JPH04192374A - Tandem organic solar battery - Google Patents

Tandem organic solar battery

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JPH04192374A
JPH04192374A JP2320387A JP32038790A JPH04192374A JP H04192374 A JPH04192374 A JP H04192374A JP 2320387 A JP2320387 A JP 2320387A JP 32038790 A JP32038790 A JP 32038790A JP H04192374 A JPH04192374 A JP H04192374A
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layer
electrode side
organic solar
unit cell
coloring matter
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Norishige Shichiri
徳重 七里
Takeshi Inoue
健 井上
Minoru Suezaki
穣 末崎
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide the title tandem organic solar battery with high energy conversion efficiency exhibiting stable performances with minimum electrode short-circuiting, etc., by a method wherein the unit cell of the title tandem organic solar battery is composed of a composite layer of successive laminates of a first layer comprising perylene coloring matter, a second layer comprising phthalocyanine coloring matter and a third layer comprising quinacridone coloring matter from the transparent electrode side to the opposing electrode side. CONSTITUTION:The unit cell of the title tandem solar battery is composed of a composite layer of successive laminates of a first layer comprising perylene coloring matter, a second layer comprising phthalocyanine coloring matter and a third layer comprising quinacridone coloring matter from a transparent electrode side to the opposite electrode side. Accordingly, when the unit cell is irradiated with light from the transparent electrode side, the light in the photoabsorption region of the phthalocyanine coloring matter in respective unit cells is hardly attenuated to be incident over respective cells so that the light may be photoelecterically converted efficiently in the interface between the first layer and the second layer in respective unit cells.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はタンデム型有機太陽電池に関し、詳しくは透明
電極と対向電極との間に有機化合物を主体とする単位セ
ルが複数個設けられているタンデム型有機太陽電池に関
する。
[Detailed Description of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a tandem organic solar cell, and more specifically, a plurality of unit cells mainly made of an organic compound are provided between a transparent electrode and a counter electrode. Regarding tandem organic solar cells.

(従来の技術) 太陽電池材料として有機化合物を使用した有機太陽電池
は、無機半導体を使用した太陽電池に比べ、コスト、大
面積化、製造工程の容5さ等の点で優れており、従来よ
り、有機化合物が太陽電池材料として使用された種々の
構成の有機太陽電池が提案されている。
(Prior art) Organic solar cells that use organic compounds as solar cell materials are superior to solar cells that use inorganic semiconductors in terms of cost, large area, and manufacturing process. Therefore, organic solar cells of various configurations using organic compounds as solar cell materials have been proposed.

例えば、フタロシアニン銅とペリレン系色素の積層膜を
使用した有機太陽電池が、Applied  Phys
ics  Letters (1986゜Vol、48
.P、183)に記載されており、この有機太陽電池の
エネルギー変換効率は1%程度であると報告されている
。しかし、上記太陽電池においては、その高いエネルギ
ー変換効率を得るためには、半導体層である色素層の膜
厚を薄くしなければならない。そのため膜にピンホール
が生じ昌く、電極が短絡する欠点があった。
For example, an organic solar cell using a laminated film of copper phthalocyanine and perylene dyes is being
ics Letters (1986°Vol, 48
.. P, 183), and the energy conversion efficiency of this organic solar cell is reported to be about 1%. However, in the solar cell described above, in order to obtain high energy conversion efficiency, the thickness of the dye layer, which is a semiconductor layer, must be made thin. As a result, pinholes are formed in the membrane, resulting in a short circuit between the electrodes.

一方、太陽電池のエネルギー変換効率を高めるタメに複
数個の単位セルを積層したタンデム型太陽電池が提案さ
れており、有機太陽電池に応用した例が、CHEMIS
TRY  LETTER8(1990、P、327)に
記載されているが、積層数が増すにしたがって光透過性
が減少してエネルギー変換効率が低下し、単位セルの積
層効果が認められないという欠点を有していた。
On the other hand, a tandem solar cell in which multiple unit cells are stacked has been proposed to increase the energy conversion efficiency of the solar cell, and an example of its application to an organic solar cell is CHEMIS.
It is described in TRY LETTER 8 (1990, P, 327), but it has the disadvantage that as the number of laminated layers increases, the light transmittance decreases, the energy conversion efficiency decreases, and the laminated effect of the unit cell is not recognized. was.

