JPH06120538A

JPH06120538A - 有機太陽電池

Info

Publication number: JPH06120538A
Application number: JP4265007A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Mizuta; 泰史水田; Masafumi Tanaka; 雅史田中; Eiichi Miyamoto; 栄一宮本; Toshiyuki Fukami; 季之深見
Original assignee: Mita Industrial Co Ltd
Current assignee: Kyocera Mita Industrial Co Ltd
Priority date: 1992-10-02
Filing date: 1992-10-02
Publication date: 1994-04-28

Abstract

(57)【要約】【目的】光電変換効率に優れ、連続使用時の特性が安
定な、有機太陽電池を得る。【構成】２つの電極の間に、電荷発生顔料と電荷輸送
染料とを含有する光導電層が形成されている有機太陽電
池。その電荷輸送染料は、下記一般式（１）で表される
化合物である。【化１】（式中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁴、Ｒ⁵およびＲ⁶は、水素原
子、アルキル基などを示し、ｎは１〜５の整数である；
Ａは下記式（２）または下記式（３）で表される基を示
す）：【化２】（式中、Ｒ⁷は水素原子、アルキル基などを示し、ｍは
１〜５の整数である）：【化３】（式中Ｒ⁸、Ｒ⁹、Ｒ¹⁰、Ｒ¹¹、Ｒ¹²、Ｒ¹³、Ｒ¹⁴および
Ｒ¹⁵は、水素原子、アルキル基またはアリール基を示
す）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、有機太陽電池に関し、
より詳しくは、有機顔料および有機染料を用いた機能分
離型の有機太陽電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】有機太陽電池は、シリコン、ゲルマニウ
ム等の無機半導体と有機色素からなる光導電層との間に
ｐｎ接合を形成させ、または金属と有機色素とを結合さ
せることにより、光エネルギーを電気エネルギーに変換
させるものである。その光導電層は、例えば、クロロフ
ィルなどの合成色素や顔料、ポリアセチレンなどの導電
性高分子材料、またはそれらの複合材料などからなる有
機光導電体を、真空蒸着法、キャスト法またはディッピ
ング法などにより薄膜化したもので形成されている。

【０００３】上記のような有機光導電体や有機半導体を
用いた有機太陽電池は、従来のシリコン、ゲルマニウム
などの無機半導体の単結晶にｐｎ接合を形成させた無機
太陽電池に比べて、経済性に優れていること、製造し易
いことなどの利点を有しているため、近年、民生用の太
陽電池として注目されている。

【０００４】例えば、特開平１−２１５０７０号公報に
は、有機電荷発生顔料と、有機電荷輸送染料とをバイン
ダー樹脂中に分散させた光導電層を、２つの電極間に配
設して形成された有機太陽電池が開示されている。

【０００５】この有機太陽電池においては、有機電荷輸
送染料として、ピラゾリン系、ヒドラゾン系、オキサゾ
ール系、トリアリールメタン系、ポリアリールアルカン
類などの有機化合物が用いられている。

【０００６】この有機太陽電池においては、上記電極
と、上記有機電荷発生顔料を含有する光導電層との間
に、ショットキー接合が形成されている。このため、上
記有機電荷発生顔料に光が照射されると、このショット
キー障壁部分でキャリア対が発生する。このキャリア対
の内、正孔が光導電層内の有機電荷輸送染料に注入さ
れ、正孔は該染料中を、電子は上記顔料中を、それぞれ
ショットキー接合のポテンシャル差に従って移動する。

【０００７】従って、この特開平１−２１５０７０号公
報に開示された有機太陽電池によれば、安価で、光電変
換効率が高く、連続使用安定性の高い有機太陽電池が得
られるとされている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の有機電
荷輸送染料を用いた有機太陽電池では、キャリア移動度
が低く、光電変換効率が不十分である。さらに、紫外線
照射により劣化しやすく、連続使用時には特性が不安定
であるなどの問題点を有している。

【０００９】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであり、その目的は高い光電変換率を有し、
連続使用時に安定な特性を有する有機太陽電池を提供す
ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の有機太陽電池
は、２つの電極の間に、電荷発生顔料と電荷輸送染料と
を含有する光導電層が設けられている有機太陽電池であ
って、該電荷輸送染料が、下記一般式（１）で表される
化合物であり、そのことにより上記目的が達成される。

