太阳能电池模块的制作方法

本公开内容涉及太阳能电池模块。

背景技术：

近年来，太阳能电池作为化石燃料的替代能源以及应对全球变暖的措施变得越来越重要。此外，近年来，能够用低光照度的光有效地发电和用于室内的太阳能电池受到广泛关注。具体地，期望后者的太阳能电池作为不需要电池更换或电源接线的自维持电源而在广泛应用中使用。

作为室内使用的光电转换元件，已知非晶硅太阳能电池和染料敏化太阳能电池。其中，染料敏化太阳能电池在降低成本方面是有利的，因为可以使用本领域已知的印刷方法来生产染料敏化太阳能电池。一般地，因为电解质液体被封装在其中，所以染料敏化太阳能电池存在电解质液体蒸发或泄漏的问题。然而，近年来，已经开发了使用p型半导体材料的固体染料敏化太阳能电池并引起了关注。

为了提高固体染料敏化太阳能电池模块的耐久性，重要的是保护吸附在氧化钛表面上的光敏化合物不受密封空间中存在的水分和氧气或由密封树脂产生的废气的影响。例如，ptl1因此公开了通过将吸收紫外线的材料或保护膜设置在密封空间内来提高太阳能电池模块的耐久性的太阳能电池模块。

引文列表

专利文献

ptl1：日本未经审查的专利申请公开号2014-143333

技术实现要素：

技术问题

本发明内容的目的在于提供太阳能电池模块，该太阳能电池模块能够防止在暴露于高光照度的光之前和之后在低光照度的光下的输出降低。

解决问题的技术方案

根据本公开内容的一个方面，太阳能电池模块包括多个光电转换元件。每个光电转换元件包括第一基板、第一电极、空穴阻挡层、电子传输层、空穴传输层、第二电极、第二基板和密封构件。在第一基板上形成第一电极、空穴阻挡层、电子传输层、空穴传输层、第二电极和第二基板，并且密封构件设置在第一基板和第二基板之间。在彼此相邻的至少两个光电转换元件中，空穴阻挡层不延伸至彼此，但空穴传输层处于连续层的状态，其中空穴传输层延伸至彼此。

发明的有利效果

本公开内容可以提供太阳能电池模块，其可以防止在暴露于高光照度的光之前和之后在低光照度的光下的输出降低。

附图说明

图1是图解本公开内容的光电转换元件的一个实例的示意图。

图2是图解本公开内容的光电转换元件的另一实例的示意图。

图3是图解本公开内容的光电转换元件的另一实例的示意图。

图4是图解本公开内容的光电转换元件的另一实例的示意图。

图5是图解本公开内容的太阳能电池模块的一个实例的示意图。

图6是图解本公开内容的太阳能电池模块的一个实例的示意图。

图7是图解本公开内容的太阳能电池模块的一个实例的示意图。

具体实施方式

(太阳能电池模块)

本公开内容的太阳能电池模块包括多个光电转换元件。每个光电转换元件包括第一基板、第一电极、空穴阻挡层、电子传输层、空穴传输层、第二电极、第二基板和密封构件。在第一基板上形成第一电极、空穴阻挡层、电子传输层、空穴传输层、第二电极和第二基板，并且密封构件设置在第一基板和第二基板之间。在彼此相邻的至少两个光电转换元件中，空穴阻挡层不延伸至彼此，但是空穴传输层处于连续层的状态，其中空穴传输层彼此延伸。

本公开内容的太阳能电池模块是基于与以下问题相关的见解而完成的：现有技术中已知的太阳能电池模块的输出随着低光照度的光(例如在太阳能电池暴露于高光照度的光(例如阳光)之后的室内光)而明显降低。具体而言，见解如下所述。由于本领域已知的太阳能电池模块具有连接在一起的空穴阻挡层而导致高光照度的光的电流泄漏，因此在将太阳能电池模块用作传感器等的自我维持电源的情况下，如果哪怕只有一次将太阳能电池模块暴露于高光照度的光，则难以以低光照度的光获得高的输出。此外，在以激光图案化第一电极后形成空穴阻挡层的膜的情况下，图案化形成的间隙不能被空穴阻挡层充分覆盖。因此，光敏化合物容易被高光照度的光破坏。因此，难以以低光照度的光获得高的输出。

在本公开内容的太阳能电池模块中的至少两个相邻的光电转换元件内，空穴阻挡层没有连接在一起，但空穴传输层连接在一起。因此，本公开内容的太阳能电池模块几乎不引起由于高光照度的光而导致的电流泄漏，并且光敏化合物不容易被损坏，因此，可以抑制在暴露于高光照度的光之前和之后低光照度的光下的输出降低。因此，本公开内容的太阳能电池模块即使在暴露于阳光后，也可以利用室内使用的照明装置(例如，发光二极管(led)和荧光灯)发出的光而具有高功率输出。

本公开内容的太阳能电池模块包括多个光电转换元件，其中空穴阻挡层不延伸至彼此，但是彼此相邻的至少两个光电转换元件中的空穴传输层处于连续层的状态，其中空穴传输层彼此延伸。

接下来，将描述光电转换元件。

<光电转换元件>

光电转换元件是能够将光能转换为电能的元件，并且已经应用于太阳能电池或光电二极管。

光电转换元件包括第一基板、第一电极、空穴阻挡层、电子传输层、空穴传输层、第二电极、第二基板和密封构件。

《第一基板》

对第一基板的形状、结构和尺寸没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。

第一基板的材料没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择，只要该材料是具有半透明性和绝缘的材料。材料的实例包括例如玻璃、塑料膜和陶瓷的基板。在上面列举的实例中，在如下所述的形成电子传输层同时包括烧成(firing)步骤的情况下，优选具有对烧成温度具有耐热性的基板。此外，第一基板优选是具有挠性的基板。

《第一电极》

第一电极的形状和尺寸没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。

第一电极的结构没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。第一电极的结构可以是单层结构或其中层压多种材料的结构。

第一电极的材料没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择，只要该材料是对可见光具有透明性和导电性的材料。材料的实例包括透明导电金属氧化物、碳和金属。

透明导电金属氧化物的实例包括氧化铟锡(在下文中称为“ito”)、掺氟氧化锡(在下文中称为“fto”)、掺锑氧化锡(在下文中称为“ato”)、掺铌氧化锡(在下文中称为“nto”)、掺铝氧化锌、氧化铟锌和氧化铌钛。

碳的实例包括炭黑、碳纳米管、石墨烯和富勒烯。

金属的实例包括金、银、铝、镍、铟、钽和钛。

上面列出的实例可以单独使用或组合使用。在上面列出的实例中，优选具有高透明性的透明导电金属氧化物，并且更优选ito、fto、ato和nto。

第一电极的平均厚度没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。第一电极的平均厚度优选为5nm或以上但100微米或以下，更优选为50nm或以上但10微米或以下。在第一电极的材料是碳或金属的情况下，第一电极的平均厚度优选为具有容易获得半透明性的平均厚度。

第一电极可以通过本领域已知的方法形成，例如溅射、气相沉积和喷涂。

此外，优选在第一基板上形成第一电极。可以使用预先在第一基板上形成并与第一基板集成的第一电极的商业产品。

集成商业产品的实例包括fto镀膜玻璃、ito镀膜玻璃、氧化锌/铝镀膜玻璃、fto镀膜透明塑料膜和ito镀膜透明塑料膜。集成商业产品的另一个实例包括：带有透明电极的玻璃基板，其中氧化锡或氧化铟掺杂有不同原子值的阳离子或阴离子；和带有金属电极的玻璃基板，该金属电极具有透光结构，例如网或条纹的形式。

上面列出的实例可以单独使用、或者可以混合使用、也可以层叠使用。另外，为了降低电阻值，可以使用金属导线。

金属导线的材料的实例包括铝、铜、银、金、铂和镍。

例如，将金属导线组合使用，并通过气相沉积、溅射或压力结合在基板上形成，然后在金属导线上设置ito或fto层。

《空穴阻挡层》

空穴阻挡层在第一电极和电子传输层之间形成。空穴阻挡层被配置为将由光敏化合物产生并被传输至电子传输层的电子传输至第一电极，并防止与空穴传输层接触。空穴阻挡层的存在可以抑制空穴流进入第一电极，并防止由电子和空穴的复合引起的低输出。与流体型光电转换元件相比，由于设置有空穴传输层的固体光电转换元件在空穴传输材料中的空穴与电极表面上的电子之间具有较高的复合速度，因此通过形成空穴阻挡层可获得的效果很明显。

空穴阻挡层的材料没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择，只要空穴阻挡层的材料是对可见光透明并且具有电子传输性质的材料。空穴阻挡层的材料的实例包括单一半导体(例如，硅和锗)、化合物半导体(例如，金属的硫属元素化物)和具有钙钛矿结构的化合物。

