JP7117696B2 - Photoelectric conversion element and solar cell module - Google Patents

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Description

本発明は、光電変換素子に関し、特に好ましくはペロブスカイト型の有機無機ハイブリッド型半導体材料を、光電変換物質として活性層に含む、光電変換素子に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a photoelectric conversion element, and more preferably to a photoelectric conversion element containing a perovskite organic-inorganic hybrid semiconductor material as a photoelectric conversion substance in an active layer.

従来、太陽電池等の光電変換素子は、各種の光電変換物質を含む活性層に隣接して電荷輸送層を積層し、これに電極を取り付けることにより、単に光電変換物質を含む層を電極で挟持した光電変換素子に対し、高い光電変換能力を得てきた(例えば特許文献1参照)。 Conventionally, in a photoelectric conversion element such as a solar cell, a layer containing a photoelectric conversion substance is simply sandwiched between electrodes by laminating a charge transport layer adjacent to an active layer containing various photoelectric conversion substances and attaching electrodes to this layer. A high photoelectric conversion capability has been obtained for the photoelectric conversion element (see, for example, Patent Document 1).

国際公開第2012/102390号WO2012/102390

しかしながら、活性層に電荷輸送層を積層することは、製造工数が増加し、また層の数が増えた場合には、それぞれの層の耐熱性等が異なるため、製造条件にも制約を受けやすくなる。本発明では、電荷輸送層を有さずとも、電荷輸送層を有する場合と同等以上の性能を有する光電変換素子を提供することを課題とする。また、本発明の別の目的は、電荷輸送層を設ける必要がないため、製造工程を簡略化し、短時間で生産性良く光電変換素子を提供することを課題とする。 However, lamination of the charge transport layer on the active layer increases the number of manufacturing processes, and when the number of layers increases, the heat resistance of each layer differs, so the manufacturing conditions are likely to be restricted. Become. An object of the present invention is to provide a photoelectric conversion element that has performance equal to or higher than that in the case of having a charge transport layer, even if it does not have a charge transport layer. Another object of the present invention is to provide a photoelectric conversion element in a short period of time with high productivity by simplifying the manufacturing process because it is not necessary to provide a charge transport layer.

本発明者らは、上記課題を解決すべく研究を進め、より簡単な構造で、電荷輸送層を有する光電変換素子と同等の性能が得られるような構造を見出し、本発明に到達した。
現段階では、本発明が効果を奏する原理の詳細は不明だが、ペロブスカイト構造を有する光電変換材料の前駆体と、末端に少なくとも一つのアニオン性の置換基を有する化合物の混合物を塗布し、活性層とすべく前駆体をペロブスカイト構造に変換させる際に、生成するペロブスカイト結晶から、末端に少なくとも一つのアニオン性の置換基を有する化合物が排出され、各ペロブスカイト結晶の表面に、末端アニオン性置換基が配位する形で析出し、これが活性層内の電荷の移動を容易にして、電荷輸送層が無いにもかかわらず、電荷輸送層があるのと同様以上の効果を示すのではないかと推定される。また、末端アニオン性置換基が配位することにより、ペロブスカイト結晶表面や結晶界面における欠陥が不活性化されて結晶形態を安定に保つ事ができるようになり、光電変化素子の熱安定性や耐久性を向上させる効果も考えられる。
The inventors of the present invention have conducted research to solve the above problems, and have found a structure with a simpler structure that can provide performance equivalent to that of a photoelectric conversion device having a charge transport layer, thereby completing the present invention.
At this stage, the details of the principle of the effect of the present invention are unknown. When the precursor is converted to a perovskite structure, a compound having at least one anionic substituent at the terminal is discharged from the perovskite crystal that is produced, and the terminal anionic substituent is formed on the surface of each perovskite crystal. It is presumed that it is deposited in a coordinated form, which facilitates the movement of charges in the active layer, and that even without a charge transport layer, it exhibits an effect equal to or greater than that of the presence of a charge transport layer. be. In addition, the coordination of terminal anionic substituents deactivates defects on the perovskite crystal surface and crystal interface, making it possible to maintain the crystal morphology in a stable manner. It is also thought that the effect of improving the sexuality is also considered.

本発明は以下のものを含む。
[1]上部電極と下部電極とにより構成される一対の電極と、前記一対の電極間に位置する有機無機ハイブリッド型半導体材料を含有する活性層を有する光電変換素子であって、
前記活性層は、末端に少なくとも一つのアニオン性の置換基を有する化合物を前記有機無機ハイブリッド型半導体材料の含有量に対して0.3重量%以下含有する、光電変換素子。
[2]前記有機無機ハイブリッド型半導体材料が、ペロブスカイト構造を有する化合物を含む[1]に記載の光電変換素子。
[3]前記アニオン性の置換基を有する化合物のHOMO準位が-5.20eVから-5.90eVの範囲内にある、[1]又は[2]に記載の光電変換素子。
[4]前記アニオン性置換基がスルホン酸基である[1]から[3]のいずれかに記載の光電変換素子。
[5]前記アニオン性の置換基を有する化合物のHOMO準位が、前記有機無機ハイブリッド型半導体のHOMO準位に対して±0.3eVの範囲にある[1]から[4]のいずれかに記載の光電変換素子。
[6]前記アニオン性の置換基を有する化合物が、下記式(I)で表される化合物を含む、[1]から[5]のいずれかに記載の光電変換素子。

Figure 0007117696000001
(前記式(I)中、XとXの一方は置換基Rを有する窒素原子であり、他方は置換基Arを有する炭素原子であり、R~Rはそれぞれ独立して水素原子又は1価の有機基を表し、Ar~Arはそれぞれ独立して置換基を有していてもよい芳香族基を表す。)
[7]前記式(I)において、RとRとのうちの少なくとも1つが置換基としてアニオン性の置換基を有する炭素数1~20のアルキル基である[6]に記載の光電変換素子。
[8]前記式(I)において、Ar~Arのうち少なくとも1つが置換基としてハロゲン原子を有する芳香族基である[6]または[7]に記載の光電変換素子。
[9]前記式(I)において、Ar~Arのうち少なくとも1つが置換基としてフッ素原子を有する芳香族基である[6]から[8]のいずれかに記載の光電変換素子。
[10][1]から[9]のいずれかに記載の光電変換素子を有する太陽電池モジュール。 The present invention includes the following.
[1] A photoelectric conversion element having a pair of electrodes composed of an upper electrode and a lower electrode, and an active layer containing an organic-inorganic hybrid semiconductor material positioned between the pair of electrodes,
The photoelectric conversion device, wherein the active layer contains a compound having at least one anionic substituent at the end thereof in an amount of 0.3% by weight or less relative to the content of the organic-inorganic hybrid semiconductor material.
[2] The photoelectric conversion device according to [1], wherein the organic-inorganic hybrid semiconductor material contains a compound having a perovskite structure.
[3] The photoelectric conversion device according to [1] or [2], wherein the compound having an anionic substituent has a HOMO level in the range of -5.20 eV to -5.90 eV.
[4] The photoelectric conversion device according to any one of [1] to [3], wherein the anionic substituent is a sulfonic acid group.
[5] any one of [1] to [4], wherein the HOMO level of the compound having an anionic substituent is within a range of ±0.3 eV with respect to the HOMO level of the organic-inorganic hybrid semiconductor; The photoelectric conversion device described.
[6] The photoelectric conversion device according to any one of [1] to [5], wherein the compound having an anionic substituent includes a compound represented by formula (I) below.
Figure 0007117696000001
(In formula (I) above, one of X 1 and X 2 is a nitrogen atom having a substituent R 2 , the other is a carbon atom having a substituent Ar 3 , and R 1 to R 4 are each independently represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, and Ar 1 to Ar 4 each independently represents an optionally substituted aromatic group.)
[7] The photoelectric conversion according to [6], wherein at least one of R 1 and R 2 in formula (I) is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms and having an anionic substituent as a substituent. element.
[8] The photoelectric conversion device according to [6] or [7], wherein at least one of Ar 1 to Ar 4 in formula (I) is an aromatic group having a halogen atom as a substituent.
[9] The photoelectric conversion device according to any one of [6] to [8], wherein at least one of Ar 1 to Ar 4 in formula (I) is an aromatic group having a fluorine atom as a substituent.
[10] A solar cell module comprising the photoelectric conversion element according to any one of [1] to [9].

本発明により、電荷輸送層を有さずとも、電荷輸送層を有する場合と同等以上の性能を有する光電変換素子を提供することができる。また、電荷輸送層を設ける必要がないため、製造工程を簡略化し、短時間で生産性良く光電変換素子を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a photoelectric conversion element having performance equal to or higher than that of a photoelectric conversion element having a charge transport layer, even without the charge transport layer. Moreover, since there is no need to provide a charge transport layer, the manufacturing process can be simplified, and a photoelectric conversion element can be provided in a short time with good productivity.

一実施形態としての光電変換素子を模式的に表す断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is sectional drawing which represents typically the photoelectric conversion element as one Embodiment. 一実施形態としての太陽電池を模式的に表す断面図である。1 is a cross-sectional view schematically showing a solar cell as one embodiment; FIG. 一実施形態としての太陽電池モジュールを模式的に表す断面図である。1 is a cross-sectional view schematically showing a solar cell module as one embodiment; FIG.

以下に、本発明の実施形態を詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施形態の一例(代表例)であり、本発明はその要旨を超えない限り、これらの内容に限定はされない。 Embodiments of the present invention are described in detail below. The description of the constituent elements described below is an example (representative example) of the embodiments of the present invention, and the present invention is not limited to these contents as long as it does not exceed the gist of the present invention.

本実施形態に係る光電変換素子は、上部電極と下部電極とにより構成される一対の電極と、前記一対の電極間に位置する有機無機ハイブリッド型半導体材料を含有する活性層を有する光電変換素子である。そして、前記活性層は、末端に少なくとも一つのアニオン性の置換基を有する化合物を特定量含む。 A photoelectric conversion element according to the present embodiment is a photoelectric conversion element having a pair of electrodes composed of an upper electrode and a lower electrode, and an active layer containing an organic-inorganic hybrid semiconductor material positioned between the pair of electrodes. be. The active layer contains a specific amount of a compound having at least one anionic substituent at its terminal.

図1は、本発明に係る光電変換素子の一実施形態を模式的に表す断面図である。図1に示される光電変換素子は、一般的な薄膜太陽電池に用いられる光電変換素子であるが、本発明に係る光電変換素子が図1に示されるものに限られるわけではない。図1に示す光電変換素子100においては、下部電極101、活性層103、及び上部電極107がこの順に配置され、活性層103は、有機無機ハイブリッド型半導体材料を含有し、且つ、末端に少なくとも一つのアニオン性の置換基を有する化合物を含む。また、光電変換素子100は、下部電極101と活性層103との間にはバッファ層102を、上部電極107と活性層103との間にバッファ層105を、それぞれ有していてもよい。また、図1に示すように、光電変換素子100が、基材108、絶縁体層、及び仕事関数チューニング層のようなその他の層を有していてもよい。 FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing one embodiment of a photoelectric conversion element according to the present invention. The photoelectric conversion element shown in FIG. 1 is a photoelectric conversion element used in a general thin-film solar cell, but the photoelectric conversion element according to the present invention is not limited to that shown in FIG. In the photoelectric conversion element 100 shown in FIG. 1, a lower electrode 101, an active layer 103, and an upper electrode 107 are arranged in this order, and the active layer 103 contains an organic-inorganic hybrid semiconductor material and has at least one including compounds with one anionic substituent. Further, the photoelectric conversion element 100 may have a buffer layer 102 between the lower electrode 101 and the active layer 103, and a buffer layer 105 between the upper electrode 107 and the active layer 103, respectively. Also, as shown in FIG. 1, the photoelectric conversion device 100 may have other layers such as a substrate 108, an insulator layer, and a work function tuning layer.

[1.活性層]
活性層103は光電変換が行われる層である。光電変換素子100が光を受けると、光が活性層103に吸収されてキャリアが発生し、発生したキャリアは下部電極101及び上部電極107から取り出される。
[1. active layer]
The active layer 103 is a layer in which photoelectric conversion is performed. When the photoelectric conversion element 100 receives light, the light is absorbed by the active layer 103 to generate carriers, which are extracted from the lower electrode 101 and the upper electrode 107 .

本実施形態において、活性層103は有機無機ハイブリッド型半導体材料を含有する。有機無機ハイブリッド型半導体材料とは、有機成分と無機成分とが分子レベル又はナノレベルで組み合わせられた材料であって、半導体特性を示す材料のことを指す。 In this embodiment, the active layer 103 contains an organic-inorganic hybrid semiconductor material. An organic-inorganic hybrid semiconductor material is a material in which an organic component and an inorganic component are combined at the molecular level or the nano level, and indicates a material exhibiting semiconductor properties.

有機無機ハイブリッド型半導体材料の一例としては、ペロブスカイト構造を有する化合物(以下、ペロブスカイト半導体化合物と呼ぶことがある)が挙げられる。ペロブスカイト半導体化合物とは、ペロブスカイト構造を有する半導体化合物のことを指す。ペロブスカイト半導体化合物としては、特段の制限はないが、例えば、Galasso et al. Structure
and Properties of Inorganic Solids, Chapter 7 - Perovskite type and related structuresで挙げられているものから選ぶことができる。例えば、ペロブスカイト半導体化
合物としては、一般式AMXで表されるAMX型のもの又は一般式AMXで表されるAMX型のものが挙げられる。ここで、Mは2価のカチオンを、Aは1価のカチオンを、Xは1価のアニオンを指す。
An example of an organic-inorganic hybrid semiconductor material is a compound having a perovskite structure (hereinafter sometimes referred to as a perovskite semiconductor compound). A perovskite semiconductor compound refers to a semiconductor compound having a perovskite structure. Although there are no particular restrictions on the perovskite semiconductor compound, for example, Galasso et al.
and Properties of Inorganic Solids, Chapter 7 - Perovskite type and related structures. For example, perovskite semiconductor compounds include those of the AMX 3 type, represented by the general formula AMX 3 , or those of the A 2 MX 4 type, represented by the general formula A 2 MX 4 . Here, M denotes a divalent cation, A denotes a monovalent cation, and X denotes a monovalent anion.

1価のカチオンAに特段の制限はないが、有機カチオンであることが好ましく上記Galassoの著書に記載されているものを用いることができる。より具体的な例としては、長周期表における周期表第1族及び第13族~第16族元素を含むカチオンが挙げられる。これらの中でも、セシウムイオン、ルビジウムイオン、置換基を有していてもよいアンモニウムイオン又は置換基を有していてもよいホスホニウムイオンが好ましい。置換基を有していてもよいアンモニウムイオンの例としては、1級アンモニウムイオン又は2級アンモニウムイオンが挙げられる。置換基にも特段の制限はない。置換基を有していてもよいアンモニウムイオンの具体例としては、アルキルアンモニウムイオン又はアリールアンモニウムイオンが挙げられる。特に、立体障害を避けるために、3次元の結晶構造となるモノアルキルアンモニウムイオンが好ましく、安定性向上の観点からは、一つ以上のフッ素基を置換したアルキルアンモニウムイオンを用いることが好ましい。また、カチオンAとして2種類以上のカチオンの組み合わせを用いることもできる。 Although the monovalent cation A is not particularly limited, it is preferably an organic cation, and those described in the above-mentioned Galasso can be used. More specific examples include cations containing elements from Groups 1 and 13 to 16 of the long periodic table. Among these, cesium ions, rubidium ions, optionally substituted ammonium ions, and optionally substituted phosphonium ions are preferred. Examples of optionally substituted ammonium ions include primary ammonium ions and secondary ammonium ions. There are no particular restrictions on the substituents, either. Specific examples of optionally substituted ammonium ions include alkylammonium ions and arylammonium ions. In particular, in order to avoid steric hindrance, a monoalkylammonium ion having a three-dimensional crystal structure is preferable, and from the viewpoint of improving stability, it is preferable to use an alkylammonium ion substituted with one or more fluorine groups. A combination of two or more cations can also be used as the cation A.

