JPH06163961A - Organic colar cell - Google Patents

Organic colar cell

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JPH06163961A
JPH06163961A JP4306971A JP30697192A JPH06163961A JP H06163961 A JPH06163961 A JP H06163961A JP 4306971 A JP4306971 A JP 4306971A JP 30697192 A JP30697192 A JP 30697192A JP H06163961 A JPH06163961 A JP H06163961A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
solar cell
photoconductive layer
organic solar
pigment
organic
Prior art date
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Pending
Application number
JP4306971A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Mizuta
泰史 水田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Mita Industrial Co Ltd
Original Assignee
Mita Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mita Industrial Co Ltd filed Critical Mita Industrial Co Ltd
Priority to JP4306971A priority Critical patent/JPH06163961A/en
Publication of JPH06163961A publication Critical patent/JPH06163961A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To improve the photoelectric conversion efficiency of an organic solar cell, by forming a photoconductive layer containing charge generating pigment and charge transfer material, between two electrodes in an organic solar cell, and using compound expressed by a specified formula as the charge generating pigment. CONSTITUTION:An organic solar cell is provided with a substrate 1, an electrode 2, a photoconductive layer 3, and a transparent counter electrode 4. Material which forms a Schottky junction with the photoconductive layer 3 is used as the material of the electrode 2 and the transparent electrode 4. The photoconductive layer 3 contains binder resin, charge generating pigment, and charge transfer pigment. As the charge generating pigment, compound expressed by a specific formula is used. In the formula, R<1>, R<2> are identical or different and show hydrogen atom, or halogen atom, or alkyl group which may have substituent, or aromatic group which may have substituent, (m) and (n) show integers of 0-2, and A and B are identical or different and show coupler residue.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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材料を用いた機能分
離型の有機太陽電池に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an organic solar cell,
More specifically, the present invention relates to a function-separated type organic solar cell using an organic pigment and an organic material.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art In an organic solar cell, a pn junction is formed between an inorganic semiconductor such as silicon or germanium and a photoconductive layer made of an organic dye, or a metal and an organic dye are combined to emit light energy. It is converted into electric energy. The photoconductive layer is, for example, an organic photoconductor made of a synthetic dye or pigment such as chlorophyll, a conductive polymer material such as polyacetylene, or a composite material thereof, by a vacuum deposition method, a casting method, a dipping method, or the like. It is formed of a thin film.

【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。例えば、特開平1−21
5070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。
The organic solar cell using the organic photoconductor or the organic semiconductor as described above is more economical than the conventional inorganic solar cell in which a pn junction is formed in a single crystal of an inorganic semiconductor such as silicon or germanium. In recent years, it has attracted attention as a solar cell for consumer use because it has advantages such as excellent heat resistance and easy manufacture. For example, JP-A 1-21
No. 5070 discloses a photoconductive layer in which an organic charge generating pigment and an organic charge transporting dye are dispersed in a binder resin,
An organic solar cell formed by being arranged between two electrodes is disclosed.

【0004】この有機太陽電池においては、電荷発生顔
料としてビスアゾ顔料あるいはフタロシアニン顔料を使
用している。また、電荷輸送染料としては、ピラゾリン
系、ヒドラゾン系、オキサゾール系、トリアノールメタ
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。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。
In this organic solar cell, a bisazo pigment or a phthalocyanine pigment is used as the charge generating pigment. As the charge transport dye, organic compounds such as pyrazoline-based, hydrazone-based, oxazole-based, trianolmethane-based, and polyarylalkanes are used. In this organic solar cell, a Schottky junction is formed between the electrode and the photoconductive layer containing the organic charge generating pigment. Therefore, when the organic charge generating pigment is irradiated with light, carrier pairs are generated in the Schottky barrier portion. Among the carrier pairs, holes are injected into the organic charge transport dye in the photoconductive layer, holes move in the dye, and electrons move in the pigment according to the potential difference of the Schottky junction.

