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公開番号2025099729
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2023216620
出願日2023-12-22
発明の名称光電変換素子
出願人シチズン時計株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H10K 30/50 20230101AFI20250626BHJP()
要約【課題】第二輸送層が第一輸送層内の添加剤の溶媒の蒸発を防ぎ、添加剤の凝集を防止するため、光電変換素子の経時劣化を防ぐことができる光電変換素子を提供する。
【解決手段】光電変換素子1は、受光した光を吸収して電荷を発生する光電変換層40の上部に配置され、電荷を輸送する輸送層50は、電荷を輸送する輸送材料と導電性を向上させるための添加剤511と添加剤の溶媒512とを含む第一輸送層51と、第一輸送層51の上部に配置され添加剤の溶媒512の蒸発を防止する第二輸送層52とを備える。第一輸送層51上に第二輸送層52が配置されることによって、添加剤の溶媒512の蒸発を防ぐことができ、添加剤511の凝集を防止するため、光電変換素子1の経時劣化を防ぐことができる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
受光した光を吸収して電荷を発生する光電変換層の上部に配置され、電荷を輸送する輸送層を含む光電変換素子であって、
前記輸送層は、
電荷を輸送する輸送材料と導電性を向上させるための添加剤と前記添加剤の溶媒とを含む第一輸送層と、
前記第一輸送層の上部に配置され、前記溶媒の蒸発を防止する第二輸送層と、を備える、
光電変換素子。
続きを表示（約 370 文字）【請求項２】
前記第二輸送層の輸送材料は、前記第一輸送層の前記輸送材料と同じである、
請求項１に記載の光電変換素子。
【請求項３】
前記第二輸送層の膜厚は、５ｎｍ以上１００ｎｍ未満である、
請求項１に記載の光電変換素子。
【請求項４】
前記添加剤は、Ｌｉ－ＴＦＳＩ（リチウムビス（トリフルオロメタンスルフォニル）イミド）であり、
前記溶媒はｔＢＰ（三級ブチルピリジン）である、
請求項１に記載の光電変換素子。
【請求項５】
前記第二輸送層は、気相プロセスで形成される、
請求項１に記載の光電変換素子。
【請求項６】
前記第一輸送層と前記第二輸送層との間に形成される酸化層を備える、
請求項１に記載の光電変換素子。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は光電変換素子の輸送層の構造に関するものである。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
光電変換素子のホール輸送層材料としてＳｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ（２，２’，７，７’－テトラキス（Ｎ，Ｎ－ジーｐ－メトキシフェニルアミノ）－９，９’－スピロビフルオレン）が使用され、正孔濃度を増加させるために添加剤の例としてＬｉ－ＴＦＳＩ（リチウムビス（トリフルオロメタンスルフォニル）イミド）から選択されるイオン性塩や、添加剤の溶媒の例としてｔＢＰ（三級ブチルピリジン）である塩基でドープすることが知られている。（特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６２６３１８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のように、添加剤及び添加剤の溶媒を使用する場合、特に蒸発しやすい溶媒を使用する場合、時間経過にともなって溶媒が蒸発することにより、添加剤が凝集して発電効率の経時低下を招く恐れがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の適応例に係る光電変換素子は、受光した光を吸収して電荷を発生する光電変換層の上部に配置され、電荷を輸送する輸送層を含む光電変換素子であって、前記輸送層は、電荷を輸送する輸送材料と導電性を向上させるための添加剤と前記添加剤の溶媒とを含む第一輸送層と、前記第一輸送層の上部に配置され、前記溶媒の蒸発を防止する第二輸送層と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明により、第二輸送層が第一輸送層内の添加剤の溶媒の蒸発を防ぎ、添加剤の凝集を防止するため、光電変換素子の経時劣化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本発明の実施の形態１の光電変換素子を模式的に表す断面図である。
実施の形態１の光電変換素子の製造工程を示すフローチャートである。
実施の形態１における第二輸送層の作用について示す図である。
本発明の実施の形態２の光電変換素子を模式的に表す断面図である。
実施の形態２の光電変換素子の製造工程を示すフローチャートである。
実施例及び比較例の光電変換素子における発電効率比を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明を実施するための形態（実施の形態）につき、詳細に説明する。以下の実施の形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、図面において、各要素の形状、寸法などは、模式的に示したもので、実際の形状や寸法などを示すものではない。
【０００９】
本実施の形態に係る光電変換素子は、光電変換層の上部に配置され、電荷を輸送する輸送層を含む光電変換素子であって、前記輸送層は、電荷を輸送する輸送材料と導電性を向上させるための添加剤と前記添加剤の溶媒とを含む第一輸送層と、前記第一輸送層の上部に配置され、溶媒の蒸発を防止する第二輸送層を備える。
【００１０】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る光電変換素子を模式的に表す断面図である。光電変換素子１は、基板１０上に、下部電極層２０、電子輸送層３０、光電変換層４０、正孔輸送層５０および上部電極層６０がこの順に積層されている。光電変換素子１は、基板１０および下部電極層２０を通して光が入射されることに応じて、下部電極層２０と上部電極層６０との間に電圧を発生すると共に、上部電極層６０から電流を出力する順構造型光電変換素子である。
（【００１１】以降は省略されています）

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