金属的硫属元素化物的实例包括：钛、锡、锌、铁、钨、锆、铪、锶、铟、铈、钇、镧、钒、铌和钽的氧化物；镉、锌、铅、银、锑和铋的硫化物；镉和铅的硒化物；和镉的碲化物。化合物半导体的其他实例包括：锌、镓、铟和镉的磷化物；砷化镓；硒化铜铟；和硫化铜铟。

具有钙钛矿结构的化合物的实例包括钛酸锶、钛酸钙、钛酸钠、钛酸钡和铌酸钾。

在上面列出的实例中，优选氧化物半导体，更优选氧化钛、氧化铌、氧化镁、氧化铝、氧化锌、氧化钨和氧化锡，并且更优选氧化钛。

上面列出的实例可以单独使用或组合使用。上面列出的材料可以作为单层或层压体使用。此外，对任何上面列出的半导体的晶体结构没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。其晶体结构可以是单晶、多晶或非晶。

空穴阻挡层的成膜方法没有具体限制，可以根据预期目的适当地选择。空穴阻挡层的成膜方法的实例包括湿膜成形的溶胶-凝胶法、四氯化钛的水解法以及干膜形成的溅射。在上面列出的实例中，溅射是优选的。当空穴阻挡层的成膜方法是溅射时，可以使膜密度足够高并且可以抑制电流损耗。

空穴阻挡层的膜厚度没有具体限制，可以根据预期目的适当地选择。空穴阻挡层的膜厚度优选为5nm或以上但1微米或以下。在通过湿式系统形成膜的情况下，膜厚度更优选为500nm或以上但700nm或以下。在通过干式系统形成膜的情况下，膜厚度更优选为5nm或以上但30nm或以下。

《电子传输层》

形成电子传输层是为了将由光敏化合物产生的电子传输到第一电极或空穴阻挡层。因此，电子传输层优选邻近第一电极或空穴阻挡层布置。

电子传输层的结构没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。在彼此相邻的至少两个光电转换元件内，电子传输层优选不延伸至彼此。当电子传输层不延伸至彼此时，电子扩散被抑制以减少电流泄漏。因此，考虑到耐光性的提高，这种结构是有利的。此外，电子传输层的结构可以是连续的单层，或者是层压多个层的多层。

电子传输层包括电子传输材料，并且根据需要可以进一步包括其他材料。

电子传输材料没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。电子传输材料优选是半导体材料。

优选地，半导体材料为颗粒形状，并且通过将颗粒结合在一起而形成多孔膜。光敏化合物化学或物理吸附在构成多孔电子传输层的半导体颗粒的表面上。

半导体材料没有具体限制，并且可以选自本领域已知的材料。半导体材料的实例包括单一半导体、化合物半导体和具有钙钛矿结构的化合物。

单一半导体的实例包括硅和锗。

化合物半导体的实例包括金属的硫属元素化物。其具体实例包括：钛、锡、锌、铁、钨、锆、铪、锶、铟、铈、钇、镧、钒、铌和钽的氧化物；镉、锌、铅、银、锑和铋的硫化物；镉和铅的硒化物；和镉的碲化物。化合物半导体的其他实例包括：锌、镓、铟和镉的磷化物；砷化镓；硒化铜铟；和硫化铜铟。

具有钙钛矿结构的化合物的实例包括钛酸锶、钛酸钙、钛酸钠、钛酸钡和铌酸钾。

在上面列出的实例中，优选氧化物半导体，并且特别更优选氧化钛、氧化锌、氧化锡和氧化铌。当电子传输层的电子传输材料是氧化钛时，导带高并且可以获得高的开路电压。此外，由于光限制效应，折射率高并且可以获得高的短路电流。此外，由于介电常数高并且迁移率高，使用氧化钛是有利的，因此可以获得高的填充系数。

上面列出的实例可以单独使用或组合使用。此外，对上面列出的任何半导体的晶体结构没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。其晶体结构可以是单晶、多晶或非晶。

半导体材料的一次颗粒的数均粒径没有具体限制，可以根据预期目的适当地选择。其数均粒径优选为1nm或以上但100nm或以下，更优选为5nm或以上但50nm或以下。此外，可以混合或层压具有比数均粒径大的粒径的半导体材料。由于散射入射光，这种半导体材料的使用可以提高转换效率。在这种情况下，数均粒径优选为50nm或以上但500nm或以下。

电子传输层的平均厚度没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。电子传输层的平均厚度优选为50nm或以上但100微米或以下，更优选为100nm或以上但50微米或以下，和甚至更优选为120nm或以上但10微米或以下。当电子传输层的平均厚度在优选范围内时，可以充分确保每单位投影面积的光敏化合物的量，可以保持高的光捕获率，注入的电子的扩散长度不容易增加，并且由于电荷复合造成的损失可以保持在低水平。因此，平均厚度在优选范围内的电子传输层是有利的。

电子传输层的制造方法没有具体限制，可以根据预期目的适当地选择。其生产方法的实例包括在真空中形成薄膜的方法，例如溅射；和湿式成膜法。在上面列出的实例中，考虑到生产成本，湿式成膜法是优选的，并且制备其中分散有半导体材料的粉末或溶胶的糊剂，并将糊剂施加到用作电子收集电极基板的第一电极上或空穴阻挡层上的方法是优选的。

湿式成膜法没有具体限制，可以根据预期目的适当地选择。湿式成膜法的实例包括浸涂、喷涂、线棒涂布、旋涂、辊涂、刮涂和凹版涂布。

作为湿式印刷法，例如，可以使用多种方法，例如凸版印刷、胶版印刷、凹版印刷(gravureprinting)、凹雕印刷(intaglioprinting)、橡胶板印刷、丝网印刷。

生产半导体材料的分散液的方法的实例包括其中使用本领域已知的研磨装置将半导体材料机械粉碎的方法。根据上述方法，将具体的半导体材料单独或半导体材料和树脂的混合物分散在水或溶剂中，从而产生半导体材料的分散液。

树脂的实例包括乙烯基化合物(例如、苯乙烯、乙酸乙烯酯、丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯)的聚合物或共聚物、硅树脂、苯氧基树脂、聚砜树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚乙烯醇缩甲醛树脂、聚酯树脂、纤维素酯树脂、纤维素醚树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂、环氧树脂、聚碳酸酯树脂、聚芳酯树脂、聚酰胺树脂和聚酰亚胺树脂。上面列出的实例可以单独使用或组合使用。

溶剂的实例包括水、醇溶剂、酮溶剂、酯溶剂、醚溶剂、酰胺溶剂、卤代烃溶剂和烃溶剂。

醇溶剂的实例包括甲醇、乙醇、异丙醇和α-萜品醇。

酮溶剂的实例包括丙酮、甲基乙基酮和甲基异丁基酮。

酯溶剂的实例包括甲酸乙酯、乙酸乙酯和乙酸正丁酯。

醚溶剂的实例包括二乙醚、二甲氧基乙烷、四氢呋喃、二氧戊环和二氧六环。

酰胺溶剂的实例包括n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺和n-甲基-2-吡咯烷酮。

卤代烃溶剂的实例包括二氯甲烷、氯仿、溴仿、碘甲烷、二氯乙烷、三氯乙烷、三氯乙烯、氯苯、邻二氯苯、氟苯、溴苯、碘苯和1-氯萘。

烃溶剂的实例包括正戊烷、正己烷、正辛烷、1,5-己二烯、环己烷、甲基环己烷、环己二烯、苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、乙苯和枯烯。

上面列出的实例可以单独使用或组合使用。

为了防止颗粒的再聚集，可以将酸、表面活性剂或螯合剂添加到包含半导体材料的分散液或通过溶胶-凝胶法获得的包含半导体材料的糊剂中。

酸的实例包括盐酸、硝酸和乙酸。

表面活性剂的实例包括聚氧乙烯辛基苯基醚。

螯合剂的实例包括乙酰丙酮、2-氨基乙醇和乙二胺。

此外，以提高成膜能力为目的，添加增稠剂也是有效的。

增稠剂的实例包括聚乙二醇、聚乙烯醇和乙基纤维素。

在施加半导体材料之后，可以对半导体材料进行烧成、微波或电子束照射或激光束照射，以使半导体材料的颗粒彼此电接触以提高膜强度或对基板的粘附性。上面列出的方法可以单独执行或组合执行。

在烧成由半导体材料形成的电子传输层的情况下，烧成温度没有具体限制并且可根据预期目的适当地选择。由于当温度过高时基板的电阻可能变得过高或材料可能熔化，因此烧成温度优选为30摄氏度或更高但700摄氏度或更低，和更优选为100摄氏度或更高但600摄氏度或更低。此外，烧成持续时间没有具体限制并且可以根据预期目的适当地选择。烧成持续时间优选为10分钟或更长但10小时或更短。

