JP2019087675A - Electronic device and method of manufacturing the same, coating liquid for forming a semiconductor layer, and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子デバイス及びその製造方法、並びに半導体層形成用塗布液及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an electronic device and a method of manufacturing the same, and a coating liquid for forming a semiconductor layer and a method of manufacturing the same.
半導体層を有する半導体デバイスの性能は、半導体層の特性に大きな影響を受ける。このため、性能の高い半導体デバイスを製造するための研究において、半導体層の改善は主要なターゲットとなっている。例えば非特許文献1には、ヨウ化メチルアミンとヨウ化スズとから得られるペロブスカイト半導体層を、LT−VASP法で作製することにより、デバイス再現性を向上できたことが記載されている。また、非特許文献1では、正孔輸送層の材料として4−イソプロピル−4’−メチルジフェニルヨードニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボラート(TPFB)をドーピングしたポリ[ビス(4−フェニル)(2,4,6−トリメチルフェニル)アミン](PTAA)が用いられている。 The performance of a semiconductor device having a semiconductor layer is greatly affected by the characteristics of the semiconductor layer. For this reason, the improvement of the semiconductor layer is a major target in the research for manufacturing high-performance semiconductor devices. For example, Non-Patent Document 1 describes that device reproducibility can be improved by producing a perovskite semiconductor layer obtained from methylamine iodide and tin iodide by the LT-VASP method. In Non-Patent Document 1, poly [bis (4-phenyl) (2,4) doped with 4-isopropyl-4′-methyldiphenyliodonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate (TPFB) as a material of the hole transport layer , 6-trimethylphenyl) amine] (PTAA) is used.
本願発明者らは、ドーピングされた半導体化合物を含む半導体層を備える電子デバイスは、経時的に光電変換効率が低下することがあることを見出した。例えば、非特許文献1に記載されているようなTPFBがドーピングされたPTAAを光電変換素子のバッファ層に用いたところ、初期の光電変換効率は高いものの、高温高湿下で保存すると光電変換効率が急速に低下していくことが見出された。光電変換素子の実用化のためには、光電変換効率の耐久性を高め、光電変換効率を低下しにくくすることが求められる。 The present inventors have found that an electronic device provided with a semiconductor layer containing a doped semiconductor compound may have a decrease in photoelectric conversion efficiency over time. For example, when PTAA doped with TPFB as described in Non-Patent Document 1 is used for the buffer layer of the photoelectric conversion element, although the initial photoelectric conversion efficiency is high, the photoelectric conversion efficiency when stored under high temperature and high humidity Was found to decline rapidly. In order to put the photoelectric conversion element into practical use, it is required to enhance the durability of the photoelectric conversion efficiency and to make it difficult to reduce the photoelectric conversion efficiency.
本発明は、半導体層を備える電子デバイスの耐久性を向上させることを目的とする。 An object of the present invention is to improve the durability of an electronic device provided with a semiconductor layer.
本願発明者らは、半導体化合物に対してドーピングを行う際に、特定の条件で処理することにより、この半導体化合物を用いた電子デバイスの耐久性を高められることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成させた。 The inventors of the present invention have found that when doping a semiconductor compound, the durability of an electronic device using this semiconductor compound can be enhanced by treating under specific conditions, and based on this finding Completed the invention.
すなわち、本発明の要旨は、以下に存する。
[1]半導体層を備える電子デバイスの製造方法であって、有機半導体化合物と、超原子価ヨウ素化合物である前記有機半導体化合物に対するドーパントと、を含有する塗布液を85℃以上に加熱した及び/又は該塗布液に紫外線を照射した後に、該塗布液を塗布することにより前記半導体層を形成する工程を含む、製造方法。
[2]前記ドーパントは、3価のヨウ素を含む有機化合物であることを特徴とする、[1]に記載の製造方法。
[3]前記ドーパントは、ジアリールヨードニウム塩であることを特徴とする、[1]又は[2]に記載の製造方法。
[4]前記有機半導体化合物は、トリアリールアミン化合物であることを特徴とする、[1]から[3]のいずれかに記載の製造方法。
[5]前記電子デバイスは、下部電極と上部電極から構成される一対の電極と、該一対の電極間にあるペロブスカイト化合物を含有する活性層と、該一対の電極と前記活性層との間にあるバッファ層と、を備える光電変換素子であって、前記半導体層は前記バッファ層であることを特徴とする、[1]に記載の製造方法。
[6]前記バッファ層は正孔取り出し層であることを特徴とする、[5]に記載の製造方法。
[7]前記バッファ層は、前記上部電極と前記活性層との間に位置することを特徴とする、[5]又は[6]に記載の製造方法。
[8][1]から[7]のいずれかに記載の製造方法により製造された電子デバイス。
[9]半導体層形成用塗布液の製造方法であって、有機半導体化合物と、超原子価ヨウ素化合物である前記有機半導体化合物に対するドーパントと、を含有する塗布液を85℃以上に加熱する及び/又は塗布液に紫外線を照射する工程を含むことを特徴とする、製造方法。
[10][9]に記載の製造方法により製造された半導体層形成用塗布液。
[11]半導体層を備える電子デバイスであって、前記半導体層は、ドーパントによりドーピングされた有機半導体化合物を含み、前記半導体層が含有する未反応のドーパント量は、未反応のドーパント量と反応済みドーパント量の和であるドーパント量の80質量%以下であることを特徴とする、電子デバイス。
[12]半導体層形成用塗布液であって、前記半導体層形成用塗布液は、ドーパントによりドーピングされた有機半導体化合物を含み、前記半導体層形成用塗布液が含有する未反応のドーパント量は、未反応のドーパント量と反応済みドーパント量の和であるドーパント量の80質量%以下であることを特徴とする、半導体層形成用塗布液。
That is, the gist of the present invention resides in the following.
[1] A method of manufacturing an electronic device comprising a semiconductor layer, comprising: heating a coating solution containing an organic semiconductor compound and a dopant for the organic semiconductor compound which is a hypervalent iodine compound to 85 ° C. or higher Or the manufacturing method including the process of forming the said semiconductor layer by apply | coating this coating liquid after irradiating an ultraviolet-ray to this coating liquid.
[2] The method according to [1], wherein the dopant is an organic compound containing trivalent iodine.
[3] The method according to [1] or [2], wherein the dopant is a diaryliodonium salt.
[4] The process according to any one of [1] to [3], wherein the organic semiconductor compound is a triarylamine compound.
[5] The electronic device comprises a pair of electrodes composed of a lower electrode and an upper electrode, an active layer containing a perovskite compound between the pair of electrodes, and between the pair of electrodes and the active layer A manufacturing method according to [1], which is a photoelectric conversion element including a certain buffer layer, wherein the semiconductor layer is the buffer layer.
[6] The method according to [5], wherein the buffer layer is a hole extraction layer.
[7] The method according to [5] or [6], wherein the buffer layer is located between the upper electrode and the active layer.
[8] An electronic device manufactured by the manufacturing method according to any one of [1] to [7].
[9] A method for producing a coating solution for forming a semiconductor layer, comprising: heating a coating solution containing an organic semiconductor compound and a dopant for the organic semiconductor compound that is a hypervalent iodine compound to 85 ° C. or higher Or a step of irradiating the coating solution with ultraviolet light.
The coating liquid for semiconductor layer formation manufactured by the manufacturing method as described in [10] [9].
[11] It is an electronic device provided with a semiconductor layer, wherein the semiconductor layer contains an organic semiconductor compound doped with a dopant, and the amount of unreacted dopant contained in the semiconductor layer is reacted with the amount of unreacted dopant. An electronic device characterized in that it is 80 mass% or less of the dopant amount which is the sum of the dopant amount.
[12] A coating liquid for forming a semiconductor layer, wherein the coating liquid for forming a semiconductor layer contains an organic semiconductor compound doped with a dopant, and the amount of unreacted dopant contained in the coating liquid for forming a semiconductor layer is The coating liquid for forming a semiconductor layer, which is 80% by mass or less of the dopant amount which is the sum of the unreacted dopant amount and the reacted dopant amount.
半導体層を備える電子デバイスの耐久性を向上させることができる。 The durability of the electronic device provided with the semiconductor layer can be improved.
以下に、本発明の実施形態を詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施形態の一例(代表例)であり、本発明はその要旨を超えない限り、これらの内容に限定はされない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. The description of the configuration requirements described below is an example (representative example) of the embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to the contents unless it exceeds the gist.
本発明は、半導体層を備える電子デバイスの製造方法に関する。本発明に係る製造方法は、有機半導体化合物と、超原子価ヨウ素化合物である有機半導体化合物に対するドーパントと、を含有する塗布液を85℃以上に加熱した及び/又は該塗布液に紫外線を照射した後に、塗布液を塗布することにより半導体層を形成する工程を含む。以下では、半導体層を形成する工程で用いられる半導体層形成用塗布液及びその製造方法、並びにこの製造方法により製造された電子デバイスについても説明する。 The present invention relates to a method of manufacturing an electronic device comprising a semiconductor layer. In the production method according to the present invention, a coating solution containing an organic semiconductor compound and a dopant for an organic semiconductor compound which is a hypervalent iodine compound is heated to 85 ° C. or higher and / or the coating solution is irradiated with ultraviolet light. Later, a step of forming a semiconductor layer by applying a coating solution is included. Below, the coating liquid for semiconductor layer formation used at the process of forming a semiconductor layer, its manufacturing method, and the electronic device manufactured by this manufacturing method are also explained.
[有機半導体化合物]
半導体化合物とは、半導体特性を示す半導体材料として使用可能な化合物のことを指す。なお、本明細書において「半導体」とは、固体状態におけるキャリア移動度の大きさによって定義される。キャリア移動度とは、周知であるように、電荷(電子又は正孔)がどれだけ速く(又は多く)移動されうるかを示す指標となるものである。具体的には、本明細書における「半導体」は、室温におけるキャリア移動度が好ましくは1.0x10−6cm2/V・s以上、より好ましくは1.0x10−5cm2/V・s以上、さらに好ましくは5.0x10−5cm2/V・s以上、特に好ましくは1.0x10−4cm2/V・s以上である。なお、キャリア移動度は、例えば電界効果トランジスタのIV特性の測定、又はタイムオブフライト法等により測定できる。
[Organic semiconductor compound]
A semiconductor compound refers to the compound which can be used as a semiconductor material which shows a semiconductor characteristic. In the present specification, “semiconductor” is defined by the magnitude of carrier mobility in the solid state. Carrier mobility is an index indicating how fast (or many) the charge (electron or hole) can be moved, as is well known. Specifically, the “semiconductor” in the present specification preferably has a carrier mobility at room temperature of 1.0 × 10 −6 cm 2 / V · s or more, more preferably 1.0 × 10 −5 cm 2 / V · s or more More preferably, it is 5.0 × 10 −5 cm 2 / V · s or more, and particularly preferably 1.0 × 10 −4 cm 2 / V · s or more. Carrier mobility can be measured, for example, by measurement of IV characteristics of a field effect transistor, time-of-flight method, or the like.
本実施形態においては半導体化合物として有機半導体化合物が用いられるが、その種類は特に限定されず、例えば従来知られているものを用いることができる。有機半導体化合物としては、低分子化合物及び高分子化合物が知られている。低分子の有機半導体化合物としては、多環芳香族化合物が挙げられ、具体例としてはテトラセン若しくはペンタセン等のアセン類化合物、オリゴチオフェン類化合物、フタロシアニン類化合物、ペリレン類化合物、ルブレン類化合物、又はトリアリールアミン化合物等のアリールアミン化合物、等が挙げられる。また、高分子の有機半導体化合物としては、ポリチオフェン系ポリマー、ポリアセチレン系ポリマー、ポリアニリン系ポリマー、ポリフェニレン系ポリマー、ポリフェニレンビニレン系ポリマー、ポリフルオレン系ポリマー、若しくはポリピロール系ポリマーのような共役ポリマー、又はトリアリールアミンポリマーのようなアリールアミンポリマーが挙げられる。 In the present embodiment, an organic semiconductor compound is used as the semiconductor compound, but the type is not particularly limited, and, for example, conventionally known ones can be used. Low molecular weight compounds and high molecular weight compounds are known as organic semiconductor compounds. The low molecular weight organic semiconductor compounds include polycyclic aromatic compounds, and specific examples thereof include acene compounds such as tetracene or pentacene, oligothiophene compounds, phthalocyanine compounds, perylene compounds, rubrene compounds, or triarene compounds. And arylamine compounds such as reelamine compounds. In addition, as the organic semiconductor compound of a polymer, a conjugated polymer such as polythiophene-based polymer, polyacetylene-based polymer, polyaniline-based polymer, polyphenylene-based polymer, polyphenylene vinylene-based polymer, polyfluorene-based polymer, or polypyrrole-based polymer, or triaryl Arylamine polymers such as amine polymers are included.
有機半導体化合物として好ましくはアリールアミン化合物であり、より好ましくはトリアリールアミン化合物である。アリールアミン化合物とは、アリールアミン構造(アリール基と窒素原子との結合)を有する化合物のことであり、アリールアミンポリマーを含む。アリールアミンポリマーとは、繰り返し単位がアリールアミン構造を含んでいるポリマーのことである。また、トリアリールアミン化合物とは、トリアリールアミン構造(3つのアリール基の同じ窒素原子への結合)を有する化合物のことであり、トリアリールアミンポリマーを含む。トリアリールアミンポリマーとは、繰り返し単位がトリアリールアミン構造を含んでいるポリマーのことである。このようなアリールアミン化合物又はトリアリールアミン化合物は、ドーパントにより安定に酸化され、良好な半導体特性を示しうる点で好ましい。 The organic semiconductor compound is preferably an arylamine compound, more preferably a triarylamine compound. The arylamine compound is a compound having an arylamine structure (a bond of an aryl group and a nitrogen atom), and includes an arylamine polymer. An arylamine polymer is a polymer whose repeat unit contains an arylamine structure. In addition, a triarylamine compound is a compound having a triarylamine structure (a bond of three aryl groups to the same nitrogen atom), and includes a triarylamine polymer. A triarylamine polymer is a polymer whose repeat unit contains a triarylamine structure. Such arylamine compounds or triarylamine compounds are preferable in that they can be stably oxidized by the dopant and exhibit good semiconductor characteristics.
ここで、アリール基(又は芳香族基)は、芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基のことを指し、単環のもの、縮合環のもの、及び単環又は縮合環が連結しているもの、を含む。芳香族基としては、特に限定されないが、炭素数30以下であることが好ましく、炭素数12以下であることがより好ましい。芳香族炭化水素基の具体例としては、フェニル基、ナフチル基、又はビフェニル基等が挙げられる。芳香族複素環基の具体例としては、チエニル基、フリル基、ピロリル基、ピリジル基、又はイミダゾリル基等が挙げられる。 Here, an aryl group (or an aromatic group) refers to an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group, which has a single ring, a condensed ring, and a single ring or a fused ring. Including. The aromatic group is not particularly limited, but preferably has 30 or less carbon atoms, and more preferably 12 or less carbon atoms. A phenyl group, a naphthyl group, or a biphenyl group etc. are mentioned as a specific example of an aromatic hydrocarbon group. Specific examples of the aromatic heterocyclic group include thienyl group, furyl group, pyrrolyl group, pyridyl group, imidazolyl group and the like.
