(57)【要約】  本明細書は、第１電極と、前記第１電極上に備えられた第１共通層と、前記第１共通層上に備えられたペロブスカイト物質を含む光吸収層と、前記光吸収層上に備えられた第２共通層と、前記第２共通層上に備えられた導電性粘着剤層とを含む有機−無機複合太陽電池およびその製造方法に関する。
2021501478.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極と、
前記第１電極上に備えられた第１共通層と、
前記第１共通層上に備えられたペロブスカイト物質を含む光吸収層と、
前記光吸収層上に備えられた第２共通層と、
前記第２共通層上に接するように備えられた導電性粘着剤層とを含む有機−無機複合太陽電池。
【請求項２】
前記導電性粘着剤層上に基材をさらに含むものである、請求項１に記載の有機−無機複合太陽電池。
【請求項３】
前記基材は、バリアフィルムを含むものである、請求項２に記載の有機−無機複合太陽電池。
【請求項４】
前記基材は、保護フィルムをさらに含むものである、請求項３に記載の有機−無機複合太陽電池。
【請求項５】
前記ペロブスカイト物質は、下記化学式１または化学式２で表される化合物である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機−無機複合太陽電池：
［化学式１］
ＡＭＸ３
［化学式２］
ＢａＢ'（１−ａ）Ｍ'Ｘ'ｚＸ''（３−ｚ）
前記化学式１または２において、
ＢおよびＢ'は、互いに異なり、
Ａ、ＢおよびＢ'は、それぞれＣｎＨ２ｎ＋１ＮＨ３＋、ＮＨ４＋、ＨＣ（ＮＨ２）２＋、Ｃｓ＋、ＮＦ４＋、ＮＣｌ４＋、ＰＦ４＋、ＰＣｌ４＋、ＣＨ３ＰＨ３＋、ＣＨ３ＡｓＨ３＋、ＣＨ３ＳｂＨ３＋、ＰＨ４＋、ＡｓＨ４＋、およびＳｂＨ４＋から選択される１価の陽イオンであり、
ＭおよびＭ'は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、Ｃｕ２＋、Ｎｉ２＋、Ｃｏ２＋、Ｆｅ２＋、Ｍｎ２＋、Ｃｒ２＋、Ｐｄ２＋、Ｃｄ２＋、Ｇｅ２＋、Ｓｎ２＋、Ｐｂ２＋、およびＹｂ２＋から選択される２価の金属イオンであり、
Ｘ、Ｘ'およびＸ''は、それぞれ独立して、ハロゲンイオンであり、
ｎは、１〜９の整数であり、
ａは、０＜ａ＜１の実数であり、
ｚは、０＜ｚ＜３の実数である。
【請求項６】
前記導電性粘着剤層は、導電性物質および粘着物質を含むものである、請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機−無機複合太陽電池。
【請求項７】
前記導電性物質は、炭素ベースの物質または金属粒子を含むものである、請求項６に記載の有機−無機複合太陽電池。
【請求項８】
前記炭素ベースの物質は、カーボンブラック、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、グラファイト（Ｇｒａｐｈｉｔｅ）、グラフェン（Ｇｒａｐｈｅｎｅ）、活性炭、多孔性炭素（Ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ  Ｃａｒｂｏｎ）、炭素繊維（Ｃａｒｂｏｎ  ｆｉｂｅｒ）、およびカーボンナノワイヤ（Ｃａｒｂｏｎ  ｎａｎｏ  ｗｉｒｅ）のうちの少なくとも１つである、請求項７に記載の有機−無機複合太陽電池。
【請求項９】
前記導電性粘着剤層の面抵抗値は、０．０１Ω／ｓｑ〜１００Ω／ｓｑである、請求項１〜８のいずれか１項に記載の有機−無機複合太陽電池。
【請求項１０】
第１電極と、第１共通層と、ペロブスカイト物質を含む光吸収層と、第２共通層とを含む第１構造体を形成するステップと、
導電性粘着剤層を用意するステップと、
前記第２共通層および導電性粘着剤層が接するように貼り合わせるステップとを含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載の有機−無機複合太陽電池の製造方法。
【請求項１１】
前記第１構造体を形成するステップは、
第１電極を用意するステップと、
前記第１電極上に第１共通層を形成するステップと、
前記第１共通層上にペロブスカイト物質を含む光吸収層を形成するステップと、
前記光吸収層上に第２共通層を形成するステップとを含むものである、請求項１０に記載の有機−無機複合太陽電池の製造方法。
【請求項１２】
前記導電性粘着剤層が前記第２共通層と接する部分の反対面に基材がさらに備えられるものである、請求項１０または１１に記載の有機−無機複合太陽電池の製造方法。
【請求項１３】
前記第２共通層および導電性粘着剤層が接するように貼り合わせるステップは、２０℃〜１００℃でロールを用いるものである、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の有機−無機複合太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１７年１１月１日付で韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０−２０１７−０１４４６４３号の出願日の利益を主張し、その内容のすべては本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本明細書は、有機−無機複合太陽電池および有機−無機複合太陽電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
化石エネルギーの枯渇とその使用による地球環境的な問題を解決するために、太陽エネルギー、風力、水力といった、再生可能で、クリーンな代替エネルギー源に関する研究が活発に進められている。このうち、太陽光から直接電気的エネルギーを変化させる太陽電池に対する関心が大きく増加している。ここで、太陽電池とは、太陽光から光エネルギーを吸収して電子と正孔を発生する光起電効果を利用して電流−電圧を生成する電池を意味する。
【０００４】
このような太陽電池の商用化のために、製造コストの低減および大面積化を必要としている。これによって、製造コストの低減のためにロールツーロール（ｒｏｌｌ−ｔｏ−ｒｏｌｌ、Ｒ２Ｒ）工程を適用した太陽電池の製造方法が研究されており、なかでも、常圧溶液型Ｒ２Ｒ工程の開発に対する必要性が注目されている。
【０００５】
しかし、既存の太陽電池の作製工程において、上部電極の形成は、大部分金属真空蒸着または導電性インクを通した印刷工程により形成されていて、工程費用および材料費用の低減に限界があった。
【０００６】
一方、太陽電池の中でも、有機−無機複合ペロブスカイト物質は、吸光係数が高く、溶液工程により容易に合成可能な特性のため、最近、有機−無機複合太陽電池の光吸収物質として注目されている。しかし、有機−無機複合太陽電池の上部電極も金属真空蒸着または導電性インクを通した印刷工程により形成されるので、前述した工程および費用上の問題点が同じく発生する。
【０００７】
