(57)【要約】【課題】第２電極を形成済みの光電変換層にアニール処理を施しても光電変換効率をさらに高めることができること。【解決手段】第１電極３上に、溶媒に含めたＰ型材料及びＮ型材料を用いて光電変換層５を形成し、この光電変換層５に溶媒を残した状態で、この光電変換層５上に、上記光電変換層５の残留溶媒を抜き取るための溶媒抜き取り部７ａ，７ｂを設けた第２電極７を形成する。そして第１電極３及び第２電極７によって挟み込まれた光電変換層５に対してアニール処理を施す。
2008111202.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に透明な第１電極を形成する第１電極形成ステップと、
前記第１電極上に、溶媒に含めたＰ型材料及びＮ型材料を用いて光電変換層を形成する光電変換層形成ステップと、
前記光電変換層中に前記溶媒を残した状態で、前記光電変換層上に、前記光電変換層に残留する前記溶媒を抜き取るための溶媒抜き取り部を設けた第２電極を形成する第２電極形成ステップと、
前記第１電極及び前記第２電極によって挟み込まれた前記光電変換層に対してアニール処理を施すアニールステップと
を有することを特徴とする有機太陽電池の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の有機太陽電池の製造方法において、
前記第２電極形成ステップでは、
前記第２電極に、前記溶媒抜き取り部として、前記光電変換層から前記第２電極の上面に抜ける貫通口を形成することを特徴とする有機太陽電池の製造方法。
【請求項３】
請求項１記載の有機太陽電池の製造方法において、
前記第２電極形成ステップでは、
前記第２電極に、前記溶媒抜き取り部として、周囲に比べて厚みの薄い部分を形成することを特徴とする有機太陽電池の製造方法。
【請求項４】
請求項２又は請求項３記載の有機太陽電池の製造方法において、
前記第２電極形成ステップでは、蒸着マスクを用いて前記第２電極に少なくとも１本のスリット状の前記貫通口又は前記厚みの薄い部分を形成することを特徴とする有機太陽電池の製造方法。
【請求項５】
請求項２又は請求項３記載の有機太陽電池の製造方法において、
前記第２電極形成ステップでは、前記光電変換層上に小片を散布するとともに前記小片を散布した前記光電変換層上に前記第２電極を形成し、前記第２電極の一部が載っている状態の前記小片を吹き飛ばして、前記第２電極に前記貫通口又は前記厚みの薄い部分を形成することを特徴とする有機太陽電池の製造方法。
【請求項６】
請求項２又は請求項３記載の有機太陽電池の製造方法において、
前記第２電極形成ステップでは、レーザを用いて前記第２電極に前記貫通口又は前記厚みの薄い部分を形成することを特徴とする有機太陽電池の製造方法。
【請求項７】
請求項２又は請求項３記載の有機太陽電池の製造方法において、
前記第２電極形成ステップでは、エッチングによって前記第２電極に前記貫通口又は前記厚みの薄い部分を形成することを特徴とする有機太陽電池の製造方法。
【請求項８】
請求項２乃至請求項７のいずれか記載の有機太陽電池の製造方法において、
前記第２電極形成ステップでは、
前記貫通口として直径が０．００１μｍ以上３０μｍ未満の穴を前記第２電極に形成することを特徴とする有機太陽電池の製造方法。
【請求項９】
基板上に透明な第１電極を形成する第１電極形成ステップと、
前記第１電極上に、溶媒に含めたＰ型材料及びＮ型材料を用いて光電変換層を形成する光電変換層形成ステップと、
前記光電変換層中に前記溶媒を残した状態で、前記光電変換層上に、前記光電変換層に残留する前記溶媒を抜き取るための溶媒抜き取り部を設けた第２電極を形成する第２電極形成ステップと、
前記第１電極及び前記第２電極によって挟み込まれた前記光電変換層に対してアニール処理を施すアニールステップと
を有する有機太陽電池の製造方法により製造されたことを特徴とする有機太陽電池。
【請求項１０】
基板と、
前記基板上に形成された透明な第１電極と、
前記第１電極上に形成されており、溶媒に含めたＰ型材料及びＮ型材料により構成した光電変換層と、
前記光電変換層に残留していた前記溶媒を抜き取るための溶媒抜き取り部が形成されている第２電極と
を有することを特徴とする有機太陽電池。
【請求項１１】
請求項１０記載の有機太陽電池において、
前記第２電極には、前記溶媒抜き取り部として、前記光電変換層との接触面からその反対側である表面に貫通する貫通口が形成されていることを特徴とする有機太陽電池。
【請求項１２】
請求項１０記載の有機太陽電池の製造方法において、
前記第２電極には、前記溶媒抜き取り部として、周囲に比べて厚みの薄い部分が形成されていることを特徴とする有機太陽電池。
【請求項１３】
請求項１０記載の有機太陽電池において、
前記貫通口の直径又は幅は、０．００１μｍ以上３０μｍ未満であることを特徴とする有機太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸収した光に基づく光電変換によって発電する有機太陽電池の製造方法、有機太陽電池の製造方法により製造された有機太陽電池及び、有機太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保護活動が活発であり、環境に優しく無尽蔵に供給される太陽光を利用した太陽光発電の拡大が待望まれている。このような太陽光発電を行う太陽電池としては、コスト的に採用の難しいシリコン太陽電池の代わりとして有機太陽電池が有力視されている。この有機太陽電池の特長としては，シリコン太陽電池などよりもはるかに軽量で低コスト、しかも加工しやすく、いかなる形状や用途にも対応可能な点を挙げることができる。【０００３】
