有机/无机混合光电转换元件及使用其的太阳能电池模块

摘要

提供一种有机/无机混合光电转换元件及使用其的太阳能电池模块,所述有机/无机混合光电转换元件具备包含有机类感光体材料的感光体层,能够实现比以往高的光电转换效率。有机/无机混合光电转换元件在基体上依次形成有具有透光性的导电膜/第一氧化钛层/氮化钛层的层叠膜上,形成有包含有机类感光体材料的感光体层。

说明书

技术领域

本发明涉及有机/无机混合光电转换元件及使用其的太阳能电池模块以及有机/无机混合光电转换元件的制造方法。

背景技术

光电转换元件广泛用于各种光传感器、复印机、太阳能电池等。尤其是，在高光电转换效率和制造成本方面,层叠有机层和无机层的光电转换元件(例如复印机等图像形成装置中使用的感光体、太阳能电池模块)的开发变得盛行。作为用于图像形成装置的感光体(光电转换元件),已知在将氧钛酞菁等有机系感光体材料与无机材料组合而成的感光体(有机/无机混合光电转换元件)中,可得到高的光电转换效率(专利文献1等)。专利文献1中公开了Y型氧钛酞菁晶体的制造方法。

此外,近年来,使用了具有有机无机混合钙钛矿结晶结构的化合物的太阳能电池模块达成与无机系材料匹敌的光电转换效率而受到关注(专利文献2等)。专利文献2中公开了使用络合物和钙钛矿材料的钙钛矿型太阳能电池技术。关于将有机材料和无机材料组合而成的光电转换元件,由于能够不使用真空工艺而通过涂布工艺进行制造,因此能够大幅削减制造成本,作为在转换效率、成本方面有前景的光电转换元件,期待在各种领域中展开应用。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2008-174677号公报

专利文献2：国际公开第2017/104792号

发明内容

本发明所要解决的技术问题

但是,在使用了络合物和钙钛矿材料的钙钛矿型太阳能电池技术(专利文献2)、Y型氧钛酞菁结晶的制造方法(专利文献1)等中,在无机微粒的凝聚体上涂布感光体材料以形成膜。由这些技术制作的有机/无机混合光电转换元件中,没有高效率地取出由光照射生成的载流子的机构,存在光激发载流子容易复合的问题,不能实现本来的光电转换效率。特别是在考虑抑制光激发载流子的复合的基础上,存在如下问题:包含钙钛矿材料、氧钛酞菁等有机系感光体材料的感光体层(光吸收层)与无机微粒的界面未被控制,结合缺陷、空隙等的存在成为光激发载流子的复合中心,无法有效地从感光体层取出光激发载流子。此外,在氧化钛表面滞留光激发电子的情况下,存在如下问题:通过包含钙钛矿材料、氧钛酞菁等有机系感光体材料的感光体层与氧化钛层的表面界面的光催化剂反应,促进有机/无机混合光电转换元件的光分解。

因此,本发明是鉴于上述问题点而完成的,其目的在于,提供有机/无机混合光电转换元件以及使用其的太阳能电池模块以及有机/无机混合光电转换元件的制造方法,所述有机/无机混合光电转换元件具备包含有机类感光体材料的感光体层,能够实现比以往更高的光电转换效率。

用于解决技术问题的技术方案

本发明人为了解决上述课题,进行了深入研讨的结果发现如下。即,氮化钛层的晶体的晶格常数与钙钛矿材料、氧钛酞菁等有机系感光体材料的感光体层的晶体的晶格常数的晶格匹配性良好,可以得到优质的晶体生长和结晶化界面,因此,可以得到界面处的光激发载流子的复合抑制的效果。从这个观点出发,在具备包含有机类感光体材料的感光体层的有机/无机混合光电转换元件中,如果在氧化钛层的表面形成氮化钛层,并在氮化钛层上形成包含有机类感光体材料的感光体层,则能够容易地从该电子带结构使被光激发的电子从感光体层移动到氮化钛层、导电膜。进而,通过在氮化钛层的表面形成含有有机类感光体材料的感光体层,能够将对感光体层照射光而产生的载流子高效地取出到外部电极。由此能够提供轻量且高效率的有机/无机混合光电转换元件。