【0005】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。
Therefore, according to the organic solar cell disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-215070, it is said that an inexpensive organic solar cell having high photoelectric conversion efficiency and high continuous use stability can be obtained.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
顔料を用いた有機太陽電池では、キャリアの発生量が十
分とは言えず、光電変換効率が不十分である。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する有機太陽電池を提供
することにある。
However, in the organic solar cell using the pigment as described above, the amount of generated carriers cannot be said to be sufficient and the photoelectric conversion efficiency is insufficient. The present invention has been made to solve the above problems,
Its purpose is to provide an organic solar cell having a high photoelectric conversion rate.

【0007】[0007]

【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材料と
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、該電荷発生顔料が、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。
The organic solar cell of the present invention is an organic solar cell in which a photoconductive layer containing a charge generating pigment and a charge transport material is provided between two electrodes, The charge generating pigment is a compound represented by the following general formula (1), and thereby the above object is achieved.

【0008】[0008]

【化2】 [Chemical 2]

【0009】(式中、R1、およびR2は同一または異
なって、水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していて
もよいアルキル基、または置換基を有していてもよい芳
香族基を示し、m,nは各々独立して0〜2の整数を表
し、A、Bは同一または異なってカップラー残基を示
す。)
(In the formula, R1 and R2 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group which may have a substituent, or an aromatic group which may have a substituent. , M and n each independently represent an integer of 0 to 2, and A and B are the same or different and each represents a coupler residue.)

【0010】[0010]

【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。ここ
で、本発明に電荷発生顔料として用いられる前記式
(1)で表されるジスアゾ系化合物は、特開平1−21
5070号公報に開示されている電荷発生顔料に比べ
て、電荷発生能力に優れている。よって、このジスアゾ
系化合物を電荷発生材料として光導電層に含有させるこ
とによりフォトキャリアの発生量が増大するので、光電
変換効率に優れた有機太陽電池が得られる。
[Function] When the photoconductive layer of the organic solar cell is irradiated with light,
A charge is generated in the charge generation pigment in the photoconductive layer, electrons move to the positive electrode, and holes are injected into the charge transport dye, and move to the negative electrode via the charge transport dye. Here, the disazo compound represented by the formula (1) used as the charge generating pigment in the present invention is described in JP-A 1-21.
The charge generation ability is superior to that of the charge generation pigment disclosed in Japanese Patent No. 5070. Therefore, by containing this disazo compound as a charge generating material in the photoconductive layer, the amount of photocarriers generated is increased, so that an organic solar cell having excellent photoelectric conversion efficiency can be obtained.

【0011】[0011]

【好適態様】[Preferable embodiment]

《太陽電池の構造》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。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。
<< Structure of Solar Cell >> The organic solar cell according to the present invention can have a configuration as shown in FIG. 1, for example. This organic solar cell A has a substrate 1, an electrode 2, a photoconductive layer 3 and a transparent counter electrode 4 which are sequentially laminated on the substrate 1.

【0012】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。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。
In this structure, light is emitted from the transparent electrode 4 side, but when the substrate 1 and the electrode 2 are translucent, the light may be emitted from the substrate 1 side. In that case, the transparent electrode 4 may be non-translucent. In this structure, an undercoat layer may be provided on the substrate 1 in order to improve the adhesion between the electrode 2 and the substrate 1. As the material of the substrate 1, a metal such as aluminum or stainless steel,
Paper, plastic, etc. can be used.

【0013】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。
As a material for the electrode 2 and the transparent electrode 4, any material can be used as long as it forms a Schottky junction with the photoconductive layer 3. For example, metals such as aluminum, copper, stainless steel; polyacetylene,
A conductive polymer such as polypyrrole; a quaternary ammonium salt dissolved in the polymer; an oxide such as SnO2 or ITO can be used. However, when translucency is required, it is necessary to use a semitransparent thin film of metal, a transparent conductive oxide, or the like.

【0014】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。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。 《電荷発生顔料》上記光導電層3に含有される電荷発生
顔料としては、下記一般式(1)で表される化合物が用
いられる。
The electrodes 2 and 4 are formed, for example, by vacuum deposition or sputtering. The photoconductive layer 3 generally contains a binder resin, a charge generating pigment, and a charge transport dye. << Charge Generating Pigment >> As the charge generating pigment contained in the photoconductive layer 3, a compound represented by the following general formula (1) is used.

