(57)【要約】【課題】高光電変換効率および製品寿命の長い有機薄膜太陽電池を低廉に、且つ高い生産効率で製造できる方法および装置を提供する。【解決手段】一対の電極の間に設けられたドナー／アクセプター混合層を備える有機薄膜太陽電池の製造方法であって、大気よりも水分濃度が低く、且つ大気よりもオゾン濃度が低い空気雰囲気を有するハウジング内で上記ドナー／アクセプター混合層を形成する、有機薄膜太陽電池の製造方法、ならびに、一対の電極の間に設けられたドナー／アクセプター混合層を備えた有機薄膜太陽電池の製造装置であって、上記ドナー／アクセプター混合層の形成を行うためのハウジングと、上記ドナー／アクセプター混合層の形成時において、上記ハウジング内を大気よりも水分濃度が低く、且つ大気よりもオゾン濃度が低い空気雰囲気にするための雰囲気調整手段とを備える有機薄膜太陽電池の製造装置。【選択図】図１
2011124281.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極の間に設けられたドナー／アクセプター混合層を備える有機薄膜太陽電池の製造方法であって、
大気よりも水分濃度が低く、且つ大気よりもオゾン濃度が低い空気雰囲気を有するハウジング内で前記ドナー／アクセプター混合層を形成する、有機薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項２】
大気よりも水分濃度が低く、且つ大気よりもオゾン濃度が低い調整空気を前記ハウジング内に送入することにより、該ハウジング内を大気よりも水分濃度が低く、且つ大気よりもオゾン濃度が低い空気雰囲気にする、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】
水分濃度を低減させる水分低減手段とオゾン濃度を低減させるオゾン低減手段とを用いて前記調整空気を生成する、請求項２に記載の有機薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項４】
前記ハウジング内の水分およびオゾンの少なくとも一部を除去することにより、該ハウジング内を大気よりも水分濃度が低く、且つ大気よりもオゾン濃度が低い空気雰囲気にする、請求項１に記載の有機薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項５】
水分濃度を低減させる水分低減手段とオゾン濃度を低減させるオゾン低減手段とを用いて前記ハウジング内の水分およびオゾンの少なくとも一部を除去する、請求項４に記載の有機薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項６】
前記水分低減手段は、水分を吸着させる手段、空気を冷却することにより該空気中の水分の少なくとも一部を除去する手段、ならびに、空気を圧縮することにより該空気中の水分の少なくとも一部を除去する手段のうちの少なくとも一つの手段を含む、請求項３または５に記載の有機薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項７】
前記オゾン低減手段は、オゾン分解手段およびオゾン吸着手段のうちの少なくともいずれかの手段を含む、請求項３または５に記載の有機薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項８】
前記ドナー／アクセプター混合層の形成時における前記ハウジング内の水分濃度が５ｇ／Ｋｇ（Ｄ．Ａ．）以下である、請求項１に記載の有機薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項９】
前記ドナー／アクセプター混合層の形成時における前記ハウジング内の水分濃度は０．１８ｇ／Ｋｇ（Ｄ．Ａ．）以上である、請求項８に記載の有機薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項１０】
前記ドナー／アクセプター混合層の形成時における前記ハウジング内のオゾン濃度は３０ｐｐｂ以下である、請求項１に記載の有機薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項１１】
一対の電極の間に設けられたドナー／アクセプター混合層を備える有機薄膜太陽電池の製造装置であって、
前記ドナー／アクセプター混合層の形成を行うためのハウジングと、
前記ドナー／アクセプター混合層の形成時において、前記ハウジング内を大気よりも水分濃度が低く、且つ大気よりもオゾン濃度が低い空気雰囲気にするための雰囲気調整手段とを備える、有機薄膜太陽電池の製造装置。
【請求項１２】
前記雰囲気調整手段が前記ハウジング外に設けられており、前記雰囲気調整手段は、水分濃度を低減させる水分低減手段およびオゾン濃度を低減させるオゾン低減手段を有し、
該水分低減手段と該オゾン低減手段とにより大気より水分濃度が低く、且つ大気よりオゾン濃度が低い調整空気を調整するための調整空気生成手段と、該調整空気を前記ハウジング内に送入する送入手段とをさらに有する、請求項１１に記載の有機薄膜太陽電池の製造装置。
【請求項１３】
前記雰囲気調整手段は前記ハウジング内に設けられており、該ハウジング内の水分濃度を低減させる水分低減手段と該ハウジング内のオゾン濃度を低減させるオゾン低減手段とを有する、請求項１１に記載の有機薄膜太陽電池の製造装置。
【請求項１４】
前記水分低減手段は、水分を吸着させる手段、空気を冷却することにより該空気中の水分を除去する手段および空気を圧縮することにより該空気中の水分を除去する手段のうちの少なくともいずれかの手段を含む、請求項１２または１３に記載の有機薄膜太陽電池の製造装置。
【請求項１５】
前記オゾン低減手段は、オゾン分解手段およびオゾン吸着手段のうちの少なくともいずれかの手段を含む、請求項１２または１３に記載の有機薄膜太陽電池の製造装置。
【請求項１６】
前記ハウジング内の水分濃度を５ｇ／Ｋｇ（Ｄ．Ａ．）以下にした状態で前記ドナー／アクセプター混合層を形成し得るように構成されている、請求項１１に記載の有機薄膜太陽電池の製造装置。
【請求項１７】
前記ハウジング内の水分濃度を０．１８ｇ／Ｋｇ（Ｄ．Ａ．）以上にした状態で前記ドナー／アクセプター混合層を形成し得るように構成されている、請求項１６に記載の有機薄膜太陽電池の製造装置。
【請求項１８】
前記ハウジング内のオゾン濃度を３０ｐｐｂ以下にした状態で前記ドナー／アクセプター混合層を形成し得るように構成されている、請求項１１に記載の有機薄膜太陽電池の製造装置。
