專利名稱：有機光電轉(zhuǎn)換元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機光電轉(zhuǎn)換元件。
背景技術(shù)：
光電轉(zhuǎn)換元件為能夠?qū)⒐饽苻D(zhuǎn)換為電能的元件，作為其例子，可列舉出太陽能電池。作為代表的太陽能電池，已知硅系太陽能電池。然而，硅系太陽能電池由于在制造工序中需要高真空環(huán)境及高壓環(huán)境，因而制造成本高。因此，制造成本比硅系太陽能電池小的有機太陽能電池受到注目。然而，有機太陽能電池使用有機材料，因而容易由紫外線(UV)等導(dǎo)致有機材料劣化，與硅系太陽能電池相比存在壽命短的傾向。因此，為了在有機太陽能電池中實現(xiàn)長壽命化，進行了各種技術(shù)開發(fā)。例如在專利文獻1中記載了如下構(gòu)成為了阻隔紫外線，在有機太陽能電池中設(shè)置UV阻擋膜?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1 日本特開2007-67115號公報

發(fā)明內(nèi)容
若用UV阻擋膜來阻隔入射的紫外線，則能夠抑制由紫外線導(dǎo)致的有機材料的劣化、能夠延長有機太陽能電池的壽命。然而，專利文獻1中記載的技術(shù)中，長壽命化并不充分，期望進一步延長有機太陽能電池的壽命的技術(shù)。另外，上述事項是在有機太陽能電池以外的有機光電轉(zhuǎn)換元件中也共同存在的課題。本發(fā)明是鑒于上述課題完成的，提供長壽命的有機光電轉(zhuǎn)換元件。本發(fā)明人為了解決上述課題，進行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過在有機光電轉(zhuǎn)換元件中設(shè)置使用了吸收波長不同的2種以上的紫外線吸收劑的紫外線吸收層，能夠有效保護有機光電轉(zhuǎn)換元件不受紫外線的影響而實現(xiàn)長壽命化，從而完成本發(fā)明。SP，本發(fā)明如下所述。〔1〕一種有機光電轉(zhuǎn)換元件，其具有第一電極；第二電極；設(shè)置于上述第一電極與上述第二電極之間且能夠利用光的入射而產(chǎn)生電荷的活性層；第一紫外線吸收層，其包含能夠吸收第一吸收波長端以下的波長的紫外線的第一紫外線吸收劑；以及第二紫外線吸收層，其包含能夠吸收第二吸收波長端以下的波長的紫外線的第二紫外線吸收劑，所述第二吸收波長端比上述第一吸收波長端短IOnm以上。〔 2〕根據(jù)〔1〕所述的有機光電轉(zhuǎn)換元件，其依次具有上述第一紫外線吸收層或上述第二紫外線吸收層、上述第一電極、上述活性層、以及上述第二電極?！?3〕根據(jù)〔2〕所述的有機光電轉(zhuǎn)換元件，在上述第一電極與上述第一紫外線吸收層或上述第二紫外線吸收層之間，具有包含有機材料的有機層。


圖1 圖1為本發(fā)明的第一實施方式涉及的有機光電轉(zhuǎn)換元件的截面示意圖。圖2 :圖2為本發(fā)明的第二實施方式涉及的有機光電轉(zhuǎn)換元件的截面示意圖。圖3 :圖3為本發(fā)明的第三實施方式涉及的有機光電轉(zhuǎn)換元件的截面示意圖。符號說明1 基板2:第一電極3 功能層4:活性層5 功能層6:第二電極7 密封材料層8 基板9 紫外線吸收層10 第一紫外線吸收層11 第二紫外線吸收層12 第一紫外線吸收層13 第二紫外線吸收層100，200，300 有機光電轉(zhuǎn)換元件
具體實施例方式以下，示出實施方式和例示物等，對于本發(fā)明進行詳細說明，但本發(fā)明并不限于以下示出的實施方式和例示物等，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)可以任意變更實施。另外， 本發(fā)明中“紫外線”是指波長為400nm以下的光。[1.概要]本發(fā)明的有機光電轉(zhuǎn)換元件具有第一電極、第二電極、以及設(shè)置于第一電極與第二電極之間且能夠利用光的入射而產(chǎn)生電荷的活性層。因此，上述各層的排列順序是第一電極、活性層及第二電極的順序。進一步，本發(fā)明的有機光電轉(zhuǎn)換元件具有如下所述的第一紫外線吸收層和第二紫外線吸收層，所述第一紫外線吸收層包含能夠吸收第一吸收波長端以下的波長的紫外線的第一紫外線吸收劑，所述第二紫外線吸收層包含能夠吸收第二吸收波長端以下的波長的紫外線的第二紫外線吸收劑，所述第二吸收波長端比上述第一吸收波長端短IOnm以上。