(57)【要約】【課題】高効率で安価な電子デバイスを実現するために必要な高キャリア生成効率及び高光電エネルギー変換効率を有し、さらにより簡単なプロセスで製造することができる太陽電池素子を提供することを課題とする。【解決手段】少なくとも２つの電極と、電子供与性を有する共役重合体及び電子受容性を有するカーボンブラックを混合分散してなるヘテロ接合層とを有し、前記共役重合体が数平均分子量５００００〜２０００００を有し、前記カーボンブラックが前記共役重合体中に１０〜７５重量％含まれる太陽電池。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの電極と、電子供与性を有する共役重合体及び電子受容性を有するカーボンブラックを混合分散してなるヘテロ接合層とを有し、前記共役重合体が数平均分子量５００００〜２０００００を有し、前記カーボンブラックが前記共役重合体中に１０〜７５重量％含まれる太陽電池。
【請求項２】
カーボンブラックが１５〜８０ｎｍの平均粒径を有する請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】
カーボンブラックが１００〜２００のストラクチャー指数を有する請求項１又は２に記載の太陽電池。
【請求項４】
カーボンブラックが２．０重量％以下の揮発分を有する請求項１〜３のいずれか１つに記載の太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子供与性を有する共役重合体及び電子受容性を有するカーボンブラックを混合分散してなる、ヘテロ接合構造を有する太陽電池に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
排出炭酸ガスによる地球温暖化問題やクリーンエネルギー技術への要望が高まり、太陽光を電力に変換する太陽電池の研究、実用化の動きはめざましい。現在実用に供されている光電変換素子は、通常、無機半導体であるシリコン、ヒ化ガリウム、硫化カドミウムを主とした材料などから製造されている。しかし、これらの物質はコストが掛かる高温処理工程を必要とし、また材料自体のコストも高い。
このような理由から、有機材料を用いた太陽電池について古くから研究されている。有機太陽電池は様々な方式に分類されるが、無機太陽電池の方式を模した、銅フタロシアニンとペリレン顔料を基板上に順次積層したＰＮ接合型有機太陽電池について報告されている（例えば、非特許文献１）。しかし、この方式では膜厚を薄くしなくてはならず、そのためピンホールが生じ易く、光電エネルギー変換効率は１％程度であった。
【０００３】
有機太陽電池の光電エネルギー変換効率を高めるために様々な研究がなされており、とりわけ、大きな電子親和性をもち、電子受容体として機能するフラーレンが炭素の新しい形態として利用されている。
【０００４】
電子供与体としての共役重合体層と、フラーレン等を有する受容体材料とで形成されるヘテロ接合デバイスが提供されている（例えば、特許文献１）。しかし、現在のフラーレンの生成収率は１０％程度と低いため、製造コストが増大する。
また、２つの電極間に電子供与体としてポリ［２−メトキシ−５−（２’−エチルヘキシロキシ）−ｐ−フェニレンビニレン］を含む吸光性高分子で形成される共役重合体と、電子受容体として粒子径が約５〜１００ｎｍの炭素粒子とを含む太陽電池がある（例えば、特許文献２）。しかし、このカーボンブラックは、この高分子に隣接させているか、この高分子層の一部に分布させているだけである。そのため、充分な光電エネルギー変換効率を得ることができていない。
【０００５】
そこで本発明は、高効率で安価な電子デバイスを得るために、高キャリア生成効率及び高光電エネルギー変換効率を有し、より簡単なプロセスで製造することができる太陽電池を提供することを課題とする。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−５００７０１号公報
【特許文献２】
特開２００１−５２６４６６号公報
【非特許文献１】
Ｃ．Ｗ．ＴＡＮＧ，「Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ    Ｌｅｔｔｅｒｓ」，Ｖｏｌ．４８，ｐ１８３
【０００７】
【課題を解決するための手段】