【0015】[0015]

【化3】 [Chemical 3]

【0016】(式中、R1、およびR2は同一または異
なって、水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していて
もよいアルキル基、または置換基を有していてもよい芳
香族基を示し、m,nは各々独立して0〜2の整数を表
し、A、Bは同一または異なってカップラー残基を示
す。)上記アルキル基としては、例えばメチル、エチ
ル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ペ
ンチル、ヘキシルなどの炭素数が1〜6の低級アルキル
基が挙げられる。
(In the formula, R1 and R2 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group which may have a substituent, or an aromatic group which may have a substituent. , M and n each independently represent an integer of 0 to 2, and A and B are the same or different and represent a coupler residue.) Examples of the alkyl group include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl and isobutyl. And lower alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms such as pentyl and hexyl.

【0017】上記カップラー残基A,Bの具体例として
は、以下に示す(ア)〜(ヘ)のような基が例示され
る。上記電荷発生顔料の具体例としては、下記式(A
1)〜(A8)に示す化合物が例示される。
Specific examples of the above-mentioned coupler residues A and B include the groups (a) to (f) shown below. Specific examples of the charge generation pigment include the following formula (A
The compounds shown in 1) to (A8) are exemplified.

【0018】[0018]

【化4】 [Chemical 4]

【0019】[0019]

【化5】 [Chemical 5]

【0020】[0020]

【化6】 [Chemical 6]

【0021】[0021]

【化7】 [Chemical 7]

【0022】[0022]

【化8】 [Chemical 8]

【0023】[0023]

【化9】 [Chemical 9]

【0024】[0024]

【化10】 [Chemical 10]

【0025】[0025]

【化11】 [Chemical 11]

【0026】[0026]

【化12】 [Chemical 12]

【0027】[0027]

【化13】 [Chemical 13]

【0028】[0028]

【化14】 [Chemical 14]

【0029】上記一般式(1)で表される電荷発生顔料
は、ジスアゾ顔料の中心骨格としてジフェノキノン骨格
を有するため分子内の励起π電子の分子分極が効率的な
状態をとりうり、また、大きなπ電子平面を有すること
で分子間のスタッキング性が良くなることの作用結果と
して、電荷発生発生効率が大きくなるものと考えられ
る。
Since the charge generation pigment represented by the above general formula (1) has a diphenoquinone skeleton as a central skeleton of the disazo pigment, the molecular polarization of excited π electrons in the molecule is in an efficient state and is large. It is considered that the charge generation efficiency is increased as a result of the fact that the stacking property between molecules is improved by having the π electron plane.

【0030】また、本発明の有機太陽電池では、電荷発
生顔料として上記一般式(1)で表される化合物を単独
で用いてもよく、あるいは従来公知の他の電荷発生顔料
と組み合わせて使用することもできる。組み合わせて使
用する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、組合せ使用する有機
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。
In the organic solar cell of the present invention, the compound represented by the above general formula (1) may be used alone as the charge generating pigment, or may be used in combination with other conventionally known charge generating pigments. You can also The charge generating pigment used in combination is preferably one having a good absorption of sunlight or visible light, and the one which functions as an electron acceptor for the organic charge transporting dye used in combination is preferable. For example, selenium, selenium-tellurium, selenium-arsenic, amorphous silicon, pyrylium salts, thiopyrylium pigments, phthalocyanine compounds, ansanthuron compounds, anthanthrone pigments, perylene compounds, dibenzpyrenequinone pigments, pyratron pigments, trisazo pigments. , Bisazo pigments, azo compounds, disazo compounds, indigo compounds, thioindigo compounds, triphenylmethane compounds, slene compounds, toluidine compounds, pyrazoline compounds, quinacdrine compounds, pyrrolopyrrole compounds, asymmetric quinocyanines, quinocyanines , Polycyclic condensed dyes, porphyrin dyes and the like can be used.

【0031】これらの電荷発生顔料は、1種または2種
以上を、混合して用いることができる。これらの電荷有
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。 《電荷輸送材料》本発明で使用する電荷輸送材料として
は、それ自体公知の材料を使用することができる。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。
These charge generating pigments may be used alone or in combination of two or more. These charge-generating organic pigments can be formed into fine particles having an appropriate crystal form by heating and stirring the milling dispersion liquid. << Charge Transport Material >> As the charge transport material used in the present invention, a material known per se can be used. As the conventionally known charge transport material, various electron-withdrawing compounds and electron-donating compounds can be used.

