(57)【要約】【課題】作業の安全が確保され、また、変換効率と歩留まりが向上する有機薄膜太陽電池の製造方法を提供することを課題とする。【解決手段】  基板上に、少なくとも下部電極、活性層、及び上部電極により構成される、複数の光電変換素子を有する有機薄膜太陽電池の製造方法であって、各光電変換素子を構成する下部電極が、互いに電気的に接続された状態で、前記活性層を塗布法により成膜することを特徴とする有機薄膜太陽電池の製造方法。【選択図】図４
2014239086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、少なくとも下部電極、活性層、及び上部電極により構成される、複数の光電変換素子を有する有機薄膜太陽電池の製造方法であって、
各光電変換素子を構成する下部電極が、互いに電気的に接続された状態で、前記活性層を塗布法により成膜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２】
前記上部電極を成膜した後に、前記下部電極をパターニングすることにより、前記下部電極を互いに分離することを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項３】
前記パターニングをレーザースクライブで行なうことを特徴とする請求項２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、太陽電池の製造方法に関し、特に、塗布法を用いて有機薄膜太陽電池を製造する際に好適に用いられる有機薄膜太陽電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機薄膜太陽電池は、一般的に複数の単位セル（以下、光電変換素子と称す場合がある）から構成されているが、その製造工程において、単位セルを形成するために各層を成膜した後にレーザースクライブによりパターニングを行う方法やマスクを用いて、各層を成膜する方法が採用されている。
特許文献１には、マスクを用いて下部の電極を形成し、複数の光電変換素子が直列接続した有機太陽電池の製造例が記載されている。また特許文献２では、下部の透明電極をレーザーにより加工し、直列接続を行う方法が提案されている。これらの方法は、その手段は異なるが、いずれも活性層である有機層が成膜される前に、セルを構成する下部の電極が隣り合うセルの下部電極と、完全に電気的に絶縁される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２３７１６５号公報
【特許文献２】特開２０１０−２８７８００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者らが検討したところ、特許文献１や特許文献２に記載される方法で有機薄膜太陽電池を作製した場合、基板上に成膜・パターニングされた下部電極がそれぞれ帯電してしまうことが判明した。下部電極への帯電は、下部電極上に有機層やその他の層を積層する際に、均一な膜形成を著しく妨げる。不均一な膜が形成されると、外観を損ねるだけでなく、有機薄膜太陽電池自体が本来の性能を発揮できなくなる。また、塗布法により、活性層として有機層を形成する場合には、引火性のある有機溶剤を用い、かつ、ドライルーム環境下において塗布が行われることから、下部電極の帯電により静電気爆発等が起こる可能性があり、安全性も懸念される。
本発明は、上記問題を解決するものであり、変換効率と生産性に優れた有機薄膜太陽電池の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ね、光電変換素子が直列に接続されたモノリシック構造を有する有機薄膜太陽電池を製造する工程において、各光電変換素子を構成する下部電極が、互いに電気的に接続された状態で、活性層の成膜を行うことで、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。
【０００６】
本発明は、基板上に、少なくとも下部電極、活性層、及び上部電極により構成される、複数の光電変換素子を有する有機薄膜太陽電池の製造方法であって、
各光電変換素子を構成する下部電極が、互いに電気的に接続された状態で、前記活性層を塗布法により成膜することを特徴とする有機薄膜太陽電池の製造方法である。
また、前記上部電極を成膜した後に、前記下部電極をパターニングすることにより、前記下部電極を互いに分離することが好ましい。
また、前記パターニングをレーザースクライブで行なうことが好ましい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、モノリシック構造を有する有機薄膜太陽電池を製造する際において、基板上に成膜した下部電極の帯電を大きく減らすことができ、ムラなく均一に、下部電極上に活性層を形成することが可能となる。その結果、変換効率と歩留まりの向上した有機薄膜太陽電池を提供できる。加えて、作業安全性の向上も実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】複数の薄膜光電変換セルが直列接続したモノリシック構造を有する、従来技術に係る直列アレイの、上面模式図である。
【図２−１】複数の薄膜光電変換セルが直列接続したモノリシック構造を有する、本実施態様に係る直列アレイの製造方法を表す上面模式図である。
【図２−２】複数の薄膜光電変換セルが直列接続したモノリシック構造を有する、本実施態様に係る直列アレイの製造方法を表す上面模式図である。
【図３】モノリシック構造を有する直列アレイの従来の製造方法を示す断面図であり、図１におけるＡ−Ａ´方向断面を示す。
【図４】モノリシック構造を有する直列アレイの本実施態様に係る製造方法を示す断面図であり、図２におけるＢ−Ｂ´方向断面を示す。
【図５】本実施態様に係るパターニングの具体的な態様を示す断面模式図である。
【図６】有機薄膜太陽電池の一般的な層構成を表す模式図である。
【図７】太陽電池の一般的な層構成を表す模式図である。
【図８】太陽電池モジュールの一般的な層構成を表す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明について、具体的な態様を示しながら詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨、及びその範囲から逸脱することなく、その形態、及び詳細を様々に変更し得ることを当業者は容易に理解する。なお、以下に説明する本発明の構成において、同一部分、又は同様な機能を有する部分には、同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
