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JP2022117248A - Perovskite solar cell and method for manufacturing the same - Google Patents

Perovskite solar cell and method for manufacturing the same Download PDF

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JP2022117248A
JP2022117248A JP2021013840A JP2021013840A JP2022117248A JP 2022117248 A JP2022117248 A JP 2022117248A JP 2021013840 A JP2021013840 A JP 2021013840A JP 2021013840 A JP2021013840 A JP 2021013840A JP 2022117248 A JP2022117248 A JP 2022117248A
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JP
Japan
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electrode
layer
film
solar cell
perovskite
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Pending
Application number
JP2021013840A
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Japanese (ja)
Inventor
豪 高濱
Takeshi Takahama
淳志 若宮
Atsushi Wakamiya
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Enecoat Technologies Co Ltd
Original Assignee
Enecoat Technologies Co Ltd
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Publication date
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Abstract

To provide an easy-to-manufacture perovskite solar cell and a perovskite solar cell that is less susceptible to the layers below.SOLUTION: A method for manufacturing a solar cell having a first flexible substrate 3, a first electrode 5, a photoelectric conversion layer 7, 9, 11 having a perovskite layer, a second electrode 13, and a second flexible substrate 15 in this order, includes the steps of preparing a first film including the first flexible substrate 3 and the first electrode 5 and a second film including the second electrode 13 and the second flexible substrate 15, and pasting the first and second films together.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明はペロブスカイト太陽電池及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a perovskite solar cell and its manufacturing method.

特開2019-55916号公報には,ペロブスカイト太陽電池及びその製造方法が記載されている。ペロブスカイト太陽電池は,表面基板,表面電極,ペロブスカイト層,裏面電極及び裏面電極を含む積層構造を有している。そして,その製造方法は,各層を順番に形成するというものである。層を順次形成し積層構造を得ると,上の層は下の層の影響を受けやすいという問題や,各層のパターニング及びエッチング作業に手間がかかるという問題があった。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-55916 describes a perovskite solar cell and a manufacturing method thereof. A perovskite solar cell has a laminated structure including a front substrate, a front electrode, a perovskite layer, a back electrode and a back electrode. And the manufacturing method is to form each layer in turn. When the layers are sequentially formed to obtain a laminated structure, there are problems that the upper layers are easily affected by the lower layers, and that the patterning and etching operations for each layer are time-consuming.

特開2019-55916号公報JP 2019-55916 A

この発明は,製造しやすいペロブスカイト太陽電池を提供すること,並びに下の層の影響を受けにくいペロブスカイト太陽電池を提供することを目的のひとつとしている。 One of the objects of the present invention is to provide a perovskite solar cell that is easy to manufacture and to provide a perovskite solar cell that is less susceptible to the effects of underlying layers.

上記課題は,基本的には2枚のフィルムを用意し,これらを合わせて太陽電池を作ることにより解決される。 The above problems are basically solved by preparing two films and combining them to make a solar cell.

この発明によれば,初期特性だけでなく,高い耐久性を有するペロブスカイト太陽電池を提供することができる。 According to the present invention, a perovskite solar cell having not only initial characteristics but also high durability can be provided.

図1は,太陽電池の基本構成を示す概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram showing the basic configuration of a solar cell. 図2は,太陽電池の製造方法の例を説明するためのフローチャートである。FIG. 2 is a flow chart for explaining an example of a method for manufacturing a solar cell. 図3は,第1のフィルム及び第2のフィルムを示す概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram showing the first film and the second film. 図4は,第1のフィルムが第1の接続用電極を有するとともに,第2のフィルムが第2の接続用電極を有するものを示す概念図である。FIG. 4 is a conceptual diagram showing that the first film has a first connection electrode and the second film has a second connection electrode. 図5は,第2のフィルムが第2の接続用電極を有するものを示す概念図である。FIG. 5 is a conceptual diagram showing that the second film has a second connection electrode. 図6は,正孔輸送層と電子輸送層の作成順が図2とは逆のものを示すフローチャートである。FIG. 6 is a flow chart showing that the order of forming the hole-transporting layer and the electron-transporting layer is opposite to that of FIG. 図7は,第1のフィルムが正孔輸送層を有し,第2のフィルムが電子輸送層とペロブスカイト層を有するものを用いて太陽電池を製造する例を示すフローチャートである。FIG. 7 is a flow chart showing an example of making a solar cell using a first film having a hole-transporting layer and a second film having an electron-transporting layer and a perovskite layer. 図8は,図7のフローチャートに従って得られる第1のフィルムと第2のフィルムを示す概念図である。FIG. 8 is a conceptual diagram showing the first film and the second film obtained according to the flow chart of FIG. 図9は,第1のフィルムと第2のフィルムとが,それぞれペロブスカイト前駆体層を有するものを示す概念図である。FIG. 9 is a conceptual diagram showing a first film and a second film each having a perovskite precursor layer. 図10は,第1のフィルムと第2のフィルムとが,それぞれペロブスカイト層を有するものを示す概念図である。FIG. 10 is a conceptual diagram showing that the first film and the second film each have a perovskite layer.

以下,図面を用いて本発明を実施するための形態について説明する。本発明は,以下に説明する形態に限定されるものではなく,以下の形態から当業者が自明な範囲で適宜修正したものも含む。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments described below, and includes appropriate modifications within the scope obvious to those skilled in the art from the following embodiments.

太陽電池について
最初の発明は,太陽電池に関する。図1は,太陽電池の基本構成を示す概念図である。図1に示されるように,この太陽電池1は,第1の可撓性基板3と,第1の電極5と,ペロブスカイト層を有する光電変換層7,9,11と,第2の電極13と,第2の可撓性基板15とをこの順に有する。光電変換層7,9,11は,ホール(正孔)輸送層7,ペロブスカイト層9及び電子輸送層11を有してもよい。
About Solar Cells The first invention relates to solar cells. FIG. 1 is a conceptual diagram showing the basic configuration of a solar cell. As shown in FIG. 1, this solar cell 1 includes a first flexible substrate 3, a first electrode 5, photoelectric conversion layers 7, 9 and 11 having perovskite layers, and a second electrode 13. , and a second flexible substrate 15 in this order. The photoelectric conversion layers 7 , 9 , 11 may have a hole transport layer 7 , a perovskite layer 9 and an electron transport layer 11 .

可撓性基板3,15
可撓性基板3,15として,有機系太陽電池や有機EL素子等における公知の基板を適宜用いることができる。基板の具体例としては,ガラス,セラミックス,樹脂フィルムを挙げることができる。樹脂フィルムの具体例としては,アイオノマーフィルム,ポリエチレンフィルム,ポリエチレンテレフタレートフィルム,ポリエチレンナフタレートフィルム,ポリ塩化ビニルフィルム,ポリ塩化ビニリデンフィルム,ポリビニルアルコールフィルム,ポリプロピレンフィルム,ポリエステルフィルム,ポリカーボネートフィルム,ポリスチレンフィルム,ポリアクリロニトリルフィルム,エチレン酢酸ビニル共重合フィルム,エチレン-ビニルアルコール共重合体フィルム,エチレン-メタクリル酸共重合フィルム,ナイロンフィルムなどを挙げることができ,単独あるいは2種以上の混合物から形成されていても構わない。また,これらのフィルムが積層されて形成されていても構わない。また,これらの表面の一部又は全部の上に,金属膜,半導体膜,導電性膜及び絶縁性膜の少なくとも1種の膜が形成されている基板を使うこともできる。
flexible substrates 3, 15
As the flexible substrates 3 and 15, known substrates for organic solar cells, organic EL elements, and the like can be appropriately used. Specific examples of the substrate include glass, ceramics, and resin films. Specific examples of resin films include ionomer film, polyethylene film, polyethylene terephthalate film, polyethylene naphthalate film, polyvinyl chloride film, polyvinylidene chloride film, polyvinyl alcohol film, polypropylene film, polyester film, polycarbonate film, polystyrene film, poly Examples include acrylonitrile film, ethylene-vinyl acetate copolymer film, ethylene-vinyl alcohol copolymer film, ethylene-methacrylic acid copolymer film, nylon film, etc., which may be formed singly or as a mixture of two or more. do not have. Moreover, these films may be laminated and formed. A substrate having at least one film selected from a metal film, a semiconductor film, a conductive film and an insulating film formed on part or all of these surfaces can also be used.

金属の例は,ガリウム,鉄,インジウム,アルミニウム,バナジウム,チタン,クロム,ロジウム,ニッケル,コバルト,亜鉛,マグネシウム,カルシウム,シリコン,イットリウム,ストロンチウム及びバリウムから選ばれる1種又は2種以上の金属である。半導体膜の構成材料の例は,シリコン,ゲルマニウム等の元素単体,周期表の第3族~第5族,第13族~第15族の元素を有する化合物,金属酸化物,金属硫化物,金属セレン化物,金属窒化物等が挙げられ,単独あるいは2種類以上含有するものである。また,前期導電性膜の構成材料の例は,スズドープ酸化インジウム(ITO),フッ素ドープ酸化インジウム(FTO),酸化亜鉛(ZnO),アルミニウムドープ酸化亜鉛(AZO),ガリウムドープ酸化亜鉛(GZO),酸化スズ(SnO),酸化チタン(TiO),酸化インジウム(In),酸化タングステン(WO)を挙げることができ,単独あるいは2種類以上含有するものである。前期絶縁性膜の構成材料の例は,酸化アルミニウム(Al),酸化シリコン(SiO),窒化シリコン(Si),酸窒化シリコン(Si)が挙げられる。 Examples of metals are one or more metals selected from gallium, iron, indium, aluminum, vanadium, titanium, chromium, rhodium, nickel, cobalt, zinc, magnesium, calcium, silicon, yttrium, strontium and barium. be. Examples of semiconductor film constituent materials include simple elements such as silicon and germanium, compounds containing elements of Groups 3 to 5 and Groups 13 to 15 of the periodic table, metal oxides, metal sulfides, and metals. Selenides, metal nitrides, and the like can be mentioned, and they are contained singly or in combination of two or more. Further, examples of constituent materials of the conductive film are tin-doped indium oxide (ITO), fluorine-doped indium oxide (FTO), zinc oxide (ZnO), aluminum-doped zinc oxide (AZO), gallium-doped zinc oxide (GZO), Tin oxide (SnO 2 ), titanium oxide (TiO 2 ), indium oxide (In 2 O 3 ), and tungsten oxide (WO 3 ) can be mentioned, and they are contained singly or in combination of two or more. Examples of constituent materials of the insulating film include aluminum oxide ( Al2O3 ), silicon oxide ( SiO2 ), silicon nitride ( Si3N4 ) , and silicon oxynitride ( Si4O5N3 ). .

