JP2016100478A - Hole transport layer material and solar cell using hole transport layer material - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hole transport layer material having excellent hole transportability, and excellent in durability inexpensively, and to provide a solar cell having high photoelectric conversion efficiency by using the hole transport layer material.SOLUTION: By giving a spiro ring structure in a molecule, a material having excellent hole transportability and high planarity of molecule, and thereby ensuring good electrical coupling between π-conjugated molecules, when superposing the molecules, is found. When using the hole transport layer material in the hole transport layer of hybrid solar cell, excellent hole transportability is obtained, and the solar cell performance is enhanced.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ホール輸送層材料およびホール輸送層材料を用いた太陽電池に関する。   The present invention relates to a hole transport layer material and a solar cell using the hole transport layer material.

太陽電池には、シリコン系、化合物半導体、有機半導体などの素子を用いたものが一般的であるが、高い光捕集能に加え、薄膜化や低コスト化の可能な有機および無機のハイブリッド型太陽電池が注目されている。   Solar cells generally use silicon, compound semiconductors, organic semiconductors, etc., but in addition to high light collection capability, organic and inorganic hybrid types that can be made thinner and less expensive Solar cells are attracting attention.

非特許文献1には、透明導電膜付きガラス基板と、緻密な二酸化チタン(TiO2)膜からなる再結合防止層と、光によって励起して電子を発生する色素としてヨウ化鉛(PbI2)及びメチルアンモニウムアイオダイド(CH3NH3I)を、多孔質の二酸化チタン(TiO2)に吸着させて形成される電解層と、ホール輸送層と、電極とを備えたハイブリッド型太陽電池が示されている。 Non-Patent Document 1 discloses a glass substrate with a transparent conductive film, a recombination prevention layer composed of a dense titanium dioxide (TiO 2 ) film, and lead iodide (PbI 2 ) as a dye that generates electrons when excited by light. And a hybrid solar cell comprising an electrolytic layer formed by adsorbing methylammonium iodide (CH 3 NH 3 I) on porous titanium dioxide (TiO 2 ), a hole transport layer, and an electrode Has been.

この電解層は、スピンコート法を用いてPbI2を多孔質TiO2の孔内部に浸透させた後、CH3NH3Iを含んだ溶液に浸漬させる二段階工程を用いて製造される。その結果、速やかにペロブスカイト色素(CH3NH3 PbI3)の結晶が生成されるので、光電変換効率の向上が図られている。 This electrolytic layer is manufactured using a two-step process in which PbI 2 is infiltrated into the pores of porous TiO 2 using a spin coating method and then immersed in a solution containing CH 3 NH 3 I. As a result, crystals of perovskite dye (CH 3 NH 3 PbI 3 ) are promptly generated, so that the photoelectric conversion efficiency is improved.

また、ホール輸送層に用いられるホール輸送層材料として、下記一般式(A)に示す2,2',7,7'-テトラキス(N,N'-ジ-p-メトキシフェニルアミノ)-9,9'-スピロビフルオレン(2,2',7,7'-tetrakis(N,N'-di-p-methoxyphenylamine)-9,9'-spirobifluorene(一般呼称「Spiro-OMeTAD」、以下、本呼称を使用))が使用されている。ペロブスカイト色素の結晶が光を吸収することによって電子とホールを生じる。ホールは、ホール輸送層材料により対極に輸送され、電子は光極に移動するといったサイクルを繰り返すことで発電する。
In addition, as a hole transport layer material used for the hole transport layer, 2,2 ′, 7,7′-tetrakis (N, N′-di-p-methoxyphenylamino) -9 represented by the following general formula (A): 9'-spirobifluorene (2,2 ', 7,7'-tetrakis (N, N'-di-p-methoxyphenylamine) -9,9'-spirobifluorene (generic name "Spiro-OMeTAD") Is used)). Perovskite dye crystals absorb light and generate electrons and holes. Holes are transported to the counter electrode by the hole transport layer material, and electricity is generated by repeating a cycle in which electrons move to the photoelectrode.

Burschka, J. et al, Sequential deposition as a route to high-performance perovskite-sensitized solar cells, Nature, 2013.07.10, volume499, p316-319, doi:10.1038/nature12340Burschka, J. et al, Sequential deposition as a route to high-performance perovskite-sensitized solar cells, Nature, 2013.07.10, volume499, p316-319, doi: 10.1038 / nature12340

上述したように、ハイブリッド型太陽電池は高い光捕集能を備えており、室内などの弱い光のエネルギー下でも発電性能が高いことから、様々な環境下での利用が期待されている。一方、非特許文献1のハイブリッド型太陽電池においてホール輸送層材料として使用されるSpiro-OMeTADは、分子構造が嵩高く、このため分子間の電気的な接触が得られ難いという問題点があった。そのため、ドーパントとしてコバルト錯体等を添加することによってホール輸送層として機能するものであった。したがって、このドーパントの添加量や混ざり具合(濃度分布)によって、太陽電池の性能が変化し、安定して同一の機能を発揮させることが難しかった。   As described above, the hybrid solar cell has a high light collecting ability and has high power generation performance even under weak light energy such as indoors. Therefore, it is expected to be used in various environments. On the other hand, Spiro-OMeTAD used as a hole transport layer material in the hybrid solar cell of Non-Patent Document 1 has a problem that the molecular structure is bulky, and thus it is difficult to obtain electrical contact between molecules. . Therefore, it functions as a hole transport layer by adding a cobalt complex or the like as a dopant. Therefore, the performance of the solar cell is changed depending on the addition amount of the dopant and the mixing condition (concentration distribution), and it is difficult to stably exhibit the same function.

また、Spiro-OMeTADをホール輸送層材料として積層した場合等において、上述した分子構造に起因して隣接する分子間に隙間が生じ、この隙間に様々な分子が取り込まれる可能性がある。そのため、Spiro-OMeTADによりホール輸送層を作製する際には、例えば、Spiro-OMeTADをドーパント等との混合し、この混合物を溶媒に溶解して塗布後、加温して溶媒を蒸発させる。しかしながら、Spiro-OMeTAD分子間の隙間に溶媒分子が取り込まれると、この分子を完全に取り除くことは困難であり、これに起因して太陽電池性能が安定しないという問題点もあった。しかも、太陽電池として構築した場合において、使用時において、環境中の水分子が前記隙間に入り込み、太陽電池性能や耐久性の低下を招くおそれがあった。   In addition, when Spiro-OMeTAD is laminated as a hole transport layer material, gaps are formed between adjacent molecules due to the molecular structure described above, and various molecules may be taken into the gaps. Therefore, when producing a hole transport layer by Spiro-OMeTAD, for example, Spiro-OMeTAD is mixed with a dopant or the like, this mixture is dissolved in a solvent, applied, and then heated to evaporate the solvent. However, when solvent molecules are taken into the gaps between Spiro-OMeTAD molecules, it is difficult to completely remove the molecules, and as a result, the solar cell performance is not stable. Moreover, when constructed as a solar cell, water molecules in the environment may enter the gap during use, leading to a decrease in solar cell performance and durability.

また、Spiro-OMeTADの合成は、その反応工程数が多く、また精製に際しても多くの工程数が必要であることから、結果として、Spiro-OMeTADの高価格化を招いていた。   In addition, the synthesis of Spiro-OMeTAD has many reaction steps and requires many steps for purification, resulting in an increase in the cost of Spiro-OMeTAD.

そこで、本発明は、優れたホール輸送性を有し、かつ耐久性にも優れたホール輸送層材料を安価に提供することを目的とする。また、本発明は、当該ホール輸送層材料を用いて、電池性能の高い太陽電池を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a hole transport layer material having excellent hole transportability and excellent durability at low cost. Another object of the present invention is to provide a solar cell with high battery performance using the hole transport layer material.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、分子内にスピロ環構造を持つホール輸送層材料が、分子の平面性が高く、これにより分子を重ねた場合にπ共役系等の分子間の電気的結合が良好に確保でき、優れたホール輸送性を有することを見出した。また、当該ホール輸送層材料をハイブリッド型太陽電池等のホール輸送層に用いた場合、当該ホール輸送層材料が優れたホール輸送性を有することから、電池性能が向上することを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that a hole transport layer material having a spiro ring structure in the molecule has a high molecular flatness, and thus when molecules are stacked, a π-conjugated system, etc. It has been found that the electrical coupling between the molecules can be ensured satisfactorily and has an excellent hole transport property. Further, when the hole transport layer material is used for a hole transport layer of a hybrid solar cell or the like, the hole transport layer material has excellent hole transport properties, and thus the battery performance is improved, and the present invention is It came to be completed.

本発明に係るホール輸送層材料の特徴構成は、下記一般式(1)で示される化合物である。
(一般式(1)において、n、n、n、及びnは、独立的に1〜3の整数であり、X、X、X、及びXは、独立的に-O-、-S-、-Se-若しくは-NH-であり、Y、及びYは、独立的に-S-、-Se-、若しくは-NH-であり、A、A、A、及びA4は独立的にフェニレン、チオフェンジイル、チアゾールジイルであり、B、B、B、B、B、B、B、及びBは、独立的に-OR1、-SR、-SeR、-N-R・R、-NHR、若しくは-R(ここで、R、R、R、R、R、R、及びRは独立的に炭素原子数1〜12の直鎖若しくは分岐炭化水素基である)である。)
The characteristic structure of the hole transport layer material according to the present invention is a compound represented by the following general formula (1).
In (formula (1), n 1, n 2, n 3, and n 4 is an integer independently 1~3, X 1, X 2, X 3, and X 4, independently -O-, -S-, -Se- or -NH-, Y 1 and Y 2 are independently -S-, -Se- or -NH-, and A 1 , A 2 , A 3 and A 4 are independently phenylene, thiophenediyl, thiazolediyl, and B 1 , B 2 , B 3 , B 4 , B 5 , B 6 , B 7 , and B 8 are independently − OR 1 , —SR 2 , —SeR 3 , —NR 4 · R 5 , —NHR 6 , or —R 7 (where R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , and R 7 is independently a straight-chain or branched hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms).

