(57)【要約】  感光性光電子デバイス（１）は、電極（３、５）の間にスタックで配列された複数の有機半導体サブセル（１０、１１、１２、１３）を含み、各サブセルは、ヘテロ接合が得られるドナー材料（１４、１６、２３、２５）およびアクセプター材料（１５、１７、２４、２６）を含む。隣接するサブセルの間には再結合層（１９、２２、２８）が存在する。サブセルは、２つのグループ（２０、２９）内で配列される。グループ（２０；２９）内のサブセル（１０、１１；１２、１３）は、光スペクトルの実質的に同じ部分にわたって応答する。グループ（２０、２９）の間では、それらのそれぞれのサブセルが応答する光スペクトルの部分に関して、実質的に互いに異なる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極の間にスタックで配列された複数の有機半導体サブセルを含む感光性光電子デバイスであって、各サブセルが、ヘテロ接合が得られるドナー材料およびアクセプター材料を含み、隣接するサブセルの間に再結合層が存在し、少なくとも２つのサブセルのグループが存在し、１グループ内の前記サブセルは、光スペクトルの実質的に同じ部分にわたって応答し、前記グループ間では、それらのそれぞれのサブセルが応答する前記光スペクトルの前記部分に関して、互いに実質的に異なる、感光性光電子デバイス。
【請求項２】
１グループ内で、複数の前記サブセルの最大吸収波長の互いの差が１０％未満である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
１グループ内の各サブピクセルの最大吸収波長と、別のグループ内の前記サブピクセルの最大吸収波長との差が、少なくとも１０％である、請求項２に記載のデバイス。
【請求項４】
１グループ内の複数の前記サブセルが、互いに隣接して積層される、請求項１〜３のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項５】
同じグループ内のサブセルと隣接するサブセルとの間で、再結合層に加えて励起子ブロック層が提供される、請求項４に記載のデバイス。
【請求項６】
少なくとも一部のグループが、互いに直列に接続される、請求項４または５に記載のデバイス。
【請求項７】
隣接する直列接続されたグループの間に再結合層が存在する、請求項６に記載のデバイス。
【請求項８】
前記直列接続されたグループの１つと、そのグループおよび隣接する直列に接続されたグループの間の再結合層との間に、励起子ブロック層が提供される、請求項７に記載のデバイス。
【請求項９】
少なくとも一部のグループが互いに並列に接続される、請求項１〜８のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１０】
隣接する並列接続されたグループの間に、外部から利用可能な電極が存在する、請求項９に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記並列接続されたグループの１つと、そのグループおよび隣接する並列接続グループの間の前記外部から利用可能な電極との間に、励起子ブロック層が提供される、請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１２】
少なくとも一部の前記サブセルが、ドナー材料およびアクセプター材料の不連続層を含む、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１３】
少なくとも一部の前記サブセルが、ドナー材料およびアクセプター材料の不連続層を含み、その間にドナー材料およびアクセプター材料の混合物である層が挟まれている、請求項１２に記載のデバイス。
【請求項１４】
各サブセルが、光吸収長未満の厚さを有する、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１５】
１グループ内で、複数の前記サブセルが、同じドナー材料および同じアクセプター材料を有する、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記デバイスのアノードと隣接するサブセルとの間に、酸化モリブデンの中間層が提供される、請求項１〜１５のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１７】
サブセルの前記アクセプター材料が、ペリレン類、ナプタレン（ｎａｐｔｈａｌｅｎｅ）類、フラーレン類、ナノチューブル類、またはシロール類から選択される、請求項１〜１６のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１８】
少なくとも１つのサブセル中の前記アクセプター材料がフラーレンＣ６０である、請求項１７に記載のデバイス。
【請求項１９】
