(57)【要約】【課題】水分や酸素の遮断効果が高くて外力にも強い長寿命の有機光電変換素子を提供する。【解決手段】少なくとも一方が透明性を有する二つの電極２、７の間に、光が照射されると電荷を発生する有機層６を備える。さらに表面に表面保護層１２を積層した有機光電変換素子に関する。表面保護層１２がフィルム層９とその片面又は両面に絶縁層１０を形成した複合層よりなる。フィルム層９と絶縁層１０の少なくとも一方がガスバリア性を有する層である。表面保護層１２で水分や酸素を遮断して電極２、７や有機層６に達しないようにすることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方が透明性を有する二つの電極の間に、光が照射されると電荷を発生する有機層を備え、さらに表面に表面保護層を積層した有機光電変換素子において、表面保護層がフィルム層とその片面又は両面に絶縁層を形成した複合層よりなり、フィルム層と絶縁層の少なくとも一方がガスバリア性を有する層であることを特徴とする有機光電変換素子。
【請求項２】
フィルム層が金属フィルムとプラスチックフィルムの少なくとも一方で形成されて成ることを特徴とする請求項１に記載の有機光電変換素子。
【請求項３】
絶縁層が無機層と樹脂層の少なくとも一方で形成されて成ることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機光電変換素子。
【請求項４】
絶縁層上に水分及び酸素の吸収剤を配置して成ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の有機光電変換素子。
【請求項５】
絶縁層に水分及び酸素の吸収剤を含有して成ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の有機光電変換素子。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の有機光電変換素子の表面保護層として用いられる有機光電変換素子用封止部材であって、フィルム層とその片面又は両面に絶縁層を形成した複合層よりなり、フィルム層と絶縁層の少なくとも一方がガスバリア性を有する層であることを特徴とする有機光電変換素子用封止部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池等として用いられる有機光電変換素子及び有機光電変換素子用封止部材に関するものであり、耐久性に優れ、しかも製造が容易であるなどの利点を有するものである。
【０００２】
【従来の技術】
有機光電変換素子は、これまでシリコン等の無機系のものに比べてエネルギー変換効率が低く、安定性にも欠けることから本格的な実用化研究には至らなかった。しかし、最近、１０％程度の変換効率を示す色素増感系を用いたもので、耐久性向上や大量生産、低コスト化の容易な有機薄膜系の有機光電変換素子において変換効率の向上が報告されて関心が高まっている。色素増感系の光電変換素子では、例えば、酸化チタン電極を１０〜５０ｎｍのナノ粒子で多孔質化し、この表面にＲｕ錯体であるＮ３色素を吸着させた光電変換素子において、ＡＭ１．５光照射で、開放端電圧（Ｖｏｃ）７２０ｍＶ、短絡光電流密度（Ｊｓｃ）１８．３ｍＡ／ｃｍ２及びエネルギー変換効率（η）１０％が報告されている（Ｍ．Ｋ．Ｎａｚｅｅｒｕｄｉｎ，Ａ．Ｋａｙ，Ｉ．Ｒｏｄｉｃｉｏ，Ｒ．Ｈｕｍｐｈｒｙ−Ｂａｋｅｒ，Ｅ．Ｍｕｌｌｅｒ，Ｐ．Ｌｉｓｋａ，Ｎ．Ｖｌａｃｈｏｐｏｕｌｏｓａｎｄ  Ｍ．Ｇｒａｔｚｅｌ：Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．，１０７５（１９９７））。
【０００３】
また、有機薄膜系の光電変換素子では、例えば、メタノフラーレンＰＣＢＭをπ共役系導電性高分子であるポリ（２−メトキシ，５−（２’−エチルヘキシルオキシ）−１，４−フェニレン−ビニレン）、（ＭＥＨ−ＰＰＶ）中に均一に分散させた光電変換素子において、ＡＭ１．５光照射で、開放端電圧（Ｖｏｃ）８２０ｍＶ、短絡光電流密度（Ｊｓｃ）５．２５ｍＡ／ｃｍ２及びエネルギー変換効率（η）２．５％が報告されている（Ｓ．Ｅ．Ｓｈａｈｅｅｎ，Ｃ．Ｊ．Ｂｒａｂｅｃ，Ｎ．Ｓ．Ｓａｒｉｃｉｆｃｉ，Ｆ．Ｐａｄｉｎｇｅｒ，Ｔ．Ｆｒｏｍｈｅｒｚ  ａｎｄ  Ｊ．Ｃ．Ｈｕｍｍｅｌｅｎ：Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７８，８４１（２００１））。
【０００４】
