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公開番号2025087539
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-10
出願番号2023202273
出願日2023-11-29
発明の名称光電変換素子
出願人株式会社エネコートテクノロジーズ
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H10K 30/50 20230101AFI20250603BHJP()
要約【課題】優れた光電変換特性を示す光電変換素子の提供を目的とする。
【解決手段】光電変換素子は、下記一般式(I)で表されるビシクロ化合物、その互変異性体もしくは立体異性体、またはそれらの塩を含有する。
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前記一般式(I)において、Z¹及びZ²は、互いに同一でも異なっていてもよく、それぞれC-Rまたは窒素原子を表す。X¹、X²、およびX³は、互いに同一でも異なっていてもよく、それぞれ中央のビシクロ環と共に環状構造を形成する二価の連結基を表す。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
下記一般式（Ｉ）で表されるビシクロ化合物、その互変異性体もしくは立体異性体、またはそれらの塩を含有する光電変換素子。
TIFF
2025087539000015.tif
47
161
前記一般式（Ｉ）において、Ｚ
１
及びＺ
２
は、互いに同一でも異なっていてもよく、それぞれＣ－Ｒまたは窒素原子を表し、ただし、Ｃは炭素原子であり、Ｒは水素原子または置換基であり、
Ｘ
１
、Ｘ
２
、およびＸ
３
は、互いに同一でも異なっていてもよく、それぞれ中央のビシクロ環と共に環状構造を形成する二価の連結基を表し、中央のビシクロ環において、二つの環に共通する二つの炭素原子同士の結合は、単結合であっても二重結合であってもよい。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記一般式（Ｉ）で表される化合物が、下記一般式（ＩＩ）で表される請求項１記載の光電変換素子。
TIFF
2025087539000016.tif
76
159
前記一般式（ＩＩ）において、R
1
、及びR
2
は、互いに同一でも異なっていてもよく、それぞれ水素、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、ヘテロアリール基、カルボキシ基、エステル基、アミノ基、ハロゲン原子、又はハロゲン化金属を表し、ただし何れか一方は水素ではなく、前記アルキル基、前記アルコキシ基、前記アリール基、前記ヘテロアリール基、及び前記アミノ基の水素の１個以上は置換基により置換されていても置換されていなくてもよく、前記カルボキシ基は負電荷を有していてもよく、前記アミノ基は正電荷を有していてもよく、
Ｘ
１
、Ｘ
２
、およびＸ
３
は、互いに同一でも異なっていてもよく、それぞれ環状構造を形成する二価の連結基を表す。
【請求項３】
前記一般式（Ｉ）で表される化合物が、下記一般式（ＩＩＩ）で表される請求項１記載の光電変換素子。
TIFF
2025087539000017.tif
74
155
前記一般式（ＩＩＩ）において、R
1
、およびR
2
は、互いに同一でも異なっていてもよく、それぞれ水素、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、ハロゲン原子、ハロゲン化スズ、ハロゲン化鉛、ハロゲン化アンチモン、またはハロゲン化ビスマスを表し、ただし何れか一方は水素ではなく、
各R
3
は、互いに同一でも異なっていてもよく、それぞれ水素、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、ハロゲン原子を表す。
【請求項４】
前記一般式（Ｉ）で表される化合物が、下記一般式（ＩＶ）で表される請求項１記載の光電変換素子。
TIFF
2025087539000018.tif
56
153
前記一般式（ＩＶ）において、R
1
はハロゲン化スズ、ハロゲン化鉛、ハロゲン化アンチモン、またはハロゲン化ビスマスを表す。
【請求項５】
第１の電極、正孔輸送層、光電変換層、電子輸送層、及び第２の電極が、この順序で直接または間接に積層され、前記光電変換層が、ペロブスカイト化合物を含み、前記光電変換層、または、光電変換層と電子輸送層界面における光電変換層主表面に、前記一般式（Ｉ）で表されるビシクロ化合物を含有する請求項１記載の光電変換素子。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換素子に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、クリーンエネルギーとして、太陽光発電が注目を浴びており、太陽電池の開発が進んでいる。その一つとして、低コストで製造可能な次世代型の太陽電池として、ペロブスカイト材料を光吸収層に用いた太陽電池が急速に注目を集めている。例えば、非特許文献１では、ペロブスカイト材料を光吸収層に用いた溶液型の太陽電池が報告されている。また、非特許文献２には、固体型のペロブスカイト型太陽電池が高効率を示すことも報告されている。
【０００３】
ペロブスカイト太陽電池の光電変換効率を更に高めるため、ペロブスカイト層表面をヨウ化フェニルエチルアミンでパッシベーション（不働態化）する方法が報告されている（非特許文献３）。また、チオール化合物を用いた方法も報告されている（非特許文献４）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
Journal of the American Chemical Society, 2009, 131, 6050-6051.
Science, 2012, 388, 643-647.
Nature Photonics, 2019, 13, 460-466.
Nanoscale, 2015, 7, 9443-9447.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のペロブスカイト型太陽電池は、その光電変換効率が十分とは言えない。
【０００６】
そこで、本発明は、優れた光電変換特性を示す光電変換素子の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明の光電変換素子は、下記一般式（Ｉ）で表されるビシクロ化合物、その互変異性体もしくは立体異性体、またはそれらの塩を含有する光電変換素子である。
TIFF
2025087539000001.tif
47
161
前記一般式（Ｉ）において、Ｚ
１
及びＺ
２
は、互いに同一でも異なっていてもよく、それぞれＣ－Ｒまたは窒素原子を表し、ただし、Ｃは炭素原子であり、Ｒは水素原子または置換基であり、
Ｘ
１
、Ｘ
２
、およびＸ
３
は、互いに同一でも異なっていてもよく、それぞれ中央のビシクロ環と共に環状構造を形成する二価の連結基を表し、中央のビシクロ環において、二つの環に共通する二つの炭素原子同士の結合は、単結合であっても二重結合であってもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、優れた光電変換特性を示す光電変換素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、本発明の光電変換素子における構成の一例を示す断面図である。
図２は、本発明の光電変換素子における構成の一例を示す断面図である。
図３は、実施例で製造した化合物の
１
Ｈ－ＮＭＲチャートである。
図４は、実施例で製造した化合物の
１１９
Ｓｎ－ＮＭＲチャートである。
図５は、実施例で製造した化合物の
１
Ｈ－ＮＭＲチャートである。
図６は、実施例で製造した化合物の
１１９
Ｓｎ－ＮＭＲチャートである。
図７は、実施例で製造した化合物の
１
Ｈ－ＮＭＲチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
つぎに、本発明について、例を挙げてさらに詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の説明により限定されない。
（【００１１】以降は省略されています）

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