(57)【要約】【課題】外観の大きな構造変化を伴うこと無く、任意の位置に接続点を形成可能で、かつ軽量化・薄層化可能な有機薄膜太陽電池およびその製造方法、および電子機器を提供する。【解決手段】基板１０上に配置された第１電極層１１と、第１電極層上に配置された正孔輸送層１２と、正孔輸送層上に配置されたバルクへテロ接合有機活性層１４と、バルクへテロ接合有機活性層上に配置された第２電極層１６と、第２電極層上に配置されたパッシベーション層２６と、基板に対して面直方向に配置され、パッシベーション層・バルクへテロ接合有機活性層・正孔輸送層を貫通して、第１電極層と接続された第１取り出し端子電極３８1と、基板に対して面直方向に配置され、パッシベーション層を貫通して、第２電極層と接続された第２取り出し端子電極３８2とを備える有機薄膜太陽電池１およびその製造方法、およびこの有機薄膜太陽電池１を搭載した電子機器。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に配置された第１電極層と、
前記第１電極層上に配置された正孔輸送層と、
前記正孔輸送層上に配置されたバルクへテロ接合有機活性層と、
前記バルクへテロ接合有機活性層上に配置された第２電極層と、
前記第２電極層上に配置されたパッシベーション層と、
前記基板に対して面直方向に配置され、前記パッシベーション層、前記バルクへテロ接合有機活性層、および前記正孔輸送層を貫通して、前記第１電極層と接続された第１取り出し端子電極と、
前記基板に対して面直方向に配置され、前記パッシベーション層を貫通して、前記第２電極層と接続された第２取り出し端子電極と
を備えることを特徴とする有機薄膜太陽電池。
【請求項２】
基板と、
前記基板上に配置された第１電極層と、
前記第１電極層上に配置された正孔輸送層と、
前記正孔輸送層上に配置されたバルクへテロ接合有機活性層と、
前記バルクへテロ接合有機活性層上に配置された第２電極層と、
前記基板に対して面直方向に、前記正孔輸送層、前記バルクへテロ接合有機活性層を貫通し、前記第１電極層まで到達する第３貫通孔を介して前記第１電極層に接続されたＶＩＡ電極層と、
前記第２電極層および前記ＶＩＡ電極層上に配置されたパッシベーション層と、
前記基板に対して面直方向に配置され、前記パッシベーション層を貫通して、前記ＶＩＡ電極層と接続された第１取り出し端子電極と、
前記パッシベーション層を貫通して、前記第２電極層と接続された第２取り出し端子電極と
を備えることを特徴とする有機薄膜太陽電池。
【請求項３】
前記第１取り出し端子電極は、前記第１電極層の任意の位置に接続可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の有機薄膜太陽電池。
【請求項４】
前記第２取り出し端子電極は、前記第２電極層の任意の位置に接続可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の有機薄膜太陽電池。
【請求項５】
前記パッシベーション層上に配置されたカラー化バリア層と、
前記カラー化バリア層上に配置されたバックシートパッシベーション層と
を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機薄膜太陽電池。
【請求項６】
前記パッシベーション層は、ＳｉＮ膜若しくはＳｉＯＮ膜であることを特徴とする請求項５に記載の有機薄膜太陽電池。
【請求項７】
前記カラー化バリア層は、紫外線硬化樹脂であることを特徴とする請求項５に記載の有機薄膜太陽電池。
【請求項８】
前記カラー化バリア層には、着色剤を添加したことを特徴とする請求項６に記載の有機薄膜太陽電池。
【請求項９】
前記カラー化バリア層は、前記パッシベーション層に形成されるスポットを被覆可能であることを特徴とする請求項６に記載の有機薄膜太陽電池。
【請求項１０】
前記パッシベーション層と前記カラー化バリア層は、複数層繰り返し積層化されて、多重積層保護膜を形成したことを特徴とする請求項５〜９のいずれか１項に記載の有機薄膜太陽電池。
【請求項１１】
前記第２電極層の表面に不動態膜を備えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の有機薄膜太陽電池。
【請求項１２】
前記不動態膜は、前記第２電極層の酸化膜であることを特徴とする請求項１１に記載の有機薄膜太陽電池。
【請求項１３】
前記酸化膜は、前記第２電極層の表面を酸素プラズマ処理により形成されることを特徴とする請求項１２に記載の有機薄膜太陽電池。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の有機薄膜太陽電池からなるセルを複数個直列接続したことを特徴とする有機薄膜太陽電池。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の有機薄膜太陽電池を備える電子機器。
【請求項１６】
ディスプレイ領域と、
前記ディスプレイ領域の周辺部に配置された有機薄膜太陽電池形成領域および文字形成領域と
を備え、
前記有機薄膜太陽電池形成領域は、基板と、前記基板上に配置された第１電極層と、前記第１電極層上に配置された正孔輸送層と、前記正孔輸送層上に配置されたバルクヘテロ接合有機活性層と、前記バルクヘテロ接合有機活性層上に配置された第２電極層と、前記第２電極層上に配置されたパッシベーション層と、前記基板に対して面直方向に配置され、前記パッシベーション層、前記バルクへテロ接合有機活性層、および前記正孔輸送層を貫通して、前記第１電極層と接続された第１取り出し端子電極と、前記基板に対して面直方向に配置され、前記パッシベーション層を貫通して、前記第２電極層と接続された第２取り出し端子電極とを備え、
前記ディスプレイ領域および前記文字形成領域は、前記基板と、前記基板上に配置された前記第１電極層と、前記第１電極層上に配置された前記パッシベーション層とを備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１７】
ディスプレイ領域と、
前記ディスプレイ領域の周辺部に配置された有機薄膜太陽電池形成領域および文字形成領域と
を備え、
前記有機薄膜太陽電池形成領域は、基板と、前記基板上に配置された第１電極層と、前記第１電極層上に配置された正孔輸送層と、前記正孔輸送層上に配置されたバルクへテロ接合有機活性層と、前記バルクへテロ接合有機活性層上に配置された第２電極層と、前記基板に対して面直方向に、前記正孔輸送層、前記バルクへテロ接合有機活性層を貫通し、前記第１電極層まで到達する第３貫通孔を介して前記第１電極層に接続されたＶＩＡ電極層と、前記第２電極層および前記ＶＩＡ電極層上に配置されたパッシベーション層と、前記基板に対して面直方向に配置され、前記パッシベーション層を貫通して、前記ＶＩＡ電極層と接続された第１取り出し端子電極と、前記パッシベーション層を貫通して、前記第２電極層と接続された第２取り出し端子電極とを備え、
前記ディスプレイ領域および前記文字形成領域は、前記基板と、前記基板上に配置された前記第１電極層と、前記第１電極層上に配置された前記パッシベーション層とを備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１８】
前記第１取り出し端子電極は、前記第１電極層の任意の位置に接続可能であることを特徴とする請求項１６または１７に記載の電子機器。
【請求項１９】
前記第２取り出し端子電極は、前記第２電極層の任意の位置に接続可能であることを特徴とする請求項１６または１７に記載の電子機器。
【請求項２０】
前記有機薄膜太陽電池形成領域は、
前記パッシベーション層上に配置されたカラー化バリア層と、前記カラー化バリア層上に配置されたバックシートパッシベーション層とを備え、
前記ディスプレイ領域および前記文字形成領域は、
前記パッシベーション層上に配置された前記カラー化バリア層と、前記カラー化バリア層上に配置された前記バックシートパッシベーション層とを備え、
前記有機薄膜太陽電池形成領域に対応した前記カラー化バリア層および前記文字形成領域に対応した前記カラー化バリア層は、着色されていることを特徴とする請求項１６〜１９のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項２１】
前記パッシベーション層は、ＳｉＮ膜若しくはＳｉＯＮ膜であることを特徴とする請求項２０に記載の電子機器。
【請求項２２】
前記カラー化バリア層は、紫外線硬化樹脂であることを特徴とする請求項２０に記載の電子機器。
【請求項２３】
前記カラー化バリア層には、着色剤を添加したことを特徴とする請求項２２に記載の電子機器。
【請求項２４】
前記カラー化バリア層は、前記パッシベーション層に形成されるスポットを被覆可能であることを特徴とする請求項２１に記載の電子機器。
【請求項２５】
前記パッシベーション層と前記カラー化バリア層は、複数層繰り返し積層化されて、多重積層保護膜を形成したことを特徴とする請求項２０〜２４のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項２６】
前記前記有機薄膜太陽電池形成領域に対応した前記カラー化バリア層は、黒色に着色されたことを特徴とする請求項２０〜２５のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項２７】
前記文字形成領域に対応した前記カラー化バリア層は、赤色に着色されたことを特徴とする請求項２０〜２６のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項２８】
前記ディスプレイ領域に対応した前記基板には、液晶ディスプレイ若しくは有機エレクトロルミネッセンスディスプレイが配置されたことを特徴とする請求項１６〜２７のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項２９】
前記電子機器は、前記ディスプレイ領域を配置した前記基板上に接着層を介して配置された前記有機薄膜太陽電池形成領域を備え、タンデム構造を有することを特徴とする請求項１６〜２８のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項３０】
前記電子機器は、前記ディスプレイ領域を配置した前記基板上に配置された前記有機薄膜太陽電池形成領域を備え、インセル構造を有することを特徴とする請求項１６〜２８のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項３１】
基板上に第１電極を形成する工程と、
前記第１電極層上に正孔輸送層を形成する工程と、
前記正孔輸送層上にバルクへテロ接合有機活性層を形成する工程と、
前記バルクへテロ接合有機活性層上に第２電極層を形成する工程と、
前記第２電極層上にパッシベーション層を形成する工程と、
前記基板に対して面直方向に、前記パッシベーション層、前記バルクへテロ接合有機活性層、および前記正孔輸送層を貫通し、前記第１電極層まで到達する第１貫通孔を形成する工程と、
前記基板に対して面直方向に、前記パッシベーション層を貫通して、前記第２電極層まで到達する第２貫通孔を形成する工程と、
前記第１貫通孔内において前記第１電極層と接続された第１取り出し端子電極を形成する工程と、
前記第２貫通孔内において前記第２電極層と接続された第２取り出し端子電極を形成する工程と
を有することを特徴とする有機薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項３２】
基板上に第１電極を形成する工程と、
前記第１電極層上に正孔輸送層を形成する工程と、
前記正孔輸送層上にバルクへテロ接合有機活性層を形成する工程と、
前記基板に対して面直方向に、前記正孔輸送層、前記バルクへテロ接合有機活性層
を貫通し、前記第１電極層まで到達する第３貫通孔を形成する工程と、
前記バルクへテロ接合有機活性層上に第２電極層を形成するとともに、前記第３貫通孔を介して前記第１電極層に接続されたＶＩＡ電極層を形成する工程と、
前記第２電極層および前記ＶＩＡ電極層上にパッシベーション層を形成する工程と、
前記基板に対して面直方向に、前記パッシベーション層を貫通し、前記ＶＩＡ電極層まで到達する第４貫通孔を形成する工程と、
前記基板に対して面直方向に、前記パッシベーション層を貫通して、前記第２電極層まで到達する第２貫通孔を形成する工程と、
前記第４貫通孔内において前記ＶＩＡ電極層と接続された第１取り出し端子電極を形成する工程と、
