WO2010050198A1 - 有機太陽電池 - Google Patents

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Abstract

 電子供与層(12)と、3種以上の電子受容性材料を含有する電子受容層(14,16,17,18)とが積層されてなる光電変換層を有し、前記3種以上の電子受容性材料のうちの少なくとも1種が有機物である有機太陽電池(1)。

Description

有機太陽電池
 本発明は、光を受けて電気を発生する光電変換層を備えた有機太陽電池に関する。
 光電変換素子は、光信号を電気信号に変換するフォトダイオードや撮像素子、光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池に代表されるように、光入力に対して電気出力を示す装置であり、電気入力に対して光出力を示すエレクトロルミネッセンス(EL)素子とは逆の応答を示す装置である。中でも光電変換素子である太陽電池は、化石燃料の枯渇問題や地球温暖化問題を背景に、クリーンエネルギー源として近年大変注目されてきており、研究開発が盛んに行なわれるようになってきた。従来、実用化されてきたのは、単結晶Si、多結晶Si、アモルファスSi等に代表されるシリコン系太陽電池であるが、高価であることや原料Siの不足問題等が表面化するにつれて、次世代太陽電池への要求が高まりつつある。このような背景の中で、有機太陽電池は、安価で毒性が低く、原材料不足の懸念もないことから、シリコン系太陽電池に次ぐ次世代の太陽電池として大変注目を集めている。
 有機太陽電池は、全固体型のため液漏れ等の欠点がなく、作製が容易であり、稀少金属であるルテニウム等を用いないこと等から最近注目を集め、精力的に研究がなされている。
 有機太陽電池は、最初、メロシアニン色素等を用いた単層膜で研究が進められてきたが、p層/n層の多層膜にすることで変換効率が向上することが見出され、それ以降多層膜が主流になってきている。その後、p層とn層の間にi層(p材料とn材料の混合層)を挿入して積層数を増やすことにより、変換効率が向上することが見出された。またその後、p/i/n層を直列に積層するタンデムセル構成によりさらに変換効率が向上することが見出された。
 一方、高分子を用いた有機太陽電池では、p材料として導電性高分子を用い、n材料としてフラーレンC60誘導体を用いてそれらを混合し、熱処理することによりミクロ層分離を誘起してヘテロ界面を増やし、変換効率を向上させるという、所謂バルクヘテロ構造の研究が主に行なわれてきた。
 このように、有機太陽電池ではセル構成及びモルフォロジーの最適化により変換効率の向上がもたらされてきた。
 しかしながら、このような改良が進められている有機太陽電池ではあるが、シリコン等に代表される無機太陽電池に比べると光電変換効率が低いことから実用に供することは困難であり、光電変換効率の高効率化が最大の課題となっている。一般に有機太陽電池の動作過程は、(1)光吸収及び励起子生成、(2)励起子拡散、(3)電荷分離、(4)キャリア移動、(5)起電力発生の素過程からなっており、有機太陽電池の高効率化にはこれら全ての素過程が高効率であることが求められる。
 有機物は概して太陽光スペクトルに合致する吸収特性を示すものが少なく、キャリア移動度も低いものが多いため、高い変換効率は達成できないことが多かった。
 例えば、非特許文献1は、フタロシアニン類やペリレンイミド類の2種の有機物を用いて光吸収を行い、正孔と電子の各キャリア輸送を電子供与層と電子受容層に担わせることで、それまでの単層のものに比べれば高変換効率化が可能になったことを報告したが、変換効率は不十分である。
 また、非特許文献2では、電子受容性材料PTCBIに、電子輸送性かつ励起子ブロッキング性をもつフェナンスロリン誘導体のBathocuproine(BCP)とを積層し、電子受容層とすることで高効率化できることが報告された。続いて、非特許文献3では、電子受容性材料に電子輸送性の高いフラーレンC60を用い、BCPと積層膜とすることで変換効率の向上が報告されたが、セル構成は従来と変わっていない。
C.W.Tang,Appl.Phys.Lett.48,183(1986). P.Peumans,V.Bulovic, and S.R.Forrest,Appl.Phys.Lett.76,2650(2000). P.Peumans and S.R.Forrest,Appl.Phys.Lett.79,126(2001).
 上記のように、光電変換効率が十分に高い有機太陽電池は得られていないのが現状である。
 本発明の目的は、高い光電変換効率を有する有機太陽電池を提供することである。
 光電変換効率が十分に高い有機太陽電池を得るために、本発明者らは、上記のような問題を素子設計から鋭意検討した結果、これまでBCPを含め、3種以上の電子受容性材料によって構成される電子受容性薄膜のセル構成は見出されておらず、3種以上の電子受容性材料を積層膜、混合膜としたセル構成により、変換効率が向上することを見出し、本発明を完成させた。
 本発明によれば、以下の有機太陽電池が提供される。
1.電子供与層と、
 3種以上の電子受容性材料を含有する電子受容層と、
が積層されてなる光電変換層を有し、
 前記3種以上の電子受容性材料のうちの少なくとも1種が有機物である有機太陽電池。
2.前記電子受容層が、前記3種以上の電子受容性材料をそれぞれ1種ずつ含有する、複数の層からなる1記載の有機太陽電池。
3.前記電子受容層が、前記3種以上の電子受容性材料のうち少なくとも2種が混合された層を含む、複数の層からなる1記載の有機太陽電池。
4.前記電子受容層が、前記3種以上の電子受容性材料が混合された単一の層からなる1記載の有機太陽電池。
5.前記3種以上の電子受容性材料の薄膜吸収スペクトルが、それぞれ異なるピーク波長を有する1~4のいずれか記載の有機太陽電池。
6.前記3種以上の電子受容性材料のうちの少なくとも1種が、フラーレン類からなる群から選択される1~5のいずれか記載の有機太陽電池。
7.前記3種以上の電子受容性材料のうちの1種がC60フラーレンであり、他の1種がC61以上のフラーレン類からなる群から選択される1~6のいずれか記載の有機太陽電池。
 本発明によれば、高い光電変換効率を有する有機太陽電池が提供できる。