基板の形状の例は,平板や円板等の板状,繊維状,棒状,円柱状,角柱状,筒状,螺旋状,球状,リング状であり,多孔質構造体であってもよい。これらのうちでは板状の基板が好ましい。基板の厚さの例は,0.1μm~100mmが好ましく,1μm~10mmがより好ましい。 Examples of the shape of the substrate include a plate shape such as a flat plate or disk, a fibrous shape, a rod shape, a cylindrical shape, a prismatic shape, a cylindrical shape, a spiral shape, a spherical shape, a ring shape, and a porous structure. Among these, a plate-shaped substrate is preferable. Examples of the thickness of the substrate are preferably 0.1 μm to 100 mm, more preferably 1 μm to 10 mm.

第1の電極5,第2の電極13
電極は,電子輸送層の支持体であるとともに,ペロブスカイト層(光吸収層)より電子を取り出す機能を有する層である。電極は,基板3上に形成され,離間した第1電極5a及び第2電極5bを含む。離間したとは,物理的に接触していないことや,第1電極5a及び第2電極5bが短絡していないことを意味する。電極は,透明電極又は金属電極であることが好ましい。
First electrode 5, second electrode 13
The electrode is a layer that serves as a support for the electron transport layer and has a function of extracting electrons from the perovskite layer (light absorption layer). The electrodes are formed on the substrate 3 and include spaced apart first and second electrodes 5a and 5b. Being separated means that they are not in physical contact and that the first electrode 5a and the second electrode 5b are not short-circuited. The electrodes are preferably transparent electrodes or metal electrodes.

透明電極の例は,カーボン,金属,導電性金属酸化物を挙げることができる。カーボンとしては,カーボンブラック,カーボンナノチューブ,グラフェンなどが挙げられ,金属としては金,銀,銅,アルミニウム,ニッケル,インジウム,チタンなどを挙げることができる。酸化物半導体としては,スズドープ酸化インジウム(ITO)膜,不純物ドープの酸化インジウム(In)膜,不純物ドープの酸化亜鉛(ZnO)膜,フッ素ドープ二酸化スズ(FTO)膜,これらを積層してなる積層膜である。金属電極は,金属を含む電極を意味する。そして,金属電極の例は,金,銀,及び銅である。金属電極は,金属のみならず,金属の表面にスズドープ酸化インジウム(ITO)膜,不純物ドープの酸化インジウム(In)膜,不純物ドープの酸化亜鉛(ZnO)膜,フッ素ドープ二酸化スズ(FTO)膜,これらを積層してなる積層膜を有していてもよい。これらの膜は,例えば拡散防止層として機能するものであってもよい。これら電極の厚みは特に制限されず,通常,シート抵抗が5~15Ω/□(単位面積当たり)となるように調整することが好ましい。電極は,形成する材料に応じ,公知の成膜方法により得ることができる。 Examples of transparent electrodes include carbon, metals, and conductive metal oxides. Examples of carbon include carbon black, carbon nanotube, and graphene, and examples of metal include gold, silver, copper, aluminum, nickel, indium, and titanium. As the oxide semiconductor, a tin-doped indium oxide (ITO) film, an impurity-doped indium oxide (In 2 O 3 ) film, an impurity-doped zinc oxide (ZnO) film, a fluorine-doped tin dioxide (FTO) film, and a stack of these films are used. It is a laminated film consisting of A metal electrode means an electrode comprising metal. And examples of metal electrodes are gold, silver, and copper. Metal electrodes include not only metal but also tin-doped indium oxide (ITO) film, impurity-doped indium oxide (In 2 O 3 ) film, impurity-doped zinc oxide (ZnO) film, fluorine-doped tin dioxide (FTO) film on the surface of metal. ) film, or a laminated film formed by laminating these. These films may, for example, function as diffusion barrier layers. The thickness of these electrodes is not particularly limited, and it is usually preferable to adjust the sheet resistance to 5 to 15 Ω/□ (per unit area). The electrodes can be obtained by a known film forming method depending on the material to be formed.

また,第一の電極はメッシュ状やストライプ上などの光を透過できる構造にしてものでもよい。さらに,電気的な抵抗をさげるという目的として金属リード線を併用しても構わない。金属リード線としては,アルミニウム,銀,金,チタンなどを挙げることができる。 Also, the first electrode may have a structure that allows light to pass through, such as a mesh shape or a stripe shape. Furthermore, a metal lead wire may be used together for the purpose of lowering electrical resistance. Metal leads include aluminum, silver, gold, titanium, and the like.

電子輸送層11
電子輸送層11は,ペロブスカイト層(光吸収層)の活性表面積を増加させ,光電変換効率を向上させるとともに,電子収集しやすくするために形成される。電子輸送層はフラーレン誘導体等有機半導体材料を用いた平坦な層でもよい。また,電子輸送層は,酸化チタン(TiO)(メソポーラスTiOを含む),酸化スズ(SnO),酸化亜鉛(ZnO)等の金属酸化物を含む層であってもよい。電子輸送層の厚みは,特に制限されず,ペロブスカイト層(光吸収層)からの電子をより収集できる観点から,10~300nm程度が好ましく,10~250nm程度がより好ましい。電子輸送層11は,n型金属酸化物半導体を含むか,n型金属酸化物半導体からなるものであってもよい。特に本発明のように第1のフィルムと第2のフィルムとを貼り合わせて太陽電池を製造する場合,電子輸送層11は,n型金属酸化物半導体を含むものであることが好ましい。
electron transport layer 11
The electron transport layer 11 is formed to increase the active surface area of the perovskite layer (light absorption layer), improve the photoelectric conversion efficiency, and facilitate electron collection. The electron transport layer may be a flat layer using an organic semiconductor material such as a fullerene derivative. Alternatively, the electron transport layer may be a layer containing metal oxides such as titanium oxide (TiO 2 ) (including mesoporous TiO 2 ), tin oxide (SnO 2 ), and zinc oxide (ZnO). The thickness of the electron transport layer is not particularly limited, and is preferably about 10 to 300 nm, more preferably about 10 to 250 nm, from the viewpoint of collecting more electrons from the perovskite layer (light absorption layer). The electron transport layer 11 may contain or consist of an n-type metal oxide semiconductor. In particular, when the first film and the second film are laminated to manufacture a solar cell as in the present invention, the electron transport layer 11 preferably contains an n-type metal oxide semiconductor.

正孔輸送層7
正孔輸送層7は,電荷を輸送する機能を有する層である。正孔輸送層7は,ペロブスカイト層9上に形成された層である。正孔輸送層には,例えば,導電体,半導体,有機正孔輸送材料等を用いることができる。当該材料は,ペロブスカイト層(光吸収層)から正孔を受け取り,正孔を輸送する正孔輸送材料として機能し得る。正孔輸送層はペロブスカイト層(光吸収層)上に形成される。当該導電体及び半導体としては,例えば,CuI,CuSCN,CuInSe,CuS等の1価銅を含む化合物半導体;GaP,NiO,CoO,FeO,Bi,MoO,Cr等の銅以外の金属を含む化合物が挙げられる。なかでも,より効率的に正孔のみを受け取り,より高い正孔移動度を得る観点から,1価銅を含む半導体が好ましく,CuI,CuSCNがより好ましい。有機正孔輸送材料としては,例えば,ポリ-3-ヘキシルチオフェン(P3HT),ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)等のポリチオフェン誘導体;2,2’,7,7’-テトラキス-(N,N-ジ-p-メトキシフェニルアミン)-9,9’-スピロビフルオレン(Spiro-OMeTAD)等のフルオレン誘導体;ポリビニルカルバゾール等のカルバゾール誘導体;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)等のトリフェニルアミン誘導体;ジフェニルアミン誘導体;ポリシラン誘導体;ポリアニリン誘導体等が挙げられる。なかでも,より効率的に正孔のみを受け取り,より高い正孔移動度を得る観点から,トリフェニルアミン誘導体,フルオレン誘導体等が好ましく,PTAA,Spiro-OMeTADなどがより好ましい。もっとも,本発明のように第1のフィルムと第2のフィルムとを貼り合わせて太陽電池を製造する場合,正孔輸送層はポリチオフェン誘導体を含むことが好ましい。
hole transport layer 7
The hole transport layer 7 is a layer having a function of transporting charges. A hole transport layer 7 is a layer formed on the perovskite layer 9 . For example, a conductor, a semiconductor, an organic hole transport material, or the like can be used for the hole transport layer. The material can function as a hole transport material that accepts holes from the perovskite layer (light absorbing layer) and transports the holes. A hole-transporting layer is formed on the perovskite layer (light-absorbing layer). Examples of the conductors and semiconductors include compound semiconductors containing monovalent copper such as CuI , CuSCN , CuInSe 2 and CuS; Examples include compounds containing metals other than copper. Among them, semiconductors containing monovalent copper are preferable, and CuI and CuSCN are more preferable, from the viewpoint of receiving only holes more efficiently and obtaining higher hole mobility. Examples of organic hole transport materials include polythiophene derivatives such as poly-3-hexylthiophene (P3HT) and polyethylenedioxythiophene (PEDOT); fluorene derivatives such as -p-methoxyphenylamine)-9,9′-spirobifluorene (Spiro-OMeTAD); carbazole derivatives such as polyvinylcarbazole; poly[bis(4-phenyl)(2,4,6-trimethylphenyl ) amine] (PTAA) and other triphenylamine derivatives; diphenylamine derivatives; polysilane derivatives; and polyaniline derivatives. Among them, triphenylamine derivatives, fluorene derivatives and the like are preferable, and PTAA, Spiro-OMeTAD and the like are more preferable, from the viewpoint of receiving only holes more efficiently and obtaining higher hole mobility. However, when manufacturing a solar cell by laminating the first film and the second film as in the present invention, the hole transport layer preferably contains a polythiophene derivative.

正孔輸送層中には,正孔輸送特性をさらに向上させることを目的として,リチウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド(LiTFSI),銀ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド,トリフルオロメチルスルホニルオキシ銀,NOSbF,SbCl,SbF,トリス(2-(1H-ピラゾール-1-イル)-4-tert-ブチルピリジン)コバルト(III)トリ[ビス(トリフルオロメタン)スルホンイミド],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)ボラート等の酸化剤を含むこともできる。また,正孔輸送層中には,t-ブチルピリジン(TBP),2-ピコリン,2,6-ルチジン等の塩基性化合物を含むこともできる。酸化剤及び塩基性化合物の含有量は,従来から通常使用される量とすることができる。正孔輸送層の膜厚は,より効率的に正孔のみを受け取り,より高い正孔移動度を得る観点から,例えば,10~1000nmが好ましく,100~500nmがより好ましい。 Lithium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide (LiTFSI), silver bis(trifluoromethylsulfonyl)imide, trifluoromethylsulfonyloxysilver , NOSbF 6 , SbCl 5 , SbF 5 , tris(2-(1H-pyrazol-1-yl)-4-tert-butylpyridine)cobalt(III) tri[bis(trifluoromethane)sulfonimide],4-isopropyl- Oxidizing agents such as 4'-methyldiphenyliodonium tetrakis(pentafluorophenyl)borate can also be included. The hole transport layer may also contain basic compounds such as t-butylpyridine (TBP), 2-picoline, 2,6-lutidine and the like. The contents of the oxidizing agent and the basic compound can be conventionally used amounts. The film thickness of the hole transport layer is preferably 10 to 1000 nm, more preferably 100 to 500 nm, from the viewpoint of receiving only holes more efficiently and obtaining higher hole mobility.

