JPH01208873A - 光電変換素子 - Google Patents
光電変換素子Info
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- JPH01208873A JPH01208873A JP63032791A JP3279188A JPH01208873A JP H01208873 A JPH01208873 A JP H01208873A JP 63032791 A JP63032791 A JP 63032791A JP 3279188 A JP3279188 A JP 3279188A JP H01208873 A JPH01208873 A JP H01208873A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
[技術分!l!f]
本発明は有機光導電体を用いた光電変換素子(有機太陽
電池)に関するものであり、光センサ−、イメージセン
サ−等に応用される。
電池)に関するものであり、光センサ−、イメージセン
サ−等に応用される。
[従来技術]
無機半導体を用いた光電変換素子を作製する試みは多く
なされてきている。その目標はa)変換率が高く、b)
安価な光電変換素子である。
なされてきている。その目標はa)変換率が高く、b)
安価な光電変換素子である。
単結晶St、多結晶S iSCd S s Cd T
e 5GaAs、アモルファスSL等の実用化が試みら
れているが、これらは全てb)の目標を満足していると
は言い難い。
e 5GaAs、アモルファスSL等の実用化が試みら
れているが、これらは全てb)の目標を満足していると
は言い難い。
この欠点を改善するために有機半導体を用いて光電変換
素子を作製する試みが近年なされている。使用された有
機半導体層としては以下の例がある。
素子を作製する試みが近年なされている。使用された有
機半導体層としては以下の例がある。
(イ)スピナー塗布されたメロシアニン染料層(特開昭
51−12231119 、特開昭53−131782
及びニー、ケー、ゴウシュ(A、に、Ghosh)著の
「ジャーナル、オン。アプライド、フイジッ’) スJ
、App1.Phys、) J 49.5982、+9
78)(ロ)フタロシアニン蒸着層またはオバレン等の
電子供与体層とビリリウム系染料等の電子受容体層を積
層したもの(特開昭54−27787特開昭80−20
1672及びアール、オー、ラウトフィ(R,O,Lo
utl’y)著の「ジャーナル、オン。アプライド、フ
ィジックス J、Appl。
51−12231119 、特開昭53−131782
及びニー、ケー、ゴウシュ(A、に、Ghosh)著の
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電子供与体層とビリリウム系染料等の電子受容体層を積
層したもの(特開昭54−27787特開昭80−20
1672及びアール、オー、ラウトフィ(R,O,Lo
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ィジックス J、Appl。
Phys、) J 52.5218.1981)(ハ)
ビリリウム系染料とポリカーボネートから生成する共晶
錯体層(特開昭54−27387)(ニ)無金属フタロ
シアニンをバインダーに分散させた層(特開昭55−9
497) (ホ)n型シリコンとp型ドープされたポリアセチレン
薄膜を積層したもの (特開昭55−130182、特
開昭55−138879及びビー、アール、ワインバー
ガー(B、R,Weinnberger)著のアプライ
ド、フィジックス、レター (Appl 、Phys、I、eLL、)38. 55
5.1981)(へ)真空蒸着されたメロシアニン染料
層(特開昭56−35477) これらは、これらの有機半導体を媒体中に溶解または分
散した溶液を基板上に塗布したり、あるいは低温度で真
空蒸着し、更にその上に別の導電層を設けることで安価
に大面積のものが得られるが、変換効率が低すぎ、実用
には供されない。
ビリリウム系染料とポリカーボネートから生成する共晶
錯体層(特開昭54−27387)(ニ)無金属フタロ
シアニンをバインダーに分散させた層(特開昭55−9
497) (ホ)n型シリコンとp型ドープされたポリアセチレン
薄膜を積層したもの (特開昭55−130182、特
開昭55−138879及びビー、アール、ワインバー
ガー(B、R,Weinnberger)著のアプライ
ド、フィジックス、レター (Appl 、Phys、I、eLL、)38. 55
5.1981)(へ)真空蒸着されたメロシアニン染料
層(特開昭56−35477) これらは、これらの有機半導体を媒体中に溶解または分
散した溶液を基板上に塗布したり、あるいは低温度で真
空蒸着し、更にその上に別の導電層を設けることで安価
に大面積のものが得られるが、変換効率が低すぎ、実用
には供されない。
上記(イ)〜(へ)では有機半導体層は有機半導体単独
または適当なバインダーとともに用いられているが、変
換効率は低いものであった。
または適当なバインダーとともに用いられているが、変
換効率は低いものであった。
[口 的]
本発明は従来技術の上記欠点を解消し、安価で大面積の