サブセルの前記ドナー材料が、フタロシアニン、ポルフィリンまたはアセン、あるいはそれらの誘導体またはそれらの金属錯体から選択される、請求項１〜１８のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項２０】
少なくとも１つのサブセルの前記ドナー材料がクロロ−アルミニウムフタロシアニンである、請求項１９に記載のデバイス。
【請求項２１】
少なくとも１つのサブセルの前記ドナー材料がサブフタロシアニンである、請求項１９または２０に記載のデバイス。
【請求項２２】
請求項１〜２１のいずれか１項に記載のデバイスを複数含む、光起電力モジュールまたはパネル。
【請求項２３】
請求項２２に記載のモジュールおよび／またはパネルを１つ以上含む、太陽電池式発電システム。
【請求項２４】
電極の間にスタックで配列された複数の有機半導体サブセルを含む感光性光電子デバイスであって、各サブセルが、ヘテロ接合が得られるドナー材料およびアクセプター材料を含み、隣接するサブセルの間に再結合層が存在し、隣接するサブセルの複数のグループが存在し、１グループ内で前記サブセルは互いに直列に接続され、前記セルグループは互いに並列に接続される、感光性光電子デバイス。
【請求項２５】
請求項２４に記載のデバイスを複数含む、光起電力モジュールまたはパネル。
【請求項２６】
請求項２５に記載のモジュールおよび／またはパネルを１つ以上含む、太陽電池式発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドナー材料およびアクセプター材料を含む有機半導体セルを含む有機感光性光電子デバイスに関する。このようなデバイスは、たとえば、太陽放射線から発電するために使用することができる。
【０００２】
本発明は、より詳細には、セルがドナー材料とアクセプター材料との間にヘテロ接合を含むデバイスに関する。主として有機ヘテロ接合において電荷分離が起こる。たとえば、アクセプター材料層およびドナー材料層によって、実質的に平面で不連続なドナーアクセプターヘテロ接合が得られる場合や、ドナー材料およびアクセプター材料の混合物によって、相互貫入ヘテロ接合が得られる場合や、アクセプター材料層およびドナー材料層が、ドナー材料およびアクセプター材料の混合物を間に挟むサンドイッチ構造となる場合もあり得る。
【背景技術】
【０００３】
有機光起電力セルには限界がある。有機半導体中の励起子拡散長は短く、典型的には５０ｎｍ未満である。不連続なヘテロ接合を使用したセルの場合、裏面からの反射の後でさえも、すべての入射光を吸収するのに不十分な層厚さを使用する必要が生じる。相互貫入ヘテロ接合セルの場合、層厚さは、励起子拡散長によっては制限されないが、半導体材料の混合層中での電荷キャリア移動度が低いことによって制限される。さらに、有機半導体は、典型的には狭い吸収バンド幅を有するため、既知のヘテロ接合材料系では、太陽スペクトルの一部しか使用することができない。
【０００４】
米国特許第６，６５７，３７８号明細書では、電極の間にスタックで配列された複数の有機半導体サブセルを含み、各サブセルが、ヘテロ接合が得られるドナー材料およびアクセプター材料を含み、隣接するサブセル間に再結合層が存在する、感光性光電子デバイスが提案されている。この米国特許では、各サブセルは、アクセプター材料層とドナー材料層とを含み、そのため不連続で平面状のヘテロ接合が形成される。このタイプのデバイスは、多くの場合「タンデムセル」と呼ばれ、光学的機能は有さないが電荷の輸送および／または抽出を促進する他の層を組み込むことができる。このタイプのタンデムセルでは、サブセルが応答する波長範囲内のすべての入射光を捕集するには各サブセルが薄すぎるが、複数のサブセルが存在するため、全体的な光の吸収は増加する。
【０００５】
サブセルが有効となる光スペクトル部分を有するように、複数のサブセルが周波数応答に関して複数の異なる性質を有するべきであると提案されている。これによって、複数のサブセルが同じ周波数応答特性を有する場合よりも、広範囲の波長の光をタンデムセルが吸収できるようになる。このような配置は、たとえば米国特許第７，１９６，３６６号明細書に開示されている。
【０００６】
