JPH06232435A - 有機光起電力素子 - Google Patents
有機光起電力素子Info
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- JPH06232435A JPH06232435A JP3311985A JP31198591A JPH06232435A JP H06232435 A JPH06232435 A JP H06232435A JP 3311985 A JP3311985 A JP 3311985A JP 31198591 A JP31198591 A JP 31198591A JP H06232435 A JPH06232435 A JP H06232435A
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/549—Organic PV cells
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 膜厚を厚くすることなく、変換効率及び信頼
性の向上した有機光起電力素子を提供する。 【構成】 透光性絶縁支持体１上に、上部電極２、有機
化合物層からなる光起電力層３及び下部電極４を設け
る。光起電力層３は配向性有機化合物層３ａと非晶質性
有機化合物層３ｂとの積層とする。これにより、ピンホ
ール、電気的短絡が低減し、変換効率及び信頼性が向上
する。
性の向上した有機光起電力素子を提供する。 【構成】 透光性絶縁支持体１上に、上部電極２、有機
化合物層からなる光起電力層３及び下部電極４を設け
る。光起電力層３は配向性有機化合物層３ａと非晶質性
有機化合物層３ｂとの積層とする。これにより、ピンホ
ール、電気的短絡が低減し、変換効率及び信頼性が向上
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、有機化合物を用いた光
電池、太陽電池、光センサー、フォトダイオードなどの
光起電力素子に関する。
電池、太陽電池、光センサー、フォトダイオードなどの
光起電力素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】社会の発展にともないエネルギーの使用
量が飛躍的に増加している。そんな中で太陽電池の開発
が盛んになってきている。現在商品化されているものと
して、アモルファスシリコン、単結晶シリコン、ガリウ
ムヒ素などを用いた無機太陽電池がある。しかし無機系
の太陽電池の作製は、高コストであり、フレキシブルな
素子の作製が困難であるといった欠点を持ち合わせてい
る。このような欠点を解消するために、最近、有機太陽
電池（光起電力素子）の研究が盛んになってきている。
それは、無機太陽電池に比べて低コストで、大面積化が
可能であり、またフレキシブルな素子が作製できるため
である。
量が飛躍的に増加している。そんな中で太陽電池の開発
が盛んになってきている。現在商品化されているものと
して、アモルファスシリコン、単結晶シリコン、ガリウ
ムヒ素などを用いた無機太陽電池がある。しかし無機系
の太陽電池の作製は、高コストであり、フレキシブルな
素子の作製が困難であるといった欠点を持ち合わせてい
る。このような欠点を解消するために、最近、有機太陽
電池（光起電力素子）の研究が盛んになってきている。
それは、無機太陽電池に比べて低コストで、大面積化が
可能であり、またフレキシブルな素子が作製できるため
である。
【０００３】有機太陽電池は、一般に無機太陽電池に比
べて開放電圧（Ｖｏｃ）、短絡光電流（Ｊｓｃ）が低い
のが現状であり、またフィルファクター（ｆｆ）も低く
なっている。
べて開放電圧（Ｖｏｃ）、短絡光電流（Ｊｓｃ）が低い
のが現状であり、またフィルファクター（ｆｆ）も低く
なっている。
【０００４】従来研究されている有機起電力素子として
は、［１］ショットキ接合を有するもの（例 A. K. Gh
osh et al, Appl. Phys. Lett., 32, P495 (1978)）、
［２］無機／有機のＰＮヘテロ接合を有するもの（例
R. O. Loutfy et al, Appl.Phys. Lett., 42, P165, (1
983)）、［３］有機／有機のＰＮヘテロ接合を有するも
の(例 C. Tang, Appl. Phys. Lett., 48, P183 (198
6)）などがある。[１]〜［３］の中で最も高い変換効率
を示すのが［３］の素子であり、この素子は、Ｎ型有機
材料としてペリレン顔料を用い、またＰ型有機材料とし
てフタロシアニン顔料を用いたものである。
は、［１］ショットキ接合を有するもの（例 A. K. Gh