在用微波照射由半导体材料形成的电子传输层的情况下，照射持续时间没有具体限制并且可以根据预期目的适当地选择。照射持续时间优选为1小时或更短。在这种情况下，可以从形成电子传输层的一侧或从没有形成电子传输层的一侧进行照射。

在烧成由半导体材料形成的电子传输层之后，例如，为了增强从下述光敏化合物向半导体材料的电子注入效率，可以执行使用四氯化钛水溶液或与有机溶剂的混合溶液的化学镀或使用三氯化钛水溶液的电化学镀。

通过烧成具有几十纳米的粒径的半导体材料而获得的膜可以形成多孔结构。这种纳米多孔结构具有非常高的表面积，并且表面积可以由粗糙因子表示。粗糙因子是表示孔的内侧相对于施加到第一基板上的半导体颗粒的面积的实际面积的数值。因此，粗糙因子的值越大越优选。考虑到与电子传输层的平均厚度的关系，粗糙因子优选为20以上。

《光敏化合物》

为了进一步提高输出或光电转换效率，将光敏化合物吸附在构成电子传输层的半导体材料的表面上。

对光敏化合物没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择，只要该光敏化合物是被发射到光电转换元件的激发光光激发的化合物。光敏化合物的实例包括以下本领域已知的化合物。

其具体实例包括j.phys.chem.c,7224,vol.111(2007)中公开的金属络合物化合物、香豆素类化合物，chem.commun.,4887(2007)公开的多烯化合物，j.am.chem.soc.,12218,vol.126(2004)、chem.commun.,3036(2003)、和angew.chem.int.ed.,1923,vol.47(2008)中公开的吲哚啉化合物，j.am.chem.soc.,16701,vol.128(2006)，和j.am.chem.soc.,14256,vol.128(2006)中公开的噻吩化合物，j.phys.chem.,2342,vol.91(1987)、j.phys.chem.b,6272,vol.97(1993)、electroanal.chem.,31,vol.537(2002)、j.porphyrinsphthalocyanines,230,vol.3(1999)、angew.chem.int.ed.,373,vol.46(2007)、和langmuir,5436,vol.24(2008)中公开的花青染料、部花青染料、9-芳基呫吨化合物、三芳基甲烷化合物、酞菁化合物，以及卟啉化合物。

在上面列出的实例中，优选金属络合物化合物、香豆素化合物、多烯化合物，二氢吲哚化合物和噻吩化合物。可以从三菱制纸株式会社(mitsuibishipapermillslimited)购得以下结构式(1)、(2)和(3)表示的化合物，并且此外优选以下通式(3)表示的化合物。上面列出的光敏化合物可以单独使用或组合使用。

[化学结构1]

[化学结构2]

[化学结构3]

[化学结构4]

(在上式中，x1和x2各自是氧原子、硫原子和硒原子；r1是可以具有取代基的次甲基，其中取代基的具体实例包括芳基(例如苯基和萘基)和杂环(例如，噻吩基和呋喃基)；r2是可以具有取代基的烷基、芳基或杂环基，其中烷基的实例包括：甲基、乙基、2-丙基和2-乙基己基，和芳基和杂环基的实例包括上面列出的基团；r3是酸基团，例如羧酸、磺酸、膦酸、硼酸和酚类；并且z1和z2各自为用于形成环结构的取代基，其中z1的实例包括基于缩合烃的化合物(例如苯环和萘环)和杂环(例如噻吩环和呋喃环)，所有这些都可以具有取代基，其具体实例包括上面列出的烷基和烷氧基(例如甲氧基、乙氧基和2-异丙氧基)，和z2的实例包括以下(a-1)至(a-22)。)

[化学结构5]

通式(3)表示了光敏化合物的具体实例，包括下列(b-1)至(b-28)。但光敏化合物不限于下列实例。

[化学结构6]

作为使光敏化合物吸附在电子传输层的半导体材料的表面上的方法，可以使用将包括半导体材料的电子传输层浸入光敏化合物的溶液或分散液中的方法，或使用将光敏化合物的溶液或分散液施加到电子传输层上以吸附光敏化合物的方法。在将半导体材料形成的电子传输层浸入光敏化合物的溶液或分散液中的方法的情况下，可以使用浸没法、浸渍法、辊法或气刀法。在将光敏化合物的溶液或分散液施加至电子传输层以使光敏化合物吸附在电子传输层上的方法的情况下，可以使用线棒涂布、滑斗涂布(slidehoppercoating)、挤出涂布、幕涂、旋涂、或喷涂。此外，还可以使用二氧化碳等在超临界流体中将光敏化合物吸附在电子传输层上。

当光敏化合物吸附在半导体材料上时，可以组合使用缩合剂。

缩合剂可以是表现出使光敏化合物物理或化学结合到半导体材料表面的催化功能的试剂，或者是表现出有利地移动化学平衡的化学计量功能的试剂。此外，可以添加硫醇或羟基化合物作为缩合助剂。

其中溶解或分散光敏化合物的溶剂的实例包括水、醇溶剂、酮溶剂、酯溶剂、醚溶剂、酰胺溶剂、卤代烃溶剂和烃溶剂。

醇溶剂的实例包括甲醇、乙醇和异丙醇。

酮溶剂的实例包括丙酮、甲基乙基酮和甲基异丁基酮。

酯溶剂的实例包括甲酸乙酯、乙酸乙酯和乙酸正丁酯。

醚溶剂的实例包括二乙醚、二甲氧基乙烷、四氢呋喃、二氧戊环和二氧六环。

酰胺溶剂的实例包括n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺和n-甲基-2-吡咯烷酮。

卤代烃溶剂的实例包括二氯甲烷、氯仿、溴仿、碘甲烷、二氯乙烷、三氯乙烷、三氯乙烯、氯苯、邻二氯苯、氟苯、溴苯、碘苯和1-氯萘。

烃溶剂的实例包括正戊烷、正己烷、正辛烷、1、5-己二烯、环己烷、甲基环己烷、环己二烯、苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、乙苯和枯烯。

上面列出的实例可以单独使用或组合使用。

由于存在当防止化合物之间的聚集体时可以更有效地发挥作用的光敏化合物，根据所使用的光敏化合物的种类，可以组合使用聚集体解离剂。

聚集体解离剂没有具体限制，并且可以根据使用的染料适当地选择。聚集体离解剂优选为类固醇化合物(例如胆酸和鹅脱氧胆酸)、长链烷基羧酸或长链烷基膦酸。

相对于按质量计1份的光敏化合物，聚集体解离剂的量优选为按质量计0.01份或以上但按质量计500份或以下，更优选为按质量计0.1份或以上但按质量计100份或以下。

当光敏化合物单独或光敏化合物与聚集体解离剂的组合吸附在构成电子传输层的半导体材料的表面上时的温度优选为-50摄氏度或更高但200摄氏度或更低。吸附持续时间优选为5秒或更长但1,000小时或更短，更优选为10秒或更长但500小时或更短，和甚至进一步优选为1分钟或更长但150小时或更短。吸附过程优选在黑暗中进行。此外，吸附过程可以在静置或搅拌下进行。

搅拌的方法没有具体限制，可以根据预期目的适当地选择。该方法的实例包括使用搅拌器、球磨机、油漆调节器(paintconditioner)、砂磨机、磨碎机、分散机和超声分散机的方法。

《空穴传输层》

作为空穴传输层，可以使用本领域已知的任何材料，只要空穴传输层具有传输空穴的功能。材料的实例包括通过溶解氧化还原对获得的电解质溶液、其中通过将氧化还原对溶解在有机溶剂中而获得的液体浸渍聚合物基质的凝胶电解质、包括氧化还原对的熔融盐、固体电解质、无机空穴传输材料和有机空穴传输材料。在上面列出的实例中，可以使用电解质溶液或凝胶电解质，但是优选为固体电解质，并且更优选有机空穴传输材料。

空穴传输层包括由以下通式(1)或通式(2)表示的碱性化合物。

[化学结构7]

(在上式中，r1和r2各自独立地是烷基或芳族烃基团，其中r1和r2可以是相同的基团或不同的基团，或r1和r2可以结合在一起以形成包括氮原子的杂环基团。)

[化学结构8]

(在上式中，r1和r2各自独立地为烷基或芳族烃基团，其中r1和r2可以是相同的基团或不同的基团，或者r1和r2可以结合在一起以形成包括氮原子的杂环基团。)

空穴传输层优选包含通式(1)或通式(2)表示的碱性化合物。包含由通式(1)或通式(2)表示的碱性化合物的空穴传输层在提高光电转换元件的输出稳定性方面，特别是在减少低光照度光的输出特性的波动和稳定的发电方面是有利的。