【００１１】

【化４】

【００１２】（式中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁴、Ｒ⁵および
Ｒ⁶は同一または異なって、水素原子、ハロゲン原子、
アルキル基またはアルコキシル基を示し、アルキル基お
よびアルコキシル基は、いずれも置換基を有していても
よい；ｎは１〜５の整数である；Ａは下記式（２）また
は下記式（３）で表される基を示す）：

【００１３】

【化５】

【００１４】（式中、Ｒ⁷は水素原子、アルキル基また
はアルコキシル基を示し、アルキル基およびアルコキシ
ル基は、いずれも置換基を有していてもよい；ｍは１〜
５の整数である）：

【００１５】

【化６】

【００１６】（式中Ｒ⁸、Ｒ⁹、Ｒ¹⁰、Ｒ¹¹、Ｒ¹²、
Ｒ¹³、Ｒ¹⁴およびＲ¹⁵は同一または異なって、水素原
子、アルキル基またはアリール基を示す）。

【００１７】

【作用】有機太陽電池の光導電層に光が照射されると、
光導電層中の電荷発生顔料には、電荷が発生し、電子は
正極へ移動すると共に、正孔は電荷輸送染料に注入され
て、この電荷輸送染料を介して負極へ移動する。

【００１８】本発明に用いられるジアミノターフェニル
誘導体（上記式（１）において、Ａが上記式（２）で表
される基である化合物）は、分子内に消光剤として知ら
れるターフェニル構造部分を有している。このため、こ
のターフェニル構造部分で形成されるπ電子共役系が大
きな広がりを持っており、ジアミノターフェニル誘導体
の分子構造の平面化が一層促進されて、分子間の重なり
合いなどによる分子間の相互作用が強まると考えられ
る。よって、特開平１−２１５０７０号公報に開示され
ている電荷輸送染料に比べて、電荷輸送能力に優れ、光
に対する安定性も優れたものとすることができる。従っ
て、このジアミノターフェニル誘導体を電荷輸送染料と
して光導電層に含有させることにより、光電変換効率に
優れ、連続使用時の特性が安定な有機太陽電池が得られ
る。

【００１９】また、本発明に用いられるトリフェニルア
ミン誘導体（上記式（１）において、Ａが上記式（３）
で表される基である化合物）は、２つのトリフェニルア
ミン構造部分を有しているため、高い電荷輸送能力を有
している。よって、このトリフェニルアミン誘導体を電
荷輸送染料として光導電層に含有させることにより、光
電変換効率に優れた有機太陽電池が得られる。

【００２０】また、上記トリフェニルアミン誘導体は、
分子内に上記式（２）で表される構造部分を有している
ために、光に対する安定性に優れている。よって、この
トリフェニルアミン誘導体を電荷輸送染料として光導電
層に含有させることにより、連続使用時の特性が安定な
有機太陽電池が得られる。

【００２１】

【好適態様】本発明に係る有機太陽電池は、例えば、図
１に示すような構成とすることができる。

【００２２】この有機太陽電池Ａは、基板１と、該基板
１上に順次積層された電極２、光導電層３および透明対
向電極４とを有する。

【００２３】この構造において、光は透明電極４側から
照射されるが、基板１と電極２とが透光性である場合に
は、基板１側から光が照射されてもよい。その場合に
は、透明電極４は、非透光性であってもよい。また、こ
の構造において、電極２と基板１との密着性向上のため
に、基板１上に下引き層を設けてもよい。

【００２４】上記基板１の材料としては、アルミニウ
ム、ステンレスなどの金属、紙、プラスチックなどを用
いることができる。

【００２５】上記電極２および透明電極４の材料として
は、光導電層３とのショットキー接合を形成する材料で
あれば、いずれも用いることができる。例えば、アルミ
ニウム、銅、ステンレスなどの金属；ポリアセチレン、
ポリピロールなどの導電性高分子；４級アンモニウム塩
を高分子中に溶解させたもの；ＳｎＯ₂、ＩＴＯなどの
酸化物などを用いることができる。ただし、透光性が必
要とされる場合には、金属の半透明薄膜、透明導電性酸
化物などを用いる必要がある。