好適例としては、下記一般式(2)で示される化合物である。
A preferred example is a compound represented by the following general formula (2).

上記構成によれば、安定的かつ効率的にホールを捕捉し移動させることが可能な優れたホール輸送性を有するホール輸送層材料を提供することができる。本構成のホール輸送層材料はドーパントを添加せずとも良好なホール輸送性を発揮することができ、耐久性の面でも優れた特性を有する。   According to the said structure, the hole transport layer material which has the outstanding hole transport property which can capture | acquire and move a hole stably and efficiently can be provided. The hole transport layer material of this configuration can exhibit good hole transport properties without adding a dopant, and has excellent characteristics in terms of durability.

詳細には、本構成のホール輸送層材料は、スピロ炭素原子がスピロ環構造の中心に位置し、当該スピロ環構造がひずみを吸収するため分子の全体としての平面性が高まる。その結果、弱い相互作用による分子間の結合が形成され、分子間の電気的な結合が確保され、良好なホール輸送性を示すことができる。上述の通り、本構成のホール輸送層材料は、その分子構造の平面性が高いことから分子間に空隙が生じず、ホール輸送性能を低下させる要因と成り得る他の分子が本発明のホール輸送層材料の分子間に混入する等の不具合を防止することができる。これにより、ホール輸送性能が安定し、かつ耐久性の面でも優れた性能を発揮することができる。   Specifically, in the hole transport layer material of this configuration, the spiro carbon atom is positioned at the center of the spiro ring structure, and the spiro ring structure absorbs strain, so that the planarity of the molecule as a whole is enhanced. As a result, bonds between molecules due to weak interaction are formed, electrical bonds between molecules are ensured, and good hole transport properties can be exhibited. As described above, the hole transport layer material of the present configuration has high molecular structure planarity, so that no voids are generated between the molecules, and other molecules that may cause a decrease in hole transport performance are the hole transport of the present invention. Problems such as mixing between molecules of the layer material can be prevented. Thereby, the hole transport performance is stable, and excellent performance can be exhibited in terms of durability.

さらに、本構成のホール輸送層材料は、上述のSpiro-OMeTADと比較して合成に際しての反応工程が少なく、精製も容易であることから合成に要する工程数を低減することができる。このため、安価に合成が可能であり、ひいては太陽電池自体の価格低減を図ることが可能となる。   Furthermore, the hole transport layer material of this configuration has fewer reaction steps in the synthesis than the above-described Spiro-OMeTAD and is easy to purify, so the number of steps required for the synthesis can be reduced. For this reason, it is possible to synthesize at low cost, and as a result, it is possible to reduce the price of the solar cell itself.

本発明に係る太陽電池の特徴構成は、透明導電膜を有する基板、電子を前記透明導電膜に受け渡し、且つ逆電子移動を防止する再結合防止層、光によって励起して前記電子を発生する色素を多孔質半導体に吸着させて形成される電解層、前記色素から発生したホールが通過し、前記ホール輸送層材料を有するホール輸送層、の順に積層される積層体と、前記透明導電膜を介して前記電子を放出する光極、および、前記ホール輸送層の表面に設けられた対極で構成される電極と、を備えている点にある。   The characteristic configuration of the solar cell according to the present invention includes a substrate having a transparent conductive film, a recombination preventing layer for transferring electrons to the transparent conductive film and preventing reverse electron transfer, and a dye that generates the electrons when excited by light. An electrolyte layer formed by adsorbing to a porous semiconductor, a hole transport layer having the hole transport layer material through which holes generated from the dye pass, and a laminated body in that order, and through the transparent conductive film And an electrode composed of a counter electrode provided on the surface of the hole transport layer.

本構成のように、優れたホール輸送性を有するホール輸送層材料を太陽電池のホール輸送層に用いることで、光電変換効率が向上する。さらに、ホール輸送層材料の優れた耐久性によって、太陽電池の耐久性が高まる。このように、ホール輸送層材料を有するホール輸送層によって、太陽電池の電池性能の向上を図ることができる。   Like this structure, photoelectric conversion efficiency improves by using the hole transport layer material which has the outstanding hole transport property for the hole transport layer of a solar cell. Furthermore, the durability of the solar cell is enhanced by the excellent durability of the hole transport layer material. As described above, the cell performance of the solar cell can be improved by the hole transport layer having the hole transport layer material.

ハイブリッド型太陽電池の模式断面図である。It is a schematic cross section of a hybrid type solar cell. ハイブリッド型太陽電池の発電説明図である。It is power generation explanatory drawing of a hybrid type solar cell. ホール輸送層材料の好適例を示す図である。It is a figure which shows the suitable example of hole transport layer material. ホール輸送層材料の好適例を示す図である。It is a figure which shows the suitable example of hole transport layer material. ホール輸送層材料の分子構造と従来の分子構造とを比較した図である。It is the figure which compared the molecular structure of hole transport layer material with the conventional molecular structure. ホール輸送層材料の分子構造と従来の分子構造とを比較した図である。It is the figure which compared the molecular structure of hole transport layer material with the conventional molecular structure. ホール輸送層材料の合成スキームを示す図である。It is a figure which shows the synthetic scheme of hole transport layer material. ハイブリッド型太陽電池の作製手順である。This is a procedure for manufacturing a hybrid solar cell. ホール輸送層材料にドーパントを添加しない場合の太陽電池の性能曲線を示す比較図である。It is a comparison figure which shows the performance curve of the solar cell when not adding a dopant to hole transport layer material. ホール輸送層材料にドーパントを添加した場合の太陽電池の性能曲線を示す比較図である。It is a comparison figure which shows the performance curve of the solar cell at the time of adding a dopant to hole transport layer material.

以下に、特定構造を有するホール輸送層材料を用いたハイブリッド型太陽電池10(太陽電池の一例。以下、太陽電池10と記載する。)の実施形態について、図面に基づいて説明する。ただし、以下の実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。   Hereinafter, an embodiment of a hybrid solar cell 10 (an example of a solar cell, hereinafter referred to as a solar cell 10) using a hole transport layer material having a specific structure will be described based on the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

(基本構成)
図1に示すように、太陽電池10は、透明基板21及び透明導電膜22を有する基板2と、基板2上に設けられ、電子を透明導電膜22に受け渡し、且つホール輸送層5と透明導電膜22とを分離して電子とホールとの再結合(逆電子移動)を防止する再結合防止層3と、再結合防止層3上に設けられ、光によって励起して電子を発生する色素44を多孔質半導体41に吸着させて形成される電解層4と、電解層4上に設けられ色素44で発生したホールが通過するホール輸送層5とで構成される積層体11を備えている。また、再結合防止層3の表面に設けられ、透明導電膜22を介して電子を放出する光極61と、ホール輸送層5の表面に設けられ、電子を受け取る対極62とで構成される電極6を備えている。なお、電極6の配置は、例えば透明導電膜22に導線接続して光極61を形成するなど、電子の受け渡しが可能なものであれば特に限定されない。また、太陽電池10の耐久性を高めるため、対極62を透明基板21などで保護しても良い。
(Basic configuration)
As shown in FIG. 1, the solar cell 10 includes a substrate 2 having a transparent substrate 21 and a transparent conductive film 22, and is provided on the substrate 2, delivers electrons to the transparent conductive film 22, and transfers the hole transport layer 5 and the transparent conductive film. A recombination prevention layer 3 that separates the film 22 and prevents recombination (reverse electron transfer) between electrons and holes, and a dye 44 that is provided on the recombination prevention layer 3 and is excited by light to generate electrons. Is provided with a laminated body 11 composed of an electrolytic layer 4 formed by adsorbing a porous semiconductor 41 and a hole transport layer 5 provided on the electrolytic layer 4 and through which holes generated in the dye 44 pass. Further, an electrode provided on the surface of the recombination preventing layer 3 and composed of a photoelectrode 61 that emits electrons through the transparent conductive film 22 and a counter electrode 62 that is provided on the surface of the hole transport layer 5 and receives electrons. 6 is provided. The arrangement of the electrodes 6 is not particularly limited as long as electrons can be transferred, for example, the photoelectrode 61 is formed by conducting a wire connection to the transparent conductive film 22. Further, the counter electrode 62 may be protected by the transparent substrate 21 or the like in order to increase the durability of the solar cell 10.

