JP2020509613A - 有機光学活性層複合インク、有機太陽電池及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)下部電極ベースを用意し、下部電極ベース上に下部電極を設置するステップと、
(2)前記下部電極上に下部電極界面装飾層を形成するステップと、
(3)上記有機光学活性層複合インクによって前記下部電極界面装飾層上に有機光学活性層複合フィルムを形成するステップと、
(4)前記有機光学活性層複合フィルム上に上部電極界面装飾層を形成するステップと、
(5)前記上部電極界面装飾層上に上部電極を形成することによって前記有機太陽電池を得るステップと、を含む上記有機太陽電池の製造方法を更に提供している。
(ただし、R5、R6、R7、R8はそれぞれ水素、置換若しくは無置換のC1〜C20のアルキル基、C1〜C20のヘテロアルキル基、置換若しくは無置換修飾された芳香族或いはへテロ芳香族π共役単位誘導体またはR5、R6、R7、R8中のいずれか2つの置換単位の結合によって形成される五員または六員環状構造から選ばれる少なくとも1つを示す。)
(1)下部電極ベースを用意し、下部電極ベース上に下部電極を設置するステップと、
(2)前記下部電極上に下部電極界面装飾層を形成するステップと、
(3)上記有機光学活性層複合インクによって前記下部電極界面装飾層上に有機光学活性層複合フィルムを形成するステップと、
(4)前記有機光学活性層複合フィルム上に上部電極界面装飾層を形成するステップと、
(5)前記上部電極界面装飾層上に上部電極を形成することによって前記有機太陽電池を得るステップと、を含む上記有機太陽電池の製造方法を更に提供している。
(1)インジウム錫酸化物(ITO)ベースを洗浄するステップと、
(2)下部電極ベース上にスピンコート、ブレードコートまたはスプレコートによって下部電極界面装飾層を形成するステップと、
(3)有機光学活性層複合インクを調製し、上記有機光学活性層複合インクをスピンコート、ブレードコートまたはスプレコートによって下部電極界面装飾層上に吐出し有機光学活性層複合フィルムを形成するステップと、
(4)上記有機光学活性層複合フィルムの熱処理または溶媒アニール処理を行い、そして上記有機光学活性層複合フィルム上に上部電極界面装飾層を蒸着するステップと、
(5)上記上部電極界面装飾層上に上部電極を蒸着することによって上記有機太陽電池を得るステップと、を含む。
まず、順次に洗剤、純水、アセトン及びイソプロパノールを使用して透明基板及びインジウム錫酸化物(ITO)透明導電陰極で組成されるベースシートを30minごとに超音波洗浄する。洗浄したベースシートへ窒素ガスを吹き付き乾燥させて、ベースシートに対しUVOオゾン洗浄機で30min処理する。処理したベースシート上にZnO陰極バッファー層を形成し、スピンコート法によってZnOアセトン溶液をベースシート上にスピンコートし、スピンコーターの回転数を2000rpm/sとし、スピンコート時間を60sとし、そして120℃の条件下で10minアニールする。スピンコート法によって陰極バッファー層上に有機光学活性層を形成する。該有機光学活性層は、電子供与体材料P3HTと電子受容体材料PC61BMの質量%が1:1でo-ジクロロベンゼンに溶解させ混合させて製造され、スピンコート法によってグローブボックス内で有機光学活性層を形成し、回転数を600rpm/sとし、時間を60sとし、厚さが約150nmになる。スピンコート成膜した後キャップ付きの時計皿中で2hの溶媒アニールを行い、そしてベースシートを加熱板上に120℃で30minの熱アニールを行う。そして、ベースシートを真空コーティング装置へ搬送し、有機光学活性層上に順次に陽極バッファー層酸化モリブデン(MoO3)(厚さ20nm、蒸着レート0.5〜1Å/s)及び金属陽極Al(厚さ100nm、蒸着レート8Å/s)を蒸着する。製造した太陽電池を標準条件下(AM1.5、100mW/cm2)で計測し、Keithley 2400デジタルソースメータによって電流密度-電圧曲線のデータを収集する。
