[发明专利]光电转换膜和采用该光电转换膜的太阳能电池以及光电转换膜的制造方法

说明书

本发明提供一种具有高的光吸收能力及长的载流子寿命的光电转换膜。本发明的光电转换膜(12)含有由1价的甲脒鎓阳离子、Pb阳离子及碘化物离子构成的钙钛矿型化合物。光电转换膜(12)的膜厚为1μm以上。在光电转换膜(12)中，均方根粗糙度Rq与膜厚之比为0.13以下。

技术领域

本发明涉及光电转换膜和采用该光电转换膜的太阳能电池以及光电转换膜的制造方法。

背景技术

近年来，正在开展钙钛矿型太阳能电池的研究开发。在钙钛矿型太阳能电池中，使用由用化学式AMX₃(这里，A为1价阳离子，M为2价阳离子，且X为卤素阴离子)表示的钙钛矿型晶体结构或与其类似的结构体形成的钙钛矿型化合物作为光电转换材料。

钙钛矿型太阳能电池具有层叠结构，该层叠结构包含相互相对配置的两个电极和配置在其间并进行光吸收及光电荷分离的光电转换层。光电转换层为含有钙钛矿型化合物的层(以下称为“钙钛矿层”)。作为钙钛矿型化合物，可采用例如用HC(NH₂)₂PbI₃(以下有时省略为“FAPbI₃”)表示的钙钛矿型化合物。

特别是，具备含有在上述化学式AMX₃中将M设为铅的铅系钙钛矿型化合物的钙钛矿层的太阳能电池(以下有时称为“铅系钙钛矿型太阳能电池”)示出高的光电转换效率。例如，在铅系钙钛矿型太阳能电池中，报告了效率超过20％的高效率的太阳能电池。在含有铅系钙钛矿型化合物的钙钛矿层中，含有FAPbI₃的钙钛矿层具有最小的禁带宽度(band gap)1.4eV。该禁带宽度的值与能够最有效率地进行太阳光的光吸收的能隙相等。因此，含有FAPbI₃的钙钛矿层即使在含有铅系钙钛矿型化合物的钙钛矿层中，也有望制作出更高效率的太阳能电池。

非专利文献1及非专利文献2公开了FAPbI₃薄膜的制作方法。在非专利文献1及非专利文献2中，暗示通过在钙钛矿型太阳能电池的钙钛矿层中采用FAPbI₃，能够制作出转换效率高的太阳能电池。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：Jeon,Nature 517,(2015)p476

非专利文献2：Fang,Light：ScienceApplications 5,(2016)e16056

发明内容

发明所要解决的课题

本发明的目的在于提供一种具有高的光吸收能力及长的载流子寿命(carrierlifetime)的光电转换膜。

用于解决课题的手段

本发明涉及一种光电转换膜，其中，

含有由1价的甲脒鎓阳离子、Pb阳离子及碘化物离子构成的钙钛矿型化合物，

这里，膜厚为1μm以上，及

均方根粗糙度(root mean square roughness)Rq与所述膜厚之比为0.13以下。

发明效果

本发明提供一种具有高的光吸收能力及长的载流子寿命的光电转换膜。

附图说明

图1A是用于对本发明的第1实施方式的光电转换膜的制造方法的概略进行说明的光电转换膜的示意剖视图。

图1B是用于对本发明的第1实施方式的光电转换膜的制造方法的概略进行说明的光电转换膜的示意剖视图。

图2A是表示本发明的第1实施方式的光电转换膜的制造方法的一个例子的示意图。