JPH05259493A - 有機光起電力素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大面積化が可能で高い変換効率が得られる有
機光起電力素子（有機太陽電池）を提供するものであ
る。 【構成】 少なくとも一方が透光性を有する二つの電極
の間に電子受容性有機化合物層と電子供与性有機化合物
層との積層を設けた有機光起電力素子において、前記電
子受容性有機化合物としてハロゲン原子で置換された
多環キノン化合物、又は環内に不飽和の窒素を有する
多環キノンを採用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光電池、太陽電池、光セ
ンサ、フォトダイオードなどに有用な有機光起電力素子
に関する。

【０００２】

【従来の技術】社会の発展につれてエネルギーの使用量
は飛躍的に増加している。このことは長年かかってでき
た化石燃料を大量に消費するものであり、加えて、燃料
ガスによる大気汚染をもたらすものである。かかる実情
から、エネルギー源として無限でかつ無害の太陽光を利
用した光起電力素子（太陽電池）の研究が随所において
行なわれている。そして、現在商品化されているものと
しては単結晶、多結晶又はアモルファスシリコンやガリ
ウム・砒素などを用いた無機系の太陽電池があげられ
る。

【０００３】だが、こうした無機系の太陽電池の作製は
高コストであり、フレキシブルな素子の作製が困難であ
るといった欠点をもち併せている。そのような欠点を解
消するために、近時、有機太陽電池（有機光起電力素
子）の研究が盛んになってきている。これは、無機太陽
電池に比べて低コストで大面積比が可能であり、また、
フレキシブルな素子が作製できることに起因している。
その反面、有機太陽電池は、一般に、無機太陽電池に比
べて開放電圧（Ｖｏｃ）、短絡光電（Ｊｓｃ）の低いの
が現状である。ところで、光起電力素子は、光エネルギ
を電気エネルギ（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。

【０００５】（１）ショットキー接合またはＭＩＳ型接
合からなるもの 金属／半導体接合で生じる内部電界を利用したものであ
る。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（Ａ．Ｋ．Ｇｈｏｓｈら
Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．４９，５９８２（１９７
８））。この素子は、開放電圧（Ｖｏｃ）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
率及び安定した特性をつくり出すことは望めない。

【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接合からなるもの 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である。ｎ型無機半導体材料
としてはＣｄＳ，ＺｎＯ等が一般に用いられている。ｐ
型有機半導体材料としてはメロシアニン染料、フタロシ
アニン等が報告されている（Ａ．Ｈｏｒら Ａｐｐｌ．
Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，４２，１５（１９８３））。こ
の素子は、電荷生成が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、４００ｎｍから例えば８００ｎｍまでに
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。

【０００７】（３）有機／無機ヘテロｐｎ接合を利用し
たもの 電子受容性有機物と電子供与性有機物とを接合したとき
に生じる電界を利用したものである。この電子受容性有
機物としては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、電子供
与性有機物としては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（Ｃ．Ｔａｎｇ Ａｐｐｌ．Ｐ
ｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，４８，１８３（１９８６））。前
記（１）及び（２）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なえ、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。だが、このものは、電子供与
性有機物及び電子受容性有機物の光電流、開放電圧、安
定性等の特性及び成膜時ピンホールが生じやすい等未だ
十分とは言えない。また、前記文献に記載されている材
料が電子受容性有機物は短波長領域に分光感度を有し、
電子供与性有機物は長波長領域に分光感度を有している
ため積層する組み合せが限定されてしまうといった難点
ももち併せている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、有機
／有機ｐｎタイプの光起電力素子に対し安定性がよく且
つピンホールを生じにくく、新しい有効な電子受容性有
機物を見いだすことにより、高い変換効率を与える有機
光起電力素子を提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも一
方が透光性を有する二つの電極の間に、電子受容性有機
化合物層と電子供与性有機化合物層との積層を設けた有
機光起電力素子において、前記電子受容性有機化合物が
ハロゲン原子で置換された多環キノン化合物及び環内に
不飽和の窒素を有する多環キノン化合物から選ばれる少
なくとも１種よりなることを特徴としている。

【００１０】本発明者らは、前記課題を達成するために
鋭意検討した結果、少なくとも一方が透光性である２つ
の電極の間に、少なくとも電子受容性有機物層と電子供
与性有機物層との積層された光起電力素子において、電
子受容性有機物層にハロゲン原子が置換した多環キノン
化合物或いは環内に不飽和の窒素を有する多環キノン化
合物を用いればよいことを見いだした。本発明はそれに
基づいてなされたものである。

