WO2013145775A1 - 有機薄膜太陽電池モジュールおよびその製造方法 - Google Patents

有機薄膜太陽電池モジュールおよびその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2013145775A1
WO2013145775A1 PCT/JP2013/002175 JP2013002175W WO2013145775A1 WO 2013145775 A1 WO2013145775 A1 WO 2013145775A1 JP 2013002175 W JP2013002175 W JP 2013002175W WO 2013145775 A1 WO2013145775 A1 WO 2013145775A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
group
electrode
photoelectric conversion
layer
ring
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/002175
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
拓 市林
孝至 小林
剛 朝野
Original Assignee
Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 filed Critical Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社
Publication of WO2013145775A1 publication Critical patent/WO2013145775A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic radiation-sensitive element covered by group H10K30/00
    • H10K39/10—Organic photovoltaic [PV] modules; Arrays of single organic PV cells
    • H10K39/12—Electrical configurations of PV cells, e.g. series connections or parallel connections
    • 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
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to an organic thin-film solar battery module having an integrated structure in which a plurality of solar battery cells (unit cells) are connected in a plane, and a method for manufacturing the same.
  • a method of manufacturing a solar cell module having an integrated structure in which a plurality of solar cell elements (unit elements) are connected in a plane for example, in series connection
  • a method of forming and connecting positive and negative electrodes alternately on the same substrate (patent) Document 1), or by forming a metal electrode pattern with a width wider than the thickness of the photoelectric conversion layer, or forming a region that is not irradiated with light on the photoelectric conversion layer, the unit elements can be connected in series without patterning the photoelectric conversion layer.
  • Each electrode layer and photoelectric conversion layer are formed on a light-transmitting insulating substrate such as glass or a film substrate (Patent Documents 2 and 3), and laser scribe (Patent Document 4 and Non-Patent Document 1).
  • a method of dividing into unit elements is known.
  • Patent Document 1 In the method of Patent Document 1, there is a problem that the process becomes complicated in order to form electrodes alternately. Further, in the methods of Patent Documents 2 and 3, since the unit elements can be connected in series only at both ends of the unit element, when the size is increased, the resistance component becomes large, and the photoelectric conversion performance is greatly deteriorated. there were. Furthermore, in the methods of Patent Document 4 and Non-Patent Document 1, after photoelectric conversion layer formation, patterning processing by laser scribing is performed, and then a buffer layer such as LiF and a metal electrode are formed. Therefore, since the buffer layer exists between the series connection portions (transparent electrode / metal electrode) of each unit element, there is a problem that the contact resistance increases and the photoelectric conversion performance is lowered.
  • a buffer layer such as LiF and a metal electrode
  • the organic thin-film solar cell module having the conventional integrated structure requires a complicated process, the photoelectric conversion performance is greatly reduced when it is enlarged, the photoelectric conversion performance is deteriorated due to processing waste, and the durability is deteriorated.
  • a technique that can provide an organic thin-film solar cell module having high photoelectric conversion performance and durability more easily is a problem that can provide an organic thin-film solar cell module having high photoelectric conversion performance and durability more easily.
  • the present invention has been made in view of these problems, and an object of the present invention is to provide an organic thin-film solar cell module that is simple and has good photoelectric conversion performance and durability even when the size is increased, and a method for producing the same. .
  • One embodiment of the present invention is an organic thin film solar cell module.
  • a plurality of unit elements are arranged in a plane on a transparent substrate, and the unit elements include at least a first electrode, a photoelectric conversion layer, a protective layer, and a second electrode in order from the transparent substrate side.
  • An organic thin film solar cell module in which at least two unit elements among the plurality of unit elements are connected in series, One unit element connected in series with each other has a groove portion penetrating the photoelectric conversion layer and the protective layer, and the first electrode of the other unit element connected in series with each other reaches the bottom of the groove portion.
  • the second electrode of the one unit element extends and is electrically connected to the first electrode of the other unit element through the groove portion.
  • the organic thin-film solar cell module of this aspect it can be easily produced, and high photoelectric conversion performance and durability can be achieved even when the size is increased.
  • a plurality of unit elements are planarly arranged on a transparent substrate, and the unit elements are arranged in order from the transparent substrate side, at least a first electrode, a photoelectric conversion layer, a protective layer, and And a method of manufacturing an organic thin film solar cell module in which at least two unit elements of the plurality of unit elements are connected in series, the pattern being formed on the patterned first electrode.
  • an organic thin-film solar cell module and a method for manufacturing the same that have high photoelectric conversion performance and durability even when the size is increased.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of an organic thin-film solar cell module 10 according to an embodiment.
  • the organic thin film solar cell module 10 of this Embodiment is an organic thin film solar cell module which has a photoelectric converting layer containing an organic semiconductor.
  • a plurality of unit elements 30 are arranged in a plane on the transparent substrate 20. Adjacent unit elements 30 are separated by a grooved processing line P3.
  • the unit element 30 includes a first electrode 40, a photoelectric conversion layer 50, a protective layer 60, and a second electrode 70, and at least two unit elements among the plurality of unit elements 30 are connected in series. Yes.
  • the second electrode 70 of one unit element 30 passes through the groove-shaped processing line P ⁇ b> 2 that penetrates the photoelectric conversion layer 50 and the protective layer 60.
  • the first electrodes 40 are connected in series by direct contact.
  • the first electrode 40 of the other unit element 30 extends and is located at the bottom of the processing line P2 of one unit element 30 among the adjacent unit elements 30, and the other unit of this part
  • the second electrode 70 of one unit element 30 is connected to the first electrode 40 of the element 30.
  • the first electrode 40 is a negative electrode (electron extraction electrode) and is electrically connected to a photoelectric conversion layer 50 described later.
  • the first electrode 40 is located on the light-receiving surface side of the photoelectric conversion layer 50, ITO (Indium Tin Oxide) , SnO 2, FTO (Fluorine doped Tin Oxide), ZnO, AZO (Aluminum doped Zinc Oxide), IZO It is made of a conductive metal oxide such as (Indium doped Zinc Oxide) or a thin metal film such as gold, silver, copper, or aluminum, or a transparent conductive film such as a mesh or stripe.
  • the 1st electrode 40 is formed on the transparent substrate 20 which has a light transmittance so that light reception performance may not be inhibited.
  • the transparent substrate 20 may be colorless or colored glass, meshed glass, glass block, or the like, or may be a colorless or colored resin having transparency.
  • resins include polyesters such as polyethylene terephthalate, polyamide, polysulfone, polyether sulfone, polyether ether ketone, polyphenylene sulfide, polycarbonate, polyimide, polymethyl methacrylate, polystyrene, cellulose triacetate, and polymethylpentene. Etc.
  • the photoelectric conversion layer 50 of this embodiment is a bulk heterojunction layer, and is formed by mixing a p-type organic semiconductor having electron donating properties and an n-type organic semiconductor having electron accepting properties at a nano level.
  • p-type organic semiconductors include polythiophene such as poly (3-hexylthiophene) and oligomers thereof, polypyrrole, polyaniline, polyfuran, polypyridine, polycarbazole, phthalocyanine, porphyrin, perylene, and other organic dye molecules and derivatives and transition metal complexes thereof.
  • Electron donor molecules such as charge transfer agents such as triphenylamine compounds and hydrazine compounds and charge transfer complexes such as tetrariafulvalene (TTF).
  • n-type organic semiconductors include fullerene, [60] PCBM (phenyl C61 butyric acid methyl ester), bis [60] PCBM, ICMA (Indene-C60 monoduct), ICBA (Indene-C60 bisaddact) and [70] PCBM (phenyl C71).
  • Fullerene derivatives such as methyl butyrate
  • carbon nanotubes carbon materials such as chemically modified carbon nanotubes, condensed ring aromatic compounds (naphthalene derivatives, anthracene derivatives, phenanthrene derivatives, tetracene derivatives, pyrene derivatives, perylene derivatives, fluoranthene Derivatives), 5- to 7-membered heterocyclic compounds containing nitrogen, oxygen, and sulfur atoms (eg, pyridine, pyrazine, pyrimidine, pyridazine, triazine, quinoline, Xaline, quinazoline, phthalazine, cinnoline, isoquinoline, pteridine, acridine, phenazine, phenanthroline, tetrazole, pyrazole, imidazole, thiazole, oxazole, indazole, benzimidazole, benzotriazole, benzoxazo
  • the n-type organic semiconductor is a fullerene or a fullerene derivative.
  • fullerene represents C60, C70, C76, C78, C80, C82, C84, C90, C96, C240, C540, mixed fullerene, and fullerene nanotube
  • fullerene derivative is a compound in which a substituent is added.
  • alkyl group means a substituted or unsubstituted alkyl group.
  • substituent that can be used in the compound in the present specification may be any substituent.
  • the substituent represented by W is not particularly limited, and examples thereof include halogen atoms, alkyl groups (cycloalkyl groups, bicycloalkyl groups, tricycloalkyl groups). ), Alkenyl groups (including cycloalkenyl groups and bicycloalkenyl groups), alkynyl groups, aryl groups, heterocyclic groups (also referred to as heterocyclic groups), cyano groups, hydroxyl groups, nitro groups, carboxyl groups, Alkoxy group, aryloxy group, silyloxy group, heterocyclic oxy group, acyloxy group, carbamoyloxy group, alkoxycarbonyloxy group, aryloxycarbonyloxy group, amino group (including anilino group), ammonio group, acylamino group, aminocarbonyl Amino group, alkoxycarbonylamino group, Oxycarbonylamino group, sulfamoylamino group, alkyl or
  • W represents a halogen atom (for example, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom), an alkyl group [a linear, branched or cyclic substituted or unsubstituted alkyl group. They are alkyl groups (preferably alkyl groups having 1 to 30 carbon atoms such as methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, t-butyl, n-octyl, eicosyl, 2-chloroethyl, 2-cyanoethyl, 2-ethylhexyl).
  • a halogen atom for example, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom
  • an alkyl group [a linear, branched or cyclic substituted or unsubstituted alkyl group. They are alkyl groups (preferably alkyl groups having 1 to
  • a cycloalkyl group (preferably a substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 30 carbon atoms, such as cyclohexyl, cyclopentyl, 4-n-dodecylcyclohexyl), a bicycloalkyl group (preferably having 5 to 30 carbon atoms).
  • a substituted or unsubstituted bicycloalkyl group that is, a monovalent group obtained by removing one hydrogen atom from a bicycloalkane having 5 to 30 carbon atoms, for example, bicyclo [1,2,2] heptan-2-yl, bicyclo Including [2,2,2] octane-3-yl) and tricyclo structures with more ring structures It is intended to.
  • An alkyl group (for example, an alkyl group of an alkylthio group) in the substituent described below represents an alkyl group having such a concept, but further includes an alkenyl group and an alkynyl group.
  • An alkenyl group [represents a linear, branched or cyclic substituted or unsubstituted alkenyl group. They are alkenyl groups (preferably substituted or unsubstituted alkenyl groups having 2 to 30 carbon atoms, such as vinyl, allyl, prenyl, geranyl, oleyl), cycloalkenyl groups (preferably substituted or unsubstituted 3 to 30 carbon atoms or An unsubstituted cycloalkenyl group, that is, a monovalent group obtained by removing one hydrogen atom of a cycloalkene having 3 to 30 carbon atoms (for example, 2-cyclopenten-1-yl, 2-cyclohexen-1-yl), Bicycloalkenyl group (a substituted or unsubstituted bicycloalkenyl group, preferably a substituted or unsubstituted bicycloalkenyl group having 5 to 30 carbon atoms, that is,
  • bicyclo [2,2,1] hept-2-en-1-yl, bicyclo [2,2 2] is intended to encompass oct-2-en-4-yl).
  • An alkynyl group preferably a substituted or unsubstituted alkynyl group having 2 to 30 carbon atoms, such as ethynyl, propargyl, trimethylsilylethynyl group
  • an aryl group preferably a substituted or unsubstituted aryl having 6 to 30 carbon atoms
  • Groups such as phenyl, p-tolyl, naphthyl, m-chlorophenyl, o-hexadecanoylaminophenyl
  • heterocyclic groups preferably 5- or 6-membered substituted or unsubstituted aromatic or non-aromatic heterocycles
  • Substituted silyl groups such as trimethylsilyl, t-butyldimethyl Tilsilyl, phenyldimethylsilyl), a hydrazino group (preferably a substituted or unsubstituted hydrazino group having 0 to 30 carbon atoms, such as trimethylhydrazino), or a ureido group (preferably a substituted or unsubstituted group having 0 to 30 carbon atoms).
  • a ureido group such as N, N-dimethylureido.
  • two Ws can be combined to form a ring (aromatic or non-aromatic, hydrocarbon ring or heterocyclic ring. These can be further combined to form a polycyclic fused ring.
  • a benzene ring or a naphthalene ring can be combined to form a polycyclic fused ring.
  • substituents W those having a hydrogen atom may be substituted with the above groups by removing this.
  • substituents include —CONHSO 2 — group (sulfonylcarbamoyl group, carbonylsulfamoyl group), —CONHCO— group (carbonylcarbamoyl group), or —SO 2 NHSO 2 — group (sulfonylsulfamoyl group).
  • an alkylcarbonylaminosulfonyl group eg, acetylaminosulfonyl
  • an arylcarbonylaminosulfonyl group eg, benzoylaminosulfonyl group
  • an alkylsulfonylaminocarbonyl group eg, methylsulfonylaminocarbonyl
  • an aminocarbonyl group for example, p-methylphenylsulfonylaminocarbonyl
  • fullerene derivatives include compounds represented by the following general formula (2).
  • FL with a round frame represents fullerene C60, C70 or C84.
  • Y represents a substituent.
  • the substituent the aforementioned W can be used.
  • Preferred examples of the substituent include an alkyl group, an aryl group, and a heterocyclic group. Preferred examples and preferred specific examples thereof include those represented by W.
  • the alkyl group is more preferably an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms
  • the aryl group and the heterocyclic group are preferably a benzene ring, naphthalene ring, anthracene ring, phenanthrene ring, fluorene ring, triphenylene ring, naphthacene ring, Biphenyl ring, pyrrole ring, furan ring, thiophene ring, imidazole ring, oxazole ring, thiazole ring, pyridine ring, pyrazine ring, pyrimidine ring, pyridazine ring, indolizine ring, indole ring, benzofuran ring, benzothiophene ring, isobenzo
  • n represents an integer of 1 to 60, preferably an integer of 1 to 10.
  • fullerene derivatives preferably used in the present embodiment are given below, but the present embodiment is not limited to these.
  • fullerenes and fullerene derivatives used in this embodiment are described in the Chemical Society of Japan, Quarterly Chemical Review No. 43 (1999), JP-A-10-167994, JP-A-11-255508, JP-A-11-255509, JP-A 2002-241323, JP-A-2003-19681, and the like. It can also be used.
  • the fullerenes and fullerene compounds used in the present embodiment are described in, for example, the Chemical Society of Japan, Quarterly Chemical Review No. 43 (1999), JP-A-10-167994, JP-A-11-255508, JP-A-11-255509, JP-A-2002-241323, JP-A-2003-19681, etc. It can be produced according to the method described.
  • open circuit voltage (Voc) can be improved by using ICBA as an n-type organic semiconductor.
  • the first reduction potential is preferably at 1160mV (vs Fc / Fc +) or more, 1250mV (vs Fc / Fc + ) or Is more preferably 1350 mV (vs Fc / Fc + ) or more.
  • J. et al. Referring to “Electochemical Methods: Fundamentals and Applicaitons” by Bard, the following can be implemented.
  • the first reduction potential is determined based on the oxidation / reduction potential (Fc / Fc +) of ferrocene added as an internal reference substance, and the average of the first reduction peak and its oxidation peak.
  • the film thickness of the photoelectric conversion layer 50 is not particularly limited, but is desirably 5 to 1000 nm, preferably 10 to 500 nm, more preferably 20 to 200 nm, and still more preferably 40 to 100 nm. As the film thickness of the photoelectric conversion layer 50 is thinner, the light resistance tends to be improved.
  • the protective layer 60 is provided in a region between the second electrode 70 and the photoelectric conversion layer 50.
  • the protective layer 60 has a function of facilitating the movement of holes from the photoelectric conversion layer 50 to the second electrode 70 and also has a function of preventing adhesion of processing waste generated during laser scribing. Further, the protective layer 60 may have a function of making it difficult for electrons to move from the photoelectric conversion layer 50 to the second electrode 70.
  • the protective layer 60 is formed, for example, by PEDOT (poly (ethylenedioxy) thiophene) / PSS (polystyrenesulfonate), polyfuran, polypyridine, polycarbazole, or polypyrrole (K. Murakoshi et al., Chem. 1997).
  • inorganic compounds phthalocyanine, organic semiconductor molecules, and derivatives or transition metal complexes such as porphyrin, N, N'-diphenyl -N, N′-bis (4-methoxyphenyl)-(1,1′-biphenyl) -4,4′-diamine (J. Hagen et al., Synthetic Metal 89 (1997) 215-220), 2, 2 ′, 7,7′-tetrakis (N, N-di-p-methoxyphenylamine) 9,9′-spirobifluorene (Nature, Vol. 395, 8 Oct.
  • Aromatic diamine compounds having a structure (Japanese Patent Laid-Open No. 59-194393) Nitrogen atoms forming tertiary amines typified by 4,4-bis [(N-1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl An aromatic amine compound having a structure in which two or more condensed aromatic rings are bonded to the nitrogen atom (Japanese Patent Laid-Open No.
  • a compound containing a cation radical such as tris (4-bromophenyl) aluminum hexachloroantimonate is added to control the dopant level, and the potential of the oxide semiconductor surface It is also possible to add a salt such as Li [(CF 3 SO 2 ) 2 N] for control. Also, a thin film of metal such as Au, In, Ag, Pd, etc. can be used.
  • a thin film of metal or the like may be formed alone or in combination with the above organic material.
  • the thickness of the protective layer 60 is not particularly limited, but is 10 to 100 nm, preferably 20 to 60 nm. When the metal thin film is used, it is preferably in the range of 0.1 nm to 5 nm.
  • the second electrode 70 of the present embodiment is a positive electrode (hole extraction electrode) and is electrically connected to the photoelectric conversion layer 50 on the side opposite to the light receiving surface of the photoelectric conversion layer 50 via the protective layer 60. ing.
  • the material of the second electrode 70 is not particularly limited as long as it has conductivity, but a metal such as gold, platinum, silver, copper, aluminum, magnesium, lithium, potassium, or a carbon electrode may be used. it can.
  • the second electrode 70 can be formed by a known method such as a vacuum deposition method, an electron beam vacuum deposition method, a sputtering method, or applying metal fine particles dispersed in a solvent and volatilizing and removing the solvent.
  • a protective layer 60 that does not dissolve in the coating solvent for the second electrode.
  • a protective layer is not particularly limited, but is conductive such as PEDOT (poly (ethylenedioxy) thiophene) / PSS (polystyrenesulfonate), polypyrrole, polyaniline, polyfuran, polypyridine, polycarbazole and the like.
  • Polymers inorganic compounds such as MoO 3 , WO 3 , organic semiconductor molecules such as phthalocyanine and porphyrin, and derivatives and transition metal complexes thereof, charge transfer agents such as triphenylamine compounds and hydrazine compounds, and tetrariafulvalene ( It is formed of a material having a high hole mobility such as a charge transfer complex such as TTF). Etc.
  • the heat treatment conditions after coating are not particularly limited, but 50 to 200 ° C., preferably 80 to 120 ° C. are desirable. Since the organic thin film solar cell module of the present invention has higher heat resistance than the conventional one, it is suitable for forming the second electrode by coating.
  • the electron extraction layer 100 is preferably provided between the first electrode 40 and the photoelectric conversion layer 50. It is preferable that the electron extraction layer 100 is provided in a region between the first electrode 40 and the photoelectric conversion layer 50, includes at least the electron transport layer 80, and further includes the conduction band bottom energy adjustment layer 90.
  • the electron transport layer 80 has a function of easily moving electrons from the photoelectric conversion layer 50 to the first electrode 40.
  • the electron transport layer 80 can also have a function of making it difficult for holes to move from the photoelectric conversion layer 50 to the first electrode 40.
  • the thickness of the electron transport layer 80 is not particularly limited, but for example, 10 to 100 nm, preferably 20 to 60 nm is desirable.
  • the electron transport layer 80 is not particularly limited as long as it has the above-mentioned function.
  • NTCDA, PTCDA, PTCDI-C8H, oxazole derivative, triazole derivative, phenanthroline derivative (2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1 Organic compounds such as 10-phenanthroline (BCP), phosphine oxide derivatives, fullerene compounds, CNT, CN-PPV, doped polyaniline, polyphenylene vinylene, polythiophene, polypyrrole, polyparaphenylene, polyacetylene, triphenyldiamine ( A conductive organic compound such as TPD), or an electron-donating compound such as tetrathiofulvalene or tetramethylphenylenediamine, and an electron-accepting compound such as tetracyanoquinodimethane or tetracyanoethylene.
  • TPD conductive organic compound
  • an electron-donating compound such as tetrathiofulvalen