前記第２貫通孔内において前記第２電極層と接続された第２取り出し端子電極を形成する工程と
を有することを特徴とする有機薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項３３】
前記パッシベーション層上にカラー化バリア層を形成する工程と、
前記カラー化バリア層上にバックシートパッシベーション層を形成する工程と
を有することを特徴とする請求項３１または３２に記載の有機薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項３４】
前記パッシベーション層を形成する工程と前記カラー化バリア層を形成する工程を繰り返し、多重積層保護膜を形成する工程を有することを特徴とする請求項３３に記載の有機薄膜太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機薄膜太陽電池およびその製造方法、および電子機器に関し、特に電極の取り出し構造を改善し、外観の大きな構造変化を伴うこと無く、任意の位置に接続点を形成可能で、かつ軽量化・薄層化可能な有機薄膜太陽電池およびその製造方法、および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
極薄、軽量、フレキシブルを特徴とする有機薄膜太陽電池は、常温、大気圧下でインクジェット法などの印刷法により製造されるため、形状の自由度が高く、意匠性に優れた太陽電池が実現可能である（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００７−５３４１１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
通常、屋外向けの薄膜太陽電池は、短冊状に折り重なったセルで構成されたモジュールの端面において電極が取り出される。しかし、屋内向けで主に使用されるモバイル端末などに太陽電池を搭載する場合、モジュール形状や面積の制約から、モジュールの端面において電極を取り出すことが難しい。
【０００５】
そこで、本発明者は、セル内側にモジュールで発生した電気を取り出すための機構を任意の位置に設けることで、外観の大きな変化を伴うこと無く、自由に接続点を形成可能な構造を見出した。
【０００６】
本発明の目的は、電極の取り出し構造を改善し、外観の大きな構造変化を伴うこと無く、任意の位置に接続点を形成可能で、かつ軽量化・薄層化可能な有機薄膜太陽電池およびその製造方法、および電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明の一態様によれば、基板と、前記基板上に配置された第１電極層と、前記第１電極層上に配置された正孔輸送層と、前記正孔輸送層上に配置されたバルクへテロ接合有機活性層と、前記バルクへテロ接合有機活性層上に配置された第２電極層と、前記第２電極層上に配置されたパッシベーション層と、前記基板に対して面直方向に配置され、前記パッシベーション層、前記第２電極層、前記バルクへテロ接合有機活性層、および前記正孔輸送層を貫通して、前記第１電極層と接続された第１取り出し端子電極と、前記基板に対して面直方向に配置され、前記パッシベーション層を貫通して、前記第２電極層と接続された第２取り出し端子電極とを備える有機薄膜太陽電池が提供される。
【０００８】
本発明の他の態様によれば、基板と、前記基板上に配置された第１電極層と、前記第１電極層上に配置された正孔輸送層と、前記正孔輸送層上に配置されたバルクへテロ接合有機活性層と、前記バルクへテロ接合有機活性層上に配置された第２電極層と、前記基板に対して面直方向に、前記正孔輸送層、前記バルクへテロ接合有機活性層を貫通し、前記第１電極層まで到達する第３貫通孔を介して前記第１電極層に接続されたＶＩＡ電極層と、前記第２電極層および前記ＶＩＡ電極層上に配置されたパッシベーション層と、前記基板に対して面直方向に配置され、前記パッシベーション層を貫通して、前記ＶＩＡ電極層と接続された第１取り出し端子電極と、前記パッシベーション層を貫通して、前記第２電極層と接続された第２取り出し端子電極とを備える有機薄膜太陽電池が提供される。
【０００９】
本発明の他の態様によれば、上記の有機薄膜太陽電池を備える電子機器が提供される。
【００１０】
本発明の他の態様によれば、ディスプレイ領域と、前記ディスプレイ領域の周辺部に配置された有機薄膜太陽電池形成領域および文字形成領域とを備え、前記有機薄膜太陽電池形成領域は、基板と、前記基板上に配置された第１電極層と、前記第１電極層上に配置された正孔輸送層と、前記正孔輸送層上に配置されたバルクヘテロ接合有機活性層と、前記バルクヘテロ接合有機活性層上に配置された第２電極層と、前記第２電極層上に配置されたパッシベーション層と、前記基板に対して面直方向に配置され、前記パッシベーション層、前記第２電極層、前記バルクへテロ接合有機活性層、および前記正孔輸送層を貫通して、前記第１電極層と接続された第１取り出し端子電極と、前記基板に対して面直方向に配置され、前記パッシベーション層を貫通して、前記第２電極層と接続された第２取り出し端子電極とを備え、前記ディスプレイ領域および前記文字形成領域は、前記基板と、前記基板上に配置された前記第１電極層と、前記第１電極層上に配置された前記パッシベーション層とを備える電子機器が提供される。
【００１１】
本発明の他の態様によれば、ディスプレイ領域と、前記ディスプレイ領域の周辺部に配置された有機薄膜太陽電池形成領域および文字形成領域とを備え、前記有機薄膜太陽電池形成領域は、基板と、前記基板上に配置された第１電極層と、前記第１電極層上に配置された正孔輸送層と、前記正孔輸送層上に配置されたバルクへテロ接合有機活性層と、前記バルクへテロ接合有機活性層上に配置された第２電極層と、前記基板に対して面直方向に、前記正孔輸送層、前記バルクへテロ接合有機活性層を貫通し、前記第１電極層まで到達する第３貫通孔を介して前記第１電極層に接続されたＶＩＡ電極層と、前記第２電極層および前記ＶＩＡ電極層上に配置されたパッシベーション層と、前記基板に対して面直方向に配置され、前記パッシベーション層を貫通して、前記ＶＩＡ電極層と接続された第１取り出し端子電極と、前記パッシベーション層を貫通して、前記第２電極層と接続された第２取り出し端子電極とを備え、前記ディスプレイ領域および前記文字形成領域は、前記基板と、前記基板上に配置された前記第１電極層と、前記第１電極層上に配置された前記パッシベーション層とを備える電子機器が提供される。
【００１２】
本発明の他の態様によれば、基板上に第１電極を形成する工程と、前記第１電極層上に正孔輸送層を形成する工程と、前記正孔輸送層上にバルクへテロ接合有機活性層を形成する工程と、前記バルクへテロ接合有機活性層上に第２電極層を形成する工程と、前記第２電極層上にパッシベーション層を形成する工程と、前記基板に対して面直方向に、前記パッシベーション層、前記第２電極層、前記バルクへテロ接合有機活性層、および前記正孔輸送層を貫通し、前記第１電極層まで到達する第１貫通孔を形成する工程と、前記基板に対して面直方向に、前記パッシベーション層を貫通して、前記第２電極層まで到達する第２貫通孔を形成する工程と、前記第１貫通孔内において前記第１電極層と接続された第１取り出し端子電極を形成する工程と、前記第２貫通孔内において前記第２電極層と接続された第２取り出し端子電極を形成する工程とを有する有機薄膜太陽電池の製造方法が提供される。
【００１３】
本発明の他の態様によれば、基板上に第１電極を形成する工程と、前記第１電極層上に正孔輸送層を形成する工程と、前記正孔輸送層上にバルクへテロ接合有機活性層を形成する工程と、前記基板に対して面直方向に、前記正孔輸送層、前記バルクへテロ接合有機活性層を貫通し、前記第１電極層まで到達する第３貫通孔を形成する工程と、前記バルクへテロ接合有機活性層上に第２電極層を形成するとともに、前記第３貫通孔を介して前記第１電極層に接続されたＶＩＡ電極層を形成する工程と、前記第２電極層および前記ＶＩＡ電極層上にパッシベーション層を形成する工程と、前記基板に対して面直方向に、前記パッシベーション層を貫通し、前記ＶＩＡ電極層まで到達する第４貫通孔を形成する工程と、前記基板に対して面直方向に、前記パッシベーション層を貫通して、前記第２電極層まで到達する第２貫通孔を形成する工程と、前記第４貫通孔内において前記ＶＩＡ電極層と接続された第１取り出し端子電極を形成する工程と、前記第２貫通孔内において前記第２電極層と接続された第２取り出し端子電極を形成する工程とを有する有機薄膜太陽電池の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電極の取り出し構造を改善し、外観の大きな構造変化を伴うこと無く、任意の位置に接続点を形成可能で、かつ軽量化・薄層化可能な有機薄膜太陽電池およびその製造方法、および電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（ａ）実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の模式的平面パターン構成図、（ｂ）図１（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う模式的断面構造図、（ｃ）回路表現。
【図２】実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の原理的な構成および動作を説明する模式図。
【図３】図２に示された有機薄膜太陽電池の各種材料のエネルギーバンド構造図。
【図４】実施の形態に係る有機薄膜太陽電池において適用する、（ａ）ＰＥＤＯＴの化学構造式、（ｂ）ＰＳＳの化学構造式。
【図５】実施の形態に係る有機薄膜太陽電池において適用する、（ａ）ｐ型材料となるＰ３ＨＴの化学構造式、（ｂ）ｎ型材料となるＰＣＢＭの化学構造式。
【図６】実施の形態に係る有機薄膜太陽電池において、真空蒸着で使用する材料の化学構造式であって、（ａ）Ｐｃ：フタロシアニンの例、（ｂ）ＺｎＰｃ：亜鉛フタロシアニンの例、（ｃ）Ｍｅ−Ｐｔｃｄｉの例、（ｄ）Ｃ60 ：フラーレンの例。
【図７】実施の形態に係る有機薄膜太陽電池において、溶液プロセスで使用する材料の化学構造式であって、（ａ）ＭＤＭＯ−ＰＰＶの例、（ｂ）ＰＦＢの例、（ｃ）ＣＮ−ＭＤＭＯ−ＰＰＶの例、（ｄ）ＰＦＯ−ＤＢＴの例、（ｅ）Ｆ８ＢＴの例、（ｆ）ＰＣＤＴＢＴの例、（ｇ）ＰＣ 60 ＢＭの例、（ｈ）ＰＣ 70 ＢＭの例。
【図８】実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の製造方法の一工程であって、（ａ）基板上に透明電極層をパターン形成したＩＴＯ基板を準備する工程図、（ｂ）透明電極層をパターニング後、透明電極層上に正孔輸送層をパターン形成する工程図、（ｃ）正孔輸送層上にバルクへテロ接合有機活性層をパターン形成する工程図、（ｄ）バルクへテロ接合有機活性層上に第２電極層をパターン形成する工程図。
【図９】実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の製造方法の一工程であって、（ａ）第２電極層表面に不動態膜（酸化膜）を形成する工程図、（ｂ）デバイス全面にパッシベーション層を形成する工程図、（ｃ）パッシベーション層上にカラー化バリア層を形成する工程図。
【図１０】実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の製造方法の一工程であって、（ａ）カラー化バリア層上にバックシートパッシベーション層を形成する工程図、（ｂ）基板に対して面直方向に、パッシベーション層、第２電極層、バルクへテロ接合有機活性層、および正孔輸送層を貫通し、第１電極層まで到達する第１貫通孔を形成し、かつ基板に対して面直方向に、パッシベーション層を貫通して、第２電極層まで到達する第２貫通孔を形成する工程図、（ｃ）第１貫通孔内において第１電極層と接続された第１取り出し端子電極を形成し、第２貫通孔内において第２電極層と接続された第２取り出し端子電極を形成する工程図。
【図１１】実施の形態に係る有機薄膜太陽電池において、（ａ）カラー化バリア層によって、パッシベーション層に形成されるスポットを被覆する様子を説明する模式的断面構造図、（ｂ）パッシベーション層とカラー化バリア層を複数層繰り返し積層化形成した多重積層保護膜の模式的断面構造図。
