JPH05152594A

JPH05152594A - 光起電力素子

Info

Publication number: JPH05152594A
Application number: JP4010148A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ikuno; 弘生野; Kazukiyo Nagai; 一清永井; Masao Yoshikawa; 雅夫吉川; Tetsuo Suzuki; 哲郎鈴木
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1991-10-01
Filing date: 1992-01-23
Publication date: 1993-06-18

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は光センサー等にも有用な光起電力素
子に関する。【構成】少なくとも一方が透光性である２つの電極間
に、電子受容性有機物層、電子供与性有機物層を設け、
電子供与性有機物層が気相成長法で作製され、（イ）吸
収スペクトルにおいて、６８０±１０、７５５±１０、
８０５±１０ｎｍに吸収極大を有する処理を施した酸化
バナジウムフタロシアニン薄膜、あるいは（ロ）吸収ス
ペクトルにおいて、６５０±１０、７００±１０、８１
０±１０ｎｍに吸収極大を有する処理を施したマグネシ
ウムフタロシアニン薄膜を含むことを特徴とするもので
ある。【効果】本発明素子構成にりＪ_sc、ｆｆとして高い値
が得られ、有機光起電力素子としては高い変換効率が達
成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光センサ−等にも有用
な光起電力素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】有機物を能動材料として用いた光起電力
素子が多く研究されている。その目的は、単結晶、多結
晶、アモルファスのＳｉでは達成が困難とされている、
安価で毒性のない光起電力素子を開発するためである。

【０００３】光起電力素子は、光エネルギーを電気エネ
ルギー（電圧×電流）に変換する素子であるため、変換
効率がその主要な評価対象となる。光電流の生成には内
部電界の存在が必要であるが、内部電界を生成する方法
としていくつかの素子構成が知られている。能動材料と
して有機物を用いた場合の、各々の既知の構成での変換
効率のベストデ−タは以下の通りである。

【０００４】１）ショットキー接合またはＭＩＳ型接合金属／半導体接合で生じる内部電界を利用したもの。有
機半導体材料としてメロシアニン染料、フタロシアニン
顔料等が報告されている。

【０００５】Ａｌ／メロシアニン／Ａｇ素子に対する７
８ｍＷ／ｃｍ²の白色光照射で変換効率０．７％（Ｖ_oc
＝１．２Ｖ，Ｊ_sc＝１．８ｍＡ／ｃｍ²，ｆｆ＝０．２
５）が報告されている。（Ａ．Ｋ．Ｇｈｏｓｈら、Ｊ．
Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．４９，５９８２（１９７８）この
タイプの素子に用いられている有機半導体で変換効率が
高いものはｐ型に限定されている。従って、電極材料も
Ａｌ，Ｉｎ，Ｍｇ等の仕事関数が低いものが使用され
る。これらは容易に酸化される。

【０００６】２）ｎ型無機半導体／ｐ型有機半導体接合
を利用したヘテロｐｎ接合ｎ型無機半導体／ｐ型有機半導体を接合したときに生じ
る内部電界を利用したもの。ｎ型材料としてＣｄＳ，Ｚ
ｎＯ等が用いられる。ｐ型有機半導体材料としてメロシ
アニン染料、フタロシアニン等が報告されている。

【０００７】ＩＴＯ／電着ＣｄＳ／塩素アルミニウムフ
タロシアニン／Ａｕ素子に対する７５ｍＷ／ｃｍ²のＡ
Ｍ−２光照射で変換効率０．２２％（Ｖ_oc＝０．６９
Ｖ，Ｊ_sc＝０．８９ｍＡ／ｃｍ²，ｆｆ＝０．２９）が
ベストである（Ａ．ＨｏｒらＡｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅ
ｔｔ．，４２．１５（１９８３））。

【０００８】３）有機／有機ヘテロ接合を利用したもの電子受容性の有機物と電子供与性の有機物を接合したと
きに生じる電界を利用したもの。

【０００９】前者の有機物としてマラカイトグリーン、
メチルバイオレット、ピリリウム等の染料、フラバンス
ロン、ペリレン顔料等の縮合多環芳香族化合物が報告さ
れており、後者の例として、フタロシアニン顔料、メロ
シアニン染料等が報告されている。