osh et al, Appl. Phys. Lett., 32, P495 (1978)）、
［２］無機／有機のＰＮヘテロ接合を有するもの（例
R. O. Loutfy et al, Appl.Phys. Lett., 42, P165, (1
983)）、［３］有機／有機のＰＮヘテロ接合を有するも
の(例 C. Tang, Appl. Phys. Lett., 48, P183 (198
6)）などがある。[１]〜［３］の中で最も高い変換効率
を示すのが［３］の素子であり、この素子は、Ｎ型有機
材料としてペリレン顔料を用い、またＰ型有機材料とし
てフタロシアニン顔料を用いたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これまで述べ
てきた有機太陽電池は、有機化合物層がかなり薄いため
（上記［３］の素子では、有機化合物層が３０〜５０ｎ
ｍであることが望ましいと記載されている）、ピンホー
ルのない素子の作製がきわめて困難であり、素子の信頼
性を低下させている。この傾向は、光電流増加に好まし
い配向性膜を作製するときに得に顕著になる。これは、
ピンホールが多数存在すると、再現性がなくなり、また
２つの電極間の短絡が比較的高い確率で存在するように
なるためである。
てきた有機太陽電池は、有機化合物層がかなり薄いため
（上記［３］の素子では、有機化合物層が３０〜５０ｎ
ｍであることが望ましいと記載されている）、ピンホー
ルのない素子の作製がきわめて困難であり、素子の信頼
性を低下させている。この傾向は、光電流増加に好まし
い配向性膜を作製するときに得に顕著になる。これは、
ピンホールが多数存在すると、再現性がなくなり、また
２つの電極間の短絡が比較的高い確率で存在するように
なるためである。
【０００６】本発明はこのような従来技術の問題点を解
消し、膜を厚くすることなく、変換効率及び信頼性の高
い有機光起電力素子を提供する事を目的とする。
消し、膜を厚くすることなく、変換効率及び信頼性の高
い有機光起電力素子を提供する事を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記目的を
達成すべく鋭意研究を重ねた結果、通常の抵抗加熱蒸着
により有機光起電力層を形成する際、最初にその配向膜
を蒸着し、次いで蒸着速度あるいは下地温度を変化させ
て非晶質膜を蒸着することにより、非晶質膜が配向膜内
に存在する結晶間のピンホールを低減させ、電気的短絡
を低減させ、変換効率及び信頼性の高い有機起電力素子
となることを見出し、本発明を完成するに至った。
達成すべく鋭意研究を重ねた結果、通常の抵抗加熱蒸着
により有機光起電力層を形成する際、最初にその配向膜
を蒸着し、次いで蒸着速度あるいは下地温度を変化させ
て非晶質膜を蒸着することにより、非晶質膜が配向膜内
に存在する結晶間のピンホールを低減させ、電気的短絡
を低減させ、変換効率及び信頼性の高い有機起電力素子
となることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】即ち、本発明によれば、導体間に少なくと
も有機化合物からなる光起電力層を挾持してなる光起電
力素子において、前記有機化合物層が同一組成による配
向膜と非晶質膜との積層からなる事を特徴とする有機光
起電力素子が提供される。また本発明によれば、導体間
に少なくともＰ型半導体特性を有する有機化合物層とＮ
型半導体特性を有する有機化合物層からなる光起電力層
を挾持してなる光起電力素子において、前記２つの有機
化合物層の少なくとも一方が、配向膜及び非晶質膜との
積層からなる事を特徴とする有機光起電力素子が提供さ
れる。非晶質膜の膜厚は、配向膜の膜厚の１／３以下に
おいてより効果的である。本発明は、ショットキ接合
型、有機／有機のＰＮヘテロ接合型、無機／有機のＰＮ
ヘテロ接合型などの有機化合物の薄膜を有する全ての光
起電力素子に適用される。
も有機化合物からなる光起電力層を挾持してなる光起電
力素子において、前記有機化合物層が同一組成による配
向膜と非晶質膜との積層からなる事を特徴とする有機光
起電力素子が提供される。また本発明によれば、導体間
に少なくともＰ型半導体特性を有する有機化合物層とＮ
型半導体特性を有する有機化合物層からなる光起電力層
を挾持してなる光起電力素子において、前記２つの有機
化合物層の少なくとも一方が、配向膜及び非晶質膜との
積層からなる事を特徴とする有機光起電力素子が提供さ
れる。非晶質膜の膜厚は、配向膜の膜厚の１／３以下に
おいてより効果的である。本発明は、ショットキ接合
型、有機／有機のＰＮヘテロ接合型、無機／有機のＰＮ
ヘテロ接合型などの有機化合物の薄膜を有する全ての光
起電力素子に適用される。
