[发明专利]光电转换元件及太阳能电池

说明书

本发明提供一种光电转换元件以及利用该光电转换元件的太阳能电池，所述光电转换元件具有在导电性支撑体上具有包含光吸收剂的感光层的第1电极，所述光电转换元件中，光吸收剂包含具有以下述式(1)及式(2)表示的有机阳离子、金属原子的阳离子及阴离子且具有钙钛矿型晶体结构的化合物：式(1)C(R¹)(R²)(R³)‑N(R^1a)₃⁺；式(2)R⁴‑NR^2a₃⁺，式中，R¹、R²、R³及R⁴表示可以互不相同的特定的取代基。R^1a及R^2a表示氢原子或特定的取代基。

技术领域

本发明涉及一种光电转换元件及太阳能电池。

背景技术

光电转换元件用于各种光传感器、复印机、太阳能电池等。太阳能电池作为利用非耗竭性太阳能的电池，其实用化得到了发展。其中，积极地研究开发作为敏化剂使用有机染料或Ru联吡啶络合物等的染料敏化太阳能电池，光电转换效率达到11％左右。

另一方面，近年来，报告有将金属卤化物用作具有钙钛矿型晶体结构的化合物的太阳能电池能够实现比较高的光电转换效率的研究成果，受到了关注。例如，非专利文献1中，记载有将以CH₃NH₃PbI₂Cl表示的金属卤化物用作光吸收剂的太阳能电池。

并且，非专利文献2中，记载有利用以(PEA)₂(MA)₂[Pb₃I₁₀]表示的层状钙钛矿(layered perovskite)的太阳能电池。其中，PEA表示C₆H₅(CH₂)₂NH₃⁺，MA表示CH₃NH₃⁺。

而且，非专利文献3中，记载有具有TiO₂层、ZrO₂层及由(5-AVA)_x(MA)_1-xPbI₃构成的层的3层结构的钙钛矿太阳能电池。其中，5-AVA表示5-氨基戊酸阳离子，MA表示甲基铵阳离子。

以往技术文献

非专利文献

非专利文献1：Science,2012年,vol.338，p.643-647

非专利文献2：Angew.Chem.Int.Ed.2014,53,p.11232-11235

非专利文献3：Science,2014年,vol.345,p.295

发明内容

发明要解决的技术课题

如上述，在试验中，利用具有钙钛矿型晶体结构的化合物(以下，还称作“钙钛矿化合物”)的光电转换元件在光电转换效率的提高方面获得了一定的成果。

但是，钙钛矿化合物存在在高湿环境下易受损的问题。即，感光层中利用钙钛矿化合物的光电转换元件以及太阳能电池尤其在高湿环境下，通常光电转换效率经时而大幅下降。认为其原因之一在于，在高湿环境下，钙钛矿化合物的晶体结构受损而感光层的表面状态发生变化，与相邻层的粘附性下降。

本发明的课题在于提供一种光电转换元件，其具有包含钙钛矿化合物的感光层，且在高湿度环境下使用时，感光层的晶体结构也不易受损，能够有效地抑制光电转换效率经时下降。并且，本发明的课题在于提供一种利用上述光电转换元件的太阳能电池。