【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の製造方法およびそれに用いる製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、種々の用途に光電変換材料が開発されている（たとえば、特開２００２−３３５００４号公報（特許文献１）を参照）。光電変換材料とは、光電効果を利用して光エネルギーを電気エネルギーに変換可能な材料である。光電変換材料では、光が照射されるとその材料内の原子に束縛されていた電子が光エネルギーにより自由に動けるようになり、これによって自由電子と自由電子の抜け孔（正孔）が発生して、これら自由電子と正孔とが効率良く分離し、連続的に電気エネルギーを取り出すことが可能になる。このような光電変換材料は、たとえば太陽電池などに利用されている。
【０００３】
半導体を用いた太陽電池にはｐｎ接合型太陽電池、ショットキー接合型太陽電池、色素増感型太陽電池などがある。シリコンなどの無機材料をベースにしたｐｎ接合型太陽電池は高変換効率が得られているが、製造プロセスにおいて高温、高真空などのプロセスを要するため製造コストが比較的高い。
【０００４】
そこで有機材料を用いた低コストな太陽電池の研究が活発に行なわれている。それらは、色素増感型太陽電池、導電性高分子を用いた固体型太陽電池などである。
【０００５】
有機材料を用い、電解液を使用しない、構成が簡単な太陽電池としては導電性高分子を用いた有機薄膜太陽電池がある。この有機薄膜太陽電池については、たとえばＡＰＰＬＩＥＤ  ＰＨＹＳＩＣＳ  ＬＥＴＴＥＲＳ  Ｖｏｌ．７８（２００１年）８４１〜８４３頁（非特許文献１）において、導電性高分子にポリフェニレンビニレンを用いフラーレン変性物（ＰＣＢＭ）と組み合わせたソーラーセルが報告されており、光電変換効率としては２．５％程度である。
【０００６】
導電性高分子を用いた有機薄膜太陽電池である、前記非特許文献１に記載の導電性高分子ポリフェニレンビニレンとフラーレン変性物（ＰＣＢＭ）とを組み合わせたソーラーセルについては、エレクトロルミネッセンスの研究でよく知られているように、構成は比較的簡単であるという特徴がある。
【０００７】
また日刊工業新聞  ２００９年２月１０日の記事（非特許文献２）においては有機薄膜太陽電池で６．５％の効率が得られたことが記載されており、性能としては実用化の領域に近づいている。
【０００８】
有機半導体同士のｐｎ接合を用いた有機薄膜太陽電池は有機太陽電池層の種類によって大別される。具体的には、導電性高分子を含む有機太陽電池層を有する高分子有機薄膜太陽電池と、低分子有機半導体を含む有機太陽電池層を有する低分子有機薄膜太陽電池とに大別することができる。低分子有機薄膜太陽電池の場合、通常、有機太陽電池層は、蒸着法などといった乾式法（ドライ法）により形成される。一方、高分子有機薄膜太陽電池の場合、通常、有機太陽電池層は、スピンコート法や、スリットコート法や、印刷法などといった湿式法（ウェット法）により形成される。
【０００９】
一般的に、有機太陽電池層に含まれる有機光電変換材料は、大気中において非常に劣化しやすい性質を有する。従って、有機太陽電池層を大気中で形成した場合は、有機太陽電池層の形成工程において有機光電変換材料が劣化してしまうため、有機太陽電池層本来の特性を得ることができないという問題がある。なお、「有機太陽電池層の特性」とは、有機太陽電池層の光電変換効率、短絡電流、解放電圧などの性質のことをいう。
【００１０】
太陽エネルギー有効利用最前線（株式会社エヌ・ティー・エス発行  ２００８年）第４章−４  有機薄膜太陽電池製造装置（非特許文献３）によれば、有機薄膜太陽電池を製造する際には窒素などの不活性ガス雰囲気中で成膜をおこなう必要があることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−３３５００４号公報
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】ＡＰＰＬＩＥＤ  ＰＨＹＳＩＣＳ  ＬＥＴＴＥＲＳ  Ｖｏｌ ．７８（２００１年）８４１〜８４３頁
【非特許文献２】日刊工業新聞  ２００９年２月１０日の記事
【非特許文献３】太陽エネルギー有効利用最前線（株式会社エヌ・ティー・エス発行  ２００８年）第４章−４  有機薄膜太陽電池製造装置
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、非特許文献３に開示された製造方法のように、真空雰囲気中、不活性ガス雰囲気中といった、酸素や水分を実質的に含まない雰囲気中で有機太陽電池層を形成しようとすると、有機太陽電池層を形成する工程をグローブボックスなどの密閉空間中で行なう必要がある。研究室における実験的、試験的な制作段階においては、グローブボックス内で有機太陽電池層を形成することも可能であるが、量産工程において、グローブボックス内で有機太陽電池層を形成することは、生産性（生産効率）、生産コストの観点から困難であるという問題がある。
【００１４】
本発明は、係る点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高光電変換効率および製品寿命の長い有機薄膜太陽電池を低廉に、且つ高い生産効率で製造できる方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
従来、有機太陽電池層を大気中で形成した場合に有機太陽電池層の本来の特性が得られないことの主たる原因は、有機光電変換材料が酸素や水分に接触することであると考えられている。このため、通常、有機太陽電池層は真空中や水分含有量が１００ｐｐｍ以下という極めて水分含有量が少ない不活性ガス雰囲気中で形成されている。
【００１６】
しかしながら、本発明者が鋭意研究した結果、有機光電変換材料の劣化の主たる原因は水分およびオゾンであることが見出された。すなわち、水分濃度とオゾン濃度とが双方低ければ、酸素を含有する雰囲気中であっても比較的高い特性を有する有機太陽電池層を形成することができることが見出された。
【００１７】
また、本発明者は、有機太陽電池層の形成雰囲気における水分濃度と有機光電変換材料の劣化とは一次的な相関（線形的な相関）を示さないことを見出した。すなわち、所定の水分濃度以下である場合は、比較的高い特性を有する有機太陽電池層を形成することができ、有機太陽電池層を実質的に水分が含まれない雰囲気中（たとえば、乾燥窒素雰囲気中）で形成する必要が必ずしもないことを見出した。同様に、有機太陽電池層の形成雰囲気におけるオゾン濃度と有機光電変換材料の劣化とは一次的な相関（線形的な相関）を示さないことを見出した。すなわち、所定のオゾン濃度以下である場合は、比較的高い特性を有する有機太陽電池層を形成することができ、有機太陽電池層を実質的にオゾンが含まれない雰囲気中（たとえば、乾燥窒素雰囲気中）で形成する必要が必ずしもないことを見出した。
