(57)【要約】【課題】良好な特性を有する有機光電変換素子を提供する。【解決手段】銅フタロシアニンとフッ素化銅フタロシアニンとを含む光電変換層を含み、光電変換層に含まれるフッ素化銅フタロシアニン１分子中に含まれるフッ素原子の数が８以下である有機光電変換素子である。また、銅フタロシアニンを含むｐ型有機半導体層とハロゲン化銅フタロシアニンを含むｎ型有機半導体層との間のハロゲン化銅フタロシアニンを含むｉ型有機半導体層とを含み、ｉ型有機半導体層のハロゲン化銅フタロシアニン１分子中に含まれるハロゲン原子の数がｎ型有機半導体層のハロゲン化銅フタロシアニン１分子中に含まれるハロゲン原子の数よりも少ない有機光電変換素子である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅フタロシアニンとフッ素化銅フタロシアニンとを含むｉ型有機半導体層を含み、
前記ｉ型有機半導体層に含まれる前記フッ素化銅フタロシアニン１分子中に含まれるフッ素原子の数が８以下である、有機光電変換素子。
【請求項２】
ｐ型有機半導体層と、
ｎ型有機半導体層と、をさらに含み、
前記ｉ型有機半導体層が、前記ｐ型有機半導体層と前記ｎ型有機半導体層との間に位置している、請求項１に記載の有機光電変換素子。
【請求項３】
前記ｐ型有機半導体層が銅フタロシアニンを含み、
前記ｎ型有機半導体層がフッ素化銅フタロシアニンを含み、
前記ｎ型有機半導体層に含まれる前記フッ素化銅フタロシアニン１分子中に含まれるフッ素原子の数が８以下である、請求項２に記載の有機光電変換素子。
【請求項４】
前記ｉ型有機半導体層の厚さが１２０ｎｍ以下である、請求項１〜請求項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ｉ型有機半導体層は、前記ｉ型有機半導体層の厚さ方向の少なくとも一部において、前記ｉ型有機半導体層に含まれる前記銅フタロシアニンと前記フッ素化銅フタロシアニンとの組成比が変化する部分を有する、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の有機光電変換素子。
【請求項６】
ｐ型有機半導体層と、
ｎ型有機半導体層と、
前記ｐ型有機半導体層と前記ｎ型有機半導体層との間のｉ型有機半導体層とを含み、
前記ｐ型有機半導体層が銅フタロシアニンを含み、
前記ｎ型有機半導体層がハロゲン化銅フタロシアニンを含み、
前記ｉ型有機半導体層がハロゲン化銅フタロシアニンを含み、
前記ｉ型有機半導体層の前記ハロゲン化銅フタロシアニン１分子中に含まれるハロゲン原子の数が、前記ｎ型有機半導体層の前記ハロゲン化銅フタロシアニン１分子中に含まれるハロゲン原子の数よりも少ない、有機光電変換素子。
【請求項７】
前記ｎ型有機半導体層の前記ハロゲン化銅フタロシアニンおよび前記ｉ型有機半導体層の前記ハロゲン化銅フタロシアニンがそれぞれフッ素化銅フタロシアニンである、請求項６に記載の有機光電変換素子。
【請求項８】
前記ｉ型有機半導体層の前記フッ素化銅フタロシアニン１分子中に含まれる前記フッ素原子の数が８であって、前記ｎ型有機半導体層の前記フッ素化銅フタロシアニン１分子中に含まれる前記フッ素原子の数が１６である、請求項７に記載の有機光電変換素子。
【請求項９】
前記ｐ型有機半導体層の厚さと、前記ｎ型有機半導体層の厚さと、前記ｉ型有機半導体層の厚さとの合計が６０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である、請求項６〜請求項８のいずれか１項に記載の有機光電変換素子。
【請求項１０】
前記ｐ型有機半導体層の厚さおよび前記ｎ型有機半導体層の厚さがそれぞれ前記ｉ型有機半導体層の厚さよりも薄い、請求項６〜請求項９のいずれか１項に記載の有機光電変換素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機光電変換素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機薄膜太陽電池などの有機半導体を用いた有機光電変換素子の開発が活発になってきている。有機光電変換素子の利点としては、無機半導体を用いた無機光電変換素子と比べて、安価であること、フレキシブルであること、および製造が容易であることなどが挙げられる。しかしながら、有機光電変換素子は、無機光電変換素子よりも寿命が短いことから、さらなる長寿命化および耐久性の向上が要望されている。
【０００３】
たとえば非特許文献１には、銅フタロシアニン（以下、「ＣｕＰｃ」と表記することもある。）からなるｐ型有機半導体層と、１分子中に含まれるフッ素原子の数が１６であるフッ素化銅フタロシアニン（以下、「Ｆ16ＣｕＰｃ」と表記することもある。）からなるｎ型有機半導体層とを接合することによってｐｎ接合が形成されたｐｎ構造を有する有機薄膜太陽電池が開示されている。また、非特許文献１には、ＣｕＰｃとＦ16ＣｕＰｃとのブレンド層を光電変換層として用いたｐｎブレンド構造を有する有機薄膜太陽電池も開示されている。
【０００４】
図１７に、非特許文献１に記載のｐｎ構造を有する有機薄膜太陽電池の模式的な断面図を示す。図１７に示すように、非特許文献１に記載のｐｎ構造を有する有機薄膜太陽電池は、基板１１１と、基板１１１上の第１電極層１１２と、第１電極層１１２上のＣｕＰｃ層１１３と、ＣｕＰｃ層１１３上のＦ16ＣｕＰｃ層１１５と、Ｆ16ＣｕＰｃ層１１５上の第２電極層１１６とを備えている。
【０００５】
また、図１８に、非特許文献１に記載のｐｎブレンド構造を有する有機薄膜太陽電池の模式的な断面図を示す。図１８に示すように、非特許文献１に記載のｐｎブレンド構造を有する有機薄膜太陽電池は、基板１１１と、基板１１１上の第１電極層１１２と、第１電極層１１２上のＣｕＰｃとＦ16ＣｕＰｃとのブレンド層１１４と、ＣｕＰｃとＦ16ＣｕＰｃとのブレンド層１１４上の第２電極層１１６とを備えている。
【０００６】
また、たとえば特許文献１には、ＣｕＰｃからなるｐ型有機半導体層と、１分子中に含まれるフッ素原子の数が８であるフッ素化銅フタロシアニン（以下、「Ｆ8ＣｕＰｃ」と表記することもある。）からなるｎ型有機半導体層とを接合することによってｐｎ接合が形成されたｐｎ構造を有する有機薄膜太陽電池が開示されている。
【０００７】
図１９に、特許文献１に記載のｐｎ構造を有する有機薄膜太陽電池の模式的な断面図を示す。図１９に示すように、特許文献１に記載のｐｎ構造を有する有機薄膜太陽電池は、ガラスからなる基板１１１と、基板１１１上のＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる第１電極層１１２と、第１電極層１１２上のＣｕＰｃ層１１３と、ＣｕＰｃ層１１３上のＦ8ＣｕＰｃ層２１５と、Ｆ8ＣｕＰｃ層２１５上の銀からなる第２電極層１１６とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特表２０１１−５０４２９２号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Andreas Opitz et al., “Mixed crystalline films of co-evaporated hydrogen- and fluorine-terminated phthalocyanines and their application in photovoltaic devices”, Organic Electronics, Volume 10, Issue 7, November 2009, Pages 1259-1267
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、図１７に示す非特許文献１に記載のｐｎ構造を有する有機薄膜太陽電池は良好な特性を有していなかった。その理由としては、図１７に示す非特許文献１に記載のｐｎ構造を有する有機薄膜太陽電池については、ｐｎ接合界面の面積が小さいことが考えられる。
【００１１】
また、図１８に示す非特許文献１に記載のｐｎブレンド構造を有する有機薄膜太陽電池については、ＣｕＰｃとＦ16ＣｕＰｃとが分子レベルで混合されることによりｐｎ接合界面の面積が大きくなると考えられる。しかしながら、実際には、図１８に示す非特許文献１に記載のｐｎブレンド構造を有する有機薄膜太陽電池も、良好な特性を有していなかった。
【００１２】
さらに、図１９に示す特許文献１に記載のｐｎ構造を有する有機薄膜太陽電池についても、ＣｕＰｃ層１１３とＦ8ＣｕＰｃ層２１５との接合界面の面積が小さいため、良好な特性を有していなかった。
【００１３】
上記の事情に鑑みて、本発明の一形態の目的は、良好な特性を有する有機光電変換素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の一形態は、銅フタロシアニンとフッ素化銅フタロシアニンとを含む光電変換層を含み、光電変換層に含まれるフッ素化銅フタロシアニン１分子中に含まれるフッ素原子の数が８以下である有機光電変換素子である。
【００１５】
本発明の他の一形態は、ｐ型有機半導体層と、ｎ型有機半導体層と、ｐ型有機半導体層とｎ型有機半導体層との間のｉ型有機半導体層とを含み、ｐ型有機半導体層が銅フタロシアニンを含み、ｎ型有機半導体層がハロゲン化銅フタロシアニンを含み、ｉ型有機半導体層がハロゲン化銅フタロシアニンを含み、ｉ型有機半導体層のハロゲン化銅フタロシアニン１分子中に含まれるハロゲン原子の数が、ｎ型有機半導体層のハロゲン化銅フタロシアニン１分子中に含まれるハロゲン原子の数よりも少ない有機光電変換素子である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の一形態の目的は、良好な特性を有する有機光電変換素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施の形態１の有機光電変換素子の模式的な断面図である。
【図２】実施の形態１の有機光電変換素子の製造方法の一例のフローチャートである。
【図３】基板上に第１電極層を形成する工程の一例を図解する模式的な断面図である。
【図４】第１電極層上にｐ型有機半導体層を形成する工程の一例を図解する模式的な断面図である。
【図５】ｐ型有機半導体層上にｉ型有機半導体層を形成する工程の一例を図解する模式的な断面図である。
【図６】ｉ型有機半導体層上にｎ型有機半導体層を形成する工程の一例を図解する模式的な断面図である。
【図７】ＣｕＰｃとＦ8ＣｕＰｃの吸収スペクトルの比較図である。
【図８】実施の形態２の有機光電変換素子の模式的な断面図である。
【図９】実施の形態２の有機光電変換素子の製造方法の一例のフローチャートである。
【図１０】基板上に第２電極層を形成する工程の一例を図解する模式的な断面図である。
【図１１】第２電極層上にｎ型有機半導体層を形成する工程の一例を図解する模式的な断面図である。
【図１２】ｎ型有機半導体層上にｉ型有機半導体層を形成する工程の一例を図解する模式的な断面図である。
【図１３】ｉ型有機半導体層上にｐ型有機半導体層を形成する工程の一例を図解する模式的な断面図である。
【図１４】実施の形態３の有機光電変換素子の模式的な断面図である。
【図１５】実施の形態３の有機光電変換素子の製造方法の一例のフローチャートである。