【００１１】以下に、本発明を添付の図面に従いながら
さらに詳細に説明する。本発明は有機／有機ｐｎタイプ
の光起電力素子にあって、至る受容性有機物に特定構造
を有する多環キノン化合物を用いるものであるが、かか
る光起電力素子は例えば図１、図２、図３、図４、図
５、図６のような形態で使用される。なお、これら図面
において１は透明絶縁支持体、２は透明電極、３は背面
電極、４は電子受容性有機物層、５は電子供与性有機物
層、６は透明性ｎ型無機半導体層、７はリード線を表わ
している。

【００１２】図１に示した光起電力素子では、透明絶縁
支持体１は透明電極２側に位置しているが、背面電極３
側に位置されていてもかまわない。また、電子受容性有
機物層４と電子供与性有機物層５とはそれらの位置が逆
転していてもかまわない。

【００１３】図２に示した例は、図１の光起電力素子と
の比較でいえば、新たに透光性ｎ型無機半導体６が加え
られたことである。ｎ型無機半導体層６は背面電極３側
にあってもよく、この場合には、透光性である必要はな
いが透明電極２側から電子供与性有機物層、電子受容性
有機物層４、ｎ型無機半導体層６の順になる。図２の場
合も図１の例と同様、支持体１は背面電極３側にあって
もかまわない。

【００１４】図３に示した例は、図１の光起電力素子と
の比較でいえば、電子供与性有機物層を二層５１、５２
をもって形成している点で相違している。

【００１５】図４に示した光起電力素子は、図３に示し
た素子に更に透光性ｎ型無機半導体層６が加えられたも
のである。この透光性ｎ型無機半導体層６は背面電極側
にあってもよく、この場合には、透光性である必要はな
く、また、図２と同様に電子受容性有機物層４と電子供
与性有機物層５１及び５２との順も反対となる。

【００１６】図５及び図６は本発明の光起電力素子の更
に別な態様を表わしたものである。ただし、図６の例で
は、図５に示した素子にｎ型無機半導体層６を加えたも
のである。このｎ型無機半導体層は透明電極３側にあっ
てもよく、この場合には、透光性である必要があり、ま
た図２、図４と同様に電子供与性有機物層５と電子受容
性有機物層４１、４２との順序は逆になる。

【００１７】図１から図６までに例示した本発明に係る
光起電力素子が光起電力能を有する理由は、電子受容性
有機物層と電子供与性有機物層の界面で両層のフェルミ
レベルの違いによって生ずる局所的な内部電界に起因し
ていると思われる。この内部電界が働いている部分に光
が吸収されることによりキャリアが発生する。即ち、こ
れが最終的に外部に電流として取り出される。従って、
この界面にいかに多くの光が到達し吸収されるか、電子
受容性有機物層と電子供与有機物層の間に生ずる内部電
界の大きさ等のキャリア発生能と電子受容性有機物層、
電子供与有機物層の電子及び正孔の移動能及び注入性等
が光起電力素子の変換効率の大きな因子となる。これら
は電子受容性有機物層、電子供与有機物層に使用される
材料に大きく左右されるものであるが、現在のところど
の様な材料がそれぞれの層に適切かは殆んど判っていな
いのが実情である。

【００１８】光起電力素子の変換効率（η）は次式によ
って表わされる。 η（％）＝ Ｖｏｃ × Ｊｓｃ × ｆｆ × １００／Ｐｉｎ （ここで、Ｖｏｃは開放時の電圧、Ｊｓｃは短絡時の電
流、ｆｆはフィルファクターとよばれる光照射時の電圧
−電流曲線の因子を示す値である。Ｐｉｎは入射光エネ
ルギーである。）

【００１９】図２、図３、図６に設けられているｎ型無
機半導体層６は、電子受容性有機物層と電極材料とのエ
ネルギー障壁をなくし電荷の移動をスムースにする役割
と、電子受容性有機物層のピンホールの影響を消失させ
る役割をはたしていると考えられる。図３、図４の電子
供与性有機物層５２、及び図５、図６の電子受容性有機
物層４２は、光活性層のにおける吸収光の有効利用、生
成した電荷の再結合確立の低減などの役割をしていると
考えられる。

