(57)【要約】【課題】光電変換素子の電極と外部電極とを接続する方法としては、リード線やＦＰＣを用いて接続部位を半田で接続することが一般的であり、特に小電力の有機物の光電変換素子を用いる場合には、光電変換効率の向上が求められていた。【解決手段】一対の対向する透明電極１０ａと陰極１０ｅの間に積層される有機半導体層から成る光電変換素子１０の取出電極１１を、絶縁性材料からなるエッジカバー１３１と前記エッジカバーの内側に導電性材料からなる導電部１３２を設けたコネクタ１３で挟持し電気的に接続することにより、光電変換効率の高い有機デバイス１の電極の取り出し構造を実現する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板と、
前記透明基板上に設けた陽極となる透明電極と、
前記透明電極に対向配置される陰極と、
前記陽極と前記陰極の間に積層される有機半導体層とから成る有機デバイスであって、
前記透明基板の周端部に設けた取出電極と、
前記有機デバイスを封止する封止基板と、
絶縁性材料からなるエッジカバーと、前記エッジカバーの内側に設けた一対の導電性材料の導電部を有するコネクタとを備え、
前記透明基板の外周に配置される前記取出電極を前記コネクタで挟持し、前記取出電極と前記導電部とを圧接させて電極の取り出しをすることを特徴とする有機デバイスの電極取り出し構造。
【請求項２】
前記取出電極は、前記透明基板の周端部に、透明基板の長さ方向に連続して複数形成されることを特徴とする請求項１に記載の有機デバイスの電極取り出し構造。
【請求項３】
前記取出電極は、前記透明基板の裏面に引き回されることを特徴とする請求項１に記載の有機デバイスの電極取り出し構造。
【請求項４】
前記エッジカバーは剛性あるいは強度のある素材で形成されることを特徴とする請求項１に記載の有機デバイスの電極取り出し構造。
【請求項５】
前記透明基板は、ガラス基板あるいはフレキシブル素材であることを特徴とする請求項１に記載の有機デバイスの電極取り出し構造。
【請求項６】
透明基板と、
前記透明基板上に設けた陽極となる透明電極と、
前記透明電極に対向配置される陰極と、
前記陽極と前記陰極の間に積層される有機半導体層とから成る有機デバイスであって、
前記透明基板の周端部に設けた取出電極と、
前記取出電極の一部を被覆する絶縁部材と、
前記有機デバイスを封止する封止基板と、
絶縁性材料からなるエッジカバーと、前記エッジカバーの内側に設けた一対の導電性材料の導電部を有するコネクタとを備え、
前記透明基板の外周に配置される前記取出電極を前記コネクタで挟持し、前記取出電極と前記導電部とを圧接させて電極の取り出しをすることを特徴とする有機デバイスの電極取り出し構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明基板上に形成した有機物の光電変換素子の取出電極を透明基板の周端部に設け、導電部を有する一対のコネクタで透明基板の周端部を挟持して電極の取り出しをする有機デバイスの電極取り出し構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、クリーンエネルギーである太陽光エネルギーの関心の高まりに伴い、光電変換素子の発達が目覚ましい。光電変換素子とは、光エネルギーを電気エネルギーに変換する素子、およびその逆に電気エネルギーを光エネルギーに変換する素子である。
【０００３】
光エネルギーを電気エネルギーに直接変換するものとしては、太陽電池が急速に成長している。なかでも、安価で、軽量で、フレキシブル化も可能な有機太陽電池が次世代太陽電池として注目されている。現在も有機材料や製造方法の改良が進められており、光電変換効率が８％以上の高効率な有機太陽電池も実現されている。また、電気エネルギーを光エネルギーに変換するものとしては、有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子がある。有機ＥＬ素子は、省エネルギーの観点より、表示素子や照明用光源として市場に供給されてきた。
【０００４】