本発明の有機薄膜太陽電池の製造方法は、基板を枚葉として個別に扱ってもよいし、ロール・ツー・ロールによる連続搬送作業にて取り扱ってもよい。どちらの場合も塗布成膜時には下部電極のアースを取ることが好ましい。生産性の面からはロール・ツー・ロール形式が好ましい。
【００１０】
本発明の実施態様に係る有機薄膜太陽電池の製造方法は、各光電変換素子が有する下部電極が電気的に接続された状態で活性層を塗布法により成膜する工程を含む。
本実施態様により製造される有機薄膜太陽電池は、複数の光電変換素子が直列接続したモノリシック構造の直列アレイを１つ以上有する。モノリシック構造を有する有機薄膜太陽電池は、上記基板上に少なくとも下部電極、活性層及び上部電極を成膜する工程と、成膜された膜を分割する工程を経て、製造することができる。なお、このようなモノリシック構造を形成するためには、隣り合う光電変換素子を直列に接続させるために必要な部分に開溝を形成するための下部電極のパターニングに加えて、直列アレイを形成するための絶縁開溝を形成する下部電極のパターニングも必要となる。なお、一枚の基板に一つの直列アレイを形成してもよいし、複数の直接アレイを形成してもよい。複数の直列アレイは、該パターニングにより、複数の直列アレイがそれぞれ電気的に絶縁させるように絶縁開溝を設けて、形成することができる。
【００１１】
従来の薄膜太陽電池の製造方法における下部電極のパターニングについて、図１及び図３を用いて説明する。
図１は、複数の単位セルが直列接続したモノリシック構造を有する、従来技術に係る直列アレイの上面模式図である。図１（ａ）は、基板上に積層された下部電極のパターニン
グを示す。図１（ａ）の上下方向に、光電変換素子を直列に接続させるため、下部電極は、直列接続方向に対して垂直方向にパターニングが施される。このパターニングにより第１の開溝４１が形成される。同様に、直列アレイを形成するために、下部電極のパターニングを行い、絶縁開溝４６が形成される。
なお、絶縁開溝４６は、直列接続方向に対して垂直方向だけではなく、平行方向にも形成される。そして、第１の開溝４１及び絶縁開溝４６により、各光電変換素子を構成する下部電極は、他の下部電極と完全に分離され（下部電極のアイランド化）、互いに電気的に絶縁された状態（以下、電気的に接続されていない状態と称す場合がある。）となる。その後、活性層及び上部電極を成膜しパターニングを行うことで、図１（ｂ）に示すように、直列アレイ３０、３０´が製造される。
【００１２】
また、図１におけるＡ−Ａ´方向断面図を図３に示す。
図３（ａ）は、図１（ａ）におけるＡ−Ａ´方向の断面図であり、基板上に下部電極を形成した後に行う下部電極のパターニング工程を示し、図３（ｅ）は、図１（ｂ）におけるＡ−Ａ´方向の断面図であり、上部電極形成後のパターニング工程を示す。
【００１３】
このように、従来の有機薄膜太陽電池の製造方法においては、各光電変換素子を構成する下部電極が、形成される直列アレイ間でも互いに分離され、電気的に絶縁された状態で、下部電極上に活性層が成膜されていた。しかしながら、各光電変換素子を構成する下部電極が互いに分離され、電気的に接続されていない状態で、下部電極上に有機材料を塗布成膜し、活性層を形成しようとすると、活性層を均一に成膜することができず、ムラが発生してしまうことが判明した。
すなわち従来の方法では、光電変換素子を構成する各下部電極が互いに分離され、電気的に絶縁されているために、静電気等の発生により、下部電極が帯電してしまう。そして、下部電極が帯電した状態で、下部電極上に活性層やその他の層を塗布成膜すると、下部電極の帯電により、塗布成膜用のインクを弾いてしまい、均一な膜を形成することができなくなり、ムラが発生してしまう。また、活性層にムラが発生してしまうと、有機薄膜太陽電池の外観を損ねるだけでなく、各光電変換素子自体が本来の性能を発揮できなくなる。さらに、塗布法により有機薄膜太陽電池を構成する光電変換素子を製造する場合には、引火性のある有機溶剤を用い、かつ、ドライルーム環境下において塗布が行われることから、下部電極の帯電により静電気爆発等が起こる可能性があり、安全性も懸念される。
【００１４】
一方で、本発明の実施態様を示す図２（ａ）では、活性層を塗布法により成膜する工程の前には、光電変換素子を直列に接続するための第１の開溝４１のみを形成するように下部電極のパターニングを行い、直列アレイを形成するためのパターニングは行わない。そのため、光電変換素子を構成するそれぞれの下部電極は、形成される直列アレイ間で互いに分離することなく、電気的に接続されているために、静電気等が発生しても、除電されて下部電極への帯電が生じなくなる。そのため、下部電極上に活性層を塗布成膜しても、インクが電荷により弾かれることがなく、活性層を均一に成膜することができ、変換効率と歩留まりの向上した光電変換素子を提供できる。なお、本発明において、各光電変換素子を構成する下部電極が、互いに電気的に接続された状態とは、図２（ａ）に示すように、直列アレイを形成するための下部電極のパターニングを行う前の状態で、各光電変換素子を構成する下部電極が互いに分離されていない（アイランド化されていない）状態、又は、互いに分離された、各光電変換素子を構成する下部電極が、表面抵抗率が１００Ω／ｓｑ以下の部材を介して、互いに接続されている状態を意味する。例えば、パターニングにより互いに完全に分離された、各光電変換素子を構成する下部電極が、表面抵抗率が１００Ω／ｓｑ以上である酸化亜鉛層を介して、互いに接続している場合は、各光電変換素子を構成する下部電極が、互いに電気的に接続するとはみなさない。
そして、図２（ｂ）及び（ｃ）に示すように、上部電極が成膜された後に、下部電極のパターニングを再度行い、絶縁開溝４５を形成する。こうして、下部電極は、完全に他の
下部電極と分離された状態となり、直列アレイが形成される。
【００１５】
以下、本発明の具体的な実施態様について図面を用いて更に説明する。
＜１．パターニング＞
図４は、本実施態様に係る複数の光電変換素子を有する有機薄膜太陽電池の製造工程を示す。一方で図３は、従来技術に係る有機薄膜太陽電池の製造方法について示した図である。