比較例1と同じ製造方法によって、該有機光学活性層は電子供与体材料P3HT、電子受容体材料PC61BM及びピペラジンをo-ジクロロベンゼンに溶解させ混合させて製造され、その内にP3HTとPC61BMの質量%が1:1で、ピペラジンの含有量がそれぞれP3HT及びPC61BMの合計質量の1wt%、3wt%、5wt%、7wt%、10wt%である。該実施例で製造された有機太陽電池は、透明基板/ITO/ZnO/P3HT:PC61BM:ピペラジン/MoO3/Al(100nm)という構造を有する。その内にピペラジンの構造は式(9)に示される。
比較例1と同じ製造方法によって、該有機光学活性層は電子供与体材料P3HT、電子受容体材料PC61BM及びN,N'-ジメチルエチレンジアミンをo-ジクロロベンゼンに溶解させ混合させて製造され、その内にP3HT及びPC61BMの質量%が1:1で、N,N'-ジメチルエチレンジアミンの含有量がP3HT及びPC61BMの合計質量の1wt%である。該実施例で製造された有機太陽電池は、透明基板/ITO/ZnO/P3HT:PC61BM:N,N'-ジメチルエチレンジアミン/MoO3/Al(100nm)という構造を有する。その内にN,N'-ジメチルエチレンジアミン構造は式(10)に示される。
比較例1と同じ製造方法によって、該有機光学活性層は電子供与体材料P3HT、電子受容体材料PC61BM及びデカヒドロイソキノリンをo-ジクロロベンゼンに溶解させ混合させて製造され、その内にP3HT及びPC61BMの質量%が1:1で、デカヒドロイソキノリンの含有量がP3HT及びPC61BMの合計質量の1wt%である。該実施例で製造された有機太陽電池は、透明基板/ITO/ZnO/P3HT:PC61BM:デカヒドロイソキノリン/MoO3/Al(100nm)という構造を有する。その内にデカヒドロイソキノリンの構造は式(11)に示される。
比較例1と同じ製造方法によって、該有機光学活性層は電子供与体材料PTB7-Th、電子受容体材料PC61BM及びピペラジン(異なる濃度)をクロロベンゼン(3%体積比のDIO添加)に溶解させ混合させて製造され、その内にPTB7-Th及びPC61BMの質量%が1:1.2で、その内にPTB7-Thの濃度が7mg/mLとし、ピペラジンの含有量がPTB7-Th及びPC61BMの合計質量の0.01-0.2wt%である。スピンコート法によってグローブボックス内で有機光学活性層を形成し、回転数を1000rpm/sとし、時間を60sとし、厚さが約100nmである。該実施例で製造された有機太陽電池は、透明基板/ITO/ZnO/PTB7-Th:PC61BM:ピペラジン/MoO3/Al(100nm)という構造を有する。ただし、PTB7-Thの化学構造は式(12)に示される。
まず、順次に洗剤、純水、アセトン及びイソプロパノールを使用して透明基板及びインジウム錫酸化物(ITO)透明導電陽極で組成されるベースシートを30minごとに超音波洗浄する。洗浄したベースシートへ窒素ガスを吹き付き乾燥させて、ベースシートに対しUVOオゾン洗浄機で30min処理する。処理したベースシート上にPEDOT:PSS陽極バッファー層を形成し、スピンコート法によって陽極バッファー層上に有機光学活性層を形成する。該有機光学活性層は電子供与体材料COOP-4HT-BDT、電子受容体材料PC71BM及びピペラジンをクロロホルムに溶解させ混合させて製造され、その内にCOOP-4HT-BDT及びPC71BMの質量%が2:1で、その内にCOOP-4HT-BDTの濃度が5mg/mLであり、ピペラジンの含有量がCOOP-4HT-BDT及びPC71BMの合計質量の0.1wt%である。スピンコート法によってグローブボックス内に有機光学活性層を形成し、回転数を2500rpm/sとし、時間を40sとし、厚さが約110nmである。そしてベースシートを真空コーティング装置に搬送し、有機光学活性層上に順次に陰極バッファー層フッ化リチウム(LiF)(厚さ1nm、蒸着レート0.2Å/s)及び金属陰極Al(厚さ100nm、蒸着レート8Å/s)を蒸着する。製造された有機太陽電池を標準条件下(AM1.5、100mW/cm2)で計測し、Keithley 2400デジタルソースメータによって電流密度-電圧曲線のデータを収集する。