ペロブスカイト層9
ペロブスカイト太陽電池におけるペロブスカイト層(光吸収層:光活性層)9は,光を吸収し,励起された電子と正孔を移動させることにより,光電変換を行う層である。
上記ペロブスカイト層は,一般式(ABX)で表される化合物を用いる。この化合物は,ペロブスカイト結晶やペロブスカイト錯体であってもよい。
Aはメチルアミン,エチルアミン,n-ブチルアミン,ジ-n-ブチルアミン,ジ-n-ヘキシルアミン,トリメチルアミン,トリエチルアミン,メチル-n-ヘキシルアミン,メチルジエチルアミン,トリ-n-ヘキシルアミン,トリ-t-ブチルアミン,イミダゾール,ピロール,アジリジン,カルバゾール,ホルムアミジン,グアニジン,アニリン,ピリジン,4-t-ブチルピリジン,フェネチルアミン,5-アミノ吉草酸などの有機アミノ化合物,セシウム,カリウム,ルビジウムなどから形成される1価のカチオンを挙げることができ,単独で用いても2種類以上の混合物として用いても構わない。
Bは鉛,スズなどの2価のカチオンを挙げることができ,単独で用いても混合で用いても構わない。また,インジウム,アンチモンなどの3価のカチオンを少量混合しても構わない。
Xは塩素,臭素,ヨウ素などのハロゲン原子やアニオン源を挙げることができ,単独で用いても2種以上の混合で用いても構わない。
Perovskite layer 9
The perovskite layer (light absorption layer: photoactive layer) 9 in the perovskite solar cell is a layer that performs photoelectric conversion by absorbing light and moving excited electrons and holes.
A compound represented by the general formula (ABX 3 ) is used for the perovskite layer. This compound may be a perovskite crystal or a perovskite complex.
A is methylamine, ethylamine, n-butylamine, di-n-butylamine, di-n-hexylamine, trimethylamine, triethylamine, methyl-n-hexylamine, methyldiethylamine, tri-n-hexylamine, tri-t-butylamine , imidazole, pyrrole, aziridine, carbazole, formamidine, guanidine, aniline, pyridine, 4-t-butylpyridine, phenethylamine, organic amino compounds such as 5-aminovaleric acid, cesium, potassium, rubidium, etc. and may be used singly or as a mixture of two or more.
B can include divalent cations such as lead and tin, and may be used alone or in combination. Also, a small amount of trivalent cations such as indium and antimony may be mixed.
X can include halogen atoms such as chlorine, bromine and iodine, and anion sources, and may be used alone or in combination of two or more.

ペロブスカイト層(光吸収層)は,ペロブスカイト材料や,ペロブスカイト錯体を含む。 ペロブスカイト層(光吸収層)の膜厚は,光吸収効率と電子及び正孔拡散長とのバランス及び電極で反射した光の吸収効率の観点から,例えば,50~1000nmが好ましく,200~800nmがより好ましい。本発明のペロブスカイト層(光吸収層)の膜厚は,断面走査型電子顕微鏡(断面SEM)により測定すればよい。
また,本発明のペロブスカイト層(光吸収層)の平坦性は,走査型電子顕微鏡により測定した表面の水平方向500nm×500nmの範囲において高低差が50nm以下(-25nm~+25nm)であるものが好ましく,高低差が40nm以下(-20nm~+20nm)であるのがより好ましい。これにより,光吸収効率と励起子拡散長とのバランスをより取りやすくし,電極で反射した光の吸収効率をより向上させることができる。
The perovskite layer (light absorption layer) includes perovskite materials and perovskite complexes. The film thickness of the perovskite layer (light absorption layer) is preferably, for example, 50 to 1000 nm, preferably 200 to 800 nm, from the viewpoint of the balance between the light absorption efficiency and the diffusion length of electrons and holes, and the absorption efficiency of light reflected by the electrode. more preferred. The film thickness of the perovskite layer (light absorbing layer) of the present invention may be measured with a cross-sectional scanning electron microscope (cross-sectional SEM).
In addition, the flatness of the perovskite layer (light absorption layer) of the present invention is preferably such that the height difference is 50 nm or less (-25 nm to +25 nm) in the horizontal direction of the surface in the range of 500 nm × 500 nm measured with a scanning electron microscope. , the height difference is preferably 40 nm or less (-20 nm to +20 nm). This makes it easier to balance the light absorption efficiency and the exciton diffusion length, and further improves the absorption efficiency of the light reflected by the electrode.

光電変換層7,9,11は,正孔輸送層7,ペロブスカイト層9,及び電子輸送層11をこの順で有してもよい。この場合,電子輸送層11又は第2の電極13は,ポリ3,4-エチレンジオキシチオフェン:ポリ4-スチレンスルホン酸塩を含む導電性高分子を含むものが好ましい。 The photoelectric conversion layers 7, 9, 11 may have the hole transport layer 7, the perovskite layer 9, and the electron transport layer 11 in this order. In this case, the electron transport layer 11 or the second electrode 13 preferably contains a conductive polymer containing poly-3,4-ethylenedioxythiophene:poly-4-styrenesulfonate.

また,光電変換層7,9,11は,電子輸送層11,ペロブスカイト層9,及び正孔輸送層7,をこの順で有してもよい。この場合,電子輸送層11は,SnO又はTiOを含むことが好ましい。 Moreover, the photoelectric conversion layers 7, 9, and 11 may have the electron transport layer 11, the perovskite layer 9, and the hole transport layer 7 in this order. In this case, the electron transport layer 11 preferably contains SnO 2 or TiO 2 .

図2は,太陽電池の製造方法の例を説明するためのフローチャートである。図2に示されるように,この方法は,第1の可撓性基板3及び第1の電極5を含む第1のフィルム21を用意する工程を含む。それと並行して,第2の電極13及び第2の可撓性基板15を含む第2のフィルム23を用意する工程を含む。可撓性基板上に電極を形成する工程は,公知である。なお,第1のフィルム21及び第2のフィルム23のいずれか又は両方は,光電変換層7,9,11や接続用電極25,27をさらに有していてもよい。これらを設ける方法も公知である。可撓性基板にスパッタリングにより電極を形成してもよい。また,導電性ペーストを用いて可撓性基板に電極を形成してもよい。 FIG. 2 is a flow chart for explaining an example of a method for manufacturing a solar cell. As shown in FIG. 2, the method includes providing a first film 21 comprising a first flexible substrate 3 and first electrodes 5 . In parallel therewith, a step of preparing a second film 23 including a second electrode 13 and a second flexible substrate 15 is included. The process of forming electrodes on flexible substrates is well known. Either or both of the first film 21 and the second film 23 may further have photoelectric conversion layers 7, 9, 11 and connection electrodes 25, 27. FIG. Methods for providing these are also known. Electrodes may be formed on the flexible substrate by sputtering. Electrodes may also be formed on the flexible substrate using a conductive paste.

接続用電極25,27
接続用電極は,第1の電極5と第2の電極13との導通を得るための電極である。
Connection electrodes 25, 27
The connection electrode is an electrode for obtaining conduction between the first electrode 5 and the second electrode 13 .

第1の可撓性基板3及び第1の電極5を含む第1のフィルム21を用意する工程の例は,図2のステップ201~ステップ202に示されるものである。裏面パターン電極付きの基板を用意する(S201)。なお,この際の電極が接続用電極として用いられてもよい。次に,裏面パターン電極に接した接続用電極を形成する(S202)。このようにして得られる第2のフィルム21は,図3に示される通りである。図3は,第1のフィルム及び第2のフィルムを示す概念図である。可撓性基板上に電極を形成し,電極上に光電変換層を形成する方法は公知である。 An example of the process of preparing the first film 21 including the first flexible substrate 3 and the first electrode 5 is shown in steps 201-202 of FIG. A substrate with a back pattern electrode is prepared (S201). Incidentally, the electrode at this time may be used as a connection electrode. Next, connection electrodes are formed in contact with the back pattern electrodes (S202). The second film 21 thus obtained is as shown in FIG. FIG. 3 is a conceptual diagram showing the first film and the second film. A method of forming an electrode on a flexible substrate and forming a photoelectric conversion layer on the electrode is known.

裏面パターン電極付きの基板を用意する工程(S201)
基板上に電極を形成する。電極は,離間した第1電極及び第2電極を含んでもよい。基板上に電極を形成する方法は公知である。公知の方法の例は,レジストパターンによるエッチングを行うものや,レーザーを用いたパターニングである。
Step of preparing a substrate with a back pattern electrode (S201)
An electrode is formed on the substrate. The electrodes may include spaced apart first and second electrodes. Methods for forming electrodes on substrates are known. Examples of known methods are etching with a resist pattern and patterning using a laser.

裏面パターン電極に接した接続用電極を形成する工程(S202)
接続用電極を形成するためには,例えばスクリーン印刷をもちいればよい。また,マスクを用いて金属を蒸着して接続用電極としてもよい。
Step of forming a connection electrode in contact with the back pattern electrode (S202)
Screen printing, for example, may be used to form the connection electrodes. Alternatively, a metal may be vapor-deposited using a mask to form a connection electrode.

第2の電極13及び第2の可撓性基板15を含む第2のフィルム23を用意する工程の例は,図2のステップ101~ステップ105に示されるものである。表面パターン電極付きの基板を用意する(S101)。次に,電子輸送層を形成する(S102)。次に,ペロブスカイト層を形成する(S103)。次に,正孔輸送層を形成する(S104)。その後,光活性層(光電変換層)のパターニングを行う。このようにして得られる第2のフィルム23は,図3に示される通りである。 An example of the process of preparing the second film 23 including the second electrode 13 and the second flexible substrate 15 is shown in steps 101-105 of FIG. A substrate with surface pattern electrodes is prepared (S101). Next, an electron transport layer is formed (S102). Next, a perovskite layer is formed (S103). Next, a hole transport layer is formed (S104). After that, the photoactive layer (photoelectric conversion layer) is patterned. The second film 23 thus obtained is as shown in FIG.

表面パターン電極付きの基板を用意する工程(S101)
基板上に電極を形成する。電極は,離間した第1電極及び第2電極を含んでもよい。基板上に電極を形成する方法は公知である。公知の方法の例は,レジストパターンによるエッチングを行うものや,レーザーを用いたパターニングである。
Step of preparing a substrate with surface pattern electrodes (S101)
An electrode is formed on the substrate. The electrodes may include spaced apart first and second electrodes. Methods for forming electrodes on substrates are known. Examples of known methods are etching with a resist pattern and patterning using a laser.