光電変換素子を構成するそれぞれの層をパターニングする方法は、一様な層の成膜後に、レーザースクライブやメカニカルスクライブなどで加工する方法が挙げられる。また、マスク成膜やスクリーン印刷を用いて特定のパターン形状を有する層を形成してもよく、本発明は例示する実施形態に限定されない。しかしながら、有効素子面積をより広く確保するために、微細加工が可能なレーザースクライブによりパターニングを行うことが好ましい。以下に、レーザースクライブによりパターニングし、単位セルを直列化した直列アレイを有する有機薄膜太陽電池の製造方法を例示する。
【００１６】
図４（ａ）の工程において、基板と下部電極が積層された積層体の下部電極表面をレーザースクライブによりパターニングすることで、開溝を形成する。
図４（ａ）の工程により、基板３１の上に第１の開溝４１を持つ下部電極３２の直列接続部分を形成することができる。第１の開溝４１の幅は通常５μｍ以上、好ましくは１０μｍ以上、より好ましくは２５μｍ以上であり、通常１０００μｍ以下、好ましくは５００μｍ以下、より好ましくは３００μｍ以下、更に好ましくは１００μｍ以下である。第１の開溝４１の形成方法はレーザースクライブに限定されず、その他の方法としては、メカニカルスクライブ等が挙げられる。また、リフトオフ、マスク成膜、グラビア印刷、スクリーン印刷、インクジェット等の方法を用いて、第１の開溝４１を設けるように下部電極３２を形成してもよい。この際に、単位セルの直列接続に必要な部分のみの第１の開溝４１を形成し、直列アレイを形成するためのパターニングは行わずに、光電変換素子を構成する下部電極３２が他の下部電極と電気的に接続された状態にしておくことが重要である。
【００１７】
次に、図４（ｂ）のとおり、下部電極３２の上に下部バッファ層３３、活性層３４および上部バッファ層３５を順次成膜する（以下、下部バッファ層３３、活性層３４および上部バッファ層３５をまとめて光電変換層と呼ぶ場合もある）。下部バッファ層３３を下部電極３２の全面に形成する場合には、第１の開溝４１は下部バッファ層３３の材料で埋められる。また、下部バッファ層３３を下部電極３２上にパターン形成する場合には、第１の開溝４１は下部バッファ層３３の材料によって埋められないこともある。なお、本実施態様では、下部バッファ層３３、活性層３４及びバッファ層３５をそれぞれ成膜する例を示すが、本実施態様はこれに限定されない。すなわち、本発明に係る有機薄膜太陽電池を構成する各光電変換素子は、上述の層の中でも、少なくとも活性層３４のみを設けていればよく、下部バッファ層３３及び上部バッファ層３５は設けなくてもよい。
【００１８】
次いで、図４（ｃ）のとおり、下部バッファ層３３の上に形成された活性層３４、上部バッファ層３５に、第１の開溝４１と重ならないように、その近傍に数十μｍ〜１ｍｍ程度離れて下部電極３２に達する第２の開溝４２を形成する。第２の開溝４２の形成方法は、レーザースクライブ法に限定されず、メカニカルスクライブ等の方法により行なってもよい。また、リフトオフ、マスク成膜、グラビア印刷、スクリーン印刷、インクジェット等の方法により第２の開溝４２を設けるように下部バッファ層３３、活性層３４、及び上部バッファ層３５を成膜してもよい。第２の開溝４２の幅は通常５μｍ以上、好ましくは１０μｍ以上、より好ましくは２５μｍ以上、更に好ましくは５０μｍ以上であり、通常１０００μｍ以下、好ましくは５００μｍ以下、より好ましくは２００μｍ以下、更に好ましくは１００μｍ以下である。第２の開溝４２を形成するレーザーの波長は、通常２０
０ｎｍ以上であり、２５０ｎｍ以上が好ましく、上限は、通常１２００ｎｍ以下であり、９００ｎｍ以下が好ましく、６００ｎｍ以下がより好ましい。これにより下部バッファ層３３、活性層３４および上部バッファ層３５は短冊状の形状に分離される。
【００１９】
次に、図４（ｄ）のとおり、上部電極３６を形成する。第２の開溝４２は上部電極３６の材料で埋められる。第２の開溝４２は、単位セルの上部電極を隣接する単位セルの下部電極３２と接続するためのものであるから、隣接する単位セルの下部電極３２に達する深さに達していなければならない。第２の開溝４２において下部電極は存在しなくてもよい。
【００２０】
その後、図４（ｅ）のとおり、上部電極３６、上部バッファ層３５、活性層３４及び下部バッファ層３３に第３の開溝４３を形成して、単位セルに分割する。第３の開溝４３の形成方法は、レーザースクライブに限定されず、メカニカルスクライブ等を用いてもよい。また、上部電極３６をリフトオフ、グラビア印刷、スクリーン印刷、インクジェット等の方法により特定の箇所のみに形成し、隣り合う単位セルの下部電極３２と電気的に接続させることもできる。第３の開溝４３は隣接する単位セルの上部電極３６を分割するものであるから、活性層３４を突き抜けずに活性層３４の途中で止まってもよく、活性層３４からさらに下部バッファ層３３を突き抜けて下部電極３２に入り込んでもよい。各単位セルの上部電極３６は、第２の開溝４２内を埋める上部電極３６の材料によって隣接する単位セルの下部電極３２と導通しているので、各単位セルが直列に接続された直列アレイが得られる。
【００２１】
このとき、直列アレイを形成するために、上部電極３６、上部バッファ層３５、活性層３４、下部バッファ層３３及び下部電極３２に、絶縁開溝４５を形成する。絶縁開溝４５の形成方法は、レーザースクライブによるパターニングに限定されず、メカニカルスクライブ等の方法を用いることができる。
なお、図４（ｅ）は、図２に示すように、直列アレイを構成する複数の単位セルの直列接続方向に対して平行方向の断面を示し、直列接続方法に対して垂直方向に絶縁開溝４５を形成しているが、平行方向にも、絶縁開溝４５を形成するようにパターニングを行う。これにより、単位セルを構成する下部電極は、他の単位セルを構成する下部電極と分離され、直列アレイが形成される。なお、上述の通り、本実施態様では、上部電極３６を成膜した後に、絶縁開溝４５を形成し、直列アレイを形成するためのパターニングを行ったが、該パターニングを行う順番は、上部電極形成後に限定されるわけではない。例えば、活性層３４又は上部バッファ層３５を形成した後に、該パターニングを行い、その後、上部電極３６を形成してもよい。すなわち、該パターニングを行う工程順は、活性層３４の成膜後であれば、最終的に直列アレイを製造することが可能である限りにおいて、限定されない。しかしながら、下部バッファ層、活性層、上部バッファ層及び上部電極３６を一度にパターニングすることが可能ために、上部電極を形成した後に、該パターニングを行うことが好ましい。
【００２２】