【図１６】第１電極層上にｉ型有機半導体層を形成する工程の一例を図解する模式的な断面図である。
【図１７】非特許文献１に記載のｐｎ構造を有する有機薄膜太陽電池の模式的な断面図である。
【図１８】非特許文献１に記載のｐｎブレンド構造を有する有機薄膜太陽電池の模式的な断面図である。
【図１９】特許文献１に記載のｐｎ構造を有する有機薄膜太陽電池の模式的な断面図である。
【図２０】ＣｕＰｃとＦ16ＣｕＰｃの吸収スペクトルの比較図である。
【図２１】実施の形態４の有機光電変換素子の模式的な断面図である。
【図２２】非特許文献１の有機薄膜太陽電池のエネルギーバンド図である。
【図２３】実施の形態４の有機光電変換素子のエネルギーバンド図である。
【図２４】実施例１２の有機光電変換素子の模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一例である実施の形態について説明する。なお、実施の形態の説明に用いられる図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。
【００１９】
［実施の形態１］
＜構成＞
図１に、本発明の一例である実施の形態１の有機光電変換素子の模式的な断面図を示す。図１に示すように、実施の形態１の有機光電変換素子は、基板１１と、基板１１上に設けられた第１電極層１２と、第１電極層１２上に設けられたｐ型有機半導体層１３と、ｐ型有機半導体層１３上に設けられたｉ型有機半導体層１４と、ｉ型有機半導体層１４上に設けられたｎ型有機半導体層１５と、ｎ型有機半導体層１５上に設けられた第２電極層１６とを備えている。
【００２０】
＜基板＞
基板１１は、基板１１上のｐ型有機半導体層１３とｉ型有機半導体層１４とｎ型有機半導体層１５とを保持することができるものであれば特に限定されないが、たとえばガラスなどを用いることができる。
【００２１】
＜第１電極層＞
第１電極層１２は、光の入射により有機光電変換素子の内部で生じたキャリアを取り出す役割を担っている。そのため、第１電極層１２としては、キャリアの輸送損失をできるだけ防ぐという目的から、抵抗率が低い材料を用いることが好ましい。第１電極層１２は、たとえば、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）、Ｎｉ（ニッケル）およびＡｌ（アルミニウム）からなる群から選択された少なくとも１種の金属層、および／またはＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide）およびＺｎＯ（酸化亜鉛）からなる群から選択された少なくとも１種の透明導電酸化物層を含んでいてもよい。なお、キャリアの輸送損失をできるだけ防ぐ観点から、第１電極層１２とｐ型有機半導体層１３との間には、良好なオーミック接触が形成されていることが好ましい。
【００２２】
＜ｐ型有機半導体層＞
ｐ型有機半導体層１３は、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）層を用いることが好ましい。なかでもＣｕＰｃ層中のＣｕＰｃの結晶相がα結晶相であることが好ましい。ｐ型有機半導体層１３として、ＣｕＰｃの結晶相がα結晶相であるＣｕＰｃ層を用いた場合には、実施の形態１の有機光電変換素子の変換効率をより向上することができる。たとえば１２０℃の基板温度でＣｕＰｃ層を形成した場合には、ＣｕＰｃ層中のＣｕＰｃの結晶相をα結晶相とすることができる。また、α結晶相であるＣｕＰｃをたとえば２５０℃でアニールした場合には、ＣｕＰｃの結晶相はβ結晶相となる。ｐ型有機半導体層１３として、ＣｕＰｃ層中のＣｕＰｃの結晶相がβ結晶相であるＣｕＰｃ層を用いることもできるが、この場合には、α結晶相のＣｕＰｃを用いた場合と比べて、実施の形態１の有機光電変換素子の変換効率が低下する傾向にある。
【００２３】
ｐ型有機半導体層１３の厚さは、特に限定されないが、１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であることが好ましく、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることがより好ましい。ｐ型有機半導体層１３の厚さが１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である場合、特に５ｎｍ以上１００ｎｍ以下である場合には、ｐ型有機半導体層１３の抵抗を小さくすることができるために、ｉ型有機半導体層１４への光の入射により発生したキャリア（正孔）が第１電極層１２に到達するまでに失活するのを抑えることができる。
【００２４】
ｐ型有機半導体層１３の構成は、特に限定されず、たとえばＣｕＰｃ層の成膜時の蒸着レートを変更することなどによって、ｐ型有機半導体層１３の内部の結晶構造および／または電気的特性を異ならせたものとすることができる。ｐ型有機半導体層１３は、たとえば、結晶構造および／または電気的特性の異なる複数のＣｕＰｃ層の積層体を含んでいてもよい。また、ｐ型有機半導体層１３は、たとえば、結晶構造および／または電気的特性を段階的に変化させたＣｕＰｃ層を含んでいてもよい。また、ｐ型有機半導体層１３は、たとえば、導電性を向上させるために有機物または無機物からなるドーパントを添加したＣｕＰｃ層を含んでいてもよい。
【００２５】
＜ｉ型有機半導体層＞
ｉ型有機半導体層１４は、主に、太陽光などの光を吸収してキャリアを発生させる役割を担う。ｉ型有機半導体層１４は、ｐ型の有機半導体材料の一例であるＣｕＰｃとｎ型の有機半導体材料の一例であるフッ素化銅フタロシアニン（ＦxＣｕＰｃ）との混合層から構成される。ここで、ＦxＣｕＰｃの１分子中に含まれるフッ素（Ｆ）原子の数ｘは８以下（ｘ≦８）である。ＦxＣｕＰｃの１分子中に含まれるＦ原子の数ｘを８以下とすることによって、ＣｕＰｃとＦxＣｕＰｃとを良好に混合させることができることから、良好な特性を有する有機光電変換素子とすることができる。
【００２６】
ｉ型有機半導体層１４の厚さｔも、特に限定されないが、１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であることが好ましく、１ｎｍ以上１２０ｎｍ以下であることがより好ましく、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることがさらに好ましい。ｉ型有機半導体層１４の厚さｔを１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下、１ｎｍ以上１２０ｎｍ以下、特に５ｎｍ以上１００ｎｍ以下とするにしたがって、実施の形態１の有機光電変換素子の特性を向上させることができる。
【００２７】
ｉ型有機半導体層１４のＣｕＰｃとＦxＣｕＰｃとの組成比（（ＣｕＰｃの分子数）／（ＦxＣｕＰｃの分子数））は特に限定されないが、ｉ型有機半導体層１４の厚さ方向の少なくとも一部において、ＣｕＰｃとＦxＣｕＰｃとの組成比が変化する部分を有することが好ましい。たとえば、ｐ型有機半導体層１３側からｎ型有機半導体層１５側にかけてＣｕＰｃとＦxＣｕＰｃとの組成比を連続的または段階的に小さくしていった場合には、ｉ型有機半導体層１４で生じたキャリアをよりスムーズに取り出すことができるため、実施の形態１の有機光電変換素子の特性をより向上させることができる。ｉ型有機半導体層１４の厚さ方向の少なくとも一部にＣｕＰｃとＦxＣｕＰｃとの組成比が変化する部分を形成する方法としては、たとえば、ｉ型有機半導体層１４の形成時にＣｕＰｃとＦxＣｕＰｃとの蒸着レートを変更する方法などを挙げることができる。
【００２８】
また、ｉ型有機半導体層１４は、たとえば、結晶構造および／または電気的特性の異なる複数のＣｕＰｃとＦxＣｕＰｃとの混合層の積層体を含んでいてもよい。また、ｉ型有機半導体層１４は、たとえば、結晶構造および／または電気的特性を段階的に変化させたＣｕＰｃとＦxＣｕＰｃとの混合層を含んでいてもよい。また、ｉ型有機半導体層１４は、たとえば、導電性を向上させるために有機物または無機物からなるドーパントを添加したＣｕＰｃとＦxＣｕＰｃとの混合層を含んでいてもよい。
【００２９】
＜ｎ型有機半導体層＞
ｎ型有機半導体層１５は、ｎ型の有機半導体材料であれば特に限定されないが、フッ素化銅フタロシアニン（ＦxＣｕＰｃ）層を用いることが好ましい。ここで、ＦxＣｕＰｃの１分子中に含まれるフッ素（Ｆ）原子の数ｘは８以下（ｘ≦８）である。ｎ型有機半導体層１５の厚さは、特に限定されないが、１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であることが好ましく、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることがより好ましい。ｎ型有機半導体層１５の厚さが１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である場合、特に５ｎｍ以上１００ｎｍ以下である場合には、ｎ型有機半導体層１５の抵抗を小さくすることができるために、ｉ型有機半導体層１４への光の入射により発生したキャリア（電子）が第２電極層１６に到達するまでに失活するのを抑えることができる。
【００３０】
ｎ型有機半導体層１５の構成は、特に限定されず、たとえばＦxＣｕＰｃ層の成膜時の蒸着レートを変更することなどによって、ｎ型有機半導体層１５の内部の結晶構造および／または電気的特性を異ならせたものとすることができる。ｎ型有機半導体層１５は、たとえば、結晶構造および／または電気的特性の異なる複数のＦxＣｕＰｃ層の積層体を含んでいてもよい。また、ｎ型有機半導体層１５は、たとえば、結晶構造および／または電気的特性を段階的に変化させたＦxＣｕＰｃ層を含んでいてもよい。また、ｎ型有機半導体層１５は、たとえば、導電性を向上させるために有機物または無機物からなるドーパントを添加したＦxＣｕＰｃ層を含んでいてもよい。
【００３１】
また、ｎ型有機半導体層１５のＦxＣｕＰｃ層のフッ素原子の数ｘは、ｉ型有機半導体層１４のＦxＣｕＰｃのフッ素原子の数ｘ以上であること（（ｎ型有機半導体層１５のＦxＣｕＰｃ層のフッ素原子の数ｘ）≧（ｉ型有機半導体層１４のＦxＣｕＰｃのフッ素原子の数ｘ））が好ましい。この場合には、ｉ型有機半導体層１４からｎ型有機半導体層１５への電子注入のエネルギー障壁が小さいために、光の入射によりｉ型有機半導体層１４で発生したキャリア（電子）をスムーズにｎ型有機半導体層１５に移動させることができる。
【００３２】
＜第２電極層＞
第２電極層１６は、光の入射により有機光電変換素子の内部で生じたキャリアを取り出す役割を担っている。そのため、第２電極層１６としては、キャリアの輸送損失をできるだけ防ぐという目的から、抵抗率が低い材料を用いることが好ましい。第２電極層１６は、たとえば、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）、Ｍｇ（マグネシウム）およびＡｌ（アルミニウム）からなる群から選択された少なくとも１種の金属層、および／またはＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide）およびＺｎＯ（酸化亜鉛）からなる群から選択された少なくとも１種の透明導電酸化物層を含んでいてもよい。なお、キャリアの輸送損失をできるだけ防ぐ観点から、第２電極層１６とｎ型有機半導体層１５との間には、良好なオーミック接触が形成されていることが好ましい。