ものが容品に作製でき、可撓性もあって、有機材料を用
いたものとしては高い変換効率を有する光電変換素子を
提供することを目的としている。
ものが容品に作製でき、可撓性もあって、有機材料を用
いたものとしては高い変換効率を有する光電変換素子を
提供することを目的としている。
[構 成]
本発明は以上の様な欠点、特に可視光領域で光キヤリア
生成能力のある有機半導体がそれ単独または適当なバイ
ンダーとともに用いられた場合の[前記(イ)〜(へ)
]の欠点を改良すべく鋭意研究した結果、透光性フロン
ト電極、光活性層、及び背面電極を有する光電変換素子
において前記光活性層が、可視光領域に光吸収を有する
光導電性有機半導体を含み、更に下記一般式I又はII
で示される化合物を添加すると大幅に光電流が上昇し、
それにより変換効率の上昇がもたらされるという発見に
基づくものである。
生成能力のある有機半導体がそれ単独または適当なバイ
ンダーとともに用いられた場合の[前記(イ)〜(へ)
]の欠点を改良すべく鋭意研究した結果、透光性フロン
ト電極、光活性層、及び背面電極を有する光電変換素子
において前記光活性層が、可視光領域に光吸収を有する
光導電性有機半導体を含み、更に下記一般式I又はII
で示される化合物を添加すると大幅に光電流が上昇し、
それにより変換効率の上昇がもたらされるという発見に
基づくものである。
すなわち、本発明の構成は、透光性フロント電極、光活
性層及び背面電極を存する光電変換素子において、前記
光活性層が、可視光領域に光吸収を有する光導電性有機
半導体と、下記−般式Iで表わされる化合物を含有し、
かつ、上記光吸収性有機半導体と下記一般式■で表わさ
れる化合物の比率がlOハからl/2の間にあることを
特徴とする光電変換素子である。
性層及び背面電極を存する光電変換素子において、前記
光活性層が、可視光領域に光吸収を有する光導電性有機
半導体と、下記−般式Iで表わされる化合物を含有し、
かつ、上記光吸収性有機半導体と下記一般式■で表わさ
れる化合物の比率がlOハからl/2の間にあることを
特徴とする光電変換素子である。
一般式I
Ar+−CH−Arz
■
Arま
ただし、
Ar15Ar2は置換又は無置換の芳香環、置換又は無
置換の複索環、 Arzは水素、アルキル基、置換又は無置換の芳容環、
置換又は無置換の複索環であり、 A r + 、A r 2 、A r 3は互いに異な
っていても、同一であってもよい。
置換の複索環、 Arzは水素、アルキル基、置換又は無置換の芳容環、
置換又は無置換の複索環であり、 A r + 、A r 2 、A r 3は互いに異な
っていても、同一であってもよい。
本発明の光電変換素子は、アゾ顔料を含む光活性層CI
)が2つの電極(フロント電極、背面電極)に挾まれた
構成から成る。
)が2つの電極(フロント電極、背面電極)に挾まれた
構成から成る。
フロント電極側から光が入射するため、フロント電極は
光透過性となっている。
光透過性となっている。
フロント、背面電極とも単独で使用されてもよいし、支
持体あるいは保3層が設けられていてもよい。第1図a
〜第3図すにはこれらの例が示されている。
持体あるいは保3層が設けられていてもよい。第1図a
〜第3図すにはこれらの例が示されている。
フロント電極、背面@極からはリード線等により、外部
回路と接続され、実際の使用に供される。
回路と接続され、実際の使用に供される。
光活性層は単層である必要はなく、2層の例が第1図a
〜第3図すにそれぞれ示されている。
〜第3図すにそれぞれ示されている。
この光活性層(n)は光活性層(1)と同様に光により
電荷を発生させる層でもよいし、光活性層(1)で発生
した電荷を効率よく移動させる層でもよい。第1図すの
例では光活性層(I)はフロント電極側に描かれている
が光活性層(n)はフロント電極側にあっても勿論良い
。また、光活性層(1)は異なる光導電性有機材料から
成る複層であってもよい。
電荷を発生させる層でもよいし、光活性層(1)で発生
した電荷を効率よく移動させる層でもよい。第1図すの
例では光活性層(I)はフロント電極側に描かれている
が光活性層(n)はフロント電極側にあっても勿論良い
。また、光活性層(1)は異なる光導電性有機材料から
成る複層であってもよい。
本発明は上記光活性層(1)にかかわるものである。
光活性層(I)は光照射で正孔と電子を発生させる層で
ある。このためには、層内に電界が存在することが必要
で、これはフロント電極、背面電極の間に外部から電圧
を印加するか、または異なる仕事関数を有する金属をフ
ロント電極と背面電極に使用するか、または光活性層(
1)がフロントまたは背面電極もしくは光活性層(n)
と接合したお互いのフェルミレベル(または仕事関数)
の違いにより、熱キャリアが移動し、接合障壁が形成さ
れることで外部電圧なしでも達成される。
ある。このためには、層内に電界が存在することが必要
で、これはフロント電極、背面電極の間に外部から電圧
を印加するか、または異なる仕事関数を有する金属をフ
ロント電極と背面電極に使用するか、または光活性層(
1)がフロントまたは背面電極もしくは光活性層(n)
と接合したお互いのフェルミレベル(または仕事関数)
の違いにより、熱キャリアが移動し、接合障壁が形成さ