1価のカチオンAの具体例としては、メチルアンモニウムイオン、モノフッ化メチルアンモニウムイオン、ジフッ化メチルアンモニウムイオン、トリフッ化メチルアンモニウムイオン、エチルアンモニウムイオン、イソプロピルアンモニウムイオン、n-プロピルアンモニウムイオン、イソブチルアンモニウムイオン、n-ブチルアンモニウムイオン、t-ブチルアンモニウムイオン、ジメチルアンモニウムイオン、ジエチルアンモニウムイオン、フェニルアンモニウムイオン、ベンジルアンモニウムイオン、フェネチルアンモニウムイオン、グアニジウムイオン、ホルムアミジニウムイオン、アセトアミジニウムイオン
又はイミダゾリウムイオン等が挙げられる。
Specific examples of the monovalent cation A include methylammonium ion, methylammonium monofluoride ion, methylammonium difluoride ion, methylammonium trifluoride ion, ethylammonium ion, isopropylammonium ion, n-propylammonium ion, and isobutylammonium ion. , n-butylammonium ion, t-butylammonium ion, dimethylammonium ion, diethylammonium ion, phenylammonium ion, benzylammonium ion, phenethylammonium ion, guanidinium ion, formamidinium ion, acetamidinium ion or imidazolium ions and the like.

2価のカチオンMにも特段の制限はないが、2価の金属カチオン又は半金属カチオンであることが好ましい。具体的な例としては好ましくは長周期の周期表第14族元素のカチオンが挙げられ、より具体的な例としては、鉛カチオン(Pb2+)、スズカチオン(Sn2+)、ゲルマニウムカチオン(Ge2+)が挙げられる。また、カチオンMとして2種類以上のカチオンの組み合わせを用いることもできる。なお、安定な光電変換素子を得る観点からは、鉛カチオン又は鉛カチオンを含む2種以上のカチオンを用いることが特に好ましい。 Although the divalent cation M is not particularly limited, it is preferably a divalent metal cation or metalloid cation. Specific examples include preferably long-period cations of Group 14 elements of the periodic table, and more specific examples include lead cations (Pb 2+ ), tin cations (Sn 2+ ), and germanium cations (Ge 2+ ). are mentioned. A combination of two or more cations can also be used as the cation M. From the viewpoint of obtaining a stable photoelectric conversion device, it is particularly preferable to use lead cations or two or more kinds of cations containing lead cations.

1価のアニオンXの例としては、ハロゲン化物イオン、酢酸イオン、硝酸イオン、硫酸イオン、ホウ酸イオン、アセチルアセトナートイオン、炭酸イオン、クエン酸イオン、硫黄イオン、テルルイオン、チオシアン酸イオン、チタン酸イオン、ジルコン酸イオン、2,4-ペンタンジオナトイオン又はケイフッ素イオン等が挙げられる。バンドギャップを調整するためには、Xは1種類のアニオンであってもよいし、2種類以上のアニオンの組み合わせであってもよい。なかでも、Xとしてはハロゲン化物イオン、又はハロゲン化物イオンとその他のアニオンとの組み合わせを用いることが好ましい。ハロゲン化物イオンXの例としては、塩化物イオン、臭化物イオン又はヨウ化物イオン等が挙げられる。半導体のバンドギャップを広げすぎない観点から、ヨウ化物イオンを用いることが好ましい。 Examples of monovalent anions X include halide ions, acetate ions, nitrate ions, sulfate ions, borate ions, acetylacetonate ions, carbonate ions, citrate ions, sulfur ions, tellurium ions, thiocyanate ions, titanates. ions, zirconate ions, 2,4-pentanedionate ions, silicofluoride ions, and the like. In order to adjust the bandgap, X may be one type of anion or a combination of two or more types of anions. Among them, as X, it is preferable to use a halide ion or a combination of a halide ion and another anion. Examples of halide ions X include chloride ions, bromide ions, iodide ions, and the like. From the viewpoint of not widening the bandgap of the semiconductor too much, it is preferable to use iodide ions.

ペロブスカイト半導体化合物の好ましい例としては、有機-無機ペロブスカイト半導体化合物が挙げられ、特にハライド系有機-無機ペロブスカイト半導体化合物が挙げられる。ペロブスカイト半導体化合物の具体例としては、CHNHPbI、CHNHPbBr、CHNHPbCl、CHNHSnI、CHNHSnBr、CHNHSnCl、CHNHPbI(3-x)Cl、CHNHPbI(3-x)Br、CHNHPbBr(3-x)Cl、CHNHPb(1-y)Sn、CHNHPb(1-y)SnBr、CHNHPb(1-y)SnCl、CHNHPb(1-y)Sn(3-x)Cl、CHNHPb(1-y)Sn(3-x)Br、及びCHNHPb(1-y)SnBr(3-x)Cl、並びに、上記の化合物においてCHNHの代わりにCFHNH、CFHNH、又はCFNHを用いたもの、等が挙げられる。なお、xは0以上3以下、yは0以上1以下の任意の値を示す。 Preferred examples of perovskite semiconductor compounds include organic-inorganic perovskite semiconductor compounds, particularly halide-based organic-inorganic perovskite semiconductor compounds. Specific examples of perovskite semiconductor compounds include CH3NH3PbI3 , CH3NH3PbBr3 , CH3NH3PbCl3 , CH3NH3SnI3 , CH3NH3SnBr3 , CH3NH3SnCl3 . , CH 3 NH 3 PbI (3-x) Cl x , CH 3 NH 3 PbI (3-x) Br x , CH 3 NH 3 PbBr (3-x) Cl x , CH 3 NH 3 Pb (1-y) Sn y I 3 , CH 3 NH 3 Pb (1-y) Sn y Br 3 , CH 3 NH 3 Pb (1-y) Sn y Cl 3 , CH 3 NH 3 Pb (1-y) Sn y I (3 -x) Cl x , CH 3 NH 3 Pb (1-y) Sn y I (3-x) Br x , and CH 3 NH 3 Pb (1-y) Sn y Br (3-x) Cl x , and , the above compounds in which CH 3 NH 3 is replaced with CFH 2 NH 3 , CF 2 HNH 3 , or CF 3 NH 3 , and the like. Note that x is 0 or more and 3 or less, and y is any value of 0 or more and 1 or less.

活性層103は、2種類以上のペロブスカイト半導体化合物を含有していてもよい。例えば、A、B及びXのうちの少なくとも1つが異なる2種類以上のペロブスカイト半導体化合物が活性層103に含まれていてもよい。また活性層103は、異なる材料を含み又は異なる成分を有する複数の層で形成される積層構造を有していてもよい。 The active layer 103 may contain two or more perovskite semiconductor compounds. For example, the active layer 103 may contain two or more perovskite semiconductor compounds in which at least one of A, B and X is different. The active layer 103 may also have a laminated structure formed of multiple layers containing different materials or having different components.

活性層103に含まれるペロブスカイト半導体化合物の量は、良好な半導体特性が得られるように、好ましくは50質量%以上であり、さらに好ましくは70質量%以上であり、より好ましくは80質量%以上である。上限に特に制限はない。 The amount of the perovskite semiconductor compound contained in the active layer 103 is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and still more preferably 80% by mass or more so as to obtain good semiconductor characteristics. be. There is no particular upper limit.

本実施形態において、活性層103は、末端に少なくとも一つのアニオン性の置換基を有する化合物を含む。活性層103に、末端に少なくとも一つのアニオン性の置換基を有する化合物を含むことで、電荷輸送層を有さずとも、電荷輸送層を有する場合と同等の性能を、光電変換素子に付与できる。
このアニオン性の置換基としては、好ましくはスルホン酸基である。スルホン酸基が好ましい理由は、(ペロブスカイト型結晶であるMAPbI3等を与える活性層前駆体溶液の溶媒として用いられることが多いDMFやDMSO等の非プロトン性極性溶媒に対する親和性が極めて高く、また高い電離能を有することなどによる)と考えられる。
末端に少なくとも一つのアニオン性の置換基を有する化合物は、例えば式(I)で表される化合物であってよい。
In this embodiment, the active layer 103 contains a compound having at least one anionic substituent at its end. By including a compound having at least one anionic substituent at the terminal in the active layer 103, it is possible to impart the same performance to the photoelectric conversion element as in the case of having a charge transport layer without having a charge transport layer. .
This anionic substituent is preferably a sulfonic acid group. The reason why sulfonic acid groups are preferred is that they have extremely high affinity for aprotic polar solvents such as DMF and DMSO, which are often used as solvents for active layer precursor solutions that give perovskite crystals such as MAPbI3. It is thought that it is due to the fact that it has ionization ability.
A compound having at least one terminal anionic substituent may be, for example, a compound represented by formula (I).

Figure 0007117696000002
Figure 0007117696000002

前記式(I)中、XとXの一方は置換基Rを有する窒素原子であり、他方は置換基Arを有する炭素原子であり、R~Rはそれぞれ独立して水素原子又は1価の有機基を表し、Ar~Arはそれぞれ独立して置換基を有していてもよい芳香族基を表す。なお、式(I)において、破線で示されている2つの結合は、一方が単結合であり他方が二重結合であることを表す。 In formula (I), one of X 1 and X 2 is a nitrogen atom having a substituent R 2 , the other is a carbon atom having a substituent Ar 3 , and R 1 to R 4 are each independently hydrogen Each of Ar 1 to Ar 4 independently represents an optionally substituted aromatic group. In formula (I), one of the two bonds indicated by dashed lines is a single bond and the other is a double bond.

とRとのうち、少なくとも一方は、末端にアニオン性の置換基を有する基であることが好ましく、また、炭素数1~20のアルキル基であることが好ましく、RとRとの両方が、末端にアニオン性の置換基を有する炭素数1~20のアルキル基であることがより好ましい。該アルキル基の炭素数は、例えば2以上であってよく、3以上であってよく、4以上であってよく、また16以下であってよく、12以下であってよく、10以下であってよい。アルキル基の例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、又はドデカニル基等を挙げることができる。また、アニオン性の置換基は、スルホン酸基、カルボン酸基、炭酸基、リン酸基などがあげられるが、これらに限られない。 At least one of R 1 and R 2 is preferably a group having an anionic substituent at its terminal, and is preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. and both are more preferably C 1-20 alkyl groups having an anionic substituent at the end. The number of carbon atoms in the alkyl group may be, for example, 2 or more, 3 or more, 4 or more, 16 or less, 12 or less, or 10 or less. good. Examples of alkyl groups include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, and dodecanyl groups. Anionic substituents include, but are not limited to, sulfonic acid groups, carboxylic acid groups, carbonate groups, phosphoric acid groups, and the like.

一方、R乃至Rはそれぞれ独立して水素原子又は1価の有機基を表す。1価の有機基の例としては、アシル基;炭素数1~30の炭化水素基;炭素数1~30の複素環基等が挙げられる。 On the other hand, R 1 to R 4 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group. Examples of monovalent organic groups include acyl groups; hydrocarbon groups having 1 to 30 carbon atoms; and heterocyclic groups having 1 to 30 carbon atoms.

炭素数1~30の炭化水素基としては、炭素数1~30の脂肪族炭化水素基又は炭素数1~30の芳香族炭化水素基等が挙げられる。 Examples of hydrocarbon groups having 1 to 30 carbon atoms include aliphatic hydrocarbon groups having 1 to 30 carbon atoms and aromatic hydrocarbon groups having 1 to 30 carbon atoms.

炭素数1~30の脂肪族炭化水素基は、飽和脂肪族炭化水素基であってもよいし、不飽和脂肪族炭化水素基であってもよい。また、直鎖状の炭化水素基であってもよいし、分岐鎖状の炭化水素基であってもよいし、環状の炭化水素基であってもよい。炭素数1~30の脂肪族炭化水素基としては、炭素数1~30のアルキル基、炭素数2~30のアルケニル基、炭素数2~30のアルキニル基、又は炭素数4~30のアルカジエニル基等が挙げられる。 The aliphatic hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms may be a saturated aliphatic hydrocarbon group or an unsaturated aliphatic hydrocarbon group. Further, it may be a linear hydrocarbon group, a branched hydrocarbon group, or a cyclic hydrocarbon group. The aliphatic hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms includes an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 30 carbon atoms, or an alkadienyl group having 4 to 30 carbon atoms. etc.

炭素数1~30のアルキル基としては、炭素数1~10のアルキル基であることが好ましく、炭素数1~6のアルキル基であることがさらに好ましい。アルキル基の例としては、制限するわけではないが、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、又はドデカニル基等を挙げることができる。アルキル基の別の例としては、ベンジル基等のアラルキル基が挙げられる。 The alkyl group having 1 to 30 carbon atoms is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Examples of alkyl groups include, but are not limited to, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, or dodecanyl groups. etc. can be mentioned. Another example of an alkyl group includes an aralkyl group such as a benzyl group.

炭素数2~30のアルケニル基としては、炭素数2~10のアルケニル基であることが好ましく、炭素数2~6のアルケニル基であることがさらに好ましい。アルケニル基の例としては、制限するわけではないが、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、2-メチル-1-プロペニル基、2-メチルアリル基、又は2-ブテニル等を挙げることができる。 The alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms is preferably an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, more preferably an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms. Examples of alkenyl groups include, but are not limited to, vinyl, allyl, propenyl, isopropenyl, 2-methyl-1-propenyl, 2-methylallyl, or 2-butenyl. can.

炭素数2~30のアルキニル基としては、炭素数2~10のアルキニル基であることが好ましく、炭素数2~6のアルキニル基であることがさらに好ましい。アルキニル基の例としては、制限するわけではないが、エチニル基、プロピニル基、又はブチニル基等を挙げることができる。 The alkynyl group having 2 to 30 carbon atoms is preferably an alkynyl group having 2 to 10 carbon atoms, more preferably an alkynyl group having 2 to 6 carbon atoms. Examples of alkynyl groups include, but are not limited to, ethynyl, propynyl, or butynyl groups.

炭素数4~30のアルカジエニル基は、炭素数4~10のアルカジエニル基であることが好ましく、炭素数4~6のアルカジエニル基であることがさらに好ましい。アルカジエニル基の例としては、制限するわけではないが、1,3-ブタジエニル基等を挙げることができる。 The alkadienyl group having 4 to 30 carbon atoms is preferably an alkadienyl group having 4 to 10 carbon atoms, more preferably an alkadienyl group having 4 to 6 carbon atoms. Examples of alkadienyl groups include, but are not limited to, 1,3-butadienyl groups and the like.

