JP2013168572A

JP2013168572A - 有機薄膜太陽電池素子

Info

Publication number: JP2013168572A
Application number: JP2012031834A
Authority: JP
Inventors: Akira In; 明殷; Yuji Yoshida; 郵司吉田; Toshihiro Yamanari; 敏広山成
Original assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST; Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST; Toppan Inc
Priority date: 2012-02-16
Filing date: 2012-02-16
Publication date: 2013-08-29
Anticipated expiration: 2032-02-16
Also published as: JP5999831B2; WO2013122199A1; TW201340431A

Abstract

【課題】耐久性に優れ、製造も容易な有機薄膜太陽電池素子の提供。
【解決手段】基材と、前記基材上に設けられた、少なくとも透明電極層、有機薄膜光電変換層及び金属電極層がこの順に積層した有機薄膜太陽電池構成部と、前記有機薄膜太陽電池構成部上に、前記有機薄膜光電変換層の全てを覆うように設けられた接着層と、前記接着層上に設けられた封止基材と、を具備し、前記接着層が、光硬化性樹脂または熱硬化性樹脂を含有する接着剤と、物理吸着系の乾燥剤とを混合した接着層形成用組成物を硬化させてなるものであることを特徴とする有機薄膜太陽電池素子。
【選択図】図１

Description

本発明は、有機薄膜太陽電池素子に関する。

近年、地球環境保護や温暖化防止に対する意識が非常に高くなってきている。地球温暖化への影響が最も大きいとされる二酸化炭素の排出を抑制するため、石油、石炭、天然ガスなどの化石燃料の利用を削減することが最も重要である。一方、人類の生活活動の拡大に伴いエネルギーに対する需要がますます大きくなっているが、現在エネルギー源として普及している化石燃料やウランなどは何れも資源が有限で将来その資源量が減っていくと考えられる。エネルギーを確保するため、これらの枯渇性エネルギーの代わりに、再生可能エネルギーの開発が必須となっている。

クリーンで無尽蔵の太陽光を利用する太陽光エネルギーは、再生可能エネルギーとして最も注目され、太陽光発電の市場が近年急速に拡大している。
現在、太陽光発電に用いられる太陽電池としては、光電変換層に単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコン、化合物半導体などの無機半導体を用いたものが実用化されている。しかし、無機半導体を用いた太陽電池は、火力発電や原子力発電などに比べて製造コストが高い。一般家庭に広く普及するためには、より安価に製造できる太陽電池の開発が要求される。

低コスト化が可能な太陽電池として、色素増感太陽電池や有機薄膜太陽電池がといった有機系太陽電池が検討されている。これらのうち色素増感太陽電池は、電解液の固体化が課題となっている。これに対し、低分子電子供与性有機半導体と低分子電子受容性有機半導体とを用いる、又は共役系導電性重合体を用いる有機薄膜太陽電池は、電解液が不要であり、ロールツウロール法などの安価なプロセスで大面積に作製することが可能とされ、製造コストが安く、軽量で低発電コストの次世代太陽電池として期待されている。特に共役系導電性重合体を用いる高分子型の有機薄膜太陽電池は、蒸着プロセスを使わずウェット塗布によって製造することができ、太陽電池の製造コストをより安くできると考えられる。しかし有機薄膜太陽電池は、無機半導体を用いた太陽電池に比べて光電変換効率が低く、実用化のためには光電変換効率の向上が求められる。そのため、有機薄膜太陽電池を構成する光電変換層（有機薄膜光電変換層）の構成や材料について種々の検討が行われている。

有機薄膜太陽電池の最初の試みとしては、１９８６年にＴａｎｇらが、電子供与性有機半導体（ｐ型有機半導体、ドナー）として銅フタロシアニンと、電子受容性有機半導体（ｎ型有機半導体、アクセプター）としてペリレンを用いた平面ｐｎ接合型の構成を考案し、１％を越す変換効率を得たと発表した（非特許文献１）。しかし、このような平面ｐｎ接合型の有機薄膜太陽電池において、光電変換はｐｎの界面でしか行われず、照射された光のごく一部しか電気に変換されない。その後、ｐ型有機半導体とｎ型有機半導体をブレンドしたバルクヘテロ接合型の有機薄膜太陽電池が提案され、変換効率をさらに向上することができることから、現在、有機薄膜太陽電池の主流となっている（非特許文献２）。