特許文献１には、図７に示すように、発光層５４及び誘電体層５５を透明電極５３と背面電極５６との間に挟みこんだ発光部５７が下ガラス基板５２に一体的に形成され、一対の上下ガラス基板５１、５２を封止部材５９で溶着接合したＥＬ５０が示されている。上ガラス基板にはスルーホール５１ａが形成され、このスルーホールの内径部にペースト塗布・焼成膜６０を形成し、更にスルーホール近傍の上ガラス基板の上面に積層蒸着膜６１を施した後に、半田をスルーホール５１ａ内に流し込み、発光部５７の取出電極５８と導通する半田部６２を形成し、この半田部６２にリード線（図示せず）を取り付けて外部電極と接続させるものである。すなわち、スルーホールに設けたペースト塗布・焼成膜６０及び積層蒸着膜６１により、はんだとガラス基板５１の良好な密着性を実現している。
【０００５】
特許文献２には、図８に示すように、少なくとも一方が透明面材７０で、他方の面材が表示デバイスや太陽電池モジュールである積層体７１と、透明面材と積層体に挟まれた層状部７２と、積層体の外周部に接続された電気信号を伝達するフレキシブルプリント配線板７３（Flexible printed circuit、以下ＦＰＣと省略する）とを有する装置が示されている。
【０００６】
上述した構造では、外部電極と電気的に接続する場合には、はんだ付けが必要となるが、はんだはガラス基板やプラスチック基板に接着し難い。また外部電極との接続にＦＰＣを用いる場合には、熱圧着でも接続を行えるが、透明電極は熱に弱い。従って、確実に、外部電極と有機デバイスとを電気的に接続できる取り出し電極構造が以下のように模索されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２４３５５９号公報
【特許文献２】特開２０１２−１５８６８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した光電変換素子を用いた有機デバイスは、室内での利用に限らず自然環境下での利用、例えば道路標識の照明などへの用途拡大に伴い、光電変換効率や耐久性などの向上が進められている。
【０００９】
しかし、光電変換素子の電極と外部電極との接続にリード線やＦＰＣを用いる構造では、必ず接続部位は半田付けによる点接続となる。そうすると、接続部位までの光電変換素子面内の透明電極の電気抵抗が大きいので、それに伴い電圧降下が生じる。一般的な電子部品であれば電圧降下による効率の低下は無視できる程度であるが、有機物の光電変換素子は極めて小電力であるため、このような電圧降下は光電変換効率に大きな影響を与える問題点がある。
【００１０】
また、接着材にはんだを用いる場合には、はんだがガラス基板やプラスチック基板上の透明電極に付きにくいという問題点もある。そのため、はんだの固着性を向上させるために下地層を透明電極上に予め設ける工程が、余分に必要となる。
【００１１】
更に、はんだを用いる場合は、ガラス基板等の上面に成膜された透明電極は熱に弱いため、固着時の加熱によりフィルムが変形したり、透明電極の電極が剥がれやすくなるので、固着工程での不良が多く発生する問題点もある。
【００１２】
更に、ＦＰＣを用いる場合は、取り替え時にＦＰＣごと交換することが必要である。しかしＦＰＣは高価なため、安価な有機物の光電変換素子を用いることのメリットが薄れる問題点もある。
【００１３】
本発明は上記した問題点に鑑みて為されたものであり、光電変換素子面内の取り出しのための電気抵抗値を最小にし、かつ確実に電気的接続を実現できる有機デバイスの電極取り出し構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に依れば、透明基板と、前記透明基板上に設けた陽極となる透明電極と、前記透明電極に対向配置される陰極と、前記陽極と前記陰極の間に積層される有機半導体層とから成る有機デバイスであって、前記透明基板の周端部に設けた取出電極と、前記有機デバイスを封止する封止基板と、絶縁性材料からなるエッジカバーと、前記エッジカバーの内側に設けた一対の導電性材料の導電部を有するコネクタとを備え、前記透明基板の外周に配置される前記取出電極を前記コネクタで挟持し、前記取出電極と前記導電部とを圧接させて電極の取り出しをすることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に依れば、前記取出電極は、前記透明基板の周端部に、透明基板の長さ方向に連続して複数形成されることを特徴とする。
【００１６】
更に、本発明に依れば、前記取出電極は、前記透明基板の裏面に引き回されることを特徴とする。
【００１７】
更に、本発明に依れば、前記エッジカバーは剛性あるいは強度のある素材で形成されることを特徴とする。
【００１８】
更に、本発明に依れば、前記透明基板は、ガラス基板あるいはフレキシブル素材であることを特徴とする。
【００１９】