これによって、低価格大量生産が可能な新たな上部電極の形成およびフィルム型太陽電池の生産に関する研究が必要なのが現状である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本明細書は、有機−無機複合太陽電池および有機−無機複合太陽電池の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本明細書の一実施態様は、第１電極と、
前記第１電極上に備えられた第１共通層と、
前記第１共通層上に備えられたペロブスカイト物質を含む光吸収層と、
前記光吸収層上に備えられた第２共通層と、
前記第２共通層上に接するように備えられた導電性粘着剤層とを含む有機−無機複合太陽電池を提供する。
【００１０】
本明細書の他の実施態様は、第１電極と、第１共通層と、ペロブスカイト物質を含む光吸収層と、第２共通層とを含む第１構造体を形成するステップと、
導電性粘着剤層を用意するステップと、
前記第２共通層および導電性粘着剤層が接するように貼り合わせるステップとを含む有機−無機複合太陽電池の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本明細書の一実施態様に係る有機−無機複合太陽電池は、効率および安定性に優れる。
【００１２】
本明細書の一実施態様に係る有機−無機複合太陽電池の製造方法は、上部電極および封止層の形成が別途に行われず、工程が簡単でありながらも、効率に優れた有機−無機複合太陽電池の製造が可能である。
【００１３】
本明細書の一実施態様に係る有機−無機複合太陽電池は、フレキシブル（ｆｌｅｘｉｂｌｅ）素子の製造が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本明細書の一実施態様に係る有機−無機複合太陽電池を示す図である。
【図２】本明細書の一実施態様に係る有機−無機複合太陽電池を示す図である。
【図３】本明細書の一実施態様に係る有機−無機複合太陽電池を示す図である。
【図４】一般的な有機−無機複合太陽電池を示す図である。
【図５】本明細書の実施態様で製造された有機−無機複合太陽電池の電圧に応じた電流密度を示す図である。  １０：第１電極  ２０：第１共通層  ３０：光吸収層  ４０：第２共通層  ５０：導電性粘着剤層  ６０：基材  ７０：金属箔  ８０：保護フィルム  ９０：基板  １００：第２電極  １１０：粘着層
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本明細書を詳細に説明する。
【００１６】
本明細書において、ある部分がある構成要素を「含む」とする時、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに包含できることを意味する。
【００１７】
本明細書において、ある部材が他の部材の「上に」位置しているとする時、これは、ある部材が他の部材に接している場合のみならず、２つの部材の間にさらに他の部材が存在する場合も含む。
【００１８】
本明細書の一実施態様は、第１電極と、
前記第１電極上に備えられた第１共通層と、
前記第１共通層上に備えられたペロブスカイト物質を含む光吸収層と、
前記光吸収層上に備えられた第２共通層と、
前記第２共通層上に接するように備えられた導電性粘着剤層とを含む有機−無機複合太陽電池を提供する。
【００１９】
図１には、本明細書の一実施態様に係る有機−無機複合太陽電池の構造を示した。具体的には、図１には、第１電極１０、第１共通層２０、光吸収層３０、第２共通層４０、および導電性粘着剤層５０が順次に積層された有機−無機複合太陽電池を示した。
【００２０】
本明細書の一実施態様において、前記導電性粘着剤層上に基材をさらに含んでもよい。
【００２１】
本明細書の一実施態様において、前記基材は、バリアフィルムを含む。この時、前記バリアフィルムは、外部環境（例えば、水分および酸素）から保護する役割を果たす。
【００２２】
本明細書の一実施態様において、前記バリアフィルムは、金属箔（ｆｏｉｌ）であってもよい。前記金属箔（ｆｏｉｌ）の金属は、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、およびパラジウム（Ｐｄ）からなる群より選択される１種以上、またはこれらの合金を含むことができる。具体的には、Ｉｎｖａｒなどの鉄とニッケルの合金、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、または鉄（Ｆｅ）であってもよい。
【００２３】
本明細書の一実施態様において、前記基材は、保護フィルムをさらに含む。この時、前記保護フィルムは、素子の最外部に位置し、スクラッチ、汚染防止などの役割を果たす。
【００２４】
本明細書の一実施態様において、前記保護フィルムは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＥＴ、ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）；ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ、Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ  ｆｌｕｏｒｉｄｅ）などのテフロン（登録商標）系高分子、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ、ｔｒｉａｃｅｔｙｌ  ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ、ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ、ｃｙｃｌｏｏｌｅｆｉｎ  ｐｏｌｙｍｅｒ）、およびアクリル系フィルムなどを単独または混合して使用することができる。
【００２５】
図２には、導電性粘着剤層上に基材が含まれた有機−無機複合太陽電池の構造を示した。具体的には、図２では、第１電極１０、第１共通層２０、光吸収層３０、第２共通層４０、導電性粘着剤層５０、および基材６０が順次に積層された有機−無機複合太陽電池を示した。より具体的には、図２では、第１電極１０、第１共通層２０、光吸収層３０、第２共通層４０、導電性粘着剤層５０、金属箔７０、および保護フィルム８０が順次に積層された有機−無機複合太陽電池を示した。
【００２６】
本明細書の一実施態様において、前記有機−無機複合太陽電池は、第１電極の下部に基板を追加的に含んでもよい。
【００２７】
図３には、基板が備えられた有機−無機複合太陽電池を示した。具体的には、図３には、基板９０、第１電極１０、第１共通層２０、光吸収層３０、第２共通層４０、導電性粘着剤層５０、金属箔７０、および保護フィルム８０が順次に積層された有機−無機複合太陽電池を示した。
【００２８】
本明細書の一実施態様において、前記導電性粘着剤層は、従来の有機−無機複合太陽電池における上部電極および粘着層の役割を同時に果たす。