【００１０】ＩＴＯ／銅フタロシアニン／ペリレン顔料
／Ａｇ素子に対する７５ｍＷ／ｃｍ²のＡＭ−２光照射
で変換効率０．９５％（Ｖ_oc＝０．４５Ｖ，Ｊ_sc＝２．
３ｍＡ／ｃｍ²，ｆｆ＝０．６５）が報告されている。
（Ｃ．ＴａｎｇＡｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，４
８，１８３（１９８６））。この値は有機物を用いた光
起電力素子では最高のものである。また、同じ発明者に
よる特公昭６２−４８７１には、本素子構成で別種のペ
リレン顔料に対して変換効率１％（Ｖ_oc＝０．４４Ｖ，
Ｊ_sc＝３．０ｍＡ／ｃｍ²，ｆｆ＝０．６）が報告され
ている。

【００１１】有機物を用いた光起電力素子の変換効率
は、無機半導体を用いたものより低い。この要因として
最大のものは短絡光電流（Ｊ_sc）の低さである。変換効
率５％の素子では７５ｍＷ／ｃｍ²の白色光照射に対
し、少なくとも１０ｍＡ／ｃｍ²のＪ_scが必要である。
前述のＪ_scはそれよりもはるかに低い。この原因は、量
子効率の低さと、分光感度波長域の狭さにある。分光感
度波長は、400nmからなるべく長波長まで広がっている
ことが望ましいが、従来の例は特定波長域に限定されて
いる例が多い。

【００１２】また、ｆｆが小さい例が多い。ｆｆの低さ
の原因の１つは有機半導体の示す量子効率が、低電界で
急激に低下することにあると言われている。従って、こ
の様な低下を来さないような強い内部電界が生成する構
成がｆｆの向上に好ましい。さらに、生成電荷がエネル
ギ的な障壁なしにスムーズに電極に到達できる素子構成
がｆｆを大きくする。これらの達成によりＶ_ocの向上も
図られるが、従来はこれらの点で十分な考慮がなされて
いない例が多かった。

【００１３】更に加えると、報告されている有機光起電
力素子では、電極材料の化学的安定性の点でも問題があ
るものが多い。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】以上のような観点から
前述の従来技術を検討する。

【００１５】１）ショットキー接合またはＭＩＳ型接合Ｖ_ocは大きくとれるが、電極として金属材料が用いられ
ているため、電極の光透過率が低くなる。実際の光透過
率は、よくても30％、通常は10％前後である。また、こ
れらの材料は耐酸化性に乏しい。従って、この素子形態
では高い変換効率と安定した特性を作り出すことは望め
ない。

【００１６】２）無機半導体／有機半導体接合ヘテロｐｎ接合電荷生成は主として有機層でなされるため、分光感度の
制限を受ける。通常、有機層は単一の材料から形成され
るが、400から例えば800nmまで強い光吸収をもつ有機半
導体は現在存在しないからである。従って、この素子構
成では光入射電極の光透過性や、電極の安定性の問題は
クリアできるが、分光感度領域が狭いため、高い変換効
率は望めない。

【００１７】３）有機／有機ヘテロｐｎ接合上記２種の構成と較べ、現在のところ最も望ましいもの
である。透明電極からの光照射が行え、また、２種の材
料で光電荷生成が可能であるため、分光感度も広げるこ
とができる。しかしながら、本構成をもってしても変換
効率は実用域にはほど遠い状況である。

【００１８】又、本発明類似の技術としてマグネシウム
フタロシアニン（ＭｇＰｃ）の溶媒処理膜をＣｄＳ／Ｍ
ｇＰｃヘテロ接合を有する光起電力素子へ応用した例が
知られている。｛ＴｈｉｎＳｏｌｉｄＦｉｌｍｓ，
１０６（１９８３）しかしながら、変換効率は０．１２
８％と低く、無機半導体／有機半導体ヘテロｐｎ接合型
のために上記欠点を有している。

【００１９】変換効率を向上させる目下の最善の手段
は、３）で記載した構成を展開しながら、さらに有機層
の分光感度を広げ、有機層の配向性を制御し、高い変換
効率を与える有機層を探索することであると考えられ
る。

【００２０】以上の点に鑑み、本発明の目的は、有機光
起電力素子として高い変換効率を与える素子を提供する
ことを目的とするものである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、鋭意検討した結果、本発明に到達した。

