基板を180℃で3分間加熱処理した。   After this, the substrate was brought into the glove box and worked under a nitrogen atmosphere. First, the substrate was heat-treated at 180 ° C. for 3 minutes in a nitrogen atmosphere.

次に、クロロベンゼンにP3HT(ポリ−3−ヘキシルチオフェン)(リーケメタル製;Mn=45000、レジオレギュラータイプ、高分子p型半導体材料)1.0質量%、PCBM(6,6−フェニル−C61−ブチリックアシッドメチルエステル)(Mw=911、低分子n型半導体材料)を1.0質量%溶解した液を調製し、0.45μmのフィルターで濾過しながら500rpmで60秒、次いで2200rpmで1秒間のスピンコートを行い、室温で30分放置後、160℃で30分加熱した。   Next, P3HT (poly-3-hexylthiophene) (manufactured by Reike Metal; Mn = 45000, regioregular type, polymer p-type semiconductor material) 1.0% by mass in chlorobenzene, PCBM (6,6-phenyl-C61-butylene) (Liquid Methyl Ester) (Mw = 911, low molecular weight n-type semiconductor material) 1.0 mass% solution was prepared and filtered through a 0.45 μm filter for 60 seconds at 500 rpm, then for 1 second at 2200 rpm. Spin coating was performed, and the mixture was allowed to stand at room temperature for 30 minutes and then heated at 160 ° C. for 30 minutes.

次に、上記一連の有機発電層部を成膜した第一電極を真空蒸着装置内に設置した。10−3Pa以下にまでに真空蒸着機内を減圧した後、Alを80nm蒸着し、2mm角のサイズの有機光電変換素子STC−1を得た。 Next, the first electrode on which the series of organic power generation layer portions was formed was placed in a vacuum evaporation apparatus. After depressurizing the inside of the vacuum deposition apparatus to 10 −3 Pa or less, Al was deposited by 80 nm to obtain an organic photoelectric conversion element STC-1 having a size of 2 mm square.

得られた有機光電変換素子STC−1は、アノード電極及びカソード電極の外部取り出し端子が形成できるように、端部を除きカソード電極の周囲に接着剤を塗り、ポリエチレンテレフタレートを基材とした可撓性封止部材を貼合した後、熱処理で接着剤を硬化させた。   The obtained organic photoelectric conversion element STC-1 is a flexible material in which polyethylene terephthalate is used as a base material by applying an adhesive around the cathode electrode except for the ends so that external lead terminals of the anode electrode and the cathode electrode can be formed. After bonding the conductive sealing member, the adhesive was cured by heat treatment.

《光電変換素子STC−2》
光電変換素子−1の作成において、クロロベンゼンにP3HT(ポリ−3−ヘキシルチオフェン)(リーケメタル製;Mn=45000、レジオレギュラータイプ、高分子p型半導体材料)1.0質量%、PCBM(6,6−フェニル−C61−ブチリックアシッドメチルエステル)(Mw=911、低分子n型半導体材料)を1.0質量%溶解した液をスピンコートしてから室温で30分放置後、160℃で30分加熱処理の代わりに、大気圧雰囲気下、熱電対による表面温度計を用いて、素子を、500W出力で160℃まで昇温後、マイクロ波出力をPID制御しながらマイクロ波照射を行って、表面温度を160℃に保ち30分加熱した。
<< Photoelectric Conversion Element STC-2 >>
In the production of the photoelectric conversion element-1, P3HT (poly-3-hexylthiophene) (manufactured by Reike Metal; Mn = 45000, regioregular type, polymer p-type semiconductor material) 1.0% by mass, PCBM (6, 6) Spin-coating a solution in which 1.0% by mass of -phenyl-C61-butyric acid methyl ester) (Mw = 911, low-molecular n-type semiconductor material) was spin-coated, left at room temperature for 30 minutes, and then at 160 ° C. for 30 minutes Instead of heat treatment, using a thermocouple surface thermometer in an atmospheric pressure atmosphere, the device was heated to 160 ° C. at 500 W output, and then microwave irradiation was performed while PID control of the microwave output was performed. The temperature was kept at 160 ° C. and heated for 30 minutes.

