本发明专利技术提供一种有机太阳能电池（１），其具有层叠供电子层（１２）和含有３种以上的受电子性材料的受电子层（１４、１６、１７、１８）而成的光电转换层，所述３种以上的受电子性材料中的至少１种是有机物。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种具备接受光而产生电的光电转换层的有机太阳能电池。
技术介绍
对于光电转换元件，像以将光信号转换为电信号的发光二极管或摄像元件、将光能转换为电能的太阳能电池所代表的那样，是相对于光输入显示出电输出的装置，是相对于电输入显示出光输出的电致发光(EL)元件显示出相反的响应的装置。尤其是作为光电转换元件的太阳能电池，在化石燃料的枯竭问题和地球变暖问题的背景下，作为清洁能源近年来受到极大关注，正在积极地进行研究开发。以往，已经得到实用化的是以单晶Si、多晶Si、无定形Si等为代表的硅系太阳能电池，然而因为价格高且随着原料Si的不足问题等逐渐表面化，对新一代太阳能电池的要求在不断提高。此种背景之下，有机太阳能电池由于廉价且毒性低，还不用担心原材料不足，因此作为继硅系太阳能电池之后的新一代的太阳能电池倍受关注。有机太阳能电池由于是全固体型的，因此没有漏液等缺点，制作容易，不使用属于稀有金属的钌等，因此最近倍受关注，正在大力地研究之中。对于有机太阳能电池，最先是以使用了部花青染料等的单层膜开展研究，然而发现通过设为P层/n层的多层膜，转换效率提高，自此以后多层膜就开始成为主流。其后发现，通过向P层与η层之间插入i层(P材料与η材料的混合层)而增加层叠数，转换效率就会提高。另外，其后又发现，利用将p/i/n层串联地层叠的串列电池构成，会进一步提高转换效率。另一方面，在使用了高分子的有机太阳能电池中，主要进行过如下的所谓本体异质结(bulk hetero)结构的研究，即，作为ρ材料使用导电性高分子，作为η材料使用富勒烯C6tl衍生物，将它们混合，通过进行热处理引发微层分离，增加异质结界面，从而提高转换效率。如此所述，对于有机太阳能电池，可以利用电池构成及形态学的最佳化，带来转换效率的提高。但是，虽然有此种进行了改良的有机太阳能电池，然而与以硅等为代表的无机太阳能电池相比，光电转换效率还是较低，因此难以付诸实用，光电转换效率的高效率化成为最大的课题。一般来说，有机太阳能电池的动作过程由(1)光吸收及激子生成、( 激子扩散、⑶电荷分离、⑷载流子移动、(5)电动势产生的单过程组成，为了有机太阳能电池的高效率化，要求这些所有的单过程都是高效率的。有机物大体上说显示出符合太阳光谱图的吸收特性的很少，且很多有机物的载流子迁移率也很低，大多无法实现高转换效率。例如，非专利文献1报告过，通过使用酞菁类或茈酰亚胺类这2种有机物来进行光吸收，使供电子层和受电子层担负空穴和电子各个载流子的输送，则与迄今为止的单层的结构相比，可以实现高转换效率化，然而转换效率不够充分。另外，非专利文献2中报告过，通过受电子性材料PTCBI上，层叠具有电子输送性及激子阻挡性的菲咯啉衍生物的BathocuproindBCP)，设为受电子层，就可以实现高效率化。继而，非专利文献3中报告过，通过在受电子性材料中使用电子输送性高的富勒烯C6tl， 与BCP形成层叠膜，可以实现转换效率的提高，然而电池构成与以往相比没有改变。非专利文献非专利文献1 :C. W. Tang, Appl. Phys. Lett. 48,183 (1986).非专利文献 2 :P. Peumans, V. Bulovic, and S. R. Forrest, Appl. Phys. Lett. 76， 2650(2000).非专利文献 3 :P. Peumans and S. R. Forrest, Appl. Phys. Lett. 79，126 (2001).如上所述，现实状况是，没有获得光电转换效率足够高的有机太阳能电池。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种具有高光电转换效率的有机太阳能电池。