JPH05102506A

JPH05102506A - 光起電力素子

Info

Publication number: JPH05102506A
Application number: JP3256589A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Suzuki; 哲郎鈴木; Masao Yoshikawa; 雅夫吉川
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1991-10-03
Filing date: 1991-10-03
Publication date: 1993-04-23

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的は、有機／有機ｐｎタイプの光
起動力素子に対し、安定性がよく且つピンホールを生じ
にくく、長波長に分光感度を有する新しい有効な電子受
容性有機物を見いだすことにより、有機光起電力素子と
しては高い変換効率を与える素子を提供することにあ
る。【構成】少なくとも一方が透光性である２つの電極の
間に、少なくとも電子受容性有機物層、電子供与性有機
物層の連続した２つの層からなる部分を含む光起電力素
子において、前記電子受容性有機物層がインダンスロン
顔料及び／又はアントラキノンアクリドン顔料を有効成
分として含有する層であることを特徴とする光起電力素
子。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光センサ等にも有用な
光起電力素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】有機物を能動材料として用いた光起電力
素子が多く研究されている。その目的は、単結晶、多結
晶、アモルファスのＳｉでは達成が困難とされている。
安価で毒性のない光起電力素子を開発するためである。

【０００３】光起電力素子は、光エネルギを電気エネル
ギ（電圧×電流）に変換する素子であるため、変換効率
がその主要な評価対象となる。光電流の生成には内部電
界の存在が必要であるが、内部電界を生成する方法とし
ていくつかの素子構成が知られている。

【０００４】１）ショットキー接合またはＭＩＳ型接合金属／半導体接合で生じる内部電界を利用したもの。有
機半導体材料としてメロシアニン染料、フタロシアニン
顔料等が報告されている（Ａ．Ｋ．ＧｈｏｓｈらＪ．
Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．４９，５９８２（１９７８））。
この素子は、開放電圧（Ｖｏｃ）は大きくとれるが、電
極として金属材料が用いられているため、電極の光透過
率が低くなる。実際の光透過率は、よくても３０％、通
常は１０％前後である。また、これらの材料は耐酸化性
に乏しい。従って、この素子形態では高い変換効率と、
安定した特性を作り出すことは望めない。

【０００５】２）ｎ型無機半導体／ｐ型有機半導体接合
を利用したヘテロｐｎ接合ｎ型無機半導体／ｐ型有機半導体を接合したときに生じ
る内部電界を利用したもの。ｎ型材料としてＣｄＳ．Ｚ
ｎＯ等が用いられている。ｐ型有機半導体材料としてメ
ロシアニン染料、フタロシアニン等が報告されている
（Ａ．ＨｏｒらＡｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，４
２，１５（１９８３））。この素子は、電荷生成が主と
して有機層でなされるため、分光感度の制限を受ける。
通常、有機層は単一の材料から形成されるが、４００か
ら例えば８００ｎｍまで強い光吸収をもつ有機半導体は
現在存在しないからである。従って、この素子構成では
光入射電極の光透過性や、電極の安定性の問題はクリア
できるが、分光感度領域が狭いため、高い変換効率は望
めない。

【０００６】３）有機／有機ヘテロｐｎ接合を利用したもの電子受容性の有機物と電子供与性の有機物を接合したと
きに生じる電界を利用したもの。

【０００７】この電子受容性有機物としてはマラカイト
グリーン、メチルバイオレット、ピリリウム等の染料、
フラバンスロン、ペリレン顔料等の縮合多環芳香族化合
物が報告されており、電子供与性有機物としてはフタロ
シアニン顔料、メロシアニン染料等が報告されている
（Ｃ．ＴａｎｇＡｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，４
８，１８３（１９８６））。上記２種の構成と較べ、現
在のところ最も望ましいものである。透明電極からの光
照射が行え、また、２種の材料で光電荷生成が可能であ
るため、分光感度も広げることができる。しかし、Ｔａ
ｎｇ氏の技術は次の様な欠点を有している。

