(57)【要約】  本発明は光活性層及び該層を含んでなる太陽電池又は光センサーのような構成要素を製造する方法を対象とする。光活性層は、無機半導体粒子をマイクロウェーブ照射下で合成することにより、本発明に従って製造され、該粒子から有機半導体化合物と組み合わせて形成される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機半導体粒子がマイクロウェーブ照射下で合成され、それから有機半導体化合物と組み合わせて光活性層が形成されることを特徴とする、無機半導体粒子及び有機半導体化合物を含んでなる光活性層の製法。
【請求項２】
無機半導体粒子の合成及び光活性層の形成が２工程で実施される、請求項１記載の方法。
【請求項３】
無機半導体粒子の合成及び光活性層の形成が１工程で実施される、請求項１記載の方法。
【請求項４】
無機半導体粒子の製造がマイクロウェーブ照射下で有機半導体化合物の溶液又は懸濁物中で直接実施され、そしてこのようにして得られた懸濁物が更に光活性層に直接加工される、請求項３記載の方法。
【請求項５】
無機半導体粒子が１ｎｍ〜１μｍ、好ましくは２ｎｍ〜１００ｎｍの直径を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
無機半導体粒子が金属カルコゲニドから製造される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
金属カルコゲニドとして、タイプＡＢＸ２、ＡＢ５Ｘ９、ＡＢ５Ｘ８、ＣＸ、Ｄ２Ｘ３等のものが選択され、ここでＡ＝Ｃｕ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｃｄであり、Ｂ＝Ｉｎ、Ｇａ、Ａｌであり、Ｃ＝Ｃｕ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｈｇ、Ｅｕ、Ｔｍ、Ｙｂであり、Ｄ＝Ａｌ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｔｌ、Ｙ、Ｌａ、Ｂであり、そしてＸ＝Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅである、請求項６記載の方法。
【請求項８】
無機半導体粒子が周期表のそれぞれの元素から製造される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
無機半導体粒子が金属塩及び／又は金属化合物及びカルコゲニド化合物から製造される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
有機半導体化合物として、半導体ポリマー及び／又は半導体オリゴマーが使用される、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
半導体ポリマー及び／又は半導体オリゴマーがトランス−ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリ−ｐ−フェニレンビニレン、ポリ−ｐ−フェニレン、ポリフルオレン、ポリ芳香族アミン、ポリ（チエニレン−ビニレン）及び／又はそれらの誘導体の群から選択される、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
有機半導体化合物として、フタロシアニン及び／又はペリレンが使用される、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
無機半導体粒子の製造が界面活性剤（キャッパー）の助けにより実施される、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
