[发明专利]光电转换元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有含特定高分子化合物的光活性层的光电转换元件。

背景技术

近年来，为了防止地球变暖，要求降低向大气中排出的CO₂。作为降低CO₂的有效方法，例如提倡采用在房屋的屋顶上使用pn结型硅系太阳能电池等光电化学电池的太阳能系统。但是，在所述硅系光电化学电池中使用的单晶硅、多晶硅以及无定形硅，在其制造过程中需要高温、高真空条件，因此存在价格变昂贵的问题。

另一方面，有机薄膜太阳能电池可以省去高温、高真空工序，仅经过涂布工序就能够廉价地制造出，因此近年来受到了瞩目。作为有机薄膜太阳能电池，已知具有由作为给电子性化合物的共轭聚合物、和有机受电子性化合物构成的光活性层的有机薄膜太阳能电池(Applied Physics A 79，31-35(2004))，所述共轭聚合物具有重复单元(A)和重复单元(B)。该共轭聚合物的重复单元(A)和重复单元(B)的摩尔比为0.36∶0.33(Advanced Material 15，988(2003))。

但是，所述有机薄膜太阳能电池的光电转换效率低，要求光电转换效率进一步得到提高。

发明内容

本发明的目的在于，提供光电转换效率高的光电转换元件。

本发明目的之一在于提供一种光电转换元件，其包括至少一个为透明或半透明的一对电极和位于该电极之间的光活性层，并且所述光活性层含有给电子性化合物和受电子性化合物，该给电子性化合物或该受电子性化合物是含有以式(I)所示的重复单元的高分子化合物，该高分子化合物中含有的全部重复单元中式(I)所示的重复单元的比率最大。

(R₁、R₂、R₃、R₄、R₅和R₆相同或相异，表示氢原子或取代基。R₁、R₂、R₃、R₄、R₅和R₆也可以分别相互连结形成环状结构。X₁、X₂和X₃相同或相异，表示硫原子、氧原子、硒原子、-N(R₇)-或-CR₈＝CR₉-。R₇、R₈和R₉相同或相异，表示氢原子或取代基。n和m相同或相异，表示0～5的整数。当R₁、R₂、R₅、R₆、X₁和X₃为多个时，它们相同或相异。

本发明之二提供：n和m为1～3的整数的前述光电转换元件。

本发明之三提供：X₁、X₂和X₃为硫原子的前述光电转换元件。

本发明之四提供：相对于高分子化合物中的全部重复单元的总量、以式(I)表示的重复单元的总量超过50％的前述光电转换元件。

本发明之五提供：相对于高分子化合物中的全部重复单元的总量、以式(I)表示的重复单元的总量为52％以上的前述光电转换元件。

本发明之六提供：相对于高分子化合物中的全部重复单元的总量、以式(I)表示的重复单元的总量小于100％的前述光电转换元件。

本发明之七提供：相对于高分子化合物中的全部重复单元的总量、以式(I)表示的重复单元的总量为98％以下的前述光电转换元件。

本发明之八提供：高分子化合物还含有以式(II)表示的重复单元的前述光电转换元件。

(环A和环B相同或相异，表示芳香环，R₁₀和R₁₁相同或相异，表示氢原子或取代基。R₁₀和R₁₁可以连结形成环状结构。)

本发明之九提供：高分子化合物中含有的全部的重复单元中、以式(II)表示的重复单元的比率小于以式(I)表示的重复单元的比率且为第二大的前述光电转换元件。

本发明之十提供：高分子化合物具有的重复单元仅仅是以式(I)表示的重复单元和以式(II)表示的重复单元的前述光电转换元件。