【００２２】その第１発明は、少なくとも一方が透光性
である２つの電極の間に、電子受容性有機物層と電子供
与性有機物層の積層を含む光起電力素子において、該電
子供与性有機物層が気相成長法で作製されたフタロシア
ニン誘導体薄膜を長波長側へのスペクトル変化を伴う処
理を施した後に、さらに同一組成である処理を施さない
フタロシアニン誘導体薄膜を積層する有機光起電力素子
である。又、第２発明は、少なくとも一方が透光性であ
る２つの電極の間に、電子受容性有機物層、電子供与性
有機物層の連続した層からなる部分を包含する構成から
なる光起電力素子において、電子供与性有機物層が気相
成長法で作製され、吸収スペクトルにおいて、６８０±
１０、７５５±１０、８０５±１０ｎｍに吸収極大を有
する処理を施した酸化バナジウムフタロシアニン薄膜を
含むことを特徴とする光起電力素子である。

【００２３】本発明の第３発明は、第２発明と同様の光
起電力素子において、電子供与性有機物層が気相成長法
で作製され、吸収スペクトルにおいて、650±10、700±
10、810±10nmに吸収極大を有する処理を施したマグネ
シウムフタロシアニン薄膜を含むことを特徴とするもの
である。

【００２４】本発明における電子受容性層と電子供与性
層の整流接合に基づく光起電力素子の構成の基本的な例
は、図１、図２および図３に示すとおりである。

【００２５】ここで、支持体は背面電極側にあってもよ
い。また、電子受容性層と電子供与性層の順が逆であっ
てもよい。

【００２６】本発明はさらに図４、図５、図６および図
７に示すように、透光性ｎ型無機半導体層を設けてもよ
い。

【００２７】気相成長法により作製された電子供与性有
機物層または電子供与性有機物層(1)のスペクトルを長
波長側へ変化させる処理法として、電子供与性有機物層
または電子供与性有機物層(1)を形成した後に熱処理す
る方法がある。熱処理温度は１００℃から４００℃の範
囲が適当であり、使用する材料によって最適温度は変化
する。例えば銅フタロシアニンでは２８０℃以上が必要
であり、塩化インジウムフタロシアニンでは１００℃か
ら２００℃が適当である。加熱は大気下、減圧下、窒素
等の不活性ガス下で行うことができるが、減圧下および
不活性ガス下で行うのが好ましい。熱処理は他の有機層
を形成後、あるいは素子が完成してから実施してもよ
い。他の処理法として、有機溶媒中あるいは有機溶媒蒸
気にさらす方法がある。ここで用いられる有機溶媒とし
ては、ヘキサン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン等の炭化水素系溶媒、ジクロルメタン、
１，２−ジクロルエタン、１，１，２−トリクロルエタ
ン、モノクロルベンゼン等のハロゲン系溶媒、テトラヒ
ドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶媒、アセト
ン、エチルメチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン
系溶媒、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコ
ール等のアルコール系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル等
のエステル系溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等の
アミン系溶媒、アセトニトリル等を挙げることができ
る。有機溶媒による処理では他の有機層を形成後、ある
いは素子が完成してから実施してもよい。

【００２８】本発明のフタロシアニンの薄膜形成とし
て、蒸着やスパッタリング等の気相法が挙げられる。ス
パッタリングはターゲットの作製や、成膜条件を適切に
選択しないと成膜中に化学反応が生じる等の問題があ
り、蒸着法が特に好ましい。蒸着は、所定の化合物をタ
ンタルやモリブデンのボートあるいはアルミナのルツボ
等に投入し、通常、１０^-5〜１０^-7Ｔｏｒｒの真空下で
ボートを加熱することで容易に行える。

【００２９】本発明に適用される本層の厚さは、５０〜
３０００Åが適当である。厚くなるとＪ_scの増大がみら
れず、また、薄くなるとその層自体の光吸収効率が落
ち、Ｊ_scが低下したり、短絡確率が増大する。

【００３０】本発明において使用する透明絶縁支持体と
しては、ガラス、プラスチックフィルム等が用いられ
る。

【００３１】本発明において使用する透明電極として
は、酸化スズインジウム（ＩＴＯ）、酸化スズ、酸化イ
ンジウム等が用いられる。好ましい厚さは１００〜１０
０００Åである。

