(57)【要約】      （修正有）【課題】電極あるいは活性層等の構造を損傷することなく所望の光電変換効率が安定的に得られ、低コストに製造することが可能な光電変換素子の製造方法を提供する。【解決手段】第１の電極１０上に、活性層３０と、電子輸送層又は正孔輸送層である第１のキャリア輸送層、又は第１のキャリア輸送層の前駆体層からなる第１の接着層４１とを順次積層する工程と、第２の電極５０上に、第１のキャリア輸送層と輸送されるキャリアが同種である第２のキャリア輸送層、又は第２のキャリア輸送層の前駆体層からなる第２の接着層４２を積層する工程と、第１の電極１０上に形成された第１の接着層４１と、第２の電極５０上に形成された第２の接着層４２とを圧着接合して、第１のキャリア輸送層と第２のキャリア輸送層とからなる接着層４０を形成する工程とを実施する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極と第２の電極との間に、電子供与材料と電子受容材料とからなる活性層を備えた光電変換素子の製造方法であって、
前記第１の電極上に、前記活性層と、電子輸送層又は正孔輸送層である第１のキャリア輸送層、又は当該第１のキャリア輸送層の前駆体層からなる第１の接着層とを順次積層する工程（１）と、
前記第２の電極上に、前記第１のキャリア輸送層と輸送されるキャリアが同種である第２のキャリア輸送層、又は当該第２のキャリア輸送層の前駆体層からなる第２の接着層を積層する工程（２）と、
前記第１の電極上に形成された前記第１の接着層と、前記第２の電極上に形成された前記第２の接着層とを圧着接合して、前記第１のキャリア輸送層と前記第２のキャリア輸送層とからなる接合接着層を形成する工程（３）とを有する光電変換素子の製造方法。
【請求項２】
工程（３）において、圧着接合条件を、１００℃未満の低温、かつ１ＭＰａ未満の低圧とする請求項１に記載の光電変換素子の製造方法。
【請求項３】
工程（３）において、前記第１のキャリア輸送層と前記第２のキャリア輸送層との圧着接合後の合計厚みを２〜８０ｎｍとする請求項１又は２に記載の光電変換素子の製造方法。
【請求項４】
工程（１）において、前記第１の接着層として、工程（３）で金属酸化物を生成する金属アルコキシドゾル又は金属アルコキシド溶液からなる前駆体層を形成する請求項１〜３のいずれかに記載の光電変換素子の製造方法。
【請求項５】
工程（２）において、前記第２の接着層として、工程（３）で金属酸化物を生成する金属アルコキシドゾル又は金属アルコキシド溶液からなる前駆体層を形成する請求項１〜４のいずれかに記載の光電変換素子の製造方法。
【請求項６】
工程（１）において、前記第１の電極と前記活性層との間に、前記第１のキャリア輸送層及び前記第２のキャリア輸送層とは輸送されるキャリアが異種である第３のキャリア輸送層を形成する請求項１〜５のいずれかに記載の光電変換素子の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の光電変換素子の製造方法により製造されたものである光電変換素子。
【請求項８】
第１の電極と第２の電極との間に、電子供与材料と電子受容材料とからなる活性層を備えた光電変換素子であって、
前記活性層と前記第２の電極との間に、電子輸送層又は正孔輸送層である第１のキャリア輸送層からなる第１の接着層と、前記第１のキャリア輸送層と輸送されるキャリアが同種である第２のキャリア輸送層からなる第２の接着層とが圧着接合された接合接着層を備えた光電変換素子。
【請求項９】
前記接合接着層の厚みが２〜８０ｎｍである請求項８に記載の光電変換素子。
【請求項１０】
前記第１の電極と前記活性層との間に、前記第１のキャリア輸送層及び前記第２のキャリア輸送層とは輸送されるキャリアが異種である第３のキャリア輸送層を備えた請求項８又は９に記載の光電変換素子。
【請求項１１】
前記活性層は、前記電子供与材料と前記電子受容材料とがそれぞれ別に成膜され、互いに平面結合された平面結合型、前記電子供与材料と前記電子受容材料とが混合したバルクへテロ結合型、あるいは前記電子供与材料と前記電子受容材料とが混合し、かつ、材料同士が相分離した相分離型のいずれかである請求項８〜１０のいずれかに記載の光電変換素子。
【請求項１２】
前記活性層が断面視櫛歯構造部を有する請求項８〜１１のいずれかに記載の光電変換素子。
【請求項１３】
前記第１の電極又は前記第２の電極が断面視櫛歯構造部を有する請求項１２に記載の光電変換素子。
【請求項１４】
前記断面視櫛歯構造部における最小パターン幅が１０〜１０００ｎｍである請求項１２又は１３に記載の光電変換素子。
【請求項１５】
前記電子供与材料と前記電子受容材料のうち少なくとも一方が有機半導体である請求項８〜１４のいずれかに記載の光電変換素子。
【請求項１６】
請求項８〜１５のいずれかに記載の光電変換素子を備えた太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の電極の間に電子供与材料と電子受容材料とからなる活性層を備えた光電変換素子とその製造方法、及びこれを用いた太陽電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化を発端として昨今は環境問題への意識が高まっており、石油代替エネルギーとしての太陽光発電、及びそれに用いられる光電変換素子が注目されている。