本発明の有機太陽電池の形態(a)、(b-1)、(b-2)、(c)の構成を示す模式図である。
 本発明の有機太陽電池(以下、本発明の太陽電池という)は、電子供与層と、3種以上の電子受容性材料を含有する電子受容層と、が積層されてなる光電変換層を有し、前記電子受容性材料のうちの少なくとも1種が有機物であることを特徴とする。
 ここで、本発明の太陽電池は、電子供与性又は電子受容性を有する有機半導体薄膜を含み、色素・有機分子が光吸収によって励起子を生成し、それが電極あるいは異種薄膜の接触界面において生成した内部電場まで移動し、そこで電荷分離が起こり起電力を示すことを特徴とする有機薄膜太陽電池である。
 本発明の太陽電池における電子受容層は、3種以上の電子受容性材料を含有するものであれば、(a)3種以上の電子受容性材料をそれぞれ1種ずつ含有する複数の層であってもよいし、(b)3種以上の電子受容性材料のうちの少なくとも2種が混合されている層を含む、複数の層であってもよいし、(c)3種以上の電子受容性材料が混合された単一の層であってもよい。例えば、3種の電子受容性材料を用いた場合の上記形態(a)、(b-1)及び(b-2)、(c)の電子受容層を有する本発明の太陽電池の層構成を図1に示す。
 本発明の太陽電池1は、下部電極10の上に積層された電子供与層12、電子受容層14,16,17,18、及び対向電極20を有する。
 上記形態(a)では、電子受容層14は、電子受容性材料1~3をそれぞれ1種ずつ含有する3層の薄膜(以下、電子受容性薄膜ということがある)から構成されている。
 形態(b-1)では、電子受容層16は、電子受容性材料1及び2が混合されて含有されている単一の薄膜と、電子受容性材料3を含有する薄膜の2つの層から構成されている。
 また形態(b-2)は、電子受容層17は、電子受容性材料1を含有する薄膜と、電子受容性材料2及び3が混合されて含有されている単一の薄膜の2つの層から構成されている。
 また形態(c)では、電子受容層18は、3種以上の電子受容性材料1,2,3が混合された単一の薄膜から層が構成されている。
 本発明の太陽電池における電子受容層に含有される3種以上の材料は、電子受容体としての機能を有する材料(以下、「電子受容性材料」という)であればよく、これらのうちの少なくとも1種は有機物であることが必要であるが、個々の電子受容性材料の種類については特に限定されず、有機化合物であってもよいし、無機化合物であってもよい。
 また、用いる電子受容性材料は、電子の移動度が高い材料であることが好ましい。さらに、電子親和力が小さい材料であることが好ましい。電子親和力の小さい材料をn層(電子受容層)として用い、p層(電子供与層)と組み合わせることで充分な開放端電圧を実現することができる。
 電子受容性材料として用いられる有機化合物としては、光電変換に用いられるものであれば特に限定されないが、例えば、C60、C70、C84等のC61以上のフラーレン類や、可溶性側鎖を化学修飾したC61PCBM、C71PCBM等のC61以上のフラーレン誘導体を挙げることができる。また、カーボンナノチューブ類も挙げることができる。カーボンナノチューブ類としては、単層のシングルウォールナノチューブ(SWNT)や、ダブルウォールナノチューブ(DWNT)等の複層のマルチウォールナノチューブ(MWNT)等も挙げられ、特に限定されない。他にも、ペリレン誘導体、多環キノン、キナクリドン等、高分子系ではCN-ポリ(フェニレン-ビニレン)、MEH-CN-PPV、-CN基又はCF基含有ポリマー、それらの-CF置換ポリマー、ポリ(フルオレン)誘導体等を挙げることができる。
 また、キャリア移動度が充分に高く、励起子ブロック効果の期待できるイオン化ポテンシャルが充分に大きい化合物も挙げられる。具体的には、有機EL用途で公知な材料であるバソクプロイン(BCP)、バソフェナントロリン(BPhen)等が挙げられ、電子受容層が複数の電子受容性材料を含有する薄膜から構成される場合(前記形態(a)及び(b)の場合)には、これらの化合物は陰極側の電子受容性薄膜に含有される電子受容性材料として好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
(式中、Meはメチル基を示す。)
 電子受容性材料として用いる無機化合物としては、n型特性の無機半導体化合物を挙げることができる。具体的には、n-Si、GaAs、CdS、PbS、CdSe、InP、Nb,WO,Fe等のドーピング半導体及び化合物半導体;及び二酸化チタン(TiO)、一酸化チタン(TiO)、三酸化二チタン(Ti)等の酸化チタン、酸化亜鉛(ZnO)、酸化スズ(SnO)、酸化インジウム(ITO、IZO、AZO)等の導電性酸化物が挙げられる。これらのうち、酸化チタンが好ましく、二酸化チタンが特に好ましい。
 3種以上の電子受容性材料は、それぞれ異なる薄膜吸収スペクトルのピーク波長を有することが好ましい。それぞれが異なるピーク波長を有することで、可視域から赤外域に渡る太陽光スペクトルに各材料の吸収が幅広く対応できることから、太陽光利用効率の向上得られ、変換効率が向上する。
 また、3種以上の電子受容性材料を含有する複数の電子受容性薄膜の間で電子輸送能力の高さが異なることで、素子間内部抵抗の低減が期待され、生成されたキャリアをロス無く電極まで輸送可能となり、電荷取り出し効率の改善が得られ、変換効率が向上する。
 複数の電子受容性薄膜を積層、混合してなる電子受容層(前記形態(a)、(b)、及び(c))においては、異なるバンドギャップを有する材料間でエネルギー移動を伴う入射光利用効率の改善と共に、電子輸送性の高い電子受容性材料を陰極側に配置することで素子間内部抵抗を低減でき生成されたキャリアをロス無く陰極側まで取り出すことができる。電子受容性薄膜を積層してなる積層膜におけるエネルギー移動は、ある薄膜の発光スペクトルと、その薄膜のpn界面側に隣接する薄膜の吸収スペクトルとが重なりを有する、という条件を満たすときに発生する。対応する構成の例として、下部電極/p層/n1層/n2層/n3層/上部電極(前記形態(a))、下部電極/p層/n1:n2層(n1材料とn2材料の混合層)/n3層/上部電極(前記形態(b-1))、下部電極/p層/n1層/n2:n3層(n2材料とn3材料の混合層)/上部電極(前記形態(b-2))、下部電極/p層/n1:n2:n3層(n1材料とn2材料とn3材料の混合層)/上部電極(前記形態(c)等が挙げられる。
