(57)【要約】  本開示の光電変換膜は、複数の半導体ナノ粒子１ａと、該半導体ナノ粒子１ａの周囲に設けられたマトリックス相３とを有し、マトリックス相３が有機分子重合体５と無機質材料７との複合体９を主相として含む。光電変換装置は、ガラス基板２１上に、透明導電膜１９、上記の光電変換膜からなる光電変換層１５および半導体基板１１および電極層１７がこの順に積層されて構成されている。【選択図】  図１
2017090768.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の半導体ナノ粒子と、該半導体ナノ粒子の周囲に存在するマトリックス相とを有し、前記マトリックス相が有機分子の重合体と無機質材料との複合体を主相として含むことを特徴とする光電変換膜。
【請求項２】
前記複合体は、前記有機分子の重合体と前記無機質材料とが共に、隣接する複数の前記半導体ナノ粒子に接触していることを特徴とする請求項１に記載の光電変換膜。
【請求項３】
前記複合体は、断面視したときに、前記無機質材料の面積比率が前記有機分子の重合体の面積比率よりも大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の光電変換膜。
【請求項４】
前記マトリックス相には、前記無機質材料が、一方の主面側から厚み方向の途中の位置まで存在していることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれかに記載の光電変換膜。
【請求項５】
前記マトリックス相は、断面視したときに、前記有機分子の重合体と前記無機質材料とが混在した領域と、前記有機分子の重合体のみが存在する領域とが層状を成していることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれかに記載の光電変換膜。
【請求項６】
前記有機分子の重合体および前記無機質材料の両方が存在している領域の面積比率が前記有機分子の重合体のみが存在している領域の面積比率よりも大きいことを特徴とする請求項５に記載の光電変換膜。
【請求項７】
隣接する前記半導体ナノ粒子の間に、前記有機分子の重合体と前記無機質材料との積層部を有していることを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれかに記載の光電変換膜。
【請求項８】
前記有機分子は、炭素数が４０以下であることを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれかに記載の光電変換膜。
【請求項９】
前記有機分子が、炭素数が５以下で直鎖状であることを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれかに記載の光電変換膜。
【請求項１０】
前記無機質材料が、Ａｌ、Ｚｎ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｓ、ＩｎおよびＳｅの群から選ばれる１種の元素と、Ｏ、ＣおよびＮの群から選ばれる１種の元素とを化合させたものであることを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれかに記載の光電変換膜。
【請求項１１】
光透過性の基板上に、透明導電膜、光電変換層、半導体基板および電極層が、前記透明導電膜、前記光電変換層、前記半導体基板および前記電極層の順に積層されて構成されており、前記光電変換層が請求項１乃至１０のうちいずれかに記載の光電変換膜であることを特徴とする光電変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、光電変換膜および光電変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽電池および半導体レーザなどの光電変換装置は、その光電変換効率を高めることを目的に量子ドットを利用することが提案されている。太陽電池などの光電変換装置に利用される量子ドットとしては、サイズが約１０ｎｍ程度の半導体ナノ粒子が代表的なものである。半導体ナノ粒子を太陽電池用の量子ドットとして適用しようとすると、半導体ナノ粒子の表面にはパッシベーション膜（例えば、酸化アルミニウム）が必要となる。【０００３】