有機半導体粒子が凝集体の形態で存在する、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
無機半導体粒子がろ過性の粒子のネットワークの形態で存在する、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
使用されるマイクロウェーブ光線が１ｍ〜１ｍｍの波長範囲及び０．３ＧＨｚ〜３００ＧＨｚ間の周波数範囲にある、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか１項に従って製造される、光活性層を含んでなる構成要素。
【請求項１８】
光活性要素がハイブリッド太陽電池である、請求項１７記載の構成要素。
【請求項１９】
光活性要素が光検出器である、請求項１７記載の構成要素。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無機半導体粒子及び有機半導体化合物を含んでなる光活性層の製法並びにこれらの１種又は複数の層を含んでなる構成要素を対象とする。
【背景技術】
【０００２】
光活性層は太陽電池又は光検出器（ｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒ）のような光活性要素の機能的に重要な構成要素である。この場合、光活性層中に組み込まれるナノ粒子は光活性要素の効率に極めて著しく影響を与える。
【０００３】
本発明は、無機−有機ハイブリッド太陽電池の分野で極めて重要である。このようなハイブリッド太陽電池のデザインは図１〜４に基づいて以下に説明することができる。
【０００４】
光電池（ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ  ｃｅｌｌ）は、好ましくはガラス又は、ポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）のようなポリマーよりなる透明な担体１からなる。伝導性酸化物、例えばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、透明な伝導性ポリマー又は高い伝導率をもつもう１つの透明な物質よりなる、透明な電極層２が担体上に適用される。この電極層は一般に、比較的粗い表面構造を有し、そのため、場合により、ドーピングにより電気伝導性にされるポリマー、通常ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（ポリエチレン・ジオキシチオフェン：ポリスチレン・スルホネート）よりなる平滑層３で覆われる。例えば１００ｎｍ〜数ミクロメーターの、適用工程に応じた層の厚さをもつ、半導体粒子及び有機半導体マトリックスよりなる光活性層４を平滑層３上に直接適用することができる。
【０００５】
文献（例えば非特許文献１参照）に記載の太陽電池中にあるような光活性層に関連して、２種の構想：すなわちバルクのヘテロ接合構想（ｃｏｎｃｅｐｔ）［図１：図による表示、並びに図３：ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（ポリエチレン・ジオキシチオフェン：ポリスチレン・スルホネート）を含まない図参照］並びに２層のヘテロ接合構想［図２：図並びに図４：ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳを含まない図参照］が可能である。バルクのヘテロ接合の構想の場合は、光活性層は電気活性ポリマー及び半導体粒子又は低分子の電気活性分子及び半導体粒子の混合物よりなる（４）。２層のヘテロ接合の構想においては、光活性層は電気活性（ｅｌｅｃｔｒｏａｃｔｉｖｅ）有機層６及び下位にある無機半導体層７よりなる。原則的に、２つのシステムはまた、相互に組み合わせることができる。
【０００６】