【００１８】
その結果、本発明者は水分濃度とオゾン濃度との双方を調整した空気雰囲気中においても高い特性を有する有機太陽電池層の形成が可能であることを見出し、本発明を成すに至った。
【００１９】
本発明は、一対の電極の間に設けられたドナー／アクセプター混合層を備える有機薄膜太陽電池の製造方法であって、大気よりも水分濃度が低く、且つ大気よりもオゾン濃度が低い空気雰囲気を有するハウジング内で前記ドナー／アクセプター混合層を形成する、ことを特徴とする。
【００２０】
本発明の有機薄膜太陽電池の製造方法は、大気よりも水分濃度が低く、且つ大気よりもオゾン濃度が低い調整空気を前記ハウジング内に送入することにより、該ハウジング内を大気よりも水分濃度が低く、且つ大気よりもオゾン濃度が低い空気雰囲気にすることが、好ましい。この場合、水分濃度を低減させる水分低減手段とオゾン濃度を低減させるオゾン低減手段とを用いて前記調整空気を生成することが、より好ましい。
【００２１】
本発明の有機薄膜太陽電池の製造方法はまた、前記ハウジング内の水分およびオゾンの少なくとも一部を除去することにより、該ハウジング内を大気よりも水分濃度が低く、且つ大気よりもオゾン濃度が低い空気雰囲気にすることが、好ましい。この場合、水分濃度を低減させる水分低減手段とオゾン濃度を低減させるオゾン低減手段とを用いて前記ハウジング内の水分およびオゾンの少なくとも一部を除去することが、より好ましい。
【００２２】
本発明の有機薄膜太陽電池の製造方法における水分低減手段は、水分を吸着させる手段、空気を冷却することにより該空気中の水分の少なくとも一部を除去する手段、ならびに、空気を圧縮することにより該空気中の水分の少なくとも一部を除去する手段のうちの少なくとも一つの手段を含むことが、好ましい。
【００２３】
また本発明の有機薄膜太陽電池の製造方法におけるオゾン低減手段は、オゾン分解手段およびオゾン吸着手段のうちの少なくともいずれかの手段を含むことが、好ましい。
【００２４】
本発明の有機薄膜太陽電池の製造方法において、前記ドナー／アクセプター混合層の形成時における前記ハウジング内の水分濃度が５ｇ／Ｋｇ（Ｄ．Ａ．）以下であることが、好ましい。またこの場合、前記ドナー／アクセプター混合層の形成時における前記ハウジング内の水分濃度は０．１８ｇ／Ｋｇ（Ｄ．Ａ．）以上であることがより好ましい。
【００２５】
本発明の有機薄膜太陽電池の製造方法において、前記ドナー／アクセプター混合層の形成時における前記ハウジング内のオゾン濃度は３０ｐｐｂ以下であることが、好ましい。
【００２６】
本発明は、一対の電極の間に設けられたドナー／アクセプター混合層を備える有機薄膜太陽電池の製造装置であって、前記ドナー／アクセプター混合層の形成を行なうためのハウジングと、前記ドナー／アクセプター混合層の形成時において、前記ハウジング内を大気よりも水分濃度が低く、且つ大気よりもオゾン濃度が低い空気雰囲気にするための雰囲気調整手段とを備える有機薄膜太陽電池の製造装置についても提供する。
【００２７】
本発明の有機薄膜太陽電池の製造装置において、前記雰囲気調整手段が前記ハウジング外に設けられており、前記雰囲気調整手段は、水分濃度を低減させる水分低減手段およびオゾン濃度を低減させるオゾン低減手段を有し、該水分低減手段と該オゾン低減手段とにより大気より水分濃度が低く、且つ大気よりオゾン濃度が低い調整空気を調整するための調整空気生成手段と、該調整空気を前記ハウジング内に送入する送入手段とをさらに有することが、好ましい。
【００２８】
本発明の有機薄膜太陽電池の製造装置は、前記雰囲気調整手段は前記ハウジング内に設けられており、該ハウジング内の水分濃度を低減させる水分低減手段と該ハウジング内のオゾン濃度を低減させるオゾン低減手段とを有することが、好ましい。
【００２９】
本発明の有機薄膜太陽電池の製造装置における前記水分低減手段は、水分を吸着させる手段、空気を冷却することにより該空気中の水分を除去する手段および空気を圧縮することにより該空気中の水分を除去する手段のうちの少なくともいずれかの手段を含むことが、好ましい。
【００３０】
本発明の有機薄膜太陽電池の製造装置における前記オゾン低減手段は、オゾン分解手段およびオゾン吸着手段のうちの少なくともいずれかの手段を含むことが、好ましい。
【００３１】
本発明の有機薄膜太陽電池の製造装置は、前記ハウジング内の水分濃度を５ｇ／Ｋｇ（Ｄ．Ａ．）以下にした状態で前記ドナー／アクセプター混合層を形成し得るように構成されていることが好ましい。この場合、前記ハウジング内の水分濃度を０．１８ｇ／Ｋｇ（Ｄ．Ａ．）以上にした状態で前記ドナー／アクセプター混合層を形成し得るように構成されていることがより好ましい。
【００３２】
本発明の有機薄膜太陽電池の製造装置は、前記ハウジング内のオゾン濃度を３０ｐｐｂ以下にした状態で前記ドナー／アクセプター混合層を形成し得るように構成されていることが、好ましい。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、形成工程において、有機太陽電池層に含まれる有機光電変換材料の劣化を効果的に抑制することができるので、高い光電変換効率有する高性能な有機薄膜太陽電池を低廉且つ高い生産効率で製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の方法、装置によって製造される有機薄膜太陽電池を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の好ましい一例の有機薄膜製太陽電池の造装置１を用いた本発明の有機薄膜太陽電池の製造方法を模式的に示す図である。
【図３】本発明の好ましい他の例の有機薄膜製太陽電池の造装置２を用いた本発明の有機薄膜太陽電池の製造方法を模式的に示す図である。
【図４】実施例１〜５、比較例１におけるハウジング１０内のオゾン濃度と得られた有機薄膜太陽電池の光電変換効率との関係を表すグラフである。
【図５】実施例６〜１１、比較例２におけるハウジング１０内のオゾン濃度と得られた有機薄膜太陽電池の光電変換効率との関係を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
（有機薄膜太陽電池）
図１は、本発明の方法、装置により製造される有機薄膜太陽電池３０を模式的に示す断面図である。図１に示すように、本発明の方法、装置により製造される有機薄膜太陽電池３０は、ガラス、プラスティックなどからなる絶縁基板３１と、絶縁基板３１の上に形成された第１の電極（陽極）３２と、第１の電極３２の上に形成されたバッファ層３３およびドナー／アクセプター混合層３４を有する有機太陽電池層３７と、ドナー／アクセプター混合層３４の上に形成された第２の電極（陰極）３５と、第２の電極３５の上に、有機薄膜太陽電池３０を封止するように形成された封止部材３６とを備えている。
