JPH06252379A - 有機太陽電池 - Google Patents
有機太陽電池Info
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- JPH06252379A JPH06252379A JP5036755A JP3675593A JPH06252379A JP H06252379 A JPH06252379 A JP H06252379A JP 5036755 A JP5036755 A JP 5036755A JP 3675593 A JP3675593 A JP 3675593A JP H06252379 A JPH06252379 A JP H06252379A
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- JP
- Japan
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- porphyrin
- group
- solar cell
- general formula
- ring
- Prior art date
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- Pending
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/30—Coordination compounds
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
- H10K30/50—Photovoltaic [PV] devices
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/549—Organic PV cells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Nitrogen Condensed Heterocyclic Rings (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 光電変換効率を改向上させた有機太陽電池を
提供する。 【構成】 次の一般式： 【化１】 で表わされる２種類のポルフィリン誘導体を２個の電極
間に配置した有機太陽電池であって、一方のポルフィリ
ン誘導体のＬ又はＸはピリジン環、ピラジン環、キノリ
ン環又はキノキサリン環を含有し、Ｍは４以下の配位数
を有しており、他方のポルフィリン誘導体のＭは５以上
の配位数を有することを特徴とする。
提供する。 【構成】 次の一般式： 【化１】 で表わされる２種類のポルフィリン誘導体を２個の電極
間に配置した有機太陽電池であって、一方のポルフィリ
ン誘導体のＬ又はＸはピリジン環、ピラジン環、キノリ
ン環又はキノキサリン環を含有し、Ｍは４以下の配位数
を有しており、他方のポルフィリン誘導体のＭは５以上
の配位数を有することを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は有機太陽電池に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】有機物を用いる太陽電池は、シリコン等
に代表される無機太陽電池に比べ製造行程の容易さから
低コストで大面積化が可能であるという利点を持つが、
エネルギー変換効率は低く実用レベルに達していない。
これまで報告されている有機太陽電池としては、無金属
フタロシアニンとアルミニウムの接触を利用したもの
（R.O.Loutfy et al., J.Chem.Phys. Vol.71. p1211)や
フタロシアニンとペリレン誘導体の接合を利用したもの
（C.W.Tang. USP 4,281,053)等がある。
に代表される無機太陽電池に比べ製造行程の容易さから
低コストで大面積化が可能であるという利点を持つが、
エネルギー変換効率は低く実用レベルに達していない。
これまで報告されている有機太陽電池としては、無金属
フタロシアニンとアルミニウムの接触を利用したもの
（R.O.Loutfy et al., J.Chem.Phys. Vol.71. p1211)や
フタロシアニンとペリレン誘導体の接合を利用したもの
（C.W.Tang. USP 4,281,053)等がある。
【０００３】これらはｐ型有機半導体と仕事関数の小さ
い金属とのショットキー障壁あるいはｐ型有機半導体と
ｎ型有機半導体とのｐｎ接合を利用したもので原理的に
は無機太陽電池と同じであり、以下に述べるような無機
物には無い有機物独自の特性を変換効率向上に用いよう
とする試みは少なかった。
い金属とのショットキー障壁あるいはｐ型有機半導体と
ｎ型有機半導体とのｐｎ接合を利用したもので原理的に
は無機太陽電池と同じであり、以下に述べるような無機
物には無い有機物独自の特性を変換効率向上に用いよう
とする試みは少なかった。
【０００４】有機太陽電池においてはポテンシャル勾配
内で生成する励起子以外に、有機層内部で生成する励起
子がポテンシャル勾配へ拡散し、光電荷分離により光電
流が発生するといった過程を考慮する必要があり、光電
流を増大させ変換効率を向上させるためには光励起状態
から基底状態への逆電子移動を抑え光励起状態の寿命を
延ばすことが重要である。
内で生成する励起子以外に、有機層内部で生成する励起
子がポテンシャル勾配へ拡散し、光電荷分離により光電
流が発生するといった過程を考慮する必要があり、光電
流を増大させ変換効率を向上させるためには光励起状態
から基底状態への逆電子移動を抑え光励起状態の寿命を
延ばすことが重要である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この発明の目的はエネ
ルギー変換効率が低いという有機太陽電池の欠点を解決
することにある。特に、無機物では実現できない有機物
ならではの特性を有効に利用すること、すなわち光励起
状態から基底状態への逆電子移動を抑え光励起状態の寿
命を延ばすことで光電流を増大させ変換効率を向上させ
ようとするものである。
ルギー変換効率が低いという有機太陽電池の欠点を解決
することにある。特に、無機物では実現できない有機物
ならではの特性を有効に利用すること、すなわち光励起
状態から基底状態への逆電子移動を抑え光励起状態の寿
