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公開番号2025161375
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-24
出願番号2024064506
出願日2024-04-12
発明の名称太陽電池および太陽電池モジュール
出願人パナソニックIPマネジメント株式会社
代理人個人,個人
主分類H10K 30/50 20230101AFI20251017BHJP()
要約【課題】光電変換効率を高め得る太陽電池を提供する。
【解決手段】太陽電池は、光電変換層と、光電変換層に積層された電子輸送層又は正孔輸送層と、光電変換層と、電子輸送層又は正孔輸送層と、を各層に垂直な方向から挟む第1電極及び第2電極と、を備え、第2電極は、中間カーボン層とカーボン電極とを含み、中間カーボン層は、黒鉛とアセチレンブラックとを含み、カーボン電極は、カーボンナノチューブを含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
光電変換層と、
前記光電変換層に積層された電子輸送層又は正孔輸送層と、
前記光電変換層と、前記電子輸送層又は前記正孔輸送層と、を前記各層に垂直な方向から挟む第１電極及び第２電極と、
を備え、
前記第２電極は、中間カーボン層とカーボン電極層とを含み、
前記中間カーボン層は、黒鉛とアセチレンブラックとを含み、
前記カーボン電極層は、カーボンナノチューブを含む、太陽電池。
続きを表示（約 520 文字）【請求項２】
前記光電変換層と前記第２電極との間に配置された正孔輸送層を含み、
前記中間カーボン層と前記正孔輸送層との界面での空隙率の平均値が１０％以下であり、
前記中間カーボン層の厚みは０．０５μｍ以上５．０μｍ以下であり、
前記カーボン電極層の厚みは０．１μｍ以上２０．０μｍ以下である、
請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】
前記黒鉛と前記アセチレンブラックとの含有割合は、質量比（黒鉛／アセチレンブラック）で４０／６０～８０／２０である、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項４】
前記黒鉛の平均粒子径は、５μｍ以上３０μｍ以下である、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項５】
前記アセチレンブラックの２次粒子の平均粒子径は、３０ｎｍ以上である、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項６】
基板、前記第１電極、電子輸送層、前記光電変換層、正孔輸送層、前記第２電極をこの順で備える、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項７】
複数の、請求項１に記載の太陽電池が直列及び／又は並列に接続されてなる、太陽電池モジュール。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、太陽電池および太陽電池モジュールに関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、光エネルギーを電力に変換する光電変換素子として、太陽電池が注目されている。太陽電池は、光電変換層に対して正孔輸送層、または電子輸送層を接触させた構造により、正孔または電子だけを一方向に取り出し、あるいは供給している。
【０００３】
色素増感型太陽電池は、広い照射範囲で安定して発電できることや、大掛かりな設備を必要とすることなく、比較的安価な材料を用いて製造し得ることから、注目されている。例えば、特許文献１では、安価な材料及び簡便な製造法により作製でき、かつ、電解質中に含まれる酸化還元対の酸化体を速やかに還元することのできる触媒電極、及びこれを備えた色素増感型太陽電池が提案されている。触媒電極に有機金属錯体と、カーボンナノチューブと、カーボンナノチューブ以外の導電性炭素材料を含むことで、太陽電池の変換効率を高め得ることができると記載されている。
【０００４】
一方、ペロブスカイト太陽電池は、化学式ＡＢＸ
３
（Ａは１価のカチオン、Ｂは２価のカチオン、Ｘはハロゲンアニオン）により示されるペロブスカイト型結晶、および、その類似の構造体を光電変換材料として用いる（例えば、特許文献２参照。）。ペロブスカイト太陽電池の特徴として、有機系材料を含む光電変換層や中間層を塗布方法で形成できる点がある。特許文献２の実施例において、第２電極は金属の真空蒸着によって電極を形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２２－１１７２６３号公報
ＷＯ２０２２/１７６３３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１において触媒層はカーボンナノチューブを含む分散液による塗膜形成を行っている。当該方法によれば触媒層と電解質層との界面では導電性粒子の充填性が不十分であり、変換効率が不十分であるという問題があることが明らかになった。
【０００７】
特許文献２においては真空蒸着による電極形成をしており、例えば、矩形状の一辺が１ｍ以上を超える大面積に形成する場合においては、電極形成に長時間を要する為、生産性の向上という点で改善の余地があった。
【０００８】
そこで、本開示は、常圧短時間で電極成形が可能且つ光電変換効率を高め得る太陽電池および太陽電池モジュールの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を達成するために、本開示に係る太陽電池は、光電変換層と、光電変換層に積層された電子輸送層又は正孔輸送層と、光電変換層と、電子輸送層又は正孔輸送層と、を各層に垂直な方向から挟む第１電極及び第２電極と、備え、第２電極は、中間カーボン層とカーボン電極とを含み、中間カーボン層は、黒鉛とアセチレンブラックとを含み、カーボン電極層は、カーボンナノチューブを含む。
【発明の効果】
【００１０】
本開示に係る太陽電池によれば、常圧短時間で電極成形が可能であって、光電変換効率を高め得る太陽電池および太陽電池モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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