本发明基于这种见解,提供以下的有机/无机混合光电转换元件和太阳能电池模块以及有机/无机混合光电转换元件的制造方法。

(1)有机/无机混合光电转换元件

本发明涉及的有机/无机混合光电转换元件的特征在于,在基体上依次形成有具有透光性的导电膜/第一氧化钛层/氮化钛层的层叠膜上,形成有包含有机类感光体材料的感光体层。

(2)太阳能电池模块

本发明涉及的太阳能电池模块的特征在于,将上述本发明涉及的有机/无机混合光电转换元件集成化而成。

(3)有机/无机混合光电转换元件的制造方法

本发明涉及的有机/无机混合光电转换元件的制造方法是制造上述本发明涉及的有机/无机混合光电转换元件的制造方法,其特征在于,包括:第一工序,在所述基体上形成所述导电膜；第二工序,在所述导电膜上形成所述第一氧化钛层；第三工序,在所述第一氧化钛层上形成所述氮化钛层后,使所述有机类感光体材料结晶生长。

有益效果

根据本发明,能够实现比以往更高的光电转换效率。

附图说明

图1是第一实施方式的有机/无机混合光电转换元件的示意图。

图2是示出第一实施方式涉及的有机/无机混合光电转换元件在氮化钛面上的有机络合物及钙钛矿材料的结晶生长的取向性的示意图。

图3A是示出第一实施方式所涉及的有机/无机混合光电转换元件中的氮化钛面上的氧钛酞菁(Y型)的结晶生长的取向性的示意图。

图3B为示出从图3A所示的氮化钛的面正上方观察的Y型氧钛酞菁晶体的晶体生长取向性的示意图。

图3C是表示从图3B中的实线箭头侧观察的视点的晶体取向性的示意图。

图4A是示出第一实施方式的有机/无机混合光电转换元件中的氮化钛面上的氧钛酞菁(PhaseII型)的晶体生长的取向性的示意图。

图4B是示出从图4A所示的氮化钛面正上方起的PhaseII型氧钛酞菁晶体的晶体生长取向性的示意图。

图5是示出第一实施方式涉及的有机/无机混合光电转换元件的能带的示意图。

图6是第二实施方式涉及的有机/无机混合光电转换元件的示意图。

图7是竹状生长的有机络合物及钙钛矿晶体结构的表面观察照片。

图8是第三实施方式涉及的有机/无机混合光电转换元件的示意图。

图9是示出第三实施方式涉及的有机/无机混合光电转换元件的能带的示意图。

具体实施方式

以下,参照附图说明将本发明的实施方式涉及的有机/无机混合光电转换元件100应用于太阳能电池模块400的例子。在以下的说明中,对相同的部件标注相同的附图标记。它们的名称以及功能也相同。因此，关于它们的详细说明将不再重复。

[第一实施方式]

图1示出第一实施方式的有机/无机混合光电转换元件100的示意图。

如图1所示,有机/无机混合光电转换元件100包括:基体10、透明导电膜层11(具有透光性的导电膜的一例)、TiO

即,在有机/无机混合光电转换元件100的基体10上形成有透明导电膜层11。在形成于基体10的透明导电膜层11上依次形成有TiO

有机/无机混合光电转换元件100的制造方法包含:第一工序，在基体10上形成透明导电膜层11；第二工序，在透明导电膜层11上形成TiO

此外,在第三工序中,在TiO

(基体10)

基体10的形状可以列举例如平板状、薄膜状等形状。作为基体10,能够例示树脂板、保鲜膜等阻气性高的材料，或由玻璃构成的基体。优选基体10防止例如由空气中的水分、氧等导致的有机/无机混合光电转换元件100内部的劣化且透过光。

作为构成基体10的材料,具体而言,能够列举聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、有机硅等,但只要满足要件,也能够使用除此以外的树脂。

(透明导电膜层11)

首先,在基体10上以规定的层厚形成透明导电膜层11。作为透明导电膜层11的层厚,能够例示50nm～300nm左右。透明导电膜层11例如能够由掺铝氧化锌(AZO)、铟锌氧化物(IZO)、掺镓氧化锌(GZO)、掺氟氧化锡(FTO)、铟锡氧化物(ITO)等导电性透明材料构成,或者能够通过在氧化物上使银等导电性金属的细线图案化来构成。作为透明导电膜层11的特性,薄膜电阻优选为10Ω/sq以下、光的透射率为80％以上。作为透明导电膜层11的形成方法,能够例示溅射成膜法或真空蒸镀法、导电性膏的涂布/印刷技术和低温烧制技术等的形成方法。

(TiO

接着,在透明导电膜层11上以规定的层厚形成TiO

(TiN层13:氮化钛层)

