JP2018085497A - Photoelectric conversion element - Google Patents

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Yasuo Mukunoki
康雄 椋木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide, by a simple method, a perovskite-type photoelectric conversion element composed of a halide organic-inorganic hybrid perovskite compound layer.SOLUTION: The perovskite-type photoelectric conversion element is provided that includes: a photoelectrode substrate 1 having opposing conductive layers 2 at least one of which is transparent; a counter electrode substrate 1 having the conductive layer 2; and a photoelectric conversion layer 4 disposed between the photoelectrode substrate and the counter electrode substrate and having a halide organic-inorganic hybrid perovskite compound as a component. The perovskite-type photoelectric conversion element has at least one adhesion layer 5. The halide organic-inorganic hybrid perovskite compound has perovskite structure which is represented by a general formula: R-M-Xn (here, R is an organic molecule, M is a metal atom, X is a halogen atom or a chalcogen atom, and n is an integer.)SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は光電変換層に有機無機混成ペロブスカイト化合物を用いた光電変換素子に関する。   The present invention relates to a photoelectric conversion element using an organic-inorganic hybrid perovskite compound for a photoelectric conversion layer.

現在、太陽電池は固体型の太陽電池であるpn接合型の太陽電池が商品化され広く市場で使用されている。このpn接合型太陽電池では、シリコン結晶やアモルファスシリコン薄膜、非シリコン系の化合物半導体の多層薄膜を用いている。しかし、これらの太陽電池は、高温もしくは真空下で製造するために製造コストダウンに限界があり、その投資回収に時間がかかるという欠点がある。このため、低温でより低コストで製造が可能な太陽電池の開発が望まれている。そのひとつは大気中で低コストの量産が可能な色素増感型太陽電池が挙げられる。該色素増感型太陽電池は、透明導電性基板上に形成された二酸化チタンナノ粒子を代表とする金属酸化物半導体ナノ粒子からなる多孔質半導体微粒子層に、増感色素を担持させた光作用極基板(光電極)と、導電性基板上に白金などの対極層を形成した対極基板(対向電極)とを互いに対向させて配置し、該基板間に電解質溶液を満たし、電解質溶液を封止した構造からなっている。該色素増感型太陽電池は製造工程が簡単であり低コストで製造できるメリットはあるが、電解液として液体を使用すること、増感色素として有機色素又は有機金属化合物であるルテニウム色素を使用するため、特に過酷な環境下では十分な耐久性が得られないという問題があった(特許文献1)。   At present, pn junction type solar cells, which are solid type solar cells, are commercialized and widely used in the market. In this pn junction solar cell, a silicon crystal, an amorphous silicon thin film, or a non-silicon compound semiconductor multilayer thin film is used. However, since these solar cells are manufactured at a high temperature or under vacuum, there is a limit in reducing the manufacturing cost, and there is a drawback that it takes time to recover the investment. For this reason, it is desired to develop a solar cell that can be manufactured at a lower temperature at a lower temperature. One of them is a dye-sensitized solar cell that can be mass-produced at low cost in the atmosphere. The dye-sensitized solar cell is a photoactive electrode in which a sensitizing dye is supported on a porous semiconductor fine particle layer made of metal oxide semiconductor nanoparticles typified by titanium dioxide nanoparticles formed on a transparent conductive substrate. A substrate (photoelectrode) and a counter electrode substrate (counter electrode) in which a counter electrode layer such as platinum is formed on a conductive substrate are arranged to face each other, the electrolyte solution is filled between the substrates, and the electrolyte solution is sealed It consists of a structure. The dye-sensitized solar cell has a simple manufacturing process and can be manufactured at low cost, but uses a liquid as an electrolyte and uses a ruthenium dye that is an organic dye or an organometallic compound as a sensitizing dye. For this reason, there is a problem that sufficient durability cannot be obtained particularly in a severe environment (Patent Document 1).

一方、電解液、増感色素を用いない有機薄膜太陽電池が一般に広く知られている。しかしながら、色素増感型太陽電池に比べて光電変換効率は低く、太陽電池の耐久性に懸念が挙げられている。また、これらの太陽電池モジュールのユニットの製造には多くの工程が必要であり、コストダウンのためには製造工程の簡略化が望まれている。近年、次世代太陽電池として有機無機ペロブスカイト化合物及び/又は無機ペロブスカイト化合物を用いた太陽電池が活発に研究されている。非特許文献1には、電解液の代わりに正孔移動型の無機ペロブスカイト化合物(CsSnI3)を用いた色素増感型太陽電池について開示されている。しかし、光吸収材として色素増感太陽電池と同じルテニウム色素を多孔質半導体微粒子(酸化チタン)層に吸着させ使用しているため、色素の脱着や分解に起因する太陽電池の耐久性に問題がある。また、非特許文献2には、増感色素に代えて有機無機ペロブスカイト化合物を使用することが開示されている。しかしながら、色素増感太陽電池と同様に電解液を使用するため十分な耐久性が得られないという問題がある。   On the other hand, organic thin-film solar cells that do not use an electrolytic solution and a sensitizing dye are generally widely known. However, the photoelectric conversion efficiency is lower than that of the dye-sensitized solar cell, and there are concerns about the durability of the solar cell. Moreover, many processes are required for manufacturing these solar cell module units, and simplification of the manufacturing process is desired for cost reduction. In recent years, solar cells using organic / inorganic perovskite compounds and / or inorganic perovskite compounds have been actively studied as next-generation solar cells. Non-Patent Document 1 discloses a dye-sensitized solar cell using a hole transfer type inorganic perovskite compound (CsSnI3) instead of an electrolytic solution. However, the same ruthenium dye as the dye-sensitized solar cell is used as the light absorbing material by adsorbing it to the porous semiconductor fine particle (titanium oxide) layer, so there is a problem in the durability of the solar cell due to the desorption and decomposition of the dye. is there. Non-Patent Document 2 discloses the use of an organic / inorganic perovskite compound instead of a sensitizing dye. However, there is a problem that sufficient durability cannot be obtained because an electrolytic solution is used as in the dye-sensitized solar cell.

特許文献2には多孔質半導体微粒子層に有機無機ペロブスカイト化合物を吸着させ、電解液も有機系色素も使用しない固体型の光電変換素子が開示されている。これは多孔質半導体微粒子層がn型で、有機無機ペロブスカイト化合物がp型となる太陽電池と考えられ、低コストで製造が可能で耐久性も良い太陽電池としての可能性を持っている。しかしながら、現在のシリコン型太陽電池にかわる低コストで商業的にメリットのある太陽電池を作製するには、光電変換素子層の構成を更に簡略化する必要がある。   Patent Document 2 discloses a solid-state photoelectric conversion element in which an organic inorganic perovskite compound is adsorbed on a porous semiconductor fine particle layer and neither an electrolytic solution nor an organic dye is used. This is considered to be a solar cell in which the porous semiconductor fine particle layer is n-type and the organic / inorganic perovskite compound is p-type, and has the potential as a solar cell that can be manufactured at low cost and has good durability. However, it is necessary to further simplify the configuration of the photoelectric conversion element layer in order to produce a low-cost and commercially advantageous solar cell in place of the current silicon type solar cell.

特許文献3には多孔質半導体微粒子層を用いず、n型として有機無機ペロブスカイト化合物、p型として無機ペロブスカイト化合物を接合した固体型の光電変換素子が開示されている。しかしながら、光電極と対向電極の接合においては、物理的に接合させるのみであり、太陽電池の耐久性の点で改良が望まれている。   Patent Document 3 discloses a solid-state photoelectric conversion element in which an organic / inorganic perovskite compound is bonded as n-type and an inorganic perovskite compound is bonded as p-type without using a porous semiconductor fine particle layer. However, the bonding between the photoelectrode and the counter electrode is only physically bonded, and an improvement in the durability of the solar cell is desired.

非特許文献3、4には、一対の透明電極基板間に強誘電体であるチタン酸ジルコン酸鉛に代表されるペロブスカイト酸化物を単層で用いた単層構成の太陽電池が開示されている。この太陽電池は単層構成であり好ましい形態であるが、これらの強誘電性を示すペロブスカイト酸化物は可視光領域に吸収をもたないため、光電流が低く太陽電池としての光変換効率が非常に低いという問題がある。また、太陽電池の構成は非常に単純だが、常温製造が不可能で真空化で製造する必要があるため、製造コストが高くなる問題がある。   Non-Patent Documents 3 and 4 disclose solar cells having a single-layer structure using a perovskite oxide typified by lead zirconate titanate, which is a ferroelectric material, between a pair of transparent electrode substrates. . Although this solar cell has a single-layer structure and is a preferred form, these perovskite oxides exhibiting ferroelectricity do not absorb in the visible light region, and therefore have low photocurrent and very high photoconversion efficiency as a solar cell. There is a problem that it is low. Moreover, although the structure of a solar cell is very simple, since it cannot manufacture at normal temperature and needs to manufacture by vacuuming, there exists a problem that manufacturing cost becomes high.

非特許文献5には特定の結晶構造を有する有機無機ペロブスカイト化合物が、常温で誘電性を示すことは開示されている。更に特許文献4に記載の方法によると、電極の算術平均粗さを規定して特定の有機無機ハイブリッド半導体層からなる高効率の光電変換素子を求めている。しかしながら、特許文献4では陽極として真空蒸着による金膜を形成しており、また特許文献5では陽極として銀を蒸着しているため、有機無機ペロブスカイト層などの揮発分が必要な真空状態へ到達するのに時間がかかること、あるいは大面積モジュールの作製には、所定の真空度に到達せず所望の陽極が形成困難であるという問題を有するものであり、その解決が望まれている。   Non-Patent Document 5 discloses that an organic / inorganic perovskite compound having a specific crystal structure exhibits dielectric properties at room temperature. Furthermore, according to the method described in Patent Document 4, a high-efficiency photoelectric conversion element composed of a specific organic-inorganic hybrid semiconductor layer is required by defining the arithmetic average roughness of the electrode. However, in Patent Document 4, a gold film by vacuum deposition is formed as an anode, and in Patent Document 5, since silver is deposited as an anode, a volatile component such as an organic-inorganic perovskite layer reaches a necessary vacuum state. However, it takes time to manufacture a large-area module, and it has a problem that it is difficult to form a desired anode without reaching a predetermined degree of vacuum.

従来の有機無機ペロブスカイトを用いた光電変換素子は、その変換効率や耐久性の向上に関するものであり、効果の向上は認められるものの、製品実用化におけるコスト面での配慮に大きく欠けるものであった。また、ペロブスカイト型光電変換素子の組み立てに関しては、最後に金あるいは銀などの対向電極を蒸着で付与するか、光電極と対向電極を物理的に重ね合わせるなどで実施されており、その特性の信頼性に問題のあるものであった。    Conventional photoelectric conversion elements using organic / inorganic perovskites are related to improvement in conversion efficiency and durability, and although improvement in the effect is recognized, cost considerations in commercialization of products are greatly lacking. . As for the assembly of the perovskite photoelectric conversion element, the counter electrode such as gold or silver is finally applied by vapor deposition or the photoelectrode and the counter electrode are physically overlapped. There was a problem with sex.

本発明はこれらの近未来の光電変換素子の製品化に当たり、そのコストや特性安定性を勘案した光電変換素子の作製方法を見出したものであり、簡便な手法により発電効率を減ずることなくまた耐久性を改良したものである。   The present invention has found a method for producing a photoelectric conversion element in consideration of its cost and characteristic stability in commercialization of these near future photoelectric conversion elements, and it is durable without reducing power generation efficiency by a simple method. Improved.

米国特許4927721号公報US Pat. No. 4,927,721 EP2693503号公報EP2693503 特開2014−049596号公報JP 2014-049596 A 特開2016−119468公報JP 2006-119468 A 特表2016−513077公報JP-T-2006-513077

Nature 2012年,485巻,486頁Nature 2012, 485, 486 Journal of the American Chemical Society 2009年,131巻,6050頁Journal of the American Chemical Society 2009, 131, 6050 Journal of Materials Chemistry A 2014年,2,6027−6041頁Journal of Materials Chemistry A 2014, 2, 6027-6041 Journal of the American Chemical Society 2012年,12巻,2803頁Journal of the American Chemical Society 2012, 12, 2803 The Journal of Physical Chemistry Letters 2014年, 5巻, 3335頁The Journal of Physical Chemistry Letters 2014, 5, 3335

本発明では、光電変換層にハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物からなるエネルギー変換効率の高いペロブスカイト型光電変換素子を用いることで、増感色素の劣化や電解液の漏洩に起因する耐久性に問題がある色素増感型太陽電池、あるいは、耐光性、耐湿性に問題のある有機薄膜太陽電池の上述した課題を解決することである。更にまた、前記ハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物からなる光電変換層を有する光電極と対向電極を組み合わせて作製するに際して、非常に簡便な方法でその構成を達成するものである。また本発明の目的は、安価な方法で高効率なペロブスカイト型光電変換素子、モジュール及び太陽電池を提供するものである。   In the present invention, by using a perovskite photoelectric conversion element having a high energy conversion efficiency made of a halide organic-inorganic hybrid perovskite compound in the photoelectric conversion layer, there is a problem in durability due to deterioration of the sensitizing dye or leakage of the electrolytic solution. An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of a certain dye-sensitized solar cell or an organic thin-film solar cell having problems in light resistance and moisture resistance. Furthermore, when a photoelectrode having a photoelectric conversion layer made of the halide organic-inorganic hybrid perovskite compound and a counter electrode are produced in combination, the configuration is achieved by a very simple method. Another object of the present invention is to provide a highly efficient perovskite photoelectric conversion element, module, and solar cell by an inexpensive method.

本発明は、下記の(態様1)乃至(態様8)で実施できる。   The present invention can be implemented in the following (Aspect 1) to (Aspect 8).

(態様1) 少なくともどちらか一方が透明である対向する導電層を有する光電極基板と導電層を有する対向電極基板とその間にハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物又はハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物とハライド系無機ペロブスカイト化合物からなる光電変換層を有するペロブスカイト型光電変換素子において、前記ペロブスカイト型光電変換素子が少なくとも一層の接着層を有することを特徴とするペロブスカイト型光電変換素子である。 (Aspect 1) A photoelectrode substrate having conductive layers facing each other, at least one of which is transparent, a counter electrode substrate having a conductive layer, and a halide-based organic-inorganic hybrid perovskite compound or a halide-based organic-inorganic hybrid perovskite compound and a halide-based material The perovskite photoelectric conversion element having a photoelectric conversion layer made of an inorganic perovskite compound, wherein the perovskite photoelectric conversion element has at least one adhesive layer.

(態様2) 前記接着層が、少なくとも一種類のポリマー、重合性モノマー及び/又は重合性オリゴマー化合物およびこれらの混合物から選ばれた接着剤を含有する接着層であることを特徴とする態様1に記載のペロブスカイト型光電変換素子である。 (Aspect 2) The aspect 1 is characterized in that the adhesive layer is an adhesive layer containing an adhesive selected from at least one polymer, a polymerizable monomer and / or a polymerizable oligomer compound, and a mixture thereof. The perovskite photoelectric conversion element described.

(態様3) 前記接着層が、少なくとも一種類のハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物、無機ペロブスカイト化合物または正孔輸送化合物を含有する接着層であることを特徴とする態様1または2に記載のペロブスカイト型光電変換素子である。 (Aspect 3) The perovskite type according to aspect 1 or 2, wherein the adhesive layer is an adhesive layer containing at least one type of halide-based organic / inorganic hybrid perovskite compound, inorganic perovskite compound, or hole transport compound. It is a photoelectric conversion element.

(態様4) 前記ハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物が一般式R−M−Xn(但し、Rは有機分子、Mは金属原子、Xはハロゲン原子又はカルコゲン原子、nは整数である。)で表されるペロブスカイト構造を有することを特徴とする態様1〜3に記載のペロブスカイト型光電変換素子である。 (Aspect 4) The halide organic-inorganic hybrid perovskite compound is represented by the general formula RM-Xn (where R is an organic molecule, M is a metal atom, X is a halogen atom or a chalcogen atom, and n is an integer). 4. The perovskite photoelectric conversion element according to any one of aspects 1 to 3, which has a perovskite structure.

(態様5) 前記ペロブスカイト型光電変換素子が少なくとも一層の導電層、及び/又はバッファ層及び/又は電子輸送層を有することを特徴とする態様1〜4に記載のペロブスカイト型光電変換素子である。 (Aspect 5) The perovskite photoelectric conversion element according to any one of aspects 1 to 4, wherein the perovskite photoelectric conversion element has at least one conductive layer, and / or a buffer layer and / or an electron transport layer.

(態様6) 前記ペロブスカイト型光電変換素子が少なくとも一層の導電層、及び/又は正孔輸送層及び/又はバッファ層を有することを特徴とする態様1〜5に記載のペロブスカイト型光電変換素子である。 (Aspect 6) The perovskite photoelectric conversion element according to any one of aspects 1 to 5, wherein the perovskite photoelectric conversion element has at least one conductive layer and / or a hole transport layer and / or a buffer layer. .

(態様7) 前記ペロブスカイト型光電変換素子の導電性材料が、金属化合物、金属酸化物、有機導電性化合物から選ばれた導電性材料であることを特徴とする態様1〜6に記載のペロブスカイト型光電変換素子である。 (Aspect 7) The perovskite type according to any one of aspects 1 to 6, wherein the conductive material of the perovskite photoelectric conversion element is a conductive material selected from a metal compound, a metal oxide, and an organic conductive compound. It is a photoelectric conversion element.

(態様8) 前記ペロブスカイト型光電変換素子が、光電極基板、導電層、バッファ層、電子輸送層、微粒子半導体層、少なくとも一層のハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物を有する光電変換層、正孔輸送層、導電層、対向電極基板が順次積層されたペロブスカイト型光電変換素子であり、前記ペロブスカイト型光電変換素子が少なくとも一層の接着層を有することを特徴とする態様1〜7に記載のペロブスカイト型光電変換素子である。 (Aspect 8) The perovskite photoelectric conversion element includes a photoelectrode substrate, a conductive layer, a buffer layer, an electron transport layer, a fine particle semiconductor layer, a photoelectric conversion layer having at least one halide organic-inorganic hybrid perovskite compound, and a hole transport layer. A perovskite photoelectric conversion element according to any one of claims 1 to 7, wherein the perovskite photoelectric conversion element is formed by sequentially laminating a conductive layer and a counter electrode substrate, and the perovskite photoelectric conversion element has at least one adhesive layer. It is an element.

本発明によって、構造的にも単純で製造コストが安い光電変換素子の作製が可能となる。また優れた光電変換効率を有し、耐久性にも優れた光電変換素子を作製することが可能になる。更に本発明により、大面積のセルやモジュールあるいは太陽電池の製造が可能となる。   According to the present invention, it is possible to manufacture a photoelectric conversion element that is structurally simple and inexpensive to manufacture. Moreover, it becomes possible to produce a photoelectric conversion element having excellent photoelectric conversion efficiency and excellent durability. Furthermore, according to the present invention, it is possible to manufacture a large-area cell, module or solar battery.

本発明のペロブスカイト型光電変換素子の層構成の第1の実施態様を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the 1st embodiment of the layer structure of the perovskite type photoelectric conversion element of this invention. 本発明のペロブスカイト型光電変換素子の層構成の第2の実施態様を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the 2nd embodiment of the layer structure of the perovskite type photoelectric conversion element of this invention. 本発明のペロブスカイト型光電変換素子の層構成の第3の実施態様を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the 3rd embodiment of the layer structure of the perovskite type photoelectric conversion element of this invention.

図1〜3は、本発明のペロブスカイト型光電変換素子の層構成の実施態様を示す模式図であり、後述する実施例1(図1)、実施例12、13(図2)、実施例20(図3)に対応する。ただし、本発明はこれらの実施態様に限定されるものではない。   1 to 3 are schematic views showing an embodiment of the layer structure of the perovskite photoelectric conversion element of the present invention. Examples 1 (FIG. 1), Examples 12, 13 (FIG. 2), and Example 20 described later are used. This corresponds to (FIG. 3). However, the present invention is not limited to these embodiments.

以下、本発明のペロブスカイト型光電変換素子について説明する。ここで、以下に記述する各層の塗設方法は、所望の層が設置出来れば特にその方法は限定されない。好ましい各層を形成する溶液または分散物の塗布方法は、特に限定されず、スピンコート、エクストルージョンダイコート、ブレードコート、バーコート、スクリーン印刷、ステンシル印刷、ロールコート、カーテンコート、スプレーコート、ディップコート、インクジェット印刷法、浸漬法等、公知の塗布方法を用いることができる。なかでも、スピンコート、バーコート、スクリーン印刷、スプレーコート、ディップコート、インクジェット印刷、浸漬法等が好ましい。   Hereinafter, the perovskite photoelectric conversion element of the present invention will be described. Here, the coating method of each layer described below is not particularly limited as long as a desired layer can be installed. The coating method of the solution or dispersion forming each preferred layer is not particularly limited, and spin coating, extrusion die coating, blade coating, bar coating, screen printing, stencil printing, roll coating, curtain coating, spray coating, dip coating, A known coating method such as an inkjet printing method or a dipping method can be used. Of these, spin coating, bar coating, screen printing, spray coating, dip coating, ink jet printing, dipping, and the like are preferable.

以下、本発明を構成する基本的な各層について説明するが、これに限定されるものではない。
本発明の基本構成は、ハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物からなる光電変換層を有する導電層を有する光電極(以下、「導電性光電極」という。)と導電層を有する対向電極(以下、「導電性対向電極」という。)を積層したペロブスカイト型光電変換素子であり、かつ少なくとも一層の接着層を有するペロブスカイト型光電変換素子である。さらには、導電性光電極は光電極基板と導電性層、場合によりバッファ層、電子輸送層、微粒子層、およびハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物を含有する光電変換層からなり、導電性対向電極は対向電極基板、導電層、場合により正孔輸送層を有し、更に少なくともこれらの基板や各層の層間に少なくとも一層の接着層を有したペロブスカイト型光電変換素子であることを特徴とする。なお、導電性光電極および導電性対向電極は、導電性基板と導電性層からなる導電性光電極基板あるいは導電性対向電極基板でもよいし、少なくとも一方の基板が導電性層を兼ねていてもよく、例えば金属化合物や導電性化合物を基板内に内蔵した基板でもよい。この基本構成は、その作製形態によって変更することもあり、これに固定されるものではない。例えば、導電性光電極としての構成は、光電極基板/導電性層/バッファ層/電子輸送層/微粒子層/ペロブスカイト層を挙げることができ、導電性対向電極としては、対向電極基板/導電性層/正孔輸送を挙げることができる。導電性光電極と導電性対向電極とを積層して得られる光電変換素子は、いずれかの各層の一箇所に更に少なくとも一層の接着層を有することを特徴とするものである。
Hereinafter, although each basic layer which comprises this invention is demonstrated, it is not limited to this.
The basic configuration of the present invention is that a photoelectrode (hereinafter referred to as “conductive photoelectrode”) having a photoelectric conversion layer made of a halide organic-inorganic hybrid perovskite compound and a counter electrode (hereinafter referred to as “conductive photoelectrode”) having a conductive layer. It is a perovskite photoelectric conversion element in which a conductive counter electrode is referred to) and has at least one adhesive layer. Furthermore, the conductive photoelectrode comprises a photoelectrode substrate and a conductive layer, optionally a buffer layer, an electron transport layer, a fine particle layer, and a photoelectric conversion layer containing a halide organic-inorganic hybrid perovskite compound. It is a perovskite photoelectric conversion element having a counter electrode substrate, a conductive layer, and optionally a hole transport layer, and further having at least one adhesive layer between these substrates and each layer. The conductive photoelectrode and the conductive counter electrode may be a conductive photoelectrode substrate or a conductive counter electrode substrate composed of a conductive substrate and a conductive layer, or at least one substrate may also serve as a conductive layer. For example, a substrate in which a metal compound or a conductive compound is incorporated in the substrate may be used. The basic configuration may be changed depending on the manufacturing form, and is not fixed to this. For example, the configuration as a conductive photoelectrode can include a photoelectrode substrate / conductive layer / buffer layer / electron transport layer / fine particle layer / perovskite layer. The conductive counter electrode can be a counter electrode substrate / conductive layer. Mention may be made of layer / hole transport. A photoelectric conversion element obtained by laminating a conductive photoelectrode and a conductive counter electrode is characterized in that it further has at least one adhesive layer in one place of each layer.

まず本発明で用いられる接着層について記述する。
[接着層]
本発明においては、ペロブスカイト型光電変換層素子に少なくとも一層に接着層を設けて、ペロブスカイト型光電変換素子を作製することを特徴とするものであり、これによりペロブスカイト型太陽電池の構成層の層間の接着性を大幅に高めることが出来、光電変換効率の大幅な性能向上が可能となる。また従来は、対向電極の作製時に真空蒸着工程などが必要であったが、この工程が不要となり大幅なコストダウンを可能としたものである。接着層は、ペロブスカイト型光電変換素子の各構成層間に空隙なく接着する層であり、好ましい素材として以下を挙げる事ができる。例えば、バインダーとしての有機化合物(低分子化合物、オリゴマーやポリマー)、正孔輸送層形成の材料、ペロブスカイト層を形成する素材、無機物(特に微粒子素材)あるいはこれらの混合物を挙げることができる。
First, the adhesive layer used in the present invention will be described.
[Adhesive layer]
In the present invention, the perovskite photoelectric conversion layer element is provided with an adhesive layer in at least one layer to produce a perovskite type photoelectric conversion element, and thereby, between the layers of the constituent layers of the perovskite type solar cell. Adhesiveness can be greatly increased, and photoelectric conversion efficiency can be greatly improved. Conventionally, a vacuum deposition process or the like is required when manufacturing the counter electrode. However, this process is not necessary, and the cost can be greatly reduced. The adhesive layer is a layer that adheres without gaps between the constituent layers of the perovskite photoelectric conversion element, and preferred materials include the following. For example, an organic compound (low molecular compound, oligomer or polymer) as a binder, a material for forming a hole transport layer, a material for forming a perovskite layer, an inorganic material (particularly a fine particle material), or a mixture thereof can be used.

これらの中でも好ましく用いられる素材は有機物であり、導電性光電極と導電性対向電極間の発電性を妨げなければ、その材料や使用方法は限定されない。好ましく用いることのできる素材としては、各種材料と接着性を有する素材であり、好ましくはポリマー、反応性接着層素材(反応性モノマー、反応性オリゴマーや反応性ポリマーなど)が挙げられる。反応性モノマー、反応性オリゴマーや反応性ポリマーは少なくとも一層の接着層に用いられ、隣接する層との接着性を有する原料となるものであれば、特に限定されない。反応性接着層素材の場合は、光電変換素子に付与した接着層を、接着後に外側から光照射、電子線照射や熱などを付加ですることにより硬化させて接着を強固にすることができる素材が好ましい。例えば硬化アクリル樹脂層の代表である硬化性のアクリル系モノマーやオリゴマーを挙げることが出来、対向電極の最外層に塗布して、光電極と貼り合せた後に、光を照射して硬化させる方法も好ましい。これらにより、本発明のペロブスカイト型光電変換素子、モジュールや太陽電池を作製することが可能となる。   Among these, the material preferably used is an organic substance, and the material and the usage method are not limited as long as the power generation between the conductive photoelectrode and the conductive counter electrode is not hindered. The material that can be preferably used is a material having adhesiveness with various materials, and preferably includes a polymer and a reactive adhesive layer material (reactive monomer, reactive oligomer, reactive polymer, etc.). The reactive monomer, the reactive oligomer, and the reactive polymer are not particularly limited as long as they are used for at least one adhesive layer and become a raw material having adhesiveness with an adjacent layer. In the case of a reactive adhesive layer material, the adhesive layer applied to the photoelectric conversion element can be cured by applying light irradiation, electron beam irradiation, heat, etc. from the outside after bonding, to strengthen the adhesion Is preferred. For example, a curable acrylic monomer or oligomer that is representative of a cured acrylic resin layer can be mentioned, and after applying to the outermost layer of the counter electrode and bonding it to the photoelectrode, it is also possible to cure by irradiating light. preferable. By these, it becomes possible to produce the perovskite photoelectric conversion element, module and solar cell of the present invention.

(ポリマー)
まず前記接着層の好ましい素材はポリマーが挙げられ、その素材は特に限定されないが、例えば、アクリル系ポリマー、ゴム系ポリマー、ビニルアルキルエーテル系ポリマー、シリコーン系ポリマー、ポリエステル系ポリマー、ポリアミド系ポリマー、ウレタン系ポリマー、フッ素系ポリマー、エポキシ系ポリマー、エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂、α−オレフィン(イソブテン−無水マレイン酸系ポリマー、α−オレフィン(イソブテン−無水マレイン酸)系ポリマー、塩化ビニル樹脂、クロロプレンゴム、ニトリルゴム系、ウレタン系ポリマー、などが挙げられる。なお、これらのポリマーは、単独で又は2種以上組み合わせて用いることができるとともに、他の素材(例えば、モノマー、オリゴマー、無機化合物など)を併用することもできる。
(polymer)
First, a preferable material for the adhesive layer includes a polymer, and the material is not particularly limited. For example, an acrylic polymer, a rubber polymer, a vinyl alkyl ether polymer, a silicone polymer, a polyester polymer, a polyamide polymer, and a urethane. Polymer, fluorine polymer, epoxy polymer, ethylene / vinyl acetate copolymer resin, α-olefin (isobutene-maleic anhydride polymer, α-olefin (isobutene-maleic anhydride) polymer, vinyl chloride resin, chloroprene rubber , Nitrile rubber, urethane polymer, etc. These polymers can be used alone or in combination of two or more, and other materials (for example, monomers, oligomers, inorganic compounds, etc.) can be used. Use together You can also.

本発明のポリマーを有する接着層は特に限定されないが、必要に応じてモノマーの選択を行ってポリマーを形成させることで、接着層の材料設計などを容易に行うことができる。ポリマーとして、アクリル系ポリマーを含むことが好ましい。アクリル系ポリマーは、構成モノマー成分として、アクリル系モノマー(分子中に(メタ)アクリロイル基を有するモノマー)を含むポリマーである。アクリル系ポリマーは、単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。   The adhesive layer having the polymer of the present invention is not particularly limited. However, material selection of the adhesive layer and the like can be easily performed by forming a polymer by selecting a monomer as necessary. The polymer preferably contains an acrylic polymer. The acrylic polymer is a polymer containing an acrylic monomer (a monomer having a (meth) acryloyl group in the molecule) as a constituent monomer component. Acrylic polymers can be used alone or in combination of two or more.

