JP5326731B2 - Organic thin film solar cell - Google Patents

Organic thin film solar cell

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic thin film solar cell which hardly short-circuits between electrodes and has excellent photoelectric conversion efficiency even when having large area. <P>SOLUTION: The organic thin film solar cell includes a transparent substrate, an inside auxiliary electrode formed in a pattern shape on one surface of the transparent substrate, a transparent electrode formed on the inside auxiliary electrode, a photoelectric conversion layer formed on the transparent electrode, a counter electrode formed on the photoelectric conversion layer, an outside auxiliary electrode formed in a pattern shape on the other surface of the transparent substrate and having a smaller resistance value than the transparent electrode, a connecting conduction portion penetrating the transparent electrode to electrically connect the outside auxiliary electrode and inside auxiliary electrode to each other, and an optical member formed on the outside auxiliary electrode to guide light made incident on a light shield region where the outside auxiliary electrode and inside auxiliary electrode are provided to the photoelectric conversion layer. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、大面積化が可能な有機薄膜太陽電池に関するものである。   The present invention relates to an organic thin film solar cell capable of increasing the area.

有機薄膜太陽電池は、2つの異種電極間に、電子供与性および電子受容性の機能を有する有機薄膜を配置してなる太陽電池であり、シリコンなどに代表される無機太陽電池に比べて製造工程が容易であり、かつ低コストで大面積化が可能であるという利点を持つ。   An organic thin film solar cell is a solar cell in which an organic thin film having an electron donating function and an electron accepting function is disposed between two different electrodes, and a manufacturing process compared to an inorganic solar cell typified by silicon or the like. Is easy, and has the advantage that the area can be increased at low cost.

太陽電池において、受光側の電極は透明電極とされる。従来、この透明電極には、ITO等の金属酸化物などが用いられており、中でも、導電性や透明性が高く、仕事関数が高いことから、ITOが主に使用されている。しかしながら、有機薄膜太陽電池に用いられるITO電極は、厚みが150nm程度と薄く、シート抵抗が20Ω/□程度と大きいため、発生した電流がITO電極を通過する際に消費され、発電効率が低下するという問題がある。この現象は、有機薄膜太陽電池の面積が大きくなるにつれて顕著に現れる。   In the solar cell, the electrode on the light receiving side is a transparent electrode. Conventionally, metal oxides such as ITO have been used for this transparent electrode, and ITO is mainly used because of its high conductivity and transparency and high work function. However, since the ITO electrode used in the organic thin film solar cell is as thin as about 150 nm and the sheet resistance is as large as about 20 Ω / □, the generated current is consumed when passing through the ITO electrode, and the power generation efficiency is lowered. There is a problem. This phenomenon becomes more prominent as the area of the organic thin film solar cell increases.

近年、電極の導電性を向上させるために、シリコン太陽電池や色素増感太陽電池において、透明電極上に金属メッシュを積層することが提案されている(例えば特許文献1〜3参照)。しかしながら、金属メッシュは光を遮るため、透明電極上に金属メッシュを積層することにより入射光量が低減し、結果として発電効率が低下するという問題がある。そこで、透明基板の受光面側に凸レンズなどの導光手段を配置することが提案されている(特許文献4参照)。   In recent years, in order to improve the electroconductivity of an electrode, it is proposed to laminate | stack a metal mesh on a transparent electrode in a silicon solar cell or a dye-sensitized solar cell (for example, refer patent documents 1-3). However, since the metal mesh blocks light, there is a problem that the amount of incident light is reduced by laminating the metal mesh on the transparent electrode, resulting in a decrease in power generation efficiency. Therefore, it has been proposed to arrange light guide means such as a convex lens on the light receiving surface side of the transparent substrate (see Patent Document 4).

特開2000−243989号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2000-243998 特開2000−243990号公報JP 2000-243990 A 特開2007−78909号公報JP 2007-78909 A 特開2003−346927号公報JP 2003-346927 A

有機薄膜太陽電池においても、発電効率向上のために、透明電極上に金属メッシュを積層することが考えられる。
しかしながら、シリコン太陽電池や色素増感太陽電池に用いられる金属メッシュの厚みは2μm〜20μm程度と非常に厚い。一方、有機薄膜太陽電池では、光電変換層等の有機層の厚みは100nm〜200nmと非常に薄い。そのため、有機薄膜太陽電池に、シリコン太陽電池や色素増感太陽電池に用いられる金属メッシュをそのまま適用すると、光電変換層等の有機層の厚みが薄いために、厚い金属メッシュによる凹凸を有機材料で均一にコーティングすることが難しく、結果として電極間で短絡が生じるという問題がある。
In an organic thin film solar cell, it is conceivable to laminate a metal mesh on a transparent electrode in order to improve power generation efficiency.
However, the thickness of the metal mesh used for a silicon solar cell or a dye-sensitized solar cell is as very thick as about 2 micrometers-20 micrometers. On the other hand, in an organic thin film solar cell, the thickness of an organic layer such as a photoelectric conversion layer is very thin, 100 nm to 200 nm. Therefore, when the metal mesh used for silicon solar cells and dye-sensitized solar cells is applied as it is to organic thin-film solar cells, the thickness of the organic layers such as the photoelectric conversion layer is thin. There is a problem that it is difficult to uniformly coat, and as a result, a short circuit occurs between the electrodes.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、電極間での短絡が起こり難く、大面積であっても光電変換効率の良好な有機薄膜太陽電池を提供することを主目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and it is a main object of the present invention to provide an organic thin-film solar cell that is less likely to be short-circuited between electrodes and that has good photoelectric conversion efficiency even in a large area. .

上記目的を達成するために、本発明は、透明基板と、上記透明基板の一方の面にパターン状に形成された内側補助電極と、上記内側補助電極上に形成された透明電極と、上記透明電極上に形成された光電変換層と、上記光電変換層上に形成された対向電極と、上記透明基板の他方の面にパターン状に形成され、透明電極よりも抵抗値の低い外側補助電極と、上記透明基板を貫通し、上記外側補助電極および上記内側補助電極を電気的に接続する接続導電部と、上記外側補助電極上に形成され、上記外側補助電極および上記内側補助電極が設けられている遮光領域に入射した光を上記光電変換層に導く光学部材とを有することを特徴とする有機薄膜太陽電池を提供する。   To achieve the above object, the present invention provides a transparent substrate, an inner auxiliary electrode formed in a pattern on one surface of the transparent substrate, a transparent electrode formed on the inner auxiliary electrode, and the transparent A photoelectric conversion layer formed on the electrode; a counter electrode formed on the photoelectric conversion layer; an outer auxiliary electrode formed in a pattern on the other surface of the transparent substrate and having a lower resistance than the transparent electrode; A conductive connecting portion that penetrates the transparent substrate and electrically connects the outer auxiliary electrode and the inner auxiliary electrode; and is formed on the outer auxiliary electrode, and the outer auxiliary electrode and the inner auxiliary electrode are provided. An organic thin-film solar cell comprising: an optical member that guides light incident on a light shielding region to the photoelectric conversion layer.

本発明によれば、接続導電部により外側補助電極と内側補助電極と透明電極とが電気的に接続されているので、透明電極のシート抵抗が比較的高くても、外側補助電極の抵抗値が十分に低ければ、電極全体としての抵抗を十分に低くすることが可能となる。よって、本発明の有機薄膜太陽電池は大面積であっても、発生した電力を効率良く集電することが可能となる。また本発明によれば、外側補助電極の厚みは電極間での短絡に影響しないので、厚みを比較的厚く、また線幅を比較的小さくし、開口面積を大きくすることが可能であり、電極間での短絡が生じることなく、採光性に優れ、かつ集電機能の高い太陽電池とすることが可能である。さらに本発明によれば、透明基板の受光面側に光学部材が形成されているので、光学部材の光の収束、発散、屈折等の作用によって光電変換層に効率的に光を入射させることができる。したがって本発明においては、高い発電効率を得ることができる。   According to the present invention, since the outer auxiliary electrode, the inner auxiliary electrode, and the transparent electrode are electrically connected by the connection conductive portion, even if the sheet resistance of the transparent electrode is relatively high, the resistance value of the outer auxiliary electrode is If it is sufficiently low, the resistance of the entire electrode can be made sufficiently low. Therefore, even if the organic thin-film solar cell of this invention is a large area, it becomes possible to collect the generated electric power efficiently. According to the present invention, since the thickness of the outer auxiliary electrode does not affect the short circuit between the electrodes, the thickness can be made relatively thick, the line width can be made relatively small, and the opening area can be made large. Thus, it is possible to obtain a solar cell having excellent daylighting performance and a high current collecting function without causing a short circuit. Furthermore, according to the present invention, since the optical member is formed on the light receiving surface side of the transparent substrate, the light can be efficiently incident on the photoelectric conversion layer by the action of light convergence, divergence, refraction, and the like of the optical member. it can. Therefore, in the present invention, high power generation efficiency can be obtained.

また、本発明は、透明基板と、上記透明基板の一方の面に形成された透明電極と、上記透明電極上に形成された光電変換層と、上記光電変換層上に形成された対向電極と、上記透明基板の他方の面にパターン状に形成され、透明電極よりも抵抗値の低い外側補助電極と、上記透明基板を貫通し、上記外側補助電極および上記透明電極を電気的に接続する接続導電部と、上記外側補助電極上に形成され、上記外側補助電極が設けられている遮光領域に入射した光を上記光電変換層に導く光学部材とを有することを特徴とする有機薄膜太陽電池を提供する。   The present invention also includes a transparent substrate, a transparent electrode formed on one surface of the transparent substrate, a photoelectric conversion layer formed on the transparent electrode, and a counter electrode formed on the photoelectric conversion layer. The outer auxiliary electrode having a pattern formed on the other surface of the transparent substrate and having a resistance value lower than that of the transparent electrode and the connection penetrating the transparent substrate and electrically connecting the outer auxiliary electrode and the transparent electrode An organic thin-film solar cell comprising: a conductive portion; and an optical member that is formed on the outer auxiliary electrode and guides light incident on a light shielding region provided with the outer auxiliary electrode to the photoelectric conversion layer. provide.

本発明によれば、接続導電部により外側補助電極と透明電極とが電気的に接続されているので、透明電極のシート抵抗が比較的高くても、外側補助電極の抵抗値が十分に低ければ、電極全体としての抵抗を十分に低くすることが可能となる。よって、本発明の有機薄膜太陽電池は大面積であっても、発生した電力を効率良く集電することが可能となる。また本発明によれば、外側補助電極の厚みは電極間での短絡に影響しないために、厚みを比較的厚く、また線幅を比較的小さくし、開口面積を大きくすることができるので、かつ、透明基板および光電変換層の間にパターン状の補助電極は形成されていないので、電極間での短絡が生じることなく、採光性に優れ、かつ集電機能の高い太陽電池とすることが可能である。さらに本発明によれば、透明基板の受光面側に光学部材が形成されているので、光学部材の光の収束、発散、屈折等の作用によって光電変換層に効率的に光を入射させることができる。したがって本発明においては、高い発電効率を得ることができる。   According to the present invention, since the outer auxiliary electrode and the transparent electrode are electrically connected by the connection conductive portion, even if the sheet resistance of the transparent electrode is relatively high, if the resistance value of the outer auxiliary electrode is sufficiently low The resistance of the entire electrode can be made sufficiently low. Therefore, even if the organic thin-film solar cell of this invention is a large area, it becomes possible to collect the generated electric power efficiently. Further, according to the present invention, since the thickness of the outer auxiliary electrode does not affect the short circuit between the electrodes, the thickness can be made relatively thick, the line width can be made relatively small, and the opening area can be made large, and In addition, since a patterned auxiliary electrode is not formed between the transparent substrate and the photoelectric conversion layer, a short circuit between the electrodes does not occur, and it is possible to obtain a solar cell with excellent daylighting and a high current collecting function. It is. Furthermore, according to the present invention, since the optical member is formed on the light receiving surface side of the transparent substrate, the light can be efficiently incident on the photoelectric conversion layer by the action of light convergence, divergence, refraction, and the like of the optical member. it can. Therefore, in the present invention, high power generation efficiency can be obtained.

さらに、本発明は、透明基板と、上記透明基板の一方の面に順不同に積層された透明電極およびパターン状の内側補助電極と、上記透明電極および内側補助電極の上に形成された光電変換層と、上記光電変換層上に形成された対向電極と、上記透明基板の他方の面に形成され、上記内側補助電極が設けられている遮光領域に入射した光を上記光電変換層に導く光学部材とを有し、上記内側補助電極の厚みが、上記透明電極および内側補助電極と上記対向電極との間で短絡が生じない厚みであることを特徴とする有機薄膜太陽電池を提供する。   Furthermore, the present invention provides a transparent substrate, a transparent electrode and a patterned inner auxiliary electrode laminated in random order on one surface of the transparent substrate, and a photoelectric conversion layer formed on the transparent electrode and the inner auxiliary electrode. A counter electrode formed on the photoelectric conversion layer, and an optical member that is formed on the other surface of the transparent substrate and guides the light incident on the light shielding region provided with the inner auxiliary electrode to the photoelectric conversion layer And the inner auxiliary electrode has a thickness that does not cause a short circuit between the transparent electrode, the inner auxiliary electrode, and the counter electrode.

本発明によれば、陽極側の電極は内側補助電極と透明電極とが積層されたものであるので、透明電極のシート抵抗が比較的高くても、内側補助電極の抵抗値が十分に低ければ、陽極全体としてのシート抵抗を十分に低くすることが可能となる。したがって、本発明の有機薄膜太陽電池は大面積であっても、発生した電力を効率良く集電することが可能となる。また本発明によれば、内側補助電極の厚みが、内側補助電極および透明電極と対向電極との間で短絡が生じない厚みであるので、電極間での短絡を防ぐことができる。さらに本発明によれば、透明基板の受光面側に光学部材が形成されているので、光学部材の光の収束、発散、屈折等の作用によって光電変換層に効率的に光を入射させることができる。したがって本発明においては、高い発電効率を得ることができる。   According to the present invention, the anode side electrode is formed by laminating the inner auxiliary electrode and the transparent electrode. Therefore, even if the sheet resistance of the transparent electrode is relatively high, the resistance value of the inner auxiliary electrode is sufficiently low. The sheet resistance of the whole anode can be sufficiently lowered. Therefore, even if the organic thin film solar cell of the present invention has a large area, the generated power can be collected efficiently. Moreover, according to this invention, since the thickness of an inner side auxiliary electrode is a thickness which does not produce a short circuit between an inner side auxiliary electrode and a transparent electrode, and a counter electrode, the short circuit between electrodes can be prevented. Furthermore, according to the present invention, since the optical member is formed on the light receiving surface side of the transparent substrate, the light can be efficiently incident on the photoelectric conversion layer by the action of light convergence, divergence, refraction, and the like of the optical member. it can. Therefore, in the present invention, high power generation efficiency can be obtained.

上述の発明においては、上記光学部材がレンズ部材であることが好ましい。光学部材として凸レンズを使用した場合、発電部であるパターン状の補助電極の開口部に多くの光を集光することが可能となり、パターン状の補助電極により遮光され発電に寄与できない部分の発電量を、集光により補うことが可能となる。その結果、太陽電池の発電量としては、パターン状の補助電極を有さない太陽電池と同等もしくはそれと同等以上を確保することが可能となる。また、光学部材として凹レンズを使用した場合、平面の透明基板に比べ入光面の表面積を大きくすることが出来、また、透明基板の厚みと凹レンズを最適に設計することで、遮光領域となるパターン状の補助電極の下側に光を照射することが可能となる。その結果、太陽電池の発電量は、パターン状の補助電極を有さない太陽電池と同等もしくはそれと同等以上を確保することが可能となる。   In the above-described invention, the optical member is preferably a lens member. When a convex lens is used as the optical member, it is possible to collect a large amount of light at the opening of the patterned auxiliary electrode, which is the power generation unit, and the amount of power generation in the portion that is blocked by the patterned auxiliary electrode and cannot contribute to power generation Can be compensated by condensing. As a result, the amount of power generated by the solar cell can be assured as that of a solar cell that does not have a pattern-shaped auxiliary electrode, or equal to or greater than that. In addition, when a concave lens is used as an optical member, the surface area of the light incident surface can be made larger than that of a flat transparent substrate, and a pattern that becomes a light-shielding region by optimally designing the thickness of the transparent substrate and the concave lens. It becomes possible to irradiate light on the lower side of the auxiliary electrode. As a result, the amount of power generated by the solar cell can be assured as that of a solar cell that does not have a pattern-like auxiliary electrode, or equal to or greater than that.

また、本発明においては、上記補助電極のパターン形状がメッシュ状であることが好ましい。補助電極の抵抗値をより低くすることができるからである。   In the present invention, the pattern shape of the auxiliary electrode is preferably a mesh shape. This is because the resistance value of the auxiliary electrode can be further reduced.

さらに、上記発明においては、上記内側補助電極の厚みが10nm〜1000nmの範囲内であることが好ましい。内側補助電極の厚みが厚すぎると、電極間で短絡が生じるおそれがあるからである。   Furthermore, in the said invention, it is preferable that the thickness of the said inner side auxiliary electrode exists in the range of 10 nm-1000 nm. This is because if the inner auxiliary electrode is too thick, a short circuit may occur between the electrodes.

この場合、上記透明基板上に上記内側補助電極および上記透明電極の順に積層されていることが好ましい。透明電極と光電変換層や正孔取出し層等との接触面積が大きい方が、界面の接合性が良いからである。   In this case, it is preferable that the inner auxiliary electrode and the transparent electrode are sequentially laminated on the transparent substrate. This is because the larger the contact area between the transparent electrode and the photoelectric conversion layer, the hole extraction layer, or the like, the better the interface bondability.

また、上記透明基板上に上記透明電極および上記内側補助電極の順に積層されていてもよい。   Further, the transparent electrode and the inner auxiliary electrode may be laminated in this order on the transparent substrate.

本発明においては、電極間での短絡の発生を防ぐとともに、補助電極が形成されていても光電変換層への入射光量の大幅な低下を抑制することが可能であり、有機薄膜太陽電池を大面積化したとしても高い発電効率を得ることができるという効果を奏する。   In the present invention, it is possible to prevent the occurrence of a short circuit between the electrodes, and even if an auxiliary electrode is formed, it is possible to suppress a significant decrease in the amount of light incident on the photoelectric conversion layer. Even if the area is increased, there is an effect that high power generation efficiency can be obtained.

本発明の有機薄膜太陽電池の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the organic thin film solar cell of this invention. 本発明の有機薄膜太陽電池の他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the organic thin film solar cell of this invention. 本発明の有機薄膜太陽電池の他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the organic thin film solar cell of this invention. 本発明の有機薄膜太陽電池の他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the organic thin film solar cell of this invention. 本発明の有機薄膜太陽電池の他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the organic thin film solar cell of this invention. 本発明の有機薄膜太陽電池の他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the organic thin film solar cell of this invention. 本発明の有機薄膜太陽電池における外側補助電極および内側補助電極の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the outer side auxiliary electrode and inner side auxiliary electrode in the organic thin-film solar cell of this invention. 本発明の有機薄膜太陽電池における外側補助電極および内側補助電極の他の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other example of the outer side auxiliary electrode and inner side auxiliary electrode in the organic thin-film solar cell of this invention. 本発明の有機薄膜太陽電池の製造方法の一例を示す工程図である。It is process drawing which shows an example of the manufacturing method of the organic thin film solar cell of this invention. 本発明の有機薄膜太陽電池の製造方法の他の例を示す工程図である。It is process drawing which shows the other example of the manufacturing method of the organic thin film solar cell of this invention. 本発明の有機薄膜太陽電池の製造方法の他の例を示す工程図である。It is process drawing which shows the other example of the manufacturing method of the organic thin film solar cell of this invention. 本発明の有機薄膜太陽電池の製造方法の他の例を示す工程図である。It is process drawing which shows the other example of the manufacturing method of the organic thin film solar cell of this invention. 本発明の有機薄膜太陽電池の他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the organic thin film solar cell of this invention. 本発明の有機薄膜太陽電池の製造方法の他の例を示す工程図である。It is process drawing which shows the other example of the manufacturing method of the organic thin film solar cell of this invention. 本発明の有機薄膜太陽電池の製造方法の他の例を示す工程図である。It is process drawing which shows the other example of the manufacturing method of the organic thin film solar cell of this invention. 本発明の有機薄膜太陽電池の製造方法の他の例を示す工程図である。It is process drawing which shows the other example of the manufacturing method of the organic thin film solar cell of this invention. 本発明の有機薄膜太陽電池の製造方法の他の例を示す工程図である。It is process drawing which shows the other example of the manufacturing method of the organic thin film solar cell of this invention. 本発明の有機薄膜太陽電池の他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the organic thin film solar cell of this invention. 本発明の有機薄膜太陽電池の他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the organic thin film solar cell of this invention.

以下、本発明の有機薄膜太陽電池について詳細に説明する。
本発明の有機薄膜太陽電池は、補助電極の構成により3つの実施態様に分けることができる。以下、各実施態様に分けて説明する。
Hereinafter, the organic thin film solar cell of the present invention will be described in detail.
The organic thin film solar cell of the present invention can be divided into three embodiments according to the configuration of the auxiliary electrode. In the following, each embodiment will be described separately.

I.第1実施態様
本発明の有機薄膜太陽電池の第1実施態様は、透明基板と、上記透明基板の一方の面にパターン状に形成された内側補助電極と、上記内側補助電極上に形成された透明電極と、上記透明電極上に形成された光電変換層と、上記光電変換層上に形成された対向電極と、上記透明基板の他方の面にパターン状に形成され、透明電極よりも抵抗値の低い外側補助電極と、上記透明基板を貫通し、上記外側補助電極および上記内側補助電極を電気的に接続する接続導電部と、上記外側補助電極上に形成され、上記外側補助電極および上記内側補助電極が設けられている遮光領域に入射した光を上記光電変換層に導く光学部材とを有することを特徴とするものである。
I. First Embodiment A first embodiment of the organic thin-film solar cell of the present invention is formed on a transparent substrate, an inner auxiliary electrode formed in a pattern on one surface of the transparent substrate, and the inner auxiliary electrode. A transparent electrode, a photoelectric conversion layer formed on the transparent electrode, a counter electrode formed on the photoelectric conversion layer, and formed in a pattern on the other surface of the transparent substrate, and has a resistance value higher than that of the transparent electrode. A low outer auxiliary electrode, a connection conductive portion that penetrates the transparent substrate and electrically connects the outer auxiliary electrode and the inner auxiliary electrode, and is formed on the outer auxiliary electrode, and the outer auxiliary electrode and the inner auxiliary electrode are formed on the outer auxiliary electrode. And an optical member for guiding light incident on the light shielding region provided with the auxiliary electrode to the photoelectric conversion layer.

本実施態様の有機薄膜太陽電池について図面を参照しながら説明する。
図1は、本実施態様の有機薄膜太陽電池の一例を示す概略断面図である。図1に示す例において、有機薄膜太陽電池1は、透明基板2と、透明基板2の一方の面にメッシュ状に形成された内側補助電極3と、内側補助電極3上に形成された透明電極4と、透明電極4上に形成された正孔取出し層5と、正孔取出し層5上に形成された光電変換層6と、光電変換層6上に形成された対向電極7と、透明基板2の他方の面にメッシュ状に形成され、透明電極4よりも抵抗値の低い外側補助電極8と、透明基板2を貫通し、外側補助電極8および内側補助電極3を電気的に接続する接続導電部9と、外側補助電極8上に形成され、外側補助電極8および内側補助電極3が設けられている遮光領域10に入射した光を光電変換層6に導く凸レンズ11aとを有している。
The organic thin film solar cell of this embodiment will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of an organic thin film solar cell of this embodiment. In the example shown in FIG. 1, the organic thin film solar cell 1 includes a transparent substrate 2, an inner auxiliary electrode 3 formed in a mesh shape on one surface of the transparent substrate 2, and a transparent electrode formed on the inner auxiliary electrode 3. 4, a hole extraction layer 5 formed on the transparent electrode 4, a photoelectric conversion layer 6 formed on the hole extraction layer 5, a counter electrode 7 formed on the photoelectric conversion layer 6, and a transparent substrate 2 is formed in a mesh shape on the other surface, and has a lower resistance value than the transparent electrode 4 and a connection that penetrates the transparent substrate 2 and electrically connects the outer auxiliary electrode 8 and the inner auxiliary electrode 3. It has a conductive portion 9 and a convex lens 11 a that is formed on the outer auxiliary electrode 8 and guides light incident on the light shielding region 10 provided with the outer auxiliary electrode 8 and the inner auxiliary electrode 3 to the photoelectric conversion layer 6. .

なお、透明基板の一方の面に内側補助電極および透明電極が形成され、透明基板の他方の面に外側補助電極が形成されているとは、透明基板の内側補助電極および透明電極が形成されている面とは反対側の面に外側補助電極が形成されていることを意味する。
また、遮光領域とは、外側補助電極および内側補助電極が設けられている領域をいう。
The inner auxiliary electrode and the transparent electrode are formed on one surface of the transparent substrate, and the outer auxiliary electrode is formed on the other surface of the transparent substrate. The inner auxiliary electrode and the transparent electrode of the transparent substrate are formed. It means that the outer auxiliary electrode is formed on the surface opposite to the surface on which it is present.
Further, the light shielding region refers to a region where the outer auxiliary electrode and the inner auxiliary electrode are provided.