しかし、有機物を用いた有機光電変換素子は、長期的寿命に大きな問題があった。有機光電変換素子の寿命が短い原因としては、有機光電変換素子への水分や酸素の吸着などによる化学的劣化が大きな影響を及ぼすものとされている。また、有機光電変換素子自体の硬度が低いために、機械的な負荷が加わった場合、局部的な傷がつきやすいことも一因である。そのため、何らかの方法で有機光電変換素子を封止して保護し、水分や酸素の作用を遮断したり外部からの外力による損傷を少なくしたりする必要がある。
【０００５】
そこで、ＣＶＤ法等により炭素を主成分とする封止膜を表面に形成して有機光電変換素子を保護することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−０６６４３６号公報（特許請求の範囲等）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図４に示すように、有機光電変換素子の基板１の表面には異物２１が付着し易い。例えば、基板１を所定のサイズに切断する際には切り屑が発生するが、基板１としてガラス基板を用いる場合はガラス粉等の異物２１が、基板１としてプラスチック基板を用いる場合はプラスチック粉等の異物２１がそれぞれ発生して基板１に付着し易いものである。また、図５に示すように、基板１の表面に形成した有機光電変換積層構造体（陽極２と陰極と有機層からなる積層体）８の表面にも異物２２が付着し易い。例えば、陽極２の電極パターン形成時や、有機光電変換積層構造体８を蒸着法などで形成する前における基板１の洗浄時及び蒸着時などに空気中のゴミや電極パターン形成時に用いる有機レジスト材料、洗浄時に基板１の切断面から欠落する基板１の材料の破片などが発生して異物２２として基板１に付着し易いものである。さらに、蒸着装置内に存在する異物が有機層や陰極の蒸着膜形成時に膜中に取り込まれてしまうこともある。
【０００８】
そして、図４に示すような異物２１が存在すると、基板１の表面に異物２１の形状に対応した盛り上がった部分が生じて有機光電変換積層構造体８の表面に凹凸が発生し、有機光電変換積層構造体８の表面に形成される無機質等の封止膜（封止層）２０が平滑な膜にならず、異物２１が存在する部分が盛り上がることになる。そして、上記の封止膜２０が部分的に盛り上がった形状になると、この盛り上がった箇所及びその周辺部にピンホールやボイドなどの欠陥２３が生じやすく、この欠陥２３から水蒸気などの水分や酸素などが侵入して上記のような有機光電変換素子の化学的劣化が起こることがあった。
【０００９】
また、図５に示すように有機光電変換積層構造体８の表面に異物２２が存在すると、有機光電変換積層構造体８の表面に無機質等の封止膜２０をプラズマＣＶＤやスパッタリングなどで形成する際に、異物２２を核として周辺の封止膜２０の組成とは不連続な無機組成物２５が形成され、この両者間に形成されるノッチ状不連続箇所（略Ｕ字状の切れ目）２４から水蒸気などの水分や酸素などが侵入して上記のような有機光電変換素子の化学的劣化が起こることがあった。
【００１０】
このように特許文献１に記載のように一層の封止膜２０の場合は、水分及び酸素の影響を完全に遮断することは難しく、また、外力にも弱いのが現状である。
【００１１】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、水分や酸素の遮断効果が高くて外力にも強い長寿命の有機光電変換素子及びこれに用いる有機光電変換素子用封止部材を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る有機光電変換素子は、少なくとも一方が透明性を有する二つの電極２、７の間に、光が照射されると電荷を発生する有機層６を備え、さらに表面に表面保護層１２を積層した有機光電変換素子において、表面保護層１２がフィルム層９とその片面又は両面に絶縁層１０を形成した複合層よりなり、フィルム層９と絶縁層１０の少なくとも一方がガスバリア性を有する層であることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の請求項２に係る有機光電変換素子は、請求項１に加えて、フィルム層９が金属フィルムとプラスチックフィルムの少なくとも一方で形成されて成ることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の請求項３に係る有機光電変換素子は、請求項１又は２に加えて、絶縁層１０が無機層と樹脂層の少なくとも一方で形成されて成ることを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の請求項４に係る有機光電変換素子は、請求項１乃至３のいずれかに加えて、絶縁層１０上に水分及び酸素の吸収剤１３を配置して成ることを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