このような無機質のパッシベーション膜を形成する方法の一つとして、例えば、原子層堆積法(ALD : Atomic Layer Deposition、以下、ＡＬＤ法と表記する。)がある。【０００４】
ＡＬＤ法は、基板上に半導体ナノ粒子を堆積させて形成した集積膜の上から、揮発させた有機金属化合物を酸素などの気体とともに吹き付けて、半導体ナノ粒子間に無機質材料を形成するというものである（例えば、非特許文献１を参照）。【０００５】
この場合、光電変換膜を形成するための半導体ナノ粒子としては、基板上に堆積させた際に高密度に配列するように、分散性を高めるための表面処理が行われる。例えば、半導体ナノ粒子の表面にリガンドと称する低分子量の有機分子を付着させて複合化したものが用いられる。さらに、これら半導体ナノ粒子および有機分子の周囲を埋めるように無機質材料が形成される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】ヤオ・リウ（Yao Liu）著，「ロブスト，ファンクショナル  ナノクリスタル  ソリッド  バイ  インフィリング  ウイズ  アトミックレイヤデポジション（Robust functional Nanocrystal Solids by Infilling with Atomic Layer Deposition）」，（米国），Nano Lett. 2011,11,5349-5355
【発明の概要】
【０００７】
本開示の光電変換膜は、複数の半導体ナノ粒子と、該半導体ナノ粒子の周囲に存在するマトリックス相とを有し、前記マトリックス相が有機分子の重合体と無機質材料との複合体を主相として含むものである。
【０００８】
本開示の光電変換装置は、光透過性の基板上に、透明導電膜、光電変換層、半導体基板および電極層が、前記透明導電膜、前記光電変換層、前記半導体基板および前記電極層の順に積層されて構成されており、前記光電変換層が上記の光電変換膜であるものである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（ａ）は、本開示の光電変換膜の一実施形態を示す断面模式図であり、（ｂ）は、（ａ）の一部を拡大した断面図である。
【図２】有機分子の一例であるＥＤＴを加熱したときの蒸発曲線である。
【図３】光電変換膜の中で、無機質材料が光電変換膜の厚み方向の途中の位置まで存在している状態を部分的に示す断面図である。
【図４】本実施形態の光電変換膜の他の態様を示す断面模式図である。
【図５】本開示の光電変換装置の一実施形態を示す断面模式図である。（ａ）は、無機質材料が集積膜の全体に広がっている構造、（ｂ）は無機質材料が集積膜の一部を占めている構造である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１（ａ）は、本開示の光電変換膜の一実施形態を示す断面模式図であり、（ｂ）は、（ａ）の一部を拡大した断面図である。
【００１１】
本実施形態の光電変換膜１０は、複数の半導体ナノ粒子１ａと、半導体ナノ粒子１ａの周囲に存在するマトリックス相３とを備えたものである。ここでは、便宜上、複数の半導体ナノ粒子１ａが集まった構造体のことを集積膜１とする。
【００１２】
光電変換膜１０を構成しているマトリックス相３は、その主相が有機分子の重合体５（以下、有機分子重合体５と記す。）と無機質材料７との複合体９によって形成されている。ここで、主相とは、マトリックス相３を占める複合体９の体積比率が６０％以上である場合を言う。有機分子の重合体５は、以下、有機分子重合体５と記す。有機分子重合体５は複数の有機分子５ａが結合したものである。
【００１３】
マトリックス相３に占める複合体９の体積比率は光電変換膜１０の断面を透過型電子顕微鏡により観察して得られる写真の解析によって求められる。このとき得られる面積比率は体積比率に対応するものとする。
【００１４】
マトリックス相３を構成する有機分子重合体５および無機質材料７の組織を含めた存在状態は、透過型電子顕微鏡に付設の分析器、全反射フーリエ変換赤外分光法（ＦＴ−ＩＲ−ＡＴＲ）およびガスクロマト分析（ＧＣ−ＭＳ）のうちのいずれかまたはこれらを組み合わせた分析によって確認する。
【００１５】