以下将呈现由通式(1)或通式(2)表示的碱性化合物的具体实例性化合物，但用于本公开内容的碱性化合物不限于以下实例。

[化学结构9]

相对于按质量计100份空穴传输材料，空穴传输层中的通式(1)或通式(2)表示的碱性化合物的量优选为按质量计1份或以上但按质量计50份或以下，更优选为按质量计10份或以上但按质量计30份或以下。当碱性化合物的量在上述优选范围内时，即使在多种环境中长期使用后，也可以维持高的开路电压，可以获得高的输出，并且可以获得高的稳定性和耐久性。

空穴传输层包括空穴传输材料或p型半导体材料，以获得传输空穴的功能。作为空穴传输材料或p型半导体材料，可以使用本领域已知的任何有机空穴传输化合物。空穴传输材料或p型半导体材料的具体实例包括二唑化合物、三苯甲烷化合物、吡唑啉化合物、腙化合物、四芳基联苯胺化合物、二苯乙烯化合物和螺环化合物。

在上面列出的实例中，螺环化合物是更优选的。

作为螺环化合物，优选以下通式(4)表示的化合物。

[化学结构10]

(在上式中，r9至r12各自为取代的氨基，例如二甲基氨基，二苯基氨基和萘基-4-三甲基。)

螺环化合物的具体实例包括以下(d-1)至(d-22)，但螺环化合物不限于以下实例。

[化学结构11]

除了上面列出的螺环化合物具有高空穴迁移率外，两个联苯胺骨架也被螺旋键合形成电子云，其形状接近球形，并且分子之间的跳跃电导率极好。因此，螺环化合物显示出优异的光电转换性质。此外，由于螺环化合物的溶解度高，所以螺环化合物溶解在多种有机溶剂中。由于螺环化合物是非晶的(不具有晶体结构的不规则形状的化合物)，因此螺环化合物倾向于密集地填充在多孔电子传输层中。此外，由于螺环化合物不吸收450nm或以上的光，因此可以有效地进行光敏化合物的光吸收，因此，螺环化合物特别优选用于固体染料敏化太阳能电池。

除了空穴传输材料或碱性化合物之外，优选将氧化剂添加到空穴传输层中。氧化剂的添加可以改善电导率并增强输出性质的耐久性或稳定性。

氧化剂的实例包括六氯锑酸三(4-溴苯基)铵酯(tris(4-bromophenyl)ammoniumylhexachloroantimonate)、六氟锑酸银、四氟硼酸亚硝(nitrosonium)、硝酸银和金属络合物。在上面列出的实例中，金属络合物是更优选的。使用金属络合物作为氧化剂是有利的，因为金属络合物对有机溶剂具有高溶解度并且可以添加大量的氧化剂。

金属络合物由金属阳离子、配体和阴离子组成。

金属阳离子的实例包括铬、锰、铁、钴、镍、铜、钼、钌、铑、钯、银、钨、铼、锇、铱、金和铂的阳离子。在上面列出的实例中，钴、铁、镍和铜的阳离子是优选的，并且三价钴络合物是更优选的。配体优选是包括具有至少一个氮原子的5元和/或6元杂环的配体，其中配体可以包括取代基。配体的具体实例在下面列出，但是配体不限于以下实例。

[化学结构12]

阴离子实例包括氢根离子(h^-)、氟根离子(f^-)、氯根离子(cl^-)、溴根离子(br^-)、碘根离子(i^-)、氢氧根离子(oh^-)、氰根离子(cn^-)、硝酸根离子(no3^-)、亚硝酸根离子(no2^-)、次氯酸根离子(clo^-)、亚氯酸根离子(clo2^-)、氯酸根离子(clo3^-)、高氯酸根离子(clo4^-)、高锰酸根离子(mno4^-)、醋酸根离子(ch3coo^-)、碳酸氢根离子(hco3^-)、磷酸二氢根离子(h2po4^-)、硫酸氢根离子(hso4^-)、硫化氢根离子(hs^-)、硫氰酸根离子(scn^-)、四氟硼酸根离子(bf4^-)、六氟磷酸根离子(pf6^-)、四氰硼酸根离子(b(cn)4^-)、二氰胺根离子(n(cn)2^-)、对甲苯磺酸根离子(tso^-)、三氟甲基磺酸根离子(cf3so2^-)、双(三氟甲基磺酰)胺根离子(n(so2cf3)^2-)、四羟基合铝酸根离子([al(oh)4]^-或[al(oh)4(h2o)2]^-)、氰化银根(i)离子([ag(cn)2]^-)、四氢铬酸根(iii)离子([cr(oh)4]^-)、四氯金酸根(iii)离子([aucl4]^-)、氧根离子(o^2-)、硫根离子(s^2-)、过氧根离子(o2^2-)、硫酸根离子(so4^2-)、亚硫酸根离子(so3^2-)、硫代硫酸根(s2o3^2-)、碳酸根离子(co3^2-)、铬酸根离子(cro4^2-)、重铬酸根离子(cr2o7^2-)、磷酸单氢根离子(hpo4^2-)、四羟基合锌酸根(ii)离子([zn(oh)4]^2-)、四氰锌酸根(ii)离子([zn(cn)4]^2-)、四氯铜酸根(ii)离子([cucl4]^2-)、磷酸根离子(po4^3-)、六氰铁酸根(iii)离子([fe(cn)6]^3-)、双(硫代硫酸)银根(i)离子([ag(s2o3)2]^3-)、和六氰铁酸根(ii)离子([fe(cn)6]^4-)。在以上列出的实例中，四氟硼酸根离子、六氟磷酸根离子、四氰硼酸根离子、双(三氟甲基磺酰)胺根离子和高氯酸根离子是优选的。

在上述金属络合物中，特别优选由以下结构式(4)和(5)表示的三价钴络合物。使用三价钴络合物作为金属络合物是有利的，因为可以防止在暴露于高光照度的光之前和之后在低光照度的光下的输出降低。

[化学结构13].

[化学结构14]

[化学结构15]

上面列出的实例可以单独使用或组合使用。

相对于按质量计100份的空穴传输材料，氧化剂的含量优选为按质量计0.5份或以上但按质量计30份或以下，更优选为按质量计1份或以上但按质量计15份。不必通过添加氧化剂来氧化整个空穴传输材料，并且因此只要至少一部分空穴传输材料被氧化，其添加就有效。

此外，空穴传输层优选进一步包含碱金属盐。包含碱金属盐的空穴传输层可以提高输出，此外，空穴传输层可以提高耐光照射性或耐高温存储性。

碱金属盐的实例包括：锂盐，例如氯化锂、溴化锂、碘化锂、高氯酸锂、双(三氟甲磺酰基)二酰亚胺锂、二异丙基酰亚胺锂、乙酸锂、四氟硼酸锂、五氟磷酸锂和四氰硼酸锂；钠盐，例如氯化钠、溴化钠、碘化钠、高氯酸钠、双(三氟甲磺酰基)二酰亚胺钠、乙酸钠、四氟硼酸钠、五氟磷酸钠和四氰硼酸钠；和钾盐，例如氯化钾、溴化钾、碘化钾和高氯酸钾。在上面列出的实例中，双(三氟甲磺酰基)二酰亚胺锂和二异丙基酰亚胺锂是优选的。

相对于按质量计100份的空穴传输材料，碱金属盐的量优选为按质量计1份或以上但按质量计50份或以下，更优选为按质量计5份或以上但按质量计30份或以下。

空穴传输层可以具有由单一材料形成的单层结构，或者包括多种化合物的层压结构。在空穴传输层具有层压结构的情况下，优选将高分子材料用于设置在第二电极附近的空穴传输层的层。使用具有优异的成膜性的聚合物材料是有利的，因为可以使多孔电子传输层的表面更光滑并且可以改善光电转换性质。此外，由于高分子材料不易渗透到多孔电子传输层中，因此期望覆盖多孔电子传输层的表面，并且可以获得在设置电极时防止短路的效果。