比較例1と同じ製造方法によって、該有機光学活性層は電子供与体材料PTB7-Th、電子受容体材料SBF-PDI4及びピペラジンをクロロホルム(1%体積比のクロロナフタレン添加)に溶解させ混合させて製造され、その内にPTB7-Th及びSBF-PDI4の質量%が1:1で、その内にPTB7-Thの濃度が5mg/mLであり、ピペラジンの含有量がPTB7-Th及びSBF-PDI4の合計質量の0.1wt%である。スピンコート法によってグローブボックス内に有機光学活性層を形成し、回転数を2000rpm/sとし、時間を60sとし、厚さが約100nmである。該実施例で製造された有機太陽電池は、透明基板/ITO/ZnO/PTB7-Th:SBF-PDI4:ピペラジン/MoO3/Al(100nm)という構造を有する。その内にPTB7-Thの化学構造は式(12)に示され、SBF-PDI4の構造は式(14)に示される。
比較例1と同じ製造方法によって、該有機光学活性層は電子供与体材料P3HT、電子受容体材料PC61BM及びポリエーテルイミドをo-ジクロロベンゼンに溶解させ混合させて製造され、その内にP3HT及びPC61BMの質量%が1:1であり、ポリエーテルイミドの含有量がP3HT及びPC61BMの合計質量の1wt%である。該実施例で製造された有機太陽電池は、透明基板/ITO/ZnO/P3HT:PC61BM:ポリエーテルイミド/MoO3/Al(100nm)という構造を有する。その内にポリエーテルイミドの構造は式(15)に示される。
比較例1と同じ製造方法によって、該有機光学活性層は電子供与体材料P3HT、電子受容体材料PC61BM及び2,5-ジアザビシクロ[2,2,2]オクタンをo-ジクロロベンゼンに溶解させ混合させて製造され、その内にP3HT及びPC61BMの質量%が1:1であり、2,5-ジアザビシクロ[2,2,2]オクタンの含有量がP3HT及びPC61BMの合計質量の1wt%である。該実施例で製造された有機太陽電池は、透明基板/ITO/ZnO/P3HT:PC61BM:2,5-ジアザビシクロ[2,2,2]オクタン/MoO3/Al(100nm)という構造を有する。その内に2,5-ジアザビシクロ[2,2,2]オクタンの構造は式(16)に示される。
比較例1と同じ製造方法によって、該有機光学活性層は電子供与体材料P3HT、電子受容体材料PC61BM及びN,N'-ジフェニルエチレンジアミンをo-ジクロロベンゼンに溶解させ混合させて製造され、その内にP3HT及びPC61BMの質量%が1:1であり、N,N'-ジフェニルエチレンジアミンの含有量がP3HT及びPC61BMの合計質量の1wt%である。該実施例で製造された有機太陽電池は、透明基板/ITO/ZnO/P3HT:PC61BM:N,N'-ジフェニルエチレンジアミン/MoO3/Al(100nm)という構造を有する。その内にN,N'-ジフェニルエチレンジアミンの構造は式(17)に示される。
比較例1と同じ製造方法によって、該有機光学活性層は電子供与体材料P3HT、電子受容体材料PC61BM及び2,5-ジメチルピペラジンをo-ジクロロベンゼンに溶解させ混合させて製造され、その内にP3HT及びPC61BMの質量%が1:1であり、2,5-ジメチルピペラジンの含有量がP3HT及びPC61BMの合計質量の1wt%である。該実施例で製造された有機太陽電池は、透明基板/ITO/ZnO/P3HT:PC61BM:2,5-ジメチルピペラジン/MoO3/Al(100nm)という構造を有する。その内に2,5-ジメチルピペラジンの構造は式(18)に示される。
比較例1と同じ製造方法によって、該有機光学活性層は電子供与体材料P3HT、電子受容体材料PC61BM及び2-(4-ピリジル)ピペラジンをトリメチルベンゼンに溶解させ混合させて製造され、その内にP3HT及びPC61BMの質量%が1:1であり、2-(4-ピリジル)ピペラジンの含有量がP3HT及びPC61BMの合計質量の1wt%である。該実施例で製造された有機太陽電池は、透明基板/ITO/ZnO/P3HT:PC61BM:2-(4-ピリジル)ピペラジン/MoO3/Al(100nm)という構造を有する。その内に2-(4-ピリジル)ピペラジンの構造は式(19)に示される。