図1に例示する有機薄膜太陽電池1においては、まず、入射光Lが凸レンズ11aに入射し、この凸レンズの光の収束作用により集光されて透明基板2、透明電極4および正孔取出し層5を透過し、光電変換層6に入射する。この際、遮光領域10の凸レンズ11aに入射した光Lは、凸レンズの光の収束作用により集光されるので、外側補助電極8および内側補助電極3によって遮られることなく光電変換層6に効率的に入射することができる。そして、入射光Lにより光電変換層6内で電荷(正孔および電子)が発生する。次いで、発生した電荷(正孔)は、光電変換層6の膜厚方向に移動して正孔取出し層5へと取り出され、正孔取出し層5および透明電極4の接触界面にて透明電極4へと取り出される。一方、発生した電荷(電子)は、光電変換層6の膜厚方向に移動して光電変換層6および対向電極7の接触界面にて対向電極7へと取り出される。   In the organic thin-film solar cell 1 illustrated in FIG. 1, first, incident light L is incident on the convex lens 11 a and is condensed by the light converging action of the convex lens 11, and the transparent substrate 2, the transparent electrode 4, and the hole extraction layer 5. And enters the photoelectric conversion layer 6. At this time, the light L incident on the convex lens 11 a in the light shielding region 10 is collected by the converging action of the light of the convex lens, so that it is efficiently applied to the photoelectric conversion layer 6 without being blocked by the outer auxiliary electrode 8 and the inner auxiliary electrode 3. Can be incident. Then, charges (holes and electrons) are generated in the photoelectric conversion layer 6 by the incident light L. Next, the generated charges (holes) move in the film thickness direction of the photoelectric conversion layer 6 and are extracted to the hole extraction layer 5, and the transparent electrode 4 is contacted at the contact interface between the hole extraction layer 5 and the transparent electrode 4. It is taken out. On the other hand, the generated charges (electrons) move in the film thickness direction of the photoelectric conversion layer 6 and are taken out to the counter electrode 7 at the contact interface between the photoelectric conversion layer 6 and the counter electrode 7.

図2は、本実施態様の有機薄膜太陽電池の他の例を示す概略断面図である。図2に示す有機薄膜太陽電池1は、上記の図1に示す有機薄膜太陽電池1において凸レンズ11aの替わりに凹レンズ11bが形成されたものである。
図2に例示する有機薄膜太陽電池1においては、まず、入射光Lが凹レンズ11bに入射し、この凹レンズの光の発散作用により拡散されて透明基板2、透明電極4および正孔取出し層5を透過し、光電変換層6に入射する。この際、遮光領域10の凹レンズ11bに入射した光Lは、凹レンズの光の発散作用により拡散されるので、外側補助電極8および内側補助電極3によって遮られることなく光電変換層6に効率的に入射することができる。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing another example of the organic thin film solar cell of this embodiment. An organic thin film solar cell 1 shown in FIG. 2 is obtained by forming a concave lens 11b in place of the convex lens 11a in the organic thin film solar cell 1 shown in FIG.
In the organic thin film solar cell 1 illustrated in FIG. 2, first, the incident light L is incident on the concave lens 11 b and is diffused by the diverging action of the light of the concave lens to form the transparent substrate 2, the transparent electrode 4, and the hole extraction layer 5. The light passes through and enters the photoelectric conversion layer 6. At this time, the light L incident on the concave lens 11b in the light shielding region 10 is diffused by the diverging action of the light of the concave lens, so that the photoelectric conversion layer 6 is efficiently blocked without being blocked by the outer auxiliary electrode 8 and the inner auxiliary electrode 3. Can be incident.

図3は、本実施態様の有機薄膜太陽電池の他の例を示す概略断面図である。図3に示す有機薄膜太陽電池1は、上記の図1に示す有機薄膜太陽電池1において凸レンズ11aの替わりにプリズム11cが形成されたものである。
図3に例示する有機薄膜太陽電池1においては、まず、入射光Lがプリズム11cに入射し、このプリズムの光の分散・屈折作用により光の進行方向が曲げられて透明基板2、透明電極4および正孔取出し層5を透過し、光電変換層6に入射する。この際、遮光領域10のプリズム11cに入射した光Lは、プリズムの光の分散・屈折作用により光の進行方向が曲げられるので、外側補助電極8および内側補助電極3によって遮られることなく光電変換層6に効率的に入射することができる。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing another example of the organic thin film solar cell of this embodiment. The organic thin film solar cell 1 shown in FIG. 3 is obtained by forming a prism 11c in place of the convex lens 11a in the organic thin film solar cell 1 shown in FIG.
In the organic thin film solar cell 1 illustrated in FIG. 3, first, incident light L is incident on the prism 11 c, and the light traveling direction is bent by the light dispersion and refraction action of the prism, so that the transparent substrate 2 and the transparent electrode 4. Then, the light passes through the hole extraction layer 5 and enters the photoelectric conversion layer 6. At this time, the light L incident on the prism 11 c in the light shielding region 10 is bent in the traveling direction by the light dispersion / refractive action of the prism, so that the photoelectric conversion is not interrupted by the outer auxiliary electrode 8 and the inner auxiliary electrode 3. It can efficiently enter the layer 6.

このように本実施態様によれば、凸レンズ、凹レンズ、プリズムなどの遮光領域に入射した光を光電変換層に導く光学部材が形成されているので、外側補助電極および内側補助電極が形成されていても、入射光量を大幅に減少させることなく、効率的な発電が可能である。   As described above, according to this embodiment, since the optical member that guides the light incident on the light shielding region such as the convex lens, the concave lens, and the prism to the photoelectric conversion layer is formed, the outer auxiliary electrode and the inner auxiliary electrode are formed. However, efficient power generation is possible without significantly reducing the amount of incident light.

また、本実施態様によれば、外側補助電極および内側補助電極が接続導電部により電気的に接続されており、陽極側の電極が外側補助電極と内側補助電極と透明電極とから構成されるので、透明電極のシート抵抗が比較的高い場合であっても、陽極全体としての抵抗を低減することができる。すなわち、外側補助電極により、発生した電力を効率良く集電することができる。したがって、有機薄膜太陽電池を大面積化したとしても、高い発電効率を維持することが可能である。   Further, according to this embodiment, the outer auxiliary electrode and the inner auxiliary electrode are electrically connected by the connection conductive portion, and the anode side electrode is composed of the outer auxiliary electrode, the inner auxiliary electrode, and the transparent electrode. Even when the sheet resistance of the transparent electrode is relatively high, the resistance of the whole anode can be reduced. That is, the generated power can be efficiently collected by the outer auxiliary electrode. Therefore, even if the organic thin-film solar cell is increased in area, it is possible to maintain high power generation efficiency.

さらに、本実施態様によれば、外側補助電極は透明基板の受光面側に形成されているので、外側補助電極の厚みは電極間での短絡に影響しない。そのため、外側補助電極の厚みを比較的厚くすることもできる。したがって、外側補助電極の開口率および厚みを調整することで、大きな開口率を確保した状態で陽極全体としての抵抗を制御することが可能である。   Furthermore, according to this embodiment, since the outer auxiliary electrode is formed on the light receiving surface side of the transparent substrate, the thickness of the outer auxiliary electrode does not affect the short circuit between the electrodes. Therefore, the outer auxiliary electrode can be made relatively thick. Therefore, by adjusting the aperture ratio and thickness of the outer auxiliary electrode, it is possible to control the resistance of the anode as a whole while ensuring a large aperture ratio.

また、透明基板上に内側補助電極および透明電極が積層されているので、接続導電部と内側補助電極と透明電極との界面の接合を良好なものとすることができる。
以下、本実施態様の有機薄膜太陽電池における各構成について説明する。
Moreover, since the inner auxiliary electrode and the transparent electrode are laminated on the transparent substrate, it is possible to improve the bonding at the interface between the connection conductive portion, the inner auxiliary electrode, and the transparent electrode.
Hereinafter, each structure in the organic thin-film solar cell of this embodiment is demonstrated.

1.光学部材
本実施態様に用いられる光学部材は、外側補助電極上に形成され、外側補助電極および内側補助電極が設けられている遮光領域に入射した光を光電変換層に導くものである。
1. Optical member The optical member used in this embodiment is formed on the outer auxiliary electrode, and guides the light incident on the light shielding region where the outer auxiliary electrode and the inner auxiliary electrode are provided to the photoelectric conversion layer.

光学部材としては、遮光領域に入射した光を光電変換層に導くことができるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、凸レンズ、凹レンズ、プリズム、反射防止膜等を用いることができる。中でも、凸レンズ、凹レンズなどのレンズ部材が好適である。レンズ部材を適正な設計にすることにより、平行光である太陽光を適切な箇所に照射する制御がもっとも容易だからである。例えば、凸レンズを設けた場合、発電部であるパターン状の外側補助電極および内側補助電極の開口部に多くの光を集光することが可能となり、パターン状の外側補助電極および内側補助電極により遮光され発電に寄与できない部分の発電量を、集光により補うことが可能となる。その結果、太陽電池の発電量としては、パターン状の補助電極を有さない太陽電池と同等もしくはそれと同等以上を確保することが可能となる。また、凹レンズを設けた場合、平面の透明基板に比べ入光面の表面積を大きくすることができ、また、透明基板の厚みと凹レンズを最適に設計することで、遮光領域となるパターン状の内側補助電極の下側に光を照射することが可能となる。その結果、太陽電池の発電量は、パターン状の外側補助電極および内側補助電極を有さない太陽電池と同等もしくはそれと同等以上を確保することが可能となる。   The optical member is not particularly limited as long as it can guide the light incident on the light shielding region to the photoelectric conversion layer. For example, a convex lens, a concave lens, a prism, an antireflection film, or the like can be used. Among these, lens members such as a convex lens and a concave lens are preferable. This is because the control of irradiating sunlight, which is parallel light, to an appropriate location is the easiest by designing the lens member appropriately. For example, when a convex lens is provided, it is possible to collect a large amount of light at the openings of the patterned outer auxiliary electrode and inner auxiliary electrode, which are power generation units, and the light is blocked by the patterned outer auxiliary electrode and inner auxiliary electrode. Therefore, the amount of power generation that cannot contribute to power generation can be supplemented by condensing light. As a result, the amount of power generated by the solar cell can be assured as that of a solar cell that does not have a pattern-shaped auxiliary electrode, or equal to or greater than that. In addition, when a concave lens is provided, the surface area of the light incident surface can be increased compared to a flat transparent substrate, and the thickness of the transparent substrate and the concave lens can be optimally designed so that the inner side of the pattern that becomes the light shielding region Light can be irradiated to the lower side of the auxiliary electrode. As a result, the amount of power generated by the solar cell can be assured as that of a solar cell that does not have the patterned outer auxiliary electrode and the inner auxiliary electrode, or equal to or higher than that.

特に、光学部材は、遮光領域の光電変換層に光を導くことができるものであることが好ましい。ここで、光電変換層は、光が照射されない場合は絶縁体であり、光が照射された場合には導体となる。そのため、光が照射される部分と光が照射されない部分とが存在すると、光が照射される部分は導体となり、光が照射されない部分は絶縁体のままとなる。よって、発電効率向上のためには、光が照射されない部分ができるだけ少ない方が好ましい。光学部材が設けられていない場合、遮光領域の光電変換層には光が入射しにくくなる。したがって、遮光領域の光電変換層に光を導くことができる光学部材が好ましいのである。   In particular, the optical member is preferably capable of guiding light to the photoelectric conversion layer in the light shielding region. Here, the photoelectric conversion layer is an insulator when light is not irradiated, and becomes a conductor when light is irradiated. Therefore, when there are a portion irradiated with light and a portion not irradiated with light, the portion irradiated with light becomes a conductor, and the portion not irradiated with light remains an insulator. Therefore, in order to improve power generation efficiency, it is preferable that the number of portions not irradiated with light is as small as possible. When the optical member is not provided, it becomes difficult for light to enter the photoelectric conversion layer in the light shielding region. Therefore, an optical member that can guide light to the photoelectric conversion layer in the light shielding region is preferable.

このような光学部材としては、凸レンズおよび凹レンズが好ましく、中でも凹レンズが好ましく用いられる。凸レンズにより光を集光し、単位面積あたりの入射光を増幅させた場合、太陽光により加熱され太陽電池素子温度の上昇が大きなものとなり、太陽電池素子へのダメージが大きくなるおそれがある。よって、凹レンズにより光を回折させるほうが好適である。   As such an optical member, a convex lens and a concave lens are preferable, and among them, a concave lens is preferably used. When the light is collected by the convex lens and the incident light per unit area is amplified, the solar cell element is heated by sunlight and the temperature of the solar cell element is greatly increased, which may cause damage to the solar cell element. Therefore, it is preferable to diffract light with a concave lens.

光学部材の配置としては、遮光領域に入射した光を光電変換層に導くことができればよく、光学部材の種類や外側補助電極および内側補助電極のパターン形状に応じて適宜選択される。   The arrangement of the optical member only needs to be able to guide the light incident on the light shielding region to the photoelectric conversion layer, and is appropriately selected according to the type of the optical member and the pattern shape of the outer auxiliary electrode and the inner auxiliary electrode.

例えば、光学部材が凸レンズまたは凹レンズである場合、図1および図2に例示するように、凸レンズ11aおよび凹レンズ11bの端部が遮光領域10に位置するように凸レンズおよび凹レンズが配置されていることが好ましい。これにより、遮光領域の凸レンズおよび凹レンズに入射した光を光電変換層に効率的に導くことができるからである。
また、光学部材が凸レンズまたは凹レンズである場合であって、外側補助電極および内側補助電極のパターン形状が六角形の格子状(ハニカム状)である場合には、光学部材は凸レンズおよび凹レンズがハニカム状に配列されたレンズアレイであることが好ましい。このようなレンズアレイであれば、凸レンズおよび凹レンズの端部を遮光領域10に位置させることができるからである。
光学部材が凸レンズまたは凹レンズである場合であって、外側補助電極および内側補助電極のパターン形状が四角形の格子状である場合には、例えば、四角形の開口部に外接するようなレンズ形状とすることができる。
For example, when the optical member is a convex lens or a concave lens, the convex lens and the concave lens are disposed so that the ends of the convex lens 11a and the concave lens 11b are positioned in the light shielding region 10 as illustrated in FIGS. preferable. This is because light incident on the convex lens and the concave lens in the light shielding region can be efficiently guided to the photoelectric conversion layer.
Further, when the optical member is a convex lens or a concave lens, and the pattern shape of the outer auxiliary electrode and the inner auxiliary electrode is a hexagonal lattice shape (honeycomb shape), the optical member is a convex lens and a concave lens having a honeycomb shape. It is preferable that the lens array is arranged in the same manner. This is because with such a lens array, the end portions of the convex lens and the concave lens can be positioned in the light shielding region 10.
When the optical member is a convex lens or a concave lens, and the pattern shape of the outer auxiliary electrode and the inner auxiliary electrode is a square lattice shape, for example, the lens shape should be circumscribed to the rectangular opening. Can do.

一方、例えば、光学部材がプリズムである場合、図3に例示するように、プリズム11cが遮光領域10のみに配置されていることが好ましい。これにより、遮光領域に入射した光を光電変換層に効率的に導くことができるからである。   On the other hand, for example, when the optical member is a prism, it is preferable that the prism 11c is arranged only in the light shielding region 10 as illustrated in FIG. This is because light incident on the light shielding region can be efficiently guided to the photoelectric conversion layer.

凸レンズおよび凹レンズの径、ピッチ、曲率などは、外側補助電極および内側補助電極の開口部の径やピッチ、外側補助電極および内側補助電極の線幅などに応じて適宜調整される。また、プリズムの幅、高さなどは、外側補助電極および内側補助電極の線幅などに応じて適宜調整される。   The diameter, pitch, curvature and the like of the convex lens and the concave lens are appropriately adjusted according to the diameter and pitch of the openings of the outer auxiliary electrode and the inner auxiliary electrode, the line widths of the outer auxiliary electrode and the inner auxiliary electrode, and the like. In addition, the width, height, and the like of the prism are appropriately adjusted according to the line widths of the outer auxiliary electrode and the inner auxiliary electrode.

凸レンズ、凹レンズ、プリズム等を構成する材料としては、通常、樹脂が用いられる。樹脂としては、凸レンズ、凹レンズ、プリズムの形成材料として一般的に用いられるものを採用することができる。   As a material constituting the convex lens, concave lens, prism and the like, a resin is usually used. As resin, what is generally used as a forming material of a convex lens, a concave lens, and a prism is employable.

凸レンズ、凹レンズ、プリズム等の形成方法としては、例えば、金型を用いる方法が挙げられる。   Examples of a method for forming a convex lens, a concave lens, a prism, and the like include a method using a mold.

2.接続導電部
本実施態様に用いられる接続導電部は、透明基板を貫通し、外側補助電極および内側補助電極を電気的に接続するものである。
2. Connection conductive part The connection conductive part used in this embodiment penetrates the transparent substrate and electrically connects the outer auxiliary electrode and the inner auxiliary electrode.

接続導電部の形成材料としては、通常、金属が用いられる。接続導電部に用いられる金属としては、例えば、アルミニウム(Al)、金(Au)、銀(Ag)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、白金(Pt)、銅(Cu)、アルミニウム合金等を挙げることができる。   A metal is usually used as a material for forming the connection conductive portion. Examples of the metal used for the connection conductive portion include aluminum (Al), gold (Au), silver (Ag), cobalt (Co), nickel (Ni), platinum (Pt), copper (Cu), and aluminum alloy. Can be mentioned.

接続導電部の形状としては、透明基板を貫通する形状であれば特に限定されるものではなく、例えば、円柱状、円錐状などとすることができる。
接続導電部が金属箔上に形成された導電性バンプ(突起物)を由来とするものである場合、導電性バンプの形成工程に依拠して、接続導電部の形状は厚み方向に径が変化した円錐状となる。この場合、図4に例示するように、接続導電部9の形状は、内側補助電極3側が小径、外側補助電極8側が大径となる円錐状であることが好ましい。導電性バンプが形成されている金属箔をパターニングすることにより、外側補助電極を形成することができるからである。
The shape of the connection conductive portion is not particularly limited as long as it is a shape that penetrates the transparent substrate, and may be, for example, a columnar shape or a conical shape.
When the connection conductive part is derived from a conductive bump (projection) formed on the metal foil, the shape of the connection conductive part changes in diameter in the thickness direction depending on the process of forming the conductive bump. It becomes a conical shape. In this case, as illustrated in FIG. 4, the shape of the connection conductive portion 9 is preferably a conical shape having a small diameter on the inner auxiliary electrode 3 side and a larger diameter on the outer auxiliary electrode 8 side. This is because the outer auxiliary electrode can be formed by patterning the metal foil on which the conductive bumps are formed.

接続導電部9は、図1〜図4に例示するように透明基板2に設けられた貫通孔をすべて埋めるように形成されていてもよく、図5に例示するように透明基板2に設けられた貫通孔の壁面を覆うように形成されていてもよい。
図5に例示するように接続導電部9が透明基板2に設けられた貫通孔の壁面を覆うように形成されている場合、貫通孔の壁面以外の部分は、例えば樹脂12等で充填されていることが好ましい。内側補助電極を形成するために透明基板全面にスパッタリング法等の蒸着法により金属薄膜を成膜する場合には、樹脂等が充填されていないと、金属薄膜の形成材料が孔を通過してしまい、透明基板全面に金属薄膜を形成するのが困難になるからである。
中でも、接続導電部は、透明基板に設けられた貫通孔をすべて埋めるように形成されていることが好ましい。導電性を高めることができるからである。
The connection conductive part 9 may be formed so as to fill all the through holes provided in the transparent substrate 2 as illustrated in FIGS. 1 to 4, and is provided in the transparent substrate 2 as illustrated in FIG. 5. It may be formed so as to cover the wall surface of the through hole.
As illustrated in FIG. 5, when the connection conductive portion 9 is formed so as to cover the wall surface of the through hole provided in the transparent substrate 2, the portion other than the wall surface of the through hole is filled with, for example, resin 12 or the like. Preferably it is. When forming a metal thin film on the entire surface of the transparent substrate by a vapor deposition method such as sputtering to form the inner auxiliary electrode, if the resin is not filled, the metal thin film forming material will pass through the holes. This is because it becomes difficult to form a metal thin film on the entire surface of the transparent substrate.
Especially, it is preferable that the connection electroconductive part is formed so that all the through-holes provided in the transparent substrate may be filled. This is because the conductivity can be increased.

接続導電部の形成位置としては、接続導電部により外側補助電極および内側補助電極が電気的に接続されるように配置されていればよい。中でも、接続導電部、外側補助電極および内側補助電極自体が基本的に光を透過せず、外側補助電極および内側補助電極の開口部から光電変換層に光が入射するので、光電変換層に入射する光量を十分に確保するために、接続導電部は、外側補助電極および内側補助電極が設けられた領域に配置されていることが好ましい。   The connecting conductive portion may be formed so that the outer auxiliary electrode and the inner auxiliary electrode are electrically connected by the connecting conductive portion. Among them, the connection conductive part, the outer auxiliary electrode and the inner auxiliary electrode themselves basically do not transmit light, and light enters the photoelectric conversion layer from the openings of the outer auxiliary electrode and the inner auxiliary electrode. In order to secure a sufficient amount of light, it is preferable that the connection conductive portion is disposed in a region where the outer auxiliary electrode and the inner auxiliary electrode are provided.

また、接続導電部は、外側補助電極および内側補助電極を電気的に接続していればよいので、通常、接続導電部の密度は、外側補助電極および内側補助電極の密度より小さくなる。接続導電部の密度としては、所望の抵抗値や、接続導電部の径等に応じて適宜選択される。   Moreover, since the connection conductive part should just electrically connect the outer auxiliary electrode and the inner auxiliary electrode, the density of the connection conductive part is usually smaller than the density of the outer auxiliary electrode and the inner auxiliary electrode. The density of the connection conductive portion is appropriately selected according to a desired resistance value, the diameter of the connection conductive portion, and the like.

接続導電部の径としては、光電変換層に入射する光量を十分に確保するため、外側補助電極および内側補助電極の線幅等に応じて適宜設定される。   The diameter of the connection conductive portion is appropriately set according to the line widths of the outer auxiliary electrode and the inner auxiliary electrode in order to ensure a sufficient amount of light incident on the photoelectric conversion layer.

接続導電部の形成方法としては、例えば、透明基板に貫通孔を形成し、貫通孔に導電ペーストを充填して、透明基板を貫通する接続導電部を形成する方法、および、金属箔上に導電性バンプを形成し、金属箔の導電性バンプが形成された面に透明基板を積層して、導電性バンプを透明基板に貫通させ、透明基板を貫通する接続導電部を形成する方法などを用いることができる。なお、接続導電部の形成方法については、後述の「12.有機薄膜太陽電池の製造方法」の項に詳しく記載するので、ここでの説明は省略する。   As a method for forming the connection conductive part, for example, a method of forming a connection conductive part penetrating the transparent substrate by forming a through hole in the transparent substrate and filling the through hole with a conductive paste, and conducting on the metal foil A method is used in which a conductive bump is formed, a transparent substrate is laminated on the surface of the metal foil on which the conductive bump is formed, the conductive bump is passed through the transparent substrate, and a connection conductive portion that penetrates the transparent substrate is formed. be able to. In addition, since the formation method of a connection conductive part is described in detail in the section of “12. Manufacturing method of organic thin film solar cell” described later, description thereof is omitted here.

3.外側補助電極
本実施態様に用いられる外側補助電極は、透明基板の他方の面にパターン状に形成され、透明電極よりも抵抗値の低いものである。
3. Outer Auxiliary Electrode The outer auxiliary electrode used in the present embodiment is formed in a pattern on the other surface of the transparent substrate, and has a lower resistance value than the transparent electrode.

外側補助電極の形成材料としては、通常、金属が用いられる。外側補助電極に用いられる金属としては、例えば、アルミニウム(Al)、金(Au)、銀(Ag)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、白金(Pt)、銅(Cu)、アルミニウム合金、ステンレス系金属、鉄(Fe)および鉄−ニッケル合金等の導電性金属を挙げることができる。これらの導電性金属の中でも、電気抵抗値が比較的低いものが好ましい。このような導電性金属としては、Al、Au、Ag、Cu等が挙げられる。   A metal is usually used as a material for forming the outer auxiliary electrode. Examples of the metal used for the outer auxiliary electrode include aluminum (Al), gold (Au), silver (Ag), cobalt (Co), nickel (Ni), platinum (Pt), copper (Cu), an aluminum alloy, Examples thereof include conductive metals such as stainless steel, iron (Fe), and iron-nickel alloy. Among these conductive metals, those having a relatively low electrical resistance value are preferable. Examples of such a conductive metal include Al, Au, Ag, and Cu.