【図１２】（ａ）複数個（図の例では３個）直列に配置された実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の模式的平面パターン構成図、（ｂ）図１２（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿う模式的断面構造図。
【図１３】実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の製造方法の一工程であって、（ａ）基板上に透明電極層を形成した状態を示す模式的平面パターン構成図、（ｂ）図１３（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う模式的断面構造図。
【図１４】実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の製造方法の一工程であって、（ａ）透明電極層上に正孔輸送層を製膜した状態を示す模式的平面パターン構成図、（ｂ）図１４（ａ）のＩＶ−ＩＶ線に沿う模式的断面構造図。
【図１５】実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の製造方法の一工程であって、（ａ）正孔輸送層上にバルクへテロ接合有機活性層を製膜した状態を示す模式的平面パターン構成図、（ｂ）図１５（ａ）のＶ−Ｖ線に沿う模式的断面構造図。
【図１６】実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の製造方法の一工程であって、（ａ）バルクへテロ接合有機活性層上に第２電極層をパターン形成した状態を示す模式的平面パターン構成図、（ｂ）図１６（ａ）のＶＩ−ＶＩ線に沿う模式的断面構造図。
【図１７】実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の製造方法の一工程であって、（ａ）酸素プラズマ処理によって、余分な有機層をエッチングすると共に、第２電極層の表面に酸化被膜を形成した状態を示す模式的平面パターン構成図、（ｂ）図１７（ａ）のＶ−Ｖ線に沿う模式的断面構造図。
【図１８】実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の製造工程の一工程であって、（ａ）デバイス全面にパッシベーション層を形成した状態を示す模式的平面パターン構成図、（ｂ）図１８（ａ）のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う模式的断面構造図。
【図１９】実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の製造工程の一工程であって、（ａ）パッシベーション層上にカラー化バリア層を形成した状態を示す模式的平面パターン構成図、（ｂ）図１９（ａ）のＩＸ−ＩＸ線に沿う模式的断面構造図。
【図２０】実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の製造工程の一工程であって、（ａ）カラー化バリア層上にバックシートパッシベーション層を形成した状態を示す模式的平面パターン構成図、（ｂ）図２０（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う模式的断面構造図。
【図２１】実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の製造工程の一工程であって、（ａ）第１貫通孔および第２貫通孔を形成した状態を示す模式的平面パターン構成図、（ｂ）図２１（ａ）のＸＩ−ＸＩ線に沿う模式的断面構造図。
【図２２】実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の作成手順を示すフローチャート。
【図２３】実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の量産化製造工程の一工程であって、基板上に透明電極層のストライプパターンを形成した状態を示す模式的鳥瞰構造図。
【図２４】実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の量産化製造工程の一工程であって、ストライプ状の透明電極層上に正孔輸送層をスピンコートにより製膜した状態を示す模式的鳥瞰構造図。
【図２５】実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の量産化製造工程の一工程であって、正孔輸送層上にバルクへテロ接合有機活性層をスピンコートにより製膜した状態を示す模式的鳥瞰構造図。
【図２６】実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の量産化製造工程の一工程であって、バルクへテロ接合有機活性層上にストライプ状の透明電極層と直交させて第２電極層のストライプパターンを形成した状態を示す模式的鳥瞰構成図。
【図２７】実施の形態に係る有機薄膜太陽電池において、複数のセルＣijをマトリックス状に配置した例を示す模式的平面パターン構成図。
【図２８】実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の製造方法において、（ａ）正孔輸送層およびバルクへテロ接合有機活性層を形成する際のスピンコート法を示す概略図、（ｂ）形成された正孔輸送層およびバルクへテロ接合有機活性層の例を示す模式的鳥瞰構成図。
【図２９】（ａ）実施の形態の変形例１に係る有機薄膜太陽電池の模式的平面パターン構成図、（ｂ）図２９（ａ）のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う模式的断面構造図、（ｃ）回路表現。
【図３０】実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の製造方法の一工程であって、（ａ）基板上に透明電極層をパターン形成した状態を示す模式的断面構造図、（ｂ）透明電極層上に正孔輸送層を製膜した状態を示す模式的断面構造図、（ｃ）正孔輸送層上にバルクへテロ接合有機活性層を製膜した状態を示す模式的断面構造図、（ｄ）バルクへテロ接合有機活性層上に第２電極層をパターン形成した状態を示す模式的断面構造図。
【図３１】実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の製造方法の一工程であって、（ａ）酸素プラズマ処理によって、第２電極層の表面に酸化被膜を形成した状態を示す模式的断面構造図、（ｂ）デバイス全面にパッシベーション層を形成した状態を示す模式的断面構造図、（ｃ）パッシベーション層上にカラー化バリア層を形成した状態を示す模式的断面構造図。
【図３２】実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の製造方法の一工程であって、（ａ）カラー化バリア層上にバックシートパッシベーション層を形成した状態を示す模式的断面構造図、（ｂ）第１貫通孔および第２貫通孔を形成した状態を示す模式的断面構造図。
【図３３】実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の製造方法の一工程であって、（ａ）第１端子電極および第２端子電極を形成した状態を示す模式的断面構造図、（ｂ）図３３（ａ）のＡ部分の拡大図。
【図３４】実施の形態に係る有機薄膜太陽電池を適用した電子機器の模式的平面構成図。
【図３５】図３４のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿う模式的断面構造図。
【図３６】図３４のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う模式的断面構造図。
【図３７】図３４のＸＶ−ＸＶ線に沿う模式的断面構造図。
【図３８】（ａ）実施の形態に係る有機薄膜太陽電池を適用したタンデム構造の電子機器の模式的断面構造図、（ｂ）実施の形態に係る有機薄膜太陽電池を適用したインセル構造の電子機器の模式的断面構造図。
【図３９】（ａ）実施の形態の変形例２に係る有機薄膜太陽電池の模式的平面パターン構成図、（ｂ）図３９（ａ）のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿う模式的断面構造図。
【図４０】実施の形態の変形例２に係る有機薄膜太陽電池の製造方法の一工程であって、（ａ）基板上に透明電極層をパターン形成した状態を示す模式的断面構造図、（ｂ）透明電極層上に正孔輸送層を製膜した状態を示す模式的断面構造図、（ｃ）正孔輸送層上にバルクへテロ接合有機活性層を製膜した状態を示す模式的断面構造図、（ｄ）基板に対して面直方向に、正孔輸送層、バルクへテロ接合有機活性層を貫通し、第１電極層まで到達する第３貫通孔を形成した状態を示す模式的断面構造図。
【図４１】実施の形態の変形例２に係る有機薄膜太陽電池の製造方法の一工程であって、（ａ）バルクへテロ接合有機活性層上に第２電極層をパターン形成するとともに、第３貫通孔を介して第１電極層に接続されたＶＩＡ電極層を形成した状態を示す模式的断面構造図、（ｂ）酸素プラズマ処理によって、第２電極層およびＶＩＡ電極層の表面に酸化被膜形成後、第２電極層およびＶＩＡ電極層上にパッシベーション層・カラー化バリア層・バックシートパッシベーション層を形成した状態を示す模式的断面構造図。
【図４２】実施の形態の変形例２に係る有機薄膜太陽電池の製造方法の一工程であって、基板に対して面直方向に、バックシートパッシベーション層・カラー化バリア層・パッシベーション層を貫通し、ＶＩＡ電極層まで到達する第４貫通孔・第２電極層まで到達する第２貫通孔を形成した状態を示す模式的断面構造図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、図面を参照して、実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
【００１７】
又、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施の形態は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の実施の形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００１８】
[実施の形態]
以下の実施の形態に係る有機薄膜太陽電池において、「透明」とは、透過率が約５０％以上であるものと定義する。また「透明」とは、実施の形態に係る有機薄膜太陽電池において、可視光線に対して、無色透明という意味でも使用する。可視光線は波長約３６０ｎｍ〜８３０ｎｍ程度、エネルギー約３．４５ｅＶ〜１．４９ｅＶ程度に相当し、この領域で透過率が５０％以上あれば透明である。
【００１９】
実施の形態に係る有機薄膜太陽電池１は、図１（ａ）に示すように、基板１０と、基板１０上に配置された透明電極層（第１電極層）１１と、第１電極層１１上に配置された正孔輸送層１２と、正孔輸送層１２上に配置されたバルクヘテロ接合有機活性層１４と、バルクヘテロ接合有機活性層１４上に配置されたカソード電極層（第２電極層）１６と、第２電極層１６上に配置されたパッシベーション層２６と、基板１０に対して面直方向に配置され、パッシベーション層２６・バルクへテロ接合有機活性層１４・正孔輸送層１２を貫通して、第１電極層１１と接続された第１取り出し端子電極３８1と、基板１０に対して面直方向に配置され、パッシベーション層２６を貫通して、第２電極層１６と接続された第２取り出し端子電極３８2とを備える。
【００２０】
第１取り出し端子電極３８1は、第１電極層１１の任意の位置に接続可能である。
【００２１】
第２取り出し端子電極３８2は、第２電極層１６の任意の位置に接続可能である。
【００２２】
また、実施の形態に係る有機薄膜太陽電池１は、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、パッシベーション層２６上に配置されたカラー化バリア層２８と、カラー化バリア層２８上に配置されたバックシートパッシベーション層３０と、バックシートパッシベーション層３０上に配置され、第１取り出し端子電極３８1・第２取り出し端子電極３８2を封止する樹脂層４０とを備えていても良い。
【００２３】
また、カラー化バリア層２８は、例えば、紫外線硬化樹脂で形成可能である。
【００２４】