为了获得光电转换效率足够高的有机太阳能电池，本专利技术人等从元件设计上对如上所述的问题进行了深入研究，结果发现，迄今为止还没有找出含有BCP且由3种以上的受电子性材料构成的受电子性薄膜的电池构成，而利用将3种以上的受电子性材料设为层叠膜、混合膜的电池构成，转换效率就会提高，从而完成了本专利技术。根据本专利技术，可以提供以下的有机太阳能电池。1. 一种有机太阳能电池，其特征在于，具有层叠供电子层和含有3种以上的受电子性材料的受电子层而成的光电转换层，上述3种以上的受电子性材料中的至少1种是有机物。2.根据1所述的有机太阳能电池，其中，所述受电子层由每层各含有所述3种以上的受电子性材料中的一种的多个层构成。3.根据1所述的有机太阳能电池，其中，上述受电子层由包括混合有上述3种以上的受电子性材料中的至少2种的层的多个层构成。4.根据1所述的有机太阳能电池，其中，上述受电子层由混合有上述3种以上的受电子性材料的单一的层构成。5.根据1 4中任意一项所述的有机太阳能电池，其中，上述3种以上的受电子性材料的薄膜吸收光谱分别具有不同的峰值波长。6.根据1 5中任意一项所述的有机太阳能电池，其中，上述3种以上的受电子性材料中的至少1种选自富勒烯类。7.根据1 6中任意一项所述的有机太阳能电池，其中，上述3种以上的受电子性材料中的1种是C6tl富勒烯，另外的1种选自C61以上的富勒烯类。根据本专利技术，可以提供具有高光电转换效率的有机太阳能电池。附图说明图1是表示本专利技术的有机太阳能电池的形态(a)、(b-1)、(b-2)、(c)的构成的示意图。具体实施例方式本专利技术的有机太阳能电池(以下称作本专利技术的太阳能电池)的特征在于，具有层叠供电子层和含有3种以上的受电子性材料的受电子层而成的光电转换层，上述受电子性材料中的至少1种是有机物。这里，本专利技术的太阳能电池是具有如下特征的有机薄膜太阳能电池，S卩，包含具有供电子性或受电子性的有机半导体薄膜，染料 有机分子利用光吸收生成激子，其移动至在电极或异种薄膜的接触界面中生成的内部电场，在此处引起电荷分离而显示出电动势。本专利技术的太阳能电池的受电子层如果是含有3种以上的受电子性材料的层，则既可以是(a)将3种以上的受电子性材料分别各含有1种的多个层，也可以是(b)包括混合有3种以上的受电子性材料中的至少2种的层的多个层，还可以是(c)混合有3种以上的受电子性材料的单一的层。例如，将具有使用了 3种受电子性材料时的上述形态(a)、(b-1) 及(b-2)、(c)的受电子层的本专利技术的太阳能电池的层构成表示于图1中。本专利技术的太阳能电池1具有层叠于下部电极10上的供电子层12、受电子层14、 16、17、18及对置电极20。上述形态(a)中，受电子层14由将受电子性材料1 3分别各含有1种的3层薄膜(以下有时称作受电子性薄膜)构成。形态(b-Ι)中，受电子层16由混合地含有受电子性材料1及2的单一的薄膜和含有受电子性材料3的薄膜这2个层构成。另外，形态(b-2)中，受电子层17由含有受电子性材料1的薄膜和混合地含有受电子性材料2及3的单一的薄膜这2个层构成。另外，形态(c)中，受电子层18由混合有3种以上的受电子性材料1、2、3的单一的薄膜构成层。本专利技术的太阳能电池的受电子层中所含的3种以上的材料只要是具有作为电子接受体的功能的材料(以下称作“受电子性材料”)即可，它们中的至少1种需要是有机物， 然而对于各个受电子性材料的种类没有特别限定，既可以是有机化合物，也可以是无机化合本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种有机太阳能电池，其特征在于，具有层叠供电子层和含有３种以上的受电子性材料的受电子层而成的光电转换层，所述３种以上的受电子性材料中的至少１种是有机物。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：前田龙志，
申请(专利权)人：出光兴产株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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