現在、太陽光発電用に実用化されている光電変換素子は、結晶シリコンやアモルファスシリコンに代表される無機半導体型であるが、これらの光電変換素子は製造に掛かるエネルギー及びコストが莫大である。そのため、より低エネルギー及び低コストで製造できる有機材料を使用した光電変換素子の研究開発が行われている。
【０００３】
有機材料は材料自体が安価であり、また大気圧での製造方法が可能なことから大面積化や連続プロセス化が容易であるため、低エネルギー及び低コストで光電変換素子を製造できると考えられている。
【０００４】
有機光電変換素子としては例えば、電子供与層と電子受容層とがそれぞれ別に成膜され、これらが平面結合した平面結合型の光電変換素子（特許文献１の実施例１等）、及び、電子供与材料と電子受容材料とを混合した塗布剤を塗工したバルクへテロ結合型の光電変換素子（特許文献１の実施例２等）などが提案されている。
【０００５】
ところで、有機光電変換素子においては、特許文献１のように光入射側に配置される透光性電極と対向する電極を真空蒸着法により成膜することが一般的である。しかしながら、真空蒸着法は高コストな成膜法であり、また、ロールツウロール（Roll to Roll）の連続製造プロセスには適さない。非特許文献１には、予め作製した電極を熱圧着で接着させる光電変換素子の製造方法が提案されている。
【０００６】
有機光電変換素子では、生成した励起子（エキシトン）のうち電荷分離に関与しているのは、電子供与材料と電子受容材料とのｐ／ｎ接合界面に到達した励起子のみである。励起子がその電荷分離界面までに到達する距離（以下、「励起子拡散長」と称する）は、材料の化学構造や純度によって異なるものの５０ｎｍ以下であると考えられている。従って、励起子拡散長の約２倍の距離毎に電子供与材料と電子受容材料との接合界面が周期的に存在すれば、電荷分離する励起子は増大し光電変換効率は向上すると考えられる。
【０００７】
特許文献２では、有機半導体からなるブロック共重合体をミクロ相分離させて電子供与材料と電子受容材料との界面積を増大させ、良好な電荷分離能を有する光電変換素子を提案している（請求項１、図２及び図３等）。
特許文献３では、有機半導体表面に凹凸を形成させ、電子供与材料と電子受容材料との界面積を増大させる光電変換素子の製造方法を提案している（請求項１〜３等）。
【０００８】
有機光電変換素子ではまた、電荷分離した電子及び正孔（キャリア）は電極により効率良く収集されなければ、外部起電力として作用しないため、電極の表面積が大きく、電荷分離界面から電極までに到達する距離（キャリア移動距離）が短い方が、キャリア収集効率が向上し、光電変換効率が向上すると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−２４５０７３号公報
【特許文献２】特許第４１２６０１９号公報
【特許文献３】特開２００８−１４１１０３公報
【特許文献４】国際公開第２０１１／０１８８８４号
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】M. Nakamura, K. Tajima, K. Hashimoto, Solar Energy Materials & Solar Cells, Vol.93,1681-1684 (2009)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
有機光電変換素子の製造においては、非特許文献１の電極形成のように、低コスト化を図るために、熱圧着法を用いることが検討されている。
しかしながら、従来の熱圧着法では、接合界面で良好な接合を得るためには高温高加圧が必要であり、依然として高コストである。
また、光電変換効率を向上するために、電子供与材料と電子受容材料とからなる活性層のナノ構造制御あるいは電極のナノパターン化が検討されているが、熱圧着法を用いると、熱圧着時に、先に形成されたナノ構造が損傷される恐れがある。
【００１２】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、電極あるいは活性層等の構造を損傷することなく所望の光電変換効率が安定的に得られ、低コストに製造することが可能な光電変換素子、及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の光電変換素子の製造方法は、
第１の電極と第２の電極との間に、電子供与材料と電子受容材料とからなる活性層を備えた光電変換素子の製造方法であって、
前記第１の電極上に、前記活性層と、電子輸送層又は正孔輸送層である第１のキャリア輸送層、又は当該第１のキャリア輸送層の前駆体層からなる第１の接着層とを順次積層する工程（１）と、
前記第２の電極上に、前記第１のキャリア輸送層と輸送されるキャリアが同種である第２のキャリア輸送層、又は当該第２のキャリア輸送層の前駆体層からなる第２の接着層を積層する工程（２）と、
前記第１の電極上に形成された前記第１の接着層と、前記第２の電極上に形成された前記第２の接着層とを圧着接合して、前記第１のキャリア輸送層と前記第２のキャリア輸送層とからなる接合接着層を形成する工程（３）とを有するものである。
【００１４】
本発明の光電変換素子の製造方法において、第１のキャリア輸送層と第２のキャリア輸送層とは輸送されるキャリアが同種であればよく、材料は同一でも非同一でもよい。
【００１５】
本発明の第１の光電変換素子は、上記の本発明の光電変換素子の製造方法により製造されたものである。
【００１６】
