(57)【要約】  耐久性がより向上した有機光電変換素子を提供する。有機光電変換素子（１０）は、第１電極（４２）及び第２電極（４４）を含む１対の電極（４０）と、１対の電極間に設けられる活性層（５０）とを含む積層体（２０）を備え、１対の電極のうちの少なくとも一方が、積層体に含まれる１対の電極間の第１の有害物質を透過させる空隙部を有する導電性材料層と、第１の有害物質と反応し得る少なくとも１種のゲッター材料とを含み、ゲッター材料が空隙部の少なくとも一部に含まれているゲッター材料含有電極（４６）である。
2017065058.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極及び第２電極を含む１対の電極と、前記１対の電極間に設けられる活性層とを含む積層体を備える有機光電変換素子であって、
前記１対の電極のうちの少なくとも一方が、前記積層体に含まれる第１の有害物質を透過させる空隙部を有する導電性材料層と、該第１の有害物質と反応し得る少なくとも１種のゲッター材料とを含み、該ゲッター材料が前記空隙部の少なくとも一部に含まれているゲッター材料含有電極である、有機光電変換素子。
【請求項２】
前記ゲッター材料が、前記積層体の外部に存在する第２の有害物質とさらに反応する材料である、請求項１に記載の有機光電変換素子。
【請求項３】
前記ゲッター材料が、前記導電性材料層内に分散され、かつ前記空隙部内に配置されている、請求項１又は２に記載の有機光電変換素子。
【請求項４】
前記ゲッター材料含有電極の表面が、前記ゲッター材料により覆われている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機光電変換素子。
【請求項５】
前記ゲッター材料含有電極と前記活性層との間に、中間層をさらに備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機光電変換素子。
【請求項６】
前記ゲッター材料が、前記第１の有害物質、又は前記第１の有害物質及び第２の有害物質の組み合わせと反応して無害な物質を生成する材料である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機光電変換素子。
【請求項７】
前記ゲッター材料が、Ｃａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｂａ、Ｚｒ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｃ、Ｉｎ、Ｖ、Ｎｂ及びＴａからなる群から選択される１種以上の材料を含む、請求項６に記載の有機光電変換素子。
【請求項８】
前記ゲッター材料が、Ｃａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｂａ、Ｚｒ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｉｎ、Ｖ、Ｎｂ及びＴａからなる群から選択される１種以上の金属元素を含む有機金属化合物を含む、請求項６に記載の有機光電変換素子。
【請求項９】
前記有機金属化合物が、金属アルコキシドである、請求項８に記載の有機光電変換素子。
【請求項１０】
前記金属アルコキシドが、Ｃａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｂａ、Ｚｒ、Ｍｇ、Ｓｉ及びＩｎからなる群から選択される１種以上の金属元素を含む金属アルコキシドである、請求項９に記載の有機光電変換素子。
【請求項１１】
前記ゲッター材料が、前記第１の有害物質、又は前記第１の有害物質及び前記第２の有害物質と反応して前記ゲッター材料含有電極の光透過性をより向上させる物質を生成する材料である、請求項６に記載の有機光電変換素子。  
【請求項１２】
前記ゲッター材料が、Ｃａを含む、請求項１１に記載の有機光電変換素子。
【請求項１３】
前記導電性材料層が、導電性材料であるナノ粒子又はナノワイヤを含む多孔質構造又はメッシュ構造を有する、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の有機光電変換素子。
【請求項１４】
前記ナノワイヤが、金属ナノワイヤである、請求項１３に記載の有機光電変換素子。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の有機光電変換素子の製造方法であって、
空隙部を有する導電性材料層を形成する工程と、
前記導電性材料層の前記空隙部の少なくとも一部に、第１の有害物質と反応し得るゲッター材料を供給してゲッター材料含有電極を形成する工程と
を含む、有機光電変換素子の製造方法。
【請求項１６】
前記ゲッター材料含有電極を形成する工程が、前記ゲッター材料を蒸着法又は塗布法により前記空隙部内に供給する工程である、請求項１５に記載の有機光電変換素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機光電変換素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機光電変換素子は、エネルギー変換のみならず、光検出器などへの種々の適用の可能性を有する新たな有機系テクノロジとして注目されている。
有機光電変換素子の水分及び酸素による劣化を防止するための解決策として、封止用のカバーガラスの内側にゲッターシートを設けることが開示されている（特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−０９９８０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１に記載された有機光電変換素子の耐久性は十分ではなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものである。本発明は、下記［１］〜［１６］を提供する。
［１］  第１電極及び第２電極を含む１対の電極と、前記１対の電極間に設けられる活性層とを含む積層体を備える有機光電変換素子であって、
前記１対の電極のうちの少なくとも一方が、前記積層体に含まれる第１の有害物質を透過させる空隙部を有する導電性材料層と、該第１の有害物質と反応し得る少なくとも１種のゲッター材料とを含み、該ゲッター材料が前記空隙部の少なくとも一部に含まれているゲッター材料含有電極である、有機光電変換素子。
［２］  前記ゲッター材料が、前記積層体の外部に存在する第２の有害物質とさらに反応する材料である、［１］に記載の有機光電変換素子。
［３］  前記ゲッター材料が、前記導電性材料層内に分散され、かつ前記空隙部内に配置されている、［１］又は［２］に記載の有機光電変換素子。
［４］  前記ゲッター材料含有電極の表面が、前記ゲッター材料により覆われている、［１］〜［３］のいずれか１つに記載の有機光電変換素子。
［５］  前記ゲッター材料含有電極と前記活性層との間に、中間層をさらに備える、［１］〜［４］のいずれか１つに記載の有機光電変換素子。
［６］  前記ゲッター材料が、前記第１の有害物質、又は前記第１の有害物質及び第２の有害物質の組み合わせと反応して無害な物質を生成する材料である、［１］〜［５］のいずれか１つに記載の有機光電変換素子。
［７］  前記ゲッター材料が、Ｃａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｂａ、Ｚｒ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｃ、Ｉｎ、Ｖ、Ｎｂ及びＴａからなる群から選択される１種以上の材料を含む、［６］に記載の有機光電変換素子。