【0032】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。
Examples of the electron-withdrawing compound include:
Diphenoquinone derivatives such as 2,6-dimethyl-2 ′, 6′-ditert-dibutyldiphenoquinone, malononitrile, thiopyran compounds, tetracyanoethylene,
2,4,8-trinitrothioxanthone, 3,4,5,
Examples thereof include 7-tetranitro-9-fluorenone, dinitrobenzene, dinitroanthracene, dinitroacridine, nitroanthraquinone, dinitroanthraquinone, succinic anhydride, maleic anhydride and dibromomaleic anhydride.

【0033】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。
As the electron donating compound, 2,5
-Oxadiazole compounds such as di (4-methylaminophenyl) and 1,3,4-oxadiazole, 9- (4
-Styryl compounds such as diethylaminostyryl) anthracene, carbazole compounds such as polyvinylcarbazole, pyrazoline compounds such as 1-phenyl-3- (p-dimethylaminophenyl) pyrazoline, hydrazone compounds, triphenylamine compounds, indole compounds Examples thereof include nitrogen-containing cyclic compounds such as compounds, oxazole compounds, isoxazole compounds, thiazole compounds, thiadiazole compounds, imidazole compounds, pyrazole compounds, and triazole compounds, and condensed polycyclic compounds.

【0034】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。これらの電荷
輸送材料の中でも、ヒドラゾン化合物、トリフェニルア
ミン系化合物 、スチルベン系化合物などを使用するの
が特に好ましい。 《バインダー樹脂》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。
These charge transport materials may be used alone or in combination of two or more. When a charge transporting material having film-forming property such as polyvinylcarbazole is used,
The binder resin is not always necessary. Among these charge transport materials, it is particularly preferable to use hydrazone compounds, triphenylamine compounds, stilbene compounds and the like. << Binder Resin >> Examples of the binder resin forming the photoconductive layer 3 include styrene-based polymers, styrene-butadiene copolymers, styrene-acrylonitrile copolymers, styrene-maleic acid copolymers, and acrylic copolymers. , Styrene-acrylic acid copolymer, polyethylene,
Ethylene-vinyl acetate copolymer, chlorinated polyethylene,
Heat of polyvinyl chloride, polypropylene, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, polyester, polyamide, alkyd resin, polycarbonate, polyarylate, polysulfone, diallyl phthalate resin, ketone resin, polyvinyl butyral resin, polyether resin, polyurethane resin, etc. Plastic resin, silicone resin, epoxy resin, phenol resin, urea resin, melamine resin, other cross-linkable thermosetting resin, and epoxy acrylate,
Examples thereof include photo-curable resins such as urethane-acrylate. These binder resins can be used alone or in combination of two or more.

【0035】このバインダー樹脂に、溶媒を用いて、上
記有機電荷発生顔料を粒子状に分散し、上記有機電荷輸
送染料を均一に溶解させる。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。 《有機太陽電池の作成》上記有機顔料、有機染料、バイ
ンダー樹脂および上記溶媒を、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
製し、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。
A solvent is used in the binder resin to disperse the organic charge generating pigment in the form of particles to uniformly dissolve the organic charge transporting dye. Various organic solvents can be used as the solvent. For example, alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol and butanol, aliphatic hydrocarbons such as n-hexane, octane and cyclohexane, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene, dichloromethane, dichloroethane, carbon tetrachloride and chlorobenzene. Halogenated hydrocarbons such as dimethyl ether, diethyl ether, tetrahydrofuran,
Examples thereof include ethers such as ethylene glycol dimethyl ether and diethylene glycol dimethyl ether, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and cyclohexanone, esters such as ethyl acetate and methyl acetate, dimethylformaldehyde, dimethylformamide and dimethyl sulfoxide. These solvents may be used alone or in combination of two or more. << Preparation of Organic Solar Cell >> The above organic pigment, organic dye, binder resin and above solvent are used to prepare a coating solution using a method such as homogenizer, ultrasonic wave, ball mill, sand mill, attritor, roll mill, paint shaker, and casting. The photoconductive layer 3 is formed on the electrode 2 by laminating or dipping.