【００３３】
＜製造方法＞
図２に、実施の形態１の有機光電変換素子の製造方法の一例のフローチャートを示す。図２に示すように、実施の形態１の有機光電変換素子の製造方法は、基板１１上に第１電極層１２を形成する工程（Ｓ１１）と、第１電極層１２上にｐ型有機半導体層１３を形成する工程（Ｓ２１）と、ｐ型有機半導体層１３上にｉ型有機半導体層１４を形成する工程（Ｓ３１）と、ｉ型有機半導体層１４上にｎ型有機半導体層１５を形成する工程（Ｓ４１）と、ｎ型有機半導体層１５上に第２電極層１６を形成する工程（Ｓ５１）とを含んでおり、Ｓ１１、Ｓ２１、Ｓ３１、Ｓ４１およびＳ５１の順に行なわれる。なお、実施の形態１の有機光電変換素子の製造方法には、Ｓ１１、Ｓ２１、Ｓ３１、Ｓ４１およびＳ５１以外の工程が含まれていてもよく、Ｓ１１、Ｓ２１、Ｓ３１、Ｓ４１およびＳ５１が行なわれる順序もこれに限定されるものではない。
【００３４】
＜基板上に第１電極層を形成する工程＞
基板１１上に第１電極層１２を形成する工程（Ｓ１１）は、たとえば図３の模式的断面図に示すように、基板１１上に第１電極層１２を形成することにより行なうことができる。第１電極層１２の形成方法は、特に限定されないが、たとえば、抵抗加熱式真空蒸着法若しくは電子ビーム式真空蒸着法などの真空蒸着法、スパッタリング法、ＭＯＣＶＤ（Metal  Organic  Chemical  Vapor  Deposition）法、またはＭＢＥ（Molecular  Beam  Epitaxy）法などを用いることができる。また、第１電極層１２をパターニングする場合には、たとえば、フォトプロセスを用いたエッチング法、リフトオフ法、または、メタルマスクを用いて堆積させる方法などの既存の方法を用いることができる。
【００３５】
＜第１電極層上にｐ型有機半導体層を形成する工程＞
第１電極層１２上にｐ型有機半導体層１３を形成する工程（Ｓ２１）は、たとえば図４の模式的断面図に示すように、第１電極層１２上にｐ型有機半導体層１３を形成することにより行なうことができる。ｐ型有機半導体層１３の形成方法は、特に限定されないが、たとえば、抵抗加熱式真空蒸着法、または塗布法などを用いることができる。
【００３６】
抵抗加熱式真空蒸着法によりｐ型有機半導体層１３を形成する場合の蒸着レートは、特に限定されないが、たとえば０．００１ｎｍ／ｓ以上１ｎｍ／ｓ以下とすることができる。この蒸着レートは、ｐ型有機半導体層１３の形成中に変更してもよい。また、ｐ型有機半導体層１３の蒸着時に、たとえば、室温（２５℃）〜３５０℃程度の温度で、基板１１を加熱してもよい。
【００３７】
また、塗布法によりｐ型有機半導体層１３を形成する場合には、たとえば、トルエンまたは１，３，５−トリクロロベンゼンなどの有機溶媒にＣｕＰｃを溶解（あるいは分散）し、スピンコートまたはキャスト法等で塗布すること等によって形成してもよい。
【００３８】
＜ｐ型有機半導体層上にｉ型有機半導体層を形成する工程＞
ｐ型有機半導体層１３上にｉ型有機半導体層１４を形成する工程（Ｓ３１）は、たとえば図５の模式的断面図に示すように、ｐ型有機半導体層１３上にｉ型有機半導体層１４を形成することにより行なうことができる。
【００３９】
ｉ型有機半導体層１４の形成方法は特に限定されないが、たとえばＣｕＰｃとＦxＣｕＰｃの抵抗加熱式真空蒸着法を用いた共蒸着などによって行うことができる。ＣｕＰｃとＦxＣｕＰｃとの共蒸着によりｉ型有機半導体層１４を形成する場合のＣｕＰｃおよびＦxＣｕＰｃの蒸着レートは、特に限定されないが、たとえば０．００１ｎｍ／ｓ以上１ｎｍ／ｓ以下とすることができる。ここで、共蒸着における蒸着レートは、分子によって異なる蒸着レートを用いてもよく、ｉ型有機半導体層１４の形成中にそれぞれの分子の蒸着レートを変更してもよい。たとえば、ＣｕＰｃとＦxＣｕＰｃとの組成比（ＣｕＰｃ／ＦxＣｕＰｃ）をｉ型有機半導体層１４の形成初期では１よりも大きな値とし、ｉ型有機半導体層１４の形成後期では１よりも小さな値となるように、連続的または段階的に、各分子の蒸着レートを変更していってもよい。また、ｉ型有機半導体層１４の蒸着時に、たとえば、室温（２５℃）〜３５０℃程度の温度で、基板１１を加熱してもよい。
【００４０】
＜ｉ型有機半導体層上にｎ型有機半導体層を形成する工程＞
ｉ型有機半導体層１４上にｎ型有機半導体層１５を形成する工程（Ｓ４１）は、たとえば図６の模式的断面図に示すように、ｉ型有機半導体層１４上にｎ型有機半導体層１５を形成することにより行なうことができる。
【００４１】
ｎ型有機半導体層１５の形成方法は特に限定されないが、たとえばＦxＣｕＰｃの抵抗加熱式真空蒸着法を用いた真空蒸着により形成することができる。抵抗加熱式真空蒸着法によりｎ型有機半導体層１５を形成する場合の蒸着レートは、特に限定されないが、たとえば０．００１ｎｍ／ｓ以上１ｎｍ／ｓ以下とすることができる。この蒸着レートは、ｎ型有機半導体層１５の形成中に変更してもよい。また、ｎ型有機半導体層１５の蒸着時に、たとえば、室温（２５℃）〜３５０℃程度の温度で、基板１１を加熱してもよい。
【００４２】
＜ｎ型有機半導体層上に第２電極層を形成する工程＞
ｎ型有機半導体層１５上に第２電極層１６を形成する工程（Ｓ５１）は、たとえば図１に示すように、ｎ型有機半導体層１５上に第２電極層１６を形成することにより行なうことができる。
【００４３】
第２電極層１６の形成方法は特に限定されないが、たとえば、抵抗加熱式真空蒸着法若しくは電子ビーム式真空蒸着法などの真空蒸着法、スパッタリング法、ＭＯＣＶＤ法、またはＭＢＥ法などを用いることができる。また、第２電極層１６をパターニングする場合には、たとえば、フォトプロセスを用いたエッチング法、リフトオフ法、または、メタルマスクを用いて堆積させる方法などの既存の方法を用いることができる。
【００４４】
以上により、図１に示す実施の形態１の有機光電変換素子が製造される。上記のようにして製造された実施の形態１の有機光電変換素子は、基板１１側から光が入射することによって、有機光電変換素子で発生したキャリアを第１電極層１２および第２電極層１６から取り出すスーパーストレート型の有機薄膜太陽電池とすることができる。
【００４５】
＜具体的な実施形態＞
実施の形態１の有機光電変換素子の具体的な実施形態としては、基板１１がガラスからなり、第１電極層１２がＩＴＯからなり、ｐ型有機半導体層１３が厚さ４０ｎｍのＣｕＰｃ層からなり、ｉ型有機半導体層１４が厚さ２０ｎｍのＣｕＰｃとＦxＣｕＰｃとの混合層からなり、ｎ型有機半導体層１５が厚さ４０ｎｍのＦ8ＣｕＰｃからなり、第２電極層１６がＡｇからなる実施形態が挙げられる。
【００４６】
＜その他の実施形態＞
なお、実施の形態１の有機光電変換素子の製造方法において、ｐ型有機半導体層１３およびｎ型有機半導体層１５の少なくとも一方の層を形成する工程を省略することによって実施の形態１の有機光電変換素子が、ｐ型有機半導体層１３およびｎ型有機半導体層１５の少なくとも一方の層を有していなくてもよい。
【００４７】
実施の形態１の有機光電変換素子は、上記の要素（基板１１、第１電極層１２、ｐ型有機半導体層１３、ｉ型有機半導体層１４、ｐ型有機半導体層１５および第２電極層１６）以外の要素を有していてもよい。このような要素は、特に限定されないが、たとえば、基板１１上に設けられた反射防止層であってもよく、有機光電変換素子を封止するように設けられた封止層であってもよい。基板１１上に設けられた反射防止層としては、たとえば、微細な凹凸形状を有するＭｇＦ2またはＳｉＯ2などを用いることができる。また、封止層としては、たとえば、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）樹脂またはエポキシ樹脂などを用いることができる。
【００４８】
＜作用効果＞
有機薄膜太陽電池は安定性が課題である。安定性の高いｐ型有機半導体材料としてはＣｕＰｃが知られており、安定性の高いｎ型有機半導体材料としてはＦxＣｕＰｃが知られている。したがって、これらの材料を用いた場合には、安定性の高い有機薄膜太陽電池を作製できることが期待される。
【００４９】
しかしながら、従来の図１７〜図１９に記載の有機薄膜太陽電池においては、変換効率などの特性が低くなるという問題があった。特に、図１８に示す非特許文献１に記載の有機薄膜太陽電池は、光電変換層として、ＣｕＰｃとＦ16ＣｕＰｃとを混合してなるブレンド層１１４を用いていることから、図１７および図１９に示す有機薄膜太陽電池と比べてｐｎ接合界面の面積を大きくすることができる。そのため、図１８に示す非特許文献１に記載の有機薄膜太陽電池は、図１７および図１９に示す有機薄膜太陽電池よりも、良好な特性を有すると考えられる。しかしながら、実際には、図１８に示す非特許文献１に記載の有機薄膜太陽電池は必ずしも十分に良好な特性を有しているとは言えなかった。
【００５０】
そこで、本発明者らが図１８に示す非特許文献１に記載のｐｎブレンド構造を有する有機薄膜太陽電池が十分に良好な特性を有していない原因について調査した結果、図２０に示すように、有機薄膜太陽電池のｐｎブレンド構造を構成するＣｕＰｃ単膜およびＦ16ＣｕＰｃ単膜のそれぞれの吸収スペクトルの形状が異なっていることが判明した。この結果から、ＣｕＰｃとＦ16ＣｕＰｃとの結晶構造が異なっており、図１８に示す有機薄膜太陽電池のｐｎブレンド構造においては、ＣｕＰｃとＦ16ＣｕＰｃとが良好に混ざり合っておらず、ｐｎ接合界面の面積が大きくなっていないことから、有機薄膜太陽電池の特性が十分に良好でないものと考えられる。
【００５１】
そこで、本発明者らが鋭意検討した結果、図７に示すように、ＣｕＰｃ単膜とＦ8ＣｕＰｃ単膜の吸収スペクトルの形状がほぼ同一であることから、ＣｕＰｃとＦ8ＣｕＰｃとの結晶構造はほぼ同一であることを見い出した。これにより、ＣｕＰｃとＦ8ＣｕＰｃとを混合した場合には、ＣｕＰｃとＦ16ＣｕＰｃとを混合した場合と比べて、これらを良好に混ぜ合わせることができる。
【００５２】
したがって、ＣｕＰｃとＦ8ＣｕＰｃとの混合層をｉ型有機半導体層１４に用いた実施の形態１の有機光電変換素子は、図１８に示すＣｕＰｃとＦ16ＣｕＰｃとを混合することによって形成したｐｎブレンド構造のブレンド層１１４を有する有機薄膜太陽電池と比べて、ｐｎ接合界面の面積を大きくすることができる。それゆえ、実施の形態１の有機光電変換素子は、図１８に示す従来の有機薄膜太陽電池よりも良好な特性を有する。
【００５３】
なお、Ｆ16ＣｕＰｃとＦ8ＣｕＰｃとの結晶構造の差異は、ＦxＣｕＰｃの１分子中に含まれるＦ原子の数ｘが大きく影響しており、ＦxＣｕＰｃの１分子中に含まれるＦ原子の数ｘが小さければ、ＦxＣｕＰｃの結晶構造は、ＣｕＰｃの結晶構造に類似したものになると考えられる。したがって、ＦxＣｕＰｃの１分子中に含まれるＦ原子の数ｘが８以下である場合にはいずれも、ＣｕＰｃとＦ8ＣｕＰｃとの結晶構造の類似性と同様の結晶構造の類似性が得られると考えられる。また、フッ素化銅フタロシアニンと言うためには、分子中に少なくとも１個のフッ素原子が必要となる。したがって、実施の形態１の有機光電変換素子のｉ型有機半導体層１４に用いられるＦxＣｕＰｃの１分子中に含まれるＦ原子の数ｘは１以上８以下（１≦ｘ≦８）であればよい。
【００５４】