本発明の第２の光電変換素子は、第１の電極と第２の電極との間に、電子供与材料と電子受容材料とからなる活性層を備えた光電変換素子であって、
前記活性層と前記第２の電極との間に、電子輸送層又は正孔輸送層である第１のキャリア輸送層からなる第１の接着層と、前記第１のキャリア輸送層と輸送されるキャリアが同種である第２のキャリア輸送層からなる第２の接着層とが圧着接合された接合接着層を備えたものである。
【００１７】
本発明の太陽電池は、上記の本発明の第１又は第２の光電変換素子を備えたものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、電極あるいは活性層等の構造を損傷することなく所望の光電変換効率が安定的に得られ、低コストに製造することが可能な光電変換素子、及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る第１実施形態の光電変換素子の要部断面図とその製造工程図である。
【図２】本発明に係る第２実施形態の光電変換素子の要部断面図とその製造工程図である。
【図３】本発明に係る第３実施形態の光電変換素子の要部断面図である。
【図４Ａ】図３の光電変換素子における第１の電極と活性層の平面パターンの例を示す図である。
【図４Ｂ】図３の光電変換素子における第１の電極と活性層の平面パターンの他の例を示す図である。
【図４Ｃ】図３の光電変換素子における第１の電極と活性層の平面パターンの他の例を示す図である。
【図５】本発明に係る第４実施形態の光電変換素子の要部断面図である。
【図６】図５の光電変換素子における活性層の拡大断面図である。
【図７Ａ】図５の光電変換素子における活性層の平面パターンの例を示す図である。
【図７Ｂ】図５の光電変換素子における活性層の平面パターンの他の例を示す図である。
【図７Ｃ】図５の光電変換素子における活性層の平面パターンの他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
「第１実施形態」
図面を参照して、本発明に係る第１実施形態の光電変換素子とその製造方法について説明する。
図１は、本発明に係る第１実施形態の光電変換素子の要部断面図とその製造工程図である。図１は模式図である。
【００２１】
図１右図に示す本実施形態の光電変換素子１０１は、電極主面同士が互いに対向して配置された第１の電極１０と第２の電極５０と、これらの間に形成された電子供与材料及び電子受容材料からなる活性層３０とを備えている。
【００２２】
本実施形態の光電変換素子１０１における活性層３０は、電子供与材料と電子受容材料とがそれぞれ別に成膜された電子供与層３１と電子受容層３２とが平面結合された平面結合型である。
活性層３０は電子供与材料及び電子受容材料を用いたものであればよく、電子供与材料と電子受容材料とが混合したバルクへテロ結合型、あるいは電子供与材料と電子受容材料とが混合し、かつ、材料同士が相分離した相分離型等でも構わない。
【００２３】
光電変換素子１０１は、好ましくは、第１の電極１０側と第２の電極５０側に図示しない基板を有する。
【００２４】
本実施形態の光電変換素子１０１は、第１の電極１０と第２の電極５０との間に、電子輸送層又は正孔輸送層である第１のキャリア輸送層、又は第１のキャリア輸送層の前駆体層からなる第１の接着層４１と、第１のキャリア輸送層と輸送されるキャリアが同種である第２のキャリア輸送層、又は第２のキャリア輸送層の前駆体層からなる第２の接着層４２とが圧着接合された接合接着層４０を備えている（第１、第２の接着層４１、４２については、図１左図を参照されたい）。
光電変換素子１０１において、接合接着層４０は活性層３０と第２の電極５０との間に設けられている。
【００２５】
「第１の電極」と「第２の電極」の上下関係は任意であり、光電変換素子１０１のエネルギー準位に基づき、最適な仕事関数の電極をどちら側に配置させるかが決定される。少なくとも光入射側の電極はＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透光性電極により構成される。
【００２６】
光電変換素子１０１は以下の方法により製造されたものである。
【００２７】
＜工程（１）＞
図１左図に示すように、第１の電極１０上に、電子供与層３１及び電子受容層３２からなる活性層３０と、電子輸送層又は正孔輸送層である第１のキャリア輸送層、又は第１のキャリア輸送層の前駆体層からなる第１の接着層４１とを順次積層する。
この工程において、基板を用いることは必須ではないが、基板を用い、その上に上記構成要素を順次形成することが好ましい。
【００２８】
＜工程（２）＞
図１左図に示すように、別途、第２の電極５０上に、第１のキャリア輸送層と輸送されるキャリアが同種である第２のキャリア輸送層、又は第２のキャリア輸送層の前駆体層からなる第２の接着層４２を積層する。
この工程において、基板を用いることは必須ではないが、基板を用い、その上に上記構成要素を順次形成することが好ましい。
【００２９】
本実施形態の光電変換素子の製造方法において、第１のキャリア輸送層と第２のキャリア輸送層とは輸送されるキャリアが同種であればよく、材料は同一でも非同一でもよい。接合性を考慮すれば、第１のキャリア輸送層と第２のキャリア輸送層とは同一材料であることが好ましい。
【００３０】
工程（１）、（２）において、基板を用いる場合、光電変換素子１０１の光入射側に配置される基板としては、ガラス等の透光性基板を用いる。
【００３１】
＜工程（３）＞