れることで外部電圧なしでも達成される。
光活性層(1)は層中に一般式(1)で示される化合物
と可視光に吸収を有する光導電性有機半導体を含み、ま
た必要ならば適当なバインダーを主成分として含む層で
ある。
と可視光に吸収を有する光導電性有機半導体を含み、ま
た必要ならば適当なバインダーを主成分として含む層で
ある。
我々はかかる化合物が存在すると、存在しない場合にく
らべ光活性層(I)で光照射時に生成する光電流量が飛
輩的に増大し、それにより変換効率が増大することを見
出した。
らべ光活性層(I)で光照射時に生成する光電流量が飛
輩的に増大し、それにより変換効率が増大することを見
出した。
ここで光変換素子とは、第1図のフロントおよび背面電
極間に外部電圧を印加しないで光照射した場合に起電力
または電流もくしはその両方を生じ、また外部電圧の印
加の状態では大きな光電流がとり出せる素子のことであ
る。
極間に外部電圧を印加しないで光照射した場合に起電力
または電流もくしはその両方を生じ、また外部電圧の印
加の状態では大きな光電流がとり出せる素子のことであ
る。
光活性層(1)は前述のごとく一般式(1)で示される
化合物と可視光に吸収を有する光導電性有機半導体を含
む層であり、前記可視吸収性有機半導体と前記化合物の
比率が10ハから172の間にあるものである。
化合物と可視光に吸収を有する光導電性有機半導体を含
む層であり、前記可視吸収性有機半導体と前記化合物の
比率が10ハから172の間にあるものである。
一般式で表わされる化合物は層中で他の半導体やバイン
ダーと結晶化せずに均一に相溶する能力が高く、また有
機化合物の中では正孔移動度が高く、イオン化ポテンシ
ャルも小さな化合物である。ここで光活性層CI)の好
ましい組成は可視光領域に光吸収を有する光導電性有機
半導体と一般式(1)の化合物の比率が10/Lから1
72の間にあり、両者の合計が層中で50〜90νt%
であり、バインダーがlO〜50vt%を占めるもので
ある。
ダーと結晶化せずに均一に相溶する能力が高く、また有
機化合物の中では正孔移動度が高く、イオン化ポテンシ
ャルも小さな化合物である。ここで光活性層CI)の好
ましい組成は可視光領域に光吸収を有する光導電性有機
半導体と一般式(1)の化合物の比率が10/Lから1
72の間にあり、両者の合計が層中で50〜90νt%
であり、バインダーがlO〜50vt%を占めるもので
ある。
添加化合物の量が少なくなると同化合物添加の効果が弱
くなり、また、同化合物の量が多くなると相対的に光吸
収光導電性有機半導体の量が少なくなり、それにより光
吸収量が小さくなる。光導電性有機半導体の量が少なく
なると光吸収量が小さくなり、また、その瓜が多くなる
と上記化合物の゛濃度が相対的に低くなり添加効果が弱
くなる。
くなり、また、同化合物の量が多くなると相対的に光吸
収光導電性有機半導体の量が少なくなり、それにより光
吸収量が小さくなる。光導電性有機半導体の量が少なく
なると光吸収量が小さくなり、また、その瓜が多くなる
と上記化合物の゛濃度が相対的に低くなり添加効果が弱
くなる。
バインダーの量が少ないと上記化合物が結晶化する確立
が高まり、また、多いと光電荷の発生、移動にかかわる
部分の量が少なくなり、効率が低下する。
が高まり、また、多いと光電荷の発生、移動にかかわる
部分の量が少なくなり、効率が低下する。
光活性層の膜厚は0.01〜IOμmで適当である。
最適膜厚は用いる光導電性有機半導体の種類や樹脂によ
っても異なるが0.05〜3μmが好ましい。薄いと光
吸収量が小さくなり、またフロント/背面電極間でピン
ホールの確率が高くなる。
っても異なるが0.05〜3μmが好ましい。薄いと光
吸収量が小さくなり、またフロント/背面電極間でピン
ホールの確率が高くなる。
厚くなると発生した正孔および電子の一方が電極に到達
するまでの距離が長くなり、途中で失活する確率が高ま
り、効率が低下する。
するまでの距離が長くなり、途中で失活する確率が高ま
り、効率が低下する。
尚、水層は上記有機半導体に必要ならば樹脂とともに適
当な媒体中に混合し、上記有機半導体が顔料の場合はボ
ールミル等の方法で顔料を粉砕し、均一な、スラリーを
作製するか、有機アミン等の溶剤中に顔料を溶解するか
した後、上記化合物を添加し、これらを背面電極あるい
は支持体上の背面電極あるいは支持体上のフロント電極
上に塗布して形成される。
当な媒体中に混合し、上記有機半導体が顔料の場合はボ
ールミル等の方法で顔料を粉砕し、均一な、スラリーを
作製するか、有機アミン等の溶剤中に顔料を溶解するか
した後、上記化合物を添加し、これらを背面電極あるい
は支持体上の背面電極あるいは支持体上のフロント電極
上に塗布して形成される。
この様にして形成された光活性層は、上記化合物がない
場合とくらべて開放電圧(V oc)が若干増大し、ま
た短絡電流(J sc)が大幅に上昇する。
場合とくらべて開放電圧(V oc)が若干増大し、ま
た短絡電流(J sc)が大幅に上昇する。
変換効率(n)は次式、
(Pfn:入射光エネルギー、ff:フィルファクター
)で決定される。
)で決定される。
本発明の素子は上記一般式Iあるいは一般式■の化合物
を添加していないものとくらべ、高い変換効率をもたら
す。この理由として上記化合物は有機物としては低いイ