なお、絶縁開溝４５は、図４（ｅ）に示されるように、一度のレーザースクライブにより一連の開溝として形成してもよく、例えば図５に示されるように２段の開溝として形成されてもよい。
図５に示す２段の開溝の態様では、図５（ａ）のように下部電極３２以外の光電変換層及び上部電極３６に開溝を形成し（第１の開溝形成ステップ）、その後、図５（ｂ）のように、下部電極３２にも開溝を形成する（第２の開溝形成ステップ）ことで、絶縁開溝４５を形成する。
【００２３】
一度のレーザースクライブにより絶縁開溝４５を形成する場合には、パターニングの対象とする層に対して、レーザーの強度を上げる必要があるが、レーザースクライブの際に
バリが生じたり、チリが生じたりする場合がある。しかしながら、第１の開溝形成ステップ及び第２の開溝形成ステップにより、絶縁開溝４５を形成することで、各層に合ったレーザー強度を選択することができ、バリやチリの発生を抑制することができる。
また、第１の開溝形成ステップ及び第２の開溝形成ステップに分けて、絶縁開溝４５を形成することで、例えば、下部電極における開溝の幅と活性層における開溝の幅を自由に調整することができる。そのため、活性層と下部電極の硬度を考慮して、各開溝の幅を調製することにより、曲げ強度、引っ張り強度等を調節することができる。
また、このように、第１の開溝形成ステップ及び第２の開溝形成ステップにより、絶縁開溝４５を形成することで、絶縁開溝４５において、光電変換層又は上部電極３６における開溝の幅に対して、下部電極３２における開溝の幅を小さくする限りにおいて、下部電極３６における開溝部の幅を自由に調節することができる。そのため、下部電極３２を着色し、上部電極３６側から入射光が入る構造の有機薄膜太陽電池である場合、上部電極３６側から観察した際に、着色した下部電極３２と透過性のある活性層とで新たな意匠性を付与することができる。
【００２４】
また、第１の開溝形成ステップにおいて、予め、第２の開溝形成ステップにより形成する予定の下部電極３２における開溝の幅よりも、光電変換層又は上部電極における開溝の幅を大きくしておくことで、第２の開溝形成ステップにおけるレーザースクライブのブレに対応することが可能となり有機薄膜太陽電池の製造歩留りを向上させることができる。この観点から、光電変換層又は上部電極３６における開溝の幅は、下部電極３２における開溝の幅よりも小さいことが好ましい。特に、下部電極の開溝の幅が、有機層の開溝の幅よりも小さいことが好ましい。
【００２５】
また、下部電極３２に形成される開溝の幅は通常、５μｍ以上であり、２５μｍ以上であることが好ましく、５０μｍ以上であることが特に好ましく、通常１０００μｍ以下であり、５００μｍ以下であることがさらに好ましく、１５０μｍ以下であることが特に好ましい。一方で、活性層３４等の光電変換層又は上部電極３６における開溝の幅は通常、２５μｍ以上であり、５０μｍ以上であることが好ましく、１５０μｍ以上であることが特に好ましく、通常２０００μｍ以下であり、１０００μｍ以下であることがさらに好ましく、５００μｍ以下であることが特に好ましい。また、下部電極３２における開溝の幅に対する光電変換層又は上部電極３６における開溝の幅の比率は、１より大きいことが好ましく、２以上であることがさらに好ましく、５以上であることが特に好ましく、一方で、２００以下であることが好ましく、１００以下であることがさらに好ましく、１０以下であることが特に好ましい。
なお、図５（ｂ）に示す絶縁開溝４５の形状（２つのステップによる開溝の形成方法）は、図２（ｃ）における単位セルの直列接続方向と平行方向の絶縁開溝にのみ適用してもよく、直列接続方向と垂直方向の絶縁開溝にのみ適用してもよく、これら両方向の絶縁開溝に適用してもよい。
【００２６】
下部電極のレーザースクライブは、基板上に電極及び／または活性層を積層した積層体に対し、基板の積層面側から行ってもよいし、積層面の反対側、すなわち基板側からレーザー照射して、行ってもよい。焦点深度との関係から、基板の積層面側から下部電極のレーザースクライブを行うことが好ましい。
こうして、単位セルが直列に接続された直列アレイ（有機薄膜太陽電池）を得ることができる。得られた直列アレイは、図４（ｆ）に示すように上部電極３６上に集電線３７を設置して、発電した電気を取り出すことができる。
【００２７】
なお、有機薄膜太陽電池を構成する光電変換素子の製造における各層の成膜方法は、通常、ドライプロセス又は塗布法により成膜される。ドライプロセスとしては、蒸着、スパッタ、ＣＶＤなどによる方法があげられる。塗布法とは、材料を溶液に溶解又は分散させ
、溶媒を除去して膜を形成するプロセスを意味する。
これらの成膜方法は、成膜しようとする層の種類により適宜選択することができるが、本発明においては、下部電極の帯電を極力抑えることができるために、少なくとも活性層３４は塗布法により成膜されることが好ましい。なお、活性層３４の成膜に用いられる塗布法に特段の制限はないが、具体的には、ワイヤーバーコート法、ブレードコート法、ダイコート法、スリットダイコート法、リバースロールコート法、グラビアコート法、キスコート法、ロールブラッシュ法、スプレーコート法、エアナイフコート法、パイプドクター法、含浸・コート法、カーテンコート法、フレキソ印刷、インクジェット等が挙げられる。また下部バッファ層３３も塗布法により成膜することで、本発明に係る効果が得られるために好ましい。下部バッファ層３３、活性層３４及び上部バッファ層が全て塗布法により成膜されることがさらに好ましい。
成膜手段は上記成膜方法を行うことができる公知手段を用いることができ、ドライプロセスであればスパッタリング装置、蒸着装置、ＣＶＤ装置などがあげられる。塗布法としては、塗布装置、印刷装置などがあげられる。本実施態様に係る成膜手段が塗布法である場合には、成膜手段は塗布装置に加え乾燥装置を含むことが好ましい。
【００２８】
各層の成膜方法として塗布法を用いた場合には塗布溶液に有機溶剤を用いる。有機溶剤は静電気を帯びやすく、また、静電気により発火する恐れがある。本発明は、製造プロセスにおいて下部電極が帯電しても、電気を逃がすことができるため、塗布法を用いる場合に好適である。また、ドライルームのような静電気が生じやすい環雰囲気において製造する場合にも好適である。
なお、ドライルームとは、通常露点が−３０℃以下、より好ましくは−３５℃以下、中でも好ましくは−３８℃以下、更に好ましくは−４０℃以下である。
【００２９】
＜２．ロール・ツー・ロール方式＞
本実施態様では、ロール・ツー・ロール方式を採用することが生産性から好ましく、一部のみをロール・ツー・ロール方式で実施してもよい。