有機薄膜太陽電池は、少なくとも透明電極（陽極）と、金属電極（陰極）と、それらの間に配置された有機膜とを有する有機薄膜太陽電池構成部を具備しており、該有機膜は、少なくとも有機薄膜光電変換層を含んでいる。しかしこれらの有機膜や金属電極は、水分、酸素、構成部材から発生するガス、熱等により劣化しやすい。したがって、有機薄膜太陽電池の長寿命化のためには、有機薄膜太陽電池構成部の水分、酸素、構成部材から発生するガス、熱等に対する耐久性を高める必要がある。このような方法としては、水分や酸素を排除した雰囲気に有機薄膜太陽電池構成部を置く方法、構成部材から発生するガスを極力少なくする方法、有機薄膜太陽電池素子の駆動時に発生する熱が効率よく外部に逃げ得る構造を採用する方法等が考えられる。
上記のうち、水分や酸素を排除した雰囲気に有機薄膜太陽電池構成部を置く方法としては、有機ＥＬ表示パネルの分野で既に使われているキャップ方式が考えられている。キャップ方式では、基材と封止キャップで構成した密閉容器内に有機薄膜太陽電池構成部が封入される。しかし、このような有機薄膜太陽電池素子においては、通常、密封容器内の有機薄膜太陽電池構成部と封止キャップとの間に隙間が存在し、この隙間に存在する水分や酸素が有機膜や金属電極を劣化させるおそれがある。

上記の密封容器内の隙間に存在する水分を排除するために、乾燥剤を封入する方法が提案されている。
乾燥剤を封入した有機薄膜太陽電池素子の一例を図２に示す。図２に示す有機薄膜太陽電池素子２０は、基材２１の上に、透明電極層２２、有機薄膜光電変換層２３、金属電極層２４を順次積層して有機薄膜太陽電池構成部２５が形成され、その上にガラスや金属等で構成された封止キャップ２６が被せられている。封止キャップ２６は、シール剤２７で基材２１に固定され、基材２１とともに密閉容器を形成している。封止キャップ２６の内側表面にはシート状の乾燥剤層２８が設けられている。
しかし、この方法では、有機薄膜太陽電池構成部２５や乾燥剤層２８を内包する空間が形成されるように封止キャップ２６を加工する必要があるため、製造工程が煩雑、コストが高いといった問題がある。また、有機薄膜太陽電池素子２０を薄膜型、軽量化、大面積化することも困難である。
上記の問題に対し、特許文献１には、水分捕捉剤及びワックスを含むホットメルト型部材を介して、有機薄膜太陽電池素子と筐体とを前記ホットメルト型部材を介して貼り合わせる方法が提案されている。水分捕捉剤としては、酸化バリウム、酸化カルシウム等の粉末状無機酸化物や有機金属化合物など、化学反応によって水分を捕捉するものが用いられている。

特開２００９−９９８０５号公報

Ｃ．Ｗ．Ｔａｎｇ、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，４８（１９８６），ｐ１８３−１８５Ｎ．Ｓ. Ｓａｒｉｃｉｆｔｃｉ，ｅｔｃ．，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，６２（１９９３），ｐ５８５−５８７