由于本發(fā)明的有機光電轉(zhuǎn)換元件用第一紫外線吸收層和第二紫外線吸收層能夠分別吸收不同的波長帶域的紫外線，因而能夠比以往更多地減少入射到活性層的紫外線的量，因此能夠防止活性層所含的有機材料在紫外線的作用下發(fā)生劣化。因此，本發(fā)明的有機光電轉(zhuǎn)換元件能夠有效地被保護而不受紫外線的影響，因而成為能夠長期維持穩(wěn)定的光電轉(zhuǎn)換特性的長壽命的元件。另外，本發(fā)明的有機光電轉(zhuǎn)換元件可以具有第一電極、活性層、第二電極、以及第一紫外線吸收層及第二紫外線吸收層以外的層。例如，本發(fā)明的有機光電轉(zhuǎn)換元件可以在第一電極與活性層之間具有功能層，也可以在活性層與第二電極之間具有功能層。
進一步，本發(fā)明的有機光電轉(zhuǎn)換元件通常具有如下結(jié)構(gòu)具有基板，在基板上層疊有構(gòu)成本發(fā)明的有機光電轉(zhuǎn)換元件的各層(例如，第一電極、活性層、第二電極、第一紫外線吸收層、第二紫外線吸收層及功能層等)。[2.基板]基板為作為本發(fā)明的有機光電轉(zhuǎn)換元件的支撐體起作用的部件。作為基板，通常使用在形成電極、或形成有機材料的層時不發(fā)生化學(xué)變化的部件。作為基板的材料，例如可列舉出，玻璃、塑料、高分子薄膜、有機硅等。另外，基板的材料可以單獨使用1種，也可以以任意的比率組合使用2種以上。通常，作為基板，可使用透明或半透明的部件，也可以使用不透明的基板。其中，在使用不透明的基板的情況下，與該基板相反側(cè)的電極(即，第一電極和第二電極中遠離不透明的基板的一方的電極)優(yōu)選為透明或半透明。[3.第一電極及第二電極]第一電極和第二電極中的一方為陽極，另一方為陰極。由于光容易進入到位于第一電極與第二電極之間的活性層，因而優(yōu)選第一電極和第二電極中的至少一方為透明或半透明。本發(fā)明的有機光電轉(zhuǎn)換元件中能夠減弱透過第一紫外線吸收層和第二紫外線吸收層而進入到活性層的光中所含的紫外線，因而在比活性層更靠近第一電極側(cè)的位置設(shè)置有第一紫外線吸收層或第二紫外線吸收層時，優(yōu)選使第一電極為透明或半透明，在比活性層更靠近第二電極側(cè)的位置設(shè)置有第一紫外線吸收層或第二紫外線吸收層時，優(yōu)選使第二電極為透明或半透明。作為透明或半透明的電極的例子，可列舉出導(dǎo)電性的金屬氧化物膜、半透明的金屬薄膜等。作為上述的透明或半透明的電極的材料的例子，可列舉出氧化銦、氧化鋅、氧化錫、及這些的復(fù)合體即銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、使用NESA等導(dǎo)電性材料而制成的膜、金、鉬、銀、銅等。其中優(yōu)選ΙΤ0、銦鋅氧化物、氧化錫。另外，作為透明或半透明的電極的材料可以使用有機材料。若列舉能夠作為電極的材料使用的有機材料的例子，可列舉出聚苯胺及其衍生物、聚噻吩及其衍生物等導(dǎo)電性高分子。作為不透明的電極的材料，例如可列舉出，金屬、導(dǎo)電性高分子等。若列舉其具體例子，可列舉出鋰、鈉、鉀、銣、銫、鎂、鈣、鍶、鋇、鋁、鈧、釩、鋅、釔、銦、鈰、釤、銪、鋱、鐿等金屬；上述金屬中2個以上的合金；1種以上的上述金屬與選自金、銀、鉬、銅、錳、鈦、鈷、鎳、 鎢及錫所組成的組中的1種以上的金屬的合金；石墨、石墨層間化合物、聚苯胺及其衍生物、聚噻吩及其衍生物等。若列舉上述合金的具體例子，可列舉出鎂-銀合金、鎂-銦合金、 鎂-鋁合金、銦-銀合金、鋰-鋁合金、鋰-鎂合金、鋰-銦合金、鈣-鋁合金等。另外，電極的材料可以單獨使用1種，也可以以任意的比率組合使用2種以上。第一電極和第二電極的厚度根據(jù)電極的材料的種類而不同，從使光的透過性良好的觀點、及抑制電阻到較小的觀點出發(fā)，優(yōu)選為500nm以下、更優(yōu)選為200nm以下。另外，下限沒有特別限定，通常為IOnm以上。若列舉第一電極和第二電極的形成方法的例子，例如可列舉出，真空蒸鍍法、濺射法、離子鍍法、鍍敷法等。另外，在通過例如導(dǎo)電性高分子形成第一電極和第二電極的情況下，可以通過涂布法形成。