《有機光電変換素子STC−3》
(金属ナノワイヤの調整)
本実施例では、金属ナノワイヤとして銀ナノワイヤを用いた。銀ナノワイヤは、Adv.Mater.,2002,14,833〜837に記載の方法を参考に、平均直径75nm、平均長さ35μmの銀ナノワイヤを作製し、限外濾過膜を用いて銀ナノワイヤを濾別かつ水洗処理した後、エタノール中に再分散して銀ナノワイヤ(AgNW)分散液(銀ナノワイヤ含有量5質量%)を調製した。
<< Organic photoelectric conversion element STC-3 >>
(Adjustment of metal nanowires)
In this example, silver nanowires were used as metal nanowires. Silver nanowires are described in Adv. Mater. , 2002, 14, 833 to 837, silver nanowires having an average diameter of 75 nm and an average length of 35 μm were prepared, and the silver nanowires were filtered and washed with an ultrafiltration membrane, followed by ethanol. It was re-dispersed in a silver nanowire (AgNW) dispersion (silver nanowire content 5 mass%).

(第一電極TC−3の作製)
離型性基材として、二軸延伸PETフィルムを用いた。該PETフィルム表面にコロナ放電処理を施した後、銀ナノワイヤ分散液を銀ナノワイヤの目付け量が80mg/mとなるようにアプリケータを用いて塗布し乾燥して、銀ナノワイヤネットワーク構造を形成した。
(Production of the first electrode TC-3)
A biaxially stretched PET film was used as the releasable substrate. After the corona discharge treatment was applied to the surface of the PET film, the silver nanowire dispersion was applied using an applicator so that the basis weight of the silver nanowire was 80 mg / m 2 and dried to form a silver nanowire network structure. .

更に、第二透明樹脂成分として下記透明性無機成分含有液A−1を用いて、その乾燥膜厚が200nmとなるよう上記銀ナノワイヤネットワーク構造にオーバーコートし乾燥した後、80℃で3時間熱処理した。これを転写用AgNW含有フィルムとする。   Further, using the following transparent inorganic component-containing liquid A-1 as the second transparent resin component, the silver nanowire network structure was overcoated and dried so that the dry film thickness was 200 nm, and then heat treated at 80 ° C. for 3 hours. did. This is an AgNW-containing film for transfer.

次いで、バリア層と易接着層を有するPENフィルム(全光透過率90%)上に第一の透明樹脂成分として、下記UV硬化透明樹脂液1を5μmとなるように塗布した後、上記の転写用AgNW含有フィルムと貼合した。続いて、紫外線を照射して第一の透明樹脂成分を十分に硬化させた後、離型性基板であるPETフィルムを剥離することによって、転写用AgNW含有フィルム上に形成した層をPENフィルムに転写し、本発明に係る第一電極TC−3を作製した。   Next, the following UV curable transparent resin liquid 1 was applied as a first transparent resin component on a PEN film (total light transmittance 90%) having a barrier layer and an easy-adhesion layer so as to have a thickness of 5 μm, and then the above transfer It was pasted with an AgNW-containing film. Subsequently, after the first transparent resin component is sufficiently cured by irradiating with ultraviolet rays, the layer formed on the transfer AgNW-containing film is formed on the PEN film by peeling off the PET film which is a releasable substrate. After the transfer, a first electrode TC-3 according to the present invention was produced.

〈透明性無機成分含有液A−1〉
SbドープSnO微粒子((株)石原産業製SN100D、固形分30%)
160g
化合物(UL−1) 0.2g
変性ポリエステルA(固形分18%) 30g
水で1000mlに仕上げる。
<Transparent inorganic component-containing liquid A-1>
Sb-doped SnO 2 fine particles (SN100D manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd., solid content 30%)
160g
Compound (UL-1) 0.2g
Modified polyester A (solid content 18%) 30 g
Finish up to 1000 ml with water.