  • Organic materials to form a load-transfer complex also, the metal-doped layer and oxide titania (TiO 2, TiOx) with alkali metals or alkaline earth metals such as lithium fluoride (LiF), zinc oxide (ZnO), cesium carbonate And inorganic compounds such as (Cs 2 CO 3 ).
  • TiO 2, TiOx oxide titania
  • alkali metals or alkaline earth metals such as lithium fluoride (LiF), zinc oxide (ZnO), cesium carbonate And inorganic compounds such as (Cs 2 CO 3 ).
  • the electron transport layer 80 preferably contains a substance of the following formula and a reaction product of one or more substances of the following formula.
  • M is selected from the group consisting of alkali metals, alkaline earth metals, 2B and 3B metals, transition metals, X is halogen, carboxylate group, alkoxy group, alkyl group, and the following formula:
  • A is a positive integer determined according to the valence of M.
  • R 1 and R 2 are selected from hydrogen, a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and an alkoxy group, and R 1 and R 2 may be the same or different.
  • the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, and a propyl group.
  • the alkoxy group include a methoxy group and an ethoxy group.
  • M include Li, Na, Mg, Al, K, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Rb, Sr, Zr, Mo, and Ru. , Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Cs, Ba, La, Ir, Pt, Hg, TI, Pb, Bi, and the like.
  • X include halogen ions such as fluorine, chlorine, bromine and iodine, formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, phthalic acid, acrylic acid and methacrylic acid.
  • the alkoxy group used for X is not particularly limited, and may be linear or branched having 1 to 10 carbon atoms, and examples thereof include a methoxy group, an ethoxy group, and a propoxy group.
  • the alkyl group used for X is not particularly limited, and may be a straight chain or branched chain having 1 to 10 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, and a propyl group.
  • the material contained in the electron transport layer 80 is lithium fluoride, lithium chloride, lithium iodide, magnesium chloride, zinc chloride, aluminum chloride, gallium chloride, nickel chloride, gallium chloride, lithium formate, formic acid.
  • zinc acetate, magnesium acetate, aluminum acetylacetonate, aluminum chloride, gallium acetylacetonate, gallium chloride, zinc acetylacetonate, zinc chloride, diethylzinc, and ZnMgO are preferable as the materials contained in the electron transport layer 80. .
  • the reactant of the above-mentioned substance refers to an intermediate product that is partially or completely hydrolyzed or partially condensed.
  • a solution containing the above-described substance is applied to a substrate and heated at 100 ° C. or higher and 150 ° C. or lower, or X in the formula (1) is a carboxylate group or In the case of an acetonate group, it is desirable that the carboxyl group absorption coefficient in the electron transport layer is 0.5 ⁇ 10 5 cm ⁇ 1 or more and 2.5 ⁇ 10 5 cm ⁇ 1 or less.
  • the conduction band lower end energy of the electron transport layer 80 is preferably 4.4 eV or less, more preferably 4.2 eV or less, and even more preferably 4.0 eV or less.
  • the conduction band lower end energy of the electron transport layer 80 can be calculated by subtracting the band gap obtained from the ultraviolet / visible absorption spectrum from the ionization potential obtained from the ultraviolet photoelectron spectroscopy.
  • the electron transport layer 80 of the present embodiment can be formed by applying a solution containing the material represented by the above formula (1) and then performing a heat treatment.
  • a solution containing a material represented by the following formula (1-1) the heat treatment is preferably performed at 100 ° C. or higher and 150 ° C. or lower.
  • the heat treatment temperature is less than 100 ° C., it does not function as an electron transport layer, and the photoelectric conversion performance is remarkably lowered or no photoelectric conversion is performed.
  • the heat treatment temperature is 150 ° C. or higher, the conduction band lower end energy becomes too large, and the photoelectric conversion performance deteriorates.
  • Zn (X) 2 (1-1) In the above formula (1-1), X is selected from halogen, a carboxylate group, an alkoxy group, an alkyl group, and the acetonate group described above.
  • the solution used for film-forming of the electron carrying layer 80 can be produced by dissolving the material represented by the above formula (1) in a predetermined solvent.
  • the solvent is not particularly limited as long as the material represented by the above formula (1) can be dissolved, but alcohol solvents such as methanol, ethanol, isopropanol, 1-propanol, 2-methoxyethanol, 2-ethoxyethanol, and their solvents A mixture etc. are mentioned.
  • the concentration of the material represented by the above formula (1) in the solution is not particularly limited, but 1 mg to 1 g / ml, preferably 5 mg to 500 mg / ml, more preferably 10 mg to 100 mg / ml is desirable. .
  • zinc acetate, magnesium acetate, aluminum acetylacetonate, aluminum chloride, gallium acetylacetonate, gallium chloride, zinc acetylacetonate, zinc chloride, and diethylzinc are desirable. Of these, zinc acetate is most desirable.
  • the formation method of the electron transport layer 80 is not particularly limited, and various film formation methods such as a spin coating method, a die coating method, a gravure printing method, an ink jet method, a spray method, and a screen printing method can be applied.
  • the conduction band bottom energy adjustment layer 90 is interposed between the photoelectric conversion layer 50 and the electron transport layer 80.
  • the conduction band bottom energy adjustment layer 90 has a function of reducing the conduction band bottom energy of the electron extraction layer 100 to be lower than the conduction band bottom energy of the electron transport layer 80.
  • the amount of reduction of the conduction band bottom energy of the electron extraction layer 100 by the conduction band bottom energy adjustment layer 90 is not particularly limited, but is preferably 0.8 eV or more, more preferably 1.1 eV or more.
  • the conduction band bottom energy of the electron extraction layer 100 and the electron transport layer 80 can be measured using photoelectron spectroscopy.
  • the film thickness of the conduction band bottom energy adjustment layer 90 may be a monolayer or more, preferably 0.5 to 50 nm.
  • the material for forming the conduction band bottom energy adjustment layer 90 is preferably a compound containing an alkali or alkaline earth metal, such as a sodium compound, potassium compound, rubidium compound, cesium compound, magnesium compound, potassium compound, strontium compound, barium compound, etc. Is mentioned. Specific examples include the metal carbonates, nitrates, acetates, sulfates, halides, and acetonate complexes described above.
  • the formation method of the conduction band lower end energy adjustment layer 90 is not particularly limited, and various film formation methods such as a spin coating method, a die coating method, a gravure printing method, an ink jet method, a spray method, a screen printing method, and a vacuum deposition method are applied. be able to.
  • the conduction band lower end energy adjustment layer 90 has a function of reducing the conduction band lower end energy of the electron extraction layer 100 from the conduction band lower end energy of the electron transport layer 80 as described above, but from the photoelectric conversion layer 50 to the first electrode 40. It may be responsible for transporting electrons. In this case, the conduction band bottom energy adjustment layer 90 can be regarded as a part of the electron transport layer 80.
  • FIG. 2 is a schematic diagram relating to a method for producing an integrated structure of each unit element 30 constituting the organic thin film solar cell module 10 of the present invention.
  • a laminate in which a conductor layer 39 is formed on the entire surface of the transparent substrate 20 is prepared.
  • patterning is performed on the conductor layer 39 shown in FIG. 2 (A) by wet etching or laser scribing, and a groove-like processing line P1 is formed on the transparent substrate 20.
  • a partitioned pattern-like first electrode 40 is formed. Note that the patterned first electrode 40 may be directly laminated on the transparent substrate 20 by vacuum deposition using a patterned mask or pattern printing.
  • the processing conditions for patterning by laser scribing are not particularly limited, but the laser wavelength, laser pulse width, processing end output, processing speed, pulse overlap, and processing width are 200 to 1200 nm, 1 ps to 100 ns, 0. 1 to 10 W, 100 to 5000 mm / s, 0 to 100%, 1 to 500 ⁇ m, preferably 300 to 1100 nm, 1 ns to 50 ns, 1 to 2 W, 1000 to 2000 mm / s, 10 to 50%, 10 to 100 ⁇ m are desirable. Further, the laser wavelength is particularly preferably 1064 nm or 355 nm.
  • an electron transport layer 80, a conduction band bottom energy adjustment layer 90, a photoelectric conversion layer 50, and a protective layer 60 are formed in this order on the patterned first electrode 40. To do.
  • patterning is performed by scribing the protective layer 60, the photoelectric conversion layer 50, the conduction band lower end energy adjustment layer 90, and the electron transport layer 80 with a laser, thereby forming a groove-shaped processing line. P2 is formed.
  • a part of the first electrode 40b on one side of the first electrodes 40a and 40b adjacent to the bottom of the processing line P2 is exposed.
  • the electron extraction layer 100 is also patterned, but the patterning may be performed up to the protective layer 60 and the photoelectric conversion layer 50, and the electron extraction layer 100 may be unprocessed.
  • the electron extraction layer 100 located at the bottom of the processing line P2 is designed to be electrically connected to a part of the first electrode 40b.
  • the patterning processing conditions by laser scribing are not particularly limited, but the laser wavelength, laser pulse width, processing end output, processing speed, pulse overlap, and processing width are 200 to 1200 nm, 1 ps to 100 ns, and 0.1 to 10 W, respectively. 100-5000 mm / s, 0-100%, 1-500 ⁇ m, preferably 300-600 nm, 1 ns-50 ns, 1-2 W, 1000-2000 mm / s, 5-50%, 10-100 ⁇ m.
  • the laser wavelength is particularly preferably 532 nm or 355 nm.
  • nitrogen or air may be blown against the processing surface or collected for the purpose of removing processing waste.
  • FIG. 2D when blowing, it is preferable to blow from the processing line P1 side of the first electrode 40 toward the processing line P2 side of the photoelectric conversion layer 50 and the protective layer 60.
  • the flow rate of the gas to be blown and the linear velocity are not particularly limited, but 0.1 to 10 Nm 3 / min, 1 to 200 m / sec, preferably 1 to 5 Nm 3 / min, and 50 to 200 m / sec, respectively, are desirable.
  • the dust collection conditions are not particularly limited, but a suction pressure of 0.1 to 10 kPa, preferably 3 to 7 kPa is desirable.
  • the protective layer 60 is covered and the processing line P2 is filled.
  • a second electrode 70 is formed on the entire surface.
  • the region above the protective layer 60 formed above the first electrode 40a and the first electrode 40b exposed at the bottom of the processing line P2 are electrically connected by the second electrode 70. Is done.
  • the second electrode 70 embedded in the processing line P2 is connected to the first electrode 40b via the electron extraction layer 100 located at the bottom of the processing line P2. Connect electrically.
  • patterning is performed by scribing the second electrode 70, the protective layer 60, the photoelectric conversion layer 50, the conduction band bottom energy adjustment layer 90, and the electron transport layer 80 with a laser.
  • the unit element 30 is formed by forming the groove-like processed line P3.
  • the processing conditions for patterning by laser scribing in this step are the same as those for the processing line P2.
  • the electron extraction layer 100 is also patterned, but the patterning may be performed up to the second electrode 70, and the electron extraction layer 100 may be unprocessed.
  • the patterning of the second electrode 70 is not limited to this step, and a technique such as vacuum film formation using a mask or patterning printing can be applied. In this case, the electron extraction layer 100, the photoelectric conversion layer 50, and the protective layer 60 may be unprocessed.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration of an organic thin film solar cell module according to another embodiment.
  • an electron extraction layer 100 including at least an electron transport layer 80 is provided between the first electrode 40 and the photoelectric conversion layer 50, and the photoelectric conversion layer 50 and the second
  • the protective layer 60 is provided between the electrode 70 and the electrode 70
  • a hole transport layer 130 may be provided between the first electrode 40 and the photoelectric conversion layer 50 as illustrated in FIG. 3.
  • the first electrode 40 is a positive electrode and the second electrode 70 is a negative electrode.
  • the protective layer 60 in this case has a function of facilitating movement of electrons from the photoelectric conversion layer 50 to the second electrode 70 and a function of preventing adhesion of processing waste generated during laser scribing.
  • the protective layer 60 may have a function of making it difficult for holes to move from the photoelectric conversion layer 50 to the second electrode 70.
  • the protective layer 60 is not limited as long as it has the above function, but the electron extraction layer 100 including at least the electron transport layer 80 described above is preferably used. In this configuration, when the conduction band lower energy adjustment layer 90 is provided, the conduction band lower energy adjustment layer 90, the electron transport layer 80, and the second electrode are provided on the surface opposite to the light receiving surface of the photoelectric conversion layer 50. 70 in this order.
  • PEDOT polythioethylene, poly (ethylenedioxy) thiophene
  • PSS polystyrenesulfonate
  • polypyrrole polyaniline, polyfuran, polypyridine, polycarbazole and the like
  • TTF tetrariafulvalene
  • the film thickness of the hole transport layer 130 is not particularly limited, but is 10 to 100 nm, preferably 20 to 60 nm.
  • the organic thin film solar cell module 10 can incorporate a means for blocking ultraviolet rays.
  • the means for blocking the ultraviolet rays is not particularly limited as long as the element can be blocked from the ultraviolet rays, but examples include an ultraviolet absorbing layer, an ultraviolet reflecting layer, and a wavelength conversion layer for converting ultraviolet rays to another wavelength.
  • the position for providing the means for blocking the ultraviolet rays is not particularly limited as long as the element can be blocked from the ultraviolet rays, but the layer having the ultraviolet blocking function as described above is provided on the light irradiation side surface of the transparent substrate 20 or the film having the ultraviolet blocking function.
  • the layer having the ultraviolet blocking function as described above is provided on the light irradiation side surface of the transparent substrate 20 or the film having the ultraviolet blocking function.
  • a sealing material provided with an ultraviolet blocking function.
  • the wavelength region of the ultraviolet ray to be blocked is not particularly limited, but the transmittance is 10 in the wavelength region of 330 nm or less, preferably 350 nm or less, more preferably 370 nm or less, more preferably 390 nm or less, and more preferably 400 nm or less. % Or less, preferably 1% or less, and more preferably 0.1% or less.
  • the organic thin film solar cell module 10 According to the organic thin film solar cell module 10 according to the present embodiment, it can be easily manufactured, and the photoelectric conversion efficiency and durability can be improved.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the organic thin-film solar cell module of the example.
  • An organic thin-film solar cell module 200 having a configuration in which five unit elements 30 shown in FIG. 4 are connected in series was manufactured as follows.
  • Example 1 ⁇ Formation of negative electrode> A glass substrate (surface resistance value 15 ⁇ / ⁇ ) was used as the transparent substrate 20, and ITO was formed on the glass substrate by a sputtering method, and then washed to form a metal layer for a negative electrode (electron extraction electrode) electrode.
  • the solution was spin-coated at 5000 rpm (30 seconds), and heat conduction was performed on a hot plate at 150 ° C. for 10 minutes to form the conduction band bottom energy adjustment layer 90. .
  • the film thickness of the conduction band bottom energy adjustment layer 90 after the heat treatment was 5 nm.
  • ⁇ Formation of photoelectric conversion layer> Poly (3-hexylthiophene) (P3HT) as the p-type organic semiconductor material and Indene-C60 bisduct (ICBA) as the n-type organic semiconductor material are mixed at a mass ratio of 1: 1, so that the total concentration becomes 2.5 mass%. So as to be dissolved in orthodichlorobenzene.
  • the photoelectric conversion layer 50 was formed by spin-coating at 750 rpm (10 seconds) on the substrate on which the conduction band bottom energy adjusting layer was formed.
  • the film thickness of the photoelectric conversion layer 50 was 200 nm.
  • WO 3 protective layer 60
  • the film thickness of the WO 3 layer was 10 nm.
  • the degree of vacuum during vapor deposition was set to 10 ⁇ 6 Torr or less.
  • Ag was vacuum deposited on the WO 3 layer by a resistance heating method.
  • the thickness of the Ag layer is 50 nm.
  • the degree of vacuum during vapor deposition was set to 10 ⁇ 6 Torr or less.
  • ⁇ Patterning of photoelectric conversion layer and protective layer> The substrate prepared up to the protective layer was subjected to laser scribing under the processing conditions shown in Table 1 to obtain a patterned substrate for the photoelectric conversion layer and the protective layer (processing line P2 processing).
  • ⁇ Formation of positive electrode> Ag was vacuum-deposited on the patterning substrate by a resistance heating method. The thickness of the Ag layer is 100 nm. The degree of vacuum during vapor deposition was set to 10 ⁇ 6 Torr or less.
  • ⁇ Positive electrode patterning> Laser scribing was performed on the positive electrode-forming substrate under the processing conditions shown in Table 1, and the photoelectric conversion layer, the protective layer, and the positive electrode (second electrode 70) were patterned (processing line P3 processing).
  • ⁇ Sealing treatment> The organic thin film solar cell module produced as described above was bonded to the cover glass 310 using a thermosetting sealant 320 and heat-treated at 100 ° C. for 2 hours to obtain a sealing module.
  • Examples 2 to 5 The method for producing the organic thin-film solar cell module of Example 2 is the same as that of Example 1 except that only the WO 3 layer is formed as the protective layer. Moreover, the manufacturing method of the organic thin film solar cell module of Example 3 is the same as that of Example 2 except not having blown gas. Moreover, the production method of the organic thin-film solar cell module of Example 4 is the same as that of Example 2 except that dust collection was not performed. The method for producing the organic thin-film solar cell module of Example 5 is the same as that of Example 2 except that neither gas blowing nor dust collection was performed.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of the organic thin film solar cell module of Comparative Example 1.
  • the method for producing the organic thin-film solar cell module 200 of Comparative Example 1 is that after performing patterning processing (processing line P2 processing) of the photoelectric conversion layer without forming the WO 3 layer, the WO 3 layer and the positive electrode are formed. This is the same as the first embodiment except that the processing line P3 is processed.
  • Comparative Example 2 is the same as Comparative Example 1 except that the directions of N 2 blow and dust collection are reversed.
  • Comparative Example 3 is the same as Comparative Example 1 except that an ultraviolet curable sealing material is used as the sealing material.
  • the photoelectron spectra of the electron extraction layer and the electron transport layer were measured by He (I) -excited ultraviolet photoelectron spectroscopy with an energy of 21.22 electron volts.
  • the ionization potential was evaluated from the high binding energy side cut-off energy of the obtained photoelectron spectrum.
  • U-4100 manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation was used for ultraviolet / visible absorption spectrum measurement.
  • the band gap was evaluated from the cut-off of the long wavelength side of the obtained absorption spectrum.
  • the energy at the bottom of the conduction band was calculated by subtracting the optical band gap from the ionization potential.
  • the conduction band lower end energy of the electron extraction layer of the Example and comparative example which were computed in this way was 2.9 eV.
  • the conduction band lower end energy is calculated by the above method while digging in the film thickness direction by Ar sputtering using the substrate with the electron extraction layer remaining on the substrate.
  • the first reduction potential is determined based on the oxidation / reduction potential (Fc / Fc +) of ferrocene added as an internal reference substance, and the average of the first reduction peak and its oxidation peak.
  • the first reduction potential was determined as the average of the first reduction peak and the oxidation peak based on the oxidation / reduction potential (Fc / Fc +) of ferrocene added as an internal reference substance.
  • the redox potentials of the n-type materials of Examples and Comparative Examples calculated as described above were 1350 mV.
  • FIG. 6 is a graph showing the heat test results of the organic thin-film solar cell modules of Example 1 and Comparative Example 3.
  • an organic thin-film solar cell module produced using a thermostatic chamber was left in the dark at 85 ° C. in an open circuit state.
  • the organic thin-film solar cell module of Example 1 that was scribed after providing the protective layer was more heat resistant than the organic thin-film solar cell module of Comparative Example 3 that was scribed without providing the protective layer. It was confirmed that the performance degradation in the test was small.
  • organic thin-film solar cell module 10 organic thin-film solar cell module, 20 transparent substrate, 30 unit element, 40 first electrode, 50 photoelectric conversion layer, 60 protective layer, 70 second electrode, 80 electron transport layer, 90 conduction band bottom energy adjustment layer, 100 Electron extraction layer, 120 buffer layer, 130 hole transport layer, 200 organic thin film solar cell module, 310 cover glass, 320 sealant
  • the present invention can be used for an organic thin-film solar cell module having an integrated structure in which a plurality of solar cells (unit cells) are connected in a plane.