【００２６】上記電極２および４は、例えば、真空蒸着
またはスパッタリングなどにより形成される。

【００２７】上記光導電層３は、一般的には、バインダ
ー樹脂と、電荷発生顔料と、電荷輸送染料とを含有す
る。

【００２８】上記光導電層３に含有される電荷輸送染料
としては、上記一般式（１）で表される化合物が用いら
れる。

【００２９】上記アルキル基としては、例えばメチル
基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル
基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシ
ル基等の炭素数１〜６の低級アルキル基があげられる。

【００３０】上記アルコキシ基としては、例えば、メト
キシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ
基、ブトキシ基、イソブトキシ基、ｔ−ブトキシ基、ペ
ンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基などの炭素数１〜６
のアルコキシ基が挙げられる。

【００３１】また、上記アルキル基、アルコキシ基に置
換してもよい置換基としては、例えばハロゲン原子、ア
ミノ基、水酸基、エステル化されていてもよいカルボキ
シル基、シアノ基、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数
１〜６のアルコキシ基、アリール基を有することのある
炭素数２〜６のアルケニル基などがあげられる。置換基
は２以上であってもよく、また２つの置換基が環を形成
していてもよい。

【００３２】上記ハロゲン原子としては、フッ素、塩
素、臭素、ヨウ素があげられる。

【００３３】上記アリール基としては、例えば、フェニ
ル基、ｏ−ターフェニル基、ナフチル基、アントリル
基、フェナントリル基などがあげられる。

【００３４】上記一般式（１）において、Ａが上記式
（２）で表される基であるジアミノターフェニル誘導体
としては、例えば下記式で表されるものがあげられる。

【００３５】

【化７】

【００３６】

【化８】

【００３７】

【化９】

【００３８】

【化１０】

【００３９】

【化１１】

【００４０】

【化１２】

【００４１】

【化１３】

【００４２】上記ジアミノターフェニル誘導体は、種々
の方法で合成することが可能であり、例えば、下記の反
応式により得ることができる。

【００４３】

【化１４】

【００４４】（式中、Ｒ¹、Ｒ²およびＲ⁷は、前記と同
じように定義され、Ｘはハロゲン原子を示す）。

【００４５】まず、式（ａ）で表されるジアミノターフ
ェニル誘導体に、式（ｂ）で表される化合物を銅触媒お
よび塩基性物質の存在下で反応させて、式（ｃ）で表さ
れる化合物を得る。次に、この化合物（ｃ）と、式
（ｄ）で表される化合物とを銅触媒および塩基性物質の
存在下で反応させて、式（１−１）で表される化合物を
得る。尚、式（ｃ）で表される化合物を得る上で、式
（ａ）で表される化合物のアミノ基は、アセチル化剤に
よって、予めアセチル化しておくのが望ましい。

【００４６】上記反応は、いずれも、無溶媒または溶媒
中にで行われる。式（ｂ）で表される化合物は、式
（ａ）で表される化合物に対して、２〜２０倍モル量、
好ましくは、３〜１０倍モル量で使用される。また、式
（ｄ）で表される化合物も、式（ｃ）で表される化合物
に対して、２〜２０倍モル量、好ましくは、３〜１０倍
モル量で用いられる。上記反応は、通常、温度１５０℃
〜２５０℃、好ましくは、１７０〜２３０℃で行われ
る。

【００４７】上記反応に使用する銅触媒としては、例え
ば、銅粉、酸化銅、ハロゲン化銅などの銅または銅化合
物があげられ、その使用量は、通常、式（ａ）または式
（ｃ）で表される化合物に対して、いずれも、０．０１
〜１．０当量、さらに好ましくは、０．１〜０．５当量
である。

【００４８】上記塩基性物質としては、例えば、水酸化
ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カ
リウムなどが挙げられ、その使用量は、通常、式（ａ）
または式（ｃ）で表される化合物に対して、いずれも、
０．５〜１０倍モル量、好ましくは、１〜３倍モル量程
度である。