Figure 2010129831
Figure 2010129831

〈変性水性ポリエステルAの合成〉
重縮合用反応容器に、テレフタル酸ジメチル35.4質量部、イソフタル酸ジメチル33.63質量部、5−スルホ−イソフタル酸ジメチルナトリウム塩17.92質量部、エチレングリコール62質量部、酢酸カルシウム一水塩0.065質量部、酢酸マンガン四水塩0.022質量部を投入し、窒素気流下において、170〜220℃でメタノールを留去しながらエステル交換反応を行った後、リン酸トリメチル0.04質量部、重縮合触媒とし三酸化アンチモン0.04質量部及び1,4−シクロヘキサンジカルボン酸6.8質量部を加え、220〜235℃の反応温度で、ほぼ理論量の水を留去しエステル化を行った。その後、さらに反応系内を約1時間かけて減圧、昇温し、最終的に280℃、133Pa以下で約1時間重縮合を行い、変性水性ポリエステルAの前駆体を得た。前駆体の固有粘度は0.33であった。
<Synthesis of modified aqueous polyester A>
In a reaction vessel for polycondensation, 35.4 parts by mass of dimethyl terephthalate, 33.63 parts by mass of dimethyl isophthalate, 17.92 parts by mass of 5-sulfo-isophthalic acid dimethyl sodium salt, 62 parts by mass of ethylene glycol, calcium acetate monohydrate 0.065 parts by mass of salt and 0.022 parts by mass of manganese acetate tetrahydrate were added, and the ester exchange reaction was performed while distilling off methanol at 170 to 220 ° C. in a nitrogen stream. 04 parts by mass, 0.04 parts by mass of antimony trioxide as a polycondensation catalyst and 6.8 parts by mass of 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid were added, and a theoretical amount of water was distilled off at a reaction temperature of 220 to 235 ° C. Esterification was performed. Thereafter, the reaction system was further depressurized and heated for about 1 hour, and finally subjected to polycondensation at 280 ° C. and 133 Pa or less for about 1 hour to obtain a modified aqueous polyester A precursor. The intrinsic viscosity of the precursor was 0.33.

攪拌翼、環流冷却管、温度計を付した2Lの三つ口フラスコに、純水850mlを入れ、攪拌翼を回転させながら、150gの上記前駆体を徐々に添加した。室温でこのまま30分間攪拌した後、1.5時間かけて内温が98℃になるように加熱し、この温度で3時間加熱溶解した。加熱終了後、1時間かけて室温まで冷却し、一夜放置して、固形分濃度が15質量%の溶液を調製した。   850 ml of pure water was put into a 2 L three-necked flask equipped with a stirring blade, a reflux condenser, and a thermometer, and 150 g of the precursor was gradually added while rotating the stirring blade. After stirring for 30 minutes at room temperature, the mixture was heated to an internal temperature of 98 ° C. over 1.5 hours, and heated and dissolved at this temperature for 3 hours. After completion of the heating, the mixture was cooled to room temperature over 1 hour and left overnight to prepare a solution having a solid content concentration of 15% by mass.

攪拌翼、環流冷却管、温度計、滴下ロートを付した3Lの四つ口フラスコに、上記前駆体溶液1900mlを入れ、攪拌翼を回転させながら、内温度を80℃まで加熱した。この中に、過硫酸アンモニウムの24%水溶液を6.52ml加え、単量体混合液(メタクリル酸グリシジル28.5g、アクリル酸エチル21.4g、メタクリル酸メチル21.4g)を30分間かけて滴下し、更に3時間反応を続けた。その後、30℃以下まで冷却し、濾過して、固形分濃度が18質量%の変性水性ポリエステルAの溶液を調製した(ポリエステル成分/アクリル成分=80/20)。   1900 ml of the precursor solution was placed in a 3 L four-necked flask equipped with a stirring blade, a reflux condenser, a thermometer, and a dropping funnel, and the internal temperature was heated to 80 ° C. while rotating the stirring blade. Into this, 6.52 ml of a 24% aqueous solution of ammonium persulfate was added, and a monomer mixture (28.5 g of glycidyl methacrylate, 21.4 g of ethyl acrylate, 21.4 g of methyl methacrylate) was dropped over 30 minutes. The reaction was continued for another 3 hours. Then, it cooled to 30 degrees C or less, and filtered, and prepared the solution of the modified aqueous polyester A whose solid content concentration is 18 mass% (polyester component / acrylic component = 80/20).

