JPS63289874A - 光電変換素子 - Google Patents
光電変換素子Info
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- JPS63289874A JPS63289874A JP62125257A JP12525787A JPS63289874A JP S63289874 A JPS63289874 A JP S63289874A JP 62125257 A JP62125257 A JP 62125257A JP 12525787 A JP12525787 A JP 12525787A JP S63289874 A JPS63289874 A JP S63289874A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/549—Organic PV cells
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
攬亙充災
本発明は光電変換素子(太陽電池)に関するものであり
、特に変換効率の改良された光電変換素子に関するもの
であり、電子写真感光体、イメージセンサ−等の分野に
応用される。
、特に変換効率の改良された光電変換素子に関するもの
であり、電子写真感光体、イメージセンサ−等の分野に
応用される。
従来技術
従来から単結晶Si、多結晶Si、アモルファスSiな
どを用いた、太陽電池(光起電力素子)の開発がなされ
ているが、これらの製造には高価な素材を用いたり、高
温や真空を必要とするため、安価なものができず、これ
らの理由がこのものの普及をさまたげている。
どを用いた、太陽電池(光起電力素子)の開発がなされ
ているが、これらの製造には高価な素材を用いたり、高
温や真空を必要とするため、安価なものができず、これ
らの理由がこのものの普及をさまたげている。
上記無機タイプの半導体を使用した場合の欠点を克服す
るため、安価で容易に大面積化が可能な有機光導電材料
を用いた光起電力素子の研究がなされてきでいる。
るため、安価で容易に大面積化が可能な有機光導電材料
を用いた光起電力素子の研究がなされてきでいる。
これらの素子形態としては2つの電極間に光導電層をは
さみ、一方の電極と光導電層との界面に生じるショット
キー接合で光起電力を生成させるものが最も簡単な形態
である。 ・その場合、該接合電極としては、光導電性
有機層の種類の制約から仕事関数の小さな金属、たとえ
ばAΩ等が使用されるが、これらは透明ではない、これ
らの金属を電極として用い、その金属層を光導電層の全
面に設けた素子において、該金属層側から光照射すると
、該金属層の光吸収、反射により光導電層に到達する光
量が減少し、10%以下になってしまう。逆に反対の電
極を透明にしくITO等を使用)、そこから光照射する
と、光電変換効率が低いものしか得られない。
さみ、一方の電極と光導電層との界面に生じるショット
キー接合で光起電力を生成させるものが最も簡単な形態
である。 ・その場合、該接合電極としては、光導電性
有機層の種類の制約から仕事関数の小さな金属、たとえ
ばAΩ等が使用されるが、これらは透明ではない、これ
らの金属を電極として用い、その金属層を光導電層の全
面に設けた素子において、該金属層側から光照射すると
、該金属層の光吸収、反射により光導電層に到達する光
量が減少し、10%以下になってしまう。逆に反対の電
極を透明にしくITO等を使用)、そこから光照射する
と、光電変換効率が低いものしか得られない。
目 的
本発明は従来の欠点を克服した変換効率の優れた光電変
換素子を提供することを目的とする。
換素子を提供することを目的とする。
4−一氏
本発明者は前記目的を達成するために、鋭意研究した結
果、2つの金属電極及び前記2電極間にはさまれた光電
変換層からなり、前記2つの金属電極のうちの一方がス
トライプあるいはメツシュ状に形成されていることを特
徴とする光電変換素子を提供することによって前記目的
が達成できることを見出した。
果、2つの金属電極及び前記2電極間にはさまれた光電
変換層からなり、前記2つの金属電極のうちの一方がス
トライプあるいはメツシュ状に形成されていることを特
徴とする光電変換素子を提供することによって前記目的
が達成できることを見出した。
すなわち、本発明者は前記ショットキー接合型有機太陽