オン化ポテンシャルを6′するため、光吸収により光導
電性有機半導体中に生成した光電荷のうち、正孔が容易
に上記化合物中に注入される。また、該化合物は正孔移
動度も高い。このため、未添加の系とくらべ、正孔と電
子の再結合の確立の低下がもたらされ、また、正孔の移
動効率の上昇も図られることが考えられる。
を添加していないものとくらべ、高い変換効率をもたら
す。この理由として上記化合物は有機物としては低いイ
オン化ポテンシャルを6′するため、光吸収により光導
電性有機半導体中に生成した光電荷のうち、正孔が容易
に上記化合物中に注入される。また、該化合物は正孔移
動度も高い。このため、未添加の系とくらべ、正孔と電
子の再結合の確立の低下がもたらされ、また、正孔の移
動効率の上昇も図られることが考えられる。
また勿論外部から電圧を印加した場合にも、大きな光電
流がとり出せ、従って感度に優れた光電変換素子として
用いられる。
流がとり出せ、従って感度に優れた光電変換素子として
用いられる。
上記一般式(1)で表わされる化合物の具体例として下
記表Iに示す構造の化合物が挙げられる。
記表Iに示す構造の化合物が挙げられる。
表 !
上記一般式IIで表わされる化合物の具体例として下記
表Hに示す構造の化合物が挙げられる。
表Hに示す構造の化合物が挙げられる。
フロント電極層及びその支持体についてニアルミニウム
、鉛、亜鉛、タンタル、ニッケル、チタン、コバルト、
ニオブ、銅、ハステロイ01金、白金、銀、パラジウム
等の半透明の金属や酸化スズ、ITO等の金属酸化物等
がフロント電極として使用でき、支持体としては、ガラ
ス、透明プラスチックフィルムが用いられる。
、鉛、亜鉛、タンタル、ニッケル、チタン、コバルト、
ニオブ、銅、ハステロイ01金、白金、銀、パラジウム
等の半透明の金属や酸化スズ、ITO等の金属酸化物等
がフロント電極として使用でき、支持体としては、ガラ
ス、透明プラスチックフィルムが用いられる。
背面電極及びその支持体について:
はとんどの金属が背面電極として使用できる。
支持体としてはガラス、透明プラスチックフィルムが用
いられる。
いられる。
光活性層(II)について:
この層はa)光活性層(I)に使用の顔料の感光波長の
低い領域をおぎなうために、他の電荷発生有機半導体を
含むか、b)光活性層(1)との間で接合障壁を形成す
る層か、C)光活性層(1)で発生した正孔と電子のど
ちらかを有効に移動する層である。
低い領域をおぎなうために、他の電荷発生有機半導体を
含むか、b)光活性層(1)との間で接合障壁を形成す
る層か、C)光活性層(1)で発生した正孔と電子のど
ちらかを有効に移動する層である。
このうちa)の層は、後述の光活性層(1)の例示化合
物のうち、(1)と補正の色調を有する化合物が効果が
高く、これは光活性層(1)と同様に塗布して形成され
る。
物のうち、(1)と補正の色調を有する化合物が効果が
高く、これは光活性層(1)と同様に塗布して形成され
る。
b)の層は酸化亜鉛、酸化チタン、硫化カドミウム、セ
レン結晶、酸化鉛等の微粒子を結着剤樹脂に分散して形
成される。
レン結晶、酸化鉛等の微粒子を結着剤樹脂に分散して形
成される。
C)の層として光活性層(1)の添加剤か、それより更
にIp値の低い電子供与体を適当な樹脂に混合して形成
される。
にIp値の低い電子供与体を適当な樹脂に混合して形成
される。
本発明の必須成分として用いられる光吸収性有機半導体
はジスアゾ顔料、トリスアゾ顔料等のアゾ顔料、フタロ
シアニン系顔料、キナクリドン系顔料、ペリレン系顔料
、方谷族多環牛ノン系顔料、インジゴ系顔料、チオイン
ジゴ系顔料等の顔料やトリフェニルメタン染料、シアニ
ン染料、メロシアニン染料等の染料が挙げられる。
はジスアゾ顔料、トリスアゾ顔料等のアゾ顔料、フタロ
シアニン系顔料、キナクリドン系顔料、ペリレン系顔料
、方谷族多環牛ノン系顔料、インジゴ系顔料、チオイン
ジゴ系顔料等の顔料やトリフェニルメタン染料、シアニ
ン染料、メロシアニン染料等の染料が挙げられる。
バインダとして用いられる樹脂の例としては、ポリエス
テル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポ
リウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂、フェ
ノール樹脂、メラミン樹脂、アクリル樹脂、セルロース
樹脂、酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデ
ン樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、ブチラール樹脂、ポリ
ビニルカルバゾール樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリイミ
ド樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、塩ビー酢ビ共重合
体、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体、スチ
レン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−ブタジェン
