JP2017147315A - Method for manufacturing photoelectric conversion element, and photoelectric conversion element - Google Patents

Method for manufacturing photoelectric conversion element, and photoelectric conversion element Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide: a photoelectric conversion element with high endurance against light irradiation; and a method for manufacturing the photoelectric conversion element.SOLUTION: A method for manufacturing a photoelectric conversion element having a positive electrode, an active layer including a perovskite compound, an electron transport layer, and a negative electrode comprises the step of forming the electron transport layer which includes: the step of using a composition including a metal oxide precursor, and fullerene or a fullerene derivative to form a layer between the active layer and the negative electrode; or using a composition including a metal oxide precursor to form a layer on a side close to the active layer between the active layer and the negative electrode, and the step of using a composition including fullerene or a fullerene derivative to form a layer on a side close to the negative electrode between the active layer and the negative electrode.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、光電変換素子の製造方法及び光電変換素子に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a photoelectric conversion element and a photoelectric conversion element.

近年、ペロブスカイト化合物を含む活性層を有する光電変換素子の製造方法が提案されている。   In recent years, a method for producing a photoelectric conversion element having an active layer containing a perovskite compound has been proposed.

例えば、陽極、ペロブスカイト化合物を含む活性層、電子輸送層及び陰極をこの順で有する光電変換素子の製造方法であって、陽極を形成する工程と、ペロブスカイト化合物を含む活性層を形成する工程と、電子輸送層を形成する工程と、陰極を形成する工程とをこの順で有し、
電子輸送層を形成する工程が、
フラーレン若しくはフラーレン誘導体を含む組成物を用いて層を形成する工程と、金属酸化物前駆体を含む組成物用いて層を形成する工程とをこの順で有する工程である、光電変換素子の製造方法が報告されている(非特許文献1)。
For example, a method for producing a photoelectric conversion element having an anode, an active layer containing a perovskite compound, an electron transport layer and a cathode in this order, a step of forming an anode, a step of forming an active layer containing a perovskite compound, Having a step of forming an electron transport layer and a step of forming a cathode in this order,
Forming the electron transport layer,
A process for producing a photoelectric conversion element, comprising a step of forming a layer using a composition containing a fullerene or a fullerene derivative and a step of forming a layer using a composition containing a metal oxide precursor in this order Has been reported (Non-patent Document 1).

Wei Chen、外10名、「Efficient and stable large−area perovskite solar cells with inorganic charge extraction layers 」、Science、2015、Vol. 350、 Issue 6263、 p.944−948Wei Chen, 10 others, “Efficient and stable large-area perovskite solar cells with organic charge extraction layers”, Science, 2015, Vol. 350, Issue 6263, p. 944-948

しかしながら、上述の非特許文献1に記載された光電変換素子は、耐久性が必ずしも十分ではなかった。   However, the photoelectric conversion element described in Non-Patent Document 1 described above does not always have sufficient durability.

本発明の目的は、光照射に対する高い耐久性を有する光電変換素子の製造方法及びその光電変換素子を提供することにある。   The objective of this invention is providing the manufacturing method of the photoelectric conversion element which has high durability with respect to light irradiation, and its photoelectric conversion element.

すなわち、本発明は、下記[1]〜[7]を提供する。
[1]陽極、ペロブスカイト化合物を含む活性層、電子輸送層及び陰極を有する光電変換素子の製造方法であって、
電子輸送層を形成する工程が、
活性層と陰極との間に、金属酸化物前駆体と、フラーレン若しくはフラーレン誘導体とを含む組成物を用いて層を形成する工程又は、
活性層と陰極との間の活性層に近い側に金属酸化物前駆体を含む組成物用いて層を形成する工程と、活性層と陰極との間の陰極に近い側にフラーレン若しくはフラーレン誘導体を含む組成物を用いて層を形成する工程とを有する工程である、光電変換素子の製造方法。
[2]陽極、ペロブスカイト化合物を含む活性層、電子輸送層及び陰極をこの順で有する光電変換素子の製造方法であって、
陽極を形成する工程と、ペロブスカイト化合物を含む活性層を形成する工程と、電子輸送層を形成する工程と、陰極を形成する工程とをこの順で有し、
電子輸送層を形成する工程が、
金属酸化物前駆体と、フラーレン若しくはフラーレン誘導体とを含む組成物を用いて層を形成する工程又は、
金属酸化物前駆体を含む組成物用いて層を形成する工程と、フラーレン若しくはフラーレン誘導体を含む組成物を用いて層を形成する工程とをこの順で有する工程である、光電変換素子の製造方法。
[3]前記金属酸化物前駆体が、酸化チタンの前駆体である、[1]又は[2]記載の光電変換素子の製造方法。
[4]前記金属酸化物前駆体が、金属アルコキシドである、[1]〜[3]のいずれか記載の光電変換素子の製造方法。
[5][1]〜[4]のいずれか記載の光電変換素子の製造方法によって得られる光電変換素子。
[6][5]記載の光電変換素子を含む、太陽電池モジュール。
[7][5]記載の光電変換素子を含む、有機光センサー。
That is, the present invention provides the following [1] to [7].
[1] A method for producing a photoelectric conversion element having an anode, an active layer containing a perovskite compound, an electron transport layer, and a cathode,
Forming the electron transport layer,
Forming a layer between the active layer and the cathode using a composition containing a metal oxide precursor and fullerene or a fullerene derivative, or
A step of forming a layer using a composition containing a metal oxide precursor on the side close to the active layer between the active layer and the cathode; and a fullerene or fullerene derivative on the side close to the cathode between the active layer and the cathode. The manufacturing method of a photoelectric conversion element which is a process which has a process of forming a layer using the composition containing.
[2] A method for producing a photoelectric conversion element having an anode, an active layer containing a perovskite compound, an electron transport layer, and a cathode in this order,
A step of forming an anode, a step of forming an active layer containing a perovskite compound, a step of forming an electron transport layer, and a step of forming a cathode in this order,
Forming the electron transport layer,
Forming a layer using a composition comprising a metal oxide precursor and fullerene or a fullerene derivative, or
A method for producing a photoelectric conversion element, comprising: a step of forming a layer using a composition containing a metal oxide precursor; and a step of forming a layer using a composition containing fullerene or a fullerene derivative in this order. .
[3] The method for producing a photoelectric conversion element according to [1] or [2], wherein the metal oxide precursor is a titanium oxide precursor.
[4] The method for producing a photoelectric conversion element according to any one of [1] to [3], wherein the metal oxide precursor is a metal alkoxide.
[5] A photoelectric conversion element obtained by the method for manufacturing a photoelectric conversion element according to any one of [1] to [4].
[6] A solar cell module including the photoelectric conversion element according to [5].
[7] An organic photosensor comprising the photoelectric conversion element according to [5].

本発明によれば、光電変換素子の耐久性をより高めることができる。本発明において、光電変換素子の耐久性が高いとは、(66時間後の光電変換効率)/(初期の光電変換効率)の値が高いことを意味する。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, durability of a photoelectric conversion element can be improved more. In the present invention, the high durability of the photoelectric conversion element means that the value of (photoelectric conversion efficiency after 66 hours) / (initial photoelectric conversion efficiency) is high.

以下、本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

<共通する用語の説明>
以下、本明細書で共通して用いられる用語は、特記しない限り、以下の意味である。
<Explanation of common terms>
Hereinafter, terms commonly used in the present specification have the following meanings unless otherwise specified.

本明細書において、「置換基を有していてもよい」とは、その化合物又は基を構成するすべての水素原子が無置換の場合、及び1個以上の水素原子のうちの一部又は全部が置換基によって置換されている場合の両方の態様を含む。置換基を有していてもよい基の炭素原子数には、置換基の炭素原子数は含めない。   In the present specification, “which may have a substituent” means that all hydrogen atoms constituting the compound or group are unsubstituted and a part or all of one or more hydrogen atoms. Including both embodiments where is substituted by a substituent. The number of carbon atoms of the group which may have a substituent does not include the number of carbon atoms of the substituent.

置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、シリルオキシ基、置換シリルオキシ基、ハロゲン原子、アシル基、アシルオキシ基、イミン残基、ジアルキルアミノ基、ジアリールアミノ基、アミド基、酸イミド基、1価の複素環基、カルボキシ基、置換カルボキシ基、シアノ基、重合可能な置換基等が挙げられる。   Examples of the substituent include alkyl group, cycloalkyl group, halogenated alkyl group, alkoxy group, cycloalkoxy group, alkylthio group, cycloalkylthio group, aryl group, aryloxy group, arylthio group, arylalkyl group, arylalkoxy group, aryl Alkylthio group, arylalkenyl group, arylalkynyl group, amino group, substituted amino group, silyl group, substituted silyl group, silyloxy group, substituted silyloxy group, halogen atom, acyl group, acyloxy group, imine residue, dialkylamino group, diaryl Examples thereof include an amino group, an amide group, an acid imide group, a monovalent heterocyclic group, a carboxy group, a substituted carboxy group, a cyano group, and a polymerizable substituent.

重合可能な置換基とは、重合反応を起こすことにより2分子以上の分子間で結合を形成し、化合物を生成可能な置換基のことを表す。このような基としては炭素−炭素多重結合を有する基(たとえば、ビニル基、エチニル基、ブテニル基、アクリロイル基、アクリル酸エステルから水素原子1個が除かれた基、アクリルアミドから水素原子1個が除かれた基、メタクリロイル基、メタクリル酸エステルから水素原子1個が除かれた基、メタクリルアミドから水素原子1個が除かれた基、アレンから水素原子1個が除かれた基、アリル基、ビニルオキシ基、ビニルアミノ基、フリル基、ピロリル基、チエニル基、シロールから水素原子1個が除かれた基、ベンゾシクロブテン構造を有する基等を挙げることができる)、小員環(たとえばシクロプロピル基、シクロブチル基、エポキシ基、オキセタン構造を有する基、ジケテン構造を有する基、エピスルフィド構造を有する基等)を有する基、ラクトン構造を有する基、ラクタム構造を有する基、又はシロキサン誘導体を含有する基等がある。また、上記基の他に、エステル結合、アミド結合を形成可能な基の組み合わせなども利用できる。このような基の組み合わせとしては、例えばヒドロカルビルオキシカルボニル基とアミノ基との組み合せ、ヒドロカルビルオキシカルボニル基とヒドロキシ基との組み合せなどが挙げられる。   The polymerizable substituent represents a substituent capable of forming a compound by forming a bond between two or more molecules by causing a polymerization reaction. Examples of such a group include a group having a carbon-carbon multiple bond (for example, a vinyl group, an ethynyl group, a butenyl group, an acryloyl group, a group in which one hydrogen atom is removed from an acrylate ester, and one hydrogen atom from acrylamide. Removed groups, methacryloyl groups, groups in which one hydrogen atom has been removed from methacrylic acid ester, groups in which one hydrogen atom has been removed from methacrylamide, groups in which one hydrogen atom has been removed from allene, allyl groups, A vinyloxy group, a vinylamino group, a furyl group, a pyrrolyl group, a thienyl group, a group in which one hydrogen atom is removed from silole, a group having a benzocyclobutene structure, etc.), a small ring (for example, cyclopropyl) Group, cyclobutyl group, epoxy group, group having oxetane structure, group having diketene structure, group having episulfide structure, etc. Group having the group having a lactone structure, a group having a lactam structure, or a group containing a siloxane derivative. In addition to the above groups, combinations of groups capable of forming an ester bond or an amide bond can also be used. Examples of such group combinations include a combination of a hydrocarbyloxycarbonyl group and an amino group, and a combination of a hydrocarbyloxycarbonyl group and a hydroxy group.

<1>光電変換素子の製造方法
本発明の光電変換素子の製造方法は、
陽極、ペロブスカイト化合物を含む活性層、電子輸送層及び陰極を有する光電変換素子の製造方法であって、
電子輸送層を形成する工程が、
活性層と陰極との間に、金属酸化物前駆体と、フラーレン若しくはフラーレン誘導体とを含む組成物を用いて層を形成する工程又は、
活性層と陰極との間であって、活性層に近い側に金属酸化物前駆体を含む組成物用いて層を形成する工程と、活性層と陰極との間であって、陰極に近い側にフラーレン若しくはフラーレン誘導体を含む組成物を用いて層を形成する工程とを有する工程である。
<1> Method for producing photoelectric conversion element The method for producing a photoelectric conversion element of the present invention comprises:
A method for producing a photoelectric conversion element having an anode, an active layer containing a perovskite compound, an electron transport layer, and a cathode,
Forming the electron transport layer,
Forming a layer between the active layer and the cathode using a composition containing a metal oxide precursor and fullerene or a fullerene derivative, or
A step of forming a layer using a composition containing a metal oxide precursor on the side close to the active layer between the active layer and the cathode; and a side between the active layer and the cathode close to the cathode And a step of forming a layer using a composition containing fullerene or a fullerene derivative.

本発明の光電変換素子の製造方法としては、例えば、
(a)陽極を形成する工程と、ペロブスカイト化合物を含む活性層を形成する工程と、電子輸送層を形成する工程と、陰極を形成する工程とをこの順で有し、
電子輸送層を形成する工程が、
金属酸化物前駆体と、フラーレン若しくはフラーレン誘導体とを含む組成物を用いて層を形成する工程又は、
金属酸化物前駆体を含む組成物用いて層を形成する工程と、フラーレン若しくはフラーレン誘導体を含む組成物を用いて層を形成する工程とをこの順で有する工程である、光電変換素子の製造方法、及び
(b)陰極を形成する工程と、電子輸送層を形成する工程と、ペロブスカイト化合物を含む活性層を形成する工程と、陽極を形成する工程とをこの順で有し、
電子輸送層を形成する工程が、
金属酸化物前駆体と、フラーレン若しくはフラーレン誘導体とを含む組成物を用いて層を形成する工程又は、
フラーレン若しくはフラーレン誘導体を含む組成物を用いて層を形成する工程と、金属酸化物前駆体を含む組成物用いて層を形成する工程とをこの順で有する工程である、光電変換素子の製造方法、
が挙げられる。
As a manufacturing method of the photoelectric conversion element of the present invention, for example,
(A) a step of forming an anode, a step of forming an active layer containing a perovskite compound, a step of forming an electron transport layer, and a step of forming a cathode in this order,
Forming the electron transport layer,
Forming a layer using a composition comprising a metal oxide precursor and fullerene or a fullerene derivative, or
A method for producing a photoelectric conversion element, comprising: a step of forming a layer using a composition containing a metal oxide precursor; and a step of forming a layer using a composition containing fullerene or a fullerene derivative in this order. And (b) a step of forming a cathode, a step of forming an electron transport layer, a step of forming an active layer containing a perovskite compound, and a step of forming an anode in this order,
Forming the electron transport layer,
Forming a layer using a composition comprising a metal oxide precursor and fullerene or a fullerene derivative, or
A process for producing a photoelectric conversion element, comprising a step of forming a layer using a composition containing a fullerene or a fullerene derivative and a step of forming a layer using a composition containing a metal oxide precursor in this order ,
Is mentioned.

得られる光電変換素子の耐久性の観点からは、電子輸送層を形成する工程は、
活性層と陰極との間であって、活性層に近い側に金属酸化物前駆体を含む組成物用いて層を形成する工程と、活性層と陰極との間であって、陰極に近い側にフラーレン若しくはフラーレン誘導体を含む組成物を用いて層を形成する工程とをこの順で有する工程であることが好ましい。
From the viewpoint of durability of the obtained photoelectric conversion element, the step of forming the electron transport layer is
A step of forming a layer using a composition containing a metal oxide precursor on the side close to the active layer between the active layer and the cathode; and a side between the active layer and the cathode close to the cathode And a step of forming a layer using a composition containing fullerene or a fullerene derivative in this order.

発明の光電変換素子の製造方法は、さらに、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、封止層及び/又はUVカット層を形成する工程を有していてもよい。
正孔注入層は、陽極と活性層との間又は、陽極と正孔輸送層との間に形成することができる。
正孔輸送層は、正孔注入層と活性層との間に形成することができる。
電子注入層は、陰極と電子輸送層との間に形成することができる。
The manufacturing method of the photoelectric conversion element of the invention may further include a step of forming a hole injection layer, a hole transport layer, an electron injection layer, a sealing layer and / or a UV cut layer.
The hole injection layer can be formed between the anode and the active layer or between the anode and the hole transport layer.
The hole transport layer can be formed between the hole injection layer and the active layer.
The electron injection layer can be formed between the cathode and the electron transport layer.

