[发明专利]光电转换元件、光电转换元件的制造方法及太阳能电池

说明书

本发明的目的在于提供一种光电转换效率高的光电转换元件、该光电转换元件的制造方法以及使用了该光电转换元件的太阳能电池。本发明的光电转换元件含有通式AMX(其中，A为有机碱化合物和/或碱金属，M为铅或锡原子，X为卤素原子。)所示的钙钛矿化合物，在进行TOF‑SIMS测定时，硝酸根离子与卤素离子的强度比(NO₃/X)为0.0010以上且小于0.2000。

技术领域

本发明涉及光电转换效率高的光电转换元件、该光电转换元件的制造方法以及使用了该光电转换元件的太阳能电池。

背景技术

一直以来，开发了具备在对置的电极间配置有N型半导体层和P型半导体层的层叠体(光电转换元件)的太阳能电池。在这样的太阳能电池中，通过光激发而生成光载流子(电子-空穴对)，电子在N型半导体中移动，空穴在P型半导体中移动，由此产生电场。

目前，经实用化的太阳能电池大多是使用硅等无机半导体制造的无机太阳能电池。然而，无机太阳能电池不仅制造成本高，而且难以大型化，利用范围受限，因此使用有机半导体代替无机半导体而制造的有机太阳能电池(例如专利文献1、2)、将有机半导体与无机半导体组合而成的有机无机太阳能电池备受关注。

在有机太阳能电池、有机无机太阳能电池中，大部分情况下使用富勒烯。已知富勒烯主要作为N型半导体发挥作用。例如，专利文献1中记载了使用成为P型半导体的有机化合物和富勒烯类所形成的半导体异质结膜。然而，已知在使用富勒烯制造的有机太阳能电池、有机无机太阳能电池中，其劣化的原因是富勒烯(例如，参照非专利文献1)，寻求代替富勒烯的材料。

因此，近年来，发现了被称为有机无机混合半导体的、中心金属使用铅、锡等的具有钙钛矿结构的光电转换材料，显示出具有高光电转换效率(例如，非专利文献2)。然而，在近年来的太阳能电池的领域中，光电转换效率的竞争激烈化，寻求具有更高的光电转换效率的太阳能电池。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-344794号公报

专利文献2：日本专利第4120362号公报

非专利文献

非专利文献1：Reese et al.，Adv.Funct.Mater.，20，3476-3483(2010)

非专利文献2：M.M.Lee et al.，Science，338，643-647(2012)

发明内容

发明要解决的课题

本发明的目的在于提供一种光电转换效率高的光电转换元件、该光电转换元件的制造方法以及使用了该光电转换元件的太阳能电池。

用于解决课题的手段

本发明为一种光电转换元件，其含有通式AMX(其中，A为有机碱化合物和/或碱金属，M为铅或锡原子，X为卤素原子。)所示的钙钛矿化合物，在进行TOF-SIMS测定时，硝酸根离子与卤素离子的强度比(NO₃/X)为0.0010以上且小于0.2000。

以下，详述本发明。

本发明人等进行了深入研究，结果发现，通过在有机无机钙钛矿化合物中加入硝酸根离子，从而光电转换效率提高，从而完成了本发明。

本发明的光电转换元件含有通式AMX(其中，A为有机碱化合物和/或碱金属，M为铅或锡原子，X为卤素原子。)所示的钙钛矿化合物。

作为光电转换元件，包含上述钙钛矿化合物的太阳能电池也被称为有机无机混合型太阳能电池。

通过使用上述钙钛矿化合物作为光电转换元件的材料，能够提高光电转换效率。