【０００９】ここで挙げている非晶質膜とは、透過型電
子顕微鏡観察及びＸ線回折により配向性が認められない
ものをいう。
子顕微鏡観察及びＸ線回折により配向性が認められない
ものをいう。
【００１０】先ず、本発明をショットキ接合型素子に適
用した例を図１を参照しながら具体的に説明すると、透
光性絶縁支持体１から順次、上部電極２、配向性有機化
合物層３ａ、非晶質性有機化合物層３ｂ、下部電極４を
有するものである。なお３ａと３ｂは、同一組成の有機
化合物からなる層である。
用した例を図１を参照しながら具体的に説明すると、透
光性絶縁支持体１から順次、上部電極２、配向性有機化
合物層３ａ、非晶質性有機化合物層３ｂ、下部電極４を
有するものである。なお３ａと３ｂは、同一組成の有機
化合物からなる層である。
【００１１】次に、本発明を有機／有機のＰＮヘテロ接
合型素子に適用した例を図２を参照しながら具体的に説
明すると、透光性絶縁支持体１から順次、上部電極２、
配向性Ｐ型有機化合物層５ａ、非晶質性Ｎ型有機化合物
層５ｂ，配向性Ｐ型有機化合物層６ａ，非晶質性Ｎ型有
機化合物層６ｂ、下部電極４を有するものである。なお
５ａと５ｂ、６ａと６ｂは、それぞれ同一組成の有機化
合物からなる層である。また配向膜と非晶質膜を有する
有機化合物の層は、単層でも多層でもかまわない。
合型素子に適用した例を図２を参照しながら具体的に説
明すると、透光性絶縁支持体１から順次、上部電極２、
配向性Ｐ型有機化合物層５ａ、非晶質性Ｎ型有機化合物
層５ｂ，配向性Ｐ型有機化合物層６ａ，非晶質性Ｎ型有
機化合物層６ｂ、下部電極４を有するものである。なお
５ａと５ｂ、６ａと６ｂは、それぞれ同一組成の有機化
合物からなる層である。また配向膜と非晶質膜を有する
有機化合物の層は、単層でも多層でもかまわない。
【００１２】次に、本発明を無機／有機のＰＮヘテロ接
合型素子に適用した例を図３を参照しながら具体的に説
明すると、透光性絶縁支持体１から順次、上部電極２、
Ｎ型無機半導体層７、配向性Ｐ型有機化合物層６ａ、非
晶質性Ｐ型有機化合物層６ｂ、下部電極４を有するもの
である。
合型素子に適用した例を図３を参照しながら具体的に説
明すると、透光性絶縁支持体１から順次、上部電極２、
Ｎ型無機半導体層７、配向性Ｐ型有機化合物層６ａ、非
晶質性Ｐ型有機化合物層６ｂ、下部電極４を有するもの
である。
【００１３】次に、本発明を無機／有機／有機のＮＮＰ
ヘテロ接合型素子に適用した例を図４を参照しながら具
体的に説明すると、透光性絶縁支持体１から順次、上部
電極２、Ｎ型無機半導体層７、配向性Ｎ型有機化合物層
５ａ、非晶質性Ｎ型有機化合物層５ｂ、配向性Ｐ型有機
化合物層６ａ、非晶質性Ｐ型有機化合物層６ｂ、下部電
極４を有するものである。また配向膜と非晶質膜を有す
る有機化合物層は、単層でも多層でもかまわない。
ヘテロ接合型素子に適用した例を図４を参照しながら具
体的に説明すると、透光性絶縁支持体１から順次、上部
電極２、Ｎ型無機半導体層７、配向性Ｎ型有機化合物層
５ａ、非晶質性Ｎ型有機化合物層５ｂ、配向性Ｐ型有機
化合物層６ａ、非晶質性Ｐ型有機化合物層６ｂ、下部電
極４を有するものである。また配向膜と非晶質膜を有す
る有機化合物層は、単層でも多層でもかまわない。
【００１４】次に、本発明を無機／有機／有機／有機の
ＮＮＰＰヘテロ接合型素子に適用した例を図５を参照し
ながら具体的に説明すると、透光性絶縁支持体１から順
次、上部電極２、Ｎ型無機半導体層７、配向性Ｎ型有機
化合物層５ａ、非晶質性Ｎ型有機化合物層５ｂ、配向性
Ｐ型有機化合物層６ａ、非晶質性Ｐ型有機化合物層６
ｂ、配向性Ｐ型有機化合物層６′ａ、非晶質性Ｐ型有機
化合物層６′ｂ、下部電極４を有するものである。なお
６（６ａ、６ｂ）と６′（６′ａ、６′ｂ）は異なった
有機化合物の層である。また配向膜と非晶質膜を有する
有機化合物層は、単層でも多層でもかまわない。
ＮＮＰＰヘテロ接合型素子に適用した例を図５を参照し
ながら具体的に説明すると、透光性絶縁支持体１から順
次、上部電極２、Ｎ型無機半導体層７、配向性Ｎ型有機
化合物層５ａ、非晶質性Ｎ型有機化合物層５ｂ、配向性
Ｐ型有機化合物層６ａ、非晶質性Ｐ型有機化合物層６
ｂ、配向性Ｐ型有機化合物層６′ａ、非晶質性Ｐ型有機
化合物層６′ｂ、下部電極４を有するものである。なお
６（６ａ、６ｂ）と６′（６′ａ、６′ｂ）は異なった
有機化合物の層である。また配向膜と非晶質膜を有する
有機化合物層は、単層でも多層でもかまわない。
【００１５】次に、本発明を有機／有機／有機／有機の
ＮＮＰＰヘテロ接合型素子に適用した例を図６を参照し
ながら具体的に説明すると、透光性絶縁支持体１から順
次、上部電極２、配向性Ｎ型有機化合物層５ａ、非晶質