〈UV硬化透明樹脂液1〉
SP−1(旭電化製) 3質量部
EP−1 20質量部
OXT221(東亞合成製) 40.4質量部
OXT212(東亞合成製) 25質量部
OXT101(東亞合成製) 3質量部
プロピレンカーボネート 3質量部
トリイソプロパノールアミン 0.1質量部
X−22−4272(信越シリコーン製) 0.5質量部
<UV curing transparent resin liquid 1>
SP-1 (manufactured by Asahi Denka) 3 parts by mass EP-1 20 parts by mass OXT221 (manufactured by Toagosei) 40.4 parts by mass OXT212 (manufactured by Toagosei) 25 parts by mass OXT101 (manufactured by Toagosei) 3 parts by mass propylene carbonate 3 parts by mass Parts Triisopropanolamine 0.1 parts by weight X-22-4272 (manufactured by Shin-Etsu Silicone) 0.5 parts by weight

Figure 2010129831
Figure 2010129831

(有機光電変換素子STC−3の作製)
有機光電変換素子STC−2作製において、第一電極をTC−1からTC−3に変更した以外は同様にして有機光電変換素子STC−3を作製した。
(Preparation of organic photoelectric conversion element STC-3)
Organic photoelectric conversion element STC-3 was prepared in the same manner except that the first electrode was changed from TC-1 to TC-3 in preparation of organic photoelectric conversion element STC-2.

《光電変換素子STC−4》
(第一電極TC−4の作製)
TC−3において、透明性無機成分含有液A−1の代わりに下記透明性無機成分含有液A−2を用いて、その乾燥膜厚を200nmとした以外は同様にして透光性電極TC−4を作製した。
<< Photoelectric Conversion Element STC-4 >>
(Preparation of the first electrode TC-4)
In TC-3, the transparent electrode TC- was similarly used except that the transparent inorganic component-containing liquid A-2 was used instead of the transparent inorganic component-containing liquid A-1 and the dry film thickness was 200 nm. 4 was produced.

〈透明性無機成分含有液A−2〉
SnOゾル((株)多木化学社製セラメースS−8、固形分8%)
160g
化合物(UL−1) 0.2g
変性ポリエステルA(固形分18%) 30g
水で1000mlに仕上げる。
<Transparent inorganic component-containing liquid A-2>
SnO 2 sol (Cerames S-8, manufactured by Taki Chemical Co., Ltd., solid content 8%)
160g
Compound (UL-1) 0.2g
Modified polyester A (solid content 18%) 30 g
Finish up to 1000 ml with water.

(有機光電変換素子STC−4の作製)
有機光電変換素子STC−3作製において、第一電極をTC−3からTC−4に変更した以外は同様にして有機光電変換素子STC−4を作製した。
(Preparation of organic photoelectric conversion element STC-4)
Organic photoelectric conversion element STC-4 was prepared in the same manner except that the first electrode was changed from TC-3 to TC-4.

《光電変換素子STC−5》
(第一電極TC−5の作製)
TC−3の作成において、導電性繊維をSWCNT(Unidym社製、HiPcoR単層カーボンナノチューブ)の分散液に変更し、SWCNTの目付け量がそれぞれ5mg/mになるように塗布した以外は同様にして、TC−5を作成した。
<< Photoelectric Conversion Element STC-5 >>
(Production of the first electrode TC-5)
In the preparation of TC-3, the conductive fiber was changed to a dispersion of SWCNT (Unipym, HiPcoR single-walled carbon nanotube), and the same was applied except that the coating amount of SWCNT was 5 mg / m 2 respectively. Thus, TC-5 was prepared.