芳香族基は、さらなる置換基を有していてもよい。芳香族基が有していてもよい置換基としては、特に制限されないが、ハロゲン原子、水酸基、シアノ基、アミノ基、カルボキシル基、エステル基、アルキルカルボニル基、アセチル基、スルホニル基、シリル基、ボリル基、ニトリル基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、チオ基、セレノ基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基等が挙げられる。アリール基が有している置換基として好ましくは、アミノ基又は炭素数1〜6のアルキル基が挙げられる。ここで、アミノ基として好ましくは、炭素数2〜12のジアルキルアミノ基、炭素数7〜20のアルキルアリールアミノ基、又は炭素数12〜30のジアリールアミノ基である。 The aromatic group may have further substituents. The substituent which the aromatic group may have is not particularly limited, and is, for example, a halogen atom, a hydroxyl group, a cyano group, an amino group, a carboxyl group, an ester group, an alkylcarbonyl group, an acetyl group, a sulfonyl group, a silyl group, Boryl group, nitrile group, alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, thio group, seleno group, aromatic hydrocarbon group, aromatic heterocyclic group and the like can be mentioned. As a substituent which an aryl group has, Preferably an amino group or a C1-C6 alkyl group is mentioned. Here, the amino group is preferably a dialkylamino group having 2 to 12 carbon atoms, an alkylarylamino group having 7 to 20 carbon atoms, or a diarylamino group having 12 to 30 carbon atoms.
有機半導体化合物の好ましい例としては、下式(I)又は(II)で表される化合物が挙げられる。
式(I)(II)において、Ar1は2価の芳香族基であり、Ar2は直接結合又は2価の芳香族基である。Ar1とAr2とは同じであっても異なっていてもよい。2価の芳香族基とは、前に説明した芳香族基から1つの水素原子を除いて得られる置換基である。Ar1及びAr2は、それぞれ独立に、好ましくは炭素数2〜20の2価の芳香族基であり、より好ましくは炭素数6〜20の芳香族炭化水素基(単環のもの、縮合環のもの、及び単環若しくは縮合環が連結されたものを含む)である。これらの2価の芳香族基は、好ましくはさらなる置換基を有さないか又は炭素数1〜6のアルキル基を有している。 In Formula (I) (II), Ar 1 is a divalent aromatic group, and Ar 2 is a direct bond or a divalent aromatic group. Ar 1 and Ar 2 may be the same or different. The divalent aromatic group is a substituent obtained by removing one hydrogen atom from the aromatic group described above. Ar 1 and Ar 2 each independently are preferably a divalent aromatic group having 2 to 20 carbon atoms, and more preferably an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms (monocyclic, fused ring And those in which single rings or fused rings are linked). These divalent aromatic groups preferably have no further substituent or have an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
式(I)(II)において、Ar3〜Ar5は置換基を有していてもよい芳香族基である。芳香族基としては、前に説明したものを用いることができる。Ar3〜Ar5は、同じ芳香族基であっても異なる芳香族基であってもよい。Ar3〜Ar5は、それぞれ独立に、好ましくは炭素数2〜20の芳香族基であり、より好ましくは炭素数6〜20の芳香族炭化水素基(単環のもの、縮合環のもの、及び単環若しくは縮合環が連結されたものを含む)である。これらの芳香族基は、好ましくはさらなる置換基を有さないか、又は上述したアミノ基若しくは炭素数1〜6のアルキル基を有している。 In Formulas (I) and (II), Ar 3 to Ar 5 are aromatic groups which may have a substituent. As the aromatic group, those described above can be used. Ar 3 to Ar 5 may be the same or different aromatic groups. Ar 3 to Ar 5 are each independently preferably an aromatic group having 2 to 20 carbon atoms, and more preferably an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms (monocyclic or fused ring, And those in which single rings or fused rings are linked). These aromatic groups preferably have no further substituents or have the above mentioned amino groups or alkyl groups of 1 to 6 carbon atoms.
有機半導体化合物の具体例としては、以下の化合物が挙げられる。 The following compounds may be mentioned as specific examples of the organic semiconductor compound.
[ドーパント]
本実施形態においては、ドーパントとして超原子価ヨウ素化合物が用いられる。超原子価ヨウ素化合物は、有機半導体化合物に対するドーパントとして働く。超原子価ヨウ素化合物は、電子受容性(すなわち酸化剤としての働き)を示すことが知られている。また、電子受容性のドーパントは、半導体化合物から電子を奪うことにより、半導体化合物の導電性又は正孔輸送能力を向上させることができる。このように、超原子価ヨウ素化合物は、電子デバイスに用いられる半導体化合物の電荷輸送特性を向上させることができる。
[Dopant]
In the present embodiment, a hypervalent iodine compound is used as a dopant. The hypervalent iodine compound acts as a dopant for the organic semiconductor compound. Hypervalent iodine compounds are known to exhibit electron acceptability (ie, function as an oxidizing agent). In addition, the electron accepting dopant can improve the conductivity or hole transporting ability of the semiconductor compound by depriving the semiconductor compound of electrons. Thus, the hypervalent iodine compound can improve the charge transport property of the semiconductor compound used for the electronic device.
超原子価ヨウ素化合物とは、超原子価ヨウ素を含む化合物であり、酸化数が+3以上となっているヨウ素を含む化合物と定義される。例えば、ドーパントは、ヨウ素(III)化合物又はヨウ素(V)化合物でありうる。5価のヨウ素を含むヨウ素(V)化合物は、例えば、デス・マーチン・ペルヨージナンのようなペルヨージナン化合物でありうる。また、3価のヨウ素を含むヨウ素(III)化合物としては、(ジアセトキシヨード)ベンゼンのようなヨードベンゼンが酸化された構造を有する化合物、又はジアリールヨードニウム塩が挙げられる。良好な電子受容性を示し、また酸化過程において分子が破壊されると逆反応が起こりにくい点で、ジアリールヨードニウム塩を用いることは好ましい。 The hypervalent iodine compound is a compound containing hypervalent iodine, and is defined as a compound containing iodine having an oxidation number of +3 or more. For example, the dopant can be an iodine (III) compound or an iodine (V) compound. The iodine (V) compound containing pentavalent iodine may be, for example, a periodinane compound such as Dess-Martin periodinane. Further, as the iodine (III) compound containing trivalent iodine, a compound having a structure in which iodobenzene is oxidized, such as (diacetoxyiodo) benzene, or a diaryliodonium salt can be mentioned. It is preferable to use a diaryl iodonium salt in that it exhibits good electron acceptability and reverse reaction does not easily occur if the molecule is destroyed in the oxidation process.
ジアリールヨードニウム塩とは、[Ar−I+−Ar]X−構造を有する塩のことである。ここで、2つのArはそれぞれアリール基を表す。アリール基(芳香族基)は特に限定されず、例えば有機半導体化合物に関して既に挙げたものでありうる。X−は、任意のアニオンを表す。X−としては、例えば、ハロゲン化物イオン、トリフルオロ酢酸イオン、テトラフルオロホウ酸イオン、又はテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸イオン等でありうる。溶解性が高く、塗布液の生成反応が円滑に進行しうる点で、X−はフッ素原子を有するアニオンであることが好ましい。 The diaryl iodonium salt, [Ar-I + -Ar] X - is that the salt having a structure. Here, two Ars each represent an aryl group. The aryl group (aromatic group) is not particularly limited, and may be, for example, those already mentioned for the organic semiconductor compound. X < - > represents arbitrary anions. As X − , for example, a halide ion, a trifluoroacetate ion, a tetrafluoroborate ion, or a tetrakis (pentafluorophenyl) borate ion may be used. It is preferable that X − is an anion having a fluorine atom in that the solubility is high and the reaction for producing the coating liquid can proceed smoothly.
ドーパントの好ましい例としては、一般式(III)に表されるものが挙げられる。式(III)において、X−は、任意のアニオンを表し、具体例としては上記の通りである。
式(III)において、R1及びR2は、それぞれ独立に1価の有機基である。1価の有機基の例としては、脂肪族基又は芳香族基が挙げられる。脂肪族基の例としては、炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基又は炭素数4〜20の脂肪族複素環基が挙げられる。例えば、脂肪族基としては、シクロアルキル基を含むアルキル基、アルケニル基、又はアルキニル基等が挙げられ、具体例としてはメチル基、エチル基、ブチル基、シクロヘキシル基、又はテトラヒドロフリル基等が挙げられる。 In Formula (III), R 1 and R 2 are each independently a monovalent organic group. Examples of monovalent organic groups include aliphatic or aromatic groups. As an example of an aliphatic group, a C1-C20 aliphatic hydrocarbon group or a C4-C20 aliphatic heterocyclic group is mentioned. For example, as the aliphatic group, an alkyl group containing a cycloalkyl group, an alkenyl group or an alkynyl group may be mentioned, and as a specific example, a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a cyclohexyl group or a tetrahydrofuryl group may be mentioned. Be
芳香族基の例としては、炭素数6〜20の芳香族炭化水素基又は炭素数2〜20の芳香族複素環基が挙げられる。例えば、芳香族基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、チエニル基、又はピリジル基等が挙げられる。 As an example of an aromatic group, a C6-C20 aromatic hydrocarbon group or a C2-C20 aromatic heterocyclic group is mentioned. For example, as an aromatic group, a phenyl group, a naphthyl group, a biphenyl group, a thienyl group, or a pyridyl group etc. are mentioned.
なお、上記の脂肪族基及び芳香族基は、置換基を有していてもよい。有していてもよい置換基としては、特段の制限はないが、ハロゲン原子、水酸基、シアノ基、アミノ基、カルボキシル基、エステル基、アルキルカルボニル基、アセチル基、スルホニル基、シリル基、ボリル基、ニトリル基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、チオ基、セレノ基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基等が挙げられる。 In addition, said aliphatic group and aromatic group may have a substituent. There is no particular limitation on the substituent which may be possessed, but halogen atom, hydroxyl group, cyano group, amino group, carboxyl group, ester group, alkyl carbonyl group, acetyl group, sulfonyl group, silyl group, boryl group And nitrile group, alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, thio group, seleno group, aromatic hydrocarbon group, aromatic heterocyclic group and the like.
R1及びR2は、好ましくは炭素数6〜20の芳香族炭化水素基であり、より好ましくはフェニル基である。ここで、芳香族炭化水素基は置換基を有さない又は炭素数1〜6のアルキル基を有することが好ましい。R1及びR2は、特に、パラ位にアルキル基を有するフェニル基であることが好ましい。 R 1 and R 2 are preferably an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, more preferably a phenyl group. Here, it is preferable that an aromatic hydrocarbon group does not have a substituent or has a C1-C6 alkyl group. R 1 and R 2 are particularly preferably a phenyl group having an alkyl group at the para position.
[塗布液の調製]
本実施形態においては、有機半導体化合物と、超原子価ヨウ素化合物である有機半導体化合物に対するドーパントと、を含有する塗布液を85℃以上に加熱し及び/又はこの塗布液に紫外線を照射し、こうして半導体層形成用塗布液の調製が行われる。例えば、まず、有機半導体化合物と、超原子価ヨウ素化合物である有機半導体化合物に対するドーパントと、を含有する溶液が調製される。次に、調製された溶液が85℃以上に加熱され及び/又はこの溶液に紫外線が照射される。こうして、半導体層形成用塗布液を製造することができる。
[Preparation of coating solution]
In the present embodiment, the coating solution containing the organic semiconductor compound and the dopant for the organic semiconductor compound which is a supervalent iodine compound is heated to 85 ° C. or higher and / or the coating solution is irradiated with ultraviolet light, and thus Preparation of the coating liquid for semiconductor layer formation is performed. For example, first, a solution containing an organic semiconductor compound and a dopant for an organic semiconductor compound which is a hypervalent iodine compound is prepared. Next, the prepared solution is heated to 85 ° C. or higher and / or the solution is irradiated with ultraviolet light. Thus, a coating solution for forming a semiconductor layer can be produced.
最初に、有機半導体化合物とドーパントとを含有する溶液が調製される。具体的には、有機半導体化合物と、ドーパントと、が溶媒に溶解される。もっとも、これらの化合物を完全に溶媒に溶解させる必要はなく、加熱又は紫外線照射を行う際に化合物を溶媒に溶解させてもよい。 First, a solution containing an organic semiconductor compound and a dopant is prepared. Specifically, the organic semiconductor compound and the dopant are dissolved in the solvent. However, these compounds do not need to be completely dissolved in the solvent, and the compounds may be dissolved in the solvent when heating or ultraviolet irradiation is performed.
溶媒は、半導体化合物及びドーパントを溶解可能な溶媒が用いられる。また、好ましくは、沸点が溶液調製時の温度よりも高い溶媒が用いられる。溶媒の例としては、ヘプタン、オクタン、イソオクタン、ノナン若しくはデカン等の脂肪族炭化水素類;トルエン、キシレン、メシチレン、クメン、テトラリン、シクロヘキシルベンゼン、フルオロベンゼン、クロロベンゼン、ブロモベンゼン若しくはオルトジクロロベンゼン等の芳香族炭化水素類;メチルシクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン若しくはデカリン等の脂環式炭化水素類;シクロペンタノン、若しくはシクロヘキサノン等の脂肪族ケトン類;アセトフェノン若しくはプロピオフェノン等の芳香族ケトン類;酢酸ブチル、乳酸メチル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸イソプロピル、安息香酸イソブチル若しくは安息香酸イソアミル等のエステル類;トリクロロエチレン等のハロゲン化炭化水素類;又は、シクロペンチルメチルエーテル、アニソール、ジフェニルエーテル、ジメトキシエタン若しくはジオキサン等のエーテル類が挙げられる。 As the solvent, a solvent capable of dissolving the semiconductor compound and the dopant is used. Also, preferably, a solvent having a boiling point higher than that at the time of solution preparation is used. Examples of solvents include aliphatic hydrocarbons such as heptane, octane, isooctane, nonane or decane; and aromatic substances such as toluene, xylene, mesitylene, cumene, tetralin, cyclohexylbenzene, fluorobenzene, chlorobenzene, bromobenzene or orthodichlorobenzene Aliphatic hydrocarbons such as methylcyclohexane, cycloheptane, cyclooctane or decalin; aliphatic ketones such as cyclopentanone or cyclohexanone; aromatic ketones such as acetophenone or propiophenone; acetic acid Butyl, methyl lactate, methyl benzoate, ethyl benzoate, isopropyl benzoate, isobutyl benzoate or esters such as isoamyl benzoate; halogenated hydrocarbons such as trichloroethylene; or Cyclopentyl methyl ether, anisole, diphenyl ether, ethers such as dimethoxyethane or dioxane.