図１左図及び右図に示すように、第１の電極１０上に形成された第１の接着層４１と、第２の電極５０上に形成された第２の接着層４２とを圧着接合して、光電変換素子１０１が製造される。この工程においては、第１の接着層４１と第２の接着層４２とが接合された接合接着層４０が形成される。
第１の接着層４１及び／又は第２の接着層４２として前駆体層を用いる場合、工程（３）の圧着接合時に所望のキャリア輸送層が生成されるようにする。
【００３２】
圧着法としては特に制限されず、機械プレス、真空プレス、及び圧空プレス等が挙げられる。
圧着接合時には、必要に応じて加熱しても構わない。
本実施形態の方法では、２つの接着層４１、４２を用いて接合することで、圧着接合がしやすく、低温、例えば１００℃未満でも接合が可能であり、非加熱（常温）での接合も可能である。
本実施形態の方法では、２つの接着層４１、４２を用いて接合することで、圧着接合がしやすいので、光電変換素子１０１の他の層構造を損傷しない低圧、例えば１ＭＰａ未満で、接合することが可能である。
特に、２つの接着層４１、４２として、キャリア輸送層の前駆体層を用い、圧着接合時に反応によりキャリア輸送層を生成することが好ましい。反応を利用することで、より圧着接合がしやすくなり、低温低圧でも接合界面が残らないように良好に接合することが可能となる。
キャリア輸送層の前駆体材料の例については、後述する。
【００３３】
本実施形態の方法では、低温低圧で圧着接合を実施できるので、圧着接合時に光電変換素子１０１の他の層構造の損傷が抑制される。後記第３、第４実施形態のように、電極及び／又は活性層が断面視櫛歯状等のナノ構造を有する場合があるが、本実施形態の方法では、ナノ構造を損傷することなく、圧着接合を実施することができる。したがって、本実施形態の方法によれば、電極あるいは活性層等の構造を損傷することなく所望の光電変換効率が安定的に得られる。
また、真空蒸着あるいは真空スパッタリング等の気相法による電極形成に比較して、圧着による電極形成はスループットが良く、大面積へも対応が可能なため、本実施形態の方法は、低コストである。
【００３４】
本実施形態において、接合接着層４０は電子輸送層又は正孔輸送層からなるキャリア輸送層である。この場合、キャリア輸送層又はその前駆体層を用い、電極と活性層との接着層及びキャリア輸送層の両性能を一層で実現でき、好ましい。
【００３５】
以降の本発明に係る第２〜第４実施形態の光電変換素子の基本的な構成は第１実施形態と同様であり、第１実施形態と同一構成要素については、同じ参照符号を付して、適宜説明を省略する。
【００３６】
「第２実施形態」
図面を参照して、本発明に係る第２実施形態の光電変換素子とその製造方法について説明する。
図２は、本発明に係る第２実施形態の光電変換素子の要部断面図とその製造工程図である。
【００３７】
図２右図に示す本実施形態の光電変換素子１０２は、第１実施形態の光電変換素子１０１と基本構成が同様であり、さらに、第１の電極１０と活性層３０との間に、接合接着層４０をなすキャリア輸送層とは輸送されるキャリアが異種である第３のキャリア輸送層２０を備えたものである。
接合接着層４０が電子輸送層であれば、第３のキャリア輸送層２０は正孔輸送層であり、接合接着層４０が正孔輸送層であれば、第３のキャリア輸送層２０は電子輸送層である。
【００３８】
第３のキャリア輸送層２０は、活性層３０で発生したキャリア（電子あるいは正孔）を電極１０へ効率的に輸送させる機能を有する。
【００３９】
活性層３０は、電子供与材料と電子受容材料とがそれぞれ別に成膜され、互いに平面結合された平面結合型、電子供与材料と電子受容材料とが混合したバルクへテロ結合型、あるいは電子供与材料と電子受容材料とが混合し、かつ、材料同士が相分離した相分離型等である。
【００４０】
本実施形態の光電変換素子１０２の製造方法は、工程（１）以外は第１実施形態と同様である。
本実施形態の光電変換素子１０２の製造方法においては、工程（１）として、第１の電極１０上に、接合接着層４０をなすキャリア輸送層とは輸送されるキャリアが異種である第３のキャリア輸送層２０と、活性層３０と、電子輸送層又は正孔輸送層である第１のキャリア輸送層、又は第１のキャリア輸送層の前駆体層からなる第１の接着層４１とを順次積層する。
【００４１】
「第３実施形態」
図面を参照して、本発明に係る第３実施形態の光電変換素子とその製造方法について説明する。
図３は、本発明に係る第３実施形態の光電変換素子の要部断面図である。
図４Ａ〜図４Ｃは、図３の光電変換素子における第１の電極と活性層の平面パターンの例を示す図である。
【００４２】
図３に示す光電変換素子１０３は、第１実施形態と基本構成は同様であり、第１の電極１０が活性層３０側の面に断面視櫛歯構造部１０Ｘを有しており、その表面形状に沿って断面視櫛歯構造部３０Ｘを有する活性層３０が形成されたものである。
第１の電極１０の断面視櫛歯構造部１０Ｘと、活性層３０の断面視櫛歯構造部３０Ｘとは互いに噛み合うように接合している。
【００４３】
活性層３０は、電子供与材料と電子受容材料とがそれぞれ別に成膜され、互いに平面結合された平面結合型、電子供与材料と電子受容材料とが混合したバルクへテロ結合型、あるいは電子供与材料と電子受容材料とが混合し、かつ、材料同士が相分離した相分離型等である。
【００４４】
図４Ａ〜図４Ｃを参照して、第１の電極１０の断面視櫛歯構造部１０Ｘと活性層３０の断面視櫛歯構造部３０Ｘとの平面パターン例について説明する。図４Ａ〜図４Ｃは、図３のIV−IV断面図である。