【００３６】
第１の電極（陽極）３２は、たとえばインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）やインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などの透明導電性酸化物により形成することができる。バッファ層３３は電子（電荷）輸送層であってもよく、より具体的には、正孔輸送層であってもよい。バッファ層３３は単層であっても積層であってもよい。また、バッファ層３３は表面を平坦化する機能を兼ね備えている。
【００３７】
本実施形態では、ドナー／アクセプター混合層３４と第２の電極（陰極）３５との間にバッファ層が設けられていないが、ドナー／アクセプター混合層３４と第２の電極（陰極）３５との間に、電子輸送層などのバッファ層を設けてもよい。バッファ層３３の材料としては、たとえば、ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスルホン酸との混合物（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、たとえばＢＡＹＴＲＯＮ  ＡＩ４０８３（スタルク社製））、酸化モリブデンなどが挙げられる。
【００３８】
ドナー／アクセプター混合層３４は、第１の電極３２から入射した光を吸収して電子とホール（正孔）を発生しそれぞれを第１の電極３２、第２の電極３５に輸送する働きを行なう。ドナー／アクセプター混合層３４はドナーおよびアクセプターを含む。ドナーとしては、たとえば、ドナビニレン構造を有しない正孔輸送性複素環高分子であるポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリフラン、ポリピリジン、ポリカルバゾールなどの複素環高分子を用いることができる。それらの中でも、種々の構造が存在し、多種多様なポリマーを合成できることから、ポリチオフェン、ポリチオール、ポリフランに種々の置換基が結合しているものが好ましい。また、ビニレン構造を有しない正孔輸送性複素環高分子の中でも、立体規則性を持ったものが電子（正孔）輸送能が向上し、主に変換効率が向上するので好ましい。さらに好ましくは、立体規則性の高いポリマーを合成できること、比較的溶媒に溶解性が高いポリマーを合成できること、色々なレベルのＨＯＭＯ（Highest Occupied Molecular Orbital）、ＬＵＭＯ（Lowest Unoccupied Molecular Orbital）を有するポリマーを合成できることなどの理由でポリチオフェンが好ましい。この場合、単一のポリチオフェンのみでなく、異なったポリチオフェンを混合して用いてもよく、また、ドーパントが添加されていてもよい。下記化学式（１）にポリチオフェンの好適な一例を示す。
【００３９】
【化１】
2011124281.tif 000003
【００４０】
アクセプターとしては、たとえばフラーレン変性物などが挙げられる。フラーレン変性物とは電子輸送性を示し種々の官能基を導入したものである。具体的に述べれば、代表的なフラーレンの変性物としてロージャー・テーラーの著書「Lecture  notes  on  fullerene  chemistry」に記載されているものを挙げることができる。勿論、これらに限定されるものではない。前記フラーレンとしては、安定性、安全性の点からＣ６０、Ｃ７０あるいはそれらの混合体が好ましい。つまり、フラーレン変性物としては、Ｃ６０、Ｃ７０あるいはそれらの混合体の変性物が好ましい。
【００４１】
これらのフラーレン変性物はフラーレンに導入する官能基により、溶媒に対する溶解性を向上させたり、フラーレンのＨＯＭＯ（Highest Occupied Molecular Orbital）レベルを置換基の種類でコントロールさせたりすることができる。こうした官能基の観点からは、エステル基、イミノ基、アルキル基、アラルキル基、チオフェニル基から選ばれた官能基を少なくとも１つ以上含有したものが、溶媒への溶解性を向上させること、およびフラーレン変性物のエネルギーレベルを最適に制御することが可能になるという理由で好ましい。さらに、具体的に述べれば、下記化学式（２）により表された化合物が好適な一例として挙げられる。
【００４２】
【化２】
2011124281.tif 000004
【００４３】
第２の電極３５は、たとえばリチウム、カルシウムなどのアルカリ金属またはアルカリ土類金属、若しくはそれらのフッ化物などにより形成することができる。
【００４４】
封止部材３６は素子内に水分やオゾンなどが進入することを抑制する機能を有するもので、たとえばガラス、樹脂などにより形成することができる。
【００４５】
＜有機薄膜太陽電池の製造方法＞
本発明は、図１に示したような一対の電極（第１の電極３２、第２の電極３５）の間に設けられたドナー／アクセプター混合層３４を備える有機薄膜太陽電池３０を製造するための方法に関する。本発明の有機薄膜太陽電池の製造方法は、大気よりも水分濃度が低く、且つ大気よりもオゾン濃度が低い空気雰囲気を有するハウジング内で前記ドナー／アクセプター混合層を形成することを特徴とする。ここで、大気中の水分濃度は、通常１０ｇ／Ｋｇ（Ｄ．Ａ．）程度であり、大気中のオゾン濃度は、通常５０ｐｐｂ程度である。
【００４６】
このような本発明の有機薄膜太陽電池の製造方法によれば、有機太陽電池層を形成する工程において、有機光電変換材料がオゾンや水分と接触することが効果的に抑制される。したがって、有機太陽電池層の形成工程における有機光電変換材料の劣化を抑制することができるため、高い光電変換効率を有する高性能な有機薄膜太陽電池を製造することができる。
【００４７】
またたとえば、乾燥不活性ガス雰囲気を有するハウジングにおいてドナー／アクセプター混合層を形成する従来の方法であれば、ハウジング内への外気の流入をほぼ完全に規制する必要がある。このため、従来ハウジングに要求される気密性は非常に高く、ハウジングは気密性の高いグローブボックスなどである必要があった。それに対して、本発明では、ドナー／アクセプター混合層は空気雰囲気中で形成される。このため、ハウジング内への外気の流入を完全に規制する必要はなく、ハウジングはたとえば半密閉空間であってもよい。したがって従来の方法と比較して、ハウジングからの有機薄膜太陽電池の搬出やハウジング内への材料などの搬入などを容易に行なうことができる。また、作業員の出入りも容易に行なうことができる。したがって、本発明によれば、有機薄膜太陽電池の高い生産効率（高い作業性、搬送容易性）を実現できる。