次に、調製された溶液が85℃以上に加熱されるか、この溶液に紫外線が照射されるか、又はこれらの双方が行われる。加熱を行う場合、加熱方法は特に限定されず、例えばホットプレート等の熱源を用いてもよいし、オーブン等の加熱雰囲気を用いてもよい。また、紫外線を照射する場合、照射方法は特に限定されず、例えば紫外線ランプを用いて行うことができる。加熱又は紫外線照射中には、溶液を攪拌することができる。なお、本発明において紫外線とは波長200nm以上400nm未満の範囲の光を意味するものとする。 Next, the prepared solution is heated to 85 ° C. or higher, the solution is irradiated with ultraviolet light, or both of them are performed. When heating is performed, the heating method is not particularly limited. For example, a heat source such as a hot plate may be used, or a heating atmosphere such as an oven may be used. Moreover, when irradiating an ultraviolet-ray, an irradiation method is not specifically limited, For example, it can carry out using an ultraviolet ray lamp. The solution can be stirred during heating or UV irradiation. In the present invention, ultraviolet light means light having a wavelength of 200 nm or more and less than 400 nm.
本願発明者の検討によれば、85℃以上への加熱を行うか又は紫外線照射を行うことにより、得られた半導体層形成用塗布液を用いて形成した半導体層を有する電子デバイスの耐久性が向上する。この理由は明確ではないが、本願発明者らは、85℃以上への加熱を行うか又は紫外線照射を行うことにより、溶液中で有機半導体化合物に化学変化が生じるものと考えている。 According to the study of the inventor of the present invention, the durability of the electronic device having a semiconductor layer formed using the obtained coating solution for forming a semiconductor layer is obtained by heating to 85 ° C. or higher or by performing ultraviolet irradiation. improves. The reason for this is not clear, but the inventors believe that heating to 85 ° C. or higher or ultraviolet irradiation causes a chemical change in the organic semiconductor compound in the solution.
従来のように70℃以下で加熱を行って半導体層形成用塗布液を作製した場合でも、この半導体層形成用塗布液を用いて形成した半導体層を有する電子デバイスは機能することが知られていた。しかしながら、本願発明者らは、こうして作製された電子デバイスが、高温高湿環境下においては短期間で性能を失うことを見出した。本願発明者らは、この理由として、従来の方法でも半導体化合物からドーパントへの電荷移動は起こるため、当初は半導体層が電荷輸送特性を示すものの、半導体化合物の酸化状態が不安定なために、高温高湿環境下においてドーパントの電荷が再び半導体化合物に戻りやすいのではないかと推定している。その結果、半導体層は電気的に中性となるために導電性が下がり、電子デバイスの性能が低下する。 Even when a coating liquid for forming a semiconductor layer is prepared by heating at 70 ° C. or less as in the prior art, it is known that an electronic device having a semiconductor layer formed using this coating liquid for forming a semiconductor layer functions. The However, the present inventors have found that the electronic device thus produced loses performance in a short time under a high temperature and high humidity environment. The inventors of the present invention have, for this reason, charge transfer from the semiconductor compound to the dopant even in the conventional method, so that although the semiconductor layer initially exhibits charge transport properties, the oxidation state of the semiconductor compound is unstable. It is estimated that the electric charge of the dopant is likely to return to the semiconductor compound again in a high temperature and high humidity environment. As a result, the conductivity of the semiconductor layer is lowered because the semiconductor layer is electrically neutral, and the performance of the electronic device is degraded.
一方、85℃以上への加熱を行うか又は紫外線照射を行うことにより、ドーパントと有機半導体化合物との化学反応により有機半導体化合物が酸化されるために、有機半導体化合物が酸化された状態で安定となり、半導体層の電荷が再びドーパントに戻る現象が起こりにくくなるのではないかと、本願発明者らは推定している。例えば、ドーパントが高温により壊れる反応が起こり、活性な酸化剤が生じた結果として有機半導体化合物が酸化される場合、有機半導体化合物が再び電荷を獲得する反応は進行しにくいものと考えられる。 On the other hand, when the organic semiconductor compound is oxidized by the chemical reaction between the dopant and the organic semiconductor compound by heating to 85 ° C. or higher or by ultraviolet irradiation, the organic semiconductor compound becomes stable in the oxidized state. The present inventors estimate that the phenomenon in which the charge of the semiconductor layer returns to the dopant is less likely to occur. For example, when the reaction in which the dopant is broken at high temperature occurs and the organic semiconductor compound is oxidized as a result of the formation of the active oxidizing agent, it is considered that the reaction in which the organic semiconductor compound gains charge again does not progress easily.
とりわけ溶液状態では一般に反応が進行しやすいため、85℃以上への加熱を行うか又は紫外線照射を行うことにより、ドーパントと有機半導体化合物との間の反応が円滑に進むことが予想できる。一方、半導体層形成用塗布液を塗布して半導体層を形成し、これを乾燥させる際に温度を上昇させても、固体中での反応は円滑に進行しないことが予想される。本実施形態においては、溶液状態において85℃以上への加熱を行うか又は紫外線照射を行うという構成により、電子デバイスにダメージが生じない程度の低い温度において半導体層を塗布成膜する場合であっても、十分に導電性が高く熱力学的に安定な半導体層が形成されたものと考えられる。 Especially in the solution state, the reaction is generally easy to proceed, so it is expected that the reaction between the dopant and the organic semiconductor compound smoothly proceeds by heating to 85 ° C. or higher or performing ultraviolet irradiation. On the other hand, it is expected that the reaction in the solid does not proceed smoothly even if the temperature is increased when the semiconductor layer is formed by applying the coating solution for forming a semiconductor layer and drying the semiconductor layer. In the present embodiment, the semiconductor layer is formed by coating at a low temperature at which damage to the electronic device does not occur, by heating to 85 ° C. or higher in the solution state or by performing ultraviolet irradiation. It is also considered that a semiconductor layer having a sufficiently high conductivity and a thermodynamically stable property is formed.
一実施形態において、半導体層形成用塗布液が含有する未反応のドーパント量は、ドーパント量の80質量%以下である。ここで、ドーパント量とは、未反応のドーパント量と反応済みドーパント量の和である。未反応のドーパントとは、有機半導体化合物との化学反応を経ておらず、壊れていないために有している電荷が再び有機半導体化合物に戻りうるドーパントのことを指す。また、反応済みドーパントとは、有機半導体化合物との化学反応を経て壊れたため、再び有機半導体化合物に電荷を与える能力を有していないドーパントの分解生成物のことを指す。別の実施形態において、ドーパント量とは、半導体層形成用塗布液を調製するために使用したドーパントの量を指す。 In one embodiment, the amount of unreacted dopant contained in the coating solution for forming a semiconductor layer is 80% by mass or less of the amount of dopant. Here, the amount of dopant is the sum of the amount of unreacted dopant and the amount of reacted dopant. The unreacted dopant refers to a dopant which has not undergone a chemical reaction with the organic semiconductor compound and can return the charge it has because it is not broken back to the organic semiconductor compound. In addition, the reacted dopant refers to a decomposition product of a dopant which does not have the ability to charge the organic semiconductor compound again because it is broken through a chemical reaction with the organic semiconductor compound. In another embodiment, the amount of dopant refers to the amount of dopant used to prepare a coating solution for forming a semiconductor layer.
上述のように、有機半導体化合物とドーパントとの化学反応がある程度進んでいれば、半導体層が電荷輸送特性を失う現象が起こりにくくなり、また有機半導体化合物とドーパントとの化学反応が完全に進むことにより、より耐久性の高い半導体層が得られるものと考えられる。このような観点から、半導体層形成用塗布液が含有する未反応のドーパント量は、ドーパント量の60質量%以下であることが好ましく、40質量%以下であることがより好ましく、20質量%以下であることがさらに好ましく、実質的に存在しないことが特に好ましい。なお、未反応のドーパント量は、化学分析により確認することができるほか、紫外可視吸収スペクトルを用いた定量法により推定することもできる。 As described above, if the chemical reaction between the organic semiconductor compound and the dopant proceeds to a certain extent, the phenomenon that the semiconductor layer loses charge transport properties hardly occurs, and the chemical reaction between the organic semiconductor compound and the dopant proceeds completely. It is considered that the semiconductor layer having higher durability can be obtained. From such a viewpoint, the amount of unreacted dopant contained in the coating solution for forming a semiconductor layer is preferably 60% by mass or less of the amount of dopant, more preferably 40% by mass or less, and 20% by mass or less More preferably, it is particularly preferred that it is substantially absent. The amount of unreacted dopant can be confirmed by chemical analysis, and can also be estimated by a quantitative method using an ultraviolet-visible absorption spectrum.
加熱している際の溶液の温度は、反応を十分に進める観点から、90℃以上であることが好ましく、95℃以上であることがより好ましく、100℃以上であることがさらに好ましく、115℃以上であることがより好ましく、135℃以上であることがさらに好ましく、150℃以上であることが特に好ましい。一方化合物半導体の分解を防ぐため、半導体化合物の熱分解温度以下であることが好ましい。本発明において、熱分解温度とは、TG―DTAにより測定した場合に、質量が5%減少した温度を意味する。 The temperature of the solution during heating is preferably 90 ° C. or higher, more preferably 95 ° C. or higher, and still more preferably 100 ° C. or higher, from the viewpoint of sufficiently advancing the reaction. The above is more preferable, the temperature is preferably 135 ° C. or more, and particularly preferably 150 ° C. or more. On the other hand, in order to prevent the decomposition of the compound semiconductor, the temperature is preferably equal to or lower than the thermal decomposition temperature of the semiconductor compound. In the present invention, the thermal decomposition temperature means a temperature at which the mass is reduced by 5% as measured by TG-DTA.
加熱の時間は、反応を十分に進める観点から、10分間以上であることが好ましく、20分間以上であることがより好ましく、30分以上であることがさらに好ましい。時間の上限は特に限定されないが、例えば10時間以下でありうる。 The heating time is preferably 10 minutes or more, more preferably 20 minutes or more, and still more preferably 30 minutes or more, from the viewpoint of sufficiently advancing the reaction. The upper limit of the time is not particularly limited, but may be, for example, 10 hours or less.
紫外線照射を行う場合は、有機半導体化合物とドーパントを含む溶液に0.1J/cm2以上の紫外線量を照射することで化学反応を十分進めることができる。より好ましくは0.5J/cm2以上、さらに好ましくは1J/cm2以上である。一方、半導体化合物の分解を防ぐため、紫外線量は1000J/cm2以下であることが好ましい。より好ましくは800J/cm2以下、さらに好ましくは500J/cm2以下である。紫外線強度には特段の制限はないが、例えば365nmにおいて5mW/cm2以上の強度のものを用いることができる。紫外線源としては特段の制限はないが、水銀ランプやメタルハライドランプを用いることができる。 In the case of ultraviolet irradiation, the chemical reaction can be sufficiently advanced by irradiating the solution containing the organic semiconductor compound and the dopant with an amount of ultraviolet light of 0.1 J / cm 2 or more. More preferably, it is 0.5 J / cm < 2 > or more, More preferably, it is 1 J / cm < 2 > or more. On the other hand, in order to prevent the decomposition of the semiconductor compound, the amount of ultraviolet light is preferably 1000 J / cm 2 or less. More preferably 800 J / cm 2 or less, more preferably 500 J / cm 2 or less. There is no particular limitation on the ultraviolet light intensity, but for example, one having an intensity of 5 mW / cm 2 or more at 365 nm can be used. There is no particular limitation on the ultraviolet light source, but a mercury lamp or a metal halide lamp can be used.
また、半導体層形成用塗布液に対して、85℃以上への加熱、及び紫外線照射の両方を行ってもよい。例えば、半導体層形成用塗布液を85℃以上に加熱した後に紫外線照射を行ってもよいし、半導体層形成用塗布液に対して紫外線照射を行った後に85℃以上に加熱してもよい。また、半導体層形成用塗布液を85℃以上に加熱すると同時に紫外線照射を行ってもよい。これらの場合の反応条件として、ドーパントと半導体化合物との間の反応を円滑に進ませることができるように、前述の条件を適宜調整して用いることができる。 Further, both heating to 85 ° C. or higher and ultraviolet irradiation may be performed on the coating solution for forming a semiconductor layer. For example, ultraviolet irradiation may be performed after the coating liquid for forming a semiconductor layer is heated to 85 ° C. or higher, or the coating liquid for forming a semiconductor layer may be heated to 85 ° C. or higher after ultraviolet irradiation. Further, ultraviolet irradiation may be performed simultaneously with heating the coating solution for forming a semiconductor layer to 85 ° C. or higher. As reaction conditions in these cases, the above-mentioned conditions can be appropriately adjusted and used so that the reaction between the dopant and the semiconductor compound can proceed smoothly.
塗布液中の有機半導体化合物及びドーパントの濃度は特に限定されず、所望の半導体層の厚さ等に応じて適宜設定することができる。例えば、塗布液中の有機半導体化合物の濃度は、1.0質量%以上であってもよく、10質量%以下であってもよい。また、塗布液中のドーパントの量は、塗布液中の有機半導体化合物の量に対して、1.0質量%以上であってもよく、20質量%以下であってもよい。 The concentrations of the organic semiconductor compound and the dopant in the coating solution are not particularly limited, and can be appropriately set according to the desired thickness of the semiconductor layer and the like. For example, the concentration of the organic semiconductor compound in the coating solution may be 1.0% by mass or more, or 10% by mass or less. In addition, the amount of the dopant in the coating solution may be 1.0% by mass or more and 20% by mass or less with respect to the amount of the organic semiconductor compound in the coating solution.
[塗布液の塗布]
本実施形態においては、上記のように調製された塗布液を塗布することにより半導体層が形成される。塗布液の塗布方法としては任意の方法を用いることができるが、例えば、スピンコート法、インクジェット法、ドクターブレード法、ドロップキャスティング法、リバースロールコート法、グラビアコート法、キスコート法、ロールブラッシュ法、スプレーコート法、エアナイフコート法、ワイヤーバーバーコート法、パイプドクター法、含浸・コート法又はカーテンコート法等が挙げられる。
[Application of coating solution]
In the present embodiment, the semiconductor layer is formed by applying the coating solution prepared as described above. Although any method can be used as a coating method of a coating liquid, For example, a spin coat method, an inkjet method, a doctor blade method, a drop casting method, a reverse roll coat method, a gravure coat method, a kiss coat method, a roll brush method, A spray coating method, an air knife coating method, a wire bar bar coating method, a pipe doctor method, an impregnation / coating method or a curtain coating method may, for example, be mentioned.