比較例1と同じ製造方法によって、該有機光学活性層は電子供与体材料P3HT、電子受容体材料PC61BM及びペンタエチレンヘキサミンをo-ジクロロベンゼンに溶解させ混合させて製造され、その内にP3HT及びPC61BMの質量%が1:1であり、ペンタエチレンヘキサミンの含有量がP3HT及びPC61BMの合計質量の1wt%である。該実施例で製造された有機太陽電池は、透明基板/ITO/ZnO/P3HT:PC61BM:ペンタエチレンヘキサミン/MoO3/Al(100nm)という構造を有する。その内にペンタエチレンヘキサミンの構造は式(20)に示される。
比較例1と同じ製造方法によって、該有機光学活性層は電子供与体材料PffBT4T-2OD、電子受容体材料PC61BM及びN,N-ジフェニルエチレンジアミン(式20)をトリメチルベンゼン及び1-フェニルナフタレンに溶解させ混合させて製造され、その内にPffBT4T-2OD及びPC61BMの質量%が1:1であり、N,N-ジフェニルエチレンジアミンの含有量がPffBT4T-2OD及びPC61BMの合計質量の1wt%である。1-フェニルナフタレン及びトリメチルベンゼンの体積比が0.025:1である。該実施例で製造された有機太陽電池は、透明基板/ITO/ZnO/PffBT4T-2OD:PC61BM:N,N-ジフェニルエチレンジアミン/MoO3/Al(100nm)という構造を有する。その内にPffBT4T-2ODの構造は式(21)に示され、N,N-ジフェニルエチレンジアミンの構造は式(17)に示される。
比較例1と同じ製造方法によって、該有機光学活性層は電子供与体材料P3HT、電子受容体材料PC61BM及び5,10-DIHYDRO-PHENAZINEをo-ジクロロベンゼンに溶解させ混合させて製造され、その内にP3HT及びPC61BMの質量%が1:1であり、5,10-DIHYDRO-PHENAZINEの含有量がP3HT及びPC61BMの合計質量の1wt%である。該実施例で製造された有機太陽電池は、透明基板/ITO/ZnO/P3HT:PC61BM:5,10-DIHYDRO-PHENAZINE/MoO3/Al(100nm)という構造を有する。その内に5,10-DIHYDRO-PHENAZINEの構造は式(22)に示される。
(付記1)
電子供与体材料と、電子受容体材料と有機溶媒を含む有機光学活性層複合インクであって、有機アミノ化合物を更に含み、且つ前記有機光学活性層複合インクに、電子供与体材料と電子受容体材料の合計質量に対して0.01wt%〜10wt%の質量の有機アミノ化合物を含み、前記有機光学活性層複合インクに、前記電子供与体材料と電子受容体材料の質量比が10:1〜1:10であり、前記電子供与体材料または電子受容体材料の濃度が1〜50mg/mLであることを特徴とする有機光学活性層複合インク。
前記有機光学活性層複合インクに、前記電子供与体材料と電子受容体材料の質量比が5:1〜1:5であることを特徴とする付記1に記載の有機光学活性層複合インク。
前記有機光学活性層複合インクに、前記電子供与体材料と電子受容体材料の質量比が2:1〜1:2であることを特徴とする付記2に記載の有機光学活性層複合インク。
前記有機光学活性層複合インクに、前記電子供与体材料または電子受容体材料の濃度が5〜20mg/mLであることを特徴とする付記1に記載の有機光学活性層複合インク。
前記有機光学活性層複合インクに、前記電子供与体材料または電子受容体材料の濃度が10〜20mg/mLであることを特徴とする付記4に記載の有機光学活性層複合インク。
前記有機溶媒はo-ジクロロベンゼン、クロロベンゼン、クロロホルム、メチルベンゼン、ジメチルベンゼン、トリメチルベンゼン中のいずれか1種または2種以上の組み合わせを含むことを特徴とする付記1に記載の有機光学活性層複合インク。
前記有機アミノ化合物は、式(1)、式(2)、式(1-1)及び式(2-1)中のいずれか1つに示される構造を有する有機アミノ化合物を含むことを特徴とする付記1に記載の有機光学活性層複合インク。