【００４９】上記有機溶媒としては、ニトロベンゼン、
ジクロロベンゼン、キノリン、Ｎ，Ｎ−メチルピロリド
ン、Ｎ−メチルピロリドン、１，３−ジメチル−２−イ
ミダゾリンなどを用いることができるが、式（ｂ）また
は式（ｄ）で表される化合物の過剰量を用いる場合に
は、無溶媒で上記反応を行わせることができる。

【００５０】上記アセチル化は、常法に従って行うこと
ができる。その際のアセチル化剤としては、例えば、酢
酸の無水物や塩化物などが挙げられる。

【００５１】また、上記一般式において、Ｒ¹＝Ｒ²であ
る時には、上記アセチル化を行う事なく、式（ｂ）また
は式（ｄ）で表される化合物を一段階の反応式によって
反応させてもよい。

【００５２】上記一般式（１）において、Ａが上記式
（３）で表される基であるトリフェニルアミン誘導体と
しては、例えば下記式で表されるものがあげられる。

【００５３】

【化１５】

【００５４】

【化１６】

【００５５】

【化１７】

【００５６】

【化１８】

【００５７】上記トリフェニルアミン誘導体は、種々の
方法で合成することが可能であり、例えば、下記の反応
式により得ることができる。

【００５８】

【化１９】

【００５９】（式中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ⁵およびＲ⁶は前記と
同じように定義され、Ｘはハロゲン原子を示す）。

【００６０】すなわち、式（ｅ）で表されるアミン化合
物に、式（ｆ）で表されるハロゲン化合物を、銅または
塩基の存在下で反応させて、式（２−１）で表される上
記トリフェニルアミン誘導体を得る。この反応は、温度
２００℃〜２２０℃で行われる。上記塩基としては、例
えば、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等を用いることが
できる。

【００６１】また、上記一般式（１）で表される化合物
は、単独で用いてもよく、従来公知の他の電荷輸送材料
と組み合わせて使用することもできる。従来公知の電荷
輸送材料としては、種々の電子吸引性化合物、電子供与
性化合物を用いることができる。

【００６２】上記電子吸引性化合物としては、例えば、
２，６−ジメチル−２′，６′−ジｔｅｒｔ−ジブチル
ジフェノキノン等のジフェノキノン誘導体、マロノニト
リル、チオピラン系化合物、テトラシアノエチレン、
２，４，８−トリニトロチオキサントン、３，４，５，
７−テトラニトロ−９−フルオレノン、ジニトロベンゼ
ン、ジニトロアントラセン、ジニトロアクリジン、ニト
ロアントラキノン、ジニトロアントラキノン、無水コハ
ク酸、無水マレイン酸、ジブロモ無水マレイン酸等が例
示される。

【００６３】また、電子供与性化合物としては、２，５
−ジ（４−メチルアミノフェニル）、１，３，４−オキ
サジアゾール等のオキサジアゾール系化合物、９−（４
−ジエチルアミノスチリル）アントラセン等のスチリル
系化合物、ポリビニルカルバゾール等のカルバゾール系
化合物、１−フェニル−３−（ｐ−ジメチルアミノフェ
ニル）ピラゾリン等のピラゾリン系化合物、ヒドラゾン
化合物、トリフェニルアミン系化合物、インドール系化
合物、オキサゾール系化合物、イソオキサゾール系化合
物、チアゾール系化合物、チアジアゾール系化合物、イ
ミダゾール系化合物、ピラゾール系化合物、トリアゾー
ル系化合物等の含窒素環式化合物、縮合多環式化合物が
例示される。

【００６４】これらの電荷輸送材料は、１種または２種
以上混合して用いられる。なお、ポリビニルカルバゾー
ル等の成膜性を有する電荷輸送材料を用いる場合には、
バインダー樹脂は必ずしも必要ではない。

