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公開番号2025116628
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-08
出願番号2024011151
出願日2024-01-29
発明の名称光電変換素子及びその製造方法
出願人シチズン時計株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H10K 30/50 20230101AFI20250801BHJP()
要約【課題】短絡及びリークが発生するおそれが低い光電変換素子を提供する
【解決手段】光電変換素子1は、光を受けて正孔と電子の電荷分離を起こす光吸収層13と、光吸収層13上に形成され、正孔又は電子を輸送するための輸送材料を含む輸送層14と、を有する光電変換素子1であって、光吸収層13の表面は、光吸収層13を溶解しない貧溶媒によって改質され、輸送層14は、改質された表面の上に成膜される。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
光を受けて正孔と電子の電荷分離を起こす光吸収層と、前記光吸収層上に形成され、正孔又は電子を輸送するための輸送材料を含む輸送層と、を有する光電変換素子であって、
前記光吸収層の表面は、前記光吸収層を溶解しない貧溶媒によって改質され、
前記輸送層は、改質された前記表面の上に成膜される、
ことを特徴とする光電変換素子。
続きを表示（約 810 文字）【請求項２】
前記輸送層は、前記光吸収層の表面欠陥を改質する溶媒を含有する溶液を使用するウェットプロセスにより成膜される層を含む、請求項１に記載の光電変換素子。
【請求項３】
前記輸送層は、前記光吸収層上に形成された第１層、及び前記第１層上に形成された第２層を有し、
前記第１層は、前記光吸収層の表面欠陥を改質する溶媒を含有する溶液を使用するウェットプロセスにより成膜される層であり、前記光吸収層を覆わない開口領域を含み、
前記第２層は、前記第１層と前記開口領域を介して前記光吸収層とに接触する、
請求項２に記載の光電変換素子。
【請求項４】
前記第２層は、前記第１層に含有される輸送材料と同一の輸送材料を含有する、
請求項３に記載の光電変換素子。
【請求項５】
前記第１層は、フラーレン及びフェニル－Ｃ
61
－酪酸メチルエステルを含有し、
前記第２層は、フラーレンを含有する、
請求項４に記載の光電変換素子。
【請求項６】
印加する電圧を正方向に走査して得られる正走査のエネルギー変換効率と、印加する電圧を負方向に走査して得られる逆走査のエネルギー変換効率との差の絶対値を前記逆走査のエネルギー変換効率で除した値であるヒステリシス指数は、７．７％以下である、
請求項１～５の何れか一項に記載の光電変換素子。
【請求項７】
光を受けて正孔と電子の電荷分離を起こす光吸収層を形成し、前記光吸収層上に正孔又は電子の輸送層を形成する、工程を含む光電変換素子の製造方法であって、
前記光吸収層の表面を、前記光吸収層を溶解しない貧溶媒によって改質し、
改質された前記表面の上に前記輸送層を成膜する、
処理を含む、ことを特徴とする光電変換素子の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換素子及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 1,000 文字）【背景技術】
【０００２】
ペロブスカイト構造の結晶を光吸収層に用いた光電変換素子において、短絡及びリークを低減し且つ歩留りを向上させる技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１に記載される光電変換素子は、光吸収層（活性層）と電極との間に、ウェットプロセスで形成される第一の輸送層（バッファ層）及びドライプロセスで形成される第二の輸送層を配置する。これにより、短絡及びリークを低減し且つ歩留りを向上させる光電変換素子を作製することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開第２０２１‐７７７８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載される技術では、光吸収層の表面欠陥が残り、欠陥に起因する発電効率が低下するおそれがある。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決するものであり、光吸収層の表面欠陥を低減する光電変換素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る光電変換素子は、光を受けて正孔と電子の電荷分離を起こす光吸収層と、前記光吸収層上に形成され、正孔又は電子を輸送するための輸送材料を含む輸送層と、を有する光電変換素子であって、光吸収層の表面は、光吸収層を溶解しない貧溶媒によって改質され、輸送層は、改質された表面の上に成膜される。
【０００７】
さらに、本発明に係る光電変換素子では、輸送層は、光吸収層の表面欠陥を改質する溶媒を含有する溶液を使用するウェットプロセスにより成膜される層を含むことが好ましい。
【０００８】
さらに、本発明に係る光電変換素子では、輸送層は、光吸収層上に形成された第１層、及び第１層上に形成された第２層を有し、第１層は、ウェットプロセスにより成膜される層であり、光吸収層を覆わない開口領域を含み、第２層は、第１層と開口領域を介した光吸収層とに接触することが好ましい。
【０００９】
さらに、本発明に係る光電変換素子では、第２層は、第１層に含有される輸送材料と同一の輸送材料を含有することが好ましい。
【００１０】
さらに、本発明に係る光電変換素子では、第１層は、フラーレン及びフェニル－Ｃ
61
－酪酸メチルエステルを含有し、第２層は、フラーレンを含有することが好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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