塗布液を塗布した後には加熱乾燥を行うことができる。この際の加熱温度は、特段の制限はないが、十分に溶媒を取り除く観点から、好ましくは60℃以上、さらに好ましくは80℃以上である。一方、電子デバイスへのダメージを抑制するために、加熱温度は、塗布液調製時の温度よりも低いことが好ましい。具体的には、加熱温度は、好ましくは150℃未満、より好ましくは135℃未満、さらに好ましくは115℃未満、より好ましくは100℃未満、さらに好ましくは95℃未満、より好ましくは90℃未満、特に好ましくは85℃未満である。加熱する時間にも特段の制限はないが、十分に溶媒を取り除く観点から、好ましくは1分以上、さらに好ましくは3分以上であり、一方、生産効率を向上させる観点から、好ましくは10時間以下、さらに好ましくは1時間以下である。これらの加熱は、常圧下、または、減圧下、で行ってよい。 After applying the coating solution, heating and drying can be performed. The heating temperature at this time is not particularly limited, but is preferably 60 ° C. or more, more preferably 80 ° C. or more, from the viewpoint of sufficiently removing the solvent. On the other hand, in order to suppress damage to the electronic device, the heating temperature is preferably lower than the temperature at the time of preparation of the coating liquid. Specifically, the heating temperature is preferably less than 150 ° C., more preferably less than 135 ° C., still more preferably less than 115 ° C., more preferably less than 100 ° C., still more preferably less than 95 ° C., more preferably less than 90 ° C. Particularly preferably, it is less than 85 ° C. The heating time is also not particularly limited, but is preferably 1 minute or more, more preferably 3 minutes or more from the viewpoint of removing the solvent sufficiently, and from the viewpoint of improving production efficiency, preferably 10 hours or less More preferably, it is 1 hour or less. These heatings may be performed under normal pressure or under reduced pressure.
半導体層の厚さは特に限定されず、半導体層の用途に応じて適宜選択することができる。一例としては、半導体層の厚さは0.5nm以上500nm以下であってもよい。 The thickness of the semiconductor layer is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the application of the semiconductor layer. As one example, the thickness of the semiconductor layer may be 0.5 nm or more and 500 nm or less.
[電子デバイス]
電子デバイスの種類は特に限定されない。本明細書において電子デバイスとは、2個以上の電極とを有し、その電極間に流れる電流若しくは生じる電圧を、電気、光、磁気若しくは化学物質等により制御するデバイス、又は、その電極間に印加した電圧若しくは電流により、光、電場若しくは磁場等を発生させるデバイスのことを指す。具体例としては、電圧若しくは電流の印加により電流若しくは電圧を制御する素子、磁場の印加により電圧若しくは電流を制御する素子、又は化学物質を作用させて電圧若しくは電流を制御する素子等が挙げられる。制御の具体例としては、整流、スイッチング、増幅又は発振等が挙げられる。
[Electronic device]
The type of electronic device is not particularly limited. In the present specification, an electronic device is a device that has two or more electrodes, and controls the current or generated voltage flowing between the electrodes by electricity, light, magnetism, chemicals or the like, or between the electrodes It refers to a device that generates light, an electric field, a magnetic field, and the like by an applied voltage or current. Specific examples include an element that controls current or voltage by applying a voltage or current, an element that controls voltage or current by applying a magnetic field, or an element that controls a voltage or current by causing a chemical substance to act. Specific examples of control include rectification, switching, amplification, oscillation and the like.
電子デバイスの例としては、抵抗器、整流器(ダイオード)、スイッチング素子(トランジスタ、サイリスタ)、増幅素子(トランジスタ)、メモリー素子若しくは化学センサー等、又はこれらの素子を組み合わせ若しくは集積化して得られた半導体デバイスが挙げられる。また、電子デバイスのさらなる例としては光素子が挙げられ、光素子には光電流を生じるフォトダイオード若しくはフォトトランジスタ、電界を印加することにより発光する電界発光素子、又は光により起電力を生じる光電変換素子若しくは太陽電池等が含まれる。半導体デバイスのより具体的な例としては、S.M.Sze著、Physics of Semiconductor Devices、2nd Edition(Wiley Interscience 1981)に記載されているものを挙げることができる。 Examples of the electronic device include a resistor, a rectifier (diode), a switching element (transistor, thyristor), an amplifying element (transistor), a memory element, a chemical sensor, etc., or a semiconductor obtained by combining or integrating these elements. Device is mentioned. Further, a further example of the electronic device includes an optical element, and the optical element is a photodiode or a phototransistor which generates a photocurrent, an electroluminescent element which emits light by applying an electric field, or photoelectric conversion which generates an electromotive force by light. Elements or solar cells are included. As a more specific example of the semiconductor device, S.I. M. Mention may be made of those described in Sze, Physics of Semiconductor Devices, 2nd Edition (Wiley Interscience 1981).
本実施形態に係る電子デバイスは、半導体層を備えているが、その具体的な構成は特に限定されない。一実施形態において、電子デバイスは、一対の電極と、一対の電極間に配置された半導体層と、を有する。半導体層は、上記の本実施形態に係る半導体層形成用塗布液を塗布することにより得られる。電極の種類は特に限定されない。電子デバイスの種類に応じて、適切な材料を用いて電極を作製することができる。 The electronic device according to the present embodiment includes the semiconductor layer, but the specific configuration thereof is not particularly limited. In one embodiment, the electronic device has a pair of electrodes and a semiconductor layer disposed between the pair of electrodes. A semiconductor layer is obtained by apply | coating the coating liquid for semiconductor layer formation which concerns on said this embodiment. The type of electrode is not particularly limited. Depending on the type of electronic device, the electrodes can be made using appropriate materials.
電子デバイスの好ましい例としては、電界発光素子(LED)、光電変換素子又は太陽電池が挙げられる。例えば、一実施形態に係る電界発光素子(LED)は、一対の電極である陽極及び陰極と、電極間に配置された発光層と、発光層と一方の電極との間に配置された半導体層と、を備えることができる。一実施形態においては、上記の本実施形態に係る半導体層形成用塗布液を塗布することにより得られた半導体層が、発光層と陽極との間に正孔輸送層として設けられる。 Preferred examples of the electronic device include an electroluminescent element (LED), a photoelectric conversion element or a solar cell. For example, an electroluminescent device (LED) according to one embodiment includes an anode and a cathode which are a pair of electrodes, a light emitting layer disposed between the electrodes, and a semiconductor layer disposed between the light emitting layer and one of the electrodes. And can be provided. In one embodiment, the semiconductor layer obtained by applying the coating solution for forming a semiconductor layer according to the above-mentioned embodiment is provided as a hole transport layer between the light emitting layer and the anode.
上述のように、本実施形態において、電子デバイスは、上記のように調製された塗布液を塗布することにより半導体層を形成する工程を含む製造方法によって製造される。本実施形態に係る電子デバイスの製造方法は特に限定されず、電子デバイスの構成に合わせて適宜決定することができる。例えば、電極が形成された基材上に、塗布液を塗布することにより半導体層を形成する工程と、半導体層上に電極を形成する工程と、により電子デバイスを製造することができる。 As described above, in the present embodiment, the electronic device is manufactured by the manufacturing method including the step of forming the semiconductor layer by applying the coating liquid prepared as described above. The method of manufacturing the electronic device according to the present embodiment is not particularly limited, and can be appropriately determined according to the configuration of the electronic device. For example, an electronic device can be manufactured by the process of forming a semiconductor layer by apply | coating a coating liquid on the base material in which the electrode was formed, and the process of forming an electrode on a semiconductor layer.
半導体層を形成した後に、例えば電子デバイスを構成する各要素が形成された後に、電子デバイスを加熱することができる。この工程はアニーリング処理工程と呼ばれることがあり、電子デバイスを構成する各要素間の密着性を向上させ、電子デバイスの性能を向上させる効果が得られうる。この際の加熱温度は、特段の制限はないが、十分な密着性向上効果を得る観点から、好ましくは50℃以上、さらに好ましくは80℃以上である。また、好ましくは300℃以下、さらに好ましくは280℃以下、より好ましくは250℃以下の温度範囲において、加熱することが好ましい。一方、電子デバイスへのダメージを抑制するために、加熱温度は、塗布液調製時の温度よりも低いことが好ましい。具体的には、加熱温度は好ましくは150℃未満、より好ましくは135℃未満、さらに好ましくは115℃未満、より好ましくは100℃未満、さらに好ましくは95℃未満、より好ましくは90℃未満、特に好ましくは85℃未満である。加熱時間にも特段の制限はないが、十分な密着性向上効果を得る観点から、好ましくは1分以上、さらに好ましくは3分以上であり、一方、生産効率を向上させる観点から、好ましくは180分間以下、さらに好ましくは60分間以下である。これらの加熱は、常圧下、または、減圧下、で行ってよい。 After forming the semiconductor layer, the electronic device can be heated, for example, after each element constituting the electronic device is formed. This process may be referred to as an annealing process, and may improve the adhesion between the elements constituting the electronic device and may have the effect of improving the performance of the electronic device. The heating temperature at this time is not particularly limited, but is preferably 50 ° C. or more, more preferably 80 ° C. or more from the viewpoint of obtaining a sufficient adhesion improvement effect. Moreover, it is preferable to heat in a temperature range which is preferably 300 ° C. or less, more preferably 280 ° C. or less, more preferably 250 ° C. or less. On the other hand, in order to suppress damage to the electronic device, the heating temperature is preferably lower than the temperature at the time of preparation of the coating liquid. Specifically, the heating temperature is preferably less than 150 ° C., more preferably less than 135 ° C., still more preferably less than 115 ° C., more preferably less than 100 ° C., still more preferably less than 95 ° C., more preferably less than 90 ° C. Preferably it is less than 85 ° C. The heating time is also not particularly limited, but is preferably 1 minute or more, more preferably 3 minutes or more from the viewpoint of obtaining sufficient adhesion improvement effect, and preferably 180 minutes from the viewpoint of improving production efficiency. It is preferably at most 60 minutes, more preferably at most 60 minutes. These heatings may be performed under normal pressure or under reduced pressure.
以下、電子デバイスの好ましい例として、半導体層を備える光電変換素子について説明する。 Hereinafter, the photoelectric conversion element provided with a semiconductor layer is demonstrated as a preferable example of an electronic device.
[光電変換素子]
本実施形態に係る光電変換素子は、下部電極と上部電極から構成される一対の電極と、一対の電極間にある活性層と、一対の電極と活性層との間にあるバッファ層と、を備える。一実施形態において、バッファ層は、上記の本実施形態に係る半導体層形成用塗布液を塗布することにより得られる半導体層である。
[Photoelectric conversion element]
The photoelectric conversion element according to the present embodiment includes a pair of electrodes including a lower electrode and an upper electrode, an active layer between the pair of electrodes, and a buffer layer between the pair of electrodes and the active layer. Prepare. In one embodiment, the buffer layer is a semiconductor layer obtained by applying the coating solution for forming a semiconductor layer according to the present embodiment.
図1は、本発明に係る光電変換素子の一実施形態を模式的に表す断面図である。図1に示される光電変換素子は、一般的な薄膜太陽電池に用いられる光電変換素子であるが、本発明に係る光電変換素子が図3に示されるものに限られるわけではない。本発明の一実施形態に係る光電変換素子100は、基材108、下部電極101、バッファ層102、活性層103、バッファ層105、及び上部電極107がこの順に形成された層構造を有する。図3に示すように、光電変換素子100が、基材108上に各層が積層された構造を有する場合、基材108に近い電極を下部電極101と、基材108から遠い電極を上部電極107と、それぞれ呼ぶことができる。なお、必ずしもバッファ層102とバッファ層105との双方を設ける必要はない。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an embodiment of a photoelectric conversion device according to the present invention. The photoelectric conversion element shown in FIG. 1 is a photoelectric conversion element used for a general thin film solar cell, but the photoelectric conversion element according to the present invention is not limited to that shown in FIG. The
また、光電変換素子100がその他の層をさらに有していてもよい。その他の層としては、下部電極101又は上部電極107の仕事関数を調整する仕事関数チューニング層や、絶縁体層等が挙げられる。
In addition, the
本実施形態に係る半導体層形成用塗布液を塗布することにより得られる半導体層は、良好な正孔輸送特性を示しうるため、正孔取り出し層として好ましく用いられうる。例えば、一実施形態において、下部電極101と上部電極107とのうち一方はカソードであり、他方はアノードである。一実施形態において、下部電極101はカソードであり、この場合バッファ層102は電子取り出し層、バッファ層105は正孔取り出し層、上部電極107はアノードである。このような構成において、上部電極107と活性層103との間に位置するバッファ層105(正孔取り出し層)は、上記の本実施形態に係る半導体層形成用塗布液を塗布することにより得られる半導体層でありうる。また、一実施形態において、下部電極101はアノードであり、この場合バッファ層102は正孔取り出し層、バッファ層105は電子取り出し層、上部電極107はカソードである。このような構成において、バッファ層102(正孔取り出し層)は、上記の本実施形態に係る半導体層形成用塗布液を塗布することにより得られる半導体層でありうる。
The semiconductor layer obtained by applying the coating solution for forming a semiconductor layer according to the present embodiment can exhibit good hole transport properties, and thus can be preferably used as a hole extraction layer. For example, in one embodiment, one of the
また、本実施形態に係る半導体層形成用塗布液を塗布することにより得られる半導体層は、高い耐久性を示しうるため、上部電極107と活性層103との間に位置し外界からの影響を受けやすいバッファ層105として好ましく用いられうる。
In addition, since the semiconductor layer obtained by applying the coating solution for forming a semiconductor layer according to the present embodiment can exhibit high durability, it is located between the
(1.活性層103)
活性層103は光電変換が行われる層である。光電変換素子100が光を受けると、光が活性層103に吸収されてキャリアが発生し、発生したキャリアは下部電極101及び上部電極107から取り出される。
(1. Active layer 103)
The
活性層103の種類は特に限定されず、従来知られているものを用いることができる。例えば、活性層103は、ポルフィリン誘導体のようなp型半導体化合物を含有する層と、フラーレン誘導体n型半導体化合物を含有する層とを含むヘテロ接合型の活性層でありうる。また、活性層103は、p型半導体化合物とn型半導体化合物とが混合した層(i層)を有するバルクヘテロ型の活性層でありうる。また、活性層103は、ペロブスカイト化合物を含有する層であってもよい。
The type of the
好ましくは、活性層103はペロブスカイト化合物を含有する層である。このような活性層103を有する太陽電池はペロブスカイト太陽電池として知られている。ペロブスカイト半導体においては、ペロブスカイト構造を有するペロブスカイト化合物が結晶を形成している。このような結晶においては速い電荷分離が起こるとともに正孔及び電子の拡散距離が長いため、効率のよい電荷分離が起こる。なお、本発明は、とりわけぺロブスカイト化合物を含有する活性層を用いた光電変換素子の製造において特に有効である。この理由としては、通常、ペロブスカイト化合物は上記半導体層形成用塗布液に用いられる溶媒に対し不溶であり、また、上記半導体層形成用塗布液により形成された層は、ぺロブスカイト化合物を含有する層を形成するために用いられる溶媒に対して不溶であるため、各層を劣化させることなく塗布プロセスにより積層できる点が挙げられる。
Preferably, the
ペロブスカイト化合物とは、ペロブスカイト構造を有する半導体化合物のことを指す。ペロブスカイト化合物としては、特段の制限はないが、例えば、Galasso et al. Structure and Properties of Inorganic Solids, Chapter 7 - Perovskite type and related structuresで挙げられているものから選ぶことができる。例えば、ペロブスカイト化合物としては、一般式AMX3で表されるもの又は一般式A2MX4で表されるものが挙げられる。ここで、Mは2価のカチオンを、Aは1価のカチオンを、Xは1価のアニオンを指す。ペロブスカイト化合物としては、半導体デバイスの種類に応じて適切なものを選択することができる。ペロブスカイト化合物としては、1.0eV以上3.5eV以下のエネルギーバンドギャップを有する半導体化合物を用いることが好ましい。 The perovskite compound refers to a semiconductor compound having a perovskite structure. The perovskite compound is not particularly limited, but can be selected from, for example, those listed in Galasso et al. Structure and Properties of Inorganic Solids, Chapter 7-Perovskite type and related structures. For example, as the perovskite compound, one represented by the general formula AMX 3 or one represented by the general formula A 2 MX 4 can be mentioned. Here, M indicates a divalent cation, A indicates a monovalent cation, and X indicates a monovalent anion. An appropriate perovskite compound can be selected according to the type of semiconductor device. As the perovskite compound, it is preferable to use a semiconductor compound having an energy band gap of 1.0 eV or more and 3.5 eV or less.