【００２９】
図４には、従来の有機−無機複合太陽電池の構造を示した。具体的には、図４には、第２電極（上部電極）および粘着層が別途に備えられた従来の有機−無機複合太陽電池を示した。より具体的には、図４には、基板９０、第１電極１０、第１共通層２０、光吸収層３０、第２共通層４０、第２電極１００、粘着層１１０、金属箔７０、および保護フィルム８０が順次に備えられた従来の有機−無機複合太陽電池の構造を示した。
【００３０】
本明細書の一実施態様において、前記ペロブスカイト物質は、下記化学式１または化学式２で表される化合物であってもよい。
［化学式１］
ＡＭＸ３
［化学式２］
ＢａＢ'（１−ａ）Ｍ'Ｘ'ｚＸ''（３−ｚ）
前記化学式１または２において、
ＢおよびＢ'は、互いに異なり、
Ａ、ＢおよびＢ'は、それぞれＣｎＨ２ｎ＋１ＮＨ３＋、ＮＨ４＋、ＨＣ（ＮＨ２）２＋、Ｃｓ＋、ＮＦ４＋、ＮＣｌ４＋、ＰＦ４＋、ＰＣｌ４＋、ＣＨ３ＰＨ３＋、ＣＨ３ＡｓＨ３＋、ＣＨ３ＳｂＨ３＋、ＰＨ４＋、ＡｓＨ４＋、およびＳｂＨ４＋から選択される１価の陽イオンであり、
ＭおよびＭ'は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、Ｃｕ２＋、Ｎｉ２＋、Ｃｏ２＋、Ｆｅ２＋、Ｍｎ２＋、Ｃｒ２＋、Ｐｄ２＋、Ｃｄ２＋、Ｇｅ２＋、Ｓｎ２＋、Ｐｂ２＋、およびＹｂ２＋から選択される２価の金属イオンであり、
Ｘ、Ｘ'およびＸ''は、それぞれ独立して、ハロゲンイオンであり、
ｎは、１〜９の整数であり、
ａは、０＜ａ＜１の実数であり、
ｚは、０＜ｚ＜３の実数である。
【００３１】
本明細書の一実施態様において、前記ＡとＢは、互いに同一または異なる。また、ＡとＢ'は、互いに同一または異なる。
【００３２】
本明細書の一実施態様において、前記光吸収層のペロブスカイト物質は、単一の陽イオンを含むことができる。本明細書において、単一の陽イオンとは、１種類の１価の陽イオンを用いたものを意味する。すなわち、化学式１において、Ａとして１種類の１価の陽イオンのみ選択されたものを意味する。例えば、前記化学式１のＡは、ＣｎＨ２ｎ＋１ＮＨ３＋であり、ｎは、１〜９の整数であってもよい。
【００３３】
本明細書の一実施態様において、前記光吸収層のペロブスカイト構造の化合物は、複合陽イオンを含むことができる。本明細書において、複合陽イオンとは、２種類以上の１価の陽イオンを用いたものを意味する。すなわち、化学式２において、ＢおよびＢ'がそれぞれ互いに異なる１価の陽イオンが選択されたものを意味する。例えば、前記化学式２のＢは、ＣｎＨ２ｎ＋１ＮＨ３＋、Ｂ'は、ＨＣ（ＮＨ２）２＋であってもよい。
【００３４】
本明細書の一実施態様において、前記ペロブスカイト物質は、化学式１で表される。
【００３５】
本明細書の一実施態様において、前記ペロブスカイト物質は、化学式２で表される。
【００３６】
本明細書の一実施態様において、前記Ａ、ＢおよびＢ'は、それぞれＣｎＨ２ｎ＋１ＮＨ３＋またはＨＣ（ＮＨ２）２＋である。この時、ＢとＢ'は、互いに異なる。
【００３７】
本明細書の一実施態様において、前記Ａは、ＣＨ３ＮＨ３＋またはＨＣ（ＮＨ２）２＋である。
【００３８】
本明細書の一実施態様において、前記ＡおよびＢは、それぞれＣＨ３ＮＨ３＋である。
【００３９】
本明細書の一実施態様において、前記Ｂ'は、ＨＣ（ＮＨ２）２＋である。
【００４０】
本明細書の一実施態様において、前記ＭおよびＭ'は、Ｐｂ２＋である。
【００４１】
本明細書の一実施態様において、前記Ｘ'およびＸ''は、互いに異なる。
【００４２】
本明細書の一実施態様において、前記Ｘ、Ｘ'およびＸ''は、それぞれＦまたはＢｒである。
【００４３】
本明細書の一実施態様において、前記ＢおよびＢ'の合計が１となるために、ａは、０＜ａ＜１の実数である。また、前記Ｘ'およびＸ''の合計が３となるために、ｚは、０＜ｚ＜３の実数である。
【００４４】
本明細書の一実施態様において、前記ペロブスカイト物質は、ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＩ３、ＨＣ（ＮＨ２）２ＰｂＩ３、ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＢｒ３、ＨＣ（ＮＨ２）２ＰｂＩ３、または（ＣＨ３ＮＨ３）ａ（ＨＣ（ＮＨ２）２）（１−ａ）ＩｚＢｒ（３−ｚ）であり、ｎは、１〜９の整数、ａは、０＜ａ＜１の実数、ｚは、０＜ｚ＜３の実数である。
【００４５】
本明細書の一実施態様において、第１共通層および第２共通層は、それぞれ電子輸送層または正孔輸送層を意味する。この時、第１共通層と第２共通層は、互いに同一の層ではない。例えば、前記第１共通層が電子輸送層の場合、前記第２共通層は、正孔輸送層であり、前記第１共通層が正孔輸送層の場合、前記第２共通層は、電子輸送層である。
【００４６】
本明細書の一実施態様において、前記導電性粘着剤層は、導電性物質および粘着物質を含む。
【００４７】
本明細書の一実施態様において、前記導電性粘着剤層内における粘着物質と導電性物質の質量比は、１：９９〜９９：１であってもよい。具体的には、２０：８０〜８０：２０であってもよい。
【００４８】
本明細書の一実施態様において、前記導電性粘着剤層内における導電性物質は、分散した形態で存在してもよい。
【００４９】
本明細書の一実施態様において、前記導電性物質は、炭素ベースの物質または金属粒子を含む。
【００５０】
本明細書の一実施態様において、前記炭素ベースの物質は、カーボンブラック、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、グラファイト（Ｇｒａｐｈｉｔｅ）、グラフェン（Ｇｒａｐｈｅｎｅ）、活性炭、多孔性炭素（Ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ  Ｃａｒｂｏｎ）、炭素繊維（Ｃａｒｂｏｎ  ｆｉｂｅｒ）、およびカーボンナノワイヤ（Ｃａｒｂｏｎ  ｎａｎｏ  ｗｉｒｅ）のうちの少なくとも１つである。
【００５１】
本明細書の一実施態様において、前記金属粒子は、一般的に用いられる導電性金属粒子が使用可能であり、具体的には、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、またはこれらの合金のうちの少なくとも１つであってもよい。
【００５２】
本明細書の一実施態様において、前記導電性粘着剤層は、導電性粘着剤組成物を用いて形成され、前記導電性粘着剤組成物は、導電性物質および粘着物質を含む。
【００５３】
本明細書の一実施態様において、前記導電性粘着剤組成物内の導電性物質の含有量は、１ｗｔ％〜４０ｗｔ％である。具体的には、１０ｗｔ％〜４０ｗｔ％である。より具体的には、１５ｗｔ％〜４０ｗｔ％である。導電性粘着剤組成物内の導電性物質の含有量が１ｗｔ％未満の場合、導電性が低下し、導電性物質の含有量が４０ｗｔ％超過の場合、粘着力が低下する問題点がある。また、導電性物質の含有量が前記範囲を満足することにより、導電性粘着剤層の導電性に優れ、数百オーム以下の面抵抗値を示すことができる。