前記有機アミノ化合物はエチレンジアミンの誘導体から選ばれたものであり、前記エチレンジアミンの誘導体は式(3)構造を有することを特徴とする付記1に記載の有機光学活性層複合インク。
前記有機アミノ化合物はアルキルエチレンジアミンであることを特徴とする付記8に記載の有機光学活性層複合インク。
前記有機アミノ化合物は式(4)-式(8)中いずれか1つに示される構造を有するピペラジン誘導体から選ばれたものであることを特徴とする付記1に記載の有機光学活性層複合インク。
前記有機アミノ化合物はピペラジンであることを特徴とする付記10に記載の有機光学活性層複合インク。
前記電子供与体材料は共役高分子電子供与体材料及び/又は共役有機低分子電子供与体材料を含むことを特徴とする付記1に記載の有機光学活性層複合インク。
前記共役高分子電子供与体材料はポリ(3-ヘキシルチオフェン)、PTB7、PTB7-Th、PffBT4T-2OD及びその構造改変体中のいずれか1種または2種以上の組み合わせを含むことを特徴とする付記12に記載の有機光学活性層複合インク。
前記共役有機低分子電子供与体材料はベンゾジチオフェンー及び/又はオリゴチオフェンを核とする低分子を含むことを特徴とする付記12に記載の有機光学活性層複合インク。
前記共役有機低分子電子供与体材料はDR3TSBDT、DRCN7T及びその構造改変体中のいずれか1種または2種以上の組み合わせを含むことを特徴とする付記12に記載の有機光学活性層複合インク。
前記電子受容体材料はフラーレン電子受容体材料、フラーレン誘導体系電子受容体材料及びフラーレン以外の電子受容体材料中のいずれか1種または2種以上の組み合わせを含むことを特徴とする付記1に記載の有機光学活性層複合インク。
前記フラーレン電子受容体材料、フラーレン誘導体系電子受容体材料は[6,6]-フェニル-C61-酪酸メチルエステル、PC71BM、Bis-PC61BM及びIC61BA中のいずれか1種または2種以上の組み合わせを含むことを特徴とする付記16に記載の有機光学活性層複合インク。
前記フラーレン以外の電子受容体材料は有機共役性電子受容体材料を含むことを特徴とする付記16に記載の有機光学活性層複合インク。
前記有機共役性電子受容体材料はペリレンジイミド誘導体、ナフタレンジイミド誘導体、イミダセン誘導体、フルオレン誘導体、ベンゾチアジアゾール誘導体、サブフタロシアニン誘導体中のいずれか1種または2種以上の組み合わせを含むことを特徴とする付記16に記載の有機光学活性層複合インク。
付記1から19中のいずれか1つに記載の有機光学活性層複合インクの製造方法であって、有機アミノ化合物、電子受容体材料及び電子供与体材料を有機溶媒中に溶解させ、均一に混合させることによって、前記有機光学活性層複合インクを得るステップを含むことを特徴とする製造方法。
付記1〜19中のいずれか1つに記載の有機光学活性層複合インクで形成される有機光学活性層複合フィルム。
ポリ(3-ヘキシルチオフェン)、PTB7、PTB7-Th、PffBT4T-2OD及びその構造改変体中のいずれか1種または2種以上の組み合わせとする電子供与体材料と、[6,6]-フェニル-C61-酪酸メチルエステル、PC71BM、Bis-PC61BM及びIC61BA中のいずれか1種または2種以上の組み合わせとする電子受容体材料と、式(1)、式(2)、式(1-1)及び式(2-1)中のいずれか1つに示される構造を有する有機アミノ化合物とで組み合わせて形成される複合体であることを特徴とする付記21に記載の有機光学活性層複合フィルム。
前記有機光学活性層複合フィルムの厚さは80nm〜2μmであることを特徴とする付記21または22に記載の有機光学活性層複合フィルム。
前記有機光学活性層複合フィルムの厚さは80〜200nmであることを特徴とする付記23に記載の有機光学活性層複合フィルム。
前記有機光学活性層複合フィルムの厚さは80〜100nmであることを特徴とする付記24に記載の有機光学活性層複合フィルム。
付記21〜25中のいずれか1つに記載の有機光学活性層複合フィルムの製造方法であって、付記1〜19中のいずれか1つに記載の有機光学活性層複合インクの成膜処理を行うことによって有機光学活性層複合フィルムを形成するステップを含むことを特徴とする製造方法。