ここで本発明で構成層の層間に付与される接着層として、アクリル系ポリマーが好ましく用いられる素材のひとつであり、以下に記述する。アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分として、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを含むことが好ましい。前記(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、例えばエチル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、へキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、n−ノニル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、n−デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、n−ドデシル(メタ)アクリレート、n−トリデシル(メタ)アクリレート、n−テトラデシル(メタ)アクリレートなどの炭素数1〜14のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルが挙げられる。中でも、炭素数3〜13のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好ましく、より好ましくは、イソプロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、へキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、n−ノニル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、n−デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、n−ドデシル(メタ)アクリレート、n−トリデシル(メタ)アクリレートである。アクリル系モノマーは、単独で、または2種以上組み合わせて使用することができる。   Here, an acrylic polymer is one of the materials preferably used as the adhesive layer provided between the constituent layers in the present invention, and will be described below. It is preferable that a (meth) acrylic acid alkyl ester is included as a monomer component constituting the acrylic polymer. Examples of the (meth) acrylic acid alkyl ester include ethyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, and n-octyl (meth) ) Acrylate, isooctyl (meth) acrylate, n-nonyl (meth) acrylate, isononyl (meth) acrylate, n-decyl (meth) acrylate, isodecyl (meth) acrylate, n-dodecyl (meth) acrylate, n-tridecyl (meth) ) And (meth) acrylic acid alkyl esters having an alkyl group having 1 to 14 carbon atoms such as acrylate and n-tetradecyl (meth) acrylate. Among these, (meth) acrylic acid alkyl ester having an alkyl group having 3 to 13 carbon atoms is preferable, and isopropyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meta) is more preferable. ) Acrylate, n-octyl (meth) acrylate, isooctyl (meth) acrylate, n-nonyl (meth) acrylate, isononyl (meth) acrylate, n-decyl (meth) acrylate, isodecyl (meth) acrylate, n-dodecyl (meth) ) Acrylate, n-tridecyl (meth) acrylate. Acrylic monomers can be used alone or in combination of two or more.

アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分は、さらにヒドロキシル基含有モノマーを含んでいることが好ましい。前記ヒドロキシル基含有モノマーとしては、特に限定されないが、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、6−ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート、8−ヒドロキシオクチル(メタ)アクリレート、10−ヒドロキシデシル(メタ)アクリレート、12−ヒドロキシラウリル(メタ)アクリレート、(4−ヒドロキシメチルシクロへキシル)メチルアクリレート、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、ビニルアルコール、アリルアルコール、2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、4−ヒドロキシブチルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテルなどが挙げられる。 前記ヒドロキシル基含有モノマーは、単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。   The monomer component constituting the acrylic polymer preferably further contains a hydroxyl group-containing monomer. Although it does not specifically limit as said hydroxyl group containing monomer, For example, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, 6-hydroxyhexyl (meth) acrylate , 8-hydroxyoctyl (meth) acrylate, 10-hydroxydecyl (meth) acrylate, 12-hydroxylauryl (meth) acrylate, (4-hydroxymethylcyclohexyl) methyl acrylate, N-methylol (meth) acrylamide, vinyl alcohol , Allyl alcohol, 2-hydroxyethyl vinyl ether, 4-hydroxybutyl vinyl ether, diethylene glycol monovinyl ether, and the like. The hydroxyl group-containing monomers can be used alone or in combination of two or more.

更にアクリル系ポリマーを構成するモノマー成分に、アクリル系ポリマーに架橋構造を導入することができ、必要な凝集力が得られるという観点から、例えば、多官能モノマーが含まれていてもよい。前記多官能モノマーとしては、特に限定されないが、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,6へキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジビニルベンゼン、N,N´−メチレンビスアクリルアミドなどが挙げられる。 前記多官能モノマーは、単独で、または2種以上組み合わせて使用することができる。    Furthermore, a polyfunctional monomer may be contained in the monomer component constituting the acrylic polymer from the viewpoint that a crosslinked structure can be introduced into the acrylic polymer and necessary cohesive force can be obtained. Although it does not specifically limit as said polyfunctional monomer, For example, ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, 1,6 Hexanediol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, divinylbenzene, N, N'-methylenebisacrylamide, etc. . The said polyfunctional monomer can be used individually or in combination of 2 or more types.

前記アクリル系ポリマーを構成する全モノマー成分(100重量%)に対する前記多官能モノマーの割合は、特に限定されないが、例えば、0.1〜30重量%が好ましく、より好ましくは0.1〜10重量%である。多官能モノマーの割合が、0.1重量%以上であることにより、柔軟性、接着性に優れる。多官能モノマーの割合が、30重量%以下であることにより、凝集力が高くなりすぎず、適度な粘着力が得られる。前記アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分は、特に限定されないが、さらにアルキレンオキシド基含有反応性モノマーを含んでいることが好ましい。   The ratio of the polyfunctional monomer to the total monomer component (100% by weight) constituting the acrylic polymer is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 30% by weight, and more preferably 0.1 to 10% by weight. %. When the ratio of the polyfunctional monomer is 0.1% by weight or more, the flexibility and adhesiveness are excellent. When the ratio of the polyfunctional monomer is 30% by weight or less, the cohesive force does not become too high, and an appropriate adhesive strength can be obtained. Although the monomer component which comprises the said acrylic polymer is not specifically limited, It is preferable that the alkylene oxide group containing reactive monomer is further included.

また(メタ)アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分に、(メタ)アクリル酸アルキレンオキシド付加物が挙げられ、その具体例としては、たとえば、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール−ポリブチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール−ポリブチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ブトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、オクトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ラウロキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ステアロキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、オクトキシポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレートなどがあげられる。   Examples of the monomer component constituting the (meth) acrylic polymer include (meth) acrylic acid alkylene oxide adducts, and specific examples thereof include, for example, polyethylene glycol (meth) acrylate, polypropylene glycol (meth) acrylate, and polyethylene. Glycol-polypropylene glycol (meth) acrylate, polyethylene glycol-polybutylene glycol (meth) acrylate, polypropylene glycol-polybutylene glycol (meth) acrylate, methoxy polyethylene glycol (meth) acrylate, ethoxy polyethylene glycol (meth) acrylate, butoxy polyethylene glycol (Meth) acrylate, octoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, lauroxypolyethylene Glycol (meth) acrylate, stearoxy polyethylene glycol (meth) acrylate, phenoxy polyethylene glycol (meth) acrylate, methoxy polypropylene glycol (meth) acrylate, octoxypolyethylene glycol - polypropylene glycol (meth) acrylate.

(反応性モノマー、反応性オリゴマー、反応性ポリマー)
また本発明の接着層は反応性モノマー、反応性オリゴマーからなる接着層でも好ましく用いることが出来、光電変換素子の各構成層間の接着を達成するものであれば特に限定はない。反応性モノマー、反応性オリゴマーを使用する場合には、光電変換素子の接着する面同志のいずれかに塗設して、対向電極と貼り合せた後に、何らかの手段で硬化させることで、両電極間の接合を強固にすることで用いることができる。以下に好ましく用いることのできる反応性モノマー、反応性オリゴマーを記述する。反応性モノマー、反応性オリゴマー組成物は、重合開始剤を含んでもよい。反応性モノマー、反応性オリゴマーとしては、分子中にラジカル反応性結合および/またはカチオン反応性結合を有する反応性モノマー、反応性オリゴマー等が挙げられる。反応性モノマー、反応性オリゴマーおよび反応性ポリマーは、非反応性のポリマー、活性エネルギー線ゾルゲル反応性組成物を含んでいてもよい。
(Reactive monomer, reactive oligomer, reactive polymer)
In addition, the adhesive layer of the present invention can be preferably used as an adhesive layer made of a reactive monomer or reactive oligomer, and is not particularly limited as long as it can achieve adhesion between the constituent layers of the photoelectric conversion element. When using reactive monomers and reactive oligomers, coat them on either side of the photoelectric conversion element, bond them with the counter electrode, and then cure it by some means. Can be used by strengthening the bonding. The reactive monomers and reactive oligomers that can be preferably used are described below. The reactive monomer and reactive oligomer composition may contain a polymerization initiator. Examples of reactive monomers and reactive oligomers include reactive monomers and reactive oligomers having a radical reactive bond and / or a cationic reactive bond in the molecule. The reactive monomer, reactive oligomer, and reactive polymer may include a non-reactive polymer, an active energy ray sol-gel reactive composition.

ラジカル反応性結合を有する反応性モノマーとしては、単官能モノマー、多官能モノマーが挙げられる。
単官能モノマーとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、i−ブチル(メタ)アクリレート、s−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、アルキル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート誘導体;(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリロニトリル;スチレン、α−メチルスチレン等のスチレン誘導体;(メタ)アクリルアミド、N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド誘導体等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
Examples of the reactive monomer having a radical reactive bond include a monofunctional monomer and a polyfunctional monomer.
Monofunctional monomers include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, i-butyl (meth) acrylate, s-butyl (meth) acrylate, t- Butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, alkyl (meth) acrylate, tridecyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, Phenoxyethyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, allyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl ( )) (Meth) acrylate derivatives such as acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-methoxyethyl (meth) acrylate, 2-ethoxyethyl (meth) acrylate; (meth) acrylic acid, (meth) acrylonitrile; styrene, α -Styrene derivatives such as methylstyrene; (meth) acrylamide derivatives such as (meth) acrylamide, N-dimethyl (meth) acrylamide, N-diethyl (meth) acrylamide, dimethylaminopropyl (meth) acrylamide and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

多官能モノマーとしては、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、イソシアヌール酸エチレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,5−ペンタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、2,2−ビス(4−(メタ)アクリロキシポリエトキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−(メタ)アクリロキシエトキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−(3−(メタ)アクリロキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)フェニル)プロパン、1,2−ビス(3−(メタ)アクリロキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)エタン、1,4−ビス(3−(メタ)アクリロキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)ブタン、ジメチロールトリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物ジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ジビニルベンゼン、メチレンビスアクリルアミド等の二官能性モノマー;ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンエチレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンプロピレンオキシド変性トリアクリレート、トリメチロールプロパンエチレンオキシド変性トリアクリレート、イソシアヌール酸エチレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレート等の三官能モノマー;コハク酸/トリメチロールエタン/アクリル酸の縮合反応混合物、ジペンタエリストールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリストールペンタ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、テトラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレート等の四官能以上のモノマー;二官能以上のウレタンアクリレート、二官能以上のポリエステルアクリレート等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。   Polyfunctional monomers include ethylene glycol di (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, isocyanuric acid ethylene oxide modified di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate , Neopentyl glycol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, 1,5-pentanediol di (meth) acrylate, 1,3-butylene glycol di (meth) acrylate, polybutylene glycol di (Meth) acrylate, 2,2-bis (4- (meth) acryloxypolyethoxyphenyl) propane, 2,2-bis (4- (meth) acryloxyethoxyphenyl) propane, 2,2-bis (4- (3- ( Ta) acryloxy-2-hydroxypropoxy) phenyl) propane, 1,2-bis (3- (meth) acryloxy-2-hydroxypropoxy) ethane, 1,4-bis (3- (meth) acryloxy-2-hydroxypropoxy) ) Butane, dimethylol tricyclodecane di (meth) acrylate, ethylene oxide adduct di (meth) acrylate of bisphenol A, propylene oxide adduct di (meth) acrylate of bisphenol A, neopentyl glycol di (meth) hydroxypivalate Bifunctional monomers such as acrylate, divinylbenzene, and methylenebisacrylamide; pentaerythritol tri (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylolpropane ethylene oxide Functional tri (meth) acrylate, trimethylolpropane propylene oxide modified triacrylate, trimethylolpropane ethylene oxide modified triacrylate, isocyanuric acid ethylene oxide modified tri (meth) acrylate and other trifunctional monomers; succinic acid / trimethylolethane / acrylic acid 4 or more functional monomers such as dipentaerystol hexa (meth) acrylate, dipentaerystol penta (meth) acrylate, ditrimethylolpropane tetraacrylate, tetramethylolmethanetetra (meth) acrylate; bifunctional or more Urethane acrylates, bifunctional or higher functional polyester acrylates, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

カチオン反応性結合を有する反応性モノマーとしては、エポキシ基、オキセタニル基、オキサゾリル基、ビニルオキシ基等を有するモノマーが挙げられ、エポキシ基を有するモノマーが特に好ましい。また本発明では、反応性を有するアルコキシシラン化合物が利用できる。例えばアルコキシシラン化合物としては、テトラメトキシシラン、テトラ−i−プロポキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシシラン、テトラ−sec−ブトキシシラン、テトラ−t−ブトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、メチルトリブトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、トリメチルプロポキシシラン、トリメチルブトキシシラン等が挙げられる。フッ素含有シランカップリング剤としては、3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、3,3,3−トリフルオロプロピルトリアセトキシシラン、ジメチル−3,3,3−トリフルオロプロピルメトキシシラン、トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロオクチルトリエトキシシラン等が挙げられる。   Examples of the reactive monomer having a cationic reactive bond include monomers having an epoxy group, an oxetanyl group, an oxazolyl group, a vinyloxy group, and the like, and a monomer having an epoxy group is particularly preferable. In the present invention, a reactive alkoxysilane compound can be used. For example, as an alkoxysilane compound, tetramethoxysilane, tetra-i-propoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetra-n-butoxysilane, tetra-sec-butoxysilane, tetra-t-butoxysilane, methyltriethoxysilane Methyltripropoxysilane, methyltributoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, trimethylethoxysilane, trimethylmethoxysilane, trimethylpropoxysilane, and trimethylbutoxysilane. Fluorine-containing silane coupling agents include 3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane, 3,3,3-trifluoropropyltriacetoxysilane, dimethyl-3,3,3-trifluoropropylmethoxysilane, Examples include decafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyltriethoxysilane.

反応性オリゴマーまたは反応性ポリマーとしては、不飽和ジカルボン酸と多価アルコールとの縮合物等の不飽和ポリエステル類;ポリエステル(メタ)アクリレート、ポリエーテル(メタ)アクリレート、ポリオール(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート、カチオン重合型エポキシ化合物、側鎖にラジカル反応性結合を有する上述のモノマーの単独または共重合ポリマー等が挙げられる。   Examples of the reactive oligomer or reactive polymer include unsaturated polyesters such as a condensation product of unsaturated dicarboxylic acid and polyhydric alcohol; polyester (meth) acrylate, polyether (meth) acrylate, polyol (meth) acrylate, epoxy ( Examples thereof include a meth) acrylate, a urethane (meth) acrylate, a cationic polymerization type epoxy compound, and a single or copolymer of the above-described monomer having a radical reactive bond in the side chain.

反応性モノマー、反応性オリゴマーまたは反応性ポリマーを用いた場合に、光硬化反応を利用する場合の光重合開始剤としては、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンジル、ベンゾフェノン、p−メトキシベンゾフェノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、α,α−ジメトキシ−α−フェニルアセトフェノン、メチルフェニルグリオキシレート、エチルフェニルグリオキシレート、4,4'−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン等のカルボニル化合物;テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド等の硫黄化合物;2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、ベンゾイルジエトキシフォスフィンオキサイド等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、帯電防止剤、離型剤、防汚性を向上させるためのフッ素化合物等の添加剤;微粒子、少量の溶剤を含んでいてもよい。   Examples of the photopolymerization initiator in the case of using a photocuring reaction when a reactive monomer, reactive oligomer or reactive polymer is used include, for example, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin isobutyl Ether, benzyl, benzophenone, p-methoxybenzophenone, 2,2-diethoxyacetophenone, α, α-dimethoxy-α-phenylacetophenone, methylphenylglyoxylate, ethylphenylglyoxylate, 4,4′-bis (dimethyl) Carbonyl compounds such as amino) benzophenone and 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one; sulfur compounds such as tetramethylthiuram monosulfide and tetramethylthiuram disulfide; Examples include 6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide and benzoyldiethoxyphosphine oxide. These may be used alone or in combination of two or more. The active energy ray-curable resin composition may contain an antistatic agent, a release agent, an additive such as a fluorine compound for improving the antifouling property, fine particles, and a small amount of a solvent, if necessary.

またウレタン系接着層も利用でき、ポリイソシアネートとポリオール等を反応させて得られた樹脂をいい、ポリウレタン接着剤を薄膜に塗布して形成させる。厚みの均一性、良好な外観を得るために、溶剤溶液あるいは水分散液としてベース層Bにコーティングにより積層する方法が好ましい。前記ポリオールとしては、ポリテトラメチレングリコール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリアセタールポリオール、ポリアクリレートポリオール、ポリエステルアミドポリオール、ポリチオエーテルポリオール等が挙げられる。また、前記ポリイソシアネートとしては、例えば、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、m−フェニレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネート、3,3’−ジメチル−4,4’−ビフェニレンジイソシアネート、3,3’−ジメトキシ−4,4’−ビフェニレンジイソシアネート、3,3’−ジクロロ−4,4’−ビフェニレンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、1,5−テトラヒドロナフタレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、1,3−シクロヘキシレンジイソシアネート、1,4−シクロヘキシレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、水素添加キシリレンジイシアネート、リジンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、3,3’−ジメチル−4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等のポリイソシアネート単量体、上記ポリイソシアネート単量体から誘導されたダイマー,トリマー,ビューレット,アロファネート,ポリオールとのアダクト型の多管能ポリイソシアネートが挙げられる。また、前記ポリイソシアネートは、2種類以上併用することも可能である。前記ポリオールとポリイソシアネートとを反応させる際のポリオール中のOH基とポリイソシアネート中のNCO基との比率は、NCO基:OH基=2:1〜100:1の条件で反応させることが好ましい。その他の添加剤として、例えば、シランカップリング剤、チタンカップリング剤などのカップリング剤、テルペン樹脂、フェノール樹脂、テルペン−フェノール樹脂、ロジン樹脂、キシレン樹脂などの粘着付与剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、耐熱安定剤、耐熱加水分解安定剤などの安定剤等を必要に応じて用いてもよい。   A urethane-based adhesive layer can also be used, and refers to a resin obtained by reacting polyisocyanate and polyol, and is formed by applying a polyurethane adhesive to a thin film. In order to obtain a uniform thickness and good appearance, a method of laminating the base layer B as a solvent solution or an aqueous dispersion by coating is preferable. Examples of the polyol include polytetramethylene glycol, polyester polyol, polyether polyol, polycarbonate polyol, polyacetal polyol, polyacrylate polyol, polyesteramide polyol, and polythioether polyol. Examples of the polyisocyanate include 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, and 2,4′-diphenylmethane. Diisocyanate, 2,2'-diphenylmethane diisocyanate, 3,3'-dimethyl-4,4'-biphenylene diisocyanate, 3,3'-dimethoxy-4,4'-biphenylene diisocyanate, 3,3'-dichloro-4,4 '-Biphenylene diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, 1,5-tetrahydronaphthalene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, dodecamethylene dii Cyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, 1,3-cyclohexylene diisocyanate, 1,4-cyclohexylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, tetramethylxylylene diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, lysine diisocyanate, isophorone diisocyanate, 4,4 ' -Polyisocyanate monomers such as dicyclohexylmethane diisocyanate, 3,3'-dimethyl-4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, dimers, trimers, burettes, allophanates, polyols derived from the above polyisocyanate monomers Examples thereof include adduct-type multi-tubular polyisocyanates. The polyisocyanate can be used in combination of two or more. When the polyol and the polyisocyanate are reacted, the ratio of the OH group in the polyol to the NCO group in the polyisocyanate is preferably reacted under the condition of NCO group: OH group = 2: 1 to 100: 1. Other additives include, for example, coupling agents such as silane coupling agents and titanium coupling agents, tackifiers such as terpene resins, phenol resins, terpene-phenol resins, rosin resins, and xylene resins, UV absorbers, and oxidation agents. You may use stabilizers, such as an inhibitor, a heat-resistant stabilizer, a heat-resistant hydrolysis stabilizer, etc. as needed.

本発明においては、光電変換素子構成層の層間に少なくとも一層の接着層を付与すればよいが、接着層は薄膜である事が好ましく、接着する層間に付与する場合は、接着剤を溶剤等に溶解して接着層用塗工液とし、この塗工液を接着層を付与するどちらかの構成層に塗工する方法が好ましい。また前記接着剤を溶剤等に溶解して接着層用塗工液を剥離性シートに一旦塗工した後に、接着する構成層に転写する方法(転写方式)を用いることもできる。後者の転写方式は、構成層に接着層を設ける際にいずれかの構成層が耐溶剤性を有さない場合や、溶剤乾燥時の熱に対する耐熱性を有さない場合等に好ましく用いられる。前記塗工方法としては、例えば、バー塗布法、スクリーン印刷法、スプレー法、スピンコーティング法、ディップ法、ダイコート法、グラビア塗布法、等を用いることができる。本発明の接着層は、その膜厚や塗布表面形状は特に限定されないが、膜厚としては1〜500nmが好ましく、より好ましくは2〜200nmが好ましく、特には3〜100nmが好ましい。   In the present invention, it suffices to provide at least one adhesive layer between the layers of the photoelectric conversion element constituting layer. However, the adhesive layer is preferably a thin film. A method is preferred in which the composition is dissolved to form a coating solution for the adhesive layer, and this coating solution is applied to one of the constituent layers to which the adhesive layer is applied. Alternatively, a method (transfer method) may be used in which the adhesive is dissolved in a solvent or the like, and the adhesive layer coating solution is once applied to the peelable sheet and then transferred to the constituent layer to be bonded. The latter transfer method is preferably used when any of the constituent layers does not have solvent resistance when the adhesive layer is provided in the constituent layers, or when the constituent layers do not have heat resistance against heat during solvent drying. Examples of the coating method that can be used include a bar coating method, a screen printing method, a spray method, a spin coating method, a dip method, a die coating method, and a gravure coating method. Although the film thickness and the coating surface shape of the adhesive layer of the present invention are not particularly limited, the film thickness is preferably 1 to 500 nm, more preferably 2 to 200 nm, and particularly preferably 3 to 100 nm.

(導電性電極基板)
本発明においては、導電性光電極又は導電性対向電極の少なくとも一方が透明導電性電極であることが特徴である。ここで、透明導電性電極は、透明電極基板と透明導電層からなる導電層を有する電極基板である。その際に使用される透明電極に用いる透明電極基板や透明導電層の素材としては、透明であれば特に制限はない。また光電変換素子の構成層には、目的に応じて適宜機能層を追加あるいは削減することができる。以下に光電極と対向電極の用いられる透明電極基板あるいは不透明電極基板について記述する。
(Conductive electrode substrate)
The present invention is characterized in that at least one of the conductive photoelectrode and the conductive counter electrode is a transparent conductive electrode. Here, the transparent conductive electrode is an electrode substrate having a conductive layer composed of a transparent electrode substrate and a transparent conductive layer. The material for the transparent electrode substrate and the transparent conductive layer used for the transparent electrode used at that time is not particularly limited as long as it is transparent. In addition, functional layers can be appropriately added to or reduced from the constituent layers of the photoelectric conversion element according to the purpose. The transparent electrode substrate or opaque electrode substrate in which the photoelectrode and the counter electrode are used will be described below.

(透明電極基板)
本発明に用いる一対の光電極側と対向電極側の電極基板のいずれか一方は、透明電極基板であり、具体的にはガラス電極基板又は透明プラスチック電極基板が好ましい基板である。透明プラスチック基板材料としては、無着色で透明性が高く、耐熱性が高く、耐薬品性及びガス遮断性に優れ、かつ低コストの材料が好適である。好適な材料としては、例えば、ポリエステル類(例、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)など)、スチレン類(例、シンジオタクチックポリスチレン(SPS)など)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリカーボネート(PC)、ポリアリレート(PAr)、ポリスルホン(PSF)、ポリエステルスルホン(PES)、ポリエーテルイミド(PEI)、透明ポリイミド(PI)、シクロオレフィンコポリマー(商品名アートンなど)及び脂環式ポリオレフィン(商品名ゼオノアなど)などが用いられる。なかでも、化学的安定性とコストの点で、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、脂環式ポリオレフィンが特に好ましい。なお、これらのプラスチック基板の構造やその組成においては特に限定されず、本発明の光電変換素子を構成するに値するものであれば、利用することができる。
(Transparent electrode substrate)
One of the pair of photoelectrode side and counter electrode side electrode substrates used in the present invention is a transparent electrode substrate, and specifically, a glass electrode substrate or a transparent plastic electrode substrate is a preferred substrate. As the transparent plastic substrate material, a material that is not colored and has high transparency, high heat resistance, excellent chemical resistance and gas barrier properties, and low cost is suitable. Suitable materials include, for example, polyesters (eg, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), etc.), styrenes (eg, syndiotactic polystyrene (SPS), etc.), polyphenylene sulfide (PPS), polycarbonate, etc. (PC), polyarylate (PAr), polysulfone (PSF), polyestersulfone (PES), polyetherimide (PEI), transparent polyimide (PI), cycloolefin copolymer (trade name Arton, etc.) and alicyclic polyolefin (product) Name such as ZEONOR). Of these, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), and alicyclic polyolefin are particularly preferable in terms of chemical stability and cost. In addition, it does not specifically limit in the structure and composition of these plastic substrates, If it deserves to comprise the photoelectric conversion element of this invention, it can utilize.

プラスチック基板の耐熱性は、ガラス転移温度(Tg)が80℃以上、及び、線熱膨張係数が60ppm/℃以下の少なくともいずれかの物性を満たすことが好ましい。また、ガラス基板材料としては、例えば白板ガラス、ソーダガラス、硼珪酸ガラス等からなる無機質製基板がある。これらの基板の透明性は、ペロブスカイト化合物の吸収領域である可視光での透過率が高いものが望ましく、可視光線透過率50%(550nm)を超えるものが好ましく、更には可視光線透過率70%(550nm)を超えるものが好ましく、特には可視光線透過率80%(550nm)を超えるものが好ましい。基板の厚さは特には限定されず、基板としての強度を保つものであれば使用できるが、好ましくは10〜500μmであり、より好ましくは30〜300μmであり、更に好ましくは80〜250μmである。   The heat resistance of the plastic substrate preferably satisfies at least one of the physical properties of a glass transition temperature (Tg) of 80 ° C. or higher and a linear thermal expansion coefficient of 60 ppm / ° C. or lower. Examples of the glass substrate material include inorganic substrates made of white plate glass, soda glass, borosilicate glass, and the like. The transparency of these substrates is preferably high in the transmittance of visible light, which is the absorption region of the perovskite compound, and preferably has a visible light transmittance of more than 50% (550 nm), more preferably a visible light transmittance of 70%. Those exceeding (550 nm) are preferable, and those exceeding visible light transmittance of 80% (550 nm) are particularly preferable. The thickness of the substrate is not particularly limited and can be used as long as the strength of the substrate is maintained, but is preferably 10 to 500 μm, more preferably 30 to 300 μm, and still more preferably 80 to 250 μm. .

(透明導電層)
本発明の透明導電層の素材としては、導電性金属類(例、白金、金、銀、銅、アルミニウム、インジウム、チタン)、導電性炭素や導電性高分子に代表される導電性有機材料、具体的には、導電性高分子として、ポリアセチレン、PEDOT(ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン))、オリゴチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリパラフェニレン、ポリパラフェニレンビニレンがある。導電性金属酸化物(例、酸化スズ、酸化亜鉛)または導電性複合金属酸化物(例、インジウム‐スズ酸化物、インジウム−亜鉛酸化物)、Agナノワイヤがある。
(Transparent conductive layer)
As a material for the transparent conductive layer of the present invention, conductive metals (eg, platinum, gold, silver, copper, aluminum, indium, titanium), conductive organic materials represented by conductive carbon and conductive polymers, Specifically, examples of the conductive polymer include polyacetylene, PEDOT (poly (3,4-ethylenedioxythiophene)), oligothiophene, polypyrrole, polyaniline, polyparaphenylene, and polyparaphenylene vinylene. There are conductive metal oxides (eg, tin oxide, zinc oxide) or conductive composite metal oxides (eg, indium-tin oxide, indium-zinc oxide), Ag nanowires.

高い光学的透明性を有するという点で、導電性金属酸化物、導電性複合金属酸化物が好ましく、耐熱性と化学安定性に優れるという点で、インジウム‐スズ複合酸化物(ITO)やインジウム‐亜鉛酸化物(IZO)が特に好ましい。その素材においては、組成内容は他の素材との混合でもよく、また形態なども限定されるものではない。また導電性層の形成においても、その方法は限定されるものではなく、スパッタ法、蒸着法さらには分散物を塗布する方法などが選定できる。透明電極基板上に透明電極層を設けた透明な導電層を有する電極基板の光透過率(測定波長:550nm)は、40%以上が好ましく、60%以上であることがさらに好ましく、75%以上が最も好ましく、特には80%以上が好ましい。透明な導電層を有する電極基板の導電性と透明性は、透明導電層の形成方法を最適化することで(例えば、蒸着時間、分散液塗布量など)、両立させることができる。   In terms of having high optical transparency, conductive metal oxides and conductive composite metal oxides are preferred, and in terms of heat resistance and chemical stability, indium-tin composite oxide (ITO) and indium- Zinc oxide (IZO) is particularly preferred. In the material, the composition may be mixed with other materials, and the form is not limited. In addition, the method for forming the conductive layer is not limited, and a sputtering method, a vapor deposition method, a method of applying a dispersion, and the like can be selected. The light transmittance (measurement wavelength: 550 nm) of the electrode substrate having a transparent conductive layer provided with a transparent electrode layer on the transparent electrode substrate is preferably 40% or more, more preferably 60% or more, and 75% or more. Is most preferable, and 80% or more is particularly preferable. The conductivity and transparency of the electrode substrate having a transparent conductive layer can be made compatible by optimizing the method for forming the transparent conductive layer (for example, vapor deposition time, dispersion coating amount, etc.).