本発明の光電変換素子の製造方法としては、例えば、
(a−1)陽極、ペロブスカイト化合物を含む活性層、電子輸送層及び陰極をこの順で有する光電変換素子の製造方法であって、
陽極を形成する工程と、陽極の上に、ペロブスカイト化合物を含む活性層を形成する工程と、活性層の上に、電子輸送層を形成する工程と、電子輸送層の上に、陰極を形成する工程とをこの順で有し、
電子輸送層を形成する工程が、
活性層の上に、金属酸化物前駆体と、フラーレン若しくはフラーレン誘導体とを含む組成物を用いて層を形成する工程又は、
活性層の上に、金属酸化物前駆体を含む組成物用いて層を形成する工程と、活性層の上に形成された層の上に、フラーレン若しくはフラーレン誘導体を含む組成物を用いて層を形成する工程とをこの順で有する工程である、光電変換素子の製造方法、
(a−2)陽極、正孔注入層、ペロブスカイト化合物を含む活性層、電子輸送層及び陰極をこの順で有する光電変換素子の製造方法であって、
陽極を形成する工程と、陽極の上に、正孔注入層を形成する工程と、正孔注入層の上に、ペロブスカイト化合物を含む活性層を形成する工程と、活性層の上に、電子輸送層を形成する工程と、電子輸送層の上に、陰極を形成する工程とをこの順で有し、
電子輸送層を形成する工程が、
活性層の上に、金属酸化物前駆体と、フラーレン若しくはフラーレン誘導体とを含む組成物を用いて層を形成する工程又は、
活性層の上に、金属酸化物前駆体を含む組成物用いて層を形成する工程と、活性層の上に形成された層の上に、フラーレン若しくはフラーレン誘導体を含む組成物を用いて層を形成する工程とをこの順で有する工程である、光電変換素子の製造方法、
(a−3)陽極、正孔注入層、正孔輸送層、ペロブスカイト化合物を含む活性層、電子輸送層及び陰極をこの順で有する光電変換素子の製造方法であって、
陽極を形成する工程と、陽極の上に、正孔注入層を形成する工程と、正孔注入層の上に、正孔輸送層を形成する工程と、正孔輸送層の上に、ペロブスカイト化合物を含む活性層を形成する工程と、活性層の上に、電子輸送層を形成する工程と、電子輸送層の上に、陰極を形成する工程とをこの順で有し、
電子輸送層を形成する工程が、
活性層の上に、金属酸化物前駆体と、フラーレン若しくはフラーレン誘導体とを含む組成物を用いて層を形成する工程又は、
活性層の上に、金属酸化物前駆体を含む組成物用いて層を形成する工程と、活性層の上に形成された層の上に、フラーレン若しくはフラーレン誘導体を含む組成物を用いて層を形成する工程とをこの順で有する工程である、光電変換素子の製造方法、
(a−4)陽極、ペロブスカイト化合物を含む活性層、電子輸送層、電子注入層及び陰極をこの順で有する光電変換素子の製造方法であって、
陽極を形成する工程と、陽極の上に、ペロブスカイト化合物を含む活性層を形成する工程と、活性層の上に、電子輸送層を形成する工程と、電子輸送層の上に、電子注入層を形成する工程と、電子注入層の上に、陰極を形成する工程とをこの順で有し、
電子輸送層を形成する工程が、
活性層の上に、金属酸化物前駆体と、フラーレン若しくはフラーレン誘導体とを含む組成物を用いて層を形成する工程又は、
活性層の上に、金属酸化物前駆体を含む組成物用いて層を形成する工程と、活性層の上に形成された層の上に、フラーレン若しくはフラーレン誘導体を含む組成物を用いて層を形成する工程とをこの順で有する工程である、光電変換素子の製造方法、
(a−5)陽極、正孔注入層、ペロブスカイト化合物を含む活性層、電子輸送層、電子注入層及び陰極をこの順で有する光電変換素子の製造方法であって、
陽極を形成する工程と、陽極の上に、正孔注入層を形成する工程と、正孔注入層の上に、ペロブスカイト化合物を含む活性層を形成する工程と、活性層の上に、電子輸送層を形成する工程と、電子輸送層の上に、電子注入層を形成する工程と、電子注入層の上に、陰極を形成する工程とをこの順で有し、
電子輸送層を形成する工程が、
活性層の上に、金属酸化物前駆体と、フラーレン若しくはフラーレン誘導体とを含む組成物を用いて層を形成する工程又は、
活性層の上に、金属酸化物前駆体を含む組成物用いて層を形成する工程と、活性層の上に形成された層の上に、フラーレン若しくはフラーレン誘導体を含む組成物を用いて層を形成する工程とをこの順で有する工程である、光電変換素子の製造方法、
(a−6)陽極、正孔注入層、正孔輸送層、ペロブスカイト化合物を含む活性層、電子輸送層、電子注入層及び陰極をこの順で有する光電変換素子の製造方法であって、
陽極を形成する工程と、陽極の上に、正孔注入層を形成する工程と、正孔注入層の上に、正孔輸送層を形成する工程と、正孔輸送層の上に、ペロブスカイト化合物を含む活性層を形成する工程と、活性層の上に、電子輸送層を形成する工程と、電子輸送層の上に、電子注入層を形成する工程と、電子注入層の上に、陰極を形成する工程とをこの順で有し、
電子輸送層を形成する工程が、
活性層の上に、金属酸化物前駆体と、フラーレン若しくはフラーレン誘導体とを含む組成物を用いて層を形成する工程又は、
活性層の上に、金属酸化物前駆体を含む組成物用いて層を形成する工程と、活性層の上に形成された層の上に、フラーレン若しくはフラーレン誘導体を含む組成物を用いて層を形成する工程とをこの順で有する工程である、光電変換素子の製造方法、
(b−1)陰極、電子輸送層、ペロブスカイト化合物を含む活性層及び陽極をこの順で有する光電変換素子の製造方法であって、
陰極を形成する工程と、陰極の上に、電子輸送層を形成する工程と、電子輸送層の上に、ペロブスカイト化合物を含む活性層を形成する工程と、活性層の上に、陽極を形成する工程とをこの順で有し、
電子輸送層を形成する工程が、
陰極の上に、金属酸化物前駆体と、フラーレン若しくはフラーレン誘導体とを含む組成物を用いて層を形成する工程又は、
陰極の上に、フラーレン若しくはフラーレン誘導体を含む組成物を用いて層を形成する工程と、陰極の上に形成された層の上に、金属酸化物前駆体を含む組成物用いて層を形成する工程とをこの順で有する工程である、光電変換素子の製造方法、
(b−2)陰極、電子輸送層、ペロブスカイト化合物を含む活性層、正孔注入層及び陽極をこの順で有する光電変換素子の製造方法であって、
陰極を形成する工程と、陰極の上に、電子輸送層を形成する工程と、電子輸送層の上に、ペロブスカイト化合物を含む活性層を形成する工程と、活性層の上に、正孔注入層を形成する工程と、正孔注入層の上に、陽極を形成する工程とをこの順で有し、
電子輸送層を形成する工程が、
陰極の上に、金属酸化物前駆体と、フラーレン若しくはフラーレン誘導体とを含む組成物を用いて層を形成する工程又は、
陰極の上に、フラーレン若しくはフラーレン誘導体を含む組成物を用いて層を形成する工程と、陰極の上に形成された層の上に、金属酸化物前駆体を含む組成物用いて層を形成する工程とをこの順で有する工程である、光電変換素子の製造方法、
(b−3)陰極、電子輸送層、ペロブスカイト化合物を含む活性層、正孔輸送層、正孔注入層及び陽極をこの順で有する光電変換素子の製造方法であって、
陰極を形成する工程と、陰極の上に、電子輸送層を形成する工程と、電子輸送層の上に、ペロブスカイト化合物を含む活性層を形成する工程と、活性層の上に、正孔輸送層を形成する工程と、正孔輸送層の上に、正孔注入層を形成する工程と、正孔注入層の上に、陽極を形成する工程とをこの順で有し、
電子輸送層を形成する工程が、
陰極の上に、金属酸化物前駆体と、フラーレン若しくはフラーレン誘導体とを含む組成物を用いて層を形成する工程又は、
陰極の上に、フラーレン若しくはフラーレン誘導体を含む組成物を用いて層を形成する工程と、陰極の上に形成された層の上に、金属酸化物前駆体を含む組成物用いて層を形成する工程とをこの順で有する工程である、光電変換素子の製造方法、
(b−4)陰極、電子注入層、電子輸送層、ペロブスカイト化合物を含む活性層及び陽極をこの順で有する光電変換素子の製造方法であって、
陰極を形成する工程と、陰極の上に、電子注入層を形成する工程と、電子注入層の上に、電子輸送層を形成する工程と、電子輸送層の上に、ペロブスカイト化合物を含む活性層を形成する工程と、活性層の上に、陽極を形成する工程とをこの順で有し、
電子輸送層を形成する工程が、
電子注入層の上に、金属酸化物前駆体と、フラーレン若しくはフラーレン誘導体とを含む組成物を用いて層を形成する工程又は、
電子注入層の上に、フラーレン若しくはフラーレン誘導体を含む組成物を用いて層を形成する工程と、電子注入層の上に形成された層の上に、金属酸化物前駆体を含む組成物用いて層を形成する工程とをこの順で有する工程である、光電変換素子の製造方法、
(b−5)陰極、電子注入層、電子輸送層、ペロブスカイト化合物を含む活性層、正孔注入層及び陽極をこの順で有する光電変換素子の製造方法であって、
陰極を形成する工程と、陰極の上に、電子注入層を形成する工程と、電子注入層の上に、電子輸送層を形成する工程と、電子輸送層の上に、ペロブスカイト化合物を含む活性層を形成する工程と、活性層の上に、正孔注入層を形成する工程と、正孔注入層の上に、陽極を形成する工程とをこの順で有し、
電子輸送層を形成する工程が、
電子注入層の上に、金属酸化物前駆体と、フラーレン若しくはフラーレン誘導体とを含む組成物を用いて層を形成する工程又は、
電子注入層の上に、フラーレン若しくはフラーレン誘導体を含む組成物を用いて層を形成する工程と、電子注入層の上に形成された層の上に、金属酸化物前駆体を含む組成物用いて層を形成する工程とをこの順で有する工程である、光電変換素子の製造方法、(b−6)陰極、電子注入層、電子輸送層、ペロブスカイト化合物を含む活性層、正孔輸送層、正孔注入層及び陽極をこの順で有する光電変換素子の製造方法であって、
陰極を形成する工程と、陰極の上に、電子注入層を形成する工程と、電子注入層の上に、電子輸送層を形成する工程と、電子輸送層の上に、ペロブスカイト化合物を含む活性層を形成する工程と、活性層の上に、正孔輸送層を形成する工程と、正孔輸送層の上に、正孔注入層を形成する工程と、正孔注入層の上に、陽極を形成する工程とをこの順で有し、
電子輸送層を形成する工程が、
電子注入層の上に、金属酸化物前駆体と、フラーレン若しくはフラーレン誘導体とを含む組成物を用いて層を形成する工程又は、
電子注入層の上に、フラーレン若しくはフラーレン誘導体を含む組成物を用いて層を形成する工程と、電子注入層の上に形成された層の上に、金属酸化物前駆体を含む組成物用いて層を形成する工程とをこの順で有する工程である、光電変換素子の製造方法、
が挙げられる。
As a manufacturing method of the photoelectric conversion element of the present invention, for example,
(A-1) A method for producing a photoelectric conversion element having an anode, an active layer containing a perovskite compound, an electron transport layer, and a cathode in this order,
A step of forming an anode, a step of forming an active layer containing a perovskite compound on the anode, a step of forming an electron transport layer on the active layer, and a cathode on the electron transport layer Process in this order,
Forming the electron transport layer,
Forming a layer on the active layer using a composition containing a metal oxide precursor and fullerene or a fullerene derivative, or
Forming a layer on the active layer using a composition containing a metal oxide precursor; and forming a layer on the layer formed on the active layer using a composition containing fullerene or a fullerene derivative. A process for forming a photoelectric conversion element, which is a process having the steps of forming in this order,
(A-2) A method for producing a photoelectric conversion element having an anode, a hole injection layer, an active layer containing a perovskite compound, an electron transport layer, and a cathode in this order,
A step of forming an anode, a step of forming a hole injection layer on the anode, a step of forming an active layer containing a perovskite compound on the hole injection layer, and an electron transport on the active layer A step of forming a layer, and a step of forming a cathode on the electron transport layer in this order,
Forming the electron transport layer,
Forming a layer on the active layer using a composition containing a metal oxide precursor and fullerene or a fullerene derivative, or
Forming a layer on the active layer using a composition containing a metal oxide precursor; and forming a layer on the layer formed on the active layer using a composition containing fullerene or a fullerene derivative. A process for forming a photoelectric conversion element, which is a process having the steps of forming in this order,
(A-3) A method for producing a photoelectric conversion element having an anode, a hole injection layer, a hole transport layer, an active layer containing a perovskite compound, an electron transport layer, and a cathode in this order,
A step of forming an anode, a step of forming a hole injection layer on the anode, a step of forming a hole transport layer on the hole injection layer, and a perovskite compound on the hole transport layer A step of forming an active layer containing, a step of forming an electron transport layer on the active layer, and a step of forming a cathode on the electron transport layer, in this order,
Forming the electron transport layer,
Forming a layer on the active layer using a composition containing a metal oxide precursor and fullerene or a fullerene derivative, or
Forming a layer on the active layer using a composition containing a metal oxide precursor; and forming a layer on the layer formed on the active layer using a composition containing fullerene or a fullerene derivative. A process for forming a photoelectric conversion element, which is a process having the steps of forming in this order,
(A-4) A method for producing a photoelectric conversion element having an anode, an active layer containing a perovskite compound, an electron transport layer, an electron injection layer, and a cathode in this order,
A step of forming an anode; a step of forming an active layer containing a perovskite compound on the anode; a step of forming an electron transport layer on the active layer; and an electron injection layer on the electron transport layer. And a step of forming a cathode on the electron injection layer in this order,
Forming the electron transport layer,
Forming a layer on the active layer using a composition containing a metal oxide precursor and fullerene or a fullerene derivative, or
Forming a layer on the active layer using a composition containing a metal oxide precursor; and forming a layer on the layer formed on the active layer using a composition containing fullerene or a fullerene derivative. A process for forming a photoelectric conversion element, which is a process having the steps of forming in this order,
(A-5) A method for producing a photoelectric conversion element having an anode, a hole injection layer, an active layer containing a perovskite compound, an electron transport layer, an electron injection layer, and a cathode in this order,
A step of forming an anode, a step of forming a hole injection layer on the anode, a step of forming an active layer containing a perovskite compound on the hole injection layer, and an electron transport on the active layer A step of forming a layer, a step of forming an electron injection layer on the electron transport layer, and a step of forming a cathode on the electron injection layer in this order,
Forming the electron transport layer,
Forming a layer on the active layer using a composition containing a metal oxide precursor and fullerene or a fullerene derivative, or
Forming a layer on the active layer using a composition containing a metal oxide precursor; and forming a layer on the layer formed on the active layer using a composition containing fullerene or a fullerene derivative. A process for forming a photoelectric conversion element, which is a process having the steps of forming in this order,
(A-6) A method for producing a photoelectric conversion element having an anode, a hole injection layer, a hole transport layer, an active layer containing a perovskite compound, an electron transport layer, an electron injection layer, and a cathode in this order,
A step of forming an anode, a step of forming a hole injection layer on the anode, a step of forming a hole transport layer on the hole injection layer, and a perovskite compound on the hole transport layer A step of forming an active layer including: a step of forming an electron transport layer on the active layer; a step of forming an electron injection layer on the electron transport layer; and a cathode on the electron injection layer. And the process of forming in this order,
Forming the electron transport layer,
Forming a layer on the active layer using a composition containing a metal oxide precursor and fullerene or a fullerene derivative, or
Forming a layer on the active layer using a composition containing a metal oxide precursor; and forming a layer on the layer formed on the active layer using a composition containing fullerene or a fullerene derivative. A process for forming a photoelectric conversion element, which is a process having the steps of forming in this order,
(B-1) A method for producing a photoelectric conversion element having a cathode, an electron transport layer, an active layer containing a perovskite compound, and an anode in this order,
A step of forming a cathode, a step of forming an electron transport layer on the cathode, a step of forming an active layer containing a perovskite compound on the electron transport layer, and an anode on the active layer Process in this order,
Forming the electron transport layer,
Forming a layer on the cathode using a composition comprising a metal oxide precursor and fullerene or a fullerene derivative, or
A step of forming a layer using a composition containing fullerene or a fullerene derivative on a cathode, and a layer using a composition containing a metal oxide precursor on the layer formed on the cathode. A method for producing a photoelectric conversion element, which is a step having steps in this order,
(B-2) A method for producing a photoelectric conversion element having a cathode, an electron transport layer, an active layer containing a perovskite compound, a hole injection layer, and an anode in this order,
A step of forming a cathode, a step of forming an electron transport layer on the cathode, a step of forming an active layer containing a perovskite compound on the electron transport layer, and a hole injection layer on the active layer And a step of forming an anode on the hole injection layer in this order,
Forming the electron transport layer,
Forming a layer on the cathode using a composition comprising a metal oxide precursor and fullerene or a fullerene derivative, or
A step of forming a layer using a composition containing fullerene or a fullerene derivative on a cathode, and a layer using a composition containing a metal oxide precursor on the layer formed on the cathode. A method for producing a photoelectric conversion element, which is a step having steps in this order,
(B-3) A method for producing a photoelectric conversion element having a cathode, an electron transport layer, an active layer containing a perovskite compound, a hole transport layer, a hole injection layer, and an anode in this order,
A step of forming a cathode, a step of forming an electron transport layer on the cathode, a step of forming an active layer containing a perovskite compound on the electron transport layer, and a hole transport layer on the active layer A step of forming a hole injection layer on the hole transport layer, and a step of forming an anode on the hole injection layer in this order,
Forming the electron transport layer,
Forming a layer on the cathode using a composition comprising a metal oxide precursor and fullerene or a fullerene derivative, or
A step of forming a layer using a composition containing fullerene or a fullerene derivative on a cathode, and a layer using a composition containing a metal oxide precursor on the layer formed on the cathode. A method for producing a photoelectric conversion element, which is a step having steps in this order,
(B-4) A method for producing a photoelectric conversion element having a cathode, an electron injection layer, an electron transport layer, an active layer containing a perovskite compound, and an anode in this order,
A step of forming a cathode, a step of forming an electron injection layer on the cathode, a step of forming an electron transport layer on the electron injection layer, and an active layer containing a perovskite compound on the electron transport layer And a step of forming an anode on the active layer in this order,
Forming the electron transport layer,
Forming a layer on the electron injection layer using a composition containing a metal oxide precursor and fullerene or a fullerene derivative, or
A step of forming a layer using a composition containing fullerene or a fullerene derivative on the electron injection layer, and a composition containing a metal oxide precursor on the layer formed on the electron injection layer. A method for producing a photoelectric conversion element, which is a step having a step of forming a layer in this order,
(B-5) A method for producing a photoelectric conversion element having a cathode, an electron injection layer, an electron transport layer, an active layer containing a perovskite compound, a hole injection layer, and an anode in this order,
A step of forming a cathode, a step of forming an electron injection layer on the cathode, a step of forming an electron transport layer on the electron injection layer, and an active layer containing a perovskite compound on the electron transport layer Forming a positive hole injection layer on the active layer, and forming an anode on the positive hole injection layer in this order,
Forming the electron transport layer,
Forming a layer on the electron injection layer using a composition containing a metal oxide precursor and fullerene or a fullerene derivative, or
A step of forming a layer using a composition containing fullerene or a fullerene derivative on the electron injection layer, and a composition containing a metal oxide precursor on the layer formed on the electron injection layer. And (b-6) a cathode, an electron injection layer, an electron transport layer, an active layer containing a perovskite compound, a hole transport layer, a positive layer, and a step of forming a layer in this order. A method for producing a photoelectric conversion element having a hole injection layer and an anode in this order,
A step of forming a cathode, a step of forming an electron injection layer on the cathode, a step of forming an electron transport layer on the electron injection layer, and an active layer containing a perovskite compound on the electron transport layer Forming a hole transport layer on the active layer, forming a hole injection layer on the hole transport layer, and forming an anode on the hole injection layer. And the process of forming in this order,
Forming the electron transport layer,
Forming a layer on the electron injection layer using a composition containing a metal oxide precursor and fullerene or a fullerene derivative, or
A step of forming a layer using a composition containing fullerene or a fullerene derivative on the electron injection layer, and a composition containing a metal oxide precursor on the layer formed on the electron injection layer. A method for producing a photoelectric conversion element, which is a step having a step of forming a layer in this order,
Is mentioned.

以下に、陽極を形成する工程、正孔注入層を形成する工程、正孔輸送層を形成する工程、ペロブスカイト化合物を含む活性層を形成する工程、電子輸送層を形成する工程、電子注入層を形成する工程、陰極を形成する工程、封止層を形成する工程及びUVカット層を形成する工程とについて詳しく説明する。   The steps of forming an anode, forming a hole injection layer, forming a hole transport layer, forming an active layer containing a perovskite compound, forming an electron transport layer, and forming an electron injection layer are as follows: The step of forming, the step of forming the cathode, the step of forming the sealing layer, and the step of forming the UV cut layer will be described in detail.

(陽極の形成工程)
陽極の形成方法に特に制限はない。陽極は、後述する陽極の材料を真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、メッキ法等によって支持基板上に成膜することで形成することができる。
陽極の材料にポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体等の有機物を用いる場合は、有機物を含む塗布液、金属インク、金属ペースト又は溶融状態の低融点金属等を用いて、塗布法によって陽極を形成してもよい。陽極は、オゾンUV処理、コロナ処理、超音波処理等の表面処理が施されていてもよい。
(Anode formation process)
There is no restriction | limiting in particular in the formation method of an anode. The anode can be formed by depositing an anode material described later on a support substrate by a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, a plating method, or the like.
When organic materials such as polyaniline and its derivatives, polythiophene and its derivatives are used as the anode material, the anode is formed by a coating method using a coating liquid containing organic materials, metal ink, metal paste, or a molten low melting point metal. May be. The anode may be subjected to surface treatment such as ozone UV treatment, corona treatment, ultrasonic treatment or the like.

(正孔注入層の形成工程)
正孔注入層の形成方法は特に限定されないが、製造工程の簡易化の観点からは塗布法によって形成することが好ましい。塗布法を用いる場合、例えば、後述する正孔注入層の材料と溶媒とを含む塗布液を塗布することにより形成することができる。
(Hole injection layer formation process)
The method for forming the hole injection layer is not particularly limited, but it is preferably formed by a coating method from the viewpoint of simplifying the production process. When using the coating method, for example, it can be formed by coating a coating solution containing a material of a hole injection layer described later and a solvent.

正孔注入層を形成するための塗布液は、溶液に限定されず、エマルション(乳濁液)、サスペンション(懸濁液)等の分散液であってもよい。   The coating liquid for forming the hole injection layer is not limited to a solution, and may be a dispersion such as an emulsion (emulsion) or a suspension (suspension).

塗布法としては、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法、ディスペンサー印刷法、ノズルコート法、キャピラリーコート法等の塗布法を挙げることができ、これらの中でもスピンコート法、フレキソ印刷法、インクジェット印刷法、ディスペンサー印刷法が好ましい。   As the coating method, spin coating method, casting method, micro gravure coating method, gravure coating method, bar coating method, roll coating method, wire bar coating method, dip coating method, spray coating method, screen printing method, flexographic printing method, Examples of the coating method include an offset printing method, an ink jet printing method, a dispenser printing method, a nozzle coating method, and a capillary coating method. Among these, a spin coating method, a flexographic printing method, an ink jet printing method, and a dispenser printing method are preferable.

正孔注入層の材料と溶媒とを含む塗布液に含まれる溶媒としては、水、アルコール、ケトン、炭化水素等が挙げられる。
アルコールの具体例としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブトキシエタノール、メトキシブタノール等が挙げられる。
ケトンの具体例としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、2−ヘプタノン、シクロヘキサノン等が挙げられる。
炭化水素の具体例としては、n−ペンタン、シクロヘキサン、n−ヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、テトラリン、クロロベンゼン、オルトジクロロベンゼン等が挙げられる。
Examples of the solvent contained in the coating liquid containing the material for the hole injection layer and the solvent include water, alcohol, ketone, and hydrocarbon.
Specific examples of the alcohol include methanol, ethanol, isopropanol, butanol, ethylene glycol, propylene glycol, butoxyethanol, methoxybutanol and the like.
Specific examples of ketones include acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, 2-heptanone, cyclohexanone and the like.
Specific examples of the hydrocarbon include n-pentane, cyclohexane, n-hexane, benzene, toluene, xylene, tetralin, chlorobenzene, orthodichlorobenzene and the like.

溶媒は、2種類以上を含んでいてもよく、上記で例示した溶媒を2種類以上含んでいてもよい。溶媒は、正孔注入層の材料に対し、1重量倍以上10000重量倍以下であることが好ましく、10重量倍以上1000重量倍以下であることがより好ましい。   The solvent may contain 2 or more types, and may contain 2 or more types of the solvent illustrated above. The solvent is preferably 1 to 10,000 times by weight, more preferably 10 to 1,000 times by weight, relative to the material of the hole injection layer.

