有机薄膜太阳能电池及其制造方法技术

本发明专利技术的主要目的在于提供一种有机薄膜太阳能电池，其不容易发生电极间的短路，即使为大面积，光电转换效率也良好。本发明专利技术提供一种有机薄膜太阳能电池来解决上述课题，该有机薄膜太阳能电池具有透明基板、在所述透明基板上以不同的顺序层叠的网状电极及透明电极、在所述网状电极及透明电极上形成的光电转换层、在所述光电转换层上形成的对置电极，所述有机薄膜太阳能电池的特征在于，所述网状电极的厚度为所述网状电极及透明电极与对置电极之间不发生短路的厚度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有网状电极的有机薄膜太阳能电池。
技术介绍
有机薄膜太阳能电池为在两个不同种类电极间配置具有电子给予性及电子接收性的功能的有机薄膜而成的太阳能电池，与以硅等为代表的无机太阳能电池相比，具有制造工序容易且能够以低成本进行大面积化的优点。在太阳能电池中，受光侧的电极为透明电极。以往，该透明电极使用ITO等金属氧化物等，其中，从导电性、透明性高且功函数高的观点出发，主要使用ΙΤ0。然而，有机薄膜太阳能电池中使用的ITO电极的厚度较薄，为150nm左右，且片电阻较大，为20Ω/ □左右，因此产生的电流通过ITO电极时被消耗，存在发电效率降低这样的问题。该现象随着有机薄膜太阳能电池的面积变大而显著地表现出来。近些年，在硅太阳能电池、染料敏化太阳能电池中，提出有在透明电极上层叠金属网格的结构(例如，参照专利文献1 3)。另外，在有机太阳能电池中，提出有在透明电极的一部分上同时设置比透明电极的电阻高的辅助电极的结构(参照专利文献4)。由此，电极的导电性提高。专利文献1 日本特开2000-243989号公报专利文献2 日本特开2000-243990号公报专利文献3 日本特开2008-243425号公报专利文献4 日本特开2004-158661号公报因此，在有机薄膜太阳能电池中，为了提高发电效率，也考虑在透明电极上层叠金属网格的结构。然而，硅太阳能电池、染料敏化太阳能电池中使用的金属网格的厚度非常厚，为 2μπι 20μπι左右。另一方面，在有机薄膜太阳能电池中，光电转换层等有机层的厚度非常薄，为IOOnm 200nm。因此，将在硅太阳能电池、染料敏化太阳能电池中使用的金属网格直接适用于有机薄膜太阳能电池时，由于光电转换层等有机层的厚度薄，因此存在电极间发生短路的问题。
技术实现思路
本专利技术鉴于上述问题点而提出，其主要目的在于提供一种不容易引起电极间的短路，即使为大面积，光电转换效率也良好的有机薄膜太阳能电池。为了实现上述目的，本专利技术提供一种有机薄膜太阳能电池，其具有透明基板、在所述透明基板上以不同的顺序层叠的网状电极及透明电极、在所述网状电极及透明电极上形成的光电转换层、在所述光电转换层上形成的对置电极，所述有机薄膜太阳能电池的特征在于，所述网状电极的厚度为所述网状电极及透明电极与所述对置电极之间不发生短路的厚度。根据本专利技术，由于阳极侧的电极层叠有网状电极和透明电极，因此即使透明电极的片电阻比较高，只要网状电极的电阻值充分低，就能够充分地降低阳极整体的片电阻。因此，本专利技术的有机薄膜太阳能电池即使面积大，也能够将产生的电力高效地集电，能够得到高发电效率。另外，根据本专利技术，由于网状电极的厚度为网状电极及透明电极与对置电极之间不发生短路的厚度，因此能够防止电极间的短路。在上述专利技术中，优选，所述网状电极的厚度在200nm 300nm的范围内。这是由于当网状电极的厚度过薄时，存在网状电极的片电阻变得过大的情况，当网状电极的厚度过厚时，电极间可能发生短路。另外，在本专利技术中，优选，所述网状电极的形状为六边形或平行四边形的格子状。 这是为了能够防止流过网状电极的电流发生局部集中的情况。并且，在本专利技术中，优选，所述网状电极的开口部的比率在80 % 98 %的范围内。 这是由于当开口部的比率过小时，向光电转换层的入射量减少，当开口部的比率过大时，网状电极的电阻增大。并且，在本专利技术中，优选，所述网状电极为通过真空成膜法形成的金属薄膜。这是因为溅射法等真空成膜法能够在玻璃基板、PET膜等透明基板上形成膜厚均勻且密接良好的金属薄膜。另外，在本专利技术中，优选，在所述透明基板上依次层叠所述网状电极及所述透明电极。