【００４５】
図４Ａに示す平面パターンは、第１の電極１０の断面視櫛歯構造部１０Ｘと活性層３０の断面視櫛歯構造部３０Ｘとがいずれも、平面視ストライプ状にパターン形成された例である。
【００４６】
図４Ｂに示す平面パターンは、活性層３０の断面視櫛歯構造部３０Ｘが平面視格子状にパターン形成され、第１の電極１０の断面視櫛歯構造部１０Ｘが平面視マトリクス状に形成された例である。
図４Ｂに示す例では、第１の電極１０の断面視櫛歯構造部１０Ｘの個々の島状パターンの平面形状は矩形状であり、正円状あるいは楕円状などでもよい。
【００４７】
図４Ｃに示す平面パターンは、第１の電極１０の断面視櫛歯構造部１０Ｘが平面視格子状にパターン形成され、活性層３０の断面視櫛歯構造部３０Ｘが平面視マトリクス状に形成された例である。
図４Ｃに示す例では、活性層３０の断面視櫛歯構造部３０Ｘの個々の島状パターンの平面形状は矩形状であり、正円状あるいは楕円状などでもよい。
【００４８】
なお、図面上、断面視櫛歯状パターンの櫛歯ピッチは均一であるが、非均一でもよい（第４実施形態についても同様）。
【００４９】
本実施形態の光電変換素子１０３の製造方法は、工程（１）以外は第１実施形態と同様である。
本実施形態の工程（１）においては、活性層３０を形成する側に断面視櫛歯構造部１０Ｘを有する第１の電極１０を用意し、この上に、活性層３０と、電子輸送層又は正孔輸送層である第１のキャリア輸送層、又は第１のキャリア輸送層の前駆体層からなる第１の接着層４１とを順次積層する。
断面視櫛歯構造部１０Ｘを有する第１の電極１０の形成方法については後述する。
【００５０】
「第４実施形態」
図面を参照して、本発明に係る第４実施形態の光電変換素子とその製造方法について説明する。
図５は、本発明に係る第４実施形態の光電変換素子の要部断面図である。
図６は、図５の光電変換素子における活性層の拡大断面図である。
図７Ａ〜図７Ｃは、図５の光電変換素子における活性層の平面パターンの例を示す図である。
【００５１】
図５に示す光電変換素子１０４は、第１実施形態と基本構成は同様であり、活性層３０が、断面視櫛歯構造部３０Ｘを有する電子供与層３１と断面視櫛歯構造部３２Ｘを有する電子受容層３２とが互いの櫛歯が噛み合うように接合されたものである。
活性層３０は、電子供与材料と電子受容材料とが混合したバルクへテロ結合型、あるいは電子供与材料と電子受容材料とが混合し、かつ、材料同士が相分離した相分離型等でもよい。
【００５２】
第１の電極１０と活性層３０との間には、接合接着層４０をなすキャリア輸送層とは輸送されるキャリアが異種である第３のキャリア輸送層２０を設けられている。第３のキャリア輸送層２０は必須なものではない。
【００５３】
図７Ａ〜図７Ｃを参照して、活性層３０の平面パターン例について説明する。図７Ａ〜図７Ｃは図５のVII−VII断面図である。
【００５４】
図７Ａに示す活性層３０の平面パターンは、電子供与層３１と電子受容層３２とがいずれも、平面視ストライプ状にパターン形成された例である。
【００５５】
図７Ｂに示す活性層３０の平面パターンは、電子受容層３２が平面視格子状にパターン形成され、電子供与層３１が平面視マトリクス状に形成された例である。
図７Ｂに示す例では、電子供与層３１の個々の島状パターンの平面形状は矩形状であり、正円状あるいは楕円状等でもよい。
【００５６】
図７Ｃに示す活性層３０の平面パターンは、電子供与層３１が平面視格子状にパターン形成され、電子受容層３２が平面視マトリクス状に形成された例である。
図７Ｃに示す例では、電子受容層３２の個々の島状パターンの平面形状は矩形状であり、正円状あるいは楕円状等でもよい。
【００５７】
本実施形態の光電変換素子１０４の製造方法は、断面視櫛歯構造部３０Ｘを有する電子供与層３１と断面視櫛歯構造部３２Ｘを有する電子受容層３２とが互いの櫛歯が噛み合うように接合された活性層３０を形成する以外は、第２実施形態と同様である。本実施形態の活性層３０の形成方法は後述する。
【００５８】
「第１〜第４実施形態の構成要素」
以下、第１〜第４実施形態の主な構成要素について説明する。
【００５９】
＜電極＞
第１〜第４実施形態の光電変換素子１０１〜１０４において、電極１０、５０の材質は導電体であれば特に限定されるものではなく、金属、合金、半金属、金属化合物、及び有機導体などが挙げられる。これらはドーパントを含んでいてもよい。少なくとも光入射側の電極は透光性電極である必要がある。
電極１０、５０の材質としては例えば、金、銀、白金、及びアルミニウムなどの金属及びこれらの合金、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）、及びアルミニウムドープ酸化亜鉛（ＡＺＯ）などの金属酸化物、カーボンナノチューブ、及びグラフェンなどの半金属などが挙げられる。
電極１０、５０は、ガラスあるいはシリコン等の基板上に形成されたものを用いることができる。光入射側の電極を基板上に形成する場合、基板は透光性基板である必要がある。
【００６０】
（平坦電極）
第１〜第４実施形態の光電変換素子１０１〜１０４において、断面視櫛歯構造部を有しない平坦な電極１０、５０の膜厚は特に制限されず、５〜２００ｎｍであるのが好ましい。電極１０、５０の膜厚は薄すぎるとシート抵抗が大きくなり、発生したキャリアを充分に外部回路へ伝達できなくなる。電極１０、５０の膜厚は厚すぎると作製上困難であったり、コストが高くなったりする。
【００６１】