また、対向電極の形成材料の仕事関数等に応じて、好ましい金属を選択してもよい。例えば、対向電極の形成材料の仕事関数等を考慮する場合には、透明電極は正孔取出し電極であるので、外側補助電極に用いられる金属は仕事関数の高いものであることが好ましい。具体的には、Alが好ましく用いられる。   A preferable metal may be selected according to the work function of the material for forming the counter electrode. For example, when considering the work function of the material for forming the counter electrode, the transparent electrode is a hole extraction electrode, and therefore, the metal used for the outer auxiliary electrode preferably has a high work function. Specifically, Al is preferably used.

外側補助電極は、単層であってもよく、複数層から構成されるものであってもよい。例えば、金属箔上に接続導電部となる導電性バンプ(突起物)を形成し、導電性バンプを透明基板に押し当てて貫通させ、導電性バンプが形成されている金属箔をパターニングする場合には、外側補助電極は金属箔に由来する単層となる。また例えば、金属薄膜をパターニングして導電パターンを形成した後に、導電パターンにめっきを施す場合には、外側補助電極は導電パターンおよびめっき層から構成されるものとなる。   The outer auxiliary electrode may be a single layer or may be composed of a plurality of layers. For example, when conductive bumps (projections) that form connection conductive parts are formed on a metal foil, the conductive bumps are pressed against a transparent substrate to penetrate, and the metal foil on which the conductive bumps are formed is patterned. The outer auxiliary electrode is a single layer derived from the metal foil. Further, for example, when the conductive pattern is plated after the metal thin film is patterned, the outer auxiliary electrode is composed of the conductive pattern and the plating layer.

外側補助電極が外側補助電極用導電パターンおよびめっき層から構成される場合、外側補助電極用導電パターンは、上述の導電性金属からなる単層であってもよく、また透明基板との付着強度を確保するために導電性金属層の透明基板側にコンタクト層が積層されたものであってもよい。コンタクト層に用いられる金属としては、例えば、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)、チタン(Ti)、タンタル(Ta)等を挙げることができる。   When the outer auxiliary electrode is composed of the outer auxiliary electrode conductive pattern and the plating layer, the outer auxiliary electrode conductive pattern may be a single layer made of the above-described conductive metal, and has an adhesion strength to the transparent substrate. In order to ensure, a contact layer may be laminated on the transparent substrate side of the conductive metal layer. Examples of the metal used for the contact layer include nickel (Ni), chromium (Cr), titanium (Ti), and tantalum (Ta).

外側補助電極のパターン形状としては、開口部を有するパターンであれば特に限定されるものではなく、所望の導電性、透過性、強度等により適宜選択される。例えば、多角形や円形の格子状などのメッシュ状、ストライプ状、櫛歯状等が挙げられる。中でも、メッシュ状が好ましい。外側補助電極の抵抗値をより低くすることができるからである。   The pattern shape of the outer auxiliary electrode is not particularly limited as long as it is a pattern having an opening, and is appropriately selected depending on desired conductivity, permeability, strength, and the like. For example, a mesh shape such as a polygonal shape or a circular lattice shape, a stripe shape, a comb tooth shape, and the like can be given. Among these, a mesh shape is preferable. This is because the resistance value of the outer auxiliary electrode can be further reduced.

外側補助電極の形成位置としては、外側補助電極および内側補助電極自体が基本的に光を透過せず、外側補助電極および内側補助電極の開口部から光電変換層に光が入射するので、光電変換層に入射する光量を十分に確保するために、外側補助電極は内側補助電極が設けられた領域に配置されていることが好ましい。   The outer auxiliary electrode and the inner auxiliary electrode itself basically do not transmit light, and light enters the photoelectric conversion layer from the openings of the outer auxiliary electrode and the inner auxiliary electrode. In order to ensure a sufficient amount of light incident on the layer, the outer auxiliary electrode is preferably disposed in a region where the inner auxiliary electrode is provided.

また、外側補助電極の厚みは電極間の短絡に影響しないので比較的厚くすることができるのに対し、内側補助電極の厚みは電極間の短絡に影響するため比較的薄いことが好ましい。そのため、外側補助電極が内側補助電極が設けられた領域に配置されている場合、外側補助電極の密度は内側補助電極の密度より小さくてもよい。すなわち、図6に例示するように、外側補助電極8が、内側補助電極3が設けられた領域に配置され、内側補助電極3よりも粗に形成されていてもよい。この場合、例えば図7(a)、(b)に示すように内側補助電極3の形状が六角形の格子状(ハニカム状)である場合には、外側補助電極8の形状は図7(a)のような櫛歯状や図7(b)のような格子状とすることができる。また例えば図8(a)、(b)に示すように内側補助電極3の形状が四角形の格子状である場合には、外側補助電極8の形状は図8(a)のようなストライプ状や図8(b)のような格子状とすることができる。   The thickness of the outer auxiliary electrode does not affect the short circuit between the electrodes and can be made relatively thick. On the other hand, the thickness of the inner auxiliary electrode affects the short circuit between the electrodes and is preferably relatively thin. Therefore, when the outer auxiliary electrode is disposed in a region where the inner auxiliary electrode is provided, the density of the outer auxiliary electrode may be smaller than the density of the inner auxiliary electrode. That is, as illustrated in FIG. 6, the outer auxiliary electrode 8 may be disposed in a region where the inner auxiliary electrode 3 is provided, and may be formed more coarsely than the inner auxiliary electrode 3. In this case, for example, as shown in FIGS. 7A and 7B, when the inner auxiliary electrode 3 has a hexagonal lattice shape (honeycomb shape), the outer auxiliary electrode 8 has a shape shown in FIG. ) Or a lattice shape as shown in FIG. 7B. Further, for example, as shown in FIGS. 8A and 8B, when the shape of the inner auxiliary electrode 3 is a square lattice, the shape of the outer auxiliary electrode 8 is a stripe shape as shown in FIG. A lattice shape as shown in FIG.

上述したように外側補助電極自体は基本的に光を透過しないので、外側補助電極の開口部から光電変換層に光が入射する。そのため、外側補助電極の開口部は比較的大きいことが好ましい。具体的には、外側補助電極の開口部の比率は、50%〜95%程度であることが好ましく、より好ましくは70%〜95%の範囲内である。開口部の比率が上記範囲未満であると、充分に光を透過させることができないからである。また、開口部の比率が上記範囲を超えると、外側補助電極に所望の抵抗値を付与するために、外側補助電極の厚みを大きくする必要が生じ、生産効率が低下するからである。   As described above, since the outer auxiliary electrode itself basically does not transmit light, light enters the photoelectric conversion layer from the opening of the outer auxiliary electrode. Therefore, it is preferable that the opening of the outer auxiliary electrode is relatively large. Specifically, the ratio of the openings of the outer auxiliary electrode is preferably about 50% to 95%, more preferably 70% to 95%. This is because if the ratio of the openings is less than the above range, light cannot be sufficiently transmitted. Further, when the ratio of the openings exceeds the above range, it is necessary to increase the thickness of the outer auxiliary electrode in order to give a desired resistance value to the outer auxiliary electrode, and the production efficiency is lowered.

外側補助電極の開口部のピッチおよび外側補助電極の線幅は、外側補助電極が内側補助電極が設けられた領域に配置されるように設定されていることが好ましく、外側補助電極全体の面積等に応じて適宜選択される。   The pitch of the opening of the outer auxiliary electrode and the line width of the outer auxiliary electrode are preferably set so that the outer auxiliary electrode is disposed in a region where the inner auxiliary electrode is provided, such as the area of the entire outer auxiliary electrode, etc. It is appropriately selected depending on.

外側補助電極の厚みとしては、特に限定されるものではないが、0.5μm〜10μmの範囲内であることが好ましく、中でも1μm〜7μmの範囲内、特に3μm〜5μmの範囲内であることが好ましい。外側補助電極の厚みが薄すぎると、陽極全体としての抵抗を低減する効果が十分に得られない場合があるからである。また、外側補助電極の厚みが厚すぎると形成が困難になる場合があるからである。   The thickness of the outer auxiliary electrode is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.5 μm to 10 μm, and more preferably in the range of 1 μm to 7 μm, particularly in the range of 3 μm to 5 μm. preferable. This is because if the thickness of the outer auxiliary electrode is too thin, the effect of reducing the resistance of the entire anode may not be sufficiently obtained. Moreover, it is because formation may become difficult when the thickness of an outer side auxiliary electrode is too thick.

外側補助電極のシート抵抗としては、透明電極のシート抵抗よりも低ければよいが、中でも内側補助電極のシート抵抗よりも低いことが好ましい。具体的に、外側補助電極のシート抵抗は1Ω/□以下であることが好ましく、中でも0.5Ω/□以下、特に0.1Ω/□以下であることが好ましい。外側補助電極のシート抵抗が上記範囲より大きいと、所望の発電効率が得られない場合があるからである。
なお、上記シート抵抗は、三菱化学株式会社製 表面抵抗計(ロレスタMCP:四端子プローブ)を用い、JIS R1637(ファインセラミックス薄膜の低効率試験方法:4探針法による測定方法)に基づき、測定した値である。
The sheet resistance of the outer auxiliary electrode may be lower than the sheet resistance of the transparent electrode, but is preferably lower than the sheet resistance of the inner auxiliary electrode. Specifically, the sheet resistance of the outer auxiliary electrode is preferably 1Ω / □ or less, more preferably 0.5Ω / □ or less, and particularly preferably 0.1Ω / □ or less. This is because if the sheet resistance of the outer auxiliary electrode is larger than the above range, desired power generation efficiency may not be obtained.
The sheet resistance is measured based on JIS R1637 (low-efficiency test method for fine ceramic thin film: 4-probe method) using a surface resistance meter (Loresta MCP: 4-terminal probe) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation. It is the value.

なお、外側補助電極の形成方法については、後述の「12.有機薄膜太陽電池の製造方法」の項に詳しく記載するので、ここでの説明は省略する。   In addition, since the formation method of an outer side auxiliary electrode is described in detail in the section of “12. Manufacturing method of organic thin film solar cell” described later, description thereof is omitted here.

4.内側補助電極
本実施態様に用いられる内側補助電極は、透明基板の一方の面にパターン状に形成されるものである。
4). Inner auxiliary electrode The inner auxiliary electrode used in the present embodiment is formed in a pattern on one surface of the transparent substrate.

内側補助電極の形成材料としては、通常、金属が用いられる。
なお、内側補助電極に用いられる金属については、上記外側補助電極に用いられる金属と同様であるので、ここでの説明は省略する。
A metal is usually used as a material for forming the inner auxiliary electrode.
The metal used for the inner auxiliary electrode is the same as the metal used for the outer auxiliary electrode, and the description thereof is omitted here.

内側補助電極は、上述の導電性金属からなる単層であってもよく、また透明基板や透明電極との付着強度を確保するために導電性金属層とコンタクト層とが積層されたものであってもよい。コンタクト層の形成材料としては、例えば、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)、チタン(Ti)、タンタル(Ta)等が挙げられる。コンタクト層は、付着強度を確保するために導電性金属層に積層するものであり、導電性金属層のいずれか一方の面に積層してもよく、また導電性金属層の両方の面に積層してもよい。   The inner auxiliary electrode may be a single layer made of the above-described conductive metal, or a laminate of a conductive metal layer and a contact layer to ensure adhesion strength with the transparent substrate or the transparent electrode. May be. Examples of the material for forming the contact layer include nickel (Ni), chromium (Cr), titanium (Ti), and tantalum (Ta). The contact layer is laminated on the conductive metal layer in order to ensure adhesion strength, and may be laminated on either side of the conductive metal layer, or on both sides of the conductive metal layer. May be.

内側補助電極のパターン形状としては、開口部を有するパターンであれば特に限定されるものではなく、所望の導電性、透過性、強度等により適宜選択される。例えば、多角形や円形の格子状などのメッシュ状、ストライプ状、櫛歯状等が挙げられる。中でも、メッシュ状が好ましい。内側補助電極の抵抗値をより低くすることができるからである。   The pattern shape of the inner auxiliary electrode is not particularly limited as long as it is a pattern having an opening, and is appropriately selected depending on desired conductivity, permeability, strength, and the like. For example, a mesh shape such as a polygonal shape or a circular lattice shape, a stripe shape, a comb tooth shape, and the like can be given. Among these, a mesh shape is preferable. This is because the resistance value of the inner auxiliary electrode can be further reduced.

内側補助電極自体は基本的に光を透過しないので、内側補助電極の開口部から光電変換層に光が入射する。そのため、内側補助電極の開口部は比較的大きいことが好ましい。具体的には、内側補助電極の開口部の比率は、50%〜95%程度であることが好ましく、より好ましくは70%〜95%の範囲内である。開口部の比率が上記範囲未満であると、充分に光を透過させることができないからである。また、開口部の比率が上記範囲を超えると、内側補助電極の面積が小さくなって、内側補助電極での電荷の移動効率が低下するおそれがあるからである。   Since the inner auxiliary electrode itself basically does not transmit light, light enters the photoelectric conversion layer from the opening of the inner auxiliary electrode. For this reason, the opening of the inner auxiliary electrode is preferably relatively large. Specifically, the ratio of the openings of the inner auxiliary electrode is preferably about 50% to 95%, more preferably 70% to 95%. This is because if the ratio of the openings is less than the above range, light cannot be sufficiently transmitted. In addition, if the ratio of the openings exceeds the above range, the area of the inner auxiliary electrode becomes small, and the charge transfer efficiency at the inner auxiliary electrode may be reduced.

内側補助電極の開口部のピッチおよび内側補助電極の線幅は、内側補助電極が設けられた領域に外側補助電極が配置されるように設定されていることが好ましく、内側補助電極全体の面積等に応じて適宜選択される。   The pitch of the opening of the inner auxiliary electrode and the line width of the inner auxiliary electrode are preferably set so that the outer auxiliary electrode is arranged in a region where the inner auxiliary electrode is provided, and the area of the entire inner auxiliary electrode, etc. It is appropriately selected depending on.

内側補助電極の厚みは、透明電極および対向電極の間で短絡が生じない厚みであれば特に限定されるものではなく、光電変換層、正孔取出し層、電子取出し層等の厚みに応じて適宜選択される。具体的には、光電変換層、正孔取出し層、電子取出し層などの、透明電極および対向電極の間に形成される層の総膜厚を1とすると、内側補助電極の厚みは、1以下であることが好ましく、より好ましくは0.5以下、さらに好ましくは0.3以下である。内側補助電極の厚みが上記範囲より厚いと、電極間で短絡が生じるおそれがあるからである。より具体的には、内側補助電極の厚みは、500nm以下であることが好ましく、中でも300nm以下、特に100nm以下であることが好ましい。内側補助電極の厚みが上記範囲より厚いと、電極間で短絡が生じるおそれがあるからである。一方、内側補助電極の厚みの下限は30nmであることが好ましい。膜厚が30nm未満である場合、金属薄膜が連続膜になっておらず、抵抗値が非常に大きくなる可能性があるからである。   The thickness of the inner auxiliary electrode is not particularly limited as long as it does not cause a short circuit between the transparent electrode and the counter electrode, and is appropriately determined depending on the thickness of the photoelectric conversion layer, the hole extraction layer, the electron extraction layer, and the like. Selected. Specifically, when the total thickness of layers formed between the transparent electrode and the counter electrode, such as a photoelectric conversion layer, a hole extraction layer, and an electron extraction layer, is 1, the thickness of the inner auxiliary electrode is 1 or less. Preferably, it is 0.5 or less, more preferably 0.3 or less. It is because there exists a possibility that a short circuit may arise between electrodes when the thickness of an inner side auxiliary electrode is thicker than the said range. More specifically, the thickness of the inner auxiliary electrode is preferably 500 nm or less, more preferably 300 nm or less, and particularly preferably 100 nm or less. It is because there exists a possibility that a short circuit may arise between electrodes when the thickness of an inner side auxiliary electrode is thicker than the said range. On the other hand, the lower limit of the thickness of the inner auxiliary electrode is preferably 30 nm. This is because when the film thickness is less than 30 nm, the metal thin film is not a continuous film, and the resistance value may become very large.

内側補助電極の形成方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、金属薄膜を全面に成膜した後にメッシュ状にパターニングする方法、メッシュ状の導電体を直接形成する方法等が挙げられる。これらの方法は、内側補助電極の形成材料や厚み等に応じて適宜選択される。   The method for forming the inner auxiliary electrode is not particularly limited, and examples thereof include a method of forming a metal thin film on the entire surface and then patterning it into a mesh shape, a method of directly forming a mesh-like conductor, and the like. These methods are appropriately selected according to the material and thickness of the inner auxiliary electrode.

金属薄膜の成膜方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の真空成膜法であることが好ましい。すなわち、内側補助電極は真空成膜法にて形成された金属薄膜であることが好ましい。真空成膜法により成膜した金属種は、めっき膜に比べ介在物が少なく比抵抗を小さくでき、Agペースト等を用いて成膜したものと比較しても比抵抗を小さくできるからである。また、1000nm以下の金属薄膜を制御良く、均一な厚みにて成膜する方法としても、真空製膜法が好適である。
金属薄膜のパターニング方法としては、所望のパターンに精度良く形成することができる方法であれば特に限定されるものではなく、例えばフォトエッチング法等を挙げることができる。
The method for forming the metal thin film is preferably a vacuum film forming method such as a vacuum deposition method, a sputtering method, or an ion plating method. That is, the inner auxiliary electrode is preferably a metal thin film formed by a vacuum film forming method. This is because the metal species formed by the vacuum film formation method has less inclusions than the plating film and can reduce the specific resistance, and the specific resistance can also be reduced compared to those formed using Ag paste or the like. A vacuum film-forming method is also suitable as a method for forming a metal thin film having a thickness of 1000 nm or less with good control and uniform thickness.
The method for patterning the metal thin film is not particularly limited as long as it can be accurately formed into a desired pattern, and examples thereof include a photoetching method.

5.透明電極
本実施態様に用いられる透明電極は、上記内側補助電極上に形成されるものである。本発明においては、外側補助電極側が受光面となるため、透明電極は、通常、光電変換層で発生した正孔を取り出すための電極(正孔取出し電極)とされる。
5. Transparent electrode The transparent electrode used in this embodiment is formed on the inner auxiliary electrode. In the present invention, since the outer auxiliary electrode side serves as a light receiving surface, the transparent electrode is usually an electrode for extracting holes generated in the photoelectric conversion layer (hole extracting electrode).

透明電極の構成材料としては、導電性および透明性を有するものであれば特に限定されなく、In−Zn−O(IZO)、In−Sn−O(ITO)、ZnO−Al、Zn−Sn−O等を挙げることができる。中でも、後述する対向電極の構成材料の仕事関数等を考慮して適宜選択することが好ましい。例えば対向電極の構成材料を仕事関数の低い材料とした場合には、透明電極の構成材料は仕事関数の高い材料であることが好ましい。導電性および透明性を有し、かつ仕事関数の高い材料としては、ITOが好ましく用いられる。   The constituent material of the transparent electrode is not particularly limited as long as it has conductivity and transparency. In—Zn—O (IZO), In—Sn—O (ITO), ZnO—Al, Zn—Sn— O etc. can be mentioned. Among them, it is preferable to select appropriately considering the work function of the constituent material of the counter electrode described later. For example, when the material constituting the counter electrode is a material having a low work function, the material constituting the transparent electrode is preferably a material having a high work function. ITO is preferably used as a material having conductivity and transparency and a high work function.

透明電極の全光線透過率は、85%以上であることが好ましく、中でも90%以上、特に92%以上であることが好ましい。透明電極の全光線透過率が上記範囲であることにより、透明電極にて光を十分に透過することができ、光電変換層にて光を効率的に吸収することができるからである。
なお、上記全光線透過率は、可視光領域において、スガ試験機株式会社製 SMカラーコンピュータ(型番:SM−C)を用いて測定した値である。
The total light transmittance of the transparent electrode is preferably 85% or more, more preferably 90% or more, and particularly preferably 92% or more. This is because when the total light transmittance of the transparent electrode is within the above range, light can be sufficiently transmitted through the transparent electrode and light can be efficiently absorbed by the photoelectric conversion layer.
The total light transmittance is a value measured using an SM color computer (model number: SM-C) manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd. in the visible light region.

透明電極のシート抵抗は、20Ω/□以下であることが好ましく、中でも10Ω/□以下、特に5Ω/□以下であることが好ましい。シート抵抗が上記範囲より大きいと、発生した電荷を十分に外部回路へ伝達できない可能性があるからである。
なお、上記シート抵抗は、三菱化学株式会社製 表面抵抗計(ロレスタMCP:四端子プローブ)を用い、JIS R1637(ファインセラミックス薄膜の低効率試験方法:4探針法による測定方法)に基づき、測定した値である。
The sheet resistance of the transparent electrode is preferably 20Ω / □ or less, more preferably 10Ω / □ or less, and particularly preferably 5Ω / □ or less. This is because if the sheet resistance is larger than the above range, the generated charge may not be sufficiently transmitted to the external circuit.
The sheet resistance is measured based on JIS R1637 (low-efficiency test method for fine ceramic thin film: 4-probe method) using a surface resistance meter (Loresta MCP: 4-terminal probe) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation. It is the value.

透明電極は、単層であってもよく、また異なる仕事関数の材料を用いて積層されたものであってもよい。
この透明電極の膜厚としては、単層である場合はその膜厚が、複数層からなる場合は総膜厚が、0.1nm〜500nmの範囲内であることが好ましく、中でも1nm〜300nmの範囲内であることが好ましい。膜厚が上記範囲より薄いと、透明電極のシート抵抗が大きくなりすぎ、発生した電荷を十分に外部回路へ伝達できない可能性があり、一方、膜厚が上記範囲より厚いと、全光線透過率が低下し、光電変換効率を低下させる可能性があるからである。
The transparent electrode may be a single layer or may be laminated using materials having different work functions.
As the film thickness of this transparent electrode, the film thickness is preferably in the range of 0.1 nm to 500 nm in the case of a single layer, and the total film thickness is preferably in the range of 0.1 nm to 500 nm. It is preferable to be within the range. If the film thickness is less than the above range, the sheet resistance of the transparent electrode becomes too large, and the generated charge may not be sufficiently transmitted to the external circuit. On the other hand, if the film thickness is thicker than the above range, the total light transmittance This is because there is a possibility that the photoelectric conversion efficiency is lowered.

透明電極は、基板上に全面に形成されていてもよく、パターン状に形成されていてもよい。   The transparent electrode may be formed on the entire surface of the substrate, or may be formed in a pattern.

透明電極の形成方法としては、一般的な電極の形成方法を用いることができる。   As a method for forming the transparent electrode, a general electrode forming method can be used.

6.光電変換層
本実施態様に用いられる光電変換層は、透明電極および対向電極の間に形成されるものである。なお、「光電変換層」とは、有機薄膜太陽電池の電荷分離に寄与し、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部材をいう。
6). Photoelectric Conversion Layer The photoelectric conversion layer used in this embodiment is formed between the transparent electrode and the counter electrode. The “photoelectric conversion layer” refers to a member that contributes to charge separation of the organic thin film solar cell and has a function of transporting generated electrons and holes toward electrodes in opposite directions.

光電変換層は、電子受容性および電子供与性の両機能を有する単一の層であってもよく(第1態様)、また電子受容性の機能を有する電子受容性層と電子供与性の機能を有する電子供与性層とが積層されたものであってもよい(第2態様)。以下、各態様に分けて説明する。   The photoelectric conversion layer may be a single layer having both an electron-accepting function and an electron-donating function (first aspect), or an electron-accepting layer having an electron-accepting function and an electron-donating function. A layer in which an electron donating layer having n is laminated may be used (second embodiment). Hereinafter, the description will be made separately for each aspect.

(1)第1態様
本実施態様における光電変換層の第1態様は、電子受容性および電子供与性の両機能を有する単一の層であり、電子供与性材料および電子受容性材料を含有するものである。この光電変換層では、光電変換層内で形成されるpn接合を利用して電荷分離が生じるため、単独で光電変換層として機能する。
(1) 1st aspect The 1st aspect of the photoelectric converting layer in this embodiment is a single layer which has both an electron-accepting property and an electron-donating function, and contains an electron-donating material and an electron-accepting material. Is. In this photoelectric conversion layer, since charge separation occurs using a pn junction formed in the photoelectric conversion layer, it functions as a photoelectric conversion layer alone.

電子供与性材料としては、電子供与体としての機能を有するものであれば特に限定されるものではないが、湿式塗工法により成膜可能なものであることが好ましく、中でも電子供与性の導電性高分子材料であることが好ましい。
導電性高分子はいわゆるπ共役高分子であり、炭素−炭素またはヘテロ原子を含む二重結合または三重結合が、単結合と交互に連なったπ共役系から成り立っており、半導体的性質を示すものである。導電性高分子材料は、高分子主鎖内にπ共役が発達しているため主鎖方向への電荷輸送が基本的に有利である。また、導電性高分子の電子伝達機構は、主にπスタッキングによる分子間のホッピング伝導であるため、高分子の主鎖方向のみならず、光電変換層の膜厚方向への電荷輸送も有利である。さらに、導電性高分子材料は、導電性高分子材料を溶媒に溶解もしくは分散させた塗工液を用いることで湿式塗工法により容易に成膜可能であることから、大面積の有機薄膜太陽電池を高価な設備を必要とせず低コストで製造できるという利点がある。
The electron donating material is not particularly limited as long as it has a function as an electron donor, but it is preferable that the material can be formed by a wet coating method. A polymer material is preferred.
The conductive polymer is a so-called π-conjugated polymer, which is composed of a π-conjugated system in which double bonds or triple bonds containing carbon-carbon or hetero atoms are alternately linked to single bonds, and exhibits semiconducting properties. It is. In the conductive polymer material, π conjugation is developed in the polymer main chain, so that charge transport in the main chain direction is basically advantageous. In addition, since the electron transfer mechanism of the conductive polymer is mainly hopping conduction between molecules by π stacking, it is advantageous not only for the main chain direction of the polymer but also for the charge transport in the film thickness direction of the photoelectric conversion layer. is there. Furthermore, since the conductive polymer material can be easily formed by a wet coating method using a coating solution in which the conductive polymer material is dissolved or dispersed in a solvent, a large-area organic thin film solar cell Can be manufactured at low cost without requiring expensive equipment.