の請求項５に係る有機光電変換素子は、請求項１乃至４のいずれかに加えて、絶縁層１０に水分及び酸素の吸収剤１３を含有して成ることを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の請求項６に係る有機光電変換素子用封止部材Ａは、請求項１乃至５のいずれかに記載の有機光電変換素子の表面保護層１２として用いられる有機光電変換素子用封止部材であって、フィルム層９とその片面又は両面に絶縁層１０を形成した複合層よりなり、フィルム層９と絶縁層１０の少なくとも一方がガスバリア性を有する層であることを特徴とするものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１９】
図１に本発明の有機光電変換素子の一例を示す。この有機光電変換素子は光が照射されると電荷を発生する有機層６を持つものであって、基板１と、基板１の表面（片面）に形成される有機光電変換積層構造体８と、基板１及び有機光電変換積層構造体８の表面を全面に亘って覆う表面保護層１２とを備えて形成されている。
【００２０】
上記の有機光電変換積層構造体８は、陽極２及び陰極７からなる二つの電極２、７の間に上記の有機層６を設けて形成されるものである。また、有機層６はホール輸送層３と、電子輸送層５と、電子受容体を含有する電子供与体層４とを積層して形成されるものである。従って、本発明の有機光電変換素子は、基板１の表面に陽極２を積層し、陽極２の表面にホール輸送層３を介して電子受容体を含有する電子供与体層４を積層し、さらに電子供与体層４の表面に電子輸送層５を積層すると共に電子輸送層５の表面に陰極７を積層するようにした層構成を基本とするものである。尚、本発明における層構成は上記以外にも従来から公知のものを用いることができ、例えば、陰極７側に基板１がある（陰極７が基板１の表面に積層されている）ように形成しても良い。
【００２１】
上記の基板１としては、光透過性を有するものであり、無色透明の他に、多少着色されているものであっても、すりガラス状のものであってもよい。例えば、ソーダライムガラスや無アルカリガラスなどの透明ガラス板やポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、エポキシ等の樹脂、フッ素系樹脂等から任意の方法によって作製されたプラスチックフィルムやプラスチック板などを用いることができる。またさらに、基板１内に基板母材と屈折率の異なる粒子、粉体、泡等を含有することによって、光拡散効果を有するものも使用可能である。基板１の厚みは特に限定されないが、例えば、０．３〜１０ｍｍの範囲に設定するのが好ましい。
【００２２】
上記の陽極２としては、仕事関数の大きい金属、合金、電気伝導性化合物、あるいはこれらの混合物からなる電極材料で形成することが好ましい。また、陽極２の電極材料としては仕事関数が４ｅＶ以上のものを用いるのが好ましい。このような陽極２の電極材料としては、具体的には、金などの金属、ＣｕＩ、ＩＴＯ（インジウムチンオキサイド）、ＳｎＯ２、ＡＺＯ（アルミニウム亜鉛酸化物）、ＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）、ＧＺＯ（ガリウム亜鉛酸化物）等の導電性透明材料を例示することができる。そして、上記のような電極材料を基板１の表面（基板１上）に真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法等の方法で成膜することによって、陽極２を基板１の表面に薄膜として作製することができる。陽極２を透過させて有機層６に光を到達させるためには、陽極２の光透過率を７０％以上にすることが好ましい。さらに、陽極２のシート抵抗は数百Ω／□以下とすることが好ましく、特に好ましくは１００Ω／□以下とするものである。ここで、陽極２の膜厚は、陽極２の光透過率、シート抵抗等の特性を上記のように制御するために、材料等により異なるが、５００ｎｍ以下、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲に設定するのがよい。
【００２３】
