[发明专利]太阳能电池

说明书

本发明的目的在于，提供光电转换效率高、且即使长期施加电压其光电转换效率也不易降低的太阳能电池。本发明是一种太阳能电池，其依次具有阴极、光电转换层和阳极，上述光电转换层包含通式R‑M‑X₃(其中，R为有机分子、M为金属原子、X为卤素原子或硫属原子)所示的有机无机钙钛矿化合物，进而，在上述光电转换层与上述阳极之间具有防扩散层，所述防扩散层包含：选自碳以及包含元素周期表第6族～第15族金属的金属氧化物、金属氮化物和金属氮氧化物中的至少1种。

技术领域

本发明涉及光电转换效率高、且即使长期施加电压其光电转换效率也不易降低的太阳能电池。

背景技术

以往开发了具备在对置的电极间配置有N型半导体层和P型半导体层的层叠体(光电转换层)的太阳能电池。在这样的太阳能电池中，通过光激发而生成光载流子(电子-空穴对)，电子在N型半导体中移动，空穴在P型半导体中移动，由此产生电场。

现在，已经实用化了的太阳能电池大多是使用硅等无机半导体而制造的无机太阳能电池。然而，无机太阳能电池不仅制造上耗费成本且难以大型化，利用范围有限，因此，使用有机半导体代替无机半导体而制造的有机太阳能电池(例如专利文献1、2)、将有机半导体与无机半导体组合得到的有机无机太阳能电池备受到关注。

有机太阳能电池、有机无机太阳能电池在大多数情况下使用了富勒烯。已知富勒烯主要作为N型半导体而发挥作用。例如，专利文献3记载了使用成为P型半导体的有机化合物和富勒烯类而形成的半导体异质结膜。然而，对于使用富勒烯而制造的有机太阳能电池、有机无机太阳能电池而言，已知其劣化的原因为富勒烯(例如参照非专利文献1)，在寻求替代富勒烯的材料。

因而，近年来发现了被称为有机无机复合半导体且具有使用铅、锡等作为中心金属的钙钛矿结构的光电转换材料，其示出具有高光电转换效率(例如非专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-344794号公报

专利文献2：日本特许第4120362号公报

专利文献3：日本特开2006-344794号公报

非专利文献

非专利文献1：Reese et al.，Adv.Funct.Mater.，20，3476-3483(2010)

非专利文献2：M.M.Lee et al.，Science，338，643-647(2012)

发明内容

发明所要解决的课题

本发明的目的在于，提供光电转换效率高、且即使长期施加电压其光电转换效率也不易降低的太阳能电池。

用于解决课题的方法

本发明是一种太阳能电池，其依次具有阴极、光电转换层和阳极，上述光电转换层包含通式R-M-X₃(其中，R为有机分子、M为金属原子、X为卤素原子或硫属原子)所示的有机无机钙钛矿化合物，进而，在上述光电转换层与上述阳极之间具有防扩散层，所述防扩散层包含：选自碳以及包含元素周期表第6族～第15族金属的金属氧化物、金属氮化物和金属氮氧化物中的至少1种。

以下详述本发明。

对于依次具有阴极、光电转换层和阳极的太阳能电池而言，通过在光电转换层中使用特定的有机无机钙钛矿化合物，可期待光电转换效率的提高。然而，本发明人等发现：虽然太阳能电池在刚制造完成后的光电转换效率高，但若对太阳能电池长期施加电压，则光电转换效率降低。作为其原因，本发明人等认为：或许是因为若对太阳能电池长期施加电压，则阳极的材料(金属)在包含有机无机钙钛矿化合物的光电转换层内扩散，由此导致光电转换效率降低。