芳香族炭化水素基としては、炭素数6~30のものが好ましく、炭素数6~20のものがより好ましい。芳香族炭化水素基の例としては、フェニル基等の単環芳香族炭化水素基;2-ビフェニリル基、3-ビフェニリル基、若しくは4-ビフェニリル基等の環連結芳香族炭化水素素基;ナフチル基(1-ナフチル基若しくは2-ナフチル基)、アントリル基(2-アントリル基若しくは9-アントリル基等)、又はフルオレニル基等の芳香族縮合環基;又はメチルフェニル基等のアルキルアリール基等が挙げられる。 The aromatic hydrocarbon group preferably has 6 to 30 carbon atoms, more preferably 6 to 20 carbon atoms. Examples of aromatic hydrocarbon groups include monocyclic aromatic hydrocarbon groups such as phenyl group; ring-linked aromatic hydrocarbon groups such as 2-biphenylyl group, 3-biphenylyl group, or 4-biphenylyl group; naphthyl group (1-naphthyl group or 2-naphthyl group), anthryl group (2-anthryl group or 9-anthryl group, etc.), or aromatic condensed ring group such as fluorenyl group; or alkylaryl group such as methylphenyl group; be done.

炭素数1~30の複素環基としては、炭素数1~30の脂肪族複素環基又は炭素数1~30の芳香族複素環基等が挙げられる。 The heterocyclic group having 1 to 30 carbon atoms includes an aliphatic heterocyclic group having 1 to 30 carbon atoms and an aromatic heterocyclic group having 1 to 30 carbon atoms.

炭素数1~30の脂肪族複素環基は、なかでも、炭素数2~30の脂肪族複素環基が好ましく、炭素数2~20の脂肪族複素環基がさらに好ましい。テトラヒドロチエニル基若しくはピペリジニル基、又はこれらにさらにアルキル基が結合しているものが挙げられる。 The aliphatic heterocyclic group having 1 to 30 carbon atoms is preferably an aliphatic heterocyclic group having 2 to 30 carbon atoms, more preferably an aliphatic heterocyclic group having 2 to 20 carbon atoms. Examples include a tetrahydrothienyl group or a piperidinyl group, or those to which an alkyl group is further bonded.

炭素数1~30の芳香族複素環基としては、単環芳香族複素環基、環連結芳香族複素環基、及び縮合芳香族複素環基が挙げられる。 The aromatic heterocyclic group having 1 to 30 carbon atoms includes monocyclic aromatic heterocyclic groups, ring-linked aromatic heterocyclic groups, and condensed aromatic heterocyclic groups.

単環芳香族複素環基としては、炭素数2~30のものが好ましく、炭素数2~20のものがより好ましい。単環芳香族複素環基の好ましい例としては、炭素原子以外に1~4個のヘテロ原子を環を構成する原子として有する、5~14員環、さらに好ましくは5~10員環、より好ましくは5又は6員環の単環芳香族複素環基が挙げられる。ヘテロ原子の例としては、例えば窒素原子、硫黄原子及び酸素原子が挙げられ、単環芳香族複素環基は環を構成する原子として1種又は2種のヘテロ原子を含むことが好ましい。 The monocyclic aromatic heterocyclic group preferably has 2 to 30 carbon atoms, more preferably 2 to 20 carbon atoms. Preferred examples of monocyclic aromatic heterocyclic groups include 5- to 14-membered rings, more preferably 5- to 10-membered rings, more preferably 5- to 10-membered rings having 1 to 4 heteroatoms in addition to carbon atoms as ring-constituting atoms. includes a 5- or 6-membered monocyclic aromatic heterocyclic group. Examples of heteroatoms include nitrogen, sulfur and oxygen atoms, and the monocyclic aromatic heterocyclic group preferably contains one or two heteroatoms as ring-constituting atoms.

単環芳香族複素環基の具体的な例としては、チエニル基(2-チエニル基若しくは3-チエニル基)、フリル基(2-フリル基若しくは3-フリル基)、ピリジル基(2-ピリジル基、3-ピリジル基、若しくは4-ピリジル基)、チアゾリル基(2-チアゾリル基、4-チアゾリル基、若しくは5-チアゾリル基)、オキサゾリル基(2-オキサゾリル基、4-オキサゾリル基、若しくは5-オキサゾリル基)、ピラジニル基、ピリミジニル基(2-ピリミジニル基、4-ピリミジニル基、若しくは5-ピリミジニル基)、ピロリル基(1-ピロリル基、2-ピロリル基、若しくは3-ピロリル基)、イミダゾリル基(1-イミダゾリル基、2-イミダゾリル基、4-イミダゾリル基、若しくは5-イミダゾリル基)、ピラゾリル基(1-ピラゾリル基、3-ピラゾリル基、若しくは4-ピラゾリ
ル基)、ピリダジニル基(3-ピリダジニル基若しくは4-ピリダジニル基)、イソチアゾリル基(3-イソチアゾリル基等)、イソオキサゾリル基(3-イソオキサゾリル基等)、イミダゾリル基、又はこれらにさらにアルキル基が結合していているもの、等が挙げられる。
Specific examples of monocyclic aromatic heterocyclic groups include thienyl group (2-thienyl group or 3-thienyl group), furyl group (2-furyl group or 3-furyl group), pyridyl group (2-pyridyl group , 3-pyridyl group or 4-pyridyl group), thiazolyl group (2-thiazolyl group, 4-thiazolyl group or 5-thiazolyl group), oxazolyl group (2-oxazolyl group, 4-oxazolyl group or 5-oxazolyl group), pyrazinyl group, pyrimidinyl group (2-pyrimidinyl group, 4-pyrimidinyl group, or 5-pyrimidinyl group), pyrrolyl group (1-pyrrolyl group, 2-pyrrolyl group, or 3-pyrrolyl group), imidazolyl group (1 -imidazolyl group, 2-imidazolyl group, 4-imidazolyl group, or 5-imidazolyl group), pyrazolyl group (1-pyrazolyl group, 3-pyrazolyl group, or 4-pyrazolyl group), pyridazinyl group (3-pyridazinyl group or 4 -pyridazinyl group), isothiazolyl group (3-isothiazolyl group, etc.), isoxazolyl group (3-isoxazolyl group, etc.), imidazolyl group, or those further bonded with an alkyl group.

縮合芳香族複素環基としては、炭素数4~30のものが好ましく、炭素数4~20のものがより好ましい。縮合芳香族複素環基の好ましい例としては、炭素原子以外に1~4個のヘテロ原子を、環を構成する原子として有する、8~20員環、さらに好ましくは9~14員環の、2環又は3環式の芳香族複素環基が挙げられる。縮合芳香族複素環基の別の好ましい例としては、炭素原子以外に1~4個のヘテロ原子を含む5~14員(好ましくは5~10員)の7~10員芳香族複素架橋環から任意の1個の水素原子を除いてできる1価の基が用いられる。ヘテロ原子の例としては、例えば窒素原子、硫黄原子及び酸素原子が挙げられ、縮合芳香族複素環基は環を構成する原子として1種又は2種のヘテロ原子を含むことが好ましい。 The condensed aromatic heterocyclic group preferably has 4 to 30 carbon atoms, more preferably 4 to 20 carbon atoms. Preferable examples of the condensed aromatic heterocyclic group include an 8- to 20-membered ring, more preferably a 9- to 14-membered ring having 1 to 4 heteroatoms other than carbon atoms as ring-constituting atoms. Ring or tricyclic aromatic heterocyclic groups can be mentioned. Another preferred example of the condensed aromatic heterocyclic group is a 5- to 14-membered (preferably 5- to 10-membered) 7- to 10-membered aromatic heterocyclic bridged ring containing 1 to 4 heteroatoms other than carbon atoms. A monovalent group formed by removing any one hydrogen atom is used. Examples of heteroatoms include nitrogen, sulfur and oxygen atoms, and the condensed aromatic heterocyclic group preferably contains one or two heteroatoms as ring-constituting atoms.

縮合芳香族複素環基の具体的な例としては、キノリル基(2-キノリル基、3-キノリル基、4-キノリル基、5-キノリル基、若しくは8-キノリル基等)、イソキノリル基(1-イソキノリル基、3-イソキノリル基、4-イソキノリル基、若しくは5-イソキノリル基等)、インドリル基(1-インドリル基、2-インドリル基、若しくは3-インドリル基等)、2-ベンゾチアゾリル基、ベンゾ[b]チエニル基(2-ベンゾ[b]チエニル基若しくは3-ベンゾ[b]チエニル基等)、ベンゾ[b]フラニル基(2-ベンゾ[b]フラニル基若しくは3-ベンゾ[b]フラニル基等)、又はこれらにさらにアルキル基が結合していているもの、等が挙げられる。 Specific examples of the condensed aromatic heterocyclic group include a quinolyl group (2-quinolyl group, 3-quinolyl group, 4-quinolyl group, 5-quinolyl group, 8-quinolyl group, etc.), an isoquinolyl group (1- isoquinolyl group, 3-isoquinolyl group, 4-isoquinolyl group, or 5-isoquinolyl group, etc.), indolyl group (1-indolyl group, 2-indolyl group, or 3-indolyl group, etc.), 2-benzothiazolyl group, benzo[b ] thienyl group (2-benzo[b]thienyl group or 3-benzo[b]thienyl group, etc.), benzo[b]furanyl group (2-benzo[b]furanyl group, 3-benzo[b]furanyl group, etc.) , or those to which an alkyl group is further bonded, and the like.

環連結芳香族複素環基としては、炭素数4~30のものが好ましく、炭素数4~20のものがより好ましい。環連結芳香族複素環基の例としては、上述した単環芳香族複素環基、縮合芳香族複素環基、及び芳香族炭化水素基のうちの少なくとも1つが互いに結合したものが挙げられる。 The ring-connected aromatic heterocyclic group preferably has 4 to 30 carbon atoms, more preferably 4 to 20 carbon atoms. Examples of ring-linked aromatic heterocyclic groups include those in which at least one of the aforementioned monocyclic aromatic heterocyclic groups, condensed aromatic heterocyclic groups, and aromatic hydrocarbon groups are bonded to each other.

以上例示した1価の有機基は、さらなる置換基を有していてもよい。さらなる置換基としては、水酸基;フッ素原子若しくは塩素原子等のハロゲン原子;メチル基若しくはエチル基等の炭素数1~6のアルキル基;ビニル基等のアルケニル基;メトキシカルボニル基若しくはエトキシカルボニル基等の炭素数1~6のアルコキシカルボニル基;メトキシ基若しくはエトキシ基等の炭素数1~6のアルコキシ基;フェノキシ基等のアリールオキシ基;ベンジルオキシ基等のアリールアルキルオキシ基;ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、ジベンジルアミノ基、若しくはジフェネチルアミノ基等のジアルキルアミノ基;ジフェニルアミノ基若しくはカルバゾリル基等のジアリールアミノ基;アセチル基等のアシル基;トリフルオロメチル基等のハロアルキル基;シアノ基;ニトロ基;メチレンジオキシ基若しくはエチレンジオキシ等の炭素数1~3のアルキレンジオキシ基;イオン性の置換基;等が挙げられる。 The monovalent organic groups exemplified above may have further substituents. Further substituents include a hydroxyl group; a halogen atom such as a fluorine atom or a chlorine atom; an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms such as a methyl group or an ethyl group; an alkenyl group such as a vinyl group; alkoxycarbonyl group having 1 to 6 carbon atoms; alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms such as methoxy group or ethoxy group; aryloxy group such as phenoxy group; arylalkyloxy group such as benzyloxy group; dimethylamino group, diethylamino group , a diisopropylamino group, a dibenzylamino group, or a diphenethylamino group; a diarylamino group such as a diphenylamino group or a carbazolyl group; an acyl group such as an acetyl group; a haloalkyl group such as a trifluoromethyl group; group; nitro group; alkylenedioxy group having 1 to 3 carbon atoms such as methylenedioxy group or ethylenedioxy; ionic substituent;

イオン性の置換基としては、酸性置換基若しくはその塩、又は4級アンモニウム基が挙げられる。酸性置換基の例としては、スルホン酸基(スルホ基)及びスルフィン酸基(スルフィノ基)を含む硫黄酸基;(狭義の)リン酸基、リン酸エステル基、亜リン酸基、及び亜リン酸エステル基を含むリン酸基;又はカルボキシル基等が挙げられる。酸性置換基の塩とは、酸性置換基が有する水素イオンを他の陽イオンで置換して得られる置換基を指し、具体的には、上述の酸性置換基の水素原子が、ナトリウム若しくはカリウムのようなアルカリ金属、又はカルシウム若しくはマグネシウムのようなアルカリ土類金属で置換されたものが挙げられる。4級アンモニウム基として好ましくは、炭素数1~6のアルキル基を3つ有するアンモニウム基が挙げられる。 Ionic substituents include acidic substituents or salts thereof, or quaternary ammonium groups. Examples of acidic substituents include sulfuric acid groups, including sulfonic acid groups (sulfo groups) and sulfinic acid groups (sulfino groups); a phosphate group including an acid ester group; or a carboxyl group. The salt of an acidic substituent refers to a substituent obtained by replacing the hydrogen ion of the acidic substituent with another cation. Specifically, the hydrogen atom of the above-mentioned acidic substituent is sodium or potassium or those substituted with alkaline earth metals such as calcium or magnesium. The quaternary ammonium group is preferably an ammonium group having three alkyl groups of 1 to 6 carbon atoms.

及びRは、分子間の相互作用が向上する傾向がある点で、水素原子又は炭素数1~25の有機基であることが好ましく、水素原子又は炭素数1~20の有機基であることがより好ましい。
なかでも、R及び/又はRが、芳香族基などのπ共役電子を有する置換基、またはアルキル基などの分子間のパッキングを制御できる置換基であると、薄膜としての非晶質性を高めることができ、薄膜形成能力を向上させることもできる。
R 3 and R 4 are preferably a hydrogen atom or an organic group having 1 to 25 carbon atoms, and are preferably a hydrogen atom or an organic group having 1 to 20 carbon atoms, since they tend to improve intermolecular interaction. It is more preferable to have
Among them, when R 3 and / or R 4 is a substituent having a π-conjugated electron such as an aromatic group, or a substituent capable of controlling intermolecular packing such as an alkyl group, the amorphous property of the thin film can be increased, and the ability to form a thin film can also be improved.

一方、R及び/又はRが水素原子の場合、化合物(I)の立体障害が小さくなり、主骨格の平面性が損なわれないために、分子間のπ-π相互作用が強固となり、電荷移動度が向上し得る。
従って、R及びRのより好ましい例としては、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数2~20の芳香族基、又は置換基を有していてもよい炭素数1~20のアルキル基が挙げられる。
On the other hand, when R 3 and/or R 4 is a hydrogen atom, the steric hindrance of compound (I) is reduced and the planarity of the main skeleton is not impaired, so that the intermolecular π-π interaction becomes strong, Charge mobility can be improved.
Therefore, more preferred examples of R 3 and R 4 are a hydrogen atom, an optionally substituted C 2 to C 20 aromatic group, or an optionally substituted C 1 to Twenty alkyl groups are mentioned.

式(I)においてAr~Arは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい芳香族基を表す。Ar~Arの具体的な例としては、R乃至Rについて芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基の例として挙げたものがある。 Ar 1 to Ar 4 in formula (I) each independently represent an optionally substituted aromatic group. Specific examples of Ar 1 to Ar 4 include those given as examples of the aromatic hydrocarbon group or aromatic heterocyclic group for R 1 to R 4 .