这是因为透明电极与光电转换层或空穴取出层等的接触面积大时界面的接合性良好。并且，在本专利技术中，也可以在所述透明基板上依次层叠所述透明电极及所述网状电极。另外，本专利技术提供一种有机薄膜太阳能电池的制造方法，其用于制造有机薄膜太阳能电池，所述有机薄膜太阳能电池具有透明基板、在所述透明基板上以不同的顺序层叠的网状电极及透明电极、在所述网状电极及透明电极上形成的光电转换层、在所述光电转换层上形成的对置电极，所述有机薄膜太阳能电池的制造方法的特征在于，具有在所述透明基板上形成金属薄膜，在所述金属薄膜上放置抗蚀剂，通过光刻法将所述金属薄膜构图为网眼状，从而形成所述网状电极的网状电极形成工序。根据本专利技术，由于通过光刻法形成网状电极，因此即使在金属薄膜的厚度薄的情况下，也能够构图为所期望的形状。并且，能够在网状电极的端部形成没有飞边的形状。因此，能够将网状电极的厚度形成为电极间不发生短路的厚度，能够将网状电极形成为不会因网状电极的端部的飞边而发生短路的形状。由此，能够得到电极间难以发生短路的有机薄膜太阳能电池。另外，根据本专利技术，由于层叠网状电极及透明电极而形成阳极，因此能够制造即使大面积也能表现出良好的发电效率的有机薄膜太阳能电池。在上述专利技术中，优选，所述网状电极的厚度在200nm 300nm的范围内，在所述网状电极形成工序后，具有通过能够主要根据涂敷量来调整厚度的方法形成所述光电转换层的光电转换层形成工序。能够主要根据涂敷量来调整厚度的方法是适合于太阳能电池的大面积化的方法。在通过这样的方法形成光电转换层的情况下，当网状电极的厚度比上述范围厚时，难以覆盖网状电极的边缘，在电极间容易发生短路。并且，当网状电极的厚度比上述范围厚时，由于表面张力而会形成比所期望的厚度厚的光电转换层，有可能难以将光电转换层中产生的电能向最表层取出。另一方面，当网状电极的厚度过薄时，网状电极的片电4阻有可能增大。另外，在本专利技术中，优选，在所述网状电极形成工序中，将所述金属薄膜构图为六边形或平行四边形的格子状。这是为了能够防止流过网状电极的电流发生局部集中的情况。专利技术效果在本专利技术中，由于阳极侧的电极层叠有网状电极和透明电极且网状电极具有规定的厚度，因此能够抑制电极间的短路的发生，即使将有机薄膜太阳能电池形成大面积化，也能够得到高发电效率。附图说明图。图。图。图1是表示本专利技术的有机薄膜太阳能电池的一例的简要剖视图。 图2是表示本专利技术的有机薄膜太阳能电池的另一例的简要剖视图。 图3是表示本专利技术的有机薄膜太阳能电池中的网状电极的形状的一例的俯视图。 图4是表示本专利技术的有机薄膜太阳能电池中的网状电极的形状的另一例的俯视图5是表示本专利技术的有机薄膜太阳能电池中的网状电极的形状的另一例的俯视图6是表示本专利技术的有机薄膜太阳能电池中的网状电极的形状的另一例的俯视 7是表示本专利技术的有机薄膜太阳能电池的另一例的简要剖视图。 8是表示本专利技术的有机薄膜太阳能电池的制造方法的一例的工序图, 9是表示实施例4的模拟结果的图。10是表示实施例 11是表示实施例 12是表示实施例 13是表示实施例 14是表示实施例 15是表示实施例 16是表示实施例 17是表示实施例 18是表示实施例 19是表示实施例 20是表示实施例 21是表示实施例 22是表示实施例4的模拟结果的图。 4的模拟结果的图。 4的模拟结果的图。 4的模拟结果的图。 4的模拟结果的图。 4的模拟结果的图。 4的模拟结果的图。 4的模拟结果的图。 4的模拟结果的图。 4的模拟结果的图。 4的模拟结果的图。 4的模拟结本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种有机薄膜太阳能电池，其具有透明基板、在所述透明基板上以不同的顺序层叠的网状电极及透明电极、在所述网状电极及透明电极上形成的光电转换层、在所述光电转换层上形成的对置电极，所述有机薄膜太阳能电池的特征在于，所述网状电极的厚度为所述网状电极及透明电极与所述对置电极之间不发生短路的厚度。

【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：木原健，
申请(专利权)人：大日本印刷株式会社，
类型：发明
国别省市：JP