本発明においては、低い表面抵抗値を達成するために、導電層に金属を用いることも好ましい。また金属メッシュ構造からなる透明導電性層を形成することにより、高い透明性も達成できる。低抵抗の金属材料(例、銅、銀、アルミニウム、白金、金、チタン、ニッケルなど)を用いて金属メッシュ構造からなる透明導電性層を形成することが好ましい。この場合には、導電層には集電のための補助リードをパターニングなどにより配置させることができる。補助リードも導電層と同様に低抵抗の金属材料(例、銅、銀、アルミニウム、白金、金、チタン、ニッケルなど)によって形成される。補助リードを含めた表面の抵抗値は本発明の目的に有ったものであれば特に限定されない。ここで補助リードのパターンは透明基板に蒸着、スパッタリングなどにより形成し、さらにその上に酸化スズ、ITO膜、IZO膜などからなる透明導電層を設けることも好ましい。本発明の透明導電性層の導電性は、発電した電子を流せることが出来れば問題ないが、好ましくは1000Ω以下であり、より好ましくは100Ω以下であり、更に好ましくは30Ω以下であり、特に好ましは15Ω以下である。   In the present invention, it is also preferable to use a metal for the conductive layer in order to achieve a low surface resistance value. High transparency can also be achieved by forming a transparent conductive layer having a metal mesh structure. It is preferable to form a transparent conductive layer having a metal mesh structure using a low-resistance metal material (eg, copper, silver, aluminum, platinum, gold, titanium, nickel, etc.). In this case, auxiliary leads for collecting current can be disposed on the conductive layer by patterning or the like. The auxiliary lead is also formed of a low-resistance metal material (eg, copper, silver, aluminum, platinum, gold, titanium, nickel, etc.) in the same manner as the conductive layer. The resistance value of the surface including the auxiliary lead is not particularly limited as long as it has the object of the present invention. Here, the auxiliary lead pattern is preferably formed on the transparent substrate by vapor deposition, sputtering, or the like, and a transparent conductive layer made of tin oxide, ITO film, IZO film or the like is further provided thereon. The conductivity of the transparent conductive layer of the present invention is not a problem as long as the generated electrons can flow. However, it is preferably 1000Ω or less, more preferably 100Ω or less, still more preferably 30Ω or less, and particularly preferably. It is 15Ω or less.

(不透明導電層)
本発明は一対の電極からなるが、少なくとも一方が透明であり、他方が不透明でもよい。その際に用いられる不透明電極は基板類あるいは導電層のいずれかが不透明あるいは両方が不透明である。すなわち、本発明では一対の導電性電極基板のいずれか一方を不透明導電性電極基板とすることもできる。その場合でも、前記の透明導電層に利用した材料も利用でき、この場合は基板が不透明である。また特に金属導電層の場合は導電層と電極基板を兼ね備えた素材であり、その応用も好ましい。前記不透明導電層の光透過率(測定波長:550nm)は、10%以下である導電層を示す。本発明の不透明導電性層の導電性は、発電した電子を流せることができれば問題ないが、その表面抵抗値が好ましくは1000Ω以下であり、より好ましくは100Ω以下であり、更に好ましくは30Ω以下であり、特に好ましは15Ω以下である。
(Opaque conductive layer)
Although the present invention includes a pair of electrodes, at least one may be transparent and the other may be opaque. In the opaque electrode used in this case, either the substrates or the conductive layer is opaque or both are opaque. That is, in the present invention, either one of the pair of conductive electrode substrates can be an opaque conductive electrode substrate. Even in this case, the material used for the transparent conductive layer can be used, and in this case, the substrate is opaque. In particular, the metal conductive layer is a material having both a conductive layer and an electrode substrate, and its application is also preferable. The opaque conductive layer has a light transmittance (measurement wavelength: 550 nm) of 10% or less. The conductivity of the opaque conductive layer of the present invention is not a problem as long as the generated electrons can flow, but the surface resistance is preferably 1000Ω or less, more preferably 100Ω or less, and further preferably 30Ω or less. There is a particularly preferred value of 15Ω or less.

[光電変換層]
本発明の光電極を構成する光電変換層は、一対の導電性光電極基板と導電性対向電極基板の間に形成されるものであり、本発明の光電変換素子の電荷分離に寄与して、生じた電子および正孔を各々反対方向の電極に向かって輸送する機能を有する。本発明の光電変換層は、少なくとも一層のハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物膜を形成するものであるが、2層以上の多層膜からなる光電変換層でもよい。ハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物の層が光吸収剤として機能すると共に、強誘電体として自己誘電して電荷分離が起きるため、単独層で太陽電池としての特性を示し利用できる。以下に本発明のハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物について説明する。本発明の有機無機ペロブスカイト型太陽電池は、前記一対の導電性電極基板の他に、一般式RMXn(但し、Rは有機分子、Mは金属原子、Xはハロゲン原子又はカルコゲン原子、nは整数である。)で表されるペロブスカイト構造を有するハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物層を有するものである。
[Photoelectric conversion layer]
The photoelectric conversion layer constituting the photoelectrode of the present invention is formed between a pair of conductive photoelectrode substrate and conductive counter electrode substrate, contributing to charge separation of the photoelectric conversion element of the present invention, It has a function of transporting the generated electrons and holes toward the electrodes in opposite directions. The photoelectric conversion layer of the present invention forms at least one halide organic / inorganic hybrid perovskite compound film, but may be a photoelectric conversion layer composed of two or more multilayer films. The layer of the halide-based organic / inorganic hybrid perovskite compound functions as a light absorber and self-dielectrically acts as a ferroelectric substance to cause charge separation. Therefore, a single layer can be used as a solar cell. The halide organic / inorganic hybrid perovskite compound of the present invention will be described below. In addition to the pair of conductive electrode substrates, the organic / inorganic perovskite solar cell of the present invention has a general formula RMXn (where R is an organic molecule, M is a metal atom, X is a halogen atom or a chalcogen atom, and n is an integer). A halide-based organic-inorganic hybrid perovskite compound layer having a perovskite structure represented by:

(ハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物)
有機無機混成ペロブスカイト化合物とは、単一の分子スケール・コンポジット内に有機・無機両成分に特徴的な望ましい物理特性を組み合わせた(有機無機混成の)ペロブスカイト化合物をいう。ペロブスカイトの基本的構造形態は、RMX3構造であり、頂点共有MX6八面体の三次元ネットワークを有する。RMXn構造のM成分は、Xアニオンの八面体配位をとることができる金属カチオンである。これらの有機無機混成ペロブスカイトは特に限定されない。以下に好ましく用いられる有機無機ペロブスカイト化合物であるハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物について記述する。
(Halide organic / inorganic hybrid perovskite compounds)
The organic / inorganic hybrid perovskite compound refers to a perovskite compound (organic / inorganic hybrid) in which desirable physical properties characteristic of both organic and inorganic components are combined in a single molecular scale composite. The basic structural form of perovskite is the RMX3 structure, which has a three-dimensional network of vertex sharing MX6 octahedrons. The M component of the RMXn structure is a metal cation that can take octahedral coordination of the X anion. These organic-inorganic hybrid perovskites are not particularly limited. The halide organic / inorganic hybrid perovskite compound, which is an organic / inorganic perovskite compound preferably used, will be described below.

ハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物は、例えば一般式RMXn(但し、Rは有機分子、Mは金属原子、Xはハロゲン原子又はカルコゲン原子、nは整数である。)で表される。前記有機無機ペロブスカイト化合物を用いることにより、本発明の太陽電池の製造方法により得られる太陽電池を、電荷分離効率が非常に高いために、光電変換効率に優れたものとすることができる。また、有機材料の柔軟性及び耐衝撃性と、無機材料の耐久性及び耐熱性とを併せ持つハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物は耐久性が優れているために、本発明の太陽電池の製造方法により得られる太陽電池も耐久性に優れたものとなる。   The halide organic-inorganic hybrid perovskite compound is represented by, for example, a general formula RMXn (where R is an organic molecule, M is a metal atom, X is a halogen atom or a chalcogen atom, and n is an integer). By using the organic / inorganic perovskite compound, the solar cell obtained by the method for producing a solar cell of the present invention can be made excellent in photoelectric conversion efficiency because of its very high charge separation efficiency. Further, since the halide organic-inorganic hybrid perovskite compound having both the flexibility and impact resistance of the organic material and the durability and heat resistance of the inorganic material is excellent in durability, the method for producing a solar cell of the present invention is used. The obtained solar cell is also excellent in durability.

前記Rは有機分子であり、ClNmHp(l、m、pはいずれも正の整数)で示されることが好ましい。
前記Rは、具体的には例えば、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、トリヘキシルアミン、エチルメチルアミン、メチルプロピルアミン、ブチルメチルアミン、メチルペンチルアミン、ヘキシルメチルアミン、エチルプロピルアミン、エチルブチルアミン、イミダゾール、アゾール、ピロール、アジリジン、アジリン、アゼチジン、アゼト、アゾール、イミダゾリン、カルバゾール及びこれらのイオン(例えば、メチルアンモニウム(CHNH)等)やフェネチルアンモニウム等が挙げられる。なかでも、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン及びこれらのイオンやフェネチルアンモニウムが好ましく、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン及びこれらのイオンがより好ましい。
R is an organic molecule and is preferably represented by ClNmHp (l, m, and p are all positive integers).
Specifically, R is, for example, methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, pentylamine, hexylamine, dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, dibutylamine, dipentylamine, dihexylamine, trimethylamine, triethylamine, tripropyl. Amine, tributylamine, tripentylamine, trihexylamine, ethylmethylamine, methylpropylamine, butylmethylamine, methylpentylamine, hexylmethylamine, ethylpropylamine, ethylbutylamine, imidazole, azole, pyrrole, aziridine, azirine, Azetidine, azeto, azole, imidazoline, carbazole and their ions (eg, methylammonium (CH 3 NH 3 )) and fluorine And enethylammonium. Of these, methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, pentylamine, hexylamine and their ions and phenethylammonium are preferred, and methylamine, ethylamine, propylamine and these ions are more preferred.

前記Mは金属原子であり、例えば、鉛、スズ、亜鉛、チタン、アンチモン、ビスマス、ニッケル、鉄、コバルト、銀、銅、ガリウム、ゲルマニウム、マグネシウム、カルシウム、インジウム、アルミニウム、マンガン、クロム、モリブデン、ユーロピウム等が挙げられる。これらの金属原子は単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。前記Xはハロゲン原子又はカルコゲン原子であり、例えば、塩素、臭素、ヨウ素、硫黄、セレン等が挙げられる。これらのハロゲン原子又はカルコゲン原子は単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。なかでも、構造中にハロゲンを含有するハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物は有機溶媒に可溶になり、安価な印刷法等への適用が可能になる。更に、ハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物のエネルギーバンドギャップが狭くなることから、ハロゲン原子としてはヨウ素がより好ましい。   Said M is a metal atom, for example, lead, tin, zinc, titanium, antimony, bismuth, nickel, iron, cobalt, silver, copper, gallium, germanium, magnesium, calcium, indium, aluminum, manganese, chromium, molybdenum, Europium etc. are mentioned. These metal atoms may be used independently and 2 or more types may be used together. X is a halogen atom or a chalcogen atom, and examples thereof include chlorine, bromine, iodine, sulfur, and selenium. These halogen atoms or chalcogen atoms may be used alone or in combination of two or more. Among these, halide organic-inorganic hybrid perovskite compounds containing halogen in the structure are soluble in organic solvents and can be applied to inexpensive printing methods and the like. Furthermore, iodine is more preferable as the halogen atom because the energy band gap of the halide organic-inorganic hybrid perovskite compound becomes narrow.

前記有機無機混成ペロブスカイト化合物は、体心に金属原子M、各頂点に有機分子R、面心にハロゲン原子又はカルコゲン原子Xが配置された立方晶系の構造を有することが好ましい。またnはペロブスカイト構造を形成すればよく特に限定されないが、好ましくは3,4であり、特には3が好ましい数である。
前記有機無機混成ペロブスカイト化合物は、結晶性半導体であることが好ましい。結晶性半導体とは、X線散乱強度分布を測定し、散乱ピークが検出できる半導体を意味している。前記有機無機混成ペロブスカイト化合物が結晶性半導体であることにより、前記有機無機混成ペロブスカイト化合物中の電子の移動度が高くなり、太陽電池の光電変換効率が向上する。また、前記有機無機混成ペロブスカイト化合物の結晶化度を上げる方法として、例えば、熱アニール、レーザー等の強度の強い光の照射、プラズマ照射等が挙げられる。
The organic-inorganic hybrid perovskite compound preferably has a cubic structure in which a metal atom M is disposed at the body center, an organic molecule R is disposed at each vertex, and a halogen atom or a chalcogen atom X is disposed at the face center. Further, n is not particularly limited as long as it forms a perovskite structure, but is preferably 3 or 4, particularly 3 is a preferable number.
The organic / inorganic hybrid perovskite compound is preferably a crystalline semiconductor. The crystalline semiconductor means a semiconductor capable of measuring the X-ray scattering intensity distribution and detecting a scattering peak. When the organic-inorganic hybrid perovskite compound is a crystalline semiconductor, the mobility of electrons in the organic-inorganic hybrid perovskite compound is increased, and the photoelectric conversion efficiency of the solar cell is improved. Examples of a method for increasing the crystallinity of the organic-inorganic hybrid perovskite compound include thermal annealing, irradiation with intense light such as laser, and plasma irradiation.

本発明のハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物の具体例として、以下に記述する。本発明で用いられる好ましいハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物は、例えばCHNHPbI、CHNHPbBr、CHNHPbCl、CHNHPbF、CHNHPbBrI、CHNHPbBrCl、CHNHPbIBr、CHNHPbICl、CHNHPbClBr、CHNHPbICl、CHNHSnBr、CHNHSnBrI、CHNHSnBrCl、CHNHSnI、CH(=NH)NHPbI、CHNHSnFBr、CHNHSnIBr、CHNHSnICl、CHNHSnFI、CHNHSnClBr、CHNHSnICl及びCHNHSnFCl、(CNHPbBr、(CNHPbI、(CH=CHNHPbI、(CH≡CNHPbI、(n−CNHPbI、(n−CNHPbI、(CNHPbI、(CNHPbI、(CNHPbI、(C4HSNHPbI、(CH(CH)nCHCHNHPbI[n=5〜8]が挙げられる。ここで、(CSNHPbIにおけるCSNHはアミノチオフェンである。 Specific examples of the halide organic-inorganic hybrid perovskite compound of the present invention are described below. Preferred halide-based organic / inorganic hybrid perovskite compounds used in the present invention are, for example, CH 3 NH 3 PbI 3 , CH 3 NH 3 PbBr 3 , CH 3 NH 3 PbCl 3 , CH 3 NH 3 PbF 3 , CH 3 NH 3 PbBrI 2. , CH 3 NH 3 PbBrCl 2, CH 3 NH 3 PbIBr 2, CH 3 NH 3 PbICl 2, CH 3 NH 3 PbClBr 2, CH 3 NH 3 PbI 2 Cl, CH 3 NH 3 SnBr 3, CH 3 NH 3 SnBrI 2 CH 3 NH 3 SnBrCl 2 , CH 3 NH 3 SnI 3 , CH (═NH) NH 3 PbI 3 , CH 3 NH 3 SnF 2 Br, CH 3 NH 3 SnIBr 2 , CH 3 NH 3 SnICl 2 , CH 3 NH 3 SnICl 2 3 SnF 2 I, CH 3 NH 3 SnClBr 2 , CH 3 NH 3 SnI 2 Cl and CH 3 NH 3 SnF 2 Cl, (C 6 H 5 C 2 H 4 NH 3) 2 PbBr 4, (C 2 H 5 NH 3) 2 PbI 4, (CH 2 = CHNH 3 ) 2 PbI 4 , (CH≡CNH 3 ) 2 PbI 4 , (n-C 3 H 7 NH 3 ) 2 PbI 4 , (n-C 4 H 9 NH 3 ) 2 PbI 4 , (C 6 H 5 NH 3) 2 PbI 4, (C 6 H 3 F 2 NH 3) 2 PbI 4, (C 6 F 5 NH 3) 2 PbI 4, (C4H 3 SNH 3) 2 PbI 4, (CH 3 (CH 2) nCHCH 3 NH 3 ) 2 PbI 4 [n = 5 to 8]. Here, C 4 H 3 SNH 3 in (C 4 H 3 SNH 3) 2 PbI 4 is aminothiophene.

これらの中でも本発明では、より好ましいハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物として、CHNHPbBrI、CHNHPbBrCl、CHNH3PbIBr、CHNHPbClI、CHNHPbClBr、CHNHPbICl、CHNHSnBrI、CHNHSnBrCl、CHNHSnFBr、CHNHSnIBr、CHNHSnICl、CHNHSnFI、CHNHSnClBr、CHNHSnICl及びCHNHSnFClから選択することが好ましい。 In the present invention, among these, a more preferred halide-based organic-inorganic hybrid perovskite compound, CH 3 NH 3 PbBrI 2, CH 3 NH 3 PbBrCl 2, CH 3 NH3PbIBr 2, CH 3 NH 3 PbCl 2 I, CH 3 NH 3 PbClBr 2 , CH 3 NH 3 PbI 2 Cl, CH 3 NH 3 SnBrI 2 , CH 3 NH 3 SnBrCl 2 , CH 3 NH 3 SnF 2 Br, CH 3 NH 3 SnIBr 2 , CH 3 NH 3 Sn 3 Cl 2 , CH 3 NH 3 SnBr 2 , CH 3 NH 3 Sn 3 Cl 2 It is preferred to select from SnF 2 I, CH 3 NH 3 SnClBr 2 , CH 3 NH 3 SnI 2 Cl and CH 3 NH 3 SnF 2 Cl.

更にハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物として、CHNHPbBrI、CHNHPbBrCl、CHNHPbIBr、CHNHPbICl、CHNHPbClBr、CHNHPbICl、CHNHSnFBr、CHNHSnICl、CHNHSnFI、CHNHSnICl及びCHNHSnFClから選択されることが好ましい。更に又好ましくは、ハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物がCHNHPbBrI、CHNHPbBrCl、CHNHPbIBr、CHNHPbClI、CHNHPbClBr、CHNHPbICl、CHNHSnFBr、CHNHSnFI及びCHNHSnFClを挙げることができる。特に好ましくはハライド系無機有機混成ペロブスカイトとして、CHNHPbBrI、CHNHPbBrCl、CHNHPbIBr、CHNHPbClI、CHNHSnFBr及びCHNHSnFIが挙げられる。 Further, as a halide-based organic / inorganic hybrid perovskite compound, CH 3 NH 3 PbBrI 2 , CH 3 NH 3 PbBrCl 2 , CH 3 NH 3 PbIBr 2 , CH 3 NH 3 PbICl 2 , CH 3 NH 3 PbClBr 2 , CH 3 NH 3 P 2 Cl, CH 3 NH 3 SnF 2 Br, CH 3 NH 3 SnICl 2, CH 3 NH 3 SnF 2 I, CH 3 NH 3 SnI 2 Cl and CH is preferably selected from 3 NH 3 SnF 2 Cl. More preferably, the halide-based organic-inorganic hybrid perovskite compound is CH 3 NH 3 PbBrI 2 , CH 3 NH 3 PbBrCl 2 , CH 3 NH 3 PbIBr 2 , CH 3 NH 3 PbCl 2 I, CH 3 NH 3 PbClBr 2 , CH 3 NH 3 PbI 2 Cl, CH 3 NH 3 SnF 2 Br, CH 3 NH 3 SnF 2 I and CH 3 NH 3 SnF 2 Cl may be mentioned. Particularly preferably, as the halide-based inorganic organic hybrid perovskite, CH 3 NH 3 PbBrI 2 , CH 3 NH 3 PbBrCl 2 , CH 3 NH 3 PbIBr 2 , CH 3 NH 3 PbCl 2 I, CH 3 NH 3 SnF 2 Br and CH 3 NH 3 SnF 2 I may be mentioned.

他の好ましいハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物は、化学式(HN=CH−NH)PbI3zBr3(1−z)が挙げられる(zは0よりも大きく1未満である)。具体的には、(HN=CH−NH)PbI又は(HN=CH−NH)PbBrなどを挙げることができる。本発明では、2種以上のハライド系無機有機混成ペロブスカイトを使用することも有効であり、例えばその組み合わせとして、例えば、CHNHPbICl及びCHNHPbIBr、CHNHPbICl及びCHNHPbBrI、CHNHPbBrCl及びCHNHPbIBr、又はCHNHPbBrCl及びCHNHPbIBr等の組み合わせが推奨される。 Other preferred halide organic-inorganic hybrid perovskite compound has the formula (H 2 N = CH-NH 2) PbI 3z Br 3 (1-z) and the like (the z is less than 1 greater than 0). Specifically, (H 2 N═CH—NH 2 ) PbI 3 or (H 2 N═CH—NH 2 ) PbBr 3 can be used. In the present invention, it is also effective to use two or more halide-based inorganic / organic hybrid perovskites. For example, combinations thereof include, for example, CH 3 NH 3 PbICl 2 and CH 3 NH 3 PbIBr 2 , CH 3 NH 3 PbICl 2. And combinations of CH 3 NH 3 PbBrI 2 , CH 3 NH 3 PbBrCl 2 and CH 3 NH 3 PbIBr 2 , or CH 3 NH 3 PbBrCl 2 and CH 3 NH 3 PbIBr 2 are recommended.

更に本発明では、ハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物層の塗布面状や隣接層との接合性を高めるために、有機官能基の一部にフッ素原子を導入することも好ましい。例えばそれらの例として合物の具体例として、例えばCFNH3PbCl、CFNHPbBr、CFNHPbI、CFNHPbBrI、CFNHPbBrI、CFNHSnBr、CFNHSnI、 CHFNHPbCl、CHFNHPbBr、CHFNHPbI、CHFNHPbBrI、CHFNHPbBrI、CHFNHSnBr、CHFNHSnI、CHFNHPbCl、CHFNHPbBr、CHFNHPbI、CHFNHPbBrI、CHFNHPbBrI、CHFNHSnBr、CHFNHSnI、(CNHPbI、(CNHPbI、(CFCHNHPbI、(CHFCHNHPbI、(CHFCHNH)2PbI、(CFCFCHNHPbI、((CFCHNHPbI、(CH(CFCHNHPbI、(CF(CF(CHNHPbI、((CFCNHPbIが挙げられることができる。 Furthermore, in the present invention, it is also preferable to introduce a fluorine atom into a part of the organic functional group in order to improve the coating surface shape of the halide-based organic / inorganic hybrid perovskite compound layer and the bonding property with the adjacent layer. For example, as specific examples of the compounds and examples thereof, for example CF 3 NH3PbCl 3, CF 3 NH 3 PbBr 3, CF 3 NH 3 PbI 3, CF 3 NH 3 PbBrI 2, CF 3 NH 3 PbBr 2 I, CF 3 NH 3 SnBr 3, CF 3 NH 3 SnI 3, CHF 2 NH 3 PbCl 3, CHF 2 NH 3 PbBr 3, CHF 2 NH 3 PbI 3, CHF 2 NH 3 PbBrI 2, CHF 2 NH 3 PbBr 2 I, CHF 2 NH 3 SnBr 3, CHF 2 NH 3 SnI 3, CH 2 FNH 3 PbCl 3, CH 2 FNH 3 PbBr 3, CH 2 FNH 3 PbI 3, CH 2 FNH 3 PbBrI 2, CH 2 FNH 3 PbBr 2 I, CH 2 FNH 3 SnBr 3, CH 2 FNH 3 SnI 3, ( 6 H 3 F 2 NH 3) 2 PbI 4, (C 6 F 5 NH 3) 2 PbI 4, (CF 3 CH 2 NH 3) 2 PbI 4, (CHF 2 CH 2 NH 3) 2 PbI 4, (CH 2 FCH 2 NH 3 ) 2PbI 4 , (CF 3 CF 2 CH 2 NH 3 ) 2 PbI 4 , ((CF 3 ) 2 CHNH 3 ) 2 PbI 4 , (CH 3 (CF 2 ) 5 CH 2 NH 3 ) 2 PbI 4 , (CF 3 (CF 2 ) 3 (CH 2 ) 3 NH 3 ) 2 PbI 4 , ((CF 3 ) 3 CNH 3 ) 2 PbI 4 may be mentioned.

更にまた本発明で用いられるハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物類では、公開特許第2014−229747号に記載の有機アミンポリマーからなる化合物を用いても構わず、例えばポリエチレンポリアミン、ポリアリルアミンと臭化鉛から合成できる。
本発明のハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物は、金属ハロゲン類と有機アミン類とから合成することができる。例えば、前記特許文献1を参照してペロブスカイト化合物を合成することができる。また、Akihiro Kojima, Kenjiro Teshima, Yasuo Shirai, and Tsutomu Miyasaka, “Organometal Halide Perovskites as Visible−Light Sensitizers for Photovoltaic Cells”, J.Am.Chem.Soc.,2009,131(17),6050−6051も適宜に参照し、ペロブスカイト化合物を合成することができる。
Furthermore, in the halide-based organic / inorganic hybrid perovskite compounds used in the present invention, compounds composed of organic amine polymers described in Published Patent Application No. 2014-229747 may be used. For example, polyethylene polyamine, polyallylamine and lead bromide Can be synthesized from
The halide organic-inorganic hybrid perovskite compound of the present invention can be synthesized from metal halogens and organic amines. For example, a perovskite compound can be synthesized with reference to Patent Document 1. Also, Akihiro Kojima, Kenjiro Teshima, Yasuo Shirai, and Tsutomu Miyasaka, “Organometric Halide Perovskites as Visible Slightly.” Am. Chem. Soc. , 2009, 131 (17), 6050-6051 as appropriate, a perovskite compound can be synthesized.

(無機ペロブスカイト化合物)
本発明においては、ハライド系無機ペロブスカイト化合物を併用してもよく、例えば具体例としては、CsSnI、CsSnBrなどを挙げることができる。
(Inorganic perovskite compounds)
In the present invention, a halide-based inorganic perovskite compound may be used in combination. For example, CsSnI 3 , CsSnBr 3 and the like can be given as specific examples.

(ハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物の被膜形成 )
本発明のハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物は、前駆体溶液を用いた自己組織化反応により合成することができる。本発明の有機無機ペロブスカイト化合物の薄膜は、有機無機ペロブスカイト化合物を有機溶剤に溶解した後、バー塗布法、スクリーン印刷法、スプレー法、スピンコーティング法、ディップ法、ダイコート法、グラビア塗布法、等の塗布方法によって形成できる。また、真空蒸着法により被膜を形成できる。本発明のハライド系有機無機混成ペロブスカイト層の膜厚は、1〜500nmが好ましく、2〜200nmがより好ましく、3〜150nmが更に好ましい。
(Halide-based organic / inorganic hybrid perovskite film formation)
The halide organic-inorganic hybrid perovskite compound of the present invention can be synthesized by a self-assembly reaction using a precursor solution. The thin film of the organic / inorganic perovskite compound of the present invention is prepared by dissolving the organic / inorganic perovskite compound in an organic solvent, and then applying a bar coating method, a screen printing method, a spray method, a spin coating method, a dip method, a die coating method, a gravure coating method, etc. It can be formed by a coating method. Moreover, a film can be formed by a vacuum evaporation method. The film thickness of the halide-based organic / inorganic hybrid perovskite layer of the present invention is preferably 1 to 500 nm, more preferably 2 to 200 nm, and still more preferably 3 to 150 nm.

(ハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物の溶液)
本発明に用いるハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物の溶液を調製するための溶剤としては、ハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物を溶解できるものであれば特に限定するものではない。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)、アミド系溶剤(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)、カーボート系剤(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、クロロ正孔ム等)、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がある。これらは分岐構造若しくは環状構造を有していてもよい。エステル類、ケトン類、エーテル類およびアルコール類の官能基(即ち、−O−、−CO−、−COO−、−OH)のいずれかを二つ以上有していてもよい。エステル類、ケトン類、エーテル類およ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。
(Halide organic / inorganic hybrid perovskite solution)
The solvent for preparing the solution of the halide organic / inorganic hybrid perovskite compound used in the present invention is not particularly limited as long as it can dissolve the halide organic / inorganic hybrid perovskite compound. 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 (eg, 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-dimethylacetamide, etc.), nitrile solvents (eg, acetonitrile, isobutyronitrile, pro Pionitrile, methoxyacetonitrile, etc.), carboat agents (eg, ethylene carbonate, propylene carbonate, etc.), halogenated hydrocarbons (eg, methylene chloride, dichloromethane, chloroholeme, etc.), hydrocarbons (eg, n-pentane, cyclohexane) , N-hexane, benzene, toluene, xylene, etc.) and dimethyl sulfoxide. These may have a branched structure or a cyclic structure. Two or more functional groups of esters, ketones, ethers, and alcohols (that is, —O—, —CO—, —COO—, —OH) may be contained. 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).

(バッファ層)
本発明においては、光電極の透明導電性層表面と電子輸送層、微粒子層あるいはハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物層間に、バッファ層を設けることが好ましく、光電変換素子で問題となる逆電流を防止する機能を果たすものである。バッファ層材料は特に限定されないが、透明で絶縁性物質であることが好ましく、例えば酸化チタン、酸化スズ、酸化ニオブ、酸化タングステン、酸化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、更には有機素材としてポリビニルアルコール、ポリウレタン等が挙げられる。これらの中で、酸化チタン、酸化スズ、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等が好ましい。特に酸化チタンはオリゴマー溶液の製膜によって、酸化チタンに変換することが好ましく用いられる。バッファ層の膜厚は、1〜1000nmが好ましく、2〜500nmがより好ましく、3〜200nmが更に好ましく、3〜100nmが特に好ましい。
(Buffer layer)
In the present invention, it is preferable to provide a buffer layer between the surface of the transparent conductive layer of the photoelectrode and the electron transport layer, the fine particle layer, or the halide-based organic / inorganic hybrid perovskite compound layer, thereby preventing reverse current, which is a problem in the photoelectric conversion element. It fulfills the function to do. The buffer layer material is not particularly limited, but is preferably a transparent and insulating substance. For example, titanium oxide, tin oxide, niobium oxide, tungsten oxide, silicon oxide, magnesium oxide, aluminum oxide, calcium carbonate, and further as an organic material Examples thereof include polyvinyl alcohol and polyurethane. Of these, titanium oxide, tin oxide, magnesium oxide, aluminum oxide and the like are preferable. In particular, it is preferable to convert titanium oxide into titanium oxide by forming an oligomer solution. The thickness of the buffer layer is preferably 1 to 1000 nm, more preferably 2 to 500 nm, still more preferably 3 to 200 nm, and particularly preferably 3 to 100 nm.