また、カラー化バリア層２８には、着色剤を添加しても良い。着色剤としては、黒色では、例えば、カーボンブラック、青色では、例えば、フタロシアニン塗料、赤色では、例えば、アリザリン塗料などを適用可能である。
【００２５】
また、パッシベーション層２６は、例えば、ＳｉＮ膜若しくはＳｉＯＮ膜で形成可能である。
【００２６】
カラー化バリア層２８は、パッシベーション層２６に形成されるスポットを被覆可能である。
【００２７】
また、パッシベーション層２６とカラー化バリア層２８は、複数層繰り返し積層化されて、多重積層保護膜を形成しても良い。
【００２８】
実施の形態に係る有機薄膜太陽電池１は、図１（ａ）に示すように、着色剤を添加した保護膜（カラー化バリア層２８）を用いることで、薄層化された素子構造で、モジュールに任意の着色を可能にした。
【００２９】
実施の形態に係る有機薄膜太陽電池１は、図１（ａ）に示すように、ＩＴＯ付きガラス基板１０上に発電層となる約数１００ｎｍ程度の厚さを有する有機層（１２・１４）を積層し、第２電極層１６として、アルミニウムなどの金属層を蒸着して作られる。
【００３０】
第２電極層１６として形成された純アルミニウムは、酸化され易いため、耐久性を持たせるために、図１（ａ）に示すように、不動態膜２４を形成しても良い。
【００３１】
基板１０上には、正孔輸送層１２・バルクヘテロ接合有機活性層１４などの有機層が配置されるため、不動態膜２４の形成によって、パッシベーション層２６を形成する際に、これらの有機層に損傷を与えることを防止可能である。
【００３２】
パッシベーション層２６上に配置されたカラー化バリア層２８は、実施の形態に係る有機薄膜太陽電池１のセルの保護層としての役割を有する。
【００３３】
カラー化バリア層２８は、紫外線（ＵＶ）照射により任意のパターニングが可能なカラーフィルタで形成可能である。このようなパターニングが可能なカラーフィルタを保護層として用いることによって、実施の形態に係る有機薄膜太陽電池１は、保護層に意匠性を持たせることができ、作製工程の減少と意匠性の向上を可能にする。
【００３４】
実施の形態に係る有機薄膜太陽電池１において、パッシベーション層２６、カラー化バリア層２８は、ＣＶＤ法によるＳｉＮやＳｉＯＮなどの無機パッシベーション膜と樹脂保護膜を多層に積層して形成可能である。
【００３５】
実施の形態に係る有機薄膜太陽電池１においては、モジュールのプロセスを変更することなく、着色を可能にするため、樹脂保護膜の素材に色素を添加することで、モジュールのセル以外の部位を任意の色に着色できるようにした。この樹脂素材は、塗布形成後にＵＶ照射した部分のみパターンを残すことができることから、背面の配色を任意のパターンで行うことが可能である。
【００３６】
着色剤としては、黒色では、例えば、カーボンブラック、青色では、例えば、フタロシアニン塗料、赤色では、例えば、アリザリン塗料などを適用可能である。
【００３７】
実施の形態によれば、電極の取り出し構造を改善し、外観の大きな構造変化を伴うこと無く、任意の位置に接続点を形成可能で、かつ軽量化・薄層化可能な有機薄膜太陽電池を提供することができる。
【００３８】
任意のパターンを配色し、文字を埋め込んだ有機薄膜太陽電池モジュールの例については後述する（図３４〜図２９を参照）。
【００３９】
（動作原理）
有機薄膜太陽電池１Ａの動作原理を説明する模式図は、図２に示すように表される。また、図２に示された有機薄膜太陽電池１Ａの各種材料のエネルギーバンド構造は、図３に示すように表される。図２および図３を参照して、実施の形態に係る有機薄膜太陽電池１Ａの原理的な構成と、その動作について説明する。
【００４０】
図２の左図に示すように、有機薄膜太陽電池１Ａは、基板１０と、基板１０上に配置された透明電極層１１と、透明電極層１１上に配置された正孔輸送層１２と、正孔輸送層１２上に配置されたバルクへテロ接合有機活性層１４と、バルクへテロ接合有機活性層１４上に配置された第２電極層１６とを備える。第２電極層１６は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）で形成され、カソード電極層となる。
【００４１】
ここで、バルクへテロ接合有機活性層１４は、図２の右図に示すように、ｐ型有機活性層領域とｎ型有機活性層領域が混在し、複雑なバルクへテロｐｎ接合を形成している。ここで、ｐ型有機活性層領域は、例えば、Ｐ３ＨＴ（poly(3-hexylthiophene-2,5diyl)）で形成され、ｎ型有機活性層領域は、例えば、ＰＣＢＭ（6,6-phenyl-C61-butyric acid methyl ester）で形成されている。
【００４２】
（ａ）まず、光を吸収すると、バルクへテロ接合有機活性層１４内で、励起子が生成される。
【００４３】
（ｂ）次に、励起子は、バルクへテロ接合有機活性層１４内のｐｎ接合界面において、自発分極によって、電子（ｅ−）と正孔（ｈ＋）の自由キャリアに解離する。
【００４４】
（ｃ）次に、解離した正孔（ｈ＋）は、アノード電極となる透明電極層１１に向けて走行し、解離した電子（ｅ−）は、カソード電極層１６に向けて走行する。
【００４５】
（ｄ）結果として、カソード電極層１６・透明電極層１１間には、逆方向電流が導通して、開放電圧Ｖocが発生し、有機薄膜太陽電池１Ａが得られる。
【００４６】
有機薄膜太陽電池１Ａにおいて、正孔輸送層１２に適用するＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの内、ＰＥＤＯＴの化学構造式は、図４（ａ）に示すように表され、ＰＳＳの化学構造式は、図４（ｂ）に示すように表される。
【００４７】
有機薄膜太陽電池１Ａにおいて、バルクヘテロ接合有機活性層１４に適用されるＰ３ＨＴの化学構造式は、図５（ａ）に示すように表され、バルクヘテロ接合有機活性層１４に適用されるＰＣＢＭの化学構造式は、図５（ｂ）に示すように表される。
【００４８】
有機薄膜太陽電池１Ａにおいて、真空蒸着で使用する材料の化学構造式の例は、以下の通りである。すなわち、フタロシアニン(Ｐｃ：Phthalocyanine)の例は、図６（ａ）に示すように表され、亜鉛フタロシアニン(ＺｎＰｃ：Zinc- phthalocyanine)の例は、図６（ｂ）に示すように表され、Ｍｅ−Ｐｔｃｄｉ（N,N’-dimethyl perylene-3,4,9,10-dicarboximide）の例は、図６（ｃ）に示すように表され、フラーレン(Ｃ 60 ：Buckminster fullerene)の例は、図６（ｄ）に示すように表される。
【００４９】
有機薄膜太陽電池１Ａにおいて、溶液プロセスで使用する材料の化学構造式の例は、以下の通りである。すなわち、ＭＤＭＯ-ＰＰＶ（poly[2-methoxy-5-(3,7-dimethyl octyloxy)]-1,4-phenylene vinylene）の例は、図７（ａ）に示すように表される。ＰＦＢ（poly (9,9’-dioctylfluorene-co-bis-N,N’-(4-butylphenyl)-bis-N,N’-phenyl-1,4-phenylenediamine)の例は、図７（ｂ）に示すように表される。ＣＮ-ＭＤＭＯ-ＰＰＶ (poly-[2-methoxy-5-(2’-ethylhexyloxy)-1,4-(1-cyanovinylene)-phenylene]) の例は、図７（ｃ）に示すように表される。ＰＦＯ-ＤＢＴ (poly[2,7-(9,9-dioctyl-fluorene)-alt-5,5-(4,7’-di-2-thienyl-2’,1’,3’-benzothiadiazole)])の例は、図７（ｄ）に示すように表される。
【００５０】
また、Ｆ８ＢＴ(poly(9,9’-dioctyl fluoreneco-benzothiadiazole))の例は、図７（ｅ）に示すように表され、ＰＣＤＴＢＴ(poly[N-9’-hepta-decanyl-2,7-carbazole-alt-5,5-(4’,7’-di-thienyl-2’1’,3’-b3nzothiadizaole)])の例は、図７（ｆ）に示すように表される。
【００５１】
また、ＰＣ６０ＢＭ （6,6-phenyl-C61-butyric acid methyl ester）の例は、図７（ｇ）に示すように表され、ＰＣ７０ＢＭ（6,6-phenyl-C71-butyric acid methyl ester）の例は、図７（ｈ）に示すように表される。
【００５２】
不動態膜２４は、第２電極層１６の酸化膜で構成される。また、第２電極層１６の酸化膜は、第２電極層１６の表面を酸素プラズマ処理することによって、形成可能である。不動態膜２４の厚さは、例えば、約１０オングストローム〜約１００オングストロームである。なお、図示は省略するが、不動態膜２４上に配置されたパッシベーション膜を備えていても良い。このパッシベーション膜は、例えば、ＳｉＮ膜若しくはＳｉＯＮ膜で構成可能である。
【００５３】
第２電極層１６は、Ａｌ、Ｗ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｍｇの何れかの金属で構成されていても良い。第２電極層１６をＡｌで形成する場合には、不動態膜２４は、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）膜となる。
【００５４】
第２電極層１６の表面に不動態膜２４を備える有機薄膜太陽電池１は、バルクヘテロ接合有機活性層１４内に水分や酸素が侵入した場合であっても、第２電極層１６がその水分・酸素によって酸化する事態を防止することができる。これにより、有機太陽電池の劣化を抑制することができ、耐久性を高めることができる。
【００５５】
（製造方法）
実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の製造方法の一工程であって、基板１０上に透明電極層１１をパターン形成したＩＴＯ基板を準備する工程は、図８（ａ）に示すように表され、透明電極層１１をパターニング後、透明電極層１１上に正孔輸送層１２をパターン形成する工程は、図８（ｂ）に示すように表され、正孔輸送層１２上にバルクへテロ接合有機活性層１４をパターン形成する工程は、図８（ｃ）に示すように表され、バルクへテロ接合有機活性層１４上に第２電極層１６をパターン形成する工程は、図８（ｄ）に示すように表される。
【００５６】
また、実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の製造方法の一工程であって、第２電極層１６表面に不動態膜（酸化膜）２４を形成する工程は、図９（ａ）に示すように表され、デバイス全面にパッシベーション層２６を形成する工程は、図９（ｂ）に示すように表され、パッシベーション層２６上にカラー化バリア層２８を形成する工程は、図９（ｃ）に示すように表される。
【００５７】
実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の製造方法の一工程であって、カラー化バリア層２８上にバックシートパッシベーション層３０を形成する工程は、図１０（ａ）に示すように表され、基板１０に対して面直方向に、バックシートパッシベーション層３０・カラー化バリア層２８・パッシベーション層２６・バルクへテロ接合有機活性層１４・正孔輸送層１２を貫通し、第１電極層１１まで到達する第１貫通孔３６1を形成し、かつ基板１０に対して面直方向に、バックシートパッシベーション層３０・カラー化バリア層２８・パッシベーション層２６を貫通して、第２電極層１６まで到達する第２貫通孔３６2を形成する工程は、図１０（ｂ）に示すように表され、第１貫通孔３６1・第２貫通孔３６2を介して、第１電極層１１・第２電極層１６と接続された第１取り出し端子電極３８1・第２取り出し端子電極３８2を形成する工程は、図１０（ｃ）に示すように表される。
【００５８】
実施の形態に係る有機薄膜太陽電池１の製造方法は、図８〜図１０および図１（ａ）に示すように、基板１０上に第１電極層１１をパターン形成する工程と、第１電極層１１上に正孔輸送層１２をパターン形成する工程と、正孔輸送層１２上にバルクヘテロ接合有機活性層１４をパターン形成する工程と、バルクヘテロ接合有機活性層１４上に第２電極層１６をパターン形成する工程と、第２電極層１６上にパッシベーション層２６を形成する工程と、パッシベーション層２６上にカラー化バリア層２８を形成する工程と、カラー化バリア層２８上にバックシートパッシベーション層３０を形成する工程とを有する。
【００５９】