前記成膜処理の方式は滴下成膜プロセス、スピンコート成膜プロセス、スプレコート成膜プロセス、インクジェットプリント成膜プロセス、スクリーン印刷成膜プロセス、ブレードコーティング成膜プロセス及びワイヤーバーコーティングプロセス中の少なくとも1種を含むことを特徴とする付記26に記載の製造方法。
前記成膜処理は前記有機光学活性層複合フィルムに対する熱処理及び/又は溶媒アニール処理を含むことを特徴とする付記26に記載の製造方法。
前記有機光学活性層複合フィルムの熱処理温度を60〜200℃とし、時間を10s〜2hとすることを特徴とする付記28に記載の製造方法。
前記溶媒アニール処理に使用される溶媒はメチルベンゼン、ジメチルスルホキシド、テトラヒドロフラン、クロロホルム、o-ジクロロベンゼン、クロロベンゼン中のいずれか1種または2種以上の組み合わせを含み、前記溶媒アニール処理の時間を5s〜2hとすることを特徴とする付記28に記載の製造方法。
付記1〜19中のいずれか1つに記載の有機光学活性層複合インクまたは付記21〜25中のいずれか1つに記載の有機光学活性層複合フィルムの有機太陽電池の製造での応用。
配置方向に沿って順次に配置される上部電極、上部電極界面装飾層、有機光学活性層、下部電極界面装飾層、及び下部電極を含む有機太陽電池であって、前記有機光活性層は付記21〜25中のいずれか1つに記載の有機光学活性層複合フィルムを含むことを特徴とする有機太陽電池。
その上に前記下部電極が設置される下部電極ベースを更に含むことを特徴とする付記32に記載の有機太陽電池。
付記32或いは33に記載の有機太陽電池の製造方法であって、
(1)下部電極ベースを用意し、下部電極ベース上に下部電極を設置するステップと、
(2)前記下部電極上に下部電極界面装飾層を形成するステップと、
(3)付記1〜19中のいずれか1つに記載の有機光学活性層複合インクによって前記下部電極界面装飾層上に有機光学活性層複合フィルムを形成するステップと、
(4)前記有機光学活性層複合フィルム上に上部電極界面装飾層を形成するステップと、
(5)前記上部電極界面装飾層上に上部電極を形成することによって前記有機太陽電池を得るステップと、を含むことを特徴とする製造方法。
ステップ(4)は、前記有機光学活性層複合フィルムの熱処理及び/又は溶媒アニール処理を行い、そして前記有機光学活性層複合フィルム上に上部電極界面装飾層を形成することを含むことを特徴とする付記34に記載の製造方法。
前記溶媒アニール処理に使用される溶媒はメチルベンゼン、ジメチルスルホキシド、テトラヒドロフラン、クロロホルム、o-ジクロロベンゼン、クロロベンゼン中のいずれか1種または2種以上の組み合わせを含むことを特徴とする付記35に記載の製造方法。
前記溶媒アニール処理の時間を5s〜2hとすることを特徴とする付記35或いは36に記載の製造方法。
前記有機光学活性層複合フィルムの熱処理温度を60〜200℃とし、時間を10s〜2hとすることを特徴とする付記35に記載の製造方法。
2 上部電極界面装飾層
3 有機光学活性層
4 下部電極界面装飾層
5 下部電極
6 下部電極ベース
Claims (38)
- 電子供与体材料と、電子受容体材料と有機溶媒を含む有機光学活性層複合インクであって、有機アミノ化合物を更に含み、且つ前記有機光学活性層複合インクに、電子供与体材料と電子受容体材料の合計質量に対して0.01wt%〜10wt%の質量の有機アミノ化合物を含み、前記有機光学活性層複合インクに、前記電子供与体材料と電子受容体材料の質量比が10:1〜1:10であり、前記電子供与体材料または電子受容体材料の濃度が1〜50mg/mLであることを特徴とする有機光学活性層複合インク。
- 前記有機光学活性層複合インクに、前記電子供与体材料と電子受容体材料の質量比が5:1〜1:5であることを特徴とする請求項1に記載の有機光学活性層複合インク。
- 前記有機光学活性層複合インクに、前記電子供与体材料と電子受容体材料の質量比が2:1〜1:2であることを特徴とする請求項2に記載の有機光学活性層複合インク。
- 前記有機光学活性層複合インクに、前記電子供与体材料または電子受容体材料の濃度が5〜20mg/mLであることを特徴とする請求項1に記載の有機光学活性層複合インク。