ここで、本実施形態の光電変換膜１０と上記した非特許文献１に開示された従来の光電変換膜とを比較する。図２は、有機分子５ａの一例となるエタンジチオール（（Ｃ２Ｈ６Ｓ２、以下、ＥＤＴと略す。））を加熱したときの蒸発曲線である。これはガスクロマトグラフ分析により測定したものである。図２に示すように、ＥＤＴは７０℃を超えた辺りから徐々に蒸発が起こり、１３０℃から１８０℃にかけて急激に蒸発し、２００℃以上では蒸発が終了した状態となる。
【００１６】
従来の光電変換膜は、非特許文献１によれば、無機質材料（ここでは酸化アルミニウム）を形成する温度が７０℃となっている。図２に示した蒸発曲線から分かるように、このような温度ではＥＤＴはほとんど蒸発しない。そのため非特許文献１に開示された従来の光電変換膜では、半導体ナノ粒子の表面に付着した有機分子は、ＡＬＤ法による成膜を行う前とほとんど同じ分子量の状態で存在している。このためＡＬＤ法によって形成される無機質材料は、隣接する半導体ナノ粒子から伸びた有機分子の隙間に入り込む程度となる。
【００１７】
つまり、従来の光電変換膜の場合、半導体ナノ粒子の集積膜内にＡＬＤ法によって無機質材料を形成する段階においても、半導体ナノ粒子間には低分子量の有機分子が多く残っている。そのため半導体ナノ粒子の周囲に無機質材料が形成され難く、パッシベーション膜としての機能および集電膜としての性能が低くなる。このため光電変換特性を高められない。
【００１８】
また、従来の光電変換膜では、隣接する半導体ナノ粒子１０１ａから伸びた有機分子同士が絡み合っているだけで重合した状態ではない。このため隣接している半導体ナノ粒子同士の間隔にも大きなバラツキがある。
【００１９】
さらに、従来の光電変換膜においては、隣接する半導体ナノ粒子同士が強固に連結された状態では無い。このため半導体ナノ粒子が集積された膜内にＡＬＤ法によって無機質材料を形成した場合には、無機質材料が半導体ナノ粒子の隙間に形成されるときに半導体ナノ粒子同士の間隔も伸びた有機分子の長さの分だけ広がった状態となる。そのため半導体ナノ粒子間に形成される無機質材料の厚みも同様に大きくなる。その結果、半導体ナノ粒子の周囲に形成される無機質材料のパッシベーション膜としての機能が低下してしまう。このため、光電変換膜はキャリアの閉じ込め効果が低下し、光電変換特性を高めることができない。
【００２０】
これに対し、本実施形態の光電変換膜１０は、後述する具体例から分かるように、ＡＬＤ法によって無機質材料７を形成する温度が７０℃よりも高い温度である。無機質材料７を形成する温度が７０℃よりも高い温度では、有機分子５ａ（ここでは、ＥＤＴ）が蒸発しやすい。このため半導体ナノ粒子１ａの周囲から一部のＥＤＴが脱離することになる。これにより半導体ナノ粒子１ａ間に存在するＥＤＴの数が減少する。その結果、無機質材料７を形成することのできる空間ｈが増える。この空間ｈに無機質材料７が入ることになる。
【００２１】
また、無機質材料７を形成する温度を７０℃よりも高い温度に設定した場合には、ＥＤＴは、その一方から硫黄（Ｓ）が抜けて炭素鎖が結合する。こうした炭素鎖が重縮合によって結合することになる。これにより有機分子５ａ同士がより強固に連結された状態になる。
【００２２】
有機分子重合体５は、上述のように、有機分子５ａが重縮合することによって形成されたものである。このため隣接する半導体ナノ粒子１ａから対向するように伸びた有機分子５ａは、有機分子５ａから硫黄が抜けて重縮合した分だけ分子長が短くなる。
【００２３】
本実施形態の光電変換膜１０において、隣接する半導体ナノ粒子１ａ間に形成される無機質材料７は、連結する有機分子重合体５の長さに相当する厚みで形成される。このため無機質材料７は、非特許文献１の場合よりもその厚みが薄くなる。本実施形態の光電変換膜１０では、これにより半導体ナノ粒子１ａからのキャリアの浸みだしが容易となり光電変換特性が向上する。
【００２４】
複合体９を構成する有機分子重合体５および無機質材料７は、図１（ｂ）に示すように、両方とも隣接する複数の半導体ナノ粒子１ａに接触しているのが良い。有機分子重合体５および無機質材料７が、隣接する複数の半導体ナノ粒子１ａに接触していると、有機分子重合体５は、隣接する半導体ナノ粒子１ａ同士を強固に連結する接続部材としての役割を担うものとなる。こうして有機分子重合体５にパッシベーション膜として高い機能を発揮させることができる。
【００２５】