電池の変換効率の低さを改良すべく研究した結果、ショ
ットキー接合形成の電極をストライプ状、あるいはメツ
シュ状に形成し、この面から光照射をすると、光導電層
に入射する光量を増加させることができ、入射光量に対
する取り呂し電力の割合(以下エンジニアリング効率と
称す)が向上することを発見した。
電池の変換効率の低さを改良すべく研究した結果、ショ
ットキー接合形成の電極をストライプ状、あるいはメツ
シュ状に形成し、この面から光照射をすると、光導電層
に入射する光量を増加させることができ、入射光量に対
する取り呂し電力の割合(以下エンジニアリング効率と
称す)が向上することを発見した。
接合電極が有機光導電層の全面に半透明状に設けられた
形態の光な変換素子よりも不発明の素子の方がエンジニ
アリング効率が増大するのは光電流が本素子の方が多く
とれることによる。
形態の光な変換素子よりも不発明の素子の方がエンジニ
アリング効率が増大するのは光電流が本素子の方が多く
とれることによる。
光電流の生成は、有機光導電層中の接合金属との界面に
生じるショットキー型の接合層で行われる。この接合層
は電極がメツシュ状、ストライプ状になってもその周囲
に生じる。接合層に入射する光量は半透明金属より本素
子の方が多量に採取できるため、光電流も大きくなる。
生じるショットキー型の接合層で行われる。この接合層
は電極がメツシュ状、ストライプ状になってもその周囲
に生じる。接合層に入射する光量は半透明金属より本素
子の方が多量に採取できるため、光電流も大きくなる。
本発明の光電変換素子の構造例を第1図及び第2図に示
す。
す。
図中、1はストライプまたはメツシュ状電極を示し、そ
の材料としてはAQまたはそれと同等の仕事関数を有す
る金属である。この様な金属の例としてはAQ、In、
Pb、Mg等が挙げられる。これらの金属電極は従来公
知の蒸着等の手段によって必要に応じてマスキングなど
をして形成される。
の材料としてはAQまたはそれと同等の仕事関数を有す
る金属である。この様な金属の例としてはAQ、In、
Pb、Mg等が挙げられる。これらの金属電極は従来公
知の蒸着等の手段によって必要に応じてマスキングなど
をして形成される。
2は上記ストライプまたはメツシュ状金屈電極層1とシ
ョットキー型の接合を形成する有機光導電層を示す、こ
の様な材料として、ビスアゾ顔料、トリスアゾ顔料等の
アゾ顔料、フタロシアニン顔料、キナクリドン顔料、ス
クエアリンク酸染料、メロシアニン染料等が挙げられる
。
ョットキー型の接合を形成する有機光導電層を示す、こ
の様な材料として、ビスアゾ顔料、トリスアゾ顔料等の
アゾ顔料、フタロシアニン顔料、キナクリドン顔料、ス
クエアリンク酸染料、メロシアニン染料等が挙げられる
。
これらは単独に用いられてもよいし、樹脂結着剤等と組
合わせて使用しても良い。
合わせて使用しても良い。
3は背面電極を示し、はとんどの金属が背面電極として
使用できる。4は支持体を示し、ガラス、透明プラスチ
ック等が使用される。
使用できる。4は支持体を示し、ガラス、透明プラスチ
ック等が使用される。
本発明の実施例を比較例とともに下記に示すが、本発明
はこれらに限定されるものではない。
はこれらに限定されるものではない。
なお、光電変換効率(η)は次式に従って決定される。
(Voc=開放電圧、Jsc=短絡電流、ff=フィル
ファクター、Pin=入射光エネルギー)実施例1 下記の構造のアゾ顔料1.8gをブチラール樹脂(XY
HL、UCC社製)の5%のテトラヒドロフラン(TH
F)溶液18g、THF7.2gとともに1昼夜ボール
ミリングして均一なスラリーを作製した。
ファクター、Pin=入射光エネルギー)実施例1 下記の構造のアゾ顔料1.8gをブチラール樹脂(XY
HL、UCC社製)の5%のテトラヒドロフラン(TH
F)溶液18g、THF7.2gとともに1昼夜ボール
ミリングして均一なスラリーを作製した。
この液を更に希釈して4重量%の液を作製した。
この液を板ガラス(コーニング社7059)に設けたメ
ツシュ状Al2(線幅50μm、開口部幅50μmで厚
さは約0.1μm)上に浸漬法にて塗布し、60℃で3
0分間乾燥した。膜厚は約0.4μmであった。更にこ
の上にマスクを介してAuを真空蒸着し、AQ及びAu
電極に導電ペーストにてリード線をとりつけた。
ツシュ状Al2(線幅50μm、開口部幅50μmで厚