しかし、特許文献１に記載の方法は、ワックスを使用しているため耐熱性や接着性が不充分である。そのため、ホットメルト型部材を介して貼り合わせた後、その周囲にシール剤を塗工し、固化させる必要があり、製造工程が煩雑であるという問題がある。また、耐久性が不充分であることから、封止した有機薄膜太陽電池素子の耐久性が充分ではないという問題もある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、耐久性に優れ、製造も容易な有機薄膜太陽電池素子を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決する本発明は以下の構成を有する。
［１］基材と、前記基材上に設けられた、少なくとも透明電極層、有機薄膜光電変換層及び金属電極層がこの順に積層した有機薄膜太陽電池構成部と、前記有機薄膜太陽電池構成部上に、前記有機薄膜光電変換層の全てを覆うように設けられた接着層と、前記接着層上に設けられた封止基材と、を具備し、
前記接着層が、光硬化性樹脂または熱硬化性樹脂を含有する接着剤と、物理吸着系の乾燥剤とを混合した接着層形成用組成物を硬化させてなるものであることを特徴とする有機薄膜太陽電池素子。
［２］前記乾燥剤が、活性炭、ゼオライト、硫酸マグネシウム、硫酸ナトリウム、塩化カルシウム及びシリカゲルからなる群から選ばれる少なくとも１種である［１］に記載の有機薄膜太陽電池素子。
［３］前記乾燥剤が、ゼオライトである［１］または［２］に記載の有機薄膜太陽電池素子。
［４］前記乾燥剤が、マイクロカプセル中に内包されている［１］〜［３］のいずれか一項に記載の有機薄膜太陽電池素子。
［５］前記接着剤が、アクリル樹脂、エポキシ系樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、クロロプレン系樹脂、ブチルゴム系樹脂及びスチレンブタジエンゴム系樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種を含有する［１］〜［４］のいずれか一項に記載の有機薄膜太陽電池素子。
［６］前記接着剤が、エポキシ樹脂を含有する［１］〜［５］のいずれか一項に記載の有機薄膜太陽電池素子。
［７］前記封止基材が、ガラス板、金属板、金属箔又はガスバリア性フィルムである［１］〜［６］のいずれか一項に記載の有機薄膜太陽電池素子。

本発明によれば、耐久性に優れ、製造も容易な有機薄膜太陽電池素子を提供できる。

本発明の有機薄膜太陽電池素子の一例を示す概略断面図である。従来の有機薄膜太陽電池素子の一例を示す概略断面図である。

以下、本発明の有機薄膜太陽電池素子について、添付図面を参照し、実施形態を示して説明する。ただし本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
図１は、本実施形態の有機薄膜太陽電池素子１０の構成を説明する概略断面図である。
有機薄膜太陽電池素子１０は、基材１と、基材１上に設けられた有機薄膜太陽電池構成部５と、有機薄膜太陽電池構成部５上に設けられた接着層６と、接着層６上に設けられた、連続したフィルム状又は枚葉のシート状の封止基材７と、を具備する。
有機薄膜太陽電池構成部５は、基材１側から、透明電極層２と有機薄膜光電変換層３と金属電極層４とがこの順に積層した多層構造を有している。透明電極層２は陽極、金属電極層４は陰極として機能する。
透明電極層２は基材１を部分的に被覆するように設けられ、有機薄膜光電変換層３は、透明電極層２と、基材１の透明電極層２で被覆されていない部分とを部分的に被覆するように設けられている。金属電極層４は、有機薄膜光電変換層３と、基材１の透明電極層２及び有機薄膜光電変換層３で被覆されていない部分とを被覆するように設けられている。
接着層６は、金属電極層４上に、有機薄膜光電変換層３の全てを覆うように設けられている。これにより、有機薄膜光電変換層３が接するのは、基材１、透明電極層２、金属電極層４、接着層６のいずれかのみとなっている。
接着層６は、光硬化性樹脂または熱硬化性樹脂を含有する接着剤と、物理吸着系の乾燥剤とを混合した接着層形成用組成物を硬化させてなるものであり、硬化した接着剤で構成されるマトリックス部６ａ内に粒子状の乾燥剤６ｂが分散した構造となっている。
本実施形態の有機薄膜太陽電池素子１０においては、基材１側から太陽光が入射し、透明電極層２を通過して有機薄膜光電変換層３でその光エネルギーが電力に変換される。そのため、基材１としては、太陽光を透過する透明基材が用いられる。

有機薄膜太陽電池素子１０においては、接着層６を、金属電極層４上に、有機薄膜光電変換層３の全てを覆うように設けて有機薄膜太陽電池構成部を封止していることにより、金属電極層４や、有機薄膜光電変換層３が、長期にわたって水分や酸素の影響を受けにくくなっている。そのため、有機薄膜太陽電池構成部５が、長期にわたって安定した光電変換特性を維持することができる。したがって、有機薄膜太陽電池素子１０を用いた有機薄膜太陽電池は、長期にわたって安定した発電特性を維持できる。これは、マトリックス部６ａが樹脂硬化物で構成され、かつ物理吸着系の乾燥剤６ｂが含まれることで、接着層６が優れたバリア性、接着強度、耐熱性、耐久性等を有しており、熱や経時によるバリア性の低下や層間密着性の低下が生じにくく、外部からの水分、酸素等の侵入、通過を長期にわたって抑制できるためと考えられる。
また、本実施形態においては、従来の封止キャップのように有機薄膜太陽電池構成部の側面を覆う必要がなく、シート状の封止基材７を積層するだけでよいため、加工に要する工程やコストを削減できる。そのため、従来に比べて、有機薄膜太陽電池素子の製造工程の短縮と低コスト化ができる。また、有機薄膜太陽電池素子を薄型化することもできる。