上記の陰極７は、仕事関数の小さい金属、合金、電気伝導性化合物、あるいはこれらの混合物からなる電極材料で形成することが好ましい。また、陰極７の電極材料としては仕事関数が５ｅＶ以下のものを用いるのが好ましい。このような陰極７の電極材料としては、具体的には、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、リチウム、マグネシウム、アルミニウム、マグネシウム−銀混合物、マグネシウム−インジウム混合物、アルミニウム−リチウム合金、Ａｌ／Ａｌ２Ｏ３混合物、Ａｌ／ＬｉＦ混合物などを例示することができる。また、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、あるいは金属酸化物を陰極７の下地として用い、さらに前述の仕事関数が５ｅＶ以下である材料（あるいはこれらを含有する合金）を１層以上積層して用いてもよい。例えば、アルカリ金属／Ａｌの積層、アルカリ金属のハロゲン化物／アルカリ土類金属／Ａｌの積層、Ａｌ２Ｏ３／Ａｌの積層などが例として挙げられる。また、ＩＴＯ、ＩＺＯなどに代表される透明電極を用い、陰極７側からも光を入射させる構成としてもよい。上記陰極７は、例えば、上記の電極材料を真空蒸着法やスパッタリング法等の方法により、有機層６の上に薄膜に形成することによって作製することができる。陰極７の厚みは特に限定されないが、例えば、０．１〜５００μｍの範囲に設定するのが好ましい。
【００２４】
本発明において、陽極２と陰極７は両方とも透明性を有するものであっても良いし、あるいは陽極２と陰極７のいずれか一方のみが透明性を有するものであっても良い。
【００２５】
上記のホール輸送層３を形成するためのホール輸送材料としては、ホールを輸送する能力を有し、さらに電子のホール輸送層３への移動を防止し、且つ薄膜形性能力に優れた化合物を挙げることができる。このようなホール輸送材料としては、具体的には、フタロシアニン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、ポリフィリン誘導体、Ｎ，Ｎ′−ビス（３−メチルフェニル）−（１，１′−ビフェニル）−４，４′−ジアミン（ＴＰＤ）や４，４′−ビス［Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）等の芳香族ジアミン化合物、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、イミダゾロン、スチルベン誘導体、ピラゾリン誘導体、テトラヒドロイミダゾール、ポリアリールアルカン、ブタジエン、４，４′，４′′−トリス（Ｎ−（３−メチルフェニル）Ｎ−フェニルアミン）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）、ポリビニルカルバゾール、ポリシラン、ポリエチレンジオキサイドチオフェン（ＰＥＤＯＴ）等の導電性高分子などの高分子材料を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【００２６】
上記の電子供与体層４は電子供与体で層状に形成されるものであって、この電子供与体としては、フタロシアニン系顔料、インジゴ、チオインジゴ系顔料、キナクリドン系顔料、メロシアニン化合物、シアニン化合物、スクアリウム化合物、また有機電子写真感光体に用いられる電荷移動剤、電気伝導性有機電荷移動錯体、さらにはπ共役高分子等を用いることができる。
【００２７】
上記のフタロシアニン系顔料としては、中心金属がＣｕ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｍｇ等の２価のもの、無金属フタロシアニン、アルミニウムクロロフタロシアニン、インジウムクロロフタロシアニン、ガリウムクロロフタロシアニン等のハロゲン原子が配位した３価金属のフタロシアニン、その他のバアナジルフタロシアニン、チタニルフタロシアニン等の酸素が配位したフタロシアニン等があるが、特にこれらに限定されるものではない。
【００２８】
上記の電荷移動剤としては、ヒドラゾン化合物、ピラゾリン化合物、トリフェニルメタン化合物、トリフェニルアミン化合物等があるが、特にこれらに限定されるものではない。
【００２９】
上記の電気伝導性有機電荷移動錯体としては、テトラチオフルバレン、テトラフェニルテトラチオフラバレン等があるが、特にこれらに限定されるものではない。
【００３０】
上記のπ共役高分子としては、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン等があるが、特にこれらに限定されるものではない。
【００３１】
