光电转换元件的制作方法

本发明涉及一种光电转换元件。

背景技术：

1、作为将光能转换为电能的光电转换元件，太阳能电池备受瞩目。太阳能电池具有各种类型，例如将钙钛矿化合物用作发电层的钙钛矿太阳能电池等。

2、例如，在专利文献1中提出了一种光电转换元件，其具有：第一电极；第二电极，其包含基材和第一材料部，上述基材包含含碳的多个结构体，上述第一材料部设置在多个结构体之间并且包含载流子传输材料；光电转换层，其设置在第一电极与第二电极之间并且包含具有钙钛矿结构的材料；以及第一层，其设置在光电转换层与第二电极之间并且包含载流子传输材料。

3、现有技术文献

4、专利文献

5、专利文献1：日本专利第6339037号公报。

技术实现思路

1、发明要解决的问题

2、但是，以往的光电转换元件在结构稳定性方面有改善的余地。

3、因此，本发明的目的在于提供一种结构稳定性优异的光电转换元件。

4、用于解决问题的方案

5、本发明的光电转换元件是将依次具有透光性基板、透明导电膜、第一导电层、发电层和第二导电层的层叠体一体化而成的，上述第二导电层是由至少包含碳纳米纤维体的多孔层构成的，上述光电转换元件在上述发电层与上述第二导电层之间具有由重均分子量为20000以上且200000以下的聚合物构成的高分子层。根据这样的结构，能够提供结构稳定性优异的光电转换元件。

6、在此，本发明的光电转换元件优选上述聚合物为氢化聚合物。根据这样的结构，能够进一步提高光电转换元件的结构稳定性。

7、此外，本发明的光电转换元件优选上述聚合物为主链具有氢化芳香族或二烯骨架的聚合物。根据这样的结构，能够进一步提高光电转换元件的结构稳定性。

8、此外，本发明的光电转换元件优选上述聚合物为选自氢化芳香族乙烯基化合物-共轭二烯嵌段共聚物、以及氢化芳香族乙烯基化合物-共轭二烯嵌段共聚物的利用含硅原子的极性基团得到的改性物中的一种以上。根据这样的结构，能够进一步提高光电转换元件的结构稳定性。

9、此外，本发明的光电转换元件优选上述氢化芳香族乙烯基化合物-共轭二烯嵌段共聚物具有将非芳香性的碳-碳不饱和键和芳香性的碳-碳不饱和键这两者氢化而成的结构。根据这样的结构，能够进一步提高光电转换元件的结构稳定性。

10、此外，本发明的光电转换元件优选上述第二导电层是由多孔自支撑片构成的。根据这样的结构，能够容易制造光电转换元件并且进一步提高结构稳定性。

11、另外，在本发明中，“多孔自支撑片”是指形成有多个细孔而且即使没有支承体也可保持作为片的形状的片。对于本发明中使用的多孔自支撑片，即使在规定的溶剂或溶液中浸渍该多孔自支撑片、并将其提起后，将该多孔自支撑片贴附于被贴附体时，也不会发生片的破损等，维持作为片的形状。此外，对于本发明中使用的多孔自支撑片，例如在将对于钙钛矿化合物为不良溶剂的氯苯等滴加到片上的情况下、或者在使用用于贴附片的夹具等进行处理的情况下，也不会发生片的破损、变形。而且，本发明中使用的多孔自支撑片优选在例如膜厚为1μm～200μm、面积为1mm2～100cm2的尺寸在没有支承体的情况下保持作为片的形状。

12、此外，本发明的光电转换元件优选上述多孔自支撑片的膜厚为20μm以上。根据这样的结构，光电转换元件的制造变得容易，能够进一步提高结构稳定性。

13、此外，本发明的光电转换元件优选上述发电层包含钙钛矿化合物。根据这样的结构，能够降低光电转换元件的制造成本、并且提高光电转换元件的制造容易性。

14、此外，在本发明的光电转换元件中，优选上述碳纳米纤维体的平均直径(av)与直径的标准偏差(σ)满足关系式：0.20＜(3σ/av)＜0.60。根据这样的结构，能够进一步提高光电转换元件的结构稳定性。