［８］  前記ゲッター材料が、Ｃａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｂａ、Ｚｒ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｉｎ、Ｖ、Ｎｂ及びＴａからなる群から選択される１種以上の金属元素を含む有機金属化合物を含む、［６］に記載の有機光電変換素子。
［９］  前記有機金属化合物が、金属アルコキシドである、［８］に記載の有機光電変換素子。
［１０］  前記金属アルコキシドが、Ｃａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｂａ、Ｚｒ、Ｍｇ、Ｓｉ及びＩｎからなる群から選択される１種以上の金属元素を含む金属アルコキシドである、［９］に記載の有機光電変換素子。
［１１］  前記ゲッター材料が、前記第１の有害物質、又は前記第１の有害物質及び前記第２の有害物質と反応して前記ゲッター材料含有電極の光透過性をより向上させる物質を生成する材料である、［６］に記載の有機光電変換素子。  
［１２］  前記ゲッター材料が、Ｃａを含む、［１１］に記載の有機光電変換素子。
［１３］  前記導電性材料層が、導電性材料であるナノ粒子又はナノワイヤを含む多孔質構造又はメッシュ構造を有する、［１］〜［１２］のいずれか１つに記載の有機光電変換素子。
［１４］  前記ナノワイヤが、金属ナノワイヤである、［１３］に記載の有機光電変換素子。
［１５］  ［１］〜［１４］のいずれか１つに記載の有機光電変換素子の製造方法であって、
空隙部を有する導電性材料層を形成する工程と、
前記導電性材料層の前記空隙部の少なくとも一部に、第１の有害物質と反応し得るゲッター材料を供給してゲッター材料含有電極を形成する工程と
を含む、有機光電変換素子の製造方法。
［１６］  前記ゲッター材料含有電極を形成する工程が、前記ゲッター材料を蒸着法又は塗布法により前記空隙部内に供給する工程である、［１５］に記載の有機光電変換素子の製造方法。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、有機光電変換素子の耐久性をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本発明の有機光電変換素子の概略的な断面図である。
【図２】図２は、第１実施形態の素子積層体の概略的な断面図である。
【図３】図３は、第２実施形態の素子積層体の概略的な断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、実施例１にかかるゲッター材料含有電極のＳＥＭ画像である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、比較例２にかかる電極のＳＥＭ画像である。
【図５】図５は、有機光電変換素子の光透過率を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、各図面は、発明が理解できる程度に、構成要素の形状、大きさ及び配置が概略的に示されているに過ぎない。本発明は以下の記述によって限定されるものではなく、それぞれの構成要素は本発明の要旨から逸脱しない範囲で改変可能である。以下の図面において、同一の構成要素に用いられる符号については重複する説明を省略する場合がある。
【０００９】
＜有機光電変換素子の構成＞
本発明の有機光電変換素子は、第１電極及び第２電極を含む１対の電極と、前記１対の電極間に設けられる活性層とを含む積層体を備える有機光電変換素子であって、前記１対の電極のうちの少なくとも一方が、前記積層体に含まれる第１の有害物質を透過させる空隙部を有する導電性材料層と、該第１の有害物質と反応し得る少なくとも１種のゲッター材料とを含み、該ゲッター材料が前記空隙部の少なくとも一部に含まれているゲッター材料含有電極である、有機光電変換素子である。
【００１０】
図１及び図２を参照して、有機光電変換素子の構成例について説明する。図１は、本発明の有機光電変換素子の概略的な断面図である。図２は、第１実施形態の素子積層体の概略的な断面図である。
図１に示されるように、本発明の有機光電変換素子１０は、基板３０を有している。基板３０には素子積層体（積層体）２０が設けられている。この構成例では素子積層体２０は、第１電極４２及び第２電極４４であるゲッター材料含有電極４６を含む１対の電極４０と、１対の電極４０間に設けられる活性層５０と、活性層５０と第２電極４４との間に設けられる中間層６０とを含む。
【００１１】
図２に示されるように、ゲッター材料含有電極４６は、１対の電極４０間の第１の有害物質を透過させる空隙部４６ａａを有する導電性材料層４６ａと、第１の有害物質と反応し得る少なくとも１種のゲッター材料４６ｂとを含む。換言すると、基板３０には第１電極４２が接合している。第１電極４２には活性層５０が接合している。この構成例では活性層５０には中間層６０が接合している。そして中間層６０には第２電極４４であるゲッター材料含有電極４６が接合している。
【００１２】
有機光電変換素子１０は、この構成例では、カバーガラス７２と封止材（接着材）７４からなる封止部材７０により封止されている。封止材７４は、積層体２０を囲むように基板３０の表面に設けられている。封止材７４は、カバーガラス７２と基板３０の表面とを接合して積層体２０を封止している。封止材７４は、積層体の露出している全面を覆うように設けられていてもよい。
以下、各構成要素について説明する。
【００１３】
［基板］
基板３０としては、通常、電極を形成する際に化学的に変化しない部材を用いる。基板３０の材料の例としては、ガラス、プラスチック、高分子フィルム、金属箔、シリコンが挙げられる。
【００１４】
基板３０としては、透明又は半透明な基板が用いられる。基板３０としては、不透明な基板を用いてもよい。ただし、不透明な基板を用いる場合には、不透明な基板とは反対側の電極（第１電極４２及び第２電極４４のうち、不透明な基板から遠い方の電極）が透明又は半透明であることが好ましい。
【００１５】
［第１電極及び第２電極］
まず、ゲッター材料含有電極４６ではない第１電極４２及び第２電極４４について説明する。第１電極４２及び第２電極４４のうち、一方は陽極であり、他方は陰極である。第１電極４２及び第２電極４４の間に位置する活性層５０に光を入射しやすくするため、第１電極４２及び第２電極４４のうち少なくとも一方は透明又は半透明であることが好ましい。
【００１６】
透明又は半透明な電極の例としては、導電性の金属酸化物膜、半透明な金属薄膜等が挙げられる。透明又は半透明の電極の材料の例としては、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、及びそれらの複合体であるインジウムスズオキサイド（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛オキサイド（ＩＺＯ）などが挙げられる。
【００１７】
また、透明又は半透明な電極の材料として有機材料を用いることもできる。電極の材料として使用できる有機材料の例としては、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体が挙げられる。カーボンナノチューブ及びその誘導体、グラファイト又はその誘導体などを用いることもできる。
【００１８】