性Ｎ型有機化合物層５ｂ、配向性Ｎ型有機化合物層５′
ａ、非晶質性Ｎ型有機化合物層５′ｂ、配向性Ｐ型有機
化合物層６ａ、非晶質性Ｐ型有機化合物層６ｂ、配向性
Ｐ型有機化合物層６′ａ、非晶質性Ｐ型有機化合物層
６′ｂ、下部電極４を有するものである。また配向膜と
非晶質膜を有する有機化合物層は、単層でも多層でもか
まわない。
ＮＮＰＰヘテロ接合型素子に適用した例を図６を参照し
ながら具体的に説明すると、透光性絶縁支持体１から順
次、上部電極２、配向性Ｎ型有機化合物層５ａ、非晶質
性Ｎ型有機化合物層５ｂ、配向性Ｎ型有機化合物層５′
ａ、非晶質性Ｎ型有機化合物層５′ｂ、配向性Ｐ型有機
化合物層６ａ、非晶質性Ｐ型有機化合物層６ｂ、配向性
Ｐ型有機化合物層６′ａ、非晶質性Ｐ型有機化合物層
６′ｂ、下部電極４を有するものである。また配向膜と
非晶質膜を有する有機化合物層は、単層でも多層でもか
まわない。
【００１６】次に、本発明を有機／有機のＰＮヘテロ接
合型タンデム構造素子に適用した例を図７を参照しなが
ら具体的に説明すると、透光性絶縁支持体１上の上部電
極２と下部電極４の間に、配向性Ｎ型有機化合物層５
ａ、非晶質性Ｎ型有機化合物層５ｂ、配向性Ｐ型有機化
合物層６ａ、非晶質性Ｐ型有機化合物層６ｂ、中間層８
の順で繰り返し積層されている構造を持つ素子である。
また配向膜と非晶質膜を有する有機化合物層は、単層で
も多層でもかまわない。
合型タンデム構造素子に適用した例を図７を参照しなが
ら具体的に説明すると、透光性絶縁支持体１上の上部電
極２と下部電極４の間に、配向性Ｎ型有機化合物層５
ａ、非晶質性Ｎ型有機化合物層５ｂ、配向性Ｐ型有機化
合物層６ａ、非晶質性Ｐ型有機化合物層６ｂ、中間層８
の順で繰り返し積層されている構造を持つ素子である。
また配向膜と非晶質膜を有する有機化合物層は、単層で
も多層でもかまわない。
【００１７】ここでいう電極とは、酸化スズインジウ
ム、酸化スズ、酸化インジウムなどの透明電極、またＡ
ｕ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ａｇ、Ａｌなどの
金属電極である。また上部電極としては、透光性のもの
がよく、下部電極としては、光反射性の良いものが望ま
しい。
ム、酸化スズ、酸化インジウムなどの透明電極、またＡ
ｕ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ａｇ、Ａｌなどの
金属電極である。また上部電極としては、透光性のもの
がよく、下部電極としては、光反射性の良いものが望ま
しい。
【００１８】本明細書中でいうＰ型有機化合物は、フタ
ロシアニン化合物類、キナクリドン化合物類、ポルフィ
リン化合物類、アゾ顔料、ジアミノカルバゾール、フェ
ニレンジアミン、トリフェニルアミン、ピラゾニン、ベ
ンジジン、スクアリリウム材料、インジゴ顔料、メロシ
アニン顔料、ピロール誘導体などである。またＮ型有機
化合物は、ペリレン誘導体、キノン類、ピリリウム塩、
ローダミン色素、フェノチアジン色素、フェナジン色素
等である。またＰ型有機化合物であるフタロシアニン化
合物類としては、中心金属がＨ2、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｇ、
Ａｇ、ＦｅＣｌ、Ｎｉ、Ｐｂ、ＡｌＣｌ、ＴｉＯ等で、
アルキル基などで置換されていても良いものが使用され
る。同じくＰ型有機化合物であるキナクリドン化合物類
としては、３，１０−ジメチルキナクリドン、４，１１
−ジメチルキナクリドン、２，９−ジメチルキナクリド
ン、２，９−ジメチルオキシキナクリドン等が使用され
る。同じくＰ型有機化合物であるポルフィリン化合物類
としては、中心金属がＨ2、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ａｇ、
ＦｅＣｌ、Ｎｉ、Ｐｂ、ＳｎＣｌ等で、置換基としてフ
ェニル基やピリジル基、エチル基を持っていても良いも
のが使用される。またＮ型有機化合物であるペリレン誘
導体としては、下記化１〜化３のような構造をとるもの
が使用される。
ロシアニン化合物類、キナクリドン化合物類、ポルフィ
リン化合物類、アゾ顔料、ジアミノカルバゾール、フェ
ニレンジアミン、トリフェニルアミン、ピラゾニン、ベ
ンジジン、スクアリリウム材料、インジゴ顔料、メロシ
アニン顔料、ピロール誘導体などである。またＮ型有機
化合物は、ペリレン誘導体、キノン類、ピリリウム塩、
ローダミン色素、フェノチアジン色素、フェナジン色素
等である。またＰ型有機化合物であるフタロシアニン化
合物類としては、中心金属がＨ2、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｇ、