(有機光電変換素子STC−5の作製)
有機光電変換素子STC−3作製において、第一電極をTC−3からTC−5に変更した以外は同様にして有機光電変換素子STC−5を作製した。
(Preparation of organic photoelectric conversion element STC-5)
Organic photoelectric conversion element STC-5 was prepared in the same manner except that the first electrode was changed from TC-3 to TC-5 in preparation of organic photoelectric conversion element STC-3.

〔有機光電変換素子の評価〕
《有機光電変換素子の評価:光電変換効率》
ガラス製の封止キャップとUV硬化樹脂を用いて封止を行った有機光電変換素子に、ソーラーシュミレーター(AM1.5G)の光を100mW/cmの強度で照射して、電圧−電流特性を測定し、開放電圧(Voc)(V)、短絡電流密度(Jsc)(mA/cm)、曲線因子(FF)の解析から、光電変換効率(η)(%)を求めた。
[Evaluation of organic photoelectric conversion elements]
<< Evaluation of organic photoelectric conversion element: photoelectric conversion efficiency >>
An organic photoelectric conversion element sealed with a glass sealing cap and a UV curable resin is irradiated with light from a solar simulator (AM1.5G) at an intensity of 100 mW / cm 2 to obtain voltage-current characteristics. The photoelectric conversion efficiency (η) (%) was determined from the analysis of open circuit voltage (Voc) (V), short circuit current density (Jsc) (mA / cm 2 ), and fill factor (FF).

《曲げ耐性(曲げ後のエネルギー変換効率保持度)》
得られた有機光電変換素子を1inchφ(1inchは2.54cmである)の棒に表裏50回ずつ巻きつけた前後のエネルギー変換効率の変化を、巻きつける前のエネルギー変換効率に対し、巻きつけた後のエネルギー変換効率を保持率として計算し、表1に示した。
《Bending resistance (Retention degree of energy conversion efficiency after bending)》
The change of the energy conversion efficiency before and after winding the obtained organic photoelectric conversion element around the front and back 50 times on a 1 inchφ (1 inch is 2.54 cm) rod was wound around the energy conversion efficiency before winding. The subsequent energy conversion efficiency was calculated as the retention rate and is shown in Table 1.

保持率=巻き付け後のエネルギー変換効率/巻き付け後のエネルギー変換効率×100(%)
評価の結果を表1に示す。
Retention rate = energy conversion efficiency after winding / energy conversion efficiency after winding × 100 (%)
The evaluation results are shown in Table 1.

Figure 2010129831
Figure 2010129831

表1から、電磁波吸収能を有する導電性金属酸化物及び/又は導電性金属酸化物(前駆体)を含む第一電極を用いた有機光電変換素子にマイクロ波を照射した本発明は高い光電変換効率を有し、更に曲げ耐性が向上していることが分かった。特に導電性繊維であるAgナノワイヤと電磁波吸収能を有する導電性金属酸化物を併用した第一電極で、より好ましい効果が得られることがわかった。   From Table 1, this invention which irradiated the microwave to the organic photoelectric conversion element using the 1st electrode containing the electroconductive metal oxide and / or electroconductive metal oxide (precursor) which have electromagnetic wave absorptivity is high photoelectric conversion It has been found that it has efficiency and has improved bending resistance. In particular, it has been found that a more preferable effect can be obtained with the first electrode using a combination of Ag nanowire which is a conductive fiber and a conductive metal oxide having electromagnetic wave absorbing ability.

実施例2
《p型半導体材料》
p型半導体材料として、下記テトラベンゾポルフィリン誘導体を用いた。
Example 2
<< p-type semiconductor material >>
The following tetrabenzoporphyrin derivative was used as a p-type semiconductor material.

Figure 2010129831
Figure 2010129831

《有機光電変換素子STC−21〜25》
有機光電変換素子STC−1〜5の作製において、P3HT1.0質量%の代わりに、上記BP−1の1.2質量%を用いた以外は同様にして、有機光電変換素子STC−21〜25を作製した。
<< Organic photoelectric conversion elements STC-21 to 25 >>
In the production of organic photoelectric conversion elements STC-1 to STC-5, organic photoelectric conversion elements STC-21 to 25 are similarly performed except that 1.2% by mass of BP-1 is used instead of 1.0% by mass of P3HT. Was made.

