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有機薄膜太陽電池の製造方法 コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P130008638
整理番号 H22-7
掲載日 2013年3月7日
出願番号 特願2011-000095
公開番号 特開2012-142467
登録番号 特許第5805394号
出願日 平成23年1月4日(2011.1.4)
公開日 平成24年7月26日(2012.7.26)
登録日 平成27年9月11日(2015.9.11)
発明者
  • 奥 健夫
  • 鈴木 厚志
  • 菊地 憲次
出願人
  • 公立大学法人 滋賀県立大学
発明の名称 有機薄膜太陽電池の製造方法 コモンズ 新技術説明会
発明の概要 【課題】本発明の目的は、容易にナノ粒子を有機薄膜の中に分布させることができるバルクヘテロ型の有機薄膜太陽電池の製造方法および有機薄膜太陽電池を提供することにある。
【解決手段】有機薄膜太陽電池10は、基板12の上に第1電極14、電子ブロック層16、有機薄膜18、第2電極20が順番に積層された構造である。電子ブロック層16の上に有機薄膜18を形成する。粉体のp型半導体材料、粉体のn型半導体材料、ナノ粒子の材料の溶液を溶媒に溶解させ、不活性ガスの雰囲気下でスピンコートする。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


近年、化石燃料に代わる新エネルギーとして、ほとんど無尽蔵でクリーンな太陽光を電気に変えることができる太陽電池が注目されている。シリコン系の太陽電池が主流であるが、材料面や製造プロセス面から高価格である。太陽電池の普及のためには、低価格化が必要不可欠となっている。



そこで、安価で簡単に太陽電池を製造するために、シリコン系以外の太陽電池の開発も盛んにおこなわれている。例えば、下記の特許文献1には、有機薄膜太陽電池が開示されている。この有機薄膜太陽電池は、有機薄膜中の無機ナノ粒子が濃度勾配を有する。無機ナノ粒子を含有させるために、無機ナノ粒子を溶媒に分散させ、スピンコートで成膜する方法が採用されている。無機ナノ粒子としては、金属酸化物や銅-インジウム-セレン化合物(CuInSe、通称CIS)などであり、短波長の光吸収率を向上させている。



しかし、無機ナノ粒子は数nmほどの大きさがあるため、無機ナノ粒子を溶媒に完全に分散させることは難しい。そのため、有機薄膜で無機ナノ粒子に濃度勾配を持たせて分布させることが難しくなり、電荷輸送の障害となるおそれがある。

産業上の利用分野


本発明は、バルクヘテロ型の有機薄膜太陽電池の製造方法に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
基板を準備する工程と、
前記基板の一面上に第1電極を形成する工程と、
前記第1電極の上にバルクヘテロ型の有機薄膜を形成する工程と、
前記有機薄膜の上に第2電極を形成する工程と、
を含む有機薄膜太陽電池の製造方法であって、
前記有機薄膜を形成する工程が、
p型半導体材料、n型半導体材料およびGeBrの溶液を溶媒に溶解させる工程と、
不活性ガス雰囲気下において、前記第1電極の上に、前記溶解させる工程によって形成した液体によって膜を形成する工程と、
前記膜を加熱する工程と、
を含む有機薄膜太陽電池の製造方法。

【請求項2】
前記第2電極を形成する工程が、
金属層を形成する工程と、
前記金属層を加熱する工程と、
を含む請求項1の有機薄膜太陽電池の製造方法。

【請求項3】
前記膜を加熱する工程と金属層を加熱する工程によって、有機薄膜の中にナノ粒子を形成する請求項2の有機薄膜太陽電池の製造方法。

【請求項4】
前記第1電極を形成する工程と有機薄膜を形成する工程との間に、第1電極の上に電子ブロック層を形成する工程を有する請求項1から3のいずれかの有機薄膜太陽電池の製造方法。

【請求項5】
前記溶解させる工程、膜を形成する工程および膜を加熱する工程が複数回繰り返しおこなわれ、回数を重ねるごとGeBrの濃度を濃くする請求項1から4のいずれかの有機薄膜太陽電池の製造方法。
産業区分
  • 半導体
  • 固体素子
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2011000095thum.jpg
出願権利状態 登録


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