(発明が解決しようとする課題) 本発明は、上記欠点を解決するためになされたものであ
り、その目的は、エネルギー変換効率が高く、しかも電
極の短絡等の少ない、性能の安定したタンデム型有機太
陽電池を提供することにある。
(Problems to be Solved by the Invention) The present invention was made in order to solve the above-mentioned drawbacks, and its purpose is to provide a tandem type with high energy conversion efficiency and stable performance with few electrode short circuits. Our goal is to provide organic solar cells.

(課題を解決するための手段) 本発明で使用される透明電極は、可視光が透過可能なも
のであれば特に限定されるものではないが、通常は、透
明基板上に透明導電膜が設けられたものが好適に使用さ
れる。
(Means for Solving the Problems) The transparent electrode used in the present invention is not particularly limited as long as it can transmit visible light, but usually a transparent conductive film is provided on a transparent substrate. Those obtained are preferably used.

上記透明基板に使用される材料としては、例えば、ガラ
スおよびアクリル系、ビニル系、ポリオレフィン系、ポ
リエステル系、ポリアミド系、ポリカーボネート系等の
高分子があげられる。
Examples of materials used for the transparent substrate include glass and polymers such as acrylic, vinyl, polyolefin, polyester, polyamide, and polycarbonate.

上記透明導電膜に使用される材料としては、例えば、ス
ズがドープされた酸化インジウム(以下、ITOという
)、酸化スズ、酸化インジウム等があげられ、特にIT
Oが好ましい。
Examples of materials used for the transparent conductive film include tin-doped indium oxide (hereinafter referred to as ITO), tin oxide, and indium oxide.
O is preferred.

本発明で使用される対向電極は、公知の電極材料を用い
て形成され、該電極材料としては、例えば、金、銀、白
金等の仕事関数の大きな金属があげられる。
The counter electrode used in the present invention is formed using a known electrode material, and examples of the electrode material include metals with a high work function such as gold, silver, and platinum.

本発明で使用される単位セルは、透明電極側から対向電
極側に向けて、ペリレン系色素からなる第1層、フタロ
シアニン系色素からなる第2層およびキナクリドン系色
素からなる第3層が順次積層されている複合層となされ
ている。
In the unit cell used in the present invention, a first layer made of a perylene dye, a second layer made of a phthalocyanine dye, and a third layer made of a quinacridone dye are sequentially laminated from the transparent electrode side to the counter electrode side. It is made with composite layers.

上記第1層で使用されるペリレン系色素としては、例え
ば、ペリレンテトラカルボン酸ビスベンゾイミダゾール
、N、N’−ジメチルペリレンテトラカルボン酸ジイミ
ド、N、N’−ジフェニルペリレンテトラカルボン酸ジ
イミド等があげられ、これらは、単独で使用してもよい
し、二種以上併用されてもよい。
Examples of the perylene dye used in the first layer include perylenetetracarboxylic acid bisbenzimidazole, N,N'-dimethylperylenetetracarboxylic acid diimide, N,N'-diphenylperylenetetracarboxylic acid diimide, etc. These may be used alone or in combination of two or more.

上記第1層の膜厚は特に限定されるものではないが、薄
くなるとピンホールが発生しやすくなり、厚くなると光
透過率の低下および膜の電気抵抗の増加のためにエネル
ギー変換効率が低下するので、500〜2oooAが好
ましい。
The film thickness of the first layer is not particularly limited, but as it becomes thinner, pinholes are more likely to occur, and as it becomes thicker, energy conversion efficiency decreases due to a decrease in light transmittance and an increase in the electrical resistance of the film. Therefore, 500 to 2oooA is preferable.

上記第2層で使用されるフタロシアニン系色素としては
、例えば、無金属フタロシアニン、金属フタロシアニン
およびそれらの誘導体等があげられる。
Examples of the phthalocyanine dye used in the second layer include metal-free phthalocyanine, metal phthalocyanine, and derivatives thereof.

上記金属フタロシアニンとしては、例えば、中心原子が
、銅、マグネシウム、亜鉛、アルミニウム、スズ、クロ
ム、マンガン、鉄、コバルト、ロジウム、パラジウム、
白金等の金属、3価以上の原子価を有する金属のハロゲ
ン化物などで形成されたものがあげられる。
Examples of the metal phthalocyanine include copper, magnesium, zinc, aluminum, tin, chromium, manganese, iron, cobalt, rhodium, palladium,
Examples include metals such as platinum, halides of metals with a valence of 3 or more, and the like.

