JP2015076557A - Method of manufacturing organic thin-film solar cell - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method enabling an organic thin-film solar cell with improved efficiency to be inexpensively and easily manufactured.SOLUTION: A method of manufacturing an organic thin-film solar cell 1 includes a film formation step (a step S104) and an electrophoresis step (a step S105). In the film formation step, a layer of a p-type organic semiconductor 12 (an electron donating layer 5) and a layer of an n-type organic semiconductor 11 (an electron accepting layer 4) are formed. In the electrophoresis step, in a state in which the electron accepting layer 4 and the electron donating layer 5 formed in the film formation step are not completely dried, an electric field is applied to the layers. In the electrophoresis step, the n-type organic semiconductor 11 in solution is electrically charged.

Description

本発明は、有機薄膜太陽電池の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing an organic thin film solar cell.

有機薄膜太陽電池は、軽量かつ低コストで大型化が可能であり、フレキシブルな曲面(又は球面)上に形成することが可能であるなどの多くの特徴を有しているため、次世代の太陽電池として注目されている。しかし、有機薄膜太陽電池は、従来のシリコン太陽電池に比べて変換効率が低いため、高効率化が望まれている。   Organic thin-film solar cells have many features such as being lightweight, low-cost and capable of being enlarged, and can be formed on flexible curved surfaces (or spherical surfaces). It is attracting attention as a battery. However, since the organic thin-film solar cell has a lower conversion efficiency than a conventional silicon solar cell, higher efficiency is desired.

図10(a)は、従来から知られているp−nヘテロ接合型の有機薄膜太陽電池30の構成を示す模式図である。この有機薄膜太陽電池30は、p型有機半導体20からなる電子供与層21と、n型有機半導体22からなる電子受容層23を、ガラス基板24の上に塗布又は蒸着などの適宜の方法により積層して形成したものである。ガラス基板24と電子供与層21との間には、ITO等の透明電極からなる陽極25が設けられている。また、電子受容層23の上には、アルミ等の電極からなる陰極26が設けられている。   FIG. 10A is a schematic diagram showing a configuration of a conventionally known pn heterojunction type organic thin film solar cell 30. The organic thin film solar cell 30 is formed by laminating an electron donating layer 21 made of a p-type organic semiconductor 20 and an electron accepting layer 23 made of an n-type organic semiconductor 22 on a glass substrate 24 by an appropriate method such as coating or vapor deposition. Formed. An anode 25 made of a transparent electrode such as ITO is provided between the glass substrate 24 and the electron donating layer 21. A cathode 26 made of an electrode such as aluminum is provided on the electron accepting layer 23.

このように形成された有機薄膜太陽電池30にガラス基板24側から光が入射すると、主に電子供与層21の分子が光を吸収して励起され、励起子D*が生成する。この励起子D*は、電子供与層21と電子受容層23の界面(p−n接合界面)に到達すると、電子受容層23に電子を渡して自身はカチオンD+(正孔)となる。一方、電子を受け取った電子受容層23の分子はアニオンA-となる。そして、p−n接合界面で生成された正孔D+が陽極25に移動し、アニオンA-の電子が陰極26に移動することにより、両電極の間に電位差が生じるのである。 When light is incident on the organic thin film solar cell 30 thus formed from the glass substrate 24 side, the molecules of the electron donating layer 21 are mainly excited by absorbing the light, and excitons D * are generated. When the exciton D * reaches the interface (pn junction interface) between the electron donating layer 21 and the electron accepting layer 23, it passes electrons to the electron accepting layer 23 and becomes a cation D + (hole). On the other hand, the molecules of the electron-accepting layer 23 that have received electrons become anions A . Then, holes D + generated at the pn junction interface move to the anode 25, and electrons of the anion A move to the cathode 26, thereby generating a potential difference between the two electrodes.

有機薄膜太陽電池において、光吸収後の励起子D*の寿命は短く、その拡散距離が数十nm程度と非常に短いことが知られている。このため、有機半導体が光を吸収することにより発生した励起子D*のうち、p−n接合界面のごく近傍で発生した励起子以外は、p−n接合界面に到達する前に失活して消滅してしまう。このことが有機薄膜太陽電池の効率が悪い理由の一つとして挙げられている。 In an organic thin film solar cell, it is known that the exciton D * after light absorption has a short lifetime and its diffusion distance is as short as several tens of nanometers. For this reason, among the excitons D * generated when the organic semiconductor absorbs light, those other than the excitons generated very close to the pn junction interface are deactivated before reaching the pn junction interface. Will disappear. This is cited as one of the reasons why the efficiency of the organic thin film solar cell is poor.

そこで、図10(b)に示すバルクヘテロ接合型の有機薄膜太陽電池31が提案され、広く研究されている。これは、p型有機半導体20とn型有機半導体22を混合した混合層27を、陽極25と陰極26の間に形成するものである。図10(b)に示すように、混合層27においては、p型有機半導体20とn型有機半導体22がランダムに充填されている。このバルクヘテロ接合型の有機薄膜太陽電池31は、図10(a)のp−nヘテロ接合型の有機薄膜太陽電池30に比べてp−n接合界面の面積が増大しているので、励起子がp−n接合界面に到達し易くなっており、変換効率を向上させることができる。   Therefore, a bulk heterojunction type organic thin film solar cell 31 shown in FIG. 10B has been proposed and widely studied. In this configuration, a mixed layer 27 in which the p-type organic semiconductor 20 and the n-type organic semiconductor 22 are mixed is formed between the anode 25 and the cathode 26. As shown in FIG. 10B, in the mixed layer 27, the p-type organic semiconductor 20 and the n-type organic semiconductor 22 are filled at random. Since the bulk heterojunction type organic thin film solar cell 31 has an increased area at the pn junction interface as compared with the pn heterojunction type organic thin film solar cell 30 of FIG. It becomes easy to reach the pn junction interface, and the conversion efficiency can be improved.

しかし、バルクヘテロ接合型の有機薄膜太陽電池31は、p型有機半導体20とn型有機半導体22がランダムに混合されているので、電荷移動の観点からは必ずしも最適な構造となっていない。例えば図10(b)のように、p型有機半導体20がn型有機半導体22の中で島状(陽極25から孤立した状態)になっていると、p型有機半導体20中の正孔が陽極25まで移動する経路が途中で途切れていることになる。このように、バルクヘテロ接合型の有機薄膜太陽電池31では、電荷の移動経路が途切れている場合があるため、電流がスムーズに流れないという問題があり、効率を上げるにも限界があった。   However, since the p-type organic semiconductor 20 and the n-type organic semiconductor 22 are randomly mixed, the bulk heterojunction type organic thin film solar cell 31 does not necessarily have an optimal structure from the viewpoint of charge transfer. For example, as shown in FIG. 10B, when the p-type organic semiconductor 20 is in an island shape (in a state isolated from the anode 25) in the n-type organic semiconductor 22, holes in the p-type organic semiconductor 20 are formed. The path to the anode 25 is interrupted on the way. As described above, the bulk heterojunction type organic thin film solar cell 31 has a problem in that the current does not flow smoothly because the charge transfer path may be interrupted, and there is a limit to increase the efficiency.

そこで、図10(c)に示すように、p型有機半導体20とn型有機半導体22が相互に櫛状に入り込んだ相互貫入型接合構造の有機薄膜太陽電池32が理想的であるとされている。この構造を実現できれば、p−n接合界面の面積を増大させるとともに、当該界面で発生した電子及び正孔の電極までの移動経路を確保できるので、有機薄膜太陽電池の大幅な効率向上が期待できる。しかし、実際にこのような理想的構造の有機薄膜太陽電池32を形成するには技術的・コスト的な課題があり、安価で簡便な製造方法が求められている。   Therefore, as shown in FIG. 10C, an organic thin-film solar cell 32 having an interpenetrating junction structure in which a p-type organic semiconductor 20 and an n-type organic semiconductor 22 are interleaved with each other is considered ideal. Yes. If this structure can be realized, it is possible to increase the area of the pn junction interface and secure a movement path to the electron and hole electrodes generated at the interface, so that significant improvement in the efficiency of the organic thin-film solar cell can be expected. . However, in order to actually form the organic thin film solar cell 32 having such an ideal structure, there are technical and cost problems, and an inexpensive and simple manufacturing method is required.

有機半導体同士の界面に図10(c)のような櫛型構造(凹凸構造)を形成する方法はいくつか提案されている。例えば特許文献1は、ナノインプリントによって有機半導体層の表面に凹凸パターンを形成する方法を開示している。   Several methods for forming a comb structure (uneven structure) as shown in FIG. 10C at the interface between organic semiconductors have been proposed. For example, Patent Document 1 discloses a method of forming an uneven pattern on the surface of an organic semiconductor layer by nanoimprinting.

また、特許文献2は、色素増感太陽電池に関するものであるが、色素担持半導体層の表面に凹凸を形成する方法として、電解液中でのレーザ光干渉縞により半導体表面をエッチングする方法を開示している。   Patent Document 2 relates to a dye-sensitized solar cell, and discloses a method of etching a semiconductor surface by laser light interference fringes in an electrolyte as a method of forming irregularities on the surface of a dye-carrying semiconductor layer. doing.