更に、本発明に依れば、透明基板と、前記透明基板上に設けた陽極となる透明電極と、前記透明電極に対向配置される陰極と、前記陽極と前記陰極の間に積層される有機半導体層とから成る有機デバイスであって、前記透明基板の周端部に設けた取出電極と、前記取出電極の一部を被覆する絶縁部材と、前記有機デバイスを封止する封止基板と、絶縁性材料からなるエッジカバーと、前記エッジカバーの内側に設けた一対の導電性材料の導電部を有するコネクタとを備え、前記透明基板の外周に配置される前記取出電極を前記コネクタで挟持し、前記取出電極と前記導電部とを圧接させて電極の取り出しをすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の有機デバイスの電極取り出し構造によれば、以下の効果が得られる。
【００２１】
第１に、透明基板上に設けた透明電極と前記透明電極に対向配置した陰極の間に正孔輸送層および発電層を積層した光電変換素子を封止基板で封止し、前記封止基板の外側で前記透明基板の周端部に設けた取出電極を、コネクタのエッジカバーの内側に設けた一対の導電部で挟持して圧接させる構造により、有機デバイスの電極を取り出すことができる。
【００２２】
これにより、導電部を取出電極に圧接させるだけで電気的接続が可能なため、半田付けが不要になる。なお、有機デバイスの配線部分はコネクタのエッジカバーに被覆されるため外部から見えることがなく、配線による乱雑さは解消され、デザイン性に優れる効果もある。
【００２３】
第２に、光電変換素子の取出電極は透明基板の長さ方向に連続して形成され、またコネクタの導電部はエッジカバーの長さ方向に形成されるので、透明基板の周端部をコネクタで挟持し導電部を圧接させるだけで、多点で電気的に接続できる。
【００２４】
これにより、抵抗成分が小さくなる。すなわち、並列接続した場合と同様の効果が得られるので、光電変換素子面内の透明電極の電気抵抗値の最小化を実現でき、更に、取り出し電圧や電流を増大できる。具体的には、有機ＥＬの場合は発光起電力を大きくでき、有機太陽電池の場合は光エネルギーから電気エネルギーへの変換効率が増大されて発電量を大きくできる。
【００２５】
また、多点において電気的接続ができるため、ある接続部位の劣化により故障や接触不良などを発生しても、残りの正常な接続部位で確実な電気的接続を提供できる。その結果、接続部位の劣化による故障の確率を大幅に低減できる。
【００２６】
第３に、コネクタは、絶縁性材料から成るエッジカバーの内側に一対の導電性材料の導電部を設けるので、一方が陽極になり、他方が陰極となる。これにより、透明基板の電極部分を挟持するだけで容易に電気的接続を実現でき、陽極と陰極の確認をする必要はない。すなわち、コネクタの装着時に位置合わせや半田付けが一切不要であり、容易に着脱も行えるので、コネクタを接続する作業が容易となる。その結果、半田付けによる加熱工程も省けるので、有機デバイスの特性に悪影響を与える恐れも無くなる。また、設備投資の低コスト化に繋がる。
【００２７】
また、高価なＦＰＣとは異なり、プラスチックなどの絶縁性材料に導電性ゴムなどの導電性材料を貼着した構造なので、コスト低減にもつながる。
【００２８】
第４に、有機デバイスの周端部をコネクタで挟持するので、コネクタで透明基板を機械的に支持できる。
【００２９】
第５に、光電変換素子の透明基板の周端部に設けた取出電極を、導電部を有するコネクタで挟持するだけでよいので、多様な基板の大きさに対応できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態における有機デバイスの（Ａ）上面図、（Ｂ）断面図である。
【図２】（Ａ）本発明に用いる光電変換素子の一実施形態を説明する上面図、（Ｂ）その光電変換素子を封止した有機デバイスの断面図である。
【図３】（Ａ）本発明に用いる光電変換素子の他の実施形態を説明する上面図、（Ｂ）その光電変換素子を封止した有機デバイスの断面図である。
【図４】本発明に用いる（Ａ）長型のコネクタの平面図、（Ｂ）その側面図、（Ｃ）短型のコネクタの平面図、（Ｄ）その側面図である。
【図５】（Ａ）本発明のコネクタの他の接続例を示す有機デバイスの上面図、（Ｂ）そのコネクタの平面図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｆ）は、本発明の有機デバイスの製造工程を説明する断面図である。
【図７】従来の光電変換装置の接続方法を説明する断面図である。