太陽電池を構成するヘテロ接合層においては、一般に電子受容体であるカーボンブラックは、その分布状態が悪ければ電子供与性を有する高分子との界面が増加し、量子効率の増加が期待できない。一方、分布状態が良好過ぎると、逆にカーボンブラック同士での電子の授受が困難となり、光電エネルギー変換効率の低下を招く。つまり、炭素粒子の分布状態は太陽電池の性能を左右する重要な因子のひとつである。そこで本発明者らは、その分布状態を制御する因子として、共役重合体の平均分子量とカーボンブラックの混合量に着目し、共役重合体の平均分子量とカーボンブラックの混合量とをある特定範囲に設定することにより、カーボンブラックの分散状態を制御でき、その結果、太陽電池のキャリア生成効率及び光電エネルギー変換効率が向上することを見出し、本発明の完成に至った。
すなわち、本発明の太陽電池は、少なくとも２つの電極及び電子供与性を有する共役重合体と電子受容性を有するカーボンブラックを混合分散させたヘテロ接合層を有し、該共役重合体の数平均分子量が５００００〜２０００００であり、該カーボンブラックが前記共役重合体中に１０〜７５重量％含まれることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態に基づいて本発明を詳述する。
本発明の太陽電池は、主として基板、透明電極、ヘテロ接合層及び上部電極がこの順に積層して構成される。なお、さらにこれらは保護層で被覆されていることが好ましい。
【０００９】
基板としては、太陽電池全体を支持し、補強するものであればよく、例えば、ガラス；ポリイミド、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＥＳ、テフロン（登録商標）等の耐熱性の高分子フィルム；ステンレス鋼（ＳＵＳ）、アルミニウム板等の金属、シリコン等の半導体、セラミック等を単独又は積層構造で用いることができる。なかでも、高い透明性を有するものが好ましい。なお、基板は、表面がフラットなものでもよいし、表面に凹凸を有しているものでもよい。
【００１０】
透明電極には、カーボンブラックとオーミック接触の形成が可能であり、かつ照射光を透過させるものであればよく、例えば、ＩＴＯ、ＳｎＯ２  、ＺｎＯ、Ｉｎ２Ｏ３等の透明導電材又はフッ素ドープ酸化錫（ＳｎＯ２：Ｆ）、アンチモンドープ酸化錫（ＳｎＯ２：Ｓｂ）、Ｉｎ２  Ｏ３、錫ドープ酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３：Ｓｎ）、ＺｎＯ、Ａｌドープ酸化亜鉛（ＺｎＯ：Ａｌ）、Ｇａドープ酸化亜鉛（ＺｎＯ：Ｇａ）等の不純物がドープされたそれらの材料等の単層又は積層層により形成することができる。透明電極の膜厚は、特に限定されるものではないが、３ｎｍから１０μｍ程度が挙げられる。なお、透明電極は、表面がフラットなものでもよいし、表面に凹凸を有しているものでもよい。
【００１１】
上部電極としては、電子供与性を有する有機半導体とオーミック接触の形成が可能な仕事関数を有する導電体であれば特に限定されない。具体的に金、白金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、ロジウム、インジウムなどの金属又は及びそれらの合金、ならびに上記の透明導電材や有機導電体などが挙げられる。なかでもアルミニウムが好ましい。また、上部電極の膜厚は、発生した光電荷を十分に外部回路へ伝達できる程度のシート抵抗を得ることができれば、特に限定されない。具体的には、１〜３０程度ｎｍ、好ましくは２０〜３０ｎｍ程度である。
なお、透明電極及び上部電極は、電極材料を、スパッタ法、真空蒸着法、ＥＢ蒸着法、常圧ＣＶＤ法、減圧ＣＶＤ法、ＰＶＤ法、ソルゲル法、電析法等によって成膜して形成することができる。また、電極の表面の凹凸は、電極材料の材質、気相法の成膜条件、具体的には、酸素や不活性ガスなどの成膜雰囲気、成膜温度などの条件を適宜設定して、基板上に電極材料をランダムに結晶成長させることにより形成してもよいし、フラットな電極を形成した後、酢酸、塩酸などの酸性水溶液を用いたエッチングの処理条件、主にエッチング時間を適宜設定することにより形成してもよい。
【００１２】
ヘテロ接合層は共役重合体とカーボンブラックとからなる。特に、本発明の太陽電池においては、カーボンブラックの分布状態が太陽電池のキャリア生成効率及び光電エネルギー変換効率を左右する重要な因子であり、太陽電池の性能を決定する。カーボンブラックの分布状態は、例えば、共役重合体の分子量；カーボンブラックの分散量、平均粒子径、ストラクチャー指数、粒子表面の化学的性質等によって制御することができる。従って、ヘテロ接合層中でのカーボンブラックの分布状態を適切な状態に維持することができるように、共役重合体とカーボンブラックとを選択することが必要である。