特開2009−88045号公報JP 2009-88045 A 特開平7−176773号公報JP-A-7-176773

特許文献1のようにナノインプリント法によって有機半導体表面に凹凸を形成する場合、ナノインプリント金型が必要である。このため、大型の有機薄膜太陽電池を製造する際には、大きなナノインプリント金型が必要となるので、製造コスト増大の要因となる。また、特許文献1の製造方法では、ナノインプリントで凹凸を形成し、その後、凹凸に沿って光電変換層を形成しなければならないため、スプレー法やスピンコート法などの簡便な成膜方法を利用できない。特許文献1は交互吸着法によって光電変換層を成膜する方法を開示しているが、交互吸着法は手間がかかるため製造コスト増大の要因となる。なお、特許文献1は、光電変換層の成膜に真空蒸着法を用いても良い旨を開示しているが、真空蒸着法は高価で装置も大型であるという問題がある。   In the case of forming irregularities on the surface of the organic semiconductor by the nanoimprint method as in Patent Document 1, a nanoimprint mold is necessary. For this reason, when manufacturing a large-sized organic thin-film solar cell, since a big nanoimprint metal mold | die is needed, it becomes a factor of manufacturing cost increase. Moreover, in the manufacturing method of patent document 1, since an unevenness | corrugation must be formed by nanoimprint and a photoelectric converting layer must be formed along an unevenness | corrugation after that, simple film-forming methods, such as a spray method and a spin coat method, cannot be utilized. . Patent Document 1 discloses a method of forming a photoelectric conversion layer by an alternate adsorption method, but the alternate adsorption method takes time and causes an increase in manufacturing cost. Note that Patent Document 1 discloses that a vacuum vapor deposition method may be used for film formation of the photoelectric conversion layer, but the vacuum vapor deposition method is expensive and has a large apparatus.

特許文献2が開示しているレーザ干渉縞の光溶解によるエッチング加工は、有機半導体に利用することはできない。特許文献2は、この他にも、力学的加工、化学的加工、電気化学的加工、電子ビーム加工、イオンビーム加工、プラズマ加工等によって半導体層に凹凸を形成できると記載しているが、これらの加工方法についての具体的な記載はなく、有機半導体表面の凹凸加工に応用できるかどうかも不明である。   The etching process by laser melting of laser interference fringes disclosed in Patent Document 2 cannot be used for organic semiconductors. In addition to this, Patent Document 2 describes that irregularities can be formed in the semiconductor layer by mechanical processing, chemical processing, electrochemical processing, electron beam processing, ion beam processing, plasma processing, and the like. There is no specific description of this processing method, and it is unclear whether it can be applied to uneven processing on the surface of an organic semiconductor.

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、効率を向上させた有機薄膜太陽電池を安価かつ簡単に製造できる製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a manufacturing method that can easily and inexpensively manufacture an organic thin film solar cell with improved efficiency.

課題を解決するための手段及び効果Means and effects for solving the problems

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。   The problems to be solved by the present invention are as described above. Next, means for solving the problems and the effects thereof will be described.

本発明の観点によれば、有機薄膜太陽電池の製造方法が以下のとおり提供される。即ち、この製造方法は、成膜工程と、泳動工程と、を含む。前記成膜工程では、p型有機半導体及びn型有機半導体の層、又は両者を混合した層を形成する。前記泳動工程では、前記成膜工程で形成した層が完全に乾燥していない状態で、当該層に対して電場を印加する。そして、前記泳動工程において、前記p型有機半導体及び前記n型有機半導体の少なくとも何れか一方が電荷を帯びている。   According to the viewpoint of this invention, the manufacturing method of an organic thin film solar cell is provided as follows. That is, this manufacturing method includes a film forming process and an electrophoresis process. In the film forming step, a p-type organic semiconductor layer and an n-type organic semiconductor layer, or a layer in which both are mixed is formed. In the migration step, an electric field is applied to the layer in a state where the layer formed in the film formation step is not completely dried. In the migration step, at least one of the p-type organic semiconductor and the n-type organic semiconductor is charged.

なお、本明細書において、有機半導体の層が「完全に乾燥していない」とは、当該層を構成する有機半導体の少なくとも一部が何らかの溶媒に溶解した状態を指している。   In the present specification, “the organic semiconductor layer is not completely dried” refers to a state in which at least a part of the organic semiconductor constituting the layer is dissolved in some solvent.

このように、有機半導体に電荷を帯びさせておき、成膜後に電場を印加することにより、有機半導体を泳動させて所望の構造の有機半導体層を形成できる。   In this manner, by charging the organic semiconductor and applying an electric field after the film formation, the organic semiconductor can be migrated to form an organic semiconductor layer having a desired structure.

上記の有機薄膜太陽電池の製造方法は、前記泳動工程において、不均一な電場を印加しても良い。   In the method for manufacturing the organic thin film solar cell, a non-uniform electric field may be applied in the migration step.

このように、不均一な電場を印加することにより、電場の強弱によって有機半導体が泳動する距離を異ならせることができる。従って、強弱を持たせた電場を印加することにより、所望の構造の有機半導体層を形成できる。   In this way, by applying a non-uniform electric field, the distance at which the organic semiconductor migrates can be varied depending on the strength of the electric field. Therefore, an organic semiconductor layer having a desired structure can be formed by applying an electric field with strength and weakness.

本発明の別の観点によれば、有機薄膜太陽電池の別の製造方法が以下のとおり提供される。即ち、この製造方法は、成膜工程と、泳動工程と、を含む。前記成膜工程では、p型有機半導体及びn型有機半導体の層、又は両者を混合した層を形成する。前記泳動工程では、前記成膜工程で形成した層が完全に乾燥していない状態で、当該層に対して磁場を印加する。そして、前記泳動工程において、前記p型有機半導体又は前記n型有機半導体の何れか一方に磁性体が添加されている。   According to another viewpoint of this invention, another manufacturing method of an organic thin-film solar cell is provided as follows. That is, this manufacturing method includes a film forming process and an electrophoresis process. In the film forming step, a p-type organic semiconductor layer and an n-type organic semiconductor layer, or a layer in which both are mixed is formed. In the migration step, a magnetic field is applied to the layer in a state where the layer formed in the film formation step is not completely dried. In the migration step, a magnetic material is added to either the p-type organic semiconductor or the n-type organic semiconductor.

このように、有機半導体に磁性体を添加しておけば、磁場を印加することにより有機半導体を泳動させて所望の構造の有機半導体層を形成できる。   Thus, if a magnetic substance is added to an organic semiconductor, the organic semiconductor can be migrated by applying a magnetic field to form an organic semiconductor layer having a desired structure.

上記の有機薄膜太陽電池の製造方法は、前記成膜工程において、前記p型有機半導体の溶液と前記n型有機半導体の溶液を積層して塗布することにより、p型有機半導体の層及びn型有機半導体の層を形成することが好ましい。   In the method of manufacturing the organic thin film solar cell, in the film forming step, the p-type organic semiconductor solution and the n-type organic semiconductor solution are stacked and applied to form the p-type organic semiconductor layer and the n-type organic semiconductor layer. It is preferable to form an organic semiconductor layer.

このように、p型有機半導体及びn型有機半導体の溶液を層状に重ねて塗布し、電場(又は磁場)を印加して有機半導体を泳動させることにより、p型有機半導体の層とn型有機半導体の層の界面を隆起させることができる。これにより、前記界面に凹凸が形成されるので、理想的な構造の有機薄膜太陽電池を製造できる。   As described above, the p-type organic semiconductor layer and the n-type organic semiconductor solution are layered and applied, and an electric field (or magnetic field) is applied to migrate the organic semiconductor, whereby the p-type organic semiconductor layer and the n-type organic semiconductor are moved. The interface of the semiconductor layer can be raised. Thereby, since unevenness | corrugation is formed in the said interface, the organic thin-film solar cell of an ideal structure can be manufactured.

上記の有機薄膜太陽電池の製造方法は、前記成膜工程において、前記p型有機半導体及び前記n型有機半導体の混合溶液を塗布することにより、前記p型有機半導体及び前記n型有機半導体の混合層を形成しても良い。   In the method of manufacturing the organic thin film solar cell, in the film formation step, a mixed solution of the p-type organic semiconductor and the n-type organic semiconductor is applied to mix the p-type organic semiconductor and the n-type organic semiconductor. A layer may be formed.

このように、p型有機半導体及びn型有機半導体の混合液に電場(又は磁場)を印加して泳動させることにより、前記混合液中のp型有機半導体及びn型有機半導体の界面形状を変化させることができる。また、従来はランダムに分散していたバルクヘテロ接続構造において、p型有機半導体及びn型有機半導体を一方に寄せることができるので、電荷の移動経路が形成され易くなる。これにより、理想的な構造の有機薄膜太陽電池を製造できる。   As described above, by applying an electric field (or magnetic field) to the liquid mixture of the p-type organic semiconductor and the n-type organic semiconductor to cause migration, the interface shape of the p-type organic semiconductor and the n-type organic semiconductor in the liquid mixture is changed. Can be made. Further, in the bulk heteroconnection structure that has been randomly dispersed in the past, the p-type organic semiconductor and the n-type organic semiconductor can be brought to one side, so that a charge transfer path is easily formed. Thereby, the organic thin-film solar cell of an ideal structure can be manufactured.

本発明の製造方法によって製造される有機薄膜太陽電池の構成を示す模式的な断面図。The typical sectional view showing the composition of the organic thin film solar cell manufactured by the manufacturing method of the present invention. 第1実施形態の製造方法のフローチャート図。The flowchart figure of the manufacturing method of 1st Embodiment. 第1実施形態の製造方法を説明する図。The figure explaining the manufacturing method of 1st Embodiment. 第1実施形態の変形例を示す図。The figure which shows the modification of 1st Embodiment. 第1実施形態の別の変形例を示す図。The figure which shows another modification of 1st Embodiment. 第1実施形態の更に別の変形例を示す図。The figure which shows another modification of 1st Embodiment. 第2実施形態の製造方法を説明する図。The figure explaining the manufacturing method of 2nd Embodiment. 第2実施形態の変形例を説明する図。The figure explaining the modification of 2nd Embodiment. 第3実施形態の製造方法を説明する図。The figure explaining the manufacturing method of 3rd Embodiment. 有機薄膜太陽電池の構造を説明する図。The figure explaining the structure of an organic thin-film solar cell.