従来の有機太陽電池としては、一例として高分子タイプの有機太陽電池を挙げることができる。この高分子タイプの有機太陽電池では、Ｐ型材料とＮ型材料を含む溶媒を、透明な第１電極を形成済みの基板に塗布して光電変換膜を形成した後、その上に第２電極を形成するという簡単な構成とすることができる（特許文献１参照）。【０００４】
このような高分子タイプの有機太陽電池の製造方法においては、混合して形成した光電変換膜中のＰ型材料とＮ型材料との分布制御が困難であり、この分布状況次第では光電変換効率が大きく変わってしまう。そこで従来、有機太陽電池を製造した後にアニール処理を行うことで、Ｐ型材料とＮ型材料との層分離を利用した自己組織化により光電変換膜中の構造をある程度制御し、大幅に光電変換効率を高めようとしている。このような有機太陽電池は、現状、２ｍｍ角程度の小さな素子であり、上部電極を成膜した後に１４０度程度の温度でアニール処理しても、残留溶媒が２ｍｍ角程度の素子の側方から抜けることから、特に不具合を生ずることはなかった。【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１１６９３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、より大きな面積の有機太陽電池を作成しようとした場合には、アニール処理により、上部電極に不具合が生じてしまう。具体的には、アニール処理により光電変換層を形成したときに、この光電変換層には溶媒が残留しており、このアニール処理においては、この光電変換層から残留溶媒が蒸発し、その上部電極を押し上げてしまって、この上部電極の表面に多数の円形の凸部が生じてしまってしまう。このような現象が上部電極に生じると、有機太陽電池は、全体として光電変換効率が低くなってしまう問題点があった。【０００７】
本発明が解決しようとする課題には、上記した問題が一例として挙げられる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、基板上に透明な第１電極を形成する第１電極形成ステップと、前記第１電極上に、溶媒に含めたＰ型材料及びＮ型材料を用いて光電変換層を形成する光電変換層形成ステップと、前記光電変換層中に前記溶媒を残した状態で、前記光電変換層上に、前記光電変換層に残留する前記溶媒を抜き取るための溶媒抜き取り部を設けた第２電極を形成する第２電極形成ステップと、前記第１電極及び前記第２電極によって挟み込まれた前記光電変換層に対してアニール処理を施すアニールステップとを有する。【０００９】
上記課題を解決するために、請求項９記載の発明は、基板上に透明な第１電極を形成する第１電極形成ステップと、前記第１電極上に、溶媒に含めたＰ型材料及びＮ型材料を用いて光電変換層を形成する光電変換層形成ステップと、前記光電変換層中に前記溶媒を残した状態で、前記光電変換層上に、前記光電変換層に残留する前記溶媒を抜き取るための溶媒抜き取り部を設けた第２電極を形成する第２電極形成ステップと、前記第１電極及び前記第２電極によって挟み込まれた前記光電変換層に対してアニール処理を施すアニールステップとを有する有機太陽電池の製造方法により製造されている。【００１０】
上記課題を解決するために、請求項１０記載の発明は、基板４と、前記基板４上に形成された透明な第１電極と、前記第１電極上に形成されており、溶媒に含めたＰ型材料及びＮ型材料により構成した光電変換層と、前記光電変換層に残留していた前記溶媒を抜き取るための溶媒抜き取り部が形成されている第２電極とを有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態における有機太陽電池１の構成例を示す断面図である。
有機太陽電池１は、基板４、第１電極３、光電変換層５及び第２電極７を有する。
この基板４は、ガラス又はフィルムなどの透明な部材である。この基板４上には透明な第１電極３が形成されている。この第１電極３上には光電変換層５が形成されている。この光電変換層５はＰ型材料及びＮ型材料によって構成されている。この光電変換層５上には第２電極７が形成されている。この光電変換層５は、電子供与性材料及び電子受容性材料を有する。また、基板４として絶縁膜の付いた金属箔や不透明な絶縁体でも良い。この場合は金属または透明な第１電極３を用い第２電極は透明として、第２電極側から光を入射することとなる。【００１２】