1価のカチオンAに特段の制限はないが、上記Galassoの著書に記載されているものを用いることができる。より具体的な例としては、周期表第1族及び第13族〜第16族元素を含むカチオンが挙げられる。これらの中でも、セシウムイオン、ルビジウムイオン、置換基を有していてもよいアンモニウムイオン(アミジニウムイオンを含む)、置換基を有していてもよいホスホニウムイオン、又は置換基を有していてもよいアミジニウムイオンが好ましい。置換基を有していてもよいアンモニウムイオンの例としては、1級アンモニウムイオン又は2級アンモニウムイオンが挙げられる。置換基にも特段の制限はない。置換基を有していてもよいアンモニウムイオンの具体例としては、アルキルアンモニウムイオン、アリールアンモニウムイオン、アミジニウムイオン、又はグアニジウムイオン等が挙げられる。特に、立体障害を避けるために、3次元の結晶構造となるモノアルキルアンモニウムイオンが好ましく、安定性向上の観点からは、一つ以上のフッ素基を置換したアルキルアンモニウムイオンを用いることが好ましい。また、カチオンAとして2種類以上のカチオンの組み合わせを用いることもできる。
The monovalent cation A is not particularly limited, but those described in the above-mentioned Galasso book can be used. More specific examples include cations containing elements of
1価のカチオンAの具体例としては、メチルアンモニウムイオン、モノフッ化メチルアンモニウムイオン、ジフッ化メチルアンモニウムイオン、トリフッ化メチルアンモニウムイオン、エチルアンモニウムイオン、イソプロピルアンモニウムイオン、n−プロピルアンモニウムイオン、イソブチルアンモニウムイオン、n−ブチルアンモニウムイオン、t−ブチルアンモニウムイオン、ジメチルアンモニウムイオン、ジエチルアンモニウムイオン、フェニルアンモニウムイオン、ベンジルアンモニウムイオン、フェネチルアンモニウムイオン、グアニジウムイオン、ホルムアミジニウムイオン、アセトアミジニウムイオン又はイミダゾリウムイオン等が挙げられる。 Specific examples of the monovalent cation A include methyl ammonium ion, methyl ammonium monofluoride ion, methyl ammonium difluoride ion, methyl ammonium trifluoride ion, ethyl ammonium ion, isopropyl ammonium ion, n-propyl ammonium ion, isobutyl ammonium ion , N-butyl ammonium ion, t-butyl ammonium ion, dimethyl ammonium ion, diethyl ammonium ion, phenyl ammonium ion, benzyl ammonium ion, phenethyl ammonium ion, guanidinium ion, formamidinium ion, acetamidinium ion or imidazolium Ion etc. are mentioned.
2価のカチオンMにも特段の制限はないが、2価の金属カチオン又は半金属カチオンであることが好ましい。具体的な例としては周期表第14族元素のカチオンが挙げられ、より具体的な例としては、鉛カチオン(Pb2+)、スズカチオン(Sn2+)、ゲルマニウムカチオン(Ge2+)が挙げられる。また、カチオンMとして2種類以上のカチオンの組み合わせを用いることもできる。なお、安定な光電変換素子を得る観点からは、鉛カチオン又は鉛カチオンを含む2種以上のカチオンを用いることが特に好ましい。
The divalent cation M is not particularly limited, but is preferably a divalent metal cation or semimetal cation. Specific examples include cations of
1価のアニオンXの例としては、ハロゲン化物イオン、酢酸イオン、硝酸イオン、硫酸イオン、ホウ酸イオン、アセチルアセトナートイオン、炭酸イオン、クエン酸イオン、硫黄イオン、テルルイオン、チオシアン酸イオン、チタン酸イオン、ジルコン酸イオン、2,4−ペンタンジオナトイオン又はケイフッ素イオン等が挙げられる。バンドギャップを調整するためには、Xは1種類のアニオンであってもよいし、2種類以上のアニオンの組み合わせであってもよい。なかでも、Xとしてはハロゲン化物イオン、又はハロゲン化物イオンとその他のアニオンとの組み合わせを用いることが好ましい。ハロゲン化物イオンXの例としては、塩化物イオン、臭化物イオン又はヨウ化物イオン等が挙げられる。 Examples of the monovalent anion X include halide ion, acetate ion, nitrate ion, sulfate ion, borate ion, acetylacetonate ion, carbonate ion, citrate ion, sulfur ion, tellurium ion, thiocyanate ion, titanate Ion, zirconate ion, 2,4-pentanedionato ion or silicofluorine ion may, for example, be mentioned. In order to adjust the band gap, X may be one type of anion or a combination of two or more types of anions. Among them, as X, it is preferable to use a halide ion or a combination of a halide ion and another anion. Examples of the halide ion X include chloride ion, bromide ion or iodide ion.
ペロブスカイト化合物の好ましい例としては、有機−無機ペロブスカイト化合物が挙げられ、特にハライド系有機−無機ペロブスカイト化合物が挙げられる。ペロブスカイト化合物の具体例としては、CH3NH3PbI3、CH3NH3PbBr3、CH3NH3PbCl3、CH3NH3SnI3、CH3NH3SnBr3、CH3NH3SnCl3、CH3NH3PbI(3−x)Clx、CH3NH3PbI(3−x)Brx、CH3NH3PbBr(3−x)Clx、CH3NH3Pb(1−y)SnyI3、CH3NH3Pb(1−y)SnyBr3、CH3NH3Pb(1−y)SnyCl3、CH3NH3Pb(1−y)SnyI(3−x)Clx、CH3NH3Pb(1−y)SnyI(3−x)Brx、及びCH3NH3Pb(1−y)SnyBr(3−x)Clx、並びに、上記の化合物においてCH3NH3の代わりにCFH2NH3、CF2HNH3、CF3NH3、NH2CH=NH2を用いたもの、等が挙げられる。なお、xは0以上3以下、yは0以上1以下の任意の値を示す。 Preferred examples of the perovskite compound include organic-inorganic perovskite compounds, and in particular, halide organic-inorganic perovskite compounds. Specific examples of the perovskite compound are CH 3 NH 3 PbI 3 , CH 3 NH 3 PbBr 3 , CH 3 NH 3 PbCl 3 , CH 3 NH 3 SnI 3 , CH 3 NH 3 SnBr 3 , CH 3 NH 3 SnCl 3 , CH 3 NH 3 PbI (3-x) Cl x , CH 3 NH 3 PbI (3-x) Br x , CH 3 NH 3 PbBr (3-x) Cl x , CH 3 NH 3 Pb (1-y) Sn y I 3 , CH 3 NH 3 Pb (1-y) Sn y Br 3 , CH 3 NH 3 Pb (1-y) Sn y Cl 3 , CH 3 NH 3 Pb (1-y) Sn y I (3- ) x) Cl x , CH 3 NH 3 Pb (1-y) Sn y I (3-x) Br x , and CH 3 NH 3 Pb (1-y) Sn y Br (3-x) Cl x , and above Those using CH 3 CFH 2 NH in place of NH 3 3, CF 2 HNH 3 , CF 3 NH 3, NH 2 CH = NH 2 in the compounds, and the like. In addition, x is 0 or more and 3 or less, y shows any value of 0 or more and 1 or less.
活性層103は、2種類以上のペロブスカイト化合物を含有していてもよい。例えば、A、B及びXのうちの少なくとも1つが異なる2種類以上のペロブスカイト化合物が活性層103に含まれていてもよい。
The
活性層103に含まれるペロブスカイト化合物の量は、良好な半導体特性が得られるように、好ましくは50質量%以上であり、さらに好ましくは70質量%以上であり、より好ましくは80質量%以上である。上限に特に制限はない。
The amount of the perovskite compound contained in the
活性層103の厚さに特段の制限はない。より多くの光を吸収できる点で、活性層103の厚さは、好ましくは5nm以上、さらに好ましくは10nm以上、より好ましくは50nm以上、特に好ましくは120nm以上である。一方で、直列抵抗が下がる点で、活性層103の厚さは、好ましくは2000nm以下、さらに好ましくは1000nm以下である。
The thickness of the
活性層103の形成方法は特に限定されず、任意の方法を用いることができる。具体例としては、塗布法及び蒸着法(又は共蒸着法)が挙げられる。簡易に活性層103を形成できる点で、塗布法を用いることは好ましい。
The method for forming the
ペロブスカイト化合物を含有する活性層103の作製方法の例としては、例えば、ペロブスカイト化合物又はその前駆体を含有する塗布液を塗布することにより半導体層を形成する方法が挙げられる。ペロブスカイト化合物前駆体とは、塗布液を塗布した後にペロブスカイト化合物へと変換可能な材料のことを指す。具体的な例としては、加熱することによりペロブスカイト化合物へと変換可能なペロブスカイト化合物前駆体がある。例えば、塗布液を塗布することにより得られた膜を加熱することにより、ペロブスカイト化合物前駆体をペロブスカイト化合物へと変換し、ペロブスカイト化合物を含有する半導体層を形成することができる。ペロブスカイト化合物前駆体の具体例としては、加熱により下記(1)で表されるペロブスカイト化合物へと変換可能である、下記式(2)で表される化合物及び/又は下記式(3)で表される化合物が挙げられる。
As an example of a method for producing the
一例としては、下記式(2)で表される化合物と、下記式(3)で表される化合物と、溶媒と、を含有する塗布液を作製し、この塗布液を塗布する方法が挙げられる。このような塗布液は、化合物を溶液中で加熱攪拌することにより作製することができる。この方法によれば、下記式(1)で表される化合物を含有する活性層103を作製することができる。
One example is a method of preparing a coating solution containing a compound represented by the following formula (2), a compound represented by the following formula (3), and a solvent, and coating the coating solution. . Such a coating solution can be prepared by heating and stirring the compound in the solution. According to this method, the
AMX3 ・・・(1)
AX ・・・(2)
MX2 ・・・(3)
A、M及びXの定義は上述の通りである。AXの具体例としてはハロゲン化アルキルアンモニウム塩が挙げられ、MX2の具体例としては金属ハロゲン化物が挙げられる。AX及びMX2は、ベロブスカイト半導体化合物AMX3の前駆体である。
AMX 3 (1)
AX (2)
MX 2 (3)
The definitions of A, M and X are as described above. Specific examples of AX include halogenated alkyl ammonium salts, and specific examples of MX 2 include metal halides. AX and MX 2 are precursors of velovskite semiconductor compound AMX 3 .
別の例としては、上記式(2)で表される化合物と溶媒とを含有する塗布液と、上記式(3)で表される化合物と溶媒とを含有する塗布液と、をそれぞれ調製して塗布する方法が挙げられる。例えば、まず、上記式(3)で表される化合物と溶媒とを含有する塗布液を塗布することにより式(3)で表される化合物の層を形成する。その上に、上記式(2)で表される化合物と溶媒とを含有する塗布液を塗布することにより、下記式(1)で表される化合物を含有する活性層103を作製することができる。各塗布液を塗布した後には、加熱を行うことにより、層を乾燥させたり、ペロブスカイト半導体化合物の結晶化を促進したりすることができる。加熱は、例えば60℃以上、又は180℃以下で行うことができる。
As another example, a coating liquid containing the compound represented by the above formula (2) and a solvent, and a coating liquid containing the compound represented by the above formula (3) and the solvent are prepared respectively. Coating methods. For example, first, a layer of the compound represented by Formula (3) is formed by applying a coating liquid containing the compound represented by Formula (3) and a solvent. The
溶媒としては、Brandrup,J.ら編「Polymer Handbook, 4th Ed.」に記載の溶解度パラメータ(SP値)が、9以上であるものが好ましく、10以上であるものが特に好ましい。例えば、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、ピリジン、γ−ブチロラクトン等が挙げられる。溶媒としては、2種類以上の溶媒の混合溶媒を用いてもよい。なお、混合溶媒を用いる場合も、混合溶媒のうち少なくとも1種の溶媒の溶解度パラメータは10以上であることが好ましい。 As a solvent, Brandrup, J. et al. It is preferable that the solubility parameter (SP value) described in J. et al., "Polymer Handbook, 4th Ed." Is 9 or more, and particularly preferably 10 or more. For example, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylacetamide, N-methylpyrrolidone, dimethylsulfoxide, pyridine, γ-butyrolactone and the like can be mentioned. A mixed solvent of two or more solvents may be used as the solvent. In addition, also when using a mixed solvent, it is preferable that the solubility parameter of at least 1 sort (s) of solvent is 10 or more.
(2.バッファ層102,105)
バッファ層は通常、電子取り出し層と正孔取り出し層とに分類することができる。上述の通り、光電変換素子100が備えるバッファ層のうち少なくとも1つは、上記の本実施形態に係る半導体層形成用塗布液を塗布することにより得られる半導体層でありうる。また、このような半導体層は、正孔取り出し層として用いることが好ましい。なお、バッファ層102を正孔取り出し層とし、バッファ層105を電子取り出し層としてもよいし、バッファ層102を電子取り出し層とし、バッファ層105を正孔取り出し層としてもよいが、バッファ層105が、上記半導体層形成用塗布液を塗布して形成するバッファ層であることが好ましい。この理由としては、上記ペロブスカイト前駆体溶液を上記半導体層形成用塗布液を用いて形成した層に対して濡れ性が低下する傾向があるのに対して、上記半導体層形成用組成物は、ぺロブスカイト化合物を含有する活性層に対して濡れ性が高い傾向がある点が挙げられる。また、電極107をスパッタプロセスで製膜する場合に、上記半導体層形成用塗布液により形成した層は酸化しにくい傾向があるため、スパッタプロセスによる酸化ダメージを受けにくい点が挙げられる。以下、正孔取り出し層と電子取り出し層のそれぞれについて説明する。なお、1つのバッファ層は、異なる複数の膜により構成されていてもよい。
(2.