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

　透明基板上に複数個の単位素子が平面的に配列され、少なくとも、第１の電極、光電変換層、および第２の電極とを備えた単位素子が、透明基板上に複数個前記複数個の平面的に配列され、一方の単位素子の第２の電極が、光電変換層および保護層を貫通する加工線を通して隣り合う他方の単位素子の第１の電極と直接接触することにより直列に接続することで形成された集積構造を有する。

Description

有機薄膜太陽電池モジュールおよびその製造方法
　本発明は、複数個の太陽電池セル（単位セル）を平面的に接続した集積構造を有する有機薄膜太陽電池モジュールおよびその製造方法に関するものである。
　複数の太陽電池素子（単位素子）を平面的に接続（例えば直列接続）した集積構造を有する太陽電池モジュールの製造方法としては、正極と負極を交互に同一基板上に形成、接続する方法（特許文献１）や、光電変換層の厚みより広い幅で金属電極パターンを形成したり、光電変換層に光照射されない領域を形成することで、光電変換層をパターニングせずに単位素子の直列接続を形成する手法（特許文献２、３）や、ガラスやフィルム基板などの透光性絶縁基板上に各電極層及び光電変換層を成膜し、レーザースクライブ（特許文献４、非特許文献１）によって単位素子に分割する方法が知られている。
　特許文献１の方法では、交互に電極を形成するために工程が複雑になるという課題があった。また、特許文献２，３の方法では、単位素子の直列接続が単位素子の両端でしか行えないため、大型化した際に、抵抗成分が大きくなり、光電変換性能が大幅に悪化するという課題があった。さらに、特許文献４、非特許文献１の方法では、光電変換層製膜後にレーザースクライブによるパターニング加工を実施した後、ＬｉＦなどのバッファー層、金属電極を製膜する。従って、各単位素子の直列接続部（透明電極/金属電極）の間にバッファー層が存在するため、接触抵抗が増大し、光電変換性能を低下させるという課題があった。また、光電変換層のレーザースクライブで発生した加工くずが光電変換層上に堆積することで、光電変換性能を悪化させると共に、耐久性（特に耐熱性）が悪化するという課題があった。また、特許文献５，６のように加工くずを付着させないような方法も知られているが、上述した性能低下を抑制するには不十分であった。
特開２００６－２３７１６５ 特開２０１１－１２４４９４ 特開２０１１－１２４５０７ 特開２０１１－１００９２３ 特開２０１０－２５１５２５ 特開２０１０－２５１５２６
Solar EnergyMaterials&SolarCells93(2009)442-446.
　上述したように、従来の集積構造を有する有機薄膜太陽電池モジュールでは、複雑な工程が必要、大型化した際の光電変換性能の低下が大きい、加工くずによる光電変換性能の低下や耐久性の悪化などの課題があり、より簡便に、高い光電変換性能と耐久性を有する有機薄膜太陽電池モジュールを提供できる技術が求められている。
　本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡便で、大型化しても良好な光電変換性能、耐久性を有する有機薄膜太陽電池モジュールおよびその製造方法を提供することである。
　本発明のある態様は、有機薄膜太陽電池モジュールである。透明基板上に複数個の単位素子が平面的に配列され、前記単位素子が、前記透明基板の側から順に、少なくとも、第１の電極、光電変換層、保護層および第２の電極とを備え、前記複数個の単位素子のうち少なくとも２個の単位素子が直列に接続された有機薄膜太陽電池モジュールであって、
　互いに直列接続された一方の単位素子に、光電変換層および保護層を貫通する溝部分が形成されており、互いに直列接続された他方の単位素子の第１の電極が前記溝部分の底部にまで延在し、前記一方の単位素子の第２の電極が前記溝部分を通じて前記他方の単位素子の第１の電極と電気的に接続していることを特徴とする。
　この態様の有機薄膜太陽電池モジュールによれば、簡便に作製でき、大型化しても高い光電変換性能と耐久性を達成できる。
　本発明の他の態様は、透明基板上に複数個の単位素子が平面的に配列され、前記単位素子が、前記透明基板の側から順に、少なくとも第１の電極、光電変換層、保護層および第２の電極とを備え、前記複数個の単位素子のうち少なくとも２個の単位素子が直列に接続された有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法であって、パターニングされた前記第１の電極の上に少なくとも前記光電変換層と前記保護層を設ける工程と、任意の単位素子の前記光電変換層および前記保護層をレーザーによりスクライブすることで前記光電変換層および前記保護層を貫通し、当該単位素子と直列接続される他の単位素子の第２の電極が底部に延在する溝部分を形成する工程と、当該単位素子の前記保護層の上および前記溝部分に、第２の電極を形成し、当該単位素子の第２の電極を前記溝部分を通じて他の単位素子の第１の電極と電気的に接続させる工程と、を備えることを特徴とする。
　本発明によれば、簡便に、大型化しても高い光電変換性能と耐久性を有する、有機薄膜太陽電池モジュールおよびその製造方法を提供することができる。
実施の形態に係る有機薄膜太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。 実施の形態に係る有機薄膜太陽電池モジュールの製造工程の概略図である。 他の実施の形態に係る有機薄膜太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。 実施例１に係る有機薄膜太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。 比較例１に係る有機薄膜太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。 実施例１、比較例３に係る有機薄膜太陽電池モジュールの耐熱試験結果のグラフである。
　以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、実施の形態に係る有機薄膜太陽電池モジュール１０の構成を示す概略断面図である。本実施の形態の有機薄膜太陽電池モジュール１０は有機半導体を含む光電変換層を有する有機薄膜太陽電池モジュールである。
　実施の形態に係る有機薄膜太陽電池モジュール１０では、透明基板２０上に複数個の単位素子３０が平面的に配列されている。隣り合う単位素子３０は溝状の加工線Ｐ３によって分離されている。単位素子３０は、第１の電極４０、光電変換層５０、保護層６０および第２の電極７０とを備え、前記複数個の単位素子３０のうち少なくとも２個の単位素子が直列に接続されている。隣り合う単位素子３０のうち一方の単位素子３０の第２の電極７０が、光電変換層５０および保護層６０を貫通する溝状の加工線Ｐ２を通して隣り合う単位素子３０のうち他方の単位素子３０の第１の電極４０と直接接触することにより直列接続されている。言い換えると、隣り合う単位素子３０のうち一方の単位素子３０における加工線Ｐ２の底部に、他方の単位素子３０の第１の電極４０が延在して位置しており、この部分の他方の単位素子３０の第１の電極４０に一方の単位素子３０の第２の電極７０が接続している。
　本実施の形態では、第１の電極４０は負極（電子取出電極）であり、後述する光電変換層５０と電気的に接続されている。第１の電極４０は、光電変換層５０の受光面側に位置しており、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＳｎＯ２、ＦＴＯ（Fluorine doped Tin Oxide）、ＺｎＯ、ＡＺＯ（Aluminum doped Zinc Oxide）、ＩＺＯ（Indium doped Zinc Oxide）等の導電性金属酸化物や、金、銀、銅、アルミニウムなどの金属の薄膜やメッシュ、ストライプなどの透明導電膜で形成されている。また、第１の電極４０は、受光性能を阻害しないように、光透過性を有する透明基板２０の上に形成されている。例えば、透明基板２０は、無色あるいは有色ガラス、網入りガラス、ガラスブロック等が用いられる他、無色あるいは有色の透明性を有する樹脂でもよい。かかる樹脂としては、具体的には、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル、ポリアミド、ポリスルホン、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、トリ酢酸セルロース、ポリメチルペンテンなどが挙げられる。
　本実施の形態の光電変換層５０はバルクヘテロ接合層であり、電子供与性を有するｐ型有機半導体と電子受容性を有するｎ型有機半導体とがナノレベルで混合して形成されている。ｐ型有機半導体としては、ポリ（３－ヘキシルチオフェン）などのポリチオフェン及びそのオリゴマー、ポリピロール、ポリアニリン、ポリフラン、ポリピリジン、ポリカルバゾール、フタロシアニン、ポルフィリン、ペリレン等の有機色素分子およびこれらの誘導体や遷移金属錯体、トリフェニルアミン化合物やヒドラジン化合物等の電荷移動剤や、テトラリアフルバレン（ＴＴＦ）のような電荷移動錯体等の電子ドナー性分子が挙げられる。
　ｎ型有機半導体としては、フラーレン、［６０］ＰＣＢＭ（フェニルＣ６１酪酸メチルエステル）、ビス［６０］ＰＣＢＭ、ＩＣＭＡ（Ｉｎｄｅｎｅ－Ｃ６０　ｍｏｎｏａｄｄｕｃｔ）、ＩＣＢＡ（Ｉｎｄｅｎｅ－Ｃ６０　ｂｉｓａｄｄｕｃｔ）や［７０］ＰＣＢＭ（フェニルＣ７１酪酸メチルエステル）などのフラーレン誘導体、カーボンナノチューブ、化学修飾を施したカーボンナノチューブなどの炭素材料や、縮合環芳香族化合物（ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、テトラセン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、フルオランテン誘導体）、窒素原子、酸素原子、硫黄原子を含有する５～７員のヘテロ環化合物（例えばピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、トリアジン、キノリン、キノキサリン、キナゾリン、フタラジン、シンノリン、イソキノリン、プテリジン、アクリジン、フェナジン、フェナントロリン、テトラゾール、ピラゾール、イミダゾール、チアゾール、オキサゾール、インダゾール、ベンズイミダゾール、ベンゾトリアゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、カルバゾール、プリン、トリアゾロピリダジン、トリアゾロピリミジン、テトラザインデン、オキサジアゾール、イミダゾピリジン、ピラリジン、ピロロピリジン、チアジアゾロピリジン、ジベンズアゼピン、トリベンズアゼピン等）、ポリアリーレン化合物、フルオレン化合物、シクロペンタジエン化合物、シリル化合物、含窒素ヘテロ環化合物を配位子として有する金属錯体などが挙げられる。
　好ましくは、ｎ型有機半導体は、フラーレン、フラーレン誘導体である。なお、フラーレンとは、Ｃ６０、Ｃ７０、Ｃ７６、Ｃ７８、Ｃ８０、Ｃ８２、Ｃ８４、Ｃ９０、Ｃ９６、Ｃ２４０、Ｃ５４０、ミックスドフラーレン、フラーレンナノチューブを表し、フラーレン誘導体とはこれらに置換基が付加された化合物をいう。
　本明細書において、特定の部分を「基」と称した場合には、当該部分はそれ自体が置換されていなくても、一種以上の（可能な最多数までの）置換基で置換されていてもよいことを意味する。例えば、「アルキル基」とは置換または無置換のアルキル基を意味する。また、本明細書における化合物に使用できる置換基は、どのような置換基でもよい。
　このような置換基をＷとすると、Ｗで示される置換基としては、いかなるものでもよく、特に制限は無いが、例えば、ハロゲン原子、アルキル基（シクロアルキル基、ビシクロアルキル基、トリシクロアルキル基を含む）、アルケニル基（シクロアルケニル基、ビシクロアルケニル基を含む）、アルキニル基、アリール基、複素環基（ヘテロ環基と言ってもよい）、シアノ基、ヒドロキシル基、ニトロ基、カルボキシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、シリルオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、アミノ基（アニリノ基を含む）、アンモニオ基、アシルアミノ基、アミノカルボニルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、アルキル又はアリールスルホニルアミノ基、メルカプト基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、スルファモイル基、スルホ基、アルキル又はアリールスルフィニル基、アルキル又はアリールスルホニル基、アシル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アリール又はヘテロ環アゾ基、イミド基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスフィニルオキシ基、ホスフィニルアミノ基、ホスホノ基、シリル基、ヒドラジノ基、ウレイド基、ボロン酸基（－Ｂ(ＯＨ)２）、ホスファト基（－ＯＰＯ(ＯＨ)２）、スルファト基（－ＯＳＯ３Ｈ）、又はその他の公知の置換基、が例として挙げられる。