命を延ばすことで光電流を増大させ変換効率を向上させ
ようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは二つの電極
間に、下記一般式（Ｉ）で表されるポルフィリン誘導体
と、下記一般式（II）で表されるポルフィリン誘導体と
を混合して成る有機層を有する有機太陽電池を作成した
結果、それぞれのポルフィリン誘導体を単独で用いた場
合に比べて光電流が数倍に増大し変換効率が向上するこ
とを見いだしこの発明に至った。従って、本発明は、次
の一般式（Ｉ）：
間に、下記一般式（Ｉ）で表されるポルフィリン誘導体
と、下記一般式（II）で表されるポルフィリン誘導体と
を混合して成る有機層を有する有機太陽電池を作成した
結果、それぞれのポルフィリン誘導体を単独で用いた場
合に比べて光電流が数倍に増大し変換効率が向上するこ
とを見いだしこの発明に至った。従って、本発明は、次
の一般式（Ｉ）：
【０００７】
【化３】
【０００８】〔式中、Ｘ1 〜Ｘ4 は、それぞれ独立に、
窒素原子またはＣＲ1 （Ｒ1 は水素原子、炭素原子数１
〜１２個のアルキル基または置換されていてもよい芳香
族炭化水素を表わす）であり；Ｌ1 〜Ｌ4 は、それぞれ
独立に、２個の水素、もしくは炭素原子数１〜１２個の
アルキル基２個であるか、または置換基を有してもよい
芳香族炭化水素環を構成しており；そしてＭ1 は５以上
の配位数を有する金属もしくはその酸化物もしくはハロ
ゲン化物を表わす〕により表わされるポルフィリン誘導
体と、次の式（II）：
窒素原子またはＣＲ1 （Ｒ1 は水素原子、炭素原子数１
〜１２個のアルキル基または置換されていてもよい芳香
族炭化水素を表わす）であり；Ｌ1 〜Ｌ4 は、それぞれ
独立に、２個の水素、もしくは炭素原子数１〜１２個の
アルキル基２個であるか、または置換基を有してもよい
芳香族炭化水素環を構成しており；そしてＭ1 は５以上
の配位数を有する金属もしくはその酸化物もしくはハロ
ゲン化物を表わす〕により表わされるポルフィリン誘導
体と、次の式（II）：
【０００９】
【化４】
【００１０】〔式中、Ｙ1 〜Ｙ4 は、それぞれ独立に、
窒素原子またはＣＲ2 （Ｒ2 は水素原子、炭素原子数１
〜１２個のアルキル基または置換基を有してもよい芳香
族炭化水素基を表わす）であり；Ｑ1 〜Ｑ4 は、それぞ
れ独立に、２個の水素原子、もしくは炭素原子数１〜１
２個のアルキル基２個であるか、または置換基を有して
もよい炭化水素環を構成しており；但し、Ｙ1 〜Ｙ4 お
よびＱ1 〜Ｑ4 の内少なくとも１個はピリジン環、ピラ
ジン環、キノリン環またはキノキサリン環を含む基であ
り；そしてＭ2 は無金属、または４以下の配位数を有す
る金属である〕により表わされるポルフィリン誘導体の
混合物であることを特徴とする有機太陽電池を提供す
る。
窒素原子またはＣＲ2 （Ｒ2 は水素原子、炭素原子数１
〜１２個のアルキル基または置換基を有してもよい芳香
族炭化水素基を表わす）であり；Ｑ1 〜Ｑ4 は、それぞ
れ独立に、２個の水素原子、もしくは炭素原子数１〜１
２個のアルキル基２個であるか、または置換基を有して
もよい炭化水素環を構成しており；但し、Ｙ1 〜Ｙ4 お
よびＱ1 〜Ｑ4 の内少なくとも１個はピリジン環、ピラ
ジン環、キノリン環またはキノキサリン環を含む基であ
り；そしてＭ2 は無金属、または４以下の配位数を有す
る金属である〕により表わされるポルフィリン誘導体の
混合物であることを特徴とする有機太陽電池を提供す
る。
【００１１】
【作用】本発明者らは、この発明の有機太陽電池の光電
変換効率がそれぞれのポルフィリンを単独で用いた場合
に比べて向上する理由として、一般式（Ｉ）で表される
ポルフィリン誘導体の中心金属に、一般式（II）で表さ
れるポルフィリン誘導体のピリジン環、ピラジン環、キ
ノリン環、またはキノキサリン環が配位し二量体または
それ以上の多量体を形成することで、励起状態の一般式
（Ｉ）で表されるポルフィリン誘導体から基底状態の一
般式（II）で表されるポルフィリン誘導体へ電子移動が
起こりエキサイプレックスが形成され、一般式（Ｉ）で
表されるポルフィリン誘導体の光励起状態から基底状態
への逆電子移動が抑えられ励起状態の寿命を延びたため
であると推察している。すなわち励起状態の寿命が延び
るとそれだけ光電荷分離が行われる電位勾配の場まで拡
散できる励起子の数が増し光電流の増大につながるので
ある。
変換効率がそれぞれのポルフィリンを単独で用いた場合
に比べて向上する理由として、一般式（Ｉ）で表される
ポルフィリン誘導体の中心金属に、一般式（II）で表さ
れるポルフィリン誘導体のピリジン環、ピラジン環、キ
ノリン環、またはキノキサリン環が配位し二量体または
それ以上の多量体を形成することで、励起状態の一般式
（Ｉ）で表されるポルフィリン誘導体から基底状態の一
般式（II）で表されるポルフィリン誘導体へ電子移動が
起こりエキサイプレックスが形成され、一般式（Ｉ）で
表されるポルフィリン誘導体の光励起状態から基底状態
への逆電子移動が抑えられ励起状態の寿命を延びたため
であると推察している。すなわち励起状態の寿命が延び
るとそれだけ光電荷分離が行われる電位勾配の場まで拡
散できる励起子の数が増し光電流の増大につながるので
ある。
【００１２】
【具体的な説明】本発明において使用されるポルフィリ
ン誘導体において、Ｒ1 〜Ｒ2 、Ｌ1 〜Ｌ4 及びＱ1 〜
Ｑ4 としての炭素原子数１〜１２個のアルキル基は直鎖
アルキル基でも分枝鎖アルキル基でもよい。
ン誘導体において、Ｒ1 〜Ｒ2 、Ｌ1 〜Ｌ4 及びＱ1 〜
Ｑ4 としての炭素原子数１〜１２個のアルキル基は直鎖
アルキル基でも分枝鎖アルキル基でもよい。
【００１３】Ｒ1 〜Ｒ2 、Ｌ1 〜Ｌ4 及びＱ1 〜Ｑ4 と
しての芳香族炭化水素基は、フェニル基、ナフチル基等
であり、フェニル基が好ましい。芳香族炭化水素基上の
置換基としては、ハロゲン、例えば弗素、塩素、又は臭
素、低級アルキル基、例えばメチル基、エチル基、イソ
プロピル基、ｎ−プロピル基、イソブチル基、ｎ−ブチ
ル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、直鎖もしくは分枝鎖のペン
チル基、直鎖もしくは分枝鎖のヘキシル基等、低級アル
コキシ基、例えばメトキシ基、エトキシ基、イソプロポ
キシ基、ｎ−プロポキシ基、イソブトキシ基、ｎ−ブト
キシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基等、低級アルキルチオ
基、例えばメチルチオ基、エチルチオ基、イソプロピル
チオ基、ｎ−プロピルチオ基、イソブチルチオ基、ｎ−
ブチルチオ基、ｔｅｒｔ−ブチルチオ基等、が例示され
る。これらの置換基は芳香族環上に１〜５個、好ましく
は１個又は２個存在することができる。
しての芳香族炭化水素基は、フェニル基、ナフチル基等
であり、フェニル基が好ましい。芳香族炭化水素基上の
置換基としては、ハロゲン、例えば弗素、塩素、又は臭
素、低級アルキル基、例えばメチル基、エチル基、イソ
プロピル基、ｎ−プロピル基、イソブチル基、ｎ−ブチ
ル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、直鎖もしくは分枝鎖のペン
チル基、直鎖もしくは分枝鎖のヘキシル基等、低級アル
コキシ基、例えばメトキシ基、エトキシ基、イソプロポ
キシ基、ｎ−プロポキシ基、イソブトキシ基、ｎ−ブト
キシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基等、低級アルキルチオ
基、例えばメチルチオ基、エチルチオ基、イソプロピル
チオ基、ｎ−プロピルチオ基、イソブチルチオ基、ｎ−
ブチルチオ基、ｔｅｒｔ−ブチルチオ基等、が例示され
る。これらの置換基は芳香族環上に１〜５個、好ましく
は１個又は２個存在することができる。
【００１４】この発明に用いられる一般式（Ｉ）で表さ
れるポルフィリン誘導体の具体例としては例えば、オク
タエチルポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラ
フェニルポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラ
（４−クロロフェニル）ポルフィリン、５，１０，１
５，２０−テトラ（４−ｔ−ブチルフェニル）ポルフィ
リン、５，１０，１５，２０−テトラ（４−メトキシフ
ェニル）ポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラ
（２，４−ジメトキシフェニル）ポルフィリン、
れるポルフィリン誘導体の具体例としては例えば、オク
タエチルポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラ
フェニルポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラ
（４−クロロフェニル）ポルフィリン、５，１０，１
５，２０−テトラ（４−ｔ−ブチルフェニル）ポルフィ
リン、５，１０，１５，２０−テトラ（４−メトキシフ
ェニル）ポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラ
（２，４−ジメトキシフェニル）ポルフィリン、
【００１５】５，１０，１５，２０−テトラ（２，５−
ジメトキシフェニル）ポルフィリン、オクタエチルポル
フィラジン、フタロシアニン、モノアゾテトラベンズポ
ルフィリン、ジアゾテトラベンズポルフィリン、トリア
ゾテトラベンズポルフィリン、テトラ（４−メトキシ）
フタロシアニン、テトラ（４−エトキシ）フタロシアニ
ン、テトラ（４−ブトキシ）フタロシアニン、テトラ
（４−フェノキシ）フタロシアニン、
ジメトキシフェニル）ポルフィリン、オクタエチルポル
フィラジン、フタロシアニン、モノアゾテトラベンズポ
ルフィリン、ジアゾテトラベンズポルフィリン、トリア
ゾテトラベンズポルフィリン、テトラ（４−メトキシ）
フタロシアニン、テトラ（４−エトキシ）フタロシアニ
ン、テトラ（４−ブトキシ）フタロシアニン、テトラ
（４−フェノキシ）フタロシアニン、
【００１６】テトラ（４−ｔ−ブチル）フタロシアニ
ン、テトラ（４−メチルチオ）フタロシアニン、テトラ
（４−エチルチオ）フタロシアニン、テトラ（４−ブチ
ルチオ）フタロシアニン、テトラ（４−フェニルチオ）
フタロシアニン、ナフタロシアニン等があげられるが、
好ましくは、比較的電子供与性の強い５，１０，１５，
２０−テトラフェニルポルフィリン、５，１０，１５，
２０−テトラ（４−メトキシフェニル）ポルフィリン、
５，１０，１５，２０−テトラ（２，４−ジメトキシフ
ェニル）ポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラ
（２，５−ジメトキシフェニル）ポルフィリンが用いら
れる。
ン、テトラ（４−メチルチオ）フタロシアニン、テトラ
（４−エチルチオ）フタロシアニン、テトラ（４−ブチ
ルチオ）フタロシアニン、テトラ（４−フェニルチオ）
フタロシアニン、ナフタロシアニン等があげられるが、
好ましくは、比較的電子供与性の強い５，１０，１５，
２０−テトラフェニルポルフィリン、５，１０，１５，
２０−テトラ（４−メトキシフェニル）ポルフィリン、
５，１０，１５，２０−テトラ（２，４−ジメトキシフ
ェニル）ポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラ
（２，５−ジメトキシフェニル）ポルフィリンが用いら
れる。
【００１７】一般式（Ｉ）で表されるポルフィリン誘導
体のＭとしては５配位以上の、すなわちポルフィリンの
軸方向にさらに配位子が配位可能であるアルミニウム、
けい素、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、
コバルト、ニッケル、亜鉛、ゲルマニウム、パラジウ
ム、カドミウム、インジウム、すず、白金、鉛等の金
属、その酸化物、そのハロゲン化物があげられる。
体のＭとしては５配位以上の、すなわちポルフィリンの
軸方向にさらに配位子が配位可能であるアルミニウム、
けい素、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、
コバルト、ニッケル、亜鉛、ゲルマニウム、パラジウ
ム、カドミウム、インジウム、すず、白金、鉛等の金
属、その酸化物、そのハロゲン化物があげられる。
【００１８】一般式（II）で表されるポルフィリン誘導
体の具体例としては例えば、５，１０，１５−トリフェ
ニル−２０−（２−ピリジル）ポルフィリン、５，１
０，１５−トリフェニル−２０−（３−ピリジル）ポル
フィリン、５，１０，１５−トリフェニル−２０−（４