電子輸送層を形成する工程(S102)
電子輸送層は,形成する材料に応じた公知の成膜方法を用いて得ることができる。例えば,電極の上に,3~15質量%(特に5~10質量%)の酸化スズ微粒子の水分散液を塗布して作製することができる。酸化スズ微粒子水分散液は公知又は市販品を用いることができる。塗布の方法は,スピンコート法が好ましい。なお,塗布は例えば15~30℃程度で行うことができる。基板上に電極及び電子輸送層を形成した後に,レジストパターンによるエッチングを行うものや,レーザーを用いたパターニングを行ってもよい。
Step of forming an electron transport layer (S102)
The electron transport layer can be obtained using a known film formation method depending on the material to be formed. For example, it can be produced by applying an aqueous dispersion of 3 to 15 mass % (especially 5 to 10 mass %) tin oxide fine particles onto the electrode. A known or commercially available tin oxide fine particle aqueous dispersion can be used. A preferred coating method is spin coating. Incidentally, the coating can be performed at, for example, about 15 to 30.degree. After forming the electrode and the electron transport layer on the substrate, etching using a resist pattern or patterning using a laser may be performed.

ペロブスカイト層を形成する工程(S103)
ペロブスカイト層を形成する工程の例は,ペロブスカイト化合物を含む溶液を基板に塗布する工程と,基板に貧溶媒を塗布する工程と,基板をアニール処理する工程と,をこの順で含むものである。ペロブスカイト化合物を含む溶液を基板に塗布するためには,スピンコート,ディップコート,スクリーン印刷法,ロールコート,ダイコート法,転写印刷法,スプレー法,又はスリットコートを用いればよい。これらの中では,スピンコートにより基板上に溶液を塗布することが好ましい。スピンコートは,溶液を滴下しつつ,基板を回転させ,基板上に溶液を塗布する方法である。また,溶液を搭載した基板を回転させ,さらに基板に溶液を塗布してもよい。回転速度は,最大速度が1000~1万rpmを30秒から5分,最高速度までを2秒から15秒,最大速度から停止までを2秒から15秒とすればよい。
Step of forming a perovskite layer (S103)
An example of a process for forming a perovskite layer includes, in this order, a process of applying a solution containing a perovskite compound to a substrate, a process of applying a poor solvent to the substrate, and a process of annealing the substrate. Spin coating, dip coating, screen printing, roll coating, die coating, transfer printing, spraying, or slit coating may be used to apply the solution containing the perovskite compound to the substrate. Among these, it is preferable to apply the solution onto the substrate by spin coating. Spin coating is a method of applying the solution onto the substrate by dropping the solution and rotating the substrate. Alternatively, the substrate on which the solution is mounted may be rotated and the solution may be further applied to the substrate. As for the rotation speed, the maximum speed is 1000 to 10,000 rpm for 30 seconds to 5 minutes, the maximum speed is 2 seconds to 15 seconds, and the maximum speed to stop is 2 seconds to 15 seconds.

次に,基板に貧溶媒を塗布する工程について説明する。
貧溶媒とは,溶質を溶かす能力はあるものの,溶質の溶解度が高くない溶媒を意味する。貧溶媒の例は,ジクロロメタン,クロロホルム等の置換脂肪族炭化水素;トルエン,ベンゼン等の芳香族炭化水素;クロロベンゼン,オルトジクロロベンゼン,ニトロベンゼン等の置換芳香族炭化水素;酢酸,ジエチルエーテル,テトラヒドロフラン(THF)等のエーテル;メタノール,エタノール,イソプロパノール,ブタノール,オクタノール等のアルコール;ヘキサン等の長鎖炭化水素(特にC4-10炭化水素);アセトニトリル等が挙げられる。これら貧溶媒は,単独で使用することもできるし,2種以上を組合せて使用することもできる。これらの中では,クロロベンゼン又はトルエンが好ましい。
Next, the step of coating the substrate with the poor solvent will be described.
A poor solvent means a solvent that has the ability to dissolve a solute but does not have a high solubility for the solute. Examples of poor solvents include substituted aliphatic hydrocarbons such as dichloromethane and chloroform; aromatic hydrocarbons such as toluene and benzene; substituted aromatic hydrocarbons such as chlorobenzene, orthodichlorobenzene and nitrobenzene; ); alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, butanol, octanol; long-chain hydrocarbons (particularly C4-10 hydrocarbons) such as hexane; These poor solvents can be used alone or in combination of two or more. Among these, chlorobenzene or toluene is preferred.

次に,基板をアニール処理する工程について説明する。アニール処理とは,基板を加熱等する工程を意味する。アニール工程は,貧溶媒の滴下後,又はスピンコートが終了した後に基板が停止した後,速やかに行うことが好ましい。アニール処理する工程は,後述する実施例により示された通り,溶媒蒸気を含む密閉系にて,段階的に基板加熱する工程を含むものが好ましい。そして,密閉系では,Sn系ペロブスカイト化合物を含む溶液に含まれる溶媒の蒸気が存在することが好ましく,密閉系内ではその溶媒が飽和蒸気圧又は飽和蒸気圧の90%以上の分圧となっていることが好ましい。 Next, the process of annealing the substrate will be described. Annealing means a process of heating the substrate. The annealing step is preferably performed immediately after the poor solvent is dropped or after the substrate stops after the spin coating is completed. The annealing process preferably includes a process of stepwise heating the substrate in a closed system containing solvent vapor, as shown in the examples described later. In a closed system, the vapor of the solvent contained in the solution containing the Sn-based perovskite compound preferably exists, and in the closed system, the solvent has a saturated vapor pressure or a partial pressure of 90% or more of the saturated vapor pressure. preferably.

正孔輸送層を形成する工程(S104)
正孔輸送層を成膜する方法は,公知の方法を適宜採用すればよい。例えば,有機正孔輸送材料を含む溶液を,乾燥雰囲気下,ペロブスカイト層(光吸収層)上に塗布(スピンコート,インクジェット,ダイコータ等)し,30~150℃(特に50~100℃)で加熱することにより正孔輸送層11を成膜することが好ましい。正孔輸送層を形成することにより素子材料21を得ることができる。
Step of forming a hole transport layer (S104)
A known method may be appropriately adopted as a method for forming the hole transport layer. For example, a solution containing an organic hole transport material is applied (spin coat, ink jet, die coater, etc.) on the perovskite layer (light absorption layer) in a dry atmosphere, and heated at 30 to 150°C (especially 50 to 100°C). It is preferable to form the hole transport layer 11 by The device material 21 can be obtained by forming the hole transport layer.

その後に,第1のフィルム21及び第2のフィルム23を貼り合わせる(S301)。すると図1に示す太陽電池を得ることができる。第1のフィルム21及び第2のフィルム23を重ねて加圧することで,2つのフィルムを貼り合張り合わせてもよい。この際に,加温してもよい。 After that, the first film 21 and the second film 23 are pasted together (S301). Then, the solar cell shown in FIG. 1 can be obtained. By stacking the first film 21 and the second film 23 and applying pressure, the two films may be pasted together. At this time, it may be heated.

第1のフィルム21は光電変換層7,9,11をさらに含むものであってもよい。つまり,第1のフィルム25は,第2の電極13及び第2の可撓性基板15に加えて,光電変換層7,9,11を含んでもよい。 The first film 21 may further include photoelectric conversion layers 7 , 9 , 11 . That is, the first film 25 may include the photoelectric conversion layers 7 , 9 and 11 in addition to the second electrode 13 and the second flexible substrate 15 .

図4は,第1のフィルムが第1の接続用電極を有するとともに,第2のフィルムが第2の接続用電極を有するものを示す概念図である。図4に示される2枚のフィルムを貼り合わせることで太陽電池が得られる。この太陽電池の第1の電極5と第2の電極13とは,第1の接続用電極部25と第2の接続用電極部27とを介して導通がとられる。このように,2つのフィルムがそれぞれ接続用電極を有するものであってもよい。 FIG. 4 is a conceptual diagram showing that the first film has a first connection electrode and the second film has a second connection electrode. A solar cell is obtained by laminating the two films shown in FIG. The first electrode 5 and the second electrode 13 of this solar cell are electrically connected through a first connection electrode portion 25 and a second connection electrode portion 27 . Thus, the two films may each have a connection electrode.

図5は,第2のフィルムが第2の接続用電極を有するものを示す概念図である。図5に示される2枚のフィルムを貼り合わせることで太陽電池が得られる。この太陽電池の第1の電極5と第2の電極13とは,第2の接続用電極部27を介して導通がとられる。このように,第2のフィルム23が2つのフィルムがそれぞれ接続用電極を有するものであってもよい。 FIG. 5 is a conceptual diagram showing that the second film has a second connection electrode. A solar cell is obtained by laminating the two films shown in FIG. The first electrode 5 and the second electrode 13 of this solar cell are electrically connected through the second connection electrode portion 27 . In this way, two films of the second film 23 may each have a connection electrode.

図6は,正孔輸送層と電子輸送層の作成順が図2とは逆のものを示すフローチャートである。このように正孔輸送層と電子輸送層は,図1のものと逆にとなるようにしてもよい。 FIG. 6 is a flow chart showing that the order of forming the hole-transporting layer and the electron-transporting layer is opposite to that of FIG. Thus, the hole-transporting layer and the electron-transporting layer may be reversed from those in FIG.

上記の方法において,第1のフィルム21は,光電変換層のうち一部を有し,第2のフィルム23は光電変換層のうち残りを有してもよい。すると,第1のフィルム21と,第2のフィルム23とが貼り合わさった後に,光電変換層が完成することとなる。 In the above method, the first film 21 may have a portion of the photoelectric conversion layer and the second film 23 may have the remainder of the photoelectric conversion layer. Then, after the first film 21 and the second film 23 are bonded together, the photoelectric conversion layer is completed.

図7は,第1のフィルムが正孔輸送層を有し,第2のフィルムが電子輸送層とペロブスカイト層を有するものを用いて太陽電池を製造する例を示すフローチャートである。図7のフローチャートに従って得られる第1のフィルムと第2のフィルムの概要は図8に示される。図8は,図7のフローチャートに従って得られる第1のフィルムと第2のフィルムをしめす概念図である。図8に示されるように,この例では,第1のフィルム21が正孔輸送層7を有し,第2のフィルム23が電子輸送層11とペロブスカイト層9を有する。この例では,第1のフィルムと第2のフィルムとが貼り合わさった後に,光電変換層7.9.11が完成することとなる。 FIG. 7 is a flow chart showing an example of making a solar cell using a first film having a hole-transporting layer and a second film having an electron-transporting layer and a perovskite layer. A schematic of the first and second films obtained according to the flow chart of FIG. 7 is shown in FIG. FIG. 8 is a conceptual diagram showing the first film and the second film obtained according to the flow chart of FIG. As shown in FIG. 8, in this example the first film 21 has the hole transport layer 7 and the second film 23 has the electron transport layer 11 and the perovskite layer 9 . In this example, the photoelectric conversion layer 7.9.11 is completed after the first film and the second film are bonded together.