上記誘導体としては、例えば、フタロシアニン分子中の
水素原子が、スルホン基、ニトロ基、シアノ基、カルボ
キシル基、ハロゲン原子等で置換されたものがあげられ
る。
Examples of the above derivatives include those in which a hydrogen atom in a phthalocyanine molecule is substituted with a sulfone group, a nitro group, a cyano group, a carboxyl group, a halogen atom, or the like.

上記第2層は、ごく薄い膜であっても十分な起電力を生
じさせることができ、膜中にピンホールを有していたり
、膜が不連続な状態になっていても同様の効果を発揮す
る。その膜厚は特に限定されるものではないが、薄くな
ると十分な起電力を生じさせることができなくなり、厚
くなるとフタロシアニン系色素の光吸収波長領域(60
0〜800nm)での光吸収が大きくなりすぎ、複数個
の単位セル中を光が透過するにしたがい、光が減衰して
二段目以降の単位セルでの起電力が低下するので、20
〜500人が好ましい。
The second layer can generate a sufficient electromotive force even if it is a very thin film, and the same effect can be achieved even if the film has pinholes or is discontinuous. Demonstrate. The thickness of the film is not particularly limited, but if it becomes thin, sufficient electromotive force cannot be generated, and if it becomes thick, the light absorption wavelength region of phthalocyanine dyes (60
0 to 800 nm) becomes too large, and as the light passes through multiple unit cells, the light attenuates and the electromotive force in the second and subsequent unit cells decreases.
~500 people is preferred.

上記第3層で使用されるキナクリドン系色素としては、
例えば、無置換キナクリドン、2.9−ジメチルキナク
リドン、2,9−ジクロロキナクリドン、3.10−ジ
メチルキナクリドン、3゜10−ジクロロキナクリドン
、4,11−ジメチルキナクリドン等があげられ、これ
らは、単独で使用されてもよいし二種以上併用されても
よい。
The quinacridone dye used in the third layer is as follows:
Examples include unsubstituted quinacridone, 2,9-dimethylquinacridone, 2,9-dichloroquinacridone, 3,10-dimethylquinacridone, 3°10-dichloroquinacridone, 4,11-dimethylquinacridone, etc. They may be used or two or more types may be used in combination.

上記第3層の膜厚は特に限定されるものではないが、薄
くなるとピンホールが発生しやすくなり、厚くなると光
透過率の低下および膜の電気抵抗の増加のためにエネル
ギー変換効率が低下するので、500〜2000人が好
ましい。
The thickness of the third layer is not particularly limited, but as it becomes thinner, pinholes are more likely to occur, and as it becomes thicker, energy conversion efficiency decreases due to a decrease in light transmittance and an increase in the electrical resistance of the film. Therefore, 500 to 2000 people is preferable.

本発明のタンデム型有機太陽電池においては、前記透明
電極および対向電極の間に上記単位セルが2個以上設け
られており、各単位セル間は金属層で接合されている。
In the tandem organic solar cell of the present invention, two or more of the above unit cells are provided between the transparent electrode and the counter electrode, and each unit cell is connected with a metal layer.

上記金属層に使用される金属としては、例えば、金、銀
等があげられ、その膜厚は、薄くなると単位セル同志を
オーミックに接合する効果が低下し、厚くなると光透過
率が低下するので、10〜100人が好ましく、15〜
30人がより好ましい。
Examples of the metal used in the metal layer include gold and silver, and as the film thickness becomes thinner, the effect of ohmic bonding between unit cells decreases, and as it becomes thicker, the light transmittance decreases. , preferably 10 to 100 people, and 15 to 100 people.
30 people is more preferable.

上記各層の形成方法は任意の方法が採用されてよく、例
えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンブレーテ
ィング法等の各方法があげられる。
Any method may be used to form the above-mentioned layers, and examples thereof include vacuum evaporation, sputtering, ion blasting, and the like.