【0036】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。
The photoconductive layer 3 may contain various additives in order to improve carrier generation, injection and transport properties. For example, diphenyl, diphenyl chloride, terphenyl, halonaphthoquinones, dibutyl phthalate, dimethyl glycol phthalate, dioctyl phthalate, triphenyl phosphoric acid, methyl naphthalene,
Acetylnaphthalene, benzophenone, chlorinated paraffin, dilauryl thiopropionate, 3,5-dinitrosalicylic acid, various fluorocarbons and the like can be mentioned.

【0037】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。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3〜15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。
Further, a surfactant, a leveling agent or the like may be used in order to improve the dispersibility and dyeing property of the charge transport dye or the charge generating pigment. Here, the charge generating pigment is 2 to 20 parts by weight, particularly 3 to 15 parts by weight, and the phenylenediamine compound represented by the general formula (1) is 40 to 200 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. And particularly preferably 50 to 150 parts by weight. The thickness of the photoconductive layer is preferably 0.1 to 2 μm, and more preferably about 0.5 μm.

【0038】[0038]

【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。 (1)ジスアゾ系化合物の合成1 10%塩酸75〓に下記式(A):で表されるジアミン
系化合物7.96g(0.023mol)を加え、氷水
浴で冷却しつつ攪拌し、液温をー1℃に保った。次い
で、亜硝酸ソーダ3.54g(0.051mol)を水
10mlに溶解したものを氷水浴下で30分かけて滴下
し、更に1時間かけて攪拌した後、冷却放置した。そし
て、そこに42%ホウフッ化水素20mlを加え、生成
した結晶を濾過し、エタノールで洗浄して乾燥させ、テ
トラゾニウムフルオロボレート1.02g(0.002
mol)と下記式(B)で表されるカップラー1.06
g(0.004mol)をN,N−ジメチルホルムアミ
ド(DMF)100ml中に溶解し、これに酢酸ソーダ
0.35g(0.0043mol)を水5mlに溶解し
たものを17〜21℃に保った状態で5分間かけて滴下
した。次いで、3時間攪拌した後、生成した沈澱物を濾
過し、DMF200mlで5回洗浄した。次いで、水で
2回洗浄した後、減圧乾燥してジスアゾ顔料1.41g
(収率81.0%)を得た。
The present invention will be described in detail below with reference to examples and comparative examples. (1) Synthesis of Disazo Compound 1 To 96 ml of 10% hydrochloric acid, 7.96 g (0.023 mol) of a diamine compound represented by the following formula (A): Was maintained at -1 ° C. Then, 3.54 g (0.051 mol) of sodium nitrite dissolved in 10 ml of water was added dropwise in an ice-water bath over 30 minutes, and the mixture was further stirred for 1 hour and then left to cool. Then, 20% of 42% hydrogen borofluoride was added thereto, and the generated crystals were filtered, washed with ethanol and dried to obtain 1.02 g (0.002 g) of tetrazonium fluoroborate.
mol) and a coupler represented by the following formula (B) 1.06
g (0.004 mol) dissolved in 100 ml of N, N-dimethylformamide (DMF), and 0.35 g (0.0043 mol) of sodium acetate dissolved in 5 ml of water was kept at 17 to 21 ° C. Was added dropwise over 5 minutes. Then, after stirring for 3 hours, the formed precipitate was filtered and washed 5 times with 200 ml of DMF. Then, it was washed twice with water and dried under reduced pressure to give 1.41 g of a disazo pigment.
(Yield 81.0%) was obtained.