透明又は半透明な電極の材料として、金属を用いてもよい。金属の例としては、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ガリウム（Ｇａ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）が挙げられる。用いられ得る金属の性状の例としては、上記例示の金属の群から選択される金属からなるナノワイヤ、格子状体、ナノ粒子、薄膜などが挙げられる。
【００１９】
不透明な電極の材料の例としては、金属、導電性高分子が挙げられる。不透明な電極の材料の具体例としては、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｒｕ、Ｇａ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｐｔ、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）、セシウム（Ｃｓ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、アルミニウム（Ａｌ）、スカンジウム（Ｓｃ）、バナジウム（Ｖ）、イットリウム（Ｙ）、セリウム（Ｃｅ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、テルビウム（Ｔｂ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等の金属、該金属のうちの２種以上の合金、１種以上の前記金属と、金、銀、白金、銅（Ｃｕ）、マンガン（Ｍｎ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）及び錫（Ｓｎ）からなる群から選ばれる１種以上の金属との合金、グラファイト、グラファイト層間化合物、グラフェン及びその誘導体、カーボンナノチューブ及びその誘導体、フラーレン及びその誘導体、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体などが挙げられる。前記合金の具体例としては、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、インジウム−銀合金、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−マグネシウム合金、リチウム−インジウム合金、カルシウム−アルミニウム合金等が挙げられる。
【００２０】
第１電極４２及び第２電極４４の厚さは、材料の種類により異なる。第１電極４２及び第２電極４４の厚さは、透明または半透明な電極として用いる場合、光透過性（光透過率）を良好にする観点、及び、電気抵抗を小さく抑える観点から、好ましくは５００ｎｍ以下であり、より好ましくは２００ｎｍ以下である。なお、第１電極４２及び第２電極４４の厚さの下限は、０より大きければ特に制限は無く、通常は１０ｎｍ以上である。なお、ここで、光透過率とは、波長３００ｎｍ〜１２００ｎｍの光の透過率である。光透過率は１０％以上であることが好ましく、３０％以上であることがより好ましく、４０％以上であることがさらに好ましく、８０％以上であることが特に好ましい。
【００２１】
第１電極４２及び第２電極４４は、材料、層の厚さを考慮して種々の形成方法により形成することができる。塗工液を用いる場合には塗布法を用いることができる、さらなる形成方法の例としては、真空蒸着法、スパッタリング法、化学気相成膜法（ＣＶＤ）が挙げられる。
【００２２】
［ゲッター材料含有電極］
第１電極４２及び第２電極４４のうちの少なくとも一方は、ゲッター材料含有電極４６である。ゲッター材料含有電極４６は、陰極であっても陽極であってもよい。ゲッター材料含有電極４６は、透明或いは半透明な光透過性の電極であってよく、又は不透明な電極であってもよい。
【００２３】
ゲッター材料含有電極４６は、複数の空隙部４６ａａを有する導電性材料層４６ａと、少なくとも１種のゲッター材料４６ｂとを含む。複数の空隙部４６ａａを有する導電性材料層４６ａは、ゲッター材料４６ｂがその少なくとも一部に充填される空隙を含んだ層であればよい。
ゲッター材料４６ｂは、複数の空隙部４６ａａのうちの少なくとも一部に含まれていてもよく、及び／又は空隙部４６ａａの内部の少なくとも一部分に含まれていてもよい。
【００２４】
導電性材料層４６ａが有する複数の空隙部４６ａａ（ゲッター材料含有電極４６）は、１対の電極４０間の第１の有害物質をゲッター材料含有電極４６の厚さ方向ｔに透過させる機能を有している。複数の空隙部４６ａａの形状、サイズはゲッター材料含有電極４６が機能することを条件として特に限定されない。導電性材料層４６ａは、例えば格子状の規則的な形状とされることにより、規則的に配列された貫通孔として複数の空隙部４６ａａを画成していてもよい。空隙部４６ａａは、連続的に配列した複数の微小な空孔により画成されていてもよい。
【００２５】
導電性材料層４６ａは、導電性材料であるナノ粒子又はナノワイヤを含む多孔質構造又はメッシュ構造を有していてもよい。ここで、多孔質構造又はメッシュ構造は、ナノ粒子又はナノワイヤのみから構成されていてもよい。前記導電性材料であるナノ粒子又はナノワイヤの材料としては、例えば金属（Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｔ等）、導電性酸化物（酸化亜鉛、酸化錫、酸化インジウム等）、導電性高分子化合物（ポリチオフェン誘導体、ポリアニリン誘導体等）が挙げられる。すなわち導電性材料層４６ａが有する多孔質構造又はメッシュ構造は、金属ナノ粒子、金属ナノワイヤ、導電性酸化物のナノ粒子、導電性酸化物のナノワイヤ、導電性高分子化合物のナノ粒子又は導電性高分子化合物のナノワイヤを含み得る。前記導電性材料であるナノ粒子又はナノワイヤの材料としては、Ａｇ及びＣｕが好ましく、Ａｇがより好ましい。
製造の容易さの観点からは、導電性材料層４６ａは多孔質構造を有することが好ましく、電気抵抗を低く抑える観点からは、メッシュ構造を有することが好ましい。
【００２６】
導電性材料層４６ａの厚さは、透明（半透明）、不透明といった態様、選択される材料や構造に応じて任意好適な厚さとすることができる。
導電性材料層４６ａの厚さは、不透明な電極とする場合には、電気抵抗を小さく抑える観点から、より厚い層であることが好ましく、５００ｎｍ以上、３００００ｎｍ以下とすることが好ましい。
透明（半透明）な電極とする場合には、光透過性を良好にし、かつ電気抵抗を小さく抑える必要がある。よって、導電性材料層４６ａが多孔質構造を有する場合には、導電性材料層４６ａの厚さは、好ましくは１０ｎｍ以上、５００ｎｍ以下であり、より好ましくは５０ｎｍ以上、２００ｎｍ以下である。導電性材料層４６ａがメッシュ構造を有する場合には、その間隙で光透過性が得られるため、導電性材料層４６ａの厚さは、より厚いことが好ましく、導電性材料層４６ａの厚さは、１００ｎｍ以上、３００００ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは２００ｎｍ以上、５０００ｎｍ以下である。なお、ゲッター材料含有電極４６の厚さの下限は、０より大きければ特に制限は無く、通常は５ｎｍ以上である。
【００２７】
ゲッター材料４６ｂは、少なくともその一部が、導電性材料層４６ａ内に分散され、かつ空隙部４６ａａ内に配置されている。換言すると、ゲッター材料４６ｂの一部が導電性材料層４６ａ内に存在していなくともよい。
【００２８】
ゲッター材料４６ｂは、導電性材料層４６ａ内に実質的に均一に分散していることが好ましい。
【００２９】
ゲッター材料含有電極４６は、導電性材料層４６ａとゲッター材料４６ｂとが一体的に構成されていることが好ましい。換言すると、ゲッター材料４６ｂは、例えば装置の小型化の観点から、導電性材料層４６ａ内のみに設けられることが好ましい。ゲッター材料含有電極４６の具体的な態様については後述する。