ロール・ツー・ロール方式とは、ロール状に巻かれたフレキシブルな基板を繰り出して、間欠的、或いは連続的に搬送しながら、巻き取りロールにより巻き取られるまでの間に加工を行う方式である。キロメートルオーダーの長尺基板を一括処理することが可能であるため、簡易に量産が可能である。
【００３０】
ロール・ツー・ロール方式は、これまでシート・ツー・シート（枚葉）方式によって生産されてきた電子デバイスを効率よく量産する方法として注目されており、近年では様々な用途に展開されつつある。ロール・ツー・ロール方式は、シート・ツー・シートプロセスと比較して低コスト化、さらには、高生産性を実現可能にする製造技術面の利点が挙げられる。具体的には、ロール・ツー・ロール方式では、フレキシブルな基板が装置の間を連続的に流れることになるため、製造プロセスのエネルギー、人員、工場スペース、物流等々の大幅コストダウンが期待でき、環境とエネルギーにも配慮した、より汎用性のある生産技術である。
【００３１】
ロール・ツー・ロール方式による機能付与の方法や処理、材料等は目的によって多種多様な方法が存在する。機能付与には表面処理（機械的処理）、レーザー加工（パターニング）、ラミネート（機能フィルムラミネート）、コーティング（ウエット・ドライ）、印刷（フレキソ、グラビア、凸版、インクジェット、インクプリント）などである。このうち、コーティングにはウエットコートとドライコートがあり、特にウエットコートは、モノマーやポリマー（高分子）の溶液を基板上に塗布して乾燥・硬化させる製造方法であり、反射防止膜や、耐薬品性・耐熱性・低摩擦性といった機能を発現するためのフッ素系コーティング、導電性・ＩＲカット・帯電防止などを目的とした導電膜のコーティングが既に実用化されている。これらは機能を基材全面に均一に塗布する必要があるため、ロール
・ツー・ロール方式に最も適したプロセスである。
【００３２】
なお、ロール・ツー・ロール方式に用いることのできるロールの大きさは、ロール・ツー・ロール方式の製造装置で扱える限り特に限定されないが、外径は、通常５ｍ以下、好ましくは３ｍ以下、より好ましくは１ｍ以下であり、通常１０ｃｍ以上、好ましくは２０ｃｍ以上、より好ましくは３０ｃｍ以上である。ロール芯の外径は、通常４ｍ以下、好ましくは３ｍ以下、より好ましくは０．５ｍ以下であり、通常１ｃｍ以上、好ましくは３ｃｍ以上、より好ましくは５ｃｍ以上、更に好ましくは１０ｃｍ以上、特に好ましくは２０ｃｍ以上である。これらの径が上記上限以下であるとロールの取り扱い性が高い点で好ましく、下限以上であると、以下の各工程で成膜される層が、曲げ応力により破壊される可能性が低くなる点で好ましい。ロールの幅は、通常５ｃｍ以上、好ましくは１０ｃｍ以上、より好ましくは２０ｃｍ以上であり、通常５ｍ以下、好ましくは３ｍ以下、より好ましくは２ｍ以下である。幅が上限以下であるとロールの取り扱い性が高い点で好ましく、下限以上であると光電変換素子の大きさの自由度が高くなるため好ましい。
【００３３】
＜３．光電変換層＞
次に、本発明の実施態様に係る光電変換素子の構成について説明する。
本実施態様に用いる光電変換素子は、通常、少なくとも一対の電極と、該電極間に存在する活性層と、該活性層と該電極の一方との間に存在する電子取り出し層とを有する。図６は、光電変換素子の一般的な層構成を示す。図６に示される光電変換素子１０７は、光電変換素子基板１０６、カソードである下部電極１０１、電子取り出し層１０２、活性層１０３（ｐ型半導体化合物とｎ型半導体材料とを含む層）、正孔取り出し層１０４、アノードである上部電極１０５が順次形成された層構造を有する。なお、図６において下部電極１０１は上部電極１０５よりも上部に存在するが、本明細書において上部電極、下部電極とは、光電変換素子基板１０６をボトムとした際に上部に存在する電極、下部に存在する電極を意味するものとし、太陽電池素子基板に積層される電極を下部電極と称する。また、電子取り出し層１０２、活性層１０３、正孔取り出し層１０４をまとめて光電変換層と称する場合がある。
【００３４】
光電変換素子は、支持体となる太陽電池素子基板（以下、単に素子基板とも称する）を有する。すなわち、素子基板上に、電極と、活性層とが形成される。
素子基板の材料は、フィルム基板である限り特に限定されない。素子基板の材料の好適な例としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ナイロン、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコール共重合体、フッ素樹脂フィルム、塩化ビニル又はポリエチレン等のポリオレフィン；セルロース、ポリ塩化ビニリデン、アラミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリノルボルネン又はエポキシ樹脂等の有機材料；紙又は合成紙等の紙材料；ステンレス、チタン又はアルミニウム等の金属に、絶縁性を付与するために表面をコート又はラミネートしたもの等の複合材料等が挙げられる。
【００３５】
これらの材料の中でも耐熱性の観点から、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、フッ素樹脂フィルム、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、若しくはステンレス、チタン又はアルミニウム等の金属に、絶縁性を付与するために表面をコート又はラミネートしたもの等の複合材料等が特に好ましい。
【００３６】
素子基板の形状はフィルム状である。また、素子基板の膜厚に制限はないが、通常５μｍ以上、好ましくは１０μｍ以上、より好ましくは２０μｍ以上であり、一方、通常１ｍｍ以下、好ましくは５００μｍ以下、より好ましくは２００μｍ以下である。基材の膜厚が５μｍ以上であることは、光電変換素子の強度が不足する可能性が低くなるために好ま
しい。素子基板の膜厚が１ｍｍ以下であることは、コストが抑えられ、かつ重量が重くならないために好ましい。
【００３７】
電極は、光吸収により生じた正孔及び電子を捕集する機能を有する。したがって、一対の電極には、正孔の捕集に適した電極（以下、アノードと記載する場合もある）と、電子の捕集に適した電極（以下、カソードと記載する場合もある）とを用いることが好ましい。一対の電極は、いずれか一方が透光性であればよく、両方が透光性であっても構わないが、本発明の好ましい実施態様であるシースルー型の太陽電池である場合には、両方が透光性であり、かつ、透視性を有する必要がある。透光性があるとは、太陽光が４０％以上透過することを指す。また、透明電極の太陽光線透過率は７０％以上であることが、透明電極を透過させて活性層に光を到達させるために好ましい。光の透過率は、通常の分光光度計で測定できる。