【図８】従来の光電変換装置の接続方法を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１から図５を参照し、本発明の有機デバイスの電極取り出し構造の実施形態を説明する。
【００３２】
図１（Ａ）は本発明の有機デバイスの上面図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のａ−ａ線断面図である。図２（Ａ）は本発明に用いる光電変換素子の一実施形態を示した上面図であり、図２（Ｂ）はそれを封止した有機デバイスの図２（Ａ）のａ−ａ線断面図である。図３（Ａ）は本発明に用いる光電変換素子の他の実施形態を示した上面図であり、図３（Ｂ）はそれを封止した有機デバイスの図３（Ａ）のａ−ａ線断面図である。図４（Ａ）は図１（Ａ）に示した長型のコネクタの平面図であり、図４（Ｂ）はその側面図であり、図４（Ｃ）は短型のコネクタの平面図であり、図４（Ｄ）はその側面図である。図５（Ａ）は本発明のコネクタの他の接続例を示す有機デバイスの上面図であり、図５（Ｂ）はそのコネクタの平面図である。
【００３３】
本実施形態の有機デバイス１は、図１（Ａ）に示すように、少なくとも、光電変換素子１０と、取出電極１１と、封止基板１２と、コネクタ１３とから構成される。
【００３４】
有機デバイス１は、有機物の光電変換素子１０を封止基板１２内に封止し、光電変換素子の取出電極１１をコネクタ１３で挟持して電気的接続をするデバイスであり、有機デバイス単体で用いることができる。本実施形態では、一例として、有機太陽電池や有機ＥＬ素子として働く。具体的には、有機デバイス１の大きさは１００ｍｍ×１００ｍｍであり、その厚さｔ１は１〜１．５ｍｍである。なお、内蔵する光電変換素子の能力や大きさに応じて、有機デバイスのサイズは任意に選択することができる。
【００３５】
光電変換素子１０は、図１（Ｂ）に示すように、透明基板１０ａ上に形成され、一対の電極間１０ｂ、１０ｅに有機半導体層１０ｃ、１０ｄを積層する構造であり、光エネルギーを電気エネルギーに変換する素子、およびその逆に電気エネルギーを光エネルギーに変換する素子である。光エネルギーを電気エネルギーに変換する素子には有機太陽電池があり、電気エネルギーを光エネルギーに変換する素子には有機ＥＬ素子がある。本実施形態では、一例として、有機太陽電池を用いる。
【００３６】
なお、光電変換素子については、図２〜図３を用いて詳述するのでここでは省略する。
【００３７】
取出電極１１は、光電変換素子１０の陽極および陰極にそれぞれ接続され、後述するコネクタ１３の導電部１３２と電気的に接続される。取出電極１１は、透明基板１０ａ上の透明電極１０ｂを予めパターニングして形成された取出下地電極１１aと、取出下地電極１１ａと重畳して接触し透明基板１０ａの裏面まで延在される取出接触電極１１ｂとで形成される。取出下地電極１１ａは透明基板１０ａの周端にある透明電極１０ｂをパターニングして形成される。取出接触電極１１ｂは銅などの良導電性金属箔で形成され、各取出下地電極１１aに異方性導電性接着剤で固着され、透明基板１０ａの側面及び裏面まで異方性導電性接着剤で固着されて延在されている。そのために取出下地電極１１ａと同様のパターンが透明基板１０ａの裏面にも作られる。異方性導電性接着剤を用いると、取出下地電極１１ａと取出接触電極１１ｂとは導電性が維持され、他の部分では絶縁される。
【００３８】
なお、取出接触電極１１ｂは良導電性金属箔以外でも良く、例えば銀ペーストなどの導電性ペーストを塗布して作ることもできる。
【００３９】
取出接触電極１１ｂは必ず透明基板１０ａの表面から裏面まで延在されるため、コネクタ１３で挟持する際に一対の導電部１３２で陽極と陰極がショートする。ショート防止のため、透明基板１０ａの表面の陰極は全て絶縁部材１５で覆い、透明基板１０ａの表面の陽極のみが透明基板１０ａの表面側でコネクタの導電部１３２と電気的に接触をする。従って、透明基板１０ａの表面側の導電部１３２が陽極の取り出しを行い、外部導出電極１４まで引き回される。
【００４０】
また、透明基板１０ａの裏面の陽極は全て絶縁部材１５で覆い、透明基板１０ａの裏面の陰極のみが透明基板１０ａの裏面側でコネクタの導電部１３２と電気的に接触をする。従って、透明基板１０ａの裏面側の導電部１３２が陰極の取り出しを行い、外部導出電極１４まで引き回される。
【００４１】