共重合体、エチルセルロース等が挙げられる。
テル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポ
リウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂、フェ
ノール樹脂、メラミン樹脂、アクリル樹脂、セルロース
樹脂、酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデ
ン樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、ブチラール樹脂、ポリ
ビニルカルバゾール樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリイミ
ド樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、塩ビー酢ビ共重合
体、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体、スチ
レン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−ブタジェン
共重合体、エチルセルロース等が挙げられる。
次に本発明の光電変換素子の構造例を第1〜3図に示し
た概略図で説明する。b図はa図で示した光活性層を補
足するために第2の光活性層を追加した例を示す。
た概略図で説明する。b図はa図で示した光活性層を補
足するために第2の光活性層を追加した例を示す。
図中、1は透光性フロント電極、2は光活性層(I)、
3は光活性層(II)、4は背面電極、5はフロント電
極支持体、6は背面電極支持体を示す。なお、これらの
構造は用途に応じているいろと応用変化させることがで
きることを理解すべきである。
3は光活性層(II)、4は背面電極、5はフロント電
極支持体、6は背面電極支持体を示す。なお、これらの
構造は用途に応じているいろと応用変化させることがで
きることを理解すべきである。
本発明をさらに具体的に説明するために以下に実施例を
示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
実施例1
下記の構造のアゾ顔料0.8gとブチラール樹脂(U
CCif製X Y II L )の5%テトラヒドロフ
ラン溶液8gとを3日間ボールミリングした後にテトラ
ヒドロフランで更に希釈し1.5vt%の溶液を作製し
た。
CCif製X Y II L )の5%テトラヒドロフ
ラン溶液8gとを3日間ボールミリングした後にテトラ
ヒドロフランで更に希釈し1.5vt%の溶液を作製し
た。
この溶液に上記アゾ顔料と同重量の下記構造式で示され
る添加物を加え、撹拌した後に塗m液を作製した。
る添加物を加え、撹拌した後に塗m液を作製した。
この塗布液にインジウムをドープした酸化スズ膜(以下
ITOと称する)を設けたガラス基板を浸漬し、2fl
lII1秒の速度で基板をひきあげ、ITO基板上に塗
膜を設けた。
ITOと称する)を設けたガラス基板を浸漬し、2fl
lII1秒の速度で基板をひきあげ、ITO基板上に塗
膜を設けた。
この上に、580rvlこおける透過率が約5.2%と
なる様に半透明のアルミニウムを真空蒸着した後、lT
Oとアルミニウムに銀ペーストにて銅の細線を接続した
。
なる様に半透明のアルミニウムを真空蒸着した後、lT
Oとアルミニウムに銀ペーストにて銅の細線を接続した
。
この試料に対し、AI電極側から580nmの単色光を
照射(顔料分散膜に到達した光QPin’を1.57μ
v/e+w’に設定)しながら、画電極に8sv/秒で
掃引されるランプ波を印加して電流−電圧特性を測定し
た。その結果 Voc−0,98V Jsc−60,1nA/ cシ 1’l’−0,20 であった。
照射(顔料分散膜に到達した光QPin’を1.57μ
v/e+w’に設定)しながら、画電極に8sv/秒で
掃引されるランプ波を印加して電流−電圧特性を測定し
た。その結果 Voc−0,98V Jsc−60,1nA/ cシ 1’l’−0,20 であった。
電極の透過率を補正した580nttrにおける光電変
換効率(η=)0.75%であった。
換効率(η=)0.75%であった。
実施例2
実施例1の添加剤を下記の化合物に変えた以外は実施例
1と同様に添加物を含有する試料をこの試料に580n
iの単色光をAI電極側から入射(Pin’−1,56
μv/Cm2) L、実施例1と同様に光電変換効率を
測定したところ下記の様な結果が得られた。
1と同様に添加物を含有する試料をこの試料に580n
iの単色光をAI電極側から入射(Pin’−1,56
μv/Cm2) L、実施例1と同様に光電変換効率を
測定したところ下記の様な結果が得られた。
Voc=0.93V
Jsc−47,3nAノC−
rr−0,22
η” −0,82%
比較例1
添加物を加えないこと以外は実施例1と同様に試料を作
製し、580n−の単色光をITO電極から入射(PI
n’= 1.6gv/c+e2) して同様に光電変
換効率を測定したところ下記の様な結果が得られた。
製し、580n−の単色光をITO電極から入射(PI
n’= 1.6gv/c+e2) して同様に光電変