＜基材１＞
本実施形態の有機薄膜太陽電池素子１０においては、基材１側から太陽光が入射し、透明電極層２を通過して有機薄膜光電変換層３でその光エネルギーが電力に変換される。そのため、基材１としては、太陽光を透過する透明なものが用いられる。
基材１としては、例えば、ガラス基材、石英基材、プラスチック基材等が挙げられる。プラスチック基材を構成するプラスチックとしては、ポリプロピレン、ポリエーテルサルホフォン、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリアリレート、ポリアミド、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等が挙げられる。これらはいずれか１種を単独で用いても２種以上を併用してもよい。
プラスチック基材は、板状でもフィルム状でもよい。フレキシブルな有機薄膜太陽電池の製造が可能となり、安価に素子を提供することができることから、プラスチックフィルムが好ましい。プラスチックフィルムを用いる場合、その厚みは、１０〜１０００μｍが好ましく、５０〜２５０μｍがより好ましい。
基材１として、上記のようなプラスチック基材の透明電極層２を成膜しない側に、無機金属化合物のコート層を設けるか、またはガスバリア性フィルムを積層したものを用いてもよい。無機金属化合物としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム等の金属酸化物；フッ化アルミニウム、フッ化マグネシウム等の金属フッ化物；窒化ケイ素、窒化アルミニウム等の金属窒化物；などが挙げられる。ガスバリア性フィルムとしては、ポリ塩化ビニリデンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物フィルムなどが挙げられる。

＜透明電極層２＞
透明電極層２としては、金属複合酸化物膜、金属膜、金属酸化物や金属の微粒子をエポキシ樹脂やアクリル樹脂などに分散した微粒子分散膜等の導電膜を、単層もしくは積層して使用することができる。金属複合酸化物としては、ＩＴＯ（インジウムスズ複合酸化物）、インジウム亜鉛複合酸化物、亜鉛アルミニウム複合酸化物などが挙げられる。金属としては、金、白金などが挙げられる。導電膜は、パターニングされていてもよい。
導電膜には、透明電極層２の配線抵抗を低くするために、補助電極が併設されてもよい。補助電極の材料としては、銅やアルミニウムなどの金属材料が挙げられる。

透明電極層２の厚みとしては、特に限定はなく、５μｍ以上、より好ましくは５０μｍから１５０μｍの範囲であれば特に問題ない。５μｍ以下になると、電気抵抗が大きくなり、導電性が著しく低下する。一方、厚みが１５０μｍ以上になると、材料コストが大きくなり、実用上に好ましくない。
透明電極層２の電気抵抗は、表面抵抗率（シート抵抗）として、２００Ω／□以下が好ましく、５０Ω／□以下がより好ましい。透明電極層２の電気抵抗は、市販の抵抗率計によりＪＩＳＫ７１９４に準拠して測定できる。

＜有機薄膜光電変換層３＞
有機薄膜光電変換層３としては、ｐ型有機半導体材料とｎ型有機半導体材料を混合した、いわゆるバルクへテロ接合型の有機薄膜光電変換層が、変換効率が比較的に高い、塗布法で成膜できる等の点から好適である。ただし本発明はこれに限定されるものではなく、公知の有機薄膜光電変換層のなかから適宜選択できる。
前記ｐ型有機半導体材料としては、例えば、ポリチオフェン（ＰＴ）、ポリフェニレンビニレン（ＰＰＶ）、その誘導体などの導電性高分子材料が挙げられる。ＰＴ誘導体としては、例えばポリ（３−ヘキシルチオフェン）（Ｐ３ＨＴ）、ポリ（３−オクチルチオフェン）（Ｐ３ＯＴ）等が挙げられる。特にレジオレギュラ立体構造を有するものが好ましい。ＰＰＶ誘導体としては、例えばポリ（２−メトキシ−５−（２’−エチルヘキシルオキシ）−１，４−フェニレンビニレン）（ＭＥＨＰＰＶ）等が挙げられる。またはこれらの共重合体でもよい。
前記ｎ型有機半導体材料としては、例えばＣ_６０、Ｃ_７０等のフラーレンやその誘導体が挙げられる。フラーレン誘導体としては、例えばＰＣＢＭ（[6,6]-Phenyl-C₆₁-Butyric acid Methyl ester）などが挙げられる。
バルクへテロ接合型の有機薄膜光電変換層における上記ｐ型高分子材料とｎ型有機半導体材料の混合比率（質量比）は、特に限定されないが、一般的に１０／９０〜９０／１０の範囲であれば特に問題がないものとする。
有機薄膜光電変換層３の厚みは、５〜１０００ｎｍの範囲内が好ましく、１０〜１００ｎｍがより好ましい。有機薄膜光電変換層３の厚みは市販の膜厚計により測定できる。