透明基板21は、光透過性を有するもので構成される。例えば、透明ガラス基板、すりガラス状の半透明ガラス基板、透明樹脂基板等を適用することができる。また、透明導電膜22は、例えば、フッ素ドープ酸化スズ(FTO)、酸化スズ(TO)、スズドープ酸化インジウム(ITO)、酸化亜鉛(ZnO)やアルミニウムドープ酸化亜鉛(AZO)などを用いることができる。   The transparent substrate 21 is made of a material having optical transparency. For example, a transparent glass substrate, a ground glass-like translucent glass substrate, a transparent resin substrate, or the like can be used. The transparent conductive film 22 may be made of, for example, fluorine-doped tin oxide (FTO), tin oxide (TO), tin-doped indium oxide (ITO), zinc oxide (ZnO), or aluminum-doped zinc oxide (AZO). .

再結合防止層3及び多孔質半導体41は、金属酸化物が適しており、例えば、二酸化チタン(TiO2)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化ニオブ(Nb2O5)、二酸化スズ(SnO2)や酸化アルミニウム(Al2O3)などが用いられる。特に、色素44を吸着するための表面積を多く確保できる二酸化チタン(TiO2)が好ましい。また、再結合防止層3は、一部が透明導電膜22に延出して形成され、透明導電膜22が区画される。さらに、再結合防止層3は、電子が積層方向に通過することができるが、横方向への移動がし難いように緻密な絶縁層31を形成している。つまり、再結合防止層3から侵入した電子は、透明導電膜22の積層方向に円滑に移動して光極61に供給されると共に、絶縁層31によって対極62への移動が防止されるので短絡しない。 A metal oxide is suitable for the recombination prevention layer 3 and the porous semiconductor 41. For example, titanium dioxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), niobium oxide (Nb 2 O 5 ), tin dioxide (SnO 2 ). Aluminum oxide (Al 2 O 3 ) or the like is used. In particular, titanium dioxide (TiO 2 ) capable of securing a large surface area for adsorbing the dye 44 is preferable. In addition, the recombination preventing layer 3 is partially formed to extend to the transparent conductive film 22, and the transparent conductive film 22 is partitioned. Further, the recombination preventing layer 3 is formed with a dense insulating layer 31 so that electrons can pass in the stacking direction but hardly move in the lateral direction. That is, electrons entering from the recombination preventing layer 3 smoothly move in the lamination direction of the transparent conductive film 22 and are supplied to the photoelectrode 61, and are also prevented from moving to the counter electrode 62 by the insulating layer 31. do not do.

色素44は、鉛及びハロゲン元素Xで構成される化合物(PbX2、X=ハロゲン元素)と、メチルアンモニウムハライド(CH3NH3X、代表例としてメチルアンモニウムアイオダイド(CH3NH3I:以下、MAIと記載)あるいはフォルムアミジニウムハイドライド(CH2=NHX)あるいはこれらの混合物とを反応させて生成される。具体的には、多孔質半導体41の孔内部に鉛ハロゲン化物(PbX2)を含む溶液42を浸透・乾燥させた後、MAIの混合溶液43に浸漬して、ペロブスカイト色素44(X=Iの場合、CH3NH3 PbI3)の結晶が速やかに生成される。なお、ハロゲン元素Xは、ヨウ素、臭素や塩素などを用いることができるが、形態安定性の高いヨウ素を用いることが好ましい。 The dye 44 is composed of a compound composed of lead and a halogen element X (PbX 2 , X = halogen element), methylammonium halide (CH 3 NH 3 X, as a representative example, methylammonium iodide (CH 3 NH 3 I: below) , MAI) or formamidinium hydride (CH2 = NHX) or a mixture thereof, specifically, lead halide (PbX 2 ) is formed inside the pores of the porous semiconductor 41. After the permeated solution 42 is permeated and dried, it is immersed in a mixed solution 43 of MAI, so that crystals of perovskite dye 44 (CH 3 NH 3 PbI 3 when X = I) are rapidly formed. As element X, iodine, bromine, chlorine, or the like can be used, but iodine having high form stability is preferably used.

ホール輸送層5は、後述するホール輸送層材料を用いる。電極6は、例えば、金、白金、銀、銅等の金属の単体や合金、あるいはフッ素ドープ酸化スズ(FTO)やスズドープ酸化インジウム(ITO)といった酸化物導電体などを用いることができる。   The hole transport layer 5 uses a hole transport layer material described later. For the electrode 6, for example, a simple substance or alloy of metal such as gold, platinum, silver, or copper, or an oxide conductor such as fluorine-doped tin oxide (FTO) or tin-doped indium oxide (ITO) can be used.

ここで、図2を用いて太陽電池10が発電する原理について説明する。透明基板21に太陽光や室内光等の光が入射すると、この入射光はほとんど吸収されることなく基板2や再結合防止層3を透過して、大部分が電解層4に到達する。そして、電解層4に到達した入射光が色素44に照射されると、この色素44は光エネルギーを吸収して励起する。この励起により、色素44のエネルギー準位が多孔質半導体41である金属酸化物の伝導帯電位よりも所定レベル以上高くなると、色素44から多孔質半導体41へと電子が注入される。注入された電子は、再結合防止層3を経て光極61で集電される。   Here, the principle that the solar cell 10 generates power will be described with reference to FIG. When light such as sunlight or room light enters the transparent substrate 21, the incident light is hardly absorbed and passes through the substrate 2 and the recombination preventing layer 3, and most of the light reaches the electrolytic layer 4. When the incident light reaching the electrolytic layer 4 is irradiated onto the dye 44, the dye 44 absorbs light energy and is excited. When the energy level of the dye 44 becomes higher than the conduction charge level of the metal oxide, which is the porous semiconductor 41, by this excitation, electrons are injected from the dye 44 into the porous semiconductor 41. The injected electrons are collected by the photoelectrode 61 through the recombination prevention layer 3.

一方、色素44で発生したホールは、ホール輸送層5を経由して対極62へ到達し、ここで外部負荷7を経由してきた電子と再結合する。つまり、光極61と対極62との間に電位勾配が生じるので、両極間に外部負荷7を接続することによって、電力を供給することができる。   On the other hand, the holes generated in the dye 44 reach the counter electrode 62 through the hole transport layer 5 and recombine with electrons that have passed through the external load 7. That is, since a potential gradient is generated between the photoelectrode 61 and the counter electrode 62, electric power can be supplied by connecting the external load 7 between the two electrodes.

〔ホール輸送層材料〕
本実施形態に係るホール輸送層材料の分子構造は、中心構造体として、1個の炭素原子を共有して結合したスピロ環構造と当該スピロ環構造に隣接し縮重結合したヘテロ環構造を有する。
[Hole transport layer material]
The molecular structure of the hole transport layer material according to the present embodiment has a spiro ring structure in which one carbon atom is shared and bonded as a central structure and a hetero ring structure adjacent to the spiro ring structure and degenerately bonded. .

ホール輸送層材料は、下記一般式(1)で示される。
The hole transport layer material is represented by the following general formula (1).

上記一般式(1)において、n、n、n、及びnは、独立的に1〜3の整数であり、直鎖炭化水素鎖の数を示す。このように構成することにより、スピロ炭素原子を共有して連結された2個の環状構造が7〜11員環となる。n、n、n、及びnは、1〜3の整数である限り、一部が異なっていてもよいが、好ましくは同じ数で構成される。同じ数で構成される場合、n、n、n、及びnが1であるときは2個の環状構造が7員環であり、2であるときは9員環であり、3であるときは11員環であり、特に好ましくは、7員環である。 In the general formula (1), n 1, n 2, n 3, and n 4 are independently an integer of from 1 to 3, the number of linear hydrocarbon chain. By comprising in this way, the two cyclic structures connected sharing the spiro carbon atom become a 7-11 membered ring. n 1 , n 2 , n 3 , and n 4 may be partially different as long as they are integers of 1 to 3, but are preferably composed of the same number. When composed of the same number, when n 1 , n 2 , n 3 , and n 4 are 1, two cyclic structures are 7-membered rings, and when 2 are 9-membered rings, 3 Is an 11-membered ring, particularly preferably a 7-membered ring.

X、X、X、及びXは、独立的に-O-、-S-、-Se-若しくは-NH-である。このように構成することにより、スピロ環状構造は、酸素原子、窒素原子、セリン原子、及び窒素原子から選択されるヘテロ原子を有する。それぞれが異なるヘテロ原子、若しくは一部が異なるヘテロ原子で構成されてもよいが、好ましくは同じヘテロ原子で構成される。特に好ましくは、酸素原子を含んでスピロ環状構造が形成される。 X 1 , X 2 , X 3 and X 4 are independently —O—, —S—, —Se— or —NH—. By comprising in this way, a spiro cyclic structure has a hetero atom selected from an oxygen atom, a nitrogen atom, a serine atom, and a nitrogen atom. Each may be composed of different heteroatoms, or part of them may be composed of different heteroatoms, but preferably composed of the same heteroatoms. Particularly preferably, a spiro ring structure containing an oxygen atom is formed.

Y、及びYは、独立的に-S-、-Se-、若しくは-NH-である。一般式(1)の化合物は、スピロ環状構造に2つの炭素原子を共有して縮重結合した2つの縮重ヘテロ環構造を有するが、上記の通り構成することにより、当該縮重ヘテロ環構造は、ヘテロ原子として硫黄を含むチオフェン環、セリン原子を含むセレノフェン環、窒素原子を含むピロール環構造をとる。2つの縮重ヘテロ環構造が異なるヘテロ原子を含んだ異なるヘテロ環構造で構成されてよいが、好ましくは同じ環状構造を有する。特に好ましくは、ヘテロ原子として硫黄を含むチオフェン環構造として構成される。 Y 1 and Y 2 are independently —S—, —Se—, or —NH—. The compound of the general formula (1) has two degenerate heterocyclic structures in which two carbon atoms are shared and degenerately bonded to the spirocyclic structure. Has a thiophene ring containing sulfur as a hetero atom, a selenophene ring containing a serine atom, and a pyrrole ring structure containing a nitrogen atom. The two degenerate heterocyclic structures may be composed of different heterocyclic structures containing different heteroatoms, but preferably have the same cyclic structure. Particularly preferred is a thiophene ring structure containing sulfur as a heteroatom.