【００４８】
さらに、本発明の有機薄膜太陽電池の製造方法は、ランニングコストを要する不活性ガス（窒素やアルゴンなど）を必要としない。このため、安価に有機薄膜太陽電池を製造することができる。
【００４９】
本発明の有機薄膜太陽電池の製造方法では、まず、ガラス、プラスティックなどからなる絶縁基板３１上に、たとえばインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）などの透明導電性酸化物からなる第１の電極３２を形成する。第１の電極３２は化学気相蒸着法（ＣＶＤ）に代表される蒸着法などにより形成することができる。
【００５０】
次に、有機太陽電池層３７（バッファ層３３およびドナー／アクセプター混合層３４）を形成する。本発明の有機薄膜太陽電池の製造方法は、上述したように当該工程において、大気よりも水分濃度が低く、且つ大気よりもオゾン濃度が低い空気雰囲気を有するハウジング内で前記ドナー／アクセプター混合層を形成する。バッファ層３３およびドナー／アクセプター混合層３４は、湿式法、印刷法、レーザー転写法などにより形成することができる。湿式法としては、たとえばスピンコート法、インクジェット法、ノズルコート法、スリットコート法、ダイコート法などが挙げられる。印刷法としては、たとえばオフセット印刷法、凹版印刷法などが挙げられる。
【００５１】
本発明の有機薄膜太陽電池の製造方法においては、大気よりも水分濃度が低く、且つ大気よりもオゾン濃度が低い調整空気を前記ハウジング内に送入することにより、該ハウジング内を大気よりも水分濃度が低く、且つ大気よりもオゾン濃度が低い空気雰囲気（「調整空気雰囲気」と呼称する。）にすることが、好ましい。調整空気雰囲気にする方法は特に限定されないが、たとえば、水分濃度を低減させる水分低減手段とオゾン濃度を低減させるオゾン低減手段とを用いて大気よりも水分濃度が低く、且つ大気よりもオゾン濃度が低い調整空気を生成し、その調整空気をハウジング内に送入する方法が挙げられる。また、たとえば、水分低減手段とオゾン低減手段とを用いてハウジング内の水分およびオゾンの少なくとも一部を除去することにより、調整空気雰囲気を形成してもよい。
【００５２】
なお、調整空気をハウジング内に送入する工程（以下、「送入工程」とすることがある。）は、ドナー／アクセプター混合層を形成する工程（以下、「形成工程」とすることがある。）の間中、継続的に行なってもよい。また、送入工程は形成工程の実施期間中、断続的に行なってもよい。たとえば、ハウジング内の水分濃度を水分センサ（湿度計）などによりモニタリングし、ハウジング内の水分濃度が所定の水分濃度を超えた際に、送入工程を所定の間行なうようにしてもよい。
【００５３】
本発明の有機薄膜太陽電池の製造方法において、調整空気を生成するために用いられる水分低減手段は、水分を吸着させる手段、空気を冷却することにより空気中の水分の少なくとも一部を除去する手段、ならびに、空気を圧縮することにより空気中の水分の少なくとも一部を除去する手段のうちの少なくとも一つの手段を含むことが好ましい。水分を吸着させる手段としては水分吸着剤などが挙げられる。空気を冷却することにより空気中の水分の少なくとも一部を除去する手段は、たとえば冷却器と循環ポンプとにより形成することができる。空気を圧縮することにより空気中の水分の少なくとも一部を除去する手段は、たとえば圧縮機と循環ポンプにより構成することができる。
【００５４】
また本発明の有機薄膜太陽電池の製造方法において、調整空気を生成するために用いられるオゾン低減手段は、オゾン分解手段、ならびに、オゾン吸着手段のうちの少なくとも一つの手段を含むことが好ましい。具体的には、オゾン分解触媒やオゾン吸着剤などが挙げられる。
【００５５】
本発明に係る有機薄膜太陽電池の製造方法では、ドナー／アクセプター混合層の形成時におけるハウジング内の水分濃度が５ｇ／Ｋｇ（Ｄ．Ａ．）以下であることが好ましく、３ｇ／Ｋｇ（Ｄ．Ａ．）以下であることがより好ましい。ドナー／アクセプター混合層の形成時におけるハウジング内の水分濃度を５ｇ／Ｋｇ（Ｄ．Ａ．）以下とすることにより、高い特性を有する有機薄膜太陽電池を製造することが可能となる。また、ハウジング１０内の水分濃度を０．１８ｇ／Ｋｇとすることにより、実質的に水分を含まない（水分濃度が０である）乾燥不活性ガス（たとえば窒素）雰囲気中において有機太陽電池層３７を形成した場合とほぼ同様の特性が得られるため、ハウジング１０内の水分濃度は０．１８ｇ／Ｋｇ未満にまで低減する必要は必ずしもない。このような観点からは、ドナー／アクセプター混合層の形成時におけるハウジング内の水分濃度は、０．１８ｇ／Ｋｇ（Ｄ．Ａ．）以上であればよい。なお、当該水分濃度は、５ｇ／Ｋｇ（Ｄ．Ａ．）であれば乾燥空気１Ｋｇ中に水が５ｇ含有されていることを意味し（絶対湿度）、たとえば静電容量式露点計などで計測された値を指す。
【００５６】
同様に、高い特性を有する有機薄膜太陽電池を得る観点から、本発明に係る有機薄膜太陽電池の製造方法では、ドナー／アクセプター混合層の形成時におけるハウジング内のオゾン濃度は３０ｐｐｂ以下であることが好ましく、２０ｐｐｂ以下であることがより好ましい。なお、当該オゾン濃度は、たとえば紫外線吸収方式のオゾン濃度計で測定された値を指す。
【００５７】
本発明の有機薄膜太陽電池の製造方法では、最後に、ドナー／アクセプター混合層３４の上に第２の電極（陰極）３５を形成し、窒素などの不活性ガス雰囲気中でガラスキャップなどの封止部材３６により封止する。これにより、図１に示したような有機薄膜太陽電池３０を完成させることができる。
【００５８】
＜有機薄膜太陽電池の製造装置＞
また本発明は、上述した本発明の製造方法を好適に行なうための有機薄膜太陽電池の製造装置についても提供する。本発明の有機薄膜太陽電池の製造装置は、一対の電極の間に設けられたドナー／アクセプター混合層を備える有機薄膜太陽電池の製造装置であって、前記ドナー／アクセプター混合層の形成を行なうためのハウジングと、前記ドナー／アクセプター混合層の形成時において、前記ハウジング内を大気よりも水分濃度が低く、且つ大気よりもオゾン濃度が低い空気雰囲気にするための雰囲気調整手段とを備えることを特徴とする。
【００５９】