次に、本発明の第1実施形態を説明する。図1に示すのは、本発明の第1実施形態の製造方法によって製造される有機薄膜太陽電池1の構成を示す模式的な断面図である。なお、以下の説明で「上」「下」などの表現を用いる場合があるが、これは説明の便宜のために図面での上下方向を言うものであり、有機薄膜太陽電池1の配置方向などを限定するものではない。   Next, a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of an organic thin-film solar cell 1 manufactured by the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention. In the following description, expressions such as “upper” and “lower” may be used, which means the vertical direction in the drawings for convenience of description, such as the arrangement direction of the organic thin-film solar cell 1 and the like. It is not intended to limit.

図1に示すように、有機薄膜太陽電池1は、基板2、陰極3、電子受容層4、電子供与層5、陽極6、をこの順で積層した構成となっている。   As shown in FIG. 1, the organic thin film solar cell 1 has a configuration in which a substrate 2, a cathode 3, an electron accepting layer 4, an electron donating layer 5, and an anode 6 are laminated in this order.

基板2は、光を通す透明な素材からなる板状ないし薄膜状の部材として構成されている。本実施形態の基板2はガラス基板であるが、基板2の素材はガラスに限定されない。また、図1に示した基板2は平板状に構成されているが、これに限らず、曲面状(又は球面状)に構成されていても良い。基板2を曲面状(又は球面状)とすることにより、有機薄膜太陽電池1の全体を曲面状(又は球面状)に形成できる。また、例えばこの基板2を可撓性がある素材とすることにより、有機薄膜太陽電池1全体をフレキシブルに構成できる。   The substrate 2 is configured as a plate-like or thin-film member made of a transparent material that transmits light. The substrate 2 of the present embodiment is a glass substrate, but the material of the substrate 2 is not limited to glass. Moreover, although the board | substrate 2 shown in FIG. 1 is comprised by flat form, it may be comprised not only in this but in the shape of a curved surface (or spherical shape). By making the substrate 2 curved (or spherical), the entire organic thin-film solar cell 1 can be formed into a curved surface (or spherical). Further, for example, by using the substrate 2 as a flexible material, the entire organic thin-film solar cell 1 can be configured flexibly.

有機薄膜太陽電池1の陰極3は、光の透過率が高い導電性の透明電極から構成されている。有機薄膜太陽電池の分野では、透明電極としてITO(酸化インジウムスズ:Indium Tin Oxide)が一般的に用いられているので、本実施形態の陰極3もITOで構成している。ただし、陰極3の素材は特にこれに限定されない。陰極3は、基板2の上面と平行な薄膜層として形成されている。なお図示は省略しているが、陰極3は基板2上で適宜のパターンを形成するようにパターニングされている。   The cathode 3 of the organic thin film solar cell 1 is composed of a conductive transparent electrode having a high light transmittance. In the field of organic thin-film solar cells, ITO (Indium Tin Oxide) is generally used as a transparent electrode, so the cathode 3 of this embodiment is also made of ITO. However, the material of the cathode 3 is not particularly limited to this. The cathode 3 is formed as a thin film layer parallel to the upper surface of the substrate 2. Although not shown, the cathode 3 is patterned so as to form an appropriate pattern on the substrate 2.

なお、陰極3の上に成膜される電子受容層4及び電子供与層5の短絡を防止する観点から、本実施形態の陰極3の上面は平滑に形成されている。もっとも、これに限定されるわけではなく、陰極3の表面に多少の凹凸が形成されていても良い。   In addition, from the viewpoint of preventing a short circuit between the electron-accepting layer 4 and the electron-donating layer 5 formed on the cathode 3, the upper surface of the cathode 3 of this embodiment is formed smoothly. However, the present invention is not limited to this, and some unevenness may be formed on the surface of the cathode 3.

陰極3の上面(基板2とは反対側の面)には、n型有機半導体(電子受容体)11からなる電子受容層4が薄膜状に形成されている。n型有機半導体11としては、ペリレンジイミド誘導体、パーフルオロアセン類、フラーレン、フラーレン誘導体などを用いることができる。   An electron accepting layer 4 made of an n-type organic semiconductor (electron acceptor) 11 is formed in a thin film on the upper surface of the cathode 3 (the surface opposite to the substrate 2). As the n-type organic semiconductor 11, perylene diimide derivatives, perfluoroacenes, fullerenes, fullerene derivatives, and the like can be used.

電子受容層4の上面(陰極3とは反対側の面)には、p型有機半導体(電子供与体)12からなる電子供与層5が薄膜状に形成されている。p型有機半導体12としては、アセン類、フタロシアニン類、ポリチオフェン類などのπ電子供与系高分子、ルブレン、トリアリールアミン類などを用いることができる。   An electron donating layer 5 made of a p-type organic semiconductor (electron donor) 12 is formed in a thin film on the upper surface of the electron accepting layer 4 (the surface opposite to the cathode 3). As the p-type organic semiconductor 12, π electron donating polymers such as acenes, phthalocyanines, polythiophenes, rubrene, triarylamines and the like can be used.

なお、有機半導体としては例示したものに限定されず、これ以外の有機半導体材料を用いることもできる。ただし、本実施形態では、電子受容層4及び電子供与層5を塗布によって成膜するので、n型有機半導体11およびp型有機半導体12は溶媒に可容な高分子有機半導体材料であることが好ましい。   In addition, as an organic semiconductor, it is not limited to what was illustrated, Organic-semiconductor materials other than this can also be used. However, in this embodiment, since the electron-accepting layer 4 and the electron-donating layer 5 are formed by coating, the n-type organic semiconductor 11 and the p-type organic semiconductor 12 may be a high-molecular organic semiconductor material that can be used in a solvent. preferable.

電子供与層5の上面(電子受容層4とは反対側の面)には、有機薄膜太陽電池1の陽極6が薄膜状に形成されている。陽極6の素材は特に限定されないが、本実施形態の陽極6はアルミニウム電極となっている。   On the upper surface of the electron donating layer 5 (surface opposite to the electron accepting layer 4), the anode 6 of the organic thin film solar cell 1 is formed in a thin film shape. The material of the anode 6 is not particularly limited, but the anode 6 of this embodiment is an aluminum electrode.

図1に示すように、本実施形態の有機薄膜太陽電池1は、電子受容層4と電子供与層5との間に、両者の界面が凹凸になって櫛状に相互に入り組んだ凹凸部17が形成されている。このように、本実施形態の有機薄膜太陽電池1は、理想的な構造である相互貫入型接合(図10(c))に近い構造となっている。これにより、本実施形態の有機薄膜太陽電池1は、高い変換効率を実現できる。   As shown in FIG. 1, the organic thin-film solar cell 1 of the present embodiment has an uneven portion 17 in which the interface between the electron accepting layer 4 and the electron donating layer 5 is uneven and interleaved in a comb shape. Is formed. Thus, the organic thin-film solar cell 1 of this embodiment has a structure close to the interpenetrating junction (FIG. 10C), which is an ideal structure. Thereby, the organic thin film solar cell 1 of this embodiment can implement | achieve high conversion efficiency.

続いて、上記の有機薄膜太陽電池1の製造方法について、図2及び図3を参照しながら説明する。   Then, the manufacturing method of said organic thin film solar cell 1 is demonstrated, referring FIG.2 and FIG.3.

まず、ガラス製の基板2の表面にITOを蒸着して陰極3を形成する(ステップS101、基板準備工程)。この陰極3は、所定の配線パターンを有するようにパターニングしておく。   First, ITO is vapor-deposited on the surface of the glass substrate 2 to form the cathode 3 (step S101, substrate preparation step). The cathode 3 is patterned so as to have a predetermined wiring pattern.

続いて、陰極3を形成した基板2を洗浄する(ステップS102、基板洗浄工程)。洗浄方法は、例えば陰極3が形成された基板2を洗剤希釈液に浸して超音波処理したのち、超純水ですすいで乾燥させる。この後にUV/オゾン処理を行っても良い。   Subsequently, the substrate 2 on which the cathode 3 is formed is cleaned (step S102, substrate cleaning process). In the cleaning method, for example, the substrate 2 on which the cathode 3 is formed is immersed in a detergent diluent and subjected to ultrasonic treatment, and then rinsed with ultrapure water and dried. This may be followed by UV / ozone treatment.

また、基板2の準備(ステップS101〜S102)と前後して、n型有機半導体11の溶液、及びp型有機半導体12の溶液をそれぞれ調整する(ステップS103,有機半導体溶液調整工程)。即ち、n型有機半導体11として用いる材料を適宜測り取り、適当な溶媒に溶解させることにより、適切な濃度のn型有機半導体溶液を調整する。同様に、p型有機半導体12として用いる材料を適宜測り取り、適当な溶媒に溶解させることにより、適切な濃度のp型有機半導体溶液を調整する。なお、この有機半導体溶液調整工程では、n型有機半導体11及びp型有機半導体12の溶液の粘度を調整しても良い。   Further, before and after the preparation of the substrate 2 (steps S101 to S102), the solution of the n-type organic semiconductor 11 and the solution of the p-type organic semiconductor 12 are respectively adjusted (step S103, organic semiconductor solution adjustment step). That is, an n-type organic semiconductor solution having an appropriate concentration is prepared by appropriately measuring a material used as the n-type organic semiconductor 11 and dissolving the material in an appropriate solvent. Similarly, a p-type organic semiconductor solution having an appropriate concentration is prepared by appropriately measuring a material used as the p-type organic semiconductor 12 and dissolving the material in an appropriate solvent. In this organic semiconductor solution adjustment step, the viscosity of the solution of the n-type organic semiconductor 11 and the p-type organic semiconductor 12 may be adjusted.

