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公開番号2025154147
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-10
出願番号2024056996
出願日2024-03-29
発明の名称ペロブスカイト太陽電池の製造方法、及びペロブスカイト前駆体液
出願人株式会社カネカ
代理人個人,個人
主分類H10K 30/50 20230101AFI20251002BHJP()
要約【課題】光電変換層と正孔輸送層とを同時に形成でき、且つ光電変換効率に優れるペロブスカイト太陽電池を製造できるペロブスカイト太陽電池の製造方法、及び前述の製造方法において好適に用いられるペロブスカイト前駆体液を提供すること。
【解決手段】ペロブスカイト前駆体と、下記式(1):
(HO)₂P(=O)-(Ph)_n-Cbz (1)
(式(1)中、Phは、炭素原子数1以上6以下のアルキル基、及び/又は炭素原子数1以上6以下のアルコキシ基で置換されていてもよいフェニレン基であり、Cbzは、炭素原子数1以上6以下のアルキル基、炭素原子数1以上6以下のアルコキシ基、及びハロゲン原子からなる群より選択される1以上の基で置換されていてもよい9H-カルバゾール-9-イル基であり、nが、1以上10以下の整数である。)
で表されるカルバゾール化合物とを含むペロブスカイト前駆体液を用いて、ペロブスカイト太陽電池を製造する。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
板状、又はシート状の基材の一主面に形成された第１電極層にペロブスカイト前駆体液を塗工する工程と、
前記ペロブスカイト前駆体液の塗膜から前記溶媒を揮発させることでペロブスカイト化合物の結晶を生成する工程と、
を備え、
前記ペロブスカイト前駆体液が、光電変換を行うペロブスカイト化合物を形成するペロブスカイト前駆体と、
下記式（１）：
（ＨＯ）
２
Ｐ（＝Ｏ）－（Ｐｈ）
ｎ
－Ｃｂｚ（１）
（式（１）中、Ｐｈは、炭素原子数１以上６以下のアルキル基、及び／又は炭素原子数１以上６以下のアルコキシ基で置換されていてもよいフェニレン基であり、Ｃｂｚは、炭素原子数１以上６以下のアルキル基、炭素原子数１以上６以下のアルコキシ基、及びハロゲン原子からなる群より選択される１以上の基で置換されていてもよい９Ｈ－カルバゾール－９－イル基であり、ｎが、１以上１０以下の整数である。）
で表されるカルバゾール化合物とを含む、ペロブスカイト太陽電池の製造方法。
続きを表示（約 780 文字）【請求項２】
前記ペロブスカイト太陽電池が、
前記基材と、
前記基材の一主面に積層される前記第１電極層と、
前記第１電極層に積層される正孔輸送層と、
前記正孔輸送層に積層され、前記ペロブスカイト化合物を含む光電変換層と、
前記光電変換層に積層される前記パッシベーション層と、
前記パッシベーション層に積層される電子輸送層と、
前記電子輸送層に積層される第２電極層と、
を備える、請求項１に記載のペロブスカイト太陽電池の製造方法。
【請求項３】
前記ペロブスカイト前駆体液が、さらに、パッシベーション層形成用材料を含む、請求項１に記載のペロブスカイト太陽電池の製造方法。
【請求項４】
前記ｎが１である、請求項１に記載のペロブスカイト太陽電池の製造方法。
【請求項５】
前記Ｐｈが、ｐ－フェニレン基である、請求項１に記載のペロブスカイト太陽電池の製造方法。
【請求項６】
光電変換を行うペロブスカイト化合物を形成するペロブスカイト前駆体と、
下記式（１）：
（ＨＯ）
２
Ｐ（＝Ｏ）－（Ｐｈ）
ｎ
－Ｃｂｚ（１）
（式（１）中、Ｐｈは、炭素原子数１以上６以下のアルキル基、及び／又は炭素原子数１以上６以下のアルコキシ基で置換されていてもよいフェニレン基であり、Ｃｂｚは、炭素原子数１以上６以下のアルキル基、炭素原子数１以上６以下のアルコキシ基、及びハロゲン原子からなる群より選択される１以上の基で置換されていてもよい９Ｈ－カルバゾール－９－イル基であり、ｎが、１以上１０以下の整数である。）
