[发明专利]层状化合物—金属粒子复合体及其制备方法、以及使用了该复合体的悬浮液、薄膜及柔性太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及层状化合物金属粒子复合体及其制备方法、以及使用了该复合体的层状化合物金属粒子复合体悬浮液、层状化合物—金属粒子复合体薄膜及柔性太阳能电池。

背景技术

以往，尝试过将金属微粒与粘土系层间化合物的复合体用于传感器中。

例如，专利文献1中，公开了将在以绿土(スメク夕イト(smectite))为代表的流动性基质中使贵金属纳米粒子凝聚并使凝聚状态稳定化后的复合体作为在利用了SERS(表面增强拉曼散射)的拉曼分光法中所用的SERS基质而加以使用的技术。通过在流动性基质中使贵金属纳米粒子的凝聚状态稳定化，从而可以实现重现性良好的检测。

作为该种复合体的制备方法，已知有如下的技术，即，通过在将绿土等的板状微粒分散于水溶液或高极性溶剂中而得的分散液中生成贵金属粒子，从而得到贵金属微粒与板状微粒的复合溶胶(复合体)(参照专利文献2及3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006—184247号公报

专利文献2：日本特开平11—61209号公报

专利文献3：日本特开平10—182142号公报

发明内容

发明所要解决的问题

但是，作为粘土系层状化合物的代表例的蒙脱石群矿物(绿土等)具有通过以正八面体作为基本骨架的3层结构的重复而构成的层状结构，在层间作为交换性阳离子而具有碱金属离子。另外，蒙脱石群矿物由于其表面及层间大致上是亲水的，因此与以水或二甲基甲酰胺等极性溶剂为代表的高极性物质的亲和性优异，另一方面，与以甲苯或酮系溶剂等低极性溶剂为代表的低极性物质缺乏亲和性。

由此，专利文献2及3记载的方法中，即使可以得到与高极性物质具有亲和性的层状化合物—金属粒子复合体，也难以得到与低极性物质具有亲和性的层状化合物—金属粒子复合体。

由此，无法适用于如下的生产率优异的成膜方法中，即，将层状化合物—金属粒子复合体分散于挥发性优异的低极性的有机溶剂中而制成糊状，将其涂布在基材上而制备出所需的器件。特别是，在通过上述糊料的印刷或涂布而制备多层结构体的情况下，在操作效率、经济性的方面存在问题。

另外，利用专利文献2及3记载的方法而得到的层状化合物—金属粒子复合体由于不具有与低极性物质的亲和性，因此，在将该层状化合物—金属粒子复合体与有机物组合而制成器件时出现问题，其用途受到限定。

例如，在有机太阳能电池的松散异质层(バルクヘテロ層)中使层状化合物—金属粒子复合体分散而利用金属纳米粒子的等离子体学(プラズモニクス)上的功能来提高光电转换率，在此情况下，如果构成松散异质层的有机半导体与层状化合物—金属粒子复合体没有亲和性，则难以使金属纳米粒子靠近松散异质外延结，无法充分地获得光电转换效率的改善效果。由此，难以为了改善光电转换效率而将利用专利文献2及3的方法而得到的层状化合物—金属粒子复合体导入到有机太阳能电池的松散异质层中。

另外，基于相同的理由，难以将利用专利文献2及3的方法而得到的层状化合物—金属粒子复合体应用于使用离子液体等非水溶剂的双电层型电容器的电极材料中。

本发明是鉴于上述的情况而完成的，其目的在于，提供与低极性物质的亲和性优异的层状化合物—金属粒子复合体及其制备方法、以及使用了该复合体的涂布液、涂布膜及电子器件以及光电转换器件及其性能控制方法。

用于解决问题的方法

本发明人等最初应用了在水溶液或使用高极性溶剂的溶液的均一相中制备层状化合物—金属粒子复合体的专利文献2及3的方法，尝试了使通过有机离子的插入而变成亲油化的有机改性层状化合物与金属胶体在包含非水溶剂的均一相中进行复合。即，为了使亲水性的金属胶体与疏水性的有机改性层状化合物在均一相中接触而复合，而将极性较大且与水相溶的溶剂与金属胶体水溶液混合，向该混合液体中添加有机改性层状化合物。但是，与预想相反，发现尽管金属胶体与有机改性层状化合物在上述混合溶剂中共存，然而未发生复合，各自单独地维持稳定的状态。