太阳能电池的制作方法_2

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: 10 (摩尔比)。
[0033] 需要说明的是,各元素的含量可W通过邸S(能量分散形元素分析装置)测定等求 出。
[0034] 在上述电子输送层中,上述5价和/或6价的元素也可W大致均匀地分散存在,但 从光电转换效率进一步变高的观点考虑,优选偏重地存在于阴极侧。
[0035] 具体而言,在上述电子输送层的从阴极侧起60%的厚度的范围内,优选存在着上 述电子输送层所包含的5价和/或6价的元素的90重量% ^上,更优选存在着95重量% W上。另外,在上述电子输送层的从阴极侧起30%的厚度的范围内,优选存在着上述电子输 送层所包含的5价和/或6价的元素的90重量% ^上,更优选存在着95重量%W上。
[0036] 上述电子输送层的制膜方法没有特别限定,但优选为;在使用5价和/或6价的金 属醇盐溶液形成了涂膜后,在该涂膜的表面上将氧化铁层制膜,例如在400~600°C、10~ 60分钟等的条件下进行该些层的烧成的方法。根据该样的方法,通过进行烧成,能够形成下 述电子输送层,能够抑制因遮断紫外线所致的氧化铁的光传导性的降低,所述电子输送层 包含;含有5价和/或6价的元素的氧化物的层、氧化铁层、W及在该些层的界面生成的含 有氧化铁W及5价和/或6价的元素的氧化物的层。另外,若通过该样的方法在阴极上形 成电子输送层,则能够形成5价和/或6价的元素的氧化物偏重地存在于阴极侧的电子输 送层。
[0037] 另外,作为上述电子输送层的制膜方法,还优选为;制作由渗杂了 5价和/或6价 的元素的氧化铁形成的粒子,使用分散有该粒子的分散液形成涂膜,进行烧成的方法。根据 该样的方法,能够形成含有渗杂了 5价和/或6价的元素的氧化铁的层。另外,也可W在所 得的层的表面上进一步将氧化铁层制膜,进行烧成,由此形成包含含有渗杂了 5价和/或6 价的元素的氧化铁的层、W及氧化铁层的电子输送层。若通过该样的方法在阴极上形成电 子输送层,则能够形成5价和/或6价的元素偏重地存在于阴极侧的电子输送层。
[003引制作由上述渗杂了 5价和/或6价的元素的氧化铁形成的粒子的方法没有特别限 审IJ,例如,可举出;在异丙醇铁与5价和/或6价的金属醇盐的混合物中滴加硝酸,然后进 行加热揽拌的方法等。由上述渗杂了 5价和/或6价的元素的氧化铁形成的粒子的平均 粒径没有特别限定,但从制膜性变得良好、光电转换效率进一步变高的观点考虑,优选5~ lOOnm,更优选 10 ~60nm。
[0039] 需要说明的是,平均粒径可W通过动态光散射法等求出。
[0040] 另外,作为上述电子输送层的制膜方法,例如还可使用:通过瓣射而将氧化铁与5 价和/或6价的元素同时制膜,由此制作含有它们的层的方法;涂布分散有氧化铁粒子与由 5价和/或6价的元素形成的粒子该两者的分散液的方法等。
[004U上述电子输送层的厚度的优选的下限为Inm,优选的上限为2000nm。若上述厚度 为InmW上,则变得能够充分地封阻空穴。若上述厚度为2000nmW下,则不易成为电子输 送时的阻力,光电转换效率变高。上述电子输送层的厚度的更优选的下限为3nm,更优选的 上限为1000皿,进一步优选的下限为10皿,进一步优选的上限为600皿。
[0042] 上述光电转换层只要含有N型半导体和P型半导体,就没有特别限制,N型半导体 和P型半导体可W分别为有机半导体,也可W为金属硫化物、金属氧化物等无机半导体。
[0043] 其中,从太阳能电池的耐久性变高的观点考虑,上述光电转换层优选包含含有无 机半导体的层,更优选为该含有无机半导体的层为含有金属硫化物的层。此外,本发明的太 阳能电池更优选为具有下述光电转换层的有机薄膜太阳能电池,所述光电转换层包含含有 金属硫化物的层(W下,也称为硫化物层)、W及含有有机半导体的层(W下,也称为有机半 导体层)。在该样的光电转换层中,推测上述硫化物层主要作为N型半导体来发挥作用,上 述有机半导体层主要作为P型半导体来发挥作用,但上述硫化物层也可W部分地作为P型 半导体来发挥作用,上述有机半导体层也可W部分地作为N型半导体来发挥作用。另外,该 样的光电转换层可W是包含上述硫化物层和上述有机半导体层的层叠体,也可W是将上述 硫化物层和上述有机半导体层复合化而得的复合膜,但复合膜因能够提高有机半导体的电 荷分离效率而更为优选。