【００３０】
ゲッター材料４６ｂは、第１の有害物質及び／又は後述する第２の有害物質と反応し得る機能を有している。ここで「反応」とは、例えば第１の有害物質をゲッター材料含有電極４６に物理的に吸着保持するか、又は化学的な反応により無害な物質を形成することを意味している。反応により、１対の電極４０と活性層５０とを含む積層体から発生する有害物質、及び／又は積層体の外部、すなわち封止部材の内側（電極とその周辺）、及び封止部材の外側（大気）から侵入する有害物質を消滅させることができる。ここで、「有害物質」とは、有機光電変換素子の構成要素を物理的又は化学的に変化させ（例えば酸化、分解、溶解等）、有機光電変換素子の発電性能を低下させる物質を意味し、「無害な物質」とは、実質的に有機光電変換素子の構成要素を物理的又は化学的に変化させない物質を意味する。「無害な物質」は、有機光電変換素子の発電性能に影響を及ぼさず、実質的に有機光電変換素子の構成要素を物理的又は化学的に変化させないことを条件として、ゲッター材料含有電極４６の光透過性を向上させる物質であってもよい。
【００３１】
ゲッター材料４６ｂは、Ｃａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｂａ、Ｚｒ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｃ、Ｉｎ、Ｖ、Ｎｂ及びＴａからなる群から選択される１種以上の材料を含むか、これらの材料の誘導体(例えば、Ｃａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｂａ、Ｚｒ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｉｎ、Ｖ、Ｎｂ及びＴａからなる群から選択される１種以上の金属元素を含む有機金属化合物)を含むか、又はＣａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｂａ、Ｚｒ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｃ、Ｉｎ、Ｖ、Ｎｂ又はＴａを含む２種、３種又は多種成分の混合物であってもよい。
【００３２】
ここで、第１の有害物質の例としては、活性層、中間層、導電性材料層のうちのいずれか１つ又はこれらの組み合わせに含まれる水分、酸素、残留溶媒が挙げられる。残留溶媒の例としては、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラリン、デカリン、ビシクロヘキシル、ブチルベンゼン、ｓｅｃ−ブチルベンゼン、ｔｅｒｔ−ブチルベンゼン、メチルベンゾエート、ブチルベンゾエート、１，３，５−トリメチルベンゼン、１，２，４−トリメチルベンゼンなどの不飽和炭化水素溶媒、四塩化炭素、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロブタン、ブロモブタン、クロロペンタン、ブロモペンタン、クロロヘキサン、ブロモヘキサン、クロロシクロヘキサン、ブロモシクロヘキサンなどのハロゲン化飽和炭化水素溶媒、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼンなどのハロゲン化不飽和炭化水素溶媒、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピランなどのエーテル溶媒、ヘキサン、オクタン等の飽和炭化水素溶媒、エチレングリコールなどのグリコール溶媒、メタノール、エタノール、２−プロパノールなどのアルコール溶媒などが挙げられる。
【００３３】
水分、酸素に加え、残留溶媒と反応し得るゲッター材料４６ｂの材料の例としては、Ｃａ、Ａｌ、Ｓｉ及びこれらの誘導体（Ｃａ、Ａｌ及びＳｉからなる群から選択される１種以上の金属元素を含む、例えば、有機アルミニウム化合物などの有機金属化合物）が挙げられる。なお、ゲッター材料４６ｂは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を任意の割合で組み合わせて用いてもよい。
【００３４】
ゲッター材料含有電極４６が透明或いは半透明な電極である場合には、ゲッター材料４６ｂは、第１の有害物質、又は第１の有害物質及び第２の有害物質と反応してゲッター材料含有電極４６の光透過性をより向上させる物質であって、かつ無害な物質を生成する材料を用いることができる。具体的には、ゲッター材料４６ｂは、Ｃａ又は有機金属化合物（例えば有機アルミニウム化合物）等であることが好ましい。有機金属化合物としては、金属アルコキシドが好ましく、Ｃａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｂａ、Ｚｒ、Ｍｇ、Ｓｉ及びＩｎからなる群から選択される１種以上の金属元素を含む金属アルコキシドがより好ましく、Ａｌ、Ｔｉ及びＺｒからなる群から選択される１種以上の金属元素を含む金属アルコキシドがより好ましい。
【００３５】
前記金属アルコキシド中のアルコキシ基としては、炭素原子数１〜１０のアルコキシ基が好ましい。アルコキシ基としては、例えば、イソプロポキシ基、ブトキシ基が挙げられる。
【００３６】
市販の入手可能な有機金属化合物の例としては、チタンイソプロポキシド、アルミニウムイソプロポキシド、ジルコニウムブトキシド、ジルコニウムイソプロポキシド等の金属アルコキシドが挙げられる。
【００３７】
例えば、Ｃａをゲッター材料４６ｂとして用いれば、第１の有害物質（水分又は酸素）と反応して無害な物質であり、かつ光透過性を向上させる物質（例えば、Ｃａ（ＯＨ）２）を生じるので、ゲッター材料含有電極４６の光透過性を効果的に向上させることができる。
【００３８】
ゲッター材料４６ｂは、１対の電極４０の外部の第２の有害物質とさらに反応する材料であってもよい。換言すると、ゲッター材料４６ｂは、第１の有害物質に加え、１対の電極４０の外側、すなわち積層体２０の外部に存在する第２の有害物質とさらに反応し得る材料であってもよい。第２の有害物質の例としては、水分及び酸素が挙げられ、さらに封止材７４から放出される、例えばＮ、Ｏ、Ｓを含む化合物及びこれらの誘導体などが挙げられ、具体的にはアウトガス成分である例えばアミン化合物等の窒素化合物、有機リン酸化合物等である。有機光電変換素子１０における第１の有害物質と第２の有害物質とは、同一であっても異なっていてもよい。
【００３９】
ゲッター材料含有電極４６は、本発明の目的を損なわないことを条件として、導電性材料層４６ａ及びゲッター材料４６ｂ以外のその他の成分を含んでいてもよい。その他の成分の例としては、バインダ、充填剤、酸化防止剤が挙げられる。ゲッター材料４６ｂを保持するためのバインダの例としては、樹脂材料が挙げられ、その具体例としては、三フッ化ポリエチレン、ポリ三フッ化塩化エチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、脂環式ポリオレフィン、エチレン−ビニルアルコール共重合体が挙げられる。なお、その他の成分は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を任意の割合で組み合わせて用いてもよい。
【００４０】