接着,在TiO

(再氧化层14:第二氧化钛层)

在该例子中,TiN层13上形成TiN的再氧化层14。例如,TiN层13在利用氮等离子体的表面改性处理后暴露于大气中时,在表面形成厚度为数nm左右的再氧化层14。但是,由于所形成的再氧化层14的TiO

(有机/无机混合感光体层15:感光体层)

进而,在TiN层13(在该例中为再氧化层14)上以规定的层厚形成有机/无机混合感光体层15。例如,通过在TiN层13(在该例中为再氧化层14)上涂布具有有机无机混合钙钛矿结晶结构的化合物(以下,简称为“钙钛矿结构化合物”)作为有机系感光体材料,从而使有机系感光体材料结晶生长形成有机/无机混合感光体层15。

图2表示第一实施方式的有机/无机混合光电转换元件100中的TiN的再氧化层14面上的有机络合物及钙钛矿材料的晶体生长的取向性的示意图。

如图2所示,在有机/无机混合光电转换元件100中,在TiN的再氧化层14面上,有机络合物以及/或钙钛矿材料(在该例子中为有机络合物及钙钛矿材料)晶体生长形成有机/无机混合感光体层15。

作为再氧化层14面上的钙钛矿结构化合物的基本单位晶格(钙钛矿晶体结构),可用于有机/无机混合感光体层15的钙钛矿结构化合物具有正方晶系的基本单位晶格。该单位晶格具备配置于体心的有机基团(有机分子)A(在图示例中为CH

在一般式A-B-X

其中,作为有机基团A,优选为甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、戊胺、己胺及它们的离子、乙基铵,特别优选为甲胺、乙胺、丙胺及它们的离子[例如甲基铵(CH

此外,通式A-B-X

而且,在一般式A-B-X

在本实施方式的有机/无机混合光电转换元件100中,钙钛矿结构化合物优选为由CH

表1示出构成涉及本实施方式的有机/无机混合光电转换元件100的各构成材料的晶体的晶格常数的数值。

[表1]

TiN层13上的数nm的再氧化层14(实质上为NaCl型的TiN正方晶的晶体结构)的表面形成有钙钛矿结构化合物时(参照图2),在相同的四重旋转对称的晶体结构中,钙钛矿结构化合物CH

在上述再氧化层14与有机/无机混合感光体层15之间的缺陷少的界面,光入射至有机/无机混合感光体层15时生成的电子与空穴被界面缺陷俘获的概率减少,能够高效地提取电子与空穴。

(有机/无机混合感光体层15的合成方法)

可用作有机/无机混合感光体层15的钙钛矿结构化合物可以通过将AX所示的化合物和BX

此外,也可以与此不同地含有抗氧化剂、粘弹性调节剂、防腐剂、固化催化剂等添加剂。

在本实施方式的有机/无机混合光电转换元件100中,作为有机/无机混合感光体层15,也可以使用氧钛酞菁(TiOPc)(Y型、PhaseII型)。

图3A中示出第一实施方式涉及的有机/无机混合光电转换元件100中的TiN的再氧化层14面上的氧钛酞菁(Y型)的晶体生长的取向性的示意图。此外,图3B示出了从图3A所示的再氧化层14的面正上方观察的Y型氧钛酞菁晶体的晶体生长取向性,图3C示出了从图3B中的实线箭头侧的视点的晶体取向性。

在有机/无机混合感光体层15中,Y型氧钛酞菁结晶具有大致为正方晶系的基本单位晶格。

大致正方晶的底面的一边(a＝1.35nm或b＝1.39nm)(参照表1)对应于再氧化层14的晶体的晶格常数的√10倍(10

·当TiN:0.424nm×√10≒1.341、TiOPc:a＝1.35，

晶格失配率约为0.7％〔＝|1.35-1.341|/1.341×100)〕

·当TiN:0.424nm×√10≒1.341、TiOPc:b＝1.39，

晶格失配率约为3.7％〔＝|1.39-1.341|/1.341×100〕

作为Y型氧钛酞菁结晶的形成方法,通过将O-邻苯二甲腈分散于三乙二醇单甲醚中,加入四丁氧基钛和O-甲基异脲1/2硫酸盐并在145℃～155℃下加热的溶液涂布于再氧化层14的表面,能够使Y型氧钛酞菁晶体生长。