典型的なタンデムセル配置の１つでは、一方の電極は透明であり、それによって、太陽などの外部供給源からセルに光が入ることができる。他方の電極は不透明で反射性であり、そのためサブセルを通過した光が反射して戻り、サブセルを通過する。複数のサブセルが複数の異なる周波数応答を有する場合、透明電極に隣接するサブセルは最短波長を吸収し、不透明電極に隣接するサブセルは最長波長を吸収する。中間サブセルが存在する場合、それらは中間波長を吸収する。隣接するサブセルは、金属または酸化物などの内部の薄い透明電極または半透明電極を使用して互いに直列に接続することができる。たとえば約５Å〜約２０Åの、非常に薄い金属の層が堆積される一部の場合では、層は連続しておらず、分離したナノ粒子の形態である場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一態様によると、本発明は、電極の間にスタックで配列された複数の有機半導体サブセルを含む感光性光電子デバイスであって、各サブセルが、ヘテロ接合が得られるドナー材料およびアクセプター材料を含み、隣接するサブセル間に再結合層が存在し、少なくとも２つのサブセルのグループが存在し、１グループ内のサブセルは、光スペクトルの実質的に同じ部分にわたって応答し、グループ間では、それぞれのサブセルが応答する光スペクトルの部分に関して、互いに実質的に異なる、感光性光電子デバイスを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の好ましい実施形態においては、１グループ内では、サブセルの最大吸収波長の差が互いに１０％未満である。本発明の好ましい実施形態においては、１グループ内の各サブセルの最大吸収波長と、別のグループ内のサブセルの最大吸収波長との差が、少なくとも１０％である。
【０００９】
全体として、本発明によるデバイスは、デバイスが有効となる波長範囲が増加することによって、米国特許第７，１９６，３６６号明細書に記載されるようなタンデムセルの利点を提供する。しかし、個別のサブセルのそれぞれがスペクトルの異なる部分を捕集することによって複数の異なる周波数範囲が得られるのではなく、本発明によると、サブセルのグループが複数存在し、特定の一グループ内のサブセルは、光スペクトルの実質的に同じ部分にわたって応答する。これは、それぞれの特定の波長帯域に関して、全体としてのデバイスの光捕集効率を増加させることが可能なことを意味する。ある特定の周波数帯域に複数のサブセルが使用されることで、有機層の厚さを薄く維持しながら、最大数の入射フォトンを吸収することが可能になる。
【００１０】
本発明のある実施形態においては、好ましくは１グループ内のサブセルは、互いに接続されて隣接し、好ましくは再結合層によって互いに直列に接続され、それによって、隣接サブセル間での外部から利用可能な透明電極の必要性が回避される。しかし、隣接サブセルの複数のグループは、希望通りに互い直列または並列に接続することができる。複数のグループが互いに直列に接続される場合、これは、複数のグループ内の隣接サブセル間に使用されるような再結合層によって行うことができる。グループが互いに並列に接続される場合、隣接グループ間には、外部から利用可能な半透明電極が存在すべきである。
【００１１】
１グループの各サブセル中で、有機半導体の組み合わせは、使用されるドナー材料およびアクセプター材料に関しては、通常は同じである。ドナー材料およびアクセプター材料の比率も、各サブセルが同じ周波数応答を有するように、同一であってよい。しかし、特定のグループの波長帯域内では、個別のサブセルの応答特性にある程度のばらつきが存在してもよい。好ましくは、１グループ内では、サブセルの最大吸収波長の差は、互いに１０％以下、好ましくは１０％未満である。たとえば、この差は約９％以下、または約８％以下、または約７％以下、または約６％以下、または約５％以下であってよい。
【００１２】
対照的に、異なるグループでは周波数応答に実質的な差が存在し、本発明の好ましい実施形態においては、あるグループ内の各サブピクセルの最大吸収波長と、別のグループ内のサブピクセルの最大吸収波長との差が１０％を超える。たとえば、この差は、約２０％を超え；または約３０％を超え；または約４０％を超え；または約５０％超えることができる。
【００１３】
特定の１グループ内では、効率を最適化するために、サブセルの厚さを変動させることができる。
光が向かう光起電力デバイスの前面は、不活性透明基体を含むことができ、これに透明電極が取り付けられる。たとえば、基体自体は、透明導電性酸化物のインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）の薄膜がコーティングされた透明ガラスまたはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の形態であってよい。デバイスの裏面には、銀、アルミニウム、またはカルシウム、あるいはそれらのあらゆる組み合わせなどの金属の不透明反射電極を設けることができる。透明または半透明の電極は、たとえば、銀、アルミニウム、またはチタンの薄い金属層であってよく、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、亜鉛インジウムスズ酸化物、またはガリウムインジウムスズ酸化物などの透明導電性酸化物、あるいはポリアナリン（ｐｏｌｙａｎａｌｉｎｅ）などの導電性ポリマーを含む他のあらゆる好適な材料の層であってもよい。
【００１４】
ある実施形態においては、デバイスの前面またはそれに隣接した電極はアノードである。