　更に詳しくは、Ｗは、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子）、アルキル基［直鎖、分岐、環状の置換もしくは無置換のアルキル基を表す。それらは、アルキル基（好ましくは炭素数１～３０のアルキル基、例えばメチル、エチル、ｎ－プロピル、イソプロピル、ｔ－ブチル、ｎ－オクチル、エイコシル、２－クロロエチル、２－シアノエチル、２―エチルヘキシル）、シクロアルキル基（好ましくは、炭素数３～３０の置換または無置換のシクロアルキル基、例えば、シクロヘキシル、シクロペンチル、４－ｎ－ドデシルシクロヘキシル）、ビシクロアルキル基（好ましくは、炭素数５～３０の置換もしくは無置換のビシクロアルキル基、つまり、炭素数５～３０のビシクロアルカンから水素原子を一個取り去った一価の基である。例えば、ビシクロ［１，２，２］ヘプタン－２－イル、ビシクロ［２，２，２］オクタン－３－イル）、更に環構造が多いトリシクロ構造なども包含するものである。以下に説明する置換基の中のアルキル基（例えばアルキルチオ基のアルキル基）はこのような概念のアルキル基を表すが、さらにアルケニル基、アルキニル基も含むこととする。］、アルケニル基［直鎖、分岐、環状の置換もしくは無置換のアルケニル基を表す。それらは、アルケニル基（好ましくは炭素数２～３０の置換または無置換のアルケニル基、例えば、ビニル、アリル、プレニル、ゲラニル、オレイル）、シクロアルケニル基（好ましくは、炭素数３～３０の置換もしくは無置換のシクロアルケニル基、つまり、炭素数３～３０のシクロアルケンの水素原子を一個取り去った一価の基である。例えば、２－シクロペンテン－１－イル、２－シクロヘキセン－１－イル）、ビシクロアルケニル基（置換もしくは無置換のビシクロアルケニル基、好ましくは、炭素数５～３０の置換もしくは無置換のビシクロアルケニル基、つまり二重結合を一個持つビシクロアルケンの水素原子を一個取り去った一価の基である。例えば、ビシクロ［２，２，１］ヘプト－２－エン－１－イル、ビシクロ［２，２，２］オクト－２－エン－４－イル）を包含するものである。］、アルキニル基（好ましくは、炭素数２～３０の置換または無置換のアルキニル基、例えば、エチニル、プロパルギル、トリメチルシリルエチニル基）、アリール基（好ましくは炭素数６～３０の置換もしくは無置換のアリール基、例えばフェニル、ｐ－トリル、ナフチル、ｍ－クロロフェニル、ｏ－ヘキサデカノイルアミノフェニル）、複素環基（好ましくは５または６員の置換もしくは無置換の、芳香族もしくは非芳香族の複素環化合物から一個の水素原子を取り除いた一価の基であり、更に好ましくは、炭素数３～３０の５もしくは６員の芳香族の複素環基である。例えば、２－フリル、２－チエニル、２－ピリミジニル、２－ベンゾチアゾリル、なお、１－メチル－２－ピリジニオ、１－メチル－２－キノリニオのようなカチオン性の複素環基でもよい。）、シアノ基、ヒドロキシル基、ニトロ基、カルボキシル基、アルコキシ基（好ましくは、炭素数１～３０の置換もしくは無置換のアルコキシ基、例えば、メトキシ、エトキシ、イソプロポキシ、ｔ－ブトキシ、ｎ－オクチルオキシ、２－メトキシエトキシ）、アリールオキシ基（好ましくは、炭素数６～３０の置換もしくは無置換のアリールオキシ基、例えば、フェノキシ、２－メチルフェノキシ、４－ｔ－ブチルフェノキシ、３－ニトロフェノキシ、２－テトラデカノイルアミノフェノキシ）、シリルオキシ基（好ましくは、炭素数３～２０のシリルオキシ基、例えば、トリメチルシリルオキシ、ｔ－ブチルジメチルシリルオキシ）、ヘテロ環オキシ基（好ましくは、炭素数２～３０の置換もしくは無置換のヘテロ環オキシ基、１－フェニルテトラゾール－５－オキシ、２－テトラヒドロピラニルオキシ）、アシルオキシ基（好ましくはホルミルオキシ基、炭素数２～３０の置換もしくは無置換のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数６～３０の置換もしくは無置換のアリールカルボニルオキシ基、例えば、ホルミルオキシ、アセチルオキシ、ピバロイルオキシ、ステアロイルオキシ、ベンゾイルオキシ、ｐ－メトキシフェニルカルボニルオキシ）、カルバモイルオキシ基（好ましくは、炭素数１～３０の置換もしくは無置換のカルバモイルオキシ基、例えば、Ｎ，Ｎ－ジメチルカルバモイルオキシ、Ｎ，Ｎ－ジエチルカルバモイルオキシ、モルホリノカルボニルオキシ、Ｎ，Ｎ－ジ－ｎ－オクチルアミノカルボニルオキシ、Ｎ－ｎ－オクチルカルバモイルオキシ）、アルコキシカルボニルオキシ基（好ましくは、炭素数２～３０の置換もしくは無置換アルコキシカルボニルオキシ基、例えばメトキシカルボニルオキシ、エトキシカルボニルオキシ、ｔ－ブトキシカルボニルオキシ、ｎ－オクチルカルボニルオキシ）、アリールオキシカルボニルオキシ基（好ましくは、炭素数７～３０の置換もしくは無置換のアリールオキシカルボニルオキシ基、例えば、フェノキシカルボニルオキシ、ｐ－メトキシフェノキシカルボニルオキシ、ｐ－ｎ－ヘキサデシルオキシフェノキシカルボニルオキシ）、アミノ基（好ましくは、アミノ基、炭素数１～３０の置換もしくは無置換のアルキルアミノ基、炭素数６～３０の置換もしくは無置換のアニリノ基、例えば、アミノ、メチルアミノ、ジメチルアミノ、アニリノ、Ｎ－メチル－アニリノ、ジフェニルアミノ）、アンモニオ基（好ましくはアンモニオ基、炭素数１～３０の置換もしくは無置換のアルキル、アリール、ヘテロ環が置換したアンモニオ基、例えば、トリメチルアンモニオ、トリエチルアンモニオ、ジフェニルメチルアンモニオ）、アシルアミノ基（好ましくは、ホルミルアミノ基、炭素数１～３０の置換もしくは無置換のアルキルカルボニルアミノ基、炭素数６～３０の置換もしくは無置換のアリールカルボニルアミノ基、例えば、ホルミルアミノ、アセチルアミノ、ピバロイルアミノ、ラウロイルアミノ、ベンゾイルアミノ、３，４，５－トリ－ｎ－オクチルオキシフェニルカルボニルアミノ）、アミノカルボニルアミノ基（好ましくは、炭素数１～３０の置換もしくは無置換のアミノカルボニルアミノ基、例えば、カルバモイルアミノ、Ｎ，Ｎ－ジメチルアミノカルボニルアミノ、Ｎ，Ｎ－ジエチルアミノカルボニルアミノ、モルホリノカルボニルアミノ）、アルコキシカルボニルアミノ基（好ましくは炭素数２～３０の置換もしくは無置換アルコキシカルボニルアミノ基、例えば、メトキシカルボニルアミノ、エトキシカルボニルアミノ、ｔ－ブトキシカルボニルアミノ、ｎ－オクタデシルオキシカルボニルアミノ、Ｎ－メチルーメトキシカルボニルアミノ）、アリールオキシカルボニルアミノ基（好ましくは、炭素数７～３０の置換もしくは無置換のアリールオキシカルボニルアミノ基、例えば、フェノキシカルボニルアミノ、ｐ－クロロフェノキシカルボニルアミノ、ｍ－ｎ－オクチルオキシフェノキシカルボニルアミノ）、スルファモイルアミノ基（好ましくは、炭素数０～３０の置換もしくは無置換のスルファモイルアミノ基、例えば、スルファモイルアミノ、Ｎ，Ｎ－ジメチルアミノスルホニルアミノ、Ｎ－ｎ－オクチルアミノスルホニルアミノ）、アルキル及びアリールスルホニルアミノ基（好ましくは炭素数１～３０の置換もしくは無置換のアルキルスルホニルアミノ基、炭素数６～３０の置換もしくは無置換のアリールスルホニルアミノ基、例えば、メチルスルホニルアミノ、ブチルスルホニルアミノ、フェニルスルホニルアミノ、２，３，５－トリクロロフェニルスルホニルアミノ、ｐ－メチルフェニルスルホニルアミノ）、メルカプト基、アルキルチオ基（好ましくは、炭素数１～３０の置換もしくは無置換のアルキルチオ基、例えばメチルチオ、エチルチオ、ｎ－ヘキサデシルチオ）、アリールチオ基（好ましくは炭素数６～３０の置換もしくは無置換のアリールチオ、例えば、フェニルチオ、ｐ－クロロフェニルチオ、ｍ－メトキシフェニルチオ）、ヘテロ環チオ基（好ましくは炭素数２～３０の置換または無置換のヘテロ環チオ基、例えば、２－ベンゾチアゾリルチオ、１－フェニルテトラゾール－５－イルチオ）、スルファモイル基（好ましくは炭素数０～３０の置換もしくは無置換のスルファモイル基、例えば、Ｎ－エチルスルファモイル、Ｎ－（３－ドデシルオキシプロピル）スルファモイル、Ｎ，Ｎ－ジメチルスルファモイル、Ｎ－アセチルスルファモイル、Ｎ－ベンゾイルスルファモイル、Ｎ－（Ｎ’－フェニルカルバモイル）スルファモイル）、スルホ基、アルキル及びアリールスルフィニル基（好ましくは、炭素数１～３０の置換または無置換のアルキルスルフィニル基、６～３０の置換または無置換のアリールスルフィニル基、例えば、メチルスルフィニル、エチルスルフィニル、フェニルスルフィニル、ｐ－メチルフェニルスルフィニル）、アルキル及びアリールスルホニル基（好ましくは、炭素数１～３０の置換または無置換のアルキルスルホニル基、６～３０の置換または無置換のアリールスルホニル基、例えば、メチルスルホニル、エチルスルホニル、フェニルスルホニル、ｐ－メチルフェニルスルホニル）、アシル基（好ましくはホルミル基、炭素数２～３０の置換または無置換のアルキルカルボニル基、炭素数７～３０の置換もしくは無置換のアリールカルボニル基、炭素数４～３０の置換もしくは無置換の炭素原子でカルボニル基と結合しているヘテロ環カルボニル基、例えば、アセチル、ピバロイル、２－クロロアセチル、ステアロイル、ベンゾイル、ｐ－ｎ－オクチルオキシフェニルカルボニル、２―ピリジルカルボニル、２―フリルカルボニル）、アリールオキシカルボニル基（好ましくは、炭素数７～３０の置換もしくは無置換のアリールオキシカルボニル基、例えば、フェノキシカルボニル、ｏ－クロロフェノキシカルボニル、ｍ－ニトロフェノキシカルボニル、ｐ－ｔ－ブチルフェノキシカルボニル）、アルコキシカルボニル基（好ましくは、炭素数２～３０の置換もしくは無置換アルコキシカルボニル基、例えば、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、ｔ－ブトキシカルボニル、ｎ－オクタデシルオキシカルボニル）、カルバモイル基（好ましくは、炭素数１～３０の置換もしくは無置換のカルバモイル、例えば、カルバモイル、Ｎ－メチルカルバモイル、Ｎ，Ｎ－ジメチルカルバモイル、Ｎ，Ｎ－ジ－ｎ－オクチルカルバモイル、Ｎ－（メチルスルホニル）カルバモイル）、アリール及びヘテロ環アゾ基（好ましくは炭素数６～３０の置換もしくは無置換のアリールアゾ基、炭素数３～３０の置換もしくは無置換のヘテロ環アゾ基、例えば、フェニルアゾ、ｐ－クロロフェニルアゾ、５－エチルチオ－１，３，４－チアジアゾール－２－イルアゾ）、イミド基（好ましくは、Ｎ－スクシンイミド、Ｎ－フタルイミド）、ホスフィノ基（好ましくは、炭素数２～３０の置換もしくは無置換のホスフィノ基、例えば、ジメチルホスフィノ、ジフェニルホスフィノ、メチルフェノキシホスフィノ）、ホスフィニル基（好ましくは、炭素数２～３０の置換もしくは無置換のホスフィニル基、例えば、ホスフィニル、ジオクチルオキシホスフィニル、ジエトキシホスフィニル）、ホスフィニルオキシ基（好ましくは、炭素数２～３０の置換もしくは無置換のホスフィニルオキシ基、例えば、ジフェノキシホスフィニルオキシ、ジオクチルオキシホスフィニルオキシ）、ホスフィニルアミノ基（好ましくは、炭素数２～３０の置換もしくは無置換のホスフィニルアミノ基、例えば、ジメトキシホスフィニルアミノ、ジメチルアミノホスフィニルアミノ）、ホスフォ基、シリル基（好ましくは、炭素数３～３０の置換もしくは無置換のシリル基、例えば、トリメチルシリル、ｔ－ブチルジメチルシリル、フェニルジメチルシリル）、ヒドラジノ基（好ましくは炭素数０～３０の置換もしくは無置換のヒドラジノ基、例えば、トリメチルヒドラジノ）、またはウレイド基（好ましくは炭素数０～３０の置換もしくは無置換のウレイド基、例えばＮ，Ｎ－ジメチルウレイド）を表す。
　また、２つのＷが共同して環（芳香族又は非芳香族の、炭化水素環又は複素環。これらは、さらに組み合わされて多環縮合環を形成することができる。例えばベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、フルオレン環、トリフェニレン環、ナフタセン環、ビフェニル環、ピロール環、フラン環、チオフェン環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、インドリジン環、インドール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、イソベンゾフラン環、ベンズイミダゾール環、イミダゾピリジン環、キノリジン環、キノリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、キノキサリン環、キノキサゾリン環、イソキノリン環、カルバゾール環、フェナントリジン環、アクリジン環、フェナントロリン環、チアントレン環、クロメン環、キサンテン環、フェノキサチイン環、フェノチアジン環、またはフェナジン環、が挙げられる。）を形成することもできる。
　上記の置換基Ｗの中で、水素原子を有するものは、これを取り去り更に上記の基で置換されていてもよい。そのような置換基の例としては、－ＣＯＮＨＳＯ２－基（スルホニルカルバモイル基、カルボニルスルファモイル基）、－ＣＯＮＨＣＯ－基（カルボニルカルバモイル基）、または－ＳＯ２ＮＨＳＯ２－基（スルフォニルスルファモイル基）、が挙げられる。より具体的には、アルキルカルボニルアミノスルホニル基（例えば、アセチルアミノスルホニル）、アリールカルボニルアミノスルホニル基（例えば、ベンゾイルアミノスルホニル基）、アルキルスルホニルアミノカルボニル基（例えば、メチルスルホニルアミノカルボニル）、またはアリールスルホニルアミノカルボニル基（例えば、ｐ－メチルフェニルスルホニルアミノカルボニル）が挙げられる。
　好ましく用いられるフラーレン誘導体としては、下記一般式（２）で表される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
　一般式（２）において丸枠付きＦＬはフラーレンＣ６０又はＣ７０又はＣ８４を表す。また、Ｙは置換基を表す。置換基としては、前述のＷを用いることができる。
　置換基として好ましくは、アルキル基、アリール基、又は複素環基であり、好ましいもの及びそれらの好ましい具体例はＷで示したものが挙げられる。アルキル基としてさらに好ましくは、炭素数１～１２のアルキル基であり、アリール基、及び複素環基として好ましくは、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、フルオレン環、トリフェニレン環、ナフタセン環、ビフェニル環、ピロール環、フラン環、チオフェン環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、インドリジン環、インドール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、イソベンゾフラン環、ベンズイミダゾール環、イミダゾピリジン環、キノリジン環、キノリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、キノキサリン環、キノキサゾリン環、イソキノリン環、カルバゾール環、フェナントリジン環、アクリジン環、フェナントロリン環、チアントレン環、クロメン環、キサンテン環、フェノキサチイン環、フェノチアジン環、またはフェナジン環であり、さらに好ましくは、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピリジン環、イミダゾール環、オキサゾール環、またはチアゾール環であり、特に好ましくはベンゼン環、ナフタレン環、またはピリジン環である。これらはさらに置換基を有していてもよく、その置換基は可能な限り結合して環を形成してもよい。なお、ｎが２以上のとき複数のＹは同一であっても異なっていてもよい。また、複数のＸは可能な限り結合して環を形成してもよい。ｎは１～６０の整数を表すが、好ましくは１～１０の整数である。
　以下に本実施の形態において好ましく用いられるフラーレン誘導体の具体例を挙げるが、本実施の形態はこれらに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 　上記具体例の中でも、（２－１）、（２－２）、（２－３）、（２－４）、（２－１２）、（２－１３）、（２－２０）、（２－２１）、（２－２２）、（２－２３）が好ましく、さらに、（２－２０）、（２－２１）、（２－２２）、（２－２３）が好ましい。