Ａｇ、ＦｅＣｌ、Ｎｉ、Ｐｂ、ＡｌＣｌ、ＴｉＯ等で、
アルキル基などで置換されていても良いものが使用され
る。同じくＰ型有機化合物であるキナクリドン化合物類
としては、３，１０−ジメチルキナクリドン、４，１１
−ジメチルキナクリドン、２，９−ジメチルキナクリド
ン、２，９−ジメチルオキシキナクリドン等が使用され
る。同じくＰ型有機化合物であるポルフィリン化合物類
としては、中心金属がＨ2、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ａｇ、
ＦｅＣｌ、Ｎｉ、Ｐｂ、ＳｎＣｌ等で、置換基としてフ
ェニル基やピリジル基、エチル基を持っていても良いも
のが使用される。またＮ型有機化合物であるペリレン誘
導体としては、下記化１〜化３のような構造をとるもの
が使用される。
【００１９】
【化１】
【００２０】
【化２】
【００２１】
【化３】
【００２２】本発明で用いられる有機化合物は上記した
ものに限定されず、真空蒸着又はＬＢ法により成膜で
き、光導電性を示すものであれば使用可能である。
ものに限定されず、真空蒸着又はＬＢ法により成膜で
き、光導電性を示すものであれば使用可能である。
【００２３】また、本発明における素子の作製方法とし
ては、上部電極を設けた透光性絶縁支持体上に、配向膜
を室温でまたは下地温度を上げて抵抗加熱蒸着法で真空
蒸着し、連続して抵抗加熱蒸着法で下地温度を０℃以下
にするかもしくは蒸着速度を０．１ｎｍ／ｓ以上にして
非晶質膜を作製する方法が好ましく用いられる。この時
に非晶質膜の膜厚は、配向膜の膜厚の１／３以下にする
とさらにピンホールの低減、変換効率の低減の効果が上
がる。
ては、上部電極を設けた透光性絶縁支持体上に、配向膜
を室温でまたは下地温度を上げて抵抗加熱蒸着法で真空
蒸着し、連続して抵抗加熱蒸着法で下地温度を０℃以下
にするかもしくは蒸着速度を０．１ｎｍ／ｓ以上にして
非晶質膜を作製する方法が好ましく用いられる。この時
に非晶質膜の膜厚は、配向膜の膜厚の１／３以下にする
とさらにピンホールの低減、変換効率の低減の効果が上
がる。
【００２４】
【実施例】以下実施例により本発明をさらに詳細を説明
するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではな
い。
するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではな
い。
【００２５】実施例１ 洗浄したスライドガラス上に、Ａｌ層を真空蒸着し、そ
の上に銅フタロシアニンを使って配向性有機薄膜（膜厚
５０ｎｍ）を室温で真空蒸着し、さらにその上に同じ材
料の非晶質性有機薄膜（膜厚３０ｎｍ）を下地温度−５
０℃、蒸着速度１ｎｍ／ｓで真空蒸着し、さらにその上
にＡｕ層を真空蒸着して本発明による光起電力素子を作
製した。この素子について、Ａｌ層側から疑似太陽光を
照射してＶｏｃ、Ｊｓｃ及び変換効率ηの測定を行なっ
た。その結果を表１に示す。
の上に銅フタロシアニンを使って配向性有機薄膜（膜厚
５０ｎｍ）を室温で真空蒸着し、さらにその上に同じ材
料の非晶質性有機薄膜（膜厚３０ｎｍ）を下地温度−５
０℃、蒸着速度１ｎｍ／ｓで真空蒸着し、さらにその上
にＡｕ層を真空蒸着して本発明による光起電力素子を作
製した。この素子について、Ａｌ層側から疑似太陽光を
照射してＶｏｃ、Ｊｓｃ及び変換効率ηの測定を行なっ
た。その結果を表１に示す。
【００２６】
【表１】
【００２７】実施例２ 配向性有機薄膜と非晶質性有機薄膜の膜厚をそれぞれ６
０ｎｍ、２０ｎｍにしたこと以外は実施例１と同様にし
て素子を作製し、同様の測定を行なった。その結果を表
１に示す。
０ｎｍ、２０ｎｍにしたこと以外は実施例１と同様にし
て素子を作製し、同様の測定を行なった。その結果を表
１に示す。
【００２８】比較例１ 非晶質性有機薄膜を設けないこと以外は実施例１と同じ
にして（ただし配向性有機薄膜の膜厚は９０ｎｍとし
た。）素子を作製し、同様の測定を行なった。その結果
を表１に示す。
にして（ただし配向性有機薄膜の膜厚は９０ｎｍとし
た。）素子を作製し、同様の測定を行なった。その結果
を表１に示す。
【００２９】実施例３ 洗浄したＩＴＯ蒸着膜付きガラス上に、Ｐ型有機化合物
としてメタルフリーフタロシアニンを、Ｎ型有機化合物
としてペリレンテトラカルボン酸メチルイミドを用い、
Ｐ型有機化合物層のみに実施例１と同様に配向性膜と非
晶質膜を作製した。ここで配向性フタロシアニン膜の膜
厚を２５ｎｍ、非晶質性フタロシアニン膜の膜厚を１０
ｎｍとし、また配向性ペリレンテトラカルボン酸メチル
イミド膜の膜厚を５０ｎｍとした。そしてその上にＡｕ