【０００８】前記電子供与性有機物及び電子受容性有機
物の光電流、開放電圧、安定性等の特性及び成膜時ピン
ホールが生じやすい等未だ十分な特性が得られていな
い。また、記されている材料が電子受容性有機物は短波
長領域に分光感度を有し、電子供与性有機物は長波長領
域に分光感度を有しているため積層する組み合わせが限
定され材料の制約が生じてしまう。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、有機
／有機ｐｎタイプの光起動力素子に対し、安定性がよく
且つピンホールを生じにくく、長波長に分光感度を有す
る新しい有効な電子受容性有機物を見いだすことによ
り、有機光起電力素子としては高い変換効率を与える素
子を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、鋭意検討した結果、少なくとも一方が透光性である
２つの電極の間に、少なくとも電子受容性有機物層と電
子供与性有機層の積層された光起電力素子において、電
子受容性有機物層に特定の顔料を選択することが有効で
あることを見いだし、本発明に至った。

【００１１】すなわち、本発明は、少なくとも一方が透
光性である２つの電極の間に、少なくとも電子受容性有
機物層、電子供与性有機物層の連続した２つの層からな
る部分を含む光起電力素子において、前記電子受容性有
機物層がインダンスロン顔料及び／又はアントラキノン
アクリドン顔料を有効成分として含有する層であること
を特徴とする光起電力素子である。

【００１２】本発明に使用するインダンスロン顔料は下
記一般式（Ｉ）で、又アントラキノンアクリドン顔料は
下記一般式（II）又は（III)で表わされる。

【００１３】

【化４】

【００１４】（式中、Ｒ₁，Ｒ₂はハロゲン原子、置換
又は無置換のアルキル基、置換又は無置換のアミノ基、
アルコキシ基、ヒドロキシル基、アセチル基、アルボキ
シル基、ニトロ基、シアノ基を表し、ｎ，ｍは０〜４の
整数を表わす。ｎ，ｍが２以上であるとき、Ｒ₁，Ｒ₂
はそれぞれ同一でも異なってもよい。

【００１５】Ｒ₃，Ｒ₄は水素原子、アルキル基を表
す。）

【００１６】

【化５】

【００１７】（式中、Ｒ₅はハロゲン原子、置換又は無
置換のアルキル基、置換又は無置換のアミノ基、ヒドロ
キシル基、アルコキシ基、アセチル基、カルボキシル
基、ニトロ基、シアノ基を表し、ｐは０〜３の整数を表
す。Ｘ₁は置換又は無置換のアリール環を示す。）

【００１８】

【化６】

【００１９】（式中、Ｒ₆はハロゲン原子、置換又は無
置換のアルキル基、置換又は無置換のアミノ基、ヒドロ
キシル基、アルコキシ基、アセチル基、カルボキシル
基、ニトロ基、シアノ基を表し、ｑは０〜３の整数を表
す。Ｘ₂，Ｘ₃は置換又は無置換のアリール環を示
す。）本発明において、電子受容性有機物層に使用され
る前記一般式（Ｉ）で表されるインダンスロン顔料は既
に周知の方法、例えば２−アミノアントラキノンのカセ
イアルカリ溶融法により製造される。

【００２０】本発明の電子受容性有機物層に使用される
インダンスロン顔料の具体例としては以下の構造の化合
物が挙げられるが、これらの化合物に限定されるもので
はない。

【００２１】

【化７】

【００２２】

【化８】

【００２３】

【化９】

【００２４】本発明において電子受容性有機物層に使用
される前記一般式（II）または（III)で表されるアント
ラキノンアクリドン顔料は公知の方法により製造され
る。

【００２５】例えば、一般式（II）の化合物は１−アリ
ルアミノアントラキノン−２−カルボン酸または１−ア
リルアミノアントラキノン−２′−カルボン酸を濃硫
酸，弱発煙硫酸，クロルスルホン酸を用い６０〜１００
℃で脱水閉環して製造される。一般式（III)についても
同様に製造される。

【００２６】本発明の電子受容性有機物層に使用される
アントラキノンアクリドン顔料の具体例としては以下の
構造の化合物が挙げられる。

【００２７】一般式（II）として、

【００２８】

【化１０】

【００２９】

【化１１】

【００３０】

【化１２】

【００３１】

【化１３】

【００３２】

【化１４】

【００３３】

【化１５】

【００３４】本発明は有機／有機ｐｎタイプの光起電力
素子において、電子受容性有機物層に特定の顔料を用い
るものであるが、かかる光電変換素子は例えば図１、図
２、図３、図４、図５、図６の形態で使用される。