- 前記有機光学活性層複合インクに、前記電子供与体材料または電子受容体材料の濃度が10〜20mg/mLであることを特徴とする請求項4に記載の有機光学活性層複合インク。
- 前記有機溶媒はo-ジクロロベンゼン、クロロベンゼン、クロロホルム、メチルベンゼン、ジメチルベンゼン、トリメチルベンゼン中のいずれか1種または2種以上の組み合わせを含むことを特徴とする請求項1に記載の有機光学活性層複合インク。
- 前記有機アミノ化合物は、式(1)、式(2)、式(1-1)及び式(2-1)中のいずれか1つに示される構造を有する有機アミノ化合物を含むことを特徴とする請求項1に記載の有機光学活性層複合インク。
- 前記有機アミノ化合物はエチレンジアミンの誘導体から選ばれたものであり、前記エチレンジアミンの誘導体は式(3)構造を有することを特徴とする請求項1に記載の有機光学活性層複合インク。
- 前記有機アミノ化合物はアルキルエチレンジアミンであることを特徴とする請求項8に記載の有機光学活性層複合インク。
- 前記有機アミノ化合物は式(4)-式(8)中いずれか1つに示される構造を有するピペラジン誘導体から選ばれたものであることを特徴とする請求項1に記載の有機光学活性層複合インク。
- 前記有機アミノ化合物はピペラジンであることを特徴とする請求項10に記載の有機光学活性層複合インク。
- 前記電子供与体材料は共役高分子電子供与体材料及び/又は共役有機低分子電子供与体材料を含むことを特徴とする請求項1に記載の有機光学活性層複合インク。
- 前記共役高分子電子供与体材料はポリ(3-ヘキシルチオフェン)、PTB7、PTB7-Th、PffBT4T-2OD及びその構造改変体中のいずれか1種または2種以上の組み合わせを含むことを特徴とする請求項12に記載の有機光学活性層複合インク。
- 前記共役有機低分子電子供与体材料はベンゾジチオフェンー及び/又はオリゴチオフェンを核とする低分子を含むことを特徴とする請求項12に記載の有機光学活性層複合インク。
- 前記共役有機低分子電子供与体材料はDR3TSBDT、DRCN7T及びその構造改変体中のいずれか1種または2種以上の組み合わせを含むことを特徴とする請求項12に記載の有機光学活性層複合インク。
- 前記電子受容体材料はフラーレン電子受容体材料、フラーレン誘導体系電子受容体材料及びフラーレン以外の電子受容体材料中のいずれか1種または2種以上の組み合わせを含むことを特徴とする請求項1に記載の有機光学活性層複合インク。
- 前記フラーレン電子受容体材料、フラーレン誘導体系電子受容体材料は[6,6]-フェニル-C61-酪酸メチルエステル、PC71BM、Bis-PC61BM及びIC61BA中のいずれか1種または2種以上の組み合わせを含むことを特徴とする請求項16に記載の有機光学活性層複合インク。
- 前記フラーレン以外の電子受容体材料は有機共役性電子受容体材料を含むことを特徴とする請求項16に記載の有機光学活性層複合インク。
- 前記有機共役性電子受容体材料はペリレンジイミド誘導体、ナフタレンジイミド誘導体、イミダセン誘導体、フルオレン誘導体、ベンゾチアジアゾール誘導体、サブフタロシアニン誘導体中のいずれか1種または2種以上の組み合わせを含むことを特徴とする請求項16に記載の有機光学活性層複合インク。
- 請求項1から19中のいずれか1つに記載の有機光学活性層複合インクの製造方法であって、有機アミノ化合物、電子受容体材料及び電子供与体材料を有機溶媒中に溶解させ、均一に混合させることによって、前記有機光学活性層複合インクを得るステップを含むことを特徴とする製造方法。
- 請求項1〜19中のいずれか1つに記載の有機光学活性層複合インクで形成される有機光学活性層複合フィルム。
- ポリ(3-ヘキシルチオフェン)、PTB7、PTB7-Th、PffBT4T-2OD及びその構造改変体中のいずれか1種または2種以上の組み合わせとする電子供与体材料と、[6,6]-フェニル-C61-酪酸メチルエステル、PC71BM、Bis-PC61BM及びIC61BA中のいずれか1種または2種以上の組み合わせとする電子受容体材料と、式(1)、式(2)、式(1-1)及び式(2-1)中のいずれか1つに示される構造を有する有機アミノ化合物とで組み合わせて形成される複合体であることを特徴とする請求項21に記載の有機光学活性層複合フィルム。