さは約0.1μm)上に浸漬法にて塗布し、60℃で3
0分間乾燥した。膜厚は約0.4μmであった。更にこ
の上にマスクを介してAuを真空蒸着し、AQ及びAu
電極に導電ペーストにてリード線をとりつけた。
この試料に対し、AI2電極画から560nmの単色光
(強度50μW/c+J)を照射しながら両電極間に6
mV/秒で掃引されるランプ波を印加して光電変換効率
(η)を求めた。
(強度50μW/c+J)を照射しながら両電極間に6
mV/秒で掃引されるランプ波を印加して光電変換効率
(η)を求めた。
その結果
Voc−0,92V
J sc =65nA/ cl
ff =0.21
゛ η =0.025%
であった。
比較例1
塗布基板を、均一に蒸着された半透明AQが設けられた
ガラス板に変えた以外は実施例1と同様に光電変換素子
を作製した。 560nmにおける基板の透過率を10
%、20%、50%の3種とした。 これらの試料に対
し、実施例1と同様に光電変換効率を求めた。その結果
を下記に示す。
ガラス板に変えた以外は実施例1と同様に光電変換素子
を作製した。 560nmにおける基板の透過率を10
%、20%、50%の3種とした。 これらの試料に対
し、実施例1と同様に光電変換効率を求めた。その結果
を下記に示す。
0透過率10% 0透過率20% 0透過率50
%Voc=0.91V Voc=0.91V
AQの導通Jsc=28nA/aJ Jsc=3
7nA/cd が失われる。
%Voc=0.91V Voc=0.91V
AQの導通Jsc=28nA/aJ Jsc=3
7nA/cd が失われる。
ff=0.20 ff=0.18η=0.0
1% η=0.012%実施例2 実施例1のアゾ顔料を下記の構造のものに、ブチラール
樹脂をビニリデンフルオライド(VDF)とトリフルオ
ロエチレン(TrFE)の共重合体(VDF/TrFE
=85/ Is、 FD−1055,呉羽化学社製)
に、そして溶剤をN、N−ジメチルアセトアミドに変え
た以外は実施例1と同様に光電変換素子を作製し、光電
変換効率を求めた。(入射光700nm、40μW/a
i) その結果を下記に示す。
1% η=0.012%実施例2 実施例1のアゾ顔料を下記の構造のものに、ブチラール
樹脂をビニリデンフルオライド(VDF)とトリフルオ
ロエチレン(TrFE)の共重合体(VDF/TrFE
=85/ Is、 FD−1055,呉羽化学社製)
に、そして溶剤をN、N−ジメチルアセトアミドに変え
た以外は実施例1と同様に光電変換素子を作製し、光電
変換効率を求めた。(入射光700nm、40μW/a
i) その結果を下記に示す。
Voc=0.87V
Jsc =74nA/al
ff =0.28
η = 0.045%
であっ−た。
比較例2
メツシュ状AQ電極層を設けたガラス板の代わりに比較
例1の半透明AQ基板を用いた他は、実施例2と同様に
光電変換素子を作製し、光電変換効率を求めた。
例1の半透明AQ基板を用いた他は、実施例2と同様に
光電変換素子を作製し、光電変換効率を求めた。
その結果を下記に示す。
0透過率10% 0透過率20% 0透過率5o
%Voc=0.90V Voc=0.91V
A2(7)導通Jsc=50nA/a# Jsc=
59nA/L:i が失われるff=o、2s
ff=0.23η=0.028% η=0.03
1%効 果 以上述べたように、本発明によれば、変換効率の高い光
電変換素子が得られる。
%Voc=0.90V Voc=0.91V
A2(7)導通Jsc=50nA/a# Jsc=
59nA/L:i が失われるff=o、2s
ff=0.23η=0.028% η=0.03
1%効 果 以上述べたように、本発明によれば、変換効率の高い光
電変換素子が得られる。
第1図及び第2図は本発明の光電変換素子の構造例を示
す概略図である。 1・・・メツシュまたはストライプ状金属電極暦2・・
・有機光導電層 3・・・背面電極4・・・支持体
す概略図である。 1・・・メツシュまたはストライプ状金属電極暦2・・
・有機光導電層 3・・・背面電極4・・・支持体
Claims (1)
- 1、2つの金属電極及び前記2電極間にはさまれた光電
変換層からなり、前記2つの金属電極のうちの一方がス
トライプあるいはメッシュ状に形成されていることを特