【００５４】
本明細書の一実施態様において、前記導電性粘着剤組成物は、無溶剤タイプ（ｓｏｌｖｅｎｔｌｅｓｓ）の粘着物質を含むことができる。
【００５５】
本明細書の一実施態様において、前記導電性粘着剤組成物は、溶剤タイプの粘着物質を含むことができる。
【００５６】
本明細書の一実施態様において、前記粘着物質は、粘着剤組成物または粘着剤組成物の硬化物を含む。この時、前記粘着剤組成物は、当業界で用いられる物質であれば制限なく使用可能である。例えば、前記粘着剤組成物は、硬化前は液状で存在し、硬化された後は固状に変換される物質であってもよい。
【００５７】
本明細書の一実施態様において、前記粘着剤組成物は、未硬化の状態で含まれていてもよい。本明細書において、「硬化」は、粘着剤層内に含まれた成分の化学的または物理的作用あるいは反応によって、粘着物質が粘着性能を発現できる状態に変換される過程を意味する。
【００５８】
本明細書の一実施態様において、前記粘着剤組成物は、ブチレンから誘導された高分子を含むことができる。前記ブチレンから誘導された高分子は、極性が低く、透明であり、腐食の影響がほとんどないので、粘着物質としての使用時に優れた水分遮断特性および耐久性を実現できるようにする効果がある。
【００５９】
本明細書において、前記「ブチレンから誘導された高分子」は、前記高分子の重合単位の１つ以上がブチレンからなるものを意味する。
【００６０】
本明細書の一実施態様において、前記ブチレンから誘導された高分子は、ブチレン単量体の単独重合体、ブチレン単量体と重合可能な他の単量体を共重合した共重合体、ブチレン単量体を用いた反応性オリゴマー、またはこれらの混合物であってもよい。
【００６１】
本明細書の一実施態様において、前記ブチレン単量体は、例えば、１−ブテン、２−ブテン、またはイソブチレンであってもよいし、前記ブチレン単量体と重合可能な他の単量体は、例えば、イソプレン、スチレン、またはブタジエンであってもよいが、これのみに限定されるものではない。
【００６２】
本明細書の一実施態様において、前記ブチレンから誘導された高分子は、例えば、ブチルゴムであってもよいが、これのみに限定されるものではない。
【００６３】
本明細書の一実施態様において、前記粘着剤組成物は、多官能性重合性化合物を含むことができる。前記多官能性重合性化合物は、具体的には、活性エネルギー線の照射によって重合可能な多官能性活性エネルギー線重合性化合物であってもよい。
【００６４】
本明細書の一実施態様において、前記多官能性活性エネルギー線重合性化合物は、活性エネルギー線の照射によって重合反応に参加可能な官能基、例えば、アクリロイル基またはメタクリロイル基などのエチレン性不飽和二重結合を含む官能基；エポキシ基；またはオキセタン基などの官能基を２個以上含む化合物であってもよい。具体的には、前記多官能性活性エネルギー線重合性化合物は、例えば、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，３−ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、１，８−オクタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，１２−ドデカンジオールジ（メタ）アクリレート、およびトリメチルプロパントリアクリレートであってもよいが、これのみに限定されるものではない。
【００６５】
本明細書の一実施態様において、前記粘着剤組成物は、粘着付与剤、水分吸着剤、水分遮断剤、分散剤、光開始剤、熱開始剤、またはラジカル開始剤のうちの１種以上の添加物質をさらに含んでもよい。
【００６６】
本明細書の一実施態様において、前記添加物質の配合比率は特に制限されず、目的の導電性粘着剤層の粘度および硬化後に実現しようとする粘着物性などを考慮して適宜選択可能である。
【００６７】
本明細書の一実施態様において、前記粘着付与剤は、粘着剤組成物と相溶性が良くかつ、水分遮断性に優れた物質であれば制限なく使用可能である。例えば、水添炭化水素樹脂、水素化されたエステル系樹脂、または水素化されたジシクロペンタジエン系樹脂であってもよいが、これのみに限定されるものではない。
【００６８】
本明細書の一実施態様において、前記水分吸着剤は、当業界で用いる物質であれば制限なく使用可能である。例えば、アルミニウムオキサイドオクチレートなどの有機金属酸化物；硫酸マグネシウム、硫酸ナトリウム、または硫酸ニッケルなどの硫酸塩；または五酸化リン（Ｐ２Ｏ５）、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）、酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、または酸化マグネシウム（ＭｇＯ）金属酸化物などであってもよいが、これらのみに限定されるものではない。
【００６９】
本明細書において、前記「水分遮断剤」は、水分と反応性がなかったり、水分と反応性が低かったり、水分が物質内で移動することを遮断または妨げる物質を意味する。前記水分遮断剤としては、例えば、クレー、シリカ、ゼオライト、チタニア、およびジルコニアのうちの１種以上が使用できるが、これのみに限定されるものではない。
【００７０】
本明細書の一実施態様において、前記光開始剤、熱開始剤、またはラジカル開始剤は、当業界で用いる物質であれば制限なく使用可能である。
【００７１】
本明細書の一実施態様において、前記導電性粘着剤組成物内の粘着物質の含有量は、１ｗｔ％〜６０ｗｔ％である。具体的には、５ｗｔ％〜５０ｗｔ％であってもよいし、より具体的には、１０ｗｔ％〜３０ｗｔ％であってもよい。前記粘着物質の含有量が６０ｗｔ％超過の場合、導電性物質との相溶性が低くなり、前記粘着物質の含有量が１ｗｔ％以下の場合、粘着特性が低下する問題点がある。
【００７２】
本明細書の一実施態様において、前記導電性粘着剤層は、常温での粘度が１０６ｄｙｎｅ／ｃｍ２以上、好ましくは、１０７ｄｙｎｅ／ｃｍ２以上であってもよい。この時の「常温」は、加温または感温されない自然のままの温度を意味し、例えば、約１５℃〜３５℃、より具体的には、約２０℃〜２５℃、さらに具体的には、約２５℃の温度を意味することができる。前記粘度は、ＡＲＥＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃ  Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）を用いて測定することができる。
【００７３】