本実施形態の有機半導体溶液調整工程において、有機半導体の溶液を調整する際には、溶液中の有機半導体に電荷を帯びさせる操作を行う。具体的には、必要に応じて有機半導体に対する化学修飾を行い、溶液中の有機半導体に所望の電荷を帯びさせる。必要に応じて溶液のpH調整を行っても良い。   In the organic semiconductor solution adjustment step of the present embodiment, when adjusting the organic semiconductor solution, an operation of charging the organic semiconductor in the solution is performed. Specifically, the organic semiconductor is chemically modified as necessary to give the organic semiconductor in the solution a desired charge. You may adjust pH of a solution as needed.

電荷を帯びさせる有機半導体は、n型有機半導体11とp型有機半導体12のどちらでも良い。n型有機半導体11及びp型有機半導体12の何れか一方にのみ電荷を帯びさせる場合(他方の有機半導体を電気的に中性とする場合)は、正の電荷を帯びさせても良いし、負の電荷を帯びさせても良い。本実施形態では、n型有機半導体11に負の電荷を帯びさせ、p型有機半導体12は電気的に中性であるとして説明する。   The n-type organic semiconductor 11 and the p-type organic semiconductor 12 may be used as the organic semiconductor to be charged. When only one of the n-type organic semiconductor 11 and the p-type organic semiconductor 12 is charged (when the other organic semiconductor is electrically neutral), it may be charged with a positive charge, It may be negatively charged. In the present embodiment, it is assumed that the n-type organic semiconductor 11 is negatively charged and the p-type organic semiconductor 12 is electrically neutral.

続いて、ステップS102で洗浄した陰極3の上に、ステップS103で調整した有機半導体の溶液を塗布して、有機半導体の層を形成する(ステップS104、成膜工程)。本実施形態の成膜工程では、n型有機半導体11の溶液と、p型有機半導体12の溶液を、積層して塗布する。   Subsequently, the organic semiconductor solution prepared in step S103 is applied on the cathode 3 cleaned in step S102 to form an organic semiconductor layer (step S104, film formation process). In the film forming process of this embodiment, a solution of the n-type organic semiconductor 11 and a solution of the p-type organic semiconductor 12 are laminated and applied.

まず、陰極3の上面に、n型有機半導体11の溶液を薄膜状に塗布し、電子受容層4を形成する。n型有機半導体11の溶液の塗布方法としては、スピンコート法やスプレー法などの一般的な塗布方法を利用できる。前述のように、本実施形態の陰極3の上面は平滑となっているので、スピンコート法やスプレー法などの簡便な塗布法により、陰極3の上面との密着性が良好な電子受容層4を形成できる。   First, the n-type organic semiconductor 11 solution is applied in a thin film on the upper surface of the cathode 3 to form the electron-accepting layer 4. As a method for applying the solution of the n-type organic semiconductor 11, a general application method such as a spin coating method or a spray method can be used. As described above, since the upper surface of the cathode 3 of the present embodiment is smooth, the electron accepting layer 4 having good adhesion to the upper surface of the cathode 3 by a simple coating method such as spin coating or spraying. Can be formed.

続いて、上記のように成膜した電子受容層4の上に、p型有機半導体12の溶液を薄膜状に塗布し、電子供与層5を形成する。p型有機半導体12の溶液の塗布方法としては、n型有機半導体11と同様に、スピンコート法やスプレー法などの一般的な塗布方法を利用できる。もっとも、n型有機半導体11の溶液の塗布方法と、p型有機半導体12の溶液の塗布方法は同じである必要はなく、それぞれを異なる塗布方法で塗布しても良い。以上の成膜工程により、図3(a)に示すように、陰極3の上に、電子受容層4と電子供与層5が積層して形成される。   Subsequently, a solution of the p-type organic semiconductor 12 is applied in a thin film on the electron-accepting layer 4 formed as described above to form the electron-donating layer 5. As a method for applying the solution of the p-type organic semiconductor 12, as with the n-type organic semiconductor 11, a general application method such as a spin coating method or a spray method can be used. But the application method of the solution of the n-type organic semiconductor 11 and the application method of the solution of the p-type organic semiconductor 12 do not need to be the same, and they may be applied by different application methods. Through the film forming process described above, the electron accepting layer 4 and the electron donating layer 5 are laminated on the cathode 3 as shown in FIG.

さて、従来の有機薄膜太陽電池の製造方法では、n型有機半導体とp型有機半導体を積層して塗布する場合、下層の有機半導体を完全に乾燥させた後、その上に、上層の有機半導体を塗布していた。   In the conventional method for manufacturing an organic thin film solar cell, when an n-type organic semiconductor and a p-type organic semiconductor are stacked and applied, the lower organic semiconductor is completely dried, and then the upper organic semiconductor is formed thereon. Was applied.

この点、本実施形態の成膜工程では、電子受容層4を乾燥させる処理を行わずに、電子供与層5の形成を行う。即ち、本実施形態の成膜工程では、陰極3の上面に塗布したn型有機半導体11の溶液が乾燥する前に、その上にp型有機半導体12の溶液を塗布する。   In this regard, in the film forming process of the present embodiment, the electron donating layer 5 is formed without performing the process of drying the electron accepting layer 4. That is, in the film forming process of this embodiment, before the solution of the n-type organic semiconductor 11 applied on the upper surface of the cathode 3 is dried, the solution of the p-type organic semiconductor 12 is applied thereon.

従って、電子供与層5を形成した時点では、電子受容層4及び電子供与層5は乾燥していない状態(溶液の状態)である。この状態では、電子受容層4中のn型有機半導体11は、負の電荷を帯びている。図3には、電子受容層4中のn型有機半導体11の分子が負の電荷を帯びている様子を、マイナスの符号により模式的に示している。   Therefore, when the electron donating layer 5 is formed, the electron accepting layer 4 and the electron donating layer 5 are not dried (in a solution state). In this state, the n-type organic semiconductor 11 in the electron accepting layer 4 is negatively charged. FIG. 3 schematically shows a state in which the molecules of the n-type organic semiconductor 11 in the electron-accepting layer 4 are negatively charged with a minus sign.

続いて、電子受容層4及び電子供与層5が完全に乾燥する前に、当該電子受容層4及び電子供与層5に対して電場を印加する(ステップS105、泳動工程)。具体的には、以下のとおりである。   Subsequently, before the electron-accepting layer 4 and the electron-donating layer 5 are completely dried, an electric field is applied to the electron-accepting layer 4 and the electron-donating layer 5 (Step S105, migration step). Specifically, it is as follows.

図3(b)に示すように、電子受容層4及び電子供与層5を厚み方向で挟み込むように、1組の外部電極7,8を配置する。この外部電極7,8はそれぞれ板状の金属部材であり、電子受容層4及び電子供与層5に対して略平行に配置される。1組の外部電極7,8のうち、電子受容層4の側に配置される方を第1外部電極7、電子供与層5の側に配置される方を第2外部電極8とする。   As shown in FIG. 3B, a pair of external electrodes 7 and 8 are arranged so as to sandwich the electron accepting layer 4 and the electron donating layer 5 in the thickness direction. Each of the external electrodes 7 and 8 is a plate-like metal member, and is disposed substantially parallel to the electron accepting layer 4 and the electron donating layer 5. Of the pair of external electrodes 7 and 8, the one disposed on the electron accepting layer 4 side is referred to as the first external electrode 7, and the one disposed on the electron donating layer 5 side is referred to as the second external electrode 8.

そして、外部電極7,8に直流電源9を接続し、外部電極7,8の間に電位差を発生させる。これにより、電子受容層4及び電子供与層5を厚み方向で電気力線が通過するように電場が形成される。前述のように、外部電極7,8は平板状に形成され、かつ平行に配置されているので、電子受容層4及び電子供与層5に対して均一な電場が印加される。電子受容層4及び電子供与層5は溶液の状態であり、電子受容層4中のn型有機半導体11は電荷を帯びているので、上記のように電場を印加することで、n型有機半導体11が前記電気力線に沿って電気泳動する。なお、外部電極7,8に接続する電源は直流電源9に限定されず、適宜の電源を利用できる。   Then, a DC power supply 9 is connected to the external electrodes 7 and 8 to generate a potential difference between the external electrodes 7 and 8. Thereby, an electric field is formed so that electric lines of force pass through the electron accepting layer 4 and the electron donating layer 5 in the thickness direction. As described above, since the external electrodes 7 and 8 are formed in a flat plate shape and arranged in parallel, a uniform electric field is applied to the electron accepting layer 4 and the electron donating layer 5. Since the electron-accepting layer 4 and the electron-donating layer 5 are in a solution state and the n-type organic semiconductor 11 in the electron-accepting layer 4 is charged, the n-type organic semiconductor is applied by applying an electric field as described above. 11 is electrophoresed along the lines of electric force. The power source connected to the external electrodes 7 and 8 is not limited to the DC power source 9, and an appropriate power source can be used.

泳動工程においては、n型有機半導体11を陽極6(図3には省略)側に向けて泳動させるように、また、p型有機半導体12を陰極3側に向けて泳動させるように、電場を印加すれば好適である。本実施形態では、n型有機半導体11に負の電荷を帯びさせているので、図3(b)に示すように、第1外部電極7を直流電源9のマイナス側に、第2外部電極8を直流電源9のプラス側にそれぞれ接続して、上から下に向かう電場を印加する。これにより、負の電荷を帯びたn型有機半導体11が、上に向けて(陽極6側に向けて)電気泳動する。   In the migration step, an electric field is applied so that the n-type organic semiconductor 11 migrates toward the anode 6 (not shown in FIG. 3) and the p-type organic semiconductor 12 migrates toward the cathode 3 side. It is suitable if applied. In the present embodiment, since the n-type organic semiconductor 11 is negatively charged, the first external electrode 7 is placed on the negative side of the DC power source 9 and the second external electrode 8 as shown in FIG. Are connected to the positive side of the DC power source 9 to apply an electric field from top to bottom. Thus, the negatively charged n-type organic semiconductor 11 is electrophoresed upward (toward the anode 6 side).