A、A、A、及びA4は、独立的にフェニレン基、チオフェンジイル基、チアゾールジイル基である。このように構成することで、置換ジフェニルアミノ基と中心構造体であるスピロ環に縮重結合したヘテロ環が、フェニレン基、チオフェンジイル基、又はチアゾールイル基を介して連結される。A、A、A、及びA4は、異なる基、若しくは一部が異なる基であってもよいが、好ましくは同じ基である。
ここで、フェニレン基は、ベンゼン環の炭素原子から2個の水素原子を除いてできる二価基である。取り除かれる2個の水素原子の位置関係により3種類のフェニレン基があり、これらの何れであってもよい。具体的には、取り除かれる2個の水素原子がオルト位である1,2-フェニレン、メタ位である1,3-フェニレン、パラ位である1,4-フェニレンがあり、好ましくは、1,4-フェニレンである。チオフェンジイル基は、チオフェン環の炭素原子から2個の水素原子を除いてできる2価基である。取り除かれる2個の水素原子の位置関係により、チオフェン-2,3-ジイル、チオフェン-2,4-ジイル、チオフェン-2,5-ジイル、チオフェン-3,4-ジイルがあり、これらの何れであってもよいが、好ましくは、チオフェン-2,5-ジイルである。チアゾールジイル基は、チアゾール環の炭素原子から2個の水素原子を除いてできる二価基である。チアゾールは、5員環の1位に硫黄原子、3位に窒素原子を有する。取り除かれる2個の水素原子の位置関係により、チアゾール-2,4-ジイル、チアゾール-2,5-ジイル、チアゾール4,5-ジイルがあり、これらの何れであってもよいが、好ましくは、チアゾール-2,5-ジイルである。また、チアゾールの異性体として、5員環の1位に硫黄原子、2位に窒素原子を有するイソチアゾールが存在し、かかるイソチアゾール環由来の二価基であってもよい。取り除かれる2個の水素原子の位置関係により、イソチアゾール-3,4-ジイル、イソチアゾール-3,5-ジイル、イソチアゾール4,5-ジイルがあり、これらの何れであってもよい。
A 1 , A 2 , A 3 , and A 4 are independently a phenylene group, a thiophenediyl group, or a thiazolediyl group. By comprising in this way, the substituted diphenylamino group and the heterocyclic ring degenerately bonded to the spiro ring which is the central structure are connected via a phenylene group, a thiophenediyl group, or a thiazolyl group. A 1 , A 2 , A 3 and A 4 may be different groups or partially different groups, but are preferably the same group.
Here, the phenylene group is a divalent group formed by removing two hydrogen atoms from the carbon atom of the benzene ring. There are three types of phenylene groups depending on the positional relationship of the two hydrogen atoms to be removed, and any of these may be used. Specifically, there are 1,2-phenylene in which the two hydrogen atoms to be removed are in the ortho position, 1,3-phenylene in the meta position, and 1,4-phenylene in the para position. 4-phenylene. A thiophenediyl group is a divalent group formed by removing two hydrogen atoms from a carbon atom of a thiophene ring. Depending on the positional relationship of the two hydrogen atoms removed, there are thiophene-2,3-diyl, thiophene-2,4-diyl, thiophene-2,5-diyl, thiophene-3,4-diyl, Although it may be present, thiophene-2,5-diyl is preferable. A thiazolediyl group is a divalent group formed by removing two hydrogen atoms from a carbon atom of a thiazole ring. Thiazole has a sulfur atom at the 1-position and a nitrogen atom at the 3-position of the 5-membered ring. Depending on the positional relationship of the two hydrogen atoms to be removed, there are thiazole-2,4-diyl, thiazole-2,5-diyl, thiazole 4,5-diyl, which may be any of these, but preferably Thiazole-2,5-diyl. Further, as an isomer of thiazole, an isothiazole having a sulfur atom at the 1-position and a nitrogen atom at the 2-position of a 5-membered ring may be a divalent group derived from such an isothiazole ring. Depending on the positional relationship of the two hydrogen atoms to be removed, there are isothiazole-3,4-diyl, isothiazole-3,5-diyl, isothiazole 4,5-diyl, and any of these may be used.

B、B、B、B、B、B、B、及びBは、独立的に-OR、-SR、-SeR、-N-R・R、-NHR、若しくは-Rである。ここで、R、R、R、R、R、R及びRは、独立的に炭素原子数1〜12の直鎖若しくは分岐炭化水素基である。ここで、炭素原子数1〜12の直鎖若しくは分岐炭化水素基は、好ましくは炭素原子数1〜12の直鎖若しくは分岐飽和炭化水素基、例えば、炭素原子数1〜12の直鎖又は分岐アルキル基である。B、B、B、B、B、B、B、及びBは、異なる基、若しくは一部が異なる基であってもよいが、好ましくは同じ基である。
アルキル基としては、これらに限定されるものではないが、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、t-ペンチル基、n-ペンチル基、t-ペンチル基、ネオペンチル基、イソペンチル基、s-ペンチル基、n-ヘキシル基、イソヘキシル基、s-ヘキシル基、t-ヘキシル基、n-ヘプチル基、イソヘプチル基、s-ヘプチル基、t-ヘプチル基、n-オクチル基、イソオクチル基、s-オクチル基、t-オクチル基、ネオオクチル基、n-ノニル基、イソノニル基、s-ノニル基、t-ノニル基、ネオノニル基、n-デシル基、イソデシル基、s-デシル基、t-デシル基、ネオデシル基、n-ウンデシル基、イソウンデシル基、s-デシル基、t-デシル基、ネオウンデシル基、n-ドデシル基、イソドデシル基、s-ドデシル基、t-ドデシル基、ネオドデシル基等を利用することができる。なお、“n”は、“normal”の略、“s”は、“sec”及び“secondery”の略、“t”は、“tert”及び“tertiary”の略である。
B 1 , B 2 , B 3 , B 4 , B 5 , B 6 , B 7 , and B 8 are independently -OR 1 , -SR 2 , -SeR 3 , -NR 4 · R 5 , -NHR 6, or a -R 7. Here, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 and R 7 are each independently a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms. Here, the straight chain or branched hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms is preferably a straight chain or branched saturated hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, for example, a straight chain or branched chain having 1 to 12 carbon atoms. It is an alkyl group. B 1 , B 2 , B 3 , B 4 , B 5 , B 6 , B 7 , and B 8 may be different groups or partially different groups, but are preferably the same group.
Examples of the alkyl group include, but are not limited to, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, s-butyl group, t-butyl group, and n-pentyl. Group, isopentyl group, neopentyl group, t-pentyl group, n-pentyl group, t-pentyl group, neopentyl group, isopentyl group, s-pentyl group, n-hexyl group, isohexyl group, s-hexyl group, t-hexyl Group, n-heptyl group, isoheptyl group, s-heptyl group, t-heptyl group, n-octyl group, isooctyl group, s-octyl group, t-octyl group, neooctyl group, n-nonyl group, isononyl group, s -Nonyl, t-nonyl, neononyl, n-decyl, isodecyl, s-decyl, t-decyl, neodecyl, n-undecyl, isoundecyl, s-decyl, t-decyl Neoundecyl Group, n-dodecyl group, isododecyl group, s-dodecyl group, t-dodecyl group, neododecyl group and the like can be used. “N” is an abbreviation for “normal”, “s” is an abbreviation for “sec” and “secondery”, and “t” is an abbreviation for “tert” and “tertiary”.

〔ホール輸送層材料の好適例〕
ホール輸送層材料の好適例は、4,4',4'',4'''-(2H,2'H,4H,4'H-3,3'-spiro-bi[thieno[3,4-b][1,4]dioxepine]-6,6',8,8'-tetrayl)tetrakis(N,N-bis(4-methoxyphenyl)anilineであり、一般式(2)として下記に示す。明細書中、本実施形態におけるホール輸送層材料を「PST1」と称する場合があるが、限定されるものではない。
[Preferred examples of hole transport layer material]
Preferred examples of the hole transport layer material are 4,4 ', 4'',4'''-(2H,2'H, 4H, 4'H-3,3'-spiro-bi [thieno [3,4 -b] [1,4] dioxepine] -6,6 ', 8,8'-tetrayl) tetrakis (N, N-bis (4-methoxyphenyl) aniline, shown below as general formula (2). In the document, the hole transport layer material in the present embodiment may be referred to as “PST1”, but is not limited thereto.

さらに、ホール輸送層材料の好適例を図3〜図4に示す。   Furthermore, suitable examples of the hole transport layer material are shown in FIGS.