徴とする光電変換素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62125257A JPS63289874A (ja) | 1987-05-21 | 1987-05-21 | 光電変換素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62125257A JPS63289874A (ja) | 1987-05-21 | 1987-05-21 | 光電変換素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63289874A true JPS63289874A (ja) | 1988-11-28 |
Family
ID=14905621
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62125257A Pending JPS63289874A (ja) | 1987-05-21 | 1987-05-21 | 光電変換素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63289874A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006508538A (ja) * | 2002-11-29 | 2006-03-09 | コナルカ テクノロジーズ インコーポレイテッド | 光起電性構成部材とその製造方法 |
JP2006521700A (ja) * | 2003-03-24 | 2006-09-21 | コナルカ テクノロジーズ インコーポレイテッド | メッシュ電極を備える光電セル |
WO2010064709A1 (ja) * | 2008-12-04 | 2010-06-10 | 大日本印刷株式会社 | 有機薄膜太陽電池およびその製造方法 |
JP2011205149A (ja) * | 2003-03-24 | 2011-10-13 | Konarka Technologies Inc | メッシュ電極を備える光電セル |
US9184317B2 (en) | 2007-04-02 | 2015-11-10 | Merck Patent Gmbh | Electrode containing a polymer and an additive |
-
1987
- 1987-05-21 JP JP62125257A patent/JPS63289874A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006508538A (ja) * | 2002-11-29 | 2006-03-09 | コナルカ テクノロジーズ インコーポレイテッド | 光起電性構成部材とその製造方法 |
JP2006521700A (ja) * | 2003-03-24 | 2006-09-21 | コナルカ テクノロジーズ インコーポレイテッド | メッシュ電極を備える光電セル |
JP2011205149A (ja) * | 2003-03-24 | 2011-10-13 | Konarka Technologies Inc | メッシュ電極を備える光電セル |
JP2013093328A (ja) * | 2003-03-24 | 2013-05-16 | Merck Patent Gmbh | メッシュ電極を利用した光電セル |
US9184317B2 (en) | 2007-04-02 | 2015-11-10 | Merck Patent Gmbh | Electrode containing a polymer and an additive |
WO2010064709A1 (ja) * | 2008-12-04 | 2010-06-10 | 大日本印刷株式会社 | 有機薄膜太陽電池およびその製造方法 |
JP2010157681A (ja) * | 2008-12-04 | 2010-07-15 | Dainippon Printing Co Ltd | 有機薄膜太陽電池およびその製造方法 |
CN102217112A (zh) * | 2008-12-04 | 2011-10-12 | 大日本印刷株式会社 | 有机薄膜太阳能电池及其制造方法 |
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