 電荷ブロッキング効果の期待できる、電子受容性薄膜の積層構成とするには、電子受容性薄膜の積層膜は、界面で生成されたキャリアのうち、電子を効果的に陰極側へ輸送し、正孔が陰極側へ逆移動してキャリアロスとなることを防止する正孔ブロッキング効果が期待できるエネルギー準位関係を満たすことが効果的である。
 また、電子受容層を構成するn1~n3材料は電子輸送が可能であり、これらの材料のうち、少なくとも一つが他に比べて電子移動度が高いことが好ましい。さらに、陰極側への正孔移動をブロックすることが期待できるエネルギー準位関係を満たすことが好ましい。具体的には陰極側に向かって、HOMO準位(価電子レベル)及びLUMO準位(電導レベル)が、真空準位に対して同程度であるか、若しくは、深くなることが望ましい。
 本発明の太陽電池は、少なくとも、下部電極/電子供与層/電子受容層/上部電極(対向電極)から成る。電子受容層については上述した通りであり、以下、下部電極、上部電極、及び電子供与層について説明する。
 本発明で用いられる下部電極及び上部電極の材料には特に制限はなく、公知の導電性材料を使用できる。例えば、電子供与層(p層)と接続する電極としては、錫ドープ酸化インジウム(ITO)や金(Au)、オスミウム(Os),パラジウム(Pd)等の金属が使用でき、電子受容層(n層)と接続する電極としては、銀(Ag)、アルミニウム(Al)、インジウム(In),カルシウム(Ca),白金(Pt)リチウム(Li)等の金属やMg:Ag、Mg:InやAl:Li等の二成分金属系、さらには上記電子供与層(p層)と接続する電極例示材料が使用できる。
 尚、高効率の光電変換特性を得るためには、太陽電池の少なくとも一方の面は太陽光スペクトルにおいて充分透明であることが望ましい。透明電極は、公知の導電性材料を使用して、蒸着やスパッタリング等の方法で所定の透光性が確保するように形成する。受光面の電極の光透過率は10%以上とすることが望ましい。一対の電極構成の好ましい構成では、電極部の一方が仕事関数の大きな金属を含み、他方は仕事関数の小さな金属を含む。
 本発明で用いられる電子供与層は、電子供与性を示すことが必要である。電子供与層を構成する材料(以下、電子供与性材料という)は、正孔受容体としての機能を有する化合物が好ましく、正孔の移動度が高い材料が好ましい。
 電子供与性材料としては、有機化合物であれば、例えば、N,N’-ビス(3-トリル)-N,N’-ジフェニルベンジジン(mTPD)、N,N’-ジナフチル-N,N’-ジフェニルベンジジン(NPD)、4,4’,4”-トリス(フェニル-3-トリルアミノ)トリフェニルアミン(MTDATA)等に代表されるアミノ基、又は縮合芳香族多環部位を有する有機化合物が挙げられる。上記アミノ基、又は縮合芳香族多環部位を有する有機化合物を用いることは、動作過程のキャリア輸送過程における正孔輸送に好ましい。また、フタロシアニン(Pc)、銅フタロシアニン(CuPc)、亜鉛フタロシアニン(ZnPc)、チタニルフタロシアニン(TiOPc)等のフタロシアニン類、オクタエチルポルフィリン(OEP)、白金オクタエチルポルフィリン(PtOEP)、亜鉛テトラフェニルポルフィリン(ZnTPP)等に代表されるポルフィリン類が挙げられる。
 高分子化合物であれば、例えば、ポリヘキシルチオフェン(P3HT)、メトキシエチルヘキシロキシフェニレンビニレン(MEHPPV)、シクロペンタジチオフェン‐ベンゾチアジアゾール(PCPDTBT)等の主鎖型共役高分子類、ポリビニルカルバゾール等に代表される側鎖型高分子類等が挙げられる。
 また、本発明の太陽電池における光電変換層には、上記電子供与層(p層)及び電子受容層(n層)の間に、p層とn層との間の特性を有するi層を設けてもよい。i層は、電子供与性材料(p材料)と電子受容性材料(n材料)の中間の特性を有する材料を含有していてもよいし、電子供与性材料と電子受容性材料とを混合して含有する混合層であってもよい。
 本発明の太陽電池においては、成膜性向上、膜のピンホール防止等のため適切な樹脂や添加剤を電子供与層、電子受容層及びi層に使用してもよい。使用可能な樹脂としては、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリスルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、セルロース等の絶縁性樹脂及びそれらの共重合体;ポリ-N-ビニルカルバゾール、ポリシラン等の光導電性樹脂;ポリチオフェン、ポリピロール等の導電性樹脂が挙げられる。
 また、添加剤としては、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤等が挙げられる。
 本発明の太陽電池中の電子供与層及び電子受容層の膜厚は特に限定されず、適切な膜厚に適宜設定すればよい。一般に有機薄膜の励起子拡散長は短いことが知られており、膜厚が厚すぎると励起子がヘテロ界面に到達する前に失活してしまうため光電変換効率が低くなるおそれがある。逆に膜厚が薄すぎるとピンホール等が発生し易くなり、充分なダイオード特性が得られず、変換効率が低下するおそれがある。
 電子供与層の膜厚は、通常1nm~10μmの範囲であり、5nm~0.2μmの範囲が好ましく、5nm~0.1μmの範囲がより好ましい。
 電子受容層を構成する薄膜の合計の膜厚は、通常1nm~10μmの範囲であり、2nm~0.2μmの範囲であることが好ましく、5nm~0.1μmの範囲であることがより好ましい。
 前記形態(a)の、それぞれ1種の電子受容性材料を含有する3つ以上の薄膜からなる電子受容層の場合、各薄膜の膜厚は、通常1nm~10μmの範囲であり、1nm~0.2μmの範囲であることが好ましく、2nm~0.1μmの範囲であることがより好ましい。
 前記形態(b)の、少なくとも2種の電子受容性材料を混合して含有する薄膜を含む電子受容層の場合は、上記形態(a)における各薄膜の膜厚を参考として適宜設定すればよい。
 前記形態(c)の、3種以上の電子受容性材料を混合して単一の薄膜を含む電子受容層の場合は、上記形態(a)における各薄膜の膜厚を参考として適宜設定すればよい。
 次に、本発明の太陽電池における電子供与層を構成する薄膜及び電子受容層を構成する薄膜の形成方法について説明する。