用于空穴传输层的聚合物材料的实例包括本领域已知的空穴传输聚合物材料。

空穴传输聚合物材料的实例包括聚噻吩化合物、聚亚苯基亚乙烯基化合物、聚芴化合物、聚芴化合物、聚亚苯基化合物、聚芳胺化合物和聚噻二唑化合物。

聚噻吩化合物的实例包括聚(3-正己基噻吩)、聚(3-正辛氧基噻吩)、聚(9,9'-二辛基-芴-co共-联噻吩)、聚(3,3”'-十二烷基-四噻吩)、聚(3,6-二辛基噻吩并[3,2-b]噻吩)、聚(2,5-双(3-癸基噻吩-2-基)噻吩并[3,2-b]噻吩)、聚(3,4-二癸基噻吩-co-噻吩并[3,2-b]噻吩)、聚(3,6-二辛基噻吩并[3,2-b]噻吩-co-噻吩并[3,2-b]噻吩)、聚(3,6-二辛基噻吩并[3,2-b]噻吩-co-噻吩和聚(3,6-二辛基噻吩并[3,2-b]噻吩-co-联噻吩)。聚亚苯基亚乙烯基化合物的实例包括聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-亚苯基亚乙烯基]、聚[2-甲氧基-5-(3,7-二甲基辛氧基)-1,4-亚苯基亚乙烯基]、和聚[(2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-亚苯基亚乙烯基)-co-(4,4'-亚联苯基-亚乙烯基)]。

聚芴化合物的实例包括聚(9,9'-十二烷基芴基-2,7-二基)、聚[(9,9-二辛基-2,7-二亚乙烯基芴)-alt-co-(9,10-蒽)]、聚[(9,9-二辛基-2,7-二亚乙烯基芴)-alt-co-(4,4'-亚联苯基)]、聚[(9,9-二辛基-2,7-二亚乙烯基芴)-alt-co-(2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-亚苯基)]和聚[(9,9-二辛基-2,7-二基)-co-(1,4-(2,5-二己氧基)苯)]。

聚亚苯基化合物的实例包括聚[2,5-二辛氧基-1,4-亚苯基]和聚[2,5-二(2-乙基己基氧基-1,4-亚苯基)。

聚芳胺化合物的实例包括聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-alt-co-(n,n'-二苯基)-n,n'-二(对己基苯基)-1,4-二氨基苯]、聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-alt-co-(n,n'-双(4-辛氧基氧基苯基)联苯胺-n,n'-(1,4-二亚苯基)]、聚[(n,n'-双(4-辛氧基氧基苯基)联苯胺-n,n'-(1,4-二亚苯基)]、聚[(n,n'-双(4-(2-乙基己氧基)苯基)联苯胺-n,n'-(1,4-二亚苯基)]、聚[苯亚氨基-1,4-亚苯基亚乙烯基-2,5-二辛氧基-1,4-亚苯基亚乙烯基-1,4-亚苯基]、聚[对甲苯基亚氨基-1,4-亚苯基亚乙烯基-2,5-二(2-乙基己氧基)-1,4-亚苯基亚乙烯基-1,4-亚苯基]和聚[4-(2-乙基己氧基)苯亚氨基-1,4-亚联苯基]。

聚噻二唑化合物的实例包括聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-alt-co-(1,4-苯并(2,1',3)噻二唑]和聚(3,4-二癸基噻吩-co-(1,4-苯并(2,1',3)噻二唑)。

在上面列出的实例中，考虑到载流子迁移率和电离势，优选聚噻吩化合物和聚芳胺化合物。

空穴传输层的平均厚度没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。空穴传输层优选具有其中空穴传输层穿透多孔电子传输层的孔的结构。电子传输层上的空穴传输层的平均厚度优选为0.01微米或以上但20微米或以下，更优选为0.1微米或以上但10微米或以下，和甚至优选为0.2微米或以上但2微米或以下。

空穴传输层可以直接形成在吸附有光敏化合物的电子传输层上。空穴传输层的生产方法没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。其生产方法的实例包括在真空中形成薄膜的方法，例如气相沉积；和湿式成膜法。在上面列出的实例中，考虑到生产成本，具体优选湿式成膜法。优选将空穴传输层施加到电子传输层上的方法。

在湿式成膜法的情况下，涂布方法没有具体限制，可以根据本领域已知的任何方法进行。涂布方法的实例包括浸涂、喷涂、线棒涂布、旋涂、辊涂、刮涂和凹版涂布。作为湿式印刷法，可以使用多种方法，例如凸版印刷、胶版印刷、凹版印刷(gravureprinting)、凹版印刷(intaglioprinting)、橡胶板印刷、丝网印刷。

此外，可以在温度和压力低于临界点的超临界流体或亚临界流体中形成膜。对超临界流体没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择，只要超临界流体是在超过极限值(临界点)的温度和压力区域中以不可冷凝的高压流体形式存在的流体，其中气体和液体可以共存而不会被压缩而缩合，并且是处于等于或高于临界温度且等于或高于临界压力的状态下的流体。超临界流体优选为具有低临界温度的超临界流体。

超临界流体的实例包括一氧化碳、二氧化碳、氨、氮、水、醇溶剂、烃溶剂、卤素溶剂和醚溶剂。

醇溶剂的实例包括甲醇、乙醇和正丁醇。

烃溶剂的实例包括乙烷、丙烷、2,3-二甲基丁烷、苯和甲苯。卤素溶剂的实例包括二氯甲烷和氯三氟甲烷。

醚溶剂的实例包括二甲醚。

上面列出的实例可以单独使用或组合使用。

在上面列出的实例中，二氧化碳是优选的，因为二氧化碳具有7.3mpa的临界压力和31摄氏度的临界温度，并且因此容易形成二氧化碳的超临界状态并且二氧化碳不可燃(inflammable)并且易于处理。

对亚临界流体没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择，只要亚临界流体是在临界点附近的温度和压力区域中以高压流体存在的流体。列为超临界化合物的化合物也可以适合用作亚临界流体。

对超临界流体的临界温度和临界压力没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。临界温度优选为-273摄氏度或更高但300摄氏度或更低，和更优选为0摄氏度或更高但200摄氏度或更低。

此外，除了超临界流体或亚临界流体之外，可以组合使用有机溶剂或夹带剂。通过添加有机溶剂或夹带剂，可以容易地进行在超临界流体中的溶解性。

对有机溶剂没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。有机溶剂的实例包括酮溶剂、酯溶剂、醚溶剂、酰胺溶剂、卤代烃溶剂和烃溶剂。

酮溶剂的实例包括丙酮、甲基乙基酮和甲基异丁基酮。

酯溶剂的实例包括甲酸乙酯、乙酸乙酯和乙酸正丁酯。

醚溶剂的实例包括二异丙醚、二甲氧基乙烷、四氢呋喃、二氧戊环和二氧六环。

酰胺溶剂的实例包括n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺和n-甲基-2-吡咯烷酮。

卤代烃溶剂的实例包括二氯甲烷、氯仿、溴仿、碘甲烷、二氯乙烷、三氯乙烷、三氯乙烯、氯苯、邻二氯苯、氟苯、溴苯、碘苯和1-氯萘。

烃溶剂的实例包括正戊烷、正己烷、正辛烷、1,5-己二烯、环己烷、甲基环己烷、环己二烯、苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、乙苯和枯烯。

上面列出的实例可以单独使用或组合使用。

此外，在将空穴传输材料层压在吸附有光敏化合物的电子传输层上之后，可以进行压制。由于通过执行压制，空穴传输材料更紧密地附着到作为多孔电极的电子传输层，因此可以改善效率。

压制方法没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。其方法的实例包括使用板的模压成型，例如ir压粒机；以及使用辊的辊压。

压力优选10kgf/cm²或以上，更优选30kgf/cm²或以上。

压制的持续时间没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。持续时间优选为1小时或更短。此外，在压制时可以施加热。在压制时，可以在压制机和电极之间设置脱模剂。

脱模剂的实例包括氟树脂，例如聚四氟乙烯、聚氯三氟乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、全氟烷氧基氟碳树脂、聚偏氟乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、乙烯-三氟氯乙烯共聚物和聚氟乙烯。上面列出的实例可以单独使用或组合使用。

在执行压制之后但在布置第二电极之前，可以在空穴传输材料与第二电极之间布置金属氧化物。

金属氧化物的实例包括氧化钼、氧化钨、氧化钒和氧化镍。上面列出的实例可以单独使用或组合使用。在上面列出的实例中，优选氧化钼。

对在空穴传输层上布置金属氧化物的方法没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。方法的实例包括在真空中形成薄膜的方法，例如溅射和真空气相沉积；以及湿式成膜法。

作为湿式成膜法，优选制备分散有金属氧化物的粉末或溶胶的糊剂，并将糊剂施加在空穴传输层上的方法。在使用湿式成膜法的情况下，涂布方法没有具体限制，并且可以根据本领域已知的任何方法进行。涂布方法的实例包括浸涂、喷涂、线棒涂布、旋涂、辊涂、刮涂和凹版涂布。另外，作为湿式印刷法，可以使用多种方法，例如凸版印刷、胶版印刷、凹版印刷(gravureprinting)、凹版印刷(intaglioprinting)、橡胶板印刷、丝网印刷。