【００６５】上記光導電層３に含有される有機電荷発生
顔料としては、太陽光または可視光の吸収性がよいもの
が好ましく、また、上記有機電荷輸送染料に対して、電
子受容体として機能するものが好ましい。例えば、セレ
ン、セレン−テルル、セレン−ヒ素、アモルファスシリ
コン、ピリリウム塩、チオピリリウム系顔料、フタロシ
アニン系化合物、アンサンスロン系化合物、アントアン
トロン顔料、ペリレン系化合物、ジベンズピレンキノン
顔料、ピラトロン顔料、トリスアゾ顔料、ビスアゾ顔
料、アゾ系化合物、ジスアゾ系化合物、インジゴ系化合
物、チオインジゴ系化合物、トリフェニルメタン系化合
物、スレン系化合物、トルイジン系化合物、ピラゾリン
系化合物、キナクドリン系化合物、ピロロピロール系化
合物、非対称キノシアニン、キノシアニン、多環縮合系
色素、ポルフィリン色素などを用いることができる。

【００６６】これらの電荷発生顔料は、１種または２種
以上を混合して用いてもよい。

【００６７】上記電荷有機発生顔料は、ミリング分散液
の加熱撹拌などにより適当な結晶形の微粒子とすること
ができる。

【００６８】上記光導電層３を構成するバインダー樹脂
としては、例えば、スチレン系重合体、スチレン−ブタ
ジエン共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合
体、スチレン−マレイン酸共重合体、アクリル共重合
体、スチレン−アクリル酸共重合体、ポリエチレン、エ
チレン−酢酸ビニル共重合体、塩素化ポリエチレン、ポ
リ塩化ビニル、ポリプロピレン、塩化ビニル−酢酸ビニ
ル共重合体、ポリエステル、ポリアミド、アルキド樹
脂、ポリカーボネート類、ポリアリレート、ポリスルホ
ン、ジアリルフタレート樹脂、ケトン樹脂、ポリビニル
ブチラール樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリウレタン樹脂
などの熱可塑性樹脂や、シリコーン樹脂、エポキシ樹
脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、その他
架橋性の熱硬化性樹脂、さらにエポキシアクリレート、
ウレタン−アクリレートなどの光硬化性樹脂などが挙げ
られる。これらのバインダー樹脂は、１種または２種以
上を混合して用いることができる。

【００６９】本発明の有機太陽電池は、以下のようにし
て作製することができる。

【００７０】まず、上記電荷発生顔料、電荷輸送染料、
バインダー樹脂および溶媒を、ホモジナイザー、超音
波、ボールミル、サンドミル、アトライター、ロールミ
ル、ペイントシェイカーなどの方法を用いて塗布液を調
製する。この塗布液においては、通常、上記電荷発生顔
料は粒子状に分散され、上記電荷輸送染料は均一に溶解
されている。

【００７１】上記溶媒としては、種々の有機溶剤が使用
可能である。例えば、メタノール、エタノール、イソプ
ロパノール、ブタノール等のアルコール類、ｎ−ヘキサ
ン、オクタン、シクロヘキサン等の脂肪族系炭化水素、
ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、ジ
クロロメタン、ジクロロエタン、四塩化炭素、クロロベ
ンゼン等のハロゲン化炭化水素、ジメチルエーテル、ジ
エチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチレングリコ
ールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチル
エーテル等のエーテル類、アセトン、メチルエチルケト
ン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸
メチル等のエステル類、ジメチルホルムアルデヒド、ジ
メチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等があげら
れる。これらの溶剤は１種または２種以上を混合して用
いることができる。

【００７２】次に、上記塗布液を、キャスティングやデ
ィッピングなどにより電極２上に積層して、光導電層３
を形成する。

【００７３】なお、上記光導電層３には、キャリアの発
生、注入および輸送性向上のために、種々の添加剤を含
有させることができる。例えば、ジフェニル、塩化ジフ
ェニル、ターフェニル、ハロナフトキノン類、ジブチル
フタレート、ジメチルグリコールフタレート、ジオクチ
ルフタレート、トリフェニル燐酸、メチルナフタレン、
アセチルナフタレン、ベンゾフェノン、塩素化パラフィ
ン、ジラウリルチオプロピオネート、３，５−ジニトロ
サリチル酸、各種フルオロカーボン類などが挙げられ
る。