【００２０】本発明は、これまでの記述から推案しうる
ように図１から図６における電子供与性有機物層と接す
る電子受容性有機物層の材料として特定の多環キノン化
合物（ハロゲン原子で置換された多環キノン化合物、環
内に不飽和の窒素を有する多環キノン化合物）が有効で
あることを見いだしたものであるが、この多環キノン化
合物は図５、図６の電子受容性有機物層４２の材料とし
ても有効である。この多環キノン化合物が有機／有機ｐ
ｎタイプの光起電力素子の電子受容性有機物質の材料と
して何故有効なのかその理由は現在のところ不明である
が、多環キノン類をハロゲン原子で置換することにより
電子受容性が増し電子供与性層と強い接合を形成する、
ハロゲン原子の置換により又は多環キノン化合物の環内
に不飽和の窒素を導入することにより内部のキャリアが
増大し低抵抗化したなどが考えられる。前記の多環キノ
ン化合物のうち後にあげた化合物Ｎｏ．５の２，８−ジ
ブロモアンスアンスロン及び化合物Ｎｏ．３３のフラバ
ンスロンを電子受容性層として用いると特に高い変換特
性が得られる。本発明の多環キノン化合物の電子供与性
有機物質層は蒸着、スピンコート、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。膜厚は
５０〜３０００Ａが好ましい。

【００２１】次に本発明の光起電力素子に使用される各
種の材料、製法等について説明する。本発明において使
用する透明絶縁支持体１としては、ガラス、プラスチッ
クフィルム等が用いられる。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、酸化亜鉛、半透明Ａｕ等が用い
られる。好ましい厚さは１００〜１００００Ａである。
本発明において使用するｎ型半導体層６としては、酸化
亜鉛、３価の金属がドープされた酸化亜鉛、ＣｄＳ、酸
化チタン、リンをドープしたアモルファスシリコン、ｎ
型結晶シリコン等が用いられる。このうち、透光性が必
要である場合は、酸化亜鉛、３価の金属がドープされた
酸化亜鉛、ＣｄＳ、酸化チタン等が用いられる。厚さ
は、透光性である場合には１０〜１００００Ａ、そうで
ない場合には、更に厚いことも可能である。

【００２２】本発明において電子受容供与性有機物層に
使用されるハロゲン原子が置換した多環キノン化合物の
ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が
挙げられ、複数個置換してもよく、その場合２種以上の
原子が混合してもよい。これらのハロゲン原子が置換し
た多環キノン類は、既に周知の方法で製造される。例え
ば、アンスアンスロン、ジベンズピレンキノン、ピラン
トロン、ビオアンスロン、イソビオアンスロン等の多環
キノン化合物を臭素、塩化スルフリル等のハロゲン化剤
によりハロゲン原子を導入することにより合成される。
ここでのハロゲン原子が置換した多環キノン化合物の代
表的な具体例を化１から化３２までに示す。

【化１】

【化２】

【化３】

【化４】

【化５】

【化６】

【化７】

【化８】

【化９】

【化１０】

【化１１】

【化１２】

【化１３】

【化１４】

【化１５】

【化１６】

【化１７】

【化１８】

【化１９】

【化２０】

【化２１】

【化２２】

【化２３】

【化２４】

【化２５】

【化２６】

【化２７】

【化２８】

【化２９】

【化３０】

【化３１】

【化３２】

【００２３】また、本発明において電子受容性有機物層
に使用される環内に不飽和の窒素を有する多環キノン化
合物は、既に周知の方法により製造できる。ここ の環
内に不飽和の窒素を有する多環キノン化合物の代表的な
具体例（化合物）を化３３〜化４１までに示す。

【化３３】

【化３４】

【化３５】

【化３６】

【化３７】

【化３８】

【化３９】

【化４０】

【化４１】

【００２４】本発明において用いる電子受容性有機物層
４２としては、 ペリレン系顔料 Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ（以降「Ｐ
Ｒ」という）１７９，ＰＲ１９０，ＰＲ１４９，ＰＲ１
８９，ＰＲ１２３，Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｒｏｗｎ ２６
等 ペリノン系顔料 Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｏｒａｎｇｅ ４
３，ＰＲ１４９等 クリスタルバイオレット、メチルバイオレット、マラカ
イトグリーン等の染料フルオレノン、２，４，７トリニ
トロフルオレノン、テトラシアノキノジメタン、テトラ
シアノエチレン等のアクセプタ化合物を挙げることがで
きる。これらは蒸着、スピンコート、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
は１００〜３０００Åが好ましい。