 上記薄膜の形成方法は特に限定されず、公知の薄膜形成方法を用いることができる。具体的には、真空蒸着、スパッタリング、プラズマ、イオンプレーティング等の乾式成膜法やスピンコーティング、ディップコート、キャスティング、ロールコート、フローコーティング、インクジェット等の湿式成膜法を適用することができる。
 乾式成膜法の場合、公知の抵抗加熱法が好ましく、前記形態(b)及び(c)における電子受容性材料を混合して含有する混合層の形成には、例えば、複数の蒸発源からの同時蒸着による成膜方法が好ましい。さらに好ましくは、成膜時に基板温度を制御する。
 湿式成膜法の場合、各薄膜を形成する材料を、適切な溶媒に溶解又は分散させて発光性有機溶液を調製し、スピンコーティング等により薄膜を形成する。このとき用いる溶媒は特に限定されず、任意のものが使用できる。用いる溶媒としては、例えば、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素、テトラクロロエタン、トリクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、クロロトルエン等のハロゲン系炭化水素系溶媒;ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アニソール等のエーテル系溶媒;メタノールやエタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、エチレングリコール等のアルコール系溶媒;ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、ヘキサン、オクタン、デカン、テトラリン等の炭化水素系溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル等のエステル系溶媒等が挙げられる。なかでも、炭化水素系溶媒又はエーテル系溶媒が好ましい。また、これらの溶媒は単独で使用しても複数混合して用いてもよい。尚、使用可能な溶媒は、これらに限定されるものではない。
 以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。
(実施例1)
 25mm×75mm×0.7mm厚のITO透明電極付きガラス基板をイソプロピルアルコール中で5分間超音波洗浄を行なった後、UVオゾン洗浄を30分間実施した。洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず下部電極である透明電極ラインが形成されている側の面上に、前記透明電極を覆うようにして電子供与性であるN,N’-ビス(3-トリル)-N,N’-ジフェニルベンジジン(mTPD)を抵抗加熱蒸着により、0.5Å/sで成膜し、膜厚30nmのp型層を形成した。続けて、このmTPD膜上に電子受容性であるn1材料としてフラーレンC60を抵抗加熱蒸着により0.5Å/sで成膜し、膜厚15nmのn1層を形成した。続けて、その上に電子受容性であるn2材料としてフラーレンC70を抵抗加熱蒸着により0.5Å/sで成膜し、膜厚45nmのn2層を形成した。続けて、電子受容性であるn3材料としてバソクプロイン(BCP)を抵抗加熱蒸着により1Å/sで成膜し、10nmのn3層を形成した。最後に、連続して対向電極として金属Alを膜厚80nmで蒸着させ、有機太陽電池を形成した。面積は0.05cmであった。このように作製された有機太陽電池を擬似太陽光照射装置を用いてAM1.5条件下(光強度100mW/cm)で電流密度-電圧(I-V)特性を測定した。得られた開放端電圧(Voc)、短絡電流密度(Jsc)、曲線因子(FF)、及び光電変換効率(η)の結果を表1に示す。
 実施例で用いた各材料の構造式及び薄膜吸収スペクトルのピーク波長を下記に示す。
 mTPD
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 フラーレンC60:(ピーク波長)450nm
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 フラーレンC70:(ピーク波長)510nm
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 BCP:(ピーク波長)300nm
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 尚、光電変換効率は下記式によって導出した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 式中、
  Voc:開放端電圧
  Jsc:短絡電流密度
  FF:曲線因子
  Pin:照射光量
 同じ照射光量(Pin)に対して、Voc、Jsc及びFFがいずれも大きな素子ほど優れた変換効率を示す。
(実施例2)
 実施例1のn1層の膜厚を30nm、n2層の膜厚を30nmに変更した以外は、実施例1と同様に有機太陽電池を作製した。このように作製された有機太陽電池について、AM1.5条件下でI-V特性を測定した。得られた開放端電圧(Voc)、短絡電流密度(Jsc)、曲線因子(FF)、及び光電変換効率(η)を表1に示す。
(実施例3)
 実施例1のn1層の膜厚を45nm、n2層の膜厚を15nmに変更した以外は、実施例1と同様に有機太陽電池を作製した。このように作製された有機太陽電池について、AM1.5条件下でI-V特性を測定した。得られた開放端電圧(Voc)、短絡電流密度(Jsc)、曲線因子(FF)、及び光電変換効率(η)を表1に示す。
(実施例4)
 25mm×75mm×0.7mm厚のITO透明電極付きガラス基板をイソプロピルアルコール中で5分間超音波洗浄を行なった後、UVオゾン洗浄を30分間実施した。洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず下部電極である透明電極ラインが形成されている側の面上に、前記透明電極を覆うようにして電子供与性であるmTPDを抵抗加熱蒸着により、0.5Å/sで成膜し、膜厚30nmのp型層を形成した。続けて、このmTPD膜上に電子受容性であるフラーレンC70を抵抗加熱蒸着により0.5Å/sで成膜し、膜厚15nmのn1層を形成した。続けて、その上に電子受容性であるフラーレンC60を抵抗加熱蒸着により0.5Å/sで成膜し、膜厚45nmのn2層を形成した。続けて、電子受容性であるバソクプロイン(BCP)を抵抗加熱蒸着により1Å/sで成膜し、10nmのn3を形成した。最後に、連続して対向電極として金属Alを膜厚80nmで蒸着させ、有機太陽電池を形成した。面積は0.05cmであった。このように作製された有機太陽電池について、AM1.5条件下(光強度100mW/cm)でI-V特性を測定した。得られた開放端電圧(Voc)、短絡電流密度(Jsc)、曲線因子(FF)、及び光電変換効率(η)を表1に示す。