【００３８】
アノードとは、一般には仕事関数がカソードよりも高い導電性材料で構成され、活性層で発生した正孔をスムーズに取り出す機能を有する電極である。
【００３９】
アノードの材料を挙げると、例えば、酸化ニッケル、酸化スズ、酸化インジウム、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、インジウム−ジルコニウム酸化物（ＩＺＯ）、酸化チタン、酸化インジウム又は酸化亜鉛等の導電性金属酸化物；金、白金、銀、クロム又はコバルト等の金属あるいはその合金が挙げられる。これらの物質は高い仕事関数を有するため、好ましく、さらに、ポリチオフェン誘導体にポリスチレンスルホン酸をドーピングしたＰＥＤＯＴ：ＰＳＳで代表されるような導電性高分子材料を積層することができるため、好ましい。このような導電性高分子を積層する場合には、この導電性高分子材料の仕事関数が高いことから、上記のような高い仕事関数の材料でなくとも、ＡｌやＭｇ等のカソードに適した金属も広く用いることが可能である。ポリチオフェン誘導体にポリスチレンスルホン酸をドーピングしたＰＥＤＯＴ：ＰＳＳや、ポリピロール又はポリアニリン等にヨウ素等をドーピングした導電性高分子材料を、アノードの材料として使用することもできる。アノードが透明電極である場合には、ＩＴＯ、酸化亜鉛又は酸化スズ等の透光性がある導電性金属酸化物を用いることが好ましく、特にＩＴＯが好ましい。
【００４０】
アノードの膜厚は特に制限は無いが、通常１０ｎｍ以上、好ましくは２０ｎｍ以上、さらに好ましくは、５０ｎｍ以上である。一方、通常１０μｍ以下、好ましくは１μｍ以下、さらに好ましくは５００ｎｍ以下である。アノードの膜厚が１０ｎｍ以上であることにより、シート抵抗が抑えられ、アノードの膜厚が１０μｍ以下であることにより、光透過率を低下させずに効率よく光を電気に変換することができる。アノードが透明電極である場合には、光透過率とシート抵抗とを両立できる膜厚を選ぶ必要がある。
【００４１】
アノードのシート抵抗は、特段の制限はないが、通常１Ω／□以上、一方、１０００Ω／□以下、好ましくは５００Ω／□以下、さらに好ましくは１００Ω／□以下である。
【００４２】
アノードの形成方法としては、蒸着法若しくはスパッタ法等の真空成膜方法、又はナノ粒子や前駆体を含有するインクを塗布して成膜する湿式塗布法が挙げられる。
【００４３】
カソードは、一般には仕事関数が低い値を有する導電性材料で構成され、活性層で発生した電子をスムーズに取り出す機能を有する電極である。カソードは、電子取り出し層と隣接している。
【００４４】
カソードの材料を挙げると、例えば、白金、金、銀、銅、鉄、スズ、亜鉛、アルミニウム、インジウム、クロム、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、カルシウム又はマグネシウム等の金属及びその合金；フッ化リチウムやフッ化セシウム等の無機塩；酸化
ニッケル、酸化アルミニウム、酸化リチウム又は酸化セシウムのような金属酸化物等が挙げられる。これらの材料は低い仕事関数を有する材料であるため、好ましい。カソードについてもアノードと同様に、電子取り出し層としてチタニアのようなｎ型半導体で導電性を有するものを用いることにより、高い仕事関数を有する材料を用いることもできる。電極保護の観点から、カソードの材料として好ましくは、白金、金、銀、銅、鉄、スズ、アルミニウム、カルシウム若しくはインジウム等の金属、又は酸化インジウムスズ等のこれらの金属を用いた合金である。
【００４５】
カソードの膜厚は特に制限は無いが、通常１０ｎｍ以上、好ましくは２０ｎｍ以上、より好ましくは５０ｎｍ以上である。一方、通常１０μｍ以下、好ましくは１μｍ以下、より好ましくは５００ｎｍ以下である。カソードの膜厚が１０ｎｍ以上であることにより、シート抵抗が抑えられ、カソードの膜厚が１０μｍ以下であることにより、光透過率を低下させずに効率よく光を電気に変換することができる。カソードが透明電極である場合には、光透過率とシート抵抗を両立する膜厚を選ぶ必要がある。
【００４６】
カソードのシート抵抗は、特に制限は無いが、通常１０００Ω／□以下、好ましくは５００Ω／□以下、さらに好ましくは１００Ω／□以下である。下限に制限は無いが、通常は１Ω／□以上である。
【００４７】
カソードの形成方法としては、蒸着法若しくはスパッタ法等の真空成膜方法、又はナノ粒子や前駆体を含有するインクを塗布して成膜する湿式塗布法等がある。
【００４８】
さらに、アノード及びカソードは、２層以上の積層構造を有していてもよい。また、アノード及びカソードに対して表面処理を行うことにより、特性（電気特性やぬれ特性等）を改良してもよい。
【００４９】
アノード及びカソードを積層した後に、光電変換素子を通常５０℃以上、好ましくは８０℃以上、一方、通常３００℃以下、好ましくは２８０℃以下、より好ましくは２５０℃以下の温度範囲において、加熱することが好ましい（この工程をアニーリング処理工程と称する場合がある）。アニーリング処理工程を５０℃以上の温度で行うことにより、光電変換素子の各層間の密着性、例えば電子取り出し層とカソード及び／又は電子取り出し層と活性層の密着性が向上する効果が得られるため、好ましい。各層間の密着性が向上することにより、光電変換素子の熱安定性や耐久性等が向上しうる。アニーリング処理工程の温度を３００℃以下にすることは、活性層内の有機化合物が熱分解する可能性が低くなるため、好ましい。アニーリング処理工程においては、上記の温度範囲内で段階的な加熱を行ってもよい。
【００５０】
加熱する時間としては、通常１分以上、好ましくは３分以上、一方、通常３時間以下、好ましくは１時間以下である。アニーリング処理工程は、太陽電池性能のパラメータである開放電圧、短絡電流及びフィルファクターが一定の値になったところで終了させることが好ましい。また、アニーリング処理工程は、常圧下、かつ不活性ガス雰囲気中で実施することが好ましい。
【００５１】
加熱する方法としては、特に限定されないが、熱風による加熱、遠赤外線および／または近赤外線の照射による方法が好ましく挙げられ、ホットプレート等の熱源に有機光電変換素子を載せてもよいし、オーブン等の加熱雰囲気中に有機光電変換素子を入れてもよい。また、加熱はバッチ式で行っても連続方式で行ってもよいが、連続方式で行うのが好ましい。