【００３５】本発明の光起電力素子の１つの態様は図１
に通りである。

【００３６】ここで、支持体は背面電極側にあってもよ
い。また、電子受容性層と電子供与性層の順が逆であっ
てもよい。

【００３７】また、本発明の別の態様として図２のもの
が挙げられる。

【００３８】この構成の特徴は透光性ｎ型無機半導体層
が挿入されたことにある。ｎ型無機半導体層は背面電極
側にあってもよく、この場合には、透光性である必要は
ないが透明電極側から電子供与性有機物層、電子受容性
有機物層、ｎ型無機半導体層の順になる。図２の場合も
図１同様支持体は背面電極側にあってもよい。

【００３９】また、本発明の別の態様として図３のもの
が挙げられる。

【００４０】ここで、支持体は背面電極側にあってもよ
い。また、電子受容性層と電子供与性層の順が逆であっ
てもよく、その場合は、電子供与性有機物層（２）、電
子供与性有機物層（１）、電子受容性有機物層の順とな
る。

【００４１】また、本発明の別の更に好ましい態様とし
て図４のものが挙げられる。

【００４２】この構成は図３の素子に透光性ｎ型無機半
導体層が挿入されたものである。本層は背面電極側にあ
ってもよく、この場合には、透光性である必要はなく、
また、図２と同様に有機物層の順も反対となる。

【００４３】本発明の光起電力素子の更に別な態様は図
５の通りである。

【００４４】ここで、支持体は背面電極側にあってもよ
い。また、電子受容性層と電子供与性層の順が逆であっ
てもよく、その場合は、電子受容性有機物層（２）、電
子受容性有機物層（１）、電子供与性有機物層の順とな
る。

【００４５】また、本発明の別の態様として図６のもの
が挙げられる。

【００４６】この構成は図５にｎ型無機半導体層が挿入
されたものである。このｎ型無機半導体層は透明電極側
にあってもよく、この場合には、透光性である必要があ
り、また、図２、図４同様有機層の順序は逆になる。

【００４７】上記、図１から図６の本素子が光起電力能
を有する理由は、電子受容性有機物層と電子供与性有機
物層の界面で両層のフェルミレベルの違いによって生ず
る局所的な内部電界に起因している。この内部電界が働
いている部分に光が吸収されることによりキャリアが発
生する。これが最終的に外部に電流として取り出され
る。従って、この界面にいかに多くの光が到達し吸収さ
れるか、電子受容性有機物層と電子供与性有機物層の間
に生ずる内部電界の大きさ、等のキャリア発生能と電子
受容性有機物層、電子供与有機物層の電子及び正孔の移
動能及び注入性等が光起電力素子の変換効率の大きな因
子となる。これらは電子受容性有機物層、電子供与有機
物層に使用される材料に大きく左右されるものである
が、現在のところどの様な材料がそれぞれの層に適切か
は全くわかっていない。

【００４８】光起電力素子の変換効率（η）は次式によ
って表される。

【００４９】上式において、Ｖｏｃは開放時の電圧、Ｊｓｃは短絡時
の電流、ｆｆはフィルファクターと呼ばれる光照射時の
電圧−電流曲線の因子を示す値である。Ｐｉｎは入射光
エネルギーである。

【００５０】図２、図４、図６設けられているｎ型無機
半導体層は、電子受容性有機物層と電極材料とのエネル
ギー障壁をなくし電荷の移動をスムースにする役割と、
電子受容性有機物層のピンホールの影響を消失させる役
割をはたしていると考えられる。

【００５１】図３、図４の電子供与性有機物層（２）、
及び図５、図６の電子受容性有機物層（２）は、光活性
層における吸収光の有効利用、生成した電荷の再結合確
立の低減などの役割をしていると考えられる。