図８〜図１０および図１（ａ）を参照して、実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の製造方法について説明する。
【００６０】
（ａ）まず、図８（ａ）に示すように、基板１０上に、例えば、ＩＴＯからなる透明電極層１１をパターン形成する。透明電極層１１のパターニングには、ウエットエッチング技術、酸素プラズマエッチング技術、レーザパターニング技術、ナノインプリント技術などを適用可能である。
【００６１】
（ｂ）次に、図８（ｂ）に示すように、パターニングされた透明電極層１１上に正孔輸送層１２をパターン形成する。正孔輸送層１２の形成には、スピンコート技術、スプレー技術、スクリーン印刷技術などを適用可能である。ここで、正孔輸送層１２の形成工程では、例えば、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳをスピンコートによって形成し、水分除去のために、アニ−ルを１２０℃で約１０分間行うと良い。
【００６２】
（ｃ）次に、図８（ｃ）に示すように、正孔輸送層１２上に、発電層となるバルクヘテロ接合有機活性層１４を形成する。バルクヘテロ接合有機活性層１４の形成工程においては、例えば、Ｐ３ＨＴをスピンコートによって形成する。また、バルクへテロ接合有機活性層１４の形成においては、インクジェット法を用いてフィルム状に形成した後、有機溶剤を乾燥させるために、約１００℃〜１２０℃で約１０分〜３０分加熱する。
【００６３】
（ｄ）次に、図８（ｄ）に示すように、バルクヘテロ接合有機活性層１４上に、カソード電極層１６をパターン形成する。カソード電極層１６の形成には、例えばＡｌ、Ｗ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｍｇなどの金属層を真空加熱蒸着法により形成可能である。また、スクリーン印刷技術を適用しても良い。
【００６４】
（ｅ）次に、図９（ａ）に示すように、第２電極層１６の表面に酸化膜（不動態膜）２４を形成する。この不動態膜２４は、第２電極層１６を酸素プラズマ処理することによって形成することができる。酸素プラズマにより、余分な有機層を除去するとともに、アルミニウムの再表面に対して酸化被膜処理を行う。
【００６５】
（ｆ）次に、図９（ｂ）に示すように、第２電極層１６上にパッシベーション層２６を形成する。ここで、パッシベーション層２６は、シリコン窒化膜・シリコン酸窒化膜などをＣＶＤ法で形成しても良い。シリコン窒化膜・シリコン酸窒化膜の厚さは、例えば、約０．５μｍ〜１．５μｍ程度である。大気中の水分と酸素による劣化を抑えるため、ＣＶＤにより形成したＳｉＮ膜・ＳｉＯＮ膜による封止を行うことで、さらに耐久性を向上可能である。
【００６６】
（ｇ）次に、図９（ｃ）に示すように、パッシベーション層２６上にカラー化バリア層２８を形成する。ここでは、ＳｉＮ膜で形成されたパッシベーション層２６のスポットなどの不良を無くし、モジュールの背面を平滑化するために、ＵＶ硬化樹脂素材をスピンコート法などで塗布し、ＵＶ照射により硬化させる。なお、ここで、カラー化バリア層２８には着色剤を添加した保護膜を用いることで、薄層化された素子構造で、モジュールに任意の着色を可能にしている。
【００６７】
（ｈ）次に、図１０（ａ）に示すように、カラー化バリア層２８上にバックシートパッシベーション層３０を形成する。バックシートパッシベーション層３０は、例えば、シリコン窒化膜などをＣＶＤ法で形成しても良い。シリコン窒化膜の厚さは、例えば、約０．５μｍ〜１．５μｍ程度である。大気中の水分と酸素による劣化を抑えるため、ＣＶＤにより形成したＳｉＮ膜による封止を行うことで、さらに耐久性を向上可能である。
【００６８】
（ｉ）次に、図１０（ｂ）に示すように、基板１０に対して面直方向に、バックシートパッシベーション層３０・カラー化バリア層２８・パッシベーション層２６・バルクへテロ接合有機活性層１４・正孔輸送層１２を貫通し、第１電極層１１まで到達する第１貫通孔３６1を形成し、かつ基板１０に対して面直方向に、バックシートパッシベーション層３０・カラー化バリア層２８・パッシベーション層２６を貫通して、第２電極層１６まで到達する第２貫通孔３６2を形成する。第１貫通孔３６1・第２貫通孔３６2の形成には、レーザビアシング、若しくはレーザアブレーションなどのメカニカルカットを用いて形成する。第１電極層１１と接触させるために必要なバックシートパッシベーション層３０・カラー化バリア層２８・パッシベーション層２６・バルクへテロ接合有機活性層１４・正孔輸送層１２への第１貫通孔３６1は、直径約５μｍ程度のレーザ光（例えば、波長５３２ｎｍ）を用いて形成可能である。同様に、第２電極層１６と接触させるために必要なバックシートパッシベーション層３０・カラー化バリア層２８・パッシベーション層２６への第２貫通孔３６2は、直径約５μｍ程度のレーザ光（例えば、波長５３２ｎｍ）を用いて形成可能である。また、これらの第１貫通孔３６1・第２貫通孔３６2は１個に限定されるそれぞれ抵抗値に応じて、複数個形成しても良い。
【００６９】
（ｊ）次に、図１０（ｃ）に示すように、第１貫通孔３６1内において第１電極層１１と接続された第１取り出し端子電極３８1を形成し、第２貫通孔３６2内において第２電極層１６と接続された第２取り出し端子電極３８2を形成する。第１取り出し端子電極３８1・第２取り出し端子電極３８2と第１電極層１１・第２電極層１６とのボンディング接合には、例えば、カーボンペースト、Ａｇペーストなどを用いる。第１取り出し端子電極３８1・第２取り出し端子電極３８2は、例えば、金ワイヤなどで形成可能である。
【００７０】
（ｋ）最後に、図１０（ｃ）に示すように、水分・酸素などが浸入しないように、ＵＶ硬化樹脂で第１取り出し端子電極３８1・第２取り出し端子電極３８2付近を保護する。
【００７１】
このように、基板１０に対して面直方向に第１取り出し端子電極３８1・第２取り出し端子電極３８2を形成することで、外観を損なうことなく、接触抵抗を低減化可能であり、良好な接合を形成可能である。
【００７２】
以上の工程により、実施の形態に係る有機薄膜太陽電池１を完成することができる。
【００７３】
尚、要求するモジュール耐久性に応じて、シリコン窒化膜などのパッシベーション層２６を形成する工程（図９（ｂ））・パッシベーション層２６上にカラー化バリア層２８を形成する工程（図９（ｃ））を繰り返し、多重積層保護膜を形成しても良い。
【００７４】
実施の形態に係る有機薄膜太陽電池において、カラー化バリア層４２1、４２2によって、パッシベーション層４１1、４１2に形成されるスポット４１Ｈを被覆する様子を説明する模式的断面構造は、図１１（ａ）に示すように表され、パッシベーション層４１1、４１2、４１3、４１4とカラー化バリア層４２1、４２2、４２3、４２4を複数層繰り返し積層化形成した多重積層保護膜の模式的断面構造は、図１１（ｂ）に示すように表される。
【００７５】
また、セルの開口部分は、インクジェット法などによって、任意にパターニングされる。また、色素を添加したカラー化バリア層２８（樹脂保護膜）もインクジェット法などを用いることで任意のパターニングを実現可能である。ここで、セルの開口部分とは、例えば、ディスプレイ領域２や文字形成領域６（図３４〜図３７参照）に対応する。
【００７６】
（複数個直列配置構成）
複数個（図の例では３個）直列に配置された実施の形態に係る有機薄膜太陽電池１の模式的平面パターン構成は、図１２（ａ）に示すように表され、図１２（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿う模式的断面構造は、図１２（ｂ）に示すように表され、回路表現は、図１２（ｃ）に示すように表される。
【００７７】
（製造方法）
複数個（図の例では３個）直列に配置された実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の製造方法について説明する。
【００７８】
実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の製造方法の一工程であって、基板１０上に透明電極層１１を形成した状態を示す模式的平面パターン構成は、図１３（ａ）に示すように表され、図１３（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う模式的断面構造は、図１３（ｂ）に示すように表される。
【００７９】
また、透明電極層１１上に正孔輸送層１２を製膜した状態を示す模式的平面パターン構成は、図１４（ａ）に示すように表され、図１４（ａ）のＩＶ−ＩＶ線に沿う模式的断面構造は、図１４（ｂ）に示すように表される。
【００８０】
また、正孔輸送層１２上にバルクへテロ接合有機活性層１４を製膜した状態を示す模式的平面パターン構成は、図１５（ａ）に示すように表され、図１５（ａ）のＶ−Ｖ線に沿う模式的断面構造は、図１５（ｂ）に示すように表される。
【００８１】
また、バルクへテロ接合有機活性層１４上に第２電極層１６を形成した状態を示す模式的平面パターン構成は、図１６（ａ）に示すように表され、図１６（ａ）のＶＩ−ＶＩ線に沿う模式的断面構造は、図１６（ｂ）に示すように表される。
【００８２】
また、酸素プラズマ処理によって、正孔輸送層１２、バルクへテロ接合有機活性層１４の内、パターン上において、余分な有機層をエッチングすると共に、第２電極層１６の表面に不動態膜（酸化膜）２４を形成した状態を示す模式的平面パターン構成は、図１７（ａ）に示すように表され、図１７（ａ）のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う模式的断面構造は、図１７（ｂ）に示すように表される。
【００８３】
また、デバイス全面にパッシベーション層２６を形成した状態を示す模式的平面パターン構成は、図１８（ａ）に示すように表され、図１８（ａ）のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う模式的断面構造は、図１８（ｂ）に示すように表される。
【００８４】
また、パッシベーション層２６上にカラー化バリア層２８を形成した状態を示す模式的平面パターン構成は、図１９（ａ）に示すように表され、図１９（ａ）のＩＸ−ＩＸ線に沿う模式的断面構造は、図１９（ｂ）に示すように表される。
【００８５】
また、カラー化バリア層２８上にバックシートパッシベーション層３０を形成した状態を示す模式的平面パターン構成は、図２０（ａ）に示すように表され、図２０（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う模式的断面構造は、図２０（ｂ）に示すように表される。
【００８６】
また、第１貫通孔３６1および第２貫通孔３６2を形成した状態を示す模式的平面パターン構成は、図２１（ａ）に示すように表され、図２１（ａ）のＸＩ−ＸＩ線に沿う模式的断面構造は、図２１（ｂ）に示すように表される。
【００８７】
図１２〜図２１を参照して、複数個（図の例では３個）直列に配置された実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の製造方法について説明する。
【００８８】
（ａ）まず、純水、アセトン、エタノールで洗浄したガラス基板１０（例えば、長さ約５０ｍｍ×幅約５０ｍｍ×厚さ約１０.４ｍｍ）をＩＣＰエッチャ−に入れ、Ｏ２プラズマにより、表面の付着物を取り除く（ガラス基板表面処理）。なお、基板１０をガラス基板で形成し、有機活性層へ光を効率的に誘導するために、ガラス表面に反射防止処理を実施しても良い。
【００８９】
（ｂ）次に、図１３（ａ）および図１３（ｂ）に示すように、ガラス基板１０上に、例えば、ＩＴＯからなる透明電極層１１を形成する。図１３（ａ）および図１３（ｂ）に示すように、透明電極層１１は溝部を挟んだストライプパターンで複数形成される。溝部の形成には、酸素プラズマエッチング技術、レーザパターニング技術、ナノインプリント技術などを適用することができる。
【００９０】
（ｃ）次に、図１４（ａ）および図１４（ｂ）に示すように、各透明電極層１１上に、正孔輸送層１２を形成する。正孔輸送層１２の形成には、スピンコート技術、スプレー技術、スクリーン印刷技術などを適用することができる。ここで、正孔輸送層１２の形成工程では、例えば、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳをスピンコートによって製膜を行い、水分除去のために、アニ−ルを１２０℃で約１０分間行う。溝部の形成には、酸素プラズマエッチング技術、レーザパターニング技術、ナノインプリント技術などを適用することができる。