光電変換素子１０は、導電性材料層４６ａとゲッター材料４６ｂとの間に、特性を向上させるためにバッファ層をさらに含んでいてもよい。バッファ層を導電性材料層４６ａとゲッター材料４６ｂとの間に含むことで、導電性材料層４６ａとゲッター材料４６ｂとの密着性を改善する効果、あるいは導電性材料層４６ａの導電性を高める効果等が期待できる。バッファ層の材料の例としては、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＭｎＯ３、ＷＯ３等の酸化物、エポキシ樹脂、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ等のポリマー材料が挙げられる。バッファ層は、ゲッター材料４６ｂによる有害物質除去効果を阻害しないことを条件として適用することができる。バッファ層は、導電性材料層４６ａの空隙部４６ａaの容積のうちの最大でも９５％まで充填するように設けることができる。
【００４１】
図２及び図３を参照して、ゲッター材料含有電極４６の実施形態にかかる構成例について説明する。図２及び図３においては、基板３０上に設けられる素子積層体２０を示し、ゲッター材料含有電極４６以外の構成についてはその詳細な説明を省略する。
【００４２】
（第１実施形態）
図２は、第１実施形態の積層体２０の概略的な断面図である。
図２に示されるように、第１実施形態のゲッター材料含有電極４６においては、ゲッター材料含有電極４６の上面がゲッター材料４６ｂで覆われている。より具体的には、ゲッター材料４６ｂが空隙部４６ａａ内に存在しており、さらに導電性材料層４６ａの上面を覆っている。
第１の実施形態においては、ゲッター材料含有電極４６の厚さ方向ｔのゲッター材料４６ｂの分布（密度、濃度）が、導電性材料層４６ａの上面側（空隙部４６ａａの開口部側）に向かうほど低下している（導電性材料層４６ａの中間層６０側に向かうほどゲッター材料４６ｂの分布が増大している。）態様を含む。
【００４３】
第１実施形態の態様とすれば、特に第１の有害物質が存在する場合に有効である。具体的には、ゲッター材料４６ｂの使用量を節減しつつ、第１の有害物質と反応しやすくすることができ、有機光電変換素子の耐久性を効果的に向上させることができる。このように、第１実施形態の態様によれば、ゲッター材料４６ｂの使用量を最小量とすることができるので、製造コストの観点から有利である。
【００４４】
（第２実施形態）
図３は、第２実施形態の素子積層体２０の概略的な断面図である。
図３に示されるように、第２実施形態のゲッター材料含有電極４６においては、ゲッター材料含有電極４６の表面（上面及び側面）がゲッター材料４６ｂで覆われている。より具体的には、ゲッター材料４６ｂが空隙部４６ａａ内と導電性材料層４６ａの表面とを一体的に覆っている。
【００４５】
第２実施形態の態様とすれば、第１の有害物質及び第２の有害物質の両方が存在する場合に有効である。第２実施形態の態様とすれば、第１の有害物質及び第２の有害物質の両方が存在する状況であっても、第１の有害物質及び第２の有害物質の両方とゲッター材料４６ｂとを効果的に反応させることができ、有機光電変換素子の耐久性を効果的に向上させることができる。第２実施形態の態様は、ゲッター材料４６ｂをより多く用いることから、有害物質が多い場合、あるいはより長期間の耐久性が要求される場合に、より好ましい。
【００４６】
＜ゲッター材料含有電極の製造方法＞
ゲッター材料含有電極４６の製造方法（有機光電変換素子の製造方法）は、空隙部４６ａａを有する導電性材料層４６ａを形成する工程と、導電性材料層４６ａの空隙部４６ａａの少なくとも一部に、第１の有害物質と反応し得るゲッター材料４６ｂを供給してゲッター材料含有電極４６を形成する工程とを含む。
【００４７】
（空隙部を有する導電性材料層を形成する工程）
まず導電性材料層４６ａを形成する。導電性材料層４６ａの形成方法の例としては、塗布法、蒸着法及び化学気相成膜法が挙げられる。
【００４８】
多孔質構造を有する導電性材料層４６ａを形成する方法の例としては、導電性材料であるナノ粒子又はナノワイヤと樹脂とを含む塗工液をスピンコート法等の塗布法により塗布し、得られた層を乾燥、焼成して樹脂を除去することにより、空隙部４６ａａを有する導電性材料層４６ａを形成する方法が挙げられる。
メッシュ構造を有する導電性材料層４６ａを形成する方法の例としては、印刷法、マスクを用いた真空蒸発法等が挙げられる。印刷法を用いる場合、導電性材料であるナノ粒子又はナノワイヤと樹脂とを含む塗工液を用いて、ナノ粒子又はナノワイヤを含む配線を網目状に配置し、乾燥、焼成して樹脂を除去することにより、空隙部４６ａａを有する導電性材料層４６ａを形成することができる。
【００４９】
（ゲッター材料含有電極を形成する工程）
次に、形成された導電性材料層４６ａの少なくとも空隙部４６ａａ内に、第１の有害物質と反応し得るゲッター材料４６ｂを供給する。ゲッター材料４６ｂの供給量を適宜選択することで、第１実施形態または第２実施形態のゲッター材料含有電極４６を選択的に形成することができる。
【００５０】
ゲッター材料４６ｂの供給量を空隙部４６ａａの総容積よりも少なくすることで、第１実施形態のゲッター材料含有電極４６を得ることができる。
【００５１】
ゲッター材料４６ｂの供給量を空隙部４６ａａの総容積よりも多くすることで、第２実施形態のゲッター材料含有電極４６を得ることができる。換言すると、ゲッター材料４６ｂの供給量を空隙部４６ａａの総容積よりも多くすることで、導電性材料層４６ａ上に形成されたゲッター材料層４６ｂを形成することができる。
【００５２】
ゲッター材料４６ｂの供給量は、導電性材料層４６ａの厚さＡに対するゲッター材料４６ｂの層を単層で形成した場合の厚さＢを指標として調整することができる。すなわち厚さＡ＞厚さＢとすることで第１実施形態のゲッター材料含有電極４６を得ることができ、厚さＡ≦厚さＢとすることで第２実施形態のゲッター材料含有電極４６を得ることができる。
ゲッター材料（ゲッター材料層）４６ｂは、選択された材料に応じて任意好適な方法で供給（形成）することができる。ゲッター材料４６ｂは、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法、化学気相成長法、及びゲッター材料４６ｂを含む塗工液を用いる塗布法により供給することができる。
【００５３】
処理が容易であり、コストを低減できるため、ゲッター材料４６ｂは塗布法によって供給することが好ましい。有機光電変換素子の耐久性を向上させる観点からは、ゲッター材料４６ｂは、真空蒸着法によって供給することが好ましい。真空蒸着法では、溶媒を用いる必要がないため、より多くのゲッター材料４６ｂを導電性材料層４６ａの空隙部４６ａａに効率的に配置することができる。
【００５４】
ゲッター材料４６ｂを含む塗工液としては、無溶媒型あるいは含溶媒型のいずれも用いることができる。含溶媒型の塗工液に用いられ得る溶媒の例としては、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラリン、デカリン、ビシクロヘキシル、ブチルベンゼン、ｓｅｃ−ブチルベンゼン、ｔｅｒｔ−ブチルベンゼンなどの不飽和炭化水素溶媒、四塩化炭素、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロブタン、ブロモブタン、クロロペンタン、ブロモペンタン、クロロヘキサン、ブロモヘキサン、クロロシクロヘキサン、ブロモシクロヘキサンなどのハロゲン化飽和炭化水素溶媒、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼンなどのハロゲン化不飽和炭化水素溶媒、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピランなどのエーテル溶媒、メタノール、エタノール、２−プロパノールなどのアルコール溶媒などが挙げられる。なお、溶媒は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を任意の割合で組み合わせて用いてもよい。