本発明のタンデム型有機太陽電池を製造するには、例え
ば、透明基板上に透明導電膜が真空蒸着された透明電極
の透明導電膜上に、ペリレン系色素膜、フタロシアニン
系色素膜およびキナクリドン系色素膜を真空蒸着により
順次積層して一段目の単位セルを形成し、次に、真空蒸
着により金属層を形成し、さらに二段目の単位セルを同
様にして積層し、その上に対向電極を設ければよい。
In order to manufacture the tandem organic solar cell of the present invention, for example, a transparent conductive film is vacuum-deposited on a transparent substrate, and a perylene dye film, a phthalocyanine dye film, and a quinacridone dye film are coated on a transparent conductive film of a transparent electrode. A first unit cell is formed by sequentially stacking films by vacuum evaporation, then a metal layer is formed by vacuum evaporation, a second unit cell is stacked in the same manner, and a counter electrode is placed on top of the metal layer. Just set it up.

なお、単位セルをを3個以上設ける場合は、上記二段目
の単位セルと同様、金属層と単位セルを交互に積層して
所定数の単位セルを形成した後、最後に対向電極を設け
ればよい。
In addition, when three or more unit cells are provided, similar to the second stage unit cell described above, after forming a predetermined number of unit cells by alternately stacking metal layers and unit cells, a counter electrode is provided at the end. That's fine.

本発明2のタンデム型有機太陽電池においては、前記透
明電極および対向電極の間に、2個の異なる単位セルが
設けられ、上記単位セル間が前記金属層で接合されてい
る。
In the tandem organic solar cell of the second aspect of the present invention, two different unit cells are provided between the transparent electrode and the counter electrode, and the unit cells are connected by the metal layer.

上記2個の異なる単位セルのうち、透明電極側の単位セ
ルは、前記単位セルと同一であり、対向電極側の単位セ
ルは、透明電極側から対向電極側に向けて、ペリレン系
色素からなる181層およびフタロシアニン系色素から
なる第2層が順次積層されている複合層となっている。
Of the above two different unit cells, the unit cell on the transparent electrode side is the same as the unit cell described above, and the unit cell on the counter electrode side is made of perylene dye from the transparent electrode side to the counter electrode side. It is a composite layer in which the 181 layer and the second layer consisting of a phthalocyanine dye are laminated in sequence.

上記対向電極側の単位セルの第1層に使用されるペリレ
ン系色素としては、前記ペリレン系色素が使用できる。
As the perylene dye used in the first layer of the unit cell on the counter electrode side, the above perylene dye can be used.

なお、上記対向電極側の単位セルの第1層に使用される
ペリレン系色素は、透明電極側の単位セルの第1層に使
用したものと同じものを用いてもよいし、異なるものを
用いてもよい。
The perylene dye used in the first layer of the unit cell on the opposite electrode side may be the same as that used in the first layer of the unit cell on the transparent electrode side, or a different one may be used. It's okay.

上記対向電極側の単位セルの第1層の膜厚は特に限定さ
れるものではないが、薄くなるとピンホールが発生しや
すくなり、厚くなると光透過率の低下および膜の電気抵
抗の増加のためにエネルギー変換効率が低下するので、
500〜2000人が好ましい。
The film thickness of the first layer of the unit cell on the counter electrode side is not particularly limited, but as it becomes thinner, pinholes are more likely to occur, and as it becomes thicker, the light transmittance decreases and the electrical resistance of the film increases. Since the energy conversion efficiency decreases,
Preferably 500 to 2000 people.

上記対向電極側の単位セルの第2層に使用されるフタロ
シアニン系色素としては、前記フタロシアニン系色素が
使用できる。
As the phthalocyanine dye used in the second layer of the unit cell on the counter electrode side, the above phthalocyanine dye can be used.

なお、上記対向電極側の単位セルの第2層に使用される
フタロシアニン系色素は、透明電極側の単位セルの第2
層に使用したものと同じものを用いてもよいし、異なる
ものを用いてもよい。
Note that the phthalocyanine dye used in the second layer of the unit cell on the opposite electrode side is used in the second layer of the unit cell on the transparent electrode side.
The same material as that used for the layer may be used, or a different material may be used.

上記対向電極側の単位セルの第2層の膜厚は特に限定さ
れるものではないが、薄くなるとピンホールが発生しや
すくなり、厚くなると膜の電気抵抗の増加のためにエネ
ルギー変換効率が低下するので、500〜3000人が
好ましい。
The film thickness of the second layer of the unit cell on the counter electrode side is not particularly limited, but as it becomes thinner, pinholes are more likely to occur, and as it becomes thicker, the energy conversion efficiency decreases due to an increase in the electrical resistance of the film. Therefore, 500 to 3000 people is preferable.