封止基板１２は、光電変換素子１０の保護基板として働き、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、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、フッ素系樹脂などのプラスチック基板、ガラス基板などの絶縁基板である。なお、封止基板１２の内側で、光電変換素子１０に対向する位置に、吸湿剤を設けても良い。吸湿剤は、水分や湿気による素子の劣化を防止するためである。
【００４２】
本実施形態では、一例として、ガラス基板を用いて封止する。具体的には、封止基板１２の大きさは９４ｍｍ×９４ｍｍであり、その高さｈ１は４００μｍ〜７００μｍ程度である。
【００４３】
コネクタ１３は、エッジカバー１３１とその内側に対向して接着された一対の導電部１３２から成り、透明基板１０ａの周端部を挟持する。コネクタのエッジカバーの内側に設けた導電部１３２は、取出電極１１の取出接触電極１１ｂに圧接することで電気的に接続される。陽極か陰極かの選択は絶縁部材１５で覆うか露出するかで選択される。
【００４４】
また、コネクタ１３は、光電変換素子や配線部分の保護カバーとしても働く。非透明素材のエッジカバー１３１を用いた場合には、有機デバイス１の配線部分を隠すことができる。
【００４５】
なお、コネクタについては、図４を用いて詳述するのでここでは省略する。
【００４６】
外部導出電極１４は、コネクタ１３の導電部１３２の一端から延在した電極であり、図示しない外部電極に電気的に接続される。外部導出電極１４は、導電部１３２と同じ材質で形成される。本実施形態では、図１（Ａ）の如く、有機デバイス１の右下部分に外部導出電極１４を形成する。
【００４７】
次に、図２および図３を用いて、本発明の光電変換素子について詳細に説明する。なお、ここでは有機太陽電池を用いる。
【００４８】
本発明に用いる光電変換素子１０は、透明基板１０ａと、透明電極１０ｂと、正孔輸送層１０ｃと、発電層１０ｄと、陰極１０ｅとを有する。透明電極１０ｂと陰極１０ｅは、一対の電極を構成する。
【００４９】
透明基板１０ａは、一主面を太陽光の光入射面として用い、反対主面を透明電極１０ｂの支持基板として用いる。透明基板は、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、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、フッ素系樹脂などのプラスチック基板、ガラス基板などの絶縁基板である。なお、フレキシブル性フィルム基板でもよい。
【００５０】
本実施形態では、一例として、透明ガラス基板を用いる。具体的には、透明ガラス基板は１００ｍｍ×１００ｍｍであり、その厚さｔ２は４００μｍ〜７００μｍ程度である。
【００５１】
透明電極１０ｂは、透明基板１０ａの上面のほぼ全面に形成される透明電極膜である。透明電極には、酸化インジウム等を蒸着した酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）などを用いる。
【００５２】
本実施形態では、一例として、ＩＴＯ膜を用い、透明基板１０ａの周端部分をパターニングし、ほぼ全面に形成する。具体的には、透明基板の周端部を除いた部分に、光電変換素子の陽極が矩形に形成され、透明基板の周端部には取出下地電極１１ａが形成される。なお、ＩＴＯ膜の膜厚は、有機デバイスの電流容量などによって任意に決定することができる。
【００５３】
正孔輸送層１０ｃは、発電層に正孔を輸送する有機層であり、光電変換素子の陽極の上面に所望の形状に形成される。正孔輸送層には、ポリエチレンジオイサイドチオフェン（ＰＥＤＯＴ）、三酸化モリブデン（ＭｏＯ３）などを用いる。ＰＥＤＯＴを用いる場合にはスピンコート法により塗布成膜され、ＭｏＯ３を用いる場合には真空蒸着法により成膜される。
【００５４】
本実施形態では、一例として、ＰＥＤＯＴを成膜する。具体的には、透明電極１０ｂの光電変換素子の陽極の上面に矩形に形成され、正孔輸送層の膜厚は４０ｎｍである。
【００５５】
発電層１０ｄは、太陽光を吸収して発電する層、すなわち光電変換層であり、正孔輸送層１０ｃの上面のほぼ全面に形成される。光電層には、導電性高分子材料の一種であるポリ（３−ヘキシルチオフェン）（以下、Ｐ３ＨＴと省略する）あるいはスクワリリウム誘導体などに、フラーレン誘導体として、［６０］ＰＣＢＭ（［６，６］−フェニルＣ６１酪酸メチルエステル）あるいは［７０］ＰＣＢＭ（［６，６］−フェニルＣ７１酪酸メチルエステル）などを混合したものを用いる。Ｐ３ＨＴと［６０］ＰＣＢＭの混合物を用いる場合には、オルトジクロロベンゼンに溶解させた溶液をスピンコート法により塗布成膜、または真空蒸着法により成膜する。スクワリリウム誘導体と［７０］ＰＣＭＢの混合物を用いる場合には、クロロホルムに溶解させた溶液をダイコーターやキャピラリコーターにより塗布成膜、または真空蒸着法により成膜する。