【００７４】さらに、電荷輸送染料や電荷発生顔料の分
散性、染工性等をよくするために界面活性剤、レベリン
グ剤等を使用してもよい。

【００７５】ここで、上記バインダー樹脂１００重量部
に対して、電荷発生顔料は２〜２０重量部、特に３〜１
５重量部、上記一般式（１）で表されるフェニレンジア
ミン系化合物は４０〜２００重量部、特に５０〜１５０
重量部であるのが好ましい。また、光導電層の厚みは、
０．１〜２μｍ、特に０．５μｍ程度であるのが好まし
い。

【００７６】

【実施例】以下、実施例および比較例をあげて本発明を
詳細に説明する。

【００７７】（１）ジアミノターフェニル誘導体の合成（i）４，４’’−ジアミノ−１’，３’−ターフェニ
ル１３０ｇと酢酸１６０ｇとを反応容器内に仕込み、５
０〜７０℃に加熱後、無水酢酸１１０ｇを徐々に滴下し
た。次に、７０℃で約１時間攪拌後、反応物を水中に注
いで３０分間攪拌した。そして、析出した結晶を濾取し
て乾燥し、Ｎ，Ｎ’−ジアセチル−４，４’’ジアミノ
−１’，３’−ターフェニル１３７ｇを得た（収率８
０．１％）。

【００７８】（ii）得られたＮ、Ｎ’−ジアセチル体１
３７．０ｇを、ｍ−ヨードトルエン１７４．６ｇ、炭酸
カリウム７０ｇおよび銅粉１１ｇと共に、反応容器内に
仕込み、反応容器内に窒素ガスを導入しながら、１８０
〜２２０℃まで加熱し、この温度で２４時間反応させ
た。反応により生成する水は、水分離器により反応系外
に除去した。これを冷却後、反応物に４０％水酸化カリ
ウム水溶液２３０ｇを加えて、１１０〜１２０℃に昇温
し、１４時間反応させて加水分解を行った。この反応液
を濾過して触媒を除去し、ｍ−ヨードトルエンを留去し
て回収した。残渣をｎ−ヘキサン中に注いで、晶析を行
い、Ｎ，Ｎ’−ジ（３−メチルフェニル）−４，４’’
−ジアミノ−１’，３’−ターフェニル１３９．７ｇを
得た（収率７９．３％）。

【００７９】（iii）得られたＮ，Ｎ’−ジ（３−メチ
ルフェニル）−４，４’’−ジアミノ−１’，３’−タ
ーフェニル１３９．７ｇを、ｍ−ヨードトルエン１３
５．０ｇ、炭酸カリウム５５ｇおよび銅粉７．５ｇと共
に、反応容器内に仕込み、反応容器内に窒素ガスを導入
しながら、１８０〜２２０℃まで加熱し、この温度で４
８時間反応させた。反応により生成する水は、水分離器
により反応系外に除去した。これを冷却後、反応物にト
ルエン３００ｇを加えて溶解し、不溶分を濾別した。そ
して、トルエンおよびｍ−ヨードトルエンを留去して回
収した。残渣を酢酸エチルで再結晶して、下記式（４）
で表されるＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（３−メチルフ
ェニル）−４，４’’−ジアミノ−１’，３’−ターフ
ェニル（下記表１において、電荷輸送染料として表さ
れる化合物）１５６．０ｇを得た（収率７９．２％）。

【００８０】

【化２０】

【００８１】元素分析結果：Ｃ₄₆Ｈ₄₀Ｎ₂として計算値（％）：Ｃ８８．９９Ｈ：６．４９Ｎ：
４．５１実測値（％）：Ｃ：８９．９６Ｈ：６．５３Ｎ：
４．５０質量分析結果ｍ／ｅ＝６２０（計算値６２０．９）（２）トリフェニルアミン誘導体の合成下記式（５）で表されるアミン化合物１．６０ｇに対し
て、下記式（６）で表される化合物４．４０ｇを、銅の
存在下、温度２００℃で６時間反応させて、下記式
（７）で表されるトリフェニルアミン誘導体（下記表１
において、電荷輸送染料として表される化合物）を得
た（収率５０％）。