上記の方法において,第1のフィルム21は第1のペロブスカイト前駆体層31をさらに有し,第2のフィルム23は第2のペロブスカイト前駆体層33をさらに有するものであってもよい。図9は,第1のフィルムと第2のフィルムとが,それぞれペロブスカイト前駆体層を有するものを示す概念図である。この場合,第1のペロブスカイト前駆体層31及び第2のペロブスカイト前駆体層33は,第1のフィルム21及び第2のフィルム23が貼り合わられせた後に,ペロブスカイト層9を形成することとなる。 In the above method, the first film 21 may further have a first perovskite precursor layer 31 and the second film 23 may further have a second perovskite precursor layer 33 . FIG. 9 is a conceptual diagram showing a first film and a second film each having a perovskite precursor layer. In this case, the first perovskite precursor layer 31 and the second perovskite precursor layer 33 will form the perovskite layer 9 after the first film 21 and the second film 23 are laminated. .

ペロブスカイト前駆体層
ペロブスカイト前駆体層は,所定の処理を行うことでペロブスカイト層となる層を意味する。例えば,第1のペロブスカイト前駆体層31及び第2のペロブスカイト前駆体層33には,それぞれの組成が合わされるとペロブスカイト層を構成する要素を含み,第1のフィルム21及び第2のフィルム23が貼り合わらせられるとペロブスカイト層9を形成することとなる組成を有すればよい。ペロブスカイトの前駆体は,例えば特開2019-055916号公報に記載される通り,公知である。ペロブスカイト前駆体層は,公知のペロブスカイトの前駆体を適宜含めばよい。例えば,錯体は,式(AMn1m1)で示される化合物と, (1)1,3-ジメチル-3,4,5,6-テトラヒドロ-2(1H)ピリミジノン(「DMTHP」と略記), (2)スルホラン(テトラヒドロチオフェン1,1-オキシド:「SU」と略記), (3)テトラメチレンスルホキシド(「TS」と略記),又は (4)N,N-ジメチルアセトアミド(「DMA」と略記)を含む錯体が,ペロブスカイトの前駆体である。
Aは,メチルアンモニウムカチオン(CHNH ),ホルムアミジニウムカチオン(NHCHNH ),又はセシウムカチオン(Cs)であり,
Mは,Pb2+,Ge2+,又はSn2+であり,
Xは,F,Cl,Br,又はIであり,
n1は,0.8~1.2であり,
m1は,2.8~3.2である。
上記の錯体を含む膜を加熱すると,分子(L)が分離し,ペロブスカイト化合物が形成される。例えば,第1のフィルム21及び第2のフィルム23が貼り合わられせた後に,加熱することで,ペロブスカイト層9を得ることができる。
Perovskite Precursor Layer A perovskite precursor layer means a layer that becomes a perovskite layer by performing a predetermined treatment. For example, the first perovskite precursor layer 31 and the second perovskite precursor layer 33 contain elements that, when combined in their respective compositions, constitute the perovskite layer, and the first film 21 and the second film 23 are It is sufficient that it has a composition that forms the perovskite layer 9 when bonded together. Perovskite precursors are known, for example, as described in JP-A-2019-055916. The perovskite precursor layer may contain a known perovskite precursor as appropriate. For example, the complex is a compound represented by the formula (AM n1 X m1 ) and (1) 1,3-dimethyl-3,4,5,6-tetrahydro-2(1H)pyrimidinone (abbreviated as “DMTHP”), (2) sulfolane (tetrahydrothiophene 1,1-oxide: abbreviated as “SU”), (3) tetramethylene sulfoxide (abbreviated as “TS”), or (4) N,N-dimethylacetamide (abbreviated as “DMA” ) is the perovskite precursor.
A is a methylammonium cation ( CH3NH3 + ), a formamidinium cation ( NH2CHNH2 + ), or a cesium cation (Cs + ) ;
M is Pb 2+ , Ge 2+ , or Sn 2+ ;
X is F , Cl , Br , or I ;
n1 is 0.8 to 1.2,
m1 is 2.8 to 3.2.
When the film containing the above complex is heated, the molecule (L) separates and forms a perovskite compound. For example, the perovskite layer 9 can be obtained by heating after bonding the first film 21 and the second film 23 together.

上記の方法において,第1のフィルム21は第1のペロブスカイト層37をさらに有し,第2のフィルム23は第2のペロブスカイト層39をさらに有し,第1のペロブスカイト層37及び第2のペロブスカイト層39が合わさって,ペロブスカイト層を構成するものであってもよい。図10は,第1のフィルムと第2のフィルムとが,それぞれペロブスカイト層を有するものを示す概念図である。例えば,第1のフィルム21の表面には第1のペロブスカイト層が形成される。そして,第2のフィルム23の表面には,第1のペロブスカイト層と同じ組成を有する第2のペロブスカイト層が形成される。これら2つのフィルムを圧着すると,例えば同じ組成を有するペロブスカイト層が溶着され,ひとつのペロブスカイト層を構成する。このようにすれば,容易に2つのフィルムを圧着できる。 In the above method, the first film 21 further comprises a first perovskite layer 37, the second film 23 further comprises a second perovskite layer 39, the first perovskite layer 37 and the second perovskite Layers 39 may together constitute a perovskite layer. FIG. 10 is a conceptual diagram showing that the first film and the second film each have a perovskite layer. For example, a first perovskite layer is formed on the surface of the first film 21 . A second perovskite layer having the same composition as the first perovskite layer is formed on the surface of the second film 23 . When these two films are pressed together, perovskite layers having, for example, the same composition are welded together to form one perovskite layer. By doing so, the two films can be easily pressure-bonded.

上記の方法において,第1の電極5と第2の電極13とは,第1の電極5と第2の電極13の間の領域のうち光電変換層7,9,11が存在しない領域において,第1の電極5上に設けられた第1の接続用電極部25を介して導通がとられるように接続されてもよい。第1の接続用電極部25は,突起状の形状を有していてもよい。第1の接続用電極部25が突起状の形状を有していれば,第2の電極13上に薄層が形成されていても,それを突き抜けて,第2の電極13と導通を確保できるので好ましい。 In the above method, the first electrode 5 and the second electrode 13 are separated in the region between the first electrode 5 and the second electrode 13 where the photoelectric conversion layers 7, 9, and 11 do not exist. It may be connected so as to be conductive via the first connection electrode portion 25 provided on the first electrode 5 . The first connection electrode portion 25 may have a projecting shape. If the first connection electrode portion 25 has a protruding shape, even if a thin layer is formed on the second electrode 13, it penetrates through the thin layer to ensure conduction with the second electrode 13. It is preferable because it can be done.

この例では,例えば,第2の可撓性基板15上に第2の電極(表面電極)13が設けられ,表面電極13上に光電変換層7,9,11が設けられている。一方,この例では,光電変換層7,9,11が,表面電極13の全面に設けられているのではなく,表面電極13の表面であって,光電変換層7,9,11が存在しない領域(この領域を領域Aとする)が存在する。一方,第1の可撓性基板3上には,第1の電極(裏面電極)5が設けられる。そして,第1の可撓性基板3と,第2の可撓性基板15とは対応する形状を有しており,貼り合わさって太陽電池を構成する。裏面電極5上であって,領域Aに対応する領域に,接続用電極部25が存在する。すると,第1の可撓性基板3と,第2の可撓性基板15とが貼り合わさった後に,第1の接続用電極部25が表面電極13と接する。これにより,第1の電極5と第2の電極13とは,第1の接続用電極部25を介して導通がとられるようになる。 In this example, for example, a second electrode (surface electrode) 13 is provided on a second flexible substrate 15 , and photoelectric conversion layers 7 , 9 and 11 are provided on the surface electrode 13 . On the other hand, in this example, the photoelectric conversion layers 7, 9, and 11 are not provided on the entire surface of the surface electrode 13, but on the surface of the surface electrode 13, and the photoelectric conversion layers 7, 9, and 11 do not exist. There is an area (this area will be referred to as area A). On the other hand, a first electrode (back electrode) 5 is provided on the first flexible substrate 3 . The first flexible substrate 3 and the second flexible substrate 15 have corresponding shapes and are bonded together to form a solar cell. A connection electrode portion 25 is present in a region corresponding to the region A on the back electrode 5 . Then, after the first flexible substrate 3 and the second flexible substrate 15 are bonded together, the first connection electrode portion 25 comes into contact with the surface electrode 13 . As a result, the first electrode 5 and the second electrode 13 are electrically connected via the first connection electrode portion 25 .

上記のようにして製造された太陽電池は,以下の構成を有する。つまり,この太陽電池は,第1の可撓性基板3と,透明電極である第1の電極5と,ペロブスカイト層9を有する光電変換層7,9,11と,第2の電極13と,第2の可撓性基板15とをこの順にする。そして,第1の電極5と第2の電極13とは,第1の電極5と第2の電極13の間の領域のうち光電変換層7,9,11が存在しない領域において,第1の電極5上に設けられた第1の接続用電極部25を介して導通がとられるように接続されている。 The solar cell manufactured as described above has the following configuration. That is, this solar cell includes a first flexible substrate 3, a first electrode 5 which is a transparent electrode, photoelectric conversion layers 7, 9 and 11 having a perovskite layer 9, a second electrode 13, The second flexible substrate 15 is arranged in this order. Then, the first electrode 5 and the second electrode 13 are arranged in a region between the first electrode 5 and the second electrode 13 where the photoelectric conversion layers 7, 9, and 11 do not exist. They are connected so as to be conductive via a first connection electrode portion 25 provided on the electrode 5 .

この太陽電池は,図1に示されるように,例えば,第1の可撓性基板3と,第2の可撓性基板15との間に,光電変換層7,9,11が存在しない領域が存在する。特に,この太陽電池は,第1の可撓性基板3と,第2の可撓性基板15との間に,正孔輸送層7とペロブスカイト層9が存在しない領域があるものが好ましい。 As shown in FIG. 1, this solar cell has, for example, a region where the photoelectric conversion layers 7, 9 and 11 do not exist between the first flexible substrate 3 and the second flexible substrate 15. exists. In particular, this solar cell preferably has a region where the hole transport layer 7 and the perovskite layer 9 are not present between the first flexible substrate 3 and the second flexible substrate 15 .