換効率を測定したところ下記の様な結果が得られた。
Voc−0,74V
Jsc=2.5nA/cm ’
rr−0,22
η−−0.02896
実施例3
実施例1の添加物を下記のものに変えた以外は実施例1
と同様に添加物を含有する試料を作製した。
と同様に添加物を含有する試料を作製した。
この試料に580na+の単色光をAI電極側から入射
(Pin’ −1,55μw/c+a2) L、実施例
1と同様に光電変換効率を測定したところ下記の様な結
果が得られた。
(Pin’ −1,55μw/c+a2) L、実施例
1と同様に光電変換効率を測定したところ下記の様な結
果が得られた。
Voc=0.95V
Jse−57,8nA/cd
「r自0.22
η゛■0.78%
実施flII 4
実施例1の添加物を下記のものに変えた以外は実施例1
と同様に添加物を含有する試料を作製した。
と同様に添加物を含有する試料を作製した。
この試料に580nmの単色光をAI電極側から入射(
Pin’ −1,59μw/cn+’ ) L、、、実
施例1と同様に光電変換効率を測定したところ下記の様
な結果が得られた。
Pin’ −1,59μw/cn+’ ) L、、、実
施例1と同様に光電変換効率を測定したところ下記の様
な結果が得られた。
Voe−0,96V
Jse−48,1nA/cd
1’l’−0,21
η゛■0.61%
実施例5
実施例1の添加物を下記のものに変えた以外は実施例1
と同様に添加物を含有する試料を作製した。
と同様に添加物を含有する試料を作製した。
この試料に580nsの単色光をAI[極側から入射(
P1n’=1.55μv/am2) L、、、実施例1
と同様に光電変換効率を21−1定したところ下記の様
な結果が得られた。
P1n’=1.55μv/am2) L、、、実施例1
と同様に光電変換効率を21−1定したところ下記の様
な結果が得られた。
Voc−0,89V
Jsc−32J nA/cj
f’r−0,23
η”−0,43%
実施例6
実施例1の添加物を下記のものに変えた以外は実施例1
と同様に添加物を含有する試料を作製した。
と同様に添加物を含有する試料を作製した。
この試料に580rvの単色光をAl電極側から入射(
Pln’=1.57μv/c+g2) L、、実施例1
と同様に光電変換効率を測定したところ下記の様な結果
が得られた。
Pln’=1.57μv/c+g2) L、、実施例1
と同様に光電変換効率を測定したところ下記の様な結果
が得られた。
Woe−0,9QV
Jsc−42,8r+A/cd
ff−0,22
η” −0,54%
実施例7
実施例1のアゾ顔料をβ型銅フタロシアニンに変えた以
外は実施例1と同様に添加物を含何する試料を作製した
。
外は実施例1と同様に添加物を含何する試料を作製した
。
この試料に820r+a+の単色光をAl電極側から入
射(PIn’=1.5 μv/cm’ ) シ、実施例
1と同様に光電変換効率を測定したところ下記の様な結
果が得られた。
射(PIn’=1.5 μv/cm’ ) シ、実施例
1と同様に光電変換効率を測定したところ下記の様な結
果が得られた。
Voc=0.93V
Jsc−28,3n^/cd
11輪0.24
η″課0.42%
比較例2
添加物を加えないこと以外は実施例7と同様に試料を作
製し、820nmの単色光をA1電極から入射(P1n
’ −1,5μv/cm’ ) シて同様に光電変換効
率を測定したところ下記の様な結果が得られた。
製し、820nmの単色光をA1電極から入射(P1n
’ −1,5μv/cm’ ) シて同様に光電変換効
率を測定したところ下記の様な結果が得られた。
Voc=0.72V
Jsc−10,4nA/cd
[’f’−0,26
η″−0,13%
実施例8
下記構造のアゾ顔料0.8gとブチラール樹脂(UCC
社XYIIL) (7) 596 f” l’ 5 ヒ
ト075:/溶液8gとを30間ボールミリングした後
にテトラヒドロフランで更に希釈し1.5wt%の溶液
を作製した。
社XYIIL) (7) 596 f” l’ 5 ヒ
ト075:/溶液8gとを30間ボールミリングした後
にテトラヒドロフランで更に希釈し1.5wt%の溶液
を作製した。
この溶液に前記アゾ顔料と同重量の下記構造式で示され
る添加物を加え、撹拌した後に塗布液を作製した。
る添加物を加え、撹拌した後に塗布液を作製した。
この塗布液にインジウムをドープした酸化スズ膜(IT
Oと称する)を設けたガラス基板を浸漬し、2io+/
秒の速度で基板をひきあげITO基板上に塗膜を設けた
。
Oと称する)を設けたガラス基板を浸漬し、2io+/
秒の速度で基板をひきあげITO基板上に塗膜を設けた
。
この上に560nmにおける透過率が4.9%となる様
に半透明のアルミニウムを真空蒸着した後、ITOとア
ルミニウムに銀ペーストにて銅の細線を接続した。
に半透明のアルミニウムを真空蒸着した後、ITOとア
ルミニウムに銀ペーストにて銅の細線を接続した。
この試料に対しAl電極側から560no+の単色光を
照射(顔料分散膜に到達した光量Pin’を1.6μw
/as2に設定)しながら画電極に6IIV/秒で掃引
されるランプ波を印加して電流−電圧特性を測定した。
照射(顔料分散膜に到達した光量Pin’を1.6μw
/as2に設定)しながら画電極に6IIV/秒で掃引