このうち電子供与性材料としては、例えばチオフェン及びその誘導体を骨格にもつオリゴマーやポリマー、フェニレン−ビニレン及びその誘導体を骨格にもつオリゴマーやポリマー、チエニレン−ビニレン及びその誘導体を骨格にもつオリゴマーやポリマー、カルバゾール及びその誘導体を骨格にもつオリゴマーやポリマー、ビニルカルバゾール及びその誘導体を骨格にもつオリゴマーやポリマー、ピロール及びその誘導体を骨格にもつオリゴマーやポリマー、アセチレン及びその誘導体を骨格にもつオリゴマーやポリマー、イソチアナフェン及びその誘導体を骨格にもつオリゴマーやポリマー、ヘプタジエン及びその誘導体を骨格にもつオリゴマーやポリマーなどの高分子、無金属フタロシアニン、金属フタロシアニン類およびそれらの誘導体、ジアミン類、フェニルジアミン類およびそれらの誘導体、ペンタセンなどのアセン類およびその誘導体、ポルフィリン、テトラメチルポルフィリン、テトラフェニルポルフィリン、テトラベンズポルフィリン、モノアゾテトラベンズポルフィリン、ジアゾテトラベンズポルフィン、トリアゾテトラベンズポルフィリン、オクタエチルポルフィリン、オクタアルキルチオポルフィラジン、オクタアルキルアミノポルフィラジン、ヘミポルフィラジン、クロロフィル等の無金属ポルフィリンや金属ポルフィリン及びそれらの誘導体、シアニン色素、メロシアニン色素、スクアリリウム色素、キナクリドン色素、アゾ色素、アントラキノン、ベンゾキノン、ナフトキノン等のキノン系色素などの低分子が利用されうる。金属フタロシアニンや金属ポルフィリンの中心金属としては、例えばマグネシウム、亜鉛、銅、銀、アルミニウム、ケイ素、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、スズ、白金、鉛などの金属、金属酸化物、金属ハロゲン化物が用いられる。なお、上記電子供与性材料としては、これらに限定されず、電子供与性のある材料であればいかなるものを採用しても良い。【００１３】
上記電子受容性材料としては、例えばピリジン及びその誘導体を骨格にもつオリゴマーやポリマー、キノリン及びその誘導体を骨格にもつオリゴマーやポリマー、ベンゾフェナンスロリン類およびその誘導体によるラダーポリマー、シアノ−ポリフェニレンビニレンなどの高分子、フッ素化無金属フタロシアニン、フッ素化金属フタロシアニン類及びその誘導体、ペリレン及びその誘導体（ＰＴＣＤＡ、ＰＴＣＤＩなど）、ナフタレン誘導体（ＮＴＣＤＡ、ＮＴＣＤＡなど）、バソキュプロイン及びその誘導体などの低分子が利用されうる。また、上記電子受容性材料としては、例えばＰＣＢＭなどのフラーレン誘導体、カーボンナノチューブの誘導体なども利用される。なお、上記電子受容性材料としては、これらに限定されず、電子受容性のある材料であればいかなるものを採用しても良い。【００１４】
このような構成の有機太陽電池１は、その外部から入射した光（以下「外部光」という）Ｌが透明な基板４及び第１電極３を透過し、光電変換層５に到達する。この光電変換層５では、太陽光スペクトルに吸収スペクトルを持つ電子供与性材料又は電子受容性材料を用いることにより、太陽光の光Ｌを吸収するようになる。【００１５】
例えば電子供与性材料で光Ｌが吸収されると、励起子が生成され、Ｐ型材料とＮ型材料の接触界面で電荷分離が起こり、電子と正孔（ホール）を発生させる。このうち電子は電子受容性材料に移動し、第２電極７から外部の電気回路を通って第１電極３に移動する。この第１電極３に移動した電子は、電子供与性材料に発生した正孔（ホール）と結合し、元の状態に戻る。このような電子の移動の繰り返しにより、有機太陽電池１は、その第１電極３及び第２電極７から電気エネルギーが取り出される。【００１６】
図２は、図１に示す有機太陽電池１をＶ方向から見た場合の構成例を示す上面図である。
この有機太陽電池１においては、その第２電極７に、その光電変換層５に残留していた溶媒を抜き取るための溶媒抜き取り部が形成されている。第２電極７には、その溶媒抜き取り部として、その光電変換層５との接触面からのその反対側である表面に貫通する貫通口が形成されている。また、この第２電極７には、この溶媒抜き取り部として、周囲に比べて厚みの薄い部分が形成されていてもよい。【００１７】
＜溶媒抜き取り口の構成例＞
この溶媒抜き取り口７ａは、例えば少なくとも１つのスリット形状の貫通口又は穴である。この貫通口としては、光電変換層５との接触面から第２電極７の表面（上面）に抜ける空洞を例示することができる。また、この穴としては、周囲に比べて第２電極７の厚みが薄くなっている構成であれば様々な構造を採用することができる。以下の説明では、溶媒抜き取り部として、主として貫通口を例示して説明するが、上述した厚みを薄くした部分にも同様に適用することができる。【００１８】
この溶媒抜き取り口７ａの具体例としては、第２電極７に、複数のスリット形状の溶媒抜き取り口７ａが互いに平行となるように形成されている。このように互いに並列となるように配列している溶媒抜き取り口７ａは、いわゆるストライプ形状を構成している。なお図示の例では、これらスリット形状の溶媒抜き取り口７ａが一方方向（例えば縦方向と表現する）に配列しているが、その一方方向とは垂直な他の方向（横方向）に配列している構成であってもよい。本実施形態では、スリット形状の溶媒抜き取り口７ａの幅が、例えば０．００１μｍ以上３０μｍ未満としている。【００１９】
有機太陽電池１の構成例は以上のようであり、次にこの有機太陽電池１の製造方法の一例について図１及び図２を参照しつつ説明する。
図３〜図６は、それぞれ第１実施形態における有機太陽電池１の製造方法によって有機太陽電池１を製造する様子の一例を示す断面図である。
図３に示すように用意した基板４上には、図４に示すように、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）を材質とする第１電極３が形成されている。この第１電極３上には、必要に応じていわゆるＰＥＤＯＴなどの図示しないバッファ層を塗布しても良い。【００２０】