【００５６】
本実施形態では、一例として、Ｐ３ＨＴと［６０］ＰＣＢＭの混合物を用いる。具体的には、正孔輸送層１０ｃの上面のほぼ全面に形成され、発電層の膜厚は６０ｎｍである。
【００５７】
陰極１０ｅは、発電層で発生したホールを収集するための電極であり、発電層１０ｄの上面に形成される。陰極にはＣａ、Ａｌなどが用いられ、蒸着法、スパッタ法、塗布法等により形成される。なおこの際、使用する材料や膜厚制御により、透明太陽電池素子を形成できる。
【００５８】
本実施形態では、一例として、Ａｌを用い、真空蒸着により形成する。具体的には、発電層１０ｄの上面に形成し、陰極の膜厚は１００ｎｍである。
【００５９】
有機太陽電池のセルパターンは用途対象に応じて多様に対応できる。ここでは、一例として、１０ｍｍ×８５ｍｍの有機太陽電池のセルを８個配列する場合（図２）と、８０ｍｍ×８０ｍｍの有機太陽電池のセルを１つ中央に配置する場合（図３）を説明する。
【００６０】
図２（Ａ）に、１０ｍｍ×８５ｍｍの有機太陽電池のセルを８個配列した光電変換素子１０を示す。具体的には、透明基板１０ａは１００ｍｍ×１００ｍｍの透明ガラス基板を用い、その板厚ｔ２は４００μｍである。透明電極１０ｂはあらかじめパターニングされ、各セルの有機太陽電池の陽極部分は１０ｍｍ×８５ｍｍの矩形状に形成され、両端に陽極および陰極の取出下地電極１１ａ形成される。正孔輸送層１０ｃおよび発電層１０ｄはそれぞれ１０ｍｍ×８５ｍｍの矩形状に形成される。陰極１０ｅは１０ｍｍ×８５ｍｍの矩形状に形成され、取出下地電極１１aの陰極と電気的に接続される。なお、有機デバイス１の厚さｔ１は１ｍｍである。
【００６１】
また、図２（Ｂ）に示すように、取出下地電極１１ａの陽極および陰極は、取出接触電極１１ｂで透明基板１０ａの裏面に引き回される。
【００６２】
なお、取出接触電極１１ｂは必ず透明基板１０ａの表面から裏面まで延在されるため、コネクタ１３で挟持する際に一対の導電部１３２で陽極と陰極がショートする。ショート防止のため、透明基板１０ａの表面の陰極は全て絶縁部材１５で覆い、透明基板１０ａの表面の陽極のみが透明基板１０ａの表面側のコネクタ１３の導電部１３２と電気的に接触をする。従って、透明基板１０ａの表面側の導電部１３２が陽極の取り出しを行い、外部導出電極まで引き回される。
【００６３】
また、透明基板１０ａの裏面の陽極は全て絶縁部材１５で覆い、透明基板１０ａの裏面の陰極のみが透明基板１０ａの裏面側のコネクタ１３の導電部１３２と電気的に接触をする。従って、透明基板１０ａの裏面側の導電部１３２が陰極の取り出しを行い、外部導出電極まで引き回される。
【００６４】
この１０ｍｍ×８５ｍｍの有機太陽電池のセルが、図２（Ａ）の如く、８個並べて配列されることにより、取出接触電極１１ｂの陽極および陰極がそれぞれ連続して交互に複数設けられる。図中、取出接触電極１１ｂが露出する部分（斜線部分）が陽極であり、絶縁部材１５が露出する部分（黒く塗りつぶした部分）が陰極である。このように、複数の電極を設けることにより、コネクタ１３で電気的に接続した際に、並列接続した場合と同様の効果が得られる。すなわち、光電変換素子面内の透明電極１０ｂの電気抵抗値の最小化を実現でき、更に、取り出し電圧や電流を増大できる。従って、光電変換量が上昇するので、小電力の有機太陽電池の場合には輝度率アップを実現できる。
【００６５】
また、多点接続となるので、ある接続部位が劣化により故障や接触不良などを発生しても、残りの正常な接続部位で確実な電気的接続を実現できる。これにより、接続部位の劣化による故障の確率が大幅に低減される。
【００６６】
図３（Ａ）に、８０ｍｍ×８０ｍｍの有機太陽電池のセルを中央に配置した光電変換素子を示す。具体的には、透明基板１０ａは１００ｍｍ×１００ｍｍの透明ガラス基板を用い、その板厚ｔ２は７００μｍである。透明電極１０ｂはあらかじめパターニングされ、有機太陽電池の陽極部分は８０ｍｍ×８０ｍｍの矩形状に形成され、陽極および陰極の取出下地電極１１ａは両端にそれぞれ形成される。正孔輸送層１０ｃおよび発電層１０ｄはそれぞれ８０ｍｍ×８０ｍｍの矩形状に形成される。陰極１０ｅは８０ｍｍ×８０ｍｍの矩形状に形成され、取出下地電極１１ａの陰極と電気的に接続される。なお、有機デバイスの厚さｔ１は１．５ｍｍである。