第１〜第４実施形態の光電変換素子１０１〜１０４において、断面視櫛歯構造部を有しない平坦な電極１０、５０を形成させる方法は特に限定されるものではなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、及びＣＶＤ法等の気相成膜法、無電解メッキ、及び電解メッキ等のメッキ法、あるいはスピンコート法、ディップコート法、及びスクリーン印刷法等の液相成膜法等が挙げられる。
【００６２】
（断面視櫛歯構造の電極）
第３実施形態の光電変換素子１０３において、第１の電極１０の断面視櫛歯構造部１０Ｘの断面寸法は特に制限されない。
図３を参照して、第１の電極１０の断面視櫛歯構造部１０Ｘの好ましい断面寸法について説明する。
【００６３】
電極作製の実用性と電荷収集効率及び光吸収効率の向上効果とを考慮して、断面視櫛歯構造部１０Ｘにおける最小パターン幅は１０〜１０００ｎｍであることが好ましい。
すなわち、第１の電極１０の断面視櫛歯構造部１０Ｘの断面ストライプ幅ｗは、１０〜１０００ｎｍであることが好ましい。ｗが過小では電極作製が困難であり、過大では電荷収集効率及び光吸収効率の向上効果が充分に得られない。
第１の電極１０の断面視櫛歯構造部１０Ｘの断面ストライプ高さｈは、断面ストライプ幅ｗの２倍以上が好ましく、所望の電荷収集効率及び光吸収効率に応じて適宜選択される。
第１の電極１０の断面視櫛歯構造部１０Ｘの断面ストライプ周期は、断面ストライプ幅ｗの２倍以上が好ましく、所望の電荷収集効率及び光吸収効率に応じて適宜選択される。
【００６４】
第３実施形態の光電変換素子１０３において、断面視櫛歯構造部１０Ｘを有する第１の電極１０の形成方法は特に限定されない。
例えば、
基板上に平坦な電極を形成し、この上に断面視櫛歯構造部１０Ｘのパターンに応じた開口部を有するマスクパターンを形成し、マスクパターンの開口部にのみ選択的にメッキ法、スパッタ法、あるいは蒸着法等にて金属等の導電材を堆積し、マスクパターンを取り除く方法、及び、
基板上に平坦な電極を形成し、断面視櫛歯構造部１０Ｘの反転パターンを有する樹脂あるいは金属酸化物等のモールドを用意し、この上に電解メッキ法、スパッタ法、あるいは蒸着法等にて金属等の導電材を堆積し、モールド取り除く方法等が挙げられる。
【００６５】
＜活性層＞
活性層３０の厚みは特に制限なく、充分な光吸収性能を有し、電荷分離後のキャリア移動抵抗が少なく、キャリアを良好に電極へ到達させるためには、例えば５０〜７５０ｎｍが好ましい。活性層３０の厚みは所望の光電変換効率、活性層の材料、及び活性層のナノ構造等に応じて適宜設計される。
【００６６】
（電子供与材料）
電子供与材料は特に限定されるものではなく、有機半導体が好ましい。
電子供与材料としては例えば、ポリチオフェン誘導体、ポリフルオレン誘導体、及びポリフェニレンビニレン誘導体などの高分子化合物及びそれらの共重合体、あるいはフタロシアニン誘導体及びその金属錯体、ポルフィリン誘導体及びその金属錯体、ペンタセンなどのアセン誘導体、ジアミン誘導体などの低分子化合物が挙げられる。
ポリ（３−ヘキシルチオフェン）、ポリ（３−（２−メチルへキサン）オキシカルボニルジチオフェン）、及び３−（６−ブロモヘキシル）チオフェン・３−ヘキシルチオフェン共重合体などが好ましい。
電子供与材料は特に支障のない限りにおいて、有機半導体に合わせて無機半導体を含むことができる。
【００６７】
（電子受容材料）
電子受容材料は特に限定されるものではなく、有機半導体が好ましい。
電子受容材料としては例えば、フラーレン誘導体、ペリレン誘導体、及びナフタレン誘導体などが挙げられる。フェニルＣ６１酪酸メチルエステル、及びフェニルＣ７１酪酸メチルエステルなどが好ましい。
電子受容材料は特に支障のない限りにおいて、有機半導体に合わせて無機半導体を含むことができる。
【００６８】
＜断面視櫛歯構造の活性層＞
【００６９】
第４実施形態の光電変換素子１０４において、断面視櫛歯構造部３１Ｘ及び断面視櫛歯構造部３２Ｘを有する活性層３０の断面寸法は特に制限されない。
以下、図６を参照して、断面視櫛歯構造部３１Ｘ及び断面視櫛歯構造部３２Ｘを有する活性層３０の好ましい断面寸法について説明する。詳細については、本発明者らの先の出願である特許文献４を参照されたい。
【００７０】
活性層作製の実用性と光吸収効率の向上効果とを考慮して、断面視櫛歯構造部３１Ｘ、３２Ｘにおける最小パターン幅は５〜１００ｎｍであることが好ましい。
【００７１】
電子供与層３１及び電子受容層３２の断面ストライプ幅ａ、ｂはいずれも、電荷分離に寄与する励起子を増大させるために励起子拡散長の２倍以下であるのが好ましい。一般的に有機半導体の励起子拡散長は５０ｎｍ以下と考えられている。また、電子供与層３１及び電子受容層３２の断面ストライプ幅ａ、ｂを５ｎｍ未満とすることは作製上困難である。これらの理由から、電子供与層３１及び電子受容層３２の断面ストライプ幅ａ、ｂはいずれも５〜１００ｎｍであることが特に好ましい。
【００７２】
電子供与層３１及び電子受容層３２の断面ストライプ高さｃは、断面ストライプ幅ａ＝断面ストライプ幅ｂのとき、断面ストライプ幅ａ、ｂの２〜４０倍が好ましく、５〜２０倍が特に好ましい。
電子供与層３１及び電子受容層３２の断面ストライプ高さｃは、断面ストライプ幅ａ≠断面ストライプ幅ｂのとき、電子供与層３１の断面ストライプ幅ａと電子受容層３２の断面ストライプ幅ｂのうち、小さい方の２〜４０倍が好ましく、小さい方の５〜２０倍が特に好ましい。