されるランプ波を印加して電流−電圧特性を測定した。
その結果
Voc=0.91V
Jsc−38,7nA/cd
fr−0,23
であった。
電極の透過率を補正した560■における光電変換効率
(η′)は0.48%であった。
(η′)は0.48%であった。
実施例9
実施例8の添加物を下記の化合物に変えた以外は実施例
8と同様に添加物を含有する試料を作製した。
8と同様に添加物を含有する試料を作製した。
この試料に560rvの単色光をAI電極側から入射(
Pin’ −1,6μv/cm2) L、実施例8と同
様に光電変換効率を測定したところ下記の様な結果が得
られた。
Pin’ −1,6μv/cm2) L、実施例8と同
様に光電変換効率を測定したところ下記の様な結果が得
られた。
Voc=0.93V
Jsc−49,2nA/cd
ff−0,21
η′−0.60%
比較例3
添加物を加えないこと以外は実施例8と同様に試料を作
製し、5BOn−の単色光をITO電極から入射(Pi
n’ −1,58μw/C52) L、て同様に光電変
換効率を測定したところ下記の様な結果が得られた。
製し、5BOn−の単色光をITO電極から入射(Pi
n’ −1,58μw/C52) L、て同様に光電変
換効率を測定したところ下記の様な結果が得られた。
Voc=0.82V
Jse−2,64nA/cシ
fl’−0,26
η=−0,038%
実施例10
実施例8の添加物を下記のものに変えた以外は実施例8
と同様に添加物を含有する試料を作製した。
と同様に添加物を含有する試料を作製した。
この試料に560no+の単色光をAI電極側から入射
(Pin’= IJBzv/cm2) L、実施例8と
同様に光電変換効率を測定したところ下記の様な結果が
得られた。
(Pin’= IJBzv/cm2) L、実施例8と
同様に光電変換効率を測定したところ下記の様な結果が
得られた。
Voc−0,92V
Jsc−9,1nA/cj
fr−0,23
η−−0.12%
実施例11
実施例8の添加物を下記のものに変えた以外は実施例8
と同様に添加物を含有する試料を作製した。
と同様に添加物を含有する試料を作製した。
この試料に5BOnmの単色光をAI電極側から入射(
Pin’ −1,64v/ca+2) L、実施例8と
同様に光電変換効率を測定したところ下記の様な結果が
得られた。
Pin’ −1,64v/ca+2) L、実施例8と
同様に光電変換効率を測定したところ下記の様な結果が
得られた。
Voc−0,95V
Jsc−32nA/cj
rf’−0,20
η″−0,38%
実施例12
実施例8の添加物を下記のものに変えた以外は実施例8
と同様に添加物を含有する試料を作製した。
と同様に添加物を含有する試料を作製した。
この試料に580nsの単色光をAI電極側から入射(
Pin’ −1,8,czw/Cm2) L、実施例8
と同様に光電変換効率を測定したところ下記の様な結果
が得られた。
Pin’ −1,8,czw/Cm2) L、実施例8
と同様に光電変換効率を測定したところ下記の様な結果
が得られた。
Voc=0.94V
Jsc−8,2nA/cd
f’f’−0,23
η ゛ −0,0114%
実施例13
実施例8の添加物を下記のものに変えた以外は実施例8
と同様に添加物を含有する試料を作製した。
と同様に添加物を含有する試料を作製した。
この試料に560nsの単色光をAI電極側から入射C
Pin’= 1.Elμy/cm2) I、、実施例8
と同様に光電変換効率を測定したところ下記の様な結果
が得られた。
Pin’= 1.Elμy/cm2) I、、実施例8
と同様に光電変換効率を測定したところ下記の様な結果
が得られた。
110cmQ、9LV
Jsc−18,8nA/cシ
f’r−0,23
η”−0,18%
実施例14
実施例8のアゾ顔料をβ型鋼フタロシアニンに変えた以
外は実施例8と同様に添加物を含有する試料を作製した
。
外は実施例8と同様に添加物を含有する試料を作製した
。
この試料に620rvの単色光をA!電極側から入射(
Pin’−1,5μv/cm2) L、、、実施例8と
同様に光電変換効率を測定したところ下記の様な結果が
得られた。
Pin’−1,5μv/cm2) L、、、実施例8と
同様に光電変換効率を測定したところ下記の様な結果が
得られた。
Woe−0,89V
Jse−214n^ノC−
f’r−0,23
η−−0.29%
[効 果]
以上述べたように、本発明によれば前記化合物を光活性
層に添加することにより、高い光電流を示し、かつ安価
で大面積の光電変換素子が達成できる。
層に添加することにより、高い光電流を示し、かつ安価
で大面積の光電変換素子が達成できる。
このため、従来単独またはバインダーとの混合系で、低
い光電流のため使用不可であった光導電性有機半導体も
有効に利用できる様になり、材料の選択範囲を広げるこ
とができる。
い光電流のため使用不可であった光導電性有機半導体も
有効に利用できる様になり、材料の選択範囲を広げるこ
とができる。
第1図a〜第3図すは本発明の光電変換素子の断面を示
す概略図である。 1・・・透光性フロント電極、2・・・光活性層(I)
3・・・光活性W(n) 、4・・・背面電極5・
・・フロント電極支持体、 6・・・背面電極支持体。