Ar~Arを選択することで、膜としての非晶質性を高めることに加えて、ガラス転移温度の制御による膜の耐熱性向上が期待される。非晶質性を高めるためには、π共役電子を有する置換基、具体的には、ベンゼン環基、ビフェニル基、ナフチル基等の芳香族基が好ましく、ガラス転移温度を上げるためには、フェナントリル基、カルバゾリル基等が好ましい。 Selection of Ar 1 to Ar 4 is expected to improve the heat resistance of the film by controlling the glass transition temperature, in addition to enhancing the amorphousness of the film. In order to increase amorphousness, substituents having π-conjugated electrons, specifically, aromatic groups such as benzene ring groups, biphenyl groups, and naphthyl groups are preferred. In order to increase the glass transition temperature, phenanthryl groups, carbazolyl groups and the like are preferred.

なかでも、Ar~Arはそれぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数5~20の芳香族基であることが好ましく、電子吸引基を置換基として有していてもよい炭素数6~20の芳香族炭化水素基であることがより好ましい。特に好ましい例においては、Ar~Arのうちの少なくとも1つは電子吸引基を置換基として有する炭素数6~20の芳香族炭化水素基であるか、又はAr~Arがそれぞれ独立に電子吸引基を置換基として有する炭素数6~20の芳香族炭化水素基である。Ar~Arが電子吸引基を置換基として有する炭素数6~20の芳香族炭化水素基であることは、キャリア輸送性能が向上しうる点で好ましい。電子吸引基としては、フッ素原子若しくは塩素原子のようなハロゲン原子、シアノ基、アシル基、ニトロ基、又はハロアルキル基等が挙げられる。なかでも、電子吸引基がハロゲン原子の場合、化合物の安定性が向上するために、得られる光電変換素子の耐久性も向上するために好ましく、なかでも、フッ素原子が特に好ましい。 Among them, Ar 1 to Ar 4 are each independently preferably an optionally substituted aromatic group having 5 to 20 carbon atoms, and may have an electron withdrawing group as a substituent. More preferably, it is an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms. In a particularly preferred example, at least one of Ar 1 to Ar 4 is an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms having an electron withdrawing group as a substituent, or Ar 1 to Ar 4 are each independently is an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms having an electron-withdrawing group as a substituent. It is preferable for Ar 1 to Ar 4 to be an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms and having an electron withdrawing group as a substituent, since the carrier transport performance can be improved. Examples of electron withdrawing groups include halogen atoms such as fluorine atoms or chlorine atoms, cyano groups, acyl groups, nitro groups, haloalkyl groups, and the like. Among them, when the electron-withdrawing group is a halogen atom, the stability of the compound is improved, and thus the durability of the obtained photoelectric conversion device is also improved. Among them, the fluorine atom is particularly preferred.

、X、Ar~Ar及びR~Rは、上記に列挙した基から好ましい基を任意に選択すればよいが、合成のしやすさの観点から、式(I)で表される化合物は、ベンゼン環を中心として点対称構造であることが好ましい。すなわち、Xが置換基Arを有する炭素原子であり、Xが置換基Rを有する窒素原子であることが好ましい。また、この場合、ArはArと同じ基であり、ArはArと同じ基であり、RはRと同じ基であり、RはRと同じ基であることが好ましい。 Preferred groups for X 1 , X 2 , Ar 1 to Ar 4 and R 1 to R 4 may be arbitrarily selected from the groups listed above. The represented compound preferably has a point-symmetrical structure centered on the benzene ring. That is, it is preferred that X 1 is a carbon atom having a substituent Ar 3 and X 2 is a nitrogen atom having a substituent R 2 . In this case, Ar 1 is the same group as Ar 4 , Ar 2 is the same group as Ar 3 , R 1 is the same group as R 2 , and R 3 is the same group as R 4 . preferable.

以下に、式(I)で表されるアニオン性の置換基を有する化合物を例示する。

Figure 0007117696000003
Examples of compounds having an anionic substituent represented by formula (I) are shown below.
Figure 0007117696000003

式(I)で表される化合物の合成方法は特に限定されないが、例えば、以下の反応式に従って合成することができる。なお、出発化合物は公知の方法に従って合成することができる。例えば、D.A.Kinsley,S.G.P.Plants.J.Chem.Soc.,1958,1-7に記載された方法によって合成できる。あるいは、下式の出発化合物は、対応するジアミノベンゼン誘導体とアルキニル化合物とのカップリング反応によって合成することができる。なお、下記の反応式において、R~R、及びAr~Arは、それぞれ、上記式(I)中のR~R、及びAr~Arと同義である。 Although the method for synthesizing the compound represented by formula (I) is not particularly limited, it can be synthesized, for example, according to the following reaction scheme. In addition, the starting compound can be synthesized according to a known method. For example, D. A. Kinsley, S.; G. P. Plants. J. Chem. Soc. , 1958, 1-7. Alternatively, the starting compound of the formula below can be synthesized by a coupling reaction between the corresponding diaminobenzene derivative and an alkynyl compound. In the reaction formula below, R 1 to R 4 and Ar 1 to Ar 4 have the same meanings as R 1 to R 4 and Ar 1 to Ar 4 in formula (I) above.

Figure 0007117696000004
Figure 0007117696000004

末端に少なくとも一つのアニオン性の置換基を有する化合物の分子量は特に限定されないが、通常460以上、好ましくは500以上、より好ましくは600以上であって、通常5000以下、好ましくは4000以下、より好ましくは3000以下である。 The molecular weight of the compound having at least one anionic substituent at the terminal is not particularly limited, but is usually 460 or more, preferably 500 or more, more preferably 600 or more, and usually 5000 or less, preferably 4000 or less, more preferably is 3000 or less.

末端に少なくとも一つのアニオン性の置換基を有する化合物は、そのHOMO準位が、-5.20eVから-5.90eVの範囲内にあることが好ましい。この範囲にあることで、有機無機ハイブリッド型半導体材料のHOMO準位(MAPbI3:-5.40eV)の近傍に位置し、特に正孔輸送能のエネルギー障壁が小さい点でより好ましい。
また別の観点からは、有機無機ハイブリッド型半導体材料のHOMO準位に対して±0.3eVの範囲内にあることが好ましく、±0.2eVの範囲内にあることがより好ましい。このような範囲であることで、有機無機ハイブリッド型半導体により吸収された光が電荷分離することによって得られる正孔を授受する際に、エネルギー障壁が小さくなり、開放電圧Vocの損失を低減することが可能となり好ましい。
A compound having at least one anionic substituent at its terminal preferably has a HOMO level in the range of -5.20 eV to -5.90 eV. Within this range, it is located in the vicinity of the HOMO level (MAPbI3: -5.40 eV) of the organic-inorganic hybrid semiconductor material, and is particularly preferable in that the energy barrier of the hole transport ability is small.
From another point of view, it is preferably within the range of ±0.3 eV, more preferably within the range of ±0.2 eV with respect to the HOMO level of the organic-inorganic hybrid semiconductor material. With such a range, the energy barrier becomes small when giving and receiving holes obtained by charge separation of light absorbed by the organic-inorganic hybrid semiconductor, and the loss of the open-circuit voltage Voc is reduced. is possible and preferable.

また、末端に少なくとも一つのアニオン性の置換基を有する化合物は、活性層中において、有機無機ハイブリッド型半導体材料の含有量に対して、0.3重量%以下含有することが光電変換効率を向上させる観点から好ましく、0.2重量%以下含有することがより好ましく、最も好ましくは0.1重量%以下である。 In addition, the compound having at least one anionic substituent at the end is contained in the active layer in an amount of 0.3% by weight or less with respect to the content of the organic-inorganic hybrid semiconductor material, thereby improving the photoelectric conversion efficiency. more preferably 0.2% by weight or less, and most preferably 0.1% by weight or less.

また、活性層103には、ペロブスカイト半導体化合物及び末端に少なくとも一つのアニオン性の置換基を有する化合物に加えて添加剤が含まれていてもよい。添加剤の例としては、ハロゲン化物、酸化物、又は硫化物、硫酸塩、硝酸塩若しくはアンモニウム塩等の無機塩のような、無機化合物、又は有機化合物が挙げられる。 The active layer 103 may also contain an additive in addition to the perovskite semiconductor compound and the compound having at least one anionic substituent at the terminal. Examples of additives include inorganic or organic compounds, such as halides, oxides, or inorganic salts such as sulfides, sulfates, nitrates or ammonium salts.

活性層103の厚さに特段の制限はない。より多くの光を吸収できる点で、活性層10
3の厚さは、好ましくは10nm以上、さらに好ましくは50nm以上、より好ましくは100nm以上、特に好ましくは120nm以上である。一方で、直列抵抗が下がる点、又は電荷の取出し効率を高める点で、活性層103の厚さは、好ましくは1500nm以下、さらに好ましくは1000nm以下、より好ましくは600nm以下である。
There is no particular limitation on the thickness of the active layer 103 . In that it can absorb more light, the active layer 10
The thickness of 3 is preferably 10 nm or more, more preferably 50 nm or more, more preferably 100 nm or more, and particularly preferably 120 nm or more. On the other hand, the thickness of the active layer 103 is preferably 1500 nm or less, more preferably 1000 nm or less, and still more preferably 600 nm or less in order to reduce the series resistance or improve the charge extraction efficiency.

活性層103の形成方法は特に限定されず、任意の方法を用いることができる。具体例としては、塗布法及び蒸着法(又は共蒸着法)が挙げられる。簡易に活性層103を形成できる点で、塗布法を用いることは好ましい。例えば、有機無機ハイブリッド半導体材料又はその前駆体、及び末端に少なくとも一つのアニオン性の置換基を有する化合物を含有する塗布液を塗布し、必要に応じて加熱乾燥することにより活性層103を形成する方法が挙げられる。また、このような塗布液を塗布した後で、有機無機ハイブリッド半導体材料の溶解性が低い溶媒をさらに塗布することにより、有機無機ハイブリッド半導体材料を析出させることもできる。 A method for forming the active layer 103 is not particularly limited, and any method can be used. Specific examples include a coating method and a vapor deposition method (or a co-evaporation method). It is preferable to use the coating method because the active layer 103 can be easily formed. For example, the active layer 103 is formed by applying a coating liquid containing an organic-inorganic hybrid semiconductor material or a precursor thereof and a compound having at least one anionic substituent at the terminal, and drying by heating if necessary. method. Moreover, after applying such a coating liquid, the organic-inorganic hybrid semiconductor material can be precipitated by further applying a solvent in which the organic-inorganic hybrid semiconductor material has low solubility.

有機無機ハイブリッド半導体材料の前駆体とは、塗布液を塗布した後に有機無機ハイブリッド半導体材料へと変換可能な材料のことを指す。一例として、加熱することによりペロブスカイト半導体化合物へと変換可能なペロブスカイト半導体化合物前駆体を用いることができる。例えば、一般式AXで表される化合物と、一般式MXで表される化合物と、溶媒と、を混合して加熱攪拌することにより、塗布液を作製することができる。この塗布液を塗布して加熱乾燥を行うことにより、一般式AMXで表されるペロブスカイト半導体化合物を含有する活性層103を作製することができる。溶媒としては、ペロブスカイト半導体化合物及び添加剤が溶解するのであれば特に限定されず、例えばN,N-ジメチルホルムアミドのような有機溶媒が挙げられる。 A precursor of an organic-inorganic hybrid semiconductor material refers to a material that can be converted into an organic-inorganic hybrid semiconductor material after application of a coating liquid. As an example, a perovskite semiconductor compound precursor that can be converted to a perovskite semiconductor compound by heating can be used. For example, a coating liquid can be prepared by mixing a compound represented by the general formula AX, a compound represented by the general formula MX2, and a solvent, followed by heating and stirring. The active layer 103 containing the perovskite semiconductor compound represented by the general formula AMX 3 can be produced by applying this coating liquid and heat-drying it. The solvent is not particularly limited as long as it dissolves the perovskite semiconductor compound and the additive, and examples thereof include organic solvents such as N,N-dimethylformamide.

塗布液の塗布方法としては任意の方法を用いることができるが、例えば、スピンコート法、インクジェット法、ドクターブレード法、ドロップキャスティング法、リバースロールコート法、グラビアコート法、キスコート法、ロールブラッシュ法、スプレーコート法、エアナイフコート法、ワイヤーバーバーコート法、パイプドクター法、含浸・コート法又はカーテンコート法等が挙げられる。 Any method can be used as a method for applying the coating liquid, and examples include spin coating, ink jet method, doctor blade method, drop casting method, reverse roll coating method, gravure coating method, kiss coating method, roll brush method, A spray coating method, an air knife coating method, a wire barber coating method, a pipe doctor method, an impregnation/coating method, a curtain coating method, or the like can be used.

[2.電極]
電極は、活性層103における光吸収により生じた正孔及び電子を捕集する機能を有する。光電変換素子100は一対の電極を有し、一対の電極のうち一方を上部電極と呼び、他方を下部電極と呼ぶ。光電変換素子100が基材を有するか又は基材上に設けられている場合、基材により近い電極を下部電極と、基材からより遠い電極を上部電極と、それぞれ呼ぶことができる。また、透明電極を下部電極と、下部電極よりも透明性が低い電極を上部電極と、それぞれ呼ぶこともできる。図1に示す光電変換素子100は、下部電極101及び上部電極107を有している。
[2. electrode]
The electrode has a function of collecting holes and electrons generated by light absorption in the active layer 103 . The photoelectric conversion element 100 has a pair of electrodes, one of which is called an upper electrode and the other is called a lower electrode. When the photoelectric conversion element 100 has a substrate or is provided on a substrate, the electrode closer to the substrate can be called the lower electrode, and the electrode farther from the substrate can be called the upper electrode. Also, the transparent electrode can be called the lower electrode, and the electrode having lower transparency than the lower electrode can be called the upper electrode. A photoelectric conversion element 100 shown in FIG. 1 has a lower electrode 101 and an upper electrode 107 .

一対の電極としては、正孔の捕集に適したアノードと、電子の捕集に適したカソードとを用いることができる。この場合、光電変換素子100は、下部電極101がアノードであり上部電極107がカソードである順型構成を有していてもよいし、下部電極101がカソードであり上部電極107がアノードである逆型構成を有していてもよい。 As the pair of electrodes, an anode suitable for collecting holes and a cathode suitable for collecting electrons can be used. In this case, the photoelectric conversion element 100 may have a forward configuration in which the lower electrode 101 is the anode and the upper electrode 107 is the cathode, or a reverse configuration in which the lower electrode 101 is the cathode and the upper electrode 107 is the anode. It may have a mold configuration.

一対の電極は、いずれか一方が透光性であればよく、両方が透光性であっても構わない。透光性があるとは、太陽光が40%以上透過することを指す。また、透明電極の太陽光線透過率は70%以上であることが、より多くの光が透明電極を透過して活性層103に到達するために好ましい。光の透過率は、分光光度計(例えば、日立ハイテク社製U-4100)で測定できる。 Either one of the pair of electrodes may be translucent, or both may be translucent. Having translucency refers to transmitting 40% or more of sunlight. In addition, it is preferable that the transparent electrode has a sunlight transmittance of 70% or more so that more light can pass through the transparent electrode and reach the active layer 103 . The light transmittance can be measured with a spectrophotometer (eg, U-4100 manufactured by Hitachi High-Tech).