【００３２】本発明において使用するｎ型半導体層とし
ては、酸化亜鉛、３価の金属がド−プされた酸化亜鉛、
ＣｄＳ、酸化チタン、リンをド−プしたアモルファスシ
リコン等で酸化亜鉛、ＣｄＳ等が好ましい。厚さは１０
〜１００００Åが好ましい。本発明に使用する電子供与
性有機物層または電子供与性有機物層（１）としては、・フタロシアニン系顔料（中心金属がＣｕ，Ｚｎ、Ｃ
ｏ，Ｎｉ，Ｐｂ，Ｐｔ，Ｆｅ，Ｍｇ等の２価のもの、無
金属フタロシアニン、塩化アルミニウムフタロシアニ
ン、塩化インジウムフタロシアニン、塩化ガリウムフタ
ロシアニン等のハロゲン原子が配位した３価金属のフタ
ロシアニン、その他酸化バナジウムフタロシアニン、酸
化チタニウムフタロシアニン等の酸素が配位したフタロ
シアニン）が使用される。

【００３３】本発明に使用される電子供与性有機材料
（２）としては、電子供与性有機物質（１）に使用され
るものとは異なり、・フタロシアニン系顔料（中心金属がＣｕ，Ｚｎ，Ｃ
ｏ，Ｎｉ，Ｐｂ，Ｐｔ，Ｆｅ，Ｍｇ等の２価のもの、無
金属フタロシアニン、塩化アルミニウムフタロシアニ
ン、塩化インジウムフタロシアニン、塩化ガリウムフタ
ロシアニン等のハロゲン原子が配位した３価金属のフタ
ロシアニン、その他酸化バナジウムフタロシアニン、酸
化チタニウムフタロシアニン等の酸素が配位したフタロ
シアニン）・ナフタロシアニン系顔料（中心金属がＣｕ，Ｚｎ，Ｃ
ｏ，Ｎｉ，Ｐｂ，Ｐｔ，Ｆｅ，Ｍｇ等の２価のもの、無
金属ナフタロシアニン、塩化アルミニウムナフタロシア
ニン、塩化インジウムナフタロシアニン、塩化ガリウム
ナフタロシアニン等のハロゲン原子が配位した３価金属
のナフタロシアニン、その他酸化バナジウムナフタロシ
アニン、酸化チタニウムナフタロシアニン等の酸素が配
位したフタロシアニン）・ジフタロシアニン系顔料・インジゴ、チオインジゴ系顔料（ＰｉｇｍｅｎｔＢ
ｌｕｅ６６，ＰｉｇｍｅｎｔＶｉｏｌｅｔ３６
等）、キナクリドン系顔料（ＰｉｇｍｅｎｔＶｉｏｌ
ｅｔ１９，ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ１２２等）メロシ
アニン化合物、シアニン化合物、スクアリウム化合物等
の染料・有機電子写真感光体で用いられる電荷移動剤（ヒドラ
ゾン化合物、ピラゾリン化合物、トリフェニルメタン化
合物、トリフェニルアミン化合物等）・電気伝導性有機電荷移動錯体で用いられる電子供与性
化合物（テトラチオフルバレン、テトラフェニルテトラ
チオフラバレン等）・導電性高分子（ポリピロ−ル、ポリチオフェン、ポリ
アニリン等）から選択される。

【００３４】これらの層は、蒸着、スピンコ−ト、ディ
ッピング、電界重合等での方法で製膜される。この中
で、薄膜化、均一化には蒸着が好ましい。膜厚は１０〜
３０００Åが好ましい。又、２層の場合は、電子供与性
有機物層（１）では３０〜３００Åが適当である。厚く
なるとＪ_SCの増大がみられず、又、薄くなるとその層自
体の光吸収効果が落ち、Ｊ_SCが低下する。電子供与性有
機物層（２）では適当な膜厚は５０〜３０００Åであ
る。