(実施例) 以下、本発明を実施例により説明する。(Example) The present invention will be explained below using examples.

K胤■ユ I 、T Oを蒸着した透明導電ガラス基板を真空蒸着
装置の真空容器内に設置して1 x 10−’Torr
に減圧した後、N、N’−ジメチルベリレンチ、トラカ
ルボン酸ジイミドをアルミナ坩堝中で抵抗加熱して、I
TO膜上に、100OAのN、N’−ジメチルペリレン
テトラカルボン酸ジイミド膜を蒸着した。
A transparent conductive glass substrate on which TO was deposited was placed in a vacuum chamber of a vacuum evaporator and heated to 1 x 10-'Torr.
After reducing the pressure to
A 100 OA N,N'-dimethylperylenetetracarboxylic acid diimide film was deposited on the TO film.

次いで、この膜の上に、N、N’−ジメチルペリレンテ
トラカルボン酸ジイミドと同様にして、30人の厚さの
無金属フタロシアニン膜および1000Aの厚さの2,
9−ジメチルキナクリドン膜を順次積層して一段目の単
位セルを得た。
Then, on top of this film, a 30 mm thick metal-free phthalocyanine film and a 1000 Å thick 2,000 Å thick film were applied in the same manner as N,N'-dimethylperylenetetracarboxylic acid diimide.
A first-stage unit cell was obtained by sequentially stacking 9-dimethylquinacridone membranes.

得られた一段目の単位セル上に、I X 10−’T。IX 10-'T on the obtained first stage unit cell.

rrの減圧下で金を20人の厚さに真空蒸着した後、上
記−段目の単位セルを形成したのと同様にして1000
人の厚さのN、N’−ジメチルペリレンテトラカルボン
酸ジイミド膜、30人の厚さの無金属フタロシアニン膜
および1000人の厚さの2.9−ジメチルキナクリド
ン膜を順次積層して二段目の単位セルを得た。
After vacuum-depositing gold to a thickness of 20 mm under a reduced pressure of
The second stage is made by sequentially laminating an N,N'-dimethylperylenetetracarboxylic acid diimide film with a thickness of 100 cm, a metal-free phthalocyanine film with a thickness of 30 cm, and a 2,9-dimethylquinacridone film with a thickness of 1000 cm. A unit cell was obtained.

得られた二段目の単位セル上に、I X 10−sT。IX 10-sT on the obtained second stage unit cell.

rrの減圧下で金を真空蒸着し、2mm’の大きさで3
00人の厚さの対向電極を形成してタンデム型有機太陽
電池を得た。
Gold was vacuum-deposited under reduced pressure of rr, and the size of 3
A tandem type organic solar cell was obtained by forming a counter electrode with a thickness of 0.00 mm.

得られたタンデム型有機太陽電池のITO透明電極側か
らエアvス2(AM2)光(75m1ll/Cnりを照
射し、電流−電圧特性を測定して光電変換特性〔開放端
電圧(Voc)、短絡電流密度(Jsc)、フィルファ
クター(f f)及びエネルギー変換効率(η)〕を評
価し、結果を第1表に示した。
Air vs 2 (AM2) light (75ml/Cn) was irradiated from the ITO transparent electrode side of the obtained tandem organic solar cell, and the current-voltage characteristics were measured to determine the photoelectric conversion characteristics [open circuit voltage (Voc), Short circuit current density (Jsc), fill factor (ff), and energy conversion efficiency (η)] were evaluated, and the results are shown in Table 1.

実施例2 実施例1において、無金属フタロシアニンのかわりにク
ロロ(フタロシアニント)アルミニウムを用いた以外は
、実施例1と同様にして、タンデム型有機太陽電池を得
た。
Example 2 A tandem organic solar cell was obtained in the same manner as in Example 1, except that chloro(phthalocyanate)aluminum was used instead of metal-free phthalocyanine.

得られたタンデム型有機太陽電池を用いて、実施例1と
同様にして光電変換特性を評価し、結果を第1表に示し
た。
Using the obtained tandem type organic solar cell, the photoelectric conversion characteristics were evaluated in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 1.