【００１３】
共役重合体としては、電子供与性を有し、分子構造中に共役二重結合を有するものが挙げられる。例えば、チオフェン、フェニレンビニレン、チエニレンビニレン、カルバゾール、ビニルカルバゾール、ピロール、アセチレン、イソチアナフェン及びヘプタジエンなどの化合物、ならびに水酸基、アルキル基、アミノ基、メチル基、ニトロ基及びハロゲン基などを有するこれら誘導体の重合体が挙げられる。なお、これらの共役重合体は、単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。より具体的には、３−（４−オクチルフェニル）−２，２’−ビチオフェン、３−（４−オクチルフェニル）−チオフェン及び２−メトキシ−５−（２’−エチルヘキシロキシ）−１，４−フェニレンビニレンなどが挙げられる。なかでも、ポリ（フェニレンビニレン）もしくはその置換体からなる重合体が好ましく、ポリ［２−メトキシ−５−（２’−エチルヘキシロキシ）−１，４−フェニレンビニレン］が特に好ましい。
【００１４】
共役重合体は、分子量が低すぎると重合体の粘度が低くなり、カーボンブラックを共役重合体中に分散させる工程で共役重合体に適度な応力がかかりにくく、適度な分布状態を形成することができなくなり、光電エネルギー変換効率の低下を招く。逆に、分子量が高すぎると、重合体の粘度が高くなり、凝集状態の少ない微細な粒子として分散してしまい、カーボンブラック間の電子の授受がしにくくなり、光電エネルギー変換効率の低下を招く。それらのことを考慮すると、数平均分子量を５００００〜２０００００、好ましくは１８００００以下、１５００００以下、７００００以上、９００００以上、１２００００以上が好ましい。この範囲に制御することで、カーボンブラックに適度な応力が掛かり、カーボンブラック同士での電子の授受がしやすくなる。よって、共重合体との界面を多く保つことができる分布状態を形成し、光電エネルギー変換効率を高めることができる。
なお、共役重合体の平均分子量は、ゲルパーメイションクロマトグラフ（ＧＰＣ）法、光散乱法、レーザー飛行時間型質量分析法などによって測定することができる。例えば、ゲルパーメイションクロマトグラフ法では、高分子を溶媒に溶解し、この溶液をコントロールされた孔径の多孔性ゲル充填剤（カラム）に通過させる。この時多孔構造中で高分子形状から移動速度差によって分画溶出させて分子量を測定することができる。
【００１５】
カーボンブラックとしては、電子受容性を有するものが挙げられる。具体的には、天然ガスの熱分解、アセチレンの発熱分解、天然ガスの部分燃焼、プラズマアーク中でのエチレンの分解、油滴の部分燃焼などで得られる、ガスファーネスブッラク、サーマルブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック、プラズマブラック、オイルファーネスブラックなどが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでもチャンネルブラックが好ましい。
【００１６】
カーボンブラックは、共重合体中での分散量が低すぎると、カーボンブラック同士の電子の授受がスムーズに行える距離には隣接できず、電子の授受がしにくい。逆に分散量が高すぎると、カーボンブラックと共重合体との界面が減少し、量子効率の低下を招く。従って、これらのことを考慮すると、カーボンブラックは、共重合体に対して１０〜７５  重量％、３０重量％以上、４０  重量％以上、さらに４５重量％以上、７０  重量％以下、６０  重量％以下が好ましい。この範囲に制御することで、カーボンブラックが分散した状態でのカーボンブラック同士の電子の授受がスムーズに行える距離に隣接することとなり、さらに電子供与性重合体との界面を多く保つことができ、光電エネルギー変換効率を高めることができる。
【００１７】