【００３５】本発明において使用する透明絶縁支持体に
は、ガラス、プラスチックフィルム等が挙げられる。

【００３６】本発明において使用する電子受容性有機物
層としては、・ペリレン系顔料ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ（以下Ｐ
Ｒ）１７９，ＰＲ１９０，ＰＲ１４９，ＰＲ１８９，Ｐ
Ｒ１２３，ＰｉｇｍｅｎｔＢｒｏｗｎ２６等・ペリノン系顔料ＰｉｇｍｅｎｔＯｒａｎｇｅ４
３，ＰＲ１９４等・アントラキノン系顔料Ｒ１６８，ＰＲ１７７，Ｖａ
ｔＹｅｌｌｏｗ４等・フラバンスロン等の含キノン黄色顔料クリスタルバイオレット、メチルバイオレット、マラカ
イトグリ−ン等の染料を挙げることができる。これらは
蒸着、スピンコ−ト、ディッピングにて製膜される。薄
膜化、均一化には蒸着が好ましい。膜厚さは１０〜３０
００Åが好ましい。

【００３７】又、本発明において用いられる背面電極と
しては、Ａｕ，Ｐｔ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ａｇ等
の仕事関数の高い金属が挙げられ、特にＡｕは安定で好
ましい。膜厚は５０〜３０００Åが好ましい。

【００３８】

【実施例】以下に実施例を示し、本発明を更に詳細に説
明する。

【００３９】実施例１よく洗浄したＩＴＯガラス（松崎真空製、３０Ω／□）
上に、基板温度約３００℃で導入ガスとしてアルゴンを
用い、ＤＣマグネトロンスパッタ法で、酸化亜鉛を約１
３００Åの厚さで設けた。その上に、真空蒸着法で電子
受容性物質であるペリレンテトラカルボン酸メチルイミ
ド（ＰＬ−ＭＥ）を約４００Åの厚さで、次いで電子供
与性物質である酸化バナジウムフタロシアニン（ＶＯＰ
ｃ）を約５００Åの厚さで設けた。得られた電子供与性
有機物層の分光吸収スペクトルは７４０ｎｍに最大吸収
ピークを有していた。これをジクロルメタン溶媒蒸気に
１０分間さらすと、最大吸収ピーク波長は８０５ｎｍへ
と長波長側へシフトした。その上に金を真空蒸着した。
ＩＴＯと金がなす面積は０．２５ｃｍ²とした。２つの
電極に銀ペーストにてリード線を取り付けた。

【００４０】この素子のＩＴＯ側に、７５ｍＷ／ｃｍ²
の白色光を照射しながら、６ｍＶ／ｓで掃引される電圧
を印加して変換効率を測定したところ、Ｖ_oc＝０．５２
Ｖ，Ｊ_SC＝０．８４ｍＡ／ｃｍ²，ｆｆ＝０．４７とな
り、変換効率０．２７％が得られた。

【００４１】実施例２実施例１と同様にしてＩＴＯガラスの上に、酸化亜鉛層
とＰＬ−ＭＥ層を設けた後、電子供与性有機物層（１）
として酸化バナジウムフタロシアニン（ＶＯＰｃ）を約
２５０Åの厚さで設けた。得られた電子供与性有機物層
（１）の分光吸収スペクトルは７４０ｎｍに最大吸収ピ
−クを有していた。これをテトラヒドロフラン溶媒蒸気
に１０分間さらすと、最大吸収ピ−ク波長は８０５ｎｍ
へと長波長側へシフトした。その上に、真空蒸着法で電
子供与性有機物層（２）として２，９−ジメチルキナク
リドン（ＱＡ−ＭＥ）を約４００Åの厚さで設け、その
上に金を真空蒸着した。ＩＴＯと金がなす面積は０．２
５ｃｍ²とした。２つの電極に銀ペーストにてリード線
を取り付けた。

【００４２】この素子のＩＴＯ側に、７５ｍＷ／ｃｍ²
の白色光を照射しながら、６ｍＶ／ｓで掃引される電圧
を印加して変換効率を測定したところ、Ｖ_oc＝０．４８
Ｖ，Ｊ_SC＝１．２５ｍＡ／ｃｍ²，ｆｆ＝０．４９とな
り、変換効率０．３９％が得られた。この値は有機光起
電力素子としては大きなものである。