電子供与性の導電性高分子材料としては、例えば、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン、ポリシラン、ポリチオフェン、ポリカルバゾール、ポリビニルカルバゾール、ポルフィリン、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリフルオレン、ポリビニルピレン、ポリビニルアントラセン、およびこれらの誘導体、ならびにこれらの共重合体、あるいは、フタロシアニン含有ポリマー、カルバゾール含有ポリマー、有機金属ポリマー等を挙げることができる。   Examples of the electron-donating conductive polymer material include polyphenylene, polyphenylene vinylene, polysilane, polythiophene, polycarbazole, polyvinyl carbazole, porphyrin, polyacetylene, polypyrrole, polyaniline, polyfluorene, polyvinyl pyrene, polyvinyl anthracene, and derivatives thereof. And copolymers thereof, or phthalocyanine-containing polymers, carbazole-containing polymers, organometallic polymers, and the like.

上記の中でも、チオフェン−フルオレン共重合体、ポリアルキルチオフェン、フェニレンエチニレン−フェニレンビニレン共重合体、フェニレンエチニレン−チオフェン共重合体、フェニレンエチニレン−フルオレン共重合体、フルオレン−フェニレンビニレン共重合体、チオフェン−フェニレンビニレン共重合体等が好ましく用いられる。これらは、多くの電子受容性材料に対して、エネルギー準位差が適当であるからである。
なお、例えばフェニレンエチニレン−フェニレンビニレン共重合体(Poly[1,4-phenyleneethynylene-1,4-(2,5-dioctadodecyloxyphenylene)-1,4-phenyleneethene-1,2-diyl-1,4-(2,5-dioctadodecyloxyphenylene)ethene-1,2-diyl])の合成方法については、Macromolecules, 35, 3825 (2002) や、Mcromol. Chem. Phys., 202, 2712 (2001) に詳しい。
Among the above, thiophene-fluorene copolymer, polyalkylthiophene, phenylene ethynylene-phenylene vinylene copolymer, phenylene ethynylene-thiophene copolymer, phenylene ethynylene-fluorene copolymer, fluorene-phenylene vinylene copolymer A thiophene-phenylene vinylene copolymer is preferably used. This is because the energy level difference is appropriate for many electron-accepting materials.
For example, a phenylene ethynylene-phenylene vinylene copolymer (Poly [1,4-phenyleneethynylene-1,4- (2,5-dioctadodecyloxyphenylene) -1,4-phenyleneethene-1,2-diyl-1,4- ( 2,5-dioctadodecyloxyphenylene) ethene-1,2-diyl]) is described in detail in Macromolecules, 35, 3825 (2002) and Micromol. Chem. Phys., 202, 2712 (2001).

また、電子受容性材料としては、電子受容体としての機能を有するものであれば特に限定されるものではないが、湿式塗工法により成膜可能なものであることが好ましく、中でも電子供与性の導電性高分子材料であることが好ましい。導電性高分子材料は、上述したような利点を有するからである。   Further, the electron-accepting material is not particularly limited as long as it has a function as an electron acceptor, but it is preferable that the material can be formed by a wet coating method. A conductive polymer material is preferable. This is because the conductive polymer material has the advantages as described above.

電子受容性の導電性高分子材料としては、例えば、ポリフェニレンビニレン、ポリフルオレン、およびこれらの誘導体、ならびにこれらの共重合体、あるいは、カーボンナノチューブ、フラーレン誘導体、CN基またはCF基含有ポリマーおよびそれらの−CF置換ポリマー等を挙げることができる。ポリフェニレンビニレン誘導体の具体例としては、CN−PPV(Poly[2-Methoxy-5-(2´-ethylhexyloxy)-1,4-(1-cyanovinylene)phenylene])、MEH−CN−PPV(Poly[2-Methoxy-5-(2´-ethylhexyloxy)-1,4-(1-cyanovinylene)phenylene])等が挙げられる。 Examples of the electron-accepting conductive polymer material include polyphenylene vinylene, polyfluorene, and derivatives thereof, and copolymers thereof, or carbon nanotubes, fullerene derivatives, CN group or CF 3 group-containing polymers, and the like. -CF 3 substituted polymer, and the like. Specific examples of the polyphenylene vinylene derivative include CN-PPV (Poly [2-Methoxy-5- (2′-ethylhexyloxy) -1,4- (1-cyanovinylene) phenylene]), MEH-CN-PPV (Poly [2 -Methoxy-5- (2′-ethylhexyloxy) -1,4- (1-cyanovinylene) phenylene]) and the like.

また、電子供与性化合物がドープされた電子受容性材料や、電子受容性化合物がドープされた電子供与性材料等を用いることもできる。中でも、電子供与性化合物もしくは電子受容性化合物がドープされた導電性高分子材料が好ましく用いられる。導電性高分子材料は、高分子主鎖内にπ共役が発達しているため主鎖方向への電荷輸送が基本的に有利であり、また、電子供与性化合物や電子受容性化合物をドープすることによりπ共役主鎖中に電荷が発生し、電気伝導度を大きく増大させることが可能であるからである。   Further, an electron accepting material doped with an electron donating compound, an electron donating material doped with an electron accepting compound, or the like can also be used. Among these, a conductive polymer material doped with an electron donating compound or an electron accepting compound is preferably used. Conductive polymer materials are basically advantageous in charge transport in the direction of the main chain because of the development of π conjugation in the polymer main chain, and are doped with electron-donating compounds and electron-accepting compounds. This is because electric charges are generated in the π-conjugated main chain, and the electrical conductivity can be greatly increased.

電子供与性化合物がドープされる電子受容性の導電性高分子材料としては、上述した電子受容性の導電性高分子材料を挙げることができる。ドープされる電子供与性化合物としては、例えばLi、K、Ca、Cs等のアルカリ金属やアルカリ土類金属のようなルイス塩基を用いることができる。なお、ルイス塩基は電子供与体として作用する。
また、電子受容性化合物がドープされる電子供与性の導電性高分子材料としては、上述した電子供与性の導電性高分子材料を挙げることができる。ドープされる電子受容性化合物としては、例えばFeCl(III)、AlCl、AlBr、AsFやハロゲン化合物のようなルイス酸を用いることができる。なお、ルイス酸は電子受容体として作用する。
Examples of the electron-accepting conductive polymer material doped with the electron-donating compound include the above-described electron-accepting conductive polymer material. As the electron-donating compound to be doped, for example, a Lewis base such as an alkali metal such as Li, K, Ca, or Cs or an alkaline earth metal can be used. The Lewis base acts as an electron donor.
Examples of the electron-donating conductive polymer material doped with the electron-accepting compound include the above-described electron-donating conductive polymer material. As the electron-accepting compound to be doped, for example, a Lewis acid such as FeCl 3 (III), AlCl 3 , AlBr 3 , AsF 6 or a halogen compound can be used. In addition, Lewis acid acts as an electron acceptor.

光電変換層の膜厚としては、一般的にバルクヘテロ接合型有機薄膜太陽電池において採用されている膜厚を採用することができる。具体的には、0.2nm〜3000nmの範囲内で設定することができ、好ましくは1nm〜600nmの範囲内である。膜厚が上記範囲より厚いと、光電変換層における体積抵抗が高くなる場合があるからである。一方、膜厚が上記範囲より薄いと、光を十分に吸収できない場合があるからである。   As the film thickness of the photoelectric conversion layer, the film thickness generally employed in bulk heterojunction organic thin film solar cells can be employed. Specifically, it can be set within a range of 0.2 nm to 3000 nm, and preferably within a range of 1 nm to 600 nm. This is because when the film thickness is thicker than the above range, the volume resistance in the photoelectric conversion layer may increase. On the other hand, if the film thickness is thinner than the above range, light may not be sufficiently absorbed.

電子供与性材料および電子受容性材料の混合比は、使用する材料の種類により最適な混合比に適宜調整される。   The mixing ratio of the electron-donating material and the electron-accepting material is appropriately adjusted to an optimal mixing ratio depending on the type of material used.

光電変換層を形成する方法としては、所定の膜厚に均一に形成することができる方法であれば特に限定されるものではないが、湿式塗工法が好ましく用いられる。湿式塗工法であれば、大気中で光電変換層を形成することができ、コストの削減が図れるとともに、大面積化が容易だからである。   The method for forming the photoelectric conversion layer is not particularly limited as long as it can be uniformly formed in a predetermined film thickness, but a wet coating method is preferably used. This is because if the wet coating method is used, the photoelectric conversion layer can be formed in the air, and the cost can be reduced and the area can be easily increased.

光電変換層用塗工液の塗布方法としては、光電変換層用塗工液を均一に塗布することができる方法であれば特に限定されるものではなく、例えば、ダイコート法、スピンコート法、ディップコート法、ロールコート法、ビードコート法、スプレーコート法、バーコート法、グラビアコート法、インクジェット法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法等を挙げることができる。   The method for applying the photoelectric conversion layer coating solution is not particularly limited as long as it can uniformly apply the photoelectric conversion layer coating solution. For example, a die coating method, a spin coating method, a dip coating method, and the like. Examples thereof include a coating method, a roll coating method, a bead coating method, a spray coating method, a bar coating method, a gravure coating method, an ink jet method, a screen printing method, and an offset printing method.

光電変換層用塗工液の塗布後は、形成された塗膜を乾燥する乾燥処理を施してもよい。光電変換層用塗工液に含まれる溶媒等を早期に除去することにより、生産性を向上させることができるからである。
乾燥処理の方法として、例えば、加熱乾燥、送風乾燥、真空乾燥等、一般的な方法を用いることができる。
After application of the coating liquid for photoelectric conversion layer, a drying treatment for drying the formed coating film may be performed. It is because productivity can be improved by removing the solvent etc. which are contained in the coating liquid for photoelectric conversion layers at an early stage.
As a method for the drying treatment, for example, a general method such as heat drying, air drying, or vacuum drying can be used.

(2)第2態様
本実施態様における光電変換層の第2態様は、電子受容性の機能を有する電子受容性層と電子供与性の機能を有する電子供与性層とが積層されたものである。以下、電子受容性層および電子供与性層について説明する。
(2) Second Aspect In the second aspect of the photoelectric conversion layer in this embodiment, an electron accepting layer having an electron accepting function and an electron donating layer having an electron donating function are laminated. . Hereinafter, the electron-accepting layer and the electron-donating layer will be described.

(電子受容性層)
本実施態様に用いられる電子受容性層は、電子受容性の機能を有するものであり、電子受容性材料を含有するものである。
(Electron-accepting layer)
The electron-accepting layer used in this embodiment has an electron-accepting function and contains an electron-accepting material.

電子受容性材料としては、電子受容体としての機能を有するものであれば特に限定されるものではないが、湿式塗工法により成膜可能なものであることが好ましく、中でも電子受容性の導電性高分子材料であることが好ましい。導電性高分子材料は、上述したような利点を有するからである。具体的には、上記第1態様の光電変換層に用いられる電子受容性の導電性高分子材料と同様のものを挙げることができる。   The electron-accepting material is not particularly limited as long as it has a function as an electron acceptor, but is preferably a material that can be formed into a film by a wet coating method. A polymer material is preferred. This is because the conductive polymer material has the advantages as described above. Specific examples include the same electron-accepting conductive polymer materials used for the photoelectric conversion layer of the first aspect.

電子受容性層の膜厚としては、一般的にバイレイヤー型有機薄膜太陽電池において採用されている膜厚を採用することができる。具体的には、0.1nm〜1500nmの範囲内で設定することができ、好ましくは1nm〜300nmの範囲内である。膜厚が上記範囲より厚いと、電子受容性層における体積抵抗が高くなる可能性があるからである。一方、膜厚が上記範囲より薄いと、光を十分に吸収できない場合があるからである。   As the film thickness of the electron-accepting layer, a film thickness generally employed in a bilayer type organic thin film solar cell can be employed. Specifically, it can be set within a range of 0.1 nm to 1500 nm, and preferably within a range of 1 nm to 300 nm. This is because if the film thickness is larger than the above range, the volume resistance in the electron-accepting layer may be increased. On the other hand, if the film thickness is thinner than the above range, light may not be sufficiently absorbed.

電子受容性層の形成方法としては、上記第1態様の光電変換層の形成方法と同様とすることができる。   The method for forming the electron-accepting layer can be the same as the method for forming the photoelectric conversion layer of the first aspect.

(電子供与性層)
本実施態様に用いられる電子供与性層は、電子供与性の機能を有するものであり、電子供与性材料を含有するものである。
(Electron donating layer)
The electron donating layer used in this embodiment has an electron donating function and contains an electron donating material.

電子供与性材料としては、電子供与体としての機能を有するものであれば特に限定されるものではないが、湿式塗工法により成膜可能なものであることが好ましく、中でも電子供与性の導電性高分子材料であることが好ましい。導電性高分子材料は、上述したような利点を有するからである。具体的には、上記第1態様の光電変換層に用いられる電子供与性の導電性高分子材料と同様のものを挙げることができる。   The electron donating material is not particularly limited as long as it has a function as an electron donor, but it is preferable that the material can be formed by a wet coating method. A polymer material is preferred. This is because the conductive polymer material has the advantages as described above. Specific examples include the same electron donating conductive polymer materials used for the photoelectric conversion layer of the first aspect.

電子供与性層の膜厚としては、一般的にバイレイヤー型有機薄膜太陽電池において採用されている膜厚を採用することができる。具体的には、0.1nm〜1500nmの範囲内で設定することができ、好ましくは1nm〜300nmの範囲内である。膜厚が上記範囲より厚いと、電子供与性層における体積抵抗が高くなる可能性があるからである。一方、膜厚が上記範囲より薄いと、光を十分に吸収できない場合があるからである。   As a film thickness of the electron donating layer, a film thickness generally employed in a bilayer type organic thin film solar cell can be employed. Specifically, it can be set within a range of 0.1 nm to 1500 nm, and preferably within a range of 1 nm to 300 nm. This is because if the film thickness is larger than the above range, the volume resistance in the electron donating layer may be increased. On the other hand, if the film thickness is thinner than the above range, light may not be sufficiently absorbed.

電子供与性層の形成方法としては、上記第1態様の光電変換層の形成方法と同様とすることができる。   The method for forming the electron donating layer can be the same as the method for forming the photoelectric conversion layer of the first aspect.

7.対向電極
本実施態様に用いられる対向電極は、上記透明電極と対向する電極である。通常、対向電極は、光電変換層で発生した電子を取り出すための電極(電子取出し電極)とされる。本実施態様においては、外側補助電極側が受光面となるので、対向電極は透明性を有さなくともよい。
7. Counter electrode The counter electrode used in this embodiment is an electrode facing the transparent electrode. Usually, the counter electrode is an electrode for extracting electrons generated in the photoelectric conversion layer (electron extraction electrode). In this embodiment, since the outer auxiliary electrode side is the light receiving surface, the counter electrode does not have to be transparent.

対向電極の形成材料としては、導電性を有するものであれば特に限定されるものではないが、対向電極は電子取出し電極であるので、仕事関数の低いものであることが好ましい。具体的に仕事関数の低い材料としては、Li、In、Al、Ca、Mg、Sm、Tb、Yb、Zr、LiF等を挙げることができる。   The material for forming the counter electrode is not particularly limited as long as it has conductivity. However, since the counter electrode is an electron extraction electrode, it preferably has a low work function. Specific examples of the material having a low work function include Li, In, Al, Ca, Mg, Sm, Tb, Yb, Zr, and LiF.

対向電極は、単層であってもよく、また、異なる仕事関数の材料を用いて積層されたものであってもよい。
対向電極の膜厚は、単層である場合にはその膜厚が、複数層からなる場合には各層を合わせた総膜厚が、0.1nm〜500nmの範囲内、中でも1nm〜300nmの範囲内であることが好ましい。膜厚が上記範囲より薄い場合は、対向電極のシート抵抗が大きくなりすぎ、発生した電荷を十分に外部回路へ伝達できない可能性があり、一方、膜厚が上記範囲より厚い場合には全光線透過率が低下し、光電変換効率を低下させる可能性があるからである。
The counter electrode may be a single layer or may be stacked using materials having different work functions.
When the counter electrode is a single layer, the thickness of the counter electrode is within a range of 0.1 nm to 500 nm, particularly 1 nm to 300 nm. It is preferable to be within. If the film thickness is smaller than the above range, the sheet resistance of the counter electrode may be too large, and the generated charge may not be sufficiently transmitted to the external circuit. This is because the transmittance is lowered and the photoelectric conversion efficiency may be lowered.

対向電極は、光電変換層上に全面に形成されていてもよく、パターン状に形成されていてもよい。   The counter electrode may be formed on the entire surface of the photoelectric conversion layer, or may be formed in a pattern.

対向電極の形成方法としては、一般的な電極の形成方法を用いることができ、例えば真空蒸着法、メタルマスクによるパターン蒸着法を使用することができる。   As a method for forming the counter electrode, a general electrode forming method can be used. For example, a vacuum evaporation method or a pattern evaporation method using a metal mask can be used.

8.透明基板
本実施態様に用いられる透明基板としては、特に限定されるものではなく、例えば石英ガラス、パイレックス(登録商標)、合成石英板等の可撓性のない透明なリジット材、あるいは透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を有する透明なフレキシブル材を挙げることができる。
8). Transparent substrate The transparent substrate used in the present embodiment is not particularly limited. For example, a transparent rigid material having no flexibility such as quartz glass, Pyrex (registered trademark), or a synthetic quartz plate, or a transparent resin film. And a transparent flexible material having flexibility, such as an optical resin plate.

上記の中でも、透明基板が透明樹脂フィルム等のフレキシブル材であることが好ましい。透明樹脂フィルムは、加工性に優れており、製造コスト低減や軽量化、割れにくい有機薄膜太陽電池の実現において有用であり、曲面への適用等の種々のアプリケーションへの適用可能性が広がるからである。   Among the above, the transparent substrate is preferably a flexible material such as a transparent resin film. Transparent resin films are excellent in processability, and are useful in the realization of organic thin-film solar cells that reduce manufacturing costs, reduce weight, and are difficult to break, and expand the applicability to various applications such as application to curved surfaces. is there.

9.正孔取出し層
本実施態様においては、図1に例示するように、光電変換層6と透明電極4(正孔取出し電極)との間に正孔取出し層5が形成されていることが好ましい。正孔取出し層は、光電変換層から正孔取出し電極への正孔の取出しが容易に行われるように設けられる層である。これにより、光電変換層から正孔取出し電極への正孔取出し効率が高められるため、光電変換効率を向上させることが可能となる。
9. Hole Extraction Layer In this embodiment, it is preferable that the hole extraction layer 5 is formed between the photoelectric conversion layer 6 and the transparent electrode 4 (hole extraction electrode) as illustrated in FIG. The hole extraction layer is a layer provided so that holes can be easily extracted from the photoelectric conversion layer to the hole extraction electrode. Thereby, since the hole extraction efficiency from the photoelectric conversion layer to the hole extraction electrode is increased, the photoelectric conversion efficiency can be improved.

正孔取出し層に用いられる材料としては、光電変換層から正孔取出し電極への正孔の取出しを安定化させる材料であれば特に限定されるものではない。具体的には、ドープされたポリアニリン、ポリフェニレンビニレン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリパラフェニレン、ポリアセチレン、トリフェニルジアミン(TPD)等の導電性有機化合物、またはテトラチオフルバレン、テトラメチルフェニレンジアミン等の電子供与性化合物と、テトラシアノキノジメタン、テトラシアノエチレン等の電子受容性化合物とからなる電荷移動錯体を形成する有機材料等を挙げることができる。また、Au、In、Ag、Pd等の金属等の薄膜も使用することができる。さらに、金属等の薄膜は、単独で形成してもよく、上記の有機材料と組み合わせて用いてもよい。
これらの中でも、特にポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)、トリフェニルジアミン(TPD)が好ましく用いられる。
The material used for the hole extraction layer is not particularly limited as long as it is a material that stabilizes the extraction of holes from the photoelectric conversion layer to the hole extraction electrode. Specifically, conductive organic compounds such as doped polyaniline, polyphenylene vinylene, polythiophene, polypyrrole, polyparaphenylene, polyacetylene, triphenyldiamine (TPD), or electron donation such as tetrathiofulvalene, tetramethylphenylenediamine, etc. An organic material that forms a charge transfer complex composed of an organic compound and an electron-accepting compound such as tetracyanoquinodimethane and tetracyanoethylene. Also, a thin film of metal such as Au, In, Ag, Pd, etc. can be used. Furthermore, a thin film of metal or the like may be formed alone or in combination with the above organic material.
Among these, polyethylenedioxythiophene (PEDOT) and triphenyldiamine (TPD) are particularly preferably used.

正孔取出し層の膜厚としては、上記有機材料を用いた場合は、10nm〜200nmの範囲内であることが好ましく、上記金属薄膜である場合は、0.1nm〜5nmの範囲内であることが好ましい。   The film thickness of the hole extraction layer is preferably in the range of 10 nm to 200 nm when the organic material is used, and in the range of 0.1 nm to 5 nm in the case of the metal thin film. Is preferred.

10.電子取出し層
本実施態様においては、光電変換層と対向電極(電子取出し電極)との間に電子取出し層が形成されていてもよい。電子取出し層は、光電変換層から電子取出し電極への電子の取出しが容易に行われるように設けられる層である。これにより、光電変換層から電子取出し電極への電子取出し効率が高められるため、光電変換効率を向上させることが可能となる。
10. Electron Extraction Layer In this embodiment, an electron extraction layer may be formed between the photoelectric conversion layer and the counter electrode (electron extraction electrode). The electron extraction layer is a layer provided so that electrons can be easily extracted from the photoelectric conversion layer to the electron extraction electrode. Thereby, since the electron extraction efficiency from the photoelectric conversion layer to the electron extraction electrode is increased, the photoelectric conversion efficiency can be improved.

電子取出し層に用いられる材料としては、光電変換層から電子取出し電極への電子の取出しを安定化させる材料であれば特に限定されない。具体的には、ドープされたポリアニリン、ポリフェニレンビニレン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリパラフェニレン、ポリアセチレン、トリフェニルジアミン(TPD)等の導電性有機化合物、またはテトラチオフルバレン、テトラメチルフェニレンジアミン等の電子供与性化合物と、テトラシアノキノジメタン、テトラシアノエチレン等の電子受容性化合物とからなる電荷移動錯体を形成する有機材料等を挙げることができる。また、アルカリ金属あるいはアルカリ土類金属との金属ドープ層が挙げられる。好適な材料としては、バソキュプロイン(BCP)または、バソフェナントロン(Bphen)と、Li、Cs、Ba、Srなどの金属ドープ層が挙げられる。   The material used for the electron extraction layer is not particularly limited as long as it is a material that stabilizes the extraction of electrons from the photoelectric conversion layer to the electron extraction electrode. Specifically, doped polyaniline, polyphenylene vinylene, polythiophene, polypyrrole, polyparaphenylene, polyacetylene, conductive organic compounds such as triphenyldiamine (TPD), or electron donation such as tetrathiofulvalene, tetramethylphenylenediamine, etc. An organic material that forms a charge transfer complex composed of an organic compound and an electron-accepting compound such as tetracyanoquinodimethane and tetracyanoethylene. Moreover, the metal dope layer with an alkali metal or alkaline-earth metal is mentioned. Suitable materials include bathocuproin (BCP) or bathophenantrone (Bphen) and metal doped layers such as Li, Cs, Ba, Sr.

11.その他の構成
本実施態様の有機薄膜太陽電池は、大面積であっても良好な発電効率を示すものである。有機薄膜太陽電池の面積としては、特に限定されるものではないが、50mm□以上であることが好ましい。
11. Other Configurations The organic thin film solar cell of this embodiment exhibits good power generation efficiency even in a large area. The area of the organic thin film solar cell is not particularly limited, but is preferably 50 mm □ or more.