この場合、複合体９は、光電変換膜１０を断面視したときに、無機質材料７の面積比率が有機分子重合体５の面積比率よりも大きい方が良い。複合体９の中で無機質材料７の面積比率が有機分子重合体５の面積比率よりも大きいと、隣接する複数の半導体ナノ粒子１ａ間における結合強度がより高まる。その結果、機械的強度が高く、耐久性の良い光電変換膜を得ることができる。
【００２６】
図３は、光電変換膜の中で、無機質材料が光電変換膜の厚み方向の途中の位置まで存在している状態を部分的に示す断面図である。図３において、符号３Ａはマトリックス相３として有機分子重合体５および無機質材料７が両方存在している領域（共存領域）、３Ｂは有機分子重合体のみが存在している領域（単一領域）である。図３に示す光電変換膜１０の共存領域３Ａと単一領域３Ｂとでは、有機分子重合体５と無機質材料７とは集積膜１の全面積に対する占有面積および占有する領域が異なる。
【００２７】
図３に示す光電変換膜１０では、有機分子重合体５と無機質材料７とは化合することなしに組織的に区別された状態で形成されている。 本実施形態の光電変換膜１０において、有機分子重合体５は、ほぼ全ての半導体ナノ粒子１ａの周囲を埋めるように存在している。一方、無機質材料７は集積膜１の一方の主面側から厚み方向の途中の位置に止まるように形成されている。無機質材料７が占める領域は、図３に示しているように、厚み方向に限定された範囲となっている。
【００２８】
言い換えると、無機質材料７は集積膜１の一方の主面側から一定の厚みの範囲まで存在し、集積膜１の残りの部分には無機質材料７が存在しない構成である。この場合、複合体９は、光電変換膜１０を断面視したときに、有機分子の重合体５と無機質材料７とが混在した領域３Ａと、有機分子の重合体のみが存在する領域３Ｂとが層状に形成されているのが良い。
【００２９】
図３に示した光電変換膜１０として、例えば、無機質材料７にｎ型半導体を適用して複合体９を形成すると、無機質材料７が集電体として機能する光電変換膜１０を形成することができる。
【００３０】
ここで、光電変換膜１０において、有機分子重合体５および無機質材料７の両方が存在している符号３Ａの領域の面積比率が有機分子重合体５のみが存在している符号３Ｂの領域の面積比率よりも大きい方が良い。この場合、集電性が向上する。これはマトリックス相３中に集電体となる無機質材料７が接触した半導体ナノ粒子１ａの割合が増えるためである。
【００３１】
図４は、本実施形態の光電変換膜の他の態様を示す断面模式図である。図４は光電変換膜１０の一部分に示している。図４に示した光電変換膜１０では、有機分子重合体５が半導体ナノ粒子１ａの表面に優先的に貼り付いた構成を成している。この場合、無機質材料７は、その有機分子重合体５の外側の領域に存在している。このような有機分子重合体５は、無機質材料７を形成する温度が高いほど形成されやすい。これは温度上昇によって有機分子５ａ同士の重縮合が進むことに起因する。
【００３２】
この場合、光電変換膜１０には、光電変換特性を大きく低下させない範囲で、隣接する半導体ナノ粒子１ａ間に、複合体９として有機分子重合体７と無機質材料５とが積層状態にある積層部９Ａが形成されていても良い。積層部９Ａには、有機分子重合体７、無機質材料５および有機分子重合体７がこの順で配置された３層構造であっても良い。
【００３３】
図４に示した光電変換膜１０の場合、マトリックス相３となる複合体９の中に形成されている有機分子重合体５は加熱時に高いエネルギーを受けている。このため有機分子重合体５は隣接する半導体ナノ粒子１ａの表面とともに、無機質材料７に対してもより強固に結合した状態となっている。これにより光電変換特性の高い光電変換膜を得ることができる。
【００３４】
ここで、有機分子重合体５を形成するための有機分子５ａとしては、半導体ナノ粒子１ａ同士の間隔を短くすることができるという理由から、ヨウ化テトラブチルアンモニウム（ＴＢＡＩ）および上記のＥＤＴなど炭素数が４０以下であるものが良い。この場合、炭素数が５以下の直鎖状の有機分子５ａがさらに良い。
【００３５】
