[发明专利]有机光电转换元件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机光电转换元件及其制造方法。

背景技术

近年来，利用光能的有机光电转换元件(有机太阳电池，光传感器等)受到了人们关注。有机太阳电池是通过包含阳极和阴极及活性层而构成的，特别是具有包含n型半导体和p型半导体的活性层的本体异质结型太阳能电池受到了关注。有机太阳电池的阳极通常使用由铟锡氧化物(Indium Tin Oxide：简称ITO)组成的透明薄膜(参见例如，Applied Physics Letters Vol.58(1991)1062页)。

由ITO组成的薄膜通常是通过溅射法在基板上制作的，该方法需要真空装置，因此生产性差。在此，从生产性的观点考虑，优选通过更简便的涂布法制作透明电极。例如，已知有具备使用高导电性的PEDOT/PSS(聚(3，4-亚乙基二氧噻吩)(PEDOT)和聚(4-苯乙烯磺酸)(PSS))并通过涂布法而形成的透明阳极的光电转换元件(参见Applied Physics Letters Vol.92(2008)143307页、Applied Physics Letters Vol.92(2008)233308页)。具体来说，该透明电极是使用在PEDOT/PSS的悬浮液中添加了二甲基亚砜(dimethylsulfoxide：简称DMSO)的涂布液，并利用涂布法而形成的。

发明内容

但是，具备使用PEDOT/PSS而形成的阳极的光电转换元件的光电转换效率不充分。

本发明的目的在于提供一种使用通过涂布法就容易形成的透明或半透明阳极且光电转换效率高的有机光电转换元件。

本发明涉及一种有机光电转换元件，其具有阴极、通过涂布法而形成于基板上的阳极和配置于所述阳极与阴极之间的活性层，

所述阳极含有聚苯胺、聚苯胺的衍生物或聚苯胺与聚苯胺的衍生物的混合物。

另外，本发明还涉及有机光电转换元件，其中还包含以与所述活性层及所述阳极相接的方式配置于所述活性层与所述阳极之间、且使用pH值为5～9的溶液通过涂布法形成的功能层。

另外，本发明还涉及所述活性层是通过涂布法形成的所述有机光电转换元件。

另外，本发明还涉及活性层含有共轭高分子化合物和富勒烯衍生物的有机光电转换元件。

另外，本发明还涉及一种有机光电转换元件的制造方法，其为具有阳极、阴极和配置于所述阳极与阴极之间的活性层的有机光电转换元件的制造方法，该方法包括：使用含有聚苯胺、聚苯胺的衍生物或聚苯胺与聚苯胺的衍生物的混合物的涂布液，利用涂布法在基板上形成阳极的工序；利用涂布法形成活性层的工序；和形成阴极的工序。

具体实施方式

以下，对本发明进行详细说明。

<有机光电转换元件>

本发明的有机光电转换元件具有阴极、通过涂布法形成于基板上的阳极和配置于所述阳极与阴极之间的活性层，所述阳极含有聚苯胺、聚苯胺的衍生物或聚苯胺与聚苯胺的衍生物的混合物。本实施方式的有机光电转换元件是按照从基板一侧依次层叠阳极、活性层、阴极而构成的。活性层与阳极之间、和/或活性层与阴极之间可能会设置后述的功能层等规定层。

有机光电转换元件的阳极及阴极中的至少一方是透明或半透明电极，从该透明或半透明电极吸收光。对于本实施方式的有机光电转换元件，在阳极是透明或半透明的、且使用透明或半透明基板的情况下，透过基板、阳极吸收光。由透明或半透明电极入射的光能被构成活性层的受电子性化合物和/或供电子性化合物吸收，电子与空穴结合而生成激发子。如果生成的激发子迁移，达到受电子性化合物和供电子性化合物邻接的异质结界面，则由于界面上各自的HOMO能量及LUMO能量不同，电子和空穴分离，产生能够独立迁移的电荷(电子和空穴)。产生的电荷可以通过向各个电极迁移而作为电能(电流)提供到外部。

(基板)

基板优选是制作有机光电转换元件时不产生变形的基板。作为基板的材料，可以列举例如玻璃、塑料、硅。在不透明基板上制作有机光电转换元件时，优选与设置于基板一侧的阳极相反一侧的阴极是透明或半透明的，通过使用这种透明或半透明的阴极，可以从阴极一侧吸收光。

(阳极)

阳极含有聚苯胺和/或聚苯胺的衍生物，是使用含有聚苯胺、聚苯胺的衍生物或聚苯胺与聚苯胺的衍生物的混合物的涂布液，利用涂布法在基板上形成的。也可以在基板与阳极之间配置例如，配线及规定的平整膜等。由于含有聚苯胺、聚苯胺的衍生物或聚苯胺与聚苯胺的衍生物的混合物的阳极是通过涂布法形成的，因此可以通过简易的工艺制造表现出高光电转换效率的有机光电转换元件。