層を真空蒸着して本発明による光起電力素子を作製し
た。この素子について、ＩＴＯ蒸着膜付きガラス側から
疑似太陽光を照射してＶｏｃ、Ｊｓｃ及び変換効率ηの
測定を行なった。その結果を表１に示す。
としてメタルフリーフタロシアニンを、Ｎ型有機化合物
としてペリレンテトラカルボン酸メチルイミドを用い、
Ｐ型有機化合物層のみに実施例１と同様に配向性膜と非
晶質膜を作製した。ここで配向性フタロシアニン膜の膜
厚を２５ｎｍ、非晶質性フタロシアニン膜の膜厚を１０
ｎｍとし、また配向性ペリレンテトラカルボン酸メチル
イミド膜の膜厚を５０ｎｍとした。そしてその上にＡｕ
層を真空蒸着して本発明による光起電力素子を作製し
た。この素子について、ＩＴＯ蒸着膜付きガラス側から
疑似太陽光を照射してＶｏｃ、Ｊｓｃ及び変換効率ηの
測定を行なった。その結果を表１に示す。
【００３０】比較例２ 非晶質膜を設けないこと以外は実施例３と同様にして
（ただし配向性Ｐ型有機薄膜の膜厚は３５ｎｍ、配向性
Ｎ型有機薄膜の膜厚は５０ｎｍとした。）素子を作製
し、同様の測定を行なった。その結果を表１に示す。
（ただし配向性Ｐ型有機薄膜の膜厚は３５ｎｍ、配向性
Ｎ型有機薄膜の膜厚は５０ｎｍとした。）素子を作製
し、同様の測定を行なった。その結果を表１に示す。
【００３１】実施例４ 洗浄したＩＴＯ蒸着膜付きガラス上に、Ｐ型有機化合物
として銅フタロシアニンを、Ｎ型有機化合物としてペリ
レンテトラカルボン酸フェニルイミドを用い、Ｎ型有機
化合物層のみに実施例１と同様に配向性膜と非晶質膜を
作製した。ここで配向性フタロシアニン膜の膜厚を４０
ｎｍ、また配向性ペリレンテトラカルボン酸フェニルイ
ミド膜の膜厚を３０ｎｍ、非晶質性ペリレンテトラカル
ボン酸フェニルイミド膜の膜厚を１０ｎｍとした。そし
てその上にＡｕ層を真空蒸着して本発明による光起電力
素子とした。この素子について、ＩＴＯ蒸着膜付きガラ
ス側から疑似太陽光を照射してＶｏｃ、Ｊｓｃ及び変換
効率ηの測定を行なった。その結果を表１に示す。
として銅フタロシアニンを、Ｎ型有機化合物としてペリ
レンテトラカルボン酸フェニルイミドを用い、Ｎ型有機
化合物層のみに実施例１と同様に配向性膜と非晶質膜を
作製した。ここで配向性フタロシアニン膜の膜厚を４０
ｎｍ、また配向性ペリレンテトラカルボン酸フェニルイ
ミド膜の膜厚を３０ｎｍ、非晶質性ペリレンテトラカル
ボン酸フェニルイミド膜の膜厚を１０ｎｍとした。そし
てその上にＡｕ層を真空蒸着して本発明による光起電力
素子とした。この素子について、ＩＴＯ蒸着膜付きガラ
ス側から疑似太陽光を照射してＶｏｃ、Ｊｓｃ及び変換
効率ηの測定を行なった。その結果を表１に示す。
【００３２】比較例３ 非晶質膜を設けないこと以外は実施例４と同様にして
（ただし配向性Ｐ型有機薄膜の膜厚は４０ｎｍ、配向性
Ｎ型有機薄膜の膜厚は４０ｎｍとした。）素子を作製
し、同様の測定を行なった。その結果を表１に示す。
（ただし配向性Ｐ型有機薄膜の膜厚は４０ｎｍ、配向性
Ｎ型有機薄膜の膜厚は４０ｎｍとした。）素子を作製
し、同様の測定を行なった。その結果を表１に示す。
【００３３】実施例５ 洗浄したＩＴＯ蒸着膜付きガラス上に、Ｐ型有機化合物
としてアルミニウムクロロフタロシアニンを、Ｎ型有機
化合物としてペリレンテトラカルボン酸メチルイミドを
用い、両方の有機化合物層に実施例１と同様に配向性膜
と非晶質膜を作製した。ここで配向性フタロシアニン膜
の膜厚を４０ｎｍ、非晶質性フタロシアニン膜の膜厚を
１０ｎｍ、また配向性ペリレンテトラカルボン酸メチル
イミド膜の膜厚を３０ｎｍ、非晶質性ペリレンテトラカ
ルボン酸メチルイミド膜の膜厚を１０ｎｍとした。そし
てその上にＡｕ層を真空蒸着して本発明による光起電力
素子とした。この素子について、ＩＴＯ蒸着膜付きガラ
ス側から疑似太陽光を照射してＶｏｃ、Ｊｓｃ及び変換
効率ηの測定を行なった。その結果を表１に示す。
としてアルミニウムクロロフタロシアニンを、Ｎ型有機
化合物としてペリレンテトラカルボン酸メチルイミドを
用い、両方の有機化合物層に実施例１と同様に配向性膜
と非晶質膜を作製した。ここで配向性フタロシアニン膜
の膜厚を４０ｎｍ、非晶質性フタロシアニン膜の膜厚を
１０ｎｍ、また配向性ペリレンテトラカルボン酸メチル
イミド膜の膜厚を３０ｎｍ、非晶質性ペリレンテトラカ
ルボン酸メチルイミド膜の膜厚を１０ｎｍとした。そし
てその上にＡｕ層を真空蒸着して本発明による光起電力
素子とした。この素子について、ＩＴＯ蒸着膜付きガラ
ス側から疑似太陽光を照射してＶｏｃ、Ｊｓｃ及び変換
効率ηの測定を行なった。その結果を表１に示す。
【００３４】比較例４ 非晶質膜を設けないこと以外は実施例５と同じにして