【００２５】本発明における電子供与性有機物層５、５
１又は５２としては、フタロシアニン系顔料（中心金属
がＣｕ，Ｚｎ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｐｂ，Ｐｔ，Ｆｅ，Ｍｇ等
の２価のもの、無金属フタロシアニン、アルミニウムク
ロルフタロシアニン、インジウムクロルフタロシアニ
ン、インジウムブロムフタロシアニン、ガリウムクロル
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、塩素化同フタロシアニン、塩素化亜鉛
フタロシアニン、その他バナジルフタロシアニン、チタ
ニルフタロシアニン等の酸素が配位したフタロシアニ
ン）インジゴ、チオインジゴ系顔料（Ｐｉｇｍｅｎｔ
Ｂｌｕｅ６６，Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ３６
等）、キナクリドン系顔料（Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌ
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。π電子共役を有する高分子及び孤立電子対（例え
ば窒素のＬｏｎｅ ｐａｉｒ）をふくむπ電子共役を有
する高分子を指す。例えば以下に示すものが挙げられ
る。 ポリアセチレン類、ポリジアセチレン類 ポリチオフェン、ポリ置換チオェン、ポリピロール、ポ
リ置換ピロール、ポリフラン、ポリ置換フラン、ポリイ
ンドール、ポリカルバゾール等の複素環重合体。ポリア
ニリン、ポリ置換アニリン、ポリジフェニルアミン、ポ
リ（Ｎ，Ｎ′−ジフェニルベンジジン）、ポリジアミノ
ナフタレン、ポリトリフェニルアミン、ポリアミノピレ
ン等のアミン系重合体。ポリパラフェニレン、ポリアズ
レン等の縮合環、縮合多環系重合体。 ポリビニルカルバゾールの電解酸化重合体 これらの共役系高分子は化学重合または電解重合により
合成される。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、スチリル
化合物、ベンゾジチオール系化合物、オキザジアゾール
化合物、オキサゾール化合物等）、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）等
を挙げることができる。これらの層は蒸着、スピンコー
ト、ディッピング、電解重合等での方法で製膜される。
個の中で、薄膜化、均一化には蒸着が好ましい。電子供
与性有機物層５、５１又は５２の膜厚は５０〜１０００
０Åが適当である。

【００２６】また、本発明で用いられる背面電極３とし
ては、電子供与性有機物層５と接する場合、Ａｕ，Ｐ
ｔ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ａｇ等の仕事関数の高い
金属が用いられる。また、電子受容性有機物層４と接す
る場合には、Ａｌ，Ｉｎ，Ｐｂ，Ｚｎ，Ｍｇ，Ａｇ等が
用いられる。さらにｎ型無機半導体層６と接する場合に
は、これらの金属や上記した仕事関数の高い金属も用い
られる。金属の膜厚は５０〜３０００Åが適当である。

【００２７】

【実施例】以下に実施例を示し、本発明を更に具体的に
説明する。

【００２８】実施例１及び２ よく洗浄したＩＴＯガラス（松崎真空製、３０Ω／□）
上に、真空蒸着法で電子受容性物質である例示構造式Ｎ
ｏ．５の化合物（実施例１）又は例示構造式Ｎｏ．３３
の化合物（実施例２）を約４００Åの厚さで、次いで電
子供与性物質であるアルミニウムクロロフタロシアニン
（ＡｌＣｌＰｃ）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０．２５ｃ
ｍ²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。これら素子の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、実施例１のもの
では、Ｖｏｃ＝０．３５Ｖ，Ｊｓｃ＝１．１８ｍＡ／ｃ
ｍ²，ｆｆ＝０．２９となり変換効率０．１６％が得ら
れた。また、実施例２のものでは、Ｖｏｃ＝０．２９
Ｖ，Ｊｓｃ＝０．９５ｍＡ／ｃｍ²，ｆｆ＝０．３４と
なり変換効率０．１２％が得られた。これらの値は有機
光起電力素子としては大きなものである。