実施例3 実施例1において、N、N’−ジメチルペリレンテトラ
カルボン酸ジイミド、無金属フタロシアニン及び2,9
−ジメチルキナクリドンリドンの膜厚をそれぞれ800
人、100A、800人とした以外は、実施例1と同様
にして、タンデム型有機太陽電池を得た。
Example 3 In Example 1, N,N'-dimethylperylenetetracarboxylic acid diimide, metal-free phthalocyanine and 2,9
-The film thickness of dimethylquinacridoneridone is 800% each.
A tandem type organic solar cell was obtained in the same manner as in Example 1 except that the number of people was 100 A and the number of people was 800 people.

得られたタンデム型有機太陽電池を用いて、実施例1と
同様にして光電変換特性を評価し、結果を第1表に示し
た。
Using the obtained tandem type organic solar cell, the photoelectric conversion characteristics were evaluated in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 1.

実施例4 実施例3において、二段目の単位セルと対向電極の間の
二段目の単位セル側に:20人の金蒸着層及び−段目の
単位セルと同様の構成の三段目の単位セルを順次設けた
以外は、実施例3と同様にして、タンデム型有機太陽電
池を得た。
Example 4 In Example 3, on the second-stage unit cell side between the second-stage unit cell and the counter electrode: 20 gold evaporated layers and a third stage with the same configuration as the -th-stage unit cell. A tandem organic solar cell was obtained in the same manner as in Example 3, except that unit cells were sequentially provided.

得られたタンデム型有機太陽電池を用いて、実施例1と
同様にして光電変換特性を評価し、結果を第1表に示し
た。
Using the obtained tandem type organic solar cell, the photoelectric conversion characteristics were evaluated in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 1.

W互 実施例4において、三段目の単位セルと対向電極の間の
三段目の単位セル側に、20Aの金蒸着層及び−段目の
単位セルと同様の構成の四段目の単位セルを順次設けた
以外は、実施例4と同様にして、タンデム型有機太陽電
池を得た。
In W-interchange Example 4, a 20A gold vapor deposited layer was placed on the third-stage unit cell side between the third-stage unit cell and the counter electrode, and a fourth-stage unit having the same configuration as the -th-stage unit cell. A tandem organic solar cell was obtained in the same manner as in Example 4, except that the cells were sequentially provided.

得られたタンデム型有機太陽電池を用いて、実施例1と
同様にして光電変換特性を評価し、結果を第1表に示し
た。
Using the obtained tandem type organic solar cell, the photoelectric conversion characteristics were evaluated in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 1.

比較例1 実施例1において、金蒸着層及び二段目の単位セルを取
り去り、N、N′−ジメチルペリレンテトラカルボン酸
ジイミド及び2,9−ジメチルキナクリドンリドンの膜
厚を1500人とした以外は、実施例1と同様にして、
タンデム型有機太陽電池を得た。
Comparative Example 1 In Example 1, the gold vapor deposition layer and the second stage unit cell were removed, and the film thickness of N,N'-dimethylperylenetetracarboxylic acid diimide and 2,9-dimethylquinacridoneridone was changed to 1500. , in the same manner as in Example 1,
A tandem organic solar cell was obtained.

得られたタンデム型有機太陽電池を用いて、実施例1と
同様にして光電変換特性を評価し、結果を第1表に示し
た。
Using the obtained tandem type organic solar cell, the photoelectric conversion characteristics were evaluated in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 1.

ル較■ユ 実施例2において、金蒸着層及び二段目の単位セルを取
り去り、N、N’−ジメチルペリレンテトラカルボン酸
ジイミド及び2,9−ジメチルキナクリドンリドンの膜
厚を1500人とした以外は、実施例2と同様にして、
タンデム型有機太陽電池を得た。
Example 2 except that the gold vapor deposited layer and the second stage unit cell were removed and the film thickness of N,N'-dimethylperylenetetracarboxylic acid diimide and 2,9-dimethylquinacridoneridone was changed to 1500. In the same manner as in Example 2,
A tandem organic solar cell was obtained.

得られたタンデム型有機太陽電池を用いて、実施例1と
同様にして光電変換特性を評価し、結果を第1表に示し
た。
Using the obtained tandem type organic solar cell, the photoelectric conversion characteristics were evaluated in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 1.

′s1表 1凰■1 実施例1の二段目の単位セルにおいて、2,9−ジメチ
ルキナクリドンリドン膜を取り去り、無金属フタロシア
ニン膜の厚さを1000人とした以外は、実施例1と同
様にして、タンデム型有機太陽電池を得た。
's1 Table 1 凰■1 Same as Example 1 except that in the second stage unit cell of Example 1, the 2,9-dimethylquinacridone lidone film was removed and the thickness of the metal-free phthalocyanine film was set to 1000. As a result, a tandem organic solar cell was obtained.