塗布法による塗布後、正孔注入層を加熱処理、風乾処理、減圧処理等することによって溶媒を除くことが好ましい。   After application by the application method, it is preferable to remove the solvent by subjecting the hole injection layer to heat treatment, air drying treatment, reduced pressure treatment or the like.

(正孔輸送層の形成工程)
正孔輸送層の形成方法は特に限定されないが、製造工程の簡易化の観点からは塗布法によって形成することが好ましい。塗布法を用いる場合、例えば、後述する正孔輸送層の材料と溶媒とを含む塗布液を塗布することにより形成することができる。
(Hole transport layer formation process)
Although the formation method of a positive hole transport layer is not specifically limited, From a viewpoint of simplification of a manufacturing process, forming by a coating method is preferable. In the case of using the coating method, for example, it can be formed by coating a coating solution containing a material for a hole transport layer described later and a solvent.

正孔輸送層を形成するための塗布液は、溶液に限定されず、エマルション(乳濁液)、サスペンション(懸濁液)等の分散液であってもよい。   The coating liquid for forming the hole transport layer is not limited to a solution, and may be a dispersion such as an emulsion (emulsion) or a suspension (suspension).

塗布法及び好ましい塗布法としては、正孔注入層を形成する際の塗布法と同様のものが挙げられる。
溶媒及び好ましい溶媒としては、正孔注入層の塗布液に用いられる溶媒と同様のものが挙げられる。
Examples of the coating method and the preferable coating method include the same coating methods as those used when forming the hole injection layer.
Examples of the solvent and preferable solvent include the same solvents as those used for the coating liquid for the hole injection layer.

正孔注入層を形成する工程と同様に、塗布法による塗布後、正孔輸送層を加熱処理、風乾処理、減圧処理等することによって溶媒を除くことが好ましい。   Similarly to the step of forming the hole injection layer, it is preferable to remove the solvent by applying a heat treatment, an air drying treatment, a reduced pressure treatment or the like to the hole transport layer after coating by a coating method.

(活性層の形成工程)
活性層の形成方法は特に限定されないが、製造工程の簡易化の観点からは塗布法によって形成することが好ましい。
活性層を形成するための塗布液は、溶液であっても、溶液でなくともよく、エマルション(乳濁液)、サスペンション(懸濁液)等の分散液であってもよい。
塗布法に用いられ得る塗布液は、ペロブスカイト化合物を含む塗布液であっても、活性層の形成後にペロブスカイト化合物に自己組織化反応により変換し得る前駆体を含む塗布液であってもよい。このような前駆体としては、例えば、CHNHPbI、CHNHPbBr、(CH(CHCHCHNHPbI(nは5〜8の整数である。)、(CNHPbBrが挙げられる。
(Formation process of active layer)
The method for forming the active layer is not particularly limited, but is preferably formed by a coating method from the viewpoint of simplifying the manufacturing process.
The coating liquid for forming the active layer may be a solution or not a solution, and may be a dispersion such as an emulsion (emulsion) or a suspension (suspension).
The coating solution that can be used in the coating method may be a coating solution containing a perovskite compound or a coating solution containing a precursor that can be converted into a perovskite compound by a self-organization reaction after the formation of the active layer. Examples of such a precursor include CH 3 NH 3 PbI 3 , CH 3 NH 3 PbBr 3 , (CH 3 (CH 2 ) n CHCH 3 NH 3 ) 2 PbI 4 (n is an integer of 5 to 8). .), (C 6 H 5 C 2 H 4 NH 3 ) 2 PbBr 4 .

ペロブスカイト化合物を含む活性層は、金属ハロゲン化物を含む塗布液を、正孔輸送層層の上に塗布した後に、形成された金属ハロゲン化物の膜に、ハロゲン化アンモニウムを含む塗布液、ハロゲン化アミン又はホルムアミジンハロゲン化水素酸塩を含む塗布液をさらに塗布する方法、又は形成された金属ハロゲン化物の膜を、ハロゲン化アンモニウムを含む溶液、ハロゲン化アミン又はホルムアミジンハロゲン化水素酸塩を含む溶液に浸漬する方法によっても形成することができる。
より具体的には、正孔輸送層上にヨウ化鉛を含む塗布液を塗布し、その後ヨウ化鉛の膜の上にヨウ化メチルアンモニウムを含む塗布液を塗布することによっても形成することができる。
An active layer containing a perovskite compound is formed by coating a coating solution containing a metal halide on the hole transport layer, and then forming a coating solution containing ammonium halide on the formed metal halide film, an amine halide. Alternatively, a method of further applying a coating solution containing formamidine hydrohalide, or a solution containing ammonium halide, formaldehyde or formamidine hydrohalide as a metal halide film formed It can also be formed by a method of immersing in the substrate.
More specifically, it can also be formed by applying a coating solution containing lead iodide on the hole transport layer and then applying a coating solution containing methylammonium iodide on the lead iodide film. it can.

前記ペロブスカイト化合物を含む塗布液、前記金属ハロゲン化物を含む塗布液、前記ハロゲン化アンモニウムを含む塗布液及び前記ハロゲン化アミンを含む塗布液を塗布する方法としては、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法、ディスペンサー印刷法、ノズルコート法、キャピラリーコート法等の塗布法を挙げることができ、これらの中でもスピンコート法、フレキソ印刷法、インクジェット印刷法、ディスペンサー印刷法が好ましい。   Examples of the method for applying the coating solution containing the perovskite compound, the coating solution containing the metal halide, the coating solution containing the ammonium halide, and the coating solution containing the halogenated amine include spin coating, casting, and microgravure. Coating method, gravure coating method, bar coating method, roll coating method, wire bar coating method, dip coating method, spray coating method, screen printing method, flexographic printing method, offset printing method, inkjet printing method, dispenser printing method, nozzle coating And coating methods such as a capillary coating method and the like. Among these, a spin coating method, a flexographic printing method, an ink jet printing method, and a dispenser printing method are preferable.

前記活性層を形成するための塗布液を調製するための溶媒としては、エステル類(例、メチルホルメート、エチルホルメート、プロピルホルメート、ペンチルホルメート、メチルアセテート、エチルアセテート、ペンチルアセテート等)、ケトン類(例、γ-ブチロラクトン、N−メチル-2-ピロリドン、アセトン、ジメチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン等)、エーテル類(例、ジエチルエーテル、メチル−tert−ブチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジメトキシメタン、ジメトキシエタン、1,4−ジオキサン、1,3−ジオキソラン、4−メチルジオキソラン、テトラヒドロフラン、メチルテトラヒドロフラン、アニソール、フェネトール等)、アルコール類(例、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、tert−ブタノール、1−ペンタノール、2−メチル−2−ブタノール、メトキシプロパノール、ジアセトンアルコール、シクロヘキサノール、2−フルオロエタノール、2,2,2−トリフルオロエタノール、2,2,3,3−テトラフルオロ−1−プロパノール等)、グリコールエーテル(セロソルブ)類(例、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールジメチルエーテル等)、アミド溶剤(例、N,N−ジメチルホルムアミド、アセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等)、ニトリル系溶剤(例、アセトニトリル、イソブチロニトリル、プロピオニトリル、メトキシアセトニトリル等)、カーボート溶剤(例、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等)、ハロゲン化炭化水素(例、塩化メチレン、ジクロロメタン、クロロホルム等)、炭化水素(例、n−ペンタン、シクロヘキサン、n−ヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン等)、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。
これらの溶媒を構成する化合物は分岐構造若しくは環状構造を有していてもよく、エステル類、ケトン類、エーテル類及びアルコール類の官能基(即ち、−O−、−(C=O)−、−COO−、−OH)のいずれかを2つ以上有していてもよい。エステル類、ケトン類、エーテル類及びアルコール類の炭化水素部分における水素原子は、ハロゲン原子(特に、フッ素原子)で置換されていてもよい。また前記活性層を形成するための塗布液は、2種類以上の溶媒を含んでいてもよく、上記で例示した溶媒を2種類以上含んでいてもよい。
金属ハロゲン化物、ハロゲン化アンモニウム、ハロゲン化アミンに対し、溶媒はそれぞれ1重量倍以上10000重量倍以下であることが好ましく、10重量倍以上1000重量倍以下であることがより好ましい。
As a solvent for preparing a coating liquid for forming the active layer, esters (eg, methyl formate, ethyl formate, propyl formate, pentyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, pentyl acetate, etc.) , Ketones (eg, γ-butyrolactone, N-methyl-2-pyrrolidone, acetone, dimethyl ketone, diisobutyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, methylcyclohexanone, etc.), ethers (eg, diethyl ether, methyl-tert-butyl ether) , Diisopropyl ether, dimethoxymethane, dimethoxyethane, 1,4-dioxane, 1,3-dioxolane, 4-methyldioxolane, tetrahydrofuran, methyltetrahydrofuran, anisole, phenetole, etc.), alcohols ( , Methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, tert-butanol, 1-pentanol, 2-methyl-2-butanol, methoxypropanol, diacetone alcohol, cyclohexanol, 2- Fluoroethanol, 2,2,2-trifluoroethanol, 2,2,3,3-tetrafluoro-1-propanol, etc.), glycol ethers (cellosolves) (eg, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, Ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monoethyl ether acetate, triethylene glycol dimethyl ether, etc.), amide solvents (eg, N, N-dimethylformamide, acetamide, N, N-dimethylacetate) Imide), nitrile solvents (eg, acetonitrile, isobutyronitrile, propionitrile, methoxyacetonitrile, etc.), carboat solvents (eg, ethylene carbonate, propylene carbonate, etc.), halogenated hydrocarbons (eg, methylene chloride, dichloromethane) , Chloroform, etc.), hydrocarbons (eg, n-pentane, cyclohexane, n-hexane, benzene, toluene, xylene, etc.), dimethyl sulfoxide and the like.
The compounds constituting these solvents may have a branched structure or a cyclic structure, and functional groups of esters, ketones, ethers and alcohols (that is, —O—, — (C═O) —, Two or more of -COO- and -OH) may be included. The hydrogen atom in the hydrocarbon moiety of the esters, ketones, ethers and alcohols may be substituted with a halogen atom (particularly a fluorine atom). Moreover, the coating liquid for forming the said active layer may contain 2 or more types of solvent, and may contain 2 or more types of solvent illustrated above.
With respect to the metal halide, ammonium halide, and halogenated amine, the solvent is preferably 1 to 10,000 times by weight, and more preferably 10 to 1000 times by weight.

前記塗布液の塗布後において、前記活性層を形成するにあたり溶媒を除去することが好ましい。溶媒を除去する方法として、加熱処理、風乾処理、減圧処理等が挙げられる。   After the application of the coating solution, it is preferable to remove the solvent in forming the active layer. Examples of the method for removing the solvent include heat treatment, air drying treatment, and decompression treatment.

(電子輸送層の形成工程)
電子輸送層を形成する工程は、
活性層と陰極との間に、金属酸化物前駆体と、フラーレン若しくはフラーレン誘導体とを含む組成物を用いて層を形成する工程又は、
活性層と陰極との間の活性層に近い側に金属酸化物前駆体を含む組成物用いて層を形成する工程と、活性層と陰極との間の陰極に近い側にフラーレン若しくはフラーレン誘導体を含む組成物を用いて層を形成する工程とを有する工程である。
(Formation process of electron transport layer)
The step of forming the electron transport layer includes
Forming a layer between the active layer and the cathode using a composition containing a metal oxide precursor and fullerene or a fullerene derivative, or
A step of forming a layer using a composition containing a metal oxide precursor on the side close to the active layer between the active layer and the cathode; and a fullerene or fullerene derivative on the side close to the cathode between the active layer and the cathode. And a step of forming a layer using the composition containing the same.

金属酸化物前駆体とは、金属酸化物を合成する反応において、金属酸化物の前段階にある化合物、すなわち金属酸化物の合成の過程で経る化合物を意味する。例えば、金属酸化物前駆体とは、下記式(A)で表される化合物を意味する。

Figure 2017147315
(A) The metal oxide precursor means a compound that is in the pre-stage of the metal oxide in the reaction for synthesizing the metal oxide, that is, a compound that passes through the process of synthesizing the metal oxide. For example, the metal oxide precursor means a compound represented by the following formula (A).
Figure 2017147315
(A)

式(A)中、Aは金属原子を表す。
Rは、炭素原子数1〜20のアルコキシ基、ハロゲン原子、アミノ基、炭素原子数1〜20のアルカノイル基を表す。複数個あるRは、互いに同一であっても異なっていてもよい。
Qは炭素原子数1〜20のアルキル基又は炭素原子数3〜30のシクロアルキル基を表す。複数個あるQは、互いに同一であっても異なっていてもよい。
及びnは、それぞれ、0以上Aで表される金属原子が取りうる価数以下のいずれかの整数を表し、(m+n)の値は、Aで表される金属原子が取りうる価数を表す。
In the formula (A 1 ), A 1 represents a metal atom.
R represents an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, a halogen atom, an amino group, or an alkanoyl group having 1 to 20 carbon atoms. A plurality of R may be the same as or different from each other.
Q represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or a cycloalkyl group having 3 to 30 carbon atoms. Plural Qs may be the same or different from each other.
m 1 and n 1 each represent an integer of 0 or more and not more than the valence that the metal atom represented by A 1 can take, and the value of (m 1 + n 1 ) represents the metal represented by A 1 Represents the valence that an atom can take.

式(A)中、Aで表される金属原子としては、チタン、亜鉛、スズ、インジウム、ジルコニウム、アルミニウム、タングステン、ニオブ、ガリウム、珪素、ゲルマニウムが好ましく、チタンがより好ましい。 Wherein (A), examples of the metal atom represented by A 1, titanium, zinc, tin, indium, zirconium, aluminum, tungsten, niobium, gallium, silicon, germanium are preferred, titanium is more preferable.

式(A)で表される金属酸化物前駆体としては、m=0であり、Rが炭素原子数1〜20のアルコキシ基である、金属アルコキシドが、反応性に富み、加水分解と重合反応を受けて、金属−酸素の結合からできた重合体を生成しやすいため好ましい。
金属アルコキシドは、チタンアルコキシド又は亜鉛アルコキシドであることが好ましい。
As a metal oxide precursor represented by the formula (A), m 1 = 0, R is an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, metal alkoxide is rich in reactivity, hydrolysis and polymerization It is preferable because a polymer made of a metal-oxygen bond is easily generated upon reaction.
The metal alkoxide is preferably a titanium alkoxide or a zinc alkoxide.

例えば、式(A)中、Aがチタン原子である金属酸化物前駆体としては、チタン(IV)tert−ブトキシド、チタン(IV)ブトキシド、チタン(IV)イソプロポキシド、チタン(IV)プロポキシド、チタン(IV) 2−エチルヘキシルオキシド、チタン(IV)エトキシド、チタン(IV)メトキシド、チタン(IV)オキシアセチルアセトナート、チタンジイソプロポキシドビス(アセチルアセトナート)及びクロロトリイソプロポキシチタン(IV)等のチタンアルコキシド、臭化チタン(IV)、塩化チタン(III)、塩化チタン(IV)、フッ化チタン(III)、フッ化チタン(IV)及びヨウ化チタン(IV)等のハロゲン化チタン、チタニウム(IV)ジイソプロポキドビス(2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオナート)、テトラキス(ジエチルアミド)チタニウム(IV)、テトラキス(ジメチルアミド)チタニウム(IV)、テトラキス(エチルメチルアミド)チタニウム(IV)並びにビス(ジエチルアミド)ビス(ジメチルアミド)チタニウム(IV)などが挙げられる。 For example, in the formula (A), as the metal oxide precursor in which A 1 is a titanium atom, titanium (IV) tert-butoxide, titanium (IV) butoxide, titanium (IV) isopropoxide, titanium (IV) propoxy , Titanium (IV) 2-ethylhexyl oxide, titanium (IV) ethoxide, titanium (IV) methoxide, titanium (IV) oxyacetylacetonate, titanium diisopropoxide bis (acetylacetonate) and chlorotriisopropoxytitanium ( Halogenation of titanium alkoxides such as IV), titanium bromide (IV), titanium chloride (III), titanium chloride (IV), titanium fluoride (III), titanium fluoride (IV) and titanium iodide (IV) Titanium, titanium (IV) diisopropoxide bis (2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionate), tetrakis Diethylamide) titanium (IV), tetrakis (dimethylamido) titanium (IV), tetrakis (ethylmethylamido) titanium (IV) and bis (diethylamide) bis (dimethylamide), and the like titanium (IV).

例えば、式(A)におけるAが、亜鉛原子である金属酸化物前駆体としては、亜鉛(II)メトキシド、亜鉛(II)エトキシド、亜鉛(II)プロポキシド、亜鉛(II)イソプロポキシド、亜鉛(II)ブトキシド、亜鉛(II)イソブトキシド、亜鉛(II)tert−ブトキシド、酢酸亜鉛、亜鉛(II) アセチルアセトナートなどが挙げられる。 For example, as the metal oxide precursor in which A 1 in formula (A) is a zinc atom, zinc (II) methoxide, zinc (II) ethoxide, zinc (II) propoxide, zinc (II) isopropoxide, Zinc (II) butoxide, zinc (II) isobutoxide, zinc (II) tert-butoxide, zinc acetate, zinc (II) acetylacetonate and the like can be mentioned.

例えば、式(A)におけるAが、ニオブ原子である金属酸化物前駆体としては、ニオブ(V)メトキシド、ニオブ(V)エトキシド、ニオブ(V)プロポキシド、ニオブ(V)イソプロポキシド、ニオブ(V)ブトキシド、ニオブ(V)イソブトキシド、ニオブ(V)tertブトキシドなどが挙げられる。 For example, as the metal oxide precursor in which A 1 in formula (A) is a niobium atom, niobium (V) methoxide, niobium (V) ethoxide, niobium (V) propoxide, niobium (V) isopropoxide, Niobium (V) butoxide, niobium (V) isobutoxide, niobium (V) tert butoxide and the like.

式(A)におけるAが、スズ原子である金属酸化物前駆体としては、スズ(IV)メトキシド、スズ(IV)エトキシド、スズ(IV)プロポキシド、スズ(IV)イソプロポキシド、スズ(IV)ブトキシド、スズ(IV)イソブトキシド、スズ(IV)tert−ブトキシド、スズ(IV)ブトキシドなどが挙げられる。 Examples of the metal oxide precursor in which A 1 in formula (A) is a tin atom include tin (IV) methoxide, tin (IV) ethoxide, tin (IV) propoxide, tin (IV) isopropoxide, tin ( IV) butoxide, tin (IV) isobutoxide, tin (IV) tert-butoxide, tin (IV) butoxide and the like.

電子輸送層の形成工程で用いられる組成物に含まれるフラーレン又はフラーレン誘導体としては、C60フラーレン、C70以上のフラーレン、カーボンナノチューブ、及びその誘導体が挙げられる。C60フラーレンの誘導体の具体例としては、以下のフラーレン誘導体が挙げられる。

Figure 2017147315
Examples of the fullerene or fullerene derivative contained in the composition used in the step of forming the electron transport layer include C 60 fullerene, C 70 or more fullerene, carbon nanotube, and derivatives thereof. Specific examples of the C 60 fullerene derivative include the following fullerene derivatives.

Figure 2017147315

フラーレン誘導体としては、下記式(B)で表されるフラーレン誘導体が、耐久性を向上させる観点から好ましい。   As a fullerene derivative, the fullerene derivative represented by a following formula (B) is preferable from a viewpoint of improving durability.

Figure 2017147315
(B)
Figure 2017147315
(B)

式(B)中、A環はフラーレン骨格を表す。
21、R22、R23及びR24は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、ハロゲン原子で置換されていてもよいアルキル基、ハロゲン原子で置換されていてもよいシクロアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアリールアルキル基、置換基を有していてもよい1価の複素環基又は下記式(B−1)で表される基を表す。
nは、1以上の整数を表す。
In formula (B), the A ring represents a fullerene skeleton.
R 21 , R 22 , R 23 and R 24 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group which may be substituted with a halogen atom, a cycloalkyl group which may be substituted with a halogen atom, or a substituent. An aryl group which may have a substituent, an arylalkyl group which may have a substituent, a monovalent heterocyclic group which may have a substituent or the following formula (B-1) Represents a group.
n represents an integer of 1 or more.

Figure 2017147315
(B−1)
Figure 2017147315
(B-1)

式(B−1)中、mは1〜6の整数を表す。
qは1〜4の整数を表す。
Xは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基又は置換基を有していてもよいアリール基を表す。
mが複数個ある場合、複数個あるmは互いに同一であっても異なっていてもよい。
In formula (B-1), m represents an integer of 1 to 6.
q represents the integer of 1-4.
X represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group which may have a substituent.
When there are a plurality of m, the plurality of m may be the same as or different from each other.