【００５２】本発明は図１から図６における電子供与性
有機物層と接する電子受容性有機物層の材料としてイン
ダンスロン顔料及び／又はアントラキノンアクリドン顔
料が有効であることを見いだしたものであるが、このイ
ンダンスロン顔料及び／又はアントラキノンアクリドン
顔料は図５、図６の電子受容性有機物層（２）の材料と
しても有効である。このインダンスロン顔料及び／又は
アントラキノンアクリドン顔料が有機／有機ｐｎタイプ
の光起電力素子の電子受容性有機物質の材料として有効
な理由は現在のところ不明である。かかるインダンスロ
ン顔料及び／又はアントラキノンアクリドン顔料の電子
受容性有機物質層は蒸着、スピンコート、ディッピング
にて成膜される。薄膜化、均一化には蒸着が好ましい。
膜厚は５０〜３０００Åが好ましい。

【００５３】次に本発明の光起電力素子に使用される各
種の材料、製法等について説明する。

【００５４】本発明において使用する透明絶縁支持体と
しては、ガラス、プラスチックフィルム等が用いられ
る。

【００５５】本発明において使用する透明電極として
は、酸化スズインジウム（ＩＴＯ）、酸化スズ、酸化イ
ンジウム、酸化亜鉛、半透明Ａｕ等が用いられる。好ま
しい厚さは１００〜１００００Åである。

【００５６】本発明において使用するｎ型半導体層とし
ては、酸化亜鉛、３価の金属がドープされた酸化亜鉛、
ＣｄＳ、酸化チタン、リンをドープしたアモルファスシ
リコン、ｎ型結晶シリコン等が用いられる。このうち、
透光性が必要である場合は、酸化亜鉛、３価の金属がド
ープされた酸化亜鉛、ＣｄＳ、酸化チタン等が用いられ
る。厚さは、透光性である場合には１０〜１００００
Å、そうでない場合には、更に厚いことも可能である。

【００５７】本発明において用いる電子受容性有機物層
（２）またはインダンスロン顔料及び／又はアントラキ
ノンアクリドン顔料を電子受容性層（２）として用いた
ときの電子受容性有機物層（１）は、ペリレン系顔料
ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ（以下ＰＲ）１７９，ＰＲ１９
０，ＰＲ１４９，ＰＲ１８９，ＰＲ１２３，Ｐｉｇｍｅ
ｎｔＢｒｏｗｎ２６等、ペリノン系顔料Ｐｉｇｍ
ｅｎｔＯｒａｎｇｅ４３，ＰＲ１９４等、アントラキ
ノン系顔料ＰＲ１６８，ＰＲ１７７，ＶａｔＹｅｌ
ｌｏｗ４等、フラバンスロン等の含キノン黄色顔料、
クリスタルバイオレット、メチルバイオレット、マラカ
イトグリーン等の染料フルオレノン、２，４，７トリニ
トロフルオレノン、テトラシアノキノジメタン、テトラ
シアノエチレン等のアクセプタ化合物を挙げることがで
きる。これらは蒸着、スピンコート、ディッピングにて
成膜される。薄膜化、均一化には蒸着が好ましい。膜厚
は１００〜３０００Åが好ましい。

【００５８】本発明に使用する電子供与性有機物層
（１）、（２）としては、フタロシアニン系顔料（中心
金属がＣｕ，Ｚｎ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｐｂ，Ｐｔ，Ｆｅ，Ｍ
ｇ等の２価のもの、無金属フタロシアニン、アルミニウ
ムクロルフタロシアニン、インジウムクロルフタロシア
ニン、インジウムブロムフタロシニアン、ガリウムクロ
ルフタロシアニン等のハロゲン原子が配位した３価金属
のフタロシアニン、塩素化銅フタロシアニン、塩素化亜
鉛フタロシアニン、その他バナジルフタロシアニン、チ
タニルフタロシアニン等の酸素が配位したフタロシアニ
ン）、インジゴ、チオインジゴ系顔料（Ｐｉｇｍｅｎｔ
Ｂｌｕｅ６６，Ｐｉｇｍｅｎｔ，Ｖｉｏｌｅｔ３
６等）、キナクリドン系顔料（ＰｉｇｍｅｎｔＶｉｏ
ｌｅｔ１９，ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ１２２等）、
メロシアニン化合物、シアニン化合物、スクアリウム化
合物等の染料、π電子共役を有する高分子及び孤立電子
対（例えば窒素のＬｏｎｅｐａｉｒ）をふくむπ電子
共役を有する高分子を指す。例えば以下に示すものが挙
げられる。