無機質材料７としては、Ａｌ、Ｚｎ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｓ、ＩｎおよびＳｅの群から選ばれる１種の元素と、Ｏ、ＣおよびＮの群から選ばれる１種の元素とを化合させたものが良い。ここで、ＡＬＤ法によって形成される無機質材料７の具体例としては、例えば、ＡｌＯｘ、ＡｌＮｘ、ＺｎＯｘ、ＳｉＯｘ、ＳｉＮｘ、ＴｉＯｘ、ＴｉＮｘ、ＣｕＯｘ、ＧａＯｘ、ＧａＮｘ、ＧａＳｅｘ、ＩｎＳｘおよびＩｎＳｅｘ（ｘは成膜時の雰囲気に基づく任意の数、例えば、０．１〜３）等を挙げることができる。なお、上記した無機質材料７については、酸素などの陰イオンの数が不定比となっても良い。
【００３６】
また、光電変換膜を構成する半導体ナノ粒子１ａとしては、バンドギャップ（Ｅｇ）が０．１５〜２．０ｅＶを有する材料を選択する。半導体ナノ粒子１ａの具体的な材料としては、ゲルマニウム（Ｇｅ）、シリコン（Ｓｉ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、硫黄（Ｓ）、鉛（Ｐｂ）、テルル（Ｔｅ）およびセレン（Ｓｅ）から選ばれるいずれか１種またはこれらの化合物半導体を用いるのが良い。この中で、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＩｎＡｓ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＣｕＩｎＧａＳｅ、ＣｕＩｎＧａＳ、ＣｕＺｎＧａＳｅおよびＣｕＺｎＧａＳの群から選ばれる１種が良い。
【００３７】
このような半導体材料が適用される集積膜１としては、集積膜１に占める半導体ナノ粒子１ａの割合が集積膜１の断面観察から得られる面積比で６０％以上となっているのが良い。因みに、半導体ナノ粒子１ａの占める面積比を６０％以上にする場合には、最大径が１０ｎｍであるときに、粒度分布が５ｎｍ以内の範囲であるのが良い。
【００３８】
図５は、本開示の光電変換装置の一実施形態を示す断面模式図である。（ａ）は、無機質材料が集積膜の全体に広がっている構造、（ｂ）は無機質材料が集積膜の一部を占めている構造である。本実施形態の光電変換装置２０は、半導体基板１１の主面上に、光電変換層１５として、上記した光電変換膜を有する。図５（ａ）に示す例は、半導体基板１１の下面に電極層１７が配置されている。一方、光電変換層１５の上面には透明導電膜１９およびガラス基板２１がこの順に配置されている。この光電変換装置２０は、光電変換層１５が上記した光電変換膜１０により形成されている。つまり、マトリックス相３が有機分子重合体５と無機質材料７との複合体９を主相として含むものである。これにより半導体ナノ粒子１ａ間を占めるマトリックス相３が隣接する半導体ナノ粒子１ａ同士を強固に連結するものとなるため、パッシベーション膜として高い機能を有することから高い光電変換特性を得ることができる。
【００３９】
また、図５（ｂ）に示す光電変換装置２０は、光電変換層１５として図３に示した光電変換膜を適用したものである。この光電変換装置２０では、半導体基板１１と光電変換層１５との間に集電層２３が設けられている。この場合、集電層２３は無機質材料７と同じ材料（主成分）であるのが良い。集電層２３および無機質材料７の材料としては、例えば酸化亜鉛が良い。言い換えると、図５（ｂ）に示した光電変換装置２０では、集電層２３の全体と、光電変換層１５の厚み方向の途中の位置まで酸化亜鉛が含まれているのが良い。つまり、光電変換層１５の方は、厚みの５０〜９０％までの位置に酸化亜鉛が含まれているのが良い。このとき酸化亜鉛は集電層２３では膜状であり、光電変換層１５では半導体ナノ粒子１ａの周囲を埋めるように、断面視したときに柱状に形成されているのが良い。集電層２３と無機質材料７とは一体化された状態であるのが良い。これにより光電変換装置の短絡電流密度および開放電圧の高い光電変換装置を得ることができる。
【実施例】
【００４０】
次に、本実施形態の光電変換膜および光電変換装置を製造する方法について、半導体ナノ粒子１として、硫黄化鉛（ＰｂＳ）を適用した例を基に説明する。【００４１】
まず、分子量が約２００のポリオキシエチレンの溶液中に分散された状態の硫化鉛の粒子（以下、ＰｂＳ粒子とする。）を準備した。平均粒径は約１０ｎｍである。【００４２】
次に、このＰｂＳ粒子を含む溶液にＥＤＴを加え、室温にて約２４時間の撹拌を行った。この操作により、ＰｂＳ粒子の表面でポリオキシエチレンがＥＤＴに置き換わり、ＰｂＳ粒子にＥＤＴが結合したナノ複合材料を得ることができた。【００４３】