式(B)中、nは、1又は2であることが好ましい。   In formula (B), n is preferably 1 or 2.

式(B)で表されるフラーレン誘導体は、R21が、式(B−1)で表される基であることが好ましい。 In the fullerene derivative represented by the formula (B), R 21 is preferably a group represented by the formula (B-1).

式(B−1)中、mは2であることが好ましく、qは2であることが好ましい。   In formula (B-1), m is preferably 2, and q is preferably 2.

式(B−1)中、Xは、水素原子、アルキル基又はシクロアルキル基であることが好ましく、水素原子又は炭素原子数1〜5のアルキル基であることがより好ましく、水素原子又はメチル基であることがさらに好ましい。   In formula (B-1), X is preferably a hydrogen atom, an alkyl group or a cycloalkyl group, more preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a hydrogen atom or a methyl group. More preferably.

式(B)中、A環で表されるフラーレン骨格としては、例えば、C60フラーレンに由来するフラーレン骨格、C70フラーレン以上の炭素原子数のフラーレンに由来するフラーレン骨格が挙げられる。 In the formula (B), examples of the fullerene skeleton represented by the A ring include a fullerene skeleton derived from a C 60 fullerene and a fullerene skeleton derived from a fullerene having a carbon atom number of C 70 fullerene or more.

式(B)中、A環で表されるフラーレン骨格は、所定の基が付加されたフラーレン骨格であってもよい。A環で表されるフラーレン骨格が、複数の基を有する場合、該複数の基は互いに結合していてもよい。A環で表されるフラーレン骨格が有していてもよい基としては、例えば、インダン−1,3−ジイル基、置換基を有していてもよいメチレン基が挙げられる。   In the formula (B), the fullerene skeleton represented by the A ring may be a fullerene skeleton to which a predetermined group is added. When the fullerene skeleton represented by the A ring has a plurality of groups, the plurality of groups may be bonded to each other. Examples of the group that the fullerene skeleton represented by the A ring may have include an indan-1,3-diyl group and a methylene group that may have a substituent.

式(B)中、A環で表されるフラーレン骨格が有し得る、置換基を有していてもよいメチレン基における置換基の好ましい例としては、アリール基、ヘテロアリール基、及びヒドロカルビルオキシカルボニルアルキル基が挙げられる。   In the formula (B), preferred examples of the substituent in the methylene group which may have a substituent that the fullerene skeleton represented by the A ring may have include an aryl group, a heteroaryl group, and a hydrocarbyloxycarbonyl. An alkyl group is mentioned.

式(B)中、A環で表されるフラーレン骨格が有し得る、置換基を有していてもよいメチレン基としては、アリール基及びヒドロカルビルオキシカルボニルアルキル基を有するメチレン基が好ましく、フェニル基及びアルコキシカルボニルプロピル基を有するメチレン基がより好ましく、フェニル基及びメトキシカルボニルプロピル基を有するメチレン基がさらに好ましい。   In the formula (B), the methylene group which may have a substituent which the fullerene skeleton represented by the A ring may have is preferably a methylene group having an aryl group and a hydrocarbyloxycarbonylalkyl group, and a phenyl group And a methylene group having an alkoxycarbonylpropyl group is more preferable, and a methylene group having a phenyl group and a methoxycarbonylpropyl group is more preferable.

式(B)中、A環で表されるフラーレン骨格は、フェニルC61酪酸メチルエステル(C60PCBM)に由来するフラーレン骨格、フェニルC71酪酸メチルエステル(C70PCBM)に由来するフラーレン骨格であってもよい。 In formula (B), the fullerene skeleton represented by the A ring is a fullerene skeleton derived from phenyl C 61 butyric acid methyl ester (C 60 PCBM) and a fullerene skeleton derived from phenyl C 71 butyric acid methyl ester (C 70 PCBM). There may be.

式(B)中、R21、R22、R23及びR24で表されるハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子が挙げられる。 In the formula (B), examples of the halogen atom represented by R 21 , R 22 , R 23, and R 24 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.

式(B)中、R21、R22、R23及びR24で表される、「ハロゲン原子で置換されていてもよいアルキル基」におけるアルキル基は、直鎖状であっても分岐状であってもよい。R21、R22、R23及びR24で表される「ハロゲン原子で置換されていてもよいアルキル基」の炭素原子数は、通常1〜30であり、1〜20であることが好ましい。 In the formula (B), the alkyl group in the “alkyl group optionally substituted with a halogen atom” represented by R 21 , R 22 , R 23 and R 24 is linear or branched. There may be. The number of carbon atoms of the “alkyl group optionally substituted with a halogen atom” represented by R 21 , R 22 , R 23 and R 24 is usually 1 to 30, and preferably 1 to 20.

式(B)中、R21、R22、R23及びR24で表される、「ハロゲン原子で置換されていてもよいシクロアルキル基」の炭素原子数は、通常3〜30であり、3〜20であることが好ましい。 In the formula (B), the number of carbon atoms of the “cycloalkyl group optionally substituted with a halogen atom” represented by R 21 , R 22 , R 23 and R 24 is usually from 3 to 30, and 3 It is preferably ~ 20.

式(B)中、R21、R22、R23及びR24で表される、「ハロゲン原子で置換されていてもよいアルキル基」又は「ハロゲン原子で置換されていてもよいシクロアルキル基」におけるハロゲン原子の例は、R21、R22、R23及びR24で表されるハロゲン原子の例と同様である。 In formula (B), represented by R 21 , R 22 , R 23 and R 24 , “an alkyl group which may be substituted with a halogen atom” or “a cycloalkyl group which may be substituted with a halogen atom” Examples of the halogen atom in are the same as the examples of the halogen atom represented by R 21 , R 22 , R 23 and R 24 .

式(B)中、R21、R22、R23及びR24で表される「置換基を有していてもよいアリール基」におけるアリール基は、芳香族炭化水素から芳香環に結合している水素原子1個を除いた基を意味する。アリール基の炭素原子数は通常6〜60であり、6〜16であることが好ましく、6〜10であることがより好ましい。 In the formula (B), the aryl group in the “aryl group optionally having substituents” represented by R 21 , R 22 , R 23 and R 24 is bonded to an aromatic ring from an aromatic hydrocarbon. Means a group in which one hydrogen atom is removed. The number of carbon atoms of the aryl group is usually 6 to 60, preferably 6 to 16, and more preferably 6 to 10.

アリール基の具体例としては、フェニル基、1−ナフチル基、及び2−ナフチル基が挙げられる。アリール基中の水素原子は置換基で置換されていてもよく、該置換基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン化シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、ジアルキルアミノ基、ジアリールアミノ基、シリル基、及び置換シリル基が挙げられる。置換基を有するアリール基としては、例えば、3−メチルフェニル基、トリメチルシリルフェニル基、2−メトキシフェニル基、4−メトキシフェニル基、2,4,5−トリメトキシフェニル基、4−(ジフェニルアミノ)−フェニル基、2−(ジメチルアミノ)−フェニル基、3−フルオロフェニル基、及び4−(トリフルオロメチル)−フェニル基が挙げられる。   Specific examples of the aryl group include a phenyl group, a 1-naphthyl group, and a 2-naphthyl group. The hydrogen atom in the aryl group may be substituted with a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a halogenated cycloalkyl group, an alkoxy group, a cyclo Examples include an alkoxy group, a dialkylamino group, a diarylamino group, a silyl group, and a substituted silyl group. As the aryl group having a substituent, for example, 3-methylphenyl group, trimethylsilylphenyl group, 2-methoxyphenyl group, 4-methoxyphenyl group, 2,4,5-trimethoxyphenyl group, 4- (diphenylamino) -Phenyl group, 2- (dimethylamino) -phenyl group, 3-fluorophenyl group, and 4- (trifluoromethyl) -phenyl group.

21、R22、R23及びR24で表される「置換基を有していてもよいアリールアルキル基」におけるアリールアルキル基の炭素原子数は、通常7〜61であり、7〜17であることが好ましく、7〜11であることがより好ましい。アリールアルキル基の具体例としては、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基、ナフチルメチル基、ナフチルエチル基等が挙げられる。 The number of carbon atoms of the arylalkyl group in the “arylalkyl group optionally having substituent (s)” represented by R 21 , R 22 , R 23 and R 24 is usually 7 to 61, and 7 to 17 It is preferable that it is, and it is more preferable that it is 7-11. Specific examples of the arylalkyl group include benzyl group, phenylethyl group, phenylpropyl group, naphthylmethyl group, naphthylethyl group and the like.

21、R22、R23及びR24で表される「置換基を有していてもよい1価の複素環基」における1価の複素環基の炭素原子数は、通常1〜30であり、1〜20であることが好ましい。R21、R22、R23及びR24で表される「置換基を有していてもよい1価の複素環基」における1価の複素環基としては、例えば、チエニル基、2,2’−ビチオフェン−5−イル基が挙げられる。
24が複数存在する場合、複数存在するR24は互いに結合していてもよい。R24が複数存在する場合、すなわちnが2以上の整数を表す場合、複数あるR24同士が結合している置換基としては、例えば、下記式(B−2)で表される2価の基が挙げられる。
The number of carbon atoms of the monovalent heterocyclic group in the “monovalent heterocyclic group optionally having substituent (s)” represented by R 21 , R 22 , R 23 and R 24 is usually 1-30. Yes, preferably 1-20. Examples of the monovalent heterocyclic group in the “monovalent heterocyclic group optionally having substituent (s)” represented by R 21 , R 22 , R 23 and R 24 include a thienyl group, 2,2 A '-bithiophen-5-yl group is mentioned.
When a plurality of R 24 are present, the plurality of R 24 may be bonded to each other. When there are a plurality of R 24 s , that is, when n represents an integer of 2 or more, examples of the substituent to which a plurality of R 24 are bonded to each other include a divalent group represented by the following formula (B-2). Groups.

Figure 2017147315
(B−2)
Figure 2017147315
(B-2)

式(B−2)中、pは1〜5の整数を表す。
pは、2〜4の整数であることが好ましく、3であることがより好ましい。式(B−2)で表される2価の基は、置換基を有していてもよい。
In formula (B-2), p represents an integer of 1 to 5.
p is preferably an integer of 2 to 4, and more preferably 3. The divalent group represented by the formula (B-2) may have a substituent.

式(B)で表されるフラーレン誘導体の具体的な構造としては、下記の構造が挙げられる。下記の構造中の数値「60」及び「70」が付された環構造は、それぞれC60フラーレン骨格及びC70フラーレン骨格を示す。 Specific structures of the fullerene derivative represented by the formula (B) include the following structures. The ring structures with numerical values “60” and “70” in the following structures represent a C 60 fullerene skeleton and a C 70 fullerene skeleton, respectively.

Figure 2017147315
Figure 2017147315
Figure 2017147315
Figure 2017147315

本発明の製造方法によって得られる光電変換素子の電子輸送層には、式(B)で表されるフラーレン誘導体を1種のみ用いてもよいし、2種以上用いてもよい。   In the electron transport layer of the photoelectric conversion element obtained by the production method of the present invention, only one type of fullerene derivative represented by the formula (B) may be used, or two or more types may be used.

上記のとおり説明した式(B)で表されるフラーレン誘導体は、従来公知の任意好適な方法により製造することができる。例えば、グリシン誘導体及びアルデヒドから生成するイミンから脱炭酸して生じるイミニウムカチオンと、フラーレンとの1,3−双極子環化付加反応を用いる方法により製造することができる。かかる方法は、例えば、特開2009−67708号公報、特開2009−84264号公報、特開2011−241205号公報、特開2011−77486号公報等に開示されている。   The fullerene derivative represented by the formula (B) described above can be produced by any conventionally known suitable method. For example, it can be produced by a method using a 1,3-dipolar cycloaddition reaction between an iminium cation generated by decarboxylation from an imine formed from a glycine derivative and an aldehyde, and fullerene. Such methods are disclosed in, for example, JP 2009-67708 A, JP 2009-84264 A, JP 2011-241205 A, JP 2011-77486 A, and the like.

なお、式(B)で表されるフラーレン誘導体を製造するに際して、反応時間、反応温度などの反応条件、反応原料(例えば、グリシン誘導体、アルデヒド、及びフラーレン)の使用量を適宜調整することにより、式(B)で表されるフラーレン誘導体における「n」の数を調整することができる。   In producing the fullerene derivative represented by the formula (B), by appropriately adjusting the reaction conditions such as reaction time and reaction temperature, and the amount of reaction raw materials (for example, glycine derivative, aldehyde, and fullerene) used, The number of “n” in the fullerene derivative represented by the formula (B) can be adjusted.

本発明の光電変換素子の製造方法は、金属酸化物前駆体及び、フラーレン又はフラーレン誘導体を含む組成物以外の組成物を用いて、さらに別の電子輸送層を形成する工程を有していてもよい。   Even if the manufacturing method of the photoelectric conversion element of this invention has a process of forming another electron carrying layer using compositions other than the composition containing a metal oxide precursor and fullerene or a fullerene derivative. Good.

本発明の光電変換素子の製造方法が、さらに別の電子輸送層を形成する工程を有する場合、該別の電子輸送層の形成には、電子輸送性材料を用いることができる。電子輸送性材料は、有機化合物であっても無機化合物であってもよい。有機化合物である電子輸送性材料は、低分子化合物であっても高分子化合物であってもよい。   When the manufacturing method of the photoelectric conversion element of this invention has the process of forming another electron carrying layer, an electron transporting material can be used for formation of this another electron carrying layer. The electron transporting material may be an organic compound or an inorganic compound. The electron transport material which is an organic compound may be a low molecular compound or a high molecular compound.

前記有機化合物のうち、低分子化合物としては、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタン及びその誘導体、ベンゾキノン及びその誘導体、ナフトキノン及びその誘導体、アントラキノン及びその誘導体、テトラシアノアントラキノジメタン及びその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン及びその誘導体、ジフェノキノン誘導体、8−ヒドロキシキノリン及びその誘導体の金属錯体、ポリキノリン及びその誘導体、ポリキノキサリン及びその誘導体、ポリフルオレン及びその誘導体、フラーレン類及びその誘導体、バソクプロイン等のフェナントレン誘導体等が挙げられる。
前記有機高分子化合物のうち、高分子化合物としては、ポリビニルカルバゾール及びその誘導体、ポリシラン及びその誘導体、側鎖又は主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリピロール及びその誘導体、ポリフェニレンビニレン及びその誘導体、ポリチエニレンビニレン及びその誘導体、ポリフルオレン及びその誘導体等が挙げられる。
電子輸送性材料は、これらの中でも、とりわけフラーレン又はその誘導体が好ましい。フラーレン又はその誘導体としては、前記に示したものが挙げられる。
Among the organic compounds, low molecular compounds include oxadiazole derivatives, anthraquinodimethane and derivatives thereof, benzoquinone and derivatives thereof, naphthoquinone and derivatives thereof, anthraquinones and derivatives thereof, tetracyanoanthraquinodimethane and derivatives thereof, Fluorenone derivatives, diphenyldicyanoethylene and derivatives thereof, diphenoquinone derivatives, metal complexes of 8-hydroxyquinoline and derivatives thereof, polyquinoline and derivatives thereof, polyquinoxaline and derivatives thereof, polyfluorene and derivatives thereof, fullerenes and derivatives thereof, bathocuproine, etc. Examples thereof include phenanthrene derivatives.
Among the organic polymer compounds, the polymer compounds include polyvinyl carbazole and derivatives thereof, polysilane and derivatives thereof, polysiloxane derivatives having aromatic amines in the side chain or main chain, polyaniline and derivatives thereof, polythiophene and derivatives thereof, Examples include polypyrrole and derivatives thereof, polyphenylene vinylene and derivatives thereof, polythienylene vinylene and derivatives thereof, polyfluorene and derivatives thereof, and the like.
Among these, fullerene or a derivative thereof is particularly preferable as the electron transporting material. Examples of fullerene or a derivative thereof include those described above.

前記無機化合物の電子輸送性材料としては、例えば、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム、ITO(インジウムスズ酸化物)、FTO(フッ素ドープ酸化スズ)、GZO(ガリウムドープ酸化亜鉛)、ATO(アンチモンドープ酸化スズ)、AZO(アルミニウムドープ酸化亜鉛)が挙げられ、これらの中でも、酸化亜鉛、ガリウムドープ酸化亜鉛又はアルミニウムドープ酸化亜鉛が好ましい。
なお電子輸送層を形成する際には、粒子状の酸化亜鉛、ガリウムドープ酸化亜鉛又はアルミニウムドープ酸化亜鉛を含む塗布液を成膜して、当該電子輸送層を形成することが好ましい。このような電子輸送材料としては、いわゆる酸化亜鉛、ガリウムドープ酸化亜鉛又はアルミニウムドープ酸化亜鉛のナノ粒子を用いることが好ましく、酸化亜鉛、ガリウムドープ酸化亜鉛又はアルミニウムドープ酸化亜鉛のナノ粒子のみからなる電子輸送性材料を用いて、電子輸送層を形成することがより好ましい。なお酸化亜鉛、ガリウムドープ酸化亜鉛又はアルミニウムドープ酸化亜鉛の球相当の平均粒子径は、1nm〜1000nmが好ましく、10nm〜100nmが好ましい。平均粒子径はレーザー光散乱法や、X線回折法によって測定される。
Examples of the electron transport material of the inorganic compound include zinc oxide, titanium oxide, zirconium oxide, tin oxide, indium oxide, ITO (indium tin oxide), FTO (fluorine-doped tin oxide), and GZO (gallium-doped zinc oxide). ), ATO (antimony-doped tin oxide), and AZO (aluminum-doped zinc oxide). Among these, zinc oxide, gallium-doped zinc oxide, or aluminum-doped zinc oxide is preferable.
When forming the electron transport layer, it is preferable to form a coating solution containing particulate zinc oxide, gallium-doped zinc oxide, or aluminum-doped zinc oxide to form the electron transport layer. As such an electron transport material, it is preferable to use so-called zinc oxide, gallium-doped zinc oxide, or aluminum-doped zinc oxide nanoparticles, and electrons consisting of only zinc oxide, gallium-doped zinc oxide, or aluminum-doped zinc oxide nanoparticles. More preferably, the electron transport layer is formed using a transport material. The average particle diameter corresponding to the spheres of zinc oxide, gallium-doped zinc oxide or aluminum-doped zinc oxide is preferably 1 nm to 1000 nm, and more preferably 10 nm to 100 nm. The average particle diameter is measured by a laser light scattering method or an X-ray diffraction method.

電子輸送層を形成する工程に用いられる金属酸化物前駆体と、フラーレン又はフラーレン誘導体との割合は、金属酸化物前駆体の重量に対してフラーレン又はフラーレン誘導体が、1重量%から10000重量%であることが好ましく、10重量%から1000重量%であることがより好ましい。   The ratio of the metal oxide precursor used in the step of forming the electron transport layer and the fullerene or fullerene derivative is such that the fullerene or fullerene derivative is 1% by weight to 10,000% by weight with respect to the weight of the metal oxide precursor. It is preferably 10% by weight to 1000% by weight.

電子輸送層を形成する方法としては、例えば、真空蒸着法、塗布法が挙げられ、塗布法により形成することが好ましい。   Examples of the method for forming the electron transport layer include a vacuum deposition method and a coating method, and it is preferably formed by a coating method.

電子輸送層を形成するための塗布液は、溶液であっても、溶液でなくともよく、エマルション(乳濁液)、サスペンション(懸濁液)等の分散液であってもよい。   The coating liquid for forming the electron transport layer may be a solution or not a solution, and may be a dispersion such as an emulsion (emulsion) or a suspension (suspension).

電子輸送層を形成する工程が、
活性層と陰極との間に、金属酸化物前駆体と、フラーレン又はフラーレン誘導体とを含む組成物を用いて層を形成する工程である場合、
電子輸送層は、例えば、金属酸化物前駆体と、フラーレン又はフラーレン誘導体と、溶媒とを含む塗布液を用いて作製することができる。
電子輸送層を形成する工程が、
活性層と陰極との間の活性層に近い側に金属酸化物前駆体を含む組成物用いて層を形成する工程と、活性層と陰極との間の陰極に近い側にフラーレン又はフラーレン誘導体を含む組成物を用いて層を形成する工程とをこの順で有する工程である場合、
電子輸送層は、それぞれの層を形成する工程において、例えば、金属酸化物前駆体と溶媒とを含む塗布液、フラーレン又はフラーレン誘導体と溶媒とを含む塗布液を用いて作製することができる。
塗布法としては、活性層を形成する工程で例示した塗布法と同様の方法が挙げられる。
Forming the electron transport layer,
When it is a step of forming a layer using a composition containing a metal oxide precursor and fullerene or a fullerene derivative between the active layer and the cathode,
An electron carrying layer can be produced using the coating liquid containing a metal oxide precursor, fullerene or a fullerene derivative, and a solvent, for example.
Forming the electron transport layer,
A step of forming a layer using a composition containing a metal oxide precursor on the side close to the active layer between the active layer and the cathode; and a fullerene or fullerene derivative on the side close to the cathode between the active layer and the cathode. And a step of forming a layer using the composition including the steps in this order,
In the step of forming each layer, the electron transport layer can be produced using, for example, a coating liquid containing a metal oxide precursor and a solvent, or a coating liquid containing fullerene or a fullerene derivative and a solvent.
Examples of the coating method include the same methods as the coating method exemplified in the step of forming the active layer.