本明細書の一実施態様では、導電性粘着剤層の粘度を前記範囲に調節して、有機−無機複合太陽電池の製造過程で、作業の工程性が円滑で均一な厚さの導電性粘着剤層を形成することが可能である。また、樹脂の硬化などによって発生しうる収縮および揮発ガスなどの問題を大幅に縮小させて、有機−無機複合太陽電池に物理的または化学的損傷が加えられるのを防止することができる。本発明では、導電性粘着剤層が常温で固状または半固状の状態を維持する限り、前記粘度の上限は特に制限されず、例えば、工程性などを考慮して、約１０９ｄｙｎｅ／ｃｍ２以下の範囲で制御することができる。
【００７４】
本明細書の一実施態様において、前記導電性粘着剤層の粘着力は、フィルムを３０℃、１ＭＰａ、１秒〜２秒の条件で仮圧着した後の剥離力が、好ましくは、１００ｇｆ／ｃｍ以上であってもよく、より好ましくは、３００ｇｆ／ｃｍ以上であってもよいし、さらに好ましくは、５００ｇｆ／ｃｍ以上であってもよい。
【００７５】
本明細書の一実施態様において、前記剥離力のため、ＰＥＴ離型フィルム上に形成した導電性粘着物質（以下、導電性粘着フィルム）を常温（２５℃）で１時間放置させた後、前記導電性粘着フィルムを一定の規格（フィルムの幅１．５ｍｍ）に裁断し、パターンのないガラスに、実測温度３０℃で１ＭＰａ、１秒の仮圧着条件で仮圧着した後、ＰＥＴ離型フィルムを除去した。その後、幅が１．５ｍｍであり、前記ガラス上に仮圧着した導電性粘着フィルムより長さが５ｃｍさらに長く裁断した接着テープ（Ｎｉｔｔｏ社）を、前記ＰＥＴ離型フィルムの除去された導電性粘着フィルム上に位置させ、ゴムローラを２回移動させて前記接着テープと導電性粘着フィルムとが相互接着されるようにした。前記のような方法で導電性粘着フィルムを３つの試験片を用意し、ＵＴＭを用いてピール強度を測定した後、その平均値を計算した。
【００７６】
本明細書の一実施態様において、前記導電性粘着剤層の面抵抗値は、０．０１Ω／ｓｑ〜１００Ω／ｓｑである。したがって、有機−無機複合太陽電池の電極への使用に適する。
【００７７】
本明細書の一実施態様において、前記面抵抗は、４−ｐｏｉｎｔ  ｐｒｏｂｅ方式により、公知の面抵抗器を用いて測定できる。面抵抗は、４つの探針で電流（Ｉ）と電圧（Ｖ）を測定して抵抗値（Ｖ／Ｉ）を測定した後、これに、サンプルの面積（断面積、Ｗ）と抵抗を測定するための電極間の距離（Ｌ）を用いて面抵抗を求め（Ｖ／Ｉ×Ｗ／Ｌ）、面抵抗単位であるΩ／ｓｑで計算するために抵抗補正係数（ＲＣＦ）を乗じる。
【００７８】
前記抵抗補正係数は、サンプルのサイズ、厚さおよび測定時の温度を用いて算出され、これは、ポアソン方程式によって算出される。全体積層体の面抵抗は、積層体自体から測定および算出され、各層の面抵抗は、全体積層体から測定しようとする対象層を除いた残りの材料からなる層を形成する前に測定されるか、全体積層体から測定しようとする対象層を除いた残りの材料からなる層を除去した後に測定されるか、対象層の材料を分析して対象層と同じ条件の層を形成した後に測定される。例えば、前記導電性粘着剤層の面抵抗値は、導電性粘着剤層のみ別途に作製した後、４−ｐｏｉｎｔ  ｐｒｏｂｅを用いて測定される。
【００７９】
本明細書の一実施態様において、前記導電性粘着剤層を形成するために、導電性粘着剤組成物を溶媒に溶かして使用することができる。この時、溶媒は、当業界で用いる物質であれば制限なく使用可能であり、例えば、シクロペンチルメチルエーテル（ｃｙｃlｏｐｅｎｔｙｌ  ｍｅｔｈｙｌ  ｅｔｈｅｒ）、ジ−タート−ブチルエーテル（ｄｉ−ｔｅｒｔ−ｂｕｔｙｌ  ｅｔｈｅｒ）、ジブチルエーテル（ｄｉｂｕｔｙｌ  ｅｔｈｅｒ）、ジエチルエーテル（ｄｉｅｔｈｙｌ  ｅｔｈｅｒ）、ジイソプロピルエーテル（ｄｉｉｓｏｐｒｏｐｙｌ  ｅｔｈｅｒ）、１，４−ジオキサン（１，４−ｄｉｏｘａｎｅ）、エチル−タート−ブチルエーテル（ｅｔｈｙｌ  ｔｅｒｔ−ｂｕｔｙｌ  ｅｔｈｅｒ）、ポリエチレングリコール（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｇｌｙｃｏｌ）、テトラヒドロフラン（ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒａｎ）などのエーテル（ｅｔｈｅｒ）系溶媒であってもよい。
【００８０】
本明細書の一実施態様において、前記第１電極は、透明電極であり、前記太陽電池は、前記第１電極を経由して光を吸収するものであってもよい。
【００８１】
本明細書の一実施態様において、前記第１電極が透明電極の場合、前記第１電極は、ガラスおよび石英板のほか、ポリエチレンテレフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｎａｐｈｔｈｅｌａｔｅ、ＰＥＮ）、ポリプロピレン（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ、ＰＰ）、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ、ＰＩ）、ポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｒｎａｔｅ、ＰＣ）、ポリスチレン（ｐｏｌｙｓｔｙｌｅｎｅ、ＰＳ）、ポリオキシエチレン（ｐｏｌｙｏｘｙｅｔｈｌｅｎｅ、ＰＯＭ）、ＡＳ樹脂（ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ  ｓｔｙｒｅｎｅ  ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）、ＡＢＳ樹脂（ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ  ｂｕｔａｄｉｅｎｅ  ｓｔｙｒｅｎｅ  ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）、トリアセチルセルロース（Ｔｒｉａｃｅｔｙｌ  ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ、ＴＡＣ）、およびポリアリーレート（ｐｏｌｙａｒｙｌａｔｅ、ＰＡＲ）などを含むプラスチックのような柔軟で透明な物質上に導電性を有する物質がドーピングされたものが使用できる。具体的には、前記第１電極は、酸化スズインジウム（ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ、ＩＴＯ）、フッ素含有酸化スズ（ｆｌｕｏｒｉｎｅ  ｄｏｐｅｄ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ；ＦＴＯ）、アルミニウムドーピングされたジンクオキサイド（ａｌｕｍｉｎｉｕｍ  ｄｏｐｅｄ  ｚｉｎｋ  ｏｘｉｄｅ、ＡＺＯ）、ＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ−Ｇａ２Ｏ３、ＺｎＯＡｌ２Ｏ３、およびＡＴＯ（ａｎｔｉｍｏｎｙ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）などになってもよいし、より具体的には、前記第１電極は、ＩＴＯであってもよい。