〔ホール輸送層材料の特性〕
本実施形態に係るホール輸送層材料は、上記特定の構造を有することで、安定的かつ効率的にホールを捕捉し移動させることができる優れたホール輸送性を有する。また、このホール輸送層材料は、耐久性の面でも優れた特性を有する。当該ホール輸送層材料はハイブリッド型太陽電池10のホール輸送層材料として好適に利用することができ、ホール輸送層材料として優れたホール輸送性を発揮し、太陽電池10の光電変換効率及び耐久性を高め、電池性能の向上に寄与することができる。
[Characteristics of hole transport layer material]
The hole transport layer material according to the present embodiment has an excellent hole transport property capable of capturing and moving holes stably and efficiently by having the specific structure. Moreover, this hole transport layer material has excellent characteristics in terms of durability. The hole transport layer material can be suitably used as the hole transport layer material of the hybrid solar cell 10, exhibits excellent hole transport properties as the hole transport layer material, and improves the photoelectric conversion efficiency and durability of the solar cell 10. Can contribute to the improvement of battery performance.

本実施形態に係るホール輸送層層材料の特徴的構造とそれに起因すると考えられる有利な特性について、一般式(2)に示すPST1を例にとり詳細に説明する(図5、図6参照)。   The characteristic structure of the hole transport layer material according to this embodiment and the advantageous properties that are considered to be caused by this will be described in detail by taking PST1 shown in the general formula (2) as an example (see FIGS. 5 and 6).

PST1は、その分子構造において、スピロ炭素原子が2個の7員環からなるスピロ環構造の中心に位置する。かかるスピロ環構造がひずみを吸収するため、当該スピロ環構造に隣接する2個のチオフェン環構造(チエノ基)は同一平面を占めるような配位をとる。これにより、分子の全体としての平面性が高まる(図5の(a),(b))。この結果、弱い相互作用による分子間の結合が形成され、分子間の電気的な結合(多重 CH/π水素結合(multiple CH/π hydrogen bond)、π/π分子間短接触(π/π intermolecular short contact))が確保される(図6の(a),(b))。これにより、良好なホール輸送性を示す。   PST1 is located in the center of the spiro ring structure in which the spiro carbon atom is composed of two seven-membered rings. Since such a spiro ring structure absorbs strain, two thiophene ring structures (thieno groups) adjacent to the spiro ring structure are coordinated to occupy the same plane. As a result, the planarity of the molecule as a whole is enhanced (FIGS. 5A and 5B). This results in the formation of bonds between molecules due to weak interactions, electrical bonds between molecules (multiple CH / π hydrogen bonds), and short contacts between π / π molecules (π / π intermolecular). short contact) is secured (FIGS. 6A and 6B). Thereby, a favorable hole transport property is shown.

従来のSpiro-OMeTADを、ホール輸送層材料を使用する場合には、ホール輸送効率を向上させる機能を有するドーパントの添加を要する。一方、PST1をはじめとする本実施形態のホール輸送層材料はドーパントを添加せずとも良好なホール輸送性を発揮することができる。これにより、太陽電池10の製作が簡便化され、かつホール輸送層材料の組成が安定であることから常に同一の性能が得られるようになる。   When the conventional Spiro-OMeTAD uses a hole transport layer material, it is necessary to add a dopant having a function of improving hole transport efficiency. On the other hand, the hole transport layer material of this embodiment including PST1 can exhibit good hole transport properties without adding a dopant. As a result, the production of the solar cell 10 is simplified and the composition of the hole transport layer material is stable, so that the same performance can always be obtained.

また、上述のSpiro-OMeTADをホール輸送層として積層する等、基板上に固定化した際には、その分子構造より分子間に隙間が生じ、他の分子が混入する等の不具合があった(図5の(b)、図6の(c),(d))。詳細には、Spiro-OMeTADの分子中心のスピロ環構造が5員環構造であり分子が90%程度ねじれた構造をとる。そのため、分子構造が嵩高くなり、分子間隙間に溶媒分子が侵入しホール輸送を遮ったり、またドーパントとして添加したコバルト錯体の脱落等が生じる等、ホール輸送性を安定的かつ持続的に発揮することができなかった。しかしながら、PST1は、分子間に空隙が生じず、他の分子が分子間に混入する等の不具合を防止することができると共に、分子間の電気的結合を確保することができるため、上述の通りドーパントの添加を要しない。これにより、ホール輸送性能が安定し、かつ耐久性の面でも優れた性能を発揮することができる。   In addition, when the above-mentioned Spiro-OMeTAD was laminated as a hole transport layer, when immobilized on a substrate, there were gaps between molecules due to its molecular structure, and other molecules were mixed in ( (B) of FIG. 5, (c), (d) of FIG. 6). Specifically, Spiro-OMeTAD has a five-membered spiro ring structure at the center of the molecule, and the molecule is twisted by about 90%. Therefore, the molecular structure becomes bulky, solvent molecules enter between the molecular gaps to block hole transport, and the cobalt complex added as a dopant is dropped off, etc., and the hole transport property is stably and continuously exhibited. I couldn't. However, PST1 does not generate voids between molecules, and can prevent problems such as mixing of other molecules between molecules, and can ensure electrical coupling between molecules. Addition of dopant is not required. Thereby, the hole transport performance is stable, and excellent performance can be exhibited in terms of durability.

更に、PST1は、上述のSpiro-OMeTADと比較して合成に際しての反応工程が少なく、精製も容易であることから合成に要する工程数を低減することができる。このためPST1は、Spiro-OMeTADと比較して、安価に合成が可能であり、ひいては太陽電池10自体の価格低減を図ることが可能となる。   Furthermore, PST1 has fewer reaction steps for synthesis than Spiro-OMeTAD described above and is easy to purify, so the number of steps required for synthesis can be reduced. For this reason, PST1 can be synthesized at a lower cost than Spiro-OMeTAD, and as a result, the price of solar cell 10 itself can be reduced.

〔ホール輸送層材料の合成方法〕
本実施形態に係るホール輸送層材料の合成方法は、下記の実施例1に記載の合成方法を参照して容易に合成することができる。なお、実施例1は、ホール輸送層材料の好適例であるPST1の合成方法の一例を示すものであり、これに限定するものではなく、適宜他の方法を用いて合成することができる。
[Method of synthesizing hole transport layer material]
The hole transport layer material synthesis method according to this embodiment can be easily synthesized with reference to the synthesis method described in Example 1 below. In addition, Example 1 shows an example of the synthesis | combining method of PST1 which is a suitable example of a hole transport layer material, It is not limited to this, It can synthesize | combine using another method suitably.

反応化合物や試薬を適宜変更することにより、PST1とは、スピロ環構造のヘテロ原子やスピロ環の大きさ、スピロ環構造に縮重結合したヘテロ環の種類、ジフェニルアミン基の置換基の種、若しくは、前記ヘテロ環とジフェニルアミン基を連結する基の種類が異なるホール輸送層材料を合成することができ、かかるホール輸送層材料も本実施形態に含まれる。例えば、図7のAにおいて、出発物質である3,4-ジメトキシチオフェンのチオフェン環を、セレノフェン環、ピロール環等に変更することができ、また、ペンタエリトリトールのスピロ炭素原子に続く炭化水素鎖の長さやヒドロキシ基を変更することができる。また、図7のBにおいて、4-ブロモアニリンのフェニール環をチオフェン環やチアゾール環に変更することができ、また、4-イオドアニソールのメトキシ基をアルキルスルファニル基やアルキル基等に変更することができる。   By appropriately changing the reaction compounds and reagents, PST1 is the spiro ring structure heteroatom, the size of the spiro ring, the type of hetero ring degenerately bonded to the spiro ring structure, the species of substituent of the diphenylamine group, or Further, hole transport layer materials having different types of groups connecting the heterocycle and the diphenylamine group can be synthesized, and such hole transport layer materials are also included in this embodiment. For example, in FIG. 7A, the thiophene ring of 3,4-dimethoxythiophene, which is the starting material, can be changed to a selenophene ring, a pyrrole ring, or the like, and the hydrocarbon chain following the spiro carbon atom of pentaerythritol can be changed. The length and hydroxy group can be changed. 7B, the phenyl ring of 4-bromoaniline can be changed to a thiophene ring or a thiazole ring, and the methoxy group of 4-iodoanisole can be changed to an alkylsulfanyl group or an alkyl group. Can do.

(実施例1)
以下、実施例1として、ホール輸送層材料の合成例を示す。但し、この実施例に限定されるものではない。
Example 1
Hereinafter, as Example 1, a synthesis example of the hole transport layer material is shown. However, it is not limited to this embodiment.

本実施例で、合成を行ったホール輸送層材料は、前述の一般式(2)に示す「PST1」と称するものである。合成スキームについて、図7を用いて説明する。   In this example, the synthesized hole transport layer material is referred to as “PST1” shown in the general formula (2). A synthesis scheme will be described with reference to FIG.