(電子輸送層)
更にまた本発明においては、電子輸送層として光電極の構成層に電子輸送材料を含むことができる。好ましい電子輸送層材料は、フラーレン若しくはフラーレン誘導体、電解質、又は有機電子輸送材料が挙げられ、好ましくは、ペリレン若しくはその誘導体、又はポリ{[N,N−ビス(2−オクチルドデシル)−ナフタレン−1,4,5,8−ビス(ジカルボキシイミド)−2,6−ジイル]−アルト−5,50−(2,20−ビチオフェン)}(P(NDI2OD−T2))である。一般には、光電極導電層と有機無機ペロブスカイト層間、バッファ層が存在する場合にはバッファ層とハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物層間の電子輸送層を設けることが好ましい。電子輸送層の膜厚は、1〜1000nmが好ましく、更には2〜500nmが好ましく、より好ましくは3〜200nmであり、特には3〜100nmが好ましい。
(Electron transport layer)
Furthermore, in the present invention, an electron transport material can be included in the constituent layer of the photoelectrode as the electron transport layer. Preferred electron transport layer materials include fullerene or fullerene derivatives, electrolytes, or organic electron transport materials, preferably perylene or derivatives thereof, or poly {[N, N-bis (2-octyldodecyl) -naphthalene-1 , 4,5,8-bis (dicarboximido) -2,6-diyl] -alt-5,50- (2,20-bithiophene)} (P (NDI2OD-T2)). In general, it is preferable to provide an electron transport layer between the photoelectrode conductive layer and the organic / inorganic perovskite layer and, when a buffer layer is present, between the buffer layer and the halide organic / inorganic hybrid perovskite compound layer. The film thickness of the electron transport layer is preferably 1 to 1000 nm, more preferably 2 to 500 nm, more preferably 3 to 200 nm, and particularly preferably 3 to 100 nm.

(微粒子層)
本発明において、光電極層の内部に微粒子層を含有してもよく、微粒子が堆積または密着している細孔を有する多孔質層であることが好ましい。微粒子層は2種以上の多微粒子が堆積してなる微粒子層であってもよい。 微粒子層を形成する微粒子の平均粒径は、1次粒子として1nm〜500nmが好ましい。より好ましくは2nm〜300nmであり、特には4nm〜250nmが挙げられる。微粒子層を形成する材料は、絶縁体(絶縁性の材料)であっても導電性の材料または半導体(半導電性の材料)であってもよい。 多孔質層を形成する材料としては、例えば、金属のカルコゲニド(例えば酸化物、硫化物、セレン化物等)より得られるペロブスカイト化合物を除く。)、ケイ素の酸化物(例えば、二酸化ケイ素、ゼオライト)を用いることができる。金属のカルコゲニドとしては特に限定されないが、好ましくは、チタン、スズ、亜鉛、タングステン、ジルコニウム、ハフニウム、ストロンチウム、インジウム、セリウム、イットリウム、ランタン、バナジウム、ニオブ、アルミニウムまたはタンタルの各酸化物、硫化カドミウム、セレン化カドミウム等が挙げられる。金属のカルコゲニドの結晶構造として、アナターゼ型、ブルッカイト型またはルチル型が挙げられ、アナターゼ型、ブルッカイト型が好ましい。
(Fine particle layer)
In the present invention, the photoelectrode layer may contain a fine particle layer, and is preferably a porous layer having pores in which fine particles are deposited or adhered. The fine particle layer may be a fine particle layer in which two or more kinds of multi-fine particles are deposited. The average particle diameter of the fine particles forming the fine particle layer is preferably 1 nm to 500 nm as the primary particles. More preferably, it is 2 nm-300 nm, and 4 nm-250 nm are mentioned especially. The material forming the fine particle layer may be an insulator (insulating material), a conductive material, or a semiconductor (semiconductive material). As a material for forming the porous layer, for example, perovskite compounds obtained from metal chalcogenides (for example, oxides, sulfides, selenides, etc.) are excluded. ), Silicon oxide (eg, silicon dioxide, zeolite) can be used. The metal chalcogenide is not particularly limited. Examples thereof include cadmium selenide. Examples of the crystal structure of the metal chalcogenide include an anatase type, brookite type and rutile type, and anatase type and brookite type are preferable.

また無機ペロブスカイト化合物は微粒子層を形成することが可能であり、特に限定されないが、遷移金属酸化物等が挙げられる。例えば、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、ジルコン酸バリウム、スズ酸バリウム、ジルコン酸鉛、ジルコン酸ストロンチウム、タンタル酸ストロンチウム、ニオブ酸カリウム、鉄酸ビスマス、チタン酸ストロンチウムバリウム、チタン酸バリウムランタン、チタン酸カルシウム、チタン酸ナトリウム、チタン酸ビスマスが挙げられる。なかでも、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム等が好ましい。 In addition, the inorganic perovskite compound can form a fine particle layer, and is not particularly limited, and examples thereof include transition metal oxides. For example, strontium titanate, calcium titanate, barium titanate, lead titanate, barium zirconate, barium stannate, lead zirconate, strontium zirconate, strontium tantalate, potassium niobate, bismuth ferrate, strontium barium titanate , Barium lanthanum titanate, calcium titanate, sodium titanate, bismuth titanate. Of these, strontium titanate, calcium titanate and the like are preferable.

微粒子層を形成する材料は、なかでも、チタン、スズ、亜鉛、ジルコニウム、アルミニウムもしくはケイ素の酸化物が好ましく、酸化チタンまたは酸化アルミニウムがさらに好ましい。更にまた微粒子層は、上述の金属のカルコゲニド、ペロブスカイト化合物、ケイ素の酸化物のうち少なくとも1種で形成されていればよく、複数種で形成されていてもよい。微粒子層の膜厚は、特に限定されないが、通常0.1〜100μmの範囲であり、太陽電池として用いる場合は、0.1〜50μmが好ましく、0.3〜30μmがより好ましい。これらの中でも、好ましい例として用いられる微粒子層について、以下に説明する。   The material for forming the fine particle layer is preferably an oxide of titanium, tin, zinc, zirconium, aluminum or silicon, and more preferably titanium oxide or aluminum oxide. Furthermore, the fine particle layer may be formed of at least one of the aforementioned metal chalcogenides, perovskite compounds, and silicon oxides, and may be formed of a plurality of types. Although the film thickness of a fine particle layer is not specifically limited, Usually, it is the range of 0.1-100 micrometers, and when using as a solar cell, 0.1-50 micrometers is preferable and 0.3-30 micrometers is more preferable. Among these, the fine particle layer used as a preferable example will be described below.

(半導体微粒子)
本発明では微粒子層の微粒子として半導体微粒子が好ましく利用でき、公知の方法を用いて製造することができる。好ましいい半導体微粒子としては、チタン、スズ、亜鉛、鉄、タングステン、ジルコニウム、ストロンチウム、アルミニウム、インジウム、セリウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、カドミウム、鉛、アンチモン、ビスマスの酸化物がある。具体的には、TiO、ZnO、Nb、SnO、WO、Al、Si、CdS、CdSe、V、ZnS、ZnSe、KTaO、FeS、PbSなどが好ましく、TiO、ZnO、Nb、SnO、WO、Alがより好ましく、二酸化チタン(TiO)が特に好ましい。分散安定性の観点から微粒子分散液に含まれる固形分濃度は0.1〜25wt%であり、0.5〜20wt%が好ましく、0.5〜15wt%がより好ましい。
(Semiconductor fine particles)
In the present invention, semiconductor fine particles can be preferably used as the fine particles of the fine particle layer, and can be produced using a known method. Preferred semiconductor fine particles include oxides of titanium, tin, zinc, iron, tungsten, zirconium, strontium, aluminum, indium, cerium, vanadium, niobium, tantalum, cadmium, lead, antimony, and bismuth. Specifically, TiO 2, ZnO, Nb 2 O 3, SnO 2, WO 3, Al 2 O 3, Si, CdS, CdSe, V 2 O 5, ZnS, ZnSe, etc. KTaO 3, FeS 2, PbS is Preferably, TiO 2 , ZnO, Nb 2 O 3 , SnO 2 , WO 3 , and Al 2 O 3 are more preferable, and titanium dioxide (TiO 2 ) is particularly preferable. From the viewpoint of dispersion stability, the solid content concentration contained in the fine particle dispersion is 0.1 to 25 wt%, preferably 0.5 to 20 wt%, and more preferably 0.5 to 15 wt%.

(微粒子分散液)
本発明は、微粒子分散液を透明電極基板上に塗布し、加熱処理して微粒子層を形成する。本発明においてプラスチック基板を用いる場合は、好ましくは低温製膜法を採用することでありバインダー材料を含まない分散液組成が好ましい。本発明の微粒子分散液は、微粒子を水と炭素数5以下のアルコールの混合物からなる溶媒に分散させたものが好ましく、アルコールとしてはt−ブタノール、2−ブタノールなどを挙げることができる。本発明の微粒子を分散させる方法は、ペイントコンディショナー、ホモジナイザー、超音波攪拌装置などが用いられ、自転/公転併用式のミキシングコンディショナーも好適に用いられるが、これらに限定されるものではない。微粒子の濃度としては、分散液に含まれる微粒子全体の固形分濃度は5〜60wt%であり、8〜40wt%が好ましく、8〜30wt%がより好ましい。微粒子分散液の塗布方法としては、公知の方法、例えば、スクリーン印刷法、ドロップキャスト法、スピンコート法、エアスプレイ法等を用いることができる。形成される微粒子層の均一性の観点からは、噴霧装置を用いたエアスプレイ法が好ましい場合もある。微粒子層の厚みは20μm未満が好ましく、1μm未満がより好ましく、1μm以下が好ましく、更には0.5μm以下が好ましい。形成される微粒子層の空孔率(膜内を空孔が占める体積の割合)は、50〜200%であることが好ましく、65〜150%であることがより好ましい。加熱処理温度は、導電性基板の耐熱性の範囲内、例えば、透明導電性基板がプラスチック基板である場合は、低温製膜法(例、200℃以下、好ましくは150℃以下)で微粒子多孔層を形成することができる。
(Fine particle dispersion)
In the present invention, a fine particle dispersion is applied on a transparent electrode substrate, and heat treatment is performed to form a fine particle layer. When a plastic substrate is used in the present invention, it is preferable to employ a low-temperature film forming method, and a dispersion composition that does not contain a binder material is preferable. The fine particle dispersion of the present invention is preferably one in which fine particles are dispersed in a solvent composed of a mixture of water and an alcohol having 5 or less carbon atoms. Examples of the alcohol include t-butanol and 2-butanol. In the method for dispersing fine particles of the present invention, a paint conditioner, a homogenizer, an ultrasonic stirring device, or the like is used, and a rotating / revolving combined type mixing conditioner is also preferably used, but is not limited thereto. As the concentration of the fine particles, the solid content concentration of the whole fine particles contained in the dispersion is 5 to 60 wt%, preferably 8 to 40 wt%, and more preferably 8 to 30 wt%. As a method for applying the fine particle dispersion, a known method such as a screen printing method, a drop cast method, a spin coating method, an air spray method or the like can be used. From the viewpoint of the uniformity of the fine particle layer to be formed, an air spray method using a spray device may be preferable. The thickness of the fine particle layer is preferably less than 20 μm, more preferably less than 1 μm, preferably 1 μm or less, and more preferably 0.5 μm or less. The porosity of the fine particle layer to be formed (the ratio of the volume occupied by the vacancies in the film) is preferably 50 to 200%, more preferably 65 to 150%. The heat treatment temperature is within the heat resistance range of the conductive substrate. For example, when the transparent conductive substrate is a plastic substrate, the fine particle porous layer is formed by a low temperature film formation method (eg, 200 ° C. or lower, preferably 150 ° C. or lower). Can be formed.

(正孔輸送層)
次に、本発明では、光電変換素子には、前記の各層の他に、導電性光電極側に正孔輸送層を設けることがより好ましい。前記正孔輸送層は、前記有機無機ハイブリッド半導体層と、後述する対向電極との間に設けられていることが好ましい。正孔輸送層の材料は特に限定されず、例えば、スピロビフルオレン骨格、チオフェン骨格、パラフェニレンビニレン骨格、ビニルカルバゾール骨格、アニリン骨格、ポリアセチレン骨格、フタロシアニン骨格、ナフタロシアニン骨格、ペンタセン骨格、ポルフィリン骨格又はベンゾポルフィリン骨格のいずれかを有する有機導電性材料、フルオロ基含有ホスホン酸、カルボニル基含有ホスホン酸等の界面活性剤が挙げられる。
(Hole transport layer)
Next, in the present invention, the photoelectric conversion element is more preferably provided with a hole transport layer on the conductive photoelectrode side in addition to the above-described layers. The hole transport layer is preferably provided between the organic-inorganic hybrid semiconductor layer and a counter electrode described later. The material of the hole transport layer is not particularly limited. Surfactants such as organic conductive materials having any of the benzoporphyrin skeletons, fluoro group-containing phosphonic acids, and carbonyl group-containing phosphonic acids can be used.

正孔輸送層材料は、単一でも2つ以上の正孔輸送材料の混合物とすることができ、これらは1つ又は複数のドーパント元素でドープされなくてもドープされてもよい。正孔輸送層の材料は、有機化合物としては、高分子又は分子正孔輸送層材料から選択することができる。本発明の正孔輸送層材料は、例えば、スピロ−OMeTAD(2,2’,7,7’−テトラキス−(N,N−ジ−p−メトオキシフェニルアミン)9,9’−スピロビフルオレン))、P3HT(ポリ(3−ヘキシルチオフェン))、PCPDTBT(ポリ[2,1,3−ベンゾチアジアゾール−4,7−ジイル[4,4−ビス(2−エチルヘキシル)−4H−シクロペンタ[2,1−b:3,4−b’]ジチオフェン−2,6−ジイル]])、PVK(ポリ(N−ビニルカルバゾール))、HTM−TFSI(1−ヘキシル−3−メチルイミダゾリウム ビス(トリフルオロメチルスルフォニル)イミド)、Li−TFSI(リチウム ビス(トリフルオロメタンスルフォニル)イミド)、又はtBP(三級ブチルピリジン)、PEDOT:PSSを挙げることができる。正孔輸送層材料として好ましくは、スピロ−OMeTAD、P3HT、PCPDTBT及びPVK、PEDOT:PSSであり、更に好ましくは、スピロ−OMeTAD、PEDOT:PSSである。   The hole transport layer material can be a single or a mixture of two or more hole transport materials, which may or may not be doped with one or more dopant elements. The material of the hole transport layer can be selected from a polymer or a molecular hole transport layer material as the organic compound. The hole transport layer material of the present invention is, for example, spiro-OMeTAD (2,2 ′, 7,7′-tetrakis- (N, N-di-p-methoxyphenylamine) 9,9′-spirobifluorene. )), P3HT (poly (3-hexylthiophene)), PCPDTBT (poly [2,1,3-benzothiadiazole-4,7-diyl [4,4-bis (2-ethylhexyl) -4H-cyclopenta [2, 1-b: 3,4-b ′] dithiophene-2,6-diyl]]), PVK (poly (N-vinylcarbazole)), HTM-TFSI (1-hexyl-3-methylimidazolium bis (trifluoro) Methylsulfonyl) imide), Li-TFSI (lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide), or tBP (tertiary butylpyridine), PEDOT: PSS can be mentioned. The hole transport layer material is preferably spiro-OMeTAD, P3HT, PCPDTBT and PVK, PEDOT: PSS, more preferably spiro-OMeTAD, PEDOT: PSS.

更にまた、下記の正孔輸送層を利用することもできる。それらは、m−MTDATA(4,4’,4’’−トリス(メチルフェニルフェニルアミノ)トリフェニルアミン)、MeOTPD(N,N,N’,N’−テトラキス(4−メトオキシフェニル)−ベンジジン)、BP2T(5,5'−ジ(ビフェニル−4−イル)−2,2’−ビチオフェン)、ジ−NPB(N,N’−ジ−[(1−ナフチル)−N,N’−ジフェニル]−1,1’−ビフェニル)−4,4’−ジアミン)、α−NPB(N,N’−ジ(ナフタレン−1−イル)−N,N’−ジフェニル−ベンジジン)、TNATA(4,4’,4’’−トリス−(N−(ナフチレン−2−イル)−N−フェニルアミン)トリフェニルアミン)、BPAPF(9,9−ビス[4−(N,N−ビス−ビフェニル−4−イル−アミノ)フェニル]−9H−フルオレン)、スピロ−NPB(N2,N7−ジ−1−ナフタレニル−N2,N7−ジフェニル−9,9’−スピロビ[9H−フルオレン]−2,7−ジアミン)、4P−TPD(4,4’−ビス−(N,N−ジフェニルアミノ)−テトラフェニル)等を挙げることができる。   Furthermore, the following hole transport layer can also be used. They are m-MTDATA (4,4 ′, 4 ″ -tris (methylphenylphenylamino) triphenylamine), MeOTPD (N, N, N ′, N′-tetrakis (4-methoxyphenyl) -benzidine. ), BP2T (5,5′-di (biphenyl-4-yl) -2,2′-bithiophene), di-NPB (N, N′-di-[(1-naphthyl) -N, N′-diphenyl) ] -1,1′-biphenyl) -4,4′-diamine), α-NPB (N, N′-di (naphthalen-1-yl) -N, N′-diphenyl-benzidine), TNATA (4 4 ′, 4 ″ -tris- (N- (naphthylene-2-yl) -N-phenylamine) triphenylamine), BPAPF (9,9-bis [4- (N, N-bis-biphenyl-4) -Yl-amino) phenyl]- H-fluorene), spiro-NPB (N2, N7-di-1-naphthalenyl-N2, N7-diphenyl-9,9′-spirobi [9H-fluorene] -2,7-diamine), 4P-TPD (4 4'-bis- (N, N-diphenylamino) -tetraphenyl) and the like.

その他に、無機正孔輸送層材料として、ニッケル、バナジウム、銅又はモリブデンの酸化物;CuI、CuBr、CuSCN、Cu2O、CuO又はCIS、非晶質Si、p型IV族半導体、p型III−V族半導体、p型II−VI族半導体、p型I−VII族半導体、p型IV−VI族半導体、p型V−VI族半導体、及びp型II−V族半導体を挙げることができる。好ましくは、CuI、CuBr、CuSCN、Cu2O、CuO又はCISから選択した無機正孔トランスポータを挙げることができる。本発明では正孔輸送層を設ける場合は、好ましくは、光電極が半導体微粒子層を有する事であり、例えば正孔輸送層材料としてスピロ−OMeTADであれば、半導体微粒子層を形成するTiOの緻密な層が好ましい。正孔輸送層の膜厚は、1〜1000nmが好ましく、更には2〜500nmが好ましく、より好ましくは3〜200nmであり、特には3〜100nmが好ましい。 In addition, as an inorganic hole transport layer material, nickel, vanadium, copper or molybdenum oxide; CuI, CuBr, CuSCN, Cu2O, CuO or CIS, amorphous Si, p-type group IV semiconductor, p-type III-V Group semiconductors, p-type II-VI semiconductors, p-type I-VII semiconductors, p-type IV-VI semiconductors, p-type V-VI semiconductors, and p-type II-V semiconductors. Preferably, an inorganic hole transporter selected from CuI, CuBr, CuSCN, Cu2O, CuO or CIS can be used. In the present invention, when the hole transport layer is provided, it is preferable that the photoelectrode has a semiconductor fine particle layer. For example, if Spiro-OMeTAD is used as the hole transport layer material, TiO 2 that forms the semiconductor fine particle layer is used. A dense layer is preferred. The film thickness of the hole transport layer is preferably 1 to 1000 nm, more preferably 2 to 500 nm, more preferably 3 to 200 nm, and particularly preferably 3 to 100 nm.

また正孔輸送層にポリマーを用いることも問題なく、公知の正孔輸送性高分子材料が用いられ、その具体例としては、ポリ(3−n−ヘキシルチオフェン)、ポリ(3−n−オクチルオキシチオフェン)、ポリ(9,9’−ジオクチル−フルオレン−コ−ビチオフェン)、ポリ(3,3’’’−ジドデシル−クォーターチオフェン)、ポリ(3,6−ジオクチルチエノ[3,2−b]チオフェン)、ポリ(2,5−ビス(3−デシルチオフェン−2−イル)チエノ[3,2−b]チオフェン)、ポリ(3,4−ジデシルチオフェン−コ−チエノ[3,2−b]チオフェン)、ポリ(3,6−ジオクチルチエノ[3,2−b]チオフェン−コ−チエノ[3,2−b]チオフェン)、ポリ(3,6−ジオクチルチエノ[3,2−b]チオフェン−コ−チオフェン)、ポリ(3.6−ジオクチルチエノ[3,2−b]チオフェン−コ−ビチオフェン)等のポリチオフェン化合物、ポリ[2−メトキシ−5−(2−エチルヘキシルオキシ)−1,4−フェニレンビニレン]、ポリ[2−メトキシ−5−(3,7−ジメチルオクチルオキシ)−1,4−フェニレンビニレン]、ポリ[(2−メトキシ−5−(2−エチルフェキシルオキシ)−1,4−フェニレンビニレン)−コ−(4,4’−ビフェニレンービニレン)]等のポリフェニレンビニレン化合物、ポリ(9,9’−ジドデシルフルオレニル−2,7−ジイル)、ポリ[(9,9−ジオクチル−2,7−ジビニレンフルオレン)−alt−コ−(9,10−アントラセン)]、ポリ[(9,9−ジオクチル−2,7−ジビニレンフルオレン)−alt−コ−(4,4’−ビフェニレン)]、ポリ[(9,9−ジオクチル−2,7−ジビニレンフルオレン)−alt−コ−(2−メトキシ−5−(2−エチルヘキシルオキシ)−1,4−フェニレン)]、ポリ[(9,9−ジオクチル−2,7−ジイル)−コ−(1,4−(2,5−ジヘキシルオキシ)ベンゼン)]等のポリフルオレン化合物、ポリ[2,5−ジオクチルオキシ−1,4−フェニレン]、ポリ[2,5−ジ(2−エチルヘキシルオキシ−1,4−フェニレン]等のポリフェニレン化合物、ポリ[(9,9−ジオクチルフルオレニル−2,7−ジイル)−alt−コ−(N,N’−ジフェニル)−N,N’−ジ(p−ヘキシルフェニル)−1,4−ジアミノベンゼン]、ポリ[(9,9−ジオクチルフルオレニル−2,7−ジイル)−alt−コ−(N,N’−ビス(4−オクチルオキシフェニル)ベンジジン−N,N’−(1,4−ジフェニレン)]、ポリ[(N,N’−ビス(4−オクチルオキシフェニル)ベンジジン−N,N’−(1,4−ジフェニレン)]、ポリ[(N,N’−ビス(4−(2−エチルヘキシルオキシ)フェニル)ベンジジン−N,N’−(1,4−ジフェニレン)]、ポリ[フェニルイミノ−1,4−フェニレンビニレン−2,5−ジオクチルオキシ−1,4−フェニレンビニレン−1,4−フェニレン]、ポリ[p−トリルイミノ−1,4−フェニレンビニレン−2,5−ジ(2−エチルヘキシルオキシ)−1,4−フェニレンビニレン−1,4−フェニレン]、ポリ[4−(2−エチルヘキシルオキシ)フェニルイミノ−1,4−ビフェニレン]等のポリアリールアミン化合物、ポリ[(9,9−ジオクチルフルオレニル−2,7−ジイル)−alt−コ−(1,4−ベンゾ(2,1’,3)チアジアゾール]、ポリ(3,4−ジデシルチオフェン−コ−(1,4−ベンゾ(2,1’,3)チアジアゾール)等のポリチアジアゾール化合物を挙げることができる。特に好ましくは、ポリチオフェン化合物、ポリアリールアミン化合物が特に好ましく、単独または2種以上の混合物として用いることができる。   Further, there is no problem in using a polymer for the hole transport layer, and a known hole transport polymer material is used. Specific examples thereof include poly (3-n-hexylthiophene), poly (3-n-octyl). Oxythiophene), poly (9,9′-dioctyl-fluorene-co-bithiophene), poly (3,3 ′ ″-didodecyl-quarterthiophene), poly (3,6-dioctylthieno [3,2-b] Thiophene), poly (2,5-bis (3-decylthiophen-2-yl) thieno [3,2-b] thiophene), poly (3,4-didecylthiophene-co-thieno [3,2-b Thiophene), poly (3,6-dioctylthieno [3,2-b] thiophene-co-thieno [3,2-b] thiophene), poly (3,6-dioctylthieno [3,2-b] thiophene − -Thiophene), polythiophene compounds such as poly (3.6-dioctylthieno [3,2-b] thiophene-co-bithiophene), poly [2-methoxy-5- (2-ethylhexyloxy) -1,4-phenylene Vinylene], poly [2-methoxy-5- (3,7-dimethyloctyloxy) -1,4-phenylenevinylene], poly [(2-methoxy-5- (2-ethylhexyloxy) -1,4 -Phenylene vinylene) -co- (4,4′-biphenylene-vinylene)] and other polyphenylene vinylene compounds, poly (9,9′-didodecylfluorenyl-2,7-diyl), poly [(9,9 -Dioctyl-2,7-divinylenefluorene) -alt-co- (9,10-anthracene)], poly [(9,9-dioctyl-2,7-divinylenefull) Len) -alt-co- (4,4′-biphenylene)], poly [(9,9-dioctyl-2,7-divinylenefluorene) -alt-co- (2-methoxy-5- (2-ethylhexyl) Oxy) -1,4-phenylene)], poly [(9,9-dioctyl-2,7-diyl) -co- (1,4- (2,5-dihexyloxy) benzene)] and the like , Poly [2,5-dioctyloxy-1,4-phenylene], polyphenylene compounds such as poly [2,5-di (2-ethylhexyloxy-1,4-phenylene], poly [(9,9-dioctylful) Olenyl-2,7-diyl) -alt-co- (N, N′-diphenyl) -N, N′-di (p-hexylphenyl) -1,4-diaminobenzene], poly [(9,9 -Dioctylfluorenyl -2,7-diyl) -alt-co- (N, N'-bis (4-octyloxyphenyl) benzidine-N, N '-(1,4-diphenylene)], poly [(N, N'- Bis (4-octyloxyphenyl) benzidine-N, N ′-(1,4-diphenylene)], poly [(N, N′-bis (4- (2-ethylhexyloxy) phenyl) benzidine-N, N ′ -(1,4-diphenylene)], poly [phenylimino-1,4-phenylenevinylene-2,5-dioctyloxy-1,4-phenylenevinylene-1,4-phenylene], poly [p-tolylimino-1 , 4-phenylene vinylene-2,5-di (2-ethylhexyloxy) -1,4-phenylene vinylene-1,4-phenylene], poly [4- (2-ethylhexyloxy) phenylimino 1,4-biphenylene] and other polyarylamine compounds, poly [(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl) -alt-co- (1,4-benzo (2,1 ′, 3) And polythiadiazole compounds such as poly (3,4-didecylthiophene-co- (1,4-benzo (2,1 ′, 3) thiadiazole)). Particularly preferred are polythiophene compounds and polyarylamine compounds, which can be used alone or as a mixture of two or more.

また、本発明の太陽電池においては、上記に示した正孔輸送化合物に各種添加剤を加えても構わない。添加剤としては、ヨウ素、ヨウ化リチウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム、ヨウ化セシウム、ヨウ化カルシウム、ヨウ化銅、ヨウ化鉄、ヨウ化銀等の金属ヨウ化物、ヨウ化テトラアルキルアンモニウム、ヨウ化ピリジニウム等の4級アンモニウム塩、臭化リチウム、臭化ナトリウム、臭化カリウム、臭化セシウム、臭化カルシウム等の金属臭化物、臭化テトラアルキルアンモニウム、臭化ピリジニウム等の4級アンモニウム化合物の臭素塩、塩化銅、塩化銀等の金属塩化物、酢酸銅、酢酸銀、酢酸パラジウム等の酢酸金属塩、硫酸銅、硫酸亜鉛等の金属硫酸塩、フェロシアン酸塩−フェリシアン酸塩、フェロセン−フェリシニウムイオン等の金属錯体、ポリ硫化ナトリウム、アルキルチオール−アルキルジスルフィド等のイオウ化合物、ビオロゲン色素、ヒドロキノン等、ヨウ化1,2−ジメチル−3−n−プロピルイミダゾイニウム塩、ヨウ化1−メチル−3−n−ヘキシルイミダゾリニウム塩、1,2−ジメチル−3−エチルイミダゾリウムトリフロオロメタンスルホン酸塩、1−メチル−3−ブチルイミダゾリウムノナフルオロブチルスルホン酸塩、1−メチル−3−エチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメチル)スルホニルイミド、1−メチル−3−n−ヘキシルイミダゾリウムビス(トリフルオロメチル)スルホニルイミド、1−メチル−3−n−ヘキシルイミダゾリウムジシアナミド等のイオン液体、ピリジン、4−t−ブチルピリジン、ベンズイミダゾール等の塩基性化合物、リチウムトリフルオロメタンスルホニルイミド、リチウムジイソプロピルイミド等のリチウム化合物を挙げることができる。この中で、カチオンとしてはイミダゾリニウム化合物が、アニオンとしてはビス(トリフルオロメチル)スルホニルイミドアニオンを有する添加剤が好ましい。これらの添加剤は、単独または2種以上の混合物として用いることができる。   Moreover, in the solar cell of this invention, you may add various additives to the hole transport compound shown above. Additives include iodine, lithium iodide, sodium iodide, potassium iodide, cesium iodide, calcium iodide, copper iodide, iron iodide, silver iodide and other metal iodides, tetraalkylammonium iodide, Quaternary ammonium salts such as pyridinium iodide, metal bromides such as lithium bromide, sodium bromide, potassium bromide, cesium bromide and calcium bromide, quaternary ammonium compounds such as tetraalkylammonium bromide and pyridinium bromide Metal chlorides such as bromine salts, copper chloride and silver chloride, metal acetates such as copper acetate, silver acetate and palladium acetate, metal sulfates such as copper sulfate and zinc sulfate, ferrocyanate-ferricyanate, ferrocene -Sulfur compounds such as metal complexes such as ferricinium ions, sodium polysulfide, alkylthiol-alkyl disulfides Viologen dye, hydroquinone, 1,2-dimethyl-3-n-propylimidazolinium iodide, 1-methyl-3-n-hexylimidazolinium iodide, 1,2-dimethyl-3-ethylimidazo 1-methyl-3-butylimidazolium nonafluorobutylsulfonate, 1-methyl-3-ethylimidazolium bis (trifluoromethyl) sulfonylimide, 1-methyl-3-n- Ionic liquids such as hexylimidazolium bis (trifluoromethyl) sulfonylimide, 1-methyl-3-n-hexylimidazolium dicyanamide, basic compounds such as pyridine, 4-t-butylpyridine and benzimidazole, lithium trifluoromethane Sulfonylimide, lithium diisopropylimi Lithium compounds such can be mentioned. Of these, an imidazolinium compound as the cation and an additive having a bis (trifluoromethyl) sulfonylimide anion as the anion are preferable. These additives can be used alone or as a mixture of two or more.