所施加的金属氧化物的平均厚度优选为0.1nm或以上但50nm或以下，更优选为1nm或以上但10nm或以下。

《第二电极》

第二电极可以在空穴传输层或在空穴传输层的金属氧化物上形成。此外，作为第二电极，可以使用与第一电极相同的电极。在可以充分确保第二电极的强度的情况下，不一定需要支撑体。

第二电极的材料的实例包括金属、碳化合物、导电金属氧化物和导电聚合物。

金属的实例包括铂、金、银、铜和铝。

碳化合物的实例包括石墨、富勒烯、碳纳米管和石墨烯。

导电金属氧化物的实例包括ito、fto和ato。

导电聚合物的实例包括聚噻吩和聚苯胺。

上面列出的实例可以单独使用或组合使用。

取决于所使用的第二电极的材料或所使用的空穴传输层，可以通过适当方法在空穴传输层上形成第二电极，例如涂布、层压、气相沉积、cvd和粘合的。

在光电转换元件内，第一电极和第二电极中的至少一个优选地是基本上透明的。优选的是，第一电极侧是透明的，并且入射光从第一电极侧进入光电转换元件。在这种情况下，优选在第二电极侧使用反射光的材料。作为反射光的材料，优选使用通过气相沉积在其上沉积金属或导电氧化物的玻璃或塑料，或者金属薄膜。此外，将防反射层设置在入射光进入的一侧也是有效的。

《第二基板》

第二基板没有具体限制，并且可以选自本领域已知的基板。第二基板的实例包括玻璃、塑料膜和陶瓷的基板。可以在第二基板与密封构件的接触区域处形成凹凸部，以增加第二基板与密封构件之间的粘附性。

凹凸部的形成方法没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。形成方法的实例包括喷砂、喷水、用砂纸抛光、化学蚀刻和激光加工。

作为增加第二基板与密封构件之间的粘附性的方法，例如，可以去除其表面上的有机物或可以提高其表面的亲水性。去除第二基板表面上的有机物的方法没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。方法的实例包括uv臭氧洗涤和氧等离子体处理。

《密封构件》

密封树脂的实例包括丙烯酸树脂和环氧树脂。

作为丙烯酸树脂的固化产物，可以使用本领域已知的任何材料，只要丙烯酸树脂的固化产物是通过固化在其分子中包含丙烯酰基的单体或低聚物而获得的产物。

作为环氧树脂的固化产物，可以使用本领域中已知的任何材料，只要环氧树脂的固化产物是通过固化在其分子中包含环氧基团的单体或低聚物而获得的产物。

环氧树脂的实例包括水分散性环氧树脂、非溶剂类环氧树脂、固体环氧树脂、热固化环氧树脂、混合有固化剂的环氧树脂和紫外线固化环氧树脂。在上面列出的实例中，优选热固化环氧树脂和紫外线固化环氧树脂，并且更优选紫外线固化环氧树脂。注意，即使对紫外线固化树脂也可以进行加热，并且甚至在利用紫外线照射使环氧树脂固化后，优选进行加热。

环氧树脂的实例包括双酚a类环氧树脂、双酚f类环氧树脂、线型酚醛环氧树脂、脂环族环氧树脂、长链脂族环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、缩水甘油醚类环氧树脂和缩水甘油酯类环氧树脂。上面列出的实例可以单独使用或组合使用。

根据需要，优选将固化剂或多种添加剂与环氧树脂混合。

固化剂分为胺类固化剂、酸酐类固化剂、多胺类固化剂和其他固化剂。根据预期目的适当地选择固化剂。

胺类固化剂的实例包括：脂肪族多胺，例如二亚乙基三胺和三亚乙基四胺；和芳族多胺，例如亚甲苯基二胺(methphenylenediamine)、二氨基二苯甲烷和二氨基二苯砜。

酸酐类固化剂的实例包括邻苯二甲酸酐、四或六氢邻苯二甲酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基萘酸酐、均苯四酸酐、het酸酐和十二碳烯基琥珀酸酐。

其他固化剂的实例包括咪唑和多硫醇。上面列出的实例可以单独使用或组合使用。

添加剂的实例包括填充剂、间隙剂、聚合引发剂、干燥剂(除湿剂)、固化促进剂、偶联剂、增韧剂、着色剂、阻燃助剂、抗氧化剂和有机溶剂。在上面列出的实例中，优选填充剂、间隙剂、固化促进剂、聚合引发剂和干燥剂(除湿剂)，并且更优选填充剂和聚合引发剂。

填充剂不仅有效抑制水分或氧气的进入，还可以起到减少固化或加热时的排气量、改善机械强度、控制热传递率或流动性的效果，并且填充剂对于在多种环境下保持稳定的输出非常有效。具体地，光电转换元件的输出性质或耐用性不仅简单地受到水分或氧气的影响，而且也不能忽略在固化或加热密封构件时产生的废气的影响。具体地，在加热时产生的废气极大地影响存储在高温环境中的光电转换元件的输出性质。

在这种情况下，可以通过在密封构件中添加填充剂、间隙剂或干燥剂来抑制水分或氧气的进入，并因此可以减少使用的密封构件的量，从而获得减少废气的效果。使用此类添加剂不仅在固化时有效，而且在光电转换元件存储在高温环境中时也有效。

填充剂没有具体限制，并且可以使用本领域中已知的任何填充剂作为填充剂。例如，优选使用无机填充剂，例如结晶或不规则的二氧化硅、滑石、氧化铝、硝酸铝、硅酸钙和碳酸钙。上面列出的实例可以单独使用或组合使用。填充剂的平均一次粒径优选为0.1微米或以上但10微米或以下，更优选为1微米或以上但5微米或以下。当平均一次粒径在上述优选范围内时，可以充分获得抑制水分或氧气进入的效果，获得适当的粘度，改善与基板的粘附性或消泡性，并且对于控制密封部分的宽度或可加工性是有效的。

相对于按质量计100份的整个密封构件，填充剂的量优选为按质量计10份或以上但90份或以下，更优选为按质量计20份或以上但按质量计70份或以下。当填充剂的量在上述范围内时，可以充分获得抑制水分或氧气进入的效果，获得适当的粘度，并且可以获得优异的粘附性和可加工性。

间隙剂也称为间隙控制剂或间隔剂，并且被配置为控制密封部的间隙。例如，当将密封构件施加到第一电极的第一基板上并且将第二基板放置在其上进行密封时，由于间隙剂与环氧树脂混合，密封部的间隙与间隙剂的尺寸匹配，并因此可以容易地控制密封部的间隙。

作为间隙剂，可以使用本领域已知的任何材料，只要间隙剂是具有均一的粒径并且具有高耐溶剂性和耐热性的颗粒状材料。间隙剂优选为对环氧树脂具有高亲和性且呈球形的颗粒形状的材料。间隙剂的具体实例包括玻璃珠、二氧化硅颗粒和有机树脂颗粒。上面列出的实例可以单独使用或组合使用。

可以根据要设定的密封部的间隙来选择间隙剂的粒径。其粒径优选为1微米或以上但100微米或以下，并且更优选为5微米或以上但50微米后以下。

聚合引发剂是为了使用热或光引发聚合而添加的材料。

热聚合引发剂是在加热时产生例如自由基和阳离子的活性物质的化合物。作为热聚合引发剂，具体而言，使用例如2,2'-偶氮二异丁腈(aibn)的偶氮化合物或例如过氧化苯甲酰(bpo)的过氧化物。作为热阳离子聚合引发剂，使用苯磺酸酯或烷基锍盐。作为光聚合引发剂，优选将光阳离子聚合引发剂用于环氧树脂。当将光阳离子聚合引发剂与环氧树脂混合并进行光照射时，光阳离子聚合引发剂分解以产生强酸，并且该酸诱导环氧树脂聚合以进行固化反应。光阳离子聚合引发剂具有如下效果：固化期间的体积收缩小，不发生氧抑制并且储存稳定性高。

光阳离子聚合引发剂的实例包括芳族重氮盐、芳族碘盐、芳族锍盐、茂金属化合物和硅烷醇-铝络合物。

此外，还可以使用具有在光照射时产生酸的功能的光致酸产生剂(photoacidgenerator)。光致酸产生剂用作引发阳离子聚合的酸。光致酸产生剂的实例包括盐，例如，由阳离子部分、阴离子部分和离子部分构成的锍盐类光致酸产生剂，和由阳离子部分和阴离子性部分构成的离子碘盐。上面列出的实例可以单独使用或组合使用。

聚合引发剂的添加量可以根据使用的材料而变化。相对于按质量计100份的整个密封构件，聚合引发剂的量优选为按质量计0.5份或以上但按质量计10份，更优选为按质量计1份或以上但按质量计5份或以下。以上述范围的量添加的聚合引发剂是有效的，因为可以适当地进行固化，可以减少未固化的残留量，并且可以防止过度的脱气。

