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有機太陽電池及びその製造方法 新技術説明会

国内特許コード P130009780
整理番号 S2013-0489-N0
掲載日 2013年8月9日
出願番号 特願2013-026847
公開番号 特開2014-157872
出願日 平成25年2月14日(2013.2.14)
公開日 平成26年8月28日(2014.8.28)
発明者
  • 堀田 収
  • 山雄 健史
  • 岩本 尚樹
  • 大賀 健司
  • 中村 昌
  • 中川 貴雄
  • 荻野 賢治
出願人
  • 国立大学法人京都工芸繊維大学
発明の名称 有機太陽電池及びその製造方法 新技術説明会
発明の概要 【課題】簡便な製造方法で、容易に簡単に製造することができ、構造が単純な新たな有機太陽電池及びその製造方法を提供する。
【解決手段】少なくとも一方が透明電極層4である二枚の電極層3,4及びそれらの間に配置された(チオフェン/フェニレン)コオリゴマー層1を有機光電変換層として含み、(チオフェン/フェニレン)コオリゴマー層1は、10nm~225nmの厚さを有する。(チオフェン/フェニレン)コオリゴマー層1と接し、二枚の電極層3,4の間に配置されたC60層2を、更に含む場合、変換効率がより向上する。
【選択図】図9
従来技術、競合技術の概要



近年、地球環境保護の観点から、再生可能エネルギーが注目されており、太陽電池はその一つである。シリコン等の無機物を使用した太陽電池と比較して、小型軽量、柔軟性、大面積製膜容易性等の点から、有機物を使用する有機太陽電池は期待され、種々の研究が行われている。





有機太陽電池を形成するための有機材料として、有機光電変換層に、ポルフィリンやフタロシアニン等を含む層が検討されることが多い。ポルフィリンやフタロシアニン等を使用すると、一定の太陽電池を形成することができる。しかし、その有機層に特殊な構造を持たせることが必要である、又は光電変換層と無関係の組成物を共蒸着後除去することが必要であるなど(特許文献1~2、非特許文献1第3321頁右欄第14行~第18行及び第22行~第28行参照)、煩雑である。





従って、簡便な製造方法で、容易に簡単に製造することができる有機太陽電池が求められている。得られた太陽電池の構造は、単純であることが要求される。そのような新たな有機太陽電池が得られるか否かは、学術的にも商業的にも興味深い。





そこで、新たな有機半導体材料を使用した有機太陽電池の検討が求められている。

荻野他は、250nmの厚さを有する(チオフェン/フェニレン)コオリゴマー層を光電変換層として使用した太陽電池を報告したが、その変換効率は、0.000061%と極めて低かった(非特許文献2参照)。

(チオフェン/フェニレン)コオリゴマーは、有機発光トランジスターとして注目されていることを考慮すると(特許文献3参照)、(チオフェン/フェニレン)コオリゴマーは、たとえ起電力が発生したとしても、発光してしまい、太陽電池として使用することは困難と考えられた。





尚、(チオフェン/フェニレン)コオリゴマーを太陽電池の構成材料の一部として用いる試みは報告されている。(チオフェン/フェニレン)コオリゴマーは、フタロシアニン等の有機光電変換層の結晶性及び平滑性を高めることを主な目的として使用されており、(チオフェン/フェニレン)コオリゴマーを電極と有機光電変換層との間に介在させる構成のみが開示されている(非特許文献3、4参照)。変換効率のわずかの向上が報告されているが、(チオフェン/フェニレン)コオリゴマーを積極的に光電変換層に用いておらず、太陽電池の構成はより複雑である。

非特許文献3及び4では、(チオフェン/フェニレン)コオリゴマーの1種であるBP2Tが用いられており、その膜厚は8nmであることも開示されている。

産業上の利用分野



本発明は、有機太陽電池及びその製造方法に関する。特に、本発明は、(チオフェン/フェニレン)コオリゴマー層を有する有機太陽電池及びその製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
少なくとも一方が透明電極層である二枚の電極層;及び
それらの間に配置された(チオフェン/フェニレン)コオリゴマー層を有機光電変換層として含む有機太陽電池であって、
(チオフェン/フェニレン)コオリゴマー層は、10nm~225nmの厚さを有する、有機太陽電池。

【請求項2】
(チオフェン/フェニレン)コオリゴマー層と接し、二枚の電極層の間に配置されたC60層を、更に含む請求項1に記載の有機太陽電池。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2013026847thum.jpg
出願権利状態 公開
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