下部電極101及び上部電極107、又はアノード及びカソードの構成部材及びその製造方法について特段の制限はなく、周知技術を用いることができる。例えば、国際公開第2013/171517号、国際公開第2013/180230号又は特開2012-191194号公報等の公知文献に記載の部材及びその製造方法を使用することができる。 There is no particular limitation on the lower electrode 101 and upper electrode 107, or the constituent members of the anode and cathode, and the manufacturing method thereof, and well-known techniques can be used. For example, members described in known documents such as International Publication No. 2013/171517, International Publication No. 2013/180230, or Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-191194 and manufacturing methods thereof can be used.

[3.バッファ層]
バッファ層は、活性層103と一対の電極101,107の少なくとも一方との間に位置する層である。バッファ層は、例えば、活性層103から下部電極101又は上部電極107へのキャリア移動効率を向上させるために用いることができる。
[3. buffer layer]
The buffer layer is a layer located between the active layer 103 and at least one of the pair of electrodes 101 and 107 . A buffer layer can be used, for example, to improve carrier transfer efficiency from the active layer 103 to the lower electrode 101 or the upper electrode 107 .

上述のように、光電変換素子100は、下部電極101と活性層103との間にバッファ層102を有することができ、又は、上部電極107と活性層103との間にバッファ層105を有することができる。また、光電変換素子100は、バッファ層102とバッファ層105との双方を有することもできる。ここで、下部電極101と活性層103との間に設けられるバッファ層102と、上部電極107と活性層103との間に設けられるバッファ層105とは、異なる材料で構成されていてもよい。 As described above, the photoelectric conversion device 100 can have the buffer layer 102 between the lower electrode 101 and the active layer 103, or have the buffer layer 105 between the upper electrode 107 and the active layer 103. can be done. Also, the photoelectric conversion element 100 can have both the buffer layer 102 and the buffer layer 105 . Here, the buffer layer 102 provided between the lower electrode 101 and the active layer 103 and the buffer layer 105 provided between the upper electrode 107 and the active layer 103 may be made of different materials.

アノードと活性層との間に設けられたバッファ層は電荷輸送層(正孔取り出し層、正孔輸送層)と呼ばれることがあり、カソードと活性層との間に設けられたバッファ層は電子輸送層(電子取り出し層)と呼ばれることがある。本実施形態では、活性層103に末端に少なくとも一つのアニオン性の置換基を有する化合物を含むことで、アノードと活性層との間の電荷輸送層を配置しなくても、光電変換素子が高い性能を発揮し得る。そのため、電荷輸送層が存在しない形態であり得るが、もちろん電荷輸送層が存在しても構わない。 A buffer layer provided between the anode and the active layer is sometimes called a charge transport layer (hole extraction layer, hole transport layer), and a buffer layer provided between the cathode and the active layer is an electron transport layer. It is sometimes called a layer (electron extraction layer). In the present embodiment, the active layer 103 contains a compound having at least one anionic substituent at the terminal, so that the photoelectric conversion element is high even without providing a charge transport layer between the anode and the active layer. performance can be demonstrated. Therefore, the charge transport layer may not be present, but of course the charge transport layer may be present.

バッファ層を構成する材料に特に限定はない。例えば、正孔取り出し層については、活性層からアノードへの正孔の取り出し効率を向上させることが可能な任意の材料を用いることができる。具体的には、国際公開第2013/171517号、国際公開第2013/180230号又は特開2012-191194号公報等の公知文献に記載の無機化合物、有機化合物、又は有機無機ペロブスカイト化合物が挙げられる。例えば、無機化合物としては、酸化銅、酸化ニッケル、酸化マンガン、酸化鉄、酸化モリブデン、酸化バナジウム又は酸化タングステン等の金属酸化物が挙げられる。また、有機化合物としては、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアセチレン、トリフェニレンジアミン又はポリアニリン等にドーパントがドーピングされた導電性ポリマー、スルホニル基を置換基に有するポリチオフェン誘導体、アリールアミン等の導電性有機化合物、ナフィオン、又はリチウムドーピングされたspiro-OMeTADが挙げられる。 There is no particular limitation on the material that constitutes the buffer layer. For example, for the hole extraction layer, any material that can improve the efficiency of hole extraction from the active layer to the anode can be used. Specific examples include inorganic compounds, organic compounds, or organic-inorganic perovskite compounds described in known documents such as WO 2013/171517, WO 2013/180230, and JP-A-2012-191194. For example, inorganic compounds include metal oxides such as copper oxide, nickel oxide, manganese oxide, iron oxide, molybdenum oxide, vanadium oxide, and tungsten oxide. Examples of organic compounds include conductive polymers obtained by doping polythiophene, polypyrrole, polyacetylene, triphenylenediamine or polyaniline with dopants, polythiophene derivatives having sulfonyl groups as substituents, conductive organic compounds such as arylamines, Nafion, or Lithium-doped spiro-OMeTAD is mentioned.

同様に、電子取り出し層についても、活性層からカソードへの電子の取り出し効率を向上させることが可能な任意の材料を用いることができる。具体的には、国際公開第2013/171517号、国際公開第2013/180230号又は特開2012-191194号公報等の公知文献に記載の無機化合物、有機化合物、又は本発明に係る有機無機ペロブスカイト化合物が挙げられる。例えば、無機化合物としては、リチウム、ナトリウム、カリウム又はセシウム等のアルカリ金属の塩、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化アルミニウム又は酸化インジウム等の金属酸化物が挙げられる。有機化合物としては、バソキュプロイン(BCP)、バソフェナントレン(Bphen)、(8-ヒドロキシキノリナト)アルミニウム(Alq3)、ホウ素化合物、オキサジアゾール化合物、ベンゾイミダゾール化合物、ナフタレンテトラカルボン酸無水物(NTCDA)、ペリレンテトラカルボン酸無水物(PTCDA)、フラーレン化合物、又はホスフィンオキシド化合物若しくはホスフィンスルフィド化合物等の周期表第16族元素と二重結合を有するホスフィン化合物が挙げられる。 Similarly, for the electron extraction layer, any material that can improve the efficiency of electron extraction from the active layer to the cathode can be used. Specifically, the inorganic compounds, organic compounds, or organic-inorganic perovskite compounds according to the present invention are described in known documents such as WO 2013/171517, WO 2013/180230, or JP-A-2012-191194. are mentioned. For example, inorganic compounds include salts of alkali metals such as lithium, sodium, potassium, or cesium, and metal oxides such as zinc oxide, titanium oxide, aluminum oxide, or indium oxide. Examples of organic compounds include bathocuproine (BCP), bathophenanthrene (Bphen), (8-hydroxyquinolinato)aluminum (Alq3), boron compounds, oxadiazole compounds, benzimidazole compounds, naphthalenetetracarboxylic anhydride (NTCDA), Examples include perylenetetracarboxylic anhydride (PTCDA), fullerene compounds, and phosphine compounds having a Group 16 element of the periodic table and a double bond, such as phosphine oxide compounds or phosphine sulfide compounds.

バッファ層の膜厚に特に限定はないが、好ましくは0.5nm以上、さらに好ましくは1nm以上、より好ましくは5nm以上である、一方、好ましくは1μm以下、さらに好ましくは500nm以下、より好ましくは200nm以下、特に好ましくは100nm以下である。バッファ層の膜厚が上記の範囲内にあることで、キャリアの移動効率が向上しやすくなり、光電変換効率が向上しうる。 The thickness of the buffer layer is not particularly limited, but is preferably 0.5 nm or more, more preferably 1 nm or more, and more preferably 5 nm or more, while it is preferably 1 μm or less, further preferably 500 nm or less, and more preferably 200 nm. Below, it is particularly preferably 100 nm or less. When the film thickness of the buffer layer is within the above range, the carrier transfer efficiency can be easily improved, and the photoelectric conversion efficiency can be improved.

バッファ層の形成方法に制限はなく、材料の特性に合わせて形成方法を選択することができる。例えば、材料と溶媒を含有する塗布液を作製し、スピンコート法やインクジェット法等の湿式成膜法を用いることにより、バッファ層を形成することができる。この場合、溶媒としては、活性層103の形成方法の説明において挙げた溶媒を用いることができる。また、真空蒸着法等の乾式成膜法により、バッファ層を形成することもできる。 The method for forming the buffer layer is not limited, and the method can be selected according to the properties of the material. For example, the buffer layer can be formed by preparing a coating liquid containing a material and a solvent and using a wet film formation method such as a spin coating method or an inkjet method. In this case, as the solvent, the solvents mentioned in the description of the method for forming the active layer 103 can be used. The buffer layer can also be formed by a dry film-forming method such as a vacuum deposition method.

[4.基材]
光電変換素子100は、通常は支持体となる基材108を有する。もっとも、光電変換素子100は基材108を有さなくてもよい。基材108の材料は、本発明の効果を著しく損なわない限り特に限定されず、例えば、国際公開第2013/171517号、国際公開第2013/180230号又は特開2012-191194号公報等の公知文献に記載の材料を使用することができる。
[4. Base material]
The photoelectric conversion element 100 usually has a base material 108 that serves as a support. However, the photoelectric conversion element 100 does not have to have the substrate 108 . The material of the base material 108 is not particularly limited as long as it does not significantly impair the effects of the present invention. can be used.

[5.その他の層]
光電変換素子100は、その他の層を有していてもよい。例えば、光電変換素子100は、電極の仕事関数を調整する仕事関数チューニング層を、下部電極101とバッファ層102との間、又は上部電極107とバッファ層105との間に有していてもよい。また、光電変換素子100は、下部電極101と活性層103との間、又は上部電極107と活性層103との間に、水分等が活性層103に到達することを抑制する薄い絶縁体層を有していてもよい。
[5. Other layers]
The photoelectric conversion element 100 may have other layers. For example, the photoelectric conversion element 100 may have a work function tuning layer that adjusts the work function of the electrode between the lower electrode 101 and the buffer layer 102 or between the upper electrode 107 and the buffer layer 105. . In addition, the photoelectric conversion element 100 includes a thin insulator layer between the lower electrode 101 and the active layer 103 or between the upper electrode 107 and the active layer 103 to suppress moisture or the like from reaching the active layer 103. may have.

[6.光電変換素子の作製方法]
上述の方法に従って、光電変換素子100を構成する各層を形成することにより、光電変換素子100を作製することができる。光電変換素子100を構成する各層の形成方法に特段の制限はなく、シートツゥーシート(万葉)方式、又はロールツゥーロール方式で形成することができる。
[6. Method for producing a photoelectric conversion element]
By forming each layer constituting the photoelectric conversion element 100 according to the method described above, the photoelectric conversion element 100 can be manufactured. There is no particular limitation on the method of forming each layer constituting the photoelectric conversion element 100, and the layers can be formed by a sheet-to-sheet (Manyo) method or a roll-to-roll method.

なお、ロールツゥーロール方式とは、ロール状に巻かれたフレキシブルな基材を繰り出して、間欠的、或いは連続的に搬送しながら、巻き取りロールにより巻き取られるまでの間に加工を行う方式である。ロールツゥーロール方式によれば、kmオーダの長尺基板を一括処理することが可能であるため、ロールツゥーロール方式はシートツゥーシート方式に比べて量産化に適している。一方、ロールツゥーロール方式で各層を成膜しようとすると、その構造上、成膜面とロールとが接触することにより膜に傷がついたり、部分的に剥がれてしまったりする場合がある。 In addition, the roll-to-roll method is a method in which a flexible base material wound in a roll is unwound and processed while being transported intermittently or continuously until it is wound up by a winding roll. be. According to the roll-to-roll method, long substrates on the order of km can be collectively processed, so the roll-to-roll method is more suitable for mass production than the sheet-to-sheet method. On the other hand, when each layer is formed by a roll-to-roll method, the film may be damaged or partially peeled off due to the contact between the film-forming surface and the roll due to its structure.

ロールツゥーロール方式に用いることのできるロールの大きさは、ロールツゥーロール方式の製造装置で扱える限り特に限定されないが、外径の上限は、好ましくは5m以下、さらに好ましくは3m以下、より好ましくは1m以下である。一方、下限は好ましくは10cm以上、さらに好ましくは20cm以上、より好ましくは30cm以上である。ロール芯の外径の上限は、好ましくは4m以下、さらに好ましくは3m以下、より好ましくは0.5m以下である。一方、下限は好ましくは1cm以上、さらに好ましくは3cm以上、より好ましくは5cm以上、さらに好ましくは10cm以上、特に好ましくは20cm以上である。これらの径が上記上限以下であることはロールの取り扱い性が高い点で好ま
しく、下限以上であることは各工程で成膜される層が曲げ応力により破壊される可能性が低くなる点で好ましい。ロールの幅の下限は、好ましくは5cm以上、さらに好ましくは10cm以上、より好ましくは20cm以上である。一方、上限は、好ましくは5m以下、さらに好ましくは3m以下、より好ましくは2m以下である。幅が上限以下であることはロールの取り扱い性が高い点で好ましく、下限以上であることは光電変換素子100の大きさの自由度が高くなるため好ましい。
The size of the roll that can be used in the roll-to-roll method is not particularly limited as long as it can be handled by a roll-to-roll manufacturing apparatus, but the upper limit of the outer diameter is preferably 5 m or less, more preferably 3 m or less, more preferably 3 m or less. 1 m or less. On the other hand, the lower limit is preferably 10 cm or more, more preferably 20 cm or more, and still more preferably 30 cm or more. The upper limit of the outer diameter of the roll core is preferably 4 m or less, more preferably 3 m or less, and even more preferably 0.5 m or less. On the other hand, the lower limit is preferably 1 cm or more, more preferably 3 cm or more, more preferably 5 cm or more, still more preferably 10 cm or more, and particularly preferably 20 cm or more. It is preferable that these diameters are equal to or less than the above upper limit because the handleability of the roll is high. . The lower limit of the width of the roll is preferably 5 cm or more, more preferably 10 cm or more, and still more preferably 20 cm or more. On the other hand, the upper limit is preferably 5 m or less, more preferably 3 m or less, and more preferably 2 m or less. It is preferable that the width is equal to or less than the upper limit because the roll is easy to handle.

また、上部電極107を積層した後に、光電変換素子100を好ましくは50℃以上、さらに好ましくは80℃以上、一方、好ましくは300℃以下、さらに好ましくは280℃以下、より好ましくは250℃以下の温度範囲において、加熱することが好ましい(この工程をアニーリング処理工程と称する場合がある)。アニーリング処理工程を50℃以上の温度で行うことは、光電変換素子100の各層間の密着性、例えばバッファ層102と下部電極101、バッファ層102活性層103等の層間の密着性が向上する効果が得られるため、好ましい。各層間の密着性が向上することにより、光電変換素子の熱安定性や耐久性等が向上しうる。アニーリング処理工程の温度を300℃以下にすることは、光電変換素子100に含まれる有機化合物が熱分解する可能性が低くなるため、好ましい。アニーリング処理工程においては、上記の温度範囲内において異なる温度を用いた段階的な加熱を行ってもよい。 After laminating the upper electrode 107, the photoelectric conversion element 100 is preferably heated to 50° C. or higher, more preferably 80° C. or higher, and preferably 300° C. or lower, more preferably 280° C. or lower, and more preferably 250° C. or lower. Heating is preferred within the temperature range (this step may be referred to as an annealing treatment step). Performing the annealing process at a temperature of 50° C. or higher has the effect of improving the adhesion between the layers of the photoelectric conversion element 100, for example, the adhesion between the buffer layer 102 and the lower electrode 101, the buffer layer 102 active layer 103, and the like. is obtained, it is preferable. By improving the adhesion between each layer, the thermal stability, durability, etc. of the photoelectric conversion element can be improved. Setting the temperature of the annealing process to 300° C. or less is preferable because the possibility of thermal decomposition of the organic compound contained in the photoelectric conversion element 100 is reduced. In the annealing treatment step, stepwise heating using different temperatures within the above temperature range may be performed.