【００６７】
また、図３（Ｂ）に示すように、取出接触電極１１ｂの陽極および陰極は、取出接触電極１１ｂで透明基板１０ａの裏面に引き回される。
【００６８】
なお、取出接触電極１１ｂは必ず透明基板１０ａの表面から裏面まで延在されるため、コネクタ１３で挟持する際に一対の導電部１３２で陽極と陰極がショートする。ショート防止のため、透明基板１０ａの表面の陰極は全て絶縁部材１５で覆い、透明基板１０ａの表面の陽極のみが透明基板１０ａの表面側のコネクタの導電部１３２と電気的に接触をする。従って、透明基板１０ａの表面側の導電部１３２が陽極の取り出しを行い、外部導出電極まで引き回される。
【００６９】
また、透明基板１０ａの裏面の陽極は全て絶縁部材１５で覆い、透明基板１０ａの裏面の陰極のみが透明基板１０ａの裏面側のコネクタの導電部１３２と電気的に接触をする。従って、透明基板１０ａの裏面側の導電部１３２が陰極の取り出しを行い、外部導出電極まで引き回される。
【００７０】
なお、取出電極１１の陽極および陰極の数は適宜選択できる。また、取出電極１１は透明基板１０ａの２辺に形成する場合に限らず、透明基板１０ａの４辺に形成してもよい。
【００７１】
次に、図４を用いて本発明のコネクタを説明する。
【００７２】
図４（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、コネクタ１３は、プラスチックなどの非導電性素材で形成されたエッジカバー１３１と、エッジカバーの内側で光電変換素子を挟持する面に接着して設けた一対の導電部１３２とを有する。
【００７３】
エッジカバー１３１は、光電変換素子の透明基板１０ａを挟持するカバーであり、配線部分を被覆するカバーでもある。また、光電変換素子を外傷から保護するカバーとしても働く。従って、光電変換素子の透明基板１０ａあるいは取出電極１１を挟持し、固定できる剛性と強度があればよく、プラスチック素材を用いるのが好適である。
【００７４】
また、エッジカバーの形状は、図４（Ａ）（Ｃ）に示す平面図のように、透明基板１０ａの長さ方向に長辺を設けた長方形に形成される。また、図４（Ｂ）（Ｄ）に示す側面図から分かるように先端はやや狭まり、断面は片仮名の略コの字状に形成される。なお、外圧に耐え得るように尖った部分をなくし丸みを持たせてもよく、例えば断面は英文字の略Ｃ字状（図示せず）に形成しても良い。
【００７５】
導電部１３２は、樹脂にカーボンを混ぜた導電性ゴムなどで形成され、エッジカバー１３１の裏側に接着材などで固着される。導電部の長さは、任意の長さが適宜選択される。光電変換素子の取出電極１１と導電部１３２を圧接することにより電気的接続ができる。本発明のコネクタの大きな特徴は、コネクタの挟持面に一対の導電部１３２を設けるので、一方が陽極になり、他方が陰極となるので、取出電極１１を挟持するだけで容易に電気的接続ができ、半田付けを一切不要にできる。
【００７６】
また、光電変換素子に接触する部分にゴム材を用いるので、挟持する圧力により透明基板１０ａや取出電極１１を傷つける恐れがなく、クッション性があるのでずれることもない。
【００７７】
本発明のコネクタに依れば、コネクタの取り付け方は多様である。一例として、図１（Ａ）に示す取り付け方と、図５（Ａ）に示す取り付け方を説明する。
【００７８】
図１（Ａ）に示すコネクタ１３の取り付け方の場合は、図４（Ａ）に示す長型のコネクタ１３ａと、図４（Ｃ）に示す短型のコネクタ１３ｂを、各々２本ずつ用いる。隣り合う長型コネクタ１３ａと短型コネクタ１３ｂは、各々の導電部１３２を重ね合せることにより導通される。
【００７９】
図示したように、短型のコネクタ１３ｂは導電部１３２をエッジカバー１３１の長さより長く設け、長型のコネクタ１３ａは導電部１３２をエッジカバー１３１の長さより短く設ける。短型のコネクタ１３ｂで透明基板１０ａの一対の辺を挟持した後、隣の辺を長型のコネクタ１３ａで挟持することで、各コネクタの導電部は重なり合い、電気的に接続される。従って、透明基板１０ａの表面側の導電部１３２が陽極の取り出しを行い、透明基板１０ａの裏面側の導電部１３２が陰極の取り出しを行い、外部導出電極１４まで引き回される。なお、一の長型コネクタ１３ａの導電部１３２の一端に、外部導出電極１４が設けられる。
【００８０】