A.チオフェンベースのスピロ化合物の合成経路
(工程1)TSの合成
3,4-ジメトキシチオフェン(3,4-dimethoxythiophene)(2.0g、0.014モル)、p-トルエンスルホン酸(p-toluenesulphonic acid)(0.26g、0.00138モル)、ペンタエリトリトール(pentaerythritol)(11.3g、0.083モル)を500mlの丸底フラスコ中のトルエン(250ml)に溶解した。これを乾燥窒素気流下で24時間還流し、室温まで冷却後、純水にて洗浄した。 続いて、有機層を分離し乾燥した。得られた粗生成物の混合物をシリカゲルカラムを用いて精製した後、溶媒を減圧下で揮発除去した。得られた固体は、クロロホルムを用いて再結晶を行い、TSの白い結晶(収量2.5g、収率61%)を得た。
得られたTSのNMR解析の結果は以下の通りであった。
1H NMR(400MHz、クロロホルムd)δ6.49(s、2H)、4.08(s、8H)。
13C NMR(CDCl3)δ(ppm): 50.67、71.37、105.39、149.04。
A. Synthesis route of thiophene-based spiro compounds (Step 1) Synthesis of TS
3,4-dimethoxythiophene (2.0 g, 0.014 mol), p-toluenesulphonic acid (0.26 g, 0.00138 mol), pentaerythritol (11.3 g, 0.083) Mol) was dissolved in toluene (250 ml) in a 500 ml round bottom flask. This was refluxed for 24 hours under a dry nitrogen stream, cooled to room temperature, and washed with pure water. Subsequently, the organic layer was separated and dried. After the resulting crude product mixture was purified using a silica gel column, the solvent was removed by evaporation under reduced pressure. The obtained solid was recrystallized using chloroform to obtain white TS crystals (yield 2.5 g, yield 61%).
The result of NMR analysis of the obtained TS was as follows.
1 H NMR (400 MHz, chloroform d) δ 6.49 (s, 2H), 4.08 (s, 8H).
13 C NMR (CDCl 3 ) δ (ppm): 50.67, 71.37, 105.39, 149.04.

(工程2)BTSの合成
工程1で得られたTS(0.5g、0.00169モル)をクロロホルム30mlに溶解し、これにN-ブロモスクシンイミド(N-Bromosuccinimide(以下、「NBS」と称する場合がある))(1.35g、0.0076モル)のDMF(30mL)溶液を45分かけてゆっくり加えた。その後さらに室温で6時間撹拌後、減圧して溶媒を揮発させて反応溶液を濃縮した。この濃縮物に純水(200mL)を撹拌しながら加え、生じた沈殿物を濾別した。続いて、この沈殿物を、水、次いでメタノールで洗浄した。得られた粗生成物はTHF/MeOH (1/3)を用いた再結晶によって精製し、BTSの白い結晶(収量1.2g、収率76%)を得た。
得られたBTSのNMR解析の結果は以下の通りであった。
1H NMR (CDCl3)δ(ppm): 4.16(s、8H)。
13C NMR(CDCl3)δ(ppm): 146.07、91.33、71.03、50.84。
(Step 2) Synthesis of BTS TS (0.5 g, 0.00169 mol) obtained in Step 1 was dissolved in 30 ml of chloroform, and N-bromosuccinimide (hereinafter sometimes referred to as “NBS”) was dissolved therein. ) (1.35 g, 0.0076 mol) in DMF (30 mL) was slowly added over 45 minutes. After further stirring at room temperature for 6 hours, the reaction solution was concentrated by reducing the pressure to evaporate the solvent. Pure water (200 mL) was added to this concentrate with stirring, and the resulting precipitate was filtered off. Subsequently, the precipitate was washed with water and then with methanol. The obtained crude product was purified by recrystallization using THF / MeOH (1/3) to obtain white crystals of BTS (yield 1.2 g, yield 76%).
The results of NMR analysis of the obtained BTS were as follows.
1 H NMR (CDCl 3 ) δ (ppm): 4.16 (s, 8H).
13 C NMR (CDCl 3 ) δ (ppm): 146.07, 91.33, 71.03, 50.84.

B.ドナーの合成経路
(工程3)OMT Brの合成
キシレン(30mL)に対し、4-ブロモアニリン(4-bromoaniline)(5.00g、29.2mmol)、4-イオドアニソール(4-iodoanisole)(14.4g、61.3mmol)、CuI(0.28g、1.46mmol)、KOH(12.8g、228mmol)と1,10-フェナントロリン(1,10-phenanthroline)(0.26g、1.46mmol)を加え、この反応混合物を120℃まで加熱した。36時間にわたって加熱撹拌を継続した。続いて、反応混合物を室温まで放冷し、CH2Cl2(200mL)を加えて希釈した後、純水150mLで4回洗浄した。有機層は無水MgSO4を用いて乾燥させた後、溶媒は減圧下で蒸発させた。粗生成品は、シリカゲルを充填したカラムクロマトグラフィーによって精製し、黄色の油性液体としてOMT Br(収量6.35g、収率57%)を得た。
OMT BrのNMR解析の結果は以下の通りであった。
1H NMR(400MHz、CDCl3)δ7.28 - 7.24(m、2H)、7.07 - 7.02(m、4H)、6.87 - 6.83(m、4H)、6.83 - 6.78(m、2H)、3.82(s、6H)。
B. Synthesis route of donor (Step 3) Synthesis of OMT Br For xylene (30 mL), 4-bromoaniline (5.00 g, 29.2 mmol), 4-iodoanisole (14.4 g, 61.3 mmol), CuI (0.28 g, 1.46 mmol), KOH (12.8 g, 228 mmol) and 1,10-phenanthroline (0.26 g, 1.46 mmol) are added and the reaction mixture is heated to 120 ° C. Heated. Heating and stirring were continued for 36 hours. Subsequently, the reaction mixture was allowed to cool to room temperature, diluted with CH 2 Cl 2 (200 mL), and then washed 4 times with 150 mL of pure water. The organic layer was dried using anhydrous MgSO 4 and the solvent was evaporated under reduced pressure. The crude product was purified by column chromatography packed with silica gel to obtain OMT Br (yield 6.35 g, 57% yield) as a yellow oily liquid.
The results of NMR analysis of OMT Br were as follows.
1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ) δ 7.28-7.24 (m, 2H), 7.07-7.02 (m, 4H), 6.87-6.83 (m, 4H), 6.83-6.78 (m, 2H), 3.82 (s , 6H).

(工程4)OMT BPINの合成
工程3で得られたOMT Br(2.0、0.0052モル)、ビス(ピナコラト)ジホウ素(Bis(pinacolato)diboron)(1.6g、0.00625モル)、酢酸カリウム(1.5g、0.0156モル)をジオキサン(40.0ml)に溶解し、乾燥窒素気流下で20分間ガス除去を行った。次いでPd2dba3(25mg)とX-Phos(50mg)を同時に加え、80℃に加熱し12時間反応させた。反応終了後、室温まで放冷し、MgSO4により乾燥した。粗生成品はシリカゲル・クロマトグラフィーで精製し、黄色の固体としてOMT BPIN(収量1.5g、収率67%)を得た。
OMT BPINのNMR解析の結果は以下の通りであった。
1H NMR(400MHz、CDCl3)δ7.67 - 7.59(m、2H)、7.12 - 7.07(m、4H)、6.92 - 6.88(m、2H)、6.88 - 6.84(m、4H)、3.82(s、6H)、1.35(s、12H)。
(Step 4) Synthesis of OMT BPIN OMT Br (2.0, 0.0052 mol), bis (pinacolato) diboron (1.6 g, 0.00625 mol), potassium acetate (1.5 g, obtained in Step 3) 0.0156 mol) was dissolved in dioxane (40.0 ml), and the gas was removed under a dry nitrogen stream for 20 minutes. Next, Pd 2 dba 3 (25 mg) and X-Phos (50 mg) were added simultaneously, and the mixture was heated to 80 ° C. and reacted for 12 hours. After completion of the reaction, the mixture was allowed to cool to room temperature and dried with MgSO 4 . The crude product was purified by silica gel chromatography to obtain OMT BPIN (yield 1.5 g, yield 67%) as a yellow solid.
The results of NMR analysis of OMT BPIN were as follows.
1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ) δ 7.67-7.59 (m, 2H), 7.12-7.07 (m, 4H), 6.92-6.88 (m, 2H), 6.88-6.84 (m, 4H), 3.82 (s , 6H), 1.35 (s, 12H).

C.PST1の合成経路
(工程5)PST1の合成
工程4で得られたOMT BPIN(1.1g、0.00245モル)、工程2で得られたBTS(0.25g、0.00041モル)をトルエン(30.0ml)、K2CO3水溶液(2M 10.0ml)に溶解し、乾燥窒素気流下で30分間ガス除去を行った後、Pd (0)(100mg)を加えた。 この混合物を100℃まで加熱し、24時間撹拌を続けた。反応終了後、室温まで放冷した後、水(100ml)、次いで塩水(100ml)で洗浄し、有機層を分離して乾燥させた。粗生成品は、シリカゲル・クロマトグラフィーで精製し、黄色の固体としてPST1(収量0.31g、収率50%)を得た。
PST1のNMR解析の結果は以下の通りであった。
1H NMR(400MHz、THFd8)δ7.52(d、= 8.5Hz J、8H)、7.03(d、= 8.6Hz J、16H)、6.85(m、J = 6.9Hz、24H)、4.24(s、8H)、3.76(s、24H)。
13C NMR(101MHz、THFd8)δ= 154.45、145.75、142.87、138.76、124.98、124.56、123.25、118.11、116.36、112.61、68.77、52.76、48.67。
C. Synthesis route of PST1 (Step 5) Synthesis of PST1 OMT BPIN (1.1 g, 0.00245 mol) obtained in Step 4 and BTS (0.25 g, 0.00041 mol) obtained in Step 2 were added with toluene (30.0 ml), K 2 After dissolving in CO 3 aqueous solution (2M 10.0 ml) and removing gas for 30 minutes under a dry nitrogen stream, Pd (0) (100 mg) was added. The mixture was heated to 100 ° C. and stirring was continued for 24 hours. After completion of the reaction, the mixture was allowed to cool to room temperature, washed with water (100 ml) and then with brine (100 ml), and the organic layer was separated and dried. The crude product was purified by silica gel chromatography to obtain PST1 (yield 0.31 g, yield 50%) as a yellow solid.
The results of NMR analysis of PST1 were as follows.
1 H NMR (400MHz, THFd8) δ 7.52 (d, = 8.5Hz J, 8H), 7.03 (d, = 8.6Hz J, 16H), 6.85 (m, J = 6.9Hz, 24H), 4.24 (s, 8H), 3.76 (s, 24H).
13 C NMR (101 MHz, THFd8) δ = 154.45, 145.75, 142.87, 138.76, 124.98, 124.56, 123.25, 118.11, 116.36, 112.61, 68.77, 52.76, 48.67.