ハイブリッド太陽電池の製造は金属電極の適用により完結される。しばしば使用される電極物質は銀、アルミニウム、金、又はカルシウムとアルミニウム、カルシウムと金、マグネシウムと金の組み合わせ物である。
【０００７】
ハイブリッド太陽電池中の半導体粒子の機能は、ＣｕＩｎＳ２ナノ粒子の例において、文献に記載されている（非特許文献２参照）。ここで、ナノ粒子は、生成される電荷担体の再結合を防止し、そして電極への負の電荷担体の輸送を実施することにより、ポリマー太陽電池の効率を増加する。
【０００８】
更なる半導体粒子の使用は文献から知られる。幾つかは以下の例により挙げられる：Ｗ．Ｕ．Ｈｕｙｎｈ，Ｊ．Ｊ．Ｄｉｔｔｍｅｒ及びＡ．Ｐ．Ａｌｉｖｉｓａｔｏｓは非特許文献３中にＣｄＳｅナノ粒子の使用を記載しており、Ｎ．Ｃ．Ｇｒｅｅｎｈａｍ，Ｘ．Ｐｅｎｇ，及びＡ．Ｐ．Ａｌｉｖｉｓａｔｏｓは非特許文献４中にＣｄＳナノ粒子の使用を記載し、Ｗ．Ｊ．Ｅ．Ｂｅｅｋ，Ｍ．Ｍ．Ｗｉｅｎｋ及びＲ．Ａ．Ｊ．Ｊａｎｓｓｅｎは非特許文献５中にＺｎＯナノ粒子の使用を記載し、そしてＫ．Ｍ．Ｃｏａｋｌｅｙ，Ｙ．Ｘ．Ｌｉｕ，Ｃ．Ｇｏｈ及びＭ．Ｄ．ＭｃＧｅｈｅｅは非特許文献６中にＴｉＯ２ナノ粒子の使用を記載している（非特許文献３〜６参照）。
【０００９】
製造に必要な無機半導体ナノ粒子は非常に多彩な方法により製造することができる。このような方法は、例えばコロイド合成、ソルボ熱合成（ｓｏｌｖｏｔｈｅｒｍａｌ  ｓｙｎｔｈｅｓｅｓ）（オートクレーブ内での高圧合成）、気相反応（化学蒸着合成（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ））並びに電気化学的製法である。
【００１０】
しかし、半導体ナノ粒子の多数の知られた製法は、処理の観点から比較的高価である。一方では、多数のコロイド合成及び気相反応に対しては、しばしば複雑な先駆物質が使用され、そして他方では、ソリボ熱合成は非常に時間がかかり、そして必要な高圧に基づくと、この目的のために特別にデザインされる反応容器を必要とする。ここで、本発明は以上を是正することを意図する。
【非特許文献１】Ｃ．Ｊ．Ｂｒａｂｅｃ，Ｎ．Ｓ．Ｓａｒｉｃｉｆｔｃｉ，Ｊ．Ｃ．Ｈｕｍｍｅｌｅｎ，Ａｄｖ．Ｆｕｎｃｔ．Ｍａｔｅｒ．１１（２００１）１５−２６
【非特許文献２】Ｅ．Ａｒｉｃｉ，Ｎ．Ｓ．Ｓａｒｉｃｉｆｔｃｉ，Ｄ．Ｍｅｉｓｓｎｅｒ，Ａｄｖ．Ｆｕｎｃｔ．Ｍａｔｅｒ．１３（２００３）１６５−１７１
【非特許文献３】Ｗ．Ｕ．Ｈｕｙｎｈ，Ｊ／Ｊ／Ｄｉｔｔｍｅｒ  ａｎｄ  Ａ．Ｐ．Ａｌｉｖｉｓａｔｏｓ，Ｓｃｉｅｎｃｅ  ２００２，２９５，２４２５
【非特許文献４】Ｎ．Ｃ．Ｇｒｅｅｎｈａｍ，Ｘ．Ｐｅｎｇ  ａｎｄ  Ａ．Ｐ．Ａｌｉｖｉｓａｔｏｓ，Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｒｅｖｉｅｗ  Ｂ  １９９６、５４、１７６２８
【非特許文献５】Ｗ．Ｊ．Ｅ．Ｂｅｅｋ，Ｍ．Ｍ．Ｗｉｅｎｋ  ａｎｄ  Ｒ．Ａ．Ｊ．Ｊａｎｓｓｅｎ，Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ２００４，１６，１００９
【非特許文献６】Ｋ．Ｍ．Ｃｏａｋｌｅｙ，Ｙ．Ｘ．Ｌｉｕ，Ｃ．Ｇｏｈ  ａｎｄ  Ｍ．Ｄ．ＭｃＧｅｈｅｅ，Ｍｒｓ  Ｂｕｌｌｅｔｉｎ  ２００５，３０，３７
【発明の開示】
【００１１】
本発明に従うと、無機半導体粒子がマイクロウェーブ照射下で合成され、それから有機半導体化合物と組み合わせて光活性層が形成されることを特徴とする、前記のタイプの方法が提唱される。
【００１２】
これらの光活性層がバルクのヘテロ接合原理に従う太陽電池に使用される場合は、電気活性ポリマーの溶液中又は電気活性の低分子量の分子からマイクロウェーブ照射下で直接製造される半導体粒子により、光活性層（ナノ複合）物質に必要なすべての物質をマイクロウェーブ照射下で製造する可能性が存在する。次に、ハイブリッド太陽電池の活性層の製造のための更なる処理工程を伴わずに、このポリマー−半導体粒子溶液を直接使用することができる。更に、ナノ複合物質中のポリマーとナノ粒子部分間の濃度比を所望の通りに変更できるという利点が存在する。
