有機光電轉換元件及其製造方法
2023-07-12 11:46:01 1
專利名稱：有機光電轉換元件及其製造方法
技術領域：
本發明涉及有機光電轉換元件及其製造方法。
背景技術：
近年來，利用光能的有機光電轉換元件(有機太陽電池，光傳感器等)受到了人們 關注。有機太陽電池是通過包含陽極和陰極及活性層而構成的，特別是具有包含η型半導 體和ρ型半導體的活性層的本體異質結型太陽能電池受到了關注。有機太陽電池的陽極通 常使用由銦錫氧化物andium Tin Oxide 簡稱IT0)組成的透明薄膜(參見例如，Applied Physics Letters Vol. 58(1991) 1062 頁)。由ITO組成的薄膜通常是通過濺射法在基板上製作的，該方法需要真空裝置，因 此生產性差。在此，從生產性的觀點考慮，優選通過更簡便的塗布法製作透明電極。例如， 已知有具備使用高導電性的PED0T/PSS (聚(3，4-亞乙基二氧噻吩)(PEDOT)和聚(4-苯乙 烯磺酸)(PSS))並通過塗布法而形成的透明陽極的光電轉換元件(參見Applied Physics Letters Vol. 92 (2008) 143307 Applied Physics Letters Vol. 92(2008)233308 頁)。具體來說，該透明電極是使用在PED0T/PSS的懸浮液中添加了二甲基亞碸 (dimethylsulfoxide 簡稱DMS0)的塗布液，並利用塗布法而形成的。
發明內容
但是，具備使用PED0T/PSS而形成的陽極的光電轉換元件的光電轉換效率不充 分。本發明的目的在於提供一種使用通過塗布法就容易形成的透明或半透明陽極且 光電轉換效率高的有機光電轉換元件。本發明涉及一種有機光電轉換元件，其具有陰極、通過塗布法而形成於基板上的 陽極和配置於所述陽極與陰極之間的活性層，所述陽極含有聚苯胺、聚苯胺的衍生物或聚苯胺與聚苯胺的衍生物的混合物。另外，本發明還涉及有機光電轉換元件，其中還包含以與所述活性層及所述陽極 相接的方式配置於所述活性層與所述陽極之間、且使用PH值為5 9的溶液通過塗布法形 成的功能層。另外，本發明還涉及所述活性層是通過塗布法形成的所述有機光電轉換元件。另外，本發明還涉及活性層含有共軛高分子化合物和富勒烯衍生物的有機光電轉 換元件。另外，本發明還涉及一種有機光電轉換元件的製造方法，其為具有陽極、陰極和配 置於所述陽極與陰極之間的活性層的有機光電轉換元件的製造方法，該方法包括使用含 有聚苯胺、聚苯胺的衍生物或聚苯胺與聚苯胺的衍生物的混合物的塗布液，利用塗布法在 基板上形成陽極的工序；利用塗布法形成活性層的工序；和形成陰極的工序。
具體實施例方式以下，對本發明進行詳細說明。〈有機光電轉換元件〉本發明的有機光電轉換元件具有陰極、通過塗布法形成於基板上的陽極和配置於 所述陽極與陰極之間的活性層，所述陽極含有聚苯胺、聚苯胺的衍生物或聚苯胺與聚苯胺 的衍生物的混合物。本實施方式的有機光電轉換元件是按照從基板一側依次層疊陽極、活 性層、陰極而構成的。活性層與陽極之間、和/或活性層與陰極之間可能會設置後述的功能
層等規定層。有機光電轉換元件的陽極及陰極中的至少一方是透明或半透明電極，從該透明或 半透明電極吸收光。對於本實施方式的有機光電轉換元件，在陽極是透明或半透明的、且使 用透明或半透明基板的情況下，透過基板、陽極吸收光。由透明或半透明電極入射的光能 被構成活性層的受電子性化合物和/或供電子性化合物吸收，電子與空穴結合而生成激發 子。如果生成的激發子遷移，達到受電子性化合物和供電子性化合物鄰接的異質結界面，則 由於界面上各自的HOMO能量及LUMO能量不同，電子和空穴分離，產生能夠獨立遷移的電荷 (電子和空穴)。產生的電荷可以通過向各個電極遷移而作為電能(電流)提供到外部。(基板)基板優選是製作有機光電轉換元件時不產生變形的基板。作為基板的材料，可以 列舉例如玻璃、塑料、矽。在不透明基板上製作有機光電轉換元件時，優選與設置於基板一 側的陽極相反一側的陰極是透明或半透明的，通過使用這種透明或半透明的陰極，可以從 陰極一側吸收光。(陽極)陽極含有聚苯胺和/或聚苯胺的衍生物，是使用含有聚苯胺、聚苯胺的衍生物或 聚苯胺與聚苯胺的衍生物的混合物的塗布液，利用塗布法在基板上形成的。也可以在基板 與陽極之間配置例如，配線及規定的平整膜等。由於含有聚苯胺、聚苯胺的衍生物或聚苯胺 與聚苯胺的衍生物的混合物的陽極是通過塗布法形成的，因此可以通過簡易的工藝製造表 現出高光電轉換效率的有機光電轉換元件。陽極中聚苯胺和/或聚苯胺的衍生物的比例，以陽極的重量為基準優選為20重 量％以上，更優選為50%重量以上，進一步優選陽極實質上由聚苯胺和/或聚苯胺的衍生 物組成。利用塗布法形成陽極時使用的溶液含有形成陽極的材料和溶劑。形成陽極的材料 是指聚苯胺和/或聚苯胺的衍生物，從溶解性的觀點考慮，優選這些材料為高分子化合物。 在本說明書中，高分子化合物是指聚苯乙烯換算的數均分子量為500以上的化合物。作為 聚苯胺及其衍生物的例子，可以列舉含有以下所示的多個結構式中的一個以上作為重複單 元的化合物。
權利要求
1.一種有機光電轉換元件，其具有陰極、通過塗布法而形成於基板上的陽極和配置於 所述陽極與陰極之間的活性層，所述陽極含有聚苯胺、聚苯胺的衍生物或聚苯胺與聚苯胺的衍生物的混合物。
2.根據權利要求1所述的有機光電轉換元件，其中還包含以與所述活性層及所述陽極 相接的方式配置於所述活性層與所述陽極之間、且使用PH值為5 9的溶液通過塗布法形 成的功能層。
3.根據權利要求1或2所述的有機光電轉換元件，其中所述活性層是通過塗布法形成的。
4.根據權利要求1 3中任一項所述的有機光電轉換元件，其中活性層含有共軛高分 子化合物和富勒烯衍生物。
5.一種有機光電轉換元件的製造方法，其為具有陽極、陰極和配置於所述陽極與陰極 之間的活性層的有機光電轉換元件的製造方法，該方法包括使用含有聚苯胺、聚苯胺的衍生物或聚苯胺與聚苯胺的衍生物的混合物的塗布液，利 用塗布法在基板上形成陽極的工序； 利用塗布法形成活性層的工序；和 形成陰極的工序。
全文摘要
本發明涉及一種有機光電轉換元件，其具有陰極、通過塗布法而形成於基板上的陽極和配置於所述陽極與陰極之間的活性層，所述陽極含有聚苯胺、聚苯胺的衍生物或聚苯胺與聚苯胺的衍生物的混合物。
文檔編號H01L51/42GK102132437SQ20098013282
公開日2011年7月20日 申請日期2009年8月12日 優先權日2008年8月29日
發明者上谷保則 申請人:住友化學株式會社