JP2015072981A - 有機層含有全固体型太陽電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】p型半導体層及びn型半導体層を備える全固体型太陽電池において、該p型半導体層がp型有機半導体高分子を含み、該p型半導体層と該n型半導体層との間に強誘電体層を有する、全固体型太陽電池。
【選択図】図1
Description
強誘電体層上にp型有機半導体高分子を含むp型半導体層を設ける工程
を含む、前記項1〜5のいずれか一項に記載の全固体型太陽電池の製造方法。
本発明では、上記のとおり、p型半導体層はp型有機半導体高分子を含む。p型半導体層は、単層でも複層でもよい。複層の場合は、各層全てがp型有機半導体高分子を含む層であってもよいし、少なくとも1層がp型有機半導体高分子を含む層であってもよい。
本発明で用いるp型有機半導体高分子としては、特に限定されるわけではないが、例えば、ポリ(3,4−エチレン−ジオキシチオフェン):ポリスチレンスルフォネート (PEDOT:PSS)、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)等のポリチオフェン誘導体;2,2’−7,7’−テトラキス−(N,N−ジ−p−メトキシフェニルアミン)−9,9’−スピロビフルオレン (spiro−MeO−TAD)等のフルオレン誘導体;ポリビニルカルバゾール等のカルバゾール誘導体;トリフェニルアミン誘導体;ジフェニルアミン誘導体;ポリシラン誘導体;ポリアニリン誘導体等を挙げることができる。
を有する化合物である。PEDOT:PSSは、市販のものを用いても、公知の方法により別途製造したものを用いてもよい。市販のPEDOT:PSSとしては、例えばSigma−Aldrich社製のPEDOT:PSS等が挙げられる。
次に、p型半導体層の形成方法について、説明する。
本発明では、上記のとおり、p型半導体層とn型半導体層との間に強誘電体を含む強誘電体層を備える。特に、p型半導体層と接するように強誘電体層を備えることが好ましい。
上記強誘電体は、例えば、フッ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとの共重合体、テトラチアフルバレン-p-クロラニル等が挙げられる。これらの中でも、フッ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとの共重合体が、強誘電体の双極子モーメントの大きさや汎用性の観点より好ましい。
強誘電体層は、ポーリング処理を行うことで光電変換効率をより向上させることができる。ポーリング処理は、強誘電体層を形成した後であればどの段階で行ってもよいが、操作の簡便性の観点より、全固体型太陽電池を作製した後に行うことが好ましい。
次に、強誘電体層の形成方法について説明する。
本発明では、上記のとおりn型半導体層を備える。特に、強誘電体層と接するようにn型半導体層を備えることが好ましい。
本発明では、n型半導体層の上(強誘電体層及びp型半導体層と反対側)に、さらに、下部電極を備えることが好ましい。
本発明では、p型半導体層の上(強誘電体層及びn型半導体層と反対側)に、上部電極を備えることが好ましい。
図1に示す構造を有する太陽電池を作製した。具体的には以下のとおり処理を行った。
図1に示す構造を有する太陽電池を作製した。具体的には以下のとおり処理を行った。
n型単結晶シリコン基板(結晶面(100)、厚さ300μm)に対して、PEDOT:PSS(Aldrich社製「PEDOT/PSS 2.8 wt % dispersion in H2O, low-conductivity grade」) 100mgをZonyl(登録商標)FS−300(デュポン株式会社製) 0.1mgのメタノール/エチレングリコール溶液に溶解したものを1000rpm、60秒スピンコートした後、140℃で30分乾燥することでPEDOT:PSS(厚み0.1μm)を堆積させた。下部電極として、n型シリコン上にインジウムガリウム合金(組成比1:1)を塗布し、プレス機で圧着することで下部電極(厚み10μm)を形成した。上部電極として、p型半導体層上にスクリーン印刷をすることで銀電極(厚さ6μm)を形成し、実効面積5×5mmの太陽電池を作製した。
各実施例又は比較例で得られた太陽電池のセルに対して、山下電装株式会社製のソーラシミュレータでAM1.5(JISC8912Aランク)の条件下の100mW/cm2の光を照射して、光電変換効率特性を評価した。
Claims (7)
- p型半導体層及びn型半導体層を備える全固体型太陽電池において、該p型半導体層がp型有機半導体高分子を含み、該p型半導体層と該n型半導体層との間に強誘電体層を有する、全固体型太陽電池。
- 前記強誘電体層がポーリング処理されたものである、請求項1に記載の全固体型太陽電池。
- 前記強誘電体層がフッ化ビニリデンとトリフルオロエチレンの共重合体を含有する、請求項1又は2に記載の全固体型太陽電池。
- 前記p型有機半導体高分子がポリ(3,4−エチレン−ジオキシチオフェン):ポリスチレンスルフォネートである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の全固体型太陽電池。
- 前記n型半導体層がn型シリコンからなる、請求項1〜4のいずれか一項に記載の全固体型太陽電池。
- n型半導体層上に強誘電体層を設ける工程、及び
強誘電体層上にp型有機半導体高分子を含むp型半導体層を設ける工程
を含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の全固体型太陽電池の製造方法。 - さらに前記強誘電体層に対して垂直な方向に、50〜200℃において外部電場を印加する工程を含む、請求項6に記載の全固体型太陽電池の製造方法。
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JP2017028093A (ja) * | 2015-07-22 | 2017-02-02 | 積水化学工業株式会社 | 薄膜太陽電池及び薄膜太陽電池の製造方法 |
JP2022182917A (ja) * | 2021-05-26 | 2022-12-08 | 浩二 尊田 | 電界効果型両面受光太陽電池 |
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