上記のように有機半導体を電気泳動させることにより、電子受容層4と電子供与層5の界面(p−n接合界面)が隆起し、当該界面に凹凸が生じる(図3(b)の状態)。外部電極7,8によって印加する電場の強さ、電場の印加時間を適宜制御することにより、所望の構造の凹凸を形成することができる。   Electrophoresis of the organic semiconductor as described above causes the interface (pn junction interface) between the electron-accepting layer 4 and the electron-donating layer 5 to be raised, and unevenness is generated at the interface (the state shown in FIG. 3B). . By appropriately controlling the strength of the electric field applied by the external electrodes 7 and 8 and the application time of the electric field, irregularities having a desired structure can be formed.

続いて、上記のように電場を印加しながら、又は電場の印加を完了した後で、電子受容層4及び電子供与層5を加熱処理して、電子受容層4及び電子供与層5を乾燥させる(ステップS106,乾燥工程)。これにより、電子受容層4と電子供与層5の界面の凹凸構造が固定され、凹凸部17が形成される。   Subsequently, while applying the electric field as described above or after completing the application of the electric field, the electron-accepting layer 4 and the electron-donating layer 5 are heated to dry the electron-accepting layer 4 and the electron-donating layer 5. (Step S106, drying process). Thereby, the uneven structure at the interface between the electron accepting layer 4 and the electron donating layer 5 is fixed, and the uneven portion 17 is formed.

そして、必要に応じてアニールを行い(ステップS107、アニール工程)、最後に、電子供与層5の上にアルミニウムを真空蒸着することにより、陽極6を形成する(ステップs108、電極蒸着工程)。以上の製造方法により、図1に示す有機薄膜太陽電池1を製造できる。   Then, annealing is performed as necessary (step S107, annealing process), and finally, the anode 6 is formed by vacuum-depositing aluminum on the electron donating layer 5 (step s108, electrode deposition process). The organic thin film solar cell 1 shown in FIG. 1 can be manufactured by the above manufacturing method.

以上で説明したように、本実施形態の有機薄膜太陽電池1の製造方法は、成膜工程(ステップS104)と、泳動工程(ステップS105)と、を含んでいる。成膜工程では、p型有機半導体12の層(電子供与層5)及びn型有機半導体11の層(電子受容層4)を形成する。泳動工程では、成膜工程で形成した電子受容層4及び電子供与層5が完全に乾燥していない状態で、当該層に対して電場を印加する。そして、泳動工程において、電子受容層4中のn型有機半導体11は電荷を帯びている。   As described above, the method for manufacturing the organic thin-film solar cell 1 according to the present embodiment includes the film forming process (step S104) and the migration process (step S105). In the film forming step, a layer of p-type organic semiconductor 12 (electron donating layer 5) and a layer of n-type organic semiconductor 11 (electron accepting layer 4) are formed. In the migration step, an electric field is applied to the layer in a state where the electron accepting layer 4 and the electron donating layer 5 formed in the film forming step are not completely dried. In the migration step, the n-type organic semiconductor 11 in the electron accepting layer 4 is charged.

このように、有機半導体に電荷を帯びさせておき、成膜後に電場を印加することにより、有機半導体を電気泳動させて、電子受容層4と電子供与層5の界面に凹凸構造を形成できる。これによれば、例えば特許文献1のようなナノインプリント金型を利用することなく、簡単な装置で、上記凹凸構造を形成できる。また、大型の有機薄膜太陽電池の製造にも容易に対応できる。また、スプレー法やスピンコート法などの簡易な成膜法で電子受容層4と電子供与層5を形成できる。従って、電子受容層4と電子供与層5の界面の凹凸構造を、安価かつ簡便に形成できる。   As described above, the organic semiconductor is charged with a charge and an electric field is applied after the film formation, whereby the organic semiconductor is electrophoresed to form an uneven structure at the interface between the electron accepting layer 4 and the electron donating layer 5. According to this, for example, the uneven structure can be formed with a simple apparatus without using a nanoimprint mold as in Patent Document 1. Moreover, it can respond easily also to manufacture of a large sized organic thin-film solar cell. Further, the electron accepting layer 4 and the electron donating layer 5 can be formed by a simple film forming method such as a spray method or a spin coating method. Therefore, the uneven structure at the interface between the electron-accepting layer 4 and the electron-donating layer 5 can be formed inexpensively and easily.

続いて、上記第1実施形態の変形例について説明する。   Subsequently, a modified example of the first embodiment will be described.

上記実施形態では、n型有機半導体11にのみ電荷を帯びさせているが、n型有機半導体11とp型有機半導体12の双方に電荷を帯びさせても良い。ただしこの場合には、両者は互いに逆の電荷を帯びさせることが好適である。例えばn型有機半導体11に負の電荷を帯びさせる場合は、p型有機半導体12には正の電荷を帯びさせる。これによれば、図4に示すように、泳動工程においてn型有機半導体11とp型有機半導体12をそれぞれ逆方向に電気泳動させることができるので、当該電気泳動の効果を増大させることができる。   In the above embodiment, only the n-type organic semiconductor 11 is charged, but both the n-type organic semiconductor 11 and the p-type organic semiconductor 12 may be charged. However, in this case, it is preferable that both have opposite charges. For example, when the n-type organic semiconductor 11 is negatively charged, the p-type organic semiconductor 12 is positively charged. According to this, as shown in FIG. 4, since the n-type organic semiconductor 11 and the p-type organic semiconductor 12 can be electrophoresed in opposite directions in the migration step, the effect of the electrophoresis can be increased. .

次に、上記第1実施形態の別の変形例について説明する。   Next, another modification of the first embodiment will be described.

上記第1実施形態では、平板状の外部電極7,8を、電子受容層4及び電子供与層5と平行に配置することで、電子受容層4及び電子供与層5に対して均一な電場を印加している。しかしこれに限らず、電子受容層4及び電子供与層5に対して不均一な電場を印加しても良い。不均一な電場を印加する方法の1つとして、外部電極7,8を、電子受容層4及び電子供与層5に対して平行とならないように配置することが考えられる。例えば図5は、外部電極8の下面の一部を、電子供与層5に向けて凸となるように針状に形成したものである。これによれば、電子受容層4及び電子供与層5に印加される電場の強さが場所によって異なるため、泳動工程において有機半導体が電気泳動する距離が場所によって変化する。このように、外部電極の形状を工夫することにより、電子受容層4及び電子供与層5に対して印加する電場に強弱をつけることができるので、任意の構造の凹凸部17を形成できる。   In the first embodiment, the flat external electrodes 7 and 8 are arranged in parallel with the electron accepting layer 4 and the electron donating layer 5, so that a uniform electric field is generated with respect to the electron accepting layer 4 and the electron donating layer 5. Applied. However, the present invention is not limited to this, and a non-uniform electric field may be applied to the electron-accepting layer 4 and the electron-donating layer 5. As one method for applying a non-uniform electric field, the external electrodes 7 and 8 may be arranged so as not to be parallel to the electron accepting layer 4 and the electron donating layer 5. For example, in FIG. 5, a part of the lower surface of the external electrode 8 is formed in a needle shape so as to protrude toward the electron donating layer 5. According to this, since the strength of the electric field applied to the electron accepting layer 4 and the electron donating layer 5 varies depending on the location, the distance at which the organic semiconductor moves in the migration process varies depending on the location. Thus, by devising the shape of the external electrode, the electric field applied to the electron-accepting layer 4 and the electron-donating layer 5 can be increased or decreased, so that the uneven portion 17 having an arbitrary structure can be formed.

次に、上記第1実施形態の更に別の変形例について説明する。   Next, still another modification of the first embodiment will be described.

上記第1実施形態では、泳動工程で電場を印加するための電極として、外部電極7,8を設けている。これに代えて、外部電極7,8の一方又は両方を、有機薄膜太陽電池1が備える陰極3又は陽極6で代用できる。例えば図6は、泳動工程において、有機薄膜太陽電池1の陰極3を第1外部電極7の代わりに利用した例を示している。つまり、泳動工程において、有機薄膜太陽電池1の陰極3を直流電源9のマイナス側に、第2外部電極8を直流電源9のプラス側に接続して、陰極3と第2外部電極8との間に電場を形成する。これによれば、上記第1実施形態の泳動工程で必要だった第1外部電極7を省略できるので、電場を印加するために用いる装置を簡略化でき、有機薄膜太陽電池1の製造コストを削減できる。また、泳動工程の前に陽極6を予め形成しておくことができる場合は、当該陽極6を第2外部電極8の代わりに利用できる。この場合、第2外部電極8を省略できる。   In the first embodiment, the external electrodes 7 and 8 are provided as electrodes for applying an electric field in the migration process. Instead, one or both of the external electrodes 7 and 8 can be substituted with the cathode 3 or the anode 6 provided in the organic thin film solar cell 1. For example, FIG. 6 shows an example in which the cathode 3 of the organic thin film solar cell 1 is used in place of the first external electrode 7 in the migration step. That is, in the migration step, the cathode 3 of the organic thin film solar cell 1 is connected to the negative side of the DC power source 9, and the second external electrode 8 is connected to the positive side of the DC power source 9. An electric field is formed between them. According to this, since the 1st external electrode 7 required by the migration process of the said 1st Embodiment can be abbreviate | omitted, the apparatus used in order to apply an electric field can be simplified, and the manufacturing cost of the organic thin film solar cell 1 is reduced. it can. In addition, when the anode 6 can be formed in advance before the migration step, the anode 6 can be used in place of the second external electrode 8. In this case, the second external electrode 8 can be omitted.