图4A表示第一实施方式的有机/无机混合光电转换元件100中的TiN的再氧化层14面上的PhaseII型氧钛酞菁晶体的晶体生长取向性的示意图。此外,图4B表示从图4A所示的再氧化层14的面正上方起的PhaseII型氧钛酞菁晶体的晶体生长取向性。

通过Y型氧钛酞菁结晶的制作方法,如果改变水的添加量,则可以得到PhaseII型氧钛酞菁结晶,由于水分量的不同,氧钛酞菁结晶可以为斜方晶结晶。斜方晶的底面的一边(b＝1.26nm)(参照表1)与再氧化层14的结晶的晶格常数的3倍对应(参照图4B)。而且,具有晶格失配率的晶格为TiN:0.424nm×3＝1.272、TiOPc:b＝1.26,如下所述,从约0.9％[＝|1.26-1.272|/1.272×100)]的晶格失配取得晶格匹配(晶格匹配的状态)后开始晶体生长。由此,能够抑制界面缺陷。

上述的Y型氧钛酞菁结晶及PhaseII型氧钛酞菁结晶,在电子结构上也采用与第一实施方式的有机/无机混合光电转换元件100类似的能带结构,因此,能够实现比以往更高效率的光电转换元件。

(电子阻挡层16)

在有机/无机混合感光体层15上以规定的厚度形成电子阻挡层16。作为电子阻挡层16的厚度,能够例示30nm～100nm左右。例如,电子阻挡层16能够使带隙为2eV以上且电离电位大于-5.3eV(浅)的无机材料成膜。作为电子阻挡层16的具体材料,能够例示氧化铜(Cu

(背面电极层17)

进而,在电子阻挡层16上以规定的层厚形成背面电极层17。例如,在电子阻挡层16上形成功函数高(功函数为5eV以上)的金属膜作为背面电极层17。这样,通过形成功函数高的(功函数为5eV以上)金属膜,能够在电子阻挡层16与背面电极层17的界面产生空穴的流动变得顺畅的能带结构的弯曲。作为背面电极层17的材料,能够例示Ni、Pt、Pd等金属。作为背面电极层17的层厚,例如优选为

(关于能带)

图5示出示出第一实施方式的有机/无机混合光电转换元件100的能带的示意图。另外,表2中示出构成涉及本实施方式的有机/无机混合光电转换元件100的各构成材料的功函数(Work function)、带隙(Eg)、传导电子体(Ec，LUMO)、价电子带(Ev，HOMO)的各能级。另外,在表2中分别表示TCO(Transparent Conductive Oxide:透明导电氧化物)为透明导电膜层11的材料,TiO

[表2]

如图5所示,由有机/无机混合感光体层15生成的电子e从再氧化层14经由TiN层13、TiO

[第二实施方式]

图6示出作为第二实施方式涉及的有机/无机混合感光体层25的材料使用了晶体生长为竹状的有机络合物和/或钙钛矿材料(在该例子中为有机络合物和钙钛矿材料)的有机/无机混合光电转换元件200的示意图。图7是观察生长为竹状的有机络合物及钙钛矿晶体结构的表面的照片。

关于有机/无机混合感光体层25的结构以外的结构,由于与第一实施方式相同而省略说明。

如图6及图7所示,在有机/无机混合光电转换元件200中,在TiN的再氧化层14面上,有机络合物及/或钙钛矿材料(在该例子中为有机络合物及钙钛矿材料)晶体生长为竹状。

在将有机络合物及钙钛矿材料成膜作为TiN的再氧化层14面上的有机/无机混合感光体层25时,在成膜时的基体10的温度低的情况下,如图7所示能够得到竹状晶体的晶体结构。

在此,作为竹状晶体的晶体结构,能够例示多个竹状晶体在随机方向上密集分布的结构。在竹状晶体中,在具有宽度的竹叶状晶体的基础上,可以包含棒状的晶体,也可以包含前端尖锐的尖锐晶体和/或前端不尖锐的非尖锐晶体。