第１電極３上には、後述するように溶媒に含めたＰ型材料及びＮ型材料を用いて、図５に示すように、上述した電子供与性材料及び電子受容性材料を有する光電変換層５が形成される。なお、この光電変換層５は、Ｐ型材料及びＮ型材料として、各々、例えばＰ３ＨＴ及びＰＣＢＭを採用している。このとき上述のようにＰ型材料及びＮ型材料は、それぞれ所定の溶媒に含めて用いられており、この第１電極３上に光電変換層５を形成した際に、形成された光電変換層５にはこれらの溶媒を多少残留させている。【００２１】
以上のように光電変換層５が形成されると、この光電変換層５上には、必要に応じてＬｉＦ、Ｌｉ２Ｏなどの図示しないバッファ層を蒸着しても良い。この光電変換層５上には、図６に示すように蒸着マスク２を用いて蒸着によって第２電極７が形成される。この蒸着マスク２は、図７に示すように上述した溶媒抜き取り口７ａのスリット形状に応じて構成されている。【００２２】
ここで、このように光電変換層５に溶媒が多少残留している状態で第２電極７を形成するのは、光電変換層５の溶媒を完全に除去してから第２電極７を形成した場合よりも、光電変換層５と第２電極７との接触状態が良好となるためである。【００２３】
＜アニール処理＞
このように第２電極７が形成されると、基板４上に形成された第１電極３及び第２電極７で挟み込まれた構成の光電変換層５は、アニール処理によって加熱処理が施される。このようにアニール処理を必要とするのは、この光電変換層５を構成するＰ型材料及びＮ型材料の接触状態を良好なものとするためである。このようにして有機太陽電池１が完成する。【００２４】
＜蒸着の前後関係に応じた光電変換率＞
ここで、（１）上記蒸着処理の前にアニール処理を施した有機太陽電池と、（２）その蒸着処理の後にアニール処理を施した太陽電池と、（３）その蒸着処理の前後にアニール処理をした太陽電池との光電変換率を比較してみる。【００２５】
まず（１）蒸着処理の前にアニール処理を施した場合には、例えば光電変換効率が１．３％となっている。次に（２）蒸着処理の前後にアニール処理を施した場合には、例えば光電変換効率が１．５％となっている。そして（３）蒸着処理の後にアニール処理を施した場合には、例えば光電変換効率が２％となっている。【００２６】
このように「蒸着後にアニール処理を施した有機太陽電池」がこれらのうち最も高い光電変換効率を示す理由は、光電変換層５に溶媒成分がある状態でアニール処理を施すことにより、第２電極７の材質である金属と光電変換層５との相互作用が起こり光電変換効率を高くしているものと考えられる。【００２７】
ここで、上述のような加熱処理を経ても、この光電変換層５に残留する溶媒は、光電変換層５又は、第２電極７自体の内部を通過する代わりに、この第２電極７に形成された溶媒抜き取り口７ａを通過して外部に放出されるようになっている。このようにすると、有機太陽電池１は、第２電極７の表面に、この溶媒が第２電極７の内部を通過した際に生じやすかった凸形状が形成されないようになる。このため、この有機太陽電池１は、このようなアニール処理を経ても、第２電極７の表面に、このような凸形状が生じることによって光電変換率が低下することを防止することができる。【００２８】
本実施形態では、第２電極７に形成すべき溶媒抜き取り部７ａ（溶媒抜き取り口）の幅が、例えば０．００１μｍ以上３０μｍ未満となるように形成している。ここで本実施形態では、溶媒抜き取り口７ａの幅を０．００１μｍ以上としたのは、塗布型の電極を用いた場合に技術的に開けることが出来る最小の幅であるという理由によるものであり、３０μｍ未満としたのは、肉眼で一定間隔離れた場所から溶媒抜き取り部７ａを確認しにくいため、美観性が向上する（つまり見た目が美しくなる）という理由によるものである。【００２９】
この溶媒抜き取り口７ａの幅は、大きければ大きいほど光電変換層５に残留する溶媒を抜き取りやすいが、幅を大きくすればするほど光電変換できる面積が減少してしまい、光電変換効率が低下してしまう。そこで本実施形態では、例えば溶媒抜き取り口７ａの幅を３０μｍとすることにより、光電変換効率を低下させることなく光電変換層５から溶媒成分を抜き出すことができる。【００３０】
上記実施形態における有機太陽電池１の製造方法は、基板４上に透明な第１電極３を形成する第１電極形成ステップと、上記第１電極３上に、溶媒に含めたＰ型材料及びＮ型材料を用いて光電変換層５を形成する光電変換層形成ステップと、上記光電変換層５中に上記溶媒を残した状態で、上記光電変換層５上に、上記光電変換層５に残留する上記溶媒を抜き取るための溶媒抜き取り部（溶媒抜き取り口７ａ）を設けた第２電極７を形成する第２電極形成ステップと、上記第１電極３及び上記第２電極７によって挟み込まれた上記光電変換層５に対してアニール処理を施すアニールステップとを有する。【００３１】
第２電極形成ステップでは、光電変換層５中に溶媒を残した状態で第２電極を形成した方が、所定の相互作用によって、アニール処理後において、光電変換層５と第２電極７との接触状態が良くなる傾向があることが知られている。
この有機太陽電池の製造方法においては、この光電変換層５に残留していた溶媒が、この光電変換層５に接触する第２電極７自体の内部に入り込んで滞留せず、早期に第２電極７の溶媒抜き取り部から外部に抜ける。【００３２】
このため、第２電極７を形成した後に光電変換層５に溶媒が残留していた場合でも、この溶媒が抜ける際に第２電極７の表面に影響を与えないようにすることができる。よって、このような製造方法により製造された有機太陽電池１は、光電変換層５と第２電極７との接触状態が良好となる上、第２電極７の表面が正常な形状となるため、光電変換効率を高くすることができる。【００３３】