【００９１】
（ｄ）次に、図１５（ａ）および図１５（ｂ）に示すように、各正孔輸送層１２上に、バルクヘテロ接合有機活性層１４を形成する。バルクヘテロ接合有機活性層１４の形成工程においては、例えば、Ｐ３ＨＴをスピンコートによって製膜を行う。
【００９２】
（ｅ）次に、図１６（ａ）および図１６（ｂ）に示すように、各バルクヘテロ接合有機活性層１４上に、カソード電極層１６をパターン形成する。カソード電極層１６の形成には、例えばＡｌ、Ｗ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｍｇなどの金属層を真空加熱蒸着法により堆積することによって行われる。真空加熱蒸着法の代わりに、スクリーン印刷技術を適用しても良い。カソード電極層１６には、図１６（ａ）および図１６（ｂ）に示すように、開口部を設けて、スルーホール３４を形成する。
【００９３】
（ｆ）次に、図１７（ａ）および図１７（ｂ）に示すように、バルクヘテロ接合有機活性層１４および正孔輸送層１２をエッチング処理した後、カソード電極層１６の表面に酸化膜（不動態膜）２４を形成する。バルクヘテロ接合有機活性層１４および正孔輸送層１２をエッチング処理することによって、各セルを分離することができる。また、不動態膜２４は、第２電極層１６を酸素プラズマ処理することによって形成することができる。不動態膜２４の形成は、例えば、高密度プラズマエッチング装置を用いて行うことができる。なお、第２電極層１６を酸素プラズマ処理することによって不動態膜２４を形成すると同時に、バルクヘテロ接合有機活性層１４および正孔輸送層１２をエッチング処理することも可能である。
【００９４】
（ｇ）次に、図１８（ａ）および図１８（ｂ）に示すように、デバイス全面にパッシベーション層２６を形成する。ここで、パッシベーション層２６は、シリコン窒化膜などをＣＶＤ法で形成しても良い。シリコン窒化膜の厚さは、例えば、約０．５μｍ〜１．５μｍ程度である。大気中の水分と酸素による劣化を抑えるため、ＣＶＤにより形成したＳｉＮ膜による封止を行うことで、さらに耐久性を向上可能である。
【００９５】
（ｈ）次に、図１９（ａ）および図１９（ｂ）に示すように、パッシベーション層２６上にカラー化バリア層２８を形成する。ここでは、ＳｉＮ膜で形成されたパッシベーション層２６のスポットなどの不良を無くし、モジュールの背面を平滑化するために、ＵＶ硬化樹脂素材をスピンコート法などで塗布し、ＵＶ照射により硬化させる。なお、ここで、カラー化バリア層２８には着色剤を添加した保護膜を用いることで、薄層化された素子構造で、モジュールに任意の着色を可能にしている。
【００９６】
（ｉ）次に、図２０（ａ）および図２０（ｂ）に示すように、カラー化バリア層２８上にバックシートパッシベーション層３０を形成する。バックシートパッシベーション層３０は、例えば、シリコン窒化膜などをＣＶＤ法で形成しても良い。シリコン窒化膜の厚さは、例えば、約０．５μｍ〜１．５μｍ程度である。大気中の水分と酸素による劣化を抑えるため、ＣＶＤにより形成したＳｉＮ膜による封止を行うことで、さらに耐久性を向上可能である。
【００９７】
（ｊ）次に、図２１（ａ）および図２１（ｂ）に示すように、基板１０に対して面直方向に、バックシートパッシベーション層３０・カラー化バリア層２８・パッシベーション層２６・バルクへテロ接合有機活性層１４・正孔輸送層１２を貫通し、第１電極層１１まで到達する第１貫通孔３６1を形成し、かつ基板１０に対して面直方向に、バックシートパッシベーション層３０・カラー化バリア層２８・パッシベーション層２６を貫通して、第２電極層１６まで到達する第２貫通孔３６2を形成する。第１貫通孔３６1・第２貫通孔３６2の形成には、レーザビアシング、若しくはレーザアブレーションなどのメカニカルカットを用いて形成する。第１貫通孔３６1は、直径約５μｍ程度のレーザ光（例えば、波長５３２ｎｍ）を用いて形成可能である。同様に、第２貫通孔３６2も、直径約５μｍ程度のレーザ光（例えば、波長５３２ｎｍ）を用いて形成可能である。また、これらの第１貫通孔３６1・第２貫通孔３６2は１個に限定されるそれぞれ抵抗値に応じて、複数個形成しても良い。
【００９８】
（ｋ）次に、図１２（ａ）および図１２（ｂ）に示すように、第１貫通孔３６1内において第１電極層１１と接続された第１取り出し端子電極３８1を形成し、第２貫通孔３６2内において第２電極層１６と接続された第２取り出し端子電極３８2を形成する。第１取り出し端子電極３８1・第２取り出し端子電極３８2と第１電極層１１・第２電極層１６とのボンディング接合には、例えば、カーボンペースト、Ａｇペーストなどを用いる。第１取り出し端子電極３８1・第２取り出し端子電極３８2は、例えば、金ワイヤなどで形成可能である。
【００９９】
（ｌ）最後に、図１２（ａ）および図１２（ｂ）に示すように、水分・酸素などが浸入しないように、ＵＶ硬化樹脂で第１取り出し端子電極３８1・第２取り出し端子電極３８2付近を保護する。
【０１００】
このように、基板１０に対して面直方向に第１取り出し端子電極３８1・第２取り出し端子電極３８2を形成することで、外観を損なうことなく、接触抵抗を低減化可能であり、良好な接合を形成可能である。
【０１０１】
以上の工程により、複数個（図の例では３個）直列に配置された実施の形態に係る有機薄膜太陽電池１を完成することができる。
【０１０２】
（有機薄膜太陽電池の作成手順）
図２２に示すフローチャートに基づいて、実施の形態に係る有機薄膜太陽電池１の作成手順について説明する。
【０１０３】
（ａ）ステップＳ１では、基板１０上に、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳを塗布する。例えば、０．４５μｍＰＴＦＥメンブレンフィルターでＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ水溶液を濾過し、溶け残りや不純物を取り除き、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ水溶液をＩＴＯ基板１０上に塗布し、スピンコート（例えば、４０００ｒｐｍ，３０ｓｅｃ）する。
【０１０４】
（ｂ）ステップＳ２では、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳを焼結する。即ち、製膜後、水分除去のために１２０℃、１０分間加熱処理をする。なお、基板１０全体に熱が伝わるように予めホットプレートで温めておいたシャーレを被せると良い。
【０１０５】
（ｃ）ステップＳ３では、Ｐ３ＨＴ：ＰＣＢＭを塗布する。具体的には、例えば、ジクロロベンゼン（o-dichlorobenzen）にＰ３ＨＴ１６ｍｇとＰＣＢＭ１６ｍｇを溶解させる。溶液は、窒素雰囲気中の５０℃で一晩攪拌を行った後に、５０℃で１分間超音波処理を行う。溶液は窒素置換されたグローブボックス（＜１ｐｐｍＯ２、Ｈ２Ｏ）内で洗浄処理したＩＴＯ基板１０上にスピンコートを行う。回転数は例えば５５０ｒｐｍ・６０ｓｅｃの後に２０００ｒｐｍ・１ｓｅｃである。
【０１０６】
（ｄ）ステップＳ４では、プレアニールを行う。即ち、ステップＳ３の塗布の後、１２０℃で１０分間加熱を行う。なお、基板１０全体に熱が伝わるように予めホットプレートで温めておいたシャーレを被せると良い。
【０１０７】
（ｅ）ステップＳ５では、ＬｉＦ真空蒸着を行う。具体的には、ＬｉＦ（純度：９９．９８％）は、真空度：１．１×１０−６ｔｏｒｒ・蒸着レートが０．１Å／ｓｅｃで真空加熱蒸着を行う。
【０１０８】
（ｆ）ステップＳ６では、Ａｌ真空蒸着を行って第２電極層１６を形成する。具体的には、Ａｌ（純度：９９．９９９％）は、真空度：１．１×１０−６ｔｏｒｒで蒸着レートが〜２Å／ｓｅｃで真空加熱蒸着を行う。
【０１０９】
（ｇ）ステップＳ７では、第２電極層１６について、電極酸化被膜処理を行う。具体的には、高密度プラズマエッチング装置を用いて酸素プラズマにより第２電極層１６表面を酸化し、酸化膜２４を形成する。
【０１１０】
（ｈ）ステップＳ８では、封止を行う。具体的には、デバイス全体に、パッシベーション層２６・カラー化バリア層２８・バックシートパッシベーション層３０を順次積層化形成して、素子を封止する。
【０１１１】
（ｉ）ステップＳ９では、貫通孔を形成する。具体的には、第１電極層１１・第２電極層１６に接触するための第１貫通孔３６1・第２貫通孔３６2のコンタクトホールをレーザビアシング、若しくはレーザアブレーションなどのメカニカルカットを用いて形成する。
【０１１２】
（ｊ）ステップＳ１０では、端子電極を形成する。具体的には、第１貫通孔３６1・第２貫通孔３６2を介して、第１取り出し端子電極３８1・第２取り出し端子電極３８2と第１電極層１１・第２電極層１６とをボンディング接合を用いて接続する。第１取り出し端子電極３８1・第２取り出し端子電極３８2は、金ワイヤなどで形成可能である。第１取り出し端子電極３８1と第１電極層１１とのボンディング接合部および第２取り出し端子電極３８2と第２電極層１６とのボンディング接合部には、カーボンペースト、Ａｇペーストなどを用いる。
【０１１３】
（ｋ）ステップＳ１１では、封止を行う。具体的には、水分・酸素などが浸入しないように、ＵＶ硬化樹脂等の樹脂層４０で第１取り出し端子電極３８1・第２取り出し端子電極３８2の周辺部を保護する。
【０１１４】
（量産化工程）
実施の形態に係る有機薄膜太陽電池は、図２３〜図２７に示すように、複数のセルをマトリックス状に配置し、量産化工程によって製造することもできる。
【０１１５】
以下、図２３〜図２７を参照して説明する。
【０１１６】
（ａ）まず、純水、アセトン、エタノールで洗浄したガラス基板１０をＩＣＰエッチャ−に入れ、Ｏ２プラズマにより、表面の付着物を取り除く（ガラス基板表面処理）。なお、有機活性層へ光を効率的に誘導するために、ガラス基板１０の表面に反射防止処理を実施しても良い。
【０１１７】
（ｂ）次に、図２３に示すように、基板１０上に、例えば、ＩＴＯからなる透明電極層１１を形成する。図２３に示す例では、透明電極層１１は隙間を挟んだ２本のストライプパターンで形成される。隙間の形成には、酸素プラズマエッチング技術、レーザパターニング技術、ナノインプリント技術などを適用することができる。
【０１１８】
（ｃ）次に、図２４に示すように、基板１０および透明電極層１１上に、正孔輸送層１２を形成する。正孔輸送層１２の形成には、スピンコート技術、スプレー技術、スクリーン印刷技術などを適用することができる。ここで、正孔輸送層１２の形成工程では、例えば、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳをスピンコートによって製膜を行い、水分除去のために、アニ−ルを１２０℃で約１０分間行う。
【０１１９】
（ｄ）次に、図２５に示すように、正孔輸送層１２上に、バルクヘテロ接合有機活性層１４を形成する。バルクヘテロ接合有機活性層１４の形成工程においては、例えば、Ｐ３ＨＴ：ＰＣＢＭをスピンコートによって製膜を行う。バルクヘテロ接合有機活性層１４の厚さは、例えば、約１００ｎｍ〜約２００ｎｍである。
【０１２０】
（ｅ）次に、図２６に示すように、バルクへテロ接合有機活性層１４上に、２本のストライプパターンのカソード電極層１６を透明電極層１１と直交させて形成する。
【０１２１】
カソード電極層１６の形成には、例えばＡｌ、Ｗ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｍｇなどを真空加熱蒸着法により堆積することによって行われる。真空加熱蒸着法の代わりに、スクリーン印刷技術を適用しても良い。
【０１２２】
（ｆ）次に、図示は省略するが、カソード電極層１６の表面に酸化膜（不動態膜）を形成する。不動態膜は、カソード電極層１６を酸素プラズマに暴露させて形成することができる。酸素プラズマによる酸化膜の形成は、例えば、プラズマエッチング装置を用いて行うことができる。
【０１２３】
（ｇ）次に、図示は省略するが、デバイス全体に、パッシベーション層２６・カラー化バリア層２８・バックシートパッシベーション層３０を順次積層化形成して、第１貫通孔３６1・第２貫通孔３６2を形成し、第１貫通孔３６1・第２貫通孔３６2を介して、第１取り出し端子電極３８1・第２取り出し端子電極３８2と第１電極層１１・第２電極層１６とをボンディング接合を用いて接続し、最後に、水分・酸素などが浸入しないように、ＵＶ硬化樹脂等の樹脂層４０で第１取り出し端子電極３８1・第２取り出し端子電極３８2の周辺部を保護する。