なお、図７および図２０に示す吸収スペクトルの測定に用いられたＣｕＰｃは、以下の構造式（Ｉ）で表わされる。
【００５５】
【化１】
2015130480.tif 000003
【００５６】
また、図７に示す吸収スペクトルの測定に用いられたＦ8ＣｕＰｃは、Ｆ8ＣｕＰｃ（β，β）であって、Ｆ8ＣｕＰｃ（β，β）は、以下の構造式（ＩＩ）で表わされる。
【００５７】
【化２】
2015130480.tif 000004
【００５８】
なお、Ｆ8ＣｕＰｃにおいて、ベンゼン環のＣｕ中心から近い部分をα位とし、遠い部分をβ位と定義して、１つのベンゼン環につき、β位が２つ置換されたものを（β，β）と表記するものとする。
【００５９】
Ｆ8ＣｕＰｃの異性体としては、Ｆ8ＣｕＰｃ（α，β）もあり、Ｆ8ＣｕＰｃ（α，β）は、以下の構造式（ＩＩＩ）で表わされる。なお、１つのベンゼン環につき、α位およびβ位が１つずつ置換されたものを（α，β）と表記する。
【００６０】
【化３】
2015130480.tif 000005
【００６１】
また、ＦxＣｕＰｃの１分子中に含まれるＦ原子の数ｘが８以下である一例としては、以下の構造式（ＩＶ）で表わされるＦ4ＣｕＰｃ（β）が挙げられる。なお、１つのベンゼン環につき、β位が１つ置換されたものを（β）と表記する。
【００６２】
【化４】
2015130480.tif 000006
【００６３】
なお、図２０に示す吸収スペクトルの測定に用いられたＦ16ＣｕＰｃは、以下の構造式（Ｖ）で表わされる。
【００６４】
【化５】
2015130480.tif 000007
【００６５】
［実施の形態２］
＜構成＞
図８に、本発明の他の一例である実施の形態２の有機光電変換素子の模式的な断面図を示す。図８に示すように、実施の形態２の有機光電変換素子は、サブストレート型の有機薄膜太陽電池である点に特徴がある。
【００６６】
実施の形態２の有機光電変換素子は、基板１１と、基板１１上に設けられた第２電極層１６と、第２電極層１６上に設けられたｎ型有機半導体層１５と、ｎ型有機半導体層１５上に設けられたｉ型有機半導体層１４と、ｉ型有機半導体層１４上に設けられたｐ型有機半導体層１３と、ｐ型有機半導体層１３上に設けられた第１電極層１２とを備えている。また、ｎ型有機半導体層１５はＦxＣｕＰｃ層からなり、ｉ型有機半導体層１４はＣｕＰｃとＦxＣｕＰｃとの混合層からなり、ｐ型有機半導体層１３はＣｕＰｃ層からなっている。
【００６７】
＜製造方法＞
図９に、実施の形態２の有機光電変換素子の製造方法の一例のフローチャートを示す。図９に示すように、実施の形態２の有機光電変換素子の製造方法は、基板１１上に第２電極層１６を形成する工程（Ｓ１２）と、第２電極層１６上にｎ型有機半導体層１５を形成する工程（Ｓ２２）と、ｎ型有機半導体層１５上にｉ型有機半導体層１４を形成する工程（Ｓ３２）と、ｉ型有機半導体層１４上にｐ型有機半導体層１３を形成する工程（Ｓ４２）と、ｐ型有機半導体層１３上に第１電極層１２を形成する工程（Ｓ５２）とを含んでおり、Ｓ１２、Ｓ２２、Ｓ３２、Ｓ４２およびＳ５２の順に行なわれる。なお、実施の形態２の有機光電変換素子の製造方法には、Ｓ１２、Ｓ２２、Ｓ３２、Ｓ４２およびＳ５２以外の工程が含まれていてもよく、Ｓ１２、Ｓ２２、Ｓ３２、Ｓ４２およびＳ５２が行なわれる順序もこれに限定されるものではない。
【００６８】
＜基板上に第２電極層を形成する工程＞
基板１１上に第２電極層１６を形成する工程（Ｓ１２）は、たとえば図１０の模式的断面図に示すように、基板１１上に第２電極層１６を形成することにより行なうことができる。第２電極層１６の形成方法についての説明は、実施の形態１と同様である。
【００６９】
＜第２電極層上にｎ型有機半導体層を形成する工程＞
第２電極層１６上にｎ型有機半導体層１５を形成する工程（Ｓ２２）は、たとえば図１１の模式的断面図に示すように、第２電極層１６上にｎ型有機半導体層１５を形成することにより行なうことができる。ｎ型有機半導体層１５の形成方法についての説明は、実施の形態１と同様である。
【００７０】
＜ｎ型有機半導体層上にｉ型有機半導体層を形成する工程＞
ｎ型有機半導体層１５上にｉ型有機半導体層１４を形成する工程（Ｓ３２）は、たとえば図１２の模式的断面図に示すように、ｎ型有機半導体層１５上にｉ型有機半導体層１４を形成することにより行なうことができる。ｉ型有機半導体層１４の形成方法についての説明は、実施の形態１と同様である。
【００７１】
＜ｉ型有機半導体層上にｐ型有機半導体層を形成する工程＞
ｉ型有機半導体層１４上にｐ型有機半導体層１３を形成する工程（Ｓ４２）は、たとえば図１３の模式的断面図に示すように、ｉ型有機半導体層１４上にｐ型有機半導体層１３を形成することにより行なうことができる。ｐ型有機半導体層１３の形成方法についての説明は、実施の形態１と同様である。
【００７２】
＜ｐ型有機半導体層上に第１電極層を形成する工程＞
ｐ型有機半導体層１３上に第１電極層１２を形成する工程（Ｓ５２）は、たとえば図８に示すように、ｐ型有機半導体層１３上に第１電極層１２を形成することにより行なうことができる。第１電極層１２の形成方法についての説明は、実施の形態１と同様である。
【００７３】
以上により、図８に示す実施の形態２の有機光電変換素子が製造される。上記のようにして製造された実施の形態２の有機光電変換素子は、第１電極層１２側から光が入射することによって、ｉ型有機半導体層１４で発生したキャリアを第１電極層１２および第２電極層１６から取り出すサブストレート型の有機薄膜太陽電池とすることができる。
【００７４】
＜作用効果＞
実施の形態２の有機光電変換素子においても、実施の形態１の有機光電変換素子と同様に、ｉ型有機半導体層１４としてＣｕＰｃとＦxＣｕＰｃ（１≦ｘ≦８）との混合層が用いられていることから、図１８に示す有機薄膜太陽電池と比べて、良好な特性を有する。
【００７５】
実施の形態２における上記以外の説明は、実施の形態１と同様であるため、その説明については繰り返さない。
【００７６】
［実施の形態３］
＜構成＞
図１４に、本発明の他の一例である実施の形態３の有機光電変換素子の模式的な断面図を示す。実施の形態３の有機光電変換素子は、ｎ型有機半導体層およびｐ型有機半導体層のいずれも有していない点に特徴がある。
【００７７】
実施の形態３の有機光電変換素子は、基板１１と、基板１１上に設けられた第１電極層１２と、第１電極層１２上に設けられたｉ型有機半導体層１４と、ｉ型有機半導体層１４上に設けられた第２電極層１６とを備えている。
【００７８】
＜製造方法＞
図１５に、実施の形態３の有機光電変換素子の製造方法の一例のフローチャートを示す。図１５に示すように、実施の形態３の有機光電変換素子の製造方法は、基板１１上に第１電極層１２を形成する工程（Ｓ１３）と、第１電極層１２上にｉ型有機半導体層１４を形成する工程（Ｓ２３）と、ｉ型有機半導体層１４上に第２電極層１６を形成する工程（Ｓ３３）とを含んでおり、Ｓ１３、Ｓ２３およびＳ３３の順に行なわれる。なお、実施の形態３の有機光電変換素子の製造方法には、Ｓ１３、Ｓ２３およびＳ３３以外の工程が含まれていてもよく、Ｓ１３、Ｓ２３およびＳ３３が行なわれる順序もこれに限定されるものではない。
【００７９】
＜基板上に第１電極層を形成する工程＞
基板１１上に第１電極層１２を形成する工程（Ｓ１３）は、たとえば図３に示すように基板１１上に第１電極層１２を形成することにより行なうことができる。第１電極層１２の形成方法についての説明は、実施の形態１と同様である。
【００８０】
＜第１電極層上にｉ型有機半導体層を形成する工程＞
第１電極層１２上にｉ型有機半導体層１４を形成する工程（Ｓ２３）は、たとえば図１６の模式的断面図に示すように、第１電極層１２上にｉ型有機半導体層１４を形成することにより行なうことができる。ｉ型有機半導体層１４の形成方法についての説明は、実施の形態１と同様である。
【００８１】
＜ｉ型有機半導体層上に第２電極層を形成する工程＞
ｉ型有機半導体層１４上に第２電極層１６を形成する工程（Ｓ３３）は、たとえば図１４に示すように、ｉ型有機半導体層１４上に第２電極層１６を形成することにより行なうことができる。第２電極層１６の形成方法についての説明は、実施の形態１と同様である。
【００８２】
以上により、図１４に示す実施の形態３の有機光電変換素子が製造される。上記のようにして製造された実施の形態３の有機光電変換素子は、第１電極層１２側から光が入射することによって、ｉ型有機半導体層１４で発生したキャリアを第１電極層１２および第２電極層１６から取り出すスーパーストレート型の有機薄膜太陽電池とすることができる。
【００８３】
＜作用効果＞
実施の形態３の有機光電変換素子においても、実施の形態１の有機光電変換素子と同様に、ｉ型有機半導体層１４としてＣｕＰｃとＦxＣｕＰｃ（１≦ｘ≦８）との混合層が用いられていることから、図１８に示す有機薄膜太陽電池と比べて、良好な特性を有する。
【００８４】
実施の形態３における上記以外の説明は、実施の形態１と同様であるため、その説明については繰り返さない。
【００８５】
［実施の形態４］
＜構成＞
図２１に、本発明の他の一例である実施の形態４の有機光電変換素子の模式的な断面図を示す。図２１に示すように、実施の形態４の有機光電変換素子は、基板２１と、基板２１上に設けられた第１電極層２２と、第１電極層２２上に設けられたｐ型有機半導体層２３と、ｐ型有機半導体層２３上に設けられたｉ型有機半導体層２４と、ｉ型有機半導体層２４上に設けられたｎ型有機半導体層２５と、ｎ型有機半導体層２５上に設けられた第２電極層２６とを備えている。
【００８６】
＜基板＞
基板２１は、基板２１上のｐ型有機半導体層２３とｉ型有機半導体層２４とｎ型有機半導体層２５とを保持することができるものであれば特に限定されないが、たとえばガラスなどを用いることができる。
【００８７】
＜第１電極層＞
第１電極層２２は、光の入射により有機光電変換素子の内部で生じたキャリアを取り出す役割を担っている。そのため、第１電極層２２としては、キャリアの輸送損失をできるだけ防ぐという目的から、抵抗率が低い材料を用いることが好ましい。第１電極層２２は、たとえば、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）、Ｎｉ（ニッケル）およびＡｌ（アルミニウム）からなる群から選択された少なくとも１種の金属層、および／またはＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide）およびＺｎＯ（酸化亜鉛）からなる群から選択された少なくとも１種の透明導電酸化物層を含んでいてもよい。なお、キャリアの輸送損失をできるだけ防ぐ観点から、第１電極層２２とｐ型有機半導体層２３との間には、良好なオーミック接触が形成されていることが好ましい。
【００８８】
＜ｐ型有機半導体層＞
ｐ型有機半導体層２３には、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）層が用いられ、なかでもＣｕＰｃ層中のＣｕＰｃの結晶相がα結晶相であることが好ましい。ｐ型有機半導体層２３として、ＣｕＰｃの結晶相がα結晶相であるＣｕＰｃ層を用いた場合には、実施の形態４の有機光電変換素子の変換効率をより向上することができる。たとえば１２０℃の基板温度でＣｕＰｃ層を形成した場合には、ＣｕＰｃ層中のＣｕＰｃの結晶相をα結晶相とすることができる。また、α結晶相であるＣｕＰｃをたとえば２５０℃でアニールした場合には、ＣｕＰｃの結晶相はβ結晶相となる。ｐ型有機半導体層２３として、ＣｕＰｃ層中のＣｕＰｃの結晶相がβ結晶相であるＣｕＰｃ層を用いることもできるが、この場合には、α結晶相のＣｕＰｃを用いた場合と比べて、実施の形態４の有機光電変換素子の変換効率が低下する傾向にある。