電子供与体層４に含有される上記の電子受容体としては、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、アントラキノン系顔料、フラバンスロン等の含キノン黄色顔料などを用いることができる。また、この他にも、Ｃ６０（［６，６］−ｐｈｅｎｙｌ  Ｃ６１  ｂｕｔｙｒｉｃ  ａｃｉｄ  ｍｅｔｈｙｌｅｓｔｅｒ）等のフラーレン誘導体も用いることができる。さらに、ＺｎＯ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等の酸化物半導体、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＧａＰ、ＧａＡｓ等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体、ＣｄＳｅ、ＣｄＳ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ等のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体、ＣｕＩｎＳｅ２、ＣｕＩｎＳ２等も用いることができる。電子供与体層４の全量に対する電子受容体の含有量は特に限定されないが、例えば、５〜９９質量％の範囲に設定するのが好ましい。
【００３２】
上記の電子輸送層５を構成する電子輸送材料としては、電子を輸送する能力を有するものであって、例えば、バソクプロイン、バソフェナントロリン、及びそれらの誘導体、トリアゾール化合物、トリス（８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム錯体、ビス（４−メチル−８−キノリナート）アルミニウム錯体、オキサジアゾール化合物、ジスチリルアリレーン誘導体、シロール化合物、ＴＰＢＩ（２，２′，２”−（１，３，５−ベンゼントリル）トリス−［１−フェニル−１Ｈ−ベンツイミダゾール］）などが挙げられるが、電子輸送性の材料であれば特にこれらに限定されるものではない。また、電子移動度としては、１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上、より好ましくは１０−５ｃｍ２／Ｖｓ以上の材料が良い。
【００３３】
そして、本発明は上記の基板１と有機光電変換積層構造体８との積層物の表面に、有機光電変換素子用封止部材Ａを表面保護層１２として設けて形成されるものである。
【００３４】
図１に示す有機光電変換素子用封止部材Ａ（表面保護層１２）は、フイルム層９の片面に絶縁層１０を一体的に密着させて形成したものであるが、図２に示すように、フィルム層９の両面に絶縁層１０を一体的に密着させて形成したものであっても良い。ここで、フィルム層９と絶縁層１０の一方あるいは両方がガスバリア性を有する層、すなわち、水蒸気や酸素などのガスの透過性が低い層で形成されるものである。従って、表面保護層１２で有機光電変換積層構造体８の表面を覆うことによって水分や酸素が有機光電変換積層構造体８に作用するのを少なくすることができ、水分や酸素に起因する有機光電変換積層構造体８の性能劣化を防止することができるものである。
【００３５】
上記のフィルム層９としては外力等に対して容易に破れたりすることがない高強度のものを用いることができ、金属フィルム（金属箔）あるいはプラスチックフィルムを用いることができる。この金属フィルムとしては、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等で形成されたものを用いることができる。また、プラスチックフィルムとしては、ＰＥＴ（ポチエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ナイロン等で形成されたものを用いることができる。また、フィルム層９は上記の金属フィルムとプラスチックフィルムのいずれか一方単独で形成するほかに、上記の金属フィルムとプラスチックの両方を積層してフィルム層９としてもよい。このフィルム層９の厚みは特に限定されないが、例えば、５μｍ〜５ｍｍの範囲に設定するのが好ましい。
【００３６】
上記の絶縁層１０としては無機層あるいは樹脂層で形成することができる。この無機層は、水分や酸素などの透過性（ガス透過性）が低く、水分や酸素に対して安定な無機質材料を用いて形成することが好ましく、例えば、窒化珪素、酸化珪素、酸窒化珪素、炭化珪素などの珪素系化合物、酸化アルミニウム、窒化アルミニウムなどのアルミニウム系化合物、珪酸アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化タンタル、酸化チタン、窒化チタンなどで形成することができる。また、無機層からなる絶縁層１０において上記フィルム層９に対する成膜方法としては、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などを挙げることができるが、低膜応力で緻密な無機層を形成することができる方法であればどんな方法であってもよく、上記の方法に限定されるものではない。
【００３７】
