JP6202848B2 - 有機層含有全固体型太陽電池 - Google Patents
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Description
本発明においてp型半導体層は、p型有機半導体高分子及び変性カーボンナノチューブを含むものである。
本発明で用いるp型有機半導体高分子としては、特に限定されるわけではないが、例えば、ポリ(3,4−エチレン−ジオキシチオフェン):ポリスチレンスルフォネート(PEDOT:PSS)、ポリ(3−ヘキシルチオフェン)(P3HT)、ポリ(3−オクチルチオフェン)(P3OT)等のポリチオフェン誘導体;2,2’−7,7’−テトラキス−(N,N−ジ−p−メトキシフェニルアミン)−9,9’−スピロビフルオレン(spiro−MeO−TAD)等のフルオレン誘導体;ポリビニルカルバゾール等のカルバゾール誘導体;トリフェニルアミン誘導体;ジフェニルアミン誘導体;ポリシラン誘導体;ポリアニリン誘導体等を挙げることができる。
を有する化合物である。PEDOT:PSSは、市販のものを用いても、公知の方法により別途製造したものを用いてもよい。市販のPEDOT:PSSとしては、例えば、Sigma-Aldrich社製のPEDOT:PSS等が挙げられる。
本発明で用いる変性カーボンナノチューブは、カーボンナノチューブに酸変性処理を施した酸変性カーボンナノチューブ、カーボンナノチューブにカテキン含有水溶液による変性処理を施したカテキン変性カーボンナノチューブ又はそれらを組み合わせたものを用いることができる。
本発明では、p型半導体層の上に、n型半導体層を備えることが好ましい。
本発明では、n型半導体層の上(p型半導体層と反対側)に、さらに、下部電極を備えることが好ましい。
本発明では、p型半導体層の上(n型半導体層と反対側)に、上部電極を備えることが好ましい。
n型シリコン結晶(結晶面は(100);厚さ300μm)の裏面に、Cs2CO3溶液でリンスしたSi上にAl蒸着を室温で行うことで、Csが表面に拡散し、下部電極であるAl(Cs2CO3)(厚み0.1μm)を蒸着し、n型シリコン結晶層と下部電極を有する基板を得た。多層カーボンナノチューブ(平均直径:20nm)1.0gに69%硝酸150gを加え、90〜95℃にて6時間保持した。これを濾過し、蒸留水にて濾液がpH6〜7になるまで洗浄した後、乾燥させた。乾燥後の変性多層カーボンナノチューブを、蒸留水100gに超音波ホモジナイザーを用いて分散させることで得た液体を、得られた基板のn型シリコン結晶層側に1000rpm、60秒スピンコートした後、140℃30分乾燥することで堆積させた。その上から、PEDOT:PSS(アルドリッチ社製1000)100mgをZonyl(登録商標)FS−300(デュポン株式会社製)0.1mgのメタノール/エチレングリコール溶液に溶解したものを1000rpm、60秒スピンコートした後、140℃30分乾燥することで堆積させた。さらにその上にスクリーン印刷をすることで銀電極(厚さ0.1‐10μm)を形成し、実効面積5×5mmの太陽電池を作成した。
前記実施例1において、硝酸処理を行わず、カテキン濃度660mg/Lの緑茶に多層カーボンナノチューブを分散させた1重量%濃度のMWCNT分散液を用いた他は、実施例1と同様にして、太陽電池を作成した。
カーボンナノチューブを使用しないこと以外は実施例1と同様に、比較例1の太陽電池を作製した。
得られたセルに対して、山下電装(株)製のソーラーシュミレーターでAM1.5(JISC8912Aランク)の条件下の100mW/cm2の光を照射して、光電変換特性を評価した。
Claims (8)
- p型有機半導体高分子及び酸変性カーボンナノチューブを含有するp型半導体層と、前記p型半導体層と隣接するようにn型半導体層とを備え、前記p型半導体層は、前記p型有機半導体高分子を含む層と、前記酸変性カーボンナノチューブを含む層との積層構造を有する全固体型太陽電池。
- 前記酸変性カーボンナノチューブの含有量がp型有機半導体高分子100重量部に対して0.01〜100重量部である、請求項1に記載の全固体型太陽電池。
- 前記p型有機半導体高分子がPEDOT:PSSである、請求項1又は2に記載の全固体型太陽電池。
- 前記n型半導体層が無機材料からなる半導体層である、請求項1〜3のいずれかに記載の全固体型太陽電池。
- 前記n型半導体層がn型結晶シリコン層である、請求項1〜4のいずれかに記載の全固体型太陽電池。
- 前記p型半導体層と反対側に前記n型半導体層と隣接するように、さらに、下部電極を備える、請求項1〜5のいずれかに記載の全固体型太陽電池。
- 前記n型半導体層と反対側に前記p型半導体層と隣接するように、上部電極を備える、請求項1〜6のいずれかに記載の全固体型太陽電池。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の全固体型太陽電池の製造方法であって、
前記n型半導体層の上に、酸変性カーボンナノチューブを含む溶液を用いた湿式法で塗布し、乾燥した後、p型有機半導体高分子を含む溶液を用いた湿式法で塗布し、乾燥することにより前記p型半導体層を作製する工程を備える、製造方法。
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