続いて、本発明の第2実施形態の製造方法について、図7を参照しながら説明する。なお、以下の第2実施形態は、有機半導体溶液調整工程、成膜工程、及び泳動工程のみが第1実施形態と異なっているので、第1実施形態と共通する工程については説明を省略する場合がある。   Next, a manufacturing method according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The following second embodiment is different from the first embodiment only in the organic semiconductor solution adjustment process, the film forming process, and the migration process. Therefore, the description of the processes common to the first embodiment is omitted. There is.

この第2実施形態の有機半導体溶液調整工程では、n型有機半導体11とp型有機半導体12の混合溶液を調整する。即ち、n型有機半導体11とp型有機半導体12をそれぞれ適量計り取り、適当な溶媒に溶解させる。これにより、n型有機半導体11とp型有機半導体12が所定の濃度で混合された混合溶液が調整される。なお、この第2実施形態の有機半導体溶液調整工程においても、n型有機半導体11及びp型有機半導体12の少なくとも何れか一方に電荷を帯びさせておく。本実施形態では、n型有機半導体11に負の電荷を帯びさせたとして説明する。   In the organic semiconductor solution adjustment step of the second embodiment, a mixed solution of the n-type organic semiconductor 11 and the p-type organic semiconductor 12 is adjusted. That is, an appropriate amount of each of the n-type organic semiconductor 11 and the p-type organic semiconductor 12 is weighed and dissolved in an appropriate solvent. Thereby, the mixed solution in which the n-type organic semiconductor 11 and the p-type organic semiconductor 12 are mixed at a predetermined concentration is adjusted. In the organic semiconductor solution adjustment process of the second embodiment, at least one of the n-type organic semiconductor 11 and the p-type organic semiconductor 12 is charged. In the present embodiment, description will be made assuming that the n-type organic semiconductor 11 is negatively charged.

第2実施形態の成膜工程では、上記のようにして調整した混合溶液を、陰極3の上面に塗布する。これにより、図7(a)に示すように、n型有機半導体11とp型有機半導体12がランダムに混合した混合層14が形成される。   In the film forming process of the second embodiment, the mixed solution prepared as described above is applied to the upper surface of the cathode 3. Thereby, as shown in FIG. 7A, a mixed layer 14 in which the n-type organic semiconductor 11 and the p-type organic semiconductor 12 are mixed at random is formed.

そして、第2実施形態の泳動工程では、上記のようにして塗布した混合層14が完全に乾燥する前に、当該混合層14に対して電場を印加する。これにより、混合層14中で電荷を帯びている有機半導体(本実施形態の場合はn型有機半導体11)が電気泳動する。   In the migration step of the second embodiment, an electric field is applied to the mixed layer 14 before the mixed layer 14 applied as described above is completely dried. As a result, an organic semiconductor having an electric charge in the mixed layer 14 (in this embodiment, the n-type organic semiconductor 11) is electrophoresed.

この第2実施形態の泳動工程では、n型有機半導体11を陰極3側に向けて泳動させるように、p型有機半導体を陽極6(図7では図示を省略)側に向けて泳動させるように、電場を印加する。本実施形態ではn型有機半導体11に負の電荷を帯びさせているので、図7(b)に示すように、第1外部電極7を直流電源9のプラス側に、第2外部電極8を直流電源9のマイナス側にそれぞれ接続して、下から上に向かう電場を印加する。つまり、この第2実施形態の泳動工程では、第1実施形態の泳動工程とは逆向きの電場を印加する。これにより、負の電荷を帯びたn型有機半導体11が、陰極3側に向けて(図7の下に向けて)電気泳動する。   In the migration step of the second embodiment, the p-type organic semiconductor is migrated toward the anode 6 (not shown in FIG. 7) so that the n-type organic semiconductor 11 is migrated toward the cathode 3. Apply an electric field. In this embodiment, since the n-type organic semiconductor 11 is negatively charged, the first external electrode 7 is placed on the positive side of the DC power source 9 and the second external electrode 8 is placed as shown in FIG. The electric field is connected to the negative side of the DC power supply 9 and applied from the bottom to the top. That is, in the migration process of the second embodiment, an electric field in the opposite direction to the migration process of the first embodiment is applied. Thereby, the negatively charged n-type organic semiconductor 11 is electrophoresed toward the cathode 3 side (downward in FIG. 7).

これにより、混合層14の中でランダムに分散していたn型有機半導体11を陰極3側に寄せることができる。また、これにともなって、混合層14中でランダムに分散していたp型有機半導体12が、陽極6側に寄ることになる(図7(b)の状態)。つまり、陰極3側にn型有機半導体11が多く存在し、陽極側にp型有機半導体12が多く存在するように、混合層14中の有機半導体の分布を厚み方向(図7の上下方向)で偏らせることができる。この状態で混合層14を加熱して乾燥させる(乾燥工程)ことにより、混合層14中の有機半導体の分布に偏りがある構造を固定できる。以上のように形成された混合層14の上に陽極6を形成することにより、例えば図7(c)に示すような有機薄膜太陽電池29を得ることができる。   As a result, the n-type organic semiconductor 11 that is randomly dispersed in the mixed layer 14 can be brought closer to the cathode 3 side. As a result, the p-type organic semiconductor 12 that is randomly dispersed in the mixed layer 14 approaches the anode 6 side (the state shown in FIG. 7B). In other words, the distribution of the organic semiconductor in the mixed layer 14 is in the thickness direction (vertical direction in FIG. 7) so that there are many n-type organic semiconductors 11 on the cathode 3 side and many p-type organic semiconductors 12 on the anode side. Can be biased. By heating and drying the mixed layer 14 in this state (drying process), a structure in which the distribution of the organic semiconductor in the mixed layer 14 is biased can be fixed. By forming the anode 6 on the mixed layer 14 formed as described above, for example, an organic thin film solar cell 29 as shown in FIG. 7C can be obtained.

従来の製造方法において、n型有機半導体とp型有機半導体の混合溶液を塗布して形成されるバルクヘテロ構造(図10(b))は、ランダムな構造であり、電荷の移動経路の観点で最適ではなかった。この点、上記実施形態のように、n型有機半導体とp型有機半導体の混合溶液に電場を印加して、ランダムに分散していた有機半導体を電気泳動させることにより、n型有機半導体11を陰極3側に、p型有機半導体12を陽極6側に、それぞれ寄せることができる。これにより、例えば図7(c)に示すように、陰極3までの電子の移動経路と、陽極6までの正孔の移動経路が形成され易くなる。なお、電気泳動によって混合層14中のn型有機半導体11及びp型有機半導体12の分布を偏らせたとしても、両者が完全に分離するわけではないため、両者の境界部分は図7(c)に示すように複雑に入り組んだ構造となり、結果としてp−n接合界面の面積を大きく確保できる。このように、第2実施形態の製造方法によれば、図10(c)の相互貫入型接続構造に近い理想的な構造を形成することができる。   In the conventional manufacturing method, the bulk heterostructure (FIG. 10B) formed by applying a mixed solution of an n-type organic semiconductor and a p-type organic semiconductor is a random structure, and is optimal from the viewpoint of a charge transfer path. It wasn't. In this regard, as in the above-described embodiment, an electric field is applied to the mixed solution of the n-type organic semiconductor and the p-type organic semiconductor, and the randomly dispersed organic semiconductor is electrophoresed to thereby form the n-type organic semiconductor 11. The p-type organic semiconductor 12 can be brought closer to the anode 6 side on the cathode 3 side. Thereby, for example, as shown in FIG. 7C, an electron moving path to the cathode 3 and a hole moving path to the anode 6 are easily formed. Note that even if the distribution of the n-type organic semiconductor 11 and the p-type organic semiconductor 12 in the mixed layer 14 is biased by electrophoresis, the two are not completely separated. ), A complicated and complicated structure is obtained, and as a result, a large area of the pn junction interface can be secured. Thus, according to the manufacturing method of 2nd Embodiment, the ideal structure close | similar to the interpenetrating connection structure of FIG.10 (c) can be formed.

続いて、上記第2実施形態の変形例について説明する。   Subsequently, a modification of the second embodiment will be described.

本発明の製造方法は、有機半導体の層を3層以上積層したタンデム構造(p−i−n接合構造も含む)の有機薄膜太陽電池にも適用できる。例えば、上記第2実施形態の製造方法は、図8(a)に示すような、いわゆるp−i−n接合型の有機薄膜太陽電池41の製造方法にも適用できる。   The manufacturing method of the present invention can also be applied to an organic thin film solar cell having a tandem structure (including a pin junction structure) in which three or more organic semiconductor layers are stacked. For example, the manufacturing method of the second embodiment can be applied to a manufacturing method of a so-called pin junction type organic thin-film solar cell 41 as shown in FIG.

p−i−n接合型の有機薄膜太陽電池41は、n型有機半導体11からなる電子受容層4と、p型有機半導体12からなる電子供与層5の間に、n型有機半導体とp型有機半導体の混合層(i層)14を設けた構成である。第2実施形態の製造方法によって混合層(i層)14中の有機半導体を電気泳動させることにより、当該混合層(i層)14中に電荷の移動経路が形成され易くなるとともに、p−n接合界面の面積を大きく確保できるので、変換効率を向上させることができる。   The p-i-n junction type organic thin film solar cell 41 includes an n-type organic semiconductor and a p-type layer between an electron-accepting layer 4 made of an n-type organic semiconductor 11 and an electron-donating layer 5 made of a p-type organic semiconductor 12. The organic semiconductor mixed layer (i layer) 14 is provided. Electrophoresis of the organic semiconductor in the mixed layer (i layer) 14 by the manufacturing method of the second embodiment facilitates the formation of a charge transfer path in the mixed layer (i layer) 14, and pn Since a large area of the joint interface can be secured, the conversion efficiency can be improved.