本実施態様の有機薄膜太陽電池は、上述した構成部材の他にも、必要に応じて後述する構成部材を有していてもよい。例えば、本実施態様の有機薄膜太陽電池は、保護シート、充填材層、バリア層、保護ハードコート層、強度支持層、防汚層、高光反射層、光封じ込め層、封止材層等の機能層を有していてもよい。また、層構成に応じて、各機能層間に接着層が形成されていてもよい。
なお、これらの機能層については、特開2007−73717号公報等に記載のものと同様とすることができる。
The organic thin-film solar cell of this embodiment may have the structural member mentioned later as needed other than the structural member mentioned above. For example, the organic thin film solar cell of this embodiment has functions such as a protective sheet, a filler layer, a barrier layer, a protective hard coat layer, a strength support layer, an antifouling layer, a high light reflection layer, a light containment layer, and a sealing material layer. It may have a layer. In addition, an adhesive layer may be formed between the functional layers depending on the layer configuration.
These functional layers can be the same as those described in JP-A-2007-73717.

12.有機薄膜太陽電池の製造方法
本実施態様の有機薄膜太陽電池の製造方法には、接続導電部の形成工程により好ましい2つの態様がある。以下、各態様に分けて説明する。
12 2. Manufacturing method of organic thin-film solar cell The manufacturing method of the organic thin-film solar cell of this embodiment has two preferable aspects by the formation process of a connection electroconductive part. Hereinafter, the description will be made separately for each aspect.

(1)有機薄膜太陽電池の製造方法の第1態様
本実施態様の有機薄膜太陽電池の製造方法の第1態様は、透明基板に貫通孔を形成し、上記貫通孔に導電ペーストを充填して、上記透明基板を貫通する接続導電部を形成する接続導電部形成工程と、上記接続導電部が形成された透明基板の一方の面に内側補助電極用金属薄膜を形成し、上記接続導電部が形成された透明基板の他方の面に外側補助電極用金属箔膜を形成し、上記外側補助電極用金属薄膜および内側補助電極用金属薄膜上にレジストを配置し、フォトエッチング法により上記外側補助電極用金属薄膜および内側補助電極用金属薄膜をパターニングして、上記透明基板の一方の面に接続導電部と接するように内側補助電極用導電パターンを形成し、上記透明基板の他方の面に接続導電部と接するように外側補助電極用導電パターンを形成するパターン形成工程、および、上記内側補助電極用導電パターン上に保護層を配置し、上記外側補助電極用導電パターン上にめっきを施すめっき工程を有し、上記透明基板の一方の面に内側補助電極を形成し、上記透明基板の他方の面に外側補助電極を形成する補助電極形成工程と、上記補助電極形成工程後、上記内側補助電極上に透明電極を形成する透明電極形成工程とを有するものである。
(1) 1st aspect of the manufacturing method of an organic thin film solar cell The 1st aspect of the manufacturing method of the organic thin film solar cell of this embodiment forms a through-hole in a transparent substrate, and fills the said through-hole with electrically conductive paste. A connection conductive part forming step of forming a connection conductive part penetrating the transparent substrate, and forming a metal thin film for the inner auxiliary electrode on one surface of the transparent substrate on which the connection conductive part is formed, and the connection conductive part is A metal foil film for the outer auxiliary electrode is formed on the other surface of the formed transparent substrate, a resist is disposed on the metal thin film for the outer auxiliary electrode and the metal thin film for the inner auxiliary electrode, and the outer auxiliary electrode is formed by a photoetching method. The metal thin film for the inner auxiliary electrode and the metal thin film for the inner auxiliary electrode are patterned to form a conductive pattern for the inner auxiliary electrode so as to be in contact with the connection conductive portion on one surface of the transparent substrate, and the conductive connection is formed on the other surface of the transparent substrate. A pattern forming step of forming a conductive pattern for the outer auxiliary electrode so as to be in contact with the portion, and a plating step of placing a protective layer on the conductive pattern for the inner auxiliary electrode and plating on the conductive pattern for the outer auxiliary electrode An auxiliary electrode forming step of forming an inner auxiliary electrode on one surface of the transparent substrate and forming an outer auxiliary electrode on the other surface of the transparent substrate; and on the inner auxiliary electrode after the auxiliary electrode forming step. And a transparent electrode forming step of forming a transparent electrode.

図9および図10は、本態様の有機薄膜太陽電池の製造方法の一例を示す工程図である。
まず、透明基板2にレーザーにより貫通孔21を形成する(図9(a)、(b))。次いで、貫通孔21にスクリーン印刷法により導電ペースト9aを充填し、透明基板を貫通する接続導電部9を形成する(図9(c))。
次に、接続導電部9が設けられた透明基板2の一方の面に内側補助電極用金属薄膜3aを形成し、透明基板2の他方の面に外側補助電極用金属薄膜8aを形成する(図9(d))。次いで、外側補助電極用金属薄膜8aおよび内側補助電極用金属薄膜3aの上にそれぞれレジスト22a,23aを配置し(図9(e))、露光および現像を行い、レジスト画像22b,23bを形成する(図9(f))。続いて、レジスト画像22b,23bをマスクとして露出している外側補助電極用金属薄膜8aおよび内側補助電極用金属薄膜3aをエッチングし(図9(g))、レジスト画像22b,23bを除去して、透明基板2の一方の面に接続導電部9に接するようにメッシュ状の内側補助電極用導電パターン3bを形成し、透明基板2の他方の面に接続導電部9に接するようにメッシュ状の外側補助電極用導電パターン8bを形成する(図10(a))。これにより、内側補助電極用導電パターン3bから構成される内側補助電極3を得る。
次に、透明基板2の他方の面に形成された内側補助電極3上に保護層25を配置し(図10(b))、透明基板2の一方の面に形成された外側補助電極用導電パターン8b上に電解めっきを施してめっき層8cを形成し、外側補助電極用導電パターン8bおよびめっき層8cから構成される外側補助電極8を得る(図10(c))。続いて、保護層25を除去する(図10(d))。
次に、内側補助電極3上に透明電極4を形成する(図10(e))。
9 and 10 are process diagrams showing an example of a method for producing the organic thin-film solar battery of this embodiment.
First, the through-hole 21 is formed in the transparent substrate 2 with a laser (FIGS. 9A and 9B). Next, the through hole 21 is filled with the conductive paste 9a by screen printing to form the connection conductive portion 9 that penetrates the transparent substrate (FIG. 9C).
Next, the inner auxiliary electrode metal thin film 3a is formed on one surface of the transparent substrate 2 provided with the connection conductive portion 9, and the outer auxiliary electrode metal thin film 8a is formed on the other surface of the transparent substrate 2 (FIG. 9 (d)). Next, resists 22a and 23a are respectively disposed on the outer auxiliary electrode metal thin film 8a and the inner auxiliary electrode metal thin film 3a (FIG. 9E), and exposure and development are performed to form resist images 22b and 23b. (FIG. 9 (f)). Subsequently, the outer auxiliary electrode metal thin film 8a and the inner auxiliary electrode metal thin film 3a exposed using the resist images 22b and 23b as a mask are etched (FIG. 9G), and the resist images 22b and 23b are removed. The mesh-shaped inner auxiliary electrode conductive pattern 3b is formed on one surface of the transparent substrate 2 so as to contact the connection conductive portion 9, and the mesh-shaped auxiliary pattern 9b is formed on the other surface of the transparent substrate 2 so as to contact the connection conductive portion 9. An outer auxiliary electrode conductive pattern 8b is formed (FIG. 10A). Thereby, the inner auxiliary electrode 3 composed of the inner auxiliary electrode conductive pattern 3b is obtained.
Next, a protective layer 25 is disposed on the inner auxiliary electrode 3 formed on the other surface of the transparent substrate 2 (FIG. 10B), and the outer auxiliary electrode conductive material formed on one surface of the transparent substrate 2 is disposed. Electrolytic plating is performed on the pattern 8b to form a plating layer 8c, and the outer auxiliary electrode 8 composed of the outer auxiliary electrode conductive pattern 8b and the plating layer 8c is obtained (FIG. 10C). Subsequently, the protective layer 25 is removed (FIG. 10D).
Next, the transparent electrode 4 is formed on the inner auxiliary electrode 3 (FIG. 10E).

その後、図示しないが、透明電極上に正孔取出し層および光電変換層を形成し、光電変換層上に対向電極を形成するとともに、外側補助電極上に光学部材を形成する。必要に応じて、光電変換層上に電子取出し層を形成し、電子取出し層上に対向電極を形成してもよい。   Thereafter, although not shown, a hole extraction layer and a photoelectric conversion layer are formed on the transparent electrode, a counter electrode is formed on the photoelectric conversion layer, and an optical member is formed on the outer auxiliary electrode. If necessary, an electron extraction layer may be formed on the photoelectric conversion layer, and a counter electrode may be formed on the electron extraction layer.

図9(d)〜(g)に示す例においては、外側補助電極用金属薄膜および内側補助電極用金属薄膜を同一形状にパターニングしているが、これに限定されるものではなく、外側補助電極用金属薄膜および内側補助電極用金属薄膜を異なる形状にパターニングしてもよい。
以下、本態様の有機薄膜太陽電池の製造方法における各工程について説明する。
In the example shown in FIGS. 9D to 9G, the outer auxiliary electrode metal thin film and the inner auxiliary electrode metal thin film are patterned in the same shape, but the present invention is not limited to this. The metal thin film for the inner auxiliary electrode and the metal thin film for the inner auxiliary electrode may be patterned into different shapes.
Hereinafter, each process in the manufacturing method of the organic thin-film solar cell of this aspect is demonstrated.

(i)接続導電部形成工程
本態様における接続導電部形成工程は、透明基板に貫通孔を形成し、上記貫通孔に導電ペーストを充填して、上記透明基板を貫通する接続導電部を形成する工程である。
(I) Connection conductive part formation process The connection conductive part formation process in this aspect forms a through-hole in a transparent substrate, fills the through-hole with a conductive paste, and forms a connection conductive part that penetrates the transparent substrate. It is a process.

透明基板に貫通孔を形成する方法としては、一般的な貫通孔の形成方法を適用することができ、透明基板の種類に応じて適宜選択される。透明基板が透明樹脂フィルム等の透明なフレキシブル材である場合、貫通孔の形成方法としては、レーザーを用いる方法等が挙げられる。一方、透明基板が石英ガラス等の透明なリジット材である場合、貫通孔の形成方法としては、ドリルを用いる方法、サンドブラスト法等が挙げられる。
レーザーとしては、エキシマレーザー、YAGレーザー等の短波長のレーザーを用いることができる。
As a method for forming the through hole in the transparent substrate, a general method for forming a through hole can be applied, and the method is appropriately selected according to the type of the transparent substrate. In the case where the transparent substrate is a transparent flexible material such as a transparent resin film, a method of forming a through hole includes a method using a laser. On the other hand, when the transparent substrate is a transparent rigid material such as quartz glass, a method of forming a through hole includes a method using a drill, a sand blast method, and the like.
As the laser, a short wavelength laser such as an excimer laser or a YAG laser can be used.

貫通孔の径としては、所望の接続導電部の径に応じて適宜設定される。   The diameter of the through hole is appropriately set according to the desired diameter of the connection conductive portion.

導電ペーストは、樹脂中に金属微細粒を分散させたものである。金属微細粒としては、上記接続導電部に用いられる金属を使用することができる。   The conductive paste is obtained by dispersing metal fine particles in a resin. As the metal fine particles, the metal used for the connection conductive portion can be used.

貫通孔に導電ペーストを充填する方法としては、貫通孔のすべてを導電ペーストで埋めることができる方法であればよく、例えば、スクリーン印刷法等が挙げられる。   As a method of filling the through holes with the conductive paste, any method that can fill all the through holes with the conductive paste may be used, and examples thereof include a screen printing method.

接続導電部形成工程においては、貫通孔に導電ペーストを充填して接続導電部を形成する方法に替えて、めっきにより貫通孔を埋める方法(ビアフィリング)や、めっきにより貫通孔の壁面を覆うように接続導電部を形成する方法(スルーホールめっき)を適用することもできる。   In the connection conductive part forming step, instead of filling the through hole with a conductive paste to form the connection conductive part, a method of filling the through hole by plating (via filling) or a method of covering the wall surface of the through hole by plating It is also possible to apply a method (through-hole plating) for forming a connection conductive portion.

(ii)補助電極形成工程
本態様における補助電極形成工程は、上記接続導電部が形成された透明基板の一方の面に内側補助電極用金属薄膜を形成し、上記接続導電部が形成された透明基板の他方の面に外側補助電極用金属箔膜を形成し、上記外側補助電極用金属薄膜および内側補助電極用金属薄膜上にレジストを配置し、フォトエッチング法により上記外側補助電極用金属薄膜および内側補助電極用金属薄膜をパターニングして、上記透明基板の一方の面に接続導電部と接するように内側補助電極用導電パターンを形成し、上記透明基板の他方の面に接続導電部と接するように外側補助電極用導電パターンを形成するパターン形成工程と、上記内側補助電極用導電パターン上に保護層を配置し、上記外側補助電極用導電パターン上にめっきを施すめっき工程とを有しており、上記透明基板の一方の面に内側補助電極を形成し、上記透明基板の他方の面に外側補助電極を形成する工程である。
以下、補助電極形成工程における各工程について説明する。
(Ii) Auxiliary electrode forming step In the auxiliary electrode forming step in this embodiment, the inner auxiliary electrode metal thin film is formed on one surface of the transparent substrate on which the connection conductive portion is formed, and the connection conductive portion is formed on the transparent substrate. An outer auxiliary electrode metal foil film is formed on the other surface of the substrate, a resist is disposed on the outer auxiliary electrode metal thin film and the inner auxiliary electrode metal thin film, and the outer auxiliary electrode metal thin film and The inner auxiliary electrode metal thin film is patterned to form an inner auxiliary electrode conductive pattern on one surface of the transparent substrate so as to be in contact with the connection conductive portion, and to be in contact with the connection conductive portion on the other surface of the transparent substrate. Forming the outer auxiliary electrode conductive pattern on the inner auxiliary electrode conductive pattern, placing a protective layer on the inner auxiliary electrode conductive pattern, and plating on the outer auxiliary electrode conductive pattern. Has a to plating step, the transparent inner auxiliary electrode formed on one surface of the substrate, a step of forming the outer auxiliary electrode on the other surface of the transparent substrate.
Hereinafter, each process in the auxiliary electrode forming process will be described.

(パターン形成工程)
本態様におけるパターン形成工程は、上記接続導電部が形成された透明基板の一方の面に内側補助電極用金属薄膜を形成し、上記接続導電部が形成された透明基板の他方の面に外側補助電極用金属箔膜を形成し、上記外側補助電極用金属薄膜および内側補助電極用金属薄膜上にレジストを配置し、フォトエッチング法により上記外側補助電極用金属薄膜および内側補助電極用金属薄膜をパターニングして、上記透明基板の一方の面に接続導電部と接するように内側補助電極用導電パターンを形成し、上記透明基板の他方の面に接続導電部と接するように外側補助電極用導電パターンを形成する工程である。
(Pattern formation process)
In the pattern forming step in this aspect, the inner auxiliary electrode metal thin film is formed on one surface of the transparent substrate on which the connection conductive portion is formed, and the outer auxiliary electrode is formed on the other surface of the transparent substrate on which the connection conductive portion is formed. An electrode metal foil film is formed, a resist is disposed on the outer auxiliary electrode metal thin film and the inner auxiliary electrode metal thin film, and the outer auxiliary electrode metal thin film and the inner auxiliary electrode metal thin film are patterned by a photoetching method. Then, an inner auxiliary electrode conductive pattern is formed on one surface of the transparent substrate so as to be in contact with the connection conductive portion, and an outer auxiliary electrode conductive pattern is formed on the other surface of the transparent substrate so as to be in contact with the connection conductive portion. It is a process of forming.

外側補助電極用金属薄膜および内側補助電極用金属薄膜の成膜方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等を挙げることができる。   Examples of the method for forming the metal thin film for the outer auxiliary electrode and the metal thin film for the inner auxiliary electrode include a vacuum deposition method, a sputtering method, and an ion plating method.

レジストとしては、電極の形成に用いられる一般的なレジストを使用することができる。
外側補助電極用金属薄膜および内側補助電極用金属薄膜の上にレジストを配置する方法としては、例えば、外側補助電極用金属薄膜および内側補助電極用金属薄膜の上にレジスト材料を塗布してもよく、外側補助電極用金属薄膜および内側補助電極用金属薄膜の上にドライレジストフィルムを積層してもよい。
レジストの露光方法および現像方法としては、一般的な方法を適用することができる。
As the resist, a general resist used for forming electrodes can be used.
As a method of disposing a resist on the outer auxiliary electrode metal thin film and the inner auxiliary electrode metal thin film, for example, a resist material may be applied on the outer auxiliary electrode metal thin film and the inner auxiliary electrode metal thin film. A dry resist film may be laminated on the outer auxiliary electrode metal thin film and the inner auxiliary electrode metal thin film.
As a resist exposure method and development method, general methods can be applied.

レジストの露光および現像後は、露出している外側補助電極用金属薄膜および内側補助電極用金属薄膜をエッチング除去する。   After the exposure and development of the resist, the exposed outer auxiliary electrode metal thin film and inner auxiliary electrode metal thin film are removed by etching.

外側補助電極用金属薄膜および内側補助電極用金属薄膜のエッチング後は、レジストを除去する。レジストの除去方法としては、一般的な方法を適用することができる。   After the etching of the outer auxiliary electrode metal thin film and the inner auxiliary electrode metal thin film, the resist is removed. A general method can be applied as a method for removing the resist.

(めっき工程)
本態様におけるめっき工程は、上記内側補助電極上に保護層を配置し、上記外側補助電極用導電パターン上にめっきを施す工程である。
(Plating process)
The plating step in this aspect is a step of disposing a protective layer on the inner auxiliary electrode and plating on the outer auxiliary electrode conductive pattern.

透明基板の他方の面に配置される保護層としては、上記レジストを用いることができる。   The resist can be used as a protective layer disposed on the other surface of the transparent substrate.

めっき方法としては、外側補助電極用導電パターンにめっきを施すことができる方法であれば特に限定されるものではなく、通常は電解めっきが用いられる。   The plating method is not particularly limited as long as it can be applied to the conductive pattern for the outer auxiliary electrode, and electrolytic plating is usually used.

電解めっきの条件としては、所望の厚みのめっき層を形成することが可能であれば特に限定されるものではなく、一般的な条件とすることができる。   The conditions for electrolytic plating are not particularly limited as long as a plating layer having a desired thickness can be formed, and can be general conditions.

めっきの厚みとしては、特に限定されるものではないが、0.5μm〜20μmの範囲内であることが好ましく、中でも0.5μm〜5μmの範囲内、特に0.7μm〜2μmの範囲内であることが好ましい。めっきの厚みが薄すぎると、電極全体としての抵抗を低減する効果が十分に得られない場合があるからである。また、めっきの厚みが厚すぎると形成が困難になる場合があるからである。   Although it does not specifically limit as thickness of plating, It is preferable to exist in the range of 0.5 micrometer-20 micrometers, Especially, it exists in the range of 0.5 micrometer-5 micrometers, especially the range of 0.7 micrometer-2 micrometers. It is preferable. This is because if the thickness of the plating is too thin, the effect of reducing the resistance of the entire electrode may not be sufficiently obtained. Moreover, it is because formation may become difficult when the thickness of plating is too thick.

(iii)透明電極形成工程
本態様における透明電極形成工程は、上記補助電極形成工程後、上記内側補助電極上に透明電極を形成する工程である。
なお、透明電極の形成方法については、上記透明電極の項に記載したので、ここでの説明は省略する。
(Iii) Transparent electrode formation process The transparent electrode formation process in this aspect is a process of forming a transparent electrode on the inner auxiliary electrode after the auxiliary electrode formation process.
In addition, since it described in the item of the said transparent electrode about the formation method of a transparent electrode, description here is abbreviate | omitted.

(2)有機薄膜太陽電池の製造方法の第2態様
本実施態様の有機薄膜太陽電池の製造方法の第2態様は、金属箔上に導電性バンプを形成し、上記金属箔の上記導電性バンプが形成された面に透明基板を積層して、上記導電性バンプを上記透明基板に貫通させ、上記透明基板を貫通する接続導電部を形成する接続導電部形成工程と、上記透明基板の金属箔が設けられている面とは反対側の面に内側補助電極用金属薄膜を形成し、上記金属箔および内側補助電極用金属薄膜上にレジストを配置し、フォトエッチング法により上記金属箔および内側補助電極用金属薄膜をパターニングして、上記透明基板の一方の面に上記接続導電部と接するように内側補助電極を形成し、上記透明基板の他方の面に上記接続導電部と接するように外側補助電極を形成する補助電極形成工程と、上記内側補助電極上に透明電極を形成する透明電極形成工程とを有するものである。
(2) 2nd aspect of the manufacturing method of an organic thin film solar cell The 2nd aspect of the manufacturing method of the organic thin film solar cell of this embodiment forms a conductive bump on metal foil, The said conductive bump of the said metal foil A connecting conductive part forming step of forming a connecting conductive part penetrating through the transparent substrate by laminating a transparent substrate on the surface on which the transparent bump is formed, and a metal foil of the transparent substrate A metal thin film for the inner auxiliary electrode is formed on the surface opposite to the surface on which the metal foil is provided, a resist is disposed on the metal foil and the metal thin film for the inner auxiliary electrode, and the metal foil and the inner auxiliary electrode are formed by a photoetching method. By patterning the electrode metal thin film, an inner auxiliary electrode is formed on one surface of the transparent substrate so as to be in contact with the connection conductive portion, and an outer auxiliary electrode is formed on the other surface of the transparent substrate so as to be in contact with the connection conductive portion. Shape electrode An auxiliary electrode forming step to be formed, and a transparent electrode forming step of forming a transparent electrode on the inner auxiliary electrode.

図11および図12は、本態様の有機薄膜太陽電池の製造方法の一例を示す工程図である。
まず、金属箔8d上に導電ペーストを用いてスクリーン印刷法により導電性バンプ9bを形成する(図11(a))。次いで、金属箔8dの導電性バンプ9bが形成された面に透明基板2を積層して、加圧し、導電性バンプ9bの頂部が露出するように導電性バンプ9bを透明基板2に貫通させる(図11(b))。続いて、導電性バンプ9bの頂部を研磨し、透明基板2表面を平坦化し、接続導電部9を形成する(図11(c))。
次に、透明基板2の金属箔8dが形成された面とは反対側の面に内側補助電極用金属薄膜3aを形成する(図11(d))。次いで、金属箔8dおよび内側補助電極用金属薄膜3aの上にそれぞれレジスト22a,23aを配置し(図11(e))、パターン露光および現像を行い、レジスト画像22b、23bを形成する(図12(a))。続いて、レジスト画像22b,23bをマスクとして露出している金属箔8dおよび内側補助電極用金属薄膜3aをエッチングし(図12(b))、レジスト画像22b,23bを除去して、透明基板2の一方の面に接続導電部9に接するようにメッシュ状の内側補助電極3を形成し、透明基板2の他方の面に接続導電部9に接するようにメッシュ状の外側補助電極8を形成する(図12(c))。
次に、内側補助電極3上に透明電極4を形成する(図12(d))。
11 and 12 are process diagrams showing an example of a method for producing the organic thin-film solar cell of this embodiment.
First, the conductive bump 9b is formed on the metal foil 8d by screen printing using a conductive paste (FIG. 11A). Next, the transparent substrate 2 is laminated on the surface of the metal foil 8d on which the conductive bumps 9b are formed and pressed, and the conductive bumps 9b penetrate the transparent substrate 2 so that the tops of the conductive bumps 9b are exposed ( FIG. 11B). Subsequently, the top portion of the conductive bump 9b is polished, the surface of the transparent substrate 2 is flattened, and the connection conductive portion 9 is formed (FIG. 11C).
Next, the inner auxiliary electrode metal thin film 3a is formed on the surface of the transparent substrate 2 opposite to the surface on which the metal foil 8d is formed (FIG. 11D). Next, resists 22a and 23a are respectively disposed on the metal foil 8d and the inner auxiliary electrode metal thin film 3a (FIG. 11E), and pattern exposure and development are performed to form resist images 22b and 23b (FIG. 12). (A)). Subsequently, the exposed metal foil 8d and the inner auxiliary electrode metal thin film 3a are etched using the resist images 22b and 23b as a mask (FIG. 12B), the resist images 22b and 23b are removed, and the transparent substrate 2 is removed. A mesh-like inner auxiliary electrode 3 is formed on one surface of the transparent substrate 2 so as to be in contact with the connection conductive portion 9, and a mesh-shaped outer auxiliary electrode 8 is formed on the other surface of the transparent substrate 2 so as to be in contact with the connection conductive portion 9. (FIG. 12 (c)).
Next, the transparent electrode 4 is formed on the inner auxiliary electrode 3 (FIG. 12D).

その後、図示しないが、透明電極上に正孔取出し層および光電変換層を形成し、光電変換層上に対向電極を形成するとともに、外側補助電極上に光学部材を形成する。必要に応じて、光電変換層上に電子取出し層を形成し、電子取出し層上に対向電極を形成してもよい。
以下、本態様の有機薄膜太陽電池の製造方法における各工程について説明する。
Thereafter, although not shown, a hole extraction layer and a photoelectric conversion layer are formed on the transparent electrode, a counter electrode is formed on the photoelectric conversion layer, and an optical member is formed on the outer auxiliary electrode. If necessary, an electron extraction layer may be formed on the photoelectric conversion layer, and a counter electrode may be formed on the electron extraction layer.
Hereinafter, each process in the manufacturing method of the organic thin-film solar cell of this aspect is demonstrated.