電子輸送層を形成するために用いられる塗布液に含まれる溶媒としては、アルコール、ケトン、炭化水素等が挙げられる。
アルコールの具体例としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブトキシエタノール、メトキシブタノール等が挙げられる。
ケトンの具体例としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、2−ヘプタノン、シクロヘキサノン等が挙げられる。
炭化水素の具体例としては、n−ペンタン、シクロヘキサン、n−ヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、テトラリン、クロロベンゼン、オルトジクロロベンゼン等が挙げられる。
電子輸送層を形成するために用いられる塗布液は、2種類以上の溶媒を含んでいてもよく、上記で例示した溶媒を2種類以上含んでいてもよい。溶媒は、電子輸送性材料に対し1重量倍以上10000重量倍以下であることが好ましく、10重量倍以上1000重量倍以下であることがより好ましい。
Examples of the solvent contained in the coating solution used for forming the electron transport layer include alcohols, ketones, and hydrocarbons.
Specific examples of the alcohol include methanol, ethanol, isopropanol, butanol, ethylene glycol, propylene glycol, butoxyethanol, methoxybutanol and the like.
Specific examples of ketones include acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, 2-heptanone, cyclohexanone and the like.
Specific examples of the hydrocarbon include n-pentane, cyclohexane, n-hexane, benzene, toluene, xylene, tetralin, chlorobenzene, orthodichlorobenzene and the like.
The coating liquid used for forming the electron transport layer may contain two or more kinds of solvents, and may contain two or more kinds of the solvents exemplified above. The solvent is preferably 1 to 10,000 times by weight, and more preferably 10 to 1000 times by weight with respect to the electron transporting material.

溶媒と、電子輸送性材料とを含む塗布液は、孔径0.5μmのテフロン(登録商標)フィルター等で濾過することが好ましい。   The coating solution containing a solvent and an electron transporting material is preferably filtered through a Teflon (registered trademark) filter having a pore diameter of 0.5 μm.

塗布液を塗布して電子輸送層を形成するにあたり、溶媒を除去することが好ましい。溶媒を除去する方法としては、活性層を形成する工程において説明した溶媒を除去する方法と同様の方法が挙げられる。   In forming the electron transport layer by applying the coating solution, it is preferable to remove the solvent. Examples of the method for removing the solvent include the same method as the method for removing the solvent described in the step of forming the active layer.

(電子注入層の形成工程)
電子注入層の形成方法は特に限定されない。電子注入層は、例えば、真空蒸着法、塗布法等によって形成ることができ、塗布法により形成することが好ましい。
(Step of forming the electron injection layer)
The method for forming the electron injection layer is not particularly limited. The electron injection layer can be formed by, for example, a vacuum deposition method, a coating method, or the like, and is preferably formed by a coating method.

電子注入層を形成するための塗布液は、溶液であってもよく、溶液でなくてもよく、エマルション(乳濁液)、サスペンション(懸濁液)等の分散液であってもよい。   The coating liquid for forming the electron injection layer may be a solution, not a solution, or a dispersion such as an emulsion (emulsion) or a suspension (suspension).

電子注入層は、例えば、後述するアルカリ土類金属酸化物と溶媒とを含む塗布液を電子輸送層上に塗布することにより形成することができる。
塗布法としては、活性層の形成工程で例示した塗布法と同様の方法が挙げられる。
塗布液は、塗布液が塗布される層に与える損傷が少ないものを用いることが好ましく、具体的には塗布液が塗布される層を溶解し難いものが好ましい。
The electron injection layer can be formed, for example, by applying a coating solution containing an alkaline earth metal oxide described later and a solvent on the electron transport layer.
Examples of the coating method include the same methods as the coating method exemplified in the step of forming the active layer.
It is preferable to use a coating solution that causes little damage to the layer to which the coating solution is applied. Specifically, a coating solution that is difficult to dissolve the layer to which the coating solution is applied is preferable.

塗布液に含まれる溶媒としては、活性層の形成工程で例示した溶媒と同様の溶媒が挙げられる。
本発明に用いられる塗布液は、2種類以上の溶媒を含んでいてもよく、溶媒を2種類以上含んでいてもよい。溶媒は、後述する電子注入層の形成材料に対し、1重量倍以上10000重量倍以下であることが好ましく、10重量倍以上1000重量倍以下であることがより好ましい。
Examples of the solvent contained in the coating solution include the same solvents as those exemplified in the active layer forming step.
The coating liquid used in the present invention may contain two or more kinds of solvents, and may contain two or more kinds of solvents. The solvent is preferably 1 to 10,000 times by weight and more preferably 10 to 1000 times by weight with respect to the material for forming the electron injection layer described later.

溶媒と、後述するアルカリ土類金属酸化物とを含む塗布液は、孔径0.5μmのテフロン(登録商標)フィルター等で濾過することが好ましい。   The coating liquid containing a solvent and an alkaline earth metal oxide described later is preferably filtered with a Teflon (registered trademark) filter having a pore size of 0.5 μm.

(陰極の形成工程)
陰極の形成方法に特に制限はない。陰極は、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、メッキ法、塗布法等によって形成することができる。陰極の材料が、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ナノ粒子、ナノワイヤ又はナノチューブを含むエマルション(乳濁液)又はサスペンション(懸濁液)等である場合、好ましくは塗布法によって陰極を形成することができる。また、陰極の材料が導電性物質を含む場合、導電性材料を含む塗布液、金属インク、金属ペースト、溶融状態の低融点金属等を用いて、塗布法によって陰極を形成してもよい。塗布液等の塗布法としては、前記活性層の形成工程で例示した塗布法と同様の方法が挙げられる。
(Cathode formation process)
There is no restriction | limiting in particular in the formation method of a cathode. The cathode can be formed by vacuum deposition, sputtering, ion plating, plating, coating, or the like. When the material of the cathode is polyaniline and derivatives thereof, polythiophene and derivatives thereof, nanoparticles (nanowires), emulsions (emulsions) or suspensions (suspensions) containing nanotubes, the cathode is preferably formed by a coating method. be able to. When the cathode material includes a conductive substance, the cathode may be formed by a coating method using a coating liquid containing a conductive material, a metal ink, a metal paste, a molten low melting point metal, or the like. Examples of the coating method for the coating solution include the same methods as those exemplified in the step of forming the active layer.

上記のエマルション又はサスペンションに含まれ得る導電性物質としては、金、銀等の金属、ITO等の酸化物、カーボンナノチューブ等が挙げられる。なお陰極は、ナノ粒子又はナノファイバーのみから構成されていてもよい。陰極は、ナノ粒子又はナノファイバーが、導電性ポリマーなどの所定の媒体中に分散されていてもよい。   Examples of the conductive substance that can be contained in the above emulsion or suspension include metals such as gold and silver, oxides such as ITO, and carbon nanotubes. The cathode may be composed only of nanoparticles or nanofibers. In the cathode, nanoparticles or nanofibers may be dispersed in a predetermined medium such as a conductive polymer.

陰極を塗布法により形成する際に用いる塗布液の溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラリン、デカリン、ビシクロヘキシル、n−ブチルベンゼン、s−ブチルベゼン、t−ブチルベンゼン等の炭化水素溶媒、四塩化炭素、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロブタン、ブロモブタン、クロロペンタン、ブロモペンタン、クロロヘキサン、ブロモヘキサン、クロロシクロヘキサン、ブロモシクロヘキサン等のハロゲン化飽和炭化水素溶媒、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン等のハロゲン化不飽和炭化水素溶媒、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等のエーテル溶媒、水、アルコール等が挙げられる。
アルコールの具体例としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブトキシエタノール、メトキシブタノール等が挙げられる。
また本発明に用いられる塗布液は、2種類以上の溶媒を含んでいてもよく、上記で例示した溶媒を2種類以上含んでいてもよい。
Examples of the solvent of the coating solution used when forming the cathode by a coating method include hydrocarbon solvents such as toluene, xylene, mesitylene, tetralin, decalin, bicyclohexyl, n-butylbenzene, s-butylbesen, and t-butylbenzene. Halogenated saturated hydrocarbon solvents such as carbon tetrachloride, chloroform, dichloromethane, dichloroethane, chlorobutane, bromobutane, chloropentane, bromopentane, chlorohexane, bromohexane, chlorocyclohexane, bromocyclohexane, chlorobenzene, dichlorobenzene, trichlorobenzene, etc. Examples include halogenated unsaturated hydrocarbon solvents, ether solvents such as tetrahydrofuran and tetrahydropyran, water, and alcohols.
Specific examples of the alcohol include methanol, ethanol, isopropanol, butanol, ethylene glycol, propylene glycol, butoxyethanol, methoxybutanol and the like.
Moreover, the coating liquid used for this invention may contain 2 or more types of solvent, and may contain 2 or more types of solvent illustrated above.

(封止層の形成工程)
光電変換素子の製造方法において、封止層を、支持基板から遠い方の電極上又は該電極の外側に電極に接しない形態で形成してもよい。封止層は、前記材料の種類に応じた任意の方法で形成することができる。例えば、気相成膜法、スピンコート法、ディップ法、スプレー法が挙げられる。予め成形した層構造を封止材(接着材)により貼付してもよい。
(Sealing layer formation process)
In the method for manufacturing a photoelectric conversion element, the sealing layer may be formed on the electrode far from the support substrate or on the outside of the electrode so as not to contact the electrode. The sealing layer can be formed by any method according to the type of the material. For example, a vapor deposition method, a spin coating method, a dip method, or a spray method can be used. A previously formed layer structure may be pasted with a sealing material (adhesive).

(UVカット層の形成工程)
例えば、支持基板側から光を取り込む場合、支持基板の電極が形成されている面とは反対側の面に、UVカットフィルムを配置することによって、UVカット層を形成することができる。
支持基板から遠い方の電極側から光を取り込む場合、支持基板から遠い方の電極を形成後、封止層を形成する場合は封止層形成前に、該電極と封止層との間にUVカットフィルムを配置することによってUVカット層を形成してもよいし、該電極及び封止層を形成した後、封止層の外側にUVカットフィルムを配置することによってUVカット層を形成してもよい。
(Formation process of UV cut layer)
For example, when taking in light from the support substrate side, a UV cut layer can be formed by disposing a UV cut film on the surface of the support substrate opposite to the surface on which the electrodes are formed.
When capturing light from the electrode farther from the support substrate, when forming the sealing layer after forming the electrode far from the support substrate, before forming the sealing layer, between the electrode and the sealing layer A UV cut layer may be formed by disposing a UV cut film, or after forming the electrode and the sealing layer, a UV cut layer may be formed by disposing a UV cut film outside the sealing layer. May be.

<2>光電変換素子
以下に本発明の製造方法によって得られる光電変換素子について説明する。
本発明の製造方法によって得られる光電変換素子は、
陽極、ペロブスカイト化合物を含む活性層、電子輸送層及び陰極を有し、
電子輸送層が、活性層と陰極との間に金属酸化物前駆体と、フラーレン若しくはフラーレン誘導体とを含む組成物を用いて形成される層又は、
活性層と陰極との間の活性層に近い側に金属酸化物前駆体を含む組成物用いて層を形成し、活性層と陰極の陰極に近い側にフラーレン若しくはフラーレン誘導体を含む組成物を用いて層を形成することによって得られる層である。
発明の製造方法によって得られる光電変換素子は、さらに、支持基板、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、封止層及び/又はUVカット層を有していてもよい。
以下に、支持基板、陽極、正孔注入層、正孔輸送層、ペロブスカイト化合物を含む活性層、電子輸送層、電子注入層、陰極、封止層及びUVカット層について詳しく説明する。ただし、本発明の製造方法によって得られる光電変換素子は、これらの層を全て有する光電変換素子に限定されるものではない。
<2> Photoelectric conversion element The photoelectric conversion element obtained by the manufacturing method of this invention is demonstrated below.
The photoelectric conversion element obtained by the production method of the present invention is
An anode, an active layer containing a perovskite compound, an electron transport layer and a cathode;
A layer formed by using a composition containing a metal oxide precursor and a fullerene or a fullerene derivative between an active layer and a cathode;
A layer is formed using a composition containing a metal oxide precursor on the side close to the active layer between the active layer and the cathode, and a composition containing fullerene or a fullerene derivative is used on the side close to the cathode of the active layer and the cathode. It is a layer obtained by forming a layer.
The photoelectric conversion element obtained by the production method of the invention may further have a support substrate, a hole injection layer, a hole transport layer, an electron injection layer, a sealing layer and / or a UV cut layer.
Hereinafter, the support substrate, the anode, the hole injection layer, the hole transport layer, the active layer containing the perovskite compound, the electron transport layer, the electron injection layer, the cathode, the sealing layer, and the UV cut layer will be described in detail. However, the photoelectric conversion element obtained by the manufacturing method of the present invention is not limited to the photoelectric conversion element having all these layers.

(支持基板)
本発明の製造方法によって得られる光電変換素子は、通常、支持基板上に形成される。支持基板には、光電変換素子を作製する際に化学的に変化しないものが好適に用いられる。支持基板としては、例えば、ガラス基板、プラスチック基板、高分子フィルム、シリコン板等が挙げられる。支持基板の光透過性は特に限定されないが、支持基板側から光を取り込む光電変換素子の場合、支持基板には光透過性の高い基板が好適に用いられる。一方、光透過性の低い支持基板上に光電変換素子を作製する場合には、支持基板に近い方の電極側から光を取り込むことができない。そのため、支持基板から遠い方の電極には、光透過性の高い電極を用いることが好ましい。該電極を用いることにより、たとえ光透過性の低い支持基板を用いたとしても、支持基板側から遠い方の電極から光を取り込むことができる。
(Support substrate)
The photoelectric conversion element obtained by the production method of the present invention is usually formed on a support substrate. As the support substrate, a substrate that is not chemically changed when a photoelectric conversion element is manufactured is preferably used. Examples of the support substrate include a glass substrate, a plastic substrate, a polymer film, and a silicon plate. Although the light transmittance of a support substrate is not specifically limited, In the case of the photoelectric conversion element which takes in light from the support substrate side, a board | substrate with high light transmittance is used suitably for a support substrate. On the other hand, when producing a photoelectric conversion element on a support substrate with low light transmittance, light cannot be taken in from the electrode side closer to the support substrate. Therefore, it is preferable to use an electrode with high light transmittance as the electrode far from the support substrate. By using the electrode, light can be taken in from an electrode farther from the support substrate side even if a support substrate with low light transmittance is used.

(陽極)
陽極は、単層の形態又は複数の層が積層された形態を取り得る。陽極の材料としては、導電性の金属酸化物、金属、及び導電性高分子等の有機物を用いることができる。具体的には、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、インジウムスズ酸化物(Indium Tin Oxide:略称ITO)、フッ素化スズ酸化物(FLUORINE Tin Oxide:略称FTO)、インジウム亜鉛酸化物(Indium Zinc Oxide:略称IZO)、金、白金、銀、銅、アルミニウム、ポリアニリン及びその誘導体、並びにポリチオフェン及びその誘導体等が挙げられる。これらの中でも陽極には、ITO、FTO、IZO、酸化スズの薄膜が好適に用いられる。
陽極及び後述する陰極のうちの少なくとも一方は、透明又は半透明であることが好ましい。透明又は半透明の電極の材料の例としては、導電性の金属酸化物、金属等が挙げられ、これらの材料が透明ではない場合には、光が透過する程度の厚さの薄膜とすること又は格子状の構成にすることにより、透透明又は半透明な電極とすることができる。
透明又は半透明の電極の材料として、具体的には、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、それらの複合体であるITO、IZO及びNESA、金、白金、銀並びに銅が挙げられる。明又は半透明の電極の材料は、酸化スズ、ITO、及びIZOからなる群より選ばれる1種以上を含むことが好ましい
(anode)
The anode can take the form of a single layer or a stack of multiple layers. As an anode material, conductive metal oxides, metals, and organic substances such as conductive polymers can be used. Specifically, indium oxide, zinc oxide, tin oxide, indium tin oxide (Indium Tin Oxide: abbreviated as ITO), fluorinated tin oxide (FLUORINE Tin Oxide: abbreviated as FTO), indium zinc oxide (Indium Zinc Oxide: Abbreviation IZO), gold, platinum, silver, copper, aluminum, polyaniline and derivatives thereof, and polythiophene and derivatives thereof. Among these, a thin film of ITO, FTO, IZO, or tin oxide is preferably used for the anode.
At least one of the anode and the cathode described later is preferably transparent or translucent. Examples of transparent or translucent electrode materials include conductive metal oxides, metals, etc. If these materials are not transparent, they should be thin enough to transmit light. Or it can be set as a transparent or semi-transparent electrode by setting it as a grid | lattice form.
Specific examples of the transparent or translucent electrode material include indium oxide, zinc oxide, tin oxide, ITO, IZO and NESA, gold, platinum, silver and copper, which are composites thereof. The material of the bright or translucent electrode preferably contains one or more selected from the group consisting of tin oxide, ITO, and IZO.

(正孔注入層)
本発明の製造方法によって得られる光電変換素子は、陽極と活性層との間に正孔注入層が設けられることが好ましい。
正孔注入層は、陽極への正孔注入を促進する機能を有する。正孔注入層は陽極に接して設けられることが好ましい。正孔注入層の材料としては、形成された正孔注入層を水に対して不溶にできる材料が好ましい。
形成された正孔注入層を水に対して不溶にできる材料は、有機材料、無機材料のいずれであってもよい。また、形成された正孔注入層を水に対して不溶にできる材料は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(Hole injection layer)
In the photoelectric conversion element obtained by the production method of the present invention, a hole injection layer is preferably provided between the anode and the active layer.
The hole injection layer has a function of promoting hole injection into the anode. The hole injection layer is preferably provided in contact with the anode. The material for the hole injection layer is preferably a material that can make the formed hole injection layer insoluble in water.
The material that can make the formed hole injection layer insoluble in water may be either an organic material or an inorganic material. In addition, two or more materials that can make the formed hole injection layer insoluble in water may be used in combination.

形成された正孔注入層を水に対して不溶にできる正孔注入層の材料としては、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリピロール及びその誘導体、芳香族アミン残基を有する繰り返し単位を含む高分子化合物等の高分子化合物、アニリン、チオフェン、ピロール、芳香族アミン化合物等の低分子化合物、CuSCN、CuI等の無機化合物が挙げられる。また、形成された正孔注入層を水に対して不溶にできる材料である高分子化合物の中では、得られる光電変換素子の寿命をより長くする観点から、芳香族アミン残基を有する繰り返し単位を含む高分子化合物であることが好ましい。   Materials for the hole injection layer that can make the formed hole injection layer insoluble in water include polyaniline and derivatives thereof, polythiophene and derivatives thereof, polypyrrole and derivatives thereof, and repeating units having an aromatic amine residue. Examples thereof include polymer compounds such as polymer compounds, low molecular compounds such as aniline, thiophene, pyrrole, and aromatic amine compounds, and inorganic compounds such as CuSCN and CuI. Among the polymer compounds that are materials that can make the formed hole injection layer insoluble in water, from the viewpoint of extending the lifetime of the obtained photoelectric conversion element, a repeating unit having an aromatic amine residue It is preferable that it is a high molecular compound containing.

芳香族アミン化合物としては具体的には、以下のようなものが例示される。

Figure 2017147315
Specific examples of the aromatic amine compound include the following.
Figure 2017147315

前記芳香族アミン化合物は、少なくとも3つの置換基を有するフェニル基を含むことが好ましい。
芳香族アミン化合物に含まれるフェニル基が有し得る置換基の例としては、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アミノ基及びシリル基が挙げられる。
The aromatic amine compound preferably includes a phenyl group having at least three substituents.
Examples of the substituent that the phenyl group contained in the aromatic amine compound may have include an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, a cycloalkoxy group, an amino group, and a silyl group.

少なくとも3つの置換基を有するフェニル基を含む芳香族アミン化合物としては具体的には、以下のようなものが例示される。

Figure 2017147315
Specific examples of the aromatic amine compound containing a phenyl group having at least three substituents include the following.
Figure 2017147315

芳香族アミン残基を有する繰り返し単位を含む高分子化合物において、芳香族アミン残基を有する繰り返し単位とは、芳香族アミン化合物から水素原子を2個取り除いた繰り返し単位である。芳香族アミン残基を有する繰り返し単位を含む高分子化合物は、少なくとも3つの置換基を有するフェニル基を含むことが好ましい。
芳香族アミン残基を有する繰り返し単位としては、下記式(1’)で表される繰り返し単位が挙げられる。
In the polymer compound containing a repeating unit having an aromatic amine residue, the repeating unit having an aromatic amine residue is a repeating unit obtained by removing two hydrogen atoms from the aromatic amine compound. The polymer compound containing a repeating unit having an aromatic amine residue preferably contains a phenyl group having at least three substituents.
Examples of the repeating unit having an aromatic amine residue include a repeating unit represented by the following formula (1 ′).