【００５２】
本発明の実施態様に係る光電変換素子は、通常、カソードと活性層との間に電子取り出
し層を有する。また光電変換素子は、活性層とアノードとの間に正孔取り出し層を有する。なお、電子取り出し層および正孔取り出し層は必須の構成ではない。
【００５３】
電子取り出し層と正孔取り出し層とは、一対の電極間に、活性層を挟むように配置されることが好ましい。すなわち、光電変換素子が電子取り出し層と正孔取り出し層の両者を含む場合、上部電極、正孔取り出し層、活性層、電子取り出し層、及び下部電極をこの順に配置することができる。なお、この場合、前述の上部バッファ層が、正孔取り出し層に該当し、下部バッファ層が電子取り出し層に該当する。光電変換素子が電子取り出し層を含み正孔取り出し層を含まない場合は、上部電極、活性層、電子取り出し層、及び下部電極をこの順に配置することができる。電子取り出し層と正孔取り出し層とは積層順序が逆であってもよいし、また電子取り出し層と正孔取り出し層の少なくとも一方が異なる複数の膜により構成されていてもよい。
電子取り出し層及び正孔取り出し層の材料や、膜厚、形成方法の例としては、例えば国際公開ＷＯ２０１２／１０２３９０に記載された電子取り出し層及び正孔取り出し層に用いられる材料が挙げられる。
【００５４】
活性層は光電変換が行われる層を指し、通常、ｐ型半導体化合物とｎ型半導体化合物とを含む、または色素及びヨウ素イオンを含む電解液を含む。
ｐ型半導体化合物とは、ｐ型半導体材料として働く化合物であり、ｎ型半導体化合物とは、ｎ型半導体材料として働く化合物である。光電変換素子が光を受けると、光が活性層に吸収され、ｐ型半導体化合物とｎ型半導体化合物との界面で電気が発生し、発生した電気が電極から取り出される。
【００５５】
活性層の層構成としては、ｐ型半導体化合物層とｎ型半導体化合物層とが積層された薄膜積層型、ｐ型半導体化合物とｎ型半導体化合物とが混合した層を有するバルクヘテロ接合型、ｐ型半導体化合物層と、ｐ型半導体化合物とｎ型半導体化合物とが混合した層（ｉ層）と、ｎ型半導体化合物層とが積層されたもの、等が挙げられる。なかでも、ｐ型半導体化合物とｎ型半導体化合物が混合した層を有するバルクヘテロ接合型が好ましい。
【００５６】
活性層の膜厚は特に限定されないが、通常１０ｎｍ以上、好ましくは５０ｎｍ以上であり、一方通常２０００ｎｍ以下、好ましくは１５００ｎｍ以下、より好ましくは７００ｎｍ以下である。活性層の膜厚が上記下限以上であることは、膜の均一性が保たれ、短絡を起こしにくくなるため、好ましい。また、活性層の厚さが上記上限以下であることは、内部抵抗が小さくなる点、及び電極間が離れすぎず電荷の拡散が良好となる点で、好ましい。
【００５７】
活性層の作成方法としては、特段に制限はないが、塗布法より成膜することが好ましい。塗布法としては、任意の方法を用いることができるが、例えば、ワイヤーバーコート法、ブレードコート法、ダイコート法、スリットダイコート法、リバースロールコート法、グラビアコート法、キスコート法、ロールブラッシュ法、スプレーコート法、エアナイフコート法、パイプドクター法、含浸・コート法、カーテンコート法、フレキソ印刷、インクジェット等が挙げられる。
【００５８】
例えば、ｐ型半導体化合物層及びｎ型半導体化合物層は、ｐ型半導体化合物又はｎ型半導体化合物を含む塗布液を塗布することにより作製しうる。また、ｐ型半導体化合物とｎ型半導体化合物とが混合した層は、ｐ型半導体化合物及びｎ型半導体化合物を含む塗布液を塗布することにより作製しうる。後述するように、半導体化合物前駆体を含む塗布液を塗布した後で、半導体化合物前駆体を半導体化合物へと変換してもよい。
活性層が含むｐ型半導体化合物としては、特に限定はないが、低分子有機半導体化合物と高分子有機半導体化合物とが挙げられる。その具体的な例としては、例えば国際公開Ｗ
Ｏ２０１２／１０２３９０に記載されたｐ型半導体化合物が挙げられる。また、活性層が含むｎ型半導体化合物の具体的な例についても、同様に国際公開ＷＯ２０１２／１０２３９０に記載されたｎ型半導体化合物が挙げられる。
【００５９】
光電変換素子の光電変換特性は次のようにして求めることができる。光電変換素子にソーラシュミレーターでＡＭ１．５Ｇ条件の光を照射強度１００ｍＷ／ｃｍ2で照射して、
電流−電圧特性を測定する。得られた電流−電圧曲線から、光電変換効率（ＰＣＥ）、短絡電流密度（Ｊｓｃ）、開放電圧（Ｖｏｃ）、フィルファクター（ＦＦ）、直列抵抗、シャント抵抗といった光電変換特性を求めることができる。
【００６０】
光電変換素子の光電変換効率は、特段の制限はないが、通常１％以上、好ましくは１．５％以上、より好ましくは２％以上である。一方、上限に特段の制限はなく、高ければ高いほどよい。
【００６１】
また、光電変換素子の耐久性を測定する方法としては、光電変換素子を大気暴露する前後での、光電変換効率の維持率を求める方法が挙げられる。
（維持率）＝（大気暴露Ｎ時間後の光電変換効率）／（大気暴露直前の光電変換効率）
【００６２】
光電変換素子を実用化するには、製造が簡便かつ安価であること以外に、高い光電変換効率及び高い耐久性を有することが重要である。この観点から、１週間大気暴露する前後での光電変換効率の維持率は、６０％以上が好ましく、８０％以上がより好ましく、高ければ高いほどよい。
【００６３】
＜４．太陽電池＞
本発明の光電変換素子１０７は、太陽電池素子として、薄膜太陽電池において使用されることが好ましい。
図７は本発明の一実施形態としての薄膜太陽電池の構成を模式的に示す断面図である。図７に示すように、本実施形態の薄膜太陽電池１４は、耐候性保護フィルム１と、紫外線カットフィルム２と、ガスバリアフィルム３と、ゲッター材フィルム４と、封止材５と、光電変換素子６と、封止材７と、ゲッター材フィルム８と、ガスバリアフィルム９と、バックシート１０とをこの順に備える。そして、耐候性保護フィルム１が形成された側（図中下方）から光が照射されて、光電変換素子６が発電するようになっている。なお、後述するバックシート１０としてアルミ箔の両面にフッ素系樹脂フィルムを接着したシートなどの防水性の高いシートを用いる場合は、用途によりゲッター材フィルム８及び／又はガスバリアフィルム９を用いなくてもよい。
これらの封止材５、バックシート１０及び各種フィルムの材料、形状、性能及び積層方法等については、いずれも国際公開第２０１１／０１６４３０号又は特開２０１２−１９１１９４号公報等に記載の通りである。