また、絶縁層１０を樹脂層で形成する場合も、水分や酸素などの透過性（ガス透過性）が低く、水分や酸素に対して安定な樹脂材料を用いて形成することが好ましく、このような樹脂としてはシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フッ素系樹脂、ウレタン系樹脂などを用いることができる。また、樹脂層からなる絶縁層１０において上記フィルム層９に対する成膜方法としては、スピンコート法、ディップ法、スプレー法あるいは上記樹脂のシート状成形物を用いたラミネート法などを挙げることができるが、これらの方法に限定されるものではない。
【００３８】
また、フィルム層９に絶縁層１０を成膜する前に、必要に応じて、フィルム層９の表面に脱脂処理、酸・アルカリ洗浄処理、プラズマ処理などの前処理を施すことが好ましく、これにより、フィルム層９に対する絶縁層１０の密着性を向上させることができる。また、絶縁層１０の厚みは特に制限はないが、この絶縁層１０の膜による絶縁性能及びガスバリア性能と膜応力のバランスを考慮すると、絶縁層１０の厚みは０．５〜１００μｍの範囲に設定するのが好ましい。
【００３９】
そして、上記の有機光電変換素子用封止部材Ａは接着により基板１及び有機光電変換積層構造体８の表面側に設けられて表面保護層１２が形成されるものである。この時、有機光電変換素子用封止部材がフィルム層９の片面のみに絶縁層１０を有するものである場合は絶縁層１０側を基板１及び有機光電変換積層構造体８の方に向けて設けるようにする。有機光電変換素子用封止部材Ａを接着する接着剤としては、例えば、エポキシ樹脂などを例示することができるが、これに限定されるものではない。
【００４０】
上記のような本発明の有機光電変換素子は、基板１及び／又は表面保護層１２を通して有機層６に光が照射されると、有機層６にホール（正孔）と電子の電荷が生じ、このホールと電子を陽極２と陰極７からそれぞれ取り出すようにして光エネルギを電気エネルギに変換するものである。そして、本発明の有機光電変換素子は基板１及び有機光電変換積層構造体８の表面がガスバリア性を有するフィルム層９と絶縁層１０からなる表面保護層１２で覆われているために、表面保護層１２で水分や酸素を遮断して有機光電変換積層構造体８に達しないようにすることができ、水分や酸素による有機光電変換積層構造体８の劣化を少なくして長寿命化を図ることができるものである。また、表面保護層１２はフィルム層９と絶縁層１０の二層からなる複合層であり、しかもフィルム層９は基板１の表面に異物があったり外力が加わったりしても容易には破損しない金属フィルムや樹脂フィルムで形成されているために、ピンホールやボイドや切れ目などの欠陥が生じにくいものであり、従って、上記のような欠陥からの水分や酸素の侵入がなくなるものであり、これにより、有機光電変換積層構造体８の劣化を少なくして長寿命化を図ることができるものである。
【００４１】
図３に本発明の他の実施の形態を示す。この有機光電変換素子は表面保護層１２の絶縁層１０上に水分及び酸素の吸収剤１３を配置して形成されるものであって、その他の構成は図１のものと同様である。水分及び酸素の吸収剤１３は水蒸気等の水分と酸素との両方を吸着等により吸収するものであり、例えば、酸化カルシウムや酸化バリウムなどを例示することができる。この実施の形態では絶縁層１０の表面に上記の吸収剤１３を接着して絶縁層１０と有機光電変換積層構造体８の間に設けるようにしたが、これに限定されるものではない。尚、本発明においては、基板１と表面保護層１２とで密封されていれば、図３のように有機光電変換積層構造体８と表面保護層１２の間に空間（気体層）１５が形成されていても構わない。
【００４２】
本発明のような有機光電変換素子は太陽電池等として用いられるため、風雨に曝されるなどの非常に過酷な環境下で使用されることが多い。従って、このような過酷な環境下で長期間使用すると、水分や酸素が侵入する隙間が表面保護層１２と基板１との接着界面に生じる場合がある。そこで、この有機光電変換素子では絶縁層１０上に水分及び酸素の吸収剤１３を配置することによって、表面保護層１２と基板１との接着界面に隙間が生じて、この隙間から水分や酸素が侵入したとしても、これを吸収剤１３で吸収して有機光電変換積層構造体８への水分や酸素の影響を極力少なくすることができ、より長期にわたって有機光電変換積層構造体８の劣化を少なくしてその性能を保持し長寿命化を図ることができるものである。
【００４３】
また、本発明の他の実施の形態として、上記の水分及び酸素の吸収剤１３は絶縁層１０に含有させることができる。この場合、有機光電変換素子の層構成は図１のものと同様である。このような絶縁層１０における吸収剤１３の含有量は特に限定されない。そして、絶縁層１０に吸収剤１３を含有させた場合でも、図３に示すものと同様の効果を奏することができるものである。尚、図３のように吸収剤１３を絶縁層１０上に設け、さらに、絶縁層１０に吸収剤１３を含有させるようにしてもよい。