【００５９】ポリアセチレン類、ポリジアセチレン類ポリチオフェン、ポリ置換チオェン、ポリピロール、ポ
リ置換ピロール、ポリフラン、ポリ置換フラン、ポリイ
ンドール、ポリカルバゾール等の複素環重合体。

【００６０】ポリアニリン、ポリ置換アニリン、ポリジ
フェニルアミン、ポリ（Ｎ，Ｎ′−ジフェニルベンジジ
ン）、ポリジアミノナフタレン、ポリトリフェニルアミ
ン、ポリアミノピレン等のアミン系重合体。

【００６１】ポリパラフェニレン、ポリアズレン等の縮
合環、縮合多環系重合体。

【００６２】ポリビニルカルバゾールの電解酸化重合体これらの共役系高分子は化学重合または電解重合により
合成される。

【００６３】有機電子写真感光体で用いられる電荷移動
剤（ヒドラゾン化合物、ピラゾリン化合物、トリフェニ
ルメタン化合物、トリフェニルアミン化合物、スチリル
化合物、ベンゾジチオール系化合物、オキザジアゾール
化合物、オキサゾール化合物等）、電気伝導性有機電荷
移動錯体で用いられる電子供与性化合物（テトラチオフ
ルバレン、テトラフェニルテトラチオフラバレン等）等
を挙げることができる。

【００６４】これらの層は蒸着、スピンコート、ディッ
ピング、電解重合等での方法で成膜される。この中で、
薄膜化、均一化には蒸着が好ましい。

【００６５】電子供与性有機物層（１）、（２）の適当
な膜厚は５０〜１００００Åである。

【００６６】また、本発明で用いられる背面電極として
は、電子供与性有機物層と接する場合、Ａｕ，Ｐｔ，Ｎ
ｉ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ａｇ等の仕事関数の高い金属が
用いられる。また、電子受容性有機物層と接する場合に
は、Ａｌ，Ｉｎ，Ｐｂ，Ｚｎ，Ｍｇ，Ａｇ等が用いられ
る。さらに、ｎ型無機半導体層と接する場合には、これ
らの金属や上記した仕事関数の高い金属も用いられる。
金属の膜厚は５０〜３０００Åが好ましい。

【００６７】

【実施例】以下に実施例を示し、本発明を更に詳細に説
明する。

【００６８】実施例１よく洗浄したＩＴＯガラス（松崎真空製、３０Ω／□）
上に、真空蒸着法で電子受容性物質である化合物ＮＯ．
１インダンスロン顔料を約４００Åの厚さで、次いで電
子供与性物質であるアルミニウムクロロフタロシアニン
（ＡｌＣｌＰｃ）を約４００Åの厚さで設け、その上に
金を真空蒸着した。ＩＴＯと金がなす面積は０．２５ｃ
ｍ² とした。２つの電極に銀ペーストにてリード線を取
り付けた。

【００６９】この素子のＩＴＯ側に、７５ｍＷ／ｃｍ²
の白色光を照射しながら、６ｍＶ／ｓで掃引される電圧
を印加して変換効率を測定したところＶｏｃ＝０．３１
Ｖ，Ｊｓｃ＝０．１９ｍＡ／ｃｍ² ，ｆｆ＝０．３３と
なり変換効率０．０２６％が得られた。この値は有機光
起電力素子としては大きなものである。

【００７０】実施例２よく洗浄したＩＴＯガラス（松崎真空製、３０Ω／□）
上に基板温度約２５０℃で、導入ガスとしてアルゴンを
用い、ＲＦマグネトロンスパッタ法で、酸化亜鉛を約１
５００Åの厚さで設けた。その上に、真空蒸着法で電子
受容性物質である化合物ＮＯ．１インダンスロン顔料を
約４００Åの厚さで、次いで電子供与性物質であるアル
ミニウムクロロフタロシアニン（ＡｌＣｌＰｃ）を約４
００Åの厚さで設け、その上に金を真空蒸着した。ＩＴ
Ｏと金がなす面積は０．２５ｃｍ² とした。２つの電極
に銀ペーストにてリード線を取り付けた。