Figure 2017147315
Figure 2017147315

式(1’)中、Ar、Ar、Ar及びArは、それぞれ独立にアリーレン基(A1)又は2価の複素環基(B1)を表す。E’、E’及びE’は、それぞれ独立にアリール基(A2’)又は1価の複素環基(B2’)を表す。a及びbはそれぞれ独立に0又は1を表し、0≦a+b≦1である。 In Formula (1 ′), Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 and Ar 4 each independently represent an arylene group (A1) or a divalent heterocyclic group (B1). E 1 ′, E 2 ′ and E 3 ′ each independently represent an aryl group (A2 ′) or a monovalent heterocyclic group (B2 ′). a and b each independently represent 0 or 1, and 0 ≦ a + b ≦ 1.

アリーレン基(A1):アリーレン基(A1)は、芳香族炭化水素から、水素原子2個を除いた原子団であり、ベンゼン環又は縮合環を有する2価の基、及び独立したベンゼン環又は縮合環が2個以上直接的に又はビニレン等の基を介して結合した2価の基も含まれる。アリーレン基(A1)は置換基を有していてもよい。アリーレン基(A1)が有し得る置換基の例としては、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、シリルオキシ基、置換シリルオキシ基、ハロゲン原子、アシル基、アシルオキシ基、イミン残基、アミド基、酸イミド基、1価の複素環基、カルボキシ基、置換カルボキシ基、シアノ基等が挙げられ、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、1価の複素環基が好ましい。置換基を有しないアリーレン基の炭素原子数は通常6〜60程度であり、好ましくは6〜20である。   Arylene group (A1): The arylene group (A1) is an atomic group obtained by removing two hydrogen atoms from an aromatic hydrocarbon, a divalent group having a benzene ring or a condensed ring, and an independent benzene ring or condensed. A divalent group in which two or more rings are bonded directly or through a group such as vinylene is also included. The arylene group (A1) may have a substituent. Examples of the substituent that the arylene group (A1) may have include an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, a cycloalkoxy group, an alkylthio group, a cycloalkylthio group, an aryl group, an aryloxy group, an arylthio group, and an arylalkyl group. , Arylalkoxy group, arylalkylthio group, arylalkenyl group, arylalkynyl group, amino group, substituted amino group, silyl group, substituted silyl group, silyloxy group, substituted silyloxy group, halogen atom, acyl group, acyloxy group, imine residue Amide group, acid imide group, monovalent heterocyclic group, carboxy group, substituted carboxy group, cyano group, etc., alkyl group, cycloalkyl group, alkoxy group, cycloalkoxy group, alkylthio group, cycloalkylthio group, Aryl group, aryloxy group Arylthio group, a substituted amino group, substituted silyl group, substituted silyloxy group, monovalent heterocyclic group are preferable. The number of carbon atoms of the arylene group which does not have a substituent is about 6-60 normally, Preferably it is 6-20.

2価の複素環基(B1):2価の複素環基(B1)は、複素環式化合物から水素原子2個を除いた残りの原子団であり、2価の複素環基(B1)は置換基を有していてもよい。
ここで複素環式化合物とは、環式構造をもつ有機化合物のうち、環を構成する元素が炭素原子だけでなく、酸素原子、硫黄原子、窒素原子、リン原子、ホウ素原子、ヒ素原子などのヘテロ原子を環内に含む基をいう。2価の複素環基(B1)が有し得る置換基の例としては、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、シリルオキシ基、置換シリルオキシ基、ハロゲン原子、アシル基、アシルオキシ基、イミノ基、アミド基、イミド基、1価の複素環基、カルボキシ基、置換カルボキシ基、シアノ基等が挙げられ、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、1価の複素環基が好ましい。置換基を有しない2価の複素環基の炭素原子数は通常3〜60程度である。
Divalent heterocyclic group (B1): The divalent heterocyclic group (B1) is the remaining atomic group obtained by removing two hydrogen atoms from the heterocyclic compound, and the divalent heterocyclic group (B1) is It may have a substituent.
Here, the heterocyclic compound is an organic compound having a cyclic structure, and the elements constituting the ring are not only carbon atoms, but also oxygen atoms, sulfur atoms, nitrogen atoms, phosphorus atoms, boron atoms, arsenic atoms, etc. A group containing a hetero atom in the ring. Examples of the substituent that the divalent heterocyclic group (B1) may have include an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, a cycloalkoxy group, an alkylthio group, a cycloalkylthio group, an aryl group, an aryloxy group, and an arylthio group. , Arylalkyl group, arylalkoxy group, arylalkylthio group, arylalkenyl group, arylalkynyl group, amino group, substituted amino group, silyl group, substituted silyl group, silyloxy group, substituted silyloxy group, halogen atom, acyl group, acyloxy group , Imino group, amide group, imide group, monovalent heterocyclic group, carboxy group, substituted carboxy group, cyano group, etc., alkyl group, cycloalkyl group, alkoxy group, cycloalkoxy group, alkylthio group, cycloalkylthio Group, aryl group, aryloxy group, Riruchio group, a substituted amino group, substituted silyl group, substituted silyloxy group, monovalent heterocyclic group are preferable. The number of carbon atoms of the divalent heterocyclic group having no substituent is usually about 3 to 60.

アリール基(A2’):アリール基(A2’)は、置換基を有していてもよい。アリール基(A2’)が有し得る置換基の例としては、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、シリルオキシ基、置換シリルオキシ基、1価の複素環基、ハロゲン原子等が挙げられる。置換基を有しないアリール基の炭素原子数は通常6〜30程度であり、好ましくは6〜20である。   Aryl group (A2 ′): The aryl group (A2 ′) may have a substituent. Examples of the substituent that the aryl group (A2 ′) may have include an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, a cycloalkoxy group, an alkylthio group, a cycloalkylthio group, an aryl group, an aryloxy group, an arylthio group, and an arylalkyl. Groups, arylalkoxy groups, arylalkylthio groups, arylalkenyl groups, arylalkynyl groups, amino groups, substituted amino groups, silyl groups, substituted silyl groups, silyloxy groups, substituted silyloxy groups, monovalent heterocyclic groups, halogen atoms, etc. Can be mentioned. The number of carbon atoms of the aryl group not having a substituent is usually about 6 to 30, and preferably 6 to 20.

1価の複素環基(B2’):1価の複素環基(B2’)は、置換基を有していてもよい。1価の複素環基(B2’)が有し得る置換基の例としては、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、シリルオキシ基、置換シリルオキシ基、1価の複素環基、ハロゲン原子等が挙げられる。置換基を有しない1価の複素環基の炭素原子数は通常1〜30程度である。   Monovalent heterocyclic group (B2 ′): The monovalent heterocyclic group (B2 ′) may have a substituent. Examples of the substituent that the monovalent heterocyclic group (B2 ′) may have include an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, a cycloalkoxy group, an alkylthio group, a cycloalkylthio group, an aryl group, an aryloxy group, and an arylthio group. Group, arylalkyl group, arylalkoxy group, arylalkylthio group, arylalkenyl group, arylalkynyl group, amino group, substituted amino group, silyl group, substituted silyl group, silyloxy group, substituted silyloxy group, monovalent heterocyclic group, A halogen atom etc. are mentioned. The number of carbon atoms of the monovalent heterocyclic group having no substituent is usually about 1-30.

式(1’)で表される繰り返し単位としては、下記式(1)で表される繰り返し単位が好ましい。   As the repeating unit represented by the formula (1 ′), a repeating unit represented by the following formula (1) is preferable.

Figure 2017147315
Figure 2017147315

式(1)中、Ar、Ar、Ar及びArは、前記と同じ意味を表す。E、E及びEは、それぞれ独立に下記のとおり定義されるアリール基(A2)又は1価の複素環基(B2)を表す。a及びbは、前記と同じ意味を表す。 In formula (1), Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 and Ar 4 represent the same meaning as described above. E 1 , E 2 and E 3 each independently represent an aryl group (A2) or a monovalent heterocyclic group (B2) defined as follows. a and b represent the same meaning as described above.

アリール基(A2):アリール基(A2)は、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、シリルオキシ基、置換シリルオキシ基、1価の複素環基及びハロゲン原子からなる群より選ばれる置換基を3個以上有するアリール基である。アリール基(A2)の炭素原子数は通常6〜40程度であり、好ましくは6〜30である。   Aryl group (A2): The aryl group (A2) is an alkyl group, cycloalkyl group, alkoxy group, cycloalkoxy group, alkylthio group, cycloalkylthio group, aryl group, aryloxy group, arylthio group, arylalkyl group, arylalkoxy Selected from the group consisting of a group, an arylalkylthio group, an arylalkenyl group, an arylalkynyl group, an amino group, a substituted amino group, a silyl group, a substituted silyl group, a silyloxy group, a substituted silyloxy group, a monovalent heterocyclic group, and a halogen atom An aryl group having three or more substituents. The number of carbon atoms of the aryl group (A2) is usually about 6 to 40, preferably 6 to 30.

1価の複素環基(B2):1価の複素環基(B2)は、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、シリルオキシ基、置換シリルオキシ基、1価の複素環基及びハロゲン原子からなる群より選ばれる置換基を1個以上有し、かつ該置換基の数と複素環のヘテロ原子の数の和が3以上である1価の複素環基である。1価の複素環基(B2)の炭素原子数は通常1〜40程度である。   Monovalent heterocyclic group (B2): The monovalent heterocyclic group (B2) is an alkyl group, cycloalkyl group, alkoxy group, cycloalkoxy group, alkylthio group, cycloalkylthio group, aryl group, aryloxy group, arylthio group. Group, arylalkyl group, arylalkoxy group, arylalkylthio group, arylalkenyl group, arylalkynyl group, amino group, substituted amino group, silyl group, substituted silyl group, silyloxy group, substituted silyloxy group, monovalent heterocyclic group and A monovalent heterocyclic group having one or more substituents selected from the group consisting of halogen atoms, and the sum of the number of substituents and the number of heteroatoms in the heterocyclic ring is 3 or more. The number of carbon atoms of the monovalent heterocyclic group (B2) is usually about 1 to 40.

アリール基(A2)は、置換基を3個以上有するフェニル基、置換基を3個以上有するナフチル基、又は置換基を3個以上有するアントラセニル基であることが好ましく、アリール基(A2)が下記式(2)で示される基であることがより好ましい。   The aryl group (A2) is preferably a phenyl group having 3 or more substituents, a naphthyl group having 3 or more substituents, or an anthracenyl group having 3 or more substituents. A group represented by the formula (2) is more preferable.

Figure 2017147315
Figure 2017147315

式(2)中、Re、Rf及びRgは、それぞれ独立にアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、シリルオキシ基、置換シリルオキシ基、1価の複素環基又はハロゲン原子を表す。 In formula (2), Re, Rf and Rg are each independently an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, a cycloalkoxy group, an alkylthio group, a cycloalkylthio group, an aryl group, an aryloxy group, an arylthio group, an arylalkyl group. Represents an arylalkoxy group, arylalkylthio group, arylalkenyl group, arylalkynyl group, amino group, substituted amino group, silyl group, substituted silyl group, silyloxy group, substituted silyloxy group, monovalent heterocyclic group or halogen atom.

芳香族アミン残基を有する繰り返し単位を含む高分子化合物は、さらに、下記式(3)、式(4)、式(5)又は式(6)で示される繰り返し単位を有していてもよい。

−Ar12− (3)

―Ar12−X―(Ar13−X)―Ar14− (4)

−Ar12−X2− (5)

−X2− (6)
The polymer compound containing a repeating unit having an aromatic amine residue may further have a repeating unit represented by the following formula (3), formula (4), formula (5) or formula (6). .

−Ar 12 − (3)

—Ar 12 —X 1 — (Ar 13 —X 2 ) c —Ar 14 — (4)

-Ar 12 -X 2- (5)

-X 2- (6)

式(3)〜(6)中、Ar12、Ar13及びAr14はそれぞれ独立にアリーレン基、2価の複素環基又は金属錯体構造を有する2価の基を示す。X1は、−CR=CR−、−C≡C−又は(SiR−を示す。X2は−CR=CR−、−C≡C−、−N(R)−、又は(SiR−を示す。R及びRは、それぞれ独立に水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、1価の複素環基、カルボキシ基、置換カルボキシ基又はシアノ基を示す。R、R及びRは、それぞれ独立に水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、1価の複素環基又はアリールアルキル基を表す。cは0〜2の整数を表す。dは1〜12の整数を表す。Ar13、R、R、R及びRがそれぞれ複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。) In formulas (3) to (6), Ar 12 , Ar 13 and Ar 14 each independently represent an arylene group, a divalent heterocyclic group or a divalent group having a metal complex structure. X 1 represents —CR 2 ═CR 3 —, —C≡C—, or (SiR 5 R 6 ) d —. X 2 represents —CR 2 ═CR 3 —, —C≡C—, —N (R 4 ) —, or (SiR 5 R 6 ) d —. R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, a monovalent heterocyclic group, a carboxy group, a substituted carboxy group or a cyano group. R 4 , R 5 and R 6 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, a monovalent heterocyclic group or an arylalkyl group. c represents an integer of 0-2. d represents an integer of 1 to 12. When a plurality of Ar 13 , R 2 , R 3 , R 5 and R 6 are present, they may be the same or different. )

前記式(1’)で示される繰り返し単位の例(前記式(1)で示される繰り返し単位の例を含む)としては、Ar、Ar、Ar及びArがそれぞれ独立に置換基を有しないフェニレン基であり、a=1、b=0の繰り返し単位が挙げられ、具体例としては下記式で示される繰り返し単位が挙げられる。 Examples of the repeating unit represented by the formula (1 ′) (including examples of the repeating unit represented by the formula (1)) include Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 and Ar 4 each independently having a substituent. It is a phenylene group that does not have, and includes a repeating unit of a = 1 and b = 0, and specific examples thereof include a repeating unit represented by the following formula.

Figure 2017147315
Figure 2017147315
Figure 2017147315
Figure 2017147315

Figure 2017147315
Figure 2017147315

前記式(1’)で示される繰り返し単位の例(前記式(1)で示される繰り返し単位の例を含む)としては、Ar、Ar、Ar及びArがそれぞれ独立に、置換基を有しないフェニレン基であり、a=0、b=1である繰り返し単位が挙げられ、具体例としては下記式で示される繰り返し単位が挙げられる。 As examples of the repeating unit represented by the formula (1 ′) (including examples of the repeating unit represented by the formula (1)), Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 and Ar 4 are each independently a substituent. A repeating unit having a = 0 and b = 1, and specific examples thereof include a repeating unit represented by the following formula.

Figure 2017147315
Figure 2017147315

Figure 2017147315
Figure 2017147315

Figure 2017147315
Figure 2017147315

上記式中、それぞれMeはメチル基を、Prはプロピル基を、Buはブチル基を、MeOはメトキシ基を、BuOはブチルオキシ基を示す。   In the above formulae, Me represents a methyl group, Pr represents a propyl group, Bu represents a butyl group, MeO represents a methoxy group, and BuO represents a butyloxy group.

(正孔輸送層)
正孔輸送層は、正孔注入層と活性層の間に設けられ、電子ブロックの機能を有する。正孔輸送層を設けることで、より高効率な光電変換素子を得ることができる。正孔輸送層としては、芳香族アミン残基を有する低分子化合物、アミン残基を有する繰り返し単位を含む高分子化合物などが挙げられる。正孔注入層に、芳香族アミン残基を有する低分子化合物、芳香族アミン残基を繰り返し単位に持つ高分子化合物を用いる場合には、特にこのような正孔輸送層を設けなくてもよい。
(Hole transport layer)
The hole transport layer is provided between the hole injection layer and the active layer and has a function of an electron block. By providing the hole transport layer, a more efficient photoelectric conversion element can be obtained. Examples of the hole transport layer include a low molecular compound having an aromatic amine residue and a polymer compound containing a repeating unit having an amine residue. When a low molecular compound having an aromatic amine residue or a polymer compound having an aromatic amine residue as a repeating unit is used for the hole injection layer, such a hole transport layer may not be provided. .

(活性層)
活性層は、ペロブスカイト化合物を含む。活性層は、ペロブスカイト化合物の他に、他の成分を含んでいてもよい。活性層が含み得る他の成分の例としては、電子供与性化合物、電子受容性化合物、紫外線吸収剤、酸化防止剤、吸収した光により電荷を発生させる機能を増感するための増感剤、紫外線に対する安定性を増すための光安定剤、及び機械的特性を高めるためのバインダーが挙げられる。
ペロブスカイト化合物は、有機無機ハイブリッド構造のペロブスカイト化合物であることが好ましい。ペロブスカイト化合物は、下記式(7)〜(9)のいずれかの式で表される化合物であることが好ましい。
(Active layer)
The active layer includes a perovskite compound. The active layer may contain other components in addition to the perovskite compound. Examples of other components that can be included in the active layer include an electron-donating compound, an electron-accepting compound, an ultraviolet absorber, an antioxidant, and a sensitizer for sensitizing the function of generating charge by absorbed light, Examples thereof include a light stabilizer for increasing stability to ultraviolet light and a binder for enhancing mechanical properties.
The perovskite compound is preferably a perovskite compound having an organic-inorganic hybrid structure. The perovskite compound is preferably a compound represented by any one of the following formulas (7) to (9).

CHNH (7) CH 3 NH 3 M 1 X 3 (7)

式(7)中、Mは2価の金属であり、Xはそれぞれ独立にF、Cl、Br又はIである。
で表される2価の金属としては、例えばCu,Ni、Mn、Fe、Co、Pd、Ge、Sn、Pb、Euが挙げられる。
In formula (7), M 1 is a divalent metal, and X is independently F, Cl, Br or I.
Examples of the divalent metal represented by M 1 include Cu, Ni, Mn, Fe, Co, Pd, Ge, Sn, Pb, and Eu.

(RNH4 (8) (R 1 NH 3 ) 2 M 1 X 4 (8)

式(8)中、Rは炭素原子数が2〜40のアルキル基、炭素原子数が3〜40のシクロアルキル基、炭素原子数2〜30のアルケニル基、炭素原子数7〜40のアリールアルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基、炭素原子数1〜30の1価の複素環基であり、M及びXは、上述と同義である。 In Formula (8), R 1 is an alkyl group having 2 to 40 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 40 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, or an aryl having 7 to 40 carbon atoms. An alkyl group, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, and a monovalent heterocyclic group having 1 to 30 carbon atoms, and M 1 and X are as defined above.

HC(=NH)NH (9) HC (= NH) NH 2 M 1 X 3 (9)

式(9)中、M及びXは、上述と同義である。 In formula (9), M 1 and X are as defined above.

式(8)中、Rで表されるアルキル基は、直鎖状であっても分岐状であってもRで表されるアルキル基の炭素原子数は、2〜30であることが好ましい。
で表されるアルキル基としては、例えば、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、イソオクチル基、ノニル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、オクタデシル基、イコサニル基、ドコサニル基、トリアコンタニル基、テトラコンタニル基が挙げられる。
In formula (8), the alkyl group represented by R 1 may be linear or branched, and the alkyl group represented by R 1 may have 2 to 30 carbon atoms. preferable.
Examples of the alkyl group represented by R 1 include an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an octyl group, an isooctyl group, a nonyl group, a dodecyl group, a tridecyl group, and a tetradecyl group. , Pentadecyl group, octadecyl group, icosanyl group, docosanyl group, triacontanyl group, and tetracontanyl group.

で表されるシクロアルキル基の炭素原子数は、3〜30であることが好ましい。
で表されるシクロアルキル基としては、例えばシクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
The cycloalkyl group represented by R 1 preferably has 3 to 30 carbon atoms.
Examples of the cycloalkyl group represented by R 1 include a cyclopentyl group and a cyclohexyl group.

で表されるアルケニル基の炭素原子数は、2〜20であることが好ましい。
で表されるアルケニル基としては、例えば、ビニル基、1−プロペニル基、2−プロペニル基、2−ブテニル基、オレイル基、アリル基等が挙げられる。
The number of carbon atoms of the alkenyl group represented by R 1 is preferably 2-20.
Examples of the alkenyl group represented by R 1 include a vinyl group, 1-propenyl group, 2-propenyl group, 2-butenyl group, oleyl group, and allyl group.

で表されるアリールアルキル基の炭素原子数は、7〜30であることが好ましい。
で表されるアリールアルキル基としては、例えば、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基、ナフチルメチル基、ナフチルエチル基等が挙げられる。
The number of carbon atoms of the arylalkyl group represented by R 1 is preferably 7-30.
Examples of the arylalkyl group represented by R 1 include a benzyl group, a phenylethyl group, a phenylpropyl group, a naphthylmethyl group, and a naphthylethyl group.