また、カーボンブラックは、その粒径が小さすぎると、カーボンブラックの比表面積が大きくなり、カーボンブラック同士の凝集が容易になるため、分散性が低下し、それによって界面の減少を招く。逆に大きすぎると、比表面積が小さくなり、電子供与性を有する重合体との界面の減少を招く。従って、これらのことを考慮すると、１５〜８０ｎｍ程度の平均粒径であることが好ましく、さらに、３０ｎｍ以上、５０ｎｍ以上、７０ｎｍ以下、６０ｎｍ以下程度が好ましい。これにより、カーボンブラックが分散した状態においてカーボンブラック同士の電子の授受をスムーズに行える距離に隣接させ、さらに電子供与性重合体との界面を多く保つことができ、光電エネルギー変換効率を高めることができる。なお、平均粒子径は、電子顕微鏡で撮影した画像から統計的な処理をして測定することができる。
【００１８】
カーボンブラックは、そのストラクチャー指数が低すぎるとカーボンブラック自体が凝集しやすくなり、分散性が低下し、重合体との界面の減少を伴い、量子効率の低下を招き、光電エネルギー変換効率の低下を招く。逆にストラクチャー指数が高すぎると、好適な作製及び仕様が困難になり、分散性が良好になりすぎるために、カーボンブラック間の電子の授受がしにくく、光電エネルギー変換効率は低下する。従って、これらのことを考慮すると、カーボンブラックのストラクチャー指数を１００〜２００、さらに、１２０以上、１３０以上、１８０以下、１７０以下程度に制御することが好ましい。これにより、カーボンブラックが適宜に分散され、良好な量子効率が得られ、太陽電池の光電エネルギー変換効率を高めることができる。
【００１９】
なお、ストラクチャー指数とは、カーボンブラック特有の用語であり、ストラクチャー自体は電子顕微鏡で撮影した画像でも比較的容易に観察できる。一般には、カーボンブラックの比表面積の測定とジブチルフタレート吸油量の測定から、定量的に求めることができる。例えば、コロンビアカーボン社発行の技術サービス資料によれば、カーボンブラック同士のつながりが中程度のものをノルマルストラクチャーとし、任意に１００と定義する。そして、ノルマルストラクチャーのカーボンブラックにおける比表面積とジブチルフタレート吸油量との関係を表すカーブ（横軸：比表面積、縦軸：ジブチルフタレート吸油量）を基に、カーボンブラックのストラクチャー指数を求め、粒子のつながりが大きいものをハイストラクチャー、粒子のつながりが小さいものをローストラクチャーと定義している。
【００２０】
カーボンブラックは、その揮発分の含有率が高過ぎると、カーボンブラックが凝集し易くなり、分散性が低下する。逆に低すぎると、重合体との界面の減少を伴い、量子効率が低下する。従って、このことを考慮すると、カーボンブラックの揮発分は２．０  重量％以下、さらに１．７重量％以下、１．６％以下であることが好ましい。この範囲に制御することで、カーボンブラックは適宜に分散され、良好な量子効率を得ることができる。なお、粒子表面の化学的性質は粒子表面に存在する酸素含有物の種類とその量で決定され、一般に揮発分の含有割合で評価する。揮発分は、例えば、以下のように測定される。あらかじめ９５０±１０℃に保持した揮発分測定用電気炉（ＪＩＳ−Ｍ８８１２の４に準ずる）で３〜５分間空焼きした内容積１０ｍｌの落とし蓋付白金ルツボに、１０５±１℃で１時間乾燥した試料を、層の高さが蓋の線から約２ｍｍの高さになるまで入れ、それを正確に秤量する。そして前記電気炉で７分間加熱し、デシケーター内で室温まで冷却させた後に秤量し、試料に対する減少量を百分率で表示する。
本発明においては、上述した共役重合体の分子量；カーボンブラックの分散量、平均粒子径、ストラクチャー指数、粒子表面の化学的性質等の全てのパラメータが、上述した範囲を満たすことが好ましいが、少なくとも１つのパラメータを満たすのみでも、太陽電池の光電エネルギー変換効率を増加させることができる。
【００２１】
本発明の太陽電池は、透明電極を形成した基板上に、共役重合体を溶媒中に溶解又は分散させ、さらにカーボンブラックを分散させた混合液を塗布し、乾燥し、その後、上部電極を形成することにより作製することができる。混合液の塗布は、スピンコート法、ディップ法、キャスト法など公知の方法を利用して行うことができる。
【００２２】
本発明に用いられる光電エネルギー変換効率は、擬似太陽光の照射時における電流電圧（Ｉ−Ｖ）カーブから算出することができる。ここで、疑似太陽光源として用いられる照射光源は、スペクトル形状が太陽光に近ければ特に限定されない。好ましくは連続光であるという特徴からキセノンランプが好適に用いられる。さらに太陽スペクトルとの近似性を高めるため、エアマスフィルターをかけてもよい。なお、太陽電池の光電エネルギー変換効率は、地上に到達した太陽光強度及び太陽電池自身の波長毎の感度特性や設置傾斜角度などが関係しており、地域や季節・時間によって変化する。