【００７１】以下実施例１と同様にして変換効率を測定
した。その結果、Ｖｏｃ＝０．４０Ｖ，Ｊｓｃ＝０．２
３ｍＡ／ｃｍ² ，ｆｆ＝０．３５となり変換効率０．０
４３％が得られた。この値は有機光起電力素子としては
大きなものである。

【００７２】実施例３実施例２と同様にして作成した酸化亜鉛上に、真空蒸着
法で電子受容性物質である化合物ＮＯ．１インダンスロ
ン顔料を約４００Åの厚さで、次いで２，９−ジメチル
キナクリドン（ＱＡＭＥ）を約４００Åの厚さで設けた
以外は実施例１と同様にして変換効率を測定した。その
結果、Ｖｏｃ＝０．４８Ｖ，Ｊｓｃ＝０．１７ｍＡ／ｃ
ｍ² ，ｆｆ＝０．３６となり変換効率０．０３９％が得
られた。この値は有機光起電力素子としては大きなもの
である。

【００７３】実施例４実施例２と同様にして作成した酸化亜鉛上に、真空蒸着
法で電子受容性物質である化合物ＮＯ．１インダンスロ
ン顔料を約４００Åの厚さで、次いでアルミニウムクロ
ロフタロシアニン（ＡｌＣｌＰｃ）を約１００Åの厚さ
で、さらにキナクリドン（ＱＡ）を約３００Åの厚さで
設けた以外は実施例１と同様にして変換効率を測定し
た。その結果、Ｖｏｃ＝０．４７Ｖ，Ｊｓｃ＝０．２５
ｍＡ／ｃｍ² ，ｆｆ＝０．４０となり変換効率０．０６
３％が得られた。この値は有機光起電力素子としては大
きなものである。

【００７４】実施例５実施例４の電子受容性物質を化合物ＮＯ．２インダンス
ロン顔料に変えた以外は実施例３と同様に素子を作成
し、実施例１と同様にして変換効率を測定した。その結
果、Ｖｏｃ＝０．４８Ｖ，Ｊｓｃ＝０．２２ｍＡ／ｃｍ
² ，ｆｆ＝０．３９となり変換効率０．０５５％が得ら
れた。この値は有機光起電力素子としては大きなもので
ある。

【００７５】実施例６実施例４の電子受容性物質を化合物ＮＯ．５インダンス
ロン顔料に変えた以外は実施例３と同様に素子を作成
し、実施例１と同様にして変換効率を測定した。その結
果、Ｖｏｃ＝０．４８Ｖ，Ｊｓｃ＝０．２７ｍＡ／ｃｍ
² ，ｆｆ＝０．４５となり変換効率０．０７８％が得ら
れた。この値は有機光起電力素子としては大きなもので
ある。

【００７６】実施例７実施例４の電子受容性物質を化合物ＮＯ．６インダンス
ロン顔料に変えた以外は実施例３と同様に素子を作成
し、実施例１と同様にして変換効率を測定した。その結
果、Ｖｏｃ＝０．４８Ｖ，Ｊｓｃ＝０．３２ｍＡ／ｃｍ
² ，ｆｆ＝０．４６となり変換効率０．０９４％が得ら
れた。この値は有機光起電力素子としては大きなもので
ある。

【００７７】実施例８よく洗浄したＩＴＯガラス（松崎真空製、３０Ω／□）
上に、真空蒸着法で電子受容性物質である化合物ＮＯ．
２６アントラキノンアクリドン顔料を約４００Åの厚さ
で、次いで電子供与性物質であるアルミニウムクロロフ
タロシアニン（ＡｌＣｌＰｃ）を約４００Åの厚さで設
け、その上に金を真空蒸着した。ＩＴＯと金がなす面積
は０．２５ｃｍ² とした。２つの電極に銀ペーストにて
リード線を取り付けた。

【００７８】この素子のＩＴＯ側に、７５ｍＷ／ｃｍ²
の白色光を照射しながら、６ｍＶ／ｓで掃引される電圧
を印加して変換効率を測定したところＶｏｃ＝０．３３
Ｖ，Ｊｓｃ＝０．２８ｍＡ／ｃｍ² ，ｆｆ＝０．３６と
なり変換効率０．０４４％が得られた。この値は有機光
起電力素子としては大きなものである。