【００２９】実施例３及び４ よく洗浄したＩＴＯガラス（松崎真空製、３０Ω／□）
上に、真空蒸着法で約２５０℃で、導入ガスとしてアル
ゴンを用い、ＲＦマグネトロンスパッタ法で、酸化亜鉛
を約１５００Å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例示構造式Ｎｏ．５の化合物
（実施例３）又は例示構造式Ｎｏ．３３の化合物（実施
例４）を約４００Åの厚さで、次いで電子供与性物質で
あるアルミニウムクロロフタロシアニン（ＡｌＣｌＰ
ｃ）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。以
下実施例１と同様にして変換効率を測定した。その結
果、実施例３のものではＶｏｃ＝０．４５Ｖ，Ｊｓｃ＝
１．２１ｍＡ／ｃｍ²，ｆｆ＝０．３３となり変換効率
０．２４％が得られ、実施例４のものではＶｏｃ＝０．
４５Ｖ，Ｊｓｃ＝０．７８ｍＡ／ｃｍ²，ｆｆ＝０．４
７となり変換効率０．２２％が得られた。これらの値は
有機光起電力素子としては大きなものである。

【００３０】実施例５及び６ 実施例３又は４と同様にして作製した酸化亜鉛上に、真
空蒸着法で電子受容性物質である例示構造式Ｎｏ．５の
化合物（実施例５）又は例示構造式Ｎｏ．３３の化合物
（実施例６）を約４００Åの厚さで、次いでアルミニウ
ムクロロフタロシアニン（ＡｌＣｌＰｃ）を約１００Å
の厚さで、さらにキナクリドン（ＱＡ）を約３００Ａの
厚さで設けた以外は実施例１と同様にして変換効率を測
定した。その結果、実施例５のものではＶｏｃ＝０．５
１Ｖ，Ｊｓｃ＝１．８８ｍＡ／ｃｍ²，ｆｆ＝０．３８
となり変換効率０．４９％が得られ、実施例６のもので
はＶｏｃ＝０．５０Ｖ，Ｊｓｃ＝１．２１ｍＡ／ｃ
ｍ²，ｆｆ＝０．５２となり変換効率０．４２％が得ら
れた。これらの値は有機光起電力素子としては大きなも
のである。

【００３１】比較例１ 実施例５の電子受容性物質を例示構造式Ｎｏ．５の化合
物のハロゲン原子が無置換のアンスアンスロンに変えた
以外は実施例３と同様に素子を作成し、実施例１と同様
に変換効率を測定した。その結果、変換効率は０．０１
％以下であり実施例３と比較して明らかに小さいもので
あった。

【００３２】比較例２ 実施例６の電子受容性物質を例示構造式Ｎｏ．３３の化
合物の不飽和の窒素を炭素に置き換えたピラントロンに
変えた以外は実施例６と同様に素子を作成し、実施例１
と同様に変換効率を測定した。その結果、Ｖｏｃ＝０．
３７Ｖ，Ｊｓｃ＝０．７７ｍＡ／ｃｍ²，ｆｆ＝０．３
１となり変換効率０．１２％が得られた。この値は実施
例６と比較して明らかに小さいものであった。

【００３３】実施例７及び８ 実施例５又は６の電子受容性物質を例示構造式Ｎｏ．１
５の化合物（実施例７）又は例示構造式Ｎｏ．３６の化
合物（実施例８）に変えた以外は実施例５又は６と同様
に素子を作成し、実施例１と同様に変換効率を測定し
た。その結果、実施例７のものでは、Ｖｏｃ＝０．６９
Ｖ，Ｊｓｃ＝０．５７ｍＡ／ｃｍ²，ｆｆ＝０．３５と
なり変換効率０．１８％が得られ、実施例８のもので
は、Ｖｏｃ＝０．４７Ｖ，Ｊｓｃ＝０．９９ｍＡ／ｃｍ
²，ｆｆ＝０．４４となり変換効率０．２７％が得られ
た。これらの値は有機光起電力素子としては大きなもの
である。

【００３４】比較例３ 実施例７の電子受容性物質を例示構造式Ｎｏ．１５の化
合物のハロゲン原子が無置換のジベンゾピレンキノンに
変えた以外は実施例７と同様に素子を作成し、実施例１
と同様に変換効率を測定した。その結果、Ｖｏｃ＝０．
３０Ｖ，Ｊｓｃ＝０．９４ｍＡ／ｃｍ²，ｆｆ＝０．２
７となり変換効率０．１０％が得られた。この値は実施
例７と比較して明らかに小さいものであった。