このような本発明の有機薄膜太陽電池の製造装置によれば、ドナー／アクセプター混合層の形成工程において、有機光電変換材料がオゾンや水分と接触することが抑制されるので、有機光電変換材料の劣化を抑制でき、高い光電変換効率を有する高い特性を備えた有機薄膜太陽電池を製造できる。また、本発明の有機薄膜太陽電池の製造方法について上述したのと同様に、本発明の製造装置では、ハウジング内は調整空気雰囲気であるため、従来とは異なり、ハウジング内への外気の流入を完全に規制する必要はなく、ハウジングはたとえば半密閉空間であってもよい。したがって、本発明に係る製造装置では、ハウジングからの有機薄膜太陽電池の搬出やハウジング内への材料などの搬入などが容易であり、作業員の出入りも容易に行なうことができるため、高い生産効率（高い作業性、搬送容易性）で有機薄膜太陽電池を製造できる。さらに、本発明の製造装置は、ランニングコストを要する不活性ガス（窒素やアルゴンなど）を必要としないため、本発明の製造装置によれば、安価に有機薄膜太陽電池を製造できる。
【００６０】
ここで、図２は、本発明の好ましい一例の有機薄膜太陽電池の製造装置１を模式的に示す図である。図２に示す例の本発明の有機薄膜太陽電池の製造装置１は、その中で有機太陽電池層３７を形成するためのハウジング１０と、ハウジング１０にダクトにより連結された雰囲気調整手段２０とを有する。ハウジング１０の内部には、たとえば第１の電極３２が形成された絶縁基板３１を設置するための台が設けられている。
【００６１】
本発明の有機薄膜太陽電池の製造装置１における雰囲気調整手段２０は、送入手段としてのポンプ２１と、水分低減手段２２およびオゾン低減手段２３により構成される調整空気生成手段とを備えている。なお、図２には、本実施形態では、オゾン低減手段２３がハウジング１０にダクトにより直接連結されており、水分低減手段２２はオゾン低減手段２３を介してハウジング１０に連結されている例が示されている。本発明の有機薄膜太陽電池の製造装置１では、たとえば、オゾン低減手段２３をハウジング１０に直接連結し、水分低減手段２２はオゾン低減手段２３を介してハウジング１０に連結させるようにしても勿論よい。また、ポンプ２１は、たとえば、オゾン低減手段２３とハウジング１０との間、または、オゾン低減手段２３と水分低減手段２２との間に設けてもよい。さらに、ポンプ２１と水分低減手段２２との間に塵や埃などをフィルターするクリーンフィルターを設けてもよい。クリーンフィルターを設けることによって、ハウジング１０内に塵や埃などが流入することを効果的に抑制できる。
【００６２】
本発明の有機薄膜太陽電池の製造装置１におけるポンプ２１は、外気を吸入・加圧し、水分低減手段２２およびオゾン低減手段２３により調整された空気をハウジング１０内に送入する機能を有する。水分低減手段２２はポンプ２１から挿入された空気の水分濃度を低減し、オゾン低減手段２３に向けて水分濃度が低減された空気を排出する機能を有する。水分低減手段２２は水分を吸着させる水分吸着手段（たとえば液体式水分吸着剤や固体式水分吸着剤）を含んでいてもよい。水分低減手段２２は空気を冷却することにより空気中の水分の少なくとも一部を除去する冷却除去手段を含んでいてもよい。たとえば、冷却除去手段は、取り込んだ空気を露点温度以下に冷却することによって、空気中の水分の少なくとも一部を凝縮・除去する機能を有する冷却（熱交換機）により構成できる。
【００６３】
また、水分低減手段２２は空気を圧縮することにより空気中の水分の少なくとも一部を除去する圧縮除去手段を含んでいてもよい。圧縮除去手段は、たとえば、外気を取り込み圧縮して、空気の飽和水蒸気量を低下させることにより、空気中の水分の少なくとも一部を凝縮・除去する圧縮機により構成してもよい。
【００６４】
勿論、水分吸着手段、冷却除去手段、ならびに、圧縮除去手段のうちの２種類以上の手段を組み合わせて水分低減手段２２を構成しても構わない。たとえば、外気を取り込んで圧縮する圧縮機と、圧縮機によって圧縮された空気を冷却し、空気中の水分の少なくとも一部を凝縮・除去する冷却器とにより水分低減手段２２を構成しても構わない。
【００６５】
オゾン低減手段２３は、水分低減手段２２により水分濃度が低減された空気のオゾン濃度を低減することにより調整空気を生成し、その調整空気をハウジング１０に向けて排出する機能を有する。オゾン低減手段２３は、たとえば、オゾンを吸着および／または分解することにより調整空気のオゾン濃度を低減する機能を有するオゾンフィルターにより構成することができる。オゾンフィルターは、たとえば、オゾン分解触媒と、オゾンを吸着する機能を有するオゾン吸着剤（たとえば、活性炭など）とを含んでいてもよい。また、オゾン分触媒又はオゾン吸着剤のいずれか一方を含むものであってもよい。
【００６６】
以上説明したように、製造装置１では、水分低減手段２２とオゾン低減手段２３とにより調整された水分濃度およびオゾン濃度が大気以下である調整空気がハウジング１０内に挿入される仕組みになっている。図２に示すように、調整空気はハウジング１０の上面（天井）の全面から送入され、下面（床）に向かって流れる。ハウジング１０の下面（床）はグレーティングされており、下面（床）に向かって流れた調整空気は下面（床）からハウジング１０外に排気される（ダウンフォロー）。
【００６７】
このように、調整空気をダウンフォローすることによって、ハウジング１０内の塵や埃などをＥＬ層形成室の下面（床）からハウジング１０外に排出することができる。このため、ハウジング１０内の塵や埃などを低減することができる。
【００６８】
まず、雰囲気調整手段２０を動作させてハウジング１０内を大気よりも水分濃度が低く、且つ大気よりもオゾン濃度が低い調整空気雰囲気にする。調整空気雰囲気においてバッファ層３３およびドナー／アクセプター混合層３４を、スリットコート法などの湿式法などにより形成する。
【００６９】
このため、有機太陽電池層３７形成工程においてバッファ層３３やドナー／アクセプター混合層３４に含まれる有機材料や電荷輸送材料などの有機材料が水分やオゾンと接触することが抑制される。よって、有機光電変換材料の劣化が抑制される。したがって、高い光電変換効率を有する有機薄膜太陽電池３０を製造することが可能となる。
【００７０】
本発明の有機薄膜太陽電池の製造方法について上述したのと同様に、より高い光電変換効率を実現する観点から、ハウジング１０内の水分濃度が５ｇ／Ｋｇ（Ｄ．Ａ．）以下であることが好ましく、３ｇ／Ｋｇ（Ｄ．Ａ．）以下であることが好ましい。なお、有機太陽電池層３７の形成工程におけるハウジング１０内の水分濃度は原則として低いほど好ましい。しかしながら、ハウジング１０内の水分濃度は０．１８ｇ／Ｋｇ未満にまで低減する必要は必ずしもない。上述したように、ハウジング１０内の水分濃度を０．１８ｇ／Ｋｇとすることにより、実質的に水分を含まない（水分濃度が０である）乾燥不活性ガス（たとえば窒素）雰囲気中において有機太陽電池層３７を形成した場合とほぼ同様の特性が得られるからである。
【００７１】
また、本発明の有機薄膜太陽電池の製造装置１においても、ハウジング１０内のオゾン濃度は３０ｐｐｂ以下であることが好ましい。ハウジング１０内のオゾン濃度に関しても３０ｐｐｂ以下であれば、どのようなオゾン濃度においてもほぼ同様の高い特性が得られる。このため、ハウジング１０内のオゾン濃度を完全にゼロにする必要は必ずしもない。