す概略図である。 1・・・透光性フロント電極、2・・・光活性層(I)
3・・・光活性W(n) 、4・・・背面電極5・
・・フロント電極支持体、 6・・・背面電極支持体。
Claims (2)
- (1)透光性フロント電極、光活性層及び背面電極を有
する光電変換素子において、前記光活性層が、可視光領
域に光吸収を有する光導電性有機半導体と、下記一般式
I で表わされる化合物を含有し、かつ、上記光吸収性
有機半導体と下記一般式 I で表わされる化合物の比率
が10/1から1/2の間にあることを特徴とする光電
変換素子。 一般式 I ▲数式、化学式、表等があります▼ ただし、 Ar_1、Ar_2は置換又は無置換の芳香環、置換又
は無置換の複素環、 Ar_3は水素、アルキル基、置換又は無置換の芳香環
、置換又は無置換の複素環であ り、 Ar_1、Ar_2、Ar_3は互いに異なっていても
、同一であってもよい。 - (2)上記請求項1における一般式 I で表わせる化合
物を下記一般式IIで表わせるオキサジアゾール化合物に
置換したものであることを特徴とする請求項1記載の光
電変換素子。 一般式II ▲数式、化学式、表等があります▼ ただし、 Ar_1、Ar_2は置換又は無置換の飽和又は不飽和
の鎖状炭化水素基、置換又は無置 換のアミノ基、置換又は無置換の芳香環、 置換又は無置換の複素環であり、 Ar_1、Ar_2は互いに同一であっても異なってい
てもよい。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63032791A JPH01208873A (ja) | 1988-02-17 | 1988-02-17 | 光電変換素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63032791A JPH01208873A (ja) | 1988-02-17 | 1988-02-17 | 光電変換素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01208873A true JPH01208873A (ja) | 1989-08-22 |
Family
ID=12368674
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63032791A Pending JPH01208873A (ja) | 1988-02-17 | 1988-02-17 | 光電変換素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01208873A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005533341A (ja) * | 2002-07-10 | 2005-11-04 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | トリアリールメタンを主成分とする電荷輸送組成物およびその電子デバイスにおける使用 |
JP2007197429A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-08-09 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | オキサジアゾール誘導体、およびオキサジアゾール誘導体を用いた発光素子、発光装置、並びに電子機器 |
JP2009231515A (ja) * | 2007-03-30 | 2009-10-08 | Fujifilm Corp | 有機電界発光素子 |
US8389735B2 (en) | 2005-12-28 | 2013-03-05 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Oxadiazole derivative, and light emitting element, light emitting device, and electronic device using the oxadiazole derivative |
JP2014073986A (ja) * | 2012-10-03 | 2014-04-24 | Asahi Organic Chemicals Industry Co Ltd | アントラセン誘導体及びその製造方法、化合物、組成物、硬化物並びに蛍光素子 |
US9112170B2 (en) | 2006-03-21 | 2015-08-18 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light-emitting element, light-emitting device, and electronic device |
-
1988
- 1988-02-17 JP JP63032791A patent/JPH01208873A/ja active Pending
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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