この太陽電池は,図1に示されるように,正孔輸送層7がペロブスカイト層9を覆うものが好ましい。また,正孔輸送層7がペロブスカイト層9よりも広く存在していてもよい。第1のフィルム21と第2のフィルムとを貼り合わせた際に,正孔輸送層7は,第1の電極との接着面となる。この接着面となる正孔輸送層7がペロブスカイト層9を覆うことにより,正孔輸送層7がペロブスカイト層9を酸素や水分から保護し,耐久性を向上させる。 In this solar cell, the hole transport layer 7 preferably covers the perovskite layer 9 as shown in FIG. Also, the hole transport layer 7 may exist wider than the perovskite layer 9 . When the first film 21 and the second film are bonded together, the hole transport layer 7 serves as an adhesive surface with the first electrode. By covering the perovskite layer 9 with the hole transport layer 7 that serves as the adhesion surface, the hole transport layer 7 protects the perovskite layer 9 from oxygen and moisture, thereby improving the durability.

上記の方法において,第1の電極5と第2の電極13とは,第1の電極5と第2の電極13の間の領域のうち光電変換層7,9,11が存在しない領域(領域A)において,第2の電極13上に設けられた第2の接続用電極部27を介して導通がとられるように接続されてもよい。この場合領域Aに,第2の接続用電極部27が設けられ,第1の可撓性基板3と,第2の可撓性基板15とが貼り合わさった後に,第2の接続用電極部27が第1の電極(裏面電極)5と接触してもよい。一方,裏面電極5上であって,領域Aに対応する領域に,第1の接続用電極部25が存在してもよい。この場合,第1の可撓性基板3と,第2の可撓性基板15とが貼り合わさった後に,第2の接続用電極部27が第1の接続用電極部25と接触してもよい。いずれにせよ,このようにして,第1の電極5と第2の電極13とは,第2の接続用電極部27(又は第2の接続用電極部27と第1の接続用電極部25)を介して導通がとられるようになる。 In the above method, the first electrode 5 and the second electrode 13 are defined as a region (region In A), it may be connected so as to be conductive via the second connection electrode portion 27 provided on the second electrode 13 . In this case, the second connection electrode portion 27 is provided in the region A, and after the first flexible substrate 3 and the second flexible substrate 15 are bonded together, the second connection electrode portion 27 may be in contact with the first electrode (back electrode) 5 . On the other hand, the first connection electrode portion 25 may exist in a region corresponding to the region A on the back electrode 5 . In this case, even if the second connection electrode portion 27 contacts the first connection electrode portion 25 after the first flexible substrate 3 and the second flexible substrate 15 are bonded together, good. In any case, in this manner, the first electrode 5 and the second electrode 13 are connected to the second connection electrode portion 27 (or the second connection electrode portion 27 and the first connection electrode portion 25). ) becomes conductive.

このようにして製造された太陽電池は,以下の構成を有する。この太陽電池は,第1の可撓性基板3と,透明電極である第1の電極5と,ペロブスカイト層9を有する光電変換層7,9,11と,第2の電極13と,第2の可撓性基板15とをこの順にする。そして,第1の電極5と第2の電極13とは,第1の電極5と第2の電極13の間の領域のうち光電変換層7,9,11が存在しない領域において,第2の電極13上に設けられた第2の接続用電極部27を介して導通がとられるように接続される。 A solar cell manufactured in this manner has the following configuration. This solar cell includes a first flexible substrate 3, a first electrode 5 which is a transparent electrode, photoelectric conversion layers 7, 9 and 11 having a perovskite layer 9, a second electrode 13, a second , and the flexible substrate 15 in this order. Then, the first electrode 5 and the second electrode 13 are arranged in the region between the first electrode 5 and the second electrode 13 where the photoelectric conversion layers 7, 9, and 11 do not exist. The electrodes 13 are electrically connected through a second connection electrode portion 27 provided on the electrode 13 .

以下の装置及び器具を用いて太陽電池を作成した。
PTFEフィルター:Agilent Technologies, 5190-5266, 0.45 μm
ITO/PENフィルム:Oike & Co., Itd., CX13G-125N-U0, 16 Ω/□
ラミネータ:Nishinbo Mechatronics Inc., PVL0202S
試薬
SnO2水分散液:Alfer Acer, 044592
PEDOT:PSS分散液:Heraeus, Clevios P VP. Al 4083.
PbI2:Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., L0279
FAI:Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., F1263
MABr:Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., M2589
MACl:Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., M0138
超脱水DMF:Kanto Chemical Co., Inc., 11339-85
超脱水DMSO:Wako Pure Chemical Industries, Ltd., 049-07213
超脱水アセトン:Wako Pure Chemical Industries, Ltd., 013-00356
A solar cell was produced using the following equipment and tools.
PTFE filter: Agilent Technologies, 5190-5266, 0.45 µm
ITO/PEN film: Oike & Co., Itd., CX13G-125N-U0, 16 Ω/□
Laminator: Nishinbo Mechatronics Inc., PVL0202S
reagent
SnO2 aqueous dispersion: Alfer Acer, 044592
PEDOT:PSS dispersion: Heraeus, Clevios P VP. Al 4083.
PbI2 : Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., L0279
FAI: Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., F1263
MABr: Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., M2589
MACl: Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., M0138
Ultra-dehydrated DMF: Kanto Chemical Co., Inc., 11339-85
Ultra-dehydrated DMSO: Wako Pure Chemical Industries, Ltd., 049-07213
Ultra-dehydrated acetone: Wako Pure Chemical Industries, Ltd., 013-00356

透明電極であるITO付き PENフィルムをプラズマ処理し,電子輸送層として水溶性SnO2,正孔輸送層として水溶性PEDOT:PSSをそれぞれ塗布した.SnO2層は15 % SnO2水分散液を純水で1:1に薄めた分散液を基板上に300 μL滴下し,スピンコート(ramp 2 秒, 3000 rpm 20 秒間)し,150 °Cで30分間加熱処理することで得た.PEDOT:PSS層も同様に基板上に300 μLのPEDOT:PSS分散液を滴下し,スピンコートにより塗布(ramp 1 秒,500 rpmで9 秒間し,ramp 1秒,4000 rpmで30秒間)し,140 °Cで30分間加熱処理することで得た.SnO2およびPEDOT:PSSの製膜は大気下で行った.以降の工程は全てグローブボックス内で行った(N2ガス,H2O < 0.1 ppm, O2 <0.1 ppm). A PEN film with ITO, which is a transparent electrode, was plasma-treated, and water-soluble SnO 2 was coated as an electron transport layer, and water-soluble PEDOT:PSS was coated as a hole transport layer. For the SnO 2 layer, 300 μL of a 15% SnO 2 aqueous dispersion diluted with pure water (1:1) was dropped onto the substrate, spin-coated (ramp: 2 seconds, 3000 rpm: 20 seconds), and the surface was heated at 150 °C. It was obtained by heat treatment for 30 minutes. For the PEDOT:PSS layer, 300 μL of PEDOT:PSS dispersion was dropped onto the substrate in the same manner and applied by spin coating (ramp 1 second, 500 rpm for 9 seconds, ramp 1 second, 4000 rpm for 30 seconds). It was obtained by heat treatment at 140 °C for 30 min. SnO 2 and PEDOT:PSS films were deposited in air. All subsequent steps were performed in a glove box (N 2 gas, H 2 O < 0.1 ppm, O 2 < 0.1 ppm).

グローブボックス内でPbI2(1798 mg, 3.9 mmol)を超脱水DMF/DMSO混合液(2.85 mL/0.15 mL)に溶解させた.70 °C で30分間攪拌し,PTFEフィルターを用いて濾過し,1.3 MのPbI2溶液を調整した.SnO2およびPEDOT:PSSを塗布した基板上にPbI2溶液(200 μL)をスピンコート法により塗布(ramp 2秒,1500 rpmで30秒間)し,70 °Cで1分間加熱処理し,PbI2層を得た.アセトン:DMSO(10 : 1)溶液を用いてSnO2層,PEDOT:PSS層,PbI2層の一部を取り除き,取り出し電極用のCuテープを取り付けた. PbI 2 (1798 mg, 3.9 mmol) was dissolved in a superdehydrated DMF/DMSO mixture (2.85 mL/0.15 mL) in a glove box. It was stirred at 70 °C for 30 minutes and filtered using a PTFE filter to prepare a 1.3 M PbI 2 solution. PbI 2 solution (200 μL) was applied on the substrate coated with SnO 2 and PEDOT:PSS by spin coating (ramp 2 s, 1500 rpm for 30 s), heat-treated at 70 °C for 1 min, and PbI 2 got a layer. Part of the SnO 2 layer, PEDOT:PSS layer and PbI 2 layer was removed using acetone:DMSO (10:1) solution, and a Cu tape for extraction electrode was attached.

固定化のためのフィルム基板および封止剤はSnO2,PEDOT:PSSを塗布した基板よりも大きい物を用いた.フィルム基板上に封止剤をのせ,120 °C で10分間加熱処理したのち,SnO2およびPEDOT:PSSを塗布した基板をのせて固定した. The film substrate and sealant used for immobilization were larger than the substrate coated with SnO 2 and PEDOT:PSS. A sealant was placed on the film substrate and heat - treated at 120 °C for 10 minutes.

FAI (60 mg, 0.35 mmol),MABr (6.0 mg, 0.05 mmol),MACl (6.0 mg, 0.09 mmol) を超脱水i-PrOH (10 mL) に溶解させた.40 °Cで30分間攪拌し,PTFEフィルターを用いて濾過し,有機カチオン溶液を調整した.それぞれの基板上に,有機カチオン溶液を50 μL滴下後,素早く重ね合わせた.温度150 °Cに設定したラミネータに移し,10分間減圧下で圧着させペロブスカイト層を形成した.以上のプロセスを得て,貼り合わせセルを作製した.得た太陽電池の断面積を測定すると,ペロブスカイト層よりもPEDOT:PSSの方が大きな面積を示していることが分かった。これは,貼り合わせ時の圧力によって柔らかい膜であるPEDOT:PSSが広がったためだと推測される。 FAI (60 mg, 0.35 mmol), MABr (6.0 mg, 0.05 mmol) and MACl (6.0 mg, 0.09 mmol) were dissolved in ultradehydrated i-PrOH (10 mL). The mixture was stirred at 40 °C for 30 minutes and filtered using a PTFE filter to prepare an organic cation solution. After 50 μL of organic cation solution was dropped on each substrate, they were quickly stacked. It was transferred to a laminator set at a temperature of 150 °C and pressed under reduced pressure for 10 minutes to form a perovskite layer. After obtaining the above process, a bonded cell was fabricated. When the cross-sectional area of the obtained solar cell was measured, it was found that the PEDOT:PSS layer showed a larger area than the perovskite layer. This is presumed to be due to the expansion of the PEDOT:PSS, which is a soft film, due to the pressure during bonding.