【００３５】実施例９及び１０ 実施例５又は６の電子受容性物質を例示構造式Ｎｏ．２
４の化合物（実施例９）又は例示構造式Ｎｏ．３７の化
合物（実施例１０）に変えた以外は実施例５又は６と同
様に素子を作成し、実施例１と同様に変換効率を測定し
た。その結果、実施例９のものでは、Ｖｏｃ＝０．５１
Ｖ，Ｊｓｃ＝０．７９ｍＡ／ｃｍ²，ｆｆ＝０．４０と
なり変換効率０．２１％が得られ、実施例１０のもので
は、Ｖｏｃ＝０．４７Ｖ，Ｊｓｃ＝１．３４ｍＡ／ｃｍ
²，ｆｆ＝０．４８となり変換効率０．１２％が得られ
た。これらの値は有機光起電力素子としては大きなもの
である。

【００３６】比較例４ 実施例１０の電子受容性物質を例示構造式Ｎｏ．３７の
化合物の不飽和の窒素を炭素に置き換えたイソビオアン
スロンに変えた以外は実施例１０と同様に素子を作成
し、実施例１と同様に変換効率を測定した。その結果、
Ｖｏｃ＝０．４３Ｖ，Ｊｓｃ＝０．７５ｍＡ／ｃｍ²，
ｆｆ＝０．３３となり変換効率０．１４％が得られた。
この値は実施例１０と比較して明らかに小さいものであ
った。

【００３７】実施例１１ 実施例６の電子受容性物質を例示構造式Ｎｏ．２８の化
合物に変えた以外は実施例６と同様に素子を作成し、実
施例１と同様に変換効率を測定した。その結果、Ｖｏｃ
＝０．４８Ｖ，Ｊｓｃ＝０．９１ｍＡ／ｃｍ²，ｆｆ＝
０．４１となり変換効率０．２４％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。

【００３８】実施例１２ 実施例５の電子受容性物質を例示構造式Ｎｏ．３０の化
合物に変えた以外は実施例５と同様に素子を作成し、実
施例１と同様に変換効率を測定した。その結果、Ｖｏｃ
＝０．５２Ｖ，Ｊｓｃ＝１．２２ｍＡ／ｃｍ²，ｆｆ＝
０．４２となり変換効率０．３５％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。

【００３９】比較例５ 実施例１２の電子受容性物質を例示構造式Ｎｏ．３の化
合物のハロゲン原子が無置換のビオアンスロンに変えた
以外は実施例１２と同様に素子を作成し、実施例１と同
様に変換効率を測定した。その結果、Ｖｏｃ＝０．４７
Ｖ，Ｊｓｃ＝１．１７ｍＡ／ｃｍ²，ｆｆ＝０．３７と
なり変換効率０．２７％が得られた。この値は、実施例
１２と比較して明らかに小さいものであった。

【００４０】

【発明の効果】 本発明の光起電力素子は、実施例の記
載から明らかなように、高い変換効率が得られた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る有機光起電子素子の一例の概略図
である。

【図２】本発明に係る有機光起電子素子の一例の概略図
である。

【図３】本発明に係る有機光起電子素子の一例の概略図
である。

【図４】本発明に係る有機光起電子素子の一例の概略図
である。

【図５】本発明に係る有機光起電子素子の一例の概略図
である。

【図６】本発明に係る有機光起電子素子の一例の概略図
である。

【符号の説明】

１ 透明絶縁支持体 ２ 透明電極 ３ 背面電極 ４，４１，４２ 電子受容性有機物層 ５，５１，５２ 電子供与性有機物層 ６ ｎ型無機半導体層 ７ リード線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｃ０７Ｃ 50/24 9049−4Ｈ Ｃ０７Ｄ 221/18 471/06 8829−4Ｃ (72)発明者 生野 弘 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 (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一方が透光性を有する二つの
   電極の間に、電子受容性有機化合物層と電子供与性有機
   化合物層との積層を設けた有機光起電力素子において、
   前記電子受容性有機化合物がハロゲン原子で置換された
   多環キノン化合物及び環内に不飽和の窒素を有する多環
   キノン化合物から選ばれる少なくとも１種よりなること
   を特徴とする有機光起電力素子。