[0044] 作为上述硫化物层所包含的金属硫化物,例如可举出;硫化铺、硫化饿、硫化神等 元素周期表15族元素的硫化物;硫化簡、硫化锡、硫化铜、硫化锋、硫化铁、硫化铅等。其中, 优选硫化铺。硫化铺与有机半导体的能级的适合性良好,并且,与W往的氧化锋、氧化铁等 相比对可见光的吸收较大。因此,通过使上述金属硫化物为硫化铺,从而可使太阳能电池的 光电转换效率变高。该些金属硫化物可W单独使用,也可W并用2种W上。
[0045] 上述硫化物层所包含的金属硫化物也可W是在同一分子中含有2种W上的元素 的复合硫化物。
[0046] 对于上述硫化物层而言,只要在不阻碍本发明的效果的范围内,就可W在如上所 述的作为主成分的金属硫化物的基础上进一步含有其他的元素。上述其他的元素没有特别 限定,但优选属于元素周期表的第4周期、第5周期和第6周期的元素,具体而言,例如可举 出铜、嫁、锡、簡、铜、锋、侣、镶、银、铁、饥、魄、钢、粗、铁、钻等。该些其他的元素可W单独使 用,也可W并用2种W上。其中,从电子的迁移率变高的观点考虑,优选铜、嫁、锡、簡、锋、 铜。
[0047] 上述其他的元素的含量在上述硫化物层中的优选的上限为50重量%。若上述含 量为50重量% ^下,则不会对硫化物层与有机半导体的适合性带来不良影响,光电转换效 率不会发生降低。
[0048] 上述硫化物层优选为结晶性半导体。通过使上述硫化物层为结晶性半导体,从而 可使电子的迁移率变高,光电转换效率变高。
[0049]需要说明的是,结晶性半导体表示通过X射线衍射测定等进行测定而能够检测到 散射峰的半导体。
[0050] 另外,作为上述硫化物层的结晶性的指标,可W使用结晶度。上述硫化物层的结晶 度的优选的下限为30%。若上述结晶度为30 %W上,则电子的迁移率变高,光电转换效率 变高。上述结晶度的更优选的下限为50%,进一步优选的下限为70%。
[0化1]需要说明的是,结晶度能够如下求得;将通过X射线衍射测定等而检测到结晶质 来源的散射峰、和非晶质部来源的光晕化alo)利用拟合进行分离,求出各自的强度积分, 算出整体中的结晶质部分的比。
[0052]作为提高上述硫化物层的结晶度的方法,例如可举出:对硫化物层进行热退火、激 光或闪光灯等强度较强的光的照射、准分子光照射、等离子体照射等的方法。其中,从能够 降低上述金属硫化物的氧化的观点考虑,优选进行强度较强的光的照射、等离子体照射等 的方法。
[0化3]上述有机半导体层所包含的有机半导体没有特别限制,例如可举出聚(3-烷基唾 吩)等具有唾吩骨架的化合物等。另外,例如还可举出具有聚对亚苯基己締基骨架、聚己締 基巧挫骨架、聚苯胺骨架、聚己诀骨架等的导电性高分子等。此外,例如还可举出具有献菁 骨架、蒙献菁骨架、并五苯骨架,苯并化咐骨架等化咐骨架等的化合物。其中,从耐久性比较 高的观点考虑,优选具有唾吩骨架、献菁骨架、蒙献菁骨架、苯并化咐骨架的化合物。
[0化4] 从能够吸收长波长区域的光的观点考虑,上述有机半导体层所包含的有机半导体 还优选为供体-受体型。其中,更有选为具有唾吩骨架的供体-受体型的化合物,在具有唾 吩骨架的供体-受体型的化合物中,从光吸收波长的观点考虑,特别优选唾吩-二酬化咯并 化咯聚合物。
[0化5]在上述光电转换层为层叠体的情况下,上述硫化物层的厚度的优选的下限为5nm, 优选的上限为5000nm。若上述厚度为5nmW上,则变得能够充分地吸收光,光电转换效率 变高。若上述厚度为5000nmW下
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