(i)接続導電部形成工程
本態様における接続導電部形成工程は、金属箔上に導電性バンプを形成し、上記金属箔の上記導電性バンプが形成された面に透明基板を積層して、上記導電性バンプを上記透明基板に貫通させ、上記透明基板を貫通する接続導電部を形成する工程である。
(I) Connection conductive part formation process The connection conductive part formation process in this aspect forms a conductive bump on the metal foil, laminates a transparent substrate on the surface of the metal foil on which the conductive bump is formed, In this step, the conductive bump is penetrated through the transparent substrate to form a connection conductive portion penetrating the transparent substrate.

金属箔を構成する金属としては、導電性バンプを形成することが可能なものであればよく、上記外側補助電極に用いられる金属を挙げることができる。   As a metal which comprises metal foil, what is necessary is just to be able to form a conductive bump, and the metal used for the said outside auxiliary electrode can be mentioned.

導電性バンプの形成方法としては、例えば、導電ペーストを用いたスクリーン印刷法が挙げられる。
導電性ペーストとしては、上記第1実施態様に記載のものを用いることができる。
Examples of the method for forming the conductive bump include a screen printing method using a conductive paste.
As the conductive paste, the one described in the first embodiment can be used.

導電性バンプを透明基板に貫通させる際には、金属箔の導電性バンプが形成された面に透明基板を積層して、加熱・加圧し、導電性バンプの頂部が露出するようにすることが好ましい。さらに、導電性バンプを透明基板に貫通させた後は、露出した導電性バンプの頂部を研磨し、透明基板表面を平坦化することが好ましい。   When passing the conductive bumps through the transparent substrate, the transparent substrate is laminated on the surface of the metal foil on which the conductive bumps are formed, and heated and pressed to expose the top of the conductive bumps. preferable. Furthermore, after passing the conductive bumps through the transparent substrate, it is preferable to polish the exposed top portions of the conductive bumps to flatten the surface of the transparent substrate.

透明基板としては、導電性バンプが貫通できるものであればよく、透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を有する透明なフレキシブル材が好ましく用いられる。   The transparent substrate is not particularly limited as long as the conductive bumps can be penetrated, and a transparent flexible material having flexibility such as a transparent resin film and an optical resin plate is preferably used.

(ii)補助電極形成工程
本態様における補助電極形成工程は、上記透明基板の金属箔が設けられている面とは反対側の面に内側補助電極用金属薄膜を形成し、上記金属箔および内側補助電極用金属薄膜上にレジストを配置し、フォトエッチング法により上記金属箔および内側補助電極用金属薄膜をパターニングして、上記透明基板の一方の面に上記接続導電部と接するように内側補助電極を形成し、上記透明基板の他方の面に上記接続導電部と接するように外側補助電極を形成する工程である。
(Ii) Auxiliary electrode forming step In the auxiliary electrode forming step in this embodiment, an inner auxiliary electrode metal thin film is formed on the surface of the transparent substrate opposite to the surface on which the metal foil is provided. A resist is disposed on the auxiliary electrode metal thin film, the metal foil and the inner auxiliary electrode metal thin film are patterned by a photoetching method, and the inner auxiliary electrode is in contact with the connection conductive portion on one surface of the transparent substrate. And forming an outer auxiliary electrode on the other surface of the transparent substrate so as to be in contact with the connection conductive portion.

なお、レジスト、レジストの配置方法、レジストの露光方法、レジストの現像方法、金属箔のエッチング方法、レジストの除去方法等については、上記第1態様に記載したものと同様である。   The resist, the resist arrangement method, the resist exposure method, the resist development method, the metal foil etching method, the resist removal method, and the like are the same as those described in the first embodiment.

(iii)透明電極形成工程
本態様における透明電極形成工程は、上記内側補助電極上に透明電極を形成する工程である。
なお、透明電極の形成方法については、上記透明電極の項に記載したので、ここでの説明は省略する。
(Iii) Transparent electrode formation process The transparent electrode formation process in this aspect is a process of forming a transparent electrode on the said inner side auxiliary electrode.
In addition, since it described in the item of the said transparent electrode about the formation method of a transparent electrode, description here is abbreviate | omitted.

II.第2実施態様
本発明の有機薄膜太陽電池の第2実施態様は、透明基板と、上記透明基板の一方の面に形成された透明電極と、上記透明電極上に形成された光電変換層と、上記光電変換層上に形成された対向電極と、上記透明基板の他方の面にパターン状に形成され、透明電極よりも抵抗値の低い外側補助電極と、上記透明基板を貫通し、上記外側補助電極および上記透明電極を電気的に接続する接続導電部と、上記外側補助電極上に形成され、上記外側補助電極が設けられている遮光領域に入射した光を上記光電変換層に導く光学部材とを有することを特徴とするものである。
II. Second Embodiment A second embodiment of the organic thin-film solar cell of the present invention includes a transparent substrate, a transparent electrode formed on one surface of the transparent substrate, a photoelectric conversion layer formed on the transparent electrode, The counter electrode formed on the photoelectric conversion layer, the outer auxiliary electrode formed in a pattern on the other surface of the transparent substrate, having a lower resistance value than the transparent electrode, the transparent substrate, and the outer auxiliary electrode A connecting conductive portion that electrically connects the electrode and the transparent electrode; and an optical member that is formed on the outer auxiliary electrode and guides light incident on the light shielding region provided with the outer auxiliary electrode to the photoelectric conversion layer; It is characterized by having.

本実施態様の有機薄膜太陽電池について図面を参照しながら説明する。
図13は、本実施態様の有機薄膜太陽電池の一例を示す概略断面図である。図13に示す例において、有機薄膜太陽電池1は、透明基板2と、透明基板2の一方の面に形成された透明電極4と、透明電極4上に形成された正孔取出し層5と、正孔取出し層5上に形成された光電変換層6と、光電変換層6上に形成された対向電極7と、透明基板2の他方の面にメッシュ状に形成され、透明電極4よりも抵抗値の低い外側補助電極8と、透明基板2を貫通し、外側補助電極8および透明電極4を電気的に接続する接続導電部9と、外側補助電極8上に形成され、外側補助電極8が設けられている遮光領域10に入射した光を光電変換層6に導く凸レンズ11aとを有している。
The organic thin film solar cell of this embodiment will be described with reference to the drawings.
FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing an example of the organic thin film solar cell of this embodiment. In the example shown in FIG. 13, the organic thin-film solar cell 1 includes a transparent substrate 2, a transparent electrode 4 formed on one surface of the transparent substrate 2, a hole extraction layer 5 formed on the transparent electrode 4, The photoelectric conversion layer 6 formed on the hole extraction layer 5, the counter electrode 7 formed on the photoelectric conversion layer 6, and formed on the other surface of the transparent substrate 2 in a mesh shape, more resistant than the transparent electrode 4. The outer auxiliary electrode 8 having a low value, the connection conductive portion 9 that penetrates the transparent substrate 2 and electrically connects the outer auxiliary electrode 8 and the transparent electrode 4, and the outer auxiliary electrode 8 are formed on the outer auxiliary electrode 8. A convex lens 11 a that guides light incident on the light shielding region 10 provided to the photoelectric conversion layer 6 is provided.

なお、透明基板の一方の面に透明電極が形成され、透明基板の他方の面に外側補助電極が形成されているとは、透明基板の透明電極が形成されている面とは反対側の面に外側補助電極が形成されていることを意味する。
また、遮光領域とは、外側補助電極が設けられている領域をいう。
The transparent electrode is formed on one surface of the transparent substrate and the outer auxiliary electrode is formed on the other surface of the transparent substrate. The surface opposite to the surface of the transparent substrate on which the transparent electrode is formed It means that an outer auxiliary electrode is formed on the surface.
The light shielding region is a region where the outer auxiliary electrode is provided.

図13に例示する有機薄膜太陽電池1においては、まず、入射光Lが凸レンズ11aに入射し、この凸レンズの光の収束作用により集光されて透明基板2、透明電極4および正孔取出し層5を透過し、光電変換層6に入射する。この際、遮光領域10の凸レンズ11aに入射した光Lは、凸レンズの光の収束作用により集光されるので、外側補助電極8によって遮られることなく光電変換層6に効率的に入射することができる。そして、入射光Lにより光電変換層6内で電荷(正孔および電子)が発生する。次いで、発生した電荷(正孔)は、光電変換層6の膜厚方向に移動して正孔取出し層5へと取り出され、正孔取出し層5および透明電極4の接触界面にて透明電極4へと取り出される。一方、発生した電荷(電子)は、光電変換層6の膜厚方向に移動して光電変換層6および対向電極7の接触界面にて対向電極7へと取り出される。   In the organic thin film solar cell 1 illustrated in FIG. 13, first, the incident light L is incident on the convex lens 11 a and is condensed by the light converging action of the convex lens 11, and the transparent substrate 2, the transparent electrode 4 and the hole extraction layer 5. And enters the photoelectric conversion layer 6. At this time, since the light L incident on the convex lens 11a in the light shielding region 10 is collected by the light converging action of the convex lens, it can be efficiently incident on the photoelectric conversion layer 6 without being blocked by the outer auxiliary electrode 8. it can. Then, charges (holes and electrons) are generated in the photoelectric conversion layer 6 by the incident light L. Next, the generated charges (holes) move in the film thickness direction of the photoelectric conversion layer 6 and are extracted to the hole extraction layer 5, and the transparent electrode 4 is contacted at the contact interface between the hole extraction layer 5 and the transparent electrode 4. It is taken out. On the other hand, the generated charges (electrons) move in the film thickness direction of the photoelectric conversion layer 6 and are taken out to the counter electrode 7 at the contact interface between the photoelectric conversion layer 6 and the counter electrode 7.

このように本実施態様によれば、凸レンズなどの遮光領域に入射した光を光電変換層に導く光学部材が形成されているので、外側補助電極が形成されていても、入射光量を大幅に減少させることなく、効率的な発電が可能である。   As described above, according to this embodiment, since the optical member that guides the light incident on the light shielding region such as the convex lens to the photoelectric conversion layer is formed, the amount of incident light is greatly reduced even if the outer auxiliary electrode is formed. Efficient power generation is possible without causing it to occur.

また、本実施態様によれば、外側補助電極および透明電極が接続導電部により電気的に接続されており、陽極側の電極が外側補助電極と透明電極とから構成されるので、透明電極のシート抵抗が比較的高い場合であっても、陽極全体としての抵抗を低減することができる。すなわち、外側補助電極により、発生した電力を効率良く集電することができる。したがって、有機薄膜太陽電池を大面積化したとしても、高い発電効率を維持することが可能である。   Further, according to this embodiment, the outer auxiliary electrode and the transparent electrode are electrically connected by the connection conductive portion, and the anode side electrode is composed of the outer auxiliary electrode and the transparent electrode. Even when the resistance is relatively high, the resistance of the whole anode can be reduced. That is, the generated power can be efficiently collected by the outer auxiliary electrode. Therefore, even if the organic thin-film solar cell is increased in area, it is possible to maintain high power generation efficiency.

さらに、本実施態様によれば、外側補助電極は透明基板の受光面側に形成されているので、外側補助電極の厚みは電極間での短絡に影響しない。そのため、外側補助電極の厚みを比較的厚くすることもできる。したがって、外側補助電極の開口面積を大きくした場合でも、外側補助電極の厚みを大きくすることで、所望の抵抗値を容易に得ることが可能である。外側補助電極の厚みを調整することで、陽極全体としての抵抗を制御することができるのである。   Furthermore, according to this embodiment, since the outer auxiliary electrode is formed on the light receiving surface side of the transparent substrate, the thickness of the outer auxiliary electrode does not affect the short circuit between the electrodes. Therefore, the outer auxiliary electrode can be made relatively thick. Therefore, even when the opening area of the outer auxiliary electrode is increased, it is possible to easily obtain a desired resistance value by increasing the thickness of the outer auxiliary electrode. The resistance of the whole anode can be controlled by adjusting the thickness of the outer auxiliary electrode.

なお、透明基板、透明電極、光電変換層、対向電極、光学部材、正孔取出し層、電子取出し層等については、上記第1実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。以下、本実施態様の有機薄膜太陽電池における他の構成について説明する。   The transparent substrate, the transparent electrode, the photoelectric conversion layer, the counter electrode, the optical member, the hole extraction layer, the electron extraction layer, and the like are the same as those in the first embodiment, and a description thereof is omitted here. Hereinafter, the other structure in the organic thin-film solar cell of this embodiment is demonstrated.

1.接続導電部
本実施態様に用いられる接続導電部は、透明基板を貫通し、外側補助電極および透明電極を電気的に接続するものである。
1. Connection conductive part The connection conductive part used in this embodiment penetrates the transparent substrate and electrically connects the outer auxiliary electrode and the transparent electrode.

なお、接続導電部の形成材料、形状、形成位置、径、および形成方法等については、上記第1実施態様に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。   Note that the forming material, shape, forming position, diameter, forming method, and the like of the connection conductive portion are the same as those described in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted here.

接続導電部は、外側補助電極および透明電極を電気的に接続していればよいので、通常、接続導電部の密度は、外側補助電極の密度より小さくなる。接続導電部の密度としては、所望の抵抗値や、接続導電部の径等に応じて適宜選択される。   Since the connection conductive part only needs to electrically connect the outer auxiliary electrode and the transparent electrode, the density of the connection conductive part is usually smaller than the density of the outer auxiliary electrode. The density of the connection conductive portion is appropriately selected according to a desired resistance value, the diameter of the connection conductive portion, and the like.

2.外側補助電極
本実施態様に用いられる外側補助電極は、透明基板の他方の面にパターン状に形成され、透明電極よりも抵抗値の低いものである。
2. Outer Auxiliary Electrode The outer auxiliary electrode used in the present embodiment is formed in a pattern on the other surface of the transparent substrate, and has a lower resistance value than the transparent electrode.

なお、外側補助電極の形成材料、構成、パターン形状、開口部の比率、厚み、シート抵抗、および形成方法等については、上記第1実施態様に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。   The forming material, configuration, pattern shape, opening ratio, thickness, sheet resistance, forming method, and the like of the outer auxiliary electrode are the same as those described in the first embodiment, and therefore are described here. Is omitted.

外側補助電極の開口部のピッチおよび外側補助電極の線幅は、外側補助電極全体の面積等に応じて適宜選択される。   The pitch of the openings of the outer auxiliary electrode and the line width of the outer auxiliary electrode are appropriately selected according to the area of the entire outer auxiliary electrode and the like.

3.有機薄膜太陽電池の製造方法
本実施態様の有機薄膜太陽電池の製造方法には、接続導電部の形成工程により好ましい2つの態様がある。
3. 2. Manufacturing method of organic thin-film solar cell The manufacturing method of the organic thin-film solar cell of this embodiment has two preferable aspects by the formation process of a connection electroconductive part.

まず、一つ目の態様は、透明基板に貫通孔を形成し、上記貫通孔に導電ペーストを充填して、上記透明基板を貫通する接続導電部を形成する接続導電部形成工程と、上記接続導電部が形成された透明基板の一方の面に外側補助電極用金属薄膜を形成し、上記外側補助電極用金属薄膜上にレジストを配置し、フォトエッチング法により上記外側補助電極用金属薄膜をパターニングして、上記透明基板の一方の面に上記接続導電部と接するように導電パターンを形成するパターン形成工程、および、上記透明基板の他方の面に保護層を配置し、上記外側補助電極用導電パターン上にめっきを施すめっき工程を有し、上記透明基板の一方の面に外側補助電極を形成する補助電極形成工程と、上記補助電極形成工程後、上記透明基板の他方の面に透明電極を形成する透明電極形成工程とを有するものである。   First, in the first aspect, a connection conductive part forming step for forming a connection conductive part penetrating the transparent substrate by forming a through hole in the transparent substrate and filling the through hole with a conductive paste, and the connection An outer auxiliary electrode metal thin film is formed on one surface of the transparent substrate on which the conductive portion is formed, a resist is disposed on the outer auxiliary electrode metal thin film, and the outer auxiliary electrode metal thin film is patterned by a photoetching method. And forming a conductive pattern on one surface of the transparent substrate so as to be in contact with the connection conductive portion, and disposing a protective layer on the other surface of the transparent substrate, An auxiliary electrode forming step of forming an outer auxiliary electrode on one surface of the transparent substrate; and a transparent surface on the other surface of the transparent substrate after the auxiliary electrode forming step. Those having a transparent electrode forming step of forming an electrode.

図14および図15は、上記態様の有機薄膜太陽電池の製造方法の一例を示す工程図である。
まず、透明基板2にレーザーにより貫通孔21を形成する(図14(a)、(b))。次いで、貫通孔21にスクリーン印刷法により導電ペースト9aを充填し、透明基板を貫通する接続導電部9を形成する(図14(c))。
次に、接続導電部9が設けられた透明基板2の一方の面に外側補助電極用金属薄膜8aを形成する(図14(d))。次いで、外側補助電極用金属薄膜8a上にレジスト22aを配置し、透明基板2の他方の面に保護層24を配置し(図14(e))、レジスト22aに対してパターン露光および現像を行い、レジスト画像22bを形成する(図14(f))。続いて、レジスト画像22bをマスクとして露出している外側補助電極用金属薄膜8aをエッチングし(図14(g))、レジスト画像22bおよび保護層24を除去して、透明基板2の一方の面に接続導電部9に接するようにメッシュ状の外側補助電極用導電パターン8bを形成する(図15(a))。
次に、透明基板2の他方の面に再度保護層25を配置し(図15(b))、外側補助電極用導電パターン8b上に電解めっきを施してめっき層8cを形成し、外側補助電極用導電パターン8bおよびめっき層8cから構成される外側補助電極8を得る(図15(c))。続いて、保護層25を除去する(図15(d))。
次に、透明基板2の他方の面に透明電極4を形成する(図15(e))。
14 and 15 are process diagrams showing an example of a method for manufacturing the organic thin-film solar cell of the above embodiment.
First, the through-hole 21 is formed in the transparent substrate 2 with a laser (FIGS. 14A and 14B). Next, the through hole 21 is filled with the conductive paste 9a by screen printing to form the connection conductive portion 9 that penetrates the transparent substrate (FIG. 14C).
Next, the outer auxiliary electrode metal thin film 8a is formed on one surface of the transparent substrate 2 provided with the connection conductive portion 9 (FIG. 14D). Next, a resist 22a is disposed on the outer auxiliary electrode metal thin film 8a, a protective layer 24 is disposed on the other surface of the transparent substrate 2 (FIG. 14E), and pattern exposure and development are performed on the resist 22a. Then, a resist image 22b is formed (FIG. 14F). Subsequently, the outer auxiliary electrode metal thin film 8a exposed using the resist image 22b as a mask is etched (FIG. 14G), the resist image 22b and the protective layer 24 are removed, and one surface of the transparent substrate 2 is removed. A mesh-shaped outer auxiliary electrode conductive pattern 8b is formed so as to be in contact with the connection conductive portion 9 (FIG. 15A).
Next, the protective layer 25 is disposed again on the other surface of the transparent substrate 2 (FIG. 15B), and electroplating is performed on the outer auxiliary electrode conductive pattern 8b to form a plating layer 8c. The outer auxiliary electrode 8 composed of the conductive pattern 8b and the plating layer 8c is obtained (FIG. 15C). Subsequently, the protective layer 25 is removed (FIG. 15D).
Next, the transparent electrode 4 is formed on the other surface of the transparent substrate 2 (FIG. 15E).

その後、図示しないが、透明電極上に正孔取出し層および光電変換層を形成し、光電変換層上に対向電極を形成するとともに、外側補助電極上に光学部材を形成する。必要に応じて、光電変換層上に電子取出し層を形成し、電子取出し層上に対向電極を形成してもよい。   Thereafter, although not shown, a hole extraction layer and a photoelectric conversion layer are formed on the transparent electrode, a counter electrode is formed on the photoelectric conversion layer, and an optical member is formed on the outer auxiliary electrode. If necessary, an electron extraction layer may be formed on the photoelectric conversion layer, and a counter electrode may be formed on the electron extraction layer.

なお、一つ目の態様における各工程については、上記第1実施態様の有機薄膜太陽電池の製造方法の第1態様における各工程と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。   In addition, about each process in the 1st aspect, since it can be made to be the same as that of the 1st aspect of the manufacturing method of the organic thin film solar cell of the said 1st embodiment, description here is abbreviate | omitted.

次に、二つ目の態様は、金属箔上に導電性バンプを形成し、上記金属箔の上記導電性バンプが形成された面に透明基板を積層して、上記導電性バンプを上記透明基板に貫通させ、上記透明基板を貫通する接続導電部を形成する接続導電部形成工程と、上記金属箔上にレジストを配置し、フォトエッチング法により上記金属箔をパターニングして、上記透明基板の一方の面に上記接続導電部と接するように外側補助電極を形成する補助電極形成工程と、上記透明基板の他方の面に透明電極を形成する透明電極形成工程とを有するものである。   Next, in the second aspect, a conductive bump is formed on the metal foil, a transparent substrate is laminated on the surface of the metal foil on which the conductive bump is formed, and the conductive bump is attached to the transparent substrate. A connecting conductive part forming step of forming a connecting conductive part penetrating through the transparent substrate, placing a resist on the metal foil, patterning the metal foil by a photoetching method, and forming one of the transparent substrates An auxiliary electrode forming step of forming an outer auxiliary electrode so as to be in contact with the connection conductive portion on the surface, and a transparent electrode forming step of forming a transparent electrode on the other surface of the transparent substrate.

図16および図17は、上記態様の有機薄膜太陽電池の製造方法の一例を示す工程図である。
まず、金属箔8d上に導電ペーストを用いてスクリーン印刷法により導電性バンプ9bを形成する(図16(a))。次いで、金属箔8dの導電性バンプ9bが形成された面に透明基板2を積層して、加圧し、導電性バンプ9bの頂部が露出するように導電性バンプ9bを透明基板2に貫通させる(図16(b))。続いて、導電性バンプ9bの頂部を研磨し、透明基板2表面を平坦化し、接続導電部9を形成する(図16(c))。
次に、金属箔8d上にレジスト22aを配置し、透明基板2の他方の面に保護層24を配置し(図16(d))、レジスト22aに対して露光および現像を行い、レジスト画像22bを形成する(図16(e))。続いて、レジスト画像22bをマスクとして露出している金属箔8dをエッチングし(図17(a))、レジスト画像22bおよび保護層24を除去して、透明基板2の一方の面に接続導電部9に接するようにメッシュ状の外側補助電極8を形成する(図17(b))。
次に、透明基板2の他方の面に透明電極4を形成する(図17(c))。
16 and 17 are process diagrams showing an example of a method for producing the organic thin-film solar battery of the above aspect.
First, the conductive bumps 9b are formed on the metal foil 8d by screen printing using a conductive paste (FIG. 16A). Next, the transparent substrate 2 is laminated on the surface of the metal foil 8d on which the conductive bumps 9b are formed and pressed, and the conductive bumps 9b penetrate the transparent substrate 2 so that the tops of the conductive bumps 9b are exposed ( FIG. 16 (b)). Subsequently, the top portion of the conductive bump 9b is polished, the surface of the transparent substrate 2 is flattened, and the connection conductive portion 9 is formed (FIG. 16C).
Next, a resist 22a is disposed on the metal foil 8d, a protective layer 24 is disposed on the other surface of the transparent substrate 2 (FIG. 16D), and the resist 22a is exposed and developed to form a resist image 22b. Is formed (FIG. 16E). Subsequently, the exposed metal foil 8d is etched using the resist image 22b as a mask (FIG. 17A), the resist image 22b and the protective layer 24 are removed, and the connection conductive portion is formed on one surface of the transparent substrate 2. A mesh-like outer auxiliary electrode 8 is formed so as to be in contact with 9 (FIG. 17B).
Next, the transparent electrode 4 is formed on the other surface of the transparent substrate 2 (FIG. 17C).

その後、図示しないが、透明電極上に正孔取出し層および光電変換層を形成し、光電変換層上に対向電極を形成するとともに、外側補助電極上に光学部材を形成する。必要に応じて、光電変換層上に電子取出し層を形成し、電子取出し層上に対向電極を形成してもよい。
上記態様においては、補助電極形成工程後に透明電極形成工程を行ってもよく、接続導電部形成工程後で補助電極形成工程前に透明電極形成工程を行ってもよい。
Thereafter, although not shown, a hole extraction layer and a photoelectric conversion layer are formed on the transparent electrode, a counter electrode is formed on the photoelectric conversion layer, and an optical member is formed on the outer auxiliary electrode. If necessary, an electron extraction layer may be formed on the photoelectric conversion layer, and a counter electrode may be formed on the electron extraction layer.
In the above aspect, the transparent electrode forming step may be performed after the auxiliary electrode forming step, or the transparent electrode forming step may be performed after the connecting conductive portion forming step and before the auxiliary electrode forming step.

なお、二つ目の態様における各工程については、上記第1実施態様の有機薄膜太陽電池の製造方法の第2態様における各工程と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。   In addition, about each process in the 2nd aspect, since it can be made to be the same as that of each process in the 2nd aspect of the manufacturing method of the organic thin-film solar cell of the said 1st embodiment, description here is abbreviate | omitted.