【００８９】
ｐ型有機半導体層２３の厚さは、特に限定されないが、１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であることが好ましく、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることがより好ましい。ｐ型有機半導体層２３の厚さが１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である場合、特に５ｎｍ以上１００ｎｍ以下である場合には、ｐ型有機半導体層２３の抵抗を小さくすることができるために、ｉ型有機半導体層２４への光の入射により発生したキャリア（正孔）が第１電極層２２に到達するまでに失活するのを抑えることができる。
【００９０】
ｐ型有機半導体層２３の構成は、特に限定されず、たとえばＣｕＰｃ層の成膜時の蒸着レートを変更することなどによって、ｐ型有機半導体層２３の内部の結晶構造および／または電気的特性を異ならせたものとすることができる。ｐ型有機半導体層２３は、たとえば、結晶構造および／または電気的特性の異なる複数のＣｕＰｃ層の積層体を含んでいてもよい。また、ｐ型有機半導体層２３は、たとえば、結晶構造および／または電気的特性を段階的に変化させたＣｕＰｃ層を含んでいてもよい。また、ｐ型有機半導体層２３は、たとえば、導電性を向上させるために有機物または無機物からなるドーパントを添加したＣｕＰｃ層を含んでいてもよい。
【００９１】
＜ｉ型有機半導体層＞
ｉ型有機半導体層２４は、主に、太陽光などの光を吸収してキャリアを発生させる役割を担う。ｉ型有機半導体層２４には、ハロゲン化銅フタロシアニン（ＸyＣｕＰｃ）層が用いられる。ここで、ｉ型有機半導体層２４のＸyＣｕＰｃ層の１分子中に含まれるＸ（ハロゲン）原子の数ｙは、後述するｎ型有機半導体層２５のＸyＣｕＰｃ層中のＸyＣｕＰｃの１分子中に含まれるＸ原子の数ｙよりも少なくなっている。なお、Ｘとしては、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）およびヨウ素（Ｉ）からなる群から選択された少なくとも１つのハロゲン原子を挙げることができる。なかでも、ｉ型有機半導体層２４のＸyＣｕＰｃ層中のＸyＣｕＰｃのＸはフッ素（Ｆ）であって、ＸyＣｕＰｃ層中のＸyＣｕＰｃの１分子中に含まれるＸ原子の数ｙは８であることが好ましい。ｉ型有機半導体層２４として、ＸyＣｕＰｃのＸがＦであって、ｙが８であるＦ8ＣｕＰｃ層を用いることによって、実施の形態４の有機光電変換素子の特性を向上させることができる。
【００９２】
ｉ型有機半導体層２４の厚さも、特に限定されないが、１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であることが好ましく、１ｎｍ以上１２０ｎｍ以下であることがより好ましく、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることがさらに好ましい。ｉ型有機半導体層２４の厚さを１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下、１ｎｍ以上１２０ｎｍ以下、特に５ｎｍ以上１００ｎｍ以下とするにしたがって、実施の形態４の有機光電変換素子の特性を向上させることができる。
【００９３】
＜ｎ型有機半導体層＞
ｎ型有機半導体層２５には、ＸyＣｕＰｃが用いられるが、上述したように、ｎ型有機半導体層２５のＸyＣｕＰｃ層中のＸyＣｕＰｃの１分子中に含まれるＸ原子の数ｙは、ｉ型有機半導体層２４のＸyＣｕＰｃ層中のＸyＣｕＰｃの１分子中に含まれるＸ原子の数ｙよりも多くなっている。また、ｎ型有機半導体層２５のＸyＣｕＰｃのＸは、ｉ型有機半導体層２４のＸyＣｕＰｃのＸと異なっていてもよいが、同一元素であることが好ましい。特に、ｉ型有機半導体層２４のＸyＣｕＰｃのＸがＦであってｙが８である場合には、ｎ型有機半導体層２５としてはＦ16ＣｕＰｃを用いることが好ましい。
【００９４】
ｎ型有機半導体層２５の厚さは、特に限定されないが、１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であることが好ましく、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることがより好ましい。ｎ型有機半導体層２５の厚さが１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である場合、特に５ｎｍ以上１００ｎｍ以下である場合には、ｎ型有機半導体層２５の抵抗を小さくすることができるために、ｉ型有機半導体層２４への光の入射により発生したキャリア（電子）が第２電極層２６に到達するまでに失活するのを抑えることができる。
【００９５】
ｎ型有機半導体層２５の構成は、特に限定されず、たとえばＸyＣｕＰｃ層の成膜時の蒸着レートを変更することなどによって、ｎ型有機半導体層２５の内部の結晶構造および／または電気的特性を異ならせたものとすることができる。ｎ型有機半導体層２５は、たとえば、結晶構造および／または電気的特性の異なる複数のＸyＣｕＰｃ層の積層体を含んでいてもよい。また、ｎ型有機半導体層２５は、たとえば、結晶構造および／または電気的特性を段階的に変化させたＸyＣｕＰｃ層を含んでいてもよい。また、ｎ型有機半導体層２５は、たとえば、導電性を向上させるために有機物または無機物からなるドーパントを添加したＸyＣｕＰｃ層を含んでいてもよい。
【００９６】
＜第２電極層＞
第２電極層２６は、光の入射により有機光電変換素子の内部で生じたキャリアを取り出す役割を担っている。そのため、第２電極層２６としては、キャリアの輸送損失をできるだけ防ぐという目的から、抵抗率が低い材料を用いることが好ましい。第２電極層２６は、たとえば、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）、Ｍｇ（マグネシウム）およびＡｌ（アルミニウム）からなる群から選択された少なくとも１種の金属層、および／またはＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide）およびＺｎＯ（酸化亜鉛）からなる群から選択された少なくとも１種の透明導電酸化物層を含んでいてもよい。なお、キャリアの輸送損失をできるだけ防ぐ観点から、第２電極層２６とｎ型有機半導体層２５との間には、良好なオーミック接触が形成されていることが好ましい。
【００９７】
＜製造方法＞
実施の形態４の有機光電変換素子は、たとえば以下のようにして製造することができる。まず、基板２１上に第１電極層２２を形成し、第１電極層２２上にｐ型有機半導体層２３を形成することまでは実施の形態１と同様である。
【００９８】
次に、ｐ型有機半導体層２３上にＸyＣｕＰｃ層からなるｉ型有機半導体層２４を形成する。ｉ型有機半導体層２４の形成方法は特に限定されないが、たとえば抵抗加熱式真空蒸着法を用いた真空蒸着により形成することができる。抵抗加熱式真空蒸着法を用いた真空蒸着によりｉ型有機半導体層２４を形成する場合の蒸着レートは特に限定されないが、たとえば０．００１ｎｍ／ｓ以上１ｎｍ／ｓ以下とすることができる。この蒸着レートはｉ型有機半導体層２４の形成中に変更してもよく、ｉ型有機半導体層２４の蒸着時に、たとえば、室温（２５℃）〜３５０℃程度の温度で、基板２１を加熱してもよい。
【００９９】
次に、ｉ型有機半導体層２４上にＸyＣｕＰｃ層からなるｎ型有機半導体層２５を形成する。ｎ型有機半導体層２５の形成方法は特に限定されないが、たとえば抵抗加熱式真空蒸着法を用いた真空蒸着により形成することができる。抵抗加熱式真空蒸着法を用いた真空蒸着によりｎ型有機半導体層２５を形成する場合の蒸着レートは特に限定されないが、たとえば０．００１ｎｍ／ｓ以上１ｎｍ／ｓ以下とすることができる。この蒸着レートはｎ型有機半導体層２５の形成中に変更してもよく、ｎ型有機半導体層２５の蒸着時に、たとえば、室温（２５℃）〜３５０℃程度の温度で、基板２１を加熱してもよい。
【０１００】
次に、ｎ型有機半導体層２５上に第２電極層２６を形成する。第２電極層２６の形成方法は特に限定されないが、たとえば、抵抗加熱式真空蒸着法若しくは電子ビーム式真空蒸着法などの真空蒸着法、スパッタリング法、ＭＯＣＶＤ法、またはＭＢＥ法などを用いることができる。また、第２電極層２６をパターニングする場合には、たとえば、フォトプロセスを用いたエッチング法、リフトオフ法、または、メタルマスクを用いて堆積させる方法などの既存の方法を用いることができる。
【０１０１】
以上により、図２１に示す実施の形態４の有機光電変換素子が製造される。上記のようにして製造された実施の形態４の有機光電変換素子は、基板２１側から光が入射することによって、有機光電変換素子で発生したキャリアを第１電極層２２および第２電極層２６から取り出すスーパーストレート型の有機薄膜太陽電池とすることができる。
【０１０２】
＜具体的な実施形態＞
実施の形態４の有機光電変換素子の具体的な実施形態としては、基板２１がガラスからなり、第１電極層２２がＩＴＯからなり、ｐ型有機半導体層２３が厚さ２０ｎｍのＣｕＰｃ層からなり、ｉ型有機半導体層２４が厚さ８０ｎｍのＦ8ＣｕＰｃからなり、ｎ型有機半導体層２５が厚さ２０ｎｍのＦ16ＣｕＰｃからなり、第２電極層２６がＡｇからなる実施形態が挙げられる。
【０１０３】
実施の形態４の有機光電変換素子は、上記の要素（基板２１、第１電極層２２、ｐ型有機半導体層２３、ｉ型有機半導体層２４、ｐ型有機半導体層２５および第２電極層２６）以外の要素を有していてもよい。このような要素は、特に限定されないが、たとえば、基板２１上に設けられた反射防止層であってもよく、有機光電変換素子を封止するように設けられた封止層であってもよい。基板２１上に設けられた反射防止層としては、たとえば、微細な凹凸形状を有するＭｇＦ2またはＳｉＯ2などを用いることができる。また、封止層としては、たとえば、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）樹脂またはエポキシ樹脂などを用いることができる。
【０１０４】
＜作用効果＞
図１７に示す非特許文献１の有機薄膜太陽電池においては、良好な特性が得られていなかった。これは、図２２のエネルギーバンド図に示すように、ＣｕＰｃ層１１３のＨＯＭＯ（最高被占軌道）と、Ｆ16ＣｕＰｃ層１１５のＬＵＭＯ（最低空軌道）との間のエネルギー差が小さいことによって、ＣｕＰｃ層１１３とＦ16ＣｕＰｃ層１１５との間において正孔のトンネリングが起こり、光入射によって生じた正孔と電子とが再結合することによると言われている。これは、Ｆ16ＣｕＰｃ層１１５のＦ以外のハロゲン（Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）原子を用いた場合も同様である。
【０１０５】