15、另外，“碳纳米纤维体的平均直径(av)”和“碳纳米纤维体的直径的标准偏差(σ：标准偏差)”分别能够使用透射型电子显微镜来测定随机选择的100个碳纳米纤维体的直径(外径)而求出。而且，碳纳米纤维体的平均直径(av)和标准偏差(σ)可以通过变更碳纳米纤维体的制造方法、制造条件来调节，也可以通过组合多种由不同的制造方法得到的碳纳米纤维体来调节。

16、此外，在本发明的光电转换元件中，优选上述碳纳米纤维体的由吸附等温线得到的t-曲线呈上凸的形状。根据这样的结构，能够进一步提高光电转换元件的结构稳定性。

17、进而，本发明的光电转换元件优选通过包括如下工序的方法来制造：在将上述高分子层层叠于上述发电层之后，以成为上述第二导电层的多孔自支撑片和上述高分子层中的至少一者的接合面保持有溶剂的状态，将上述多孔自支撑片层叠于上述高分子层。根据这样的结构，能够容易地制造制造容易且结构稳定性优异的光电转换元件。

18、此外，本发明的光电转换元件优选通过包括如下工序的方法来制造：以成为上述第二导电层的多孔自支撑片和上述发电层中的至少一者的接合面保持有溶解了用于形成上述高分子层的聚合物的溶液的状态，将上述多孔自支撑片层叠于上述发电层。根据这样的结构，能够容易地制造制造容易且结构稳定性优异的光电转换元件。

19、发明效果

20、根据本发明，能够提供一种结构稳定性优异的光电转换元件。

技术特征：

1.一种光电转换元件，其是将依次具有透光性基板、透明导电膜、第一导电层、发电层和第二导电层的层叠体一体化而成的，

2.根据权利要求1所述的光电转换元件，其中，所述聚合物为氢化聚合物。

3.根据权利要求1或2所述的光电转换元件，其中，所述聚合物为主链具有氢化芳香族或二烯骨架的聚合物。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的光电转换元件，其中，所述聚合物为选自氢化芳香族乙烯基化合物-共轭二烯嵌段共聚物、以及氢化芳香族乙烯基化合物-共轭二烯嵌段共聚物的利用含硅原子的极性基团得到的改性物中的一种以上。

5.根据权利要求4所述的光电转换元件，其中，所述氢化芳香族乙烯基化合物-共轭二烯嵌段共聚物具有将非芳香性的碳-碳不饱和键和芳香性的碳-碳不饱和键这两者氢化而成的结构。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的光电转换元件，其中，所述第二导电层是由多孔自支撑片构成的。

7.根据权利要求6所述的光电转换元件，其中，所述多孔自支撑片的膜厚为20μm以上。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的光电转换元件，其中，所述发电层包含钙钛矿化合物。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的光电转换元件，其中，所述碳纳米纤维体的平均直径(av)与直径的标准偏差(σ)满足关系式：0.20＜(3σ/av)＜0.60。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的光电转换元件，其中，所述碳纳米纤维体的由吸附等温线得到的t-曲线呈上凸的形状。

11.一种方法，是制造权利要求1～10中任一项所述的光电转换元件的方法，所述方法包括如下工序：

12.一种方法，是制造权利要求1～10中任一项所述的光电转换元件的方法，

技术总结本发明提供一种光电转换元件(100)，其是将依次具有透光性基板(1)、透明导电膜(2)、第一导电层(5)、发电层(6)和第二导电层(7)的层叠体一体化而成的，上述第二导电层(7)是由至少包含碳纳米纤维体的多孔层(4)构成的，在上述发电层(6)与上述第二导电层(7)之间具有由重均分子量为20000以上且200000以下的聚合物构成的高分子层(8)。技术研发人员：古宫良一受保护的技术使用者：日本瑞翁株式会社技术研发日：技术公布日：2024/7/25