　本実施の形態に用いられるフラーレン及びフラーレン誘導体は、日本化学会編，季刊化学総説Ｎｏ．４３（１９９９）、特開平１０－１６７９９４号公報、特開平１１－２５５５０８号公報、特開平１１－２５５５０９号公報、特開２００２－２４１３２３号公報、特開２００３－１９６８８１号公報等に記載の化合物を用いることもできる。本実施の形態に用いられるフラーレン及びフラーレン化合物は例えば、日本化学会編，季刊化学総説Ｎｏ．４３（１９９９）、特開平１０－１６７９９４号公報、特開平１１－２５５５０８号公報、特開平１１－２５５５０９号公報、特開２００２－２４１３２３号公報、特開２００３－１９６８８１号公報等に記載の方法又は記載の方法に準じて製造することができる。これらの電子アクセプター性分子の中で、ｎ型有機半導体としてＩＣＢＡを用いることにより、開放電圧（Ｖｏｃ）を向上させることができる。
　なお、ｎ型有機半導体としてフラーレン誘導体が用いられる場合には、その第一還元電位は、１１６０ｍＶ（vs Ｆｃ／Ｆｃ＋）以上であることが好ましく、１２５０ｍＶ（vs Ｆｃ／Ｆｃ＋）以上であることがより好ましく、さらには１３５０ｍＶ（vs Ｆｃ／Ｆｃ＋）以上であることがより好ましい。ｎ型有機半導体の第一還元電位の測定については、Ａ．Ｊ．Ｂａｒｄ著「Electochemical　Methods:　Fundamentals　and　Applicaitons」を参考に以下のように実施することができる。
　テトラブチルアンモニウム過塩素酸塩のｏ－ジクロロベンゼン０．１Ｍ溶液を作製し、内部基準物質として５０ｍＬあたり４ｍｇのフェロセン添加し測定溶液を調製する。この溶液２ｍＬにフラーレン誘導体を１．５ｍｇ添加し、掃引速度２０ｍＶ／ｓにて酸化還元電位をポテンショスタットガルバノスタット（ＡＬＳ製エレクトロケミカルアナライザーモデル６３０Ａ）にて測定する。第一還元電位は内部基準物質として添加したフェロセンの酸化／還元電位（Ｆｃ／Ｆｃ＋）を基準とし、第一還元ピークとその酸化ピークの平均として決定する。
　光電変換層５０の膜厚は、特に限定されないが、５～１０００ｎｍ、好ましくは、１０～５００ｎｍ、より好ましくは、２０～２００ｎｍ、さらに好ましくは、４０～１００ｎｍが望ましい。光電変換層５０の膜厚は薄い方が、耐光性が向上する傾向がみられる。
　保護層６０は、第２の電極７０と光電変換層５０との間の領域に設けられている。保護層６０は光電変換層５０から第２の電極７０に正孔を移動しやすくさせる機能を担うと共にレーザースクライブ加工時に発生する加工くずの付着防止等の機能を担う。また、保護層６０には、光電変換層５０から第２の電極７０に電子を移動させにくくさせる機能を持たせることもできる。保護層６０は、たとえば、ＰＥＤＯＴ(ポリチオフェン、poly(ethylenedioxy)thiophene)／ＰＳＳ(ポリスチレンスルフォネート、poly(styrenesulfonate))、ポリフラン、ポリピリジン、ポリカルバゾール、ポリピロール（Ｋ．Ｍｕｒａｋｏｓｈｉ　ｅｔ　ａｌ．，Ｃｈｅｍ．１９９７，ｐ４７１）、Ｈａｎｄｂｏｏｋ　ｏｆ　Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ　Ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ　ａｎｄ　Ｐｏｌｙｍｅｒｓ　Ｖｏｌ．１，２，３，４（ＮＡＬＷＡ著、ＷＩＬＥＹ出版）に記載のポリアセチレン及びその誘導体、ポリ（ｐ－フェニレン）及びその誘導体、ポリ（ｐ－フェニレンビニレン）及びその誘導体、ポリチエニレンビニレン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリアニリン及びその誘導体、ポリトルイジン及びその誘導体等の導電性高分子、α－オクチルチオフェン及びα，ω－ジヘキシル－α－オクチルチオフェン（Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．１９９７，９Ｎｏ．７，ｐ５５７）、ヘキサドデシルドデシチオフェン（Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．Ｅｎｇｌ．１９９５，３４，Ｎｏ．３，ｐ３０３－３０７）、２，８－ジヘキシルアンスラ〔２，３－ｂ：６，７－ｂ’〕ジチオフェン（ＪＡＣＳ，Ｖｏｌ１２０，Ｎｏ．４，１９９８，ｐ６６４－６７２）等のオリゴチオフェン化合物等のチオフェン化合物、ＭｏＯ３、ＷＯ３等の無機化合物、フタロシアニン、ポルフィリン等の有機半導体分子およびこれらの誘導体や遷移金属錯体、Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－Ｎ，Ｎ’－ビス（４－メトキシフェニル）－（１，１’－ビフェニル）－４，４’－ジアミン（Ｊ．Ｈａｇｅｎ　ｅｔ　ａｌ．，Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　Ｍｅｔａｌ　８９（１９９７）２１５－２２０）、２，２’，７，７’－テトラキス（Ｎ，Ｎ－ジ－ｐ－メトキシフェニルアミン）９，９’－スピロビフルオレン（Ｎａｔｕｒｅ，Ｖｏｌ．３９５、８　Ｏｃｔ．１９９８，ｐ５８３－５８５及びＷＯ９７／１０６１７）、１，１－ビス〔４－（ジ－ｐ－トリルアミノ）フェニル〕シクロヘキサンの３級芳香族アミンユニットを連結させた構造の芳香族ジアミン化合物（特開昭５９－１９４３９３号公報）　４，４－ビス〔（Ｎ－１－ナフチル）－Ｎ－フェニルアミノ〕ビフェニルに代表される３級アミンを形成する窒素原子を２個以上含有し、当該窒素原子に２個以上の縮合芳香族環が結合した構造の芳香族アミン化合物（特開平５－２３４６８１号公報）、トリフェニルベンゼンの誘導体であるスターバースト構造を有する芳香族トリアミン化合物（米国特許第４，９２３，７７４号、特開平４－３０８６８８号公報）、Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－Ｎ，Ｎ’－ビス（３－メチルフェニル）－（１，１’－ビフェニル）－４，４’－ジアミン等の芳香族ジアミン化合物（米国特許第４，７６４，６２５号）、α，α，α’，α’－テトラメチル－α，α’－ビス（４－ジ－ｐ－トリルアミノフェニル）－ｐ－キシレン（特開平３－２６９０８４号公報）、ｐ－フェニレンジアミン誘導体　分子全体として立体的に非対称なトリフェニルアミン誘導体（特開平４－１２９２７１号公報）、ピレニル基に芳香族ジアミノ基を複数個置換させた構造の芳香族アミン化合物（特開平４－１７５３９５号公報）、３級芳香族アミンユニットをエチレン基で連結させた構造を有する芳香族ジアミン化合物（特開平４－２６４１８９号公報）、スチリル構造を有する芳香族ジアミン化合物（特開平４－２９０８５１号公報）、ベンジルフェニル化合物（特開平４－３６４１５３号公報）　フルオレン基で３級アミンを連結させた構造の芳香族アミン化合物（特開平５－２５４７３号公報）、トリアミン化合物（特開平５－２３９４５５号公報）、ピスジピリジルアミノビフェニル（特開平５－３２０６３４号公報）、Ｎ，Ｎ，Ｎ－トリフェニルアミン誘導体（特開平６－１９７２号公報）、フェノキザジン構造を有する芳香族ジアミン（特開平７－１３８５６２号公報）、ジアミノフエニルフエナントリジン誘導体（特開平７－２５２４７４号公報）等の芳香族アミン化合物、やヒドラジン化合物等の電荷移動剤や、ベンゾトリフルオリド、ヘキサフルオロベンゼン、１，１，１，３，３，３－ヘキサフルオロ－２－プロパノール、ペルフルオロトルエン、ペルフルオロデカリン、ペルフルオロヘキサン、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ－ヘプタデカフルオロ－１－デカノール（Ｆ－デカノール）などのフルオラス化合物、テトラリアフルバレン（ＴＴＦ）のような電荷移動錯体等の正孔移動度が高い材料で形成される。さらに、有機の正孔輸送物質に対して、Ｎａｔｕｒｅ，Ｖｏｌ．３９５、８　Ｏｃｔ．１９９８，ｐ５８３－５８５に記載の様に、ドーパントレベルをコントロールするためにトリス（４－ブロモフェニル）アルミニウムヘキサクロロアンチモネートの様なカチオンラジカルを含有する化合物を添加することや、酸化物半導体表面のポテンシャル制御を行うためにＬｉ〔（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ〕の様な塩を添加することも可能である。また、Ａｕ、Ｉｎ、Ａｇ、Ｐｄ等の金属等の薄膜も使用することができる。
　さらに、金属等の薄膜は、単独で形成してもよく、上記の有機材料と組み合わせて用いてもよい。保護層６０の膜厚としては特に限定されないが、１０～１００ｎｍ、好ましくは２０～６０ｎｍが望ましい。また、上記金属薄膜を用いた場合は、０．１ｎｍ～５ｎｍの範囲内であることが好ましい。
　本実施の形態の第２の電極７０は正極（正孔取出電極）であり、保護層６０を介して、光電変換層５０の受光面とは反対側において光電変換層５０と電気的に接続している。第２の電極７０の材料は導電性を有していればよく、特に限定されないが、金、白金、銀、銅、アルミニウム、マグネシウム、リチウム、カリウムなどの金属、あるいはカーボン電極などを用いることができる。第２の電極７０は、真空蒸着法、電子ビーム真空蒸着法、スパッタリング法、溶媒に分散した金属微粒子を塗布し、溶媒を揮発除去する等の公知の方法で成膜することができる。
　特に第２の電極を塗布で形成する場合、保護層６０は第２の電極の塗布溶媒に溶解しないものを用いることが望ましい。そのような保護層としては、特に限定されないが、ＰＥＤＯＴ(ポリチオフェン、poly(ethylenedioxy)thiophene)／ＰＳＳ(ポリスチレンスルフォネート、poly(styrenesulfonate))、ポリピロール、ポリアニリン、ポリフラン、ポリピリジン、ポリカルバゾール等の導電性高分子、ＭｏＯ３、ＷＯ３等の無機化合物、フタロシアニン、ポルフィリン等の有機半導体分子およびこれらの誘導体や遷移金属錯体、トリフェニルアミン化合物やヒドラジン化合物等の電荷移動剤や、テトラリアフルバレン（ＴＴＦ）のような電荷移動錯体等の正孔移動度が高い材料で形成される。などが挙げられる。また、塗布後の熱処理条件に関しては、特に限定されないが、５０～２００℃、好ましくは８０～１２０℃が望ましい。本発明の有機薄膜太陽電池モジュールでは、従来のものに比べ耐熱性が高いため、塗布で第２の電極を形成するのに適している。
　本実施の形態の有機薄膜太陽電池モジュール１０を構成する単位素子では、電子取出層１００を第１の電極４０と光電変換層５０の間に設けることが好ましい。電子取出層１００は、第１の電極４０と光電変換層５０との間の領域に設けられ、少なくとも電子輸送層８０を含み、さらに伝導帯下端エネルギー調整層９０を含む方が好ましい。電子輸送層８０は光電変換層５０から第１の電極４０に電子を移動しやすくさせる機能を担う。また、電子輸送層８０には、光電変換層５０から第１の電極４０に正孔を移動させにくくする機能を持たせることもできる。電子輸送層８０の膜厚は、特に限定されないが、例えば、１０～１００ｎｍ、好ましくは、２０～６０ｎｍが望ましい。
　電子輸送層８０は、上記機能を有すれば特に限定されないが、例えば、ＮＴＣＤＡ、ＰＴＣＤＡ、ＰＴＣＤＩ－Ｃ８Ｈ、オキサゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体（２，９－ジメチル－４，７－ジフェニル－１，１０－フェナントロリン（ＢＣＰ）など）、ホスフィンオキサイド誘導体、フラーレン化合物、ＣＮＴ、ＣＮ－ＰＰＶ、等の有機化合物や、ドープされたポリアニリン、ポリフェニレンビニレン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリパラフェニレン、ポリアセチレン、トリフェニルジアミン（ＴＰＤ）等の導電性有機化合物、またはテトラチオフルバレン、テトラメチルフェニレンジアミン等の電子供与性化合物と、テトラシアノキノジメタン、テトラシアノエチレン等の電子受容性化合物とからなる電荷移動錯体を形成する有機材料等、また、フッ化リチウム（ＬｉＦ）等のアルカリ金属あるいはアルカリ土類金属との金属ドープ層や酸化チタニア（ＴｉＯ２、ＴｉＯｘ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、炭酸セシウム（Ｃｓ２ＣＯ３）等の無機化合物などが挙げられる。
　また、電子輸送層８０としては、下式の物質および、下式の１以上の物質の反応物を含有することが望ましい。
Ｍ（Ｘ）ａ　　（１）
上記（１）式において、Ｍはアルカリ金属、アルカリ土類金属、２Ｂ、３Ｂ族の金属、遷移金属から成る群より選ばれ、Ｘはハロゲン、カルボキシラート基、アルコキシ基、アルキル基、および下式で表されるアセトナート基から選ばれ、ａはＭの価数に応じて決まる、正の整数である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 上式中、Ｒ１、Ｒ２は水素または炭素数１～２０の直鎖、分岐のアルキル基、アルコキシ基から選ばれ、Ｒ１、Ｒ２は同一でも違ってもよい。アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基などが、アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基などが挙げられる。
　Ｍの具体例としては、Ｌｉ，Ｎａ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｋ，Ｃａ，Ｓｃ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｒｂ，Ｓｒ，Ｚｒ，Ｍｏ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｃｄ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｃｓ，Ｂａ，Ｌａ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｈｇ，ＴＩ，Ｐｂ，Ｂｉなどが挙げられる。また、Ｘの具体例としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素などのハロゲンイオン、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、フタル酸、アクリル酸、メタクリル酸、クエン酸、エジレンジアミン四酢酸、安息香酸などのカルボン酸由来のカルボキシラート基が挙げられる。Ｘに用いられるアルコキシ基は特に限定されないが、炭素数１～１０の直鎖、分岐鎖どちらでも構わず、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基などが挙げられる。また、Ｘに用いられるアルキル基は特に限定されないが、炭素数１～１０の直鎖、分岐鎖どちらでも構わず、メチル基、エチル基、プロピル基などが挙げられる。