【００４４】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１の発明は、少なくとも一方が透明性を有する二つの電極の間に、光が照射されると電荷を発生する有機層を備え、さらに表面に表面保護層を積層した有機光電変換素子において、表面保護層がフィルム層とその片面又は両面に絶縁層を形成した複合層よりなり、フィルム層と絶縁層の少なくとも一方がガスバリア性を有する層であるので、ガスバリア性を有するフィルム層と絶縁層からなる表面保護層で電極や有機層を覆うことができ、表面保護層で水分や酸素を遮断して電極や有機層に達しないようにすることができ、水分や酸素による電極や有機層の劣化を少なくして長寿命化を図ることができるものである。また、表面保護層はフィルム層と絶縁層の二層からなる複合層であって、基板の表面に異物があったり外力が加わったりしても容易には破損せず、ピンホールやボイドや切れ目などの欠陥が生じにくいものであり、従って、水分や酸素の侵入がなくなるものであり、これにより、電極や有機層の劣化を少なくして長寿命化を図ることができるものである。
【００４５】
また、本発明の請求項２の発明は、フィルム層が金属フィルムとプラスチックフィルムの少なくとも一方で形成されているので、基板の表面に異物があったり外力が加わったりしてもフィルム層が容易に破損しないようにすることができてピンホールやボイドや切れ目などの欠陥が生じにくいものであり、従って、水分や酸素の侵入がなくなるものであり、これにより、電極や有機層の劣化を少なくして長寿命化を図ることができるものである。
【００４６】
また、本発明の請求項３の発明は、絶縁層が無機層と樹脂層の少なくとも一方で形成されているので、水分や酸素などの透過性（ガス透過性）が低く、素子特性が安定し、素子とフィルム層との絶縁を図ることができるものである。
【００４７】
また、本発明の請求項４の発明は、絶縁層上に水分及び酸素の吸収剤を配置するので、表面保護層と基板との接着界面に隙間が生じて、この隙間から水分や酸素が侵入したとしても、これを吸収剤で吸収して電極や有機層への水分や酸素の影響を極力少なくすることができ、より長期にわたって電極や有機層の劣化を少なくしてその性能を保持し長寿命化を図ることができるものである。
【００４８】
また、本発明の請求項５の発明は、絶縁層に水分及び酸素の吸収剤を含有するので、表面保護層と基板との接着界面に隙間が生じて、この隙間から水分や酸素が侵入したとしても、これを吸収剤で吸収して電極や有機層への水分や酸素の影響を極力少なくすることができ、より長期にわたって電極や有機層の劣化を少なくしてその性能を保持し長寿命化を図ることができるものである。
【００４９】
また、本発明の請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の有機光電変換素子の表面保護層として用いられる有機光電変換素子用封止部材であって、フィルム層とその片面又は両面に絶縁層を形成した複合層よりなり、フィルム層と絶縁層の少なくとも一方がガスバリア性を有する層であるので、ガスバリア性を有するフィルム層と絶縁層からなる表面保護層で電極や有機層を覆うことができ、表面保護層で水分や酸素を遮断して電極や有機層に達しないようにすることができ、水分や酸素による電極や有機層の劣化を少なくして長寿命化を図ることができるものである。また、表面保護層はフィルム層と絶縁層の二層からなる複合層であって、基板の表面に異物があったり外力が加わったりしても容易には破損せず、ピンホールやボイドや切れ目などの欠陥が生じにくいものであり、従って、水分や酸素の侵入がなくなるものであり、これにより、電極や有機層の劣化を少なくして長寿命化を図ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】同上の他の有機光電変換素子用封止部材の一例を示す断面図である。
【図３】同上の他の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図４】従来例を示し、一部を拡大した断面図である。
【図５】従来例を示し、一部を拡大した断面図である。
【符号の説明】
２  電極
６  有機層
７  電極
９  フィルム層
１０  絶縁層
１２  表面保護層
１３  吸収剤
Ａ  有機光電変換素子用封止部材
【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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