実施例1と同様に評価したところ、本発明の効果が得られることを確認した。   When evaluated in the same manner as in Example 1, it was confirmed that the effects of the present invention were obtained.

本発明の透明導電層を有する第一電極の構造模式図である。It is a structural schematic diagram of the 1st electrode which has a transparent conductive layer of this invention. バルクヘテロ接合型の有機光電変換素子からなる太陽電池を示す断面図である。断面図It is sectional drawing which shows the solar cell which consists of a bulk heterojunction type organic photoelectric conversion element. Cross section タンデム型のバルクヘテロ層を備えるバルクヘテロ接合型の有機光電変換素子からなる太陽電池を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the solar cell which consists of a bulk heterojunction type organic photoelectric conversion element provided with a tandem type bulk hetero layer.

符号の説明Explanation of symbols

1 金属ナノワイヤ
2 第二透明樹脂成分含有部あるいは透明無機成分含有部
3 第一透明樹脂
4 第一電極
5 透明基材
6 導電性金属酸化物
10 有機光電変換素子
11 透明基板
12 透明電極
13 対電極
14、16 光電変換層部
15 電荷再結合層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Metal nanowire 2 2nd transparent resin component containing part or transparent inorganic component containing part 3 1st transparent resin 4 1st electrode 5 Transparent base material 6 Conductive metal oxide 10 Organic photoelectric conversion element 11 Transparent substrate 12 Transparent electrode 13 Counter electrode 14, 16 Photoelectric conversion layer 15 Charge recombination layer

Claims (5)

透明基材上に、少なくとも導電性繊維と導電性金属酸化物を含み構成される透明導電層を有する第一電極、p型半導体材料とn型半導体材料を含み構成される光電変換層部、第二電極をそれぞれ有する有機光電変換素子の製造方法において、透明基材上に少なくとも一種の導電性繊維を含む溶液、及び少なくとも一種の電磁波吸収能を有する導電性金属酸化物を含む溶液を塗設する第一電極組成物の塗設工程と、第一電極上に光電変換層部を塗設する工程と、光電変換層部が塗設された部材に対して電磁波を照射する工程を少なくとも有するプロセスにより作成されることを特徴とする有機光電変換素子の製造方法。 A first electrode having a transparent conductive layer comprising at least a conductive fiber and a conductive metal oxide on a transparent substrate; a photoelectric conversion layer portion comprising a p-type semiconductor material and an n-type semiconductor material; In the method for producing an organic photoelectric conversion element having two electrodes, a solution containing at least one type of conductive fiber and a solution containing at least one type of conductive metal oxide having electromagnetic wave absorbing ability are coated on a transparent substrate. By a process having at least a step of coating the first electrode composition, a step of coating the photoelectric conversion layer portion on the first electrode, and a step of irradiating the member on which the photoelectric conversion layer portion is coated with electromagnetic waves A method for producing an organic photoelectric conversion element produced by the method. 前記電磁波がマイクロ波であることを特徴とする請求項1記載の有機光電変換素子の製造方法。 The method for producing an organic photoelectric conversion element according to claim 1, wherein the electromagnetic wave is a microwave. 導電性繊維が、金属ナノワイヤ及びカーボンナノチューブの群から選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする請求項1又は2記載の有機光電変換素子の製造方法。 The method for producing an organic photoelectric conversion element according to claim 1, wherein the conductive fiber is at least one selected from the group consisting of metal nanowires and carbon nanotubes. 前記導電性金属酸化物が酸化錫及び/又は酸化錫ゾルであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の有機光電変換素子の製造方法。 The method for producing an organic photoelectric conversion element according to claim 1, wherein the conductive metal oxide is tin oxide and / or tin oxide sol. 請求項1〜4のいずれか1項記載の有機光電変換素子の製造方法により作成されたことを特徴とする有機光電変換素子。 An organic photoelectric conversion element produced by the method for producing an organic photoelectric conversion element according to claim 1.
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