作为竹状晶体,并不限定于此,优选长度为10μm～20μm左右，宽度为1μm～5μm左右的形状的晶体,特别优选竹叶状的晶体。在TiN的再氧化层14面上与钙钛矿结晶之间的界面,具有良好的连接界面,电子的取出效率优良。在竹状结晶之间的空间中,可以涂布有机粘合剂树脂作为填充剂25a。作为有机粘结树脂,需要透光性(特别是透明性)，优选非晶质且绝缘性高的材料,具体而言,可列举出:聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等乙烯基系树脂，聚碳酸酯、聚酯、聚甲基乙撑碳酸酯、聚砜、聚芳酯、聚酰胺、甲基丙烯酸树脂、丙烯酸树脂、聚醚、聚丙烯酰胺、聚苯醚等热塑性树脂；环氧树脂、硅酮树脂、聚氨酯、酚醛树脂、醇酸树脂、三聚氰胺树脂、苯氧基树脂、聚乙烯醇缩醛(聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇缩甲醛)等热固化树脂、这些树脂的部分交联物、包含这些树脂中具有的结构单元中的两个以上单元的共聚树脂(氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物树脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯-马来酸酐共聚物树脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂等绝缘性树脂)等。这些具有成膜性的树脂可以单独使用一种或组合两种以上使用,但只要满足要件,也可以使用除此以外的树脂。此外,也可以在有机粘结树脂中含有空穴输送材料。作为空穴输送材料,可以使用吡唑啉化合物、芳胺化合物、芪化合物、烯胺化合物、聚吡咯化合物、聚乙烯咔唑化合物、聚硅烷化合物、丁二烯化合物、在侧链或主链上具有芳香胺的聚硅氧烷化合物、聚苯胺化合物、聚苯乙烯化合物、聚乙烯醇化合物、聚噻吩化合物等。特别优选丁二烯化合物、双丁二烯化合物,此外,可以列举碳纳米纤维等导电性微粒、PEDOT/PSS〔聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)/聚(4-苯乙烯磺酸)〕等导电性聚合物等。空穴输送材料优选为难以发生结晶化的化合物,但为了可靠地防止空穴输送材料的结晶化,也可以为含有有机粘结剂树脂或增塑剂等的构成。此外,涂布在竹状结晶上的情况下的有机溶剂优选为不扰乱结晶结构的溶剂。具体而言,能够优选使用氯苯、甲苯等溶剂。此外,涂布方法没有特别限定,例如优选浸渍涂布法、喷涂法、滑料斗涂布法等。

通过用上述填充剂25a涂覆竹状晶体的表面和露出的再氧化层14的表面,能够有效地防止透明导电膜层11与背面电极层17之间的电流泄漏。此外,由于竹状晶体间由填充剂25a固定,因此能够改善钙钛矿晶体的刚性。

这样,通过用填充剂25a涂覆竹状晶体,能够使入射到有机/无机混合感光体层25的光多重散射,能够提高有机/无机混合感光体层25的光的吸收效率。由此,能够使有机/无机混合光电转换元件200的载流子的取出量(短路电流)增加。而且,越使有机/无机混合感光体层25的层厚变薄,越能够得到较高的开路电压。

[第三实施方式]

图8表示作为第三实施方式的有机/无机混合感光体层25的材料竹状生长的有机络合物以及使用了钙钛矿材料的有机/无机混合光电转换元件300的示意图。

关于有机/无机混合感光体层25与背面电极层17之间的构成以外的构成,由于与第二实施方式相同,因此省略说明。

在第三实施方式中,在用填充剂25a涂覆了螺旋状的钙钛矿结晶的有机/无机混合感光体层25上直接形成背面电极层17,或者在有机/无机混合感光体层25的表面实施数nm的绝缘处理后,形成背面电极层17。作为绝缘处理,能够列举氧化硅、氧化铝等的覆膜形成。作为主要的成膜方法,可举出溅射成膜法、真空蒸镀法等。

图9示出示出第三实施方式涉及的有机/无机混合光电转换元件300的能带的示意图。

如图9所示,在图8所示的结构中,在有机/无机混合感光体层25与背面电极层17之间的界面,由光激发引起的空穴h穿过绝缘体区域向背面电极层17流动,另一方面,由光激发引起的电子e在绝缘体区域反弹,因此具有抑制界面处的载流子的复合的效果。

[第四实施方式]

能够将上述的有机/无机混合光电转换元件100、200、300集成化以制作太阳能电池模块400。

由此,能够实现在薄膜上集成了高效率的有机/无机混合光电转换元件100、200、300的太阳能电池模块400。由此,能够提供轻量化且高效率、大面积的太阳能电池模块400。

[关于本实施方式]