電子供与層３１及び電子受容層３２の断面ストライプ高さｃは、過小では光吸収の向上が充分ではなく、電荷分離界面積の増大も少なく、過大では作製が困難である。
【００７３】
電子供与層３１及び電子受容層３２の基部の厚さｄ、ｅは、電子供与層３１及び電子受容層３２の断面ストライプ幅ａ、ｂと同じく５〜１００ｎｍであるのが好ましく、５〜５０ｎｍであるのが特に好ましい。
電子供与層３１及び電子受容層３２の基部は、互いの層の接合界面が電荷分離界面になっているため、励起子拡散長に近い厚さであることが好ましい。
【００７４】
活性層３０の全体の厚みは特に制限されず、２０〜４４００ｎｍの範囲内であるのが好ましく、１００〜１０００ｎｍの範囲内であるのが特に好ましい。活性層３０の層厚が過小では光吸収の向上が不充分となる場合があり、過大では作製が困難である。
【００７５】
第４実施形態の光電変換素子１０４において、断面視櫛歯構造部３１Ｘ及び断面視櫛歯構造部３２Ｘを有する活性層３０の製造方法は特に制限されず、例えば電子供与材料が有機半導体である場合、ナノインプリント法を用いて以下のように製造できる。
【００７６】
電子供与材料からなる平坦膜を成膜し、この平坦膜に対して、断面視櫛歯構造部のパターンに対応した反転パターンを有するモールドを用い、加熱加圧によりパターンを転写することで、断面視櫛歯構造部３１Ｘを有する電子供与層３１を形成する。
電子供与層３１の温度が下がり固化した後、この上に、断面視櫛歯構造部３１Ｘが崩れないよう、電子供与層３１の表面パターンに沿って電子受容材料を成膜する。
以上のようにして、断面視櫛歯構造部３１Ｘ、３２Ｘを有する活性層３０を形成することができる。
【００７７】
電子供与材料からなる平坦膜及び電子受容層の成膜法は特に制限されず、例えば、真空蒸着法、及びスパッタリング法等の気相成膜法、あるいは、スピンコート法、ディップコート法、及びスプレーコート法等の液相成膜法等が挙げられる。これらの膜は、異なる方法を組み合わせて、複数段階で形成してもよい。
【００７８】
ナノインプリント法に用いられるモールドは、シリコン、ガラス、及び金属などからなり、その表面に電子供与層３１の断面視櫛歯構造部３１Ｘに対応する凹凸パターンを有する型である。かかるモールドの作製方法は特に限定されるものではなく、例えば、熱酸化シリコン基板に対して電子線描画によりレジストパターンを形成し、これをマスクとして基板をドライエッチングする方法、Ｃｒスパッタ石英ガラス基板に対して電子線描画によりレジストパターンを形成し、これをマスクとして基板をドライエッチングする方法、及び、シリコン基板に対して電子線描画によりレジストパターンを形成し、これをマスクとして基板をウェットエッチングする方法等が挙げられる。
【００７９】
＜接着層＞
第１〜第４実施形態の光電変換素子１０１〜１０４において、第１の接着層４１は、電子輸送層又は正孔輸送層である第１のキャリア輸送層、又は第１のキャリア輸送層の前駆体層であり、第２の接着層４２は第１のキャリア輸送層と輸送されるキャリアが同種である第２のキャリア輸送層、又は第２のキャリア輸送層の前駆体層である。
【００８０】
第１の接着層４１及び第２の接着層４２は、キャリア輸送層又はその前駆体層であれば特に制限されない。
上述のように、上記実施形態の方法では、２つの接着層４１、４２を用いて接合することで、圧着接合がしやすく、低温、例えば１００℃未満でも接合が可能であり、非加熱（常温）での接合も可能である。
上記実施形態の方法では、２つの接着層４１、４２を用いて接合することで、圧着接合がしやすく、光電変換素子１０１〜１０４の他の層構造を損傷しない低圧、例えば１ＭＰａ未満で、接合することが可能である。
【００８１】
上記実施形態の方法では、低温低圧で圧着接合を実施できるので、圧着接合時に光電変換素子１０１〜１０４の他の層構造の損傷が抑制される。そのため、実施形態３、４のように、電極及び／又は活性層が断面視櫛歯状等のナノ構造を有する場合でも、ナノ構造を損傷することなく、圧着接合を実施することができる。そのため、上記実施形態の方法では、電極あるいは活性層等の構造を損傷することなく所望の光電変換効率が安定的に得られる。
【００８２】
特に、低温、好ましくは非加熱で、かつ光電変換素子１０１〜１０４の他の層構造を損傷しない低圧で良好な接合が可能なことから、第１の接着層４１及び第２の接着層４２としては、反応によりキャリア輸送層となる前駆体層が好ましい。
【００８３】
反応によりキャリア輸送層となる前駆体層としては例えば、縮合反応により圧着接合時に金属酸化物を生成する金属アルコキシドゾル又は金属アルコキシド溶液からなる前駆体層が挙げられる。
第１の接着層４１及び第２の接着層４２の材料として金属アルコキシドを用いる場合、低温かつ低圧でも接合界面で縮合反応が進行する。本発明者は、後記［実施例］の項において、常温（非加熱）かつ低圧でも、第１の接着層４１及び第２の接着層４２がキャリア輸送層となり、第１の接着層４１及び第２の接着層４２が良好に接合された接合接着層４０を形成できることを確認している。接合接着層４０は、接合界面が明確に残らないようにすることも可能である。
【００８４】
反応性を有するアルコキシドは、層内に残存した溶媒由来の水分あるいは空気中の水分により容易に加水分解し、縮合反応により架橋反応（例えばシランカップリング反応）するため、常温（非加熱）かつ低圧であっても接着層として作用することができると考えられる。
【００８５】