本発明の光電変換素子においては、上記に示した正孔輸送化合物や各種添加剤に加えて、必要に応じては更にアクセプター材料を加えても構わない。アクセプター材料としては、クロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、2,4,7−トリニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロキサントン、2,4,8−トリニトロチオキサントン、2,6,8−トリニトロ−4H−インデノ〔1,2−b〕チオフェン−4−オン、1,3,7−トリニトロジベンゾチオフェン−5,5−ジオキサイド、ジフェノキノン誘導体等が挙げられる。これらのアクセプター材料は、単独または2種以上の混合物として用いることができる。   In the photoelectric conversion element of the present invention, an acceptor material may be further added as necessary in addition to the hole transport compound and various additives described above. Acceptor materials include chloroanil, bromoanil, tetracyanoethylene, tetracyanoquinodimethane, 2,4,7-trinitro-9-fluorenone, 2,4,5,7-tetranitro-9-fluorenone, 2,4,5 , 7-tetranitroxanthone, 2,4,8-trinitrothioxanthone, 2,6,8-trinitro-4H-indeno [1,2-b] thiophen-4-one, 1,3,7-trinitrodibenzo Examples include thiophene-5,5-dioxide and diphenoquinone derivatives. These acceptor materials can be used alone or as a mixture of two or more.

また導電性を向上させる目的で、正孔輸送化合物の一部をラジカルカチオンにするための酸化剤を添加しても構わない。その酸化剤としては、ヘキサクロロアンチモン酸トリス(4−ブロモフェニル)アミニウム、ヘキサフルオロアンチモネート銀、ニトロソニウムテトラフルオボラート、硝酸銀等が挙げられる。この酸化剤の添加によって全ての正孔輸送材料が酸化される必要はなく、一部のみが酸化されていればよい。また添加した酸化剤は添加した後、系外に取り出しても、取り出さなくてもよい。   Moreover, you may add the oxidizing agent for making a part of hole transport compound into a radical cation for the purpose of improving electroconductivity. Examples of the oxidizing agent include tris (4-bromophenyl) aminium hexachloroantimonate, silver hexafluoroantimonate, nitrosonium tetrafluorate, and silver nitrate. It is not necessary for all hole transport materials to be oxidized by the addition of the oxidizing agent, and only a part of the hole transporting material needs to be oxidized. The added oxidizing agent may be taken out of the system after the addition or may not be taken out.

本発明の光電変換素子は、前述した機能層の他に種々の機能層を付与することも重要であり、以下に掲げるがこれらに限定されるものではない。特に多層からなるセルやモジュールあるいはこれらを組み合わせた太陽電池においては、その性能を十分に発現し商品としての実用性をえることが必要である。以下にそれらについて記述する。   In the photoelectric conversion element of the present invention, it is also important to provide various functional layers in addition to the above-described functional layers. However, the present invention is not limited to these. In particular, in a cell or module consisting of multiple layers, or a solar cell that combines these, it is necessary to fully exhibit its performance and obtain commercial utility. These are described below.

(マスクフィルム)
本発明においては、光電変換素子セルあるいは光電変換素子モジュール更には太陽電池を作製する際に、その形状や隣接するセル同志の短絡を防止するために、各セルの区分分割のためにマスクフィルムを利用することが好ましい。使用されるマスクフィルムは、その開放部分が本発明の光電変換層のひな型としての役割を持つと同時に、透明導電性基板あるいはバッファ層を形成した透明導電性基板に容易に貼りつけることができ、微粒子分散液やペロブスカイト化合物溶液を設けた後には、容易に剥がすことができる粘着層を有する粘着フィルムであれば、特に限定されるものではない。
(Mask film)
In the present invention, when a photoelectric conversion element cell or a photoelectric conversion element module, or even a solar battery is manufactured, a mask film is used for dividing and dividing each cell in order to prevent a short circuit between the shapes and adjacent cells. It is preferable to use it. The mask film used can be easily attached to a transparent conductive substrate or a transparent conductive substrate on which a buffer layer is formed at the same time that the open part serves as a model of the photoelectric conversion layer of the present invention, After the fine particle dispersion or the perovskite compound solution is provided, there is no particular limitation as long as it is an adhesive film having an adhesive layer that can be easily peeled off.

具体的には、光電変換素子の基材の一方の面に微粘着剤層と剥離フィルム、もう一方の面に帯電防止層、防汚層を設けた積層フィルムであり、液晶表示装置に用いる偏光フィルムや位相差フィルムの表面保護フィルムに用いられている積層粘着フィルムが使用できる。使用時に剥離フィルムを剥離して、透明導電性基板あるいはバッファ層を形成した透明導電性基板にマスクフィルムを貼合する。ただし、半導体微粒子層を形成するために塗布した金属酸化物半導体ナノ粒子分散液や光電変換層を形成するために塗布したペロブスカイト化合物溶液を加熱・乾燥処理する必要があることから、基材フィルムは、バッファ層を形成した透明導電性基板と同程度の熱収縮率であることが必要である。具体的には、加熱条件(150℃、30min)下での熱収縮率(MD・TD)は、0.5%以下、より好ましくは、0.2%以下である。   Specifically, it is a laminated film in which a slight adhesive layer and a release film are provided on one surface of a substrate of a photoelectric conversion element, and an antistatic layer and an antifouling layer are provided on the other surface. The laminated adhesive film used for the surface protection film of a film or retardation film can be used. At the time of use, a peeling film is peeled and a mask film is bonded to a transparent conductive substrate or a transparent conductive substrate on which a buffer layer is formed. However, since it is necessary to heat and dry the metal oxide semiconductor nanoparticle dispersion applied to form the semiconductor fine particle layer and the perovskite compound solution applied to form the photoelectric conversion layer, the base film is It is necessary that the thermal contraction rate is the same as that of the transparent conductive substrate on which the buffer layer is formed. Specifically, the thermal contraction rate (MD · TD) under heating conditions (150 ° C., 30 min) is 0.5% or less, more preferably 0.2% or less.

前記マスクフィルムは、粘着力の異なる複数のマスクフィルムを積層して用いることができる。多孔質半導体微粒子層を形成後に最上層を剥がし、ペロブスカイト化合物溶液塗布時に、透明導電性基板あるいはバッファ層を形成した透明導電性基板を保護した後、マスクフィルムを剥がし取ることができるからである。 光電変換素子のセルの平面形状は、矩形であって、前記矩形の面積(S)が300mm〜600mmである。平面形状をかかる範囲内とすることで、光電変換素子の単位面積当たりの内部抵抗が最も小さくすることができ、変換効率を最も高くすることができるからである。 The mask film can be used by laminating a plurality of mask films having different adhesive forces. This is because the uppermost layer is peeled off after forming the porous semiconductor fine particle layer, and the mask film can be peeled off after protecting the transparent conductive substrate or the transparent conductive substrate on which the buffer layer is formed at the time of applying the perovskite compound solution. The planar shape of the cell of the photoelectric conversion element is a rectangular, the rectangular area (S) is 300mm 2 ~600mm 2. This is because by setting the planar shape within such a range, the internal resistance per unit area of the photoelectric conversion element can be minimized and the conversion efficiency can be maximized.

(封止層)
本発明の封止層は、光電変換層の周囲に設けられ、光電変換層を封止する機能を有する。前記封止層は、基本的には、一対の透明電極基板を接着する封止剤と前記一対の透明電極基板との間に必要な隙間を調整し、場合により光電変換層を形成するためのスペーサーにより構成されている。本発明の封止層の厚みは、前記光電変換層の厚みと実質的に同一であることが好ましい。一対の透明電極基板との間隙が均一に保つことで、安定した発電効率を示すためである。また、本発明の封止層の幅長は、特に限定されるものではないが、例えば0.2mm〜5mmの範囲内、中でも0.5mm〜3mmの範囲内であることが好ましい。封止層の幅長が狭すぎると、光電変換層の保護機能を十分に発揮できない可能性があり、封止層の幅長が広すぎると、光電変換素子において発電に寄与する素子面積が減少するため、モジュール面積に対して有効な面積が低下し、有効発電効率が減少してしまう可能性があるからである。
(Sealing layer)
The sealing layer of the present invention is provided around the photoelectric conversion layer and has a function of sealing the photoelectric conversion layer. The sealing layer basically adjusts a necessary gap between the sealing agent for bonding a pair of transparent electrode substrates and the pair of transparent electrode substrates, and in some cases for forming a photoelectric conversion layer It is composed of spacers. The thickness of the sealing layer of the present invention is preferably substantially the same as the thickness of the photoelectric conversion layer. This is because the gap between the pair of transparent electrode substrates is kept uniform to show stable power generation efficiency. The width of the sealing layer of the present invention is not particularly limited, but is preferably in the range of, for example, 0.2 mm to 5 mm, and more preferably in the range of 0.5 mm to 3 mm. If the width of the sealing layer is too narrow, the protective function of the photoelectric conversion layer may not be sufficiently exhibited. If the width of the sealing layer is too wide, the element area contributing to power generation in the photoelectric conversion element is reduced. This is because the effective area with respect to the module area decreases, and the effective power generation efficiency may decrease.

(封止剤)
本発明の封止剤は、一対の透明電極基板を接着し、光電変換層を封止することができるものであれば特に限定されるものではない。基板間の接着性、耐光性、高温高湿耐久性(耐湿熱性)に優れていることが好ましい。光電変換層を持続的に機能させるためには、接着性に加えて、耐光性と耐湿熱性に優れる必要があるからである。
接着性、耐薬品性、耐湿熱性に優れた封止剤としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、活性放射線(光、電子線)硬化性樹脂がある。素材としては、アクリル系樹脂、フッ素系樹脂、シリコン系樹脂、オレフィン系樹脂、ポリアミド樹脂等がある。取扱い性に優れるという観点から、光硬化性アクリル系樹脂が好ましい。
(Sealing agent)
The sealing agent of this invention will not be specifically limited if a pair of transparent electrode substrate can be adhere | attached and a photoelectric converting layer can be sealed. It is preferable that it is excellent in the adhesiveness between board | substrates, light resistance, and high temperature, high humidity durability (moisture heat resistance). This is because, in order to make the photoelectric conversion layer function continuously, it is necessary to have excellent light resistance and moisture and heat resistance in addition to adhesiveness.
Examples of the sealant excellent in adhesiveness, chemical resistance, and wet heat resistance include thermoplastic resins, thermosetting resins, and active radiation (light, electron beam) curable resins. Examples of the material include acrylic resin, fluorine resin, silicon resin, olefin resin, and polyamide resin. From the viewpoint of excellent handleability, a photocurable acrylic resin is preferred.

(スペーサー)
本発明のスペーサーは、一対の電極基板間に必要な隙間を所望の範囲に調整できるものであれば特に限定されるものではない。通常、真円球樹脂粒子、無機粒子、ガラスビーズなどを適宜選択することができる。本発明では、真円樹脂粒子を用いることが好ましい。粒径としては、1μm〜100μmが好ましく、1μm〜50μmがより好ましく、1μm〜20μmが特に好ましい。一対の透明電極基板が接することがなく、かつ、より短い間隙を均一に保つことで、光電変換効率が向上するからである。
(spacer)
The spacer of the present invention is not particularly limited as long as a necessary gap between a pair of electrode substrates can be adjusted to a desired range. Usually, spherical resin particles, inorganic particles, glass beads and the like can be appropriately selected. In the present invention, it is preferable to use perfect circle resin particles. As a particle size, 1 micrometer-100 micrometers are preferable, 1 micrometer-50 micrometers are more preferable, and 1 micrometer-20 micrometers are especially preferable. This is because the pair of transparent electrode substrates are not in contact with each other and the photoelectric conversion efficiency is improved by keeping the shorter gap uniform.

(集電線)
本発明では、透明導電膜上に金属(良導体)からなる集電線を配設することにより、光電極および対向電極の両導電層の表面抵抗率を下げている。集電線は、封止層により区分された光電変換素子の外部に設けられることが好ましい。集電線の材料は、導電性を有していれば特に制限はないが、抵抗率が比較的低い金属材料、例えば、銀、銅、アルミニウム、タングステン、ニッケル、クロムのうちから選ばれる少なくとも1つ以上の金属あるいはこれらの合金からなることが好ましく、抵抗率が低く、線として形成し易いという観点からは、銀がより好ましい。集電線は、透明導電層上に格子状に形成することもできる。集電線の形成方法としては、スパッタ法、蒸着法、メッキ法あるいはスクリーン印刷法などが用いられる。集電線の幅は、0.1mm〜5mm、より好ましくは、0.2mm〜3mmであり、集電線の厚さは、3μm〜50μm、より好ましくは、4μm〜20μmである。十分な線断面積当たりの電気伝導度を確保すると共に、後述する導電性微粒子を利用する場合に、一対の透明電極基板との間に必要な間隙を確保するために適切な幅と厚みを必要し、所望の集電線とすればよい。
(Collector)
In the present invention, the surface resistivity of both the conductive layer of the photoelectrode and the counter electrode is lowered by arranging a current collector made of metal (good conductor) on the transparent conductive film. It is preferable that the current collector is provided outside the photoelectric conversion element divided by the sealing layer. The material of the current collector is not particularly limited as long as it has conductivity, but at least one selected from metal materials having a relatively low resistivity, for example, silver, copper, aluminum, tungsten, nickel, and chromium. It is preferably made of the above metals or alloys thereof, and silver is more preferable from the viewpoint of low resistivity and easy formation as a line. The current collector may be formed in a lattice shape on the transparent conductive layer. As a method for forming the current collector, sputtering, vapor deposition, plating, screen printing, or the like is used. The width of the current collector is 0.1 mm to 5 mm, more preferably 0.2 mm to 3 mm, and the thickness of the current collector is 3 μm to 50 μm, more preferably 4 μm to 20 μm. In addition to ensuring sufficient electrical conductivity per line cross-sectional area, it is necessary to have the appropriate width and thickness to ensure the necessary gap between the pair of transparent electrode substrates when using conductive particles described later. And a desired current collecting line may be used.

(取出し電極)
本発明では、光電変換素子は一対の取出し電極を備えていることが好ましい。後述する外装、バリアー包装体で光電変換素子を被覆するときは、前記取出し電極にリード材を取り付けることができる。取出し電極の材料としては、導電性を有していれば特に制限はない。抵抗率が比較的低い金属材料、例えば、金、白金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、亜鉛、チタン、クロムのうちから選ばれる少なくとも1つ以上の金属あるいはこれらの合金からなることが好ましい。取出し電極の厚さは、50nm〜100μmであることが好ましい。取出し電極の厚さは、断線により光電変換素子の歩留まりが低下しない程度に薄すぎないことが必要であり、コスト面から過度に厚くする必要なないからである。また、取出し電極の形状は、特に制限はない。例えば、金属箔、金属テープ、板状、紐状のいずれであってもよい。加工性の観点から金属テープが好ましい。
(Extraction electrode)
In the present invention, the photoelectric conversion element preferably includes a pair of extraction electrodes. When the photoelectric conversion element is covered with an exterior or barrier package described later, a lead material can be attached to the extraction electrode. The material of the extraction electrode is not particularly limited as long as it has conductivity. It is preferably made of a metal material having a relatively low resistivity, for example, at least one metal selected from gold, platinum, silver, copper, aluminum, nickel, zinc, titanium, and chromium, or an alloy thereof. The thickness of the extraction electrode is preferably 50 nm to 100 μm. This is because it is necessary that the thickness of the extraction electrode is not too thin so that the yield of the photoelectric conversion element does not decrease due to disconnection, and it is not necessary to increase the thickness excessively from the viewpoint of cost. The shape of the extraction electrode is not particularly limited. For example, any of metal foil, a metal tape, plate shape, and string shape may be sufficient. A metal tape is preferable from the viewpoint of workability.

(外装およびバリアー包装体)
本発明では、その両電極の基板がプラスチックの場合な前記基板は水蒸気やガスに対してその透過性の小さい素材が用いられるが、特に高温度で高湿度での過酷な環境条件では不十分で、電気出力の劣化が見られる可能性がある。これらの改良方法としては、前記基板にガスや水蒸気に対するバリアー特性を有する基板にするか、あるいは水蒸気やガスに対してバリアー性のある包装体で、本発明の光電変換素子を包み込むことで達成できる。その際に、本発明の光電変換素子とハイバリア包装材料に間に空間があってもよく、また接着剤で本発明の光電変換素子を接着させてもよい。更には、水蒸気やガスを通しにくい液体や固体(例えば、液状またはゲル状のパラフィン、シリコン、リン酸エステル、脂肪族エステルなど)を用いて、本発明の光電変換素子を包装材料に包装してもよい。以下に、本発明で好ましく用いられるバリアフィルム、特に水蒸気バリアー性について以下に記述する。
(Exterior and barrier packaging)
In the present invention, a material having low permeability to water vapor or gas is used as the substrate when both electrodes are made of plastic, but it is not sufficient particularly under severe environmental conditions at high temperature and high humidity. There is a possibility that deterioration of electric output is observed. These improvement methods can be achieved by making the substrate have a barrier property against gas or water vapor, or by wrapping the photoelectric conversion element of the present invention in a package having a barrier property against water vapor or gas. . At that time, there may be a space between the photoelectric conversion element of the present invention and the high barrier packaging material, or the photoelectric conversion element of the present invention may be bonded with an adhesive. Further, the photoelectric conversion element of the present invention is packaged in a packaging material using a liquid or solid that is difficult to pass water vapor or gas (for example, liquid or gel paraffin, silicon, phosphate ester, aliphatic ester, etc.). Also good. Hereinafter, the barrier film preferably used in the present invention, particularly the water vapor barrier property will be described below.

本発明で好ましく用いられるバリアー性のある基板あるいは包装材料の好ましい水蒸気透過度は、40℃、相対湿度90%(90%RH)の環境下で0.1g/m2/日以下であり、より好ましくは0.01g/m2/日以下であり、更に好ましくは0.0005g/m2/日以下であり、特に好ましくは0.00001g/m2/日以下である。また、環境温度が60℃、90%RHでのより過酷な場合でも、バリアー性のある基板あるいは包装材料の水蒸気透過度は、より好ましくは0.01g/m2/日以下であり、更に好ましくは0.0005g/m2/日以下であり、特に好ましくは0.00001g/m2/日以下である。またバリアー性のある基板あるいは包装材料の酸素透過率は25℃、0%RHの環境下において、好ましくは約0.001g/m2/日以下であり、より好ましくは0.00001g/m2/日が好ましい。 The preferable water vapor permeability of the substrate or packaging material having a barrier property preferably used in the present invention is 0.1 g / m 2 / day or less in an environment of 40 ° C. and a relative humidity of 90% (90% RH), more preferably. Is 0.01 g / m 2 / day or less, more preferably 0.0005 g / m 2 / day or less, and particularly preferably 0.00001 g / m 2 / day or less. Further, even when the environmental temperature is 60 ° C. and 90% RH, the water vapor permeability of the substrate or packaging material having a barrier property is more preferably 0.01 g / m 2 / day or less, and still more preferably. 0.0005 g / m 2 / day or less, particularly preferably 0.00001 g / m 2 / day or less. The oxygen permeability of the substrate or packaging material having a barrier property is preferably about 0.001 g / m 2 / day or less, more preferably 0.00001 g / m 2 / day in an environment of 25 ° C. and 0% RH. preferable.

これらの本発明の光電変換素子用バリアー性のある基板あるいは包装材料に、水蒸気やガスに対するバイア性付与は、特に限定されないが、本発明の光電変換素子に必要な光量を妨げないことが必要であるために透過性のあるバリアー性のある基板あるいは包装材料であり、その透過率は好ましくは50%以上であり、より好ましくは70%以上であり、更に好ましくは85%以上であり、特に好ましくは90%以上である。前記の特性を有するバリアー性のある基板あるいは包装材料は、その構成や材料において特に限定されることはなく、該特性を有するものであれば特に限定されない。   Although there is no particular limitation on imparting via properties to water vapor or gas to the barrier substrate or packaging material for the photoelectric conversion element of the present invention, it is necessary that the amount of light necessary for the photoelectric conversion element of the present invention is not hindered. Therefore, it is a substrate or packaging material that is permeable and has a barrier property, and its transmittance is preferably 50% or more, more preferably 70% or more, still more preferably 85% or more, particularly preferably. Is 90% or more. The board | substrate or packaging material which has the said characteristic with a barrier property is not specifically limited in the structure or material, and if it has this characteristic, it will not specifically limit.

本発明の好ましいバリアフィルムのある基板あるいは包装材料は、プラスチック支持体上に水蒸気やガスの透過性が低いバリアー層を設置したフィルムであることが好ましい。ガスバリアフィルムの例としては、酸化ケイ素や酸化アルミニウムを蒸着したもの(特公昭53−12953、特開昭58−217344)、有機無機ハイブリッドコーティング層を有するもの(特開2000−323273、特開2004−25732)、無機層状化合物を有するもの(特開2001−205743)、無機材料を積層したもの(特開2003−206361、特開2006−263989)、有機層と無機層を交互に積層したもの(特開2007−30387、米国特許6413645、Affinitoら著 Thin Solid Films 1996年 290−291頁)、有機層と無機層を連続的に積層したもの(米国特許2004−4s6497)などが挙げられる。バリアフィルムの包装材料を光電変換素子の両面に貼り合せる際には、バリアフィルムの包装材料が接着剤で接着させることが推奨される。また、バリアフィルムの包装材料と光電変換素子の間にポリマーや反応性モノマー或いはオリゴマーを充填し、接着させることも好ましい。   A substrate or packaging material having a preferable barrier film of the present invention is preferably a film in which a barrier layer having low water vapor and gas permeability is provided on a plastic support. Examples of the gas barrier film include those obtained by vapor-depositing silicon oxide and aluminum oxide (Japanese Patent Publication No. Sho 53-12953, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 58-217344), and those having an organic-inorganic hybrid coating layer (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-323273, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-2004). 25732), those having an inorganic layered compound (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-205743), those obtained by laminating inorganic materials (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-206361, Japanese Patent Laid-Open No. 2006-263389), those obtained by alternately laminating organic layers and inorganic layers (special No. 2007-30387, US Pat. No. 6413645, Affinito et al., Thin Solid Films 1996, pages 290-291), and organic layers and inorganic layers laminated continuously (US Pat. No. 2004-4s6497). When the barrier film packaging material is bonded to both sides of the photoelectric conversion element, it is recommended that the barrier film packaging material be adhered with an adhesive. Moreover, it is also preferable to fill a polymer, a reactive monomer, or an oligomer between the packaging material for the barrier film and the photoelectric conversion element and adhere them.

(モジュール、光電変換素子の形態)
本発明においては、実際に使用するに際してその形態は特に限定されない。モジュール形態としては、単セルでもよくまた多数セルが連結したモジュールあるいは商品形態の太陽電池でもよい。多数セルの連結に当たっては、その接続方法は特に限定されず、直列方式や並列方式を任意に選択でき、更にはこれらを組み合わせて所望のモジュールや太陽電池を作製することも出来る。ここで、太陽電池においては一部のセルが不調になっても問題ないように、多数セルを直列接続したモジュールグループを、更にグループ関で直列に接続して発電性を維持できるようにすることも推奨される。
(Module, photoelectric conversion element form)
In the present invention, the form is not particularly limited when actually used. The module form may be a single cell, a module in which a large number of cells are connected, or a solar battery in a commercial form. In connecting a large number of cells, the connection method is not particularly limited, and a serial method or a parallel method can be arbitrarily selected, and further, a desired module or solar cell can be produced by combining them. Here, in order to avoid problems even if some cells in the solar cell become malfunctioning, module groups in which a large number of cells are connected in series are further connected in series in a group relationship so that power generation can be maintained. Is also recommended.

以下に、本発明の効果を奏する実施態様を実施例として示す。また、表1にそのまとめを示す。ただし、本発明はこれらの限定されるものではない。   Embodiments that exhibit the effects of the present invention will be described below as examples. Table 1 shows the summary. However, the present invention is not limited to these.

(P1)ハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物の合成
(P1−1)ハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物−A〔CHNHPbI〕の合成
三口フラスコ内に、メチルアミン〔CHNH〕溶液1gとメタノール100mlを入れ、窒素バブリングを行いながらヨウ化水素酸を加えてpHを3〜4程度に調整した後、マグネッチックスターラーにより1時間撹拌した。この溶液をエバポレーターで蒸留した後、40℃で乾燥し再精製することによりヨウ化メチルアミンを合成した。次に合成したヨウ化メチルアミン〔CHNHI〕とヨウ化鉛をモル比1:1の割合で、ジメチルホムアルデヒドに15重量%濃度となるように混合して溶解し、ハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物−A〔CHNHPbI〕溶液を調製した。
(P1) Synthesis of halide organic-inorganic hybrid perovskite compound (P1-1) Synthesis of halide organic-inorganic hybrid perovskite compound-A [CH 3 NH 3 PbI 3 ] In a three-necked flask, a methylamine [CH 3 NH 2 ] solution 1 g and 100 ml of methanol were added, and hydroiodic acid was added while nitrogen bubbling to adjust the pH to about 3 to 4, followed by stirring with a magnetic stirrer for 1 hour. This solution was distilled with an evaporator, dried at 40 ° C., and purified again to synthesize methylamine iodide. Next, the synthesized methylamine [CH 3 NH 4 I] and lead iodide are mixed and dissolved in dimethylformaldehyde so as to have a concentration of 15% by weight in a molar ratio of 1: 1. An inorganic hybrid perovskite compound-A [CH 3 NH 3 PbI 3 ] solution was prepared.

(P1−2)ハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物−B〔CNHPbI〕の合成
三口フラスコ内に、エチルアミン〔CNH〕溶液1gとメタノール100mlを入れ、窒素バブリングを行いながらヨウ化水素酸〔HI〕を加えてpHを3〜4程度に調整した後、マグネッチックスターラーにより1時間撹拌した。この溶液をエバポレーターで蒸留した後、40℃で乾燥し、再精製することによりヨウ化エチルアミン〔CNHI〕を合成した。次に合成したヨウ化エチルアミン〔CNHI〕と沃化鉛〔PbI〕をモル比1:1の割合で、ジメチルホムアルデヒドに15重量%濃度となるように混合して溶解し、ハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物−B〔CNHPbI〕 溶液を調製した。
(P1-2) Synthesis of Halide-based Organic-Inorganic Hybrid Perovskite Compound-B [C 2 H 5 NH 3 PbI 3 ] In a three-necked flask, 1 g of an ethylamine [C 2 H 5 NH 2 ] solution and 100 ml of methanol are placed, and nitrogen bubbling is performed. Hydrochloric acid [HI] was added while adjusting the pH to about 3 to 4, and the mixture was stirred with a magnetic stirrer for 1 hour. This solution was distilled with an evaporator, dried at 40 ° C., and repurified to synthesize ethyl iodide [C 2 H 5 NH 4 I]. Next, the synthesized ethylamine [C 2 H 5 NH 4 I] and lead iodide [PbI 2 ] are mixed and dissolved in dimethylformaldehyde at a molar ratio of 1: 1 to a concentration of 15% by weight. Then, a halide-based organic / inorganic hybrid perovskite compound-B [C 2 H 5 NH 3 PbI 3 ] solution was prepared.

(P1−3)ハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物−C〔CHNHSnI〕の合成
三口フラスコ内に、メチルアミン〔CHNH〕溶液1gとメタノール100mlを入れ、窒素バブリングを行いながらヨウ化水素酸〔HI〕を加えてpHを3〜4程度に調整した後、マグネッチックスターラーにより1時間撹拌した。この溶液をエバポレーターで蒸留した後、40℃で乾燥し、再精製することによりヨウ化メチルアミン〔CHNHI〕を合成した。次に合成したヨウ化メチルアミン〔CHNHI〕とヨウ化錫〔SnI〕をモル比1:1の割合で、アセトニトリルに10重量%濃度となるように溶解し、ハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物−C〔CHNHSnI〕溶液を調製した。
(P1-3) Synthesis of Halide-Based Organic-Inorganic Hybrid Perovskite Compound-C [CH 3 NH 3 SnI 3 ] Into a three- necked flask, 1 g of a methylamine [CH 3 NH 2 ] solution and 100 ml of methanol are placed, and nitrogen bubbling is performed. Hydroiodic acid [HI] was added to adjust the pH to about 3 to 4, followed by stirring with a magnetic stirrer for 1 hour. This solution was distilled by an evaporator, dried at 40 ° C., and purified again to synthesize methylamine iodide [CH 3 NH 4 I]. Next, the synthesized methylamine [CH 3 NH 4 I] and tin iodide [SnI 2 ] are dissolved at a molar ratio of 1: 1 in acetonitrile so as to have a concentration of 10% by weight. A mixed perovskite compound-C [CH 3 NH 3 SnI 3 ] solution was prepared.