【００８２】
本明細書の一実施態様において、前記第１電極は、半透明電極であってもよい。前記第１電極が半透明電極の場合、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、マグネシウム（Ｍｇ）、またはこれらの合金のような金属で製造できる。
【００８３】
本明細書において、前記基板は、透明性、表面平滑性、取扱容易性、および防水性に優れた基板を用いることができる。具体的には、ガラス基板、薄膜ガラス基板、またはプラスチック基板を用いることができる。前記プラスチック基板は、ポリエチレンテレフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ｐｏｌｙｅｈｔｙｌｅｎｅ  ｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＥＮ）、ポリエーテルエーテルケトン（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ  ｅｔｈｅｒ  ｋｅｔｏｎｅ）、およびポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）などのフレキシブルフィルムが単層または複層の形態で含まれる。ただし、前記基板はこれに限定されず、有機−無機複合太陽電池に通常用いられる基板を用いることができる。
【００８４】
本明細書の一実施態様は、第１電極と、第１共通層と、ペロブスカイト物質を含む光吸収層と、第２共通層とを含む第１構造体を形成するステップと、
導電性粘着剤層を用意するステップと、
前記第２共通層および導電性粘着剤層が接するように貼り合わせるステップとを含む有機−無機複合太陽電池の製造方法を提供する。
本明細書の一実施態様において、前記第１構造体を形成するステップは、
第１電極を用意するステップと、
前記第１電極上に第１共通層を形成するステップと、
前記第１共通層上にペロブスカイト物質を含む光吸収層を形成するステップと、
前記光吸収層上に第２共通層を形成するステップとを含む。
【００８５】
この時、前記第１電極、第１共通層、ペロブスカイト物質、および第２共通層の物質は、前述したものと同じである。
【００８６】
本明細書の一実施態様において、前記導電性粘着剤層は、第２共通層と接する部分の反対面に基材がさらに備えられた状態であってもよい。この時の基材は、前述したものと同じである。
【００８７】
本明細書の一実施態様において、導電性粘着剤層を用意するステップは、離型フィルム上に導電性粘着剤組成物を塗布した後、乾燥または硬化するステップを含む。この時、離型フィルムは、当業界で用いる物質であれば制限なく使用可能であり、ＰＥＴフィルムであってもよい。
【００８８】
例えば、本明細書の一実施態様において、前記導電性粘着剤層を用意するステップは、ＰＥＴ離型フィルム、導電性粘着剤、および基材が順次に積層された第２構造体を用意するステップであってもよい。
【００８９】
本明細書の一実施態様において、前記第２共通層および導電性粘着剤層が接するように貼り合わせるステップは、前記第１構造体の第２共通層上に導電性粘着剤層の一面を位置させた後に行われる。具体的には、第１構造体中の第２共通層の一面と、ＰＥＴ離型フィルムの除去された導電性粘着剤層の一面とが接するように位置させた後に行われる。すなわち、貼り合わせ後に、第２共通層および導電性粘着剤層が順次に備えられるか、第２共通層、導電性粘着剤層、および基材が順次に備えられるように行われる。
【００９０】
一般的に、有機−無機複合太陽電池を製造するにあたり、上部電極を導電性有機物またはインクで適用する場合、材料の高い抵抗特性によって効率が減少する。また、真空蒸着方法により金属で上部電極を形成する場合、常圧からの真空雰囲気、真空からの常圧雰囲気への切替による工程費用の増加が誘発される。また、このように形成された上部電極上に封止層を別途に粘着しなければならないので、工程が追加される問題点があった。
【００９１】
本明細書において、「封止層」は、粘着層および基材を積層した物質を意味する。具体的には、前記封止層は、粘着層、バリアフィルム、および保護フィルムが順次に積層された物質であってもよい。より具体的には、前記封止層は、粘着層、金属箔、および保護フィルムが順次に積層された物質であってもよい。この時、前記粘着層は、前述した粘着剤組成物で形成される。
【００９２】
本明細書において、「封止フィルム」は、前記封止層をフィルム形態にしたものを意味する。
【００９３】
これに対し、本明細書の一実施態様に係る有機−無機複合太陽電池の製造方法は、上部電極と粘着層とを一元化した導電性粘着剤層を第２共通層上に直に貼り合わせることにより、工程が簡単で、導電性物質の損傷なく効率が向上する効果がある。また、光吸収層および共通層が完成した素子の上部に上部電極を直接処理しないため、使用可能な材料の範囲を拡張することができ、特に、アルコール系溶媒の使用が可能で、光吸収層および共通層の劣化なく導電性粘着フィルムの性能を効果的に向上させることができる。
【００９４】
本明細書の一実施態様において、前記第２共通層および導電性粘着剤層が接するように貼り合わせるステップは、２０℃〜１００℃でロールを用いて製造される。すなわち、ロールツーロール工程を用いて素子が完成するので、工程が簡便で、常圧の条件で電極を形成することができて、有機電子素子の連続生産工程に使用可能である。
【００９５】
本明細書の一実施態様において、前記光吸収層を形成するステップは、第１共通層の上部に有機ハロゲン化物を含む溶液および金属ハロゲン化物を含む溶液をそれぞれコーティングするステップ、または有機ハロゲン化物および金属ハロゲン化物をすべて含む溶液をコーティングするステップを含む。
【００９６】
本明細書の一実施態様において、前記有機ハロゲン化物は、下記化学式３または４で表される物質であってもよい。
［化学式３］
ＡＸ
［化学式４］
Ｂ'ａＢ''（１−ａ）Ｘ'ｚＸ''（１−ｚ）
前記化学式３または化学式４において、
ＢおよびＢ'は、互いに異なり、Ａ、ＢおよびＢ'は、それぞれＣｎＨ２ｎ＋１ＮＨ３＋、ＮＨ４＋、ＨＣ（ＮＨ２）２＋、Ｃｓ＋、ＮＦ４＋、ＮＣｌ４＋、ＰＦ４＋、ＰＣｌ４＋、ＣＨ３ＰＨ３＋、ＣＨ３ＡｓＨ３＋、ＣＨ３ＳｂＨ３＋、ＰＨ４＋、ＡｓＨ４＋、およびＳｂＨ４＋から選択される１価の陽イオンであり、
Ｘ'およびＸ''は、互いに異なり、
Ｘ、Ｘ'およびＸ''は、それぞれハロゲンイオンであり、
ｎは、１〜９の整数であり、
ｙは、０＜ｙ＜１の実数であり、
ｚは、０＜ｚ＜１の実数である。
【００９７】
本明細書の一実施態様において、前記金属ハロゲン化物は、下記化学式５で表される物質であってもよい。
［化学式５］
ＭＸ'''２
前記化学式５において、
Ｍは、Ｃｕ２＋、Ｎｉ２＋、Ｃｏ２＋、Ｆｅ２＋、Ｍｎ２＋、Ｃｒ２＋、Ｐｄ２＋、Ｃｄ２＋、Ｇｅ２＋、Ｓｎ２＋、Ｐｂ２＋、およびＹｂ２＋から選択される２価の金属イオンであり、
Ｘ'''は、ハロゲンイオンである。