次に、得られたナノ複合材料の分散溶液を、面積が１０ｍｍ×１０ｍｍ、厚み０．３ｍｍのシリコン基板上に塗布した後、洗浄および加熱によって余分の有機分子および水分を除去し、集積膜１を形成した。集積膜の厚みは約０．１μｍであった。【００４４】
次に、ＡＬＤ法によって、集積膜１中のＰｂＳ粒子の周囲に無機質材料を形成した。このときＡＬＤ法の条件としては、供給する酸素（Ｏ）ガスの圧力を５Ｐａとし、基板温度を表１に示す範囲で変化させた。こうしてシリコン基板上に形成したＰｂＳ粒子の集積膜内にＥＤＴとＺｎＯｘとの複合体をマトリックス相とする光電変換膜を形成することができた。この場合、ＺｎＯｘの膜は、成膜の時間およびサイクル数を制御して、集積膜の上面からおおよそ３／４の位置まで形成されている状態となるようにした。半導体基板と光電変換膜との間に酸化亜鉛の集電層を形成した試料については、半導体基板の表面に予め酸化亜鉛の溶液を塗布し、約１００℃にて加熱して形成した。【００４５】
次に、作製した光電変換膜の内部組織を透過電子顕微鏡により観察した。また、有機分子（ＥＤＴ）が重合している状態を全反射フーリエ変換赤外分光法（ＦＴ−ＩＲ−ＡＴＲ）により確認した。【００４６】
次に、光電変換膜の表面に透明導電膜（インジウム錫酸化物：ＩＴＯ）を形成し、次いで、ガラス基板を貼り付け、一方、シリコン基板の下層面に電極層（金：Ａｕ）を蒸着法により形成して、光電変換装置を作製した。【００４７】
次に、作製した光電変換装置について短絡電流密度を評価した。【００４８】
【表１】
2017090768.tif 000003
【００４９】
表１の結果から明らかなように、ＡＬＤ法を行うときの成膜温度を１３０℃および１５０℃に設定して作製した試料（試料Ｎｏ．２、３）は、短絡電流密度が２９〜３２ｍＡ／ｃｍ２以上となり、設定温度を７０℃とした試料（試料Ｎｏ．１）の短絡電流密度が２２ｍＡ／ｃｍ２に比べて１．３〜１．５倍の短絡電流密度が得られた。【００５０】
各試料の光電変換膜をＦＴ−ＩＲ−ＡＴＲ分析した結果、ＡＬＤ法の成膜温度を１３０℃および１５０℃に設定した試料は、いずれもＥＤＴが重合している状態となっていたが、設定温度を７０℃とした試料はＥＤＴが重合した状態ではなかった。設定温度を１８０℃とした試料はＥＤＴが全て蒸発していた。【００５１】
各試料の光電変換膜を透過電子顕微鏡観察したところ、ＡＬＤ法を行うときの成膜温度を１３０℃および１５０℃に設定して作製した試料（試料Ｎｏ．２、３）は、光電変換膜内で複合体を構成するＥＤＴ（重合体）とＺｎＯｘとが両方とも少なくとも２個のＰｂＳ粒子に接触した状態であり、また、ＺｎＯｘの面積比率がＥＤＴ（重合体）の面積比率よりも大きかった。【００５２】
また、試料Ｎｏ．３の光電変換装置の試料について、図５（ｂ）に示す構成の光電変換装置を作製して同様に評価したところ、短絡電流密度が３６ｍＡ／ｃｍ２であった。この試料は、断面視したときに、有機分子の重合体と無機質材料とが混在した領域と、有機分子の重合体のみが存在する領域とが層状に形成されていた。また、有機分子の重合体および無機質材料の両方が存在している領域の面積比率が有機分子重合体のみが存在している領域の面積比率よりも大きかった。さらに、この試料における複合体はその一部に有機分子重合体、無機質材料および有機分子重合体がこの順に配置された積層膜の構造が見られた。
【符号の説明】
【００５３】
１０・・・・・・・・・光電変換膜
２０・・・・・・・・・光電変換装置
１・・・・・・・・・・集積膜
１ａ・・・・・・・・・半導体ナノ粒子
３・・・・・・・・・・マトリックス相
５・・・・・・・・・・有機分子重合体
５ａ・・・・・・・・・有機分子
７・・・・・・・・・・無機質材料
９・・・・・・・・・・複合体
１１・・・・・・・・・半導体基板
１５・・・・・・・・・光電変換層
１７・・・・・・・・・電極層
１９・・・・・・・・・透明導電膜
２１・・・・・・・・・ガラス基板
【図１】
2017090768.tif 000004
【図２】
2017090768.tif 000005
【図３】
2017090768.tif 000006
【図４】
2017090768.tif 000007
【図５】
2017090768.tif 000008
【国際調査報告】
2017090768.tif 000009
2017090768.tif 000010
2017090768.tif 000011
2017090768.tif 000012