(P1−4)ハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物−D〔CNHSnI〕の合成
三口フラスコ内に、エチルアミン〔CNH〕溶液1gとメタノール100mlを入れ、窒素バブリングを行いながらヨウ化水素酸を加えてpHを3〜4程度に調整した後、マグネッチックスターラーにより1時間撹拌した。この溶液をエバポレーターで蒸留した後、40℃で乾燥し、再精製することによりヨウ化エチルアミン〔CNHI〕を合成した。次に合成したヨウ化エチルアミン〔CNHI〕とヨウ化錫〔SnI〕をモル比1:1の割合で、アセトニトリルに10重量%濃度となるように溶解し、ハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物−D〔CNHSnI〕溶液を調製した。
(P1-4) Synthesis of Halide-based Organic-Inorganic Hybrid Perovskite Compound-D [C 2 H 5 NH 3 SnI 3 ] In a three-necked flask, 1 g of an ethylamine [C 2 H 5 NH 2 ] solution and 100 ml of methanol are placed, and nitrogen bubbling is performed. The pH was adjusted to about 3 to 4 by adding hydroiodic acid while carrying out the above, and then stirred for 1 hour with a magnetic stirrer. This solution was distilled with an evaporator, dried at 40 ° C., and repurified to synthesize ethyl iodide [C 2 H 5 NH 4 I]. Next, the synthesized ethylamine [C 2 H 5 NH 4 I] and tin iodide [SnI 2 ] are dissolved at a molar ratio of 1: 1 in acetonitrile so as to have a concentration of 10% by weight. An inorganic hybrid perovskite compound-D [C 2 H 5 NH 3 SnI 3 ] solution was prepared.

(P1−5)ハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物−E〔(C-)(C-)CH−CH−NHPbI〕の合成
2−エチルヘキシルアミンの40%メタノール溶液(27.86mL)と57質量%のヨウ化水素の水溶液(ヨウ化水素酸、30mL)とを、フラスコ中、0℃で2時間攪拌した。その後、濃縮してアンモニウム化合物を得た。得られたアンモニウム化合物をエタノールに溶解し、ジエチルエーテルで加えて再結晶し、該結晶をろ取後、60℃で24時間減圧乾燥して、精製したアンモニウム化合物〔(C-)(C-)CH-CH−NHI〕を得た。続いて、アンモニウム化合物〔(C-)(C-)CH-CH−NHI〕とヨウ化鉛〔PbI〕をモル比で2:1とし、t−ブタノール溶媒中、60℃で12時間攪拌して混合した後、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)シリンジフィルターでろ過して、ハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物−E〔(C-)(C-)CH−CH−NHPbI〕を調製した。
(P1-5) halide organic-inorganic hybrid perovskite compound -E [(C 2 H 5 -) ( C 4 H 9 -) CH-CH 2 -NH 3) 2 PbI 4 ] 40% of the synthetic 2-ethylhexyl amine A methanol solution (27.86 mL) and an aqueous solution of 57% by mass hydrogen iodide (hydroiodic acid, 30 mL) were stirred in a flask at 0 ° C. for 2 hours. Then, it concentrated and obtained the ammonium compound. The obtained ammonium compound was dissolved in ethanol, added with diethyl ether and recrystallized. The crystal was collected by filtration, dried under reduced pressure at 60 ° C. for 24 hours, and purified ammonium compound [(C 2 H 5 −) ( C 4 H 9 -) was obtained CH-CH 2 -NH 3 I]. Subsequently, the ammonium compound [(C 2 H 5 −) (C 4 H 9 −) CH—CH 2 —NH 3 I] and lead iodide [PbI 2 ] are adjusted to a molar ratio of 2: 1, and the t-butanol solvent is used. The mixture was stirred at 60 ° C. for 12 hours, mixed, then filtered through a polytetrafluoroethylene (PTFE) syringe filter, and a halide-based organic-inorganic hybrid perovskite compound-E [(C 2 H 5- ) (C 4 H 9 -) CH-CH 2 -NH 3 ) was prepared 2 PbI 4].

(P1−6)ハライド系無機ペロブスカイト化合物−F〔CsSnI〕の合成
ヨウ化セシウム〔CsI〕とヨウ化錫〔SnI〕をモル比1:1の割合で、アセトニトリルに10重量%濃度となるように溶解し、ハライド系無機ペロブスカイト化合物−F〔CsSnI〕溶液を調製した。
(P1-6) Synthesis of Halide-Based Inorganic Perovskite Compound-F [CsSnI 3 ] Cesium iodide [CsI] and tin iodide [SnI 2 ] in a molar ratio of 1: 1 to 10% by weight in acetonitrile Thus, a halide-based inorganic perovskite compound-F [CsSnI 3 ] solution was prepared.

<実施例1>
(1−1)光電極の作製
(1−1−1)バッファ層の作製
FTO透明導電ガラス基板(シート抵抗11Ω)の導電面側に塗布コーターにセットし、1.6%に希釈したオルガチックPC−600溶液(マツモトファインケミカル製)をワイヤーバーにより掃引速度(10mm/秒)で塗布し、10分間室温乾燥した後、さらに10分間150℃で加熱乾燥して、バッファ層(6nm)を形成した。
<Example 1>
(1-1) Production of photoelectrode (1-1-1) Production of buffer layer Organic set on a coating coater on the conductive surface side of an FTO transparent conductive glass substrate (sheet resistance 11Ω) and diluted to 1.6% A PC-600 solution (manufactured by Matsumoto Fine Chemical) was applied with a wire bar at a sweep rate (10 mm / second), dried at room temperature for 10 minutes, and further heated and dried at 150 ° C. for 10 minutes to form a buffer layer (6 nm). .

(1−1−2)光電変換層の作製
前記バッファ層を付与したFTO透明導電ガラス基板に、ハライド系有機無機ペロブスカイト化合物−AのN,N−ジメチルホルムデヒド溶液を0.2μmフィルター付きのシリンジで所定量滴下し、3000rpmの回転数でスピンコート後、60℃の熱風循環式オーブン中で10分間加熱乾燥し光電変換層を有する導電性光電極−01を作製した。
(1-1-2) Production of photoelectric conversion layer Syringe with 0.2 μm filter of N, N-dimethylformaldehyde solution of halide organic inorganic perovskite compound-A on FTO transparent conductive glass substrate provided with the buffer layer A predetermined amount was dropped and spin-coated at a rotational speed of 3000 rpm, and then heat-dried in a hot air circulation oven at 60 ° C. for 10 minutes to prepare a conductive photoelectrode-01 having a photoelectric conversion layer.

(1−1−3)接着層の付与
(1−1−3−1)アクリル系ポリマーシロップ−01の合成
モノマーとして2−エチルへキシルアクリレート(2EHA)(65重量部)、ブチルアクリレート(BA)(30重量部)、アクリル酸(AA)(5重量部)、光重合開始剤として商品名「イルガキュアー651」(チバスペシャリティーケミカルズ社製)を0.1重量部配合した後、窒素ガスを吹き込んで溶存酸素を除去し、その後、粘度(BH粘度計、No.5ローター、10rpm、測定温度:30℃)が約15Pa・sになるまで紫外線を照射して、モノマーの一部が重合したアクリル系ポリマーシロップ-01を作成した。
(1-1-3) Application of adhesion layer (1-1-3-1) Synthesis of acrylic polymer syrup-01 2-ethylhexyl acrylate (2EHA) (65 parts by weight), butyl acrylate (BA) as monomers (30 parts by weight), acrylic acid (AA) (5 parts by weight), and 0.1 parts by weight of a trade name “Irgacure 651” (manufactured by Ciba Specialty Chemicals) as a photopolymerization initiator were mixed, and then nitrogen gas was added The dissolved oxygen was removed by blowing, and then ultraviolet rays were irradiated until the viscosity (BH viscometer, No. 5 rotor, 10 rpm, measurement temperature: 30 ° C.) reached about 15 Pa · s, and a part of the monomer was polymerized. Acrylic polymer syrup-01 was prepared.

(1−1−3−2)アクリル系オリゴマー−01の合成
シクロヘキシルメタクリレート(CHMA)(100重量部)、チオグリコール酸(3.5重量部)を配合した後、窒素ガスを吹き込んで溶存酸素を除去した。ついで90℃まで昇温したところで、パーヘキシルO(日本油脂株式会社製)(0.005重量部)、パーヘキシルD(日本油脂株式会社製)(0.01重量部)を混合した。さらに、90℃で1時間攪拌後、1時間かけて130℃まで昇温した。その後、130℃で1時間攪拌後、30分かけて170℃まで昇温し、170℃で60分攪拌した。次いで170℃の状態で減圧し1時間攪拌し残留モノマーを除去し、アクリル系オリゴマー−01を得た。尚、得られたオリゴマーの重量平均分子量は4500であった。
(1-1-3-2) Synthesis of acrylic oligomer-01 After compounding cyclohexyl methacrylate (CHMA) (100 parts by weight) and thioglycolic acid (3.5 parts by weight), nitrogen gas was blown to dissolve dissolved oxygen. Removed. Next, when the temperature was raised to 90 ° C., perhexyl O (manufactured by NOF Corporation) (0.005 parts by weight) and perhexyl D (manufactured by NOF Corporation) (0.01 parts by weight) were mixed. Furthermore, after stirring at 90 ° C. for 1 hour, the temperature was raised to 130 ° C. over 1 hour. Then, after stirring at 130 ° C. for 1 hour, the temperature was raised to 170 ° C. over 30 minutes and stirred at 170 ° C. for 60 minutes. Next, the pressure was reduced at 170 ° C., and the mixture was stirred for 1 hour to remove the residual monomer, to obtain acrylic oligomer-01. In addition, the weight average molecular weight of the obtained oligomer was 4500.

(1−1−3−3)アクリル系接着剤組成物の調製
上記方法により得たアクリル系ポリマーシロップ−01(100重量部)に対して、ヘキサンジオールジアクリレート(0.1重量部)、上記で得たアクリル系オリゴマー01(20重量部)を配合しアクリル系粘着剤組成物−01を得た。この混合物1重量部を酢酸エチル999重量部に希釈してアクリル系接着剤組成物−01液を得た。
(1-1-3-3) Preparation of acrylic adhesive composition For acrylic polymer syrup-01 (100 parts by weight) obtained by the above method, hexanediol diacrylate (0.1 parts by weight), the above The acrylic oligomer 01 (20 parts by weight) obtained in 1 was blended to obtain an acrylic pressure-sensitive adhesive composition-01. 1 part by weight of this mixture was diluted to 999 parts by weight of ethyl acetate to obtain an acrylic adhesive composition-01 solution.

(1−1−3−4)アクリル系接着層の付与
上記(1-1−2)で作製した光電変換層を有する導電性光電極−01の上に、前記アクリル系接着剤組成-01液をバーコーターで膜厚が約6nmとなるように塗布し、最外層に接着剤を付与した導電性光電極―01を作製した。
(1-1-3-4) Application of acrylic adhesive layer On the conductive photoelectrode-01 having the photoelectric conversion layer prepared in (1-1-2) above, the acrylic adhesive composition-01 liquid Was coated with a bar coater so that the film thickness was about 6 nm, and a conductive photoelectrode-01 having an adhesive applied to the outermost layer was produced.

(1−2)対向電極の作製
FTO透明導電ガラス基板(シート抵抗11Ω)の導電面側に、正孔輸送材料としてのSpiro−OMeTAD(180mg)をクロロベンゼン(1mL)に溶解した。このクロロベンゼン溶液に、リチウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(170mg)をアセトニトリル(1mL)に溶解させたアセトニトリル溶液(37.5μL)と、t−ブチルピリジン(TBP、17.5μL)とを加えて混合し、正孔輸送材料溶液を調製した。 次いで調製した正孔輸送材料溶液を、スピンコート法により、FTO基板上に塗布し乾燥して、正孔輸送層−01(膜厚100nm)を形成して、導電性対向電極−01を作製した。
(1-2) Production of counter electrode Spiro-OMeTAD (180 mg) as a hole transport material was dissolved in chlorobenzene (1 mL) on the conductive surface side of the FTO transparent conductive glass substrate (sheet resistance 11Ω). To this chlorobenzene solution, an acetonitrile solution (37.5 μL) in which lithium-bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (170 mg) was dissolved in acetonitrile (1 mL) and t-butylpyridine (TBP, 17.5 μL) were added. A hole transport material solution was prepared by mixing. Next, the prepared hole transport material solution was applied onto an FTO substrate by spin coating and dried to form a hole transport layer-01 (film thickness 100 nm), and a conductive counter electrode-01 was produced. .

(1−3)光電変換素子の作製
上記(1−1)光電極の作製で得られた最外層に接着剤を付与した導電性光電極−01と前記(1−2)で作製した導電性対向電極−01の機能層面を対向して荷重をかけて貼り合せた。貼り合せた後に、70℃で60秒加熱し接着を強固にした本発明の試料を光電変換素子−01とした。なお光電変換素子の作製においては、乾燥窒素雰囲気下ですべての工程を実施した。
(1-3) Production of photoelectric conversion element (1-1) Conductive photoelectrode-01 provided with an adhesive on the outermost layer obtained by production of the photoelectrode and conductivity produced in the above (1-2) The functional layer surfaces of the counter electrode-01 were opposed to each other and applied with a load. After bonding, the sample of the present invention in which the adhesion was strengthened by heating at 70 ° C. for 60 seconds was designated as a photoelectric conversion element-01. Note that in the production of the photoelectric conversion element, all the steps were performed in a dry nitrogen atmosphere.

(1−4)光電変換素子の評価
光源として、150Wキセノンランプ光源装置にAM1.5Gフィルターを装着した擬似太陽光源(PEC−L11型、ペクセル・テクノロジーズ(株)製)を用いた。光量は、1sun(約10万lux AM1.5G、100mWcm−2(JIS C 8912のクラスA))に調整した。作製した光電変換素子−01をソースメータ(2400型ソースメータ、Keithley社製)に接続した。電流電圧特性は、1sunの光照射下、バイアス電圧を、0Vから1.8Vまで、0.01V単位で変化させながら出力電流を測定した。同様にバイアス電圧を、逆方向に1.8Vから0Vまでステップさせる測定も行い、順方向と逆方向の測定の平均値を光電流データとして、変換効率を求めた。得られた変換効率は、5.5%であった。従来知られている強誘電性を有する酸化物を用いた太陽電池と同等の変換効率であり、本発明の光電変換素子-01は良好な光電変換能を有することがわかる。
(1-4) Evaluation of photoelectric conversion element As a light source, a pseudo solar light source (PEC-L11 type, manufactured by Pexel Technologies Co., Ltd.) in which an AM1.5G filter was attached to a 150 W xenon lamp light source device was used. The amount of light was adjusted to 1 sun (about 100,000 lux AM1.5G, 100 mWcm-2 (JIS C 8912 class A)). The produced photoelectric conversion element-01 was connected to a source meter (2400 type source meter, manufactured by Keithley). For the current-voltage characteristics, the output current was measured while changing the bias voltage from 0 V to 1.8 V in units of 0.01 V under 1 sun light irradiation. Similarly, measurement was performed by stepping the bias voltage from 1.8 V to 0 V in the reverse direction, and the conversion efficiency was obtained using the average value of the measurement in the forward direction and the reverse direction as photocurrent data. The obtained conversion efficiency was 5.5%. The conversion efficiency is equivalent to that of a conventionally known solar cell using an oxide having ferroelectricity, and it can be seen that the photoelectric conversion element-01 of the present invention has a good photoelectric conversion ability.

<比較例1>
実施例1に記載の(1−2)対向電極の作製において、(1−1−3−4)に記載したアクリル系接着層の付与の工程を省いて得られる接着層を有しない光電変換素子−02に変える以外は実施例1と全く同様にして、接着層を有していない導電性光電極と導電性対向電極を押し付けることからなる比較用光電変換素子−02を作製した。実施例1と同様に光電変換素子-02の評価を行ったところ、その変換効率は1.9%であり、太陽電池としての性能は著しく劣るものであった。
<Comparative Example 1>
Photoelectric conversion element having no adhesive layer obtained by omitting the step of applying the acrylic adhesive layer described in (1-1-3-4) in the production of (1-2) counter electrode described in Example 1 Except for changing to −02, a comparative photoelectric conversion element-02 consisting of pressing a conductive photoelectrode having no adhesive layer and a conductive counter electrode was produced in the same manner as in Example 1. When the photoelectric conversion element-02 was evaluated in the same manner as in Example 1, the conversion efficiency was 1.9%, and the performance as a solar cell was extremely inferior.

<比較例2>
実施例1において、導電性対向電極−01を作製することなく、接着層を有しない導電性光電極−01における最外層のペロブスカイト化合物からなる光電変換層面に、スパッタ法により金層を成膜することで光電変換素を作製する以外は、実施例1と全く同様にして、光電変換素子-03を作製して評価した。
前記の光電極と対向電極(この場合は金層が導電性層として作用)が一体化した形態であり、実施例1と同様にして光電変換素子−03の評価を行ったところ、その変換効率は3.2%であり、光電池としての性能は不十分であった。これは対向電極を直接に光電極にスパッタで付与したことにより、十分な光電変換率を得ることが出来なかったものである。
<Comparative example 2>
In Example 1, a gold layer is formed by sputtering on the surface of the photoelectric conversion layer made of the perovskite compound of the outermost layer in the conductive photoelectrode-01 having no adhesive layer without producing the conductive counter electrode-01. Thus, a photoelectric conversion element-03 was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the photoelectric conversion element was manufactured.
The photoelectrode and the counter electrode (in this case, the gold layer acts as a conductive layer) are integrated, and the photoelectric conversion element-03 was evaluated in the same manner as in Example 1. Was 3.2%, and the performance as a photovoltaic cell was insufficient. This is because a sufficient photoelectric conversion rate could not be obtained by applying the counter electrode directly to the photoelectrode by sputtering.

<実施例2>
実施例1において、ペロブスカイト化合物としてハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物−BのN,N-ジメチルホルムアルデヒド溶液を用いた他、実施例1と同様にして光電変換素子−04の評価を行った。その変換効率は、6.3%であり十分な性能を有するものであった。
<Example 2>
In Example 1, the photoelectric conversion element-04 was evaluated in the same manner as in Example 1 except that an N, N-dimethylformaldehyde solution of a halide organic-inorganic hybrid perovskite compound-B was used as the perovskite compound. The conversion efficiency was 6.3% and it had sufficient performance.

<実施例3>
実施例1において、ペロブスカイト化合物としてハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物−Cのアセトニトリル溶液を用いた他、実施例1と同様にして光電変換素子−05の評価を行った。その変換効率は、5.7%であり十分な性能を有するものであった。
<Example 3>
In Example 1, the photoelectric conversion element-05 was evaluated in the same manner as in Example 1 except that an acetonitrile solution of the halide organic-inorganic hybrid perovskite compound-C was used as the perovskite compound. The conversion efficiency was 5.7% and had sufficient performance.

<実施例4>
実施例1において、ペロブスカイト化合物として有ハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物−Dのアセトニトリル溶液を用いた他、実施例1と同様にして光電変換素子−06の評価を行った。その変換効率は、5.4%であり十分な性能を有するものであった。
<Example 4>
In Example 1, the photoelectric conversion element-06 was evaluated in the same manner as in Example 1 except that the perovskite compound was used as the perovskite compound and an acetonitrile solution of the mixed organic / inorganic hybrid perovskite compound-D was used. The conversion efficiency was 5.4% and had sufficient performance.

<実施例5>
実施例1において、ペロブスカイト化合物としてハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物−Eのt−ブタノール溶液を用いた他、実施例1と同様にして光電変換素子−07の評価を行った。その変換効率は、5.6%であり十分な性能を有するものであった。
<Example 5>
In Example 1, the photoelectric conversion element-07 was evaluated in the same manner as in Example 1 except that a t-butanol solution of the halide organic-inorganic hybrid perovskite compound-E was used as the perovskite compound. The conversion efficiency was 5.6% and had sufficient performance.

<実施例6>
実施例1において、ペロブスカイト化合物としてハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物−AのN,N-ジメチルホムアルデヒド溶液と無機ペロブスカイト化合物Fのアセトニトリル溶液を1:1の割合で混合した溶液を用いた他、実施例1と同様にして光電変換素子−08の評価を行った。その変換効率は5.5%であり、良好な光電変換効率が得られることがわかる。
<Example 6>
In Example 1, as the perovskite compound, a solution in which an N, N-dimethylformaldehyde solution of halide organic / inorganic hybrid perovskite compound-A and an acetonitrile solution of inorganic perovskite compound F were mixed at a ratio of 1: 1 was used. The photoelectric conversion element-08 was evaluated in the same manner as in Example 1. The conversion efficiency is 5.5%, and it can be seen that good photoelectric conversion efficiency can be obtained.

<実施例7>
実施例6において、光電極の基板をITO/PEN(膜厚125μm,シート抵抗13Ω)のITO面をアセトン溶液で洗浄して、低圧水銀ランプで20分照射して光電極用基板とする以外は、実施例6と全く同様にして、本発明の光電変換素子−09を作製し、その評価を行った。その変換効率は、5.4%であり十分な性能を有するものであった。
<Example 7>
In Example 6, except that the substrate of the photoelectrode was ITO / PEN (film thickness 125 μm, sheet resistance 13Ω) ITO surface was washed with an acetone solution and irradiated with a low-pressure mercury lamp for 20 minutes to form a photoelectrode substrate. In exactly the same manner as in Example 6, a photoelectric conversion element-09 of the present invention was produced and evaluated. The conversion efficiency was 5.4% and had sufficient performance.

<実施例8>
実施例1において、ペロブスカイト化合物としてハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物−Aの被膜形成を共蒸着法により行った以外は、実施例1と同様にして光電変換素子−10の評価を行った。その変換効率は、5.7%であり十分な性能を有するものであった。
<Example 8>
In Example 1, the photoelectric conversion element-10 was evaluated in the same manner as in Example 1 except that the film formation of the halide organic-inorganic hybrid perovskite compound-A as the perovskite compound was performed by a co-evaporation method. The conversion efficiency was 5.7% and had sufficient performance.

<実施例9>
実施例の(1−1−3−4)アクリル系接着層の付与に記載した最外層に接着剤を付与した光電極−01において、下記(9−1)で作製した接着剤に変える以外は実施例1と全く同様にして、光電極と接着層を有した光電極−11からなる光電変換素子−11を作製した。実施例1と同様にその評価を行ったところ、変換効率は5.4%であり優れた太陽電池性能を有するものであった。
<Example 9>
In Photoelectrode-01 in which an adhesive was applied to the outermost layer described in (1-1-3-4) Acrylic adhesive layer application in Examples, except that the adhesive was changed to the adhesive prepared in (9-1) below. In exactly the same manner as in Example 1, a photoelectric conversion element-11 composed of a photoelectrode-11 having a photoelectrode and an adhesive layer was produced. When the evaluation was performed in the same manner as in Example 1, the conversion efficiency was 5.4%, and the solar cell performance was excellent.

(9−1)接着剤の作製
反応器に、ジメチロールプロピオン酸( 2 , 2 − ジ( ヒドロキシメチル) プロピオン酸) 1 3 4 部、トリエチルアミン1 0 1 部、およびε − カプロラクトン4 6 5 . 5 部を仕込み、触媒としてオクチル酸第一錫を5 0 p p m の割合で使用し、窒素気流下で攪拌しながら加熱し各成分を均一に溶解させた。そして、1 2 0 ℃ で6 時間反応させて、ε − カプロラクトンの含有量が1 % 以下であることを確認したのち、反応系の温度を冷却した。得られたカルボン酸アミン塩基含有ポリエステルポリオールは、常温で液状であり、ジメチロールプロピオン酸の含有量2 . 0 % および数平均分子量7 0 0 であった。
(9-1) Preparation of adhesive In a reactor, dimethylolpropionic acid (2,2-di (hydroxymethyl) propionic acid) 13 4 parts, triethylamine 10 1 parts, and ε-caprolactone 4 6 5. 5 parts were charged and stannous octoate was used as a catalyst at a rate of 50 ppm and heated with stirring under a nitrogen stream to dissolve each component uniformly. And it was made to react at 120 degreeC for 6 hours, and after confirming that content of (epsilon) -caprolactone was 1% or less, the temperature of the reaction system was cooled. The obtained carboxylate amine group-containing polyester polyol is liquid at room temperature and contains dimethylolpropionic acid. 0% and a number average molecular weight of 7 0 0.

<実施例10>
実施例1の(1−1−3−4)アクリル系接着層の付与に記載した最外層に接着剤を付与した光電極-01において、下記(10−1)で作製した接着剤を付与した光電極−12に変える以外は実施例1と全く同様にして、光電極と接着層を有した対向電極からなる光電変換素子−12を作製した。実施例1と同様に光電変換素子−12の評価を行ったところ、その変換効率は5.5%であり優れた太陽電池性能を有するものであった。
<Example 10>
In Photoelectrode-01 in which an adhesive was applied to the outermost layer described in (1-1-3-4) Acrylic adhesive layer application in Example 1, the adhesive prepared in (10-1) below was applied. Except for changing to photoelectrode-12, a photoelectric conversion element-12 consisting of a counterelectrode having a photoelectrode and an adhesive layer was produced in exactly the same manner as in Example 1. When the photoelectric conversion element-12 was evaluated in the same manner as in Example 1, the conversion efficiency was 5.5% and the solar cell performance was excellent.

(10−1)接着剤の作製
冷却管、窒素ガス導入管、温度計および攪拌装置を備えた反応容器に、ブチルアクリレート99部、4−ヒドロキシブチルアクリレート1部、および重合開始剤として2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.1部を酢酸エチル200部と共に仕込み、緩やかに攪拌しながら窒素ガスを導入して窒素置換した後、フラスコ内の液温を60℃付近に保って6時間重合反応を行い、アクリル系ポリマー溶液を調製した。上記アクリル系ポリマーの重量平均分子量は210万であり、これを接着剤として用いた。
(10-1) Preparation of adhesive In a reaction vessel equipped with a cooling pipe, a nitrogen gas introduction pipe, a thermometer and a stirrer, 99 parts of butyl acrylate, 1 part of 4-hydroxybutyl acrylate, and 2, 2 as a polymerization initiator After charging 0.1 parts of '-azobisisobutyronitrile with 200 parts of ethyl acetate and introducing nitrogen gas with gentle stirring to replace the nitrogen, the liquid temperature in the flask was kept at around 60 ° C. for 6 hours. A polymerization reaction was performed to prepare an acrylic polymer solution. The acrylic polymer had a weight average molecular weight of 2.1 million and was used as an adhesive.

<実施例11>
実施例1の(1−1−3−4)アクリル系接着層の付与に記載した最外層に接着剤を付与した導電性光電極−01において、下記(11−1)で作製したウレタン系ポリマー接着剤を付与した導電性光電極に変える以外は、実施例1と全く同様にして光電変換素子−13を作製した。その変換効率は5.2%であり優れた太陽電池性能を有するものであった。
<Example 11>
In the conductive photoelectrode-01 having an adhesive applied to the outermost layer described in (1-1-3-4) Acrylic adhesive layer application in Example 1, the urethane polymer prepared in (11-1) below. A photoelectric conversion element-13 was produced in the same manner as in Example 1 except that the conductive photoelectrode was changed to a conductive photoelectrode provided with an adhesive. The conversion efficiency was 5.2%, and the solar cell performance was excellent.

(11−1)接着剤の作製
ポリオールとしてPCDLT5650J(ポリカーボネート系ポリオール,旭化成ケミカルズ(株)製)49部およびデナコールDA850(ナガセケムテックス(株)製)0.5部を用い、これらに、ジブチル錫ジラウレート0.05部およびトルエン60部を配合してフラスコ中で50℃に加温した。続いて、キシリレンジイソシアネート10.7部をフラスコに滴下し反応を開始した。そのまま2時間反応した後、鎖延長剤としてエチレンジアミン3部を加え、重量平均分子量11万のウレタン系ポリマーを得て、接着剤とした。
(11-1) Preparation of Adhesive 49 parts of PCDLT5650J (polycarbonate polyol, manufactured by Asahi Kasei Chemicals Co., Ltd.) and 0.5 part of Denacol DA850 (manufactured by Nagase ChemteX Corporation) were used as polyols. 0.05 parts of dilaurate and 60 parts of toluene were blended and heated to 50 ° C. in a flask. Subsequently, 10.7 parts of xylylene diisocyanate was added dropwise to the flask to initiate the reaction. After reacting for 2 hours as it was, 3 parts of ethylenediamine was added as a chain extender to obtain a urethane polymer having a weight average molecular weight of 110,000 to obtain an adhesive.

<実施例12>
(12−1)光電極の作製
(12−1−1)導電性支持体の作製
ガラス基板(厚さ2.2mm)上に、フッ素ドープされたSnO導電膜(表面抵抗値14Ω)を形成し、FTO付きガラス板の導電性支持体−14を作製した。
<Example 12>
(12-1) Production of photoelectrode (12-1-1) Production of conductive support A fluorine-doped SnO 2 conductive film (surface resistance value 14Ω) is formed on a glass substrate (thickness 2.2 mm). And the electroconductive support body-14 of the glass plate with FTO was produced.

(12−1−2)バッファ層の調製
チタニウム ジイソプロポキシド ビス(アセチルアセトナート)の15質量%イソプロパノール溶液(アルドリッチ社製)を1−ブタノールで希釈して、0.02Mのバッファ層用溶液を調製した。調製した0.02Mのブロッキング層用溶液を用いてスプレー熱分解法により、450℃にて、上記SnO2導電膜上に酸化チタンからなるバッファ層−14(膜厚8nm)を形成した。
(12-1-2) Preparation of Buffer Layer Titanium diisopropoxide Bis (acetylacetonate) in a 15% by mass isopropanol solution (Aldrich) was diluted with 1-butanol to give a 0.02M buffer layer solution. Was prepared. A buffer layer-14 (thickness 8 nm) made of titanium oxide was formed on the SnO 2 conductive film at 450 ° C. by spray pyrolysis using the prepared 0.02M blocking layer solution.