大気下,1 Sunでの太陽電池特性評価を行った。SnO2層側からの光入射時の特性は,開放電圧が0.70 V,短絡電流密度が17.8mA/cm2,形状因子が0.64,変換効率が8.0%を示した。また,PEDOT:PSS層側からの光入射時には開放電圧が0.58 V,短絡電流密度が15.4mA/cm2,形状因子が0.61,変換効率が5.45%を示した。 Solar cell characteristics were evaluated at 1 Sun in the atmosphere. The characteristics when light was incident from the SnO 2 layer side showed an open-circuit voltage of 0.70 V, a short-circuit current density of 17.8 mA/cm 2 , a form factor of 0.64, and a conversion efficiency of 8.0%. When light was incident from the PEDOT:PSS layer side, the open-circuit voltage was 0.58 V, the short-circuit current density was 15.4 mA/cm 2 , the form factor was 0.61, and the conversion efficiency was 5.45%.

更に,上記1Sunでの光耐久性として,連続100時間照射後の太陽電池特性を評価した。その結果,SnO2層側からの光入射時の特性は,開放電圧が0.67 V,短絡電流密度が16.1mA/cm2,形状因子が0.63,変換効率が6.8%であり,耐久性試験前の特性と比較した
維持率は85%であった。
Furthermore, the solar cell characteristics after 100 hours of continuous irradiation were evaluated as the light durability at 1 Sun. As a result, the characteristics when light was incident from the SnO 2 layer side were an open-circuit voltage of 0.67 V, a short-circuit current density of 16.1 mA/cm2, a form factor of 0.63, and a conversion efficiency of 6.8%. The retention rate was 85% compared with

[比較例1]
ペロブスカイト層を形成するまでの工程は実施例1と同様の工程でデバイスを作製し,その上に,PEDOT:PSS層を形成した。このようにして得た電極と,ITO月PENフィルムwを実施例1と同様にして貼り合わせてセルを作製した。
このセルの太陽電池特性を,大気下,1 Sunで行った。SnO2層側からの光入射時の特性は,開放電圧が0.41 V,短絡電流密度が10.3mA/cm2,形状因子が0.33,変換効率が1.4%を示した。また,PEDOT:PSS層側からの光入射時には開放電圧が0.33 V,短絡電流密度が7.6mA/cm2,形状因子が0.33,変換効率が0.8%を示した。実施例1と比較すると太陽電池性能に劣っていることが明確である。
[Comparative Example 1]
A device was fabricated in the same steps as in Example 1 until the perovskite layer was formed, and a PEDOT:PSS layer was formed thereon. The electrode obtained in this way and the ITO PEN film w were laminated in the same manner as in Example 1 to prepare a cell.
The solar cell characteristics of this cell were performed under atmospheric conditions for 1 Sun. The characteristics when light was incident from the SnO 2 layer side showed an open-circuit voltage of 0.41 V, a short-circuit current density of 10.3 mA/cm 2 , a form factor of 0.33, and a conversion efficiency of 1.4%. When light was incident from the PEDOT:PSS layer side, the open-circuit voltage was 0.33 V, the short-circuit current density was 7.6 mA/cm 2 , the form factor was 0.33, and the conversion efficiency was 0.8%. As compared with Example 1, it is clearly inferior in solar cell performance.

更に,上記1Sunでの光耐久性として,連続100時間照射後の太陽電池特性を評価した。その結果,SnO2層側からの光入射時の特性は,開放電圧が0.16 V,短絡電流密度が6.8mA/cm2,形状因子が0.31,変換効率が0.3%であり,耐久性試験前の特性と比較した
維持率は37.5%であった。実施例1に比較すると維持率が低いことが明確である。
Furthermore, the solar cell characteristics after 100 hours of continuous irradiation were evaluated as the light durability at 1 Sun. As a result, the characteristics when light was incident from the SnO 2 layer side were an open-circuit voltage of 0.16 V, a short-circuit current density of 6.8 mA/cm 2 , a form factor of 0.31, and a conversion efficiency of 0.3%. The retention rate compared with the properties was 37.5%. Compared with Example 1, it is clear that the retention rate is low.

以上明らかなように,本発明の太陽電池は高い初期特性を示すだけでなく,高い光耐久性を有することが明らかである。 As is clear from the above, it is clear that the solar cell of the present invention not only exhibits high initial characteristics, but also has high light durability.

第1及び第2の可撓性基板にPETフィルム50μmを使用し,その上の電極にあらかじめITOを150nm程度成膜し,パターンを形成しておく。その後のプロセスを通しやすくするために,ガラス基板にその可撓性基板を張り付けることもある。
第1の可撓性基板の上に,まず,水溶性のSnO2溶剤をスピンコートで塗布し,150℃程度の加熱で乾燥させる。その上に,ペロブスカイト溶液のスピンコート,乾燥,ホール層のスピンコート,乾燥を行う。ホール層はSpiro-MeOTADにLiTFSiをクロロベンゼンに溶かした溶液を使用した。必要に応じて,ホール層,ペロブスカイト層の一部を除去する。除去する方法としては,レーザー加工で行ったが,他にはメタルマスクによるリアクティブイオンエッチング(RIE)がある。
A PET film having a thickness of 50 μm is used for the first and second flexible substrates, and an ITO film having a thickness of about 150 nm is formed in advance on the electrodes thereon to form a pattern. In some cases, the flexible substrate is attached to the glass substrate to facilitate subsequent processes.
First, a water-soluble SnO 2 solvent is applied onto the first flexible substrate by spin coating and dried by heating at about 150°C. Then, a perovskite solution is spin-coated and dried, and a hole layer is spin-coated and dried. A hole layer was prepared by dissolving LiTFSi in Spiro-MeOTAD in chlorobenzene. If necessary, part of the hole layer and perovskite layer is removed. Laser processing was used as a removal method, but there is also reactive ion etching (RIE) using a metal mask.

一方の第2の可撓性基板には,スクリーン印刷で,第1第2基板の電気的接続用として銀ペーストを所望の箇所に印刷しておく。仕上がり厚さは5~20μm程度になるよう濃度厚さを調整した。貼り合わせは両方のフィルムの位置を合わせ,ローラーで圧力をかけるとよい。圧力はローラーのサイズにもよるが,0.1kg/cm程度の圧力をかけた。貼り合わせる際には少しホール層の表面を柔らかくするためにクロロベンゼンを第2の可撓性基板に吹き付けておき張り合わせると効果的に貼り合わせができた。また,ローラーを70℃程度の一定の温度に加熱しておくことでより効果的に貼り合わせができた。 On one of the second flexible substrates, silver paste is printed at desired locations by screen printing for electrical connection of the first and second substrates. The concentration thickness was adjusted so that the finished thickness was about 5 to 20 μm. For lamination, align the positions of both films and apply pressure with a roller. Although the pressure depends on the size of the roller, a pressure of about 0.1 kg/cm was applied. In order to soften the surface of the hole layer a little, chlorobenzene was sprayed on the second flexible substrate before lamination. Also, by heating the roller to a constant temperature of about 70°C, the bonding was more effective.

フィルムは,PETに限らず可撓性フィルムであればよい。また,透湿を防ぐために,あらかじめバリア層を形成した可撓性フィルムが望ましい。また,接続用材料としては,銀ペースト以外にカーボンペースト,銅ペースト,ニッケルペースト,カーボンナノチューブ等がある。 The film is not limited to PET as long as it is flexible. In order to prevent moisture permeation, a flexible film with a barrier layer formed in advance is desirable. In addition to silver paste, connection materials include carbon paste, copper paste, nickel paste, carbon nanotubes, and the like.

第1及び第2の可撓性基板にPETフィルム50μmを使用しその上の電極にあらかじめITOを150nm程度成膜し,パターンを形成しておく((実施例2と同様)。その後のプロセスを通しやすくするために,ガラス基板にその可撓性基板を張り付けることもある。
第1の可撓性基板の上に,まず,水溶性のSnO溶剤をスピンコートで塗布し,150℃程度の加熱で乾燥させる。その上に,ペロブスカイト溶液のスピンコート,乾燥を行う。必要に応じて,ホール層,ペロブスカイト層の一部を除去する。除去する方法としては,レーザー加工,メタルマスクによるリアクティブイオンエッチング(RIE)がある。
A PET film of 50 μm is used for the first and second flexible substrates, and an ITO film of about 150 nm is formed in advance on the electrodes thereon to form a pattern (similar to Example 2). In some cases, the flexible substrate is attached to the glass substrate to facilitate passage.
First, a water-soluble SnO 2 solvent is applied onto the first flexible substrate by spin coating, and dried by heating at about 150°C. A perovskite solution is spin-coated and dried thereon. If necessary, part of the hole layer and perovskite layer is removed. Methods of removal include laser processing and reactive ion etching (RIE) using a metal mask.

一方の第2の可撓性基板には,スクリーン印刷などで,第1及び第2基板の電気的接続用として銀ペーストを所望の箇所に印刷しておく。仕上がり厚さは5~20μm程度になるよう調整する。その後,ホール層をインクジェット法で所望のパターン形状に塗布をした。電気的接続用の材料による凹凸があるため,スピンコート法による塗布は必ずしも適さない。 Silver paste is printed at desired locations on the second flexible substrate by screen printing or the like for electrical connection of the first and second substrates. Adjust the finished thickness to be about 5 to 20 μm. After that, a hole layer was applied in a desired pattern shape by an inkjet method. Spin coating is not necessarily suitable because of unevenness due to the material for electrical connection.

貼り合わせは両方のフィルムの位置をあらかじめ合わせ,ローラーで圧力をかけるとよい。圧力はローラーサイズにもよるが,0.1kg/cm程度の圧力をかけた。貼り合わせる際にはホール層の表面を柔らかくするために,第1の可撓性基板にクロロベンゼンを吹き付けておき貼り合わせると効果的に貼り合わせができた。また,ローラーを70℃程度の一定の温度に加熱しておくことでより効果的に貼り合わせができた。(材料については実施例2と同じ) It is recommended to align the positions of both films in advance and apply pressure with a roller. A pressure of about 0.1 kg/cm was applied, depending on the roller size. In order to soften the surface of the hole layer, chlorobenzene was sprayed on the first flexible substrate prior to lamination. Further, by heating the roller to a constant temperature of about 70° C., the bonding could be performed more effectively. (Same materials as in Example 2)

上記の実施例では,スピンコートによる塗布を主としたが,インクジェット法により各層を形成してもよい。その場合,第1の可撓性基板にも接続用電極をあらかじめ形成しておき,接続用電極の抵抗を低減することが容易に安定してできるようになる。第1の可撓性基板に形成する接続用電極はITOの上に,Pt, Au, Cu, Ag, Ni, Ti, 等の単一金属,あるいは,それらの合金の金属薄膜を蒸着などで成膜,あるいはそれらの金属ペーストを使ってもよい。 In the above embodiments, spin coating was mainly applied, but each layer may be formed by an ink jet method. In that case, the connection electrodes are formed in advance on the first flexible substrate, and the resistance of the connection electrodes can be easily and stably reduced. The connection electrodes to be formed on the first flexible substrate are made by depositing a metal thin film of a single metal such as Pt, Au, Cu, Ag, Ni, Ti, or an alloy thereof on ITO. Films or metal pastes thereof may be used.