で表されるカルバゾール化合物とを含む、ペロブスカイト前駆体液。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ペロブスカイト太陽電池の製造方法、及びペロブスカイト前駆体液に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
環境負荷が小さいエネルギー源として、太陽電池の利用が拡大している。太陽電池の一種として、正孔輸送層、ペロブスカイト化合物を主体とする光電変換層、及び電子輸送層を有するペロブスカイト太陽電池が知られている。かかる太陽電池において、光電変換層の界面の欠陥に起因するキャリアの再結合損失を抑制するために光電変換層の欠陥を補修するパッシベーション層を設けることがある。ペロブスカイト化合物の欠陥を補修するパッシベーション材料（不動態化剤）として、イオン化してペロブスカイト化合物の欠陥に結合する有機材料を用いることが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
光電変換層と正孔輸送層とを別々に形成し、且つ光電変換層を形成してからパッシベーション層を形成すると、太陽電池の製造工程が複雑化し、製造コスト上昇を招く。これに対して、特許文献１には、ペロブスカイト化合物を形成する前駆体とパッシベーション材料とを溶媒に溶解したペロブスカイト前駆体液の塗工、及び溶媒の除去により光電変換層とパッシベーション層とを同時に形成することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特表２０１７－５０１５７６号公報
【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、特許文献１では、ペロブスカイト化合物を主体とする光電変換層と、正孔輸送層との同時形成については検討されていない。
【０００６】
そこで、本発明は、光電変換層と正孔輸送層とを同時に形成でき、且つ光電変換効率に優れるペロブスカイト太陽電池を製造できるペロブスカイト太陽電池の製造方法、及び前述の製造方法において好適に用いられるペロブスカイト前駆体液を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係るペロブスカイト太陽電池の製造方法は、
板状、又はシート状の基材の一主面に形成された第１電極層にペロブスカイト前駆体液を塗工する工程と、
ペロブスカイト前駆体液の塗膜から溶媒を揮発させることでペロブスカイト化合物の結晶を生成する工程と、
を備え、
ペロブスカイト前駆体液が、光電変換を行うペロブスカイト化合物を形成するペロブスカイト前駆体と、
下記式（１）：
（ＨＯ）
２
Ｐ（＝Ｏ）－（Ｐｈ）
ｎ
－Ｃｂｚ（１）
（式（１）中、Ｐｈは、炭素原子数１以上６以下のアルキル基、及び／又は炭素原子数１以上６以下のアルコキシ基で置換されていてもよいフェニレン基であり、Ｃｂｚは、炭素原子数１以上６以下のアルキル基、炭素原子数１以上６以下のアルコキシ基、及びハロゲン原子からなる群より選択される１以上の基で置換されていてもよい９Ｈ－カルバゾール－９－イル基であり、ｎが、１以上１０以下の整数である。）
で表されるカルバゾール化合物とを含む、ペロブスカイト太陽電池の製造方法である。
【０００８】
上記のペロブスカイト太陽電池の製造方法において、ペロブスカイト太陽電池が、
前述の基材と、
前述の基材の一主面に積層される第１電極層と、
第１電極層に積層される正孔輸送層と、
正孔輸送層に積層され、ペロブスカイト化合物を含む光電変換層と、
光電変換層に積層されるパッシベーション層と、
パッシベーション層に積層される電子輸送層と、
電子輸送層に積層される第２電極層と、
を備えていてもよい。
【０００９】
上記のペロブスカイト太陽電池の製造方法において、ペロブスカイト前駆体液が、さらに、パッシベーション層形成用材料を含んでいてもよい。
【００１０】
上記のペロブスカイト太陽電池の製造方法において、ｎが１であってよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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