（ただし配向性Ｐ型有機薄膜の膜厚は５０ｎｍ、配向性
Ｎ型有機薄膜の膜厚は４０ｎｍとした。）素子を作製
し、同様の測定を行なった。その結果を表１に示す。
（ただし配向性Ｐ型有機薄膜の膜厚は５０ｎｍ、配向性
Ｎ型有機薄膜の膜厚は４０ｎｍとした。）素子を作製
し、同様の測定を行なった。その結果を表１に示す。
【００３５】実施例６ 実施例５と同様な素子を１０個作製し、その素子の再現
性を評価した。１０個の素子の変換効率ηの平均値を１
とした場合、最大値は１．０２で、最小値は０．９２で
あり、結果が安定していた。その結果を表２に示す。
性を評価した。１０個の素子の変換効率ηの平均値を１
とした場合、最大値は１．０２で、最小値は０．９２で
あり、結果が安定していた。その結果を表２に示す。
【００３６】
【表２】
【００３７】比較例５ 比較例４と同様な素子を１０個作製し、その素子の再現
性を評価した。１０個の素子の変換効率ηの平均値を１
とした場合、最大値は１．８で、最小値は０．３９であ
り、結果がばらついていた。その結果を表２に示す。
性を評価した。１０個の素子の変換効率ηの平均値を１
とした場合、最大値は１．８で、最小値は０．３９であ
り、結果がばらついていた。その結果を表２に示す。
【００３８】
【発明の効果】請求項１の光起電力素子によれば、配向
性有機薄膜の上に非晶質性有機薄膜を積層したので、実
施例１と比較例１との対比からも明らかなように、ピン
ホールが低減し、変換効率の向上が可能となる。請求項
２の光起電力素子によれば、Ｐ型有機薄膜とＮ型有機薄
膜の少なくとも一方を配向性膜と非晶質膜との積層にし
たので、実施例３〜５と比較例２〜４との対比からも明
らかなように、ピンホールが低減し、変換効率の向上が
可能となる。さらに、実施例６と比較例５との対比から
も明らかなように、歩留まりの向上も可能となる。請求
項３の光起電力素子によれば、非晶質性有機薄膜の膜厚
を配向性有機薄膜の膜厚に対して１／３以下にする事に
よって、実施例２に示したようにピンホールの低減、変
換効率の向上の効果をさらに有効にする事ができる。
性有機薄膜の上に非晶質性有機薄膜を積層したので、実
施例１と比較例１との対比からも明らかなように、ピン
ホールが低減し、変換効率の向上が可能となる。請求項
２の光起電力素子によれば、Ｐ型有機薄膜とＮ型有機薄
膜の少なくとも一方を配向性膜と非晶質膜との積層にし
たので、実施例３〜５と比較例２〜４との対比からも明
らかなように、ピンホールが低減し、変換効率の向上が
可能となる。さらに、実施例６と比較例５との対比から
も明らかなように、歩留まりの向上も可能となる。請求
項３の光起電力素子によれば、非晶質性有機薄膜の膜厚
を配向性有機薄膜の膜厚に対して１／３以下にする事に
よって、実施例２に示したようにピンホールの低減、変
換効率の向上の効果をさらに有効にする事ができる。
【図１】本発明をショットキ接合型素子に適用した例を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図２】本発明を有機／有機のＰＮヘテロ接合型素子に
適用した例を示す断面図である。
適用した例を示す断面図である。
【図３】本発明を無機／有機のＰＮヘテロ接合型素子に
適用した例を示す断面図である。
適用した例を示す断面図である。
【図４】本発明を無機／有機／有機のＮＮＰヘテロ接合
型素子に適用した例を示す断面図である。
型素子に適用した例を示す断面図である。
【図５】本発明を無機／有機／有機／有機のＮＮＰＰヘ
テロ接合型素子に適用した例を示す断面図である。
テロ接合型素子に適用した例を示す断面図である。
【図６】本発明を有機／有機／有機／有機のＮＮＰＰヘ
テロ接合型素子に適用した例を示す断面図である。
テロ接合型素子に適用した例を示す断面図である。
【図７】本発明を有機／有機のＰＮヘテロ接合型タンデ
ム構造素子に適用した例を示す断面図である。
ム構造素子に適用した例を示す断面図である。
１ 支持体 ２ 上部電極 ３ａ 配向性有機化合物層 ３ｂ 非晶質性有
機化合物層 ４ 下部電極 ５ａ 配向性Ｎ型
有機化合物層 ５ｂ 非晶質性Ｎ型有機化合物層 ５′ａ 配向性Ｎ
型有機化合物層 ５′ｂ 非晶質性Ｎ型有機化合物層 ６ａ 配向性Ｐ型
有機化合物層 ６ｂ 非晶質性Ｐ型有機化合物層 ７ Ｎ型無機半導
体層 ８ 中間層
機化合物層 ４ 下部電極 ５ａ 配向性Ｎ型
有機化合物層 ５ｂ 非晶質性Ｎ型有機化合物層 ５′ａ 配向性Ｎ
型有機化合物層 ５′ｂ 非晶質性Ｎ型有機化合物層 ６ａ 配向性Ｐ型
有機化合物層 ６ｂ 非晶質性Ｐ型有機化合物層 ７ Ｎ型無機半導
体層 ８ 中間層
Claims (3)
- 【請求項１】 導体間に少なくとも有機化合物層からな