(実施例5)
 実施例4のn1層の膜厚を30nm、n2層の膜厚を30nmに変更した以外は、実施例4と同様に有機太陽電池を作製した。このように作製された有機太陽電池について、AM1.5条件下でI-V特性を測定した。その結果、開放端電圧(Voc)、短絡電流密度(Jsc)、曲線因子(FF)、及び光電変換効率(η)を表1に示す。
(実施例6)
 実施例4のn1層の膜厚を45nm、n2層の膜厚を15nmに変更した以外は、実施例4と同様に有機太陽電池を作製した。このように作製された有機太陽電池について、AM1.5条件下でI-V特性を測定した。得られた開放端電圧(Voc)、短絡電流密度(Jsc)、曲線因子(FF)、及び光電変換効率(η)を表1に示す。
(実施例7)
 25mm×75mm×0.7mm厚のITO透明電極付きガラス基板をイソプロピルアルコール中で5分間超音波洗浄を行なった後、UVオゾン洗浄を30分間実施した。洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず下部電極である透明電極ラインが形成されている側の面上に、前記透明電極を覆うようにして電子供与性であるmTPDを抵抗加熱蒸着により、0.5Å/sで成膜し、膜厚30nmのp型層を形成した。続けて、このmTPD膜上に電子受容性であるn1材料として、フラーレンC60を0.3Å/s、n2材料として、フラーレンC70を0.3Å/sで抵抗加熱により共蒸着し、膜厚60nmの混合n電子受容性薄膜(重量混合比n1:n2=1:1)を形成した。
 続けて、電子受容性であるn3材料としてバソクプロイン(BCP)を抵抗加熱蒸着により1Å/sで成膜し、10nmのn3層を形成した。最後に、連続して対向電極として金属Alを膜厚80nm蒸着させ、有機太陽電池を形成した。面積は0.05cmであった。このように作製された有機太陽電池について、AM1.5条件下(光強度100mW/cm)でI-V特性を測定した。得られた開放端電圧(Voc)、短絡電流密度(Jsc)、曲線因子(FF)、及び光電変換効率(η)を表2に示す。
(実施例8)
 混合n電子受容性薄膜におけるn1材料とn2材料の重量混合比をn1:n2=1:2(成膜速度はそれぞれ0.1Å/s、0.2Å/s)とした以外は実施例7と同様にして有機太陽電池を作製し、AM1.5条件下(光強度100mW/cm)でI-V特性を測定した。得られた開放端電圧(Voc)、短絡電流密度(Jsc)、曲線因子(FF)、及び光電変換効率(η)を表2に示す。
(実施例9)
 混合n電子受容性薄膜におけるn1材料とn2材料の重量混合比をn1:n2=2:1(成膜速度はそれぞれ0.2Å/s、0.1Å/s)とした以外は実施例7と同様にして有機太陽電池を作製し、AM1.5条件下(光強度100mW/cm)でI-V特性を測定した。得られた開放端電圧(Voc)、短絡電流密度(Jsc)、曲線因子(FF)、及び光電変換効率(η)を表2に示す。
(実施例10)
 25mm×75mm×0.7mm厚のITO透明電極付きガラス基板をイソプロピルアルコール中で5分間超音波洗浄を行なった後、UVオゾン洗浄を30分間実施した。洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず下部電極である透明電極ラインが形成されている側の面上に、前記透明電極を覆うようにして電子供与性であるmTPDを抵抗加熱蒸着により、0.5Å/sで成膜し、膜厚30nmのp型層を形成した。続けて、このmTPD膜上に電子受容性であるn1材料として、フラーレンC60を1Å/sで成膜し、30nmのn1層を形成した。続けて、n2材料として、フラーレンC70を0.3Å/s、n3材料としてバソクプロイン(BCP)を0.3Å/sで抵抗加熱により共蒸着し、膜厚30nmの混合n電子受容性薄膜(重量混合比n2:n3=1:1)を形成した。
 最後に、連続して対向電極として金属Alを膜厚80nm蒸着させ、有機太陽電池を形成した。面積は0.05cmであった。このように作製された有機太陽電池について、AM1.5条件下(光強度100mW/cm)でI-V特性を測定した。得られた開放端電圧(Voc)、短絡電流密度(Jsc)、曲線因子(FF)、及び光電変換効率(η)を表2に示す。
(実施例11)
 25mm×75mm×0.7mm厚のITO透明電極付きガラス基板をイソプロピルアルコール中で5分間超音波洗浄を行なった後、UVオゾン洗浄を30分間実施した。洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず下部電極である透明電極ラインが形成されている側の面上に、前記透明電極を覆うようにして電子供与性であるmTPDを抵抗加熱蒸着により、0.5Å/sで成膜し、膜厚30nmのp型層を形成した。続けて、このmTPD膜上に電子受容性であるn1材料として、フラーレンC70を1Å/sで成膜し、30nmのn1層を形成した。続けて、n2材料として、フラーレンC60を0.3Å/s、n3材料としてバソクプロイン(BCP)を0.3Å/sで抵抗加熱により共蒸着し、膜厚30nmの混合n電子受容性薄膜(重量混合比n2:n3=1:1)を形成した。
 最後に、連続して対向電極として金属Alを膜厚80nm蒸着させ、有機太陽電池を形成した。面積は0.05cmであった。このように作製された有機太陽電池について、AM1.5条件下(光強度100mW/cm)でI-V特性を測定した。得られた開放端電圧(Voc)、短絡電流密度(Jsc)、曲線因子(FF)、及び光電変換効率(η)を表2に示す。
(実施例12)