で表されるアリール基の炭素原子数は、6〜20であることが好ましい。Rで表されるアリール基としては、例えば、フェニル基、p−クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基等が挙げられる。 The number of carbon atoms of the aryl group represented by R 1 is preferably 6-20. Examples of the aryl group represented by R 1 include a phenyl group, p-chlorophenyl group, mesityl group, tolyl group, xylyl group, naphthyl group, anthryl group, azulenyl group, acenaphthenyl group, fluorenyl group, phenanthryl group, and indenyl group. , Pyrenyl group, biphenylyl group and the like.

で表される1価の複素環基の炭素原子数は、1〜20であることが好ましい。Rで表される1価の複素環基としては、例えば、ピロリジル基、イミダゾリジニル基、モルホリル基、オキサゾリル基、オキサゾリジニル基、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、キナゾリニル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基、フタラジニル基が挙げられる。 The number of carbon atoms of the monovalent heterocyclic group represented by R 1 is preferably 1-20. Examples of the monovalent heterocyclic group represented by R 1 include pyrrolidyl group, imidazolidinyl group, morpholyl group, oxazolyl group, oxazolidinyl group, furyl group, thienyl group, pyridyl group, pyridazinyl group, pyrimidinyl group, pyrazinyl group, Examples thereof include a triazinyl group, an imidazolyl group, a pyrazolyl group, a thiazolyl group, a quinazolinyl group, a carbazolyl group, a carbolinyl group, a diazacarbazolyl group, and a phthalazinyl group.

ペロブスカイト化合物は、1種のみを活性層の材料として用いてもよいし、複数種を用いてもよい。   Only one perovskite compound may be used as the material for the active layer, or a plurality of perovskite compounds may be used.

本発明におけるペロブスカイト化合物は、式(7)で表される化合物であることが好ましい。式(7)で表される化合物のうち、CHNHPbI、CHNHPbCl、CHNHPbBr、CHNHSnI、CHNHSnCl、CHNHSnBr等であることがより好ましい。 The perovskite compound in the present invention is preferably a compound represented by the formula (7). Of the compounds represented by formula (7), CH 3 NH 3 PbI 3 , CH 3 NH 3 PbCl 3 , CH 3 NH 3 PbBr 3 , CH 3 NH 3 SnI 3 , CH 3 NH 3 SnCl 3 , CH 3 NH More preferably, it is 3 SnBr 3 or the like.

(電子輸送層)
本発明の製造方法により得られる光電変換素子は、金属酸化物前駆体及び、フラーレン又はフラーレン誘導体を含む組成物を用いて形成される電子輸送層を有する。
本発明の製造方法により得られる光電変換素子は、金属酸化物前駆体及び、フラーレン又はフラーレン誘導体を含む組成物以外の組成物を含む、さらに別の電子輸送層を有していてもよい。
(Electron transport layer)
The photoelectric conversion element obtained by the manufacturing method of this invention has an electron carrying layer formed using the composition containing a metal oxide precursor and fullerene or a fullerene derivative.
The photoelectric conversion element obtained by the production method of the present invention may have another electron transport layer including a metal oxide precursor and a composition other than the composition containing fullerene or a fullerene derivative.

(電子注入層)
本発明の製造方法により得られる光電変換素子は、電子注入層として、アルカリ土類金属酸化物を含む層を有していてもよい。アルカリ土類金属酸化物は、CaO、BaO及びSrOからなる群より選ばれる1以上であるが好ましく、BaO及び/又はSrOであることがより好ましく、BaOであることがさらに好ましい。
(Electron injection layer)
The photoelectric conversion element obtained by the production method of the present invention may have a layer containing an alkaline earth metal oxide as the electron injection layer. The alkaline earth metal oxide is preferably one or more selected from the group consisting of CaO, BaO and SrO, more preferably BaO and / or SrO, and even more preferably BaO.

(陰極)
陰極は、単層の形態又は複数の層が積層された形態を取り得る。陰極の材料には、金属、導電性高分子等を用いることができる。
陰極の材料としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、アルミニウム、スカンジウム、バナジウム、亜鉛、イットリウム、インジウム、セリウム、サマリウム、ユーロピウム、テルビウム、イッテルビウム、金、銀、白金、銅、マンガン、チタン、コバルト、ニッケル、タングステン、錫等の金属、それらの金属からなる群より選ばれる2つ以上の金属を含む合金、グラファイト、グラファイト層間化合物等が用いられる。
合金の例としては、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、インジウム−銀合金、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−マグネシウム合金、リチウム−インジウム合金、カルシウム−アルミニウム合金等が挙げられる。
(cathode)
The cathode can take the form of a single layer or a stack of multiple layers. A metal, a conductive polymer, etc. can be used for the material of a cathode.
Examples of the cathode material include lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, magnesium, calcium, strontium, barium, aluminum, scandium, vanadium, zinc, yttrium, indium, cerium, samarium, europium, terbium, ytterbium, gold, Metals such as silver, platinum, copper, manganese, titanium, cobalt, nickel, tungsten, and tin, alloys containing two or more metals selected from the group consisting of these metals, graphite, and graphite intercalation compounds are used.
Examples of the alloy include magnesium-silver alloy, magnesium-indium alloy, magnesium-aluminum alloy, indium-silver alloy, lithium-aluminum alloy, lithium-magnesium alloy, lithium-indium alloy, calcium-aluminum alloy and the like.

光透過性の高い陰極の材料としては、導電性の金属酸化物、金属等が挙げられる。これらの材料の透過性が高くない場合には、光が透過する程度の厚さの薄膜とすること、格子状の構成にすることにより、光透過性の高い陰極とすることができる。具体的には、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、及びそれらの複合体であるインジウムスズ酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)、NESA、金、白金、銀、銅が用いられる。陰極の材料としては、ITO、IZO及び酸化スズからなる群より選ばれる1種以上を含む等からが好ましい。   Examples of the material for the cathode having high light transmittance include conductive metal oxides and metals. When the transmittance of these materials is not high, a cathode having high light transmittance can be obtained by forming a thin film with a thickness enough to transmit light or a lattice structure. Specifically, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), NESA, gold, platinum, silver, and copper, which are indium oxide, zinc oxide, tin oxide, and composites thereof, are used. The cathode material is preferable because it contains one or more selected from the group consisting of ITO, IZO and tin oxide.

(封止層)
支持基板から遠い方の電極側に封止層を設けてもよい。封止層は、水分を遮断する性質(水蒸気バリア性)又は酸素を遮断する性質(酸素バリア性)を有する材料により形成することができる。封止層の材料としては、例えば、三フッ化ポリエチレン、ポリ三フッ化塩化エチレン(PCTFE)、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、脂環式ポリオレフィン、エチレン−ビニルアルコール共重合体等の樹脂などの有機材料、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、ダイヤモンドライクカーボン等の無機材料などが挙げられる。
(Sealing layer)
A sealing layer may be provided on the electrode side farther from the support substrate. The sealing layer can be formed of a material having a property of blocking moisture (water vapor barrier property) or a property of blocking oxygen (oxygen barrier property). Examples of the material of the sealing layer include organic materials such as resins such as polyethylene trifluoride, polytrifluoroethylene chloride (PCTFE), polyimide, polycarbonate, polyethylene terephthalate, alicyclic polyolefin, and ethylene-vinyl alcohol copolymer. Examples thereof include inorganic materials such as materials, silicon oxide, silicon nitride, aluminum oxide, and diamond-like carbon.

(UVカット層)
本発明の製造方法により得られる光電変換素子は、UVカット層を有していてもよい。UVカット層の材料としては、波長442nm以下の光の透過率は50%以下であるUVカットフィルムが挙げられる。UVカットフィルムにおける波長482nm以下の光の透過率が50%以下であることが好ましい。光の透過率を50%以下とする波長の長波長側の制限は、ペロブスカイト化合物を含む活性層の吸収波長の吸収端よりも短波長であることが好ましい。
UVカット層の材料としては、市販のUVカットフィルムを適宜用いることができる。UVカットフィルムは2種類以上のUVカットフィルムを重ねて用いてもよい。
(UV cut layer)
The photoelectric conversion element obtained by the production method of the present invention may have a UV cut layer. Examples of the material for the UV cut layer include a UV cut film having a light transmittance of 50% or less at a wavelength of 442 nm or less. The transmittance of light having a wavelength of 482 nm or less in the UV cut film is preferably 50% or less. The restriction on the long wavelength side of the wavelength at which the light transmittance is 50% or less is preferably shorter than the absorption edge of the absorption wavelength of the active layer containing the perovskite compound.
As a material for the UV cut layer, a commercially available UV cut film can be appropriately used. As the UV cut film, two or more kinds of UV cut films may be used in an overlapping manner.

<3>光電変換素子の用途
本発明の製造方法により得られる光電変換素子は、太陽光等の光を照射することにより、電極間に光起電力が発生し、太陽電池として動作させることができる。また太陽電池を複数集積することにより薄膜太陽電池モジュールとして用いることもできる。
<3> Use of photoelectric conversion element The photoelectric conversion element obtained by the production method of the present invention can be operated as a solar cell by generating photovoltaic power between the electrodes by irradiating light such as sunlight. . Moreover, it can also be used as a thin film solar cell module by integrating a plurality of solar cells.

また、本発明の製造方法により得られる光電変換素子は、電極間に電圧を印加した状態で、透明又は半透明の電極に光を照射することにより、光電流が流れ、有機光センサーとして動作させることができる。有機光センサーを複数集積することにより有機イメージセンサーとして用いることもできる。   In addition, the photoelectric conversion element obtained by the manufacturing method of the present invention operates as an organic photosensor by irradiating light to a transparent or translucent electrode with a voltage applied between the electrodes, so that a photocurrent flows. be able to. It can also be used as an organic image sensor by integrating a plurality of organic photosensors.

以下、本発明をさらに詳細に説明するために実施例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Examples will be shown below for illustrating the present invention in more detail, but the present invention is not limited to these examples.

(組成物1の調製)
ヨウ化鉛460mgを1.25mLのN,N−ジメチルホルムアミドに溶解させ、70℃で攪拌することで完溶させることにより、組成物1を調製した。
(Preparation of Composition 1)
Composition 1 was prepared by dissolving 460 mg of lead iodide in 1.25 mL of N, N-dimethylformamide and completely dissolving it by stirring at 70 ° C.

(組成物2の調製)
ヨウ化メチルアンモニウム55mgを1mLの2−プロパノールに完溶させることにより、組成物2を調製した。
(Preparation of composition 2)
Composition 2 was prepared by completely dissolving 55 mg of methylammonium iodide in 1 mL of 2-propanol.

(組成物3の調製)
フラーレンの誘導体として2重量部の[6,6]−フェニルC61−酪酸メチルエステル(C60PCBM)(フロンティアカーボン社製 E100)と、溶媒として100重量部のクロロベンゼンとを混合して完溶させることにより、組成物3を調製した。
(Preparation of composition 3)
By mixing 2 parts by weight of [6,6] -phenyl C61-butyric acid methyl ester (C60PCBM) (E100 manufactured by Frontier Carbon Co.) as a fullerene derivative and 100 parts by weight of chlorobenzene as a solvent, Composition 3 was prepared.

(組成物4の製造)
下記繰り返し単位を持つ高分子化合物(シグマアルドリッチ社製Poly[bis(4−phenyl)(2,4,6−trimethylphenyl)amine]、average Mn 7,000−10,000)を0.5重量部、溶媒として100重量部のクロロベンゼンを混合し完溶させて、以下に示す組成物4を調整した。

Figure 2017147315
(Production of Composition 4)
0.5 part by weight of a polymer compound having the following repeating unit (Poly [bis (4-phenyl) (2,4,6-trimethylphenyl) amine], average Mn 7,000-10,000, manufactured by Sigma-Aldrich), The composition 4 shown below was prepared by mixing and completely dissolving 100 parts by weight of chlorobenzene as a solvent.
Figure 2017147315

(組成物5の調製)
フラーレンの誘導体として1重量部の[6,6]−フェニルC61−酪酸メチルエステル(C60PCBM)(フロンティアカーボン社製 E100)と、チタンテトライソプロポキシド(シグマアルドリッチ製)を1重量部と溶媒として100重量部のクロロベンゼンとを混合して完溶させることにより、組成物5を調製した。
(Preparation of composition 5)
1 part by weight of [6,6] -phenyl C61-butyric acid methyl ester (C60PCBM) (E100 manufactured by Frontier Carbon Co.) as a fullerene derivative and 1 part by weight of titanium tetraisopropoxide (manufactured by Sigma-Aldrich) as a solvent and 100 The composition 5 was prepared by mixing with a weight part chlorobenzene and making it completely dissolve.

(組成物6の調製)
フラーレンの誘導体として2重量部の[6,6]−フェニルC61−酪酸メチルエステル(C60PCBM)(フロンティアカーボン社製 E100)と、チタンテトライソプロポキシド(シグマアルドリッチ製)を0.2重量部と溶媒として100重量部のクロロベンゼンとを混合して完溶させることにより、組成物6を調製した。
(Preparation of composition 6)
As a fullerene derivative, 2 parts by weight of [6,6] -phenyl C61-butyric acid methyl ester (C60PCBM) (E100 manufactured by Frontier Carbon), 0.2 parts by weight of titanium tetraisopropoxide (manufactured by Sigma-Aldrich) and a solvent As a result, 100 parts by weight of chlorobenzene was mixed and completely dissolved to prepare composition 6.

(組成物7の調製)
フラーレンの誘導体として0.2重量部の[6,6]−フェニルC61−酪酸メチルエステル(C60PCBM)(フロンティアカーボン社製 E100)と、チタンテトライソプロポキシド(シグマアルドリッチ製)を2重量部と溶媒として100重量部のクロロベンゼンとを混合して完溶させることにより、組成物7を調製した。
(Preparation of composition 7)
As a fullerene derivative, 0.2 part by weight of [6,6] -phenyl C61-butyric acid methyl ester (C60PCBM) (E100 manufactured by Frontier Carbon), 2 parts by weight of titanium tetraisopropoxide (manufactured by Sigma-Aldrich), and a solvent As a result, 100 parts by weight of chlorobenzene was mixed and completely dissolved to prepare composition 7.

(組成物8の調製)
チタン(IV)イソプロポキシド(シグマアルドリッチ製)を2重量部と溶媒として100重量部のクロロベンゼンとを混合して完溶させることにより、組成物8を調製した。
(Preparation of composition 8)
Composition 8 was prepared by mixing and completely dissolving 2 parts by weight of titanium (IV) isopropoxide (manufactured by Sigma-Aldrich) and 100 parts by weight of chlorobenzene as a solvent.

(組成物9の調製)
チタン(IV)イソプロポキシド(シグマアルドリッチ製)を1重量部と溶媒として100重量部のイソプロパノールとを混合して完溶させることにより、組成物9を調製した。
(Preparation of composition 9)
Composition 9 was prepared by mixing 1 part by weight of titanium (IV) isopropoxide (manufactured by Sigma-Aldrich) with 100 parts by weight of isopropanol as a solvent and completely dissolving them.

実施例1
(太陽電池の作製、評価)
太陽電池の陽極として機能するITO薄膜が形成されたガラス基板を用意した。ITO薄膜はスパッタリング法によって形成されたものであり、その厚みは150nmであった。前記ITO薄膜を有するガラス基板をオゾンUV処理し、ITO薄膜の表面処理を行った。組成物4をスピンコートにより塗布し、大気中120℃で10分間加熱することにより、膜厚約10nmの正孔注入層を形成した。正孔注入層を形成した基板をホットプレートで70℃に充分に加熱後、加熱した基板をスピンコーターに載せ、スピンコートによりこの正孔注入層上に、70℃で攪拌加熱した組成物1を2000rpmの回転数でスピンコートにより塗布し、窒素雰囲気下で風乾させ、ヨウ化鉛の塗布膜を得た。その後、ヨウ化鉛の塗布膜上に組成物2を滴下し、6000rpmでスピンコートし、大気中100℃で10分間乾燥させることで、活性層を形成させた。活性層の膜厚は約350nmであった。
Example 1
(Production and evaluation of solar cells)
A glass substrate on which an ITO thin film that functions as an anode of a solar cell was formed was prepared. The ITO thin film was formed by the sputtering method, and the thickness was 150 nm. The glass substrate having the ITO thin film was subjected to ozone UV treatment to treat the surface of the ITO thin film. Composition 4 was applied by spin coating, and heated at 120 ° C. for 10 minutes in the atmosphere to form a hole injection layer having a thickness of about 10 nm. The substrate on which the hole injection layer was formed was sufficiently heated to 70 ° C. with a hot plate, and then the heated substrate was placed on a spin coater, and the composition 1 that was stirred and heated at 70 ° C. on this hole injection layer by spin coating. The film was applied by spin coating at a rotational speed of 2000 rpm and air-dried in a nitrogen atmosphere to obtain a lead iodide coating film. Thereafter, the composition 2 was dropped on the lead iodide coating film, spin-coated at 6000 rpm, and dried in air at 100 ° C. for 10 minutes to form an active layer. The thickness of the active layer was about 350 nm.

次に、活性層上に組成物5をスピンコートで成膜し、膜厚約50nmの電子輸送層を形成させた。その後、真空蒸着機によりBaO(シグマアルドリッチ社製)を膜厚2nmで蒸着し、次いで、金を膜厚60nmで蒸着した。蒸着のときの真空度は、すべて1〜9×10−3Paであった。その後、窒素ガス雰囲気下において、UV硬化性エポキシ樹脂を用いて封止ガラスを光電変換素子の陰極側の面にUV硬化によって接着して封止することによって太陽電池を作製した。こうして得られた太陽電池の形状は、2mm×2mmの正方形であった。 Next, the composition 5 was formed on the active layer by spin coating to form an electron transport layer having a thickness of about 50 nm. Thereafter, BaO (manufactured by Sigma-Aldrich) was vapor-deposited with a film thickness of 2 nm by a vacuum vapor deposition machine, and then gold was vapor-deposited with a film thickness of 60 nm. The degree of vacuum at the time of vapor deposition was 1 to 9 × 10 −3 Pa. Thereafter, in a nitrogen gas atmosphere, a solar cell was manufactured by bonding and sealing the sealing glass to the cathode side surface of the photoelectric conversion element by UV curing using a UV curable epoxy resin. The shape of the solar cell thus obtained was a 2 mm × 2 mm square.

得られた太陽電池に、UVカットフィルム(3M社製LR2CLAR)を貼り付けた後、ソーラシミュレーター(山下電装製、商品名YSS−80A:AM1.5Gフィルター、放射照度100mW/cm)を用いて一定の光を照射し、発生する電流と電圧とを測定して、初期の光電変換効率(初期効率)を測定した。初期の光電変換効率は、15.0%であった。その後、UVカットフィルム付きの太陽電池(光電変換素子)を1Sunの光強度で65℃の一定温度の条件の耐候性試験機(東洋精機製作所製Ci4000)中に66時間保持した後、ソーラシミュレーター(山下電装製、商品名YSS−80A:AM1.5Gフィルター、放射照度100mW/cm)を用いて一定の光を太陽電池に照射し、発生する電流と電圧を測定して、66時間後の光電変換効率を測定した。(66時間後の光電変換効率)/(初期の光電変換効率)の値を保持率として算出し、電子輸送層の形成に使用された組成物と併せて表1に示した。 After pasting a UV cut film (LR2CLAR made by 3M) to the obtained solar cell, using a solar simulator (trade name YSS-80A: AM1.5G filter, irradiance 100 mW / cm 2 manufactured by Yamashita Denso). The initial photoelectric conversion efficiency (initial efficiency) was measured by irradiating constant light and measuring the generated current and voltage. The initial photoelectric conversion efficiency was 15.0%. Thereafter, the solar cell with a UV cut film (photoelectric conversion element) was held in a weather resistance tester (Ci4000 manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.) at a constant temperature of 65 ° C. with a light intensity of 1 Sun for 66 hours, and then a solar simulator ( Yamashita Denso, trade name YSS-80A: AM1.5G filter, irradiance of 100 mW / cm 2 ) irradiates the solar cell with constant light, measures the generated current and voltage, Conversion efficiency was measured. The value of (photoelectric conversion efficiency after 66 hours) / (initial photoelectric conversion efficiency) was calculated as the retention rate, and is shown in Table 1 together with the composition used for forming the electron transport layer.