【００７９】実施例９よく洗浄したＩＴＯガラス（松崎真空製、３０Ω／□）
上に基板温度約２５０℃で、導入ガスとしてアルゴンを
用い、ＲＦマグネトロンスパッタ法で、酸化亜鉛を約１
５００Åの厚さで設けた。その上に、真空蒸着法で電子
受容性物質である化合物ＮＯ．２７アントラキノンアク
リドン顔料を約４００Åの厚さで、次いで電子供与性物
質であるアルミニウムクロロフタロシアニン（ＡｌＣｌ
Ｐｃ）を約４００Åの厚さで設け、その上に金を真空蒸
着した。ＩＴＯと金がなす面積は０．２５ｃｍ² とし
た。２つの電極に銀ペーストにてリード線を取り付け
た。

【００８０】以下実施例８と同様にして変換効率を測定
した。その結果、Ｖｏｃ＝０．３７Ｖ，Ｊｓｃ＝０．５
１ｍＡ／ｃｍ² ，ｆｆ＝０．４５となり変換効率０．１
１％が得られた。この値は有機光起電力素子としては大
きなものである。

【００８１】実施例１０実施例９と同様にして作成した酸化亜鉛上に、真空蒸着
法で電子受容性物質である化合物ＮＯ．２７アントラキ
ノンアクリドン顔料を約４００Åの厚さで、次いで２，
９−ジメチルキナクリドン（ＱＡＭＥ）を約４００Åの
厚さで設けた以外は実施例８と同様にして変換効率を測
定した。その結果、Ｖｏｃ＝０．４８Ｖ，Ｊｓｃ＝０．
４２ｍＡ／ｃｍ² ，ｆｆ＝０．５１となり変換効率０．
１４％が得られた。この値は有機光起電力素子としては
大きなものである。

【００８２】実施例１１実施例９と同様にして作成した酸化亜鉛上に、真空蒸着
法で電子受容性物質である化合物ＮＯ．２７アントラキ
ノンアクリドン顔料を約４００Åの厚さで、次いでアル
ミニウムクロロフタロシアニン（ＡｌＣｌＰｃ）を約１
００Åの厚さで、さらにキナクリドン（ＱＡ）を約３０
０Åの厚さで設けた以外は実施例９と同様にして変換効
率を測定した。その結果、Ｖｏｃ＝０．４３Ｖ，Ｊｓｃ
＝０．９１ｍＡ／ｃｍ² ，ｆｆ＝０．４８となり変換効
率０．２５％が得られた。この値は有機光起電力素子と
しては大きなものである。

【００８３】実施例１２実施例１１の電子受容性物質を化合物ＮＯ．９アントラ
キノンアクリドン顔料に変えた以外は実施例１０と同様
に素子を作成し、実施例８と同様にして変換効率を測定
した。その結果、Ｖｏｃ＝０．４１Ｖ，Ｊｓｃ＝０．６
１ｍＡ／ｃｍ²，ｆｆ＝０．４５となり変換効率０．１
５％が得られた。この値は有機光起電力素子としては大
きなものである。

【００８４】実施例１３実施例１１の電子受容性物質を化合物ＮＯ．１２アント
ラキノンアクリドン顔料に変えた以外は実施例１０と同
様に素子を作成し、実施例８と同様にして変換効率を測
定した。その結果、Ｖｏｃ＝０．４４Ｖ，Ｊｓｃ＝０．
７３ｍＡ／ｃｍ² ，ｆｆ＝０．４２となり変換効率０．
１８％が得られた。この値は有機光起電力素子として
は大きなものである。

【００８５】実施例１４実施例１１の電子受容性物質を化合物ＮＯ．４アントラ
キノンアクリドン顔料に変えた以外は実施例１０と同様
に素子を作成し、実施例８と同様にして変換効率を測定
した。その結果、Ｖｏｃ＝０．４３Ｖ，Ｊｓｃ＝０．４
３ｍＡ／ｃｍ²，ｆｆ＝０．４５となり変換効率０．１
１％が得られた。この値は有機光起電力素子としては大
きなものである。