(12−1−3)微粒子層の形成
酸化チタン(アナターゼ、平均粒径20nm)のエタノール分散液に、エチルセルロース、ラウリン酸およびテルピネオールを加えて、酸化チタンペーストを調製した。調製した酸化チタンペーストをバッファ層-14の上にスクリーン印刷法で塗布し、焼成した。この酸化チタンペーストの塗布および焼成をそれぞれ2回行った。焼成温度は、1回目の焼成を130℃で行い、2回目の焼成を500℃で1時間行った。得られた酸化チタンの焼成体を、40mMのTiCl4水溶液に浸した後、60℃で1時間加熱し、続けて500℃で30分間加熱して、TiO2からなる微粒子層−14(膜厚200nm)を形成した。
(12-1-3) Formation of Fine Particle Layer Ethyl cellulose, lauric acid and terpineol were added to an ethanol dispersion of titanium oxide (anatase, average particle size 20 nm) to prepare a titanium oxide paste. The prepared titanium oxide paste was applied onto the buffer layer-14 by screen printing and baked. The titanium oxide paste was applied and fired twice. As the firing temperature, the first firing was performed at 130 ° C., and the second firing was performed at 500 ° C. for 1 hour. The obtained titanium oxide fired body was immersed in a 40 mM TiCl 4 aqueous solution, heated at 60 ° C. for 1 hour, and subsequently heated at 500 ° C. for 30 minutes to form a fine particle layer-14 composed of TiO 2 (film thickness 200 nm). Formed.

(12−1−4)光電変換層の形成
前記微粒子層−14の上に、ハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物−Aを用いてスピンコート法(2000rpmで60秒、続けて3000rpmで60秒)で塗布した後、ホットプレートにより、常圧下、窒素雰囲気中、100℃で40分間乾燥して、ペロブスカイト化合物を有する光電変換層−14(膜厚200nm:微粒子層の膜厚200nmを含む)を形成した。
(12-1-4) Formation of Photoelectric Conversion Layer On the fine particle layer-14, a halide-based organic / inorganic hybrid perovskite compound-A is used by spin coating method (2000 rpm for 60 seconds, followed by 3000 rpm for 60 seconds). After coating, the film was dried at 100 ° C. for 40 minutes under normal pressure in a nitrogen atmosphere by a hot plate to form a photoelectric conversion layer-14 having a perovskite compound (thickness 200 nm: including fine particle layer thickness 200 nm). .

(12−1−5)接着層の作製
前記光電変換層−14の上に、実施例1の(1−2−2−4)アクリル系接着層の付与と全く同様にして、接着層を最外層に付与し、最外層に接着層を有する導電性光電極−14を得た。
(12-1-5) Preparation of adhesive layer On the photoelectric conversion layer-14, in the same manner as the application of the (1-2-2-4) acrylic adhesive layer in Example 1, the adhesive layer was Conductive photoelectrode-14 having an outer layer and an adhesive layer applied to the outer layer was obtained.

(12−2)対向電極の作製
(12−2−1)導電性対向電極用の正孔輸送層の作製
FTO透明導電ガラス基板(シート抵抗11Ω)の導電層面側に、下記の正孔輸送層を付与した。正孔輸送材料としてのSpiro−OMeTAD(180mg)をクロロベンゼン(1mL)に溶解した。このクロロベンゼン溶液に、リチウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(170mg)をアセトニトリル(1mL)に溶解させたアセトニトリル溶液(37.5μL)と、t−ブチルピリジン(TBP、17.5μL)とを加えて混合し、正孔輸送材料溶液を調製した。 次いで調製した正孔輸送材料溶液を、スピンコート法により、前記FTOガラス上に塗布し乾燥して、正孔輸送層(膜厚100nm)を形成した。このようにして得られた対向電極を、対向電極−14とした。
(12-2) Preparation of counter electrode (12-2-1) Preparation of hole transport layer for conductive counter electrode The following hole transport layer is formed on the conductive layer surface side of the FTO transparent conductive glass substrate (sheet resistance 11Ω). Was granted. Spiro-OMeTAD (180 mg) as a hole transport material was dissolved in chlorobenzene (1 mL). To this chlorobenzene solution, an acetonitrile solution (37.5 μL) in which lithium-bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (170 mg) was dissolved in acetonitrile (1 mL) and t-butylpyridine (TBP, 17.5 μL) were added. A hole transport material solution was prepared by mixing. Next, the prepared hole transporting material solution was applied onto the FTO glass by a spin coating method and dried to form a hole transporting layer (film thickness: 100 nm). The counter electrode thus obtained was named counter electrode-14.

(12−3)光電変換素子の作製
前記(12−1)光電極の作製で得られた接着層を有する導電性光電極−14と、(12−2)で得られた対向電極−14の機能層面を対向して、荷重をかけて貼り合せた。貼り合せた後に、70℃で60秒加熱し接着を強固にした光電変換素子−14を得た。なお、光電変換素子の作製においては、乾燥窒素雰囲気化ですべての工程を実施した。
(12-3) Production of photoelectric conversion element (12-1) Conductive photoelectrode-14 having an adhesive layer obtained by production of photoelectrode, and counter electrode-14 obtained in (12-2) The functional layer surfaces were opposed to each other and applied with a load. After pasting, photoelectric conversion element-14 which heated at 70 degreeC for 60 second and strengthened adhesion was obtained. Note that in the production of the photoelectric conversion element, all steps were performed under a dry nitrogen atmosphere.

(12−4)光電変換素子の評価
実施例1の(1−4)光電変換素子の評価と全く同様にして、光電変換素子−14の評価を実施した。得られた変換効率は、5.8%であり、本発明の光電変換素子は良好な光電変換能を有することがわかる。
(12-4) Evaluation of Photoelectric Conversion Element Evaluation of photoelectric conversion element-14 was carried out in the same manner as the evaluation of (1-4) photoelectric conversion element in Example 1. The obtained conversion efficiency is 5.8%, and it turns out that the photoelectric conversion element of this invention has a favorable photoelectric conversion ability.

<比較例3>
実施例12の(12−1)光電極の作製において、(12−1−5)接着層の作製を実施しないで得られる光電変換素子−15に変える以外は実施例12と全く同様にして、接着層を有していない光電極と対向電極を押し付けることからなる比較用の光電変換素子−15を作製した。実施例14と同様に光電変換素子−15の評価を行ったところ、その変換効率は2.6%であり、太陽電池としての性能は著しく劣るものであった。
<Comparative Example 3>
In the production of the (12-1) photoelectrode of Example 12, (12-1-5) Except for changing to the photoelectric conversion element-15 obtained without carrying out the production of the adhesive layer, exactly the same as in Example 12, A comparative photoelectric conversion element-15 consisting of pressing a photoelectrode having no adhesive layer and a counter electrode was produced. When the photoelectric conversion element-15 was evaluated in the same manner as in Example 14, the conversion efficiency was 2.6%, and the performance as a solar cell was extremely inferior.

<実施例13>
実施例12の下記の各層を変更する以外は、実施例12と全く同様にして、光電変換素子−16を作製した。
(13−1)導電性光電極の作製
(13−1−1)導電性支持体−16の作製
(12−1−1)導電性支持体の作製の代わりに、以下の導電性基板を用いた。すなわち、ITO/PEN(膜厚125μm)(シート抵抗13Ω)のITO面をアセトン溶液で洗浄して、低圧水銀ランプで20分照射して対向電極用基板とした。
(13−1−2)微粒子層の形成
(12−1−3)微粒子層の形成の代わりに、以下の微粒子層の形成をした。すなわち、ポリマー成分を含まないバインダーフリー酸化チタンペースト(PECC−C01−06,ペクセル・テクノロジーズ(株)製)をベーカー式アプリケータにより塗布した。ペーストを常温で10分間乾燥させた後、マスクフィルムの上側の保護フィルム(NBO−0424 藤森工業製)を剥離除去し、150℃の熱風循環式オーブン中でさらに5分間加熱乾燥し、微粒子層(膜厚200nm)を形成した。このようにして得られた光電極を、導電性光電極−16とした。
<Example 13>
A photoelectric conversion element-16 was produced in the same manner as in Example 12 except that the following layers of Example 12 were changed.
(13-1) Production of conductive photoelectrode (13-1-1) Production of conductive support-16 (12-1-1) Instead of production of conductive support, the following conductive substrate was used. It was. That is, the ITO surface of ITO / PEN (film thickness 125 μm) (sheet resistance 13Ω) was washed with an acetone solution and irradiated with a low-pressure mercury lamp for 20 minutes to obtain a counter electrode substrate.
(13-1-2) Formation of Fine Particle Layer (12-1-3) Instead of forming the fine particle layer, the following fine particle layer was formed. That is, a binder-free titanium oxide paste (PECC-C01-06, manufactured by Pexel Technologies Co., Ltd.) that does not contain a polymer component was applied by a Baker type applicator. After the paste was dried at room temperature for 10 minutes, the protective film on the upper side of the mask film (NBO-0424 manufactured by Fujimori Kogyo Co., Ltd.) was peeled off and dried in a hot air circulation oven at 150 ° C. for another 5 minutes, A film thickness of 200 nm) was formed. The photoelectrode thus obtained was designated as conductive photoelectrode-16.

(13−2)対向電極の作製
(13−2-1)対向電極用の正孔輸送層の作製
(12−2-1)対向電極用の正孔輸送層の作製の代わりに、ITO/PEN透明導電性プラスチック基板(シート抵抗13Ω、透過率83%)の導電面側に、下記の正孔輸送層を付与した。正孔輸送材料としてのSpiro−OMeTAD(180mg)をクロロベンゼン(1mL)に溶解した。このクロロベンゼン溶液に、リチウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(170mg)をアセトニトリル(1mL)に溶解させたアセトニトリル溶液(37.5μL)と、t−ブチルピリジン(TBP、17.5μL)とを加えて混合し、正孔輸送材料溶液を調製した。 次いで調製した正孔輸送材料溶液を、スピンコート法により、ITO/PEN基板上に塗布し乾燥して、正孔輸送層−16(膜厚100nm)を形成して、導電性対向電極−16を作製した。
(13-2) Preparation of counter electrode (13-2-1) Preparation of hole transport layer for counter electrode (12-2-1) ITO / PEN instead of preparation of hole transport layer for counter electrode The following hole transport layer was provided on the conductive surface side of a transparent conductive plastic substrate (sheet resistance 13Ω, transmittance 83%). Spiro-OMeTAD (180 mg) as a hole transport material was dissolved in chlorobenzene (1 mL). To this chlorobenzene solution, an acetonitrile solution (37.5 μL) in which lithium-bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (170 mg) was dissolved in acetonitrile (1 mL) and t-butylpyridine (TBP, 17.5 μL) were added. A hole transport material solution was prepared by mixing. Next, the prepared hole transport material solution was applied onto an ITO / PEN substrate by spin coating and dried to form a hole transport layer-16 (film thickness 100 nm). Produced.

(13−3)光電変換素子の作製
導電性光電極−16と対向電極−16を、機能層面を対向して荷重をかけて貼り合せた。貼り合せた後に、70℃で60秒加熱し接着を強固にした試料を光電変換素子−16とした。なお、光電変換素子の作製においては、乾燥窒素雰囲気化ですべての工程を実施した。
(13-3) Production of Photoelectric Conversion Element The conductive photoelectrode-16 and the counter electrode-16 were bonded together with a load applied with the functional layer surfaces facing each other. After pasting, the sample which heated at 70 degreeC for 60 second and strengthened adhesion was used as photoelectric conversion element-16. Note that in the production of the photoelectric conversion element, all steps were performed under a dry nitrogen atmosphere.

(13−4)光電変換素子の評価
実施例12と全く同様にして、本発明の光電変換素子−16の特性を調べた。得られた変換効率は、6.1%であり、本発明の光電変換素子は良好な光電変換能を有することがわかる。
(13-4) Evaluation of photoelectric conversion element The characteristics of the photoelectric conversion element-16 of the present invention were examined in exactly the same manner as in Example 12. The obtained conversion efficiency is 6.1%, and it can be seen that the photoelectric conversion element of the present invention has a good photoelectric conversion ability.

<実施例14>
(14−1)導電性光電極の作製
(14−1−1)ハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物−Gの合成
三口フラスコ内に、ポリアリルアミン(重量平均分子量:15,000)1gとメタノール100mlを入れ、窒素バブリングを行いながら臭化水素酸を加えてpHを3〜4程度に調整した後、マグネッチックスターラーにより1時間撹拌した。この溶液をエバポレーターで、60℃減圧下にて溶媒を除去した。さらにへキサン溶液100mlを加えて攪拌後、上澄み液を除去した。残渣をエバポレーターで、60℃減圧下にて溶媒を除去し、再精製することにより臭化ポリアリルアミンを合成した。次に合成した臭化ポリアリルアミンと臭化鉛とを、アミンとPbとのモル比1:1の割合で、ジメチルホルムアルデヒドに15重量%濃度となるように混合して溶解し、ハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物−Gのジメチルホルムアルデヒド溶液を調製した。
<Example 14>
(14-1) Preparation of conductive photoelectrode (14-1-1) Synthesis of halide organic-inorganic hybrid perovskite compound-G In a three-necked flask, 1 g of polyallylamine (weight average molecular weight: 15,000) and 100 ml of methanol were added. Then, hydrobromic acid was added while nitrogen bubbling was performed to adjust the pH to about 3 to 4, followed by stirring with a magnetic stirrer for 1 hour. The solvent was removed from the solution with an evaporator at 60 ° C. under reduced pressure. Further, 100 ml of a hexane solution was added and stirred, and then the supernatant was removed. The residue was removed with an evaporator under reduced pressure at 60 ° C. and repurified to synthesize polyallylamine bromide. Next, the synthesized polyallylamine and lead bromide are mixed and dissolved in dimethylformaldehyde at a molar ratio of 1: 1 of amine and Pb to a concentration of 15% by weight, and a halide organic inorganic A dimethylformaldehyde solution of hybrid perovskite compound-G was prepared.

(14−1−2)無機ペロブスカイト化合物−H〔CsSnI〕の合成
ヨウ化セシウムとヨウ化錫をモル比1:1の割合で、アセトニトリルに10重量%濃度となるように溶解し、無機ペロブスカイト化合物−H〔CsSnI〕のアセトニトリル溶液を調製した。
(14-1-2) Synthesis of Inorganic Perovskite Compound-H [CsSnI 3 ] Cesium iodide and tin iodide were dissolved in acetonitrile at a molar ratio of 1: 1 to a concentration of 10% by weight, and inorganic perovskite An acetonitrile solution of compound-H [CsSnI 3 ] was prepared.

(14−1−3)第1微粒子層の作製
透明基板(ポリエチレンナフタレートフィルム,厚み200μm)上に透明導電層〔インジウム‐スズ複合酸化物(ITO)〕をコートした透明導電性基板(シート抵抗13ohm/sq)上に、スクリーン印刷法により導電性銀ペースト(K3105、ペルノックス(株)製)を光電極セル幅に応じた間隔で印刷塗布し、150度の熱風循環型オーブン中で15分間加熱乾燥して集電線を形成した。バッファ層は、上記透明導電性基板の集電線形成面を上にして塗布コーターにセットし、1.6%に希釈したオルガチックPC−600溶液(マツモトファインケミカル製)をワイヤーバーにより掃引速度(10mm/秒)で塗布し、10分間室温乾燥した後、さらに10分間150℃で加熱乾燥して形成した。バッファ層を形成した透明導電性基板のバッファ層形成面に、光電極セル幅に応じた間隔でレーザー処理を行い、絶縁線を形成した。
ポリエステルフィルムに粘着層を塗工した保護フィルムを2段重ねしたマスクフィルム(下段:PC−542PA 藤森工業製、上段:NBO−0424 藤森工業製)を、多孔質微粒子層を形成するための開口部(長さ:60mm、幅5mm)を打ち抜き加工した。打ち抜き加工したマスクフィルムを、バッファ層を形成した透明導電性基板の集電線形成面に気泡が入らないようにして貼合した。高圧水銀ランプ(定格ランプ電力 400W)光源をマスク貼合面から10cmの距離に置き、電磁波を1分間照射後直ちに、ポリマー成分を含まないバインダーフリー酸化チタンペースト(PECC−C01−06,ペクセル・テクノロジーズ(株)製)をベーカー式アプリケータにより塗布した。ペーストを常温で10分間乾燥させた後、マスクフィルムの上側の保護フィルム(NBO−0424 藤森工業製)を剥離除去し、150℃の熱風循環式オーブン中でさらに5分間加熱乾燥し、微粒子層(長さ:60mm、幅5mm)を形成した。微粒子層を形成した透明導電性基板上に、ハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物−Gのジメチルホルムアルデヒド溶液を0.2μmフィルター付きのシリンジで所定量滴下し、60度の熱風循環式オーブン中で10分間加熱乾燥して、第1微粒子層を作製した。
(14-1-3) Production of First Fine Particle Layer Transparent Conductive Substrate (Sheet Resistance) Coated with Transparent Conductive Layer [Indium-Tin Composite Oxide (ITO)] on Transparent Substrate (Polyethylene Naphthalate Film, Thickness 200 μm) 13 ohm / sq) is printed and coated with conductive silver paste (K3105, manufactured by Pernox Co., Ltd.) at intervals according to the photoelectrode cell width by screen printing, and heated in a 150 degree hot air circulation oven for 15 minutes. Dried to form a current collector. The buffer layer was set on a coating coater with the current collecting surface of the transparent conductive substrate facing up, and an organic PC-600 solution (manufactured by Matsumoto Fine Chemical) diluted to 1.6% was swept with a wire bar (10 mm). / Second), dried at room temperature for 10 minutes, and further dried by heating at 150 ° C. for 10 minutes. On the buffer layer forming surface of the transparent conductive substrate on which the buffer layer was formed, laser treatment was performed at intervals according to the photoelectrode cell width to form insulating lines.
An opening for forming a porous fine particle layer on a mask film (bottom: PC-542PA manufactured by Fujimori Kogyo Co., Ltd., upper: NBO-0424 manufactured by Fujimori Kogyo Co., Ltd.) in which a protective film coated with an adhesive layer is coated on a polyester film. (Length: 60 mm, width 5 mm) was punched out. The punched mask film was bonded so that air bubbles would not enter the surface of the transparent conductive substrate on which the buffer layer was formed. A high-pressure mercury lamp (rated lamp power 400 W) is placed at a distance of 10 cm from the mask bonding surface, and immediately after irradiation with electromagnetic waves for 1 minute, a binder-free titanium oxide paste that does not contain polymer components (PECC-C01-06, Pexel Technologies) Co., Ltd.) was applied with a Baker type applicator. After the paste was dried at room temperature for 10 minutes, the protective film on the upper side of the mask film (NBO-0424 manufactured by Fujimori Kogyo Co., Ltd.) was peeled off and dried in a hot air circulation oven at 150 ° C. for another 5 minutes, and the fine particle layer ( (Length: 60 mm, width 5 mm). A predetermined amount of a dimethylformaldehyde solution of a halide-based organic / inorganic hybrid perovskite compound-G is dropped on a transparent conductive substrate on which a fine particle layer is formed with a syringe with a 0.2 μm filter, and is placed in a hot air circulation oven for 10 minutes. The first fine particle layer was produced by heating and drying.

(14−1−4)第2微粒子層の作製
無機ペロブスカイト化合物−H〔CsSnI〕のアセトニトリル溶液を、上述のように作製した第1微粒子層に0.2μmフィルター付きのシリンジで、あらかじめ真空チャンバー内で脱気処理を行った第1微粒子層内に所定量滴下し、滴下溶液の充分な浸透を図った。その後、60℃の熱風循環式オーブン中で10分間加熱乾燥し、無機ペロブスカイト化合物-H〔CsSnI〕からなる第2微粒子層を付与し、最外層に接着剤を付与していない導電性の光電極―17を得た。
(14-1-4) Production of second fine particle layer Acetonitrile solution of inorganic perovskite compound-H [CsSnI 3 ] was previously vacuum chambered with a syringe having a 0.2 μm filter on the first fine particle layer produced as described above. A predetermined amount was dropped into the first fine particle layer that had been deaerated inside, and sufficient permeation of the dropped solution was achieved. Thereafter, it is heated and dried in a hot air circulation oven at 60 ° C. for 10 minutes to give a second fine particle layer made of an inorganic perovskite compound-H [CsSnI 3 ], and an electrically conductive light to which no adhesive is applied to the outermost layer. Electrode-17 was obtained.

(14−1−5)接着層の付与
実施例1に記載した(1−1−3−1)アクリル系ポリマーシロップ-01の合成、(1−1−3−2)アクリル系オリゴマー01の合成、(1−1−3−3)アクリル系接着剤組成物の調整、および(1−1−3−4)アクリル系接着層の付与、は実施例1と全く同様にして、最外層に接着剤を付与した導電性の導電性光電極―17を作製した。
(14-1-5) Application of adhesion layer (1-1-3-1) Synthesis of acrylic polymer syrup-01 described in Example 1, (1-1-3-2) Synthesis of acrylic oligomer 01 (1-1-3-3) Preparation of acrylic adhesive composition, and (1-1-3-4) Application of acrylic adhesive layer are the same as in Example 1, and are adhered to the outermost layer. A conductive conductive photoelectrode-17 provided with an agent was prepared.

(14−2)対向電極の作製
ITO/PEN透明導電性プラスチック基板(シート抵抗13Ω、透過率83%)の導電面側に、下記の正孔輸送層を付与した。正孔輸送材料としてのSpiro−OMeTAD(180mg)をクロロベンゼン(1mL)に溶解した。このクロロベンゼン溶液に、リチウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(170mg)をアセトニトリル(1mL)に溶解させたアセトニトリル溶液(37.5μL)と、t−ブチルピリジン(TBP、17.5μL)とを加えて混合し、正孔輸送材料溶液を調製した。 次いで調製した正孔輸送材料溶液を、スピンコート法により、ITO/PEN基板上に塗布し乾燥して、正孔輸送層−17(膜厚100nm)を形成して、導電性対向電極−17を作製した
(14-2) Production of counter electrode The following hole transport layer was provided on the conductive surface side of the ITO / PEN transparent conductive plastic substrate (sheet resistance 13Ω, transmittance 83%). Spiro-OMeTAD (180 mg) as a hole transport material was dissolved in chlorobenzene (1 mL). To this chlorobenzene solution, an acetonitrile solution (37.5 μL) in which lithium-bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (170 mg) was dissolved in acetonitrile (1 mL) and t-butylpyridine (TBP, 17.5 μL) were added. A hole transport material solution was prepared by mixing. Next, the prepared hole transport material solution is applied onto an ITO / PEN substrate by spin coating and dried to form a hole transport layer-17 (film thickness: 100 nm). Made

(14−3)光電変換素子層の作製
前記最外層に接着剤を付与した導電性の光電極―17を、アルミ製吸着板上に真空ポンプを使って固定し、液状の光硬化型封止剤((株)スリーボンド製)を自動塗布ロボットにより塗膜パターンの外周部分に塗布した。自動貼り合せ装置を用いて、前記対向電極−17を減圧環境中で重ね合せて貼合した。透明基板側からメタルハライドランプにより光照射を行って、封止剤を固化して封止層を形成した。取出し電極部分に導電性銅泊テープ(CU7636D、ソニーケミカル&インフォメーションデバイス(株)製)を貼ることで光電変換素子−17を作製した。
(14-3) Production of photoelectric conversion element layer Conductive photoelectrode-17 provided with an adhesive on the outermost layer is fixed on an aluminum suction plate using a vacuum pump, and is liquid photocurable sealing The agent (manufactured by Three Bond Co., Ltd.) was applied to the outer peripheral portion of the coating film pattern by an automatic application robot. The counter electrode-17 was laminated and bonded in a reduced pressure environment using an automatic bonding apparatus. Light irradiation was performed with a metal halide lamp from the transparent substrate side to solidify the sealing agent, thereby forming a sealing layer. A photoelectric conversion element-17 was produced by sticking a conductive copper-clad tape (CU7636D, manufactured by Sony Chemical & Information Device Co., Ltd.) to the extraction electrode portion.

(14−4)光電変換素子の評価
実施例1に記載の(1−4)光電変換素子の評価、と全く同様にして、本発明の光電変換素子−17を評価し、その変換効率は6.2%であった。得られた変換効率は、優れた光電変換能を有することがわかる。さらに、本願発明の光電変換素子を、60℃の雰囲気下で500h経時保存した後の変換効率は5.7%であり、高温度条件下での経時保存性に優れることがわかる。
(14-4) Evaluation of photoelectric conversion element The photoelectric conversion element-17 of the present invention was evaluated in the same manner as (1-4) Evaluation of photoelectric conversion element described in Example 1, and the conversion efficiency was 6 2%. It turns out that the obtained conversion efficiency has the outstanding photoelectric conversion ability. Furthermore, it can be seen that the photoelectric conversion element of the present invention has a conversion efficiency of 5.7% after being stored for 500 hours in an atmosphere at 60 ° C., and is excellent in storage stability under high temperature conditions.

<比較例4>
実施例14の(14−1−5)接着層の付与を実施せずに接着層を有しない比較用の導電性光電極−18を作製した。この導電性光電極−18と実施例14の対向電極−17と全く同様にして作製した対向電極−18を、実施例−14と同様にして比較用光電変換素子−18を作製し、その光電変換効率を調べた。変換効率は2.9%であり、60℃の雰囲気下で500時間経時保存した後の変換効率は1.5%であり、高温度条件下での経時保存性に劣るものであった。これに対して、実施例14で接着層を最外層として有する光電極を用いて形成した本発明の光電変換素子−17に比較して、接着層を有しない比較用光電変換素子はその特性が劣ることが判る。
<Comparative Example 4>
The conductive photoelectrode-18 for comparison which does not have an adhesive layer without implementing (14-1-5) adhesive layer of Example 14 was produced. Using this conductive photoelectrode-18 and the counter electrode-18 produced in exactly the same manner as the counter electrode-17 of Example 14, a comparative photoelectric conversion element-18 was produced in the same manner as in Example-14. The conversion efficiency was examined. The conversion efficiency was 2.9%, the conversion efficiency after storage for 500 hours in an atmosphere at 60 ° C. was 1.5%, and the storage stability with time under high temperature conditions was poor. On the other hand, compared with the photoelectric conversion element-17 of the present invention formed using the photoelectrode having the adhesive layer as the outermost layer in Example 14, the comparative photoelectric conversion element having no adhesive layer has the characteristics. It turns out that it is inferior.

<実施例15>
実施例12の(12−3)光電変換素子の作製を下記の光電極の作製に変更する以外は、実施例12と全く同様にして、本発明の光電変換素子−19を作製した。
(15−1)光電極の作製
実施例12の(12−1−5)接着層の作製を下記の(15−1−5)接着層の付与に変更する以外は、実施例12と全く同様にして本発明の光電極−19を作製した。
<Example 15>
A photoelectric conversion device-19 of the present invention was produced in exactly the same manner as in Example 12 except that the production of the (12-3) photoelectric conversion device of Example 12 was changed to the production of the following photoelectrode.
(15-1) Production of photoelectrode Except for changing the production of the adhesive layer of (12-1-5) adhesive layer of Example 12 to the application of the following (15-1-5) adhesive layer, exactly the same as Example 12. Thus, the photoelectrode-19 of the present invention was produced.

(15−1−5)接着層の付与
(15−1−5−1)アクリル系ポリマーシロップ−19の合成
モノマーとして2−エチルへキシルアクリレート(2EHA)(65重量部)、ブチルアクリレート(BA)(30重量部)、アクリル酸(AA)(5重量部)、光重合開始剤として商品名「イルガキュアー651」(チバスペシャリティーケミカルズ社製)(0.1重量部)を配合した後、窒素ガスを吹き込んで溶存酸素を除去し、その後、粘度(BH粘度計、No.5ローター、10rpm、測定温度:30℃)が約15Pa・sになるまで紫外線を照射してモノマーの一部が重合したアクリル系ポリマーシロップ−19を作成した。
(15-1-5) Application of adhesive layer (15-1-5-1) Synthesis of acrylic polymer syrup-19 As a monomer, 2-ethylhexyl acrylate (2EHA) (65 parts by weight), butyl acrylate (BA) (30 parts by weight), acrylic acid (AA) (5 parts by weight), a trade name “Irgacure 651” (manufactured by Ciba Specialty Chemicals) (0.1 part by weight) as a photopolymerization initiator, and nitrogen Gas is blown to remove dissolved oxygen, and then ultraviolet rays are irradiated until the viscosity (BH viscometer, No. 5 rotor, 10 rpm, measurement temperature: 30 ° C.) reaches about 15 Pa · s, and a part of the monomer is polymerized. Acrylic polymer syrup-19 was prepared.

(15−1−5−2)アクリル系オリゴマー19の合成
シクロヘキシルメタクリレート(CHMA)8100重量部9、チオグリコール酸83.5重量部9を配合した後、窒素ガスを吹き込んで溶存酸素を除去した。ついで90℃まで昇温したところで、パーヘキシルO(日本油脂株式会社製)(0.005重量部)、パーヘキシルD(日本油脂株式会社製)(0.01重量部)を混合した。さらに、90℃で1時間攪拌後、1時間かけて130℃まで昇温した。その後、130℃で1時間攪拌後、30分かけて170℃まで昇温し、170℃で60分攪拌した。次いで170℃の状態で減圧し1時間攪拌し残留モノマーを除去し、アクリル系オリゴマー19を得た。尚、得られたオリゴマーの重量平均分子量は4000であった。またガラス転移温度(Tg)は55℃であった。
(15-1-5-2) Synthesis of acrylic oligomer 19 After compounding 8100 parts by weight of cyclohexyl methacrylate (CHMA) 9 and 83.5 parts by weight 9 of thioglycolic acid, nitrogen gas was blown to remove dissolved oxygen. Next, when the temperature was raised to 90 ° C., perhexyl O (manufactured by NOF Corporation) (0.005 parts by weight) and perhexyl D (manufactured by NOF Corporation) (0.01 parts by weight) were mixed. Furthermore, after stirring at 90 ° C. for 1 hour, the temperature was raised to 130 ° C. over 1 hour. Then, after stirring at 130 ° C. for 1 hour, the temperature was raised to 170 ° C. over 30 minutes and stirred at 170 ° C. for 60 minutes. Next, the pressure was reduced at 170 ° C., and the mixture was stirred for 1 hour to remove residual monomers, whereby an acrylic oligomer 19 was obtained. In addition, the weight average molecular weight of the obtained oligomer was 4000. The glass transition temperature (Tg) was 55 ° C.