得られたタンデム型有機太陽電池を用いて、実施例1と
同様にして光電変換特性を評価し、結果を第2表に示し
た。
Using the obtained tandem type organic solar cell, the photoelectric conversion characteristics were evaluated in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 2.

実施例7 実施例6の一段目の単位セルにおいて、無金属フタロシ
アニンのかわりにクロロ(フタロシアニナト)アルミニ
ウムを用いた以外は、実施例6と同様にして、タンデム
型有機太陽電池を得た。
Example 7 A tandem organic solar cell was obtained in the same manner as in Example 6 except that chloro(phthalocyaninato)aluminum was used instead of metal-free phthalocyanine in the first stage unit cell of Example 6.

得られたタンデム型有機太陽電池を用いて、実施例1と
同様にして光電変換特性を評価し、結果を第2表に示し
た。
Using the obtained tandem type organic solar cell, the photoelectric conversion characteristics were evaluated in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 2.

実施例8 実施例7の二段目の単位セルにおいて、無金属フタロシ
アニンのかわりにクロロ(フタロシアニナト)アルミニ
ウムを用いた以外は、実施例7と同様にして、タンデム
型有機太陽電池を得た。
Example 8 A tandem organic solar cell was obtained in the same manner as in Example 7, except that chloro(phthalocyaninato)aluminum was used instead of metal-free phthalocyanine in the second stage unit cell of Example 7. .

得られたタンデム型有機太陽電池を用いて、実施例1と
同様にして光電変換特性を評価し、結果を第2表に示し
た。
Using the obtained tandem type organic solar cell, the photoelectric conversion characteristics were evaluated in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 2.

1凰五亙 実施例7の一段目の単位セルにおいて、クロロ(フタロ
シアニナト)アルミニウム膜の厚さを100人とした以
外は、実施例7と同様にして、タンデム型有機太陽電池
を得た。
1. A tandem organic solar cell was obtained in the same manner as in Example 7, except that in the first stage unit cell of Example 7, the thickness of the chloro(phthalocyaninato)aluminum film was set to 100. .

得られたタンデム型有機太陽電池を用いて、実施例1と
同様にして光電変換特性を評価し、結果を第2表に示し
た。
Using the obtained tandem type organic solar cell, the photoelectric conversion characteristics were evaluated in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 2.

(以下余白) 第2表 (発明の効果) 本発明のタンデム型有機太陽電池においては、透明電極
と対向電極の間に、各単位セル間が金属層でオーミック
接合された2個以上の単位セルが設けられており、上記
単位セルが、透明電極側から対向電極側に向けて、ペリ
レン系色素膜からなる第1層、フタロシアニン系色素膜
からなるごく薄い第2層およびキナクリドン系色素膜か
らなる第3層が順次積層されている複合層となっている
から、透明電極側から光を照射したとき、各単位セル中
でフタロシアニン系色素の光吸収領域(600〜800
nm)の光が殆ど減衰がすることなく、各単位セル中へ
入射し、各単位セル中の第1層と第2層の界面で効率よ
く光電変換される。
(Leaving space below) Table 2 (Effects of the invention) In the tandem organic solar cell of the present invention, two or more unit cells are connected to each other by ohmic contact with a metal layer between a transparent electrode and a counter electrode. is provided, and the unit cell is composed of, from the transparent electrode side to the counter electrode side, a first layer consisting of a perylene dye film, a very thin second layer consisting of a phthalocyanine dye film, and a quinacridone dye film. Since the third layer is a composite layer in which the third layer is laminated in sequence, when light is irradiated from the transparent electrode side, the light absorption region of the phthalocyanine dye (600 to 800
The light (nm) enters each unit cell with almost no attenuation, and is efficiently photoelectrically converted at the interface between the first layer and the second layer in each unit cell.