The buffer layer can generally be classified into an electron extraction layer and a hole extraction layer. As described above, at least one of the buffer layers provided in the
正孔取り出し層の材料に特に限定は無く、活性層103からアノードへの正孔の取り出し効率を向上させることが可能な材料であれば特に限定されない。上述の通り、正孔取り出し層として本実施形態に係る半導体層形成用塗布液を塗布することにより得られる半導体層を用いることは好ましい。正孔取り出し層の材料の別の例としては、国際公開第2013/171517号、国際公開第2013/180230号又は特開2012−191194号公報等の公知文献に記載の無機化合物又は有機化合物が挙げられる。
There is no particular limitation on the material of the hole extraction layer, and it is not particularly limited as long as the material can improve the efficiency of extracting holes from the
例えば、無機化合物としては、酸化銅、酸化ニッケル、酸化マンガン、酸化鉄、酸化モリブデン、酸化バナジウム又は酸化タングステン等の金属酸化物が挙げられる。また、有機化合物としては、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアセチレン、トリフェニレンジアミン又はポリアニリン等に、スルホン酸及びヨウ素等がドーピングされた導電性ポリマー(例えば、PEDOT:PSS又はドーピングされたP3HT)、スルホニル基を置換基に有するポリチオフェン誘導体、アリールアミン等の導電性有機化合物、ナフィオン、又はリチウムドーピングされたspiro−OMeTADが挙げられる。 For example, as the inorganic compound, metal oxides such as copper oxide, nickel oxide, manganese oxide, iron oxide, molybdenum oxide, vanadium oxide or tungsten oxide can be mentioned. In addition, as organic compounds, conductive polymers (for example, PEDOT: PSS or doped P3HT) in which sulfonic acid and iodine etc. are doped in polythiophene, polypyrrole, polyacetylene, triphenylenediamine or polyaniline etc., sulfonyl group is substituted Or a conductive organic compound such as arylamine, Nafion, or lithium-doped spiro-OMeTAD.
正孔取り出し層の全体の膜厚に特に限定はないが、好ましくは0.5nm以上である。一方、好ましくは400nm以下、さらに好ましくは200nm以下である。正孔取り出し層の膜厚が0.5nm以上であることでバッファ材料としての機能をよく果たすことになり、正孔取り出し層の膜厚が400nm以下であることで、正孔が取り出し易くなり、光電変換効率が向上しうる。 The total thickness of the hole extraction layer is not particularly limited, but is preferably 0.5 nm or more. On the other hand, it is preferably 400 nm or less, more preferably 200 nm or less. When the film thickness of the hole extraction layer is 0.5 nm or more, the function as a buffer material is performed well, and when the film thickness of the hole extraction layer is 400 nm or less, holes are easily extracted. The photoelectric conversion efficiency can be improved.
正孔取り出し層の形成方法に制限はない。昇華性を有する化合物を用いる場合は真空蒸着法等の乾式成膜法により形成することができる。また、溶媒に可溶な化合物を用いる場合は、スピンコート法やインクジェット法等の湿式成膜法により形成することができる。 There is no limitation on the method of forming the hole extraction layer. In the case of using a compound having sublimation properties, it can be formed by a dry film forming method such as a vacuum evaporation method. Further, in the case of using a compound soluble in a solvent, it can be formed by a wet film forming method such as a spin coating method or an inkjet method.
電子取り出し層の材料に特に限定は無く、活性層103からカソードへの電子の取り出し効率を向上させることが可能な材料であれば特に限定されない。具体的には、国際公開第2013/171517号、国際公開第2013/180230号又は特開2012−191194号公報等の公知文献に記載の無機化合物、有機化合物、又は有機無機ペロブスカイト化合物が挙げられる。
There is no particular limitation on the material of the electron extraction layer, and it is not particularly limited as long as it is a material that can improve the electron extraction efficiency from the
例えば、無機化合物としては、リチウム、ナトリウム、カリウム又はセシウム等のアルカリ金属の塩、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化インジウム、又は酸化スズ等の金属酸化物が挙げられる。有機化合物としては、バソキュプロイン(BCP)、バソフェナントレン(Bphen)、(8−ヒドロキシキノリナト)アルミニウム(Alq3)、ホウ素化合物、オキサジアゾール化合物、ベンゾイミダゾール化合物、ナフタレンテトラカルボン酸無水物(NTCDA)、ペリレンテトラカルボン酸無水物(PTCDA)、フラーレン化合物、又はホスフィンオキシド化合物若しくはホスフィンスルフィド化合物等の周期表第16族元素と二重結合を有するホスフィン化合物が挙げられる。 For example, as the inorganic compound, salts of alkali metals such as lithium, sodium, potassium or cesium, metal oxides such as zinc oxide, titanium oxide, aluminum oxide, indium oxide, or tin oxide can be mentioned. As organic compounds, vasocuproin (BCP), bathophenanthrene (Bphen), (8-hydroxyquinolinato) aluminum (Alq3), boron compounds, oxadiazole compounds, benzimidazole compounds, naphthalenetetracarboxylic acid anhydride (NTCDA), And phosphine compounds having a double bond with a periodic table group 16 element such as perylene tetracarboxylic acid anhydride (PTCDA), a fullerene compound, or a phosphine oxide compound or a phosphine sulfide compound.
電子取り出し層の形成方法に特に制限はない。昇華性を有する化合物を材料として用いる場合は、真空蒸着法等の乾式成膜法により形成することができる。また、溶媒に可溶な化合物を材料として用いる場合は、スピンコート法やインクジェット法等の湿式成膜法により形成することができる。 There is no particular limitation on the method of forming the electron extraction layer. In the case of using a sublimable compound as a material, it can be formed by a dry film forming method such as a vacuum evaporation method. In addition, when a compound soluble in a solvent is used as a material, it can be formed by a wet film formation method such as a spin coating method or an inkjet method.
電子取り出し層の全体の膜厚に特に限定はないが、好ましくは0.5nm以上、さらに好ましくは1nm以上、より好ましくは5nm以上、特に好ましくは10nm以上である。一方、好ましくは1μm以下、さらに好ましくは700nm以下、より好ましくは400nm以下、特に好ましくは200nm以下である。電子取り出し層105の膜厚が上記の範囲内にあることで、均一な塗布が容易となり、電子取り出し機能もよく発揮されうる。
The total thickness of the electron extraction layer is not particularly limited, but is preferably 0.5 nm or more, more preferably 1 nm or more, more preferably 5 nm or more, and particularly preferably 10 nm or more. On the other hand, it is preferably 1 μm or less, more preferably 700 nm or less, more preferably 400 nm or less, and particularly preferably 200 nm or less. When the film thickness of the
(3.電極101,107)
電極は、光吸収により生じた正孔及び電子を捕集する機能を有する。したがって、一対の電極としては、正孔の捕集に適したアノードと、電子の捕集に適したカソードとを用いることが好ましい。一対の電極は、いずれか一方が透光性であればよく、両方が透光性であっても構わない。透光性があるとは、太陽光が40%以上透過することを指す。また、透明電極の太陽光線透過率は70%以上であることが、より多くの光が透明電極を透過して活性層103に到達するために好ましい。光の透過率は、分光光度計(例えば、日立ハイテク社製U−4100)で測定できる。
(3.
The electrode has a function of collecting holes and electrons generated by light absorption. Therefore, as a pair of electrodes, it is preferable to use an anode suitable for collecting holes and a cathode suitable for collecting electrons. Any one of the pair of electrodes may be translucent, and both of them may be translucent. Being translucent means that sunlight transmits 40% or more. In addition, it is preferable that the sunlight transmittance of the transparent electrode is 70% or more, in order to transmit more light through the transparent electrode and reach the
アノード及びカソードの構成部材及びその製造方法について特段の制限はなく、周知技術を用いることができる。例えば、国際公開第2013/171517号、国際公開第2013/180230号又は特開2012−191194号公報等の公知文献に記載の部材及びその製造方法を使用することができる。 There is no particular limitation on the components of the anode and the cathode and the method of manufacturing the same, and known techniques can be used. For example, the members described in the known documents such as WO 2013/171517, WO 2013/180230 or JP 2012-191194 can be used as well as methods for producing the members.
(4.基材108)
光電変換素子100は、通常は支持体となる基材108を有する。もっとも、本発明に係る光電変換素子は基材108を有さなくてもよい。基材108の材料は、本発明の効果を著しく損なわない限り特に限定されず、例えば、国際公開第2013/171517号、国際公開第2013/180230号又は特開2012−191194号公報等の公知文献に記載の材料を使用することができる。
(4. Base material 108)
The
(5.光電変換素子の作製方法)
上述の方法に従って、光電変換素子100を構成する各層を形成することにより、光電変換素子100を作製することができる。また、耐久性を向上させるため、光電変換素子100をさらに封止してもよい。例えば、上部電極107にさらに封止板を積層し、基材108と封止板とを接着剤で固定することにより、光電変換素子100を封止することができる。
(5. Manufacturing method of photoelectric conversion element)
The
光電変換素子100を構成する各層の形成方法に特段の制限はなく、シートツゥーシート(万葉)方式、又はロールツゥーロール方式で形成することができる。なお、ロールツゥーロール方式とは、ロール状に巻かれたフレキシブルな基材を繰り出して、間欠的、或いは連続的に搬送しながら、巻き取りロールにより巻き取られるまでの間に加工を行う方式である。ロールツゥーロール方式によれば、kmオーダの長尺基板を一括処理することが可能であるため、ロールツゥーロール方式はシートツゥーシート方式に比べて量産化に適している。一方、ロールツゥーロール方式で各層を成膜しようとすると、その構造上、成膜面とロールとが接触することにより膜に傷がついたり、部分的に剥がれてしまったりする場合がある。
There is no particular limitation on the method of forming each layer constituting the
ロールツゥーロール方式に用いることのできるロールの大きさは、ロールツゥーロール方式の製造装置で扱える限り特に限定されないが、外径の上限は、好ましくは5m以下、さらに好ましくは3m以下、より好ましくは1m以下である。一方、下限は好ましくは10cm以上、さらに好ましくは20cm以上、より好ましくは30cm以上である。ロール芯の外径の上限は、好ましくは4m以下、さらに好ましくは3m以下、より好ましくは0.5m以下である。一方、下限は好ましくは1cm以上、さらに好ましくは3cm以上、より好ましくは5cm以上、さらに好ましくは10cm以上、特に好ましくは20cm以上である。これらの径が上記上限以下であることはロールの取り扱い性が高い点で好ましく、下限以上であることは各工程で成膜される層が曲げ応力により破壊される可能性が低くなる点で好ましい。ロールの幅の下限は、好ましくは5cm以上、さらに好ましくは10cm以上、より好ましくは20cm以上である。一方、上限は、好ましくは5m以下、さらに好ましくは3m以下、より好ましくは2m以下である。幅が上限以下であることはロールの取り扱い性が高い点で好ましく、下限以上であることは光電変換素子100の大きさの自由度が高くなるため好ましい。
The size of the roll that can be used in the roll-to-roll system is not particularly limited as long as it can be handled by a roll-to-roll system manufacturing apparatus, but the upper limit of the outer diameter is preferably 5 m or less, more preferably 3 m or less, more preferably It is less than 1 m. On the other hand, the lower limit is preferably 10 cm or more, more preferably 20 cm or more, and more preferably 30 cm or more. The upper limit of the outer diameter of the roll core is preferably 4 m or less, more preferably 3 m or less, and more preferably 0.5 m or less. On the other hand, the lower limit is preferably 1 cm or more, more preferably 3 cm or more, more preferably 5 cm or more, still more preferably 10 cm or more, particularly preferably 20 cm or more. It is preferable that the diameter is not more than the above upper limit in view of high handleability of the roll, and it is preferable in being not less than the lower limit in that the layer formed in each step is less likely to be broken by bending stress. . The lower limit of the width of the roll is preferably 5 cm or more, more preferably 10 cm or more, and more preferably 20 cm or more. On the other hand, the upper limit is preferably 5 m or less, more preferably 3 m or less, more preferably 2 m or less. It is preferable that the width is not more than the upper limit in view of high handleability of the roll, and it is preferable that the width is not less than the lower limit because the degree of freedom of the size of the
また、上部電極107を積層した後に、光電変換素子100に対して上述のアニーリング処理工程を行うことができる。アニーリング処理工程を50℃以上の温度で行うことにより、光電変換素子100の各層間の密着性が向上する効果が得られるため、好ましい。各層間の密着性が向上することにより、光電変換素子の熱安定性や耐久性等が向上しうる。アニーリング処理工程においては、異なる温度を用いた段階的な加熱を行ってもよい。
In addition, after the
アニーリング処理工程は、太陽電池性能のパラメータである開放電圧、短絡電流及びフィルファクターが一定の値になったところで終了させることが好ましい。また、アニーリング処理工程は、構成材料の熱酸化を防ぐ上でも、常圧下、かつ不活性ガス雰囲気中で実施することが好ましい。加熱方法としては、ホットプレート等の熱源に光電変換素子を載せてもよいし、オーブン等の加熱雰囲気中に光電変換素子を入れてもよい。また、加熱はバッチ式で行っても連続方式で行ってもよい。 The annealing process is preferably terminated when the open circuit voltage, the short circuit current and the fill factor, which are parameters of the solar cell performance, reach fixed values. The annealing treatment step is preferably carried out under normal pressure and in an inert gas atmosphere also in order to prevent thermal oxidation of the constituent materials. As a heating method, the photoelectric conversion element may be placed on a heat source such as a hot plate, or the photoelectric conversion element may be placed in a heating atmosphere such as an oven. The heating may be performed batchwise or continuously.