III.第3実施態様
本発明の有機薄膜太陽電池の第3実施態様は、透明基板と、上記透明基板の一方の面に順不同に積層された透明電極およびパターン状の内側補助電極と、上記透明電極および内側補助電極の上に形成された光電変換層と、上記光電変換層上に形成された対向電極と、上記透明基板の他方の面に形成され、上記内側補助電極が設けられている遮光領域に入射した光を上記光電変換層に導く光学部材とを有し、上記内側補助電極の厚みが、上記透明電極および内側補助電極と上記対向電極との間で短絡が生じない厚みであることを特徴とするものである。
III. Third Embodiment A third embodiment of the organic thin film solar cell of the present invention includes a transparent substrate, a transparent electrode and a patterned inner auxiliary electrode laminated in random order on one surface of the transparent substrate, the transparent electrode, A photoelectric conversion layer formed on the inner auxiliary electrode, a counter electrode formed on the photoelectric conversion layer, and a light shielding region formed on the other surface of the transparent substrate and provided with the inner auxiliary electrode. An optical member that guides incident light to the photoelectric conversion layer, and the inner auxiliary electrode has a thickness that does not cause a short circuit between the transparent electrode, the inner auxiliary electrode, and the counter electrode. It is what.

本実施態様の有機薄膜太陽電池について図面を参照しながら説明する。
図18は、本実施態様の有機薄膜太陽電池の一例を示す概略断面図である。図18に示す例において、有機薄膜太陽電池1は、透明基板2と、透明基板2の一方の面にメッシュ状に形成された内側補助電極3と、内側補助電極3上に形成された透明電極4と、透明電極4上に形成された正孔取出し層5と、正孔取出し層5上に形成された光電変換層6と、光電変換層6上に形成された対向電極7と、透明基板2の他方の面に形成され、内側補助電極3が設けられている遮光領域10に入射した光を光電変換層6に導く凸レンズ11aとを有している。そして、内側補助電極3は、内側補助電極3および透明電極4と対向電極8との間で短絡が生じないような厚みを有している。
The organic thin film solar cell of this embodiment will be described with reference to the drawings.
FIG. 18 is a schematic cross-sectional view showing an example of the organic thin film solar cell of this embodiment. In the example shown in FIG. 18, the organic thin film solar cell 1 includes a transparent substrate 2, an inner auxiliary electrode 3 formed in a mesh shape on one surface of the transparent substrate 2, and a transparent electrode formed on the inner auxiliary electrode 3. 4, a hole extraction layer 5 formed on the transparent electrode 4, a photoelectric conversion layer 6 formed on the hole extraction layer 5, a counter electrode 7 formed on the photoelectric conversion layer 6, and a transparent substrate 2 and a convex lens 11 a that guides light incident on the light shielding region 10 provided with the inner auxiliary electrode 3 to the photoelectric conversion layer 6. The inner auxiliary electrode 3 has a thickness such that no short circuit occurs between the inner auxiliary electrode 3 and the transparent electrode 4 and the counter electrode 8.

なお、透明基板の一方の面に透明電極および内側補助電極が形成され、透明基板の他方の面に光学部材が形成されているとは、透明基板の透明電極および内側補助電極が形成されている面とは反対側の面に光学部材が形成されていることを意味する。
また、遮光領域とは、内側補助電極が設けられている領域をいう。
The transparent electrode and the inner auxiliary electrode are formed on one surface of the transparent substrate, and the optical member is formed on the other surface of the transparent substrate. The transparent electrode and the inner auxiliary electrode of the transparent substrate are formed. It means that an optical member is formed on the surface opposite to the surface.
The light shielding region is a region where the inner auxiliary electrode is provided.

図18に例示する有機薄膜太陽電池1においては、まず、入射光Lが凸レンズ11aに入射し、この凸レンズの光の収束作用により集光されて透明基板2、透明電極4および正孔取出し層5を透過し、光電変換層6に入射する。この際、遮光領域10の凸レンズ11aに入射した光Lは、凸レンズの光の収束作用により集光されるので、内側補助電極3によって遮られることなく光電変換層6に効率的に入射することができる。そして、入射光Lにより光電変換層6内で電荷(正孔および電子)が発生する。次いで、発生した電荷(正孔)は、光電変換層6の膜厚方向に移動して正孔取出し層5へと取り出され、正孔取出し層5および透明電極4の接触界面にて透明電極4へと取り出される。一方、発生した電荷(電子)は、光電変換層6の膜厚方向に移動して光電変換層6および対向電極7の接触界面にて対向電極7へと取り出される。   In the organic thin-film solar cell 1 illustrated in FIG. 18, first, the incident light L is incident on the convex lens 11 a and is condensed by the light converging action of the convex lens, and the transparent substrate 2, the transparent electrode 4, and the hole extraction layer 5. And enters the photoelectric conversion layer 6. At this time, since the light L incident on the convex lens 11a in the light shielding region 10 is collected by the converging action of the light of the convex lens, it can be efficiently incident on the photoelectric conversion layer 6 without being blocked by the inner auxiliary electrode 3. it can. Then, charges (holes and electrons) are generated in the photoelectric conversion layer 6 by the incident light L. Next, the generated charges (holes) move in the film thickness direction of the photoelectric conversion layer 6 and are extracted to the hole extraction layer 5, and the transparent electrode 4 is contacted at the contact interface between the hole extraction layer 5 and the transparent electrode 4. It is taken out. On the other hand, the generated charges (electrons) move in the film thickness direction of the photoelectric conversion layer 6 and are taken out to the counter electrode 7 at the contact interface between the photoelectric conversion layer 6 and the counter electrode 7.

このように本実施態様によれば、凸レンズなどの遮光領域に入射した光を光電変換層に導く光学部材が形成されているので、内側補助電極が形成されていても、入射光量を大幅に減少させることなく、効率的な発電が可能である。   As described above, according to this embodiment, since the optical member that guides the light incident on the light shielding region such as the convex lens to the photoelectric conversion layer is formed, the amount of incident light is greatly reduced even if the inner auxiliary electrode is formed. Efficient power generation is possible without causing it to occur.

また、本実施態様によれば、陽極側の電極は内側補助電極と透明電極とが積層されたものであるので、透明電極のシート抵抗が比較的高い場合であっても、内側補助電極のシート抵抗を十分に低くすることで、陽極全体としてのシート抵抗を低減することができる。したがって、有機薄膜太陽電池を大面積化したとしても、発生した電力を効率良く集電することが可能となり、高い発電効率を維持することが可能である。   Further, according to this embodiment, since the anode side electrode is a laminate of the inner auxiliary electrode and the transparent electrode, even if the sheet resistance of the transparent electrode is relatively high, the sheet of the inner auxiliary electrode By making the resistance sufficiently low, the sheet resistance of the whole anode can be reduced. Therefore, even if the organic thin-film solar cell is increased in area, the generated power can be collected efficiently, and high power generation efficiency can be maintained.

さらに、本実施態様によれば、内側補助電極の厚みが、内側補助電極および透明電極と対向電極との間で短絡が生じない厚みであるので、有機薄膜太陽電池が内側補助電極を有していても、電極間で短絡が起こるのを防ぐことができる。   Furthermore, according to this embodiment, since the thickness of the inner auxiliary electrode is such that no short circuit occurs between the inner auxiliary electrode and the transparent electrode and the counter electrode, the organic thin film solar cell has the inner auxiliary electrode. However, it is possible to prevent a short circuit from occurring between the electrodes.

なお、透明基板、透明電極、光電変換層、対向電極、光学部材、正孔取出し層、電子取出し層等については、上記第1実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。以下、本実施態様の有機薄膜太陽電池における他の構成について説明する。   The transparent substrate, the transparent electrode, the photoelectric conversion layer, the counter electrode, the optical member, the hole extraction layer, the electron extraction layer, and the like are the same as those in the first embodiment, and a description thereof is omitted here. Hereinafter, the other structure in the organic thin-film solar cell of this embodiment is demonstrated.

(内側補助電極)
本実施態様に用いられる内側補助電極はパターン状の電極であり、内側補助電極の厚みは内側補助電極および透明電極と対向電極との間で短絡が生じない厚みとなっている。
(Inner auxiliary electrode)
The inner auxiliary electrode used in this embodiment is a patterned electrode, and the inner auxiliary electrode has a thickness that does not cause a short circuit between the inner auxiliary electrode and the transparent electrode and the counter electrode.

内側補助電極の厚みは、内側補助電極および透明電極と対向電極との間で短絡が生じない厚みであれば特に限定されるものではなく、光電変換層、正孔取出し層、電子取出し層等の厚みに応じて適宜選択される。具体的には、光電変換層、正孔取出し層、電子取出し層などの、内側補助電極および透明電極と対向電極との間に形成される層の総膜厚を1とすると、内側補助電極の厚みは、5以下であることが好ましく、より好ましくは3以下、さらに好ましくは1.5以下である。内側補助電極の厚みが上記範囲より厚いと、電極間で短絡が生じるおそれがあるからである。より具体的には、内側補助電極の厚みは、10nm〜1000nmの範囲内であることが好ましく、100nm〜1000nmの範囲内、中でも200nm〜800nmの範囲内、特に300nm〜500nmの範囲内であることが好ましい。内側補助電極の厚みが上記範囲より薄いと、内側補助電極のシート抵抗が大きくなりすぎる場合があるからである。また、内側補助電極の厚みが上記範囲より厚いと、電極間で短絡が生じるおそれがあるからである。   The thickness of the inner auxiliary electrode is not particularly limited as long as it does not cause a short circuit between the inner auxiliary electrode and the transparent electrode and the counter electrode. Photoelectric conversion layer, hole extraction layer, electron extraction layer, etc. It is appropriately selected according to the thickness. Specifically, assuming that the total thickness of the layers formed between the inner auxiliary electrode and the transparent electrode and the counter electrode, such as the photoelectric conversion layer, the hole extraction layer, and the electron extraction layer, is 1, The thickness is preferably 5 or less, more preferably 3 or less, and still more preferably 1.5 or less. It is because there exists a possibility that a short circuit may arise between electrodes when the thickness of an inner side auxiliary electrode is thicker than the said range. More specifically, the thickness of the inner auxiliary electrode is preferably in the range of 10 nm to 1000 nm, in the range of 100 nm to 1000 nm, in particular in the range of 200 nm to 800 nm, in particular in the range of 300 nm to 500 nm. Is preferred. This is because if the thickness of the inner auxiliary electrode is thinner than the above range, the sheet resistance of the inner auxiliary electrode may become too large. Moreover, it is because there exists a possibility that a short circuit may arise between electrodes when the thickness of an inner side auxiliary electrode is thicker than the said range.

内側補助電極の形成材料としては、通常、金属が用いられる。内側補助電極に用いられる金属としては、例えば、アルミニウム(Al)、金(Au)、銀(Ag)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、白金(Pt)、銅(Cu)、アルミニウム合金等の導電性金属を挙げることができる。上述の導電性金属の中でも、電気抵抗値が比較的低いものが好ましい。このような導電性金属としては、Al、Au、Ag、Cu等が挙げられる。
また、内側補助電極は、上述のような導電性金属からなる単層であっても良く、また透明基板や透明電極との密着性向上のために、導電性金属層とコンタクト層とを適宜積層したものであっても良い。コンタクト層の形成材料としては、例えば、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)、チタン(Ti)、タンタル(Ta)等が挙げられる。コンタクト層は所望の内側補助電極と透明基板や透明電極との密着性を得るために導電性金属層に積層されるものであり、導電性金属層の片側にのみ積層してもよく、導電性金属層の両側に積層してもよい。
A metal is usually used as a material for forming the inner auxiliary electrode. Examples of the metal used for the inner auxiliary electrode include aluminum (Al), gold (Au), silver (Ag), cobalt (Co), nickel (Ni), platinum (Pt), copper (Cu), aluminum alloy, and the like. The conductive metal can be mentioned. Among the conductive metals described above, those having a relatively low electrical resistance value are preferred. Examples of such a conductive metal include Al, Au, Ag, and Cu.
In addition, the inner auxiliary electrode may be a single layer made of the conductive metal as described above, and a conductive metal layer and a contact layer are appropriately laminated in order to improve adhesion to the transparent substrate or the transparent electrode. It may be what you did. Examples of the material for forming the contact layer include nickel (Ni), chromium (Cr), titanium (Ti), and tantalum (Ta). The contact layer is laminated on the conductive metal layer in order to obtain adhesion between the desired inner auxiliary electrode and the transparent substrate or transparent electrode, and may be laminated only on one side of the conductive metal layer. You may laminate | stack on both sides of a metal layer.

また、対向電極の形成材料の仕事関数等に応じて、好ましい金属を選択してもよい。例えば、対向電極の形成材料の仕事関数等を考慮する場合には、内側補助電極は正孔取出し電極であるので、上記金属は仕事関数の高いものであることが好ましい。具体的には、Alが好ましく用いられる。   A preferable metal may be selected according to the work function of the material for forming the counter electrode. For example, when considering the work function of the material for forming the counter electrode, the inner auxiliary electrode is a hole extraction electrode, and therefore the metal preferably has a high work function. Specifically, Al is preferably used.

内側補助電極のパターン形状としては、開口部を有するパターンであれば特に限定されるものではなく、所望の導電性、透過性、強度等により適宜選択される。例えば、多角形や円形の格子状などのメッシュ状、ストライプ状、櫛歯状等が挙げられる。中でも、メッシュ状が好ましい。内側補助電極の抵抗値をより低くすることができるからである。   The pattern shape of the inner auxiliary electrode is not particularly limited as long as it is a pattern having an opening, and is appropriately selected depending on desired conductivity, permeability, strength, and the like. For example, a mesh shape such as a polygonal shape or a circular lattice shape, a stripe shape, a comb tooth shape, and the like can be given. Among these, a mesh shape is preferable. This is because the resistance value of the inner auxiliary electrode can be further reduced.

内側補助電極自体は基本的に光を透過しないので、内側補助電極の開口部から光電変換層に光が入射する。そのため、内側補助電極の開口部は比較的大きいことが好ましい。具体的には、内側補助電極の開口部の比率は、50%〜95%程度であることが好ましく、より好ましくは70%〜95%の範囲内である。開口部の比率が上記範囲未満であると、充分に光を透過させることができないからである。また、開口部の比率が上記範囲を超えると、内側補助電極の面積が小さくなって、内側補助電極での電荷の移動効率が低下するおそれがあるからである。   Since the inner auxiliary electrode itself basically does not transmit light, light enters the photoelectric conversion layer from the opening of the inner auxiliary electrode. For this reason, the opening of the inner auxiliary electrode is preferably relatively large. Specifically, the ratio of the openings of the inner auxiliary electrode is preferably about 50% to 95%, more preferably 70% to 95%. This is because if the ratio of the openings is less than the above range, light cannot be sufficiently transmitted. In addition, if the ratio of the openings exceeds the above range, the area of the inner auxiliary electrode becomes small, and the charge transfer efficiency at the inner auxiliary electrode may be reduced.

内側補助電極の開口部のピッチおよび内側補助電極の線幅は、内側補助電極全体の面積等に応じて適宜選択される。   The pitch of the openings of the inner auxiliary electrode and the line width of the inner auxiliary electrode are appropriately selected according to the area of the entire inner auxiliary electrode and the like.

内側補助電極のシート抵抗は5Ω/□以下であることが好ましく、中でも3Ω/□以下、特に1Ω/□以下であることが好ましい。内側補助電極のシート抵抗が上記範囲より大きいと、所望の発電効率が得られない場合があるからである。
なお、上記シート抵抗は、三菱化学株式会社製 表面抵抗計(ロレスタMCP:四端子プローブ)を用い、JIS R1637(ファインセラミックス薄膜の低効率試験方法:4探針法による測定方法)に基づき、測定した値である。
The sheet resistance of the inner auxiliary electrode is preferably 5Ω / □ or less, more preferably 3Ω / □ or less, and particularly preferably 1Ω / □ or less. This is because if the sheet resistance of the inner auxiliary electrode is larger than the above range, desired power generation efficiency may not be obtained.
The sheet resistance is measured based on JIS R1637 (low-efficiency test method for fine ceramic thin film: 4-probe method) using a surface resistance meter (Loresta MCP: 4-terminal probe) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation. It is the value.

内側補助電極の形成位置としては、図18に例示するように透明基板2上に内側補助電極3および透明電極4の順に積層されていてもよく、図19に例示するように透明基板2上に透明電極4および内側補助電極3の順に積層されていてもよい。中でも、透明基板上に内側補助電極および透明電極の順に積層されていることが好ましい。透明電極と光電変換層や正孔取出し層等との接触面積が大きい方が、界面の接合性が良く、正孔の移動効率を高くすることができるからである。   As for the formation position of the inner auxiliary electrode, the inner auxiliary electrode 3 and the transparent electrode 4 may be laminated in this order on the transparent substrate 2 as illustrated in FIG. 18, and on the transparent substrate 2 as illustrated in FIG. The transparent electrode 4 and the inner auxiliary electrode 3 may be laminated in this order. Especially, it is preferable to laminate | stack in order of an inner side auxiliary electrode and a transparent electrode on the transparent substrate. This is because the larger the contact area between the transparent electrode, the photoelectric conversion layer, the hole extraction layer, and the like, the better the interface bondability and the higher the hole transfer efficiency.

内側補助電極の形成方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、金属薄膜を全面に成膜した後にパターニングする方法、パターン状の導電体を直接形成する方法等が挙げられる。これらの方法は、内側補助電極の形成材料や構成等に応じて適宜選択される。   The method for forming the inner auxiliary electrode is not particularly limited, and examples thereof include a method of patterning after forming a metal thin film on the entire surface, and a method of directly forming a patterned conductor. These methods are appropriately selected according to the forming material and configuration of the inner auxiliary electrode.

金属薄膜の成膜方法は、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の真空成膜法であることが好ましい。すなわち、内側補助電極は真空成膜法にて形成された金属薄膜であることが好ましい。真空成膜法により成膜した金属種はめっき膜に比べ介在物が少なく比抵抗を小さく出来る。また、真空成膜法にて形成された金属薄膜は、Agペースト等を用いて成膜したものと比較しても比抵抗を小さくできる。また、厚み1μm以下の金属薄膜を、膜厚を精密に制御し、均一な厚みに成膜する方法としても、真空成膜法が好適である。
金属薄膜のパターニング方法としては、所望のパターンに精度良く形成することができる方法であれば特に限定されるものではなく、例えばフォトエッチング法等を挙げることができる。
The method for forming the metal thin film is preferably a vacuum film forming method such as a vacuum deposition method, a sputtering method, or an ion plating method. That is, the inner auxiliary electrode is preferably a metal thin film formed by a vacuum film forming method. The metal species formed by the vacuum film formation method has less inclusions than the plating film and can reduce the specific resistance. In addition, the specific resistance of the metal thin film formed by the vacuum film formation method can be reduced as compared with that formed using an Ag paste or the like. A vacuum film forming method is also suitable as a method for forming a metal thin film having a thickness of 1 μm or less to a uniform thickness by precisely controlling the film thickness.
The method for patterning the metal thin film is not particularly limited as long as it can be accurately formed into a desired pattern, and examples thereof include a photoetching method.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has any configuration that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and that exhibits the same effects. Are included in the technical scope.

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
[実施例1]
外形サイズ60mm□のPEN基材を用い、所望の位置にレーザー照射にて直径100μmの貫通孔を形成した。貫通孔内部にスクリーン印刷にてAgペーストを充填し、接続導電部とした。その後、スパッタリング法(成膜圧力:0.1Pa、成膜パワー:180W、時間:3分/12分/3分)にて、基板の両側にNi/Cu/Niを厚み20nm/300nm/20nmで積層し、基板の表裏で同じ位置にパターンが来るようにエッチング加工を実施し、メッシュ状補助電極を形成した。また、その際、貫通孔は、接続導電部の上下面が基板の両側に形成されたメッシュ状補助電極に接するような形状とした。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples.
[Example 1]
Using a PEN substrate having an outer size of 60 mm □, a through hole having a diameter of 100 μm was formed at a desired position by laser irradiation. The through-hole was filled with Ag paste by screen printing to form a connection conductive portion. Thereafter, Ni / Cu / Ni is formed on both sides of the substrate at a thickness of 20 nm / 300 nm / 20 nm by sputtering (film forming pressure: 0.1 Pa, film forming power: 180 W, time: 3 minutes / 12 minutes / 3 minutes). Lamination was performed, and etching was performed so that the pattern was at the same position on the front and back of the substrate, and a mesh-shaped auxiliary electrode was formed. Further, at that time, the through hole was shaped such that the upper and lower surfaces of the connection conductive portion were in contact with the mesh-like auxiliary electrode formed on both sides of the substrate.

次いで、PEN基材の一方のメッシュ状補助電極上の全面に透明のUV硬化樹脂を所望の膜厚で塗布した。メッシュ状補助電極の開口部の所望の位置に凸レンズが形成されるように、凸レンズ形状が形成可能なように作製された金型を配置し、UV硬化樹脂に押し付け、さらにUV照射によりUV硬化樹脂を成型し、PEN基材の受光面側に凸レンズ形状を形成した。   Next, a transparent UV curable resin was applied to the entire surface of one mesh auxiliary electrode of the PEN substrate with a desired film thickness. A mold prepared so that a convex lens shape can be formed is arranged so that a convex lens is formed at a desired position of the opening of the mesh auxiliary electrode, pressed against the UV curable resin, and further UV-irradiated by UV irradiation. And a convex lens shape was formed on the light receiving surface side of the PEN substrate.

続いて、PEN基材の他方のメッシュ状補助電極の上面に、圧力勾配型プラズマガンを用いた反応性イオンプレーティング法(パワー:3.7kW、酸素分圧:73%、製膜圧力:0.3Pa、製膜レート:150nm/min、基板温度:20℃)により透明電極であるITO膜(膜厚:150nm、シート抵抗:20Ω/□)を成膜した。次いで、上記ITO膜が形成された基板をアセトン、基板洗浄液、IPAを用いて洗浄した。これにより、ITO電極の見かけシート抵抗(ITO電極およびメッシュ状補助電極の積層体としてのシート抵抗)が0.1Ω/□にまで低減した。   Subsequently, a reactive ion plating method using a pressure gradient plasma gun (power: 3.7 kW, oxygen partial pressure: 73%, film-forming pressure: 0 is formed on the upper surface of the other mesh auxiliary electrode of the PEN substrate. An ITO film (film thickness: 150 nm, sheet resistance: 20Ω / □), which is a transparent electrode, was formed at a rate of 3 Pa, a film forming rate: 150 nm / min, and a substrate temperature: 20 ° C. Next, the substrate on which the ITO film was formed was cleaned using acetone, a substrate cleaning solution, and IPA. As a result, the apparent sheet resistance of the ITO electrode (sheet resistance as a laminate of the ITO electrode and the mesh auxiliary electrode) was reduced to 0.1Ω / □.

次に、導電性高分子ペースト(ポリ−(3,4−エチレンジオキシチオフェン)分散品)をスピンコート法にて上記ITO膜が形成された基板上に製膜した後に、150℃で30分間乾燥させ、正孔取出し層(膜厚:100nm)を形成した。
次に、ポリチオフェン(P3HT:poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl))とC60PCBM([6,6]-phenyl-C61-butyric acid mettric ester)をブロモベンゼンに溶解させ、固形分濃度1.4wt%の光電変換層用塗工液を準備した。次いで、光電変換層用塗工液を正孔取出し層上にスピンコート法にて回転数600rpmの条件で塗布して、光電変換層を形成した。その後、上記光電変換層が形成された基板を大気曝露した。
Next, a conductive polymer paste (poly- (3,4-ethylenedioxythiophene) dispersion) is formed on the substrate on which the ITO film is formed by spin coating, and then at 150 ° C. for 30 minutes. It was made to dry and the hole extraction layer (film thickness: 100 nm) was formed.
Next, polythiophene (P3HT: poly (3-hexylthiophene-2,5-diyl)) and C60PCBM ([6,6] -phenyl-C61-butyric acid mettric ester) are dissolved in bromobenzene to obtain a solid content concentration of 1. A 4 wt% photoelectric conversion layer coating solution was prepared. Next, the photoelectric conversion layer coating solution was applied on the hole extraction layer by a spin coating method at a rotation speed of 600 rpm to form a photoelectric conversion layer. Thereafter, the substrate on which the photoelectric conversion layer was formed was exposed to the atmosphere.

次に、光電変換層上にCa/Al(厚み:60nm/200nm)を真空蒸着法にて形成して、金属電極とした。
次に、温度150℃のホットプレート上で上記光電変換層等が形成された基板を加熱乾燥した。最後に、封止用ガラス材および接着性封止材により金属電極上から封止して有機薄膜太陽電池とした。
Next, Ca / Al (thickness: 60 nm / 200 nm) was formed on the photoelectric conversion layer by a vacuum deposition method to obtain a metal electrode.
Next, the substrate on which the photoelectric conversion layer and the like were formed on a hot plate at a temperature of 150 ° C. was dried by heating. Finally, it was sealed from above the metal electrode with a sealing glass material and an adhesive sealing material to obtain an organic thin film solar cell.