本発明2のタンデム型有機太陽電池においては、透明電
極と対向電極の間に、金属層でオーミック接合された異
なる2個の単位セルが設けられており、上記単位セルの
うち、透明電極側の単位セルが、透明電極側から対向電
極側に向けて、ペリレン系色素膜からなる第1層、フタ
ロシアニン系色素薄膜からなるごく薄い第2層およびキ
ナクリドン系色素膜からなる第3層が順次積層されてい
る複合層となっており、対向電極側の単位セルが、ペリ
レン系色素膜からなる第1層およびフタロシアニン系色
素膜からなる第2層が順次積層されている複合層となっ
ているから、透明電極側から光を照射したとき、上記透
明電極側の単位セル中の各層および対向電極側の単位セ
ル中の第1層でフタロシアニン系色素の光吸収領域(6
00〜800nm)の光が殆ど減衰することなく、対向
電極側の単位セル中の第1層と第2層の界面へ入射し、
効率よく光電変換される。
In the tandem organic solar cell according to the second aspect of the invention, two different unit cells are provided between the transparent electrode and the counter electrode, which are ohmically connected by a metal layer, and of the unit cells, the one on the transparent electrode side In the unit cell, a first layer made of a perylene dye film, a very thin second layer made of a thin phthalocyanine dye film, and a third layer made of a quinacridone dye film are sequentially laminated from the transparent electrode side to the counter electrode side. Since the unit cell on the counter electrode side is a composite layer in which a first layer consisting of a perylene dye film and a second layer consisting of a phthalocyanine dye film are sequentially laminated, When light is irradiated from the transparent electrode side, the light absorption area of the phthalocyanine dye (6
00 to 800 nm) enters the interface between the first layer and the second layer in the unit cell on the counter electrode side with almost no attenuation,
Efficient photoelectric conversion.

その結果、上記2つのタンデム型有機太陽電池は、エネ
ルギー変換効率が優れ、しかも高電圧を得ることができ
る。また、単位セルの積層によりピンホールが発生しに
くくなり、電極間の短絡のない性能の安定したタンデム
型有機太陽電池となる。
As a result, the above two tandem organic solar cells have excellent energy conversion efficiency and can obtain high voltage. Additionally, the stacking of unit cells makes pinholes less likely to occur, resulting in a tandem organic solar cell with stable performance and no short circuit between electrodes.

なお、上記2つのタンデム型有機太陽電池は、液晶表示
素子等の駆動用電池として好適に使用される。
Note that the two tandem organic solar cells described above are suitably used as driving batteries for liquid crystal display elements and the like.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、透明電極と対向電極の間に2個以上の単位セルを有
し、各単位セル間に金属層が設けられているタンデム型
有機太陽電池において、上記各単位セルが、透明電極側
から対向電極側に向けて、ペリレン系色素からなる第1
層、フタロシアニン系色素からなる第2層およびキナク
リドン系色素からなる第3層が順次積層されている複合
層であることを特徴とするタンデム型有機太陽電池。 2、透明電極と対向電極の間に2個の単位セルを有し、
該単位セル間に金属層が設けられているタンデム型有機
太陽電池において、上記単位セルのうち、透明電極側の
単位セルが、透明電極側から対向電極側に向けて、ペリ
レン系色素からなる第1層、フタロシアニン系色素から
なる第2層およびキナクリドン系色素からなる第3層が
順次積層されている複合層であり、対向電極側の単位セ
ルが、透明電極側から対向電極側に向けて、ペリレン系
色素からなる第1層およびフタロシアニン系色素からな
る第2層が順次積層されている複合層であることを特徴
とするタンデム型有機太陽電池。
[Claims] 1. In a tandem organic solar cell having two or more unit cells between a transparent electrode and a counter electrode, and a metal layer is provided between each unit cell, each of the unit cells is , from the transparent electrode side to the counter electrode side, a first layer made of perylene dye
1. A tandem organic solar cell characterized in that it is a composite layer in which a second layer made of a phthalocyanine dye and a third layer made of a quinacridone dye are sequentially laminated. 2. Having two unit cells between the transparent electrode and the counter electrode,
In the tandem organic solar cell in which a metal layer is provided between the unit cells, of the unit cells, the unit cell on the transparent electrode side has a perylene dye made of a perylene dye. It is a composite layer in which one layer, a second layer made of a phthalocyanine dye, and a third layer made of a quinacridone dye are sequentially laminated, and the unit cell on the counter electrode side is arranged from the transparent electrode side to the counter electrode side. A tandem organic solar cell characterized in that it is a composite layer in which a first layer made of a perylene dye and a second layer made of a phthalocyanine dye are laminated in sequence.
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