(6.光電変換特性)
光電変換素子100の光電変換特性は次のようにして求めることができる。光電変換素子100にソーラシュミレーターでAM1.5G条件の光を照射強度100mW/cm2で照射して、電流−電圧特性を測定する。得られた電流−電圧曲線から、光電変換効率(PCE)、短絡電流密度(Jsc)、開放電圧(Voc)、フィルファクター(FF)、直列抵抗、シャント抵抗といった光電変換特性を求めることができる。
(6. Photoelectric conversion characteristics)
The photoelectric conversion characteristic of the
光電変換素子100の光電変換効率は、特段の制限はないが、好ましくは1%以上、さらに好ましくは1.5%以上、より好ましくは2%以上である。一方、上限に特段の制限はなく、高ければ高いほどよい。また、光電変換素子100のフィルファクターは、特段の制限はないが、好ましくは0.6以上、さらに好ましくは0.7以上、より好ましくは0.9以上である。一方、上限に特段の制限はなく、高ければ高いほどよい。
The photoelectric conversion efficiency of the
本実施形態に係る光電変換素子は、耐久性が高いという特徴を有する。一実施形態において、温度60℃、湿度90%の試験環境に1日間おいた後の、光電変換効率の維持率は、60%以上であり、好ましくは80%以上であり、より好ましくは90%以上であり、特に好ましくは95%以上である。例えば、光電変換素子を作製した直後の初期光電変換効率と、この光電変換素子を試験環境においた後の光電変換効率とに基づいて、維持率を求めることができる。また、維持率は、上記のように光電変換素子を封止した後で測定することができる。ここで、維持率とは、試験環境におく前後での光電変換効率に基づいて、以下のように算出することができる。
維持率(%)=((試験環境においた後の光電変換効率)/(試験環境におく前の光電変換効率))×100
The photoelectric conversion element according to the present embodiment has a feature of high durability. In one embodiment, the maintenance rate of the photoelectric conversion efficiency after being placed in a test environment at a temperature of 60 ° C. and a humidity of 90% for one day is 60% or more, preferably 80% or more, and more preferably 90%. Or more, and particularly preferably 95% or more. For example, the maintenance rate can be determined based on the initial photoelectric conversion efficiency immediately after producing the photoelectric conversion element and the photoelectric conversion efficiency after placing the photoelectric conversion element in a test environment. In addition, the maintenance rate can be measured after sealing the photoelectric conversion element as described above. Here, the maintenance rate can be calculated as follows based on the photoelectric conversion efficiency before and after being placed in the test environment.
Maintenance rate (%) = ((photoelectric conversion efficiency after being put in the test environment) / (photoelectric conversion efficiency before being put in the test environment)) × 100
また、一実施形態において、温度60℃、湿度90%の試験環境に96時間おいた後の、光電変換効率の維持率は、40%以上であり、好ましくは60%以上であり、より好ましくは80%以上であり、さらに好ましくは90%以上であり、特に好ましくは95%以上である。 In one embodiment, the maintenance rate of the photoelectric conversion efficiency after being placed in a test environment at a temperature of 60 ° C. and a humidity of 90% for 96 hours is 40% or more, preferably 60% or more, and more preferably It is 80% or more, more preferably 90% or more, and particularly preferably 95% or more.
(7.太陽電池)
本実施形態に係る光電変換素子100は、太陽電池、なかでも薄膜太陽電池の太陽電池素子として使用されることが好ましい。図2は本発明の一実施形態に係る太陽電池の構成を模式的に表す断面図であり、図2には本発明の一実施形態に係る太陽電池である薄膜太陽電池が示されている。図2に表すように、本実施形態に係る薄膜太陽電池14は、耐候性保護フィルム1と、紫外線カットフィルム2と、ガスバリアフィルム3と、ゲッター材フィルム4と、封止材5と、太陽電池素子6と、封止材7と、ゲッター材フィルム8と、ガスバリアフィルム9と、バックシート10と、をこの順に備える。本実施形態に係る薄膜太陽電池14は、太陽電池素子6として、本実施形態に係る光電変換素子を有している。そして、耐候性保護フィルム1が形成された側(図2中下方)から光が照射されて、太陽電池素子6が発電するようになっている。なお、薄膜太陽電池14は、これらの構成部材を全て有する必要はなく、必要な構成部材を任意に選択することができる。
(7. Solar cell)
The
薄膜太陽電池を構成するこれらの構成部材及びその製造方法について特段の制限はなく、周知技術を用いることができる。例えば、国際公開第2013/171517号、国際公開第2013/180230号又は特開2012−191194号公報等の公知文献に記載の技術を使用することができる。 There is no particular limitation on these components constituting the thin film solar cell and the method of manufacturing the same, and known techniques can be used. For example, the techniques described in known documents such as WO 2013/171517, WO 2013/180230 or JP 2012-191194 can be used.
本発明に係る太陽電池、特には上述した薄膜太陽電池14の用途に制限はなく、任意の用途に用いることができる。例えば、一実施形態に係る太陽電池は、建材用太陽電池、自動車用太陽電池、インテリア用太陽電池、鉄道用太陽電池、船舶用太陽電池、飛行機用太陽電池、宇宙機用太陽電池、家電用太陽電池、携帯電話用太陽電池又は玩具用太陽電池として用いることができる。
There is no limitation on the application of the solar cell according to the present invention, in particular the thin film
本発明に係る太陽電池、特には上述した薄膜太陽電池14はそのまま用いてもよいし、太陽電池モジュールの構成要素として用いられてもよい。例えば、図5に示すように、本実施形態に係る太陽電池、特には上述した薄膜太陽電池14を基材12上に備える太陽電池モジュール13を作製し、この太陽電池モジュール13を使用場所に設置して用いることができる。基材12としては周知技術を用いることができ、例えば、基材12の材料としては国際公開第2013/171517号、国際公開第2013/180230号又は特開2012−191194号公報等に記載の材料を用いることができる。例えば、基材12として建材用板材を使用する場合、この板材の表面に薄膜太陽電池14を設けることにより、太陽電池モジュール13として、建物の外壁用太陽電池パネルを作製することができる。
The solar cell according to the present invention, in particular, the thin film
以下に、実施例により本発明の実施形態を説明する。しかしながら、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例には限定されない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described by way of examples. However, the present invention is not limited to the following examples unless the gist is exceeded.
[塗布液の調製]
(電子取り出し層用塗布液の調製)
酸化スズ(IV)15%水分散液(Alfa Aesar社製)に超純水を加えることにより、7.5%の酸化スズ水分散液を作製した。
[Preparation of coating solution]
(Preparation of Coating Solution for Electronic Extraction Layer)
A tin oxide aqueous dispersion of 7.5% was prepared by adding ultrapure water to a 15% aqueous dispersion of tin (IV) oxide (manufactured by Alfa Aesar).
(活性層用塗布液の調製)
ヨウ化鉛(II)をバイアル瓶に量りとりグローブボックスに導入した。ヨウ化鉛(II)の濃度が1.3mol/Lとなるように溶媒としてN,N−ジメチルホルムアミドを加え、その後、100℃で1時間加熱撹拌することで活性層用塗布液1を作製した。
(Preparation of coating solution for active layer)
Lead iodide (II) was weighed into vials and introduced into a glove box. N, N-dimethylformamide as a solvent was added so that the concentration of lead (II) iodide was 1.3 mol / L, and then heating and stirring were performed at 100 ° C. for 1 hour to prepare Coating Solution 1 for Active Layer. .
次に、別のバイアル瓶にホルムアミジンヨウ化水素酸塩(FAI)、メチルアミン臭化水素酸塩(MABr)、及びメチルアミン塩化水素酸塩(MACl)を10:1:1の質量比となるよう量りとり、グローブボックスに導入した。そこへ溶媒としてイソプロピルアルコールを加えることにより、FAI、MAbr、及びMAClの合計濃度が0.49mol/Lである活性層用塗布液2を調製した。 Next, in a separate vial, formamidine hydroiodide (FAI), methylamine hydrobromide (MABr), and methylamine hydrochloride (MACl) in a mass ratio of 10: 1: 1 We weighed it to become and introduced it to the glove box. By adding isopropyl alcohol as a solvent there, the coating liquid 2 for active layers whose total concentration of FAI, MAbr, and MACl is 0.49 mol / L was prepared.
(正孔取り出し層用塗布液1の調製)
32mgのポリ[ビス(4−フェニル)(2,4,6−トリメチルフェニル)アミン](PTAA,シグマアルドリッチ社製)と、3.6mgの4−イソプロピル−4’−メチルジフェニルヨードニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボラート(TPFB,TCI社製)とをバイアル瓶に量りとり、グローブボックスに導入した。そこへ溶媒として1.6mLのクロロベンゼンを加えた。次に、得られた混合液を100℃で1時間加熱撹拌することにより、正孔取り出し層用塗布液1を調製した。
(Preparation of Coating Solution 1 for Hole Extraction Layer)
32 mg of poly [bis (4-phenyl) (2,4,6-trimethylphenyl) amine] (PTAA, manufactured by Sigma Aldrich) and 3.6 mg of 4-isopropyl-4'-methyldiphenyliodonium tetrakis (pentafluoro) Phenyl) borate (TPFB, manufactured by TCI) was weighed into a vial and introduced into a glove box. Thereto was added 1.6 mL of chlorobenzene as a solvent. Next, the obtained mixed solution was heated and stirred at 100 ° C. for 1 hour to prepare Coating Solution 1 for Hole Extraction Layer.
(正孔取り出し層用塗布液2の調製)
64mgのPTAAと3.6mgのTPFBをバイアル瓶に量りとり、溶媒としてオルトジクロロベンゼンを用い、得られた混合液を100℃ではなく150℃で1時間加熱攪拌したこと以外は正孔取り出し層用塗布液1と同様の方法により、正孔取り出し層用塗布液2を調製した。
(Preparation of Coating Solution 2 for Hole Extraction Layer)
For a hole extraction layer except that 64 mg of PTAA and 3.6 mg of TPFB were weighed in a vial, and orthodichlorobenzene was used as a solvent, and the obtained mixture was heated and stirred at 150 ° C. for 1 hour instead of 100 ° C. Coating solution 2 for the hole extraction layer was prepared by the same method as coating solution 1.
(正孔取り出し層用塗布液3の調製)
得られた混合液を100℃ではなく70℃で1時間加熱攪拌したこと以外は正孔取り出し層用塗布液1と同様の方法により、正孔取り出し層用塗布液3を調製した。
(Preparation of Coating Solution 3 for Hole Extraction Layer)
Coating solution 3 for a hole extraction layer was prepared by the same method as Coating Solution 1 for a hole extraction layer except that the obtained mixed solution was heated and stirred at 70 ° C. for 1 hour instead of 100 ° C.
(正孔取り出し層用塗布液4の調製)
グローブボックス中で170mgのリチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(LiTFSI)をバイアル瓶の中に量りとり、1mLのアセトニトリルを加えることにより、LiTFSI溶液を調製した。
(Preparation of Coating Solution 4 for Hole Extraction Layer)
A LiTFSI solution was prepared by weighing 170 mg of lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (LiTFSI) into a vial in a glove box and adding 1 mL of acetonitrile.
次に、グローブボックス中で別のバイアル瓶に15mgのPTAAを量りとり、そこへ溶媒として1mLのトルエン加えた。得られた溶液に、上記のLiTFSI溶液15μL及び4−tert−ブチルピリジン7.5μLを加え、室温で1時間撹拌することにより、正孔取り出し層塗布溶液4を調製した。 Next, 15 mg of PTAA was weighed into another vial in a glove box, and 1 mL of toluene was added thereto as a solvent. The hole extraction layer coating solution 4 was prepared by adding 15 microliters of said LiTFSI solutions and 7.5 microliters of 4-tert- butylpyridines to the obtained solution, and stirring at room temperature for 1 hour.
[実施例1:光電変換素子1の作製]
パターニングされた酸化インジウムスズ(ITO)透明導電膜を備えるガラス基板(ジオマテック社製)に対して、超純水を用いた超音波洗浄、窒素ブローによる乾燥、及びUV−オゾン処理を行った。
[Example 1: Production of photoelectric conversion element 1]
Ultrasonic cleaning using ultrapure water, drying by nitrogen blow, and UV-ozone treatment were performed on a glass substrate (made by Geomatec Co., Ltd.) provided with a patterned indium tin oxide (ITO) transparent conductive film.
次に、上記のように調製した電子取り出し層用塗布液を、室温で、上記の基板上に2000rpmの速度でスピンコートすることにより、厚さ約35nmの電子取り出し層を形成した。その後、基板をホットプレート上150℃で10分間加熱した。 Next, the coating solution for an electron extracting layer prepared as described above was spin coated on the above substrate at a speed of 2000 rpm at room temperature to form an electron extracting layer with a thickness of about 35 nm. The substrate was then heated on a hot plate at 150 ° C. for 10 minutes.
次に、基板をグローブボックスに導入し、100℃に加熱した活性層用塗布液1を電子取り出し層上に150μL滴下し、2000rpmの速度でスピンコートした。次に、基板をホットプレート上100℃で10分間加熱アニールすることにより、ヨウ化鉛層を形成した。次に、基板が室温に戻った後、ヨウ化鉛層上に活性層塗布液2(120μL)を2000rpmの速度でスピンコートし、150℃で20分間加熱することにより、有機無機ペロブスカイトの活性層(厚さ650nm)を形成した。 Next, the substrate was introduced into a glove box, and 150 μL of Active Layer Coating Solution 1 heated to 100 ° C. was dropped on the electron extraction layer, and spin-coated at a speed of 2000 rpm. Next, the substrate was heat annealed on a hot plate at 100 ° C. for 10 minutes to form a lead iodide layer. Next, after the substrate returns to room temperature, an active layer coating solution 2 (120 μL) is spin coated on a lead iodide layer at a speed of 2000 rpm and heated at 150 ° C. for 20 minutes to form an organic / inorganic perovskite active layer. A thickness of 650 nm was formed.
次に、基板が室温に戻った後、活性層上に、正孔取り出し層塗布液1(200μL)を1500rpmの速度でスピンコートし、さらにホットプレート上90℃で5分間加熱することで、正孔取り出し層(170nm)を形成した。 Next, after the substrate returns to room temperature, a hole extracting layer coating solution 1 (200 μL) is spin-coated on the active layer at a speed of 1500 rpm and further heated on a hot plate at 90 ° C. for 5 minutes to obtain positive A hole extraction layer (170 nm) was formed.
次に、正孔取り出し層上に、抵抗加熱型真空蒸着法によりパターニングマスクを用いて厚さ約100nmの銀膜を蒸着させることで、電極を形成した。こうして、50×50mm角の光電変換素子1を作製した。さらに、中央部分が掘り下げられているガラスと光電変換素子1のガラス基板とをシール材(光硬化樹脂)によって貼り合わせることで、光電変換素子1を封止した。 Next, an electrode was formed on the hole extraction layer by depositing a silver film having a thickness of about 100 nm using a patterning mask by a resistance heating vacuum evaporation method. Thus, a 50 × 50 mm square photoelectric conversion element 1 was produced. Furthermore, the photoelectric conversion element 1 was sealed by bonding together the glass in which the center part was dug down, and the glass substrate of the photoelectric conversion element 1 with a sealing material (photocuring resin).
[実施例2:光電変換素子2の作製]
正孔取り出し層用塗布液1をスピンコートする代わりに、正孔取出し層用塗布液2を活性層上に1000rpmの速度でスピンコートしたこと以外は、実施例1と同様の方法を用いて光電変換素子2を作製した。
Example 2 Production of Photoelectric Conversion Element 2
The photoelectric conversion was carried out using the same method as in Example 1, except that the hole extraction layer coating solution 2 was spin coated on the active layer at a speed of 1000 rpm instead of spin coating the hole extraction layer coating solution 1. The conversion element 2 was produced.