[比較例1]
凸レンズ形状を形成しない以外は、実施例1と同様にして有機薄膜太陽電池を作製した。
[Comparative Example 1]
An organic thin film solar cell was produced in the same manner as in Example 1 except that the convex lens shape was not formed.

[比較例2]
凸レンズ形状を形成せず、PEN基材の両側にメッシュ状補助電極を形成しない以外は、実施例1と同様にして有機薄膜太陽電池を作製した。
[Comparative Example 2]
An organic thin film solar cell was produced in the same manner as in Example 1 except that the convex lens shape was not formed and the mesh auxiliary electrode was not formed on both sides of the PEN substrate.

[評価]
実施例1および比較例1の50mm□サイズの有機薄膜太陽電池(ITO電極の見かけシート抵抗:0.1Ω/□)と、比較例2の50mm□サイズの有機薄膜太陽電池(ITO電極のシート抵抗:20Ω/□)とについて、発電評価を実施した。評価方法として、A.M1.5、擬似太陽光(100mW/cm2)を照射光源とし、ソースメジャーユニット(HP社製、HP4100)で電圧印加により電流電圧特性の評価を行った。
比較例2の有機薄膜太陽電池の発電効率が0.05%であったのに対し、比較例1の有機薄膜太陽電池の発電効率は1.5%にまで向上した。さらに、実施例1の有機薄膜太陽電池では、発電効率が1.8%まで向上した。ITO電極上にメッシュ状補助電極を配置することで、光透過性は低減するが、ITO電極の見かけの抵抗値が低減したことによる電力ロスは低減され、結果として変換効率が向上することが確認された。さらに、受光面側に凸レンズを配置し、入射光を遮光領域となるメッシュ状補助電極ではなく、メッシュ状補助電極の開口部に効率的に照射することで、発電効率はさらに向上することが確認された。実施例1では、透明基板の両面に遮光領域となるメッシュ状補助電極が形成されているため、透明基板の受光面に凸レンズを配置して、メッシュ状補助電極が設けられた遮光領域に入射する光をメッシュ状補助電極の開口部に集光することにより、入射光量を確保することができた。
[Evaluation]
The organic thin film solar cell of 50 mm □ size of Example 1 and Comparative Example 1 (apparent sheet resistance of ITO electrode: 0.1Ω / □) and the organic thin film solar cell of 50 mm □ size of Comparative Example 2 (sheet resistance of ITO electrode) : 20Ω / □) was evaluated for power generation. As an evaluation method, A. M1.5 and simulated sunlight (100 mW / cm 2 ) were used as an irradiation light source, and current-voltage characteristics were evaluated by applying voltage with a source measure unit (HP 4100, manufactured by HP).
While the power generation efficiency of the organic thin film solar cell of Comparative Example 2 was 0.05%, the power generation efficiency of the organic thin film solar cell of Comparative Example 1 was improved to 1.5%. Furthermore, in the organic thin film solar cell of Example 1, the power generation efficiency was improved to 1.8%. By placing the mesh-like auxiliary electrode on the ITO electrode, the light transmission is reduced, but the power loss due to the reduction in the apparent resistance value of the ITO electrode is reduced, and as a result, the conversion efficiency is improved. It was done. Furthermore, it is confirmed that the power generation efficiency is further improved by arranging a convex lens on the light-receiving surface side and efficiently irradiating incident light not on the mesh-shaped auxiliary electrode serving as a light shielding area but on the opening of the mesh-shaped auxiliary electrode. It was done. In Example 1, since the mesh-shaped auxiliary electrode which becomes a light shielding area | region is formed in both surfaces of a transparent substrate, a convex lens is arrange | positioned on the light-receiving surface of a transparent substrate, and it injects into the light-shielding area | region in which the mesh-shaped auxiliary electrode was provided. The incident light quantity could be secured by condensing the light at the opening of the mesh auxiliary electrode.

[実施例2]
外形サイズ50mm□のPEN基材を用い、所望の位置にレーザー照射にて直径100μmの貫通孔を形成した。貫通孔内部にスクリーン印刷にてAgペーストを充填し、接続導電部とした。その後、基板の受光面側にのみスパッタリング法(成膜圧力:0.1Pa、成膜パワー:180W、時間:3分/12分/3分)にてNi/Cu/Niを厚み20nm/300nm/20nmで積層し、所望の形状になるようにエッチング加工を実施し、メッシュ状補助電極を形成した。また、基板のメッシュ状補助電極形成面の反対側の面には、圧力勾配型プラズマガンを用いた反応性イオンプレーティング法(パワー:3.7kW、酸素分圧:73%、製膜圧力:0.3Pa、製膜レート:150nm/min、基板温度:20℃)により透明電極であるITO膜(膜厚:150nm、シート抵抗:20Ω/□)を成膜した。メッシュ状補助電極とITO電極が接続導電部を介して接続された基板を得た。
[Example 2]
Using a PEN substrate having an outer size of 50 mm □, a through hole having a diameter of 100 μm was formed at a desired position by laser irradiation. The through-hole was filled with Ag paste by screen printing to form a connection conductive portion. After that, Ni / Cu / Ni is deposited to a thickness of 20 nm / 300 nm / only on the light receiving surface side of the substrate by sputtering (film forming pressure: 0.1 Pa, film forming power: 180 W, time: 3 minutes / 12 minutes / 3 minutes). Lamination was performed at 20 nm, and etching was performed to obtain a desired shape, thereby forming a mesh-like auxiliary electrode. Further, a reactive ion plating method using a pressure gradient plasma gun (power: 3.7 kW, oxygen partial pressure: 73%, film forming pressure: on the surface opposite to the mesh auxiliary electrode forming surface of the substrate. An ITO film (film thickness: 150 nm, sheet resistance: 20Ω / □), which is a transparent electrode, was formed at a rate of 0.3 Pa, a film formation rate: 150 nm / min, and a substrate temperature: 20 ° C. A substrate in which the mesh-shaped auxiliary electrode and the ITO electrode were connected via the connection conductive portion was obtained.

次に、メッシュ状補助電極上の全面に透明のUV硬化樹脂を所望の膜厚で塗布した。メッシュ状補助電極の開口部の所望の位置に凹レンズが形成されるように、凹レンズ形状が形成可能なように作製された金型を配置し、UV硬化樹脂に押し付け、さらにUV照射によりUV硬化樹脂を成型し、PEN基材の受光面側に凹レンズ形状を形成した。   Next, a transparent UV curable resin was applied to the entire surface of the mesh auxiliary electrode with a desired film thickness. A mold made so that a concave lens shape can be formed is arranged so that a concave lens is formed at a desired position of the opening of the mesh auxiliary electrode, pressed against the UV curable resin, and further UV-irradiated by UV irradiation. And a concave lens shape was formed on the light receiving surface side of the PEN substrate.

その後、実施例1と同様にして、有機薄膜太陽電池を作製した。   Then, it carried out similarly to Example 1, and produced the organic thin film solar cell.

[比較例3]
凹レンズ形状を形成しない以外は、実施例2と同様にして有機薄膜太陽電池を作製した。
[Comparative Example 3]
An organic thin film solar cell was produced in the same manner as in Example 2 except that the concave lens shape was not formed.

[比較例4]
凹レンズ形状を形成せず、PEN基材の受光面側にメッシュ状補助電極を形成しない以外は、実施例2と同様にして有機薄膜太陽電池を作製した。
[Comparative Example 4]
An organic thin film solar cell was produced in the same manner as in Example 2 except that the concave lens shape was not formed and the mesh auxiliary electrode was not formed on the light receiving surface side of the PEN substrate.

[評価]
実施例2および比較例3の50mm□サイズの有機薄膜太陽電池(ITO電極の見かけシート抵抗:0.1Ω/□)と、比較例4の50mm□サイズの有機薄膜太陽電池(ITO電極のシート抵抗:20Ω/□)とについて、発電評価を実施した。評価方法として、A.M1.5、擬似太陽光(100mW/cm2)を照射光源とし、ソースメジャーユニット(HP社製、HP4100)で電圧印加により電流電圧特性の評価を行った。
比較例4の有機薄膜太陽電池の発電効率が0.05%であったのに対し、比較例3の有機薄膜太陽電池の発電効率は1.2%にまで向上した。さらに、実施例2の有機薄膜太陽電池では、発電効率が1.6%まで向上した。ITO電極上にメッシュ状補助電極を配置することで、光透過性は低減するが、ITO電極の見かけの抵抗値が低減したことによる電力ロスは低減され、結果として変換効率が向上することが確認された。さらに、受光面側に凹レンズを配置し、入射光を遮光領域となるメッシュ状補助電極の下側に導入することで、発電効率はさらに向上することが確認された。実施例2では、透明基板の受光面側に遮光領域となるメッシュ状補助電極が形成されているため、透明基板の受光面に凹レンズを配置して、メッシュ状補助電極が設けられた遮光領域に入射する光をメッシュ状補助電極の下側に導入することにより、入射光量を確保することができた。
[Evaluation]
50 mm □ organic thin film solar cells of Example 2 and Comparative Example 3 (apparent sheet resistance of ITO electrode: 0.1Ω / □) and 50 mm □ organic thin film solar cells of Comparative Example 4 (sheet resistance of ITO electrode) : 20Ω / □) was evaluated for power generation. As an evaluation method, A. M1.5 and simulated sunlight (100 mW / cm 2 ) were used as an irradiation light source, and current-voltage characteristics were evaluated by applying voltage with a source measure unit (HP 4100, manufactured by HP).
While the power generation efficiency of the organic thin film solar cell of Comparative Example 4 was 0.05%, the power generation efficiency of the organic thin film solar cell of Comparative Example 3 was improved to 1.2%. Furthermore, in the organic thin film solar cell of Example 2, the power generation efficiency was improved to 1.6%. By placing the mesh-like auxiliary electrode on the ITO electrode, the light transmission is reduced, but the power loss due to the reduction in the apparent resistance value of the ITO electrode is reduced, and as a result, the conversion efficiency is improved. It was done. Furthermore, it was confirmed that the power generation efficiency is further improved by disposing a concave lens on the light receiving surface side and introducing incident light below the mesh auxiliary electrode serving as a light shielding region. In Example 2, since the mesh-like auxiliary electrode serving as a light-shielding region is formed on the light-receiving surface side of the transparent substrate, a concave lens is disposed on the light-receiving surface of the transparent substrate, and the light-shielding region where the mesh-like auxiliary electrode is provided. By introducing incident light to the lower side of the mesh-shaped auxiliary electrode, it was possible to secure the amount of incident light.

[実施例3]
外形サイズ50mm□のPEN基材を用い、PEN基材の受光面の反対側にスパッタリング法(成膜圧力:0.1Pa、成膜パワー:180W、時間:3分/12分/3分)にてNi/Cu/Niを厚み20nm/300nm/20nmで成膜し、所望のメッシュ形状になるようにエッチング加工を実施し、メッシュ状補助電極を形成した。メッシュ状補助電極の上面に、圧力勾配型プラズマガンを用いた反応性イオンプレーティング法(パワー:3.7kW、酸素分圧:73%、製膜圧力:0.3Pa、製膜レート:150nm/min、基板温度:20℃)により透明電極であるITO膜(膜厚:150nm、シート抵抗:20Ω/□)を成膜した。メッシュ状補助電極およびITO電極が形成された透明基材を得た。
その後、PEN基材のメッシュ状補助電極形成面とは反対側の面の全面に透明のUV硬化樹脂を所望の膜厚で塗布した。メッシュ状補助電極の開口部の所定の位置に凸レンズが形成されるように、凸レンズが形成可能なように作製された金型を配し、UV硬化樹脂に押し付け、さらにUV照射によりUV硬化樹脂を成型し、PEN基材の受光面側に凸レンズ形状を形成した。
[Example 3]
Using a PEN base material with an outer size of 50 mm □, the sputtering method (film forming pressure: 0.1 Pa, film forming power: 180 W, time: 3 minutes / 12 minutes / 3 minutes) on the opposite side of the light receiving surface of the PEN base material Then, Ni / Cu / Ni was formed into a film with a thickness of 20 nm / 300 nm / 20 nm, and was etched so as to have a desired mesh shape, thereby forming a mesh-shaped auxiliary electrode. On the upper surface of the mesh auxiliary electrode, a reactive ion plating method using a pressure gradient plasma gun (power: 3.7 kW, oxygen partial pressure: 73%, film forming pressure: 0.3 Pa, film forming rate: 150 nm / An ITO film (film thickness: 150 nm, sheet resistance: 20 Ω / □), which is a transparent electrode, was formed by min, substrate temperature: 20 ° C.). A transparent substrate on which a mesh auxiliary electrode and ITO electrode were formed was obtained.
Thereafter, a transparent UV curable resin was applied to the entire surface of the PEN substrate opposite to the mesh auxiliary electrode forming surface with a desired film thickness. A mold prepared so that a convex lens can be formed is arranged so that a convex lens is formed at a predetermined position of the opening of the mesh auxiliary electrode, pressed against the UV curable resin, and further UV-irradiated with UV curable resin. The convex lens shape was formed in the light-receiving surface side of the PEN substrate.

その後、実施例1と同様にして、有機薄膜太陽電池を作製した。   Then, it carried out similarly to Example 1, and produced the organic thin film solar cell.

[比較例5]
凸レンズ形状を形成しない以外は、実施例3と同様にして有機薄膜太陽電池を作製した。
[Comparative Example 5]
An organic thin-film solar cell was produced in the same manner as in Example 3 except that the convex lens shape was not formed.

[比較例6]
凸レンズ形状を形成せず、PEN基材の受光面の反対側にメッシュ状補助電極を形成しない以外は、実施例3と同様にして有機薄膜太陽電池を作製した。
[Comparative Example 6]
An organic thin film solar cell was produced in the same manner as in Example 3 except that the convex lens shape was not formed and the mesh auxiliary electrode was not formed on the opposite side of the light receiving surface of the PEN substrate.

[評価]
実施例3および比較例5の50mm□サイズの有機薄膜太陽電池(ITO電極の見かけシート抵抗:0.1Ω/□)と、比較例6の50mm□サイズの有機薄膜太陽電池(ITO電極のシート抵抗:20Ω/□)とについて、発電評価を実施した。評価方法として、A.M1.5、擬似太陽光(100mW/cm2)を照射光源とし、ソースメジャーユニット(HP社製、HP4100)で電圧印加により電流電圧特性の評価を行った。
比較例6の有機薄膜太陽電池の発電効率が0.05%であったのに対し、比較例5の有機薄膜太陽電池の発電効率は1.6%にまで向上した。さらに、実施例3の有機薄膜太陽電池では、発電効率が1.9%まで向上した。ITO電極上にメッシュ状補助電極を配置することで、光透過性は低減するが、ITO電極の見かけの抵抗値が低減したことによる電力ロスは低減され、結果として変換効率が向上することが確認された。さらに、受光面側に凸レンズを配置し、入射光を遮光領域となるメッシュ状補助電極ではなく、メッシュ状補助電極の開口部に効率的に照射することで、発電効率はさらに向上することが確認された。実施例3では、透明基板の受光面の反対側に遮光領域となるメッシュ状補助電極が形成されているため、透明基板の受光面に凸レンズを配置して、メッシュ状補助電極が設けられた遮光領域に入射する光をメッシュ状補助電極の開口部に集光することにより、入射光量を確保することができた。
[Evaluation]
50 mm □ organic thin film solar cells of Example 3 and Comparative Example 5 (apparent sheet resistance of ITO electrode: 0.1Ω / □) and 50 mm □ organic thin film solar cells of Comparative Example 6 (ITO electrode sheet resistance) : 20Ω / □) was evaluated for power generation. As an evaluation method, A. M1.5 and simulated sunlight (100 mW / cm 2 ) were used as an irradiation light source, and current-voltage characteristics were evaluated by applying voltage with a source measure unit (HP 4100, manufactured by HP).
While the power generation efficiency of the organic thin film solar cell of Comparative Example 6 was 0.05%, the power generation efficiency of the organic thin film solar cell of Comparative Example 5 was improved to 1.6%. Furthermore, in the organic thin film solar cell of Example 3, the power generation efficiency was improved to 1.9%. By placing the mesh-like auxiliary electrode on the ITO electrode, the light transmission is reduced, but the power loss due to the reduction in the apparent resistance value of the ITO electrode is reduced, and as a result, the conversion efficiency is improved. It was done. Furthermore, it is confirmed that the power generation efficiency is further improved by arranging a convex lens on the light-receiving surface side and efficiently irradiating incident light not on the mesh-shaped auxiliary electrode serving as a light shielding area but on the opening of the mesh-shaped auxiliary electrode. It was done. In Example 3, since the mesh-like auxiliary electrode serving as a light-shielding region is formed on the opposite side of the light-receiving surface of the transparent substrate, a light-shielding light provided with a mesh-like auxiliary electrode by arranging a convex lens on the light-receiving surface of the transparent substrate. The amount of incident light was able to be secured by condensing the light incident on the region at the opening of the mesh auxiliary electrode.

1 … 有機薄膜太陽電池
2 … 基板
3 … 内側補助電極
4 … 透明電極
5 … 正孔取出し層
6 … 光電変換層
7 … 対向電極
8 … 外側補助電極
9 … 接続導電部
10 … 遮光領域
11a … 凸レンズ(光学部材)
11b … 凹レンズ(光学部材)
11c … プリズム(光学部材)
L … 入射光
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Organic thin film solar cell 2 ... Board | substrate 3 ... Inner auxiliary electrode 4 ... Transparent electrode 5 ... Hole extraction layer 6 ... Photoelectric conversion layer 7 ... Opposite electrode 8 ... Outer auxiliary electrode 9 ... Connection electroconductive part 10 ... Light-shielding area | region 11a ... Convex lens (Optical member)
11b: Concave lens (optical member)
11c Prism (optical member)
L ... Incident light

Claims (6)

透明基板と、
前記透明基板の一方の面にパターン状に形成された内側補助電極と、
前記内側補助電極上に形成された透明電極と、
前記透明電極上に形成された光電変換層と、
前記光電変換層上に形成された対向電極と、
前記透明基板の他方の面にパターン状に形成され、前記透明電極よりも抵抗値の低い外側補助電極と、
前記透明基板を貫通し、前記外側補助電極および前記内側補助電極を電気的に接続する接続導電部と、
前記外側補助電極上に形成され、前記外側補助電極および前記内側補助電極が設けられている遮光領域に入射した光を前記光電変換層に導く光学部材とを有し、
前記光学部材は、前記遮光領域の前記光電変換層に光を導くものであることを特徴とする有機薄膜太陽電池。
A transparent substrate;
An inner auxiliary electrode formed in a pattern on one surface of the transparent substrate;
A transparent electrode formed on the inner auxiliary electrode;
A photoelectric conversion layer formed on the transparent electrode;
A counter electrode formed on the photoelectric conversion layer;
An outer auxiliary electrode formed in a pattern on the other surface of the transparent substrate and having a lower resistance than the transparent electrode;
A connection conductive portion that penetrates the transparent substrate and electrically connects the outer auxiliary electrode and the inner auxiliary electrode;
An optical member that is formed on the outer auxiliary electrode and guides light incident on a light shielding region provided with the outer auxiliary electrode and the inner auxiliary electrode to the photoelectric conversion layer ;
The organic thin-film solar cell , wherein the optical member guides light to the photoelectric conversion layer in the light shielding region .
透明基板と、
前記透明基板の一方の面に形成された透明電極と、
前記透明電極上に形成された光電変換層と、
前記光電変換層上に形成された対向電極と、
前記透明基板の他方の面にパターン状に形成され、前記透明電極よりも抵抗値の低い外側補助電極と、
前記透明基板を貫通し、前記外側補助電極および前記透明電極を電気的に接続する接続導電部と、
前記外側補助電極上に形成され、前記外側補助電極が設けられている遮光領域に入射した光を前記光電変換層に導く光学部材とを有し、
前記光学部材は、前記遮光領域の前記光電変換層に光を導くものであることを特徴とする有機薄膜太陽電池。
A transparent substrate;
A transparent electrode formed on one surface of the transparent substrate;
A photoelectric conversion layer formed on the transparent electrode;
A counter electrode formed on the photoelectric conversion layer;
An outer auxiliary electrode formed in a pattern on the other surface of the transparent substrate and having a lower resistance than the transparent electrode;
A connection conductive portion that penetrates the transparent substrate and electrically connects the outer auxiliary electrode and the transparent electrode;
An optical member that is formed on the outer auxiliary electrode and guides light incident on a light shielding region provided with the outer auxiliary electrode to the photoelectric conversion layer ;
The organic thin-film solar cell , wherein the optical member guides light to the photoelectric conversion layer in the light shielding region .
透明基板と、
前記透明基板の一方の面に順不同に積層された透明電極およびパターン状の内側補助電極と、
前記透明電極および内側補助電極の上に形成された光電変換層と、
前記光電変換層上に形成された対向電極と、
前記透明基板の他方の面に形成され、前記内側補助電極が設けられている遮光領域に入射した光を前記光電変換層に導く光学部材とを有し、
前記内側補助電極の厚みが、前記透明電極および内側補助電極と前記対向電極との間で短絡が生じない厚みであり、
前記光学部材は、前記遮光領域の前記光電変換層に光を導くものであることを特徴とする有機薄膜太陽電池。
A transparent substrate;
A transparent electrode and a patterned inner auxiliary electrode laminated in random order on one surface of the transparent substrate;
A photoelectric conversion layer formed on the transparent electrode and the inner auxiliary electrode;
A counter electrode formed on the photoelectric conversion layer;
An optical member that is formed on the other surface of the transparent substrate and guides light incident on a light shielding region where the inner auxiliary electrode is provided to the photoelectric conversion layer;
The thickness of the inner auxiliary electrode is a thickness that does not cause a short circuit between the transparent electrode and the inner auxiliary electrode and the counter electrode,
The organic thin-film solar cell , wherein the optical member guides light to the photoelectric conversion layer in the light shielding region .
前記光学部材が、凸レンズまたは凹レンズであり、  The optical member is a convex lens or a concave lens;
前記凸レンズまたは前記凹レンズの端部が、前記遮光領域に位置することを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかに記載の有機薄膜太陽電池。  The organic thin-film solar cell according to any one of claims 1 to 3, wherein an end of the convex lens or the concave lens is located in the light shielding region.
前記光学部材が、凸レンズであり、  The optical member is a convex lens;
前記凸レンズの焦点が、前記透明基板内に位置することを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれかに記載の有機薄膜太陽電池。  The organic thin-film solar cell according to any one of claims 1 to 4, wherein a focal point of the convex lens is located in the transparent substrate.
前記光学部材が、プリズムであり、  The optical member is a prism;
前記プリズムが前記遮光領域のみに配置されていることを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれかに記載の有機薄膜太陽電池。  The organic thin-film solar cell according to any one of claims 1 to 5, wherein the prism is disposed only in the light shielding region.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106847961A (en) * 2017-03-18 2017-06-13 韩少茹 A kind of solar cell encapsulation structure and solar cell

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012204178A (en) * 2011-03-25 2012-10-22 Sony Corp Photoelectric conversion element, photoelectric conversion element array and their manufacturing methods, and electric equipment
JP5640952B2 (en) * 2011-11-07 2014-12-17 コニカミノルタ株式会社 Organic thin film solar cell
KR101892277B1 (en) * 2012-10-18 2018-10-04 엘지전자 주식회사 Solar cell module
JP6162891B2 (en) * 2013-06-14 2017-07-12 エルジー・ケム・リミテッド Organic solar cell and manufacturing method thereof
JP6046014B2 (en) * 2013-09-24 2016-12-14 株式会社東芝 Solar cell and solar cell module
TWI608628B (en) * 2013-11-12 2017-12-11 片片堅俄亥俄州工業公司 Photovoltaic systems and spray coating processes for producing photovoltaic systems
CN109087959B (en) * 2017-04-02 2021-08-17 韩少茹 Solar cell packaging structure

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1553025A (en) * 1976-05-26 1979-09-19 Massachusetts Inst Technology High-intensity solid-state solar cell
JPS5540560U (en) * 1978-09-05 1980-03-15
JPH0671093B2 (en) * 1985-04-19 1994-09-07 株式会社日立製作所 Photovoltaic element
JPS63189874A (en) * 1987-01-31 1988-08-05 Mita Ind Co Ltd Optical system moving type copying machine
JPH06104473A (en) * 1992-09-22 1994-04-15 Oki Electric Ind Co Ltd Generator using solar radiation
JP4221643B2 (en) * 2002-05-27 2009-02-12 ソニー株式会社 Photoelectric conversion device
JP2004158661A (en) * 2002-11-07 2004-06-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd Organic light to electricity transducing device and its manufacturing method
JP2005141996A (en) * 2003-11-05 2005-06-02 Ngk Spark Plug Co Ltd Dye-sensitized solar cell
JP4875469B2 (en) * 2006-11-22 2012-02-15 独立行政法人科学技術振興機構 Photoelectric conversion element and solar cell using the element

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106847961A (en) * 2017-03-18 2017-06-13 韩少茹 A kind of solar cell encapsulation structure and solar cell
CN106847961B (en) * 2017-03-18 2019-08-13 安徽正熹标王新能源有限公司 A kind of solar cell encapsulation structure and solar battery

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