【００９８】
本明細書の一実施態様において、前記Ａ、ＢおよびＢ'は、それぞれＣＨ３ＮＨ３またはＨＣ（ＮＨ２）２であってもよい。
【００９９】
本明細書の一実施態様において、前記Ｍ、Ｍ'およびＭ''は、それぞれＰｂ２＋であってもよい。
【０１００】
本明細書の一実施態様において、前記Ｘ、Ｘ'、Ｘ''およびＸ'''は、ヨウ素（Ｉ）イオンまたは臭素（Ｂｒ）イオンであってもよい。
【０１０１】
本明細書の一実施態様において、前記有機ハロゲン化物は、ＣＨ３ＮＨ３Ｉ、ＨＣ（ＮＨ２）２Ｉ、ＣＨ３ＮＨ３Ｂｒ、ＨＣ（ＮＨ２）２Ｂｒ、または（ＣＨ３ＮＨ３）ａ（ＨＣ（ＮＨ２）２）（１−ａ）ＩｚＢｒ（１−ｚ）であり、ｙは、０＜ｙ＜１の実数、ｚは、０＜ｚ＜１の実数であってもよい。
【０１０２】
本明細書の一実施態様において、前記金属ハロゲン化物は、ＰｂＩ２、ＰｂＢｒ２、またはＰｂＩＢｒであってもよい。
【０１０３】
本明細書において、前記有機−無機複合太陽電池は、ｎ−ｉ−ｐ構造であってもよい。従来の有機−無機複合太陽電池のｎ−ｉ−ｐ構造は、第１電極、電子輸送層、光吸収層、正孔輸送層および第２電極、および封止層が順次に積層された構造で、第２電極の物質による効率の減少、および第２電極が金属電極の場合の、金属真空蒸着による工程費用の増加という問題点があった。
【０１０４】
これに対し、本明細書の一実施態様に係る有機−無機複合太陽電池のｎ−ｉ−ｐ構造は、第１電極、電子輸送層、光吸収層、正孔輸送層、および導電性粘着剤層が順次に積層された構造であり、第２電極および封止層が別途に形成されず、工程が簡単である。
【０１０５】
本明細書において、前記有機−無機複合太陽電池は、ｐ−ｉ−ｎ構造であってもよい。従来の有機−無機複合太陽電池のｐ−ｉ−ｎ構造は、第１電極、正孔輸送層、光吸収層、電子輸送層、第２電極、および封止層が順次に積層された構造で、第２電極の物質による効率の減少、および第２電極が金属電極の場合の、金属真空蒸着による工程費用の増加という問題点があった。
【０１０６】
これに対し、本明細書の一実施態様に係る有機−無機複合太陽電池のｐ−ｉ−ｎ構造は、第１電極、正孔輸送層、光吸収層、電子輸送層、および導電性粘着剤層が順次に積層された構造であり、第２電極および封止層が別途に形成されず、工程が簡単である。
【０１０７】
本明細書において、前記有機−無機複合太陽電池は、前記第１電極および導電性粘着剤層の間に備えられた追加の層をさらに含んでもよい。具体的には、本明細書の一実施態様によれば、前記追加の層は、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、電子輸送層、および電子注入層からなる群より選択される１以上を含むことができる。
【０１０８】
本明細書において、前記正孔輸送層および／または電子輸送層物質は、電子と正孔を光吸収層に効率的に伝達させることにより、生成される電荷が電極に移動する確率を高める物質になってもよいが、特に制限はない。
【０１０９】
本明細書において、前記電子輸送層は、金属酸化物を含むことができる。金属酸化物は、具体的には、Ｔｉ酸化物、Ｚｎ酸化物、Ｉｎ酸化物、Ｓｎ酸化物、Ｗ酸化物、Ｎｂ酸化物、Ｍｏ酸化物、Ｍｇ酸化物、Ｚｒ酸化物、Ｓｒ酸化物、Ｙｒ酸化物、Ｌａ酸化物、Ｖ酸化物、Ａｌ酸化物、Ｙ酸化物、Ｓｃ酸化物、Ｓｍ酸化物、Ｇａ酸化物、Ｉｎ酸化物、Ｔａ酸化物、およびＳｒＴｉ酸化物、およびこれらの複合物の中から１または２以上選択されたものが使用可能であるが、これのみに限定されるものではない。
【０１１０】
本明細書において、前記電子輸送層は、ドーピングを利用して電荷の特性を改善することができ、フラーレン誘導体などを用いて表面を改質することができる。
【０１１１】
本明細書において、前記電子輸送層は、スパッタリング、Ｅ−Ｂｅａｍ、熱蒸着、スピンコーティング、スクリーンプリンティング、インクジェットプリンティング、ドクターブレード、またはグラビアプリンティング法を用いて第１電極の一面に塗布されるか、フィルム形態にコーティングされることにより形成される。
【０１１２】
本明細書において、前記正孔輸送層は、アノードバッファ層であってもよい。
【０１１３】
前記光吸収層の上部には、正孔輸送層がスピンコーティング、ディップコーティング、インクジェットプリンティング、グラビアプリンティング、スプレーコーティング、ドクターブレード、バーコーティング、グラビアコーティング、ブラシペインティング、熱蒸着などの方法により導入可能である。
【０１１４】
前記正孔輸送層は、ターシャリーブチルピリジン（ｔｅｒｔｉａｒｙ  ｂｕｔｙｌ  ｐｙｒｉｄｉｎｅ、ＴＢＰ）、リチウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（Ｌｉｔｈｉｕｍ  Ｂｉｓ（Ｔｒｉｆｌｕｏｒｏ  ｍｅｔｈａｎｅｓｕｌｆｏｎｙｌ）Ｉｍｉｄｅ、ＬｉＴＦＳＩ）、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）：ポリ（４−スチレンスルホネート）［ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ］などを使用することができるが、これらのみに限定されるものではない。
【０１１５】
本明細書において、第１構造体は、基板、第１電極、第１共通層、光吸収層、および第２共通層が順次に積層された構造を意味する。具体的には、本明細書の一実施態様において、前記第１構造体は、基板、第１電極、電子輸送層、光吸収層、および正孔輸送層が順次に形成された構造であってもよい。
【０１１６】
本明細書において、第２構造体は、ＰＥＴ離型フィルム、導電性粘着剤、および基材が順次に積層された構造を意味する。
【実施例】
【０１１７】
以下、本明細書を具体的に説明するために実施例を挙げて詳細に説明する。しかし、本明細書に係る実施例は種々の異なる形態に変形可能であり、本明細書の範囲が以下に述べる実施例に限定されると解釈されない。本明細書の実施例は、当業界における平均的な知識を有する者に本明細書をより完全に説明するために提供されるものである。
【０１１８】
実施例１．第１構造体と第２構造体とを貼り合わせて製造した有機−無機複合太陽電池
（１）第１構造体の製造