〔太陽電池の作製手順〕
引き続き、図8を用いて、太陽電池10の作製手順を説明する。
[Production procedure of solar cell]
Next, a manufacturing procedure of the solar cell 10 will be described with reference to FIG.

まず、透明基板21の上に透明導電膜22を形成して基板2を作製する。透明導電膜22は、例えば、CVD(化学的気相成長法)やスパッタリングなどにより透明基板21上に積層される。次いで、レーザースクライブを施して絶縁層31が入る凹部221を形成した後、洗浄する。次いで、基板2上の全面に、ALD(原子層堆積法)やSPD(スプレー熱分解法)などにより再結合防止層3を形成する。次いで、マスキングを施した基板2及び再結合防止層3上の中央付近に、ナノ粒子焼結層である多孔質半導体41を形成する。この多孔質半導体41は、ナノ粒子ペーストを溶媒によって希釈し、4000rpm〜6000rpmの回転速度のスピンコート等で塗布・乾燥した後、マスキングを取り除いて450℃〜550℃で加熱し、焼結形成される。   First, the transparent conductive film 22 is formed on the transparent substrate 21 to produce the substrate 2. The transparent conductive film 22 is laminated on the transparent substrate 21 by, for example, CVD (Chemical Vapor Deposition) or sputtering. Next, laser scribing is performed to form a recess 221 into which the insulating layer 31 is inserted, and then cleaning is performed. Next, the recombination prevention layer 3 is formed on the entire surface of the substrate 2 by ALD (atomic layer deposition method), SPD (spray pyrolysis method) or the like. Next, a porous semiconductor 41 that is a nanoparticle sintered layer is formed in the vicinity of the center on the masked substrate 2 and the recombination prevention layer 3. The porous semiconductor 41 is formed by diluting the nanoparticle paste with a solvent, applying and drying by spin coating or the like at a rotational speed of 4000 rpm to 6000 rpm, removing the masking, and heating at 450 ° C. to 550 ° C. The

次いで、例えばヨウ化鉛(PbI2)のN,N−ジメチルホルムアミド溶液42を調整し、多孔質半導体41上に滴下後、5000 rpm〜8000 rpmの回転速度のスピンコート等により孔内部への浸透と余分な溶液の除去を行い、60℃〜120℃(好ましくは70℃〜90℃)で乾燥させる。 Next, for example, an N, N-dimethylformamide solution 42 of lead iodide (PbI 2 ) is prepared, dropped on the porous semiconductor 41, and then penetrated into the pores by spin coating at a rotational speed of 5000 rpm to 8000 rpm. And the excess solution is removed and dried at 60 to 120 ° C. (preferably 70 to 90 ° C.).

次いで、MAIのイソプロピルアルコール溶液43(2〜20mg/ml)に、基板2・再結合防止層3・ヨウ化鉛が浸透した多孔質半導体41を0℃〜80℃(好ましくは常温)で浸漬し、ペロブスカイト色素44[(CH3NH3)PbI3]を多孔質半導体41の孔内部及び電解層4上に形成した後、純イソプロピルアルコール溶液で灌ぎ、60℃〜120℃(好ましくは70℃〜100℃)で乾燥させる。 Next, the substrate 2, the recombination preventing layer 3, and the porous semiconductor 41 infiltrated with lead iodide are immersed in an isopropyl alcohol solution 43 (2 to 20 mg / ml) of MAI at 0 ° C. to 80 ° C. (preferably normal temperature). The perovskite dye 44 [(CH 3 NH 3 ) PbI 3 ] is formed inside the pores of the porous semiconductor 41 and on the electrolytic layer 4 and then irrigated with a pure isopropyl alcohol solution to 60 ° C. to 120 ° C. (preferably 70 ° C. Dry at ~ 100 ° C.

次いで、PST1のホール輸送層材料のクロロベンゼン溶液60〜90mg/ml(若干の添加物を含む。)を滴下し、スピンコートにより余分な溶液の除去を行い、乾燥させる。最後に、真空蒸着などによって、金などの薄膜を再結合防止層3及びホール輸送層5の表面に付着させる。   Next, 60 to 90 mg / ml of a chlorobenzene solution (including some additives) of the hole transport layer material of PST1 is dropped, and the excess solution is removed by spin coating, followed by drying. Finally, a thin film such as gold is attached to the surfaces of the recombination prevention layer 3 and the hole transport layer 5 by vacuum deposition or the like.

(実施例2)
以下に、太陽電池10における実施例2を説明する。但し、この実施例に限定されるものではない。
(Example 2)
Below, Example 2 in the solar cell 10 will be described. However, it is not limited to this embodiment.

まず、20mm×20mm×2mmの透明基板21として透明ガラス板に、透明伝導膜としてのフッ素ドープ酸化スズ(FTO)をCVDにより形成した透明導電膜付きガラス基板(基板2)を用意し、レーザースクライブを施して凹部221を形成し洗浄した。次に、透明導電膜付きガラス基板の全面に、再結合防止層3となる二酸化チタン(TiO2)の緻密層(厚さ150nm)を、SPD(スプレー熱分解法)により形成した。 First, a glass substrate (substrate 2) with a transparent conductive film in which fluorine-doped tin oxide (FTO) as a transparent conductive film is formed by CVD on a transparent glass plate as a transparent substrate 21 of 20 mm × 20 mm × 2 mm is prepared, and laser scribing is performed. The recess 221 was formed and washed. Next, a dense layer (thickness 150 nm) of titanium dioxide (TiO 2 ) serving as the recombination preventing layer 3 was formed on the entire surface of the glass substrate with a transparent conductive film by SPD (spray pyrolysis method).

次に、市販のTiO2ナノ粒子ペーストをエタノールにより4倍に希釈した溶液を滴下し、スピンコートにより再結合防止層3の上に塗布し、80℃で乾燥後、500℃で15分間焼結することで、厚さ300nmの多孔質半導体41となるTiO2ナノ粒子層を形成した。さらに、これを四塩化チタン水溶液(400mmol/l)に70℃で30分間浸漬した後、純水ですすぎ、500℃で30分間焼結した。 Next, a solution obtained by diluting a commercially available TiO 2 nanoparticle paste four times with ethanol is added dropwise, applied onto the recombination prevention layer 3 by spin coating, dried at 80 ° C., and then sintered at 500 ° C. for 15 minutes. by, to form a TiO 2 nanoparticle layer comprising a porous semiconductor 41 having a thickness of 300 nm. Further, this was immersed in an aqueous titanium tetrachloride solution (400 mmol / l) at 70 ° C. for 30 minutes, rinsed with pure water, and sintered at 500 ° C. for 30 minutes.

次いで、ヨウ化鉛(PbI2)のN,N−ジメチルホルムアミド溶液42(1.2mol/l)を調整して滴下し、スピンコートによりTiO2ナノ粒子層の内部にヨウ化鉛を浸透させた後、70℃で30分間乾燥させた。 Next, an N, N-dimethylformamide solution 42 (1.2 mol / l) of lead iodide (PbI 2 ) was adjusted and dropped, and lead iodide was infiltrated into the inside of the TiO 2 nanoparticle layer by spin coating. And dried at 70 ° C. for 30 minutes.

次いで、8mg/mlのメチルアンモニウムアイオダイド(CH3NH3I)イソプロピルアルコール溶液43に、基板2・再結合防止層3・二酸化鉛が含まれる多孔質半導体41を、常温で15分間浸漬した後、純イソプロピルアルコール溶液で灌ぎ、スピンコートした後、100℃で15分間乾燥させた後、室温まで急冷した。これにより、ペロブスカイト色素44[(CH3NH3 )PbI3]の結晶を生成した。 Next, the substrate 2, the recombination preventing layer 3, and the porous semiconductor 41 containing lead dioxide are immersed in an 8 mg / ml methylammonium iodide (CH 3 NH 3 I) isopropyl alcohol solution 43 at room temperature for 15 minutes. The sample was sprinkled with a pure isopropyl alcohol solution, spin-coated, dried at 100 ° C. for 15 minutes, and then rapidly cooled to room temperature. This produced crystals of perovskite dye 44 [(CH 3 NH 3 ) PbI 3 ].