上記実施形態における有機太陽電池１の製造方法においては、上記手法に加えてさらに、上記第２電極形成ステップでは、上記第２電極７に、上記溶媒抜き取り部として、上記光電変換層５から上記第２電極の上面に抜ける貫通口７ａ（溶媒抜き取り口）を形成する。【００３４】
この有機太陽電池１の製造方法においては、この光電変換層５に残留していた溶媒が、この光電変換層５に接触する第２電極７自体の内部に入り込んで滞留する代わりに、この第２電極７の貫通口７ａから早期に外部に抜ける。
このため、第２電極７を形成した後に光電変換層５に溶媒が残留していた場合でも、この溶媒が抜ける際に第２電極７の表面に影響を与えないようにすることができる。よって、このような製造方法により製造された有機太陽電池１は、光電変換層５と第２電極７との接触状態が良好となる上、この第２電極７の表面が正常となるため、光電変換効率を高くすることができる。【００３５】
上記実施形態における有機太陽電池１の製造方法は、上記第２電極形成ステップでは、上記第２電極７に、上記溶媒抜き取り部として、周囲に比べて厚みの薄い部分を形成する。【００３６】
このようにすると、この光電変換層５に残留していた溶媒が、この光電変換層５に接触する第２電極７自体の内部に入り込んで滞留する代わりに、この第２電極７の厚みの薄い部分から早期に外部に抜ける。このため、第２電極７を形成した後に光電変換層５に溶媒が残留していた場合でも、この溶媒が抜ける際に第２電極７の表面に影響を与えないようにすることができる。よって、このような製造方法により製造された有機太陽電池１は、光電変換層５と第２電極７との接触状態が良好となる上、この第２電極７の表面が正常となるため、光電変換効率を高くすることができる。【００３７】
上記実施形態における有機太陽電池１の製造方法は、上記手法に加えてさらに、上記第２電極形成ステップでは、蒸着マスクを用いて上記第２電極７に少なくとも１本のスリット状の上記貫通口７ａ（溶媒抜き取り部）又は上記厚みの薄い部分を形成する。なお、この第２電極形成ステップでは、複数のスリット形状の上記貫通口７ａを平行となるように配列してストライプ状としてもよい。【００３８】
この有機太陽電池１の製造方法においては、この光電変換層５に残留していた溶媒が、この光電変換層５に接触する第２電極７自体の内部に入り込んで滞留する代わりに、この第２電極７に形成された少なくとも１本のスリット状の貫通口７ａから早期に外部に抜ける。
このため、第２電極７を形成した後に光電変換層５に溶媒が残留していた場合でも、この溶媒が抜ける際に第２電極７の表面に影響を与えないようにすることができる。よって、このような製造方法により製造された有機太陽電池１は、光電変換層５と第２電極７との接触状態が良好となる上、この第２電極７の表面が正常となるため、光電変換効率を高くすることができる。【００３９】
上記実施形態における有機太陽電池の製造方法は、上記第２電極形成ステップでは、上記貫通口７ａとして直径が０．００１μｍ以上３０μｍ未満の穴を上記第２電極７に形成している。【００４０】
このようにすると、この光電変換層５に残留していた溶媒が、この光電変換層５に接触する第２電極７自体の内部に入り込まずに、この第２電極７に形成された少なくとも１本のスリット状の貫通口７ａから早期に外部に抜けるようになる。【００４１】
上記実施形態における有機太陽電池１の製造方法により製造された有機太陽電池１は、基板４上に透明な第１電極３を形成する第１電極形成ステップと、前記第１電極３上に、溶媒に含めたＰ型材料及びＮ型材料を用いて光電変換層５を形成する光電変換層形成ステップと、上記光電変換層５中にその溶媒を残した状態で、上記光電変換層５上に、上記光電変換層５に残留するその溶媒を抜き取るための溶媒抜き取り部（溶媒抜き取り口７ａ）を設けた第２電極７を形成する第２電極形成ステップと、上記第１電極３及び上記第２電極７によって挟み込まれた上記光電変換層５に対してアニール処理を施すアニールステップとを有する有機太陽電池１の製造方法により製造されている。【００４２】
このような製造方法によって製造された有機太陽電池１は、第２電極形成ステップにおいて、光電変換層５中に溶媒を残した状態で第２電極７を形成した方が、所定の相互作用によって、アニール処理後において、光電変換層５と第２電極７との接触状態が良くなる。しかも、この有機太陽電池１においては、この光電変換層５に残留していた溶媒が、この光電変換層５に接触する第２電極５自体の内部に入り込んで滞留せず、早期に第２電極７の溶媒抜き取り部７ａから外部に抜ける。【００４３】
このため、第２電極７を形成した後に光電変換層５に溶媒が残留していた場合でも、この溶媒が抜ける際に第２電極７の表面に影響を与えないようにすることができる。よって、このような製造方法により製造された有機太陽電池１は、光電変換層５と第２電極７との接触状態が良好となる上、第２電極７の表面が正常な形状となるため、光電変換効率が高くなる。【００４４】
上記実施形態における有機太陽電池１は、基板４と、上記基板４上に形成された透明な第１電極３と、上記第１電極３上に形成されており、溶媒に含めたＰ型材料及びＮ型材料により構成した光電変換層５と、上記５光電変換層５に残留していたその溶媒を抜き取るための溶媒抜き取り部７ａ（溶媒抜き取り口）が形成されている第２電極７とを有する。【００４５】