図５（Ａ）に示すコネクタ１３の取り付け方の場合は、図５（Ｂ）に示す一の形状のコネクタ１３ｃを４本用いる。エッジカバー１３１の一端側のみ導電部１３２を突出させることで、隣り合うコネクタの導電部が重なり合い電気的に接続される。従って、透明基板１０ａの表面側の導電部１３２が陽極の取り出しを行い、透明基板１０ａの裏面側の導電部１３２が陰極の取り出しを行い、外部導出電極１４まで引き回される。なお、図示したように、一のコネクタ１３ｃに外部導出電極１４が設けられる。
【００８１】
本発明の特徴は、光電変換素子の取出電極１１とコネクタ１３の導電部１３２とを広範囲で多点接触させることにある。これは、従来の光電変換素子の電極と取出電極とをリード線やＦＰＣを用いて半田で電気的に接続させていた、いわゆる１点での点接触による接続構造とは根本的に異なる。
【００８２】
すなわち、光電変換素子の取出電極とコネクタの接続が「多点接触」となるので、並列接続した場合と同様の効果が得られ、光電変換素子面内の電気抵抗値を確実に最小化できる。そして、光電変換素子にかかる電圧あるいは電流を大きくする効果が得られる。その結果、小電力である有機物の光電変換素子の光電変換効率を増大させることが可能となる。
【００８３】
また、多点接触にしたことで接続部位の部分劣化による故障の確率が低減できる。
【００８４】
更に、導電部１３２を貼着させたコネクタ１３と取出電極１１とを圧接させるだけで良いので、低コストで簡便な有機デバイスの接続も提供できる。
【００８５】
次に、図６を用いて本発明の有機デバイスの製造工程を説明する。なお有機デバイスは、図２（Ａ）の有機太陽電池を封止したものである。
【００８６】
図６（Ａ）〜（Ｆ）は第１工程〜第６工程を説明する断面図である。
【００８７】
第１工程は、図６（Ａ）に示すように、透明電極１０ｂがパターンニングされたガラス基板１０ａを準備する工程である。ガラス基板は洗浄し、表面の改質処理を行う。具体的には、ガラス基板の表面に、ＵＶ/Ｏ３処理を行う。
【００８８】
第２工程は、図６（Ｂ）に示すように、透明電極１０ｂの上面に正孔輸送層１０ｃを形成する。具体的には、ＰＥＤＯＴをスピンコート法により４０ｎｍの厚さに塗布成膜する。
【００８９】
第３工程は、図６（Ｃ）に示すように、正孔輸送層１０ｃの上面に、発電層１０ｄを形成する。具体的には、Ｐ３ＨＴと[６０]ＰＣＢＭの混合物をオルトジクロロベンゼンに溶解させた溶液をスピンコート法により６０ｎｍの厚さに塗布成膜、または真空蒸着法により成膜する。
【００９０】
第４工程は、図６（Ｄ）に示すように、発電層１０ｄの上面に、陰極層１０ｅを形成する。具体的には、Ａｌを真空蒸着により形成する。具体的には、１００ｎｍの厚さに成膜する。なお、Ａｌに代えて、Ａｇを使用したり、膜厚を制御することにより、透明太陽電池素子にできる。
【００９１】
なお、透明基板１０ａの裏面に取出接触電極１１ｂの陽極および陰極を引き回す場合には、この工程の後に続けて行う。また、取出接触電極１１ｂの陰極あるいは陽極に、絶縁部材１５を形成する工程を行う。
【００９２】
第５工程は、図６（Ｅ）に示すように、封止ガラス基板１２の裏面で光電変換素子１０に対向する位置に吸湿剤を貼り付け、光電変換素子を封止ガラス基板１２で封止する。なお、吸湿剤を封止ガラス基板の所望の位置に成膜してもよい。
【００９３】
第６工程は、図６（Ｆ）に示すように、コネクタ１３で光電変換素子１０の４辺を挟持し、コネクタの導電部１３２と、光電変換素子の取出電極１１とを電気的に接続する。
【００９４】
本実施形態の有機デバイス１は、単体で照明として用いたり、窓や壁などに貼り付けて後付の照明や有機太陽電池としても用いることができる。
【符号の説明】
【００９５】
１          有機デバイス
１０          光電変換素子
１０ａ        透明基板
１０ｂ        透明電極
１０ｃ        正孔輸送層
１０ｄ        発電層
１０ｅ        陰極
１１          取出電極
１１ａ        取出下地電極
１１ｂ        取出接触電極
１２          封止基板
１３          コネクタ
１３１        エッジカバー
１３２        導電部
１４          外部導出電極
１５          絶縁部材
【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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