【００５５】
ゲッター材料４６ｂを含む塗工液に含まれる溶媒の量は、ゲッター材料４６ｂを１００重量部とした場合に、通常１０００重量部以上、好ましくは５０００重量部以上、より好ましくは１００００重量部以上であり、通常２００００重量部以下、好ましくは１５０００重量部以下、より好ましくは１２０００重量部以下である。
【００５６】
具体的には、まずゲッター材料を含む塗工液を用意した後、塗工液をスピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法、ディスペンサー印刷法、ノズルコート法、キャピラリーコート法などの塗布法により導電性材料層４６ａが設けられた領域に塗布する。次いで、加熱、乾燥などの任意好適な処理を行って塗工液に含まれていた溶媒を除去することによりゲッター材料含有電極４６を形成することができる。
【００５７】
［活性層］
活性層５０は、一対の電極４０間に設けられている。活性層５０は、有機化合物を含み、電子供与性化合物であるｐ型半導体材料と電子受容性化合物であるｎ型半導体材料とを含む。
【００５８】
活性層５０は、電子供与性化合物を含む電子供与性層と電子受容性化合物を含む電子受容性層とが接合された２層以上の層を備える積層構造（ｐ−ｎヘテロ接合型）であってもよく、電子供与性化合物と電子受容性化合物とが混合された１層のみからなる単層構造（バルクヘテロ接合型）であってもよい。
【００５９】
電子供与性化合物の例としては、ピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体、オリゴチオフェン及びその誘導体、ポリビニルカルバゾール及びその誘導体、ポリシラン及びその誘導体、側鎖又は主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体、ポリアニリン及びその誘導体、ポリピロール及びその誘導体、ポリフェニレンビニレン及びその誘導体、ポリチエニレンビニレン及びその誘導体等が挙げられる。
【００６０】
電子受容性化合物の例としては、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタン及びその誘導体、ベンゾキノン及びその誘導体、ナフトキノン及びその誘導体、アントラキノン及びその誘導体、テトラシアノアントラキノジメタン及びその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン及びその誘導体、ジフェノキノン誘導体、８−ヒドロキシキノリンの金属錯体及びその誘導体、ポリキノリン及びその誘導体、ポリキノキサリン及びその誘導体、ポリフルオレン及びその誘導体、カーボンナノチューブ、フラーレン及びその誘導体が挙げられる。電子受容性化合物としては、カーボンナノチューブ、フラーレン及びフラーレン誘導体が好ましい。
【００６１】
フラーレンの例としては、Ｃ６０フラーレン、Ｃ７０フラーレン、Ｃ７６フラーレン、Ｃ７８フラーレン、Ｃ８４フラーレンが挙げられる。
【００６２】
フラーレン誘導体の例としては、Ｃ６０フラーレン、Ｃ７０フラーレン、Ｃ７６フラーレン、Ｃ７８フラーレン及びＣ８４フラーレンの誘導体が挙げられる。フラーレン誘導体の具体例としては、以下のような構造を有する化合物が挙げられる。
【００６３】
【化１】
2017065058.tif 000003
【００６４】
電子受容性化合物としてフラーレン誘導体を用いる場合、フラーレン誘導体の量は、電子供与性化合物１００重量部に対して、好ましくは１０重量部から１０００重量部であり、より好ましくは２０重量部から５００重量部である。
【００６５】
活性層５０の厚さは、好ましくは１ｎｍから１００ｎｍであり、より好ましくは２ｎｍから１００ｎｍであり、さらに好ましくは５ｎｍから５００ｎｍであり、特に好ましくは２０ｎｍから２００ｎｍである。
【００６６】
＜活性層の製造方法＞
活性層５０の形成方法としては、活性層の材料に応じた種々の薄膜形成方法を用いることができる。活性層５０の形成方法の例としては、高分子化合物のような可溶性の材料を含む溶液又は分散液等を塗工液として用いる塗布法が挙げられ、低分子化合物のように沸点の低い材料を採用する場合には真空蒸着法を用いることができる。
【００６７】
塗工液に用いられる溶媒は、活性層に含まれる材料に応じて選択される。溶媒としては水又は有機溶媒が用いられ得る。有機溶媒の例としては、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラリン、デカリン、ビシクロヘキシル、ブチルベンゼン、ｓｅｃ−ブチルベンゼン、ｔｅｒｔ−ブチルベンゼン、メチルベンゾエート、ブチルベンゾエート、１，３，５−トリメチルベンゼン、１，２，４−トリメチルベンゼンなどの不飽和炭化水素溶媒、四塩化炭素、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロブタン、ブロモブタン、クロロペンタン、ブロモペンタン、クロロヘキサン、ブロモヘキサン、クロロシクロヘキサン、ブロモシクロヘキサンなどのハロゲン化飽和炭化水素溶媒、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼンなどのハロゲン化不飽和炭化水素溶媒、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピランなどのエーテル溶媒などが挙げられる。
【００６８】
塗工液（インキのような液状物質）を用いる塗布法の例としては、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法、ディスペンサー印刷法、ノズルコート法、キャピラリーコート法が挙げられる。中でも、スピンコート法、フレキソ印刷法、グラビア印刷法、インクジェット印刷法、ディスペンサー印刷法が好ましい。
【００６９】
活性層５０としてバルクヘテロ接合型の活性層を形成する場合には、上述の塗工液を用いる塗布法が用いられる。バルクヘテロ接合型の活性層を形成する一実施形態では、一方がｐ型有機半導体材料であり他方がｎ型半導体材料である２種の半導体材料と、溶媒とを含む混合液を塗工液として調製して、これを用いる塗布法が実施される。
【００７０】
［封止部材］
有機光電変換素子１０は、封止部材７０を備える。封止部材７０の例としては、図１を参照して既に説明した、例えば凹部を有するカバーガラス７２と封止材７４との組み合わせが挙げられる。
【００７１】
封止部材７０は、１層以上の層構造であってもよい。よって封止部材７０の例としては、ガスバリア層、ガスバリア性フィルムといった層構造がさらに挙げられる。
【００７２】
封止部材７０である層構造は、水分を遮断する性質（水蒸気バリア性）または酸素を遮断する性質（酸素バリア性）を有する材料により形成することが好ましい。層構造の材料として好適な材料の例としては、三フッ化ポリエチレン、ポリ三フッ化塩化エチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、脂環式ポリオレフィン、エチレン−ビニルアルコール共重合体等の樹脂などの有機材料、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、ダイヤモンドライクカーボン等の無機材料などが挙げられる。
【００７３】
この層構造は、材料の種類に応じた任意の方法で形成することができる。形成方法の例としては、気相成膜法、スピンコート法、ディップ法、スプレー法が挙げられる。さらには予め成形した層構造を封止材（接着材）により貼付してもよい。