このような有機太陽電池１は、光電変換層５上に溶媒を残した状態で第２電極７を形成した方が、所定の相互作用によって、アニール処理後において、光電変換層５と第２電極７との接触状態が良くなる。しかも、この有機太陽電池１においては、この光電変換層５に残留していた溶媒が、この光電変換層５に接触する第２電極５自体の内部に入り込んで滞留せず、早期に第２電極７の溶媒抜き取り部７ａから外部に抜ける。【００４６】
このため、第２電極７を形成した後に光電変換層５に溶媒が残留していた場合でも、この溶媒が抜ける際に第２電極７の表面に影響を与えないようにすることができる。よって、この有機太陽電池１は、光電変換層５と第２電極７との接触状態が良好となる上、第２電極７の表面が正常な形状となるため、光電変換効率が高くなる。【００４７】
上記実施形態における有機太陽電池１は、上記構成に加えてさらに、上記第２電極７には、上記溶媒抜き取り部７ａとして、上記光電変換層５との接触面からその反対側である表面に貫通する貫通口が形成されている。【００４８】
この有機太陽電池１においては、その製造段階において、この光電変換層５に残留していた溶媒が、この光電変換層５に接触する第２電極７自体の内部に入り込んで滞留する代わりに、この第２電極７の貫通口７ａから早期に外部に抜ける。
このため、第２電極７を形成した後に光電変換層５に溶媒が残留していた場合でも、この溶媒が抜ける際に第２電極７の表面に影響を与えないようにすることができる。よって、このような有機太陽電池１は、光電変換層５と第２電極７との接触状態が良好となる上、この第２電極７の表面が正常となるため、光電変換効率を高くすることができる。【００４９】
上記実施形態における有機太陽電池１は、上記第２電極７には、上記溶媒抜き取り部として、周囲に比べて厚みの薄い部分が形成されている。【００５０】
この有機太陽電池１においては、その製造段階において、この光電変換層５に残留していた溶媒が、この光電変換層５に接触する第２電極７自体の内部に入り込んで滞留する代わりに、この第２電極７において周囲に比べて厚みの薄い部分から早期に外部に抜ける。【００５１】
このため、第２電極７を形成した後に光電変換層５に溶媒が残留していた場合でも、この溶媒が抜ける際に第２電極７の表面に影響を与えないようにすることができる。よって、このような有機太陽電池１は、光電変換層５と第２電極７との接触状態が良好となる上、この第２電極７の表面が正常となるため、光電変換効率を高くすることができる。【００５２】
＜第２実施形態＞
図８は、第２実施形態における有機太陽電池１ａを上方から見た場合における構成例を示す上面図である。すなわち図８は、第１実施形態における図２に相当している。【００５３】
第２実施形態における有機太陽電池１ａ及び有機太陽電池１ａの製造方法は、それぞれ第１実施形態における有機太陽電池１及び有機太陽電池１の製造方法とほぼ同様の構成でありほぼ同様の製造方法であることから、同一の構成及び製造方法については第１実施形態における図１乃至図８と同一の符号を用いるとともに、その説明を省略し、以下の説明では異なる点を中心として説明する。【００５４】
第２実施形態では、上記溶媒抜き取り部として、第１実施形態などのようにスリット形状の溶媒抜き取り口７ａである代わりに、溶媒抜き取り口７ｂ（溶媒抜き取り部）が円筒形状の内周面によって構成された貫通穴である点が異なっている。この溶媒抜き取り口７ｂは、形状が異なるものの、光電変換層５の残留溶媒を抜き取る機能に関して第１実施形態における溶媒抜き取り口７ａとほぼ同様の機能を有する。【００５５】
第２実施形態では、この溶媒抜き取り口７ａの内径が、例えば３０μｍ未満となるように形成している。この溶媒抜き取り口７ａの内径は、大きければ大きいほど光電変換層５に残留する溶媒を抜き取りやすいが、内径を大きくすればするほど光電変換できる面積が減少してしまい、光電変換効率が低下してしまう。そこで本実施形態では、例えば溶媒抜き取り口７ａの内径を３０μｍとすることにより、光電変換効率を低下させることなく光電変換層５から溶媒成分を抜き出すことができる。【００５６】
第２実施形態における有機太陽電池１ａは以上のような構成であり、次に図８を参照しつつ、有機太陽電池１ａの製造方法について説明する。
図９〜図１１は、それぞれ第２実施形態における有機太陽電池１ａの製造方法によって有機太陽電池１ａが製造される様子の一例を示す断面図である。【００５７】
第２実施形態では、図５に示すように第１電極３上に光電変換層５が形成されると、次のような手順を経て有機太陽電池１ａが製造される。すなわち、まず、この光電変換層５上には、図９に示すように小さな異物８（以下「ビーズ」という）が散布される。本実施形態では、例えば、この光電変換層５上の所定位置にビーズ８が配置するように撒かれている。このビーズ８としては、光電変換層５の機能に影響を与えない材質及び形状の小片を採用することができる。本実施形態では、このビーズ８として、例えば酸化ケイ素、ガラスを材質とする３０μｍ程度の直径の球形の小片を例示する。【００５８】
次に図１０に示すように、これらビーズ８が配置された光電変換層５上には、第２電極７が形成される。このとき光電変換層５上におけるビーズ８が配置している箇所には、このビーズ８の外形に応じて第２電極７が形成されず、穴７ｂが形成される。この穴７ｂは、上述した実施形態における溶媒抜き取り口７ａに相当するものであり、上述のように光電変換層５に残留していた溶媒を抜き取る際に、この溶媒抜き取り口７ｂとしての機能を有する。【００５９】