 25mm×75mm×0.7mm厚のITO透明電極付きガラス基板をイソプロピルアルコール中で5分間超音波洗浄を行なった後、UVオゾン洗浄を30分間実施した。洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず下部電極である透明電極ラインが形成されている側の面上に、前記透明電極を覆うようにして電子供与性であるmTPDを抵抗加熱蒸着により、0.5Å/sで成膜し、膜厚30nmのp型層を形成した。続けて、このmTPD膜上に電子受容性であるn1材料としてフラーレンC60を0.5Å/s、n2材料としてフラーレンC70を0.5Å/s、n3材料としてバソクプロイン(BCP)を0.2Å/sで抵抗加熱により共蒸着し、混合n電子受容性薄膜(重量混合比n1:n2:n3=5:5:2)、膜厚30nmのn型層を形成した。
 最後に、連続して対向電極として金属Alを膜厚80nm蒸着させ、有機太陽電池を形成した。面積は0.05cmであった。このように作製された有機太陽電池について、AM1.5条件下(光強度100mW/cm)でI-V特性を測定した。得られた開放端電圧(Voc)、短絡電流密度(Jsc)、曲線因子(FF)、及び光電変換効率(η)を表2に示す。
(実施例13)
 25mm×75mm×0.7mm厚のITO透明電極付きガラス基板をイソプロピルアルコール中で5分間超音波洗浄を行なった後、UVオゾン洗浄を30分間実施した。洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず下部電極である透明電極ラインが形成されている側の面上に、前記透明電極を覆うようにして電子供与性である化合物Aを抵抗加熱蒸着により、0.5Å/sで成膜し、膜厚30nmのp型層を形成した。続けて、この化合物A膜上に電子受容性であるn1材料としてフラーレンC60を抵抗加熱蒸着により0.5Å/sで成膜し、膜厚15nmのn1層を形成した。続けて、その上に電子受容性であるn2材料としてフラーレンC70を抵抗加熱蒸着により0.5Å/sで成膜し、膜厚45nmのn2層を形成した。続けて、電子受容性であるn3材料としてバソクプロイン(BCP)を抵抗加熱蒸着により1Å/sで成膜し、10nmのn3層を形成した。最後に、連続して対向電極として金属Alを膜厚80nmで蒸着させ、有機太陽電池を形成した。面積は0.05cmであった。このように作製された有機太陽電池を擬似太陽光照射装置を用いてAM1.5条件下(光強度100mW/cm)で電流密度-電圧(I-V)特性を測定した。得られた開放端電圧(Voc)、短絡電流密度(Jsc)、曲線因子(FF)、及び光電変換効率(η)の結果を表3に示す。
 実施例で用いた各材料の構造式及び薄膜吸収スペクトルのピーク波長を下記に示す。
  化合物A
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
(実施例14)
 実施例13のn1層の膜厚を30nm、n2層の膜厚を30nmに変更した以外は、実施例13と同様に有機太陽電池を作製した。このように作製された有機太陽電池について、AM1.5条件下でI-V特性を測定した。得られた開放端電圧(Voc)、短絡電流密度(Jsc)、曲線因子(FF)、及び光電変換効率(η)を表3に示す。
(実施例15)
 実施例13のn1層の膜厚を45nm、n2層の膜厚を15nmに変更した以外は、実施例13と同様に有機太陽電池を作製した。このように作製された有機太陽電池について、AM1.5条件下でI-V特性を測定した。得られた開放端電圧(Voc)、短絡電流密度(Jsc)、曲線因子(FF)、及び光電変換効率(η)を表3に示す。
(実施例16)
 25mm×75mm×0.7mm厚のITO透明電極付きガラス基板をイソプロピルアルコール中で5分間超音波洗浄を行なった後、UVオゾン洗浄を30分間実施した。洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず下部電極である透明電極ラインが形成されている側の面上に、前記透明電極を覆うようにして電子供与性である化合物Aを抵抗加熱蒸着により、0.5Å/sで成膜し、膜厚30nmのp型層を形成した。続けて、この化合物A膜上に電子受容性であるフラーレンC70を抵抗加熱蒸着により0.5Å/sで成膜し、膜厚10nmのn1層を形成した。続けて、その上に電子受容性であるフラーレンC60を抵抗加熱蒸着により0.5Å/sで成膜し、膜厚50nmのn2層を形成した。続けて、電子受容性であるバソクプロイン(BCP)を抵抗加熱蒸着により1Å/sで成膜し、10nmのn3を形成した。最後に、連続して対向電極として金属Alを膜厚80nmで蒸着させ、有機太陽電池を形成した。面積は0.05cmであった。このように作製された有機太陽電池について、AM1.5条件下(光強度100mW/cm)でI-V特性を測定した。得られた開放端電圧(Voc)、短絡電流密度(Jsc)、曲線因子(FF)、及び光電変換効率(η)を表3に示す。
(実施例17)
 実施例16のn1層の膜厚を15nm、n2層の膜厚を45nmに変更した以外は、実施例16と同様に有機太陽電池を作製した。このように作製された有機太陽電池について、AM1.5条件下でI-V特性を測定した。その結果、開放端電圧(Voc)、短絡電流密度(Jsc)、曲線因子(FF)、及び光電変換効率(η)を表3に示す。
(実施例18)
 実施例16のn1層の膜厚を30nm、n2層の膜厚を30nmに変更した以外は、実施例16と同様に有機太陽電池を作製した。このように作製された有機太陽電池について、AM1.5条件下でI-V特性を測定した。その結果、開放端電圧(Voc)、短絡電流密度(Jsc)、曲線因子(FF)、及び光電変換効率(η)を表3に示す。
(実施例19)
 実施例16のn1層の膜厚を45nm、n2層の膜厚を15nmに変更した以外は、実施例16と同様に有機太陽電池を作製した。このように作製された有機太陽電池について、AM1.5条件下でI-V特性を測定した。その結果、開放端電圧(Voc)、短絡電流密度(Jsc)、曲線因子(FF)、及び光電変換効率(η)を表3に示す。
(実施例20)
 実施例16のn1層の膜厚を50nm、n2層の膜厚を10nmに変更した以外は、実施例16と同様に有機太陽電池を作製した。このように作製された有機太陽電池について、AM1.5条件下でI-V特性を測定した。その結果、開放端電圧(Voc)、短絡電流密度(Jsc)、曲線因子(FF)、及び光電変換効率(η)を表3に示す。
(実施例21)