ある実施形態においては、１グループ内の隣接サブセル間に励起子ブロック層が設けられ、２層サブセルの場合、励起子ブロック層は、サブセルのアクセプター有機半導体層と、そのサブセルおよびグループ内の別のサブセルの間の再結合層との間に配置することができる。
【００１５】
ある実施形態においては、励起子ブロック層は、各グループの間に設けられ、励起子ブロック層は、一つのグループのサブセルのアクセプター有機半導体層と、そのグループおよび別のグループの間の再結合層または電極との間に配置される。
【００１６】
励起子ブロック層は、カソードと隣接するサブセルとの間に設けることができる。本明細書において使用されるアノードおよびカソードという用語は、光を受けて、負荷抵抗の間に電位を発生させる感光性デバイスに対して使用され、カソードは、デバイス内で電子が向かう電極である。
【００１７】
励起子ブロック層は、たとえば米国特許第６，０９７，１４７号明細書および同第６，６５７，３７８号明細書に記載されている。このような層に好適な材料は、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリンであるバソクプロイン（ＢＣＰ）、またはビス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリノアト）−アルミニウム（ＩＩＩ）フェノレートであるＡｌｑ２ＯＰＨであり得る。本発明の、ある好ましい実施形態においては、ＢＣＰが励起子ブロック層として使用される。
【００１８】
正孔を引きつけやすくするために、アノードと隣接するサブセルとの間に中間層が存在してもよい。このような中間層は、酸化モリブデンＭｏＯ３、または酸化タングステンＷＯ３などの酸化物の非常に薄い層であってよい。ＭｏＯ３またはＷＯ３中間層を有することで、光起電力セルの短絡電流を向上させることができ、電力変換効率を向上させることができることが分かっている。透明導電性電極と、クロロアルミニウムフタロシアニンなどの有機ドナー層との間の界面における非常に薄いＭｏＯ３またはＷＯ３層（典型的には約５ｎｍ）は、正孔の抽出を大きく促進することができ、デバイスの性能（電流、電圧、および効率）の向上に非常に有益である。しかし、これは、電極−有機界面におけるエネルギーレベルの調整に大きく依存し、すなわち使用される有機ドナー層の種類に依存する。たとえば、クロロ−アルミニウムフタロシアニンデバイスは、このような中間層が設けられると、はるかに良好に作動できることが分かってる。他の研究により、中間層が、スズ（ＩＩ）フタロシアニン（ＳｎＰｃ）をドナー層として使用したデバイスの性能も改善することが示唆されている。他の酸化物も中間層に好適となりうる。
【００１９】
サブセル中、アクセプター材料、たとえば、ペリレン類、ナプタレン（ｎａｐｔｈａｌｅｎｅ）類、フラーレン類、ナノチューブル類、またはシロール類であってよい。本発明
のある好ましい実施形態においては、アクセプター材料はバックミンスターフラーレン（Ｃ６０）である。有機ドナー材料は、たとえば、フタロシアニン、ポルフィリンまたはアセンまたはそれらの誘導体、または銅プタロシアニン（ｐｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）などのそれらの金属錯体であってよい。本発明の実施形態において好ましいドナー材料の１つは、クロロ−アルミニウムフタロシアニンであり、別の１つはサブフタロシアニンである。有機ヘテロ接合太陽電池の分野においては、ドナー層およびアクセプター層のために多数の物質が提案されており、当業者には周知である。本発明は、特定のドナー材料およびアクセプター材料の使用に限定されるものではない。
【００２０】
複数のグループは、直列または並列に接続することができる。直列配置では、一般に、グループのスタックの一方の端部のアノードと、グループのスタックの他方の端部のカソードとが存在する。各グループ内では、電子は同じ方向に移動する。２つのグループの並列配置では、スタックのいずれかの端部にあり互いに接続される複数の電極と、サブセルの２つのグループの間の共通電極とが存在する。並列配置で接続された３つ以上のグループが存在する場合、グループ間に共通電極が存在する。直列／並列配置を有することが可能であり、その場合、いくつかのグループが直列に配置され、次に別の１つのグループまたは直列に接続されたいくつかのグループに並列に接続される。
【００２１】
好ましい実施形態においては、あらゆる所与のグループ内に複数の隣接サブピクセルが存在し、そのすべてが実質的に同じ周波数応答を有する。別の配置では、所与のグループ内のセルが、隣接するのではなく、スタック全体に分布することが可能である。たとえば２つのグループが存在する場合、異なるグループのサブセルが、スタック内に交互に位置することができる。これによって製造がより複雑になりうるが、デバイス全体として、より安定した周波数応答の実現が促進されうる。