【００１３】
有利な形態は従属請求項に従って開示される。
【００１４】
本発明はまた、本発明に従って製造される光活性層を含んでなる太陽電池又は光検出器のような構成要素を対象とする。本発明に従う方法の利点は、半導体粒子、とりわけ数ナノメーターのみの直径を有する半導体粒子の製造における著しい単純化にある。これに関連して、マイクロウェーブ照射の使用により、反応時間を著しく短縮し、経済的な出発化合物を使用することができるために、これは非常に簡単で、経済的な方法である。多数の場合に、ナノ粒子の合成はそれぞれの元素及び簡単な金属塩から出発して実施することができる。これと対照して、多数のコロイドナノ粒子合成のためには、高価で処理が困難な有機リガンドを含む金属錯体を使用しなければならない。ＣｄＳ、ＣｄＳｅ及びＣｄＴｅのようなＣｄ−含有ナノ粒子の合成は、有機金属先駆化合物から出発するナノ粒子合成の１例である（Ｃ．Ｂ．Ｍｕｒｒａｙ，Ｄ．Ｊ．Ｎｏｒｒｉｓ，Ｍ．Ｇ．Ｂａｗｅｎｄｉ，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１１５（１９９３）８７０６参照）。
【００１５】
マイクロウェーブ支援合成により製造され、そして本発明に従う光活性層中に存在する半導体ナノ粒子は，層の製造前又は製造中に少なくとも１回、マイクロウェーブ照射に暴露される。この場合、マイクロウェーブ光線は１ｍ〜１ｍｍの波長及び０．３ＧＨｚ〜３００ＧＨｚ間の周波数範囲を特徴として持つ。
【００１６】
マイクロウェーブ支援合成により製造される半導体ナノ粒子は、１種の粒子として、１種の粒子の凝集体としてあるいは１種の粒子又は粒子の凝集体の濾過性（ｐｅｒｃｏｌａｔｉｎｇ）のネットワークとして光活性層中に存在することができる。
【００１７】
半導体粒子は、安定化する有機キャッパーを伴って、しかしまたキャッパーを伴わずにマイクロウェーブ支援合成法により製造することができる。ナノ粒子の安定剤として働く界面活性剤は、キャッパーと呼ばれる。キャッパーを伴わない合成の大きな利点は、大部分の場合、粒子表面が遮蔽有機層で囲まれず、それにより、太陽電池中の光活性層を使用する時に満足な結果を達成することができる点である。
【００１８】
カルコゲニド粒子はハイブリッド太陽電池の製造に重要で、有利な半導体粒子である。従って、本明細書に記載されるハイブリッド太陽電池の製法は主として、タイプ：ＡＢＸ２、ＡＢ５Ｘ９、ＡＢ５Ｘ８、ＣＸ、Ｄ２Ｘ３等のカルコゲニド半導体粒子の使用を対象とし、ここでＡ＝Ｃｕ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｃｄであり、Ｂ＝Ｉｎ、Ｇａ、Ａｌであり、Ｃ＝Ｃｕ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｈｇ、Ｅｕ、Ｔｍ、Ｙｂであり、Ｄ＝Ａｌ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｔｌ、Ｙ、Ｌａ、Ｂであり、そしてＸ＝Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅである。
【００１９】
光活性層中の更なる成分として、本発明に従う有機半導体ポリマーが使用される。これは、トランス−ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリ−ｐ−フェニレンビニレン、ポリ−ｐ−フェニレン、ポリフルオレン、ポリ芳香族アミン、ポリ（チエニレンビニレン）及びそれらの誘導体のような共役π−電子系を有するポリマーを表す。