 実施例16の化合物Aの膜厚を40nm、n1層の膜厚を30nm、n2層の膜厚を10nmに変更した以外は、実施例16と同様に有機太陽電池を作製した。このように作製された有機太陽電池について、AM1.5条件下でI-V特性を測定した。その結果、開放端電圧(Voc)、短絡電流密度(Jsc)、曲線因子(FF)、及び光電変換効率(η)を表3に示す。
(実施例22)
 25mm×75mm×0.7mm厚のITO透明電極付きガラス基板をイソプロピルアルコール中で5分間超音波洗浄を行なった後、UVオゾン洗浄を30分間実施した。洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず下部電極である透明電極ラインが形成されている側の面上に、前記透明電極を覆うようにして電子供与性である化合物Aを抵抗加熱蒸着により、0.5Å/sで成膜し、膜厚30nmのp型層を形成した。続けて、この化合物A膜上に電子受容性であるn1材料として、フラーレンC60を0.3Å/s、n2材料として、フラーレンC70を0.3Å/sで抵抗加熱により共蒸着し、膜厚60nmの混合n電子受容性薄膜(重量混合比n1:n2=1:1)を形成した。
 続けて、電子受容性であるn3材料としてバソクプロイン(BCP)を抵抗加熱蒸着により1Å/sで成膜し、10nmのn3層を形成した。最後に、連続して対向電極として金属Alを膜厚80nm蒸着させ、有機太陽電池を形成した。面積は0.05cmであった。このように作製された有機太陽電池について、AM1.5条件下(光強度100mW/cm)でI-V特性を測定した。得られた開放端電圧(Voc)、短絡電流密度(Jsc)、曲線因子(FF)、及び光電変換効率(η)を表4に示す。
(実施例23)
 25mm×75mm×0.7mm厚のITO透明電極付きガラス基板をイソプロピルアルコール中で5分間超音波洗浄を行なった後、UVオゾン洗浄を30分間実施した。洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず下部電極である透明電極ラインが形成されている側の面上に、前記透明電極を覆うようにして電子供与性である化合物Aを抵抗加熱蒸着により、0.5Å/sで成膜し、膜厚30nmのp型層を形成した。続けて、この化合物A膜上に電子受容性であるn1材料として、フラーレンC60を1Å/sで成膜し、30nmのn1層を形成した。続けて、n2材料として、フラーレンC70を0.3Å/s、n3材料としてバソクプロイン(BCP)を0.3Å/sで抵抗加熱により共蒸着し、膜厚30nmの混合n電子受容性薄膜(重量混合比n2:n3=1:1)を形成した。
 最後に、連続して対向電極として金属Alを膜厚80nm蒸着させ、有機太陽電池を形成した。面積は0.05cmであった。このように作製された有機太陽電池について、AM1.5条件下(光強度100mW/cm)でI-V特性を測定した。得られた開放端電圧(Voc)、短絡電流密度(Jsc)、曲線因子(FF)、及び光電変換効率(η)を表4に示す。
(実施例24)
 25mm×75mm×0.7mm厚のITO透明電極付きガラス基板をイソプロピルアルコール中で5分間超音波洗浄を行なった後、UVオゾン洗浄を30分間実施した。洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず下部電極である透明電極ラインが形成されている側の面上に、前記透明電極を覆うようにして電子供与性である化合物Aを抵抗加熱蒸着により、0.5Å/sで成膜し、膜厚30nmのp型層を形成した。続けて、この化合物A膜上に電子受容性であるn1材料として、フラーレンC70を1Å/sで成膜し、30nmのn1層を形成した。続けて、n2材料として、フラーレンC60を0.3Å/s、n3材料としてバソクプロイン(BCP)を0.3Å/sで抵抗加熱により共蒸着し、膜厚30nmの混合n電子受容性薄膜(重量混合比n2:n3=1:1)を形成した。
 最後に、連続して対向電極として金属Alを膜厚80nm蒸着させ、有機太陽電池を形成した。面積は0.05cmであった。このように作製された有機太陽電池について、AM1.5条件下(光強度100mW/cm)でI-V特性を測定した。得られた開放端電圧(Voc)、短絡電流密度(Jsc)、曲線因子(FF)、及び光電変換効率(η)を表4に示す。
(実施例25)
 25mm×75mm×0.7mm厚のITO透明電極付きガラス基板をイソプロピルアルコール中で5分間超音波洗浄を行なった後、UVオゾン洗浄を30分間実施した。洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず下部電極である透明電極ラインが形成されている側の面上に、前記透明電極を覆うようにして電子供与性である化合物Aを抵抗加熱蒸着により、0.5Å/sで成膜し、膜厚30nmのp型層を形成した。続けて、この化合物A膜上に電子受容性であるn1材料としてフラーレンC60を0.5Å/s、n2材料としてフラーレンC70を0.5Å/s、n3材料としてバソクプロイン(BCP)を0.2Å/sで抵抗加熱により共蒸着し、混合n電子受容性薄膜(重量混合比n1:n2:n3=5:5:2)、膜厚30nmのn型層を形成した。
 最後に、連続して対向電極として金属Alを膜厚80nm蒸着させ、有機太陽電池を形成した。面積は0.05cmであった。このように作製された有機太陽電池について、AM1.5条件下(光強度100mW/cm)でI-V特性を測定した。得られた開放端電圧(Voc)、短絡電流密度(Jsc)、曲線因子(FF)、及び光電変換効率(η)を表4に示す。
(比較例1)
 25mm×75mm×0.7mm厚のITO透明電極付きガラス基板をイソプロピルアルコール中で5分間超音波洗浄を行なった後、UVオゾン洗浄を30分間実施した。洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず下部電極である透明電極ラインが形成されている側の面上に、前記透明電極を覆うようにして電子供与性であるmTPDを抵抗加熱蒸着により、0.5Å/sで成膜し、膜厚30nmのp型層を形成した。続けて、このmTPD膜上に電子受容性であるフラーレンC60を抵抗加熱蒸着により0.5Å/sで成膜し、膜厚60nmのn型層を形成した。最後に、連続して対向電極として金属Agを膜厚100nm蒸着させ、有機太陽電池を形成した。面積は0.05cmであった。このように作製された有機太陽電池について、AM1.5条件下(光強度100mW/cm)でI-V特性を測定した。得られた開放端電圧(Voc)、短絡電流密度(Jsc)、曲線因子(FF)、及び光電変換効率(η)を表1に示す。