【００８２】

【化２１】

【００８３】

【化２２】

【００８４】

【化２３】

【００８５】元素分析結果：Ｃ₃₈Ｈ₃₄Ｎ₂Ｓｉとして計算値（％）：Ｃ８３．４７Ｈ：６．２７Ｎ：
５．１２実測値（％）：Ｃ：８３．４１Ｈ：６．３３Ｎ：
５．０９（実施例１〜２３および比較例１〜５）１００ｍｍ×１
００ｍｍのガラス板上に、厚み５００ｎｍのアルミ電極
（透光率７０％）を真空蒸着した。

【００８６】次に、電荷発生顔料および電荷輸送染料と
して、表１および表２に示す化合物を１０重量部ずつ、
ポリビニルブチラール樹脂（エスレックＢＭ−１、積水
化学工業社製）１０重量部、シクロヘキサノン５０重量
部を混合し、直径１ｍｍのガラスビーズを用いたボール
ミルにて２４時間混合分散した。得られた分散液を、ス
ピンコート法を用いて、上記アルミ電極上に塗布し、１
００℃で３０分間乾燥して、厚み０．５μｍの光導電層
を形成した。

【００８７】その上に、２０ｍｍ×２０ｍｍの金電極を
厚み２０００オングストロームに蒸着した。

【００８８】上記の工程により有機太陽電池が得られ
た。

【００８９】（評価試験）各実施例１〜２３および比較
例１〜５で得られた有機太陽電池のオープンサーキット
電圧Ｖ_OC（Ｖ）、ショートサーキット電流Ｉ_SC（ｍＡ）
および１ｋΩ付加時における最大光電変換効率Ｅ
_MAX（％）を以下の条件にて測定した。

【００９０】光源：タングステンランプ光量：２００ルクス試験結果を表１および表２に併せて示す。また、表１お
よび表２中に示した電荷発生顔料および電荷輸送染料の
化学構造式を以下に示す。

【００９１】

【表１】

【００９２】

【表２】

【００９３】

【化２４】

【００９４】

【化２５】

【００９５】

【化２６】

【００９６】

【化２７】

【００９７】

【化２８】

【００９８】

【化２９】

【００９９】

【化３０】

【０１００】

【化３１】

【０１０１】

【化３２】

【０１０２】

【化３３】

【０１０３】

【化３４】

【０１０４】

【化３５】

【０１０５】これらの試験結果から、本発明の有機太陽
電池は、いずれも、オープンサーキット電圧Ｖ
_OC（Ｖ）、ショートサーキット電流Ｉ_SC（ｍＡ）および
１ｋΩ付加時における最大光電変換効率Ｅ_MAX（％）に
おいて、従来の有機太陽電池に比べて良好な値を示して
いる。

【０１０６】また、光に対する安定性に関しては、従来
の有機太陽電池に比べて、優れているものとすることが
でき、連続使用時に安定な特性が得られる。

【０１０７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、従来に比べて、光電変換効率に優れ、連続使
用時に安定な特性を有する有機太陽電池を得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の有機太陽電池の一実施例を示す断面図
である。

【符号の説明】

１基板２電極３光導電層４透明電極

フロントページの続き (72)発明者深見季之大阪市中央区玉造一丁目２番28号三田工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２つの電極の間に、電荷発生顔料と電荷
輸送染料とを含有する光導電層が設けられている有機太
陽電池であって、該電荷輸送染料が、下記一般式（１）で表される化合物
である有機太陽電池：【化１】（式中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁴、Ｒ⁵およびＲ⁶は同一また
は異なって、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基また
はアルコキシル基を示し、アルキル基およびアルコキシ
ル基は、いずれも置換基を有していてもよい；ｎは１〜
５の整数である；Ａは下記式（２）または下記式（３）
で表される基を示す）：【化２】（式中、Ｒ⁷は水素原子、アルキル基またはアルコキシ
ル基を示し、アルキル基およびアルコキシル基は、いず
れも置換基を有していてもよい；ｍは１〜５の整数であ
る）：【化３】（式中Ｒ⁸、Ｒ⁹、Ｒ¹⁰、Ｒ¹¹、Ｒ¹²、Ｒ¹³、Ｒ¹⁴および
Ｒ¹⁵は同一または異なって、水素原子、アルキル基また
はアリール基を示す）。