- 前記有機光学活性層複合フィルムの厚さは80nm〜2μmであることを特徴とする請求項21または22に記載の有機光学活性層複合フィルム。
- 前記有機光学活性層複合フィルムの厚さは80〜200nmであることを特徴とする請求項23に記載の有機光学活性層複合フィルム。
- 前記有機光学活性層複合フィルムの厚さは80〜100nmであることを特徴とする請求項24に記載の有機光学活性層複合フィルム。
- 請求項21〜25中のいずれか1つに記載の有機光学活性層複合フィルムの製造方法であって、請求項1〜19中のいずれか1つに記載の有機光学活性層複合インクの成膜処理を行うことによって有機光学活性層複合フィルムを形成するステップを含むことを特徴とする製造方法。
- 前記成膜処理の方式は滴下成膜プロセス、スピンコート成膜プロセス、スプレコート成膜プロセス、インクジェットプリント成膜プロセス、スクリーン印刷成膜プロセス、ブレードコーティング成膜プロセス及びワイヤーバーコーティングプロセス中の少なくとも1種を含むことを特徴とする請求項26に記載の製造方法。
- 前記成膜処理は前記有機光学活性層複合フィルムに対する熱処理及び/又は溶媒アニール処理を含むことを特徴とする請求項26に記載の製造方法。
- 前記有機光学活性層複合フィルムの熱処理温度を60〜200℃とし、時間を10s〜2hとすることを特徴とする請求項28に記載の製造方法。
- 前記溶媒アニール処理に使用される溶媒はメチルベンゼン、ジメチルスルホキシド、テトラヒドロフラン、クロロホルム、o-ジクロロベンゼン、クロロベンゼン中のいずれか1種または2種以上の組み合わせを含み、前記溶媒アニール処理の時間を5s〜2hとすることを特徴とする請求項28に記載の製造方法。
- 請求項1〜19中のいずれか1つに記載の有機光学活性層複合インクまたは請求項21〜25中のいずれか1つに記載の有機光学活性層複合フィルムの有機太陽電池の製造での応用。
- 配置方向に沿って順次に配置される上部電極、上部電極界面装飾層、有機光学活性層、下部電極界面装飾層、及び下部電極を含む有機太陽電池であって、前記有機光活性層は請求項21〜25中のいずれか1つに記載の有機光学活性層複合フィルムを含むことを特徴とする有機太陽電池。
- その上に前記下部電極が設置される下部電極ベースを更に含むことを特徴とする請求項32に記載の有機太陽電池。
- 請求項32或いは33に記載の有機太陽電池の製造方法であって、
(1)下部電極ベースを用意し、下部電極ベース上に下部電極を設置するステップと、
(2)前記下部電極上に下部電極界面装飾層を形成するステップと、
(3)請求項1〜19中のいずれか1つに記載の有機光学活性層複合インクによって前記下部電極界面装飾層上に有機光学活性層複合フィルムを形成するステップと、
(4)前記有機光学活性層複合フィルム上に上部電極界面装飾層を形成するステップと、
(5)前記上部電極界面装飾層上に上部電極を形成することによって前記有機太陽電池を得るステップと、を含むことを特徴とする製造方法。 - ステップ(4)は、前記有機光学活性層複合フィルムの熱処理及び/又は溶媒アニール処理を行い、そして前記有機光学活性層複合フィルム上に上部電極界面装飾層を形成することを含むことを特徴とする請求項34に記載の製造方法。
- 前記溶媒アニール処理に使用される溶媒はメチルベンゼン、ジメチルスルホキシド、テトラヒドロフラン、クロロホルム、o-ジクロロベンゼン、クロロベンゼン中のいずれか1種または2種以上の組み合わせを含むことを特徴とする請求項35に記載の製造方法。
- 前記溶媒アニール処理の時間を5s〜2hとすることを特徴とする請求項35或いは36に記載の製造方法。
- 前記有機光学活性層複合フィルムの熱処理温度を60〜200℃とし、時間を10s〜2hとすることを特徴とする請求項35に記載の製造方法。
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