−ピリジル）ポルフィリン、５，１０，１５−トリ（４
−メトキシフェニル）−２０−（３−ピリジル）ポルフ
ィリン、５，１０，１５−トリ（４−メトキシフェニ
ル）−２０−（４−ピリジル）ポルフィリン、５，１
０，１５−トリ（４−クロロフェニル）−２０−（３−
ピリジル）ポルフィリン、
体の具体例としては例えば、５，１０，１５−トリフェ
ニル−２０−（２−ピリジル）ポルフィリン、５，１
０，１５−トリフェニル−２０−（３−ピリジル）ポル
フィリン、５，１０，１５−トリフェニル−２０−（４
−ピリジル）ポルフィリン、５，１０，１５−トリ（４
−メトキシフェニル）−２０−（３−ピリジル）ポルフ
ィリン、５，１０，１５−トリ（４−メトキシフェニ
ル）−２０−（４−ピリジル）ポルフィリン、５，１
０，１５−トリ（４−クロロフェニル）−２０−（３−
ピリジル）ポルフィリン、
【００１９】５，１０，１５−トリ（４−クロロフェニ
ル）−２０−（４−ピリジル）ポルフィリン、５，１
０，１５，２０−テトラ（３−ピリジル）ポルフィリ
ン、５，１０，１５，２０−テトラ（４−ピリジル）ポ
ルフィリン等が、ポルフィラジンとしてはモノ−２，３
−ピリジノポルフィラジン、モノ−３，４−ピリジノポ
ルフィラジン、モノビラジノポルフィラジン、テトラ−
２，３−ピリジノポルフィラジン、テトラ−３，４−ピ
リジノポルフィラジン、
ル）−２０−（４−ピリジル）ポルフィリン、５，１
０，１５，２０−テトラ（３−ピリジル）ポルフィリ
ン、５，１０，１５，２０−テトラ（４−ピリジル）ポ
ルフィリン等が、ポルフィラジンとしてはモノ−２，３
−ピリジノポルフィラジン、モノ−３，４−ピリジノポ
ルフィラジン、モノビラジノポルフィラジン、テトラ−
２，３−ピリジノポルフィラジン、テトラ−３，４−ピ
リジノポルフィラジン、
【００２０】テトラピラジノポルフィラジン等があげら
れるが、好ましくは、比較的電子受容性の強い５，１
０，１５−トリフェニル−２０−（３−ピリジル）ポル
フィリン、５，１０，１５−トリフェニル−２０−（４
−ピリジル）ポルフィリン、５，１０，１５−トリ（４
−クロロフェニル）−２０−（３−ピリジル）ポルフィ
リン、５，１０，１５−トリ（４−クロロフェニル）−
２０−（４−ピリジル）ポルフィリンが用いられる。
れるが、好ましくは、比較的電子受容性の強い５，１
０，１５−トリフェニル−２０−（３−ピリジル）ポル
フィリン、５，１０，１５−トリフェニル−２０−（４
−ピリジル）ポルフィリン、５，１０，１５−トリ（４
−クロロフェニル）−２０−（３−ピリジル）ポルフィ
リン、５，１０，１５−トリ（４−クロロフェニル）−
２０−（４−ピリジル）ポルフィリンが用いられる。
【００２１】一般式（II）で表されるポルフィリン誘導
体のＭとしては、ポルフィリンの軸方向にそれ以上配位
子が配位できない、無金属、例えばＨ2 （Ｈは水素原
子）または４配位性のマグネシウム、銅、銀等の金属原
子があげられる。上記ポルフィリン誘導体の大部分はｐ
型半導性を示すので、仕事関数の小さい金属とショット
キー障壁を形成させたり、ｎ型半導体とｐｎ接合を形成
させ太陽電池を作成することができる。
体のＭとしては、ポルフィリンの軸方向にそれ以上配位
子が配位できない、無金属、例えばＨ2 （Ｈは水素原
子）または４配位性のマグネシウム、銅、銀等の金属原
子があげられる。上記ポルフィリン誘導体の大部分はｐ
型半導性を示すので、仕事関数の小さい金属とショット
キー障壁を形成させたり、ｎ型半導体とｐｎ接合を形成
させ太陽電池を作成することができる。
【００２２】例えばショットキー型の太陽電池を作成す
るには、ポルフィリン薄膜層をオーミックな接触をする
仕事関数の大きな電極材層と電位障壁を形成する仕事関
数の小さな電極材層ではさめば良い。これらの電極は真
空蒸着、イオンスパッタリング等の方法で５〜２００nm
程度の薄膜として形成することができる。仕事関数の大
きな電極材料としては金、白金、スズがドープされた酸
化インジウム（ＩＴＯ）、フッ素がドープされた酸化ス
ズ等が、仕事関数の小さな電極材料としてはアルミニウ
ム、インジウム等が使用できる。
るには、ポルフィリン薄膜層をオーミックな接触をする
仕事関数の大きな電極材層と電位障壁を形成する仕事関
数の小さな電極材層ではさめば良い。これらの電極は真
空蒸着、イオンスパッタリング等の方法で５〜２００nm
程度の薄膜として形成することができる。仕事関数の大
きな電極材料としては金、白金、スズがドープされた酸
化インジウム（ＩＴＯ）、フッ素がドープされた酸化ス
ズ等が、仕事関数の小さな電極材料としてはアルミニウ
ム、インジウム等が使用できる。
【００２３】ポルフィリン薄膜層はあらかじめ有機溶媒
中で混合した、一般式（Ｉ）で表されるポルフィリン誘
導体と一般式（II）で表されるポルフィリン誘導体をス
ピンコートするか、上記二種のポルフィリン類を真空中
で一つまたは二つの蒸発源から同時に蒸着させることで
作成される。
中で混合した、一般式（Ｉ）で表されるポルフィリン誘
導体と一般式（II）で表されるポルフィリン誘導体をス
ピンコートするか、上記二種のポルフィリン類を真空中
で一つまたは二つの蒸発源から同時に蒸着させることで
作成される。
【００２４】上記ポルフィリン類の混合割合は一般式
（Ｉ）で表されるポルフィリン誘導体１モルに対して一
般式（II）で表されるポルフィリン誘導体０．１〜１０
モルの範囲が好ましく、さらに好ましくは０．５〜２モ
ルである。一般式（Ｉ）で表されるポルフィリン誘導体
に対する一般式（II）で表されるポルフィリン誘導体の
混合割合が大きすぎても小さすぎても、形成される二量
体または多量体の数が減少するので、この発明による光
電流増大の効果は小さくなる。
（Ｉ）で表されるポルフィリン誘導体１モルに対して一
般式（II）で表されるポルフィリン誘導体０．１〜１０
モルの範囲が好ましく、さらに好ましくは０．５〜２モ
ルである。一般式（Ｉ）で表されるポルフィリン誘導体
に対する一般式（II）で表されるポルフィリン誘導体の
混合割合が大きすぎても小さすぎても、形成される二量
体または多量体の数が減少するので、この発明による光
電流増大の効果は小さくなる。
【００２５】ポルフィリン混合膜の厚さは１〜１０００
nmで好ましくは５０〜２００nmである。膜厚は薄すぎる
と電気的短絡を起こし光電変換特性を示さないし、厚す
ぎると膜の電気抵抗が高くなり光電流は減少する。