【００２０】
本発明は、態様及び図１〜１０に基づいて以下により詳細に説明される。
【実施例１】
【００２１】
ジクロロメタン中、マイクロウェーブ照射下で製造されたＣｕＩｎＳ２ナノ粒子を含むハイブリッド太陽電池の製造：
合成は、溶媒としてのジクロロメタン中で反応体ＣｕＩ（１当量）、ＩｎＣｌ３（１当量）及びチオアセトアミド（２．２当量）を使用して実施する。反応パラメーターは：１８０℃、３８バール並びに１５分以内のマイクロウェーブ照射、である。反応時間は圧力、温度及び期間並びにマイクロウェーブ放射線の強度を調整することによりごく短く維持することができる。
【００２２】
得られる黒色の、微細粉末粒子を反応溶液から遠心分離し、洗浄し、ＭＥＨ−ＰＰＶ溶液と混合する。今度はこの懸濁物をハイブリッド太陽電池中の光活性層として使用することができる。
【００２３】
例えば、図１〜４の図に従うハイブリッド太陽電池は合成された光活性層から製造することができる。その結果、本発明に従うハイブリッド太陽電池はバルクのヘテロ接合構想（ｃｏｎｃｅｐｔ）及び更に２層のヘテロ接合構想の双方に従って実施することができる。
【００２４】
太陽電池の製造のためには、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）層の一部をＺｎ／ＨＣｌでエッチングし、そしてＩＴＯフレーク、すなわち、ＩＴＯ被覆ガラス担体：１５ｍｍ×１５ｍｍ×１．１ｍｍを、イソプロパノール（ｐ．ａ．）を入れたビーカー中に注入し、６０℃の超音波浴中で１５分間精製する。
【００２５】
次に、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ層及び本発明に従って製造される光活性層を適用する。
【００２６】
この仕上げに、スピンコートにより溶液又は懸濁物から光活性層を適用することができる。使用される懸濁物中には、３ｍｇ／ｍｌのポリマー（ＭＥＨ−ＰＰＶ）濃度及び、１〜７（重量部）のポリマーとＣｕＩｎＳ２ナノ粒子間比率が存在する。
【００２７】
次に、光活性層を不活性ガス雰囲気内、１５０℃で乾燥する。最後に金属の電極、例えばアルミニウムを適用する。
【００２８】
図５において、実施例１に従って製造される太陽電池の特徴を表す電流／電圧を示す。これは、明白な光効果を示し、測定光電流が５．７μＡ／ｃｍ２であり、測定光電圧が２００ｍＶである。
【実施例２】
【００２９】
その光活性層がマイクロウェーブ照射下で直接製造された、Ｐ３ＨＴ（ポリ−３−ヘキシルチオフェン）及びＺｎＳナノ粒子より製造されたナノ複合物質よりなる、ハイブリッド太陽電池の製造：
本実施例に従うと、ＺｎＳナノ粒子を、有機半導体ポリマーよりなる溶液中で直接マイクロウェーブ照射下で製造する。この目的のために、無水酢酸亜鉛（１当量）及びチオアセトアミド（１．２当量）をトルエン及びピリジンの混合物中に溶解し、半導体ポリマーとしての該溶液中にＰ３ＨＴを懸濁する。反応を合成マイクロウェーブオーブン中で実施する。従って、ポリマーは、反応終結前にＺｎＳナノ粒子の形成を伴わずに完全に溶解され、反応混合物を最初に８０℃で２０分間、次に１２０℃で１０分間マイクロウェーブ照射下に維持し、そして１８０℃で３０分間マイクロウェーブ照射下にもたらした。このマイクロウェーブ支援合成法により、ナノ複合層の適用のための懸濁物は太陽電池中の光活性層として１工程で製造される。ポリマー溶液中に製造された半導体粒子のＸＲＤ分析（図１０参照）は、− ２７°〜３４°及び４８°〜５５°の２個の広いピークに基づいて −、これがナノ結晶のＺｎＳであることを明白に示す。約３〜４ｎｍの主要結晶粒度がＤｅｂｙｅ−Ｓｃｈｅｒｒｅｒ分析により認められた。
【００３０】
本発明に従って製造されたこの光活性層を使用して、実施例１と同様に太陽電池を製造した。
【００３１】