一方、実施の形態４の有機光電変換素子においては、仮に、ｐ型有機半導体層２３、ｉ型有機半導体層２４およびｎ型有機半導体層２５に、それぞれ、ＣｕＰｃ層、ＦxＣｕＰｃ（０＜ｘ＜１６）層、およびＦ16ＣｕＰｃ層を用いた場合には、図２３のエネルギーバンド図に示すように、ＦxＣｕＰｃ（０＜ｘ＜１６）層のＨＯＭＯは、ＣｕＰｃ層のＨＯＭＯとＦ16ＣｕＰｃ層のＨＯＭＯとの間に位置している。また、ＦxＣｕＰｃ（０＜ｘ＜１６）層のＬＵＭＯは、ＣｕＰｃ層のＬＵＭＯとＦ16ＣｕＰｃ層のＬＵＭＯとの間に位置している。したがって、実施の形態４の有機光電変換素子においては、図２３に示すようにＣｕＰｃ層とＦ16ＣｕＰｃ層との間にＦxＣｕＰｃ（０＜ｘ＜１６）層を配置することにより、ＣｕＰｃ層のＨＯＭＯとＦ16ＣｕＰｃ層のＬＵＭＯとの間にエネルギー差が大きくなる領域を設けることができる。同様に、ＣｕＰｃ層とＦ16ＣｕＰｃ層との間に、ＣｕＰｃ層のＬＵＭＯとＦ16ＣｕＰｃ層のＨＯＭＯとの間にもエネルギー差が大きくなる領域を設けることができる。
【０１０６】
以上の理由により、実施の形態４の有機光電変換素子においては、ｐ型有機半導体層２３とｉ型有機半導体層２４との間における正孔のトンネリング、およびｉ型有機半導体層２４とｎ型有機半導体層２５との間における正孔のトンネリングをそれぞれ抑制することができるため、光入射により発生した正孔と電子との再結合を抑制することができ、変換効率を向上することができる。特に、ｐ型有機半導体層２３にＣｕＰｃ層を用い、ｎ型有機半導体層２５にＦ16ＣｕＰｃ層を用いる場合には、ｉ型有機半導体層２４にＦ8ＣｕＰｃ層を用いることが好ましい。この場合には、Ｆ8ＣｕＰｃ層のＨＯＭＯがＣｕＰｃ層のＨＯＭＯとＦ16ＣｕＰｃ層のＨＯＭＯとの間のほぼ中間に位置するとともに、Ｆ8ＣｕＰｃ層のＬＵＭＯがＣｕＰｃ層のＬＵＭＯとＦ16ＣｕＰｃ層のＬＵＭＯとの間のほぼ中間に位置するため、正孔のトンネリングの抑制による変換効率の向上効果に最も寄与する。
【０１０７】
なお、上述の実施の形態４の有機光電変換素子の作用効果については、ｐ型有機半導体層２３としてＣｕＰｃ層を用いるとともに、ｉ型有機半導体層２４としてＦ8ＣｕＰｃ層を用いた場合について説明したが、Ｆ以外の他のハロゲン元素を用いたハロゲン化銅フタロシアニンを用いた場合も同様であると考えられる。また、ＦxＣｕＰｃ（０＜ｘ＜１６）層は、ＣｕＰｃ層およびＦ16ＣｕＰｃ層よりも安定性に劣る。しかしながら、ＦxＣｕＰｃ（０＜ｘ＜１６）層は安定性の高いＣｕＰｃ層とＦ16ＣｕＰｃ層との間に挟まれているため、酸素および水分等とは直接接触しにくい。そのため、ＦxＣｕＰｃ（０＜ｘ＜１６）層自体の安定性の低下は、有機光電変換素子の特性にはほとんど影響しないと考えられる。
【０１０８】
また、実施の形態４の有機光電変換素子においては、ｐ型有機半導体層２３の厚さと、ｎ型有機半導体層２５の厚さと、ｉ型有機半導体層２４の厚さとの合計が６０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが好ましい。これらの層の厚さの合計が６０ｎｍ以上である場合には層厚が薄いことに起因するこれらの層間のリークパスの存在確率を低下することができる。また、これらの層の厚さの合計が３００ｎｍ以下である場合には、光の入射により、ｐ型有機半導体層２３とｉ型有機半導体層２４との界面で発生した正孔が正極である第１電極層２２に到達するまでの正孔移動距離およびｎ型有機半導体層２５とｉ型有機半導体層２４との界面で発生した電子が負極である第２電極層２６に到達するまでの電子移動距離が短くなり、キャリアが失活する前に電極から取り出すことができる確率が高くなる。そのため、電極から取り出すことができるキャリアを増加させることができることから、実施の形態４の有機光電変換素子の特性をさらに良好なものとすることができる。
【０１０９】
本発明の他の一態様の有機光電変換素子においては、ｐ型有機半導体層の厚さおよびｎ型有機半導体層の厚さがそれぞれｉ型有機半導体層の厚さよりも薄いことが好ましい。この場合には、光の入射により、ｐ型有機半導体層２３とｉ型有機半導体層２４との界面で発生した正孔が正極である第１電極層２２に到達するまでの正孔移動距離およびｎ型有機半導体層２５とｉ型有機半導体層２４との界面で発生した電子が負極である第２電極層２６に到達するまでの電子移動距離が短くなり、キャリアが失活する前に電極から取り出すことができる確率を高くすることができる。そのため、実施の形態４の有機光電変換素子の特性をさらに良好なものとすることができる。
【実施例】
【０１１０】
＜実施例１＞
まず、図３に示すように、幅２ｃｍ×長さ２ｃｍの表面を有するガラスからなる基板１１の表面上に、スパッタリング法によって、ＩＴＯからなる第１電極層１２を形成した。次に、図４に示すように、第１電極層１２の表面上に、抵抗加熱式真空蒸着法によって、ＣｕＰｃからなる厚さ４５ｎｍのｐ型有機半導体層１３を０．０２ｎｍ／ｓの蒸着レートで形成した。
【０１１１】
次に、図５に示すように、抵抗加熱式真空蒸着法を用いた共蒸着によって、ＣｕＰｃとＦ8ＣｕＰｃ（β，β）との混合層からなる厚さ３０ｎｍのｉ型有機半導体層１４をｐ型有機半導体層１３の表面上に以下のようにして形成した。
【０１１２】
具体的には、まず、ＣｕＰｃの蒸着レートを０．０２ｎｍ／ｓとし、Ｆ8ＣｕＰｃ（β，β）の蒸着レートを０．０１ｎｍ／ｓとして、ＣｕＰｃとＦ8ＣｕＰｃ（β，β）との混合層を厚さ１５ｎｍで形成した。
【０１１３】
次に、ＣｕＰｃの蒸着レートを０．０１ｎｍ／ｓとし、Ｆ8ＣｕＰｃ（β，β）の蒸着レートを０．０２ｎｍ／ｓとして、ＣｕＰｃとＦ8ＣｕＰｃ（β，β）との混合層を厚さ１５ｎｍで形成した。
【０１１４】
次に、図６に示すように、ｉ型有機半導体層１４の表面上に、抵抗加熱式真空蒸着法によって、Ｆ8ＣｕＰｃ（β，β）からなる厚さ４５ｎｍのｎ型有機半導体層１５を０．０２ｎｍ／ｓの蒸着レートで形成した。最後に、図１に示すように、ｎ型有機半導体層１５の表面上に、抵抗加熱式真空蒸着法によって、厚さ４５ｎｍのＡｇからなる第２電極層１６を０．２ｎｍ／ｓの蒸着レートで形成した。
【０１１５】
以上により、図１に示す構造を有するスーパーストレート型の実施例１の有機薄膜太陽電池を製造した。実施例１の有機薄膜太陽電池の表面の面積は幅２ｍｍ×長さ２ｍｍであった。実施例１の有機薄膜太陽電池の表面にＡＭ１．５Ｇの擬似太陽光を照射し、実施例１の有機薄膜太陽電池の変換効率を測定したところ、実施例１の有機薄膜太陽電池は、高い変換効率を有していた。したがって、実施例１の有機薄膜太陽電池は、良好な特性を有していた。
【０１１６】
＜比較例１＞
Ｆ8ＣｕＰｃ（β，β）に代えてＦ16ＣｕＰｃを用いたこと以外は実施例１と同様にしてスーパーストレート型の比較例１の有機薄膜太陽電池を製造した。比較例１の有機薄膜太陽電池の表面にＡＭ１．５Ｇの擬似太陽光を照射して、比較例１の有機薄膜太陽電池の変換効率を測定したところ、比較例１の有機薄膜太陽電池の変換効率は、実施例１の有機薄膜太陽電池の変換効率の１．７％であった。
【０１１７】
＜評価＞
実施例１の有機薄膜太陽電池の変換効率と比較例１の有機薄膜太陽電池の変換効率とを比較すると明らかなように、実施例１の有機薄膜太陽電池の変換効率は、比較例１の有機薄膜太陽電池の変換効率よりも大幅に高くなることが確認された。これは、実施例の有機薄膜太陽電池は、比較例１の有機薄膜太陽電池と比べて、ＣｕＰｃとＦ8ＣｕＰｃ（β，β）とが良好に混ざり合っており、ｐｎ接合界面の面積が大きくなっていることによるものと考えられる。
【０１１８】
＜実施例２＞
Ｆ8ＣｕＰｃ（β，β）に代えてＦ8ＣｕＰｃ（α，β）を用いたこと以外は実施例１と同様にして、スーパーストレート型の実施例２の有機薄膜太陽電池を製造した。実施例２の有機薄膜太陽電池の表面にＡＭ１．５Ｇの擬似太陽光を照射して、実施例２の有機薄膜太陽電池の変換効率を測定したところ、実施例２の有機薄膜太陽電池の変換効率は、実施例１の有機薄膜太陽電池の変換効率の９３％であった。
【０１１９】
＜評価＞
実施例２の有機薄膜太陽電池の変換効率は、実施例１の有機薄膜太陽電池の変換効率と同程度であった。実施例２の有機薄膜太陽電池は、実施例１の有機薄膜太陽電池とはフッ素の置換位置の異なるＦ8ＣｕＰｃ（α，β）を用いているため、ＦxＣｕＰｃのフッ素の置換位置は有機薄膜太陽電池の変換効率に影響を与えないと考えられる。しかしながら、実施例２の有機薄膜太陽電池の変換効率は実施例１の有機薄膜太陽電池の変換効率よりも若干低くなっていることから、ｉ型有機半導体層１４中のＦxＣｕＰｃとしては、Ｆ8ＣｕＰｃ（α，β）よりもＦ8ＣｕＰｃ（β，β）を用いた方が好ましいと考えられる。
【０１２０】
＜実施例３＞
Ｆ8ＣｕＰｃ（β，β）に代えてＦ4ＣｕＰｃ（β）を用いたこと以外は実施例１と同様にして、スーパーストレート型の実施例３の有機薄膜太陽電池を製造した。実施例３の有機薄膜太陽電池の表面にＡＭ１．５Ｇの擬似太陽光を照射して、実施例３の有機薄膜太陽電池の変換効率を測定したところ、実施例３の有機薄膜太陽電池の変換効率は、実施例１の有機薄膜太陽電池の変換効率の６０％であった。
【０１２１】
＜評価＞
実施例３の有機薄膜太陽電池は、実施例１の有機薄膜太陽電池よりもＦxＣｕＰｃの１分子中に含まれるフッ素原子の数ｘが少ないＦ4ＣｕＰｃ（β）を用いているが、比較例１の有機薄膜太陽電池よりも変換効率が高くなっている。しかしながら、実施例３の有機薄膜太陽電池の変換効率は実施例１の有機薄膜太陽電池の変換効率よりも若干低くなっていることから、ＦxＣｕＰｃの１分子中に含まれるフッ素原子の数ｘは８であることが好ましいと考えられる。
【０１２２】
＜実施例４＞
ｐ型有機半導体層１３を形成するまでは実施例１と同様にして作製した。次に、ｐ型有機半導体層１３の表面上に、ＣｕＰｃとＦ8ＣｕＰｃ（β，β）との混合層からなる厚さ１５０ｎｍのｉ型有機半導体層１４を以下のようにして形成した。
【０１２３】
具体的には、まず、ＣｕＰｃの蒸着レートを０．０２ｎｍ／ｓとし、Ｆ8ＣｕＰｃ（β，β）の蒸着レートを０．００５ｎｍ／ｓとして、ＣｕＰｃとＦ8ＣｕＰｃ（β，β）との混合層を厚さ３７．５ｎｍで形成した。
【０１２４】
次に、ＣｕＰｃの蒸着レートを０．０１５ｎｍ／ｓとし、Ｆ8ＣｕＰｃ（β，β）の蒸着レートを０．０１ｎｍ／ｓとして、ＣｕＰｃとＦ8ＣｕＰｃ（β，β）との混合層を厚さ３７．５ｎｍで形成した。
【０１２５】
次に、ＣｕＰｃの蒸着レートを０．０１ｎｍ／ｓとし、Ｆ8ＣｕＰｃ（β，β）の蒸着レートを０．０１５ｎｍ／ｓとして、ＣｕＰｃとＦ8ＣｕＰｃ（β，β）との混合層を厚さ３７．５ｎｍで形成した。
【０１２６】
次に、ＣｕＰｃの蒸着レートを０．００５ｎｍ／ｓとし、Ｆ8ＣｕＰｃ（β，β）の蒸着レートを０．０２ｎｍ／ｓとして、ＣｕＰｃとＦ8ＣｕＰｃ（β，β）との混合層を厚さ３７．５ｎｍで形成した。
【０１２７】
次に、実施例１と同様にして、ｉ型有機半導体層１４の表面上に、抵抗加熱式真空蒸着法によって、Ｆ8ＣｕＰｃ（β，β）からなる厚さ４５ｎｍのｎ型有機半導体層１５および厚さ４５ｎｍのＡｇからなる第２電極層１６を形成した。
【０１２８】
以上により、図１に示す構造を有するスーパーストレート型の実施例４の有機薄膜太陽電池を製造した。実施例４の有機薄膜太陽電池の表面の面積は幅２ｍｍ×長さ２ｍｍであった。実施例４の有機薄膜太陽電池の表面にＡＭ１．５Ｇの擬似太陽光を照射し、実施例４の有機薄膜太陽電池の変換効率を測定したところ、実施例４の有機薄膜太陽電池の変換効率は、実施例１の有機薄膜太陽電池の変換効率の１７％であった。