　電子輸送層８０が含有する物質としては、より具体的には、フッ化リチウム、塩化リチウム、ヨウ化リチウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、塩化ガリウム、塩化ニッケル、塩化ガリウム、ギ酸リチウム、ギ酸ナトリウム、ギ酸マグネシウム、ギ酸カリウム、ギ酸カルシウム、ギ酸マンガン、ギ酸ニッケル、ギ酸銅、ギ酸亜鉛、ギ酸ルビジウム、ギ酸ストロンチウム、ギ酸セシウム、ギ酸バリウム、ギ酸タリウム、ギ酸鉛、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸マグネシウム、酢酸アルミニウム、酢酸カリウム、酢酸カルシウム、酢酸クロム、酢酸マンガン、酢酸鉄、酢酸コバルト、酢酸ニッケル、酢酸銅、酢酸亜鉛、酢酸ルビジウム、酢酸ストロンチウム、酢酸ジルコニウム、酢酸モリブデン、酢酸ロジウム、酢酸パラジウム、酢酸銀、酢酸カドミウム、酢酸インジウム、酢酸スズ、酢酸セシウム、酢酸バリウム、酢酸水銀、酢酸タリウム、酢酸鉛、酢酸ビスマス、プロピオン酸リチウム、プロピオン酸ナトリウム、プロピオン酸マグネシウム、プロピオン酸カリウム、プロピオン酸カルシウム、プロピオン酸マンガン、プロピオン酸ニッケル、プロピオン酸亜鉛、プロピオン酸ストロンチウム、プロピオン酸パラジウム、プロピオン酸バリウム、プロピオン酸鉛、酪酸リチウム、酪酸ナトリウム、酪酸マグネシウム、酪酸カリウム、酪酸カルシウム、酪酸マンガン、酪酸ニッケル、酪酸亜鉛、酪酸ストロンチウム、酪酸バリウム、酪酸鉛、アルミニウムアセチルアセトナート、スカンジウムアセチルアセトナート、バナジウムアセチルアセトナート、クロムアセチルアセトナート、マンガンアセチルアセトナート、鉄アセチルアセトナート、コバルトアセチルアセトナート、ニッケルアセチルアセトナート、銅アセチルアセトナート、亜鉛アセチルアセトナート、ガリウムアセチルアセトナート、ジルコニウムアセチルアセトナートルテニウムアセチルアセトナート、ロジウムアセチルアセトナート、パラジウムアセチルアセトナート、銀アセチルアセトナート、インジウムアセチルアセトナート、ランタンアセチルアセトナート、ネオジムアセチルアセトナート、サマリウムアセチルアセトナート、ユウロピウムアセチルアセトナート、ガドリニウムアセチルアセトナート、テルビウムアセチルアセトナート、エルビウムアセチルアセトナート、イリジウムアセチルアセトナート、白金アセチルアセトナート、タリウムアセチルアセトナート、鉛アセチルアセトナート、シュウ酸ナトリウム、シュウ酸水素ナトリウム、シュウ酸カリウム、シュウ酸水素カリウム、シュウ酸リチウム、シュウ酸水素リチウム、シュウ酸カルシウム、シュウ酸バリウム、シュウ酸マグネシウム、シュウ酸亜鉛、シュウ酸マンガン、シュウ酸ニッケル、シュウ酸ストロンチウム、シュウ酸鉛、マロン酸アンモニウム、マロン酸水素アンモニウム、マロン酸ナトリウム、マロン酸水素ナトリウム、マロン酸カリウム、マロン酸水素カリウム、マロン酸リチウム、マロン酸水素リチウム、マロン酸カルシウム、マロン酸バリウム、マロン酸マグネシウム、マロン酸亜鉛、マロン酸マンガン、マロン酸ニッケル、マロン酸ストロンチウム、マロン酸鉛、コハク酸アンモニウム、コハク酸ナトリウム、コハク酸カリウム、コハク酸リチウム、コハク酸カルシウム、コハク酸バリウム、コハク酸マグネシウム、コハク酸亜鉛、コハク酸マンガン、コハク酸ニッケル、コハク酸ストロンチウム、コハク酸鉛、グルタル酸アンモニウム、グルタル酸ナトリウム、グルタル酸カリウム、グルタル酸リチウム、グルタル酸カルシウム、グルタル酸バリウム、グルタル酸マグネシウム、グルタル酸亜鉛、グルタル酸マンガン、グルタル酸ニッケル、グルタル酸ストロンチウム、グルタル酸鉛、フタル酸アンモニウム、フタル酸ナトリウム、フタル酸カリウム、フタル酸リチウム、フタル酸カルシウム、フタル酸バリウム、フタル酸マグネシウム、フタル酸亜鉛、フタル酸ニッケル、フタル酸ストロンチウム、フタル酸鉛などである。この中で、電子輸送層８０が含有する物質として、酢酸亜鉛、酢酸マグネシウム、アルミニウムアセチルアセトナート、塩化アルミニウム、ガリウムアセチルアセトナート、塩化ガリウム、亜鉛アセチルアセトナート、塩化亜鉛、ジエチル亜鉛、ＺｎＭｇＯが好ましい。
　また、上述した物質の反応物とは、部分的あるいは全て加水分解したり、部分的に縮合した中間生成物を指す。具体的には、例えば、上述した物質を含む溶液を基板に塗布し、１００℃以上１５０℃以下で加熱することで形成されるものや、前記（１）式中のＸがカルボキシラート基または、アセトナート基である場合、電子輸送層中のカルボキシル基吸収係数が０．５×１０５ｃｍ－１以上２．５×１０５ｃｍ－１以下であるものが望ましい。
　電子輸送層８０の伝導帯下端エネルギーは、４．４ｅＶ以下が好ましく、４．２ｅＶ以下がさらに好ましく、４．０ｅＶ以下がより一層好ましい。なお、電子輸送層８０の伝導帯下端エネルギーは、紫外光電子分光法より求めたイオン化ポテンシャルから紫外・可視吸収スペクトルより求めたバンドギャップを差し引くことで算出することができる。
　本実施の形態の電子輸送層８０は、上記式（１）で表される材料を含む溶液を塗布した後、熱処理することで形成されうる。特に、下式（１－１）で表される材料を含む溶液を使用する場合は、熱処理を１００℃以上１５０℃以下で行うことが好ましい。熱処理温度が１００℃未満だと、電子輸送層として機能せず、光電変換性能が著しく低下したり、全く光電変換しなくなる。一方、熱処理温度が１５０℃以上になると、伝導帯下端エネルギーが大きくなりすぎ、光電変換性能が低下する。
Ｚｎ（Ｘ）２　　（１－１）
上記（１－１）式において、Ｘはハロゲン、カルボキシラート基、アルコキシ基、アルキル基、および上述したアセトナート基から選ばれる。
　また、上記（１－１）式に加え、下記（１－２）式で表される材料を含む溶液を使用する場合には、熱処理を３００℃以上で行うことが好ましい。熱処理温度が３００℃未満だと、電子輸送層として機能せず、光電変換性能が著しく低下したり、全く光電変換しなくなる。
Ｍｇ（Ｘ）２　　（１－２）
上記（１－２）式において、Ｘはハロゲン、カルボキシラート基、アルコキシ基、アルキル基、および上述したアセトナート基から選ばれる。
　なお、電子輸送層８０の成膜に用いられる溶液は、上記（１）式で表される材料を、所定の溶媒に溶解させることで作製することができる。溶媒としては、上記（１）式で表される材料を溶解できれば特に限定されないが、メタノール、エタノール、イソプロパノール、１－プロパノール、２－メトキシエタノール、２-エトキシエタノールなどのアルコール系溶媒や、それらの混合物などが挙げられる。
　また、前記溶液中の上記（１）式で表される材料の濃度は、特に限定されないが、１ｍｇ～１ｇ／ｍｌ、好ましくは、５ｍｇ～５００ｍｇ／ｍｌ、さらに好ましくは１０ｍｇ～１００ｍｇ／ｍｌが望ましい。
　また、電子輸送層８０を形成するのに好ましい材料としては、酢酸亜鉛、酢酸マグネシウム、アルミニウムアセチルアセトナート、塩化アルミニウム、ガリウムアセチルアセトナート、塩化ガリウム、亜鉛アセチルアセトナート、塩化亜鉛、ジエチル亜鉛が望ましく、中でも、酢酸亜鉛がもっとも望ましい。
　電子輸送層８０の形成方法は、特に限定されず、スピンコート法、ダイコート法、グラビア印刷法、インクジェット法、スプレー法、スクリーン印刷法などの各種成膜方法を適用することができる。
　伝導帯下端エネルギー調整層９０は光電変換層５０と電子輸送層８０との間に介在している。伝導帯下端エネルギー調整層９０は、電子取出層１００の伝導帯下端エネルギーを、電子輸送層８０の伝導帯下端エネルギーよりも低減させる機能を担う。伝導帯下端エネルギー調整層９０による電子取出層１００の伝導帯下端エネルギーの低減量としては、特に制限されないが、好ましくは０．８ｅＶ以上、さらに好ましくは１．１ｅＶ以上が望ましい。なお、電子取出層１００および電子輸送層８０の伝導帯下端エネルギーは、光電子分光法を用いて測定することができる。伝導帯下端エネルギー調整層９０の膜厚はモノレイヤー以上であればよく、好ましくは０．５～５０ｎｍである。
　伝導帯下端エネルギー調整層９０を形成する材料としては、アルカリ、アルカリ土類金属を含む化合物が好ましく、ナトリウム化合物、カリウム化合物、ルビジウム化合物、セシウム化合物、マグネシウム化合物、カリウム化合物、ストロンチウム化合物、バリウム化合物などが挙げられる。具体的には、上述した金属の炭酸塩、硝酸塩、酢酸塩、硫酸塩、ハロゲン化物、アセトナート錯体などが挙げられる。より具体的には、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸ルビジウム、炭酸セシウム、炭酸マグネシウム、炭酸カリウム、炭酸ストロンチウム、炭酸バリウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸ルビジウム、硝酸セシウム、硝酸マグネシウム、硝酸カリウム、硝酸ストロンチウム、硝酸バリウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸ルビジウム、酢酸セシウム、酢酸マグネシウム、酢酸カリウム、酢酸ストロンチウム、酢酸バリウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸ルビジウム、硫酸セシウム、硫酸マグネシウム、硫酸カリウム、硫酸ストロンチウム、硫酸バリウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、フッ化ルビジウム、フッ化セシウム、フッ化マグネシウム、フッ化カリウム、フッ化ストロンチウム、フッ化バリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化ルビジウム、塩化セシウム、塩化マグネシウム、塩化カリウム、塩化ストロンチウム、塩化バリウム、臭化ナトリウム、臭化カリウム、臭化ルビジウム、臭化セシウム、臭化マグネシウム、臭化カリウム、臭化ストロンチウム、臭化バリウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム、ヨウ化ルビジウム、ヨウ化セシウム、ヨウ化マグネシウム、ヨウ化カリウム、ヨウ化ストロンチウム、ヨウ化バリウム、ナトリウムアセチルアセトナート、カリウムアセチルアセトナート、ルビジウムアセチルアセトナート、セシウムアセチルアセトナート、マグネシウムアセチルアセトナート、カリウムアセチルアセトナート、ストロンチウムアセチルアセトナート、バリウムアセチルアセトナートなどが挙げられる。
　伝導帯下端エネルギー調整層９０の形成方法は、特に限定されず、スピンコート法、ダイコート法、グラビア印刷法、インクジェット法、スプレー法、スクリーン印刷法、真空蒸着法などの各種成膜方法を適用することができる。
　伝導帯下端エネルギー調整層９０は上述したように電子取出層１００の伝導帯下端エネルギーを電子輸送層８０の伝導帯下端エネルギーより低減させる機能を担うが、光電変換層５０から第１の電極４０へ電子を輸送する機能を担う場合もある。この場合には、伝導帯下端エネルギー調整層９０は電子輸送層８０の一部と見なすことができる。
　次に図２は、本発明の有機薄膜太陽電池モジュール１０を構成する各単位素子３０の集積構造の作製手法に関する概要図である。
　まず、図２（Ａ）に示すように、透明基板２０上の全面に導体層３９が形成された積層体を準備する。
　次に、図２（Ｂ）に示すように、ウェットエッチングやレーザースクライブにより図２（Ａ）に示した導体層３９に対してパターニングを実施し、透明基板２０上に溝状の加工線Ｐ１によって区画されたパターン状の第１の電極４０を形成する。なお、パターン状のマスクを使用した真空製膜やパターン印刷などの手法により、透明基板２０上にパターン状の第１の電極４０を直接積層してもよい。
　レーザースクライブによりパターニングする場合の加工条件としては、特に限定されないが、レーザー波長、レーザーパルス幅、加工端出力、加工速度、パルスオーバーラップ、加工幅はそれぞれ、２００～１２００ｎｍ、１ｐｓ～１００ｎｓ、０．１～１０Ｗ、１００～５０００ｍｍ／ｓ、０～１００％、１～５００μｍ、好ましくは３００～１１００ｎｍ、１ｎｓ～５０ｎｓ、１～２Ｗ、１０００～２０００ｍｍ／ｓ、１０～５０％、１０～１００μｍが望ましい。また、レーザー波長としては、１０６４ｎｍ、３５５ｎｍが特に好ましい。
　次に、図２（Ｃ）に示すように、パターニングされた第１の電極４０上に、電子輸送層８０、伝導帯下端エネルギー調整層９０、光電変換層５０、保護層６０をこの順で形成する。
　次に、図２（Ｄ）に示すように、レーザーにより、保護層６０、光電変換層５０、伝導帯下端エネルギー調整層９０および電子輸送層８０をスクライブすることでパターニングし、溝状の加工線Ｐ２を形成する。この加工により、加工線Ｐ２の底部に隣り合う第１の電極４０ａ、４０ｂのうち、片方の第１の電極４０ｂの一部が露出する。本実施の形態では、電子取出層１００もパターニングされているが、パターニングを保護層６０、光電変換層５０までとし、電子取出層１００を未加工としてもよい。この場合、加工線Ｐ２の底部に位置する電子取出層１００が第１の電極４０ｂの一部と電気的に接続するように設計する。なお、保護層６０の上に、後述する第２の電極７０と同じ材料を製膜した後、パターニング加工しても構わない。
　レーザースクライブによるパターニング加工条件としては、特に限定されないが、レーザー波長、レーザーパルス幅、加工端出力、加工速度、パルスオーバーラップ、加工幅はそれぞれ、２００～１２００ｎｍ、１ｐｓ～１００ｎｓ、０．１～１０Ｗ、１００～５０００ｍｍ／ｓ、０～１００％、１～５００μｍ、好ましくは３００～６００ｎｍ、１ｎｓ～５０ｎｓ、１～２Ｗ、１０００～２０００ｍｍ／ｓ、５～５０％、１０～１００μｍが望ましい。また、レーザー波長としては、５３２ｎｍ、３５５ｎｍが特に好ましい。
　また、加工の際には、加工くずを除去する目的で、窒素や空気などを加工面に対してブローしたり、集塵したりしてもよい。図２（Ｄ）に示すように、ブローする際には、第１の電極４０の加工線Ｐ１側から光電変換層５０、保護層６０の加工線Ｐ２側に向かってブローすることが好ましい。また、集塵する際には、光電変換層５０、保護層６０の加工線Ｐ２側から第１の電極４０の加工線Ｐ１側に向かって集塵することが好ましい。また、ブローする気体の流量、線速は特に限定されないが、それぞれ、０．１～１０Ｎｍ３／ｍｉｎ、１～２００ｍ／ｓeｃ、好ましくは１～５Ｎｍ３／ｍiｎ、５０～２００ｍ／ｓeｃが望ましい。また、集塵条件としては特に限定されないが、吸引圧力０．１～１０ｋＰａ、好ましくは、３～７ｋＰａが望ましい。