【0039】得られた化合物の元素分析結果より、下記
式(C)が得られていることを確認した。 元素分析値:C56H38N8O6として、 計算値(%) C:73.19 H:4.17 N:12.19 分析値(%) C:73.39 H:4.57 N:11.89
From the elemental analysis results of the obtained compound, it was confirmed that the following formula (C) was obtained. Elemental analysis value: Calculated value (%) as C56H38N8O6 C: 73.19 H: 4.17 N: 12.19 Analysis value (%) C: 73.39 H: 4.57 N: 11.89

【0040】[0040]

【化15】 [Chemical 15]

【0041】[0041]

【化16】 [Chemical 16]

【0042】[0042]

【化17】 [Chemical 17]

【0043】(2)ジスアゾ系化合物の合成2 カップラーとしてp−クレゾールを用いたほかは、合成
1と同様にしてジスアゾ化合物(D)を得た。同化合物
の元素分析を行ったところ、以下のような結果が得られ
た。 元素分析値:C36H28N6O4として 計算値(%)C:71.04 H:4.64 N:1
3.81 実測値(%)C:71.21 H:4.47 N:1
3.77
(2) Synthesis of Disazo Compound 2 A disazo compound (D) was obtained in the same manner as in Synthesis 1, except that p-cresol was used as the coupler. When the elemental analysis of the same compound was performed, the following results were obtained. Elemental analysis value: Calculated as C36H28N6O4 (%) C: 71.04 H: 4.64 N: 1
3.81 Found (%) C: 71.21 H: 4.47 N: 1
3.77

【0044】[0044]

【化18】 [Chemical 18]

【0045】(3)ジスアゾ系化合物の合成3 4ーヒドロキシインドリンをカップラーとして用いたほ
かは、合成1と同様にしてジスアゾ系化合物(E)を得
た。同化合物の元素分析を行ったところ、以下のような
結果が得られた。 元素分析値:C30H24N10O4として 計算値(%)C:61.22 H:4.11 N:2
3.80 実測値(%)C:61.48 H:4.00 N:2
3.66
(3) Synthesis of Disazo Compound (3) A disazo compound (E) was obtained in the same manner as in Synthesis 1 except that 4-hydroxyindoline was used as a coupler. When the elemental analysis of the same compound was performed, the following results were obtained. Elemental analysis value: Calculated value (%) as C30H24N10O4 C: 61.22 H: 4.11 N: 2
3.80 Measured value (%) C: 61.48 H: 4.00 N: 2
3.66

【0046】[0046]

【化19】 [Chemical 19]

【0047】(4)ジスアゾ系化合物の合成4 ジアミンとして(F)用いた以外は合成(1)と同様に
してジスアゾ系化合物(G)を得た。同化合物の元素分
析を行ったところ、以下のような結果が得られた。 元素分析値:C52H34N8O6 計算値(%)C:72.05 H:3.95 N:1
2.93 実測値(%)C:72.33 H:3.76 N:1
2.87
(4) Synthesis of Disazo Compound 4 A disazo compound (G) was obtained in the same manner as in Synthesis (1) except that (F) was used as the diamine. When the elemental analysis of the same compound was performed, the following results were obtained. Elemental analysis value: C52 H34 N8 O6 calculated value (%) C: 72.05 H: 3.95 N: 1
2.93 Found (%) C: 72.33 H: 3.76 N: 1
2.87

【0048】[0048]

【化20】 [Chemical 20]

【0049】(5)ジスアゾ系化合物の合成5 カップラーとして(B)0.002mol及びp−クレ
ゾール0.002molを用いたほかは合成(1)と同
様にしてジスアゾ化合物(H)をえた。
(5) Synthesis of Disazo Compound 5 A disazo compound (H) was obtained in the same manner as in Synthesis (1) except that 0.002 mol of (B) and 0.002 mol of p-cresol were used as couplers.

【0050】[0050]

【化21】 [Chemical 21]

【0051】(実施例1〜5および比較例1)100m
m×100mm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。次に、有機電
荷発生顔料および有機電荷輸送染料として、表1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、100℃で30分間乾燥し
て、厚み0.5μmの光導電層を形成した。
(Examples 1 to 5 and Comparative Example 1) 100 m
An aluminum electrode (light transmittance: 70%) having a thickness of 500 nm was vacuum-deposited on a glass plate of m × 100 mm. Next, as the organic charge generating pigment and the organic charge transporting dye, 10 parts by weight of each of the compounds shown in Table 1 was mixed with 10 parts by weight of polyvinyl butyral resin (Eslec BM-1, manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) and 50 parts by weight of cyclohexanone. And diameter 1mm
It was mixed and dispersed for 24 hours by a ball mill using the glass beads of. Using the spin coating method, the obtained dispersion liquid,
It was applied on the aluminum electrode and dried at 100 ° C. for 30 minutes to form a photoconductive layer having a thickness of 0.5 μm.