＜金属電極層４＞
金属電極層４を陰極として用いる場合、金属電極層４を構成する材料としては、電子注入効率の高い、仕事関数の低い物質を用いることができ、例えばＭｇ、Ａｌ、Ｙｂなどが挙げられる。
金属電極層４の厚みは、５０〜１００ｎｍが好ましい。金属電極層４の厚みは市販の膜厚計により測定できる。

＜接着層６＞
接着層６は、光硬化性樹脂または熱硬化性樹脂を含有する接着剤と、物理吸着系の乾燥剤とを混合した接着層形成用組成物を硬化させてなるものである。
物理吸着系の乾燥剤は、物理的に水分や酸素を吸着するものであり、これを接着層６に含有させることで、有機薄膜太陽電池素子１０の薄型化、製造工程の簡略化が可能となる。
物理吸着系の乾燥剤としては、例えば活性炭、ゼオライト、硫酸マグネシウム、硫酸ナトリウム、塩化カルシウム、活性酸化アルミニウム、シリカゲル等が挙げられる。これらはいずれか１種を単独で用いても２種以上を併用してもよい。
物理吸着系の乾燥剤としては、上記の中でも、吸湿力が強いことから、活性炭、ゼオライト、硫酸マグネシウム、硫酸ナトリウム、塩化カルシウム及びシリカゲルからなる群から選ばれる少なくとも１種が好ましい。中でも、吸湿量が多く、吸湿持続時間が長いことから、ゼオライトが特に好ましい。

前記乾燥剤は、粒子状である。乾燥剤粒子のサイズや形状に特に制限はない。好ましくは、平均粒子径が１μｍ〜１００μｍ程度の大きさのものを用いる。平均粒子径が１００μｍ以下であると、充分な吸湿力が得られやすい。１μｍ以上であると、取扱い性が良好である。

前記乾燥剤は、マイクロカプセル中に内包されていることが好ましい。乾燥剤の粒子は強度的に弱く脆い傾向があるが、接着剤と混合する前にマイクロカプセル化しておくことで、接着剤との混合時に砕けることを防ぐ効果がある。ここで、マイクロカプセル化とは、マイクロカプセルの中に乾燥剤を封入することをいう。
マイクロカプセル化の手法としては、特に制限はなく、界面重合法、液中乾燥法、噴霧乾燥法、乾式混合法などの既知の方法を用いることができる。

接着剤は、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれを含有するものであってもよい。
光硬化性樹脂としては、紫外線又は可視光を照射して硬化できるものであれば特に限定されず、公知の光硬化性樹脂を使用でき、例えばアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等が挙げられる。
熱硬化性樹脂としては、特に限定されず、公知の熱硬化性樹脂を使用できる。硬化中の熱により材料の劣化、結晶化を引き起こすため、硬化温度が１５０℃以下であるものが好ましく、硬化温度が１００℃以下であるものがより好ましい。
熱硬化性樹脂の好ましい具体例としては、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、クロロプレン系樹脂、ブチルゴム系樹脂、スチレンブタジエンゴム系樹脂などが挙げられる。これらはいずれか１種を単独で用いても２種以上を併用してもよい。
接着剤は、光硬化性樹脂及び熱硬化性樹脂以外の他の成分を含有してもよい。該他の成分としては、例えば光開始剤、熱硬化触媒、反応性モノマー等の添加剤、有機溶剤などが挙げられる。