【０１２４】
以上の工程により、実施の形態に係る有機薄膜太陽電池１を量産化することができる。
【０１２５】
実施の形態に係る有機薄膜太陽電池において、複数のセルＣijをマトリックス状に配置した模式的平面パターン構成例は、図２８に示すように表される。アノード電極層１１で形成されるアノード電極パターン…,Ａj, Ａj+1,…と、アノード電極パターン…, Ａj, Ａj+1,…と直交し、カソード電極層１６で形成されるカソード電極パターン…,Ｋi-1, Ｋi, Ｋi+1,…の交差部にセル…Ｃij…が配置されている。アノード電極パターン…, Ａj, Ａj+1,…と、カソード電極パターン…, Ｋi-1, Ｋi, Ｋi+1,…を選択することによって、交差部に配置されたセル…Ｃij…の特性をそれぞれ別個に測定することもできる。
【０１２６】
（スピンコート法）
実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の製造方法において、正孔輸送層１２およびバルクへテロ接合有機活性層１４を形成する際のスピンコート法を示す概略は図２８（ａ）に示すように表され、形成された正孔輸送層１２およびバルクへテロ接合有機活性層１４の例を示す模式的鳥瞰構成は、図２８（ｂ）に示すように表される。
【０１２７】
例えば、実施の形態に係る有機薄膜太陽電池１において、比較的小面積の素子を作成する場合には、図２８（ａ）に示すようなスピンコート法を適用することができる。
【０１２８】
即ち、図２８（ａ）に示すように、モータ等の駆動源に接続される高速回転可能なスピンドル６２と、スピンドル６２に固設され基板１０を載置するテーブル６３とを備えるスピンコーターが用いられる。
【０１２９】
そして、テーブル６３上に基板１０を載置し、モータ等の駆動源を稼働させてテーブル６３を例えば２０００〜４０００ｒｐｍで矢印Ａ、Ｂ方向に高速回転させる。次いで、スポイト６０を用いて、正孔輸送層１２やバルクへテロ接合有機活性層１４を形成する溶液の液滴６４を落下させる。これにより、液滴６４は遠心力により基板１０上に均一な厚さの正孔輸送層１２およびバルクへテロ接合有機活性層１４（図２８（ｂ）参照）を形成することができる。
【０１３０】
（変形例１）
実施の形態の変形例１に係る有機薄膜太陽電池１の模式的平面パターン構成は、図２９（ａ）に示すように表され、図２９（ａ）のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う模式的断面構造は、図２９（ｂ）に示すように表され、回路表現は、図２９（ｃ）に示すように表される。
【０１３１】
実施の形態の変形例１に係る有機薄膜太陽電池１は、図２９（ａ）〜図２９（ｃ）に示すように、基板１０と、基板１０上に配置された第１電極層１１と、第１電極層１１上に配置された正孔輸送層１２と、正孔輸送層１２上に配置されたバルクへテロ接合有機活性層１４と、バルクへテロ接合有機活性層１４上に配置された第２電極層１６と、第２電極層１６上に配置されたパッシベーション層２６と、基板１０に対して面直方向に配置され、パッシベーション層２６・バルクへテロ接合有機活性層１４・正孔輸送層１２を貫通して、第１電極層１１と接続された第１取り出し端子電極３８1と、基板１０に対して面直方向に配置され、パッシベーション層２６を貫通して、第２電極層１６と接続された第２取り出し端子電極３８2とを備える。
【０１３２】
第１取り出し端子電極３８1は、第１電極層１１の任意の位置に接続可能である。
【０１３３】
第２取り出し端子電極３８2は、第２電極層１６の任意の位置に接続可能である。
【０１３４】
また、実施の形態の変形例１に係る有機薄膜太陽電池１は、図２９（ａ）〜図２９（ｃ）に示すように、パッシベーション層２６上に配置されたカラー化バリア層２８と、カラー化バリア層２８上に配置されたバックシートパッシベーション層３０と、バックシートパッシベーション層３０上に配置され、第１取り出し端子電極３８1・第２取り出し端子電極３８2を封止する樹脂層４０とを備えていても良い。
【０１３５】
また、カラー化バリア層２８は、例えば、紫外線硬化樹脂で形成可能である。
【０１３６】
また、カラー化バリア層２８には、着色剤を添加しても良い。着色剤としては、黒色では、例えば、カーボンブラック、青色では、例えば、フタロシアニン塗料、赤色では、例えば、アリザリン塗料などを適用可能である。
【０１３７】
また、パッシベーション層２６は、例えば、ＳｉＮ膜若しくはＳｉＯＮ膜で形成可能である。
【０１３８】
カラー化バリア層２８は、パッシベーション層２６に形成されるスポットを被覆可能である。
【０１３９】
また、パッシベーション層２６とカラー化バリア層２８は、複数層繰り返し積層化されて、多重積層保護膜を形成しても良い。
【０１４０】
実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の製造方法の一工程であって、基板ぬわ上に透明電極層１１をパターン形成した状態を示す模式的断面構造は、図３０（ａ）に示すように表され、透明電極層１１上に正孔輸送層１２を製膜した状態を示す模式的断面構造は、図３０（ｂ）に示すように表され、正孔輸送層１２上にバルクへテロ接合有機活性層１４を製膜した状態を示す模式的断面構造は、図３０（ｃ）に示すように表され、バルクへテロ接合有機活性層１４上に第２電極層１６をパターン形成した状態を示す模式的断面構造は、図３０（ｄ）に示すように表される。
【０１４１】
また、実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の製造方法の一工程であって、酸素プラズマ処理によって、第２電極層１６の表面に酸化膜２４を形成した状態を示す模式的断面構造は、図３１（ａ）に示すように表され、デバイス全面にパッシベーション層２６を形成した状態を示す模式的断面構造は、図３１（ｂ）に示すように表され、パッシベーション層２６上にカラー化バリア層２８を形成した状態を示す模式的断面構造は、図３１（ｃ）に示すように表される。
【０１４２】
また、実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の製造方法の一工程であって、カラー化バリア層２８上にバックシートパッシベーション層３０を形成した状態を示す模式的断面構造は、図３２（ａ）に示すように表され、基板１０に対して面直方向に、バックシートパッシベーション層３０・カラー化バリア層２８・パッシベーション層２６・バルクへテロ接合有機活性層１４・正孔輸送層１２を貫通して、第１電極層１１まで到達した第１貫通孔３６1と、基板１０に対して面直方向に配置され、バックシートパッシベーション層３０・カラー化バリア層２８・パッシベーション層２６を貫通して、第２電極層１６まで到達した第２貫通孔３６2を形成した状態を示す模式的断面構造は、図３２（ｂ）に示すように表される。
【０１４３】
また、実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の製造方法の一工程であって、第１貫通孔３６1を介して、第１電極層１１と接続された第１取り出し端子電極３８1と、第２貫通孔３６2を介して、第２電極層１６と接続された第２取り出し端子電極３８2を形成した状態を示す模式的断面構造は、図３３（ａ）に示すように表され、図３３（ａ）のＡ部分の拡大図は、図３３（ｂ）に示すように表される。
【０１４４】
第１電極層１１・第２電極層１６に接触するための第１貫通孔３６1・第２貫通孔３６2のコンタクトホールは、実施の形態と同様に、レーザビアシング、若しくはレーザアブレーションなどのメカニカルカットを用いて形成可能である。
【０１４５】
また、第１取り出し端子電極３８1・第２取り出し端子電極３８2は、金ワイヤなどで形成可能である。
【０１４６】
第１取り出し端子電極３８1・第２取り出し端子電極３８2と第１電極層１１・第２電極層１６とのボンディング接合には、カーボンペースト、Ａｇペーストなどを用いる。第１取り出し端子電極３８1と第１電極層１１とのボンディング接合部には、カーボンペースト、Ａｇペーストなどを用いる。第２取り出し端子電極３８2と第２電極層１６とのボンディング接合部４２には、カーボンペースト、Ａｇペーストなどを用いる。ここで、特に、第２電極層１６をＡｇＭｇで形成する場合には、ボンディング接合部４２には、Ａｇペーストを用いることで良好な接合を得ることができる。また、水分・酸素などが浸入しないように、ＵＶ硬化樹脂等の樹脂層４０で第１取り出し端子電極３８1・第２取り出し端子電極３８2の周辺部を保護している。
【０１４７】
（電子機器）
実施の形態に係る有機薄膜太陽電池においては、有機薄膜太陽電池のセルの内側から第１取り出し端子電極３８1・第２取り出し端子電極３８2の取り出しが可能であることから、端面取り出しでは難しかったモバイル端末機器等の電子機器への搭載が容易になる。特にスマートホンやタブレット端末に代表される電子機器は、外観が重要であるため表示パネルのべゼル（ディスプレイの周辺部）や背面に有機薄膜太陽電池のセルを搭載するに当たり、第１取り出し端子電極３８1・第２取り出し端子電極３８2が目立たない方が良い。第１電極層１１（ＴＣＯ）と接触させるために必要な有機層（１２・１４）へのビアホールには、直径約５μｍ程度のレーザ光（例えば、波長５３２ｎｍ）を用いて第１貫通孔３６1を形成可能である。第１貫通孔３６1は複数形成しても良い。第２貫通孔３６2についても同様である。この手法を用いることで、外観を損なうことなく、接触抵抗を低減化可能であり、良好な接合を形成可能である。
【０１４８】
実施の形態に係る有機薄膜太陽電池１を適用した電子機器２００の模式的平面構成は、図３４に示すように表される。実施の形態に係る有機薄膜太陽電池１を適用した電子機器２００は、図３４に示すように、ディスプレイ領域２の周辺部に有機薄膜太陽電池形成領域４および文字形成領域６を備える。
【０１４９】
また、図３４のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿う模式的断面構造は、図３５に示すように表され、図３４のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う模式的断面構造は、図３６に示すように表され、図３４のＸＶ−ＸＶ線に沿う模式的断面構造は、図３７に示すように表される。
【０１５０】
実施の形態に係る有機薄膜太陽電池１を適用した電子機器２００において、有機薄膜太陽電池形成領域４は、図３４〜図３７に示すように、基板１０と、基板１０上に配置された透明電極層（第１電極層）１１と、第１電極層１１上に配置された正孔輸送層１２と、正孔輸送層１２上に配置されたバルクヘテロ接合有機活性層１４と、バルクヘテロ接合有機活性層１４上に配置されたカソード電極層（第２電極層）１６と、第２電極層１６上に配置されたパッシベーション層２６と、パッシベーション層２６上に配置されたカラー化バリア層２８と、カラー化バリア層２８上に配置されたバックシートパッシベーション層３０とを備える。カソード電極層（第２電極層）１６表面には、図３５〜図３７に示すように、不動態膜２４が形成されていても良い。
【０１５１】
一方、ディスプレイ領域２および文字形成領域６は、図３４〜図３６に示すように、基板１０と、基板１０上に配置された透明電極層（第１電極層）１１と、第１電極層１１上に配置されたパッシベーション層２６と、パッシベーション層２６上に配置されたカラー化バリア層２８と、カラー化バリア層２８上に配置されたバックシートパッシベーション層３０とを備える。
【０１５２】
ここで、図示は省略されているが、例えば、図３７のＣ領域・Ｄ領域には、複数の第１貫通孔３６1・第２貫通孔３６2を介して第１取り出し端子電極３８1・第２取り出し端子電極３８2が目立たないように形成可能である。すなわち、基板１０に対して面直方向に配置され、バックシートパッシベーション層３０・カラー化バリア層２８・パッシベーション層２６・バルクへテロ接合有機活性層１４・正孔輸送層１２を貫通して、第１電極層と接続された第１取り出し端子電極と、基板１０に対して面直方向に配置され、バックシートパッシベーション層３０・カラー化バリア層２８・パッシベーション層２６を貫通して、第２電極層１６と接続された第２取り出し端子電極とを備えていても良い。
【０１５３】