加熱時間としては、熱分解を抑えながら密着性を向上させるために、好ましくは1分以上、さらに好ましくは3分以上、一方、好ましくは180分以下、さらに好ましくは60分以下である。アニーリング処理工程は、太陽電池性能のパラメータである開放電圧、短絡電流及びフィルファクターが一定の値になったところで終了させることが好ましい。また、アニーリング処理工程は、構成材料の熱酸化を防ぐ上でも、常圧下、かつ不活性ガス雰囲気中で実施することが好ましい。加熱方法としては、ホットプレート等の熱源に光電変換素子を載せてもよいし、オーブン等の加熱雰囲気中に光電変換素子を入れてもよい。また、加熱はバッチ式で行っても連続方式で行ってもよい。 The heating time is preferably 1 minute or longer, more preferably 3 minutes or longer, and preferably 180 minutes or shorter, more preferably 60 minutes or shorter, in order to improve adhesion while suppressing thermal decomposition. The annealing process is preferably terminated when the open-circuit voltage, short-circuit current, and fill factor, which are parameters of solar cell performance, reach constant values. In order to prevent thermal oxidation of the constituent materials, the annealing process is preferably carried out under normal pressure and in an inert gas atmosphere. As a heating method, the photoelectric conversion element may be placed on a heat source such as a hot plate, or the photoelectric conversion element may be placed in a heating atmosphere such as an oven. Moreover, heating may be performed in a batch system or in a continuous system.

[7.光電変換特性]
光電変換素子100の光電変換特性は次のようにして求めることができる。光電変換素子100にソーラシュミレーターでAM1.5G条件の光を照射強度100mW/cmで照射して、電流-電圧特性を測定する。得られた電流-電圧曲線から、光電変換効率(PCE)、短絡電流密度(Jsc)、開放電圧(Voc)、フィルファクター(FF)、直列抵抗、シャント抵抗といった光電変換特性を求めることができる。
[7. Photoelectric conversion characteristics]
The photoelectric conversion characteristics of the photoelectric conversion element 100 can be obtained as follows. A solar simulator is used to irradiate the photoelectric conversion element 100 with light under AM1.5G conditions at an irradiation intensity of 100 mW/cm 2 to measure current-voltage characteristics. From the resulting current-voltage curve, photoelectric conversion characteristics such as photoelectric conversion efficiency (PCE), short-circuit current density (Jsc), open-circuit voltage (Voc), fill factor (FF), series resistance, and shunt resistance can be obtained.

光電変換素子100の光電変換効率は、特段の制限はないが、好ましくは1%以上、さらに好ましくは1.5%以上、より好ましくは2%以上である。一方、上限に特段の制限はなく、高ければ高いほどよい。また、光電変換素子100のフィルファクターは、特段の制限はないが、好ましくは0.6以上、さらに好ましくは0.7以上、より好ましくは0.8以上である。一方、上限に特段の制限はなく、高ければ高いほどよい。 The photoelectric conversion efficiency of the photoelectric conversion element 100 is not particularly limited, but is preferably 1% or higher, more preferably 1.5% or higher, and more preferably 2% or higher. On the other hand, there is no particular upper limit, and the higher the better. The fill factor of the photoelectric conversion element 100 is not particularly limited, but is preferably 0.6 or more, more preferably 0.7 or more, and still more preferably 0.8 or more. On the other hand, there is no particular upper limit, and the higher the better.

また、光電変換素子を実用化するには、製造が簡便かつ安価であること以外に、高い光電変換効率及び高い耐久性を有することが重要である。この観点から、光電変換素子100を1週間大気暴露する前後での光電変換効率の耐久性は、60%以上が好ましく、80%以上がより好ましく、高ければ高いほどよい。光電変換効率の耐久性は、光電変換素子100を大気暴露する前後での光電変換効率に基づいて、以下のように算出することができる。
耐久性(%)=((所定時間大気暴露した後の光電変換効率)/(大気暴露直前の光電変換効率))×100
Moreover, in order to put a photoelectric conversion element into practical use, it is important to have high photoelectric conversion efficiency and high durability in addition to being easy to manufacture and inexpensive. From this point of view, the durability of the photoelectric conversion efficiency before and after the photoelectric conversion element 100 is exposed to the atmosphere for one week is preferably 60% or more, more preferably 80% or more, and the higher the better. The durability of the photoelectric conversion efficiency can be calculated as follows based on the photoelectric conversion efficiency before and after the photoelectric conversion element 100 is exposed to the atmosphere.
Durability (%) = ((photoelectric conversion efficiency after exposure to air for a predetermined time)/(photoelectric conversion efficiency immediately before exposure to air)) x 100

同様の観点から、光電変換素子100の活性層103が大気に対して封止されていない状態、又は大気に対する封止が破綻している状態において、光電変換素子100を1週間暗所中で大気暴露する前後での光電変換効率の耐久性は、50%以上が好ましく、80%以上がより好ましく、90%以上がさらに好ましく、95%以上が特に好ましい。 From a similar point of view, in a state where the active layer 103 of the photoelectric conversion element 100 is not sealed against the atmosphere or the sealing against the atmosphere is broken, the photoelectric conversion element 100 is placed in the atmosphere in a dark place for one week. Durability of photoelectric conversion efficiency before and after exposure is preferably 50% or higher, more preferably 80% or higher, still more preferably 90% or higher, and particularly preferably 95% or higher.

[8.太陽電池]
光電変換素子100は、太陽電池、なかでも薄膜太陽電池の太陽電池素子として使用されることが好ましい。図2は本発明の一実施形態に係る太陽電池の構成を模式的に表す断面図であり、図2には本発明の一実施形態に係る太陽電池である有機薄膜太陽電池が示されている。図2に表すように、本実施形態に係る薄膜太陽電池14は、耐候性保護フィルム1と、紫外線カットフィルム2と、ガスバリアフィルム3と、ゲッター材フィルム4と、封止材5と、光電変換素子6と、封止材7と、ゲッター材フィルム8と、ガスバリアフィルム9と、バックシート10と、をこの順に備える。本実施形態に係る薄膜太陽電池14は、光電変換素子6として、上記説明した光電変換素子100を有している。そして、耐候性保護フィルム1が形成された側(図2中下方)から光が照射されて、光電変換素子6が発電するようになっている。なお、薄膜太陽電池14は、これらの構成部材を全て有する必要はなく、必要な構成部材を任意に選択することができる。
[8. solar cell]
The photoelectric conversion element 100 is preferably used as a solar cell element of a solar cell, especially a thin-film solar cell. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a solar cell according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows an organic thin-film solar cell, which is the solar cell according to one embodiment of the present invention. . As shown in FIG. 2, the thin film solar cell 14 according to the present embodiment includes a weather resistant protective film 1, an ultraviolet cut film 2, a gas barrier film 3, a getter material film 4, a sealing material 5, and a photoelectric conversion film. An element 6, a sealing material 7, a getter material film 8, a gas barrier film 9, and a back sheet 10 are provided in this order. The thin-film solar cell 14 according to this embodiment has the above-described photoelectric conversion element 100 as the photoelectric conversion element 6 . Light is irradiated from the side (lower side in FIG. 2) on which the weather-resistant protective film 1 is formed, and the photoelectric conversion element 6 generates electric power. It should be noted that the thin-film solar cell 14 does not need to have all of these constituent members, and necessary constituent members can be arbitrarily selected.

薄膜太陽電池を構成するこれらの構成部材及びその製造方法について特段の制限はなく、周知技術を用いることができる。例えば、国際公開第2013/171517号、国際公開第2013/180230号又は特開2012-191194号公報等の公知文献に記載の技術を使用することができる。 There are no particular restrictions on these constituent members that constitute the thin-film solar cell and the method of manufacturing the same, and well-known techniques can be used. For example, techniques described in known documents such as International Publication No. 2013/171517, International Publication No. 2013/180230, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-191194 can be used.

薄膜太陽電池14の用途に制限はなく、任意の用途に用いることができる。例えば、一実施形態に係る太陽電池は、建材用太陽電池、自動車用太陽電池、インテリア用太陽電池、鉄道用太陽電池、船舶用太陽電池、飛行機用太陽電池、宇宙機用太陽電池、家電用太陽電池、携帯電話用太陽電池又は玩具用太陽電池として用いることができる。 There are no restrictions on the application of the thin-film solar cell 14, and it can be used for any application. For example, the solar cell according to one embodiment includes solar cells for building materials, solar cells for automobiles, solar cells for interiors, solar cells for railroads, solar cells for ships, solar cells for airplanes, solar cells for spacecraft, solar cells for home appliances, and so on. It can be used as a battery, a solar cell for mobile phones or a solar cell for toys.

薄膜太陽電池14はそのまま用いてもよいし、太陽電池モジュールの構成要素として用いられてもよい。例えば、図3に示すように、本発明に係る太陽電池、特には上述した薄膜太陽電池14を基材12上に備える太陽電池モジュール13を作製し、この太陽電池モジュール13を使用場所に設置して用いることができる。基材12としては周知技術を用いることができ、例えば、基材12の材料としては国際公開第2013/171517号、国際公開第2013/180230号又は特開2012-191194号公報等に記載の材料を用いることができる。例えば、基材12として建材用板材を使用する場合、この板材の表面に薄膜太陽電池14を設けることにより、太陽電池モジュール13として、建物の外壁用太陽電池パネルを作製することができる。 The thin-film solar cell 14 may be used as it is, or may be used as a component of a solar cell module. For example, as shown in FIG. 3, a solar cell module 13 having a solar cell according to the present invention, particularly the thin-film solar cell 14 described above, on a substrate 12 is produced, and this solar cell module 13 is installed at a place of use. can be used A well-known technique can be used for the base material 12. For example, the material for the base material 12 is the material described in International Publication No. 2013/171517, International Publication No. 2013/180230, or Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-191194. can be used. For example, when a building board is used as the base material 12, a solar cell panel for the outer wall of a building can be produced as the solar cell module 13 by providing the thin-film solar cell 14 on the surface of this board.

以下に、実施例により本発明の実施形態を説明する。しかしながら、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例には限定されない。 The embodiments of the present invention are described below by way of examples. However, the present invention is not limited to the following examples as long as the gist thereof is not exceeded.

[合成例1:3F-BDPの合成]

Figure 0007117696000005
[Synthesis Example 1: Synthesis of 3F-BDP]
Figure 0007117696000005

Shenらによって報告されている手法(Shen,M.;Li,G.;Lu,B.Z.;Hossain,A.;Roschangar,F.;Farina,V.;Senanayake,C.H.Org.Lett.2004,6,4129-4132.)に倣い、2,5-ジクロロ-1,4-フェニレンジアミン(1.77g,10mmol)、Park,K.;Bae,G.;Moon,J.;Choe,J.;Song,K.H.;Lee,S.J.Org.Chem.2010,75,6244-6251.に記載された方法に従って合成したビス(3-フルオロフェニル)アセチレン(4.95g,23mmol)、パラジウム(II)アセテート(229mg,0.10mmol)、トリシクロヘキシルホスフィン(570mg,0.20mmol)、炭酸カリウム(6.98g,5.0mmol)を、N-メチルピロリドン(100mL)中で、130℃、19時間反応させた。その後、N-メチルピロリドンを減圧下で除去し、残渣をシリカゲル(展開溶媒:酢酸エチル)ショートカラムに通じ、さらにシリカゲルカラム(展開溶媒:ヘキサン/ジクロロメタン=1/1)により処理して、黄色個体である3F-BDPを得た(580mg,11%)。 Li, G.; Lu, B.Z.; Hossain, A.; Roschangar, F.; Farina, V.; 2004, 6, 4129-4132.), 2,5-dichloro-1,4-phenylenediamine (1.77 g, 10 mmol), Park, K.; Bae, G.; Moon, J.; Choe, J.; Song, K.; H. Lee, S.; J. Org. Chem. 2010, 75, 6244-6251. Bis (3-fluorophenyl) acetylene (4.95 g, 23 mmol), palladium (II) acetate (229 mg, 0.10 mmol), tricyclohexylphosphine (570 mg, 0.20 mmol), potassium carbonate synthesized according to the method described in (6.98 g, 5.0 mmol) was reacted in N-methylpyrrolidone (100 mL) at 130° C. for 19 hours. Thereafter, N-methylpyrrolidone was removed under reduced pressure, and the residue was passed through a silica gel (developing solvent: ethyl acetate) short column and further treated with a silica gel column (developing solvent: hexane/dichloromethane = 1/1) to obtain a yellow solid. 3F-BDP was obtained (580 mg, 11%).

3F-BDP:
H NMR(500MHz,DMSO-d)δ:11.31(s,2H,NH),7.51-7.49(m,2H,ArH),7.42(q,J=7.3Hz,6H,ArH),7.14-7.28(m,12H,ArH).
13C NMR(125MHz,DMSO-d)δ:163.46,163.06,161.52,161.13,138.07,138.01,134.68,134.61,133.95,133.73,130.77,130.70,130.62,126.78,125.96,124.21,116.21,116.05,114.59,114.46,114.42,114.29,113.10,112.94,111.71,98.40.
19F NMR(470MHz,DMSO-d)δ:-115.32,-115.69.
HRMS(APCI+)m/z Calcd. for C4221([M+H]):533.1641;Found:533.1619.
3F-BDP:
1 H NMR (500 MHz, DMSO-d 6 ) δ: 11.31 (s, 2H, NH), 7.51-7.49 (m, 2H, ArH), 7.42 (q, J = 7.3 Hz , 6H, ArH), 7.14-7.28 (m, 12H, ArH).
13 C NMR (125 MHz, DMSO-d 6 ) δ: 163.46, 163.06, 161.52, 161.13, 138.07, 138.01, 134.68, 134.61, 133.95, 133 .73, 130.77, 130.70, 130.62, 126.78, 125.96, 124.21, 116.21, 116.05, 114.59, 114.46, 114.42, 114.29 , 113.10, 112.94, 111.71, 98.40.
19 F NMR (470 MHz, DMSO-d 6 ) δ: -115.32, -115.69.
HRMS (APCI+) m/z Calcd. for C42H21F4N2 ( [M + H] <+ >): 533.1641 ; Found: 533.1619.