なお、混合層(i層)14中の有機半導体を電気泳動させるという観点では、電子受容層4及び電子供与層5中の有機半導体を電気泳動させる必要はない。電気泳動させる必要が無い層(上記の場合は電子受容層4及び電子供与層5)は、塗布以外の成膜方法(例えば蒸着法など)によって成膜することができる。当然ながら、電気泳動させる必要が無い層は、泳動工程の段階で完全に乾燥していても構わない。これによれば、有機溶媒に難溶な有機半導体を用いて電子受容層4及び電子供与層5を形成できるので、材料選択の自由度が向上する。   From the viewpoint of electrophoresis of the organic semiconductor in the mixed layer (i layer) 14, it is not necessary to perform the electrophoresis of the organic semiconductor in the electron accepting layer 4 and the electron donating layer 5. The layers that do not need to be electrophoresed (in the above case, the electron-accepting layer 4 and the electron-donating layer 5) can be formed by a film-forming method other than coating (for example, a vapor deposition method). Of course, the layer that does not need to be electrophoresed may be completely dried at the stage of the electrophoresis process. According to this, since the electron accepting layer 4 and the electron donating layer 5 can be formed using an organic semiconductor that is hardly soluble in an organic solvent, the degree of freedom in material selection is improved.

もっとも、p−i−n接合構造の有機薄膜太陽電池を製造する際に、電子受容層4及び電子供与層5中の有機半導体を電気泳動させてはいけない、というわけではない。例えば、電子受容層4、混合層14、電子供与層5中の有機半導体にそれぞれ適切な電荷を帯びさせておき、各層を塗布によって形成し、積層して塗布された各層が完全に乾燥する前に電場を印加すれば、各層の有機半導体をまとめて電気泳動させることができる。このように、有機半導体の層を3層以上積層して形成する場合であっても、各層が完全に乾燥する前に電場を印加すれば、3層以上の層の有機半導体をまとめて電気泳動させることができる。   However, when manufacturing an organic thin film solar cell having a pin junction structure, the organic semiconductor in the electron accepting layer 4 and the electron donating layer 5 should not be electrophoresed. For example, before the organic semiconductors in the electron accepting layer 4, the mixed layer 14, and the electron donating layer 5 are each charged with an appropriate charge, each layer is formed by coating, and each layer applied by stacking is completely dried. When an electric field is applied to the organic semiconductor, the organic semiconductors in each layer can be electrophoresed together. Thus, even when three or more layers of organic semiconductors are stacked, if an electric field is applied before each layer is completely dried, the organic semiconductors of three or more layers are electrophoresed together. Can be made.

これによれば、図8(b)に示すように、電子受容層4と混合層(i層)14の界面、及び混合層(i層)14と電子供与層5の界面にそれぞれ凹凸を形成したp−i−n接合型の有機薄膜太陽電池42を得ることができる。また、この場合であっても、混合層(i層)14中の有機半導体には厚み方向での分布の偏りが形成され、電荷の移動経路が形成され易くなる。従って、このようにして製造された有機薄膜太陽電池42(図8(b))は、有機半導体の層の界面に凹凸を形成するという第1実施形態の効果と、混合層14中の有機半導体に厚み方向での分布の偏りを持たせるという第2実施形態の効果を合わせた効果が得られるので、変換効率をより一層向上させることができる。   According to this, as shown in FIG. 8B, irregularities are formed at the interface between the electron accepting layer 4 and the mixed layer (i layer) 14 and at the interface between the mixed layer (i layer) 14 and the electron donating layer 5, respectively. The p-i-n junction type organic thin film solar cell 42 can be obtained. Even in this case, the organic semiconductor in the mixed layer (i-layer) 14 is unevenly distributed in the thickness direction, and a charge transfer path is easily formed. Therefore, the organic thin-film solar cell 42 (FIG. 8B) manufactured in this way has the effect of the first embodiment that the unevenness is formed at the interface of the organic semiconductor layer, and the organic semiconductor in the mixed layer 14. Since the effect which combined the effect of 2nd Embodiment of giving the bias | inclination of the distribution in a thickness direction is acquired, conversion efficiency can be improved further.

続いて、本発明の第3実施形態について説明する。なお、以下の第3実施形態は、有機半導体溶液調整工程及び泳動工程のみが第1実施形態と異なっているので、第1実施形態と共通する工程については説明を省略する場合がある。   Subsequently, a third embodiment of the present invention will be described. In the following third embodiment, only the organic semiconductor solution adjustment step and the migration step are different from the first embodiment, and therefore, the description of the steps common to the first embodiment may be omitted.

上記第1実施形態及び第2実施形態では、有機半導体を電気泳動させる例について説明した。これに対し、この第3実施形態は、有機半導体を磁気泳動させるものである。以下、具体的に説明する。   In the first embodiment and the second embodiment, the example in which the organic semiconductor is electrophoresed has been described. On the other hand, this 3rd Embodiment makes an organic semiconductor magnetophoresis. This will be specifically described below.

この第3実施形態の有機半導体溶液調整工程では、n型有機半導体11の溶液、又はp型有機半導体12の溶液の何れか一方に磁性体を添加する。溶液に添加する磁性体としては、磁性ビーズのような粒子であることが好ましい。この磁性ビーズは、添加された溶液中の有機半導体に対する選択性があれば好適である。   In the organic semiconductor solution adjustment step of the third embodiment, a magnetic material is added to either the n-type organic semiconductor 11 solution or the p-type organic semiconductor 12 solution. The magnetic substance added to the solution is preferably particles such as magnetic beads. This magnetic bead is suitable if it has selectivity for the organic semiconductor in the added solution.

なお、磁気泳動の場合は、電気泳動とは異なり、n型有機半導体11とp型有機半導体12を反対方向に泳動させるということができない。そこで、第3実施形態の有機半導体溶液調整工程では、n型有機半導体11又はp型有機半導体12の何れか一方にのみ磁性体を添加し、他方には磁性体を添加しない。なお、本実施形態では、n型有機半導体11の溶液に磁性ビーズを添加したとして説明する。   In the case of magnetophoresis, unlike electrophoresis, the n-type organic semiconductor 11 and the p-type organic semiconductor 12 cannot be migrated in opposite directions. Therefore, in the organic semiconductor solution adjustment step of the third embodiment, the magnetic material is added only to one of the n-type organic semiconductor 11 and the p-type organic semiconductor 12, and the magnetic material is not added to the other. In the present embodiment, description will be made assuming that magnetic beads are added to the solution of the n-type organic semiconductor 11.

第3実施形態の成膜工程では、上記のようにして調整したn型有機半導体11の溶液を陰極3の上面に塗布し、電子受容層4を形成する。そして、電子受容層4が乾燥する前に、当該電子受容層4の上面にp型有機半導体12の溶液を積層して塗布し、電子供与層5を形成する。このときの様子を図9(a)に示す。図9では、電子受容層4に添加されている磁性ビーズ16を黒丸で模式的に示している。   In the film forming process of the third embodiment, the solution of the n-type organic semiconductor 11 adjusted as described above is applied to the upper surface of the cathode 3 to form the electron accepting layer 4. Then, before the electron accepting layer 4 is dried, a solution of the p-type organic semiconductor 12 is laminated and applied on the upper surface of the electron accepting layer 4 to form the electron donating layer 5. The situation at this time is shown in FIG. In FIG. 9, the magnetic beads 16 added to the electron-accepting layer 4 are schematically shown by black circles.

そして、第3実施形態の泳動工程では、上記のようにして形成した電子受容層4及び電子供与層5が完全に乾燥する前に、当該電子受容層4及び電子供与層5に対して磁場を印加する。   In the migration step of the third embodiment, before the electron accepting layer 4 and the electron donating layer 5 formed as described above are completely dried, a magnetic field is applied to the electron accepting layer 4 and the electron donating layer 5. Apply.

磁場を印加する方法は特に限定されないが、例えば図9(b)のように、電磁石15によって磁場を印加する構成とすれば、磁場の強さや、磁場の印加時間などを容易に制御できるので好適である。また、このとき、電子受容層4及び電子供与層5を厚み方向で磁力線が通過するように磁場が形成されれば好適である。   The method for applying the magnetic field is not particularly limited. For example, as shown in FIG. 9B, the configuration in which the magnetic field is applied by the electromagnet 15 is preferable because the strength of the magnetic field, the application time of the magnetic field, and the like can be easily controlled. It is. At this time, it is preferable that a magnetic field is formed so that the magnetic lines of force pass through the electron accepting layer 4 and the electron donating layer 5 in the thickness direction.