【００２２】
特定の１グループ内で、本発明の実施形態においては、２〜５個のサブセル、好ましくは２または３個のサブセルが存在しうることを想定している。全体としてデバイス中には、サブセルの２〜５個のグループ、好ましくは２または３個のグループが存在することができる。
【００２３】
サブセルが互いに直列に接続され、複数のグループが互いに並列に接続されたいくつかのいくつかのサブセルのグループが提供されることは、新規な配列であり、したがって別の一態様から見ると、本発明は、電極の間にスタックで配列された複数の有機半導体サブセルを含む感光性光電子デバイスであって、各サブセルが、ヘテロ接合が得られるドナー材料およびアクセプター材料を含み、隣接するサブセルの間に再結合層が存在し、隣接するサブセルの複数のグループが存在し、１個のグループ内のサブセルは互いに直列に接続され、複数のセルグループは互いに並列に接続される、感光性光電子デバイスを提供する。
【００２４】
このような配列においては、すべてのグループを互いに並列に接続することができ、あるいは、いくつかのグループを互いに並列に接続し、続いて別のグループ、または一連の接続されたグループと直列に接続することもできる。
【００２５】
本発明の第１の態様に関連して議論した種々の特徴は、本発明のこの態様にも同様に適用可能である。
本発明は、前述したデバイスを含む光起電力モジュールおよびパネル、ならびに１つ以上のそのようなモジュールおよび／またはパネルを含む太陽電池式発電システムにも拡張される。
【００２６】
これより、本発明の一部の実施形態を、添付の図面を参照しながら、例として説明する
。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態において使用される層の凡例。
【図２】本発明の第１の実施形態の概略図。
【図３】第１の実施形態の回路図。
【図４】本発明の第１の実施形態の修正の概略図。
【図５】本発明の第２の実施形態の概略図。
【図６】第２の実施形態の回路図。
【００２８】
図１は、図２、４、および５中に示される層の凡例である。フラーレンＣ６０はアクセプター層として使用される。クロロ−アルミニウムフタロシアニンおよびサブフタロシアニンはドナー層として使用される。酸化モリブデンは、サブセルのアノードとドナー層との間の中間層として使用される。バソクプロイン（ＢＣＰ）は、励起子ブロック層として使用される。再結合層は、銀、アルミニウム、またはチタンの半透明の薄い金属層の形態であっても、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、亜鉛インジウムスズ酸化物、またはガリウムインジウムスズ酸化物などの導電性酸化物の透明層であっても、不連続な再結合中心が提供されてもよい。透明電極は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、亜鉛インジウムスズ酸化物、またはガリウムインジウムスズ酸化物などの導電性酸化物の透明層であってよい。半透明電極は、銀、アルミニウム、またはチタンの薄い金属層であってよい。
【００２９】
図１は、本発明による有機半導体光起電力デバイス１を示している。このデバイスは、光Ｌを受けるように配置された一方の端部に透明基体２を含み、その上には、この配列でアノードとして機能する半透明電極３が存在する。この表面上には、厚さ約５ｎｍの酸化モリブデンの薄い中間層４が存在する。デバイスの他方の端部には、反射アルミニウム電極５が存在し、これはこのデバイスのカソードとして機能する。導体６はアノード３に接続され、その末端はコネクター７中にあり、導体８はカソード５に接続され、その末端はコネクター９にある。使用中は、コネクター７および９にわたって負荷がかけられる。
【００３０】
アノード３とカソード５との間には、４つの有機半導体サブセル１０、１１、１２、および１３のスタックが存在する。各サブセルは、ドナー層およびアクセプター層を含む。サブセル１０は、サブフタロシアニンのドナー層１４およびフラーレンＣ６０のアクセプター層１５を有する。隣接するセル１１も、サブフタロシアニンのドナー層１６およびフラーレンＣ６０のアクセプター層１７を有する。サブセル１０および１１の間には、ＢＣＰ励起子ブロック層１８および再結合層１９が存在する。サブセル１０および１１は、この実施形態においてはスペクトルの緑色および黄色部分において、実質的に同じ応答特性を有し、サブセル１０および１１が第１のグループ２０を構成している。
【００３１】
サブセル１１およびサブセル１２の間には、ＢＣＰ励起子ブロック層２１および再結合層２２が存在する。