【００７２】
以上のような理由から、本発明の有機薄膜太陽電池の製造装置においては、ハウジング１０は外気の流入を完全に防止することができるものである必要はなく、外気の流入を抑制することができるものであればよい。すなわち、ハウジング１０はグローブボックスといった大がかりなものである必要はなく、たとえば、外部からの空気の流入が抑制されたハウジングや、壁やドアなどで外気から遮断された部屋などであってもよい。このため、本発明の有機薄膜太陽電池の製造装置は、グローブボックスなどを要する従来の製造装置と比較して安価である。
【００７３】
また、ハウジング１０からの有機薄膜太陽電池３０の搬出、作業者の出入りも容易であるため、有機薄膜太陽電池３０の高い生産性を実現することができる。さらに、不活性ガス雰囲気中で有機太陽電池層３７を形成する場合のように、窒素などの不活性ガスも要さない。このため、本発明の有機薄膜太陽電池の製造装置１によれば、容易且つ安価に有機薄膜太陽電池を製造することができる。
【００７４】
なお、雰囲気調整手段２０は有機太陽電池層３７の形成工程にわたって常時稼働させてもよいが、ハウジング１０内の空気雰囲気の水分濃度およびオゾン濃度が所定値以下に保持されればよいため、雰囲気調整手段２０は必ずしも形成工程にわたって常時稼働させる必要は必ずしもない。たとえば、有機太陽電池層３７の形成工程を行なう前に稼働させ、形成工程実行中は、ハウジング１０内の水分濃度およびオゾン濃度を水分センサ（湿度計）、オゾン濃度測定器などによりモニタリングし、ハウジング１０内の水分濃度および／またはオゾン濃度が所定値に達した際に、雰囲気調整手段２０を所定の間稼働させるようにしてもよい。
【００７５】
なお、たとえば、スリットコート法などの湿式法により有機太陽電池層３７を形成する場合、その形成工程は有機光電変換材料を含む塗液を塗布する塗布工程と、塗布した塗液を乾燥させる乾燥工程とを含む。これらの工程のうち、少なくとも塗布工程は水分濃度が低減された調整空気雰囲気中（ハウジング１０内）において行なうことが好ましい。塗布工程および乾燥工程の双方を調整空気雰囲気中（ハウジング１０内）で行なうことがより好ましい。さらに、有機太陽電池層３７を形成した後、陰極を形成するために真空に保持された部屋に移動させる工程も水分濃度が低減された調整空気雰囲気中で行なうことが好ましい。勿論、有機薄膜太陽電池の製造工程のすべてをハウジング１０内において行なっても構わない。
【００７６】
また図３は、本発明の好ましい他の例の有機薄膜太陽電池の製造装置２を模式的に示す図である。本発明の有機薄膜太陽電池の製造装置２においては、図３に示すように、雰囲気調整手段２０をハウジング１０内に設置するようにしてもよい。この場合、雰囲気調整手段２０は、ハウジング１０内の空気を吸入し、水分濃度およびオゾン濃度を低減させた後に再度ハウジング１０内に排出する。すなわち、図３に示す例の有機薄膜太陽電池の製造装置２は、雰囲気調整手段２０によりハウジング１０内の水分およびオゾンの少なくとも一部が除去される構成となっている。この構成によっても、図２に示した例の有機薄膜太陽電池の製造装置１と同様に、ハウジング１０内を大気よりも水分濃度が低く、且つ大気よりもオゾン濃度が低い空気雰囲気にすることが可能である。
【００７７】
また、本発明においては、有機太陽電池層３７を構成するすべての層をハウジング１０内の調整空気雰囲気中で形成することが好ましい。しかし、種々の有機光電変換材料の中でドナーおよびアクセプターが最もオゾンおよび水分と接触することによって劣化しやすい性質を有する。このため、有機太陽電池層３７のうち少なくともドナー／アクセプター混合層３４は調整空気雰囲気中で形成されることが好ましく、たとえばその他の有機太陽電池層は大気中で形成してもよい。
【００７８】
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００７９】
＜実験例１＞
図２に示した例の本発明の有機薄膜太陽電池の製造装置を用いて、図１に示したのと同様の構造を有する有機薄膜太陽電池３０を種々作製した。具体的には、ドナー／アクセプター混合層３４を形成する際の雰囲気の水分濃度およびオゾン濃度を種々変化させて、以下の製造方法により有機薄膜太陽電池を種々作製し、実施例１〜１４および比較例１〜４とした。
【００８０】
まず、絶縁基板３１（旭硝子社製ガラス基板）の上に、スパッタ法を用いて、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）からなる陽極３２を形成した。第１の電極（陽極）３２の層厚は２００ｎｍであった。
【００８１】
陽極３２の上に、スピンコート法を用いて、ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスルホン酸との混合体（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、スタルクヴィテック社製ＢＡＹＴＲＯＮ  ＡＩ４０８３）を含むバッファ層３３を形成した。
【００８２】
ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを成膜後、１５０℃で１０分間焼成することによりバッファ層３３を形成した。形成されたバッファ層３３の層厚は４０ｎｍであった。
【００８３】
バッファ層３３の上に、スピンコート法を用いてドナー／アクセプター混合層３４を形成した。具体的には上記化学式（１）で示したポリチオフェン誘導体を３重量部、上記化学式（２）で示したフラーレン誘導体（Ｒはメチル）を２重量部をクロロベンゼン１０重量部に溶解したものを使用した。
【００８４】
塗液塗布後、焼成することによりドナー／アクセプター混合層３４を形成した。具体的には、１５０℃で１５分間焼成した後に１時間かけて室温まで冷却した。徐冷をおこなうことにより、ドナーおよびアクセプターにミクロな結晶構造をつくりキャリアの移動を高める効果がある。形成されたドナー／アクセプター混合層３４の層厚は、２５０ｎｍであった。
【００８５】
ドナー／アクセプター混合層３４の上に、真空蒸着法により層厚１ｎｍのフッ化リチウム層と層厚１００ｎｍのアルミニウム層とを成膜することにより第２の電極（陰極）３５を形成した。その後、窒素雰囲気下において、ガラス（旭硝子社製）からなる封止部材（封止キャップ）３６により封止することにより有機薄膜太陽電池を完成させた。なお、絶縁基板３１と封止部材（封止キャップ）３６との接着はＵＶ硬化樹脂を用いて行なった。
【００８６】