nmで好ましくは５０〜２００nmである。膜厚は薄すぎる
と電気的短絡を起こし光電変換特性を示さないし、厚す
ぎると膜の電気抵抗が高くなり光電流は減少する。
【００２６】
【実施例】以下、この発明を実施例により説明する。
【００２７】実施例１．イソプロピルアルコール中で超
音波洗浄したガラス基板上にアルミニウムを１０-5Torr
（１Torr＝１３３．３２２Pa）の真空中で蒸着させ１０
nmの厚さの半透明電極を形成させた。このアルミニウム
層の透過率は２０〜４０％であった。次に基板を２００
０rpm で回転させ、アルミニウム薄膜上に、全濃度が２
０mM（１Ｍ＝１mol dm-3）となるようにクロロホルム中
で混合した亜鉛〔５，１０，１５，２０−テトラフェニ
ルポルフィリン〕（Ｚｎｔｐｐ）と無金属〔５，１０，
１５−トリフェニル−２０−（３−ピリジル）ポルフィ
リン〕（Ｈ2 ｐｙｐ3 ｐ）の溶液を滴下することで光電
流発生層を形成させた。
音波洗浄したガラス基板上にアルミニウムを１０-5Torr
（１Torr＝１３３．３２２Pa）の真空中で蒸着させ１０
nmの厚さの半透明電極を形成させた。このアルミニウム
層の透過率は２０〜４０％であった。次に基板を２００
０rpm で回転させ、アルミニウム薄膜上に、全濃度が２
０mM（１Ｍ＝１mol dm-3）となるようにクロロホルム中
で混合した亜鉛〔５，１０，１５，２０−テトラフェニ
ルポルフィリン〕（Ｚｎｔｐｐ）と無金属〔５，１０，
１５−トリフェニル−２０−（３−ピリジル）ポルフィ
リン〕（Ｈ2 ｐｙｐ3 ｐ）の溶液を滴下することで光電
流発生層を形成させた。
【００２８】このときのポルフィリンのモル混合比〔Ｒ
＝Ｚｎｔｐｐ／（Ｚｎｔｐｐ＋Ｈ2ｐｙｐ3 ｐ）〕は
０．７５とした。表面粗さ計（Ｓｌｏａｎ Ｄｅｋｔａ
ｋ ３０３０）で測定したポルフィリン混合膜の厚さは
１００nmであった。最後にポルフィリン層の上に金を１
０-5Torrの真空度で２０nmの厚さ（透過率３０〜６０
％）に蒸着し有効面積０．１cm2 の有機太陽電池を得
た。
＝Ｚｎｔｐｐ／（Ｚｎｔｐｐ＋Ｈ2ｐｙｐ3 ｐ）〕は
０．７５とした。表面粗さ計（Ｓｌｏａｎ Ｄｅｋｔａ
ｋ ３０３０）で測定したポルフィリン混合膜の厚さは
１００nmであった。最後にポルフィリン層の上に金を１
０-5Torrの真空度で２０nmの厚さ（透過率３０〜６０
％）に蒸着し有効面積０．１cm2 の有機太陽電池を得
た。
【００２９】太陽電池特性の測定にあたり、１５０Ｗハ
ロゲンタングステンランプからの光を分光器（日本分光
製ＣＴ−２５Ｃ）に通し４４０nmの単色光としこの発明
の有機太陽電池に照射した。光パワーメーター（安藤電
気製ＡＱ−１１３５Ｅ）で測定した光強度はアルミニウ
ム電極の透過率を補正した後で１９μＷcm-2であった。
ロゲンタングステンランプからの光を分光器（日本分光
製ＣＴ−２５Ｃ）に通し４４０nmの単色光としこの発明
の有機太陽電池に照射した。光パワーメーター（安藤電
気製ＡＱ−１１３５Ｅ）で測定した光強度はアルミニウ
ム電極の透過率を補正した後で１９μＷcm-2であった。
【００３０】光電変換効率を求めるための電流−電位曲
線はファンクションジェネレーター（北斗電工製ＨＢ−
１０５）で電位をかけながらエレクトロメーター（ケス
レー製６１７）で電流値を測定し、ＧＰ−ＩＢインター
フェースによりコンピューターに取り込み記録した。こ
の電流−電位曲線より開放光起電力（Ｖoc）、短絡光電
流密度（Ｊsc）、フィルファクター（ＦＦ）およびアル
ミニウム／ポルフィリン界面に入射した光に対する光電
変換効率（η′）といった太陽電池特性を求め、結果を
ポルフィリンの混合比（Ｒ）とともに表１に示した。
線はファンクションジェネレーター（北斗電工製ＨＢ−
１０５）で電位をかけながらエレクトロメーター（ケス
レー製６１７）で電流値を測定し、ＧＰ−ＩＢインター
フェースによりコンピューターに取り込み記録した。こ
の電流−電位曲線より開放光起電力（Ｖoc）、短絡光電
流密度（Ｊsc）、フィルファクター（ＦＦ）およびアル
ミニウム／ポルフィリン界面に入射した光に対する光電
変換効率（η′）といった太陽電池特性を求め、結果を
ポルフィリンの混合比（Ｒ）とともに表１に示した。
【００３１】実施例２．イソプロピルアルコール中で超
音波洗浄したガラス基板上にアルミニウムを１０-5Torr
（１Torr＝１３３．３２２Pa）の真空中で蒸着させ１０
nmの厚さの半透明電極を形成させた。このアルミニウム
層の透過率は２０〜４０％であった。次に基板を２００
０rpm で回転させ、アルミニウム薄膜上に、全濃度が２
０mM（１Ｍ＝１mol dm-3）となるようにクロロホルム中
で混合した亜鉛〔５，１０，１５，２０−テトラフェニ
ルポルフィリン〕（Ｚｎｔｐｐ）と無金属〔５，１０，
１５−トリフェニル−２０−（３−ピリジル）ポルフィ
リン〕（Ｈ2 ｐｙｐ3 ｐ）の溶液を滴下することで光電
流発生層を形成させた。
音波洗浄したガラス基板上にアルミニウムを１０-5Torr
（１Torr＝１３３．３２２Pa）の真空中で蒸着させ１０
nmの厚さの半透明電極を形成させた。このアルミニウム
層の透過率は２０〜４０％であった。次に基板を２００
０rpm で回転させ、アルミニウム薄膜上に、全濃度が２
０mM（１Ｍ＝１mol dm-3）となるようにクロロホルム中
で混合した亜鉛〔５，１０，１５，２０−テトラフェニ
ルポルフィリン〕（Ｚｎｔｐｐ）と無金属〔５，１０，
１５−トリフェニル−２０−（３−ピリジル）ポルフィ
リン〕（Ｈ2 ｐｙｐ3 ｐ）の溶液を滴下することで光電
流発生層を形成させた。
【００３２】このときのポルフィリンのモル混合比〔Ｒ
＝Ｚｎｔｐｐ／Ｚｎｔｐｐ＋Ｈ2 ｐｙｐ3 ｐ）〕は０．
５とした。表面粗さ計（Ｓｌｏａｎ Ｄｅｋｔａｋ ３
０３０）で測定したポルフィリン混合膜の厚さは１００
nmであった。最後にポルフィリン層の上に金を１０-5To
rrの真空度で２０nmの厚さ（透過率３０〜６０％）に蒸
着し有効面積０．１cm2 の有機太陽電池を得た。
＝Ｚｎｔｐｐ／Ｚｎｔｐｐ＋Ｈ2 ｐｙｐ3 ｐ）〕は０．
５とした。表面粗さ計（Ｓｌｏａｎ Ｄｅｋｔａｋ ３
０３０）で測定したポルフィリン混合膜の厚さは１００
nmであった。最後にポルフィリン層の上に金を１０-5To
rrの真空度で２０nmの厚さ（透過率３０〜６０％）に蒸
着し有効面積０．１cm2 の有機太陽電池を得た。