第1及び第2の可撓性基板に例えばPETフィルム50μmを使用し,その上の電極にあらかじめITOを150nm程度成膜し,パターンを形成しておく。その後のプロセスを通しやすくするために,ガラス基板にその可撓性基板を張り付けることもある。
第1の可撓性基板上のITOの上にSnO2をスピンコート法で塗布後,その一部に接続用Cu/Ptを付けるために,メタルマスクをセットし,スパッタで成膜した。その上に実施例2と同様にペロブスカイト層,ホール層を順次塗布した。薄膜で接続用電極を形成した場合には,スピンコート法でも大きな塗布厚ムラができないが,スクリーン印刷で形成する場合は,段差が激しいためにスピンコート法では膜厚ムラが大きくなってしまう。その場合は,インクジェット法で塗布することで膜厚ムラの発生は抑えることができる。一方の第2の可撓性基板のプロセス,および貼り合わせは実施例2と同様の処理でよい。
A PET film having a thickness of 50 μm, for example, is used for the first and second flexible substrates, and an ITO film having a thickness of about 150 nm is formed in advance on the electrodes thereon to form a pattern. In some cases, the flexible substrate is attached to the glass substrate to facilitate subsequent processes.
After applying SnO 2 onto the ITO on the first flexible substrate by a spin coating method, a metal mask was set in order to attach Cu/Pt for connection to a part of it, and a film was formed by sputtering. A perovskite layer and a hole layer were sequentially applied thereon in the same manner as in Example 2. When the connecting electrode is formed of a thin film, even the spin coating method does not produce large unevenness in the thickness of the coating. In that case, it is possible to suppress the occurrence of film thickness unevenness by applying the ink jet method. The process and bonding of one second flexible substrate may be the same as in the second embodiment.

この発明は,太陽電池などの分野で利用されうる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY This invention can be used in fields such as solar cells.

1 太陽電池
3 第1の可撓性基板
5 第1の電極
7 電子輸送層
9 ペロブスカイト層
11 正孔輸送層
13 第2の電極
15 第2の可撓性基板
21 第1のフィルム
23 第2のフィルム
31 第1のペロブスカイト前駆体層
33 第2のペロブスカイト前駆体層
37 第1のペロブスカイト層
39 第2のペロブスカイト層
REFERENCE SIGNS LIST 1 solar cell 3 first flexible substrate 5 first electrode 7 electron transport layer 9 perovskite layer 11 hole transport layer 13 second electrode 15 second flexible substrate 21 first film 23 second Film 31 First Perovskite Precursor Layer 33 Second Perovskite Precursor Layer 37 First Perovskite Layer 39 Second Perovskite Layer

Claims (11)

第1の可撓性基板(3)と,第1の電極(5)と,ペロブスカイト層を有する光電変換層(7,9,11)と,第2の電極(13)と,第2の可撓性基板(15)とをこの順に有する太陽電池の製造方法であって,
第1の可撓性基板(3)及び第1の電極(5)を含む第1のフィルム(21)と,
第2の電極(13)及び第2の可撓性基板(15)を含む第2のフィルム(23)を用意する工程と,
第1のフィルム(21)及び第2のフィルム(23)を貼り合わせる工程を含む,太陽電池の製造方法。
a first flexible substrate (3), a first electrode (5), a photoelectric conversion layer (7, 9, 11) having a perovskite layer, a second electrode (13), and a second flexible substrate A method for manufacturing a solar cell having a flexible substrate (15) in this order,
a first film (21) comprising a first flexible substrate (3) and a first electrode (5);
providing a second film (23) comprising a second electrode (13) and a second flexible substrate (15);
A method for manufacturing a solar cell, comprising a step of laminating a first film (21) and a second film (23).
請求項1に記載の太陽電池の製造方法であって,第2のフィルム(23)は前記光電変換層(7,9,11)をさらに含む太陽電池の製造方法。 A method of manufacturing a solar cell according to claim 1, wherein the second film (23) further comprises said photoelectric conversion layer (7, 9, 11). 請求項1に記載の太陽電池の製造方法であって,第1のフィルム(21)は第1のペロブスカイト前駆体層(31)をさらに有し,第2のフィルム(23)は第2のペロブスカイト前駆体層(33)をさらに有する,太陽電池の製造方法。 A method for manufacturing a solar cell according to claim 1, wherein the first film (21) further comprises a first perovskite precursor layer (31) and the second film (23) is a second perovskite. A method for manufacturing a solar cell, further comprising a precursor layer (33). 請求項1に記載の太陽電池の製造方法であって,第1のフィルム(21)は第1のペロブスカイト層(37)をさらに有し,第2のフィルム(23)は第2のペロブスカイト層(39)をさらに有し,第1のペロブスカイト層(37)及び第2のペロブスカイト層(39)が前記ペロブスカイト層を構成する,太陽電池の製造方法。 A method for manufacturing a solar cell according to claim 1, wherein the first film (21) further comprises a first perovskite layer (37) and the second film (23) comprises a second perovskite layer ( 39), wherein the first perovskite layer (37) and the second perovskite layer (39) constitute the perovskite layers. 請求項1に記載の太陽電池の製造方法であって,第2のフィルム(23)を得るために,第2の可撓性基板(15)にスパッタリングにより第2の電極(13)を形成する工程か導電性ペーストを用いて第2の可撓性基板(15)に第2の電極(13)を形成する工程をさらに含む,太陽電池の製造方法。 A method for manufacturing a solar cell according to claim 1, wherein the second electrode (13) is formed by sputtering on the second flexible substrate (15) to obtain the second film (23). A method of manufacturing a solar cell, further comprising forming a second electrode (13) on the second flexible substrate (15) using a conductive paste. 請求項1に記載の太陽電池の製造方法であって,
第1の電極(5)と第2の電極(13)とは,
第1の電極(5)と第2の電極(13)の間の領域のうち前記光電変換層(7,9,11)が存在しない領域において,
第1の電極(5)上に設けられた第1の接続用電極部(25)を介して導通がとられるように接続される,太陽電池の製造方法。
A method for manufacturing a solar cell according to claim 1,
The first electrode (5) and the second electrode (13) are
In the region between the first electrode (5) and the second electrode (13) where the photoelectric conversion layer (7, 9, 11) does not exist,
A method for manufacturing a solar cell, wherein connection is established through a first connection electrode portion (25) provided on a first electrode (5).
請求項1に記載の太陽電池の製造方法であって,
第1の電極(5)と第2の電極(13)とは,
第1の電極(5)と第2の電極(13)の間の領域のうち前記光電変換層(7,9,11)が存在しない領域において,
第2の電極(13)上に設けられた第2の接続用電極部(27)を介して導通がとられるように接続される,太陽電池の製造方法。
A method for manufacturing a solar cell according to claim 1,
The first electrode (5) and the second electrode (13) are
In the region between the first electrode (5) and the second electrode (13) where the photoelectric conversion layer (7, 9, 11) does not exist,
A method for manufacturing a solar cell, wherein the connection is made conductive via a second connection electrode portion (27) provided on a second electrode (13).
第1の可撓性基板(3)と,透明電極である第1の電極(5)と,光電変換層(7,9,11)と,第2の電極(13)と,第2の可撓性基板(15)とをこの順にする太陽電池であって,
前記光電変換層(7,9,11)は,電子輸送層(7),ペロブスカイト層(9),及び正孔輸送層(11)をこの順で有し,
前記正孔輸送層(11)又は第2の電極(13)は,ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン):ポリ(4-スチレンスルホン酸塩)を含む導電性高分子を含む,太陽電池。
A first flexible substrate (3), a first electrode (5) which is a transparent electrode, photoelectric conversion layers (7, 9, 11), a second electrode (13), and a second flexible substrate. A solar cell having a flexible substrate (15) in this order,
The photoelectric conversion layer (7, 9, 11) has an electron transport layer (7), a perovskite layer (9), and a hole transport layer (11) in this order,
The solar cell wherein the hole transport layer (11) or the second electrode (13) comprises a conductive polymer comprising poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(4-styrenesulfonate). .
第1の可撓性基板(3)と,透明電極である第1の電極(5)と,光電変換層(7,9,11)と,第2の電極(13)と,第2の可撓性基板(15)とをこの順にする太陽電池であって,
前記光電変換層(7,9,11)は,正孔輸送層(11)ペロブスカイト層(9),及び電子輸送層(7),をこの順で有し,
前記電子輸送層(7)は,SnO又はTiOを含む,太陽電池。
A first flexible substrate (3), a first electrode (5) which is a transparent electrode, photoelectric conversion layers (7, 9, 11), a second electrode (13), and a second flexible substrate. A solar cell having a flexible substrate (15) in this order,
The photoelectric conversion layer (7, 9, 11) has a hole transport layer (11), a perovskite layer (9), and an electron transport layer (7) in this order,
The solar cell, wherein said electron transport layer (7) comprises SnO2 or TiO2 .
第1の可撓性基板(3)と,透明電極である第1の電極(5)と,ペロブスカイト層(9)を有する光電変換層(7,9,11)と,第2の電極(13)と,第2の可撓性基板(15)とをこの順にする太陽電池であって,
第1の電極(5)と第2の電極(13)とは,
第1の電極(5)と第2の電極(13)の間の領域のうち前記光電変換層(7,9,11)が存在しない領域において,
第1の電極(5)上に設けられた第1の接続用電極部(25)を介して導通がとられるように接続された,太陽電池。
A first flexible substrate (3), a first electrode (5) which is a transparent electrode, a photoelectric conversion layer (7, 9, 11) having a perovskite layer (9), and a second electrode (13 ) and a second flexible substrate (15) in this order,
The first electrode (5) and the second electrode (13) are
In the region between the first electrode (5) and the second electrode (13) where the photoelectric conversion layer (7, 9, 11) does not exist,
A solar cell which is electrically connected to a first electrode (5) through a first connection electrode portion (25) provided on the first electrode (5).
第1の可撓性基板(3)と,透明電極である第1の電極(5)と,ペロブスカイト層(9)を有する光電変換層(7,9,11)と,第2の電極(13)と,第2の可撓性基板(15)とをこの順にする太陽電池であって,
第1の電極(5)と第2の電極(13)とは,
第1の電極(5)と第2の電極(13)の間の領域のうち前記光電変換層(7,9,11)が存在しない領域において,
第2の電極(13)上に設けられた第2の接続用電極部(27)を介して導通がとられるように接続された,太陽電池。
A first flexible substrate (3), a first electrode (5) which is a transparent electrode, a photoelectric conversion layer (7, 9, 11) having a perovskite layer (9), and a second electrode (13 ) and a second flexible substrate (15) in this order,
The first electrode (5) and the second electrode (13) are
In the region between the first electrode (5) and the second electrode (13) where the photoelectric conversion layer (7, 9, 11) does not exist,
A solar cell connected so as to be conductive via a second connection electrode portion (27) provided on a second electrode (13).
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