このような溶媒抜き取り口７ｂを第２電極７に形成し終わると、これらビーズ８は、例えば窒素を吹き付けることにより容易に第２電極７から除去される。なお、これらビーズ８は、光電変換層５の動作に影響を与えない物質を用いている場合には除去しないようにしても良い。以上のようにして図１１に示す有機太陽電池１ａが完成する（図１に示す有機太陽電池１に相当）。【００６０】
上記実施形態における有機太陽電池１の製造方法は、上記手法に加えてさらに、上記第２電極形成ステップでは、上記光電変換層５上に小片８（ビーズ）を散布するとともに上記小片８を散布した上記光電変換層５上に上記第２電極７を形成し、上記第２電極７の一部が載っている状態の小片８を吹き飛ばして、上記第２電極７に上記貫通口７ｂ（溶媒抜き取り口）を形成する。【００６１】
このようにすると、蒸着マスクを準備しなくても、光電変換層５に小片８を散布するとともに吹き飛ばすという簡単な手法によって、第２電極７に溶媒抜き取り口７ｂを形成することができる。なお、このように小片８を吹き飛ばした後には、例えば溶媒抜き取り口７ｂを中心とした半径の異なる複数の円形の縞模様が形成されている場合がある。【００６２】
＜第３実施形態＞
図１２及び図１３は、それぞれ第３実施形態における有機太陽電池１ａの製造方法によって有機太陽電池１ａが製造される様子の一例を示す断面図である。【００６３】
第３実施形態における有機太陽電池１ａの製造方法は、それぞれ第１実施形態における有機太陽電池１の製造方法とほぼ同様であることから、同一の手順については図１乃至図１１と同一の符号を用いるとともに、その説明を省略し、以下の説明では異なる点を中心として説明する。【００６４】
第３実施形態では、第２電極７に溶媒抜き取り口７ａを形成する方法が、第２実施形態とは異なっている。第３実施形態では、レーザーを用いて第２電極７に溶媒抜き取り口７ａが形成されている。【００６５】
第３実施形態では、図５に示すように第１電極３上に光電変換層５が形成されると、次のような手順を経て有機太陽電池１ａが製造される。すなわち、まず、この光電変換層５上には、図１２に示すように第２電極７が形成される。そしてこの第２電極７には、溶媒抜き取り口７ａを形成すべき位置にレーザーＬＺが照射される。【００６６】
このとき、照射したレーザーＬＺは、第２電極７の下層の光電変換層５にダメージを与えないように制御されている。使用するレーザーＬＺとしては、例えばエルビウムのフェムト秒レーザーなどを用いることが、このようなダメージを与えないようにする点で好ましい。【００６７】
すると、この第２電極７には、レーザーＬＺを照射した位置に、図１３に示すように溶媒抜き取り口７ｂが形成される。このようなレーザーＬＺで第２電極７に溶媒抜き取り口７ｂを形成する場合、この溶媒抜き取り口７ｂを大きく形成しすぎると、光電変換層５の機能を低下（光電変換効率の低下）させてしまうおそれも考えられるため、適切な間隔若しくは密度で形成するのが望ましい。このようにして有機太陽電池１ａが完成する。【００６８】
なお、これら溶媒抜き取り口７ａを形成するのは、有機太陽電池１ａを上方から見た場合、第２電極７の外縁から１ｍｍ程度の枠の部分（以下「外枠領域」という）を除く中央部分のみとすることもできる。なぜなら、第２電極７の外枠領域は、光電変換層５の残留溶媒が、第２電極７の側面に抜けることができ、第２電極７の上面（表面）に抜けなくてもよい場合もあるためである。【００６９】
上記実施形態における有機太陽電池１ａの製造方法は、上記手法に代えて、上記第２電極形成ステップでは、レーザーＬＺを用いて上記第２電極７に上記貫通口７ｂ（溶媒抜き取り部）を形成する。【００７０】
このようにすると、第１実施形態のように蒸着マスク２を準備しなくても、第２電極７に容易に貫通口７ｂ（溶媒抜き取り口）を形成することができる。【００７１】
なお、本実施形態は、上記に限られず、種々の変形が可能である。以下、そのような変形例を順を追って説明する。
上記第３実施形態では、上記第２電極形成ステップにおいてレーザーＬＺを用いて、上記第２電極７に上記貫通口７ｂ（溶媒抜き取り部）を形成しているが、これに限られず、次のようにエッチングによって形成しても良い。【００７２】
つまり、上記実施形態における有機太陽電池１の製造方法は、上記手法に代えて、上記第２電極形成ステップでは、エッチングによって上記第２電極７に上記貫通口７ｂを形成する。【００７３】
このようにすると、第１実施形態のように蒸着マスク２を準備しなくても、第２電極７に容易に貫通口７ｂ（溶媒抜き取り口）を形成することができる。【００７４】
上記実施形態においては、光電変換層５上の第２電極７に溶媒抜き取り口７ａを形成する方法を説明したが、その代わりにポーラスな第２電極（上部電極）を光電変換層５に形成するようにしても良い。ここで「ポーラスな」とは、穴及び貫通口の少なくとも一方で構成される開口部が予め形成されていることを意味している。このポーラスな第２電極としては、光電変換層５上に、例えば塗布して形成されるものを挙げることができる。【００７５】
また上記各実施形態における有機太陽電池１は、次のような製造方法により次のような構成を取ることができる。
図１４は、上記各実施形態の変形例としての有機太陽電池１ｂの構成例を示す断面図である。