これにより、磁性ビーズ16を添加された電子受容層4中のn型有機半導体11が電磁石15に向けて磁気泳動するので、電子受容層4と電子供与層5の界面(p−n接合界面)が隆起し、当該界面に凹凸が生じる。電磁石15によって印加する磁場の強さ、磁場の印加時間を適宜制御することにより、所望の構造の凹凸を形成することができる。そして、上記のように磁場を印加した状態で、又は磁場の印加を完了した後で、電子受容層4及び電子供与層5を加熱処理して、電子受容層4及び電子供与層5を乾燥させる(乾燥工程)。これにより、電子受容層4と電子供与層5の界面の凹凸構造が固定され、凹凸部17が形成される。   As a result, the n-type organic semiconductor 11 in the electron accepting layer 4 to which the magnetic beads 16 have been added migrates toward the electromagnet 15, so that the interface between the electron accepting layer 4 and the electron donating layer 5 (pn junction interface). Bulges and irregularities occur at the interface. By appropriately controlling the strength of the magnetic field applied by the electromagnet 15 and the application time of the magnetic field, irregularities having a desired structure can be formed. Then, in the state where the magnetic field is applied as described above or after the application of the magnetic field is completed, the electron accepting layer 4 and the electron donating layer 5 are heated to dry the electron accepting layer 4 and the electron donating layer 5. (Drying process). Thereby, the uneven structure at the interface between the electron accepting layer 4 and the electron donating layer 5 is fixed, and the uneven portion 17 is formed.

以上のように、第3実施形態の有機半導体溶液調整工程では、n型有機半導体11に磁性ビーズ16を添加している。そして、この第3実施形態の泳動工程では、成膜工程で形成した電子受容層4及び電子供与層5が完全に乾燥していない状態で、当該層に対し磁場を印加している。これにより、有機半導体を磁気泳動させて所望の構造の有機半導体層を形成できる。   As described above, in the organic semiconductor solution adjustment process of the third embodiment, the magnetic beads 16 are added to the n-type organic semiconductor 11. In the migration process of the third embodiment, a magnetic field is applied to the layer in a state where the electron accepting layer 4 and the electron donating layer 5 formed in the film forming process are not completely dried. Thereby, an organic semiconductor layer having a desired structure can be formed by magnetophoresis of the organic semiconductor.

電荷を帯びさせることが難しい有機半導体材料には第1実施形態や第2実施形態のような電気泳動を利用できないが、このような半導体材料であっても、上記第3実施形態のように磁気ビーズを添加して磁場を印加することで磁気泳動させることができる。これにより、材料選択の自由度が向上する。   Electrophoresis as in the first and second embodiments cannot be used for organic semiconductor materials that are difficult to charge. However, even such semiconductor materials are magnetic as in the third embodiment. Magnetophoresis can be performed by adding beads and applying a magnetic field. Thereby, the freedom degree of material selection improves.

以上に本発明の好適な実施の形態及び変形例を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。   The preferred embodiments and modifications of the present invention have been described above, but the above configuration can be modified as follows, for example.

陽極6は真空蒸着によって作成するものとしたが、これに限らず、例えば導電性のペーストを電子供与層5の上面に塗布して作成しても良い。   The anode 6 is formed by vacuum vapor deposition, but the present invention is not limited to this. For example, the anode 6 may be formed by applying a conductive paste on the upper surface of the electron donating layer 5.

上記第1実施形態及び第3実施形態では、まずn型有機半導体11の溶液を塗布して電子受容層4を先に形成し、その上にp型有機半導体12の溶液を塗布して電子供与層5を形成しているが、これに限らず、電子受容層4と電子供与層5を形成する順番は逆でも良い。   In the first and third embodiments, the n-type organic semiconductor 11 solution is first applied to form the electron-accepting layer 4, and then the p-type organic semiconductor 12 solution is applied thereon to provide electrons. Although the layer 5 is formed, the order of forming the electron accepting layer 4 and the electron donating layer 5 is not limited to this, and the order may be reversed.

上記第1実施形態では、n型有機半導体11を陽極6側に向けて泳動させるように、p型有機半導体を陰極3側に向けて泳動させるように、電場を印加するものとして説明した。相互貫入型接合構造にみられるような櫛型の凹凸構造を形成するという点では、このように電場を印加することが好ましい。しかし、電子受容層4と電子供与層5に対して電場を印加する方向がこれ以外であったとしても、有機半導体が電気泳動することにより、電子受容層4と電子供与層5の界面の構造に何らかの変化を与えることができる。このように、電場を印加する方向は、上記実施形態のものに限定されない。同様に、第3実施形態のように磁場を印加して磁気泳動を発生させる場合であっても、当該磁場を印加する方向は限定されない。   In the first embodiment described above, the electric field is applied so that the n-type organic semiconductor 11 migrates toward the anode 6 and the p-type organic semiconductor migrates toward the cathode 3. In this respect, it is preferable to apply the electric field in terms of forming a comb-shaped concavo-convex structure as seen in the interpenetrating junction structure. However, even when the electric field is applied to the electron accepting layer 4 and the electron donating layer 5 in other directions, the structure of the interface between the electron accepting layer 4 and the electron donating layer 5 is caused by electrophoresis of the organic semiconductor. Can give some change. Thus, the direction in which the electric field is applied is not limited to that in the above embodiment. Similarly, even when the magnetic field is generated by applying a magnetic field as in the third embodiment, the direction in which the magnetic field is applied is not limited.

陰極3又は陽極6と、有機半導体と、の間にバッファ層を設けても良い。   A buffer layer may be provided between the cathode 3 or the anode 6 and the organic semiconductor.

第1実施形態及び第3実施形態において、電子受容層4と電子供与層5は、泳動工程の段階で完全に乾燥していない状態であれば良い。仮に、泳動工程の前に電子受容層4又は電子供与層5が完全に乾燥することがあったとしても、泳動工程の段階で再び溶媒に溶けた状態となっていれば良い。また、泳動工程の段階で、電子受容層4及び電子供与層5の全体が溶媒に溶けた状態である必要はなく、電子受容層4及び電子供与層5のうち少なくとも界面部分が溶媒に溶けた状態であれば良い。同様に、第2実施形態において、混合層14は、泳動工程の段階で完全に乾燥していない状態であれば良い。   In the first embodiment and the third embodiment, the electron accepting layer 4 and the electron donating layer 5 may be in a state where they are not completely dried at the stage of the migration process. Even if the electron-accepting layer 4 or the electron-donating layer 5 may be completely dried before the migration step, it is sufficient that the electron-accepting layer 4 or the electron-donating layer 5 is again dissolved in the solvent at the stage of the migration step. Further, it is not necessary that the entire electron-accepting layer 4 and the electron-donating layer 5 are dissolved in the solvent at the stage of the migration process, and at least the interface portion of the electron-accepting layer 4 and the electron-donating layer 5 is dissolved in the solvent. It is sufficient if it is in a state. Similarly, in the second embodiment, the mixed layer 14 may be in a state where it is not completely dried at the stage of the migration process.

1 有機薄膜太陽電池
3 陰極
4 電子受容層
5 電子供与層
6 陽極
7 第1外部電極
8 第2外部電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Organic thin film solar cell 3 Cathode 4 Electron acceptance layer 5 Electron donation layer 6 Anode 7 1st external electrode 8 2nd external electrode

Claims (5)

p型有機半導体及びn型有機半導体の層、又は両者を混合した層を形成する成膜工程と、
前記成膜工程で形成した層が完全に乾燥していない状態で、当該層に対して電場を印加する泳動工程と、
を含み、
前記泳動工程において、前記p型有機半導体及び前記n型有機半導体の少なくとも何れか一方が電荷を帯びていることを特徴とする有機薄膜太陽電池の製造方法。
a film forming step of forming a layer of a p-type organic semiconductor and an n-type organic semiconductor, or a mixture of both;
A migration step of applying an electric field to the layer in a state where the layer formed in the film formation step is not completely dry;
Including
In the migration step, at least one of the p-type organic semiconductor and the n-type organic semiconductor is charged.
請求項1に記載の有機薄膜太陽電池の製造方法であって、
前記成膜工程において、不均一な電場を印加することを特徴とする、有機薄膜太陽電池の製造方法。
It is a manufacturing method of the organic thin film solar cell of Claim 1,
In the said film-forming process, a nonuniform electric field is applied, The manufacturing method of an organic thin-film solar cell characterized by the above-mentioned.
p型有機半導体及びn型有機半導体の層、又は両者を混合した層を形成する成膜工程と、
前記成膜工程で形成した層が完全に乾燥していない状態で、当該層に対して磁場を印加する泳動工程と、
を含み、
前記泳動工程において、前記p型有機半導体又は前記n型有機半導体の何れか一方に磁性体が添加されていることを特徴とする有機薄膜太陽電池の製造方法。
a film forming step of forming a layer of a p-type organic semiconductor and an n-type organic semiconductor, or a mixture of both;
A migration step of applying a magnetic field to the layer in a state where the layer formed in the film-forming step is not completely dry;
Including
In the migration step, a magnetic material is added to any one of the p-type organic semiconductor and the n-type organic semiconductor.
請求項1から3までの何れか一項に記載の有機薄膜太陽電池の製造方法であって、
前記成膜工程において、前記p型有機半導体の溶液と前記n型有機半導体の溶液を積層して塗布することにより、p型有機半導体の層及びn型有機半導体の層を形成することを特徴とする、有機薄膜太陽電池の製造方法。
It is a manufacturing method of the organic thin film solar cell according to any one of claims 1 to 3,
In the film forming step, the p-type organic semiconductor layer and the n-type organic semiconductor solution are stacked and applied to form a p-type organic semiconductor layer and an n-type organic semiconductor layer. The manufacturing method of an organic thin-film solar cell.
請求項1から3までの何れか一項に記載の有機薄膜太陽電池の製造方法であって、
前記成膜工程において、前記p型有機半導体及び前記n型有機半導体の混合溶液を塗布することにより、前記p型有機半導体及び前記n型有機半導体の混合層を形成することを特徴とする、有機薄膜太陽電池の製造方法。
It is a manufacturing method of the organic thin film solar cell according to any one of claims 1 to 3,
In the film forming step, the mixed layer of the p-type organic semiconductor and the n-type organic semiconductor is applied to form a mixed layer of the p-type organic semiconductor and the n-type organic semiconductor. Manufacturing method of thin film solar cell.
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