【００２３】
以下に、本発明の太陽電池の具体的な実施例及び比較例を詳細に示す。
実施例１〜４及び比較例１〜４
（素子作製）
本実施例では、共役重合体としてポリ［２−メトキシ−５−（２’−エチルヘキシロキシ）−１，４−フェニレンビニレン］とカーボンブラックとしてチャンネルブラックとを用いてヘテロ接合層を形成した。カーボンブラックの平均粒子径は１８ｎｍ、揮発分は１．０  重量％、ストラクチャー指数は１２０のものを用いた。電子供与性重合体は、ＧＰＣ法を用いて測定した表１に示す数平均分子量のものを用いた。
まず、電子供与性重合体をトルエン溶液中に１重量％溶解させ、チャンネルブラックを表１に示す含有量になるように、それぞれ分散させ、ボールミルにて撹拌させて、ヘテロ接合層用混合液を調製した。この混合液を、ＩＴＯ透明電極基板上にスピンコートしてヘテロ接合層を形成し、その上にアルミニウムを上部電極として蒸着し、太陽電池素子とした。その際、ポリフェニレンビニレンのカーボンブラック分散膜の膜厚が１５００Åになるように、スピンコートの条件を調整した。
【００２４】
（評価）
光源は、１５０Ｗのキセノンショートアークランプに光学フィルターとしてＡ．Ｍ．１．５、ＵＶフィルターをかけた、照射強度１００ｍＷ／ｃｍ２の擬似太陽光照射装置を用いた。
なお、Ａ．Ｍ．の定義は、太陽光が大気圏を通過する距離を表す。大気圏外における太陽光をＡ．Ｍ．０と定義し、赤道直下での真上からくる太陽光（直達光）の地表面でのＡ．Ｍ．値を１とした時の太陽光の長さを、１／ｓｉｎθ（θは仰角）で表す。本実施例で用いたＡ．Ｍ．１．５は東京の年間を通じての太陽光の値にほぼ等しい。
擬似太陽光を照射したときの電流−電圧特性（Ｉ−Ｖ特性）をソースメジャーユニット（ＫＥＩＴＨＬＥＹ社製２３６型）により測定し、エネルギー変換効率を算出した。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
表１の結果から、共役重合体の分子量が５００００より小さい比較例２及び２０００００より大きい比較例２、ならびにカーボンブラックの含有量が１０  重量％より小さい比較例３及び７５  重量％より大きい比較例４については、図３に示すように、透明電極１０２と上部電極１０５との間に挟持されたヘテロ接合層におけるカーボンブラック１０４の共役重合体１０３中での分散状態が悪いために、キャリア生成に寄与する界面が少ないか、あるいは、図２に示すように、カーボンブラック１０４の共役重合体１０３中での分散状態が良過ぎるため、電子の授受ができないことによってキャリアが失活し、光電エネルギー変換効率が十分でないことが判った。
【００２７】
一方、実施例１〜４では、図１に示すように、カーボンブラック１０４の共役重合体１０３中での分散状態が適度に良好であるために、カーボンブラックが電子の授受を十分に行える分散状態を保っており、光電エネルギー変換効率が高いことが判った。
また、平均粒子径、揮発分、ストラクチャー指数の異なるカーボンブラックを用いた場合でも、同様な傾向を得た。
【００２８】
実施例５、６及び比較例５、６
（素子作製）
本実施例では、共役重合体としてポリ［２−メトキシ−５−（２’−エチルヘキシロキシ）−１，４−フェニレンビニレン］とカーボンブラックとしてチャンネルブラックとを用いてヘテロ接合層を形成した。
カーボンブラックは表２に示す平均粒子径、揮発分、およびストラクチャー指数を有するものを用い、供与重合体としてＧＰＣ法を用いて測定した数平均分子量１０００００のものを用いた以外は、実施例１〜４と同様に太陽電池を作製した。
評価は実施例１〜４と同様に行った。
【００２９】
【表２】
2004193256.tif 000004
【００３０】
表２の結果から、カーボンブラックの平均粒子径が１５ｎｍより小さい比較例５及び８０ｎｍより大きい比較例６については、何れもカーボンブラックの分散状態が悪いため、キャリア生成に寄与する界面が少ないか（図３）、又は分散状態が良過ぎるために（図２）、逆に電子の授受ができないことによるキャリアの失活のため、光電エネルギー変換効率は十分でないことが判った。
【００３１】
一方、実施例５及び６においては、カーボンブラックが電子の授受を十分に行える分散状態（図１）を保っているため、光電エネルギー変換効率が高いことがわかった。