【００４３】実施例３実施例１と同様にしてＩＴＯガラスの上に、酸化亜鉛層
とＰＬ−ＭＥ層を設けた後、電子供与性有機物層として
マグネシウムフタロシアニン（ＭｇＰｃ）を約５００Å
の厚さで設けた。得られた電子供与性有機物層の分光吸
収スペクトルは図４に示すように７００ｎｍに最大吸収
ピークを有していた。これを酢酸エチル溶媒蒸気に１０
分間さらすと、最大吸収ピーク波長は８１０ｎｍへと長
波長側へシフトした。その上に金を真空蒸着した。ＩＴ
Ｏと金がなす面積は０．２５ｃｍ²とした。２つの電極
に銀ペーストにてリード線を取り付けた。

【００４４】この素子のＩＴＯ側に、７５ｍＷ／ｃｍ²
の白色光を照射しながら、６ｍＶ／ｓで掃引される電圧
を印加して変換効率を測定したところ、Ｖ_oc＝０．２４
Ｖ，Ｊ_SC＝０．８１ｍＡ／ｃｍ²，ｆｆ＝０．４５とな
り、変換効率０．１２％が得られた。この値は有機光起
電力素子としては大きなものである。

【００４５】実施例４実施例１と同様にしてＩＴＯガラスの上に、酸化亜鉛層
とＰＬ−ＭＥ層を設けた後、電子供与性有機物層（１）
としてマグネシウムフタロシアニン（ＭｇＰｃ）を約２
００Åの厚さで設けた。得られた電子供与性有機物層
（１）の分光吸収スペクトルは７００ｎｍに最大吸収ピ
ークを有していた。これを酢酸エチル溶媒蒸気に１０分
間さらすと、最大吸収ピーク波長は８１０ｎｍへと長波
長側へシフトした。その上に、真空蒸着法で電子供与性
有機物層(2)として２，９−ジメチルキナクリドン（Ｑ
Ａ−ＭＥ）を約４００Åの厚さで設け、その上に金を真
空蒸着した。ＩＴＯと金がなす面積は０．２５cm²とし
た。２つの電極に銀ペーストにてリード線を取り付け
た。

【００４６】この素子のＩＴＯ側に、７５ｍＷ／ｃｍ²
の白色光を照射しながら、６ｍＶ／ｓで掃引される電圧
を印加して変換効率を測定したところ、Ｖ_oc＝０．２５
Ｖ，Ｊ_SC＝１．０７ｍＡ／ｃｍ²，ｆｆ＝０．４９とな
り、変換効率０．１７％が得られた。この値は有機光起
電力素子としては大きなものである。

【００４７】実施例５実施例２において溶媒処理の代わりに減圧下２００℃で
２０分間の熱処理を行なった。その結果、最大吸収ピー
ク波長は７４０ｎｍから８０５ｎｍへと長波長側へシフ
トした。それ以外は、同様にして素子を作製した。実施
例２と同様にして変換効率を測定したところ、Ｖ_oc＝
０．４８Ｖ，Ｊ_SC＝１．２７ｍＡ／ｃｍ²，ｆｆ＝０．
４９となり、変換効率０．４０％が得られた。この値は
有機光起電力素子としては大きなものである。

【００４８】比較例１溶媒処理しないこと以外は実施例１と同様に素子を作製
し、変換効率を測定した。その結果、Ｖ_oc＝０．４７
Ｖ，Ｊ_SC＝０．６７ｍＡ／ｃｍ²，ｆｆ＝０．４５とな
り、変換効率０．１９％であった。

【００４９】比較例２溶媒処理しないこと以外は実施例２と同様に素子を作製
し、変換効率を測定した。その結果、Ｖ_oc＝０．４３
Ｖ，Ｊ_SC＝１．１２ｍＡ／ｃｍ²，ｆｆ＝０．４８とな
り、変換効率０．３１％であった。

【００５０】比較例３溶媒処理しないこと以外は実施例３と同様に素子を作製
し、変換効率を測定した。その結果、Ｖ_oc＝０．１５
Ｖ，Ｊ_SC＝１．０６ｍＡ／ｃｍ²，ｆｆ＝０．４１とな
り、変換効率０．０９％であった。

【００５１】比較例４溶媒処理しないこと以外は実施例４と同様に素子を作製
し、変換効率を測定した。その結果、Ｖ_oc＝０．１５
Ｖ，Ｊ_SC＝１．１４ｍＡ／ｃｍ²，ｆｆ＝０．４１とな
り、変換効率０．０９％であった。