干燥剂也称为除湿剂，是具有物理或化学吸附或吸收水分的功能的材料。通过将干燥剂添加到密封构件中，存在耐湿性进一步提高或脱气的影响可能减小的情况。因此，干燥剂的使用是有效的。

干燥剂优选是颗粒材料。干燥剂的实例包括无机吸水材料，例如氧化钙、氧化钡、氧化镁、硫酸镁、硫酸钠、氯化钙、硅胶、分子筛和沸石。在上面列出的实例中，沸石是优选的，因为沸石具有大量的吸湿性。上面列出的实例可以单独使用或组合使用。

固化促进剂也称为固化催化剂，并且用于加速固化速度的目的。固化促进剂主要用于热固化的环氧树脂。

固化促进剂的实例包括：叔胺或叔胺盐，例如1,8-二氮杂二环(5,4,0)-十一碳-7-烯(dbu)和1,5-双环(4,3,0)-壬-5-烯(dbn)；咪唑类固化促进剂，例如1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑和2-乙基-4-甲基咪唑；和phofine或盐，例如三苯基膦和四苯基硼四苯基上面列出的实例可以单独使用或组合使用。

偶联剂具有增加分子结合力的作用。偶联剂的实例包括硅烷偶联剂。偶联剂的实例包括：硅烷偶联剂，例如3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基二甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基二甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、n-苯基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、n-(2-氨乙基)3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、n-(2-氨乙基)3-氨丙基甲基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷，乙烯基三甲氧基硅烷、n-(2-(乙烯基苄基氨基)乙基)3-氨丙基三甲氧基硅烷盐酸盐和3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。上面列出的实例可以单独使用或结合使用。

此外，作为密封构件，已知作为包封剂、密封材料或粘合剂可商购的环氧树脂组合物，并且这种商品可用于本公开内容中。在这些商品中，存在开发和可商用的用于太阳能电池或有机el元件的环氧树脂组合物，并且这些商品特别有效地用于本公开内容中。其实例包括：tb3118、tb3114、tb3124和tb3125f(可从threebond获得)；worldrock5910、worldrock5920和worldrock8723(可从协力化学株式会社(kyoritsuchemicalco.，ltd.)获得)；和wb90us(p)(可从moresco公司获得)。

在本公开内容中，可以使用密封板材。

密封板材是预先在板上形成环氧树脂层的材料。作为板，可以使用高阻气性质的玻璃或膜。板对应于本公开内容的第二基板。通过将密封板材粘合到基板上，然后固化，可以同时形成密封构件和第二基板。密封板材的使用是有效的，因为可以通过形成在板上的环氧树脂层的形成图案来形成具有空隙部分的结构。

密封构件的形成方法不受具体限制，并且可以根据本领域中已知的任何方法来形成密封构件。例如，可以使用多种方法中的任何一种，例如分配、线棒涂布、旋涂、辊涂、刮涂、凹版涂布，凸版印刷、胶版印刷、凹版印刷、橡胶板印刷和丝网印刷。

此外，钝化层可以设置在密封构件与第二电极之间。钝化层没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择，只要以使得密封构件不与第二电极接触的方式设置钝化层。作为钝化层，优选使用氧化铝、氮化硅或氧化硅。

将参考附图描述用于执行本公开内容的实施方式。在附图中，相同数字标记被给予相同的结构部分，并且可以通过省略来避免描述的重复。

<元件的结构>

图1是示图解公开内容的光电转换元件的一个实例的示意图。如图1所示，光电转换元件101包括形成在第一基板1上的第一电极2。在第一电极2上形成电子传输层4，并且光敏化合物5吸附在构成电子传输层4的电子传输材料的表面上。在电子传输层4的上部和内部，形成空穴传输层6。在空穴传输层6上形成第二电极7。在第二电极7的上侧，设置第二基板9。第二基板9经由密封构件8与第一电极2固定在一起。如图1所示的光电转换元件在第二电极7与第二基板9之间具有空隙部。由于布置空隙部，可以控制空隙部内部的水分或氧浓度，并且可以改善发电能力或耐久性。此外，由于第二电极7与第二基板9彼此不直接接触，因此能够防止第二电极7的剥离或破损。空隙部内部的氧浓度没有具体限制，可以自由地选择。氧浓度优选为0％或以上但21％或以下，更优选0.05％或以上但10％或以下，和甚至更优选0.1％或以上但5％或以下。

尽管未示出，但是第一电极2和第二电极7中的每个具有用于从每个电极到每个电极输出端子导电的路径。

图2是图解本公开内容的光电转换元件的另一实例的示意图。在第一基板1和电子传输层4之间形成空穴阻挡层3。空穴阻挡层3的形成可以防止电子和空穴的复合，并且对于改善发电能力是有效的。类似于图1，图2所示的光电转换元件在第二电极7与第二基板9之间具有空隙部。

图3是图解本公开内容的光电转换元件的另一实例的示意图，并且图解其中图2的空隙部分被密封构件8覆盖的实例。例如，可以通过在第二电极7的整个面上施加密封构件8，并在其上设置第二基板9的方法，或使用上述密封板材的方法形成光电转换元件。在这种情况下，可以完全去除密封内部的空隙部分，或者可以部分保留空隙部分。通过用如上所述的密封构件覆盖第二电极的基本上整个表面，可以减少第二基板9的剥离或破损，并且可以提高光电转换元件的机械强度。

图4是图解本公开内容的光电转换元件的另一实例的示意图，并且图解了密封构件8结合至第一基板1和第二基板9。由于光电转换元件具有上述结构，因此密封构件8与基板之间的粘附性强，并因此可以获得增强光电转换元件的机械强度的效果。此外，由于增强了密封构件与基板之间的紧密粘合，因此可以获得增强防止水分或氧气进入的密封效果的效果。

图5是图解本公开内容的太阳能电池模块的一个实例的示意图，并且图解了其中包括多个光电转换元件并且光电转换元件串联连接的太阳能电池模块的一个实例。在图5的实例中，在形成空穴传输层6之后形成贯通部10，然后形成第二电极7，从而将第二电极材料引入贯通部10内部并导通至相邻单元的第一电极2b。尽管在图5中未示出，第一电极2a和第二电极7b中的每个具有用于从每个电极到相邻单元的电极或输出端子导电的路径。

在图5中，在太阳能电池模块102中的至少两个彼此相邻的光电转换元件中，空穴传输层6被连接在一起而没有将空穴阻挡层3连接在一起。因此，太阳能电池模块102在高光照度的光下几乎不产生泄漏电流，并且光敏化合物不容易被损坏，因此，在暴露于高光照度的光之前或之后，低光照度的光的输出降低可以被抑制。因此，即使在暴露于阳光之后，太阳能电池模块102也可以利用从室内使用光照度装置(例如led和荧光灯)发射的光来具有高功率输出。

注意，贯通部10可以刺穿第一电极2以到达第一基板1。可选地，当贯通部10到达第一电极2的内部并且贯通部10可以不到达第一基板1时，可以停止处理。在贯通部10的形状为穿透第一电极2而到达第一基板1的孔的情况下，如果孔的总开口面积相对于贯通部10的面积过大，电阻值随着第一电极2的横截面膜面积的减小而增加，因此光电转换效率可能降低。因此，孔的总开口面积与贯通部10的面积之比优选为5/100至60/100。

此外，贯穿部10的形成方法的实例包括喷砂、喷水、用砂纸抛光、化学蚀刻和激光加工。在本公开内容中，激光加工是优选的，因为可以在不使用沙、蚀刻或抗蚀剂的情况下形成细孔，并且可以干净地并且以良好的再现性进行加工。优选激光加工的另一个原因是，在某些情况下，可以在形成贯穿部10时，通过激光加工通过冲击剥离去除空穴阻挡层3、电子传输层4、空穴传输层6和第二电极7中的至少一个或者所有上面列出的层。因此，不需要在层压时设置掩模，并且可以简单且容易地一次进行细贯通部10的去除和形成。

图6是图解本公开内容的太阳能电池模块的一个实例的示意图。与图5不同，从相邻的光电转换元件切掉电子传输层4，并且每个光电转换元件具有独立的层结构。因此，由于图6所示的太阳能电池模块102中电子传输层4不延伸至彼此，因此通过抑制电子扩散减少了电流泄漏，并因此改善了耐光性。

图7是图解本公开内容的太阳能电池模块的一个实例的示意图，并且图解其中太阳能电池模块包括串联连接的多个光电转换元件，并且将密封构件设置在小室样梁(celllikebeams)之间的空隙部分的实例。如图2中，在第二电极7与第二基板9之间设置有空隙部的情况下，可以防止第二电极7的剥离或破裂，但是密封的机械强度可能降低。另一方面，如图3中，在第二电极7与第二基板9之间的间隙被密封构件填充的情况下，密封的机械强度增加，但是可能发生第二电极7的剥离。为了增加发电，增加太阳能电池模块的面积是有效的，但是当太阳能电池模块具有空隙部分时，机械强度的降低是不可避免的。在这种情况下，如图7所示，通过设置像梁一样的密封构件，能够防止第二基板9的剥离或破损，并且能够增强密封的机械强度。