上記接着剤と乾燥剤とを混合することにより接着層形成用組成物が得られる。
接着剤と乾燥剤と混合比率に特に制限はないが、接着剤に含まれる光硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂と乾燥剤との合計量を１００質量％とした場合、乾燥剤の割合は、１〜５０質量％が好ましく、５〜２５質量％がより好ましい。
上記接着層形成用組成物を用いた接着層６の形成方法については後で説明する。

接着層６は、含有水分を極力少なくすることが好ましい。
接着層６の厚みとしては、特に制限ない。１〜１００μｍ、より好ましくは５〜２０μｍであれば、接着層６としての接着強度、水分や酸素を遮断する効果等に優れることから好ましい。

＜封止基材７＞
封止基材７は、有機薄膜太陽電池素子１０を保護するために設けられる。
封止基材７としては、水蒸気や酸素などに対するバリア性を有するものが好ましく、例えばガラス板、金属板、金属箔、ガスバリア性フィルム等が挙げられる。
封止基材７は、接着層６と接する側の表面に、接着剤との密着性を向上させる等のために、紫外線、電子線、コロナなどの表面処理が施されていてもよい。

＜有機薄膜太陽電池素子１０の製造方法＞
有機薄膜太陽電池素子１０の製造方法は、特に限定されないが、例えば以下の工程（１）〜（３）を含む製造方法により製造できる。
（１）基材１上に、透明電極層２と有機薄膜光電変換層３と金属電極層４とを順次積層して有機薄膜太陽電池構成部５を形成する工程。
（２）光硬化性樹脂または熱硬化性樹脂を含有する接着剤と、物理吸着系の乾燥剤とを混合して接着層形成用組成物を調製し、該接着層形成用組成物を、前記有機薄膜太陽電池構成部５が設けられた基材１上に、有機薄膜光電変換層３の全てを覆うように塗工する工程。
（３）塗工した接着層形成用組成物上に封止基材７を積層した後、該接着層形成用組成物を硬化させる工程。

工程（１）において、透明電極層２の形成方法としては、例えば、基材１に導電膜を成膜し、必要に応じてパターニングする方法が挙げられる。
導電膜の成膜方法としては、材料に応じて公知の成膜方法、例えば抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などの乾式成膜法や、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの湿式成膜法などを用いることができる。
導電膜のパターニング方法としては、材料や成膜方法に応じて、マスク蒸着法、フォトリソグラフィー法、ウェットエッチング法、ドライエッチング法などの既存のパターニング法を用いることができる。

有機薄膜光電変換層３の成膜方法としては、特に限定されず、有機薄膜光電変換層３の構成や使用する材料に応じて、塗布法や蒸着法などの公知の方法を用いることができる。特に、大面積、低コストで製造できることから、塗布法が好ましい。
塗布法による有機薄膜光電変換層３の成膜は、例えば、上記ｐ型高分子材料とｎ型有機半導体材料を溶媒に溶解して塗工液を調製し、該塗工液を基材１に塗布し、加熱することにより実施できる。
上記成膜に用いる溶媒は、使用するｐ型高分子材料及びｎ型有機半導体材料を溶解させ得るものであれば特に制限はない。溶媒としては、ｐ型高分子材料及びｎ型有機半導体材料をそれぞれ０．１質量量％以上の濃度で溶解させることができるものが好ましい。
溶媒として具体的には、例えば、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラリン、デカリン、ビシクロヘキシル、ｎ−ブチルベンゼン、ｓｅｃ−ブチルベンゼン、ｔｅｔｒａ−ブチルベンゼン等の炭化水素系溶媒、四塩化炭素、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロブタン、ブロモブタン、クロロペンタン、ブロモペンタン、クロロヘキサン、ブロモヘキサン、クロロシクロヘキサン、ブロモシクロヘキサン等のハロゲン化飽和炭化水素系溶媒、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン等のハロゲン化不飽和炭化水素系溶媒、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等のエーテル類系溶媒等が挙げられる。
上記塗工液の塗工方法としては、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法、ディスペンサー印刷法、ノズルコート法、キャピラリーコート法等が挙げられる。これらの中でも、スピンコート法、フレキソ印刷法、インクジェット印刷法、ディスペンサー印刷法が好ましい。
上記塗工液の塗工により形成された塗膜を８０〜１５０℃で加熱してアニールすることで、有機薄膜光電変換層３が形成される。加熱時間は１〜２０分程度が好ましい。加熱の方法は特に限定されないが、例えばオーブン、赤外線などを使用すればよい。

