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公開番号2025074043
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-13
出願番号2024186708
出願日2024-10-23
発明の名称光電変換素子の製造方法
出願人キヤノン株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H10K 30/50 20230101AFI20250502BHJP()
要約【課題】電荷輸送層と光電変換層の間の密着性が向上した光電変換素子の製造方法を提供すること。
【解決手段】第一電極と、第二電極と、該第一電極と該第二電極との間に配置されている、ペロブスカイト構造の結晶を含む光電変換層とを有する光電変換素子の製造方法であって、該光電変換層の表面に、パッシベーション処理をする工程と、該パッシベーション処理により形成された層と該第一電極との間に、複数のピロール環が共役結合してなる環状共役化合物と、絶縁性樹脂とを含む、電荷輸送層を形成する工程とをこの順に含むことを特徴とする、光電変換素子の製造方法。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第一電極と、
第二電極と、
該第一電極と該第二電極との間に配置されている、ペロブスカイト構造の結晶を含む光電変換層と
を有する光電変換素子の製造方法であって、
該光電変換層の表面に、パッシベーション処理をする工程と、
該パッシベーション処理により形成された層と該第一電極との間に、複数のピロール環が共役結合してなる環状共役化合物と、絶縁性樹脂とを含む、電荷輸送層を形成する工程と
をこの順に含むことを特徴とする、光電変換素子の製造方法。
続きを表示（約 990 文字）【請求項２】
前記絶縁性樹脂のガラス転移温度が、９５℃以下である、請求項１に記載の光電変換素子の製造方法。
【請求項３】
前記電荷輸送層中において、前記環状共役化合物の含有質量が、前記絶縁性樹脂の含有質量に対して、５倍以上３０倍以下である、請求項１に記載の光電変換素子の製造方法。
【請求項４】
前記環状共役化合物が、フタロシアニン化合物である、請求項１に記載の光電変換素子の製造方法。
【請求項５】
前記環状共役化合物が、ガリウムフタロシアニン化合物である、請求項１に記載の光電変換素子の製造方法。
【請求項６】
前記環状共役化合物が、ヒドロキシガリウムフタロシアニン化合物である、請求項１に記載の光電変換素子の製造方法。
【請求項７】
前記パッシベーション処理をする工程において、前記パッシベーション処理をする材料が、ヒドロキシ基、カルボニル基、カルボキシ基、エステル基、アミノ基、アンモニウム塩、エーテル基、ホスフィンオキシド基、及びチオール基からなる群より選択される少なくとも１つの基を有する、化合物を含む、請求項１に記載の光電変換素子の製造方法。
【請求項８】
前記パッシベーション処理をする工程において、前記パッシベーション処理をする材料が、エステル基、及びアンモニウム塩からなる群より選択される少なくとも１つの基を有する、化合物を含む、請求項１に記載の光電変換素子の製造方法。
【請求項９】
前記化合物の分子量が、２５０以下である、請求項７又は８に記載の光電変換素子の製造方法。
【請求項１０】
前記パッシベーション処理をする材料が、下記式（Ａ－３８－Ｉ）で示される化合物、下記式（Ａ－２０－Ｉ）で示される化合物、及び下記式（Ａ－５－Ｂｒ）で示される化合物からなる群より選択される少なくとも１つの化合物を含む、請求項１に記載の光電変換素子の製造方法。
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発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換素子の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
化石エネルギーの枯渇問題及び化石エネルギーの使用による地球の環境問題を解決するために、太陽エネルギー、風力、水力等のように、再生可能であって清浄な代替エネルギー源に関する研究が活発に行われている。その中でも、太陽光を直接電気的エネルギーに変化させる太陽電池に関する関心が増大している。ここで、太陽電池とは、太陽光から光エネルギーを吸収し、電子及び正孔が発生する光起電力効果を利用して電流－電圧を生成する電池を意味する。
【０００３】
現在、２０％を超える光エネルギー変換効率を有するｎ－ｐダイオード型シリコン（Ｓｉ）単結晶ベースの太陽電池が広く知られ、実際に太陽光発電に用いられている。しかしながら、これらは、高温処理工程を必要とし、また材料自体の価格も高いため、単位電力あたりのコストが高いという問題を有している。また、シリコン資源の面から、供給性にも問題を有している。
【０００４】
一方、有機材料を用いた太陽電池（以下、「有機太陽電池」という）は、高温処理工程を必要とせず、シート状基板でいわゆるｒｏｌｌｔｏｒｏｌｌ方式での生産が可能で低コスト化が見込める。しかし、有機太陽電池の実用化のためには発電効率と耐久性の更なる向上が望まれている。特に光電変換層としてペロブスカイト構造の結晶を有するペロブスカイト型太陽電池は、光電変換特性に優れるため太陽電池の実用化に向けた開発が進められている。
【０００５】
例えば特許文献１には、ホール輸送層に有機半導体と、ガラス転移温度が１００℃以上の高分子化合物とを含むことで電極との剥離を改善する技術が記載されている。非特許文献１には、ホール輸送層に銅フタロシアニンと導電性ポリマーを混合させることにより、変換効率を向上させることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１８－１７０３８２号公報
【非特許文献】
【０００７】
Ｑ．Ｈｕ，ｅｔａｌ，Ｓｏｌ．ＲＲＬ，２０１８，３，１８００２６４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明者らの検討によると、特許文献１、及び非特許文献１に記載の光電変換素子では、電荷輸送層と光電変換層の間の密着性に改善の余地があることが分かった。
したがって、本発明の目的は、電荷輸送層と光電変換層の間の密着性が向上した光電変換素子の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、
第一電極と、
第二電極と、
該第一電極と該第二電極との間に配置されている、ペロブスカイト構造の結晶を含む光電変換層と
を有する光電変換素子の製造方法であって、
該光電変換層の表面にパッシベーション処理をする工程と、
該パッシベーション処理により形成された層と該第一電極との間に、複数のピロール環が共役結合してなる環状共役化合物と、絶縁性樹脂とを含む、電荷輸送層を形成する工程と
をこの順に含むことを特徴とする、光電変換素子の製造方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電荷輸送層と光電変換層の間の密着性が向上した光電変換素子の製造方法を提供することができる。これにより、該製造方法により製造した光電変換素子の光電変換効率等の特性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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