【００３３】太陽電池特性の測定にあたり、１５０Ｗハ
ロゲンタングステンランプからの光を分光器（日本分光
製ＣＴ−２５Ｃ）に通し４４０nmの単色光としこの発明
の有機太陽電池に照射した。光パワーメーター（安藤電
気製ＡＱ−１１３５Ｅ）で測定した光強度はアルミニウ
ム電極の透過率を補正した後で１９μＷcm-2であった。
ロゲンタングステンランプからの光を分光器（日本分光
製ＣＴ−２５Ｃ）に通し４４０nmの単色光としこの発明
の有機太陽電池に照射した。光パワーメーター（安藤電
気製ＡＱ−１１３５Ｅ）で測定した光強度はアルミニウ
ム電極の透過率を補正した後で１９μＷcm-2であった。
【００３４】光電変換効率を求めるための電流−電位曲
線はファンクションジェネレーター（北斗電工製ＨＢ−
１０５）で電位をかけながらエレクトロメーター（ケス
レー製６１７）で電流値を測定し、ＧＰ−ＩＢインター
フェースによりコンピューターに取り込み記録した。こ
の電流−電位曲線より開放光起電力（Ｖoc）、短絡光電
流密度（Ｊsc）、フィルファクター（ＦＦ）およびアル
ミニウム／ポルフィリン界面に入射した光に対する光電
変換効率（η′）といった太陽電池特性を求め、結果を
ポルフィリンの混合比（Ｒ）とともに表１に示した。
線はファンクションジェネレーター（北斗電工製ＨＢ−
１０５）で電位をかけながらエレクトロメーター（ケス
レー製６１７）で電流値を測定し、ＧＰ−ＩＢインター
フェースによりコンピューターに取り込み記録した。こ
の電流−電位曲線より開放光起電力（Ｖoc）、短絡光電
流密度（Ｊsc）、フィルファクター（ＦＦ）およびアル
ミニウム／ポルフィリン界面に入射した光に対する光電
変換効率（η′）といった太陽電池特性を求め、結果を
ポルフィリンの混合比（Ｒ）とともに表１に示した。
【００３５】実施例３．イソプロピルアルコール中で超
音波洗浄したガラス基板上にアルミニウムを１０-5Torr
（１Torr＝１３３．３２２Pa）の真空中で蒸着させ１０
nmの厚さの半透明電極を形成させた。このアルミニウム
層の透過率は２０〜４０％であった。次に基板を２００
０rpm で回転させ、アルミニウム薄膜上に、全濃度が２
０mM（１Ｍ＝１mol dm-3）となるようにクロロホルム中
で混合した亜鉛〔５，１０，１５，２０−テトラフェニ
ルポルフィリン〕（Ｚｎｔｐｐ）と無金属〔５，１０，
１５−トリフェニル−２０−（３−ピリジル）ポルフィ
リン〕（Ｈ2 ｐｙｐ3 ｐ）の溶液を滴下することで光電
流発生層を形成させた。
音波洗浄したガラス基板上にアルミニウムを１０-5Torr
（１Torr＝１３３．３２２Pa）の真空中で蒸着させ１０
nmの厚さの半透明電極を形成させた。このアルミニウム
層の透過率は２０〜４０％であった。次に基板を２００
０rpm で回転させ、アルミニウム薄膜上に、全濃度が２
０mM（１Ｍ＝１mol dm-3）となるようにクロロホルム中
で混合した亜鉛〔５，１０，１５，２０−テトラフェニ
ルポルフィリン〕（Ｚｎｔｐｐ）と無金属〔５，１０，
１５−トリフェニル−２０−（３−ピリジル）ポルフィ
リン〕（Ｈ2 ｐｙｐ3 ｐ）の溶液を滴下することで光電
流発生層を形成させた。
【００３６】このときのポルフィリンのモル混合比〔Ｒ
＝Ｚｎｔｐｐ／Ｚｎｔｐｐ＋Ｈ2 ｐｙｐ3 ｐ）〕は０．
２５とした。表面粗さ計（Ｓｌｏａｎ Ｄｅｋｔａｋ
３０３０）で測定したポルフィリン混合膜の厚さは１０
０nmであった。最後にポルフィリン層の上に金を１０-5
Torrの真空度で２０nmの厚さ（透過率３０〜６０％）に
蒸着し有効面積０．１cm2 の有機太陽電池を得た。
＝Ｚｎｔｐｐ／Ｚｎｔｐｐ＋Ｈ2 ｐｙｐ3 ｐ）〕は０．
２５とした。表面粗さ計（Ｓｌｏａｎ Ｄｅｋｔａｋ
３０３０）で測定したポルフィリン混合膜の厚さは１０
０nmであった。最後にポルフィリン層の上に金を１０-5
Torrの真空度で２０nmの厚さ（透過率３０〜６０％）に
蒸着し有効面積０．１cm2 の有機太陽電池を得た。
【００３７】太陽電池特性の測定にあたり、１５０Ｗハ
ロゲンタングステンランプからの光を分光器（日本分光
製ＣＴ−２５Ｃ）に通し４４０nmの単色光としこの発明
の有機太陽電池に照射した。光パワーメーター（安藤電
気製ＡＱ−１１３５Ｅ）で測定した光強度はアルミニウ
ム電極の透過率を補正した後で１９μＷcm-2であった。
ロゲンタングステンランプからの光を分光器（日本分光
製ＣＴ−２５Ｃ）に通し４４０nmの単色光としこの発明
の有機太陽電池に照射した。光パワーメーター（安藤電
気製ＡＱ−１１３５Ｅ）で測定した光強度はアルミニウ
ム電極の透過率を補正した後で１９μＷcm-2であった。
【００３８】光電変換効率を求めるための電流−電位曲
線はファンクションジェネレーター（北斗電工製ＨＢ−
１０５）で電位をかけながらエレクトロメーター（ケス
レー製６１７）で電流値を測定し、ＧＰ−ＩＢインター
フェースによりコンピューターに取り込み記録した。こ
の電流−電位曲線より開放光起電力（Ｖoc）、短絡光電
流密度（Ｊsc）、フィルファクター（ＦＦ）およびアル
ミニウム／ポルフィリン界面に入射した光に対する光電
変換効率（η′）といった太陽電池特性を求め、結果を
ポルフィリンの混合比（Ｒ）とともに表１に示した。
線はファンクションジェネレーター（北斗電工製ＨＢ−
１０５）で電位をかけながらエレクトロメーター（ケス
レー製６１７）で電流値を測定し、ＧＰ−ＩＢインター
フェースによりコンピューターに取り込み記録した。こ
の電流−電位曲線より開放光起電力（Ｖoc）、短絡光電
流密度（Ｊsc）、フィルファクター（ＦＦ）およびアル
ミニウム／ポルフィリン界面に入射した光に対する光電
変換効率（η′）といった太陽電池特性を求め、結果を
ポルフィリンの混合比（Ｒ）とともに表１に示した。
【００３９】比較例１．イソプロピルアルコール中で超
音波洗浄したガラス基板上にアルミニウムを１０-5Torr
（１Torr＝１３３．３２２Pa）の真空中で蒸着させ１０
nmの厚さの半透明電極を形成させた。このアルミニウム
層の透過率は２０〜４０％であった。次に基板を２００
０rpm で回転させ、アルミニウム薄膜上に、濃度が２０
mM（１Ｍ＝１mol dm-3）の亜鉛〔５，１０，１５，２０
−テトラフェニルポルフィリン〕（Ｚｎｔｐｐ）のクロ
ロホルム溶液を滴下することで光電流発生層を形成させ
た。
音波洗浄したガラス基板上にアルミニウムを１０-5Torr