[合成例2:3F-BDPSO-BNa(E1)の合成]
上述の方法により得られた3F-BDPを基に、以下の方法により3F-BDPSO-BNa(E1)を合成した。

Figure 0007117696000006
[Synthesis Example 2: Synthesis of 3F-BDPSO-BNa (E1)]
Based on 3F-BDP obtained by the above method, 3F-BDPSO-BNa (E1) was synthesized by the following method.
Figure 0007117696000006

3F-BDP(534mg,1.0mmol)と水素化ナトリウム(60%分散液、173mg,4.3mmol)の混合物をテトラヒドロフラン(20mL)中、室温で3時間撹拌し、2,4-ブタンスルフォネート(435mg,3.2mmol)を添加し、反応混合物を75℃で13時間撹拌した。室温に放冷し、メタノールを添加して未反応の水素化ナトリウムを失活させた。固形分を濾過し、テトラヒドロフランで洗浄した。残渣をメタノ-ル中で超音波洗浄することで、淡黄色固体である化合物3F-BDPSO-BNa(E1)(600mg,70%)を得た。 A mixture of 3F-BDP (534 mg, 1.0 mmol) and sodium hydride (60% dispersion, 173 mg, 4.3 mmol) in tetrahydrofuran (20 mL) was stirred at room temperature for 3 hours to give 2,4-butanesulfonate. (435 mg, 3.2 mmol) was added and the reaction mixture was stirred at 75° C. for 13 hours. After allowing to cool to room temperature, methanol was added to deactivate unreacted sodium hydride. Solids were filtered and washed with tetrahydrofuran. The residue was ultrasonically washed in methanol to obtain compound 3F-BDPSO-BNa (E1) (600 mg, 70%) as a pale yellow solid.

3F-BDPSO-BNa(E1):
H NMR(500MHz,DMSO-d)δ:7.81(s,2H,ArH),7.52(q,J=7.4Hz,2H,ArH),7.37(q,J=7.4Hz,2H,ArH),7.32-7.23(m,8H,ArH),7.01-6.97(m,4H,ArH),4.26-4.20(m,4H,NCH),2.24-2.22(m,2H,CHCH),2.10-2.08(m,2H,CHCH),1.50-1.47(m,2H,CH),0.90(d,J=6.9Hz,6H,CH).
13C NMR(125MHz,DMSO-d)δ:163.10,162.90,161.17,160.96,137.47,137.41,137.25,134.01,133.90,130.75,130.68,130.37,130.29,127.26,125.52,124.50,117.72,117.55,115.56,115.39,112.52,112.22,112.06,98.30,51.55,41.65,32.15,15.47,15.45.
19F NMR(470MHz,DMSO-d)δ:-115.07,-115.94.
HRMS(ESI-)m/z Calcd. for C4234NaO([M-Na]):825.1692;Found:825.1681.
3F-BDPSO-BNa (E1):
1 H NMR (500 MHz, DMSO-d 6 ) δ: 7.81 (s, 2H, ArH), 7.52 (q, J=7.4 Hz, 2H, ArH), 7.37 (q, J=7 .4Hz, 2H, ArH), 7.32-7.23 (m, 8H, ArH), 7.01-6.97 (m, 4H, ArH), 4.26-4.20 (m, 4H, NCH 2 ), 2.24-2.22 (m, 2H, CH 2 CH), 2.10-2.08 (m, 2H, CH 2 CH), 1.50-1.47 (m, 2H, CH), 0.90 (d, J=6.9 Hz, 6H, CH3 ).
13 C NMR (125 MHz, DMSO-d 6 ) δ: 163.10, 162.90, 161.17, 160.96, 137.47, 137.41, 137.25, 134.01, 133.90, 130 .75, 130.68, 130.37, 130.29, 127.26, 125.52, 124.50, 117.72, 117.55, 115.56, 115.39, 112.52, 112.22 , 112.06, 98.30, 51.55, 41.65, 32.15, 15.47, 15.45.
19 F NMR (470 MHz, DMSO-d 6 ) δ: -115.07, -115.94.
HRMS (ESI-) m/z Calcd. for C42H34F4N2NaO6S2 ( [M - Na ] - ): 825.1692 ; Found: 825.1681 .

[実施例1]
(活性層塗布液の調製)
モル比が1:1となるようにヨウ化鉛(II)(507.1mg)及びヨウ化メチルアンモニウム(CHNHI,174.9mg)をバイアルに量りとり、N,N-ジメチルホルムアミド(1mL)を加え、溶液(A)を調製した。別途、上記合成した3F-BDPSO-BNa(以下BDPSO1-Naと記載する)に、N,N-ジメチルホルムアミド(1mL)を加え溶液(B)を調製した。
次に、溶液(B)200μLを溶液(A)に滴下し、得られた混合液を70℃で1時間加熱撹拌した。その後、得られた溶液をポリテトラフルオロエチレン(PTFE)フィルター(孔径0.2μm)で濾過した。そして、得られた混合液を70℃で1時間加熱撹拌した。その後、得られた溶液をポリテトラフルオロエチレン(PTFE)フィルター(孔
径0.2μm)で濾過することにより、活性層塗布液を調製した。(BDPSO1-Naの添加量:0.03重量%)

Figure 0007117696000007
[Example 1]
(Preparation of active layer coating solution)
Lead (II) iodide (507.1 mg) and methylammonium iodide (CH 3 NH 3 I, 174.9 mg) were weighed into a vial in a molar ratio of 1:1, and N,N-dimethylformamide ( 1 mL) was added to prepare solution (A). Separately, N,N-dimethylformamide (1 mL) was added to 3F-BDPSO-BNa synthesized above (hereinafter referred to as BDPSO1-Na) to prepare solution (B).
Next, 200 μL of solution (B) was added dropwise to solution (A), and the resulting mixed solution was heated and stirred at 70° C. for 1 hour. The resulting solution was then filtered through a polytetrafluoroethylene (PTFE) filter (pore size 0.2 μm). Then, the obtained mixed solution was heated and stirred at 70° C. for 1 hour. Thereafter, the resulting solution was filtered through a polytetrafluoroethylene (PTFE) filter (pore size 0.2 μm) to prepare an active layer coating liquid. (Amount of BDPSO1-Na added: 0.03% by weight)
Figure 0007117696000007

(光電変換素子の作製)
パターニングされた酸化インジウムスズ(ITO)透明導電膜を備えるガラス基板(ジオマテック社製)に対して、洗浄剤(横浜油脂工業社製、精密ガラス基板用洗浄剤セミクリーンM-LO,15mL)を用いた超音波洗浄、超純水を用いた超音波洗浄、窒素ブローによる乾燥、及びUV-オゾン処理を行った。
(Production of photoelectric conversion element)
A cleaning agent (precision glass substrate cleaning agent Semi-Clean M-LO, manufactured by Yokohama Yushi Kogyo Co., Ltd., 15 mL) was applied to a glass substrate (manufactured by Geomatec) provided with a patterned indium tin oxide (ITO) transparent conductive film. Ultrasonic cleaning, ultrasonic cleaning using ultrapure water, drying by nitrogen blow, and UV-ozone treatment were performed.

上記のように調製された活性層塗布液(160μL)を4000rpmの速度で基板上にスピンコートし、約10秒後にクロロベンゼン(120μL)をさらにスピンコートすることで塗布液膜中の溶媒組成を変更してペロブスカイト組成の結晶を析出させた。さらに、ホットプレート上において100℃で10分間加熱して結晶を成長させることにより、厚さ約350nmの活性層(ペロブスカイト結晶層)を形成した。なお、活性層中に含まれるCHNHPbIのHOMO準位を別途測定すると(-5.40)eVであり、BDPSO1-NaのHOMO準位は(-5.37)eVであった。 The active layer coating liquid (160 μL) prepared as described above was spin-coated onto the substrate at a speed of 4000 rpm, and after about 10 seconds, chlorobenzene (120 μL) was further spin-coated to change the solvent composition in the coating liquid film. As a result, crystals of perovskite composition were deposited. Further, by heating on a hot plate at 100° C. for 10 minutes to grow crystals, an active layer (perovskite crystal layer) having a thickness of about 350 nm was formed. The HOMO level of CH 3 NH 3 PbI 3 contained in the active layer was separately measured to be (−5.40) eV, and the HOMO level of BDPSO1-Na was (−5.37) eV. .

次に、活性層上に、フラーレンC60(フロンティアカーボン社製)を30nm、続いてバソクプロイン(BCP)(シグマ-アルドリッチ社製)を15nm、それぞれ抵抗加熱型真空蒸着法によって成膜し、電子取り出し層を形成した。
次に、電子取り出し層上に、抵抗加熱型真空蒸着法によりパターニングマスクを用いて厚さ約100nmの銀膜を蒸着させ、電極を形成した。以上のようにして、光電変換素子を作製した。
Next, on the active layer, 30 nm of fullerene C60 (manufactured by Frontier Carbon) and then 15 nm of bathocuproine (BCP) (manufactured by Sigma-Aldrich) were formed by a resistance heating vacuum deposition method, forming an electron extraction layer. formed.
Next, a silver film having a thickness of about 100 nm was deposited on the electron extraction layer by a resistance heating vacuum deposition method using a patterning mask to form an electrode. A photoelectric conversion element was produced as described above.

[実施例2]
溶液(B)68μLを溶液(A)に滴下した他は、実施例1と同様にして活性層塗布液を作製し(BDPSO1-Naの添加量:0.01重量%)、実施例1と同様にして光電変換素子を作製した。
[Example 2]
An active layer coating solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that 68 μL of the solution (B) was dropped into the solution (A) (addition amount of BDPSO1-Na: 0.01% by weight). Then, a photoelectric conversion device was produced.

[実施例3]
溶液(B)34μLを用いた他は、実施例1と同様にして活性層塗布液を作製し(BDPSO1-Naの添加量:0.005重量%)、実施例1と同様にして光電変換素子を作製した。
[Example 3]
An active layer coating solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that 34 μL of the solution (B) was used (addition amount of BDPSO1-Na: 0.005% by weight). was made.

[実施例4]
溶液(B)6.8μLを用いた他は、実施例1と同様にして活性層塗布液を作製し(BDPSO1-Naの添加量:0.001重量%)、実施例1と同様にして光電変換素子を
作製した。
[Example 4]
An active layer coating solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that 6.8 μL of the solution (B) was used (addition amount of BDPSO1-Na: 0.001% by weight). A conversion element was produced.

[実施例5]
溶液(B)680μLを用いた他は、実施例1と同様にして活性層塗布液を作製し(BDPSO1-Naの添加量:0.1重量%)、実施例1と同様にして光電変換素子を作製した。
[Example 5]
An active layer coating solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that 680 μL of the solution (B) was used (addition amount of BDPSO1-Na: 0.1% by weight). was made.

[実施例6]
ベンゾジピロール化合物BDPSO1-Na(1.3mg)に、N,N-ジメチルホルムアミド(1mL)を加えて調製した溶液を用いた他は、実施例1と同様にして活性層塗
布液を作製し(BDPSO1-Naの添加量:0.2重量%)、実施例1と同様にして光電変換素子を作製した。
[Example 6]
An active layer coating solution was prepared in the same manner as in Example 1, except that a solution prepared by adding N,N-dimethylformamide (1 mL) to the benzodipyrrole compound BDPSO1-Na (1.3 mg) was used ( A photoelectric conversion device was produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of BDPSO1-Na added was 0.2% by weight.

[実施例7]
ベンゾジピロール化合物BDPSO1-Na(2.0mg)に、N,N-ジメチルホルムアミド(1mL)を加えて調製した溶液を用いた他は、実施例1と同様にして活性層塗
布液を作製し(BDPSO1-Na塩の添加量:0.3重量%)、実施例1と同様にして光電変換素子を作製した。
[Example 7]
An active layer coating solution was prepared in the same manner as in Example 1, except that a solution prepared by adding N,N-dimethylformamide (1 mL) to the benzodipyrrole compound BDPSO1-Na (2.0 mg) was used ( A photoelectric conversion device was produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of BDPSO1-Na salt added: 0.3% by weight.

[実施例8]
ベンゾジピロール化合物BDPSO1-Naの代わりに、NaをCsに置換したBDPSO1-Csを用いた他は、実施例1と同様にして活性層塗布液を作製し、実施例1と同様にして光電変換素子を作製した。
[Example 8]
An active layer coating solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that BDPSO1-Cs in which Na was substituted with Cs was used instead of the benzodipyrrole compound BDPSO1-Na, and photoelectric conversion was performed in the same manner as in Example 1. A device was produced.

[実施例9]
ベンゾジピロール化合物BDPSO1-Naの代わりに、NaをRbに置換したBDPSO1-Rbを用いた他は、実施例1と同様にして活性層塗布液を作製し、実施例1と同様にして光電変換素子を作製した。
[Example 9]
An active layer coating solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that BDPSO1-Rb in which Na was substituted with Rb was used instead of the benzodipyrrole compound BDPSO1-Na, and photoelectric conversion was performed in the same manner as in Example 1. A device was produced.

[実施例10]
ベンゾジピロール化合物BDPSO1-Naの代わりに下記で表されるベンゾジピロール化合物BDPSO1-Hを用いた他は、実施例1と同様にして活性層塗布液を作製し,実施例1と同様にして光電変換素子を作製した。

Figure 0007117696000008
[Example 10]
An active layer coating solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that the benzodipyrrole compound BDPSO1-H represented below was used instead of the benzodipyrrole compound BDPSO1-Na. A photoelectric conversion device was produced.
Figure 0007117696000008

[実施例11]
ベンゾジピロール化合物BDPSO1-Naの代わりに、下記で表されるベンゾジピロール化合物BDPSO1-MAを用いた他は、実施例1と同様にして活性層塗布液を作製
し、実施例1と同様にして光電変換素子を作製した。

Figure 0007117696000009
[Example 11]
An active layer coating solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that the benzodipyrrole compound BDPSO1-MA represented below was used instead of the benzodipyrrole compound BDPSO1-Na. A photoelectric conversion element was produced by
Figure 0007117696000009

[実施例12]
下記で表されるベンゾジピロール化合物BDPSO2-Na(1.0mg)に、N,N
-ジメチルホルムアミド(1mL)を加えた溶液680μLを用いた他は、実施例1と同
様にして活性層塗布液を作製し(BDPSO2-Naの添加量:0.1重量%)、実施例1と同様にして光電変換素子を作製した。

Figure 0007117696000010
[Example 12]
N,N to the benzodipyrrole compound BDPSO2-Na (1.0 mg) represented below
An active layer coating solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that 680 μL of the solution to which dimethylformamide (1 mL) was added (addition amount of BDPSO2-Na: 0.1% by weight). A photoelectric conversion element was produced in the same manner.
Figure 0007117696000010

[実施例13]
下記で表されるベンゾジピロール化合物BDPSO3-Na(1.0mg)に、N,N
-ジメチルホルムアミド(1mL)を加えた溶液680μLを用いた他は、実施例1と同
様にして活性層塗布液を作製し(BDPSO3-Naの添加量:0.1重量%)、実施例1と同様にして光電変換素子を作製した。

Figure 0007117696000011
[Example 13]
To the benzodipyrrole compound BDPSO3-Na (1.0 mg) represented below, N,N
An active layer coating solution was prepared in the same manner as in Example 1 (the amount of BDPSO3-Na added: 0.1% by weight), except that 680 μL of the solution to which dimethylformamide (1 mL) was added was used. A photoelectric conversion element was produced in the same manner.
Figure 0007117696000011

[実施例14]
下記で表されるベンゾジピロール化合物BDPSO4-Na(1.0mg)に、N,N
-ジメチルホルムアミド(1mL)を加えた溶液680μLを用いた他は、実施例1と同
様にして活性層塗布液を作製し(BDPSO4-Naの添加量:0.1重量%)、実施例1と同様にして光電変換素子を作製した。

Figure 0007117696000012
[Example 14]
To the benzodipyrrole compound BDPSO4-Na (1.0 mg) represented below, N,N
An active layer coating solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that 680 μL of the solution to which -dimethylformamide (1 mL) was added (addition amount of BDPSO4-Na: 0.1% by weight). A photoelectric conversion element was produced in the same manner.
Figure 0007117696000012

[実施例15]
下記で表されるベンゾジピロール化合物BDPSO5-Na(1.0mg)に、N,N
-ジメチルホルムアミド(1mL)を加えた溶液200μLを用いた他は、実施例1と同様にして活性層塗布液を作製し(BDPSO5-Naの添加量:0.03重量%)、実施例1と同様にして光電変換素子を作製した。

Figure 0007117696000013
[Example 15]
To the benzodipyrrole compound BDPSO5-Na (1.0 mg) represented below, N,N
An active layer coating solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that 200 μL of the solution to which dimethylformamide (1 mL) was added (addition amount of BDPSO5-Na: 0.03% by weight). A photoelectric conversion element was produced in the same manner.
Figure 0007117696000013

[比較例1]
溶液(B)を(A)に滴下しなかった他は、実施例1と同様にして光電変換素子を作製した。
[Comparative Example 1]
A photoelectric conversion device was produced in the same manner as in Example 1, except that the solution (B) was not added dropwise to (A).