基板上にＰＩワニスで基材を形成し、ＩＴＯスパッタリングにより８０Ω／ｓｑ水準の第１電極を形成した。第１電極の形成された基材を超音波を利用してエタノールで２０分間洗浄した。この後、前記ＩＴＯ基板上に２ｗｔ％ＴｉＯ２分散溶液（（株）ナノ新素材社）をスピンコーティング方法でコーティングし、１５０℃で３０分間熱処理することにより電子輸送層を形成した。電子輸送層上に約５０ｗｔ％濃度の（ＨＣ（ＮＨ２）２）０．８５（ＣＨ３ＮＨ３）０．１５ＰｂＩ２．５５Ｂｒ０．４５ペロブスカイト（ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ）の溶けているジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）溶液をスピンコーティングした後、１００℃で３０分間熱処理して黒色の光吸収層を形成した。次いで、前記光吸収層上に８０ｍｇのＳｐｉｒｏ−ＯＭｅＴＡＤ（２，２'，７，７'−ｔｅｔｒａｋｉｓ（Ｎ，Ｎ−ｄｉ−ｐ−ｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ）−９，９'−ｓｐｉｒｏｂｉｆｌｕｏｒｅｎｅ）、２８．５μｌのタート−ブチルピリジン（ｔｅｒｔ−ｂｕｔｙｌｐｙｒｉｄｉｎｅ、ｔＢＰ）、および１７．５μｌのＬｉＴＦＳＩ（ｂｉｓ（ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｍｅｔｈａｎｅ）ｓｕｌｆｏｎｉｍｉｄｅ  ｌｉｔｈｉｕｍ  ｓａｌｔ）アセトニトリル（ａｃｅｔｏｎｉｔｒｉｌｅ）溶液（５２０ｍｇ  ＬｉＴＦＳＩ／１ｍｌ  ａｃｅｔｏｎｉｔｒｉｌｅ）を１ｍｌのクロロベンゼン（ｃｈｌｏｒｏｂｅｎｚｅｎｅ）に混合した溶液を前記スピンコーティングして正孔輸送層を形成することにより、第１構造体を製造した。
【０１１９】
（２）第２構造体の製造
粘着層溶液を次のように調液した。ブチレンから誘導された高分子としてブチルゴム（Ｂｒ０６８、ＥＸＸＯＮ社）５０ｇ、粘着付与剤として水添炭化水素樹脂（Ｅａｓｔｏｔａｃ  Ｈ−１００Ｌ）２４ｇ、多官能性の活性エネルギー線重合性化合物としてトリメチロールプロパントリアクリレート１５ｇ、およびラジカル開始剤として２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン１ｇ（Ｉｒｇａｃｕｒｅ６５１、Ｃｉｂａ社）を投入して粘着剤組成物を形成した。その後、前述した物質１００重量部対比５０重量部のカーボンフレークを添加して分散し、トルエンで固形分２０重量％程度となるように希釈して導電性粘着コーティング溶液を製造した。前記用意された溶液を離型ＰＥＴフィルムの離型面に塗布し、１００℃のオーブンにて３０分間乾燥して厚さ５０μｍの導電性粘着剤層を形成した。その後、２０μｍの銅フィルムと貼り合わせて、ＰＥＴ離型層、導電性粘着剤層、銅フィルム構造の第２構造体を作製した。
【０１２０】
（３）有機−無機複合太陽電池の完成
前記方法で製造された第１構造体と第２構造体とを貼り合わせるために、加温型ロールラミネート機を用いた。１００℃の温度で第１構造体とＰＥＴ離型層を除去した第２構造体とを貼り合わせた後、真空貼着機器を用いて、２５℃〜１００℃の間の温度条件下、１００Ｐａの真空度と０．５ＭＰａの圧力下で脱泡を進行させて、フレキシブルフィルム型有機−無機複合太陽電池を完成した。
【０１２１】
比較例１．上部電極上に封止フィルムを貼り合わせて製造した有機−無機複合太陽電池
基板上にＰＩワニスで基材を形成し、ＩＴＯスパッタリングにより８０Ω／ｓｑ水準の第１電極を形成した。第１電極の形成された基材を超音波を利用してエタノールで２０分間洗浄した。この後、前記ＩＴＯ基板上に２ｗｔ％ＴｉＯ２分散溶液（（株）ナノ新素材社）をスピンコーティング方法でコーティングし、１５０℃で３０分間熱処理することにより電子輸送層を形成した。電子輸送層上に約５０ｗｔ％濃度の（ＨＣ（ＮＨ２）２）０．８５（ＣＨ３ＮＨ３）０．１５ＰｂＩ２．５５Ｂｒ０．４５ペロブスカイト（ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ）の溶けているジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）溶液をスピンコーティングした後、１００℃で３０分間熱処理して黒色の光吸収層を形成した。次いで、前記光吸収層上に８０ｍｇのＳｐｉｒｏ−ＯＭｅＴＡＤ（２，２'，７，７'−ｔｅｔｒａｋｉｓ（Ｎ，Ｎ−ｄｉ−ｐ−ｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ）−９，９'−ｓｐｉｒｏｂｉｆｌｕｏｒｅｎｅ）、２８．５μｌのタート−ブチルピリジン（ｔｅｒｔ−ｂｕｔｙｌｐｙｒｉｄｉｎｅ、ｔＢＰ）、および１７．５μｌのＬｉＴＦＳＩ（ｂｉｓ（ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｍｅｔｈａｎｅ）ｓｕｌｆｏｎｉｍｉｄｅ  ｌｉｔｈｉｕｍ  ｓａｌｔ）アセトニトリル（ａｃｅｔｏｎｉｔｒｉｌｅ）溶液（５２０ｍｇ  ＬｉＴＦＳＩ／１ｍｌ  ａｃｅｔｏｎｉｔｒｉｌｅ）を１ｍｌのクロロベンゼン（ｃｈｌｏｒｏｂｅｎｚｅｎｅ）に混合した溶液を前記スピンコーティングして正孔輸送層を形成した。その後、導電性カーボンペーストをバーコーティングして２０μｍの厚さに上部電極を形成し、最後に、商用封止フィルム（ＦＳＡ  ＤＬ−０１、ＬＧ化学社）を常温ロールラミネート機で貼り合わせた後、真空貼着機器を用いて６０℃、１００Ｐａの真空度と０．５ＭＰａの圧力下で脱泡を進行させて、フレキシブルフィルム型有機−無機複合太陽電池を完成した。
【０１２２】
この時、導電性カーボンペーストの場合、ポリスチレン系樹脂をバインダーとしてカーボンフレークを添加し、全体樹脂量１００重量部対比５０重量部のカーボンフレークを添加して分散し、トルエンで固形分２０重量％程度となるように希釈して製造した。
【０１２３】
表１には、本明細書の実施態様に係る有機−無機複合太陽電池の性能を示し、図５は、本明細書の実施態様で製造された有機−無機複合太陽電池の電圧に応じた電流密度を示す図である。
【表１】
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【０１２４】
表１中、Ｖｏｃは開放電圧を、Ｊｓｃは短絡電流を、ＦＦはフィルファクター（Ｆｉｌｌ  ｆａｃｔｏｒ）を、ＰＣＥはエネルギー変換効率を意味する。開放電圧と短絡電流は、それぞれ電圧−電流密度曲線の４つの象限におけるＸ軸およびＹ軸切片であり、この２つの値が高いほど、太陽電池の効率は好ましく高まる。また、フィルファクター（Ｆｉｌｌ  ｆａｃｔｏｒ）は、曲線の内部に描ける長方形の広さを、短絡電流と開放電圧との積で割った値である。この３つの値を照射された光の強度で割るとエネルギー変換効率が求められ、高い値であるほど好ましい。
【０１２５】
実施例１のように導電性粘着剤層が含まれた第１構造体と第２構造体とを貼り合わせて作られた素子の場合、比較例１のように上部電極の形成後に封止フィルムを適用した場合に比べて、優れた光電変換効率を示すことを確認することができる。これによって、本明細書の一実施態様に係る有機−無機複合太陽電池は、蒸着工程を用いず、価格競争力が高くかつ、性能にも優れていることが分かる。
【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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【国際調査報告】
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