　次に、図２（Ｅ）に示すように、蒸着法などの乾式製膜や、印刷法などの湿式製膜法を用いて、保護層６０を被覆するとともに、加工線Ｐ２を埋めるように、全面に第２の電極７０を形成する。これにより、第１の電極４０ａの上方に形成された保護層６０の上の領域と、加工線Ｐ２の底部に露出していた第１の電極４０ｂとが第２の電極７０により電気的に接続される。なお、電子取出層１００を未加工とする場合には、加工線Ｐ２に埋め込まれた第２の電極７０は、加工線Ｐ２の底部に位置する電子取出層１００を介して第１の電極４０ｂと電気的に接続する。
　次に、図２（Ｆ）に示すように、レーザーにより、第２の電極７０、保護層６０、光電変換層５０、伝導帯下端エネルギー調整層９０および電子輸送層８０をスクライブすることでパターニングし、溝状の加工線Ｐ３を形成することで、単位素子３０を形成する。本工程でレーザースクライブによりパターニング加工する場合の加工条件は、加工線Ｐ２に対する加工と同条件が採用される。本実施の形態では、電子取出層１００もパターニングされているが、パターニングを第２の電極７０までとし、電子取出層１００を未加工としてもよい。なお、第２の電極７０のパターニングは、本工程に限られず、マスクを用いてパターン状に真空製膜する手法、パターニング印刷などの手法を適用することができる。この場合には、電子取出層１００、光電変換層５０、保護層６０は未加工としてもよい。
　図３は、他の実施の形態に係る有機薄膜太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。図１に示した有機薄膜太陽電池モジュール１０では、第１の電極４０と光電変換層５０との間に少なくとも電子輸送層８０を含む電子取出層１００が設けられ、光電変換層５０と第２の電極７０との間に保護層６０が設けられているが、図３のように、第１の電極４０と光電変換層５０との間に正孔輸送層１３０を設ける構成とすることもできる。この場合には、第１の電極４０は正極、第２の電極７０は負極になる。また、この場合の保護層６０は、光電変換層５０から第２の電極７０に電子を移動しやすくさせる機能を担うと共にレーザースクライブ加工時に発生する加工くずの付着防止等の機能を担う。また、この場合の保護層６０には、光電変換層５０から第２の電極７０に正孔を移動させにくくさせる機能を持たせることもできる。このような保護層６０としては、上記機能を有する限り限定はされないが、上述した少なくとも電子輸送層８０を含む、電子取出層１００が好適に用いられる。また、この構成で、伝導帯下端エネルギー調整層９０を設ける場合には、光電変換層５０の受光面とは反対側の面に伝導帯下端エネルギー調整層９０、電子輸送層８０、第２の電極７０の順に設けられる。
　上述した正孔輸送層１３０としては、例えば、ＰＥＤＯＴ(ポリチオフェン、poly(ethylenedioxy)thiophene)／ＰＳＳ(ポリスチレンスルフォネート、poly(styrenesulfonate))、ポリピロール、ポリアニリン、ポリフラン、ポリピリジン、ポリカルバゾール等の導電性高分子、ＭｏＯ３、ＷＯ３等の無機化合物、フタロシアニン、ポルフィリン等の有機半導体分子およびこれらの誘導体や遷移金属錯体、トリフェニルアミン化合物やヒドラジン化合物等の電荷移動剤や、テトラリアフルバレン（ＴＴＦ）のような電荷移動錯体等の正孔移動度が高い材料で形成される。正孔輸送層１３０の膜厚としては特に限定されないが、１０～１００ｎｍ、好ましくは２０～６０ｎｍが望ましい。
　有機薄膜太陽電池モジュール１０には紫外線をブロックする手段を組み込むことができる。紫外線をブロックする手段としては、素子を紫外線からブロックできれば特に限定されないが、紫外線吸収層や、紫外線反射層、紫外線を別の波長に変換する波長変換層などが挙げられる。
　紫外線をブロックする手段を設ける位置は、素子を紫外線からブロックできれば特に限定されないが、透明基板２０の光照射側表面に上述したような紫外線ブロック機能を有する層を設けたり、紫外線ブロック機能を有するフィルムを貼り付けることや、透明基板２０として、紫外線ブロック機能付のものを使用することや、透明基板２０と第１の電極４０との間に紫外線ブロック機能を有する層を設けることや、サブストレート構造（金属電極側から積層した構造）の素子の場合には、封止材に紫外線ブロック機能を付与したものを使用することなどが挙げられる。
　ブロックする紫外線の波長領域としては、特に限定されないが、３３０ｎｍ以下、好ましくは３５０ｎｍ以下、より好ましくは、３７０ｎｍ以下、さらに好ましくは３９０ｎｍ以下、もっと好ましくは４００ｎｍ以下、の波長領域で、透過率が１０％以下、好ましくは１％以下、さらに好ましくは０．１％以下である。
　本実施の形態に係る有機薄膜太陽電池モジュール１０によれば、簡便に作製でき、光電変換効率および耐久性を向上させることができる。
　図４は、実施例の有機薄膜太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。図４に示す、単位素子３０が５個直列接続した構成の有機薄膜太陽電池モジュール２００を下記に従い作製した。
（実施例１）
＜負極の形成＞
　透明基板２０としてガラス基板（面抵抗値１５Ω／□）を用い、当該ガラス基板にＩＴＯをスパッタ法により成膜した後、洗浄して負極（電子取出電極）用電極用の金属層を形成した。
＜負極のパターニング＞
　上記負極用電極用の金属層を表１に示す加工条件でレーザースクライブ加工を実施し、パターニング電極（第１の電極）を得た（加工線Ｐ１加工）。
＜電子取出層の形成＞
（１）電子輸送層の形成
　溶液塗布法により電子輸送層８０を作製した。具体的には、酢酸亜鉛・２水和物（アルドリッチ社製）を濃度２０ｍｇ／ｍｌになるように２－メトキシエタノール中に溶解させ、さらに、モノエタノールアミンを添加（５５μｌ／ｍｌ）して溶液を調製した。上述したパターニング電極のＩＴＯ上に、前記溶液を２０００ｒｐｍ（３０秒）でスピンコートし、ホットプレート上で１２０℃、５分間熱処理して電子輸送層を形成した。熱処理後の電子輸送層８０の膜厚は３０ｎｍであった。
（２）伝導帯下端エネルギー調整層の形成
　炭酸セシウム（アルドリッチ社製）を濃度１．８６ｍｇ／ｍｌになるように２－エトキシエタノール中に溶解させ、溶液を調製した。上述の方法で形成した電子輸送層８０の上に、当該溶液を５０００ｒｐｍ（３０秒）でスピンコートし、ホットプレート上で１５０℃、１０分間熱処理することで伝導帯下端エネルギー調整層９０を形成した。熱処理後の伝導帯下端エネルギー調整層９０の膜厚は５ｎｍであった。
＜光電変換層の形成＞
　ｐ型有機半導体材料としてポリ（３－ヘキシルチオフェン）（Ｐ３ＨＴ）とｎ型有機半導体材料としてＩｎｄｅｎｅ－Ｃ６０　ｂｉｓａｄｄｕｃｔ（ＩＣＢＡ）を質量比１：１で混合し、合計濃度が２．５質量％となるようにオルトジクロロベンゼンに溶解させた。上記伝導帯下端エネルギー調整層を形成した基板上に７５０ｒｐｍ（１０秒）でスピンコートし、光電変換層５０を形成した。光電変換層５０の膜厚は２００ｎｍであった。
＜保護層の形成＞
　光電変換層５０を作製した基板上にＷＯ３（保護層６０）を抵抗加熱法により真空蒸着した。ＷＯ３層の膜厚は１０ｎｍであった。蒸着時の真空度は１０－６Ｔｏｒｒ以下とした。さらに、上記ＷＯ３層上にＡｇを抵抗加熱法により真空蒸着した。Ａｇ層の膜厚は５０ｎｍである。蒸着時の真空度は１０－６Ｔｏｒｒ以下とした。
＜光電変換層、保護層のパターニング＞
　上記で保護層まで作製した基板を表１に示す加工条件でレーザースクライブ加工を実施し、光電変換層、保護層のパターニング基板を得た（加工線Ｐ２加工）。
＜正極の形成＞
　上記パターニング基板上にＡｇを抵抗加熱法により真空蒸着した。Ａｇ層の膜厚は１００ｎｍである。蒸着時の真空度は１０－６Ｔｏｒｒ以下とした。
＜正極のパターニング＞
　上記正極形成基板を表１に示す加工条件でレーザースクライブ加工を実施し、光電変換層、保護層、正極（第２の電極７０）のパターニングを行った（加工線Ｐ３加工）。
＜封止処理＞
　上記のように作製した有機薄膜太陽電池モジュールを、熱硬化性封止剤３２０を用いてカバーガラス３１０と貼り合せ、１００℃２ｈ熱処理して封止モジュールを得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
（実施例２～５）
　実施例２の有機薄膜太陽電池モジュールの作製方法は、保護層としてＷＯ３層だけを形成したことを除き、実施例１と同様である。また、実施例３の有機薄膜太陽電池モジュールの作製方法は、気体のブローをしなかったことを除き、実施例２と同様である。また、実施例４の有機薄膜太陽電池モジュールの作製方法は、集塵をしなかったことを除き、実施例２と同様である。実施例５の有機薄膜太陽電池モジュールの作製方法は、気体のブロー、集塵の両方をしなかったことを除き、実施例２と同様である。
（比較例１、２）
　図５は、比較例１の有機薄膜太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。比較例１の有機薄膜太陽電池モジュール２００の作製方法は、ＷＯ３層を製膜せずに光電変換層のパターニング加工（加工線Ｐ２加工）を行った後、ＷＯ３層、正極の製膜を行い、加工線Ｐ３に対する加工を行ったこと以外は実施例１と同様である。また、比較例２は、Ｎ２ブロー、集塵の方向を反対にしたこと以外は比較例１と同様である。また、比較例３は、封止材として、紫外線硬化型封止材を用いた以外は、比較例１と同様である。
（光電変換効率、開放電圧の評価）
　初期状態の実施例１～５、および比較例１～３の有機薄膜太陽電池モジュールについて、室温で１０００Ｗ／ｍ２疑似太陽光を照射しながら電流電圧特性を測定した。得られた電流－電圧特性より太陽電池の光電変換効率および開放電圧を算出した。光電変換効率、開放電圧について得られた結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２に示すように、保護層を設けた後、スクライブ加工した実施例１～５の有機薄膜太陽電池モジュールでは、保護層を設けずにスクライブ加工した比較例１～２の有機薄膜太陽電池モジュールに比べ、高い光電変換性能を有することが確認された。また、気体のブローや集塵の方向に関しても、第１の電極のスクライブ加工線側からブローして、逆側から集塵する実施例１、２では、ブロー、集塵の方向を反対にしたり、ブロー、集塵を行わなかった実施例３～６に比べ、高い光電変換性能を有することが確認された。
（伝導帯下端エネルギーの測定）
　電子取出層および電子輸送層の伝導帯下端エネルギーの評価には、紫外光電子分光法により求めたイオン化ポテンシャル、および紫外・可視吸収スペクトルより求めたバンドギャップを用いておこなった（参考文献：Ｔ．Ｃ．Ｎｇｕｙｅｎ著“Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｃｏｎｊｕｇａｔｅｄ　Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ　Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ”　Ｊ．ＡＭ．ＣＨＥＭ．ＳＯＣ．　２００８，　１３０，　１００４２－１００４３）。紫外光電子分光器としてＫｒａｔｏｓ社製ＡＸＩＳ　Ｕｌｔｒａを用い、エネルギー２１．２２エレクトロンボルトのＨｅ（Ｉ）励起の紫外光電子分光法により電子取出層及び電子輸送層の光電子スペクトルを測定した。得られた光電子スペクトルの高束縛エネルギー側カットオフエネルギーより、イオン化ポテンシャルを評価した。紫外・可視吸収スペクトル測定には、日立ハイテクノロジーズ社製Ｕ－４１００を用いた。得られた吸収スペクトルの長波長側カットオフより、バンドギャップを評価した。イオン化ポテンシャルから光学バンドギャップを差し引くことで、伝導帯下端エネルギーを算出した。このようにして算出した実施例、比較例の電子取出層の伝導帯下端エネルギーは２．９ｅＶであった。なお、光電変換素子に組み込まれた電子取出層および電子輸送層の伝導帯下端エネルギーを測定する場合は、光電変換素子のカバーガラスの一方を剥ぎ取り、光電変換層をｏ－ジクロロベンゼンで溶解除去した後、基板上に残った、電子取出層付基板を用いて、Ａｒスパッタリングにより膜厚方向に掘り進めながら、上記方法で伝導帯下端エネルギーを算出する。
（光電変換層のｎ型有機半導体材料の酸化還元電位の同定）
　Ａ．Ｊ．Ｂａｒｄ著「Electochemical　Methods:　Fundamentals　and　Applicaitons」を参考に以下のように実施した。
　テトラブチルアンモニウム過塩素酸塩のｏ－ジクロロベンゼン０．１Ｍ溶液を作製し、内部基準物質として５０ｍＬあたり４ｍｇのフェロセン添加し測定溶液を調製する。この溶液２ｍＬにフラーレン誘導体を１．５ｍｇ添加し、掃引速度２０ｍＶ／ｓにて酸化還元電位をポテンショスタットガルバノスタット（ＡＬＳ製エレクトロケミカルアナライザーモデル６３０Ａ）にて測定する。第一還元電位は内部基準物質として添加したフェロセンの酸化／還元電位（Ｆｃ／Ｆｃ＋）を基準とし、第一還元ピークとその酸化ピークの平均として決定する。なお、光電変換素子に組み込まれた光電変換層のｎ型材料の酸化還元電位の同定する場合には、光電変換素子のカバーガラスの一方を剥ぎ取り、光電変換層をｏ－ジクロロベンゼンで溶解した後、テトラブチルアンモニウム過塩素酸塩、内部基準物質として溶媒５０ｍＬあたり４ｍｇのフェロセン添加し測定溶液を調製する。得られた溶液を用いて、掃引速度２０ｍＶ／ｓにて酸化還元電位をポテンショスタットガルバノスタット（ＡＬＳ製エレクトロケミカルアナライザーモデル６３０Ａ）にて測定する。第一還元電位は内部基準物質として添加したフェロセンの酸化／還元電位（Ｆｃ／Ｆｃ＋）を基準とし、第一還元ピークとその酸化ピークの平均として決定した。上述のようにして算出した実施例、比較例のｎ型材料の酸化還元電位は１３５０ｍＶであった。
（耐熱性試験）
　図６は、実施例１および比較例３の有機薄膜太陽電池モジュールの耐熱試験結果を示すグラフである。耐熱試験は恒温槽を用いて作製した有機薄膜太陽電池モジュールを開回路状態で８５℃の暗所放置を行った。
　図６に示すように、保護層を設けた後、スクライブ加工した実施例１の有機薄膜太陽電池モジュールでは、保護層を設けずにスクライブ加工した比較例３の有機薄膜太陽電池モジュールに比べ、耐熱試験での性能低下が小さいことが確認された。
　本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうるものである。
１０　有機薄膜太陽電池モジュール、２０　透明基板、３０　単位素子、４０　第１の電極、５０　光電変換層、６０　保護層、７０　第２の電極、８０　電子輸送層、９０　伝導帯下端エネルギー調整層、１００　電子取出層、１２０　バッファー層、１３０　正孔輸送層、　２００　有機薄膜太陽電池モジュール、３１０　カバーガラス、３２０　封止剤
　本発明は、複数個の太陽電池セル（単位セル）を平面的に接続した集積構造を有する有機薄膜太陽電池モジュールに利用可能である。