通过与配置为控制所产生的电流的电路板组合使用，本发明内容的太阳能电池模块可以应用于电源装置。可以使用这种电源装置的装置实例包括电子计算器和手表。另外，包括本公开内容的光电转换元件的电源装置可以应用于移动电话、电子记事本和电子纸。此外，包括本发明内容的光电转换元件的电源装置可以用作辅助电源，以延长可再充电或干电池负载的电器的连续使用时间段。

实施例

以下将通过实施例更具体地描述本公开内容。本公开内容不应被解释受限于这些实施例。

(实施例1)

<太阳能电池模块的生产>

通过溅射在用作第一基板的玻璃基板上依次沉积作为第一电极的掺铟锡(ito)膜和掺铌氧化锡(nto)膜。随后，通过反应溅射形成用作空穴阻挡层的由氧化钛形成的致密层。随后，通过激光加工对形成在基板上的一部分ito/nto和空穴阻挡层进行蚀刻，从而使相邻的光电转换元件之间的间隔为10微米。

随后，对3g的氧化钛(st-21，可从日本石原产业株式会社(ishiharasangyokaisha,ltd.获得)、0.2g的乙酰丙酮和0.3g的表面活性剂(聚氧乙烯辛基苯基醚，从和光纯药株式会社制(wakopurechemicalcorporation)获得)与5.5g水和1.0g乙醇一起进行珠磨处理12小时，以得到氧化钛分散液。向所获得的氧化钛分散液中，添加1.2g聚乙二醇(#20,000，从和光纯药株式会社(wakopurechemicalcorporation)获得)以生产糊剂。将获得的糊剂以平均厚度为约1.5微米的方式施加到空穴阻挡层上。在60摄氏度下干燥所施加的糊剂后，在550摄氏度下在空气中进行烧成30分钟，从而形成多孔电子传输层。

将已形成电子传输层的玻璃基板浸入通过将乙腈/叔丁醇(体积比：1/1)添加至120mg的由b-5代表的光敏化合物和150mg的鹅脱氧胆酸(从东京化学工业公司(tokyochemicalindustryco.,ltd.)获得)中获得的溶液中，并在黑暗中静置1小时，从而使光敏化合物吸附在电子传输层的表面。

随后，添加15.0mg双(三氟甲磺酰基)酰亚胺锂(可从关东化学株式会社(kantochemicalco.,ltd.)获得)和40mg由c-12代表的碱性化合物，并将其溶解在1ml包括183mg的以d-7(可从(默克集团)merckkgaa获得)代表的空穴传输材料的氯苯(chrolobenzene)溶液中，从而制备空穴传输层涂布液。

接下来，将空穴传输层涂布液施加到通过旋涂吸附了光敏化合物的电子传输层上，从而形成厚度为约500nm的空穴传输层。此后，通过激光加工蚀刻将在其上设置密封构件的玻璃基板的边缘，并通过激光加工形成用于串联连接元件的贯通孔。此外，通过真空气相沉积在其上沉积银，从而形成具有约100nm厚度的第二电极。形成掩模膜以使相邻光电转换元件之间的距离为200微米。此外，确认了通过气相沉积将银沉积在贯通孔的内壁上，并将相邻元件串联连接。串联连接的元件数为6。

用分配器(2300n，从三英科技公司(san-eitechltd.)获得)以用发电区域包围玻璃基板的边缘的方式施加紫外线固化树脂(tb3118，可从三键控股有限公司(threebondholdingsco.,ltd.)获得)。此后，将所得物移入手套箱中，该手套箱的内部环境被控制为低氧浓度并且氧浓度被控制为0.5％。将用作第二基板的玻璃盖放置在紫外线固化树脂上，并通过紫外线照射使紫外线固化树脂固化以密封发电区域，从而制造图5所示的本公开内容的太阳能电池模块1。

<太阳能电池模块的评估>

通过太阳能电池评估系统(as-510-pv03，从nf公司获得)，在控制为3,000勒克斯的白色led的发射下评估获得的太阳能电池模块1的iv性质，从而确定初始开路电压voc1(v)和最大输出功率pmax1(微w/cm²)。类似地，对100勒克斯的iv性质进行了评估，以确定voc2和pmax2。随后，通过太阳能模拟器(am1.5，10mw/cm²)对太阳能电池模块1照射200小时，以再次评估3,000勒克斯和100勒克斯的iv特性，以在高光照度的光照射后测量开路电压和最大输出功率，从而确定各自的保留率。表2中呈现了结果。

(实施例2)

除了将相邻的光电转换元件的第一电极之间以及空穴阻挡层之间的距离改变为200微米，与以实施例1相同的方式获得voc1、pmax1、voc2、pmax2以及保留率。表1中呈现了模块的结构。表2中呈现了结果。

(实施例3)

除了将相邻的光电转换元件的电子传输层之间的距离改变为10微米，与以实施例1相同的方式获得voc1、pmax1、voc2、pmax2及保留率。表1中呈现了模块的结构。表2中呈现了结果。

[表1]

(实施例4)

除了将8mg由结构式4表示的钴络合化合物(fk102，可从西格玛奥德里奇(sigma-aldrich)获得)添加到空穴传输材料中，以与实施例3相同的方式获得voc1、pmax1、voc2、pmax2和保留率。表2中呈现了结果。

(实施例5)

除了将15mg由结构式5表示的钴络合化合物(fk209，可从西格玛奥德里奇(sigma-aldrich)获得)添加到空穴传输材料中，以与实施例3相同的方式获得voc1、pmax1、voc2、pmax2和保留率。表2中呈现了结果。

(实施例6)

除了将13mfg由结构式6表示的钴络合化合物(fk269，可从西格玛奥德里奇(sigma-aldrich)获得)添加到空穴传输材料中，以与实施例3相同的方式获得voc1、pmax1、voc2、pmax2和保留率。表2中呈现了结果。

(比较实施例1)

除了以相邻的光电转换元件的第一电极之间的距离为10微米的方式形成第一电极，然后形成空穴阻挡层，以与实施例1相同的方式获得voc1、pmax1、voc2、pmax2和保留率。表2中呈现了结果。

(比较实施例2)

除了以相邻光电转换元件的第一电极之间的距离为10微米的方式形成第一电极，然后，形成空穴阻挡层，并且电子传输层之间以及空穴传输层之间的距离改变为10微米，以与实施例1相同的方式获得voc1、pmax1、voc2、pmax2和保留率。表2中呈现了结果。

(比较实施例3)

除了将相邻的光电转换元件的电子传输层之间以及空穴传输层之间的距离改变为10微米，以与实施例1相同的方式获得voc1、pmax1、voc2、pmax2以及保持率。表2中呈现了结果。

(比较实施例4)

除了将相邻的光电转换元件的电子传输层之间以及空穴传输层之间的距离变更为10微米，与实施例2相同的方式获得voc1、pmax1、voc2、pmax2以及保持率。表2中呈现了结果。

[表2]

从表2的结果中发现，与比较实施例1至4相比，实施例1至6可以在暴露于高光照度的光之前和之后抑制利用低光照度的光的输出的降低。具体地，提高的效果在100勒克斯的低光照度光下明显。此外，发现其中将钴络合化合物添加到空穴传输材料中的实施例4至6具有比实施例1至3更高的保留率。

如上所述，在本公开内容的太阳能电池模块中，在至少两个相邻的光电转换元件内，不连接空穴阻挡层，而连接空穴传输层。换句话说，本公开内容的太阳能电池模块包括多个光电转换元件，其中在彼此相邻的至少两个光电转换元件中，空穴阻挡层不延伸至彼此但空穴传输层处于连续层的状态，其中空穴传输层延伸至彼此。因此，本公开内容的太阳能电池模块几乎不产生在高光照度的光下的泄漏电流，并且几乎不损坏光敏化合物。因此，可以防止在暴露于高光照度的光之前和之后在低光照度的光下的输出降低。因此，本公开内容的太阳能电池模块即使暴露在阳光下之后，也可以利用从室内使用的光照度装置(例如led和荧光灯)发出的光来具有高功率输出。

[参考符号列表]

1：第一基板

2，2a、2b：第一电极

3：空穴阻挡层

4：电子传输层

5：光敏化合物

6：空穴传输层

7、7a、7b：第二电极

8：密封构件

9：第二基板

10：贯通部(导电部)

11：密封构件

101：光电转换元件

102：太阳能电池模块