【００５２】実施例６よく洗浄したＩＴＯガラス（松崎真空製、３０Ω／□）
上に、基板温度約３００℃で、導入ガスとしてアルゴン
を用い、ＤＣマグネトロンスパッタ法で、酸化亜鉛を約
１０００Åの厚さで設けた。その上に、真空蒸着法で電
子受容性物質であるペリレンテトラカルボン酸ビスメチ
ルイミド（ＰＬ−ＭＥ）を約４００Åの厚さで、次いで
電子供与性物質である塩化アルミニウムフタロシアニン
（ＡｌＣｌＰｃ）を約２５０Åの厚さで設けた。得られ
た電子供与性有機物層の分光吸収スペクトルは７４０ｎ
ｍに最大吸収ピークを有していた。これをジクロロメタ
ン溶媒蒸気に１０分間さらすと、最大吸収ピーク波長は
８０５ｎｍへと長波長側へシフトした。その上に再度、
塩化アルミニウムフタロシアニンを２５０Åの厚さで設
け、さらに金を真空蒸着した。ＩＴＯと金がなす面積は
０．２５ｃｍ²とした。２つの電極に銀ペーストにてリ
ード線を取り付けた。

【００５３】この素子のＩＴＯ側に、７５ｍＷ／ｃｍ²
の白色光を照射しながら、６ｍＶ／ｓで掃引される電圧
を印加して変換効率を測定したところ、Ｖ_oc＝０．４３
Ｖ，Ｊ_SC＝１．７６ｍＡ／ｃｍ²，ｆｆ＝０．４７とな
り、変換効率０．４７％が得られた。この値は有機光起
電力素子としては大きなものである。

【００５４】比較例５溶媒処理しないこと以外は実施例６と同様に素子を作製
し、変換効率を測定した。その結果、Ｖ_OC＝０．４４
Ｖ、Ｊ_SC＝１．６９ｍＡ／ｃｍ²、ｆｆ＝０．４３とな
り変換効率０．４３％であった。

【００５５】

【発明の効果】本発明の素子構成によりＪ_sc、ｆｆとし
て高い値が得られ、有機光起電力素子としては高い変換
効率が達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の基本的な層構成の説明図であ
る。

【図２】本発明の実施例の基本的な層構成の説明図であ
る。

【図３】本発明の実施例の基本的な層構成の説明図であ
る。

【図４】本発明の他の実施例の層構成の説明図である。

【図５】本発明の他の実施例の層構成の説明図である。

【図６】本発明の他の実施例の層構成の説明図である。

【図７】本発明の他の実施例の層構成の説明図である。

【図８】実施例３における分光吸収スペクトルを示すグ
ラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木哲郎東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一方が透光性である２つの電
極の間に、電子受容性有機物層と電子供与性有機物層の
積層を含む光起電力素子において、該電子供与性有機物
層が気相成長法で作製されたフタロシアニン誘導体薄膜
を長波長側へのスペクトル変化を伴う処理を施した後
に、さらに同一組成である処理を施さないフタロシアニ
ン誘導体薄膜を積層することを特徴とする有機光起電力
素子。
【請求項２】少なくとも一方が透光性である２つの電
極の間に、電子受容性有機物層、電子供与性有機物層の
連続した層からなる部分を包含する構成からなる光起電
力素子において、電子供与性有機物層が気相成長法で作
製され、吸収スペクトルにおいて、680±10、755±10、
805±10nmに吸収極大を有する処理を施した酸化バナジ
ウムフタロシアニン薄膜を含むことを特徴とする光起電
力素子。
【請求項３】気相成長法で作製された酸化バナジウム
フタロシアニン薄膜を有機溶媒あるいはその蒸気にさら
すか、加熱するかによって、吸収スペクトルにおいて68
0±10、755±10、805±10nmに吸収極大を有する処理を
施してなる請求項２記載の光起電力素子。
【請求項４】少なくとも一方が透光性である２つの電
極の間に、電子受容性有機物層、電子供与性有機物層の
連続した層からなる部分を包含する構成からなる光起電
力素子において、電子供与性有機物層が気相成長法で作
製され、吸収スペクトルにおいて、６５０±１０、７０
０±１０、８１０±１０ｎｍに吸収極大を有する処理を
施したマグネシウムフタロシアニン薄膜を含むことを特
徴とする光起電力素子。