同様に、実施の形態の変形例２（後述：図３９）に係る有機薄膜太陽電池１を適用した電子機器２００において、有機薄膜太陽電池形成領域４は、図３４〜図３７と同様に、基板１０と、基板１０上に配置された透明電極層（第１電極層）１１と、第１電極層１１上に配置された正孔輸送層１２と、正孔輸送層１２上に配置されたバルクヘテロ接合有機活性層１４と、バルクヘテロ接合有機活性層１４上に配置されたカソード電極層（第２電極層）１６と、基板１０に対して面直方向に、正孔輸送層１２、バルクへテロ接合有機活性層１４を貫通し、第１電極層１１まで到達する第３貫通孔３６3を介して第１電極層１１に接続されたＶＩＡ電極層１６Ｐと、第２電極層１６ＮおよびＶＩＡ電極層１６Ｐ上に配置されたパッシベーション層２６と、パッシベーション層２６上に配置されたカラー化バリア層２８と、カラー化バリア層２８上に配置されたバックシートパッシベーション層３０とを備える。カソード電極層（第２電極層）１６表面には、図３５〜図３７に示すように、不動態膜２４が形成されていても良い。
【０１５４】
また、ディスプレイ領域２および文字形成領域６は、図３４〜図３６に示すように、基板１０と、基板１０上に配置された第１電極層１１と、第１電極層１１上に配置された前記パッシベーション層と、パッシベーション層２６上に配置されたカラー化バリア層２８と、カラー化バリア層２８上に配置されたバックシートパッシベーション層３０とを備える。
【０１５５】
ここで、図示は省略されているが、例えば、複数の第１貫通孔３６1・第２貫通孔３６2を介して第１取り出し端子電極３８1・第２取り出し端子電極３８2が目立たないように形成可能である。すなわち、基板１０に対して面直方向に配置され、バックシートパッシベーション層３０・カラー化バリア層２８・パッシベーション層２６・バルクへテロ接合有機活性層１４・正孔輸送層１２を貫通して、ＶＩＡ電極層１６Ｐと接続された第１取り出し端子電極３８1と、基板１０に対して面直方向に配置され、バックシートパッシベーション層３０・カラー化バリア層２８・パッシベーション層２６を貫通して、第２電極層１６Ｎと接続された第２取り出し端子電極３８2とを備えていても良い。
【０１５６】
有機薄膜太陽電池形成領域４のカラー化バリア層２８は、例えば、ブラックＤｙｅによって、黒色に着色され、文字形成領域６のカラー化バリア層２８は、文字を配置するため、黒色とは異なる色、例えば、赤色に着色される。
【０１５７】
尚、図示は省略するが、ディスプレイ領域２に対応した基板１０には、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）、若しくは有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイなどを形成可能である。
【０１５８】
実施の形態に係る有機薄膜太陽電池を適用したタンデム構造の電子機器３００は、図３８（ａ）に示すように、基板１０と、基板１０上に接着層１５０を介して配置された有機薄膜太陽電池形成領域４を備える。ディスプレイ領域２は、基板１０内に形成されている。すなわち、実施の形態に係る有機薄膜太陽電池を適用したタンデム構造の電子機器３００は、基板１０と、有機薄膜太陽電池形成領域４とが別々に形成され、それらを接着層１５０を介してタンデム構造の縦型に配置している。
【０１５９】
また、実施の形態に係る有機薄膜太陽電池を適用したインセル構造の電子機器３００は、図３８（ｂ）に示すように、基板１０と、基板１０上に配置された有機薄膜太陽電池形成領域４とを備える。すなわち、実施の形態に係る有機薄膜太陽電池を適用したインセル構造の電子機器３００は、基板１０上に有機薄膜太陽電池形成領域４がインセル構造に形成され、基板１０には、例えば、ＬＣＤ、若しくは有機ＥＬディスプレイなどを形成可能である。
【０１６０】
実施の形態に係る有機薄膜太陽電池１を適用した電子機器２００は、図３４〜図３７、および図３８（ｂ）に示すように、インセル構造の電子機器３００に対応している。
【０１６１】
（変形例２）
実施の形態の変形例２に係る有機薄膜太陽電池１の模式的平面パターン構成は、図３９（ａ）に示すように表され、図３９（ａ）のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿う模式的断面構造は、図２９（ｂ）に示すように表される。
【０１６２】
実施の形態の変形例２に係る有機薄膜太陽電池１は、図３９（ａ）および図３９（ｂ）に示すように、基板１０と、基板１０上に配置された第１電極層１１と、第１電極層１１上に配置された正孔輸送層１２と、正孔輸送層１２上に配置されたバルクへテロ接合有機活性層１４と、バルクへテロ接合有機活性層１４上に配置された第２電極層１６Ｎと、基板１０に対して面直方向に、正孔輸送層１２、バルクへテロ接合有機活性層１４を貫通し、第１電極層１１まで到達する第３貫通孔を介して第１電極層１１に接続されたＶＩＡ電極層１６Ｐと、第２電極層１６ＮおよびＶＩＡ電極層１６Ｐ上に配置されたパッシベーション層２６と、基板１０に対して面直方向に配置され、パッシベーション層２６を貫通して、ＶＩＡ電極層１６Ｐと接続された第１取り出し端子電極３８1と、パッシベーション層２６を貫通して、第２電極層１６Ｎと接続された第２取り出し端子電極３８2とを備える。
【０１６３】
第１取り出し端子電極３８1は、第１電極層１１の任意の位置に接続可能である。
【０１６４】
第２取り出し端子電極３８2は、第２電極層の１６Ｎの任意の位置に接続可能である。
【０１６５】
実施の形態の変形例２に係る有機薄膜太陽電池１は、図３９（ａ）および図３９（ｂ）に示すように、パッシベーション層２６上に配置されたカラー化バリア層２８と、カラー化バリア層２８上に配置されたバックシートパッシベーション層３０と、バックシートパッシベーション層３０上に配置され、第１取り出し端子電極３８1・第２取り出し端子電極３８2を封止する樹脂層４０とを備えていても良い。
【０１６６】
カラー化バリア層２８は、紫外線硬化樹脂で形成可能である。
【０１６７】
また、カラー化バリア層２８には、着色剤を添加しても良い。
【０１６８】
パッシベーション層２６は、ＳｉＮ膜若しくはＳｉＯＮ膜で形成可能である。
【０１６９】
ここで、カラー化バリア層２８は、パッシベーション層２６に形成されるスポットを被覆可能である。
【０１７０】
また、パッシベーション層２６とカラー化バリア層２８は、複数層繰り返し積層化されて、多重積層保護膜を形成しても良い。
【０１７１】
また、第２電極層１６ＮおよびＶＩＡ電極層１６Ｐの表面に不動態膜２４を備えていても良い。ここで、不動態膜２４は、第２電極層１６ＮおよびＶＩＡ電極層１６Ｐの酸化膜で形成可能である。ここで、この酸化膜は、第２電極層１６ＮおよびＶＩＡ電極層１６Ｐの表面を酸素プラズマ処理により形成可能である。
【０１７２】
実施の形態の変形例２に係る有機薄膜太陽電池１の製造方法の一工程であって、基板１０上に透明電極層１１をパターン形成した状態を示す模式的断面構造は、図４０（ａ）に示すように表され、透明電極層１１上に正孔輸送層１２を製膜した状態を示す模式的断面構造は、図４０（ｂ）に示すように表され、正孔輸送層１２上にバルクへテロ接合有機活性層１４を製膜した状態を示す模式的断面構造は、図４０（ｃ）に示すように表され、基板１０に対して面直方向に、正孔輸送層１２、バルクへテロ接合有機活性層１４を貫通し、第１電極層１１まで到達する第３貫通孔３６3を形成した状態を示す模式的断面構造は、図４０（ｄ）に示すように表される。
【０１７３】
実施の形態の変形例２に係る有機薄膜太陽電池１の製造方法の一工程であって、バルクへテロ接合有機活性層１４上に第２電極層１６Ｎをパターン形成するとともに、第３貫通孔３６3を介して第１電極層１１に接続されたＶＩＡ電極層１６Ｐを形成した状態を示す模式的断面構造は、図４１（ａ）に示すように表され、酸素プラズマ処理によって、第２電極層１６ＮおよびＶＩＡ電極層１６Ｐの表面に酸化膜２４を形成後、第２電極層１６ＮおよびＶＩＡ電極層１６Ｐ上にパッシベーション層２６・カラー化バリア層２８・バックシートパッシベーション層３０を形成した状態を示す模式的断面構造は、図４１（ｂ）に示すように表される。
【０１７４】
実施の形態の変形例２に係る有機薄膜太陽電池１の製造方法の一工程であって、基板１０に対して面直方向に、バックシートパッシベーション層３０・カラー化バリア層２８・パッシベーション層２６を貫通し、ＶＩＡ電極層１６Ｐまで到達する第４貫通孔３６4・第２電極層１６Ｎまで到達する第２貫通孔３６2を形成した状態を示す模式的断面構造は、図４２に示すように表される。
【０１７５】
さらに、第１電極層１１に接続されたＶＩＡ電極層１６Ｐに対して、第４貫通孔３６4を介して、取り出し端子電極３８1を接続形成すると共に、第２電極層１６Ｎに対して、第２貫通孔３６2を介して、取り出し端子電極３８1を接続形成した状態を示す模式的断面構造は、図３９（ａ）および図３９（ｂ）に示すように表される。
【０１７６】
実施の形態の変形例２に係る有機薄膜太陽電池１の製造方法は、図４０〜図４２、および図３９に示すように、基板１９上に第１電極１１を形成する工程と、第１電極層１１上に正孔輸送層１２を形成する工程と、正孔輸送層１２上にバルクへテロ接合有機活性層１４を形成する工程と、基板１０に対して面直方向に、正孔輸送層１２、バルクへテロ接合有機活性層１４を貫通し、第１電極層１１まで到達する第３貫通孔３６3を形成する工程と、バルクへテロ接合有機活性層１４上に第２電極層１６Ｎをパターン形成するとともに、第３貫通孔３６3を介して第１電極層１１に接続されたＶＩＡ電極層１６Ｐをパターン形成する工程と、第２電極層１６ＮおよびＶＩＡ電極層１６Ｐ上にパッシベーション層２６・カラー化バリア層２８・バックシートパッシベーション層３０を形成する工程と、基板１０に対して面直方向に、パッシベーション層２６・カラー化バリア層２８・バックシートパッシベーション層３０を貫通し、ＶＩＡ電極層１６Ｐまで到達する第４貫通孔３６4を形成する工程と、基板１０に対して面直方向に、パッシベーション層２６・カラー化バリア層２８・バックシートパッシベーション層３０を貫通して、第２電極層１６Ｎまで到達する第２貫通孔３６2を形成する工程と、第４貫通孔３６4内においてＶＩＡ電極層１６Ｐと接続された第１取り出し端子電極３８1を形成する工程と、第２貫通孔３６2内において第２電極層１６Ｎと接続された第２取り出し端子電極３８2を形成する工程とを有する。
【０１７７】
上記以外の詳細な製造工程の説明は、実施の形態およびその変形例１に係る有機薄膜太陽電池１の製造方法と重複するため、説明が省略する。
【０１７８】
以上説明したように、本実施の形態によれば、電極の取り出し構造を改善し、外観の大きな構造変化を伴うこと無く、任意の位置に接続点を形成可能で、かつ軽量化・薄層化可能な有機薄膜太陽電池およびその製造方法、および電子機器を提供することができる。
【０１７９】
[その他の実施の形態]
上記のように、実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面は例示的なものであり、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
【０１８０】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態などを含む。
【産業上の利用可能性】
【０１８１】
本発明の有機薄膜太陽電池は、太陽光発電パネル、モバイル端末向け充電器など幅広い分野に適用可能である。
【符号の説明】
【０１８２】
１、  １Ａ…有機薄膜太陽電池
２…ディスプレイ領域
４…有機薄膜太陽電池形成領域
６…文字形成領域
１０…基板（ＩＴＯ基板）
１１…第１電極層（アノード電極層、透明電極層）
１２…正孔輸送層
１４…バルクヘテロ接合有機活性層
１６、１６Ｎ…第２電極層（カソード電極層）
１６Ｐ…ＶＩＡ電極層
２４…不動態膜（酸化膜）
２６、３１、４１、４１1、４１2、４１3、４１4…パッシベーション層
２８、２９、４２1、４２2、４２3、４２4…（カラー化）バリア層
３０…バックシートパッシベーション層
３３…バックシート層
３４…スルーホール
３６、３６1、３６2、３６3、３６4…貫通孔
３８、３８1、３８2…取り出し端子電極
４０…樹脂層
４１Ｈ…スポット
４２…
６０…スポイト
６２…スピンドル
６３…テーブル
６４…液滴
１５０…接着層
２００、３００…電子機器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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