（１Torr＝１３３．３２２Pa）の真空中で蒸着させ１０
nmの厚さの半透明電極を形成させた。このアルミニウム
層の透過率は２０〜４０％であった。次に基板を２００
０rpm で回転させ、アルミニウム薄膜上に、濃度が２０
mM（１Ｍ＝１mol dm-3）の亜鉛〔５，１０，１５，２０
−テトラフェニルポルフィリン〕（Ｚｎｔｐｐ）のクロ
ロホルム溶液を滴下することで光電流発生層を形成させ
た。
【００４０】すなわちこのときのポルフィリンのモル混
合比〔Ｒ＝Ｚｎｔｐｐ／Ｚｎｔｐｐ＋Ｈ2 ｐｙｐ
3 ｐ）〕は１である。表面粗さ計（Ｓｌｏａｎ Ｄｅｋ
ｔａｋ ３０３０）で測定したポルフィリン混合膜の厚
さは１００nmであった。最後にポルフィリン層の上に金
を１０-5Torrの真空度で２０nmの厚さ（透過率３０〜６
０％）に蒸着し有効面積０．１cm2 の有機太陽電池を得
た。
合比〔Ｒ＝Ｚｎｔｐｐ／Ｚｎｔｐｐ＋Ｈ2 ｐｙｐ
3 ｐ）〕は１である。表面粗さ計（Ｓｌｏａｎ Ｄｅｋ
ｔａｋ ３０３０）で測定したポルフィリン混合膜の厚
さは１００nmであった。最後にポルフィリン層の上に金
を１０-5Torrの真空度で２０nmの厚さ（透過率３０〜６
０％）に蒸着し有効面積０．１cm2 の有機太陽電池を得
た。
【００４１】太陽電池特性の測定にあたり、１５０Ｗハ
ロゲンタングステンランプからの光を分光器（日本分光
製ＣＴ−２５Ｃ）に通し４４０nmの単色光としこの発明
の有機太陽電池に照射した。光パワーメーター（安藤電
気製ＡＱ−１１３５Ｅ）で測定した光強度はアルミニウ
ム電極の透過率を補正した後で１９μＷcm-2であった。
ロゲンタングステンランプからの光を分光器（日本分光
製ＣＴ−２５Ｃ）に通し４４０nmの単色光としこの発明
の有機太陽電池に照射した。光パワーメーター（安藤電
気製ＡＱ−１１３５Ｅ）で測定した光強度はアルミニウ
ム電極の透過率を補正した後で１９μＷcm-2であった。
【００４２】光電変換効率を求めるための電流−電位曲
線はファンクションジェネレーター（北斗電工製ＨＢ−
１０５）で電位をかけながらエレクトロメーター（ケス
レー製６１７）で電流値を測定し、ＧＰ−ＩＢインター
フェースによりコンピューターに取り込み記録した。こ
の電流−電位曲線より開放光起電力（Ｖoc）、短絡光電
流密度（Ｊsc）、フィルファクター（ＦＦ）およびアル
ミニウム／ポルフィリン界面に入射した光に対する光電
変換効率（η′）といった太陽電池特性を求め、結果を
ポルフィリンの混合比（Ｒ）とともに表１に示した。
線はファンクションジェネレーター（北斗電工製ＨＢ−
１０５）で電位をかけながらエレクトロメーター（ケス
レー製６１７）で電流値を測定し、ＧＰ−ＩＢインター
フェースによりコンピューターに取り込み記録した。こ
の電流−電位曲線より開放光起電力（Ｖoc）、短絡光電
流密度（Ｊsc）、フィルファクター（ＦＦ）およびアル
ミニウム／ポルフィリン界面に入射した光に対する光電
変換効率（η′）といった太陽電池特性を求め、結果を
ポルフィリンの混合比（Ｒ）とともに表１に示した。
【００４３】比較例２．イソプロピルアルコール中で超
音波洗浄したガラス基板上にアルミニウムを１０-5Torr
（１Torr＝１３３．３２２Pa）の真空中で蒸着させ１０
nmの厚さの半透明電極を形成させた。このアルミニウム
層の透過率は２０〜４０％であった。次に基板を２００
０rpm で回転させ、アルミニウム薄膜上に、濃度が２０
mM（１Ｍ＝１mol dm-3）の無金属〔５，１０，１５，ト
リフェニル−２０−（３−ピリジル）ポルフィリン〕
（Ｈ2 ｐｙｐ3 ｐ）のクロロホルム溶液を滴下すること
で光電流発生層を形成させた。すなわちこのときのポル
フィリンのモル混合比〔Ｒ＝Ｚｎｔｐｐ／Ｚｎｔｐｐ＋
Ｈ2 ｐｙｐ3 ｐ）〕は０である。
音波洗浄したガラス基板上にアルミニウムを１０-5Torr
（１Torr＝１３３．３２２Pa）の真空中で蒸着させ１０
nmの厚さの半透明電極を形成させた。このアルミニウム
層の透過率は２０〜４０％であった。次に基板を２００
０rpm で回転させ、アルミニウム薄膜上に、濃度が２０
mM（１Ｍ＝１mol dm-3）の無金属〔５，１０，１５，ト
リフェニル−２０−（３−ピリジル）ポルフィリン〕
（Ｈ2 ｐｙｐ3 ｐ）のクロロホルム溶液を滴下すること
で光電流発生層を形成させた。すなわちこのときのポル
フィリンのモル混合比〔Ｒ＝Ｚｎｔｐｐ／Ｚｎｔｐｐ＋
Ｈ2 ｐｙｐ3 ｐ）〕は０である。
【００４４】表面粗さ計（Ｓｌｏａｎ Ｄｅｋｔａｋ
３０３０）で測定したポルフィリン混合膜の厚さは１０
０nmであった。最後にポルフィリン層の上に金を１０-5
Torrの真空度で２０nmの厚さ（透過率３０〜６０％）に
蒸着し有効面積０．１cm2 の有機太陽電池を得た。
３０３０）で測定したポルフィリン混合膜の厚さは１０
０nmであった。最後にポルフィリン層の上に金を１０-5
Torrの真空度で２０nmの厚さ（透過率３０〜６０％）に
蒸着し有効面積０．１cm2 の有機太陽電池を得た。
【００４５】太陽電池特性の測定にあたり、１５０Ｗハ
ロゲンタングステンランプからの光を分光器（日本分光
製ＣＴ−２５Ｃ）に通し４４０nmの単色光としこの発明
の有機太陽電池に照射した。光パワーメーター（安藤電
気製ＡＱ−１１３５Ｅ）で測定した光強度はアルミニウ
ム電極の透過率を補正した後で１９μＷcm-2であった。
ロゲンタングステンランプからの光を分光器（日本分光
製ＣＴ−２５Ｃ）に通し４４０nmの単色光としこの発明
の有機太陽電池に照射した。光パワーメーター（安藤電
気製ＡＱ−１１３５Ｅ）で測定した光強度はアルミニウ
ム電極の透過率を補正した後で１９μＷcm-2であった。
【００４６】光電変換効率を求めるための電流−電位曲
線はファンクションジェネレーター（北斗電工製ＨＢ−
１０５）で電位をかけながらエレクトロメーター（ケス
レー製６１７）で電流値を測定し、ＧＰ−ＩＢインター
フェースによりコンピューターに取り込み記録した。こ
の電流−電位曲線より開放光起電力（Ｖoc）、短絡光電
流密度（Ｊsc）、フィルファクター（ＦＦ）およびアル
ミニウム／ポルフィリン界面に入射した光に対する光電
変換効率（η′）といった太陽電池特性を求め、結果を
ポルフィリンの混合比（Ｒ）とともに表１に示した。
線はファンクションジェネレーター（北斗電工製ＨＢ−
１０５）で電位をかけながらエレクトロメーター（ケス