[比較例1:光電変換素子3の作製]
正孔取り出し層用塗布液1をスピンコートする代わりに、正孔取出し層用塗布液3を活性層上にスピンコートしたこと以外は、実施例1と同様の方法を用いて光電変換素子3を作製した。
Comparative Example 1: Production of Photoelectric Conversion Element 3
The photoelectric conversion device 3 is manufactured using the same method as in Example 1, except that the coating liquid 3 for hole extraction layer is spin-coated on the active layer instead of spin coating the coating liquid 1 for hole extraction layer. Made.
[参考例1:光電変換素子4の作製]
正孔取り出し層用塗布液1をスピンコートする代わりに、正孔取出し層用塗布液4を活性層上に3000rpmの速度でスピンコートしたこと以外は、実施例1と同様の方法を用いて光電変換素子4を作製した。
Reference Example 1: Production of Photoelectric Conversion Element 4
A photoelectric conversion was carried out using the same method as in Example 1, except that the hole extracting layer coating solution 4 was spin coated on the active layer at a speed of 3000 rpm instead of spin coating the hole extracting layer coating solution 1. The conversion element 4 was produced.
[光電変換素子の評価]
実施例1及び2、比較例1、並びに参考例1で得られた光電変換素子1〜4のそれぞれに4mm角のメタルマスクを付け、ITO電極と銀電極との間における電流−電圧特性を測定した。測定にはソースメーター(ケイスレー社製,2400型)を用い、照射光源としてはエアマス(AM)1.5G、放射照度100mW/cm2のソーラシミュレータを用いた。この測定結果から、耐久性試験機に入れられていない光電変換素子についての初期変換効率PCE(%)を算出した。次に、光電変換素子1〜4のそれぞれを、温度60℃、湿度90%の高温高湿耐久性試験機の中へ入れて1日後に取り出し、電流−電圧特性を測定した。次に、光電変換素子1〜4のそれぞれを高温高湿耐久性試験機の中へ入れて長時間経過後に取り出し、電流−電圧特性を測定した(耐久性試験機の中に入れた時間を表1に示す)。それぞれの測定結果に基づいて算出された、それぞれの時点における変換効率PCEを表1に示す。表1において、維持率は初期のPCEに対する耐久性試験後のPCEの割合を示す。
[Evaluation of photoelectric conversion element]
A 4 mm square metal mask is attached to each of the photoelectric conversion elements 1 to 4 obtained in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 and Reference Example 1, and the current-voltage characteristics between the ITO electrode and the silver electrode are measured. did. For measurement, a source meter (Keithley, model 2400) was used, and a solar simulator with an air mass (AM) of 1.5 G and an irradiance of 100 mW / cm 2 was used as an irradiation light source. From this measurement result, the initial conversion efficiency PCE (%) was calculated for the photoelectric conversion element not included in the durability tester. Next, each of the photoelectric conversion elements 1 to 4 was put into a high temperature high humidity durability tester at a temperature of 60 ° C. and a humidity of 90% and taken out after 1 day, and current-voltage characteristics were measured. Next, each of the photoelectric conversion elements 1 to 4 was put into a high temperature and high humidity durability tester and taken out after a long time, and the current-voltage characteristics were measured (the time taken into the durability tester is shown 1). The conversion efficiency PCE at each time point calculated based on each measurement result is shown in Table 1. In Table 1, the retention rate indicates the ratio of PCE after the durability test to the initial PCE.
表1に示すように、初期の変換効率は、実施例1及び2、比較例1、及び参考例1で大きな差は見られなかった。一方、耐久性試験の結果を見ると、比較例1及び参考例1では大幅に変換効率が低下したのに対して、実施例1及び2では耐久性試験後も初期の変換効率と同等の変換効率が維持された。以上の結果から、100℃又は150℃の条件下で塗布液を調製した実施例1及び2に係る光電変換素子は高い耐久性を備えていることが分かる。このように、比較例1と、実施例1及び2とでは、バッファ層の形成に用いた材料は同じであるものの、その構造には差異があるものと理解される。その理由は現時点では必ずしも決定されていないが、本願発明者らは、高温で正孔取り出し層用塗布液を調製したことにより、有機半導体化合物(本実施例ではPTAA)の酸化が円滑に進行したことが、高い耐久性の理由であると推測している。 As shown in Table 1, the initial conversion efficiency was not significantly different between Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 and Reference Example 1. On the other hand, looking at the results of the durability test, the conversion efficiency was significantly reduced in Comparative Example 1 and Reference Example 1, but in Examples 1 and 2, conversion equivalent to the initial conversion efficiency even after the durability test Efficiency was maintained. From the above results, it can be seen that the photoelectric conversion elements according to Examples 1 and 2 in which the coating solution was prepared under the conditions of 100 ° C. or 150 ° C. have high durability. Thus, it is understood that although the materials used to form the buffer layer are the same in Comparative Example 1 and Examples 1 and 2, there is a difference in the structure. The reason is not necessarily determined at present, but the inventors of the present application prepared the coating solution for the hole extraction layer at a high temperature, and the oxidation of the organic semiconductor compound (PTAA in this example) proceeded smoothly. I guess that is the reason for high durability.
また、本願発明者らは、上記の推測を裏付けるために、実施例2に係る正孔取り出し層用塗布液の吸光度スペクトルを測定した。PTAAとTPFBとを含む混合液を150℃で10分間加熱攪拌した後に吸光度スペクトルを測定したところ、521nmに明確な吸光ピークが観測された。PTAAはこの吸光ピークを有さないことから、この521nmの吸光ピークは酸化されたPTAAに特徴的なものと考えられる。また、この吸光ピークの大きさは、1.5時間加熱攪拌した後でもほとんど増加しなかった。このように、実施例2に係る正孔取り出し層用塗布液では、TPFBによる酸化反応がほとんど完全に進行したものと考えられる。一方、より低い温度を用いてPTAAとTPFBとを含む混合液を10分間加熱攪拌した場合については、この521nmの吸光ピークはほとんど増加しない傾向がみられた。 In addition, the present inventors measured the absorbance spectrum of the coating liquid for hole extraction layer according to Example 2 in order to support the above estimation. When a mixed solution containing PTAA and TPFB was heated and stirred at 150 ° C. for 10 minutes, and the absorbance spectrum was measured, a clear absorption peak was observed at 521 nm. Since PTAA does not have this absorption peak, this 521 nm absorption peak is considered to be characteristic of oxidized PTAA. In addition, the size of the absorption peak hardly increased even after heating and stirring for 1.5 hours. Thus, in the coating solution for the hole extraction layer according to Example 2, it is considered that the oxidation reaction by TPFB has almost completely advanced. On the other hand, when a mixed solution containing PTAA and TPFB was heated and stirred for 10 minutes using a lower temperature, the absorption peak at 521 nm showed a tendency to hardly increase.
これらの結果から、本願発明者らは、温度が低い場合、有機半導体化合物の酸化反応は非常に進みにくい傾向にあり、有機半導体化合物の酸化状態が不安定なために導電性を失いやすい一方、85℃以上の条件下で半導体層形成用塗布液を調製することにより、有機半導体化合物の酸化反応がある程度進行するために、安定に酸化された有機半導体化合物が得られ、これが半導体層ないし電子デバイスの高い耐久性につながっているものと推測している。 From these results, when the temperature is low, the inventors of the present invention tend to hardly advance the oxidation reaction of the organic semiconductor compound, and while the oxidation state of the organic semiconductor compound is unstable, the conductivity tends to be lost. By preparing a coating solution for forming a semiconductor layer under conditions of 85 ° C. or higher, the oxidation reaction of the organic semiconductor compound proceeds to a certain extent, and thus a stable oxidized organic semiconductor compound is obtained, which is a semiconductor layer or an electronic device. It is speculated that it has led to high durability.
1 耐候性保護フィルム
2 紫外線カットフィルム
3,9 ガスバリアフィルム
4,8 ゲッター材フィルム
5,7 封止材
6 太陽電池素子
10 バックシート
12 基材
13 太陽電池モジュール
14 薄膜太陽電池
100 光電変換素子
101 下部電極
102 バッファ層
103 活性層
105 バッファ層
107 上部電極
108 基材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Weather resistance protective film 2 UV cut film 3, 9 Gas barrier film 4, 8 Getter material film 5, 7 Sealing material 6
Claims (12)
有機半導体化合物と、超原子価ヨウ素化合物である前記有機半導体化合物に対するドーパントと、を含有する塗布液を85℃以上に加熱した及び/又は該塗布液に紫外線を照射した後に、該塗布液を塗布することにより前記半導体層を形成する工程を含む、製造方法。 A method of manufacturing an electronic device comprising a semiconductor layer, the method comprising:
A coating solution containing an organic semiconductor compound and a dopant for the organic semiconductor compound which is a hypervalent iodine compound is heated to 85 ° C. or higher and / or the coating solution is irradiated with ultraviolet light, and then the coating solution is applied. Manufacturing the semiconductor layer by carrying out.
前記半導体層は前記バッファ層であることを特徴とする、請求項1に記載の製造方法。 The electronic device comprises a pair of electrodes comprising a lower electrode and an upper electrode, an active layer containing a perovskite compound between the pair of electrodes, a buffer layer between the pair of electrodes and the active layer And a photoelectric conversion element comprising
The method according to claim 1, wherein the semiconductor layer is the buffer layer.
有機半導体化合物と、超原子価ヨウ素化合物である前記有機半導体化合物に対するドーパントと、を含有する塗布液を85℃以上に加熱する及び/又は該塗布液に紫外線を照射する工程を含むことを特徴とする、製造方法。 A method for producing a coating solution for forming a semiconductor layer, comprising
A step of heating a coating solution containing an organic semiconductor compound and a dopant for the organic semiconductor compound which is a hypervalent iodine compound to 85 ° C. or higher and / or irradiating the coating solution with ultraviolet light How to make it.
前記半導体層は、ドーパントによりドーピングされた有機半導体化合物を含み、
前記半導体層が含有する未反応のドーパント量は、未反応のドーパント量と反応済みドーパント量の和であるドーパント量の80質量%以下である
ことを特徴とする、電子デバイス。 An electronic device comprising a semiconductor layer,
The semiconductor layer comprises an organic semiconductor compound doped with a dopant,
The electronic device, wherein the amount of unreacted dopant contained in the semiconductor layer is 80% by mass or less of the amount of dopant which is the sum of the amount of unreacted dopant and the amount of reacted dopant.
前記半導体層形成用塗布液は、ドーパントによりドーピングされた有機半導体化合物を含み、
前記半導体層形成用塗布液が含有する未反応のドーパント量は、未反応のドーパント量と反応済みドーパント量の和であるドーパント量の80質量%以下である
ことを特徴とする、半導体層形成用塗布液。 A coating solution for forming a semiconductor layer, which is
The coating solution for forming a semiconductor layer contains an organic semiconductor compound doped with a dopant,
The amount of unreacted dopant contained in the coating solution for forming a semiconductor layer is 80% by mass or less of the amount of dopant which is the sum of the amount of unreacted dopant and the amount of reacted dopant. Coating solution.
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|---|---|---|---|---|
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| JP2021174940A (en) * | 2020-04-28 | 2021-11-01 | 三菱ケミカル株式会社 | Photoelectric conversion element and power generation device |
| JP2022080692A (en) * | 2020-11-18 | 2022-05-30 | 三菱ケミカル株式会社 | Compound, composition, and photo-electric conversion device |
| JP2022145231A (en) * | 2021-03-19 | 2022-10-03 | 三菱ケミカル株式会社 | Photoelectric conversion element, manufacturing method thereof, and power generation device |
| JP2022150357A (en) * | 2021-03-26 | 2022-10-07 | 三菱ケミカル株式会社 | Photoelectric conversion element and power generation device |
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|---|---|---|---|---|
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007311262A (en) * | 2006-05-19 | 2007-11-29 | Mitsubishi Chemicals Corp | Method for producing charge transporting material composition, charge transporting material composition, charge transporting thin film, method for producing charge transporting thin film, and organic electroluminescent device |
| JP2010225653A (en) * | 2009-03-19 | 2010-10-07 | Mitsubishi Chemicals Corp | Composition for charge transport film, organic electroluminescence device, organic EL display and organic EL lighting |
| JP2011516695A (en) * | 2008-04-11 | 2011-05-26 | プレックストロニクス インコーポレーティッド | Doped conjugated polymers, devices, and methods of making devices |
| US20160005547A1 (en) * | 2013-01-10 | 2016-01-07 | Korea Research Institute Of Chemical Technology | Inorganic-organic hybrid solar cell having durability and high performance |
-
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007311262A (en) * | 2006-05-19 | 2007-11-29 | Mitsubishi Chemicals Corp | Method for producing charge transporting material composition, charge transporting material composition, charge transporting thin film, method for producing charge transporting thin film, and organic electroluminescent device |
| JP2011516695A (en) * | 2008-04-11 | 2011-05-26 | プレックストロニクス インコーポレーティッド | Doped conjugated polymers, devices, and methods of making devices |
| JP2010225653A (en) * | 2009-03-19 | 2010-10-07 | Mitsubishi Chemicals Corp | Composition for charge transport film, organic electroluminescence device, organic EL display and organic EL lighting |
| US20160005547A1 (en) * | 2013-01-10 | 2016-01-07 | Korea Research Institute Of Chemical Technology | Inorganic-organic hybrid solar cell having durability and high performance |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| HENNING SEIM ET AL.: ""Photoactivation of an ionic p-type dopant used in a triarylamine based hole transporting material f", SYNTHETIC METALS, vol. 230, JPN6021015169, 21 June 2017 (2017-06-21), pages 105 - 112, ISSN: 0004495100 * |
| TAKAMICHI YOKOYAMA ET AL.: ""Overcoming Short-Circuit in Lead-Free CH3NH3SnI3 Perovskite Solar Cells via Kinetically Controlled", THE JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY LETTERS [ONLINE], vol. 7, JPN6021015171, 15 February 2016 (2016-02-15), pages 776 - 782, ISSN: 0004495101 * |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021144973A (en) * | 2020-03-10 | 2021-09-24 | 三菱ケミカル株式会社 | Photoelectric conversion element and electric power generation device |
| JP2024105629A (en) * | 2020-03-10 | 2024-08-06 | 三菱ケミカル株式会社 | Photoelectric conversion element and power generation device |
| JP2021174940A (en) * | 2020-04-28 | 2021-11-01 | 三菱ケミカル株式会社 | Photoelectric conversion element and power generation device |
| JP7409215B2 (en) | 2020-04-28 | 2024-01-09 | 三菱ケミカル株式会社 | Photoelectric conversion elements and power generation devices |
| JP2022080692A (en) * | 2020-11-18 | 2022-05-30 | 三菱ケミカル株式会社 | Compound, composition, and photo-electric conversion device |
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| JP2022145231A (en) * | 2021-03-19 | 2022-10-03 | 三菱ケミカル株式会社 | Photoelectric conversion element, manufacturing method thereof, and power generation device |
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| JP2022150357A (en) * | 2021-03-26 | 2022-10-07 | 三菱ケミカル株式会社 | Photoelectric conversion element and power generation device |
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