(15−1−5−3)接着剤(アクリル系接着剤組成物)の調製
上記方法により得たアクリル系ポリマーシロップ−19(100重量部)に対して、ヘキサンジオールジアクリレート(0.1重量部)、上記で得たアクリル系オリゴマー19(20重量部)を配合しアクリル系粘着剤組成物−19を得た。さらに、下記の(15−1−5−4)正孔輸送層溶液−19の作製における正孔輸送層溶液−19(6重量部)をアセトニトリル(994重量部)に希釈し、前記アクリル系粘着剤組成物−19(1重量部)に対して1重量部を混合して、アクリル系接着剤組成物―19液を得た。
(15-1-5-3) Preparation of Adhesive (Acrylic Adhesive Composition) To acrylic polymer syrup-19 (100 parts by weight) obtained by the above method, hexanediol diacrylate (0.1 wt. Part) and the acrylic oligomer 19 (20 parts by weight) obtained above were blended to obtain an acrylic pressure-sensitive adhesive composition-19. Furthermore, the hole transport layer solution-19 (6 parts by weight) in the preparation of the following (15-1-5-4) hole transport layer solution-19 was diluted with acetonitrile (994 parts by weight), and the acrylic adhesive 1 part by weight was mixed with the agent composition-19 (1 part by weight) to obtain an acrylic adhesive composition-19 liquid.

(15−1−5−4)正孔輸送層溶液−19の作製
正孔輸送材であるSpiro−OMeTAD(180mg)をクロロベンゼン(1mL)に溶解し、リチウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(170mg)をアセトニトリル(1mL)に溶解させたアセトニトリル溶液(37.5μL)と、t−ブチルピリジン(TBP、17.5μL)とを加えて混合した溶液を作製し、正孔輸送層溶液−19とした。
(15-1-5-4) Preparation of hole transport layer solution-19 Spiro-OMeTAD (180 mg) as a hole transport material was dissolved in chlorobenzene (1 mL), and lithium-bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (170 mg). ) In acetonitrile (1 mL) and acetonitrile solution (37.5 μL) and t-butylpyridine (TBP, 17.5 μL) were added and mixed to prepare a hole transport layer solution-19. .

(15−1−5−5)アクリル系接着層の付与
(12−1−4)光電変換層の形成で得られた接着層の無い光電極に、前記(15−1−5−3)接着剤の調製で作製したアクリル系接着剤組成−19液を、バーコーターで膜厚が約4nmとなるように塗布乾燥し、最外層に接着剤を付与した導電性光電極−19を作製した。
(15-1-5-5) Application of acrylic adhesive layer (12-1-4) Adhesion of (15-1-5-3) to a photoelectrode without an adhesive layer obtained by forming a photoelectric conversion layer. The acrylic adhesive composition-19 produced in the preparation of the agent was applied and dried with a bar coater so that the film thickness was about 4 nm, to produce a conductive photoelectrode-19 having an adhesive applied to the outermost layer.

(15-2)光電変換素子の作製
導電性光電極−19と導電性対向電極−19を、機能層面を対向して荷重をかけて貼り合せた。貼り合せた後に、70℃で60秒加熱し接着を強固にした試料を光電変換素子−19とした。なお、光電変換素子の作製においては、乾燥窒素雰囲気化ですべての工程を実施した。
(15-2) Production of Photoelectric Conversion Element The conductive photoelectrode-19 and the conductive counterelectrode-19 were bonded to each other with a load with the functional layer surfaces facing each other. After pasting, a sample which was heated at 70 ° C. for 60 seconds to strengthen the adhesion was designated as a photoelectric conversion element-19. Note that in the production of the photoelectric conversion element, all steps were performed under a dry nitrogen atmosphere.

(15−3)光電変換素子の評価
得られた光電変換素子−19の特性評価を実施例1と同様に実施したところ、その変換効率6.4%であり、60℃の雰囲気下で500時間経時保存した後の変換効率は6.2%であり、高温度条件下での経時保存性も優れたことが判る。
(15-3) Evaluation of photoelectric conversion element When the characteristic evaluation of the obtained photoelectric conversion element-19 was carried out in the same manner as in Example 1, the conversion efficiency was 6.4% and it was 500 hours in an atmosphere of 60 ° C. It can be seen that the conversion efficiency after storage over time is 6.2%, and the storage over time under high temperature conditions is also excellent.

<実施例16>
実施例15の(15−1−5)接着層の付与を、下記の(16−1−5)接着層の付与に変更する以外は、実施例15と全く同様にして、本発明の光電変換素子−20を作製した。
(16−1−5)接着層の付与
実施例15と同様にして得られた最外層に接着層を有していない光電変換層の最外層に、下記の接着層を付与した。
<Example 16>
The photoelectric conversion of the present invention was carried out in the same manner as in Example 15 except that the application of (15-1-5) adhesive layer in Example 15 was changed to the application of (16-1-5) adhesive layer described below. Element-20 was produced.
(16-1-5) Application of Adhesive Layer The following adhesive layer was applied to the outermost layer of the photoelectric conversion layer that had no adhesive layer in the outermost layer obtained in the same manner as in Example 15.

(16−1−5−1)アクリル系ポリマーシロップ−20の合成
(15−2−2−1)アクリル系ポリマーシロップ−19の合成と同様にしてアクリル系ポリマーシロップ−20を作製した。
(16−1−5−2)アクリル系オリゴマー1の合成
(15−2−2−2)アクリル系オリゴマー19の合成、と全く同様にして、アクリル系オリゴマー20を作製した。
(16−1−5−3)アクリル系接着剤組成物の調製
上記方法により得たアクリル系ポリマーシロップ−20(100重量部)に対して、ヘキサンジオールジアクリレート(0.1重量)、上記で得たアクリル系オリゴマー−20(20重量部)を配合し、アクリル系粘着剤組成物−20を得た。さらに、前記アクリル系粘着剤組成物−20(1重量部)、ハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物−A(1重量部)をアセトニトリル(998重量部)に希釈して接着剤組成物−20液を得た。
(16-1−5−4)アクリル系接着層の付与
前記接着剤組成−20液をバーコーターにより膜厚が約9nmとなるように塗布し、実施例19と同様にして本発明の最外層に接着層を有する導電性光電極−20を作製した。
(16-1-5-1) Synthesis of acrylic polymer syrup-20 (15-2-2-1) Acrylic polymer syrup-20 was prepared in the same manner as the synthesis of acrylic polymer syrup-19.
(16-1-5-2) Synthesis of acrylic oligomer 1 Acrylic oligomer 20 was prepared in exactly the same manner as (15-2-2) Synthesis of acrylic oligomer 19.
(16-1-5-3) Preparation of Acrylic Adhesive Composition For acrylic polymer syrup-20 (100 parts by weight) obtained by the above method, hexanediol diacrylate (0.1 wt), The obtained acrylic oligomer-20 (20 parts by weight) was blended to obtain an acrylic pressure-sensitive adhesive composition-20. Further, the acrylic pressure-sensitive adhesive composition-20 (1 part by weight) and the halide organic-inorganic hybrid perovskite compound-A (1 part by weight) were diluted in acetonitrile (998 parts by weight) to obtain an adhesive composition-20 solution. Obtained.
(16-1-5-4) Application of Acrylic Adhesive Layer The adhesive composition-20 solution was applied with a bar coater to a thickness of about 9 nm, and the outermost layer of the present invention was applied in the same manner as in Example 19. A conductive photoelectrode-20 having an adhesive layer was prepared.

(16-2)光電変換素子の作製
最外層に接着層を有する導電性光電極−20と導電性対向電極−20を、機能層面を対向して荷重をかけて貼り合せた。貼り合せた後に、70℃で60秒加熱し接着を強固にした本発明の試料を光電変換素子−20とした。なお、光電変換素子の作製においては、乾燥窒素雰囲気化ですべての工程を実施した。
(16-2) Production of Photoelectric Conversion Element The conductive photoelectrode-20 and the conductive counterelectrode-20 having an adhesive layer as the outermost layer were bonded to each other with a load applied with the functional layer surfaces facing each other. After bonding, the sample of the present invention in which the adhesion was strengthened by heating at 70 ° C. for 60 seconds was designated as a photoelectric conversion element-20. Note that in the production of the photoelectric conversion element, all steps were performed under a dry nitrogen atmosphere.

(16−3)光電変換素子の評価
得られた光電変換素子−20の特性評価を実施例1と同様に実施したところ、その変換効率6.8%であり、60℃の雰囲気下で500時間経時保存した後の変換効率は6.3%であり、高温度条件下での経時保存性も優れたことが判る。
(16-3) Evaluation of photoelectric conversion element The characteristics of the obtained photoelectric conversion element-20 were evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the conversion efficiency was 6.8%, and the atmosphere was at 60 ° C for 500 hours. It can be seen that the conversion efficiency after storage over time is 6.3%, and the storage over time under high temperature conditions is also excellent.

<実施例17>
実施例16の(16−1−5−3)アクリル系接着剤組成物の調整、において、ハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物−Aをハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物−Cに変更する以外は、実施例16と全く同様にして、本発明の光電変換素子−21を作製した。得られた光電変換素子−21の特性評価を実施したところ、その変換効率7.1%であり、60℃の雰囲気下で500時間経時保存した後の変換効率は6.8%であり、高温度での耐久性に優れるものであった。
<Example 17>
In (16-1-5-3) Preparation of acrylic adhesive composition of Example 16, except that the halide organic-inorganic hybrid perovskite compound-A was changed to the halide organic-inorganic hybrid perovskite compound-C. In exactly the same manner as in Example 16, a photoelectric conversion element-21 of the present invention was produced. When the characteristic evaluation of the obtained photoelectric conversion element-21 was carried out, the conversion efficiency was 7.1%, the conversion efficiency after being stored over time for 500 hours in an atmosphere at 60 ° C. was 6.8%, and high It was excellent in durability at temperature.

<実施例18>
実施例17において、導電性対向電極の対向電極基板と導電層を下記のカーボンナノチューブ導電層を付与したPEN基板に変更する以外は、実施例17と全く同様にして、本発明の光電変換素子-22を作製した。
(18-2-1)対向電極用基板の作製
以下の導電性PEN基板を対向電極用基板として用いた。すなわち、ITO/PEN(膜厚125μm)(シート抵抗13Ω)のITO面をアセトン溶液で洗浄して、低圧水銀ランプで20分照射した。このITO面に下記のPEDOT・PSS(ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)・ポリスチレンスルフォン酸)層を塗設した。
(18−2−1−1)PEDOTPSS分散液の調製と塗布
PEDOT・PSS(R−iCP500;(株)理学製)を1.0重量%、カルボキシメチルセルロースナトリウム0.05重量%になるように水溶液を調整した。この液を膜厚が、0.1μmとなるように塗布してシート抵抗が15ΩとなるPEDOT・PSS層を付与した導電性PEN支持体を得た。
<Example 18>
In Example 17, except that the counter electrode substrate and the conductive layer of the conductive counter electrode are changed to the PEN substrate provided with the following carbon nanotube conductive layer, the photoelectric conversion element of the present invention- 22 was produced.
(18-2-1) Production of counter electrode substrate The following conductive PEN substrate was used as a counter electrode substrate. That is, the ITO surface of ITO / PEN (film thickness 125 μm) (sheet resistance 13Ω) was washed with an acetone solution and irradiated with a low-pressure mercury lamp for 20 minutes. The following PEDOT / PSS (poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / polystyrene sulfonic acid) layer was coated on the ITO surface.
(18-2-1-1) Preparation and Application of PEDOTSS Dispersion Aqueous solution of PEDOT / PSS (R-iCP500; manufactured by Rigaku Corporation) in an amount of 1.0 wt% and sodium carboxymethyl cellulose 0.05 wt% Adjusted. This liquid was applied to a film thickness of 0.1 μm to obtain a conductive PEN support provided with a PEDOT / PSS layer having a sheet resistance of 15Ω.

(18-3)光電変換素子の作製
実施例17の導電性対向電極を、前記(18−2)で得られた導電性対向電極に変更する以外は、更にこの上に実施例1の(1−1−3)接着層の付与で得られたアクリル系接着剤組実施例17と全く同様にして、本発明の光電変換素子−22を得た。なお光電変換素子の作製においては、乾燥窒素雰囲気化ですべての工程を実施した。
(18-3) Production of photoelectric conversion element Except for changing the conductive counter electrode of Example 17 to the conductive counter electrode obtained in the above (18-2), (1) of Example 1 is further formed thereon. 1-3) A photoelectric conversion element-22 of the present invention was obtained in exactly the same manner as in Example 17 of the acrylic adhesive group obtained by applying the adhesive layer. Note that in the production of the photoelectric conversion element, all the steps were performed under a dry nitrogen atmosphere.

(18−4)光電変換素子の評価
実施例1と同様にして光電変換素子−22を評価した。得られた変換効率は、6.6%であり、60℃の雰囲気下で500時間経時保存した後の変換効率は6.4%であり、本発明の光電変換素子-22は良好な光電変換能を有することがわかる。
(18-4) Evaluation of photoelectric conversion element Photoelectric conversion element-22 was evaluated in the same manner as in Example 1. The obtained conversion efficiency was 6.6%, the conversion efficiency after aging for 500 hours in an atmosphere at 60 ° C. was 6.4%, and the photoelectric conversion element-22 of the present invention had good photoelectric conversion. It can be seen that it has the ability.

<実施例19>
(19-1)光電極の作製
(19−1−1)バッファ層の作製
FTO透明導電ガラス基板(シート抵抗11Ω)の導電面側に塗布コーターにセットし、1.6%に希釈したオルガチックPC−600溶液(マツモトファインケミカル製)をワイヤーバーにより掃引速度(10mm/秒)で塗布し、10分間室温乾燥した後、さらに10分間150℃で加熱乾燥して、バッファ層を形成した。
(19−1−2)光電変換層の作製
前記バッファ層を付与したFTO透明導電ガラス基板に、ハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物−AのN,N−ジメチルホルムデヒド溶液を0.2μmフィルター付きのシリンジで所定量滴下し、3000rpmの回転数でスピンコート後、60℃の熱風循環式オーブン中で10分間加熱乾燥し光電変換層を有する導電性光電極−23を作製した。
<Example 19>
(19-1) Production of photoelectrode (19-1-1) Production of buffer layer Organic placed on a coating coater on the conductive surface side of an FTO transparent conductive glass substrate (sheet resistance 11Ω) and diluted to 1.6% A PC-600 solution (manufactured by Matsumoto Fine Chemical) was applied with a wire bar at a sweep rate (10 mm / second), dried at room temperature for 10 minutes, and further heated and dried at 150 ° C. for 10 minutes to form a buffer layer.
(19-1-2) Production of Photoelectric Conversion Layer An N, N-dimethylformaldehyde solution of halide organic-inorganic hybrid perovskite compound-A is attached to the FTO transparent conductive glass substrate provided with the buffer layer with a 0.2 μm filter. A predetermined amount was dropped with a syringe, spin-coated at a rotation speed of 3000 rpm, and then heated and dried in a hot air circulation oven at 60 ° C. for 10 minutes to prepare a conductive photoelectrode-23 having a photoelectric conversion layer.

(19−2)対向電極の作製
(19−2−1)正孔輸送層の作製
FTO透明導電ガラス基板(シート抵抗11Ω)の導電面側に、FTO透明導電ガラス基板(シート抵抗11Ω)の導電面側に、正孔輸送材料としてのSpiro−OMeTAD(180mg)をクロロベンゼン(1mL)に溶解した。このクロロベンゼン溶液に、リチウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(170mg)をアセトニトリル(1mL)に溶解させたアセトニトリル溶液(37.5μL)と、t−ブチルピリジン(TBP、17.5μL)とを加えて混合し、正孔輸送材料溶液を調製した。 次いで調製した正孔輸送材料溶液を、スピンコート法により、FTO基板上に塗布し乾燥して、正孔輸送層−01(膜厚200nm)を形成して対向電極基板を作製し導電性対向電極-23とした。
(19−2−2)接着層の付与
前記(19−2)得られた導電性対向電極−23に、更にこの上に実施例1の(1−1−3)接着層の付与で得られたアクリル系接着剤組成物−01液接着層を付与し、接着層を有する導電性対向電極−23を得た。
(19-2) Production of counter electrode (19-2-1) Production of hole transport layer Conductivity of FTO transparent conductive glass substrate (sheet resistance 11Ω) on the conductive surface side of FTO transparent conductive glass substrate (sheet resistance 11Ω) On the surface side, Spiro-OMeTAD (180 mg) as a hole transport material was dissolved in chlorobenzene (1 mL). To this chlorobenzene solution, an acetonitrile solution (37.5 μL) in which lithium-bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (170 mg) was dissolved in acetonitrile (1 mL) and t-butylpyridine (TBP, 17.5 μL) were added. A hole transport material solution was prepared by mixing. Next, the prepared hole transport material solution is applied onto an FTO substrate by spin coating and dried to form a hole transport layer-01 (thickness 200 nm) to produce a counter electrode substrate, and a conductive counter electrode -23.
(19-2-2) Application of adhesive layer (19-2) Obtained by applying (1-1-3) adhesive layer of Example 1 to the obtained conductive counter electrode-23. The acrylic adhesive composition-01 liquid adhesive layer was applied to obtain a conductive counter electrode-23 having an adhesive layer.

(19−3)光電変換素子の作製
導電性光電極−23と、前記の接着層を有する導電性対向電極−23の機能層面を対向して荷重をかけて貼り合せた。貼り合せた後に、70℃で60秒加熱し接着を強固にした本発明の試料を光電変換素子−23とした。なお光電変換素子の作製においては、乾燥窒素雰囲気化ですべての工程を実施した。
(19-3) Production of Photoelectric Conversion Element The functional layer surface of the conductive photoelectrode-23 and the conductive counter electrode-23 having the adhesive layer was opposed to each other with a load applied thereto. After bonding, the sample of the present invention in which the adhesion was strengthened by heating at 70 ° C. for 60 seconds was designated as a photoelectric conversion element-23. Note that in the production of the photoelectric conversion element, all the steps were performed under a dry nitrogen atmosphere.

(19−4)光電変換素子の評価
実施例1と同様にして光電変換素子−23を評価した。得られた変換効率は、6.8%であった。従来知られている強誘電性を有する酸化物を用いた太陽電池と同等の変換効率であり、本発明の光電変換素子-23は良好な光電変換能を有することがわかる。
(19-4) Evaluation of photoelectric conversion element Photoelectric conversion element-23 was evaluated in the same manner as in Example 1. The conversion efficiency obtained was 6.8%. The conversion efficiency is equivalent to that of a conventionally known solar cell using an oxide having ferroelectricity, and it can be seen that the photoelectric conversion element-23 of the present invention has a good photoelectric conversion ability.

<実施例20>
(20−1)バッファ層の作製
FTO透明導電ガラス基板(シート抵抗11Ω)の導電面側に塗布コーターにセットし、1.6%に希釈したオルガチックPC−600溶液(マツモトファインケミカル製)をワイヤーバーにより掃引速度(10mm/秒)で塗布し、10分間室温乾燥した後、さらに10分間150℃で加熱乾燥して、バッファ層(8nm)を形成した。
<Example 20>
(20-1) Preparation of buffer layer Wire is made of an organic PC-600 solution (manufactured by Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.) which is set on a coating coater on the conductive surface side of an FTO transparent conductive glass substrate (sheet resistance 11Ω) and diluted to 1.6%. After applying at a sweep rate (10 mm / second) with a bar and drying at room temperature for 10 minutes, it was further heated and dried at 150 ° C. for 10 minutes to form a buffer layer (8 nm).

(20−2)光電変換層の作製
前記バッファ層を付与したFTO透明導電ガラス基板に、ハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物−AのN、N-ジメチルホルムデヒド溶液を0.2μmフィルター付きのシリンジで所定量滴下し、3000rpmの回転数でスピンコート後、60℃の熱風循環式オーブン中で10分間加熱乾燥し光電変換層を有する導電性光電極−24を作製した。
(20-2) Production of photoelectric conversion layer N, N-dimethylformaldehyde solution of halide organic-inorganic hybrid perovskite compound-A was applied to the FTO transparent conductive glass substrate provided with the buffer layer with a syringe with a 0.2 μm filter. A predetermined amount was dropped, spin-coated at a rotation speed of 3000 rpm, and then heat-dried in a hot air circulation oven at 60 ° C. for 10 minutes to produce a conductive photoelectrode-24 having a photoelectric conversion layer.

(20−3)正孔輸送層の作製
(20−2)で光電変換層を有する導電性光電極−24の最外層に、下記の正孔輸送層を塗布することでッ正孔輸送層を有する光電変換素子の前駆体を得た。すなわち、正孔輸送材料としてのSpiro−OMeTAD(180mg)をクロロベンゼン(1mL)に溶解した。このクロロベンゼン溶液に、リチウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(170mg)をアセトニトリル(1mL)に溶解させたアセトニトリル溶液(37.5μL)と、t−ブチルピリジン(TBP、17.5μL)とを加えて混合し、正孔輸送材料溶液を調製した。 次いで調製した正孔輸送材料溶液を、スピンコート法により、ITO/PEN基板上に塗布し乾燥して、正孔輸送層−24(膜厚100nm)を形成して、正孔輸送層を有する光電変換素子の前駆体−24を作製した。
(20-3) Preparation of hole transport layer The following hole transport layer is applied to the outermost layer of the conductive photoelectrode-24 having a photoelectric conversion layer in (20-2) to form a hole transport layer. The precursor of the photoelectric conversion element which has was obtained. That is, Spiro-OMeTAD (180 mg) as a hole transport material was dissolved in chlorobenzene (1 mL). To this chlorobenzene solution, an acetonitrile solution (37.5 μL) in which lithium-bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (170 mg) was dissolved in acetonitrile (1 mL) and t-butylpyridine (TBP, 17.5 μL) were added. A hole transport material solution was prepared by mixing. Next, the prepared hole transporting material solution is applied onto an ITO / PEN substrate by a spin coating method and dried to form a hole transporting layer-24 (film thickness 100 nm). A conversion element precursor-24 was prepared.

(20−4)接着層を有する導電性対向電極の作製
ITO/PEN(膜厚125μm)(シート抵抗13Ω)のITO面をアセトン溶液で洗浄して、低圧水銀ランプで20分照射して対向電極用基板とし、この上に実施例01の(01−1−3−3)<アクリル系接着剤組成物の調整>で得られるアクリル系接着剤組成物−01液をバーコーターで膜厚が約10nmとなるように塗布し、最外層に接着剤を付与した導電性対向電極基板―24を作製した。
(20-4) Production of conductive counter electrode having adhesive layer The ITO surface of ITO / PEN (thickness 125 μm) (sheet resistance 13Ω) was washed with an acetone solution and irradiated with a low-pressure mercury lamp for 20 minutes to counter electrode The acrylic adhesive composition-01 solution obtained in (01-1-3-3) <Preparation of acrylic adhesive composition> in Example 01 was used to form a substrate for the coating, and the film thickness was about A conductive counter electrode substrate -24 having a thickness of 10 nm and an adhesive applied to the outermost layer was produced.

(20−5)光電変換素子の作製
前記(20−3)で作製した正孔輸送層を有する光電変換素子の前駆体−24と、(20−4)接着層を有する導電性対向電極の作製で得られた最外層に接着剤を付与した導電性対向電極基板―24の機能層面を対向して荷重をかけて貼り合せた。貼り合せた後に、70℃で60秒加熱し接着を強固にした本発明の試料を光電変換素子−24とした。なお光電変換素子の作製においては、乾燥窒素雰囲気化ですべての工程を実施した。
(20-5) Production of Photoelectric Conversion Element Photoelectric Conversion Element Precursor-24 having a hole transport layer produced in (20-3) and (20-4) Production of a conductive counter electrode having an adhesive layer. The functional layer surface of the conductive counter electrode substrate-24, to which an adhesive was applied, was applied to the outermost layer obtained in the above while applying a load. After bonding, the sample of the present invention, which was heated at 70 ° C. for 60 seconds to strengthen the adhesion, was designated as a photoelectric conversion element-24. Note that in the production of the photoelectric conversion element, all the steps were performed under a dry nitrogen atmosphere.

(20−6)光電変換素子の評価
実施例1と同様にして光電変換素子−24を評価した。得られた変換効率は、6.2%であった。従来知られている強誘電性を有する酸化物を用いた太陽電池と同等の変換効率であり、本発明の光電変換素子−24は良好な光電変換能を有することがわかる。
(20-6) Evaluation of photoelectric conversion element Photoelectric conversion element-24 was evaluated in the same manner as in Example 1. The obtained conversion efficiency was 6.2%. The conversion efficiency is equivalent to that of a conventionally known solar cell using an oxide having ferroelectricity, and it can be seen that the photoelectric conversion element-24 of the present invention has a good photoelectric conversion ability.

本発明の光電変換素子は、高効率で耐久性に優れた光電変換素子を提供することが出来、更に従来法に比べて簡便な方法によって製造可能となり、安価な太陽電池を提供できる。   The photoelectric conversion element of the present invention can provide a photoelectric conversion element having high efficiency and excellent durability, and can be manufactured by a simpler method than the conventional method, and can provide an inexpensive solar cell.

1 電極基板
2 導電層層
3 バッファ層
4 光電変換層
5 接着層
6 正孔輸送層
7 微粒子層
8 導電性光電極
9 導電性対向電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electrode substrate 2 Conductive layer 3 Buffer layer 4 Photoelectric conversion layer 5 Adhesive layer 6 Hole transport layer 7 Fine particle layer 8 Conductive photoelectrode 9 Conductive counter electrode

Claims (8)

少なくともどちらか一方が透明である対向する導電層を有する光電極基板と導電層を有する対向電極基板とその間にハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物又はハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物とハライド系無機ペロブスカイト化合物からなる光電変換層を有するペロブスカイト型光電変換素子において、前記ペロブスカイト型光電変換素子が少なくとも一層の接着層を有することを特徴とするペロブスカイト型光電変換素子。 A photoelectrode substrate having an opposing conductive layer, at least one of which is transparent, a counter electrode substrate having a conductive layer, and a halide organic-inorganic hybrid perovskite compound or a halide organic-inorganic hybrid perovskite compound and a halide inorganic perovskite compound A perovskite photoelectric conversion element having a photoelectric conversion layer, wherein the perovskite photoelectric conversion element has at least one adhesive layer. 前記接着層が、少なくとも一種類のポリマー、重合性モノマー及び/又は重合性オリゴマー化合物およびこれらの混合物から選ばれた接着剤を含有する接着層であることを特徴とする請求項1に記載のペロブスカイト型光電変換素子 The perovskite according to claim 1, wherein the adhesive layer is an adhesive layer containing an adhesive selected from at least one polymer, a polymerizable monomer and / or a polymerizable oligomer compound, and a mixture thereof. Type photoelectric conversion element 前記接着層が、少なくとも一種類のハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物、無機ペロブスカイト化合物または正孔輸送化合物を含有する接着層であることを特徴とする請求項1または2に記載のペロブスカイト型光電変換素子。 3. The perovskite photoelectric conversion element according to claim 1, wherein the adhesive layer is an adhesive layer containing at least one halide-based organic / inorganic hybrid perovskite compound, inorganic perovskite compound, or hole transport compound. . 前記ハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物が一般式R−M−Xn(但し、Rは有機分子、Mは金属原子、Xはハロゲン原子又はカルコゲン原子、nは整数である。)で表されるペロブスカイト構造を有することを特徴とする請求項1〜3に記載のペロブスカイト型光電変換素子。 The halide organic / inorganic hybrid perovskite compound is represented by the general formula R-M-Xn (where R is an organic molecule, M is a metal atom, X is a halogen atom or a chalcogen atom, and n is an integer). The perovskite photoelectric conversion element according to claim 1, wherein: 前記ペロブスカイト型光電変換素子が少なくとも一層の導電層、及び/又はバッファ層及び/又は電子輸送層を有することを特徴とする請求項1〜4に記載のペロブスカイト型光電変換素子。 The perovskite photoelectric conversion element according to claim 1, wherein the perovskite photoelectric conversion element has at least one conductive layer and / or a buffer layer and / or an electron transport layer. 前記ペロブスカイト型光電変換素子が少なくとも一層の導電層、及び/又は正孔輸送層及び/又はバッファ層を有することを特徴とする請求項1〜5に記載のペロブスカイト型光電変換素子。 The perovskite photoelectric conversion element according to claim 1, wherein the perovskite photoelectric conversion element has at least one conductive layer and / or a hole transport layer and / or a buffer layer. 前記ペロブスカイト型光電変換素子の導電性材料が、金属化合物、金属酸化物、有機導電性化合物から選ばれた導電性材料であることを特徴とする請求項1〜6に記載のペロブスカイト型光電変換素子。 The perovskite photoelectric conversion element according to claim 1, wherein the conductive material of the perovskite photoelectric conversion element is a conductive material selected from a metal compound, a metal oxide, and an organic conductive compound. . 前記ペロブスカイト型光電変換素子が、光電極基板、導電層、バッファ層、電子輸送層、微粒子半導体層、少なくとも一層のハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物を有する光電変換層、正孔輸送層、導電層、対向電極基板が順次積層されたペロブスカイト型光電変換素子であり、前記ペロブスカイト型光電変換素子が少なくとも一層の接着層を有することを特徴とする態様1〜7に記載のペロブスカイト型光電変換素子。 The perovskite photoelectric conversion element is a photoelectrode substrate, a conductive layer, a buffer layer, an electron transport layer, a fine particle semiconductor layer, a photoelectric conversion layer having at least one halide-based organic-inorganic hybrid perovskite compound, a hole transport layer, a conductive layer, The perovskite photoelectric conversion element according to any one of aspects 1 to 7, which is a perovskite photoelectric conversion element in which counter electrode substrates are sequentially stacked, and the perovskite photoelectric conversion element has at least one adhesive layer.
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