暗時条件及び照射条件におけるこの太陽電池の電流／電圧の特徴は図６に示される。太陽電池は優れたダイオードの特徴、低い暗時電流、５４μＡ／ｃｍ２の光電流及び６６０ｍＶの光電圧を示す。
【実施例３】
【００３２】
溶媒として、そして製造される半導体ナノ粒子のための安定剤としての、エチレンジアミン中での、マイクロウェーブ合成からの、ＣｕＩｎＳ２ナノ粒子を含むハイブリッド太陽電池の製造：
ＣｕＩｎＳ２粒子を元素のＣｕ（１当量）、Ｉｎ（１当量）及びＳ（２当量）から直接製造した。溶媒として、そして同時にキャッパーとして無水エチレンジアミンを使用した。反応をマイクロウェーブ照射下、１６０℃で６０分間シールされたＴｅｆｌｏｎライナー中で実施した。
【００３３】
微粉末黒色粒子を得て、それを反応溶液から遠心分離し、洗浄し、ＭＥＨ−ＰＰＶ溶液と混合した。３ｍｇ／ｍｌのポリマー濃度、１〜５（重量部）のポリマー対ナノ粒子の比率をもつこの懸濁物を今度はハイブリッド太陽電池の光活性層として使用することができる。
【００３４】
このハイブリッド太陽電池の主要な構成は実施例１と同様に実施した。
【００３５】
図７に、太陽電池の特徴を示す電流／電圧を表す。これらは明白な光効果を示し、測定される光電流は３．６μＡ／ｃｍ２であり、そして測定される光電圧は２９０ｍＶである。
【実施例４】
【００３６】
ＣｕＩｎＳ２ナノ粒子を含むハイブリッド太陽電池の製造：
ＣｕＩｎＳ２ナノ粒子の製造のために、ＣｕＣｌ（９８ｍｇ、１ミリモル）をＴｅｆｌｏｎライナー（マイクロウェーブ反応容器）中に秤量し、３０ｍｌのトリエチレングリコール並びに２０ｍｌのピリジンを添加する。次に、混合物を１８０℃の合成マイクロウェーブ中で１５分間加熱する。この場合、ＣｕＣｌは完全に溶解し、緑色の溶液が生成される。
【００３７】
冷却後、金属インジウム粉末（１１４ｍｇ、１ミリモル）及び昇華された硫黄（６４ｍｇ、２ミリモル）をＴｅｆｌｏｎライナー中に秤量した。
【００３８】
反応をマイクロウェーブ照射下、１８０℃で４０分間又は６０分間実施する。反応期間中、容器内にわずかな過剰圧が形成される。
【００３９】
一過性に赤色の反応混合物中の安定な懸濁物を形成する、黒色の微粉末粒子が生成される。
【００４０】
これらの粒子を遠心分離し、エタノールで３回洗浄し、乾燥オーブン中、６０℃で１晩乾燥する。次に粒子をトルエン中に取り、より良く分散させるために２０分間超音波処理する。
【００４１】
合成は、標準溶媒のトリエチレングリコールに、種々の溶媒、例えばピリジン又はテトラエチレングリコールを添加することにより変更することができる。
【００４２】
更に、半導体ナノ粒子の合成は、例えばＴＰＰ（トリフェニルホスファイト）、ＴＯＰ（トリオクチルホスフィン）又はヘキサデシルアミンのようなキャッパーを添加することにより、変更することができる。
【００４３】
太陽電池の製造のためには、ポリ−３−ヘキシルチオフェン（Ｐ３ＨＴ）、ポリ［２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシルオキシ）−ｐ−フェニルビニレン］（ＭＥＨ−ＰＰＶ）及びポリ［２−メトキシ−５−（３，７−ジメチルオクチルオキシ）−ｐ−フェニルビニレン］（ＭＤＭＯ−ＰＰＶ）が、半導体ポリマーとして半導体ナノ粒子と組み合わせて使用される。
【００４４】
２層のヘテロ接合太陽電池は以下のパラメーター：
活性層のためのポリマー溶液：Ｐ３ＨＴ：トルエン中３ｍｇ／ｍｌ、
活性層のためのナノ粒子懸濁物：エタノール中１５ｍｇ／ｍｌ、を使用して製造される。
【００４５】
バルクのヘテロ接合太陽電池を以下のパラメーター：
活性層のための溶液：ＭＥＨ−ＰＰＶ：ナノ粒子＝約４０：６０ｍ％（ポリマー濃度：トルエン中約３ｍｇ／ｍｌ）、を使用して製造される。
【００４６】