【００７４】
［中間層］
有機光電変換素子１０は、第１電極４２と活性層５０との間、及び／又は第２電極４４と活性層５０との間に、中間層６０を備えていてもよい。
中間層６０は、活性層５０で生じた電荷を電極に輸送し得る層である。第１電極４２と活性層５０との間の中間層６０は活性層５０で生じた電荷を第１電極４２に輸送する。第２電極４４と活性層５０との間の層は活性層５０で生じた電荷を第２電極４４に輸送する。
【００７５】
活性層５０と陽極との間に設けられた中間層６０は、活性層５０で生じた正孔を陽極に輸送し得る層であり、正孔輸送層又は電子ブロック層と称される。活性層５０と陰極との間に設けられた中間層６０は、活性層５０で生じた電子を陰極に輸送し得る層であり、電子輸送層又は正孔ブロック層と称される。中間層６０を備えることにより、有機光電変換素子１０は、活性層５０で生じた正孔を陽極で取り出す効率を高めたり、活性層５０で生じた電子を陰極で取り出す効率を高めたり、活性層５０で生じた正孔が陰極に移動することを防止したり、活性層１０で生じた電子が陽極に移動することを防止したりすることができるので、光電変換効率をより向上させることができる。
【００７６】
中間層６０の材料は、活性層５０で生じた電荷を輸送する能力及び／又は電極との界面の障壁を下げる（エネルギー準位を調整する）能力を有する材料であればよい。中でも、活性層５０と陽極との間に設けられる中間層６０（正孔輸送層又は電子ブロック層）には、正孔を輸送する能力を有し、電子が当該中間層６０に移動することを防止できる材料を含むことが好ましい。また、活性層５０と陰極との間に設けられる中間層６０（電子輸送層又は正孔ブロック層）には、電子を輸送する能力を有し、正孔が当該中間層６０に移動することを防止できる材料を含むことが好ましい。
【００７７】
中間層６０の材料の例としては、フッ化リチウムなどのアルカリ金属又はアルカリ土類金属のハロゲン化物及び酸化物、酸化亜鉛、酸化チタン、二酸化チタン等の無機半導体、バソクプロイン、バソフェナントロリン及びそれらの誘導体、トリアゾール化合物、トリス（８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム錯体、ビス（４−メチル−８−キノリナート）アルミニウム錯体、オキサジアゾール化合物、ジスチリルアリーレン誘導体、シロール化合物、２，２’，２”−（１，３，５−ベンゼントリル）トリス−［１−フェニル−１Ｈ−ベンツイミダゾール］（ＴＰＢＩ）フタロシアニン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）、４，４’−ビス［Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）のような芳香族ジアミン化合物、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、イミダゾロン、スチルベン誘導体、ピラゾリン誘導体、テトラヒドロイミダゾール、ポリアリールアルカン、ブタジエン、４，４’，４”−トリス（Ｎ−（３−メチルフェニル）Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）、ポリエチレンイミン及びそれらの誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリシラン、ポリアニリン及びそれらの誘導体、ポリ−３，４−エチレンジオキサイドチオフェン（ＰＥＤＯＴ）のようなポリチオフェン及びそれらの誘導体などが挙げられる。中間層６０が、正孔輸送層又は電子ブロック層である場合は、中間層６０の材料としてポリ−３，４−エチレンジオキサイドチオフェン（ＰＥＤＯＴ）を用いることが好ましく、電子輸送層又は正孔ブロック層である場合は、中間層６０の材料として酸化亜鉛、ポリエチレンイミンを用いることが好ましい。
【００７８】
中間層６０の厚さは、通常０．１ｎｍ以上、好ましくは０．５ｎｍ以上、より好ましくは１ｎｍ以上であり、通常１０００ｎｍ以下、好ましくは５００ｎｍ以下、より好ましくは１００ｎｍ以下である。有機光電変換素子１０の機能を十分に発揮させるために、中間層６０の厚さは、０．１ｎｍ以上であることが好ましく、有機光電変換素子１０の厚さをより薄くする観点から、１０００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００７９】
＜中間層の製造方法＞
中間層６０は、形成が容易であり、製造コストを安価にできるため、中間層６０の材料を含む塗工液を所定の位置に塗布する塗布法により形成することが好ましい。塗工液に用いられる溶媒は、中間層６０に含まれる材料に応じて選択される。但し、中間層６０が活性層５０よりも後に、活性層５０に接合するように形成される場合には、活性層５０を溶解させない溶媒が選択される。中間層６０の形成に適用される塗布法は、活性層５０の形成に用いられる塗布法と同様である。
【００８０】
［有機光電変換素子の用途］
有機光電変換素子１０は、例えば太陽電池として使用できる。太陽電池として使用する場合、通常、有機光電変換素子１０は太陽電池セルとして使用される。また、太陽電池セルは、複数個を集積することによって有機薄膜太陽電池モジュールとし、太陽電池モジュールの態様としてもよい。有機光電変換素子１０は長寿命であるため、有機光電変換素子１０を備える太陽電池は長寿命化が期待できる。
【００８１】
太陽電池モジュールの構成としては、例えば、スーパーストレートタイプ、サブストレートタイプ、ポッティングタイプ等のモジュール構造、アモルファスシリコン太陽電池等で用いられる基板一体型モジュール構造などが知られている。有機光電変換素子１０を用いた太陽電池モジュールは、使用目的、使用場所及び環境などに応じて、適宜、適切なモジュール構造を選択すればよい。
【００８２】
また有機光電変換素子１０は、有機光センサーとして使用することもできる。例えば、電極間に電圧を印加した状態又は無印加の状態で本発明の有機光電変換素子１０に光を照射すると電荷が生じるため、電荷を光電流として検出するようにすれば、有機光電変換素子１０を有機光センサーとして動作させることが可能となる。さらに、複数個の有機光センサーを集積することにより、有機イメージセンサーとして用いることもできる。
【実施例】
【００８３】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
＜実施例１＞
厚さ１５０ｎｍのＩＴＯ膜が形成された基板をアセトン及びイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で洗浄し、ＵＶオゾン処理を１５分間行った（Ｔｅｃｈｎｏｖｉｓｉｏｎ社製ＵＶ−３１２）。８０％がエトキシ化されたポリエチレンイミン（ＰＥＩＥ）（Ａｌｄｒｉｃｈ製、Ｍｗ：７００００ｇ／ｍｏｌ水溶液（濃度３５〜４０％））をさらに０．４重量％まで蒸留水で希釈した。中間層（電子輸送層）を形成するために、得られた溶液をＩＴＯ膜上にスピンコートした。形成されたＰＥＩＥ層を、大気中、１２０℃で１０分間の加熱する処理を行った。【００８４】
活性層を形成するために、ｐ型半導体材料Ａ（国際公開２０１３０５１６７６号参照。）を溶媒に対して０．５２重量％含み、ｎ型半導体材料であるＣ６０ＰＣＢＭ（商品名Ｎａｎｏｍｓｐｅｃｔｒａ  Ｅ１００  フロンティアカーボン社製）を溶媒に対して１．０４重量％含む安息香酸メチル／１，２，４−トリメチルベンゼン溶液を８５℃で３時間撹拌し、２５℃まで冷却した。得られた溶液をＰＥＩＥ層上にスピンコートして厚さ１６０ｎｍの層とした。得られた層を１５０℃で５分間焼成して活性層とした。【００８５】