サブセル１２は、クロロ−アルミニウムフタロシアニンのドナー層２３およびフラーレンＣ６０のアクセプター層２４を有する。隣接するセル１３も、クロロ−アルミニウムフタロシアニンのドナー層２５およびフラーレンＣ６０のアクセプター層２６を有する。サブセル１２および１３の間には、ＢＣＰ励起子ブロック層２７および再結合層２８が存在する。サブセル１２および１３は、この実施形態においてはスペクトルの赤色部分において実質的に同じ応答特性を有し、サブセル１２および１３が第２のグループ２９を構成している。アクセプター層２６とアルミニウム電極５との間には、ＢＣＰの励起子ブロック層３０が存在する。
【００３２】
この配列において、サブセル１０、１１、１２、および１３は、図３に示されるように
、アノード３およびカソード５の間で直列に配列されている。
図４は、この実施形態による修正されたデバイス３１を示しており、透明電極３が除去されており、透明基体２の代わりに透明ＩＴＯ基体３２が使用されており、これがアノードとして機能する。
【００３３】
図５は、別の実施形態の有機半導体光起電力デバイス３３を示している。デバイス３３は、光Ｌを受けるように配置された一方の端部に透明基体３４を含み、その上には、この配列でアノードとして機能する半透明電極３５が存在する。この表面上には、酸化モリブデンの中間層３６が存在する。デバイスの他方の端部には、反射アルミニウム電極３７が存在し、これもこのデバイスのアノードとして機能し、導体３８によって電極３５まで接続されている。導体３８の末端はコネクター３９中にある。
【００３４】
アノード３５および３７の間には、４つの有機半導体サブセル４０、４１、４２、および４３のスタックが存在する。各サブセルは、ドナー層およびアクセプター層を含む。サブセル４０は、サブフタロシアニンのドナー層４４およびフラーレンＣ６０のアクセプター層４５を有する。隣接するセル４１も、サブフタロシアニンのドナー層４６およびフラーレンＣ６０のアクセプター層４７を有する。サブセル４０および４１の間には、ＢＣＰ励起子ブロック層４８および再結合層４９が存在する。サブセル４０および４１は、この実施形態においてはスペクトルの緑色および黄色部分において実質的に同じ応答特性を有し、サブセル４０および４１が第１のグループ５０を構成している。
【００３５】
サブセル４１およびサブセル４２の間には、ＢＣＰ励起子ブロック層５１と、この配列ではカソードとして機能する半透明電極５２とが存在する。導体５３は電極５２から始まりコネクター５４中で終了している。使用中には、コネクター３９および５４にわたって負荷がかけられる。
【００３６】
サブセル４２および４３は、サブセル１２および１３中の層と比較すると逆の有機半導体層を有するが、それはアルミニウム電極３７が今回はアノードであり、カソードが電極５２であるからである。この場合、アルミニウム電極に隣接する酸化モリブデン層の代わりに、たとえば三酸化タングステン（ＷＯ３）または酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）の薄層を使用することができる。
【００３７】
サブセル４２は、クロロ−アルミニウムフタロシアニンのドナー層５５およびフラーレンＣ６０のアクセプター層５６を有する。隣接するサブセル４３も、クロロ−アルミニウムフタロシアニンのドナー層５７およびフラーレンＣ６０のアクセプター層５８を有する。サブセル４２および４３の間には、ＢＣＰ励起子ブロック層５９および再結合層６０が存在する。サブセル４２および４３は、この実施形態においてはスペクトルの赤色部分において実質的に同じ応答特性を有し、サブセル４２および４３が第２のグループ６１を構成している。アクセプター層５６と電極５２との間にはＢＣＰの励起子ブロック層６２が存在する。
【００３８】
この配列において、第１のグループ５０のサブセル４０および４１は直列に配列されており、第２のグループ６１のサブセル４２および４３は直列に配列されている。しかし、図６に示されるように、第１のグループと第２のグループとは並列に配列されている。
【００３９】
前述の実施形態においては、各サブセルは、光吸収長未満の厚さを有する。個別のサブセルは、サブセルが応答する波長範囲にわたってすべての入射光をサブピクセルが吸収するには厚さが薄すぎる。
【００４０】
したがって、幅広いスペクトルにわたって改善された効率で動作可能な有機光起電力デ
バイスを提供する。
記載の実施形態は例であり、本発明の主要な特徴の説明を目的としていることを理解されたい。本発明の範囲から逸脱することなく、実施形態に対して多数の修正を行うことができる。
【図３】
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【図６】
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【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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