[4.活性層]活性層為能夠利用光的入射而產(chǎn)生電荷的層，通常包含供電子性化合物即ρ型半導(dǎo)體和受電子性化合物即η型半導(dǎo)體。本發(fā)明的有機光電轉(zhuǎn)換元件中作為ρ型半導(dǎo)體和η 型半導(dǎo)體中的至少一方、通常為兩方，使用有機化合物，因而被稱為“有機”光電轉(zhuǎn)換元件。 另外，P型半導(dǎo)體和η型半導(dǎo)體由上述半導(dǎo)體的能級即能量水平相對確定。認為活性層中按照如下要點產(chǎn)生電荷。入射到活性層的光能由η型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體中的一方或兩方吸收時，生成電子與空穴(Hole)結(jié)合而成的激發(fā)子。所生成的激發(fā)子遷移，到達η型半導(dǎo)體與ρ型半導(dǎo)體鄰接的異質(zhì)結(jié)界面時，由于在異質(zhì)結(jié)界面的各個 HOMO(最高被占軌道)能量和LUMO(最低空軌道)能量的不同，電子和空穴分離，產(chǎn)生能夠獨立活動的電荷(電子和空穴)。通過所產(chǎn)生的電荷分別向電極遷移，能夠以電能(電流) 的形式取出到本發(fā)明的有機光電轉(zhuǎn)換元件的外部。若為能夠利用光的入射而產(chǎn)生電荷的層，則活性層可以為僅由1層組成的單層結(jié)構(gòu)的層，也可以為具有2層以上的層的層疊結(jié)構(gòu)的層。若列舉活性層的層構(gòu)成的例子，可列舉出如下例子。其中，活性層的層構(gòu)成并不限于下述例示。層構(gòu)成(i)具有含有ρ型半導(dǎo)體的層和含有η型半導(dǎo)體的層的層疊結(jié)構(gòu)的活性層。層構(gòu)成(ii)含有ρ型半導(dǎo)體和η型半導(dǎo)體的單層結(jié)構(gòu)的活性層。層構(gòu)成(iii)具有含有ρ型半導(dǎo)體的層、含有ρ型半導(dǎo)體和η型半導(dǎo)體的層、以及含有η型半導(dǎo)體的層的層疊結(jié)構(gòu)的活性層。作為ρ型半導(dǎo)體，例如可列舉出，吡唑啉衍生物、芳基胺衍生物、均二苯代乙烯衍生物、三苯基二胺衍生物、低聚噻吩及其衍生物、聚乙烯咔唑及其衍生物、聚硅烷及其衍生物、側(cè)鏈或主鏈上具有芳香族胺的聚硅氧烷衍生物、聚苯胺及其衍生物、聚噻吩及其衍生物、聚吡咯及其衍生物、聚苯乙炔及其衍生物、聚噻吩乙炔及其衍生物等。進一步，作為適合的ρ型半導(dǎo)體，可列舉出具有下述結(jié)構(gòu)式(1)所示的結(jié)構(gòu)單元的有機高分子化合物。
權(quán)利要求
1.一種有機光電轉(zhuǎn)換元件，其具有 第一電極；第二電極；設(shè)置于所述第一電極與所述第二電極之間且能夠利用光的入射而產(chǎn)生電荷的活性層；第一紫外線吸收層，其包含能夠吸收第一吸收波長端以下的波長的紫外線的第一紫外線吸收劑；以及第二紫外線吸收層，其包含能夠吸收第二吸收波長端以下的波長的紫外線的第二紫外線吸收劑，所述第二吸收波長端比所述第一吸收波長端短IOnm以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機光電轉(zhuǎn)換元件，其依次具有所述第一紫外線吸收層或所述第二紫外線吸收層、所述第一電極、所述活性層以及所述第二電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的有機光電轉(zhuǎn)換元件，在所述第一電極與所述第一紫外線吸收層或所述第二紫外線吸收層之間，具有包含有機材料的有機層。
全文摘要
本發(fā)明提供長壽命的有機光電轉(zhuǎn)換元件。在有機光電轉(zhuǎn)換元件100中設(shè)置第一電極2；第二電極6；設(shè)置于第一電極2與第二電極6之間且能夠利用光的入射而產(chǎn)生電荷的活性層4；第一紫外線吸收層9，其包含能夠吸收第一吸收波長端以下的波長的紫外線的第一紫外線吸收劑；以及第二紫外線吸收層9，其包含能夠吸收第二吸收波長端以下的波長的紫外線的第二紫外線吸收劑，所述第二吸收波長端比所述第一吸收波長端短10nm以上。
文檔編號H01L51/42GK102598336SQ20108004820
公開日2012年7月18日 申請日期2010年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月30日
發(fā)明者加藤岳仁, 大西敏博 申請人:住友化學(xué)株式會社