[比較例2]
下記で表されるアニオン基を有しないベンゾジピロール化合物BDP1(1.0mg)
に、N,N-ジメチルホルムアミド(1mL)を加えて調製した溶液200μLを用いた
他は、実施例1と同様にして活性層塗布液を作製し(BDP1の添加量:0.03重量%)、実施例1と同様にして光電変換素子を作製した。

Figure 0007117696000014
[Comparative Example 2]
Benzodipyrrole compound BDP1 (1.0 mg) having no anionic group represented below
An active layer coating solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that 200 μL of a solution prepared by adding N,N-dimethylformamide (1 mL) was used (addition amount of BDP1: 0.03% by weight). A photoelectric conversion device was produced in the same manner as in Example 1.
Figure 0007117696000014

[比較例3]
ベンゾジピロール化合物BDPSO1-Na(2.6mg)に、N,N-ジメチルホルムアミド(1mL)を加えて調製した溶液を用いた他は、実施例1と同様にして活性層塗
布液を作製し(BDPSO1-Naの添加量:0.4重量%)、実施例1と同様にして光電変換素子を作製した。
[Comparative Example 3]
An active layer coating solution was prepared in the same manner as in Example 1, except that a solution prepared by adding N,N-dimethylformamide (1 mL) to the benzodipyrrole compound BDPSO1-Na (2.6 mg) was used ( A photoelectric conversion device was produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of BDPSO1-Na added was 0.4% by weight.

[光電変換素子の評価]
各実施例及び各比較例で得られた光電変換素子に1mm角のメタルマスクを付け、ITO電極と銀電極との間における電流-電圧特性を測定した。測定にはソースメーター(ケイスレー社製,2400型)を用い、照射光源としてはエアマス(AM)1.5G、放射照度100mW/cmのソーラシミュレータを用いた。この測定結果から、開放電圧Voc(V)、短絡電流密度Jsc(mA/cm)、形状因子FF、及び光電変換効率PCE(%)を算出した。
ここで、開放電圧Vocとは電流値=0(mA/cm)の際の電圧値であり、短絡電流密度Jscとは電圧値=0(V)の際の電流密度である。形状因子FFとは内部抵抗を表すファクターであり、最大出力をPmaxとすると次式で表される。
FF = Pmax/(Voc×Jsc)
また、光電変換効率PCEは、入射エネルギーをPinとすると次式で与えられる。
PCE = (Pmax/Pin)×100
= (Voc×Jsc×FF/Pin)×100
[Evaluation of photoelectric conversion element]
A metal mask of 1 mm square was attached to the photoelectric conversion element obtained in each example and each comparative example, and the current-voltage characteristics between the ITO electrode and the silver electrode were measured. A source meter (2400 model, manufactured by Keithley) was used for the measurement, and a solar simulator with an air mass (AM) of 1.5 G and an irradiance of 100 mW/cm 2 was used as the irradiation light source. From these measurement results, the open-circuit voltage Voc (V), the short-circuit current density Jsc (mA/cm 2 ), the form factor FF, and the photoelectric conversion efficiency PCE (%) were calculated.
Here, the open-circuit voltage Voc is the voltage value when the current value is 0 (mA/cm 2 ), and the short-circuit current density Jsc is the current density when the voltage value is 0 (V). The form factor FF is a factor representing internal resistance, and is expressed by the following equation, where Pmax is the maximum output.
FF = Pmax/(Voc x Jsc)
Also, the photoelectric conversion efficiency PCE is given by the following equation, where Pin is the incident energy.
PCE = (Pmax/Pin) x 100
= (Voc x Jsc x FF/Pin) x 100

[HOMO準位の測定評価]
アニオン性置換基を有する化合物のHOMO準位は、イオン化ポテンシャル測定装置(住友重機械製PYS-201-J)を用いてイオン化エネルギーを測定することにより求めた。同じ方法で求めた活性層となるペロブスカイト(MAPbI)のHOMO準位は-5.40eVであった。得られたアニオン性置換基を有する化合物のHOMO準位の値を表1にまとめて示す。また、光電変換素子を作製した直後の測定結果に基づいて算出されたこれらの値を表1に示す。
[Measurement evaluation of HOMO level]
The HOMO level of the compound having an anionic substituent was determined by measuring the ionization energy using an ionization potential measuring device (PYS-201-J manufactured by Sumitomo Heavy Industries). The HOMO level of the perovskite (MAPbI 3 ) used as the active layer was determined by the same method to be −5.40 eV. Table 1 summarizes the HOMO level values of the obtained compounds having an anionic substituent. Table 1 shows these values calculated based on the measurement results immediately after the photoelectric conversion element was produced.

Figure 0007117696000015
Figure 0007117696000015

[光電変換素子の安定性評価]
表1から、活性層中に特定の化合物を加えることで、特に開放電圧Vocと短絡電流Jscの向上により、無添加の場合と比較して光電変換素子の発電特性PCEが向上することが確認された。また、この化合物の添加量が0.3重量%以下の範囲において特性向上に寄与すること、この化合物のHOMO準位が有機無機ハイブリッド型化合物のHOMO準位と比較して±0.3eV以下であることが必要であることも確認された。これらは添
加された化合物が活性層から生成される電荷の授受におけるエネルギー減衰(ロス)を低減することの効果であると考えられる。
[Evaluation of stability of photoelectric conversion element]
From Table 1, it is confirmed that the addition of a specific compound to the active layer improves the power generation characteristics PCE of the photoelectric conversion element compared to the case of no addition, particularly by improving the open-circuit voltage Voc and the short-circuit current Jsc. rice field. In addition, the addition amount of this compound contributes to the improvement of characteristics in the range of 0.3% by weight or less, and the HOMO level of this compound is ±0.3 eV or less compared to the HOMO level of the organic-inorganic hybrid type compound. It was also confirmed that there must be These are considered to be the effects of the added compound reducing energy attenuation (loss) in the transfer of charges generated from the active layer.

[光電変換素子の安定性評価]
また、得られた光電変換素子を封止し、30℃で疑似太陽光(エアマスAM1.5G,放射照度100mW/cm)を連続照射して、光電変換素子の安定性評価を行った。それぞれの光電変換素子について、測定直後のPCE値が1.00となるように規格化された各時間後におけるPCE値を表2に示す。
[Evaluation of stability of photoelectric conversion element]
In addition, the obtained photoelectric conversion element was sealed and continuously irradiated with simulated sunlight (air mass AM 1.5 G, irradiance 100 mW/cm 2 ) at 30° C. to evaluate the stability of the photoelectric conversion element. For each photoelectric conversion element, Table 2 shows the PCE value after each time normalized so that the PCE value immediately after measurement is 1.00.

Figure 0007117696000016
Figure 0007117696000016

表2に示すように、式(I)で表されるベンゾジピロール化合物を含有するアニオン性置換基を有する化合物を添加した実施例1に係る光電変換素子は、疑似太陽光連続照射下で480時間後でも初期の性能を保っており、光電変換効率PCEの経時低下が極めて小さいことが見出された。このように、式(I)で表されるベンゾジピロール化合物を含有するアニオン性置換基を有する化合物の添加は、光電変換素子の経時劣化を抑え、耐久性に優れた光電変換素子を得るために有用であることが見出された。
また、実施例1に係る光電変換素子は、比較例1に係る光電変換素子よりも高い光電変換効率が得られた。
As shown in Table 2, the photoelectric conversion device according to Example 1 to which the compound having an anionic substituent containing the benzodipyrrole compound represented by formula (I) was added under continuous simulated sunlight irradiation had a It was found that the initial performance was maintained even after a long period of time, and the decrease in the photoelectric conversion efficiency PCE over time was extremely small. Thus, the addition of the compound having an anionic substituent containing the benzodipyrrole compound represented by the formula (I) suppresses deterioration over time of the photoelectric conversion element and provides a photoelectric conversion element having excellent durability. found to be useful for
Further, the photoelectric conversion element according to Example 1 obtained a higher photoelectric conversion efficiency than the photoelectric conversion element according to Comparative Example 1.

一方、比較例1に係る光電変換素子は、時間とともに光電変換効率PCEが急速に低下した。これは、活性層が劣化したことが理由の1つと考えられる。すなわち、有機無機ハイブリッド型半導体化合物は結晶表面に多くの欠陥を含んでおり、活性層の劣化が進みやすいものと考えられる。 On the other hand, in the photoelectric conversion device according to Comparative Example 1, the photoelectric conversion efficiency PCE rapidly decreased with time. One possible reason for this is that the active layer has deteriorated. That is, the organic-inorganic hybrid semiconductor compound contains many defects on the crystal surface, and it is considered that the deterioration of the active layer is likely to proceed.

これに比べ、式(I)で表されるベンゾジピロール化合物はアニオン性置換基を有しており、有機無機ハイブリッド型半導体化合物を含有する活性層の結晶表面や結晶界面の欠陥を不活性化し、活性層の劣化を防護するように働くことができると考えられる。 In contrast, the benzodipyrrole compound represented by formula (I) has an anionic substituent and deactivates defects on the crystal surface and crystal interface of the active layer containing the organic-inorganic hybrid semiconductor compound. , can act to protect against degradation of the active layer.

1 耐候性保護フィルム
2 紫外線カットフィルム
3,9 ガスバリアフィルム
4,8 ゲッター材フィルム
5,7 封止材
6 太陽電池素子
10 バックシート
12 基材
13 太陽電池モジュール
14 薄膜太陽電池
100 光電変換素子
101 下部電極
102 バッファ層
103 活性層
105 バッファ層
107 上部電極
108 基材
Reference Signs List 1 Weather resistant protective film 2 Ultraviolet cut film 3, 9 Gas barrier film 4, 8 Getter material film 5, 7 Sealing material 6 Solar cell element 10 Back sheet 12 Base material 13 Solar cell module 14 Thin film solar cell 100 Photoelectric conversion element 101 Bottom Electrode 102 Buffer layer 103 Active layer 105 Buffer layer 107 Upper electrode 108 Base material

Claims (9)

上部電極と下部電極とにより構成される一対の電極と、前記一対の電極間に位置する有機無機ハイブリッド型半導体材料を含有する活性層を有する光電変換素子であって、
前記活性層は、末端に少なくとも一つのアニオン性の置換基を有する化合物を前記有機無機ハイブリッド型半導体材料の含有量に対して0.3重量%以下含有し、
前記アニオン性の置換基を有する化合物のHOMO準位が、前記有機無機ハイブリッド型半導体のHOMO準位に対して±0.3eVの範囲にある、光電変換素子。
A photoelectric conversion element having a pair of electrodes composed of an upper electrode and a lower electrode, and an active layer containing an organic-inorganic hybrid semiconductor material positioned between the pair of electrodes,
The active layer contains a compound having at least one anionic substituent at its end in an amount of 0.3% by weight or less relative to the content of the organic-inorganic hybrid semiconductor material ,
A photoelectric conversion device , wherein the HOMO level of the compound having an anionic substituent is within a range of ±0.3 eV with respect to the HOMO level of the organic-inorganic hybrid semiconductor .
前記有機無機ハイブリッド型半導体材料が、ペロブスカイト構造を有する化合物を含む請求項1に記載の光電変換素子。 2. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the organic-inorganic hybrid semiconductor material contains a compound having a perovskite structure. 前記アニオン性の置換基を有する化合物のHOMO準位が、-5.20eVから-5.90eVの範囲内にある、請求項1又は2に記載の光電変換素子。 3. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the compound having an anionic substituent has a HOMO level in the range of -5.20 eV to -5.90 eV. 前記アニオン性置換基がスルホン酸基である請求項1から3のいずれかに記載の光電変換素子。 4. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein said anionic substituent is a sulfonic acid group. 前記アニオン性の置換基を有する化合物が、下記式(I)で表される化合物を含む、請求項1からのいずれか1項に記載の光電変換素子。
Figure 0007117696000017
(前記式(I)中、X1とX2の一方は置換基R2を有する窒素原子であり、他方は置換基
Ar3を有する炭素原子であり、R1~R4はそれぞれ独立して水素原子または1価の有機
基を表し、Ar1~Ar4はそれぞれ独立して置換基を有していてもよい芳香族基を表す。)
The photoelectric conversion device according to any one of claims 1 to 4 , wherein the compound having an anionic substituent includes a compound represented by formula (I) below.
Figure 0007117696000017
(In formula (I), one of X 1 and X 2 is a nitrogen atom having a substituent R 2 , the other is a carbon atom having a substituent Ar 3 , and R 1 to R 4 are each independently represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, and Ar 1 to Ar 4 each independently represents an optionally substituted aromatic group.)
前記式(I)において,R1とR2とのうちの少なくとも1つが置換基としてアニオン性の置換基を有する炭素数1~20のアルキル基である請求項に記載の光電変換素子。 6. The photoelectric conversion device according to claim 5 , wherein at least one of R 1 and R 2 in formula (I) is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms having an anionic substituent as a substituent. 前記式(I)において、Ar1~Ar4のうち少なくとも1つが置換基としてハロゲン原子を有する芳香族基である請求項またはに記載の光電変換素子。 7. The photoelectric conversion device according to claim 5 , wherein at least one of Ar 1 to Ar 4 in formula (I) is an aromatic group having a halogen atom as a substituent. 前記式(I)において、Ar1~Ar4のうち少なくとも1つが置換基としてフッ素原子を有する芳香族基である請求項からのいずれか1項に記載の光電変換素子。 8. The photoelectric conversion device according to claim 5 , wherein at least one of Ar 1 to Ar 4 in formula (I) is an aromatic group having a fluorine atom as a substituent. 請求項1からのいずれか1項に記載の光電変換素子を有する太陽電池モジュール。



A solar cell module comprising the photoelectric conversion element according to claim 1 .



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