(比較例2)
 25mm×75mm×0.7mm厚のITO透明電極付きガラス基板をイソプロピルアルコール中で5分間超音波洗浄を行なった後、UVオゾン洗浄を30分間実施した。洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず下部電極である透明電極ラインが形成されている側の面上に、前記透明電極を覆うようにして電子供与性であるmTPDを抵抗加熱蒸着により、0.5Å/sで成膜し、膜厚30nmのp型層を形成した。続けて、このmTPD膜上に電子受容性であるn1材料として下記に示すPTCBIを抵抗加熱蒸着により0.5Å/sで成膜し、膜厚60nmのn1層を形成した。続けて、その上に電子受容性であるバソクプロイン(BCP)を抵抗加熱蒸着により1Å/sで成膜し、10nmのn2層を形成した。最後に、連続して対向電極として金属Agを膜厚100nm蒸着させ、有機太陽電池を形成した。面積は0.05cmであった。このように作製された有機太陽電池について、AM1.5条件下(光強度100mW/cm)でI-V特性を測定した。得られた開放端電圧(Voc)、短絡電流密度(Jsc)、曲線因子(FF)、及び光電変換効率(η)を表1に示す。
PTCBI
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
(比較例3)
 25mm×75mm×0.7mm厚のITO透明電極付きガラス基板をイソプロピルアルコール中で5分間超音波洗浄を行なった後、UVオゾン洗浄を30分間実施した。洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず下部電極である透明電極ラインが形成されている側の面上に、前記透明電極を覆うようにして電子供与性であるmTPDを抵抗加熱蒸着により、0.5Å/sで成膜し、膜厚30nmのp型層を形成した。続けて、このmTPD膜上に電子受容性であるn1材料としてフラーレンC60を抵抗加熱蒸着により0.5Å/sで成膜し、膜厚60nmのn1層を形成した。続けて、その上に電子受容性であるバソクプロイン(BCP)を抵抗加熱蒸着により1Å/sで成膜し、10nmのn2層を形成した。最後に、連続して対向電極として金属Alを膜厚80nm蒸着させ、有機太陽電池を形成した。面積は0.05cmであった。このように作製された有機太陽電池について、AM1.5条件下(光強度100mW/cm)でI-V特性を測定した。得られた開放端電圧(Voc)、短絡電流密度(Jsc)、曲線因子(FF)、及び光電変換効率(η)を表1に示す。
(比較例4)
 25mm×75mm×0.7mm厚のITO透明電極付きガラス基板をイソプロピルアルコール中で5分間超音波洗浄を行なった後、UVオゾン洗浄を30分間実施した。洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず下部電極である透明電極ラインが形成されている側の面上に、前記透明電極を覆うようにして電子供与性である化合物Aを抵抗加熱蒸着により、0.5Å/sで成膜し、膜厚30nmのp型層を形成した。続けて、この化合物A膜上に電子受容性であるn1材料としてフラーレンC60を抵抗加熱蒸着により0.5Å/sで成膜し、膜厚60nmのn1層を形成した。続けて、その上に電子受容性であるバソクプロイン(BCP)を抵抗加熱蒸着により1Å/sで成膜し、10nmのn2層を形成した。最後に、連続して対向電極として金属Alを膜厚80nm蒸着させ、有機太陽電池を形成した。面積は0.05cmであった。このように作製された有機太陽電池について、AM1.5条件下(光強度100mW/cm)でI-V特性を測定した。得られた開放端電圧(Voc)、短絡電流密度(Jsc)、曲線因子(FF)、及び光電変換効率(η)を表3に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 表1から表4の結果から、光電変換層を、電子供与層と、3種の電子受容性材料を含有する電子受容層とを積層、混合した構成とすることにより、光電変換効率が向上し、優れた太陽電池特性を示すことがわかる。
 本発明の有機太陽電池は光電変換効率が高く、光電変換効率の高い光電変換モジュール、太陽電池パネル、太陽電池アレイ等の製造に有用である。
 上記に本発明の実施形態及び/又は実施例を幾つか詳細に説明したが、当業者は、本発明の新規な教示及び効果から実質的に離れることなく、これら例示である実施形態及び/又は実施例に多くの変更を加えることが容易である。従って、これらの多くの変更は本発明の範囲に含まれる。
 この明細書に記載の文献の内容を全てここに援用する。

Claims (7)

  1.  電子供与層と、
     3種以上の電子受容性材料を含有する電子受容層と、
    が積層されてなる光電変換層を有し、
     前記3種以上の電子受容性材料のうちの少なくとも1種が有機物である有機太陽電池。
  2.  前記電子受容層が、前記3種以上の電子受容性材料をそれぞれ1種ずつ含有する、複数の層からなる請求項1記載の有機太陽電池。
  3.  前記電子受容層が、前記3種以上の電子受容性材料のうち少なくとも2種が混合された層を含む、複数の層からなる請求項1記載の有機太陽電池。
  4.  前記電子受容層が、前記3種以上の電子受容性材料が混合された単一の層からなる請求項1記載の有機太陽電池。
  5.  前記3種以上の電子受容性材料の薄膜吸収スペクトルが、それぞれ異なるピーク波長を有する請求項1~4のいずれか1項記載の有機太陽電池。
  6.  前記3種以上の電子受容性材料のうちの少なくとも1種が、フラーレン類からなる群から選択される請求項1~5のいずれか1項記載の有機太陽電池。
  7.  前記3種以上の電子受容性材料のうちの1種がC60フラーレンであり、他の1種がC61以上のフラーレン類からなる群から選択される請求項1~6のいずれか1項記載の有機太陽電池。
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