Claims (2)

  1. 　透明基板上に複数個の単位素子が平面的に配列され、前記単位素子が、前記透明基板の側から順に、少なくとも、第１の電極、光電変換層、保護層および第２の電極とを備え、前記複数個の単位素子のうち少なくとも２個の単位素子が直列に接続された有機薄膜太陽電池モジュールであって、
    　互いに直列接続された一方の単位素子に、光電変換層および保護層を貫通する溝部分が形成されており、
    　互いに直列接続された他方の単位素子の第１の電極が前記溝部分の底部にまで延在し、
    　前記一方の単位素子の第２の電極が前記溝部分を通じて前記他方の単位素子の第１の電極と電気的に接続していることを特徴とする有機薄膜太陽電池モジュール。
  2. 　透明基板上に複数個の単位素子が平面的に配列され、前記単位素子が、前記透明基板の側から順に、少なくとも第１の電極、光電変換層、保護層および第２の電極とを備え、前記複数個の単位素子のうち少なくとも２個の単位素子が直列に接続された有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法であって、
    　パターニングされた前記第１の電極の上に少なくとも前記光電変換層と前記保護層を設ける工程と、
    　任意の単位素子の前記光電変換層および前記保護層をレーザーによりスクライブすることで前記光電変換層および前記保護層を貫通し、当該単位素子と直列接続される他の単位素子の第２の電極が底部に延在する溝部分を形成する工程と、
    　当該単位素子の前記保護層の上および前記溝部分に、第２の電極を形成し、当該単位素子の第２の電極を前記溝部分を通じて他の単位素子の第１の電極と電気的に接続させる工程と、
    　を備えることを特徴とする有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
PCT/JP2013/002175 2012-03-30 2013-03-29 有機薄膜太陽電池モジュールおよびその製造方法 WO2013145775A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012081920A JP2013211473A (ja) 2012-03-30 2012-03-30 有機薄膜太陽電池モジュールおよびその製造方法
JP2012-081920 2012-03-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013145775A1 true WO2013145775A1 (ja) 2013-10-03

Family

ID=49259068

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2013/002175 WO2013145775A1 (ja) 2012-03-30 2013-03-29 有機薄膜太陽電池モジュールおよびその製造方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2013211473A (ja)
WO (1) WO2013145775A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2983209A1 (en) * 2014-08-07 2016-02-10 Koninklijke Philips N.V. Organic electronics device, method and system for producing the same
CN114695667A (zh) * 2022-03-22 2022-07-01 电子科技大学 一种埋底界面处理制备高效柔性钙钛矿太阳电池的方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016063972A1 (ja) * 2014-10-24 2016-04-28 昭和電工株式会社 樹脂添加剤、それを用いた樹脂組成物及びその製造方法
JP2016111153A (ja) * 2014-12-04 2016-06-20 住友化学株式会社 太陽電池モジュール及びその製造方法
JP6030176B2 (ja) 2015-03-19 2016-11-24 株式会社東芝 光電変換素子とその製造方法
KR20170113193A (ko) * 2016-03-25 2017-10-12 코오롱인더스트리 주식회사 유기태양전지 및 이의 제조방법
JP2020053616A (ja) * 2018-09-28 2020-04-02 株式会社リコー 太陽電池モジュール

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005014083A (ja) * 2003-06-30 2005-01-20 Fuji Electric Holdings Co Ltd レーザ加工装置およびレーザ加工方法
JP2010287800A (ja) * 2009-06-12 2010-12-24 Tokki Corp 有機デバイスの製造装置並びに有機デバイスの製造方法
JP2011119695A (ja) * 2009-10-29 2011-06-16 Sumitomo Chemical Co Ltd 有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012004239A (ja) * 2010-06-15 2012-01-05 Fujifilm Corp 有機薄膜太陽電池

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005014083A (ja) * 2003-06-30 2005-01-20 Fuji Electric Holdings Co Ltd レーザ加工装置およびレーザ加工方法
JP2010287800A (ja) * 2009-06-12 2010-12-24 Tokki Corp 有機デバイスの製造装置並びに有機デバイスの製造方法
JP2011119695A (ja) * 2009-10-29 2011-06-16 Sumitomo Chemical Co Ltd 有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2983209A1 (en) * 2014-08-07 2016-02-10 Koninklijke Philips N.V. Organic electronics device, method and system for producing the same
CN114695667A (zh) * 2022-03-22 2022-07-01 电子科技大学 一种埋底界面处理制备高效柔性钙钛矿太阳电池的方法
CN114695667B (zh) * 2022-03-22 2023-04-07 电子科技大学 一种埋底界面处理制备高效柔性钙钛矿太阳电池的方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013211473A (ja) 2013-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2013069261A1 (ja) 光電変換素子およびその製造方法
JP5681608B2 (ja) 光電変換素子およびその製造方法
WO2013145775A1 (ja) 有機薄膜太陽電池モジュールおよびその製造方法
JP5319962B2 (ja) 有機薄膜光電変換素子およびその製造方法
JP2013058714A5 (ja)
US10665800B2 (en) Inverted solar cell and process for producing the same
JP5329849B2 (ja) 液晶性有機半導体材料および有機電子デバイス
KR101574379B1 (ko) 광전 변환 소자, 그 제조 방법, 광센서, 촬상 디바이스 및 그들의 구동 방법
JP4604128B2 (ja) 光電変換素子及び撮像素子
JP5205085B2 (ja) 有機光電変換材料および有機薄膜光電変換素子
JP5124620B2 (ja) 光電変換素子及びその製造方法並びに撮像素子
US20170243698A1 (en) Photoelectric conversion element
Nouri et al. Soluble tetratriphenylamine Zn phthalocyanine as hole transporting material for perovskite solar cells
JPWO2015125587A1 (ja) 光電変換素子及び太陽電池
JP2011176259A (ja) 光電変換素子及び撮像素子
JP2009212389A (ja) 透明有機薄膜トランジスタ
JP5207783B2 (ja) 軸配位子を有するフタロシアニン化合物からなるｎ型有機半導体材料
JP5381748B2 (ja) 有機光電変換素子、太陽電池及び光センサアレイ
JP2007288151A (ja) フタロシアニン化合物、並びにそれを用いた半導体及び電子素子
JP2011014895A (ja) 光電変換素子及びその製造方法並びに撮像素子
JP2009060053A (ja) 光電変換素子
JP2017212368A (ja) ホール輸送材料及び、光電変換素子並びに太陽電池
JP2017139376A (ja) 光電変換素子
JP2017098372A (ja) 光電変換素子及び太陽電池
JP2011139071A (ja) 光電変換素子及びその製造方法並びに撮像素子

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13769554

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13769554

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1