【0052】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。上記の工程
により有機太陽電池が得られた。 (評価試験)各実施例1〜5および比較例1で得られた
有機太陽電池のオープンサーキット電圧VOC(V)、シ
ョートサーキット電流ISC(mA)および1kΩ付加時
における最大光電変換効率EMAX(%)を以下の条件に
て測定した。
A 20 mm × 20 mm gold electrode was vapor-deposited thereon to a thickness of 2000 Å. An organic solar cell was obtained by the above steps. (Evaluation Test) Open circuit voltage VOC (V), short circuit current ISC (mA) and maximum photoelectric conversion efficiency EMAX (%) when adding 1 kΩ of the organic solar cells obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Example 1. Was measured under the following conditions.

【0053】光源:タングステンランプ 光量:200ルクス 試験結果を表1に併せて示す。また、表1中に示した有
機染料の化学構造式(I)と比較例に用いた有機顔料の
構造式(J)をを以下に示す。
Light source: Tungsten lamp Light intensity: 200 lux The test results are also shown in Table 1. The chemical structural formulas (I) of the organic dyes shown in Table 1 and the structural formulas (J) of the organic pigments used in Comparative Examples are shown below.

【0054】[0054]

【表1】 [Table 1]

【0055】[0055]

【化22】 [Chemical formula 22]

【0056】[0056]

【化23】 [Chemical formula 23]

【0057】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VOC
(V)、ショートサーキット電流ISC(mA)および1
kΩ付加時における最大光電変換効率EMAX(%)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。また、従来の有機太陽電池に比べて、光に対する安
定性に優れているので、連続使用時に安定な特性が得ら
れる。
From these test results, the organic solar cells of the present invention were found to have an open circuit voltage VOC
(V), short circuit current ISC (mA) and 1
The maximum photoelectric conversion efficiency EMAX (%) when kΩ is added shows a better value than that of the conventional organic solar cell. Further, compared with the conventional organic solar cell, it has excellent stability against light, so that stable characteristics can be obtained during continuous use.

【0058】[0058]

【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、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。
As is apparent from the above description, according to the present invention, an organic solar cell having excellent photoelectric conversion efficiency and stable characteristics during continuous use can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例である有機太陽電池の断面図
である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of an organic solar cell that is an embodiment of the present invention.

【符号の説明】 1 基板 2 電極 3 光導電層 4 透明電極[Explanation of reference symbols] 1 substrate 2 electrode 3 photoconductive layer 4 transparent electrode

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 2つの電極の間に、電荷発生顔料と電荷
輸送材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、 該電荷発生顔料が下記一般式(1)で表される化合物で
ある有機太陽電池。 【化1】 (式中、R1、およびR2は同一または異なって、水素
原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキ
ル基、または置換基を有していてもよい芳香族基を示
し、m,nは各々独立して0〜2の整数を表し、A、B
は同一または異なってカップラー残基を示す。)
1. An organic solar cell in which a photoconductive layer containing a charge generating pigment and a charge transporting material is provided between two electrodes, wherein the charge generating pigment has the following general formula (1): An organic solar cell which is a compound represented. [Chemical 1] (In the formula, R 1 and R 2 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group which may have a substituent, or an aromatic group which may have a substituent, m, n independently represents an integer of 0 to 2, and A and B
Are the same or different and represent a coupler residue. )
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006339424A (en) * 2005-06-02 2006-12-14 Fujifilm Holdings Corp Photoelectric transfer film, photoelectric transfer element and imaging element, and method of applying electric field to these

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006339424A (en) * 2005-06-02 2006-12-14 Fujifilm Holdings Corp Photoelectric transfer film, photoelectric transfer element and imaging element, and method of applying electric field to these
US8022395B2 (en) * 2005-06-02 2011-09-20 Fujifilm Corporation Photoelectric conversion layer, photoelectric conversion device and imaging device, and method for applying electric field thereto

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