る光起電力層を挾持してなる光起電力素子において、前
記有機化合物層が同一組成による配向膜と非晶質膜との
積層からなる事を特徴とする有機光起電力素子。 - 【請求項２】 導体間に少なくともＰ型半導体特性を有
する有機化合物層とＮ型半導体特性を有する有機化合物
層からなる光起電力層を挾持してなる光起電力素子にお
いて、前記２つの有機化合物層の少なくとも一方が、配
向膜及び非晶質膜との積層からなる事を特徴とする有機
光起電力素子。 - 【請求項３】 非晶質膜の膜厚が配向膜の膜厚の１／３
以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の有
機光起電力素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3311985A JPH06232435A (ja) | 1991-10-30 | 1991-10-30 | 有機光起電力素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3311985A JPH06232435A (ja) | 1991-10-30 | 1991-10-30 | 有機光起電力素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06232435A true JPH06232435A (ja) | 1994-08-19 |
Family
ID=18023815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3311985A Pending JPH06232435A (ja) | 1991-10-30 | 1991-10-30 | 有機光起電力素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06232435A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0902339A1 (fr) * | 1997-09-09 | 1999-03-17 | Asulab S.A. | Cadran formé d'une cellule solaire notamment pour pièce d'horlogerie |
| US6067277A (en) * | 1997-09-09 | 2000-05-23 | Asulab S.A. | Dial formed of a solar cell in particular for a timepiece |
| US8519258B2 (en) | 1998-08-19 | 2013-08-27 | The Trustees Of Princeton University | Organic photosensitive optoelectronic devices with transparent electrodes |
| JP2016105510A (ja) * | 1998-08-19 | 2016-06-09 | ザ、トラスティーズ オブ プリンストン ユニバーシティ | 有機感光性光電子装置 |
-
1991
- 1991-10-30 JP JP3311985A patent/JPH06232435A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0902339A1 (fr) * | 1997-09-09 | 1999-03-17 | Asulab S.A. | Cadran formé d'une cellule solaire notamment pour pièce d'horlogerie |
| US6067277A (en) * | 1997-09-09 | 2000-05-23 | Asulab S.A. | Dial formed of a solar cell in particular for a timepiece |
| US8519258B2 (en) | 1998-08-19 | 2013-08-27 | The Trustees Of Princeton University | Organic photosensitive optoelectronic devices with transparent electrodes |
| JP2016105510A (ja) * | 1998-08-19 | 2016-06-09 | ザ、トラスティーズ オブ プリンストン ユニバーシティ | 有機感光性光電子装置 |
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