在以上说明的第一实施方式至第四实施方式中,在通过氮化表面处理形成了Ti0

此外,若向有机/无机混合感光体层15、25(感光体层)照射光,则被光激发的电子e从再氧化层14(第二氧化钛层)的表面沿着TiN层13(氮化钛层)传导,电子e从接触的电极高效地流动,从而抑制包含钙钛矿材料、氧钛酞菁等有机系感光体材料的有机/无机混合感光体层25与再氧化层14(第二氧化钛层)的表面界面处的被光激发的电子e的滞留,抑制被光激发的载流子的光催化反应,由此能够抑制有机/无机混合感光体层15、25(感光体层)的光分解,能够抑制作为太阳能电池模块400的光劣化。

进而,通过调整背面电极层17侧的无机材料与电极之间的功函数和离子化电位,能够有效地对有机/无机混合感光体层15、25(感光体层)施加内置电位,能够将被光激发的载流子的空穴h高效地取出到背面电极层17侧。此外,另一方面,由于成为对电子e的障壁层,从而能够抑制在背面电极层17侧被光激发的载流子的复合。

此外,在形成于作为膜状基体的基体10上的透明导电膜层11上按照TiO

作为上述的有机类感光体材料,通过有机络合物和/或钙钛矿材料结晶生长的有机/无机混合光电转换元件100、200、300,有机络合物和/或钙钛矿材料与TiN层13的晶格不匹配(晶格失配)小,能够降低界面上的缺陷。此外,能够抑制光劣化。

作为上述的有机类感光体材料,通过氧钛酞菁结晶生长而成的有机/无机混合光电转换元件100、200、300,能够减小氧钛酞菁材料与TiN层13的晶格不匹配(晶格失配),能够减少界面上的缺陷。此外,能够抑制光劣化。

在上述第一实施方式至第四实施方式中,有机类感光体材料形成为竹状(晶体生长),通过有机/无机混合感光体层15、25(感光体层)的表面被有机树脂材料涂覆的有机/无机混合光电转换元件100、200、300,能够使光吸收的面积增加。由此,即使是薄的膜,也能够增加光的吸收效率,此外,由于结晶生长的晶粒较大,因而,能够减少传导路径间的缺陷所导致的载流子散射损耗。

在上述的第一实施方式至第四实施方式中,利用在有机/无机混合感光体层15、25的表面涂敷有带隙为2eV以上且电离电位大于-5.3eV(浅)的无机材料的有机/无机混合光电转换元件100、200、300,调整背面电极层17侧的无机材料与电极的功函数及电离电位,从而能够高效地对有机/无机混合感光体层15、25施加内置电位,由此,能够将被光激发的载流子的空穴h高效地取出至背面电极层17侧。此外,相对于电子e,能够将该无机材料的层作为障壁层,由此,能够抑制在背面电极层17侧的光激发的载流子的复合。

在上述第一实施方式至第四实施方式中,通过在有机/无机混合感光体层15、25的表面形成有功函数为5eV以上的金属膜作为背面电极层17的有机/无机混合光电转换元件100、200、300,调整背面电极层17侧的无机材料与电极的功函数和离子化电位,从而能够有效地对有机/无机混合感光体层15、25施加内置电位,能够将被光激发的载流子的空穴h高效地取出到背面电极层17侧。另外,另一方面,相对于电子e,该金属膜能够作为阻挡层,由此,能够抑制在背面电极层17侧的被光激发的载流子的再结合。

通过使用上述的有机/无机混合光电转换元件100、200、300集成化的太阳能电池模块400,能够提供膜状且耐久性优异且高效率的太阳能电池模块400。

此外,在第一实施方式至第四实施方式中,将有机/无机混合光电转换元件100、200、300应用于太阳能电池模块400,但也可以应用于其他用途(例如复印机等图像形成装置所使用的感光鼓)。

以上,说明了本发明的实施方式,但本发明并不直接限定解释为上述实施方式,在实施阶段能够在不脱离其主旨的范围内对构成要素进行变形来具体化。此外,可以通过上述实施方式公开的多个构成要素的适当组合来形成各种构成。

工业上的可利用性

本发明涉及具备包含有机类感光体材料的感光体层的有机/无机混合光电转换元件,特别是能够应用于实现比以往更高的有机/无机混合光电转换效率的用途。

附图标记说明

100、200、300 有机/无机混合光电转换元件

400 太阳能电池模块

10 基体

11 透明导电膜层(导电膜)

12 TiO

13 TiN层(氮化钛层)

14 再氧化层(第二氧化钛层)

15、25 有机/无机混合感光体层(感光体层)

16 电子阻挡层

17 背面电极层

20 层叠膜

25A 填充剂

e 电子

h 空穴