[发明专利]光电元件、光电元件的制造方法及光敏剂有效
申请号: | 201180051377.4 | 申请日: | 2011-11-01 |
公开(公告)号: | CN103181023A | 公开(公告)日: | 2013-06-26 |
发明(设计)人: | 铃鹿理生;关口隆史;山木健之;西出宏之;小柳津研一;加藤文昭;佐野直树 | 申请(专利权)人: | 松下电器产业株式会社;学校法人早稻田大学 |
主分类号: | H01M14/00 | 分类号: | H01M14/00;H01L31/04 |
代理公司: | 中科专利商标代理有限责任公司 11021 | 代理人: | 汪惠民 |
地址: | 日本*** | 国省代码: | 日本;JP |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 光电 元件 制造 方法 光敏剂 | ||
技术领域
本发明涉及将光转换为电能的光电元件、此光电元件的制造方法及用于制造此光电元件的光敏剂。
背景技术
近年来,在将光转换为电能的发电元件等光电元件中,传输电子用的电子传输层的重要性正在提高。此电子传输层必须有高电子传输特性。此外,重要的是,此电子传输层中,发生电荷分离的界面(以下,称之为反应界面)也需要充分变大。
以往,这样的电子传输层由金属、有机半导体、无机半导体、导电性高分子、导电性碳等形成。
例如,提出了由富勒烯、苝衍生物、聚苯撑乙烯衍生物、并五苯等的以电子为载体的有机物形成的电子传输层。由此,电子传输层的电子传输能力提高,光电元件的光电转换效率不断提高(关于富勒烯参照非专利文献1、关于苝衍生物参照非专利文献2、关于聚苯撑乙烯衍生物参照非专利文献3、关于并五苯参照非专利文献4。)。
此外,关于分子单元(molecular device-type)型太阳能电池,报道了电子供体分子(供体)和电子受体分子(受体)化学键合而成的结构体在基板上形成薄膜(参照非专利文献5)。
所述各非专利文献中报告的电子传输层仍未兼具电子传输性能的提高和反应界面充分变大。
例如,具备由富勒烯等形成的有机系电子传输层的光电元件在电荷分离后易产生电荷的复合,因此转换效率不充分。因具备由氧化钛等形成的无机系电子传输层的光电元件未形成足够大的反应界面以及影响开路电压的电子传导电位由电子传输层的构成元素唯一确定,故转换效率不充分。
进一步,因构成有机系电子传输层的富勒烯等的分子量小,故其作为材料的稳定性低,而且对溶剂的溶解性变得较高。因此由富勒烯等形成电子传输层时,设备设计的自由度变低。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1:P.Peumans,Appl.Phys.Lett.,79号,2001年,126页
非专利文献2:C.W.Tang,Appl.Phys.Lett.,48号,1986年,183页
非专利文献3:S.EShaheen,Appl.Phys.Lett.,78号,2001年,841页
非专利文献4:J.H.Schon,Nature(London),403号,2000年,408页
非专利文献5:化学工业2001年7月号,41页,“分子太阳能电池之展望”今堀博、福住俊一著
发明内容
发明要解决的问题
本发明鉴于所述事实而完成,其目的在于提供一种具有高光电转换效率的光电转换元件、此光电元件的制造方法及用于制造此光电元件的光敏剂,所述高光电转换效率是因电子传输层发挥优异的电子传输特性的同时基于该电子传输层的反应界面充分变大。解决问题的手段
涉及本发明的光电元件具备第一电极、负载光敏剂的电子传输层、空穴传输层和第二电极的同时,这些要素按所述顺序层叠,其中,
所述电子传输层由有机化合物形成,所述有机化合物由在1个分子内具有2个以上的具有下述结构式(1)所表示的结构的部位的前体通过电解聚合生成,
具备包括所述有机化合物和浸透在此有机化合物中的电解质溶液的凝胶层。
[化1]
(结构式(1)中的M为氰基、氟基、氯基或溴基,A-为抗衡阴离子。)
涉及本发明的光电元件中,所述前体在1个分子内具有2个所述结构式(1)所表示的结构的部位,所述有机化合物可以为直链状聚合物。
涉及本发明的光电元件中,所述有机化合物可以含有下述结构式(2)所表示的化合物和下述结构式(3)所表示的化合物之中的至少一种。
[化2]
[化3]
涉及本发明的光电元件中,所述前体在1个分子内具有3个以上具有所述结构式(1)所表示的结构的部位,所述有机化合物可以具有交联结构。
本发明中,所述有机化合物可以含有下述结构式(4)所表示的化合物。
[化4]
涉及本发明的光电元件中,所述前体中的抗衡阴离子可以是从溴离子、氯离子、高氯酸根离子、六氟磷酸根离子及四氟硼酸根离子选出的阴离子。
涉及本发明的光电元件中,所述有机化合物和所述光敏剂可以进行化学键合。
涉及本发明的光电元件的制造方法是所述光电元件的制造方法,
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