【００６４】
＜５．用途＞
上述した薄膜太陽電池１４の用途に制限はなく任意である。例えば、図８に模式的に示すように、何らかの基材１２上に薄膜太陽電池１４を設けた太陽電池モジュール１３を用意し、これを使用場所に設置して用いればよい。具定例を挙げると、基材１２として建材用板材を使用した場合、この板材の表面に薄膜太陽電池１４を設けて太陽電池モジュール１３として太陽電池パネルを作製し、この太陽電池パネルを建物の外壁などに設置して使用すればよい。
基材１２は光電変換素子６を支持する支持部材である。基材１２を形成する材料としては、例えば、ガラス、サファイア又はチタニアなどの無機材料；ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ナイロン、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコール共重合体、フッ素樹脂フィ
ルム、塩化ビニル、ポリエチレン、セルロース、ポリ塩化ビニリデン、アラミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリノルボルネンなどの有機材料；紙又は合成紙などの紙材料；ステンレス、チタン又はアルミニウムなどの金属に絶縁性を付与するために表面をコート又はラミネートしたものなどの複合材料などが挙げられる。なお、基材の材料は、１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。また、これら有機材料あるいは紙材料に炭素繊維を含ませ、機械的強度を補強させてもよい。
本発明の薄膜太陽電池を適用する分野の例を挙げると、例えば、国際公開第２０１１／０１６４３０号又は特開２０１２−１９１１９４号公報にあるように、建材用太陽電池、自動車用太陽電池、インテリア用太陽電池、鉄道用太陽電池、船舶用太陽電池、飛行機用太陽電池、宇宙機用太陽電池、家電用太陽電池、携帯電話用太陽電池又は玩具用太陽電池などに用いて好適である。
【実施例】
【００６５】
以下、実施例により、本発明を更に具体的に説明するが、本発明の技術的範囲が当該実施例のみに限定されないことは、いうまでもない。
＜実施例１＞
１０列の単位セルが直列に接続されたモノリシック構造の直列アレイ（有機薄膜太陽電池（Ｂ５サイズ））を以下の方法で製造した。
厚さ１２５μｍのＰＥＮ基板として、下部電極（ＩＴＯ−Ａｇ−ＩＴＯ）を積層させたＰＥＮ−下部電極積層体を用いた（透過率８０％以上でシート抵抗１５Ω／□以下）。この積層体表面に対し、ビーム形状を矩形にし、かつ、エネルギー分布をフラットに変換したレーザーを用いて、積層体の下部電極側から、レーザー加工を施した（波長５３２ｎｍ、エネルギー密度１．８Ｊ／ｃｍ2、レーザーショットの重ね率１０％、パルス幅２０ナ
ノ秒）。レーザー加工の際、単位セルの直列接続に必要な部分のみの開溝を形成し、下部電極がアイランド化しない構造、すなわち各光電変換素子を構成する下部電極が形成される直列アレイ間で互いに電気的に接続している構造とした。
その上に、下部バッファ層(酸化亜鉛)、活性層（Ｐ３ＨＴ：Ｃ６０（ｉｎｄ）２）、および上部バッファ層（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）（厚み１００ｎｍ）を塗布成膜によりそれぞれ積層し、積層体のバッファ層側からレーザー加工を施した（波長５３２ｎｍ、エネルギー密度１．８Ｊ／ｃｍ2、レーザーショットの重ね率１０％、パルス幅２０ナノ秒）。こ
こで、下部バッファ層、活性層および上部バッファ層を短冊状の形状となるように分離した。
さらに、上部電極（銀／１００ｎｍ）を積層し、積層体の上部電極側からレーザー加工を施した（波長２６６ｎｍ、エネルギー密度０．５Ｊ／ｃｍ2、レーザーショットの重ね
率１０％、パルス幅２０ナノ秒）。この過程で上部電極、上部バッファ層、活性層、および下部バッファ層に開溝を形成し、単位セルに分割した。続いて、隣接する直列アレイを形成するために、上部電極、上部バッファ層、活性層、下部バッファ層、及び下部電極に、絶縁開溝を形成した。
こうして得られた有機薄膜太陽電池の各光電変換素子は、下部バッファ層、活性層、上部バッファ層いずれもレーザー開溝部、およびその周辺ともに均一に成膜され、太陽電池として動作することを確認した。
【００６６】
＜比較例１＞
最初に各光電変換素子の下部電極が形成される直列アレイ間で分離するようにパターニングを行った以外は、実施例１と同様に有機薄膜太陽電池を製造した。製造された有機薄膜太陽電池を観察したところ、特に活性層の成膜において、下部電極のレーザー開溝部周辺における塗布ムラが顕著にみられ、薄膜化している様子が確認された。また、動作を確認したところ、短絡しており太陽電池として動作しなかった。
以上の通り、本発明に係る製造方法により、膜を均一に成膜することができ、さらには
太陽電池として使用可能な光電変換素子を製造することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１      耐候性保護フィルム
２      紫外線カットフィルム
３，９  ガスバリアフィルム
４，８  ゲッター材フィルム
５，７  封止材
６      光電変換素子
１０    バックシート
１２    基材
１３    太陽電池モジュール
１４    薄膜太陽電池
１０１  下部電極
１０２  電子取り出し層
１０３  活性層
１０４  正孔取り出し層
１０５  上部電極
１０６  光電変換素子基板
１０７  光電変換素子
３１    太陽電池素子基板（単に基板ともいう。）
３２    下部電極
３３    下部バッファ層
３４    活性層
３５    上部バッファ層
３６    上部電極
３７    集電線
４１    第１の開溝
４２    第２の開溝
４３    第３の開溝
４４、４５、４６  絶縁開溝
【図１】
2014239086.tif 000003
【図２−１】
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【図２−２】
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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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