【０１２９】
＜評価＞
実施例４の有機薄膜太陽電池は、ｉ型有機半導体層１４の厚さが１５０ｎｍと厚くなっているが、比較例１の有機薄膜太陽電池よりも変換効率が高くなっているため、ｉ型有機半導体層１４をＣｕＰｃとＦxＣｕＰｃ（１≦ｘ≦８）との混合層から形成したことによる効果が得られているものと考えられる。しかしながら、実施例４の有機薄膜太陽電池の変換効率は、実施例１の有機薄膜太陽電池の変換効率よりも若干低くなっている。これは、ｉ型有機半導体層１４の厚さが厚くなりすぎると、光の入射により発生したキャリアが第１電極層１２および第２電極層１６から取り出される前に失活するためと考えられる。なお、ｉ型有機半導体層１４におけるキャリアの失活を抑制する観点からは、ｉ型有機半導体層１４の厚さは１２０ｎｍ以下とすることが好ましいと考えられる。
【０１３０】
＜実施例５＞
まず、図１０に示すように、幅２ｃｍ×長さ２ｃｍの表面を有するガラスからなる基板１１の表面上に、抵抗加熱式真空蒸着法によって、厚さ４５ｎｍのＡｇからなる第２電極層１６を０．２ｎｍ／ｓの蒸着レートで形成した。次に、図１１に示すように、第２電極層１６の表面上に、抵抗加熱式真空蒸着法によって、Ｆ8ＣｕＰｃ（β，β）からなる厚さ４５ｎｍのｎ型有機半導体層１５を０．０２ｎｍ／ｓの蒸着レートで形成した。
【０１３１】
次に、図１２に示すように、ｎ型有機半導体層１５の表面上に、抵抗加熱式真空蒸着法を用いた共蒸着によって、ＣｕＰｃとＦ8ＣｕＰｃ（β，β）との混合層からなる厚さ３０ｎｍのｉ型有機半導体層１４を以下のようにして形成した。
【０１３２】
具体的には、まず、ＣｕＰｃの蒸着レートを０．０１ｎｍ／ｓとし、Ｆ8ＣｕＰｃ（β，β）の蒸着レートを０．０２ｎｍ／ｓとして、ＣｕＰｃとＦ8ＣｕＰｃ（β，β）との混合層を厚さ１５ｎｍで形成した。
【０１３３】
次に、ＣｕＰｃの蒸着レートを０．０２ｎｍ／ｓとし、Ｆ8ＣｕＰｃ（β，β）の蒸着レートを０．０１ｎｍ／ｓとして、ＣｕＰｃとＦ8ＣｕＰｃ（β，β）との混合層を厚さ１５ｎｍで形成した。
【０１３４】
次に、図１３に示すように、ｉ型有機半導体層１４の表面上に、抵抗加熱式真空蒸着法によって、ＣｕＰｃからなる厚さ４５ｎｍのｐ型有機半導体層１３を０．０２ｎｍ／ｓの蒸着レートで形成した。最後に、図８に示すように、ｐ型有機半導体層１３の表面上に、ロングスロースパッタリング法によって、厚さ５０ｎｍのＩＴＯからなる第１電極層１２を０．２ｎｍ／ｓの蒸着レートで形成した。
【０１３５】
以上により、図８に示す構造を有するサブストレート型の実施例５の有機薄膜太陽電池を製造した。実施例５の有機薄膜太陽電池の表面の面積は幅２ｍｍ×長さ２ｍｍであった。実施例５の有機薄膜太陽電池の表面にＡＭ１．５Ｇの擬似太陽光を照射し、実施例５の有機薄膜太陽電池の変換効率を測定したところ、実施例５の有機薄膜太陽電池の変換効率は、実施例１の有機薄膜太陽電池の変換効率の３３％であった。
【０１３６】
＜評価＞
実施例５の有機薄膜太陽電池はサブストレート型であるが、比較例１の有機薄膜太陽電池よりも変換効率が高くなっているため、サブストレート型とした場合でも、ｉ型有機半導体層１４をＣｕＰｃとＦxＣｕＰｃ（１≦ｘ≦８）との混合層から形成したことによる効果が得られているものと考えられる。しかしながら、実施例５の有機薄膜太陽電池の変換効率は、実施例１の有機薄膜太陽電池の変換効率よりも若干低くなっているため、変換効率を向上させる観点からは、スーパーストレート型の有機薄膜太陽電池とすることが好ましい。
【０１３７】
＜実施例６＞
ＩＴＯからなる第１電極層１２を形成するまでは実施例１の有機薄膜太陽電池と同様にして作製した。次に、図１６に示すように、抵抗加熱式真空蒸着法を用いた共蒸着によって、ＣｕＰｃとＦ8ＣｕＰｃ（β，β）との混合層からなる厚さ１２０ｎｍのｉ型有機半導体層１４を第１電極層１２の表面上に以下のようにして形成した。
【０１３８】
具体的には、まず、ＣｕＰｃの蒸着レートを０．０２ｎｍ／ｓとし、Ｆ8ＣｕＰｃ（β，β）の蒸着レートを０．００５ｎｍ／ｓとして、ＣｕＰｃとＦ8ＣｕＰｃ（β，β）との混合層を厚さ３０ｎｍで形成した。
【０１３９】
次に、ＣｕＰｃの蒸着レートを０．０１５ｎｍ／ｓとし、Ｆ8ＣｕＰｃ（β，β）の蒸着レートを０．０１ｎｍ／ｓとして、ＣｕＰｃとＦ8ＣｕＰｃ（β，β）との混合層を厚さ３０ｎｍで形成した。
【０１４０】
次に、ＣｕＰｃの蒸着レートを０．０１ｎｍ／ｓとし、Ｆ8ＣｕＰｃ（β，β）の蒸着レートを０．０１５ｎｍ／ｓとして、ＣｕＰｃとＦ8ＣｕＰｃ（β，β）との混合層を厚さ３０ｎｍで形成した。
【０１４１】
次に、ＣｕＰｃの蒸着レートを０．００５ｎｍ／ｓとし、Ｆ8ＣｕＰｃ（β，β）の蒸着レートを０．０２ｎｍ／ｓとして、ＣｕＰｃとＦ8ＣｕＰｃ（β，β）との混合層を厚さ３０ｎｍで形成した。
【０１４２】
最後に、図１４に示すように、ｉ型有機半導体層１４の表面上に、抵抗加熱式真空蒸着法によって、厚さ４５ｎｍのＡｇからなる第２電極層１６を０．２ｎｍ／ｓの蒸着レートで形成した。
【０１４３】
以上により、図１４に示す構造を有するスーパーストレート型の実施例６の有機薄膜太陽電池を製造した。実施例６の有機薄膜太陽電池の表面の面積は幅２ｍｍ×長さ２ｍｍであった。実施例６の有機薄膜太陽電池の表面にＡＭ１．５Ｇの擬似太陽光を照射して、実施例６の有機薄膜太陽電池の変換効率を測定したところ、実施例６の有機薄膜太陽電池の変換効率は、実施例１の有機薄膜太陽電池の変換効率の３３％であった。
【０１４４】
＜評価＞
実施例６の有機薄膜太陽電池はｎ型有機半導体層およびｐ型有機半導体層を有しておらず、ｉ型有機半導体層１４のみを有しているが、比較例１の有機薄膜太陽電池と比べて変換効率が高くなっているため、ｉ型有機半導体層１４をＣｕＰｃとＦxＣｕＰｃ（１≦ｘ≦８）との混合層から形成したことによる効果が得られているものと考えられる。しかしながら、実施例６の有機薄膜太陽電池の変換効率は、実施例１の有機薄膜太陽電池の変換効率よりも若干低くなっているため、変換効率を向上させる観点からは、実施例１の有機薄膜太陽電池のように、ｉ型有機半導体層１４がｎ型有機半導体層とｐ型有機半導体層とによって挟まれた構造を有していることが好ましい。
【０１４５】
＜実施例７＞
図２１に示す構造を有する有機薄膜太陽電池を以下のようにして製造した。まず、幅２ｃｍ×長さ２ｃｍの表面を有するガラスからなる基板２１の表面上に、スパッタリング法によって、ＩＴＯからなる第１電極層２２を形成した。次に、第１電極層２２の表面上に、抵抗加熱式真空蒸着法によって、ＣｕＰｃからなる厚さ４５ｎｍのｐ型有機半導体層２３を０．０２ｎｍ／ｓの蒸着レートで形成した。ｐ型有機半導体層２３の形成時の基板１１の温度は１２０℃とした。
【０１４６】
次に、抵抗加熱式真空蒸着法によって、ｐ型有機半導体層２３の表面上に、Ｆ8ＣｕＰｃ（β，β）からなる厚さ３０ｎｍのｉ型有機半導体層２４を０．０２ｎｍ／ｓの蒸着レートで形成した。
【０１４７】
次に、ｉ型有機半導体層２４の表面上に、抵抗加熱式真空蒸着法によって、Ｆ16ＣｕＰｃからなる厚さ４５ｎｍのｎ型有機半導体層２５を０．０２ｎｍ／ｓの蒸着レートで形成した。最後に、ｎ型有機半導体層２５の表面上に、抵抗加熱式真空蒸着法によって、厚さ４５ｎｍのＡｇからなる第２電極層２６を０．２ｎｍ／ｓの蒸着レートで形成した。
【０１４８】
以上により、図２１に示す構造を有するスーパーストレート型の実施例７の有機薄膜太陽電池を製造した。実施例７の有機薄膜太陽電池の表面の面積は幅２ｍｍ×長さ２ｍｍであった。実施例７の有機薄膜太陽電池の表面にＡＭ１．５Ｇの擬似太陽光を照射し、実施例７の有機薄膜太陽電池の変換効率を測定したところ、実施例７の有機薄膜太陽電池は、高い変換効率を有していた。したがって、実施例７の有機薄膜太陽電池は、良好な特性を有していた。
【０１４９】
＜比較例２＞
Ｆ8ＣｕＰｃ（β，β）からなる厚さ３０ｎｍのｉ型有機半導体層２４を形成しなかったこと以外は実施例７と同様にしてスーパーストレート型の比較例２の有機薄膜太陽電池を製造した。すなわち、比較例２の有機薄膜太陽電池は、ＣｕＰｃ層からなるｐ型有機半導体層２３とＦ16ＣｕＰｃからなるｎ型有機半導体層２５とが接するようにして積層された積層構造を有している。比較例２の有機薄膜太陽電池の表面にＡＭ１．５Ｇの擬似太陽光を照射して、比較例２の有機薄膜太陽電池の変換効率を測定したところ、比較例２の有機薄膜太陽電池の変換効率は、実施例７の有機薄膜太陽電池の変換効率の１０-3％以下の非常に小さい値であった。
【０１５０】
＜評価＞
実施例７の有機薄膜太陽電池の変換効率と比較例２の有機薄膜太陽電池の変換効率とを比較すると明らかなように、実施例７の有機薄膜太陽電池の変換効率は、比較例２の有機薄膜太陽電池の変換効率よりも大幅に高くなることが確認された。これは、実施例７の有機薄膜太陽電池は、ｐ型有機半導体層２３とｎ型有機半導体層２５との間にｉ型有機半導体層２４を配置することによって、比較例２の有機薄膜太陽電池と比べて、正孔のトンネリングの発生を抑制することができたことによるものと考えられる。
【０１５１】
＜実施例８＞
ｉ型有機半導体層２４のＦ8ＣｕＰｃ（β，β）をＦ4ＣｕＰｃ（β）に変更したこと以外は実施例７と同様にして、スーパーストレート型の実施例８の有機薄膜太陽電池を製造した。実施例８の有機薄膜太陽電池の表面にＡＭ１．５Ｇの擬似太陽光を照射して、実施例８の有機薄膜太陽電池の変換効率を測定したところ、実施例８の有機薄膜太陽電池の変換効率は、実施例７の有機薄膜太陽電池の変換効率の７８％であった。
【０１５２】
＜評価＞
実施例８の有機薄膜太陽電池は、実施例７の有機薄膜太陽電池よりもＦyＣｕＰｃの１分子中に含まれるフッ素原子の数ｙが少ないＦ4ＣｕＰｃ（β）をｉ型有機半導体層２４に用いているが、比較例２の有機薄膜太陽電池よりも変換効率が高くなっている。これは、Ｆ4ＣｕＰｃ（β）のＨＯＭＯがＣｕＰｃのＨＯＭＯとＦ16ＣｕＰｃのＨＯＭＯとの間に位置するとともに、Ｆ4ＣｕＰｃ（β）のＬＵＭＯがＣｕＰｃのＬＵＭＯとＦ16ＣｕＰｃのＬＵＭＯとの間に位置するため、この場合にも、比較例２の有機薄膜太陽電池と比べて、正孔のトンネリングの発生を抑制することができたことによるものと考えられる。
【０１５３】
＜実施例９＞
ＣｕＰｃからなるｐ型有機半導体層２３の厚さを２０ｎｍとし、Ｆ8ＣｕＰｃ（β，β）からなるｉ型有機半導体層２４の厚さを８０ｎｍとし、Ｆ16ＣｕＰｃからなるｎ型有機半導体層２５の厚さを２０ｎｍとしたこと以外は実施例７と同様にして、スーパーストレート型の実施例９の有機薄膜太陽電池を製造した。実施例９の有機薄膜太陽電池の表面にＡＭ１．５Ｇの擬似太陽光を照射して、実施例９の有機薄膜太陽電池の変換効率を測定したところ、実施例９の有機薄膜太陽電池の変換効率は、実施例７の有機薄膜太陽電池の変換効率の１１８％であった。
【０１５４】
＜評価＞
実施例９の有機薄膜太陽電池のｐ型有機半導体層２３、ｉ型有機半導体層２４およびｎ型有機半導体層２５の厚さの合計は実施例７と同一であるが、実施例９では、ｐ型有機半導体層２３およびｎ型有機半導体層２５のそれぞれの厚さがｉ型有機半導体層２４の厚さよりも薄くなっている。これは、光の入射により、ｐ型有機半導体層２３とｉ型有機半導体層２４との界面で発生した正孔が正極である第１電極層２２に到達するまでの正孔移動距離およびｎ型有機半導体層２５とｉ型有機半導体層２４との界面で発生した電子が負極である第２電極層２６に到達するまでの電子移動距離が短くなるため、キャリアが失活する前に電極から取り出すことができる確率が増えるため、結果として、電極から取り出すことができる光キャリア数を増加させることができる。