【００３２】
実施例７、８及び比較例７、８
（素子作製）
本実施例では、共役重合体としてポリ［（２−メトキシ−５−（２’−エチルヘキシロキシ）−１，４−フェニレンビニレン）］とカーボンブラックとしてチャンネルブラックとを用いてヘテロ接合層を形成した。
カーボンブラックは表３に示す平均粒子径、揮発分、およびストラクチャー指数を有するものを用い、供与重合体として、ＧＰＣ法を用いて測定した数平均分子量１０００００のものを用いた以外は、実施例１〜４と同様に太陽電池を作製した。
評価は実施例１〜４と同様に行った。
【００３３】
【表３】
2004193256.tif 000005
【００３４】
表３の結果から、カーボンブラックのストラクチャー指数が１００より小さい比較例７及び２００より大きい比較例８については、何れもカーボンブラックの分散状態が悪いため、キャリア生成に寄与する界面が少ないか（図３）、又は分散状態が良過ぎるために（図２）、逆に電子の授受ができないことによるキャリアの失活のため、光電エネルギー変換効率が十分でないことが判った。
【００３５】
一方、実施例７及び８においては、カーボンブラックが電子の授受を十分に行える分散状態（図１）を保っているため、光電エネルギー変換効率が高いことが判った。
【００３６】
実施例９、１０及び比較例９
（素子作製）
本実施例では、共役重合体としてポリ［２−メトキシ−５−（２’−エチルヘキシロキシ）−１，４−フェニレンビニレン］とカーボンブラックとしてチャンネルブラックとを用いてヘテロ接合層を形成した。
カーボンブラックは表３に示す平均粒子径、揮発分、およびストラクチャー指数を有するものを用い、電子供与性重合体として、ＧＰＣ法を用いて測定した数平均分子量１０００００のものを用いた以外は、実施例１〜４と同様に太陽電池を作製した。
評価は実施例１〜４と同様に行った。
【００３７】
【表４】
2004193256.tif 000006
【００３８】
表４の結果から、カーボンブラックの揮発分が２．０  重量％より大きい比較例９はカーボンブラックの分散状態が悪いため（図３）、キャリア生成に寄与する界面が少なく、光電エネルギー変換効率が十分でないことが判った。
【００３９】
一方、実施例９及び１０においては、カーボンブラックが電子の授受を十分に行える分散状態（図１）を保っているため、光電エネルギー変換効率が高いことが判った。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、電子供与性を有する共役重合体の平均分子量を５００００〜２０００００とし、電子受容性を有するカーボンブラックがこの共役重合体中に１０〜７５  重量％含有されているので、安価なカーボンブラックを用いても、カーボンブラック同士の電子の授受がスムーズに行える状態を保つとともに、カーボンブラックと共重合体との界面を減少させることなく維持することができ、量子効率の増加をもたらし、ひいては、高光電エネルギー変換効率を有する太陽電池素子を提供することができる。
特に、カーボンブラックの平均粒径が１５〜８０ｎｍ程度の場合には、カーボンブラックが分散した状態においてカーボンブラック同士の電子の授受をスムーズに行える距離に隣接させ、さらに電子供与性重合体との界面を多く保つことができ、より、光電エネルギー変換効率を高めることができる。
さらに、カーボンブラックのストラクチャー指数が１００〜２００の場合には、カーボンブラックが適宜に分散され、より良好な量子効率を得ることができる。
また、カーボンブラックの揮発分が２．０  重量％以下の場合には、カーボンブラックの分散性をより良好に保ことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の太陽電池のヘテロ接合層においてカーボンブラックが適切に分散している状態を示す要部の模式的断面図である。
【図２】ヘテロ接合層においてカーボンブラックが過度に分散している状態を示す要部の模式的断面図である。
【図３】ヘテロ接合層においてカーボンブラックが適切に分散していない状態を示す要部の模式的断面図である
【符号の説明】
１０１  基板
１０２  透明電極
１０３  共役重合体
１０４  カーボンブラック
１０５  上部電極
【図１】
2004193256.tif 000007
【図２】
2004193256.tif 000008
【図３】
2004193256.tif 000009