【００８６】実施例１５実施例１１の電子受容性物質を化合物ＮＯ．２９アント
ラキノンアクリドン顔料に変えた以外は実施例１０と同
様に素子を作成し、実施例８と同様にして変換効率を測
定した。その結果、Ｖｏｃ＝０．４５Ｖ，Ｊｓｃ＝１．
１１ｍＡ／ｃｍ² ，ｆｆ＝０．４８となり変換効率０．
３２％が得られた。この値は有機光起電力素子としては
大きなものである。

【００８７】実施例１６実施例１１の電子受容性物質を化合物ＮＯ．４３アント
ラキノンアクリドン顔料に変えた以外は実施例１０と同
様に素子を作成し、実施例８と同様にして変換効率を測
定した。その結果、Ｖｏｃ＝０．４３Ｖ，Ｊｓｃ＝１．
０１ｍＡ／ｃｍ² ，ｆｆ＝０．５０となり変換効率０．
２９％が得られた。この値は有機光起電力素子としては
大きなものである。

【００８８】実施例１７実施例１１の電子受容性物質を化合物ＮＯ．４５アント
ラキノンアクリドン顔料に変えた以外は実施例１０と同
様に素子を作成し、実施例８と同様にして変換効率を測
定した。その結果、Ｖｏｃ＝０．４８Ｖ，Ｊｓｃ＝１．
１０ｍＡ／ｃｍ² ，ｆｆ＝０．５１となり変換効率０．
３６％が得られた。この値は有機光起電力素子としては
大きなものである。

【００８９】

【発明の効果】本発明の光起電力素子の効果を要約する
と以下の通りである。

【００９０】１．電子受容性有機物層と電子供与性有機
物層の積層された光起電力素子において、電子受容性有
機物層にインダンスロン顔料及び／又はアントラキノン
アクリドン顔料を用いることにより有機物としては高い
変換効率が得られた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光起電力素子の実施例の説明図。

【図２】同別の実施例の説明図。

【図３】同さらに別の実施例の説明図。

【図４】同さらに別の実施例の説明図。

【図５】同さらに別の実施例の説明図。

【図６】同さらに別の実施例の説明図。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一方が透光性である２つの電
極の間に、少なくとも電子受容性有機物層、電子供与性
有機物層の連続した２つの層からなる部分を含む光起電
力素子において、前記電子受容性有機物層がインダンス
ロン顔料及び／又はアントラキノンアクリドン顔料を有
効成分として含有する層であることを特徴とする光起電
力素子。
【請求項２】インダンスロン顔料が下記一般式（Ｉ）
で示される請求項１記載の光起電力素子。【化１】（式中、Ｒ₁，Ｒ₂はハロゲン原子、置換又は無置換の
アルキル基、置換又は無置換のアミノ基、アルコキシ
基、ヒドロキシル基、アセチル基、カルボキシル基、ニ
トロ基、シアノ基を表し、ｎ，ｍは０〜４の整数を表わ
す。ｎ，ｍが２以上であるとき、Ｒ₁，Ｒ₂はそれぞれ
同一でも異なってもよい。Ｒ₃，Ｒ₄は水素原子、アル
キル基を表す。）
【請求項３】アントラキノンアクリドン顔料が下記一
般式（II）で表される請求項１記載の光起電力素子。【化２】（式中、Ｒ₅はハロゲン原子、置換又は無置換のアルキ
ル基、置換又は無置換のアミノ基、ヒドロキシル基、ア
ルコキシ基、アセチル基、カルボキシル基、ニトロ基、
シアノ基を表し、ｐは０〜３の整数を表す。Ｘ₁は置換
又は無置換のアリール環を示す。）
【請求項４】アントラキノンアクリドン顔料が下記一
般式（III)で表される請求項１記載の光起電力素子。【化３】（式中、Ｒ₆はハロゲン原子、置換又は無置換のアルキ
ル基、置換又は無置換のアミノ基、ヒドロキシル基、ア
ルコキシ基、アセチル基、カルボキシル基、ニトロ基、
シアノ基を表し、ｑは０〜３の整数を表す。Ｘ₂，Ｘ₃
は置換又は無置換のアリール環を示す。）