レー製６１７）で電流値を測定し、ＧＰ−ＩＢインター
フェースによりコンピューターに取り込み記録した。こ
の電流−電位曲線より開放光起電力（Ｖoc）、短絡光電
流密度（Ｊsc）、フィルファクター（ＦＦ）およびアル
ミニウム／ポルフィリン界面に入射した光に対する光電
変換効率（η′）といった太陽電池特性を求め、結果を
ポルフィリンの混合比（Ｒ）とともに表１に示した。
【００４７】
【表１】
【００４８】
【発明の効果】この発明の有機太陽電池は無機物には無
い有機物独自の特性を光電変換効率向上のために利用し
た新規なものである。光電流発生層は二量体または多量
体から成るため、光励起時のエキサイプレックス形成が
可能となり励起寿命を延ばすことで光電流を増大させる
ことができる。
い有機物独自の特性を光電変換効率向上のために利用し
た新規なものである。光電流発生層は二量体または多量
体から成るため、光励起時のエキサイプレックス形成が
可能となり励起寿命を延ばすことで光電流を増大させる
ことができる。
Claims (3)
- 【請求項１】 ２つの電極間にポルフィリン誘導体を配
置して成る有機太陽電池において、該ポルフィリン誘導
体として、次の一般式（Ｉ）： 【化１】 〔式中、Ｘ1 〜Ｘ4 は、それぞれ独立に、窒素原子また
はＣＲ1 （Ｒ1 は水素原子、炭素原子数１〜１２個のア
ルキル基または置換されていてもよい芳香族炭化水素を
表わす）であり；Ｌ1 〜Ｌ4 は、それぞれ独立に、２個
の水素、もしくは炭素原子数１〜１２個のアルキル基２
個であるか、または置換基を有してもよい芳香族炭化水
素環を構成しており；そしてＭ1 は５以上の配位数を有
する金属もしくはその酸化物もしくはハロゲン化物を表
わす〕により表わされるポルフィリン誘導体と、次の式
（II）： 【化２】 〔式中、Ｙ1 〜Ｙ4 は、それぞれ独立に、窒素原子また
はＣＲ2 （Ｒ2 は水素原子、炭素原子数１〜１２個のア
ルキル基または置換基を有してもよい芳香族炭化水素基
を表わす）であり；Ｑ1 〜Ｑ4 は、それぞれ独立に、２
個の水素原子、もしくは炭素原子数１〜１２個のアルキ
ル基２個であるか、または置換基を有してもよい芳香族
炭化水素環を構成しており；但し、Ｙ1 〜Ｙ4 およびＱ
1 〜Ｑ4の内少なくとも１個はピリジン環、ピラジン
環、キノリン環またはキノキサリン環を含む基であり；
そしてＭ2 は無金属、または４以下の配位数を有する金
属である〕により表わされるポルフィリン誘導体の混合
物であることを特徴とする有機太陽電池。 - 【請求項２】 前記ポルフィリン誘導体が、一般式
（Ｉ）中のＸ1 〜Ｘ4 がすべてＣＲ1 （Ｒ1 は置換基を
有していてもよいフェニル基である）である亜鉛ポルフ
ィリンと、一般式（II）中のＹ1 〜Ｙ4 の内の３個がＣ
Ｒ2 （Ｒ2 は置換基を有してもよいフェニル基である）
であり他の１個がＣ−Ｐｙ（Ｐｙはピリジル基である）
である無金属ポルフィリンとの混合物であることを特徴
とする、請求項１に記載の有機太陽電池。 - 【請求項３】 一般式（Ｉ）で表わされるポルフィリン
誘導体と一般式（II）で表わされるポルフィリン誘導体
との比率が１：１０〜１０：１である、請求項１又は２
に記載の有機太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5036755A JPH06252379A (ja) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | 有機太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5036755A JPH06252379A (ja) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | 有機太陽電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06252379A true JPH06252379A (ja) | 1994-09-09 |
Family
ID=12478563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5036755A Pending JPH06252379A (ja) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | 有機太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06252379A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0974216A (ja) * | 1995-09-07 | 1997-03-18 | Nippon Shokubai Co Ltd | 有機太陽電池 |
| JPH0974217A (ja) * | 1995-09-07 | 1997-03-18 | Nippon Shokubai Co Ltd | 有機太陽電池 |
| JP2004505454A (ja) * | 2000-07-21 | 2004-02-19 | ノース・キャロライナ・ステイト・ユニヴァーシティ | 光補集アレイ |
| US6916982B2 (en) * | 2000-07-21 | 2005-07-12 | North Carolina State University | Synthesis of perylene-porphyrin building blocks and polymers thereof for the production of light-harvesting arrays |
| CN116574106A (zh) * | 2023-07-12 | 2023-08-11 | 湖南牛晶科技有限公司 | 一种空穴传输材料及太阳能电池 |
-
1993
- 1993-02-25 JP JP5036755A patent/JPH06252379A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0974216A (ja) * | 1995-09-07 | 1997-03-18 | Nippon Shokubai Co Ltd | 有機太陽電池 |
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