次いで、コバルトドーパントであるFK209(Tris(2-(1H-pyrazol-1-yl)-4-tert-butylpyridine)cobalt(III)Tris(bis(trifluoromethylsulfonyl)imide)を添加した、ホール輸送層材料PST1又はSpiro-OMeTAD 0.02M、FK-209 0.5mMを溶解させたクロロベンゼン溶液60μl滴下し、スピンコートにより余分な溶液の除去を行い、乾燥させることで、電解層4上に厚さ210nmのホール輸送層5を形成した。このとき、比較例としてコバルトドーパントであるFK209を添加しないケースも試作した。最後に、これらが積層した積層体11の表面に真空蒸着法によって金膜を成膜し、光極61と対極62とからなる厚さ100nmの電極6を積層した。   Next, FK209 (Tris (2- (1H-pyrazol-1-yl) -4-tert-butylpyridine) cobalt (III) Tris (bis (trifluoromethylsulfonyl) imide)), which is a cobalt dopant, is added, or the hole transport layer material PST1 or 60 μl of a chlorobenzene solution in which Spiro-OMeTAD 0.02M and FK-209 0.5 mM are dissolved is dropped, and the excess solution is removed by spin coating, followed by drying, whereby a hole transport layer 5 having a thickness of 210 nm is formed on the electrolytic layer 4. At this time, as a comparative example, a case in which the cobalt dopant FK209 was not added was also prototyped.Finally, a gold film was formed on the surface of the laminated body 11 in which these were laminated by a vacuum evaporation method, and the photoelectrode 61 was formed. The electrode 6 having a thickness of 100 nm and the counter electrode 62 was laminated.

次に、太陽電池10の性能評価を行う。図9は、PST1又はSpiro-OMeTADのクロロベンゼン溶液にFK209を添加した場合における平均電池性能の比較図であり、図10は、PST1又はSpiro-OMeTADのクロロベンゼン溶液にFK209を添加しない場合における平均電池性能の比較図である。   Next, performance evaluation of the solar cell 10 is performed. FIG. 9 is a comparison diagram of average battery performance when FK209 is added to a chlorobenzene solution of PST1 or Spiro-OMeTAD, and FIG. 10 is an average battery performance when FK209 is not added to a chlorobenzene solution of PST1 or Spiro-OMeTAD. FIG.

図9〜図10には、電池性能を表す開放電圧(Voc:open circuit voltage)−短絡電流(Isc:short-circuit current)特性が示される。開放電圧Vocとは太陽電池10に電流が流れていないときの電圧であり、短絡電流Iscとは電圧が0Vの時の電流である。図中のJscは、短絡電流Iscを有効受光面積で割った短絡電流密度(mA/cm2)である。 9 to 10 show open circuit voltage (Voc) -short-circuit current (Isc) characteristics representing battery performance. The open circuit voltage Voc is a voltage when no current flows through the solar cell 10, and the short circuit current Isc is a current when the voltage is 0V. Jsc in the figure is the short-circuit current density (mA / cm 2 ) obtained by dividing the short-circuit current Isc by the effective light receiving area.

また、表1には、太陽電池10の電池性能を数値化したものを示される。
ここで、形状因子FF(フィルファクター)とは、電流と電圧の積が最大となる点における最大出力Pmaxを(Voc×Jsc)で割って得られる曲線因子であり、PCEは、(Voc×Jsc×FF÷入射光強度)で計算される。
Table 1 shows the numerical values of the battery performance of the solar battery 10.
Here, the form factor FF (fill factor) is a curve factor obtained by dividing the maximum output Pmax at the point where the product of current and voltage is maximum by (Voc × Jsc), and PCE is (Voc × Jsc). × FF ÷ incident light intensity).

図9〜図10、表1から分かるように、FK209を添加した場合、PST1のホール輸送層材料を用いた太陽電池は、Spiro-OMeTADのホール輸送層材料を用いた太陽電池よりも低い短絡電流密度を示したが、開放電圧や形状因子が高く、結果として変換効率が高い値を示した。また、Spiro-OMeTADのホール輸送層材料を用いた太陽電池は、FK209を添加しない場合はFK209を添加した場合に比べ、開放電圧や形状因子が大きく低下し、変換効率が大幅に低下した。   9 to 10 and Table 1, when FK209 is added, the solar cell using the PST1 hole transport layer material has a lower short-circuit current than the solar cell using the Spiro-OMeTAD hole transport layer material. Although the density was shown, the open circuit voltage and the form factor were high, and as a result, the conversion efficiency was high. Moreover, in the solar cell using the hole transport layer material of Spiro-OMeTAD, when FK209 was not added, the open circuit voltage and the form factor were greatly reduced compared to the case where FK209 was added, and the conversion efficiency was greatly reduced.

一方、PST1のホール輸送層材料を用いた太陽電池は、FK209を添加しない場合はFK209を添加した場合に比べ、開放電圧や形状因子が低下したものの、短絡電流密度が大幅に増加した結果、変換効率の低下が抑制された。特に、FK209を添加しない場合におけるPST1のホール輸送層材料を用いた太陽電池は、FK209を添加した場合におけるSpiro-OMeTADのホール輸送層材料を用いた太陽電池よりも変換効率が高かった。これらによって、ホール輸送層材料としてPST1を用いることで、太陽電池の光電変換効率が大きく向上することが立証された。   On the other hand, the solar cell using PST1 hole transport layer material has a lower open-circuit voltage and a smaller form factor when FK209 is not added than when FK209 is added. The decrease in efficiency was suppressed. In particular, the solar cell using the PST1 hole transport layer material when FK209 was not added had higher conversion efficiency than the solar cell using the Spiro-OMeTAD hole transport layer material when FK209 was added. From these, it was proved that the photoelectric conversion efficiency of the solar cell is greatly improved by using PST1 as the hole transport layer material.

[その他の実施形態]
上述した実施形態では、PST1のホール輸送層材料を用いた太陽電池10としてハイブリッド型太陽電池を例に示したが、このホール輸送層材料をOPV(有機薄膜太陽電池)、有機EL、有機半導体を用いたデバイスなどに用いても良い。
[Other Embodiments]
In the embodiment described above, a hybrid solar cell is shown as an example of the solar cell 10 using the hole transport layer material of PST1, but this hole transport layer material is made of OPV (organic thin film solar cell), organic EL, and organic semiconductor. You may use for the used device.

本発明は、有機及び無機のハイブリッド化合物で生成されるペロブスカイト色素を備えたハイブリッド型太陽電池などに用いられるホール輸送層材料として利用可能である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used as a hole transport layer material used for a hybrid solar cell provided with a perovskite dye produced from an organic and inorganic hybrid compound.

2 基板
3 再結合防止層
4 電解層
5 ホール輸送層
6 電極
10 太陽電池
11 積層体
41 多孔質半導体
44 色素
61 光極
62 対極
2 Substrate 3 Recombination prevention layer 4 Electrolytic layer 5 Hole transport layer 6 Electrode 10 Solar cell 11 Laminate 41 Porous semiconductor 44 Dye 61 Photoelectrode 62 Counter electrode

Claims (3)

下記一般式(1)で示される化合物であるホール輸送層材料。
(一般式(1)において、n、n、n、及びnは、独立的に1〜3の整数であり、X、X、X、及びXは、独立的に-O-、-S-、-Se-若しくは-NH-であり、Y、及びYは、独立的に-S-、-Se-、若しくは-NH-であり、A、A、A、及びA4は独立的にフェニレン、チオフェンジイル、チアゾールジイルであり、B、B、B、B、B、B、B、及びBは、独立的に-OR1、-SR、-SeR、-N-R・R、-NHR、若しくは-R(ここで、R、R、R、R、R、R、及びRは独立的に炭素原子数1〜12の直鎖若しくは分岐炭化水素基である)である。)
A hole transport layer material which is a compound represented by the following general formula (1).
In (formula (1), n 1, n 2, n 3, and n 4 is an integer independently 1~3, X 1, X 2, X 3, and X 4, independently -O-, -S-, -Se- or -NH-, Y 1 and Y 2 are independently -S-, -Se- or -NH-, and A 1 , A 2 , A 3 and A 4 are independently phenylene, thiophenediyl, thiazolediyl, and B 1 , B 2 , B 3 , B 4 , B 5 , B 6 , B 7 , and B 8 are independently − OR 1 , —SR 2 , —SeR 3 , —NR 4 · R 5 , —NHR 6 , or —R 7 (where R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , and R 7 is independently a straight-chain or branched hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms).
前記化合物は、下記一般式(2)で示される請求項1に記載のホール輸送層材料。
The hole transport layer material according to claim 1, wherein the compound is represented by the following general formula (2).
透明導電膜を有する基板、
電子を前記透明導電膜に受け渡し、且つ逆電子移動を防止する再結合防止層、
光によって励起して前記電子を発生する色素を多孔質半導体に吸着させて形成される電解層、
前記色素から発生したホールが通過し、前記ホール輸送層材料を有するホール輸送層、の順に積層される積層体と、
前記透明導電膜を介して前記電子を放出する光極、および、前記ホール輸送層の表面に設けられた対極で構成される電極と、を備えている請求項1又は2に記載のホール輸送層材料を用いた太陽電池。
A substrate having a transparent conductive film,
An anti-recombination layer for transferring electrons to the transparent conductive film and preventing reverse electron transfer;
An electrolytic layer formed by adsorbing a porous semiconductor to a dye that generates electrons when excited by light,
Holes generated from the dye pass, and a hole transport layer having the hole transport layer material, and a laminate that is stacked in this order,
The hole transport layer according to claim 1, further comprising: a photoelectrode that emits the electrons through the transparent conductive film; and an electrode that includes a counter electrode provided on a surface of the hole transport layer. Solar cell using materials.
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