【０１５５】
＜実施例１０＞
ＣｕＰｃからなるｐ型有機半導体層２３の厚さを１２８ｎｍとし、Ｆ8ＣｕＰｃ（β，β）からなるｉ型有機半導体層２４の厚さを６４ｎｍとし、Ｆ16ＣｕＰｃからなるｎ型有機半導体層２５の厚さを１２８ｎｍとしたこと以外は実施例７と同様にして、スーパーストレート型の実施例１０の有機薄膜太陽電池を製造した。実施例１０の有機薄膜太陽電池の表面にＡＭ１．５Ｇの擬似太陽光を照射して、実施例１０の有機薄膜太陽電池の変換効率を測定したところ、実施例１０の有機薄膜太陽電池の変換効率は、実施例７の有機薄膜太陽電池の変換効率の０．３３％であった。
【０１５６】
＜評価＞
実施例１０の有機薄膜太陽電池においても、Ｆ8ＣｕＰｃ（β，β）のＨＯＭＯがＣｕＰｃのＨＯＭＯとＦ16ＣｕＰｃのＨＯＭＯとの間に位置するとともに、Ｆ8ＣｕＰｃ（β，β）のＬＵＭＯがＣｕＰｃのＬＵＭＯとＦ16ＣｕＰｃのＬＵＭＯとの間に位置するため、比較例２の有機薄膜太陽電池と比べて、正孔のトンネリングの発生を抑制できたために比較例２よりも高い変換効率を得ることができる。しかしながら、ｐ型有機半導体層２３およびｎ型有機半導体層２５の厚さが厚いことによりキャリアの失活が生じるため、実施例１と比べて変換効率が低下したと考えられる。
【０１５７】
＜実施例１１＞
第２電極層２６をロングスロースパッタリングによって形成したＺｎＯ：Ａｌとしたこと以外は実施例７と同様にして、スーパーストレート型の実施例１１の有機薄膜太陽電池を製造した。実施例１１の有機薄膜太陽電池の表面にＡＭ１．５Ｇの擬似太陽光を照射して、実施例１１の有機薄膜太陽電池の変換効率を測定したところ、実施例１１の有機薄膜太陽電池の変換効率は、実施例７の有機薄膜太陽電池と同様の良好な変換効率を示した。
【０１５８】
＜評価＞
実施例１１の有機薄膜太陽電池においては、可視光領域で透明であるＺｎＯ：Ａｌからなる第２電極層２６が用いられているため、実施例１１の有機薄膜太陽電池は、カラフルな有機光電変換素子および透明な有機光電変換素子にも応用可能である。
【０１５９】
＜実施例１２＞
図２４に示す構造を有する有機薄膜太陽電池を以下のようにして製造した。まず、幅２ｃｍ×長さ２ｃｍの表面を有するガラスからなる基板２１の表面上に、抵抗加熱式真空蒸着法によって、Ａｇからなる第２電極層２６を形成した。
【０１６０】
次に、第２電極層２６の表面上に、抵抗加熱式真空蒸着法によって、Ｆ16ＣｕＰｃからなる厚さ４５ｎｍのｎ型有機半導体層２５を０．０２ｎｍ／ｓの蒸着レートで形成した。
【０１６１】
次に、ｎ型有機半導体層２５の表面上に、抵抗加熱式真空蒸着法によって、Ｆ8ＣｕＰｃ（β，β）からなる厚さ３０ｎｍのｉ型有機半導体層２４を０．０２ｎｍ／ｓの蒸着レートで形成した。
【０１６２】
次に、ｉ型有機半導体層２４の表面上に、抵抗加熱式真空蒸着法によって、ＣｕＰｃからなる厚さ４５ｎｍのｐ型有機半導体層２３を０．０２ｎｍ／ｓの蒸着レートで形成した。
【０１６３】
最後に、ｐ型有機半導体層２３の表面上に、抵抗加熱式真空蒸着法によって、光半透過性のＡｕからなる第１電極層２２を０．０２ｎｍ／ｓの蒸着レートで形成した。
【０１６４】
以上により、図２４に示す構造を有するサブストレート型の実施例１２の有機薄膜太陽電池を製造した。実施例１２の有機薄膜太陽電池の表面の面積は幅２ｍｍ×長さ２ｍｍであった。実施例１２の有機薄膜太陽電池の表面にＡＭ１．５Ｇの擬似太陽光を照射し、実施例１２の有機薄膜太陽電池の変換効率を測定したところ、実施例１２の有機薄膜太陽電池は、高い変換効率を有していた。したがって、実施例１２の有機薄膜太陽電池は、良好な特性を有していた。
【０１６５】
＜評価＞
実施例１２の有機薄膜太陽電池はサブストレート型であるが、サブストレート型とした場合でも、実施例７のようなスーパーストレート型と同様の特性が得られることがわかる。
【０１６６】
＜実施例１３＞
ＣｕＰｃからなるｐ型有機半導体層２３の形成後であってＦ8ＣｕＰｃ（β，β）からなるｉ型有機半導体層２４の形成前にｐ型有機半導体層２３を２５０℃でアニールしたこと以外は実施例７と同様にして、スーパーストレート型の実施例１３の有機薄膜太陽電池を製造した。実施例１３の有機薄膜太陽電池の表面にＡＭ１．５Ｇの擬似太陽光を照射して、実施例１３の有機薄膜太陽電池の変換効率を測定したところ、実施例１３の有機薄膜太陽電池の変換効率は、実施例７の有機薄膜太陽電池の２０％であった。
【０１６７】
＜評価＞
ｐ型有機半導体層２３のＣｕＰｃ層中のＣｕＰｃの結晶相は、基板２１の温度が１２０℃での形成時にはα結晶相となる。一方、その後の２５０℃でのアニールによりα結晶相からβ結晶相に相転移する。したがって、実施例１３の結果により、ｐ型有機半導体層２３のＣｕＰｃ層中のＣｕＰｃの結晶相がβ結晶相であっても比較例２よりも優れた変換効率を示すことが確認された。ただし、ｐ型有機半導体層２３のＣｕＰｃ層中のＣｕＰｃの結晶相は、α結晶相の方が良好な変換効率を示すことも確認された。
【０１６８】
［付記］
本発明の一例である一態様は、ＣｕＰｃとＦxＣｕＰｃとを含むｉ型有機半導体層を含み、ｉ型有機半導体層に含まれるＦxＣｕＰｃ１分子中に含まれるフッ素原子の数ｘが８以下である有機光電変換素子である。本発明の一態様は、ＣｕＰｃとＦxＣｕＰｃとを含み、ＦxＣｕＰｃ１分子中に含まれるフッ素原子の数ｘが８以下であるｉ型有機半導体層を有しているため、ＣｕＰｃとＦxＣｕＰｃとを良好に混合させることができる。これにより、本発明の一態様の有機光電変換素子においては、良好な特性を有する有機光電変換素子を提供することができる。
【０１６９】
本発明の一態様の有機光電変換素子は、ｐ型有機半導体層とｎ型有機半導体層とをさらに含み、ｉ型有機半導体層がｐ型有機半導体層とｎ型有機半導体層との間に位置していることが好ましい。この場合には、本発明の一態様の有機光電変換素子の特性をさらに良好なものにすることができる。
【０１７０】
本発明の一態様の有機光電変換素子においては、ｐ型有機半導体層がＣｕＰｃを含み、ｎ型有機半導体層がＦxＣｕＰｃを含み、ｎ型有機半導体層に含まれるＦxＣｕＰｃ１分子中に含まれるフッ素原子の数ｘが８以下であることが好ましい。この場合には、本発明の一態様の有機光電変換素子の特性をさらに良好なものにすることができる。
【０１７１】
本発明の一態様の有機光電変換素子においては、ｉ型有機半導体層の厚さが１２０ｎｍ以下であることが好ましい。この場合には、本発明の一態様の有機光電変換素子の特性をさらに良好なものにすることができる。
【０１７２】
本発明の一態様の有機光電変換素子においては、ｉ型有機半導体層に含まれるＦxＣｕＰｃ１分子中に含まれるフッ素原子の数ｘが８であることが好ましい。この場合には、本発明の一態様の有機光電変換素子の特性をさらに良好なものにすることができる。
【０１７３】
本発明の一態様の有機光電変換素子において、ｉ型有機半導体層は、ｉ型有機半導体層の厚さ方向の少なくとも一部において、ｉ型有機半導体層に含まれるＣｕＰｃとＦxＣｕＰｃとの組成比が変化する部分を有することが好ましい。この場合には、本発明の一態様の有機光電変換素子の特性をさらに良好なものにすることができる。
【０１７４】
本発明の一態様の有機光電変換素子はスーパーストレート型であることが好ましい。この場合には、本発明の一態様の有機光電変換素子の特性をさらに良好なものにすることができる。
【０１７５】
本発明の一態様の有機光電変換素子はサブストレート型であることが好ましい。この場合にも、本発明の一態様の有機光電変換素子の特性を良好なものにすることができる。
【０１７６】
本発明の一例である他の一態様は、ｐ型有機半導体層と、ｎ型有機半導体層と、ｐ型有機半導体層とｎ型有機半導体層との間のｉ型有機半導体層とを含み、ｐ型有機半導体層がＣｕＰｃを含み、ｎ型有機半導体層がＸyＣｕＰｃを含み、ｉ型有機半導体層がＸyＣｕＰｃを含み、ｉ型有機半導体層のＸyＣｕＰｃ１分子中に含まれるハロゲン原子の数が、ｎ型有機半導体層のＸyＣｕＰｃ１分子中に含まれるハロゲン原子の数よりも少ない有機光電変換素子である。これにより、本発明の他の一態様の有機光電変換素子においても、良好な特性を有する有機光電変換素子を提供することができる。
【０１７７】
本発明の他の一態様の有機光電変換素子においては、ｎ型有機半導体層のＸyＣｕＰｃおよびｉ型有機半導体層のＸyＣｕＰｃがそれぞれＦxＣｕＰｃであることが好ましい。この場合にも、本発明の他の一態様の有機光電変換素子の特性をさらに良好なものとすることができる。
【０１７８】
本発明の他の一態様の有機光電変換素子においては、ｉ型有機半導体層のＦxＣｕＰｃ１分子中に含まれるＦ原子の数が８であって、ｎ型有機半導体層のＦxＣｕＰｃ１分子中に含まれるＦ原子の数が１６であることが好ましい。この場合にも、本発明の他の一態様の有機光電変換素子の特性をさらに良好なものとすることができる。
【０１７９】
本発明の他の一態様の有機光電変換素子においては、ｐ型有機半導体層の厚さと、ｎ型有機半導体層の厚さと、ｉ型有機半導体層の厚さとの合計が６０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが好ましい。この場合にも、本発明の他の一態様の有機光電変換素子の特性をさらに良好なものとすることができる。
【０１８０】
本発明の他の一態様の有機光電変換素子においては、ｐ型有機半導体層の厚さおよびｎ型有機半導体層の厚さがそれぞれｉ型有機半導体層の厚さよりも薄いことが好ましい。この場合にも、本発明の他の一態様の有機光電変換素子の特性をさらに良好なものとすることができる。
【０１８１】
本発明の他の一態様の有機光電変換素子においては、ｐ型有機半導体層のＣｕＰｃの結晶相がα結晶相であることが好ましい。この場合には、本発明の他の一態様の有機光電変換素子の特性をさらに良好なものとすることができる。
【０１８２】
以上のように本発明の実施の形態および実施例について説明を行なったが、上述の各実施の形態および各実施例の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。
【０１８３】
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】
【０１８４】
本発明は、有機光電変換素子に利用することができ、特に有機薄膜太陽電池に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【０１８５】
１１，２１  基板、１２，２２  第１電極層、１３，２３  ｐ型有機半導体層、１４，２４  ｉ型有機半導体層、１５，２５  ｐ型有機半導体層、１６，２６  第２電極層。
【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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【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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