金属電極層４の成膜方法としては、材料に応じて、スパッタ法や抵抗加熱法等の真空蒸着法など公知の成膜方法を用いることができる。

工程（２）において、接着層形成用組成物の塗工方法としては、材料に応じて、ロールコート、スピンコート、スクリーン印刷法、スプレーコートなどのコーティング法、印刷法などを用いることができる。

工程（３）において、接着層形成用組成物の硬化方法は、接着剤に含まれる樹脂に応じて、紫外線、可視光等を照射して光硬化させる方法又は加熱硬化させる方法を用いることができる。
封止基材７を接着層形成用組成物上に積層する前に、封止基材７の積層面（接着層６と接する側の表面）に、接着剤との密着性を向上させる等のために、紫外線、電子線、コロナなどの表面処理を施してもよい。
以上のようにして、有機薄膜太陽電池素子１０を得ることができる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、本発明の技術的思想を逸脱しない限り、設計変更等も可能である。
例えば、上記の実施形態では、有機薄膜太陽電池構成部として、最も単純な層構成（透明電極／有機薄膜光電変換層／金属電極）のものを示したが、本発明はこれに限定されず、公知の層構成を採用できる。
例えば、必要に応じて、透明電極と金属電極との間に、有機薄膜光電変換層以外の機能性層が積層されていてもよい。有機薄膜光電変換層以外の機能性層としては、例えば、ホール移動層、電子移動層、正極バッファー層、負極バッファー層等が挙げられる。例えばホール移動層としては、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリ（スチレンスルホン酸））を膜厚５０〜１００ｎｍ積層して用いることができる。電子移動層としては、ＬｉＦ、Ｌｉや酸化リチウムなどを膜厚数ｎｍ積層して用いることができる。これらの機能性層は、材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などの乾式成膜法や、スピンコートグラビア印刷法、スクリーン印刷法などの湿式成膜法などを用いて形成することができる。

１基材
２透明電極層
３有機薄膜光電変換層
４金属電極層
５有機薄膜太陽電池構成部
６接着層
６ａマトリックス部
６ｂ乾燥剤
７封止基材
１０有機薄膜太陽電池素子
２０有機薄膜太陽電池素子
２１基材
２２透明電極層
２３有機薄膜光電変換層
２４金属電極層
２５有機薄膜太陽電池構成部
２６封止キャップ
２７シール剤
２８乾燥剤層

Claims

基材と、前記基材上に設けられた、少なくとも透明電極層、有機薄膜光電変換層及び金属電極層がこの順に積層した有機薄膜太陽電池構成部と、前記有機薄膜太陽電池構成部上に、前記有機薄膜光電変換層の全てを覆うように設けられた接着層と、前記接着層上に設けられた封止基材と、を具備し、
前記接着層が、光硬化性樹脂または熱硬化性樹脂を含有する接着剤と、物理吸着系の乾燥剤とを混合した接着層形成用組成物を硬化させてなるものであることを特徴とする有機薄膜太陽電池素子。
前記乾燥剤が、活性炭、ゼオライト、硫酸マグネシウム、硫酸ナトリウム、塩化カルシウム及びシリカゲルからなる群から選ばれる少なくとも１種である請求項１に記載の有機薄膜太陽電池素子。
前記乾燥剤が、ゼオライトである請求項１又は２に記載の有機薄膜太陽電池素子。
前記乾燥剤が、マイクロカプセル中に内包されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機薄膜太陽電池素子。
前記接着剤が、アクリル樹脂、エポキシ系樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、クロロプレン系樹脂、ブチルゴム系樹脂及びスチレンブタジエンゴム系樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種を含有する請求項１〜４のいずれか一項に記載の有機薄膜太陽電池素子。
前記接着剤が、エポキシ樹脂を含有する請求項１〜５のいずれか一項に記載の有機薄膜太陽電池素子。
前記封止基材が、ガラス板、金属板、金属箔又はガスバリア性フィルムである請求項１〜６のいずれか一項に記載の有機薄膜太陽電池素子。