実施例2
(太陽電池の作製、評価)
実施例1における組成物5を組成物6に変えて膜厚約50nmの電子輸送層を得た他は、実施例1と同様にして太陽電池を作製し、初期の光電変換効率と66時間後の光電変換効率とを測定した。初期の光電変換効率は、17.6%であった。(66時間後の光電変換効率)/(初期の光電変換効率)の値を保持率として算出し、電子輸送層の形成に使用された組成物と併せて表1に示した。
Example 2
(Production and evaluation of solar cells)
A solar cell was produced in the same manner as in Example 1 except that the composition 5 in Example 1 was changed to the composition 6 to obtain an electron transport layer having a film thickness of about 50 nm, and the initial photoelectric conversion efficiency and 66 hours later were obtained. The photoelectric conversion efficiency was measured. The initial photoelectric conversion efficiency was 17.6%. The value of (photoelectric conversion efficiency after 66 hours) / (initial photoelectric conversion efficiency) was calculated as the retention rate, and is shown in Table 1 together with the composition used for forming the electron transport layer.

実施例3
(太陽電池の作製、評価)
実施例1における組成物5を組成物7に変えて膜厚約50nmの電子輸送層を得た他は、実施例1と同様にして太陽電池を作製し、初期の光電変換効率と66時間後の光電変換効率とを測定した。初期の光電変換は、6.7%であった。(66時間後の光電変換効率)/(初期の光電変換効率)の値を保持率として算出し、電子輸送層の形成に使用された組成物と併せて表1に示した。
Example 3
(Production and evaluation of solar cells)
A solar cell was produced in the same manner as in Example 1 except that the composition 5 in Example 1 was changed to the composition 7 to obtain an electron transport layer having a film thickness of about 50 nm, and the initial photoelectric conversion efficiency and 66 hours later were obtained. The photoelectric conversion efficiency was measured. The initial photoelectric conversion was 6.7%. The value of (photoelectric conversion efficiency after 66 hours) / (initial photoelectric conversion efficiency) was calculated as the retention rate, and is shown in Table 1 together with the composition used for forming the electron transport layer.

実施例4
(太陽電池の作製、評価)
太陽電池の陽極として機能するITO薄膜が形成されたガラス基板を用意した。ITO薄膜はスパッタリング法によって形成されたものであり、その厚みは150nmであった。前記ITO薄膜を有するガラス基板をオゾンUV処理し、ITO薄膜の表面処理を行った。組成物4をスピンコートにより塗布し、大気中120℃で10分間加熱することにより、膜厚約10nmの正孔注入層を形成した。正孔注入層を形成した基板をホットプレートで70℃に充分に加熱後、加熱した基板をスピンコーターに載せ、スピンコートによりこの正孔注入層上に、70℃で攪拌加熱した組成物1を2000rpmの回転数でスピンコートにより塗布し、窒素雰囲気下で風乾させ、ヨウ化鉛の塗布膜を得た。その後、ヨウ化鉛の塗布膜上に組成物2を滴下し、6000rpmでスピンコートし、大気中100℃で10分間乾燥させることで、活性層を形成させた。活性層の膜厚は約350nmであった。
Example 4
(Production and evaluation of solar cells)
A glass substrate on which an ITO thin film that functions as an anode of a solar cell was formed was prepared. The ITO thin film was formed by the sputtering method, and the thickness was 150 nm. The glass substrate having the ITO thin film was subjected to ozone UV treatment to treat the surface of the ITO thin film. Composition 4 was applied by spin coating, and heated at 120 ° C. for 10 minutes in the atmosphere to form a hole injection layer having a thickness of about 10 nm. The substrate on which the hole injection layer was formed was sufficiently heated to 70 ° C. with a hot plate, and then the heated substrate was placed on a spin coater, and the composition 1 that was stirred and heated at 70 ° C. on this hole injection layer by spin coating. The film was applied by spin coating at a rotational speed of 2000 rpm and air-dried in a nitrogen atmosphere to obtain a lead iodide coating film. Thereafter, the composition 2 was dropped on the lead iodide coating film, spin-coated at 6000 rpm, and dried in air at 100 ° C. for 10 minutes to form an active layer. The thickness of the active layer was about 350 nm.

次に、活性層上に組成物8をスピンコートで成膜し、厚さ約20nmの層を形成させ、さらに、得られた層に、組成物3をスピンコートで成膜し、厚さ約50nmの層を形成させることで、電子輸送層を形成した。   Next, the composition 8 is formed on the active layer by spin coating to form a layer having a thickness of about 20 nm. Further, the composition 3 is formed on the obtained layer by spin coating to obtain a thickness of about 20 nm. An electron transport layer was formed by forming a 50 nm layer.

その後、真空蒸着機によりBaO(シグマアルドリッチ社製)を膜厚2nmで蒸着し、次いで、金を膜厚60nmで蒸着した。蒸着のときの真空度は、すべて1〜9×10−3Paであった。その後、窒素ガス雰囲気下において、UV硬化性エポキシ樹脂を用いて封止ガラスを光電変換素子の陰極側の面にUV硬化によって接着して封止することによって太陽電池を作製した。こうして得られた太陽電池の形状は、2mm×2mmの正方形であった。 Thereafter, BaO (manufactured by Sigma-Aldrich) was vapor-deposited with a film thickness of 2 nm by a vacuum vapor deposition machine, and then gold was vapor-deposited with a film thickness of 60 nm. The degree of vacuum at the time of vapor deposition was 1 to 9 × 10 −3 Pa. Thereafter, in a nitrogen gas atmosphere, a solar cell was manufactured by bonding and sealing the sealing glass to the cathode side surface of the photoelectric conversion element by UV curing using a UV curable epoxy resin. The shape of the solar cell thus obtained was a 2 mm × 2 mm square.

得られた太陽電池に、UVカットフィルム(3M社製LR2CLAR)を貼り付けた後、ソーラシミュレーター(山下電装製、商品名YSS−80A:AM1.5Gフィルター、放射照度100mW/cm)を用いて一定の光を照射し、発生する電流と電圧とを測定して、初期の光電変換効率(初期効率)を測定した。初期の光電変換効率は、4.1%であった。その後、UVカットフィルム付きの太陽電池(光電変換素子)を1Sunの光強度で65℃の一定温度の条件の耐候性試験機(東洋精機製作所製Ci4000)中に66時間保持した後、ソーラシミュレーター(山下電装製、商品名YSS−80A:AM1.5Gフィルター、放射照度100mW/cm)を用いて一定の光を太陽電池に照射し、発生する電流と電圧を測定して、66時間後の光電変換効率を測定した。(66時間後の光電変換効率)/(初期の光電変換効率)の値を保持率として算出し、電子輸送層の形成に使用された組成物と併せて表1に示した。 After pasting a UV cut film (LR2CLAR made by 3M) to the obtained solar cell, using a solar simulator (trade name YSS-80A: AM1.5G filter, irradiance 100 mW / cm 2 manufactured by Yamashita Denso). The initial photoelectric conversion efficiency (initial efficiency) was measured by irradiating constant light and measuring the generated current and voltage. The initial photoelectric conversion efficiency was 4.1%. Thereafter, the solar cell with a UV cut film (photoelectric conversion element) was held in a weather resistance tester (Ci4000 manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.) at a constant temperature of 65 ° C. with a light intensity of 1 Sun for 66 hours, and then a solar simulator ( Yamashita Denso, trade name YSS-80A: AM1.5G filter, irradiance of 100 mW / cm 2 ) irradiates the solar cell with constant light, measures the generated current and voltage, Conversion efficiency was measured. The value of (photoelectric conversion efficiency after 66 hours) / (initial photoelectric conversion efficiency) was calculated as the retention rate, and is shown in Table 1 together with the composition used for forming the electron transport layer.

実施例5
(太陽電池の作製、評価)
実施例1におけるUVカットフィルムを貼り付けなかった以外は、実施例1と同様にして太陽電池を作製し、初期の光電変換効率と66時間後の光電変換効率とを測定した。初期の光電変換効率は、13.6%であった。(66時間後の光電変換効率)/(初期の光電変換効率)の値を保持率として算出し、電子輸送層の形成に使用された組成物と併せて表2に示した。
Example 5
(Production and evaluation of solar cells)
A solar cell was produced in the same manner as in Example 1 except that the UV cut film in Example 1 was not attached, and the initial photoelectric conversion efficiency and the photoelectric conversion efficiency after 66 hours were measured. The initial photoelectric conversion efficiency was 13.6%. The value of (photoelectric conversion efficiency after 66 hours) / (initial photoelectric conversion efficiency) was calculated as a retention rate and shown in Table 2 together with the composition used for forming the electron transport layer.

比較例1
(太陽電池の作製、評価)
実施例1における組成物5を組成物3に変えて膜厚約50nmの電子輸送層を得た他は、実施例1と同様にして太陽電池を作製し、初期の光電変換効率と66時間後の光電変換効率とを測定した。初期の光電変換は、16.5%であった。(66時間後の光電変換効率)/(初期の光電変換効率)の値を保持率として算出し、電子輸送層の形成に使用された組成物と併せて表1に示した。
Comparative Example 1
(Production and evaluation of solar cells)
A solar cell was produced in the same manner as in Example 1 except that the composition 5 in Example 1 was changed to the composition 3 to obtain an electron transport layer having a film thickness of about 50 nm, and the initial photoelectric conversion efficiency and 66 hours later were obtained. The photoelectric conversion efficiency was measured. The initial photoelectric conversion was 16.5%. The value of (photoelectric conversion efficiency after 66 hours) / (initial photoelectric conversion efficiency) was calculated as the retention rate, and is shown in Table 1 together with the composition used for forming the electron transport layer.

比較例2
(太陽電池の作製、評価)
実施例4における組成物3をスピンコートで成膜し、層を形成させる工程を行わなかった以外は、実施例4と同様にして太陽電池を作製しし、初期の光電変換効率と66時間後の光電変換効率とを測定した。初期の光電変換効率は、3.3%であった。(66時間後の光電変換効率)/(初期光電変換効率)の値を保持率として算出し、電子輸送層の形成に使用された組成物と併せて表1に示した。
Comparative Example 2
(Production and evaluation of solar cells)
A solar cell was fabricated in the same manner as in Example 4 except that the composition 3 in Example 4 was formed by spin coating and the step of forming a layer was not performed, and the initial photoelectric conversion efficiency and 66 hours later were obtained. The photoelectric conversion efficiency was measured. The initial photoelectric conversion efficiency was 3.3%. The value of (photoelectric conversion efficiency after 66 hours) / (initial photoelectric conversion efficiency) was calculated as the retention rate, and is shown in Table 1 together with the composition used for forming the electron transport layer.

比較例3
(太陽電池の作製、評価)
太陽電池の陽極として機能するITO薄膜が形成されたガラス基板を用意した。ITO薄膜はスパッタリング法によって形成されたものであり、その厚みは150nmであった。前記ITO薄膜を有するガラス基板をオゾンUV処理し、ITO薄膜の表面処理を行った。組成物4をスピンコートにより塗布し、大気中120℃で10分間加熱することにより、膜厚約10nmの正孔注入層を形成した。正孔注入層を形成した基板をホットプレートで70℃に充分に加熱後、加熱した基板をスピンコーターに載せ、スピンコートによりこの正孔注入層上に、70℃で攪拌加熱した組成物1を2000rpmの回転数でスピンコートにより塗布し、窒素雰囲気下で風乾させ、ヨウ化鉛の塗布膜を得た。その後、ヨウ化鉛の塗布膜上に組成物2を滴下し、6000rpmでスピンコートし、大気中100℃で10分間乾燥させることで、活性層を形成させた。活性層の膜厚は約350nmであった。
Comparative Example 3
(Production and evaluation of solar cells)
A glass substrate on which an ITO thin film that functions as an anode of a solar cell was formed was prepared. The ITO thin film was formed by the sputtering method, and the thickness was 150 nm. The glass substrate having the ITO thin film was subjected to ozone UV treatment to treat the surface of the ITO thin film. Composition 4 was applied by spin coating, and heated at 120 ° C. for 10 minutes in the atmosphere to form a hole injection layer having a thickness of about 10 nm. The substrate on which the hole injection layer was formed was sufficiently heated to 70 ° C. with a hot plate, and then the heated substrate was placed on a spin coater, and the composition 1 that was stirred and heated at 70 ° C. on this hole injection layer by spin coating. The film was applied by spin coating at a rotational speed of 2000 rpm and air-dried in a nitrogen atmosphere to obtain a lead iodide coating film. Thereafter, the composition 2 was dropped on the lead iodide coating film, spin-coated at 6000 rpm, and dried in air at 100 ° C. for 10 minutes to form an active layer. The thickness of the active layer was about 350 nm.

次に、活性層上に組成物3をスピンコートで成膜し、膜厚約50nmの層を形成させ、さらに、得られた層に、組成物9をスピンコートで成膜し、膜厚約30nmの層を形成させることで、電子輸送層を形成した。   Next, the composition 3 is formed on the active layer by spin coating to form a layer having a film thickness of about 50 nm. Further, the composition 9 is formed on the obtained layer by spin coating, and the film thickness is about An electron transport layer was formed by forming a 30 nm layer.

その後、真空蒸着機によりBaO(シグマアルドリッチ社製)を膜厚2nmで蒸着し、次いで、金を膜厚60nmで蒸着した。蒸着のときの真空度は、すべて1〜9×10−3Paであった。その後、窒素ガス雰囲気下において、UV硬化性エポキシ樹脂を用いて封止ガラスを光電変換素子の陰極側の面にUV硬化によって接着して封止することによって太陽電池を作製した。こうして得られた太陽電池の形状は、2mm×2mmの正方形であった。 Thereafter, BaO (manufactured by Sigma-Aldrich) was vapor-deposited with a film thickness of 2 nm by a vacuum vapor deposition machine, and then gold was vapor-deposited with a film thickness of 60 nm. The degree of vacuum at the time of vapor deposition was 1 to 9 × 10 −3 Pa. Thereafter, in a nitrogen gas atmosphere, a solar cell was manufactured by bonding and sealing the sealing glass to the cathode side surface of the photoelectric conversion element by UV curing using a UV curable epoxy resin. The shape of the solar cell thus obtained was a 2 mm × 2 mm square.

得られた太陽電池に、UVカットフィルム(3M社製LR2CLAR)を貼り付けた後、ソーラシミュレーター(山下電装製、商品名YSS−80A:AM1.5Gフィルター、放射照度100mW/cm)を用いて一定の光を照射し、発生する電流と電圧とを測定して、初期の光電変換効率(初期効率)を測定した。初期の光電変換効率は、14.4%であった。その後、UVカットフィルム付きの太陽電池(光電変換素子)を1Sunの光強度で65℃の一定温度の条件の耐候性試験機(東洋精機製作所製Ci4000)中に66時間保持した後、ソーラシミュレーター(山下電装製、商品名YSS−80A:AM1.5Gフィルター、放射照度100mW/cm)を用いて一定の光を太陽電池に照射し、発生する電流と電圧を測定して、66時間後の光電変換効率を測定した。(66時間後の光電変換効率)/(初期の光電変換効率)の値を保持率として算出し、電子輸送層の形成に使用された組成物と併せて表1に示した。 After pasting a UV cut film (LR2CLAR made by 3M) to the obtained solar cell, using a solar simulator (trade name YSS-80A: AM1.5G filter, irradiance 100 mW / cm 2 manufactured by Yamashita Denso). The initial photoelectric conversion efficiency (initial efficiency) was measured by irradiating constant light and measuring the generated current and voltage. The initial photoelectric conversion efficiency was 14.4%. Thereafter, the solar cell with a UV cut film (photoelectric conversion element) was held in a weather resistance tester (Ci4000 manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.) at a constant temperature of 65 ° C. with a light intensity of 1 Sun for 66 hours, and then a solar simulator ( Yamashita Denso, trade name YSS-80A: AM1.5G filter, irradiance of 100 mW / cm 2 ) irradiates the solar cell with constant light, measures the generated current and voltage, Conversion efficiency was measured. The value of (photoelectric conversion efficiency after 66 hours) / (initial photoelectric conversion efficiency) was calculated as the retention rate, and is shown in Table 1 together with the composition used for forming the electron transport layer.

比較例4
(太陽電池の作製、評価)
比較例1におけるUVカットフィルムを貼り付けなかった以外は、比較例1と同様にして太陽電池を作製し、初期の光電変換効率と66時間後の光電変換効率とを測定した。初期の光電変換効率は、15.8%であった。(66時間後の光電変換効率)/(初期光電変換効率)の値を保持率として算出し、電子輸送層の形成に使用された組成物と併せて表2に示した。
Comparative Example 4
(Production and evaluation of solar cells)
A solar cell was produced in the same manner as in Comparative Example 1 except that the UV cut film in Comparative Example 1 was not attached, and the initial photoelectric conversion efficiency and the photoelectric conversion efficiency after 66 hours were measured. The initial photoelectric conversion efficiency was 15.8%. The value of (photoelectric conversion efficiency after 66 hours) / (initial photoelectric conversion efficiency) was calculated as the retention rate, and is shown in Table 2 together with the composition used for forming the electron transport layer.

Figure 2017147315
Figure 2017147315

Figure 2017147315
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表1及び2から明らかなように、実施例1−4の光電変換素子及び実施例5の光電変換素子は、それぞれ、比較例1−3の光電変換素子及び比較例4の光電変換素子に比べて保持率が顕著に高く、光照射に対する高い耐久性を有していた。   As is clear from Tables 1 and 2, the photoelectric conversion element of Example 1-4 and the photoelectric conversion element of Example 5 are respectively compared with the photoelectric conversion element of Comparative Example 1-3 and the photoelectric conversion element of Comparative Example 4. The retention rate was remarkably high and it had high durability against light irradiation.

Claims (7)

陽極、ペロブスカイト化合物を含む活性層、電子輸送層及び陰極を有する光電変換素子の製造方法であって、
電子輸送層を形成する工程が、
活性層と陰極との間に、金属酸化物前駆体と、フラーレン若しくはフラーレン誘導体とを含む組成物を用いて層を形成する工程又は、
活性層と陰極との間の活性層に近い側に金属酸化物前駆体を含む組成物用いて層を形成する工程と、活性層と陰極との間の陰極に近い側にフラーレン若しくはフラーレン誘導体を含む組成物を用いて層を形成する工程とを有する工程である、光電変換素子の製造方法。
A method for producing a photoelectric conversion element having an anode, an active layer containing a perovskite compound, an electron transport layer, and a cathode,
Forming the electron transport layer,
Forming a layer between the active layer and the cathode using a composition containing a metal oxide precursor and fullerene or a fullerene derivative, or
A step of forming a layer using a composition containing a metal oxide precursor on the side close to the active layer between the active layer and the cathode; and a fullerene or fullerene derivative on the side close to the cathode between the active layer and the cathode. The manufacturing method of a photoelectric conversion element which is a process which has a process of forming a layer using the composition containing.
陽極、ペロブスカイト化合物を含む活性層、電子輸送層及び陰極をこの順で有する光電変換素子の製造方法であって、
陽極を形成する工程と、ペロブスカイト化合物を含む活性層を形成する工程と、電子輸送層を形成する工程と、陰極を形成する工程とをこの順で有し、
電子輸送層を形成する工程が、
金属酸化物前駆体と、フラーレン若しくはフラーレン誘導体とを含む組成物を用いて層を形成する工程又は、
金属酸化物前駆体を含む組成物用いて層を形成する工程と、フラーレン若しくはフラーレン誘導体を含む組成物を用いて層を形成する工程とをこの順で有する工程である、光電変換素子の製造方法。
A method for producing a photoelectric conversion element having an anode, an active layer containing a perovskite compound, an electron transport layer and a cathode in this order,
A step of forming an anode, a step of forming an active layer containing a perovskite compound, a step of forming an electron transport layer, and a step of forming a cathode in this order,
Forming the electron transport layer,
Forming a layer using a composition comprising a metal oxide precursor and fullerene or a fullerene derivative, or
A method for producing a photoelectric conversion element, comprising: a step of forming a layer using a composition containing a metal oxide precursor; and a step of forming a layer using a composition containing fullerene or a fullerene derivative in this order. .
前記金属酸化物前駆体が、酸化チタンの前駆体である、請求項1又は2記載の光電変換素子の製造方法。   The manufacturing method of the photoelectric conversion element of Claim 1 or 2 whose said metal oxide precursor is a precursor of a titanium oxide. 前記金属酸化物前駆体が、金属アルコキシドである、請求項1〜3のいずれか一項記載の光電変換素子の製造方法。   The manufacturing method of the photoelectric conversion element as described in any one of Claims 1-3 whose said metal oxide precursor is a metal alkoxide. 請求項1〜4のいずれか一項記載の光電変換素子の製造方法によって得られる光電変換素子。   The photoelectric conversion element obtained by the manufacturing method of the photoelectric conversion element as described in any one of Claims 1-4. 請求項5記載の光電変換素子を含む、太陽電池モジュール。   A solar cell module comprising the photoelectric conversion element according to claim 5. 請求項5記載の光電変換素子を含む、有機光センサー。   An organic optical sensor comprising the photoelectric conversion element according to claim 5.
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JP2019175919A (en) * 2018-03-27 2019-10-10 三菱ケミカル株式会社 Photoelectric conversion element and solar cell module

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