次いで、中間層（正孔輸送層）を形成するためにポリチオフェン誘導体（Ｓｏｌｖｅｙ製、商品名ＡＱ１３００）を活性層上にスピンコートして厚さ５０ｎｍの層とした。大気中、７０℃で２分間焼成して正孔輸送層を得た。【００８６】
得られた正孔輸送層上に、銀ナノワイヤ（ＡｇＮｗ）（Ｃａｍｂｒｉｏｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製、商品名Ｃｌｅａｒ  Ｏｈｍ  Ｉｎｋ  Ｎ）をスピンコートし、厚さ１２０ｎｍの銀ナノワイヤの層を得た。次いで７０℃で２分間焼成し、形成された銀ナノワイヤの層（導電性材料層）にＣａ（ゲッター材料）を蒸着することによりサンプルを完成させた。Ｃａの供給量は銀ナノワイヤの層の空隙部の総容積よりも少ない量とした。【００８７】
蒸着における圧力はすべて１×１０−４Ｐａから９×１０−４Ｐａとした。Ｃａを層の厚さが３０ｎｍになるように蒸着し、既に説明した第１実施形態の態様と同様の構成を有する素子積層体を得た。
得られた素子積層体をカバーガラスとＵＶ硬化型接着剤（ナガセケムテックス社製、製品名：ＸＮＲ−５５１６Ｚ）とを用いて不活性ガス雰囲気下で封止して、有機光電変換素子を得た。【００８８】
得られた有機光電変換素子（活性領域１ｃｍ２）について、ソーラーシミュレータ（分光計器製、商品名ＯＴＥＮＴＯ−ＳＵＮ  ＩＩ）を用い、ＡＭ１．５Ｇフィルタを介し、１００ｍＷ／ｃｍ２の光を照射して評価した。電力の発生を電流及び電圧を測定することにより確認した。【００８９】
得られた有機光電変換素子の耐久性について、耐候性試験装置（商品名Ｃｉ４０００、ＡＴＬＡＳ社製）を用いて、放射照度６０Ｗ／ｍ２（波長３００−４００ｎｍ）、ブラックパネル温度６３℃、相対湿度５０％ＲＨの条件で稼働させて試験を行った。耐久性は、初期の光電変換効率と１００時間後、９９５時間後の光電変換効率とを記録し、比率：初期の光電変換効率に対する、試験開始から１００時間後、９９５時間後の光電変換効率を調べることにより評価した。結果を下記表１に示す。【００９０】
＜実施例２＞
実施例２の有機光電変換素子は、以下に示す塗布法によりゲッター材料含有電極を形成した以外は実施例１と同様にして製造された。具体的には、液状のチタンイソプロポキシド（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）を塗工液として用い、実施例１と同様にして形成された銀ナノワイヤの層（導電性材料層）にかかる塗工液を塗布して、ゲッター材料含有電極を形成した。塗工液の供給量は、銀ナノワイヤの層の空隙部の総容積よりも多くし、塗工液が銀ナノワイヤの層の空隙部内及び銀ナノワイヤの層の表面を一体的に覆い、ゲッター材料含有電極の上面が平坦になるようにした。次いで、実施例１と同様に封止して試験開始から１００時間後の耐久性を評価した。【００９１】
＜実施例３＞
実施例３の有機光電変換素子は、以下に示す塗布法によりゲッター材料含有電極を形成した以外は実施例１と同様にして製造された。具体的には、液状のアルミニウムイソプロポキシド（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）を塗工液として用い、実施例１と同様にして形成された銀ナノワイヤの層（導電性材料層）にかかる塗工液を塗布して、ゲッター材料含有電極を形成した。塗工液の供給量は銀ナノワイヤの層の空隙部の総容積よりも多くし、塗工液が銀ナノワイヤの層の空隙部内及び銀ナノワイヤの層の表面を一体的に覆い、ゲッター材料含有電極の上面が平坦になるようにした。次いで、実施例１と同様に封止して試験開始から１００時間後の耐久性を評価した。【００９２】
＜実施例４＞
実施例４の有機光電変換素子は、以下に示す塗布法によりゲッター材料含有電極を形成した以外は実施例１と同様にして製造された。具体的には、液状のジルコニウムブトキシド（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）を塗工液として用い、実施例１と同様にして形成された銀ナノワイヤの層（導電性材料層）にかかる塗工液を塗布して、ゲッター材料含有電極を形成した。塗工液の供給量は銀ナノワイヤの層の空隙部の総容積よりも多くし、塗工液が銀ナノワイヤの層の空隙部内及び銀ナノワイヤの層の表面を一体的に覆い、ゲッター材料含有電極の上面が平坦になるようにした。次いで、実施例１と同様に封止して試験開始から１００時間後の耐久性を評価した。【００９３】
＜比較例１＞
銀ナノワイヤの層にＣａを蒸着せずに、内側に水分ゲッターシート（商品名ＨＤ−Ｓ、ダイニック社製）が設けられたカバーガラスを用いて不活性ガス雰囲気下で封止した以外は実施例１と同様にして有機光電変換素子を作製し、評価した。【００９４】
＜比較例２＞
ゲッターシートが設けられていないカバーガラスを用いて不活性ガス雰囲気下で封止した以外は比較例１と同様にして有機光電変換素子を作製し、評価した。【００９５】
＜比較例３＞
銀ナノワイヤの層の代わりに、厚さ６０ｎｍの銀の層を真空蒸着装置により蒸着した以外は比較例１と同様にして有機光電変換素子を作製し、評価した。真空度は１×１０−４Ｐａ〜９×１０−４Ｐａとした。【００９６】
【表１】
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【００９７】
表１に示されるように、ゲッター材料４６ｂが導電性材料層４６ａの空隙部４６ａａの少なくとも一部に含まれているゲッター材料含有電極４６を採用する実施例１−４の有機光電変換素子は、試験１００時間後において比較例１−３よりも優れた耐久性を有していた。特に実施例１−３の有機光電変換素子は、試験開始から１００時間後の劣化がほとんどなく、極めて優れた耐久性を示した。実施例１の有機光電変換素子は、試験開始から９９５時間後においても比較例１−３に対して優れた耐久性を示した。【００９８】
図４Ａは、実施例１にかかるゲッター材料含有電極のＳＥＭ画像であり、図４Ｂは比較例２にかかるゲッター材料含有電極のＳＥＭ画像である。装置としてＳ−４８００（商品名、日立ハイテクノロジーズ製）を用い、撮影条件は倍率を５０ｋとし、加速電圧を５ｋＶとした。【００９９】
図４Ａに示されるように、ゲッター材料４６ｂであるＣａは、導電性材料層４６ａ内に分散され、空隙部４６ａａ内に配置されていることがわかる。【０１００】
ゲッター材料４６ｂであるＣａは水分及び／又は酸素と反応して無害な化合物を生成する。このような反応性は電極の可視光領域の光透過性の向上に有用である。【０１０１】
図５は、光電変換素子の光透過率を示すグラフである。図５に示されるように、実施例１の有機光電変換素子では、ゲッターシートを採用した比較例１、３と比較して顕著に優れた光透過率が達成されている。すなわち実施例１の構成によれば、有機光電変換素子のさらなる高い耐久性と光透過性とを両立させることができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１０  有機光電変換素子
２０  素子積層体
３０  基板
４０  電極
４２  第１電極
４４  第２電極
４６  ゲッター材料含有電極
４６ａ  導電性材料層（透過性電極）
４６ａａ  空隙部（空孔部）
４６ｂ  ゲッター材料（ゲッター材料層）
５０  活性層
６０  中間層
７０  封止部材
７２  カバーガラス
７４  封止材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【国際調査報告】
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