電子輸送層用の金属アルコキシドは、電極上に成膜された後に縮合反応が進み、生成された金属酸化物がエネルギー準位に基づき電子輸送層として機能するものであればよい。
電子輸送層となる金属アルコキシドとしては例えば、
酸化チタンを生成する、チタンテトライソプロポキシド、チタンテトラノルマルブトキシド、チタンブトキシドダイマー、及びチタンテトラー２ーエチルヘキソキシド等のチタンアルコキシド；
酸化亜鉛を生成する、ジエトキシ亜鉛、及びジメトキシ亜鉛等の亜鉛アルコキシド；
酸化ニオブを生成するペンタエトキシニオブ等のニオブアルコキシド；
酸化スズを生成する、トリメトキシスズ、及びトリエトキシスズ等のスズアルコキシド；
及びこれらの組合わせ等が挙げられる。
【００８６】
低温かつ低圧で接合でき、反応により電子輸送層となる前駆体としては、金属アルコキシド以外にも、ポリジメチルシロキサン等が挙げられる。
【００８７】
正孔輸送層用の金属アルコキシドは、電極上に成膜された後に縮合反応が進み、生成された金属酸化物がエネルギー準位に基づき正孔輸送層として機能するものであればよい。
【００８８】
正孔輸送層となる金属アルコキシドとしては例えば、
酸化モリブデンを生成するモリブデンテアルコキシド；
酸化バナジウムを生成する、バナジウムオキシイソプロポキシド、及びバナジウムオキシトリエトキシド等のバナジウムアルコキシド；
及びこれらの組合わせ等が挙げられる。
【００８９】
低温かつ低圧で接着でき、反応により正孔輸送層となる前駆体としては、金属アルコキシドを用いる以外に、ミセルなどの会合体を形成するものを用いてもよい。例えば、ミセルと溶媒を含む第１の接着層４１と第２の接着層４２とを圧着接合すると、低温かつ低圧でも接合界面でミセル同士の会合が誘起される。
この場合も、低温、好ましくは非加熱で、かつ低圧でも、第１の接着層４１及び第２の接着層４２が正孔輸送層となり、第１の接着層４１及び第２の接着層４２が良好に接合された接合接着層４０を形成できる。接合接着層４０は、接合界面が明確に残らないようにすることも可能である。
ミセルなどの会合体を形成する正孔輸送層用の前駆体としては例えば、ポリ（３、４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリ(スチレンスルホン酸)等が挙げられる。
【００９０】
第１の接着層４１及び第２の接着層は、接合接着層４０となった後にキャリア輸送層としての性能が損なわれない限り、界面活性剤等の任意成分を含むことができる。
【００９１】
圧着接合前の第１の接着層４１及び第２の接着層４２の膜厚は特に制限されず、１〜４０ｎｍが好ましい。
圧着接合後の接合圧着層４０の膜厚は特に制限されず、２〜８０ｎｍが好ましい。
圧着接合前の第１の接着層４１、第２の接着層４２、及び接合圧着層４０の膜厚が過小では連続した均一膜を得るのが困難であり、過大では光電変換性能が低下する恐れがある。
【００９２】
以上説明したように、第１〜第４実施形態の光電変換素子１０１〜１０４の製造方法では、第１の電極１０側に第１の接着層４１を形成し、第２の電極５０側に第２の接着層４２を形成し、これらを圧着接合している。これら実施形態によれば、電極あるいは活性層等の構造を損傷することなく所望の光電変換効率が安定的に得られ、低コストに製造することが可能な光電変換素子の製造方法を提供することができる。
【００９３】
「太陽電池」
上記第１〜第４実施形態の光電変換素子１０１〜１０４は、カバーガラス及び保護フィルム等を付けて、太陽電池として利用することができる。
【実施例】
【００９４】
本発明に係る実施例及び比較例について説明する。
【００９５】
以下の実施例１〜３では、上記実施形態の光電変換素子１０２〜１０４を作製した。光電変換素子１０３の平面パターンは図４Ｂに示したパターン、光電変換素子１０４の平面パターンは図７Ａに示したパターンとした。
【００９６】
＜光電変換効率＞
下記各例において、光電変換素子の変換効率測定は、ソーラーシミュレーターを用いて行った。変換効率は、キセノンランプ（５００Ｗ）により擬似太陽光を照射し（ＡＭ１．５Ｇ、１ｋＷ／ｍ２）、Ｉ−Ｖ曲線を測定して、算出した。
【００９７】
［実施例１］
無アルカリガラスからなる厚み０．７ｍｍの第１の基板上に金をスパッタし、膜厚１００ｎｍの第１の電極を形成した。
【００９８】
次に、上記第１の電極上に、ポリ（３、４−エチレンジオキシチオフェン）：ポリスチレンスルホン酸（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）水溶液（濃度１質量％）を膜厚３０ｎｍでスピンコートし、１１０℃で１ｈｒ乾燥させて、正孔輸送層を形成した。
【００９９】
次に、上記正孔輸送層上に、電子供与材料であるポリ（３−ヘキシルチオフェン）（Ｐ３ＨＴ）と電子受容材料であるフェニルＣ６１酪酸メチルエステル（ＰＣＢＭ）を０．９：１（質量比）で混合したクロロホルム溶液（濃度２質量％）を膜厚１００ｎｍでスピンコートし、１５０℃で１０ｍｉｎ乾燥させて、活性層を形成した。
【０１００】
次に、上記活性層上に、チタンイソプロポキシド水溶液（濃度０．５質量％）を膜厚１０ｎｍでスピンコートし、第１の接着層を形成した。
【０１０１】
別途、無アルカリガラスからなる厚み０．７ｍｍの第２の基板上にＩＴＯ（インジウム錫酸化物）をスパッタし、膜厚１５０ｎｍの第２の電極を形成した。
次に、上記第２の電極上に、上記と同じチタンイソプロポキシド水溶液を膜厚１０ｎｍでスピンコートし、第２の接着層を形成した。
【０１０２】
最表面に第１の接着層を形