この変形例においては、第１実施形態における第２電極７の溶媒抜き取り口７ａが充填部材９によって充填された構成となっている。なお、この変形例においては、第２実施形態における第２電極７の溶媒抜き取り部７ｂが充填部材９によって充填された構成であってもよい。【００７６】
上記各実施形態の変形例における有機太陽電池１ｂは、上記第１実施形態における有機太陽電池１又は上記第２実施形態における有機太陽電池１ａの構成に加えて、上記貫通口７ａ，７ｂ（溶媒抜き取り口）には充填部材９が充填されている。【００７７】
このような構成とすると、水分に弱い光電変換層５が、上記貫通口７ａ，７ｂを通ってきた水分や湿気に曝されることが無くなることから、有機太陽電池１ｂが安定した動作を行うことができるようになる。なお本実施形態では、無機太陽電池ではなく有機太陽電池であることから、溶媒抜き取り口７ａが常時光電変換層５の表面から第２電極７の表面まで貫通するスルーホールである必要が無いため、溶媒抜き取り口７ａが充填部材９によって充填された場合においても、有機太陽電池１の機能に影響が少ない。【００７８】
つまり、上記各実施形態の変形例における有機太陽電池１ｂの製造方法は、上記第１実施形態における有機太陽電池１の製造方法に加えて、上記貫通口７ａ，７ｂ（溶媒抜き取り口）に充填部材９を充填する充填ステップを有する。【００７９】
このようにすると、水分又は湿気が貫通口７ａ（溶媒抜き取り口）を通って光電変換層５に到達しないようにすることができるため、光電変換層５を保護することができる。また、光電変換層５をアニールした後、上記貫通口７ａ，７ｂ（溶媒抜き取り口）に充填部材９を充填する充填ステップにおいて、充填部材9として導電性材料を用いる事により、溶媒抜き取り口７ａ部分でも光電変換が可能となり、光電変換効率を高くすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】第１実施形態における有機太陽電池の構成例を示す断面図である。
【図２】図１に示す有機太陽電池をＶ方向から見た場合の構成例を示す上面図である。
【図３】第１実施形態における有機太陽電池の製造方法によって有機太陽電池を製造する様子の一例を示す断面図である。
【図４】第１実施形態における有機太陽電池の製造方法によって有機太陽電池を製造する様子の一例を示す断面図である。
【図５】第１実施形態における有機太陽電池の製造方法によって有機太陽電池を製造する様子の一例を示す断面図である。
【図６】第１実施形態における有機太陽電池の製造方法によって有機太陽電池を製造する様子の一例を示す断面図である。
【図７】蒸着マスクの構成例を示す平面図である。
【図８】第２実施形態における有機太陽電池を上方から見た場合における構成例を示す上面図である。
【図９】第２実施形態における有機太陽電池の製造方法によって有機太陽電池が製造される様子の一例を示す断面図である。
【図１０】第２実施形態における有機太陽電池の製造方法によって有機太陽電池が製造される様子の一例を示す断面図である。
【図１１】第２実施形態における有機太陽電池の製造方法によって有機太陽電池が製造される様子の一例を示す断面図である。
【図１２】第３実施形態における有機太陽電池の製造方法によって有機太陽電池が製造される様子の一例を示す断面図である。
【図１３】第３実施形態における有機太陽電池の製造方法の一例を示す断面図である。
【図１４】上記各実施形態の変形例としての有機太陽電池の構成例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８１】
１                有機太陽電池
１ａ              有機太陽電池
１ｂ              有機太陽電池
２                蒸着マスク
３                第１電極
４                基板
５                光電変換層
７                第２電極
７ａ              溶媒抜き取り口（溶媒抜き取り部）
７ｂ              溶媒抜き取り口（溶媒抜き取り部）
９                充填部材
【図１】
2008111202.tif 000003
【図２】
2008111202.tif 000004
【図３】
2008111202.tif 000005
【図４】
2008111202.tif 000006
【図５】
2008111202.tif 000007
【図６】
2008111202.tif 000008
【図７】
2008111202.tif 000009
【図８】
2008111202.tif 000010
【図９】
2008111202.tif 000011
【図１０】
2008111202.tif 000012
【図１１】
2008111202.tif 000013
【図１２】
2008111202.tif 000014
【図１３】
2008111202.tif 000015
【図１４】
2008111202.tif 000016
【国際調査報告】
2008111202.tif 000017
2008111202.tif 000018
2008111202.tif 000019
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