例として、２層のヘテロ接合太陽電池の電流／電圧の特徴は図８に示され、バルクのヘテロ接合太陽電圧の電流／電圧の特徴は図９に示される。太陽電池を表すパラメーターも図に認められる。２層のヘテロ接合太陽電池は４．５μＡ／ｃｍ２の光電流及び２７０ｍＶの光電圧を生成する。バルクのヘテロ接合原理に従うハイブリッド太陽電池は非常に僅かな暗時電流、良好なダイオードの特徴を示し、２１μＡ／ｃｍ２の光電流及び７５５ｍＶの光電圧を生成する。
【００４７】
引用された実施例以外に、更に他の試験を実施し、以下の所見をもたらした：
半導体ポリマーの代りに、半導体有機化合物、例えばフタロシアニン又はペリレン又は半導体ポリマーのオリゴマーをハイブリッド太陽電池中に使用した。製造された太陽電池は実施例１〜４に記載の太陽電池と同様な光電流及び光電圧を与えた。
【００４８】
更に、他の実験で、元素Ｃｕ、Ｉｎ及び／又はＺｎに加えて、元素Ａｇ、Ｃｄ、Ｇａ、Ａｌ、Ｐｂ、Ｈｇ、Ｓｅ及び／又はＴｅもまた使用することができることが見いだされた。
【００４９】
要約すると、本発明に従う方法は、マイクロウェーブ照射を使用することにより、反応時間を著しく短縮することができるために、処理に関する限り、複雑でなく、エネルギー効率がよいと述べることができる。更に、この方法により、光活性ナノ複合層を適用するために必要なポリマー／半導体粒子懸濁物は、マイクロウェーブ照射下での、ポリマー溶液中の半導体粒子の製造により、１工程で製造することができる。これは、半導体粒子が電気活性ポリマー中には特に均一に分散されるという更なる利点を有する。
【００５０】
本方法により、太陽電池のような光活性要素の場合に、その適用が満足な効率をもたらす光活性層を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】バルクのヘテロ接合原理に従うハイブリッド太陽電池の構成図を示す。
【図２】２層のヘテロ接合原理に従うハイブリッド太陽電池のデザインの図を示す。
【図３】ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳを含まないバルクのヘテロ接合に従うハイブリッド太陽電池の構成の図を示す。
【図４】ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳを含まない２層のヘテロ接合原理に従うハイブリッド太陽電池の構成の図を示す。
【図５】ジクロロメタン中におけるマイクロウェーブ支援合成からのＭＥＨ−ＰＰＶ（ポリ［２−メトキシ−５−（２−エチルオキシ）−ｐ−フェニルビニレン］及びＣｕＩｎＳ２ナノ粒子を含むバルクのヘテロ接合太陽電池の特徴を表す電流／電圧を示す。
【図６】トルエン／ピリジン中でのマイクロウェーブ支援合成からのＰ３ＨＴ（ポリ−３−ヘキシルチオフェン）及びＺｎＳナノ粒子を含むバルクのヘテロ接合太陽電池の特徴を表す電流／電圧を示す。
【図７】エチレンジアミン中でのマイクロウェーブ支援合成からのＭＥＨ−ＰＰＶ及びＣｕＩｎＳ２ナノ粒子を含むバルクのヘテロ接合太陽電池の特徴を表す電流／電圧を示す。
【図８】トリエチレングリコール／ピリジン中でのマイクロウェーブ支援合成からのＰ３ＨＴ及びＣｕＩｎＳ２ナノ粒子を含む２層ヘテロ接合太陽電池の特徴を表す電流／電圧を示す。
【図９】トリエチレングリコール／ピリジン中でのマイクロウェーブ支援合成からのＭＥＨ−ＰＰＶ及びＣｕＩｎＳ２ナノ粒子を含むバルクのヘテロ接合太陽電池の特徴を表す電流／電圧を示す。
【図１０】実施例２に従って製造されたＺｎＳナノ粒子のＸＲＤ分析（ｘ線構造分析）を示す。
【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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【国際調査報告】
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