実施例１〜１４および比較例１、２では、バッファ層３３の形成は大気中で行ない、ドナー／アクセプター混合層３４の形成は所定の水分濃度・オゾン濃度に調整された調整空気雰囲気中で行なった。具体的には、実施例１〜１４では、ハウジング１０内を大気よりもオゾン濃度が低く、且つ水分濃度が低い空気雰囲気とした。比較例１では、大気と同じオゾン濃度とし、水分濃度だけを大気よりも低く調整した。比較例２では、大気と同じ水分濃度とし、オゾン濃度だけを大気よりも低く調整した。
【００８７】
実施例１〜１４および比較例１、２における水分濃度の調整は乾式除湿型の水分除去装置（ダイキン工業社製ハニードライ）を用いて行なった。また、オゾン濃度の調整はオゾンフィルターの厚みを変化させることにより行なった。
【００８８】
比較例３では、バッファ層３３の形成は大気中で行ない、ドナー／アクセプター混合層３４を乾燥窒素を充填したグローブボックス中（実質的にオゾンおよび水分を含まない窒素雰囲気中）で形成した。
【００８９】
比較例４では、バッファ層３３および有機太陽電池層３７の双方を、水分濃度およびオゾン濃度を調整していない大気中で行なった。
【００９０】
以上のように製造された実施例１〜１４および比較例１〜４に係る有機薄膜太陽電池のそれぞれの光電変換効率を測定した。光電変換効率は英弘精機製、太陽電池特性測定装置により測定した。
【００９１】
下記表１に各実施例及び各比較例における水分濃度（絶対湿度）、オゾン濃度、光電変換効率を示す。
【００９２】
【表１】
2011124281.tif 000005
【００９３】
図４は実施例１〜５および比較例１におけるハウジング１０内のオゾン濃度と得られた有機薄膜太陽電池の光電変換効率との関係を表すグラフである。
【００９４】
図５は実施例６〜１２および比較例２におけるハウジング１０内のオゾン濃度と得られた有機薄膜太陽電池の光電変換効率との関係を表すグラフである。
【００９５】
表１および図４に示すように、大気よりも低い水分濃度を有するものの、大気と同じオゾン濃度を有するハウジング１０内でドナー／アクセプター混合層３４を形成した比較例１では、光電変換効率は低い値しか得られなかった。それに対して、ハウジング１０内の水分濃度を大気よりも低くすると共に、オゾン濃度も大気より低く調整した場合は、実施例１〜５の結果のとおり、比較例１と比較して２倍以上の光電変換効率が得られた。この結果から、水分濃度のみを大気よりも低くするだけでは十分に高い光電変換効率が得られず、水分濃度とオゾン濃度との両方を大気よりも低くすることにより高い光電変換効率が実現できることが分かった。
【００９６】
また、図４に示すように、オゾン濃度が３０〜５０ｐｐｂの範囲で光電変換効率が大きく変化し、オゾン濃度が３０ｐｐｂ以下の場合は、光電変換効率はほとんど変化しなかった。言い換えれば、オゾン濃度が３０ｐｐｂ以下である場合に特に高い光電変換効率が実現されることが分かった。
【００９７】
また、表１および図５に示すように、大気よりも低いオゾン濃度を有するものの、大気と同じ水分濃度を有するハウジング１０内でドナー／アクセプター混合層３４を形成した比較例２では、光電変換効率は低い値しか得られなかった。それに対して、ハウジング１０内のオゾン濃度を大気よりも低くすると共に、水分濃度も大気より低く調整した場合は、実施例６〜１２の結果のとおり、比較例２と比較して２倍以上の光電変換効率が得られた。この結果から、オゾン濃度のみを大気よりも低くするだけでは十分に高い光電変換効率が得られず、オゾン濃度と水分濃度との両方を大気よりも低くすることにより高い光電変換効率が実現できることが分かった。
【００９８】
また、図５に示すように、水分濃度が５ｇ／Ｋｇ（Ｄ．Ａ．）以上の範囲で光電変換効率が大きく変化し、水分濃度が５ｇ／Ｋｇ（Ｄ．Ａ．）以下の範囲では、発光効率および輝度半減寿命はほとんど変化しなかった。言い換えれば、水分濃度が５ｇ／Ｋｇ（Ｄ．Ａ．）以下である場合に特に高い光電変換効率が実現されることが分かった。
【００９９】
次に、実施例１３〜１５および比較例４の結果に着目すると、前記実施例１〜１２および比較例１、２の結果と同様に、ハウジング１０内のオゾン濃度および水分濃度を低減することによって高い光電変換効率が実現されることが分かった。
【０１００】
オゾン濃度が３ｐｐｂ以下で水分濃度が０．１８ｇ／Ｋｇ（Ｄ．Ａ．）以下のハウジング１０内でドナー／アクセプター混合層３４を形成した実施例６、７の結果と、実質的にオゾンおよび水分を含まない窒素雰囲気中においてドナー／アクセプター混合層３４を形成した比較例３の結果を比較すると、これらすべての実施例および比較例においてほぼ同様の光電変換効率が測定された。この結果より、ドナー／アクセプター混合層３４の形成は、実質的にオゾンおよび水分が含まれない雰囲気中で行なう必要はなく、ある程度水分及びオゾンを含んでいる雰囲気中で行なってもよいことがわかった。実施例７で使用したハウジングと比べて比較例３で使用するようなグローブボックスが非常に高価である（たとえば５倍のコストを要する）こと、ならびに、グローブボックスにおける作業性の低さを考慮すると、むしろある程度の水分濃度を有する雰囲気中でドナー／アクセプター混合層３４を形成することが好ましいといえる。具体的には、水分濃度が０．１８ｇ／Ｋｇ（Ｄ．Ａ．）未満にまで水分濃度を低減する必要性は低いことが分かった。
【０１０１】
また、窒素雰囲気中でドナー／アクセプター混合層３４を形成した比較例３と調整空気雰囲気中でドナー／アクセプター混合層３４を形成した実施例６、７の結果から、酸素との接触により有機ＥＬ材料はあまり劣化しないことがわかった。
【０１０２】
以上の結果から、水分濃度が０．１８ｇ／Ｋｇ（Ｄ．Ａ．）以上５ｇ／Ｋｇ（Ｄ．Ａ．）以下且つ、オゾン濃度が３０ｐｐｂ以下である調整空気雰囲気中においてドナー／アクセプター混合層３４を形成することが特に好ましいことがわかった。
【０１０３】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明の有機薄膜太陽電池の製造方法、製造装置によれば、高効率な有機薄膜太陽電池を製造することができるため、有機薄膜太陽電池モジュールに有用である。
【符号の説明】
【０１０５】
１，２  有機薄膜太陽電池の製造装置、１０  ハウジング、２０  雰囲気調整手段、２１  ポンプ、２２  水分低減手段、２３  オゾン低減手段、３０  有機薄膜太陽電池、３１  絶縁基板、３２  第１の電極、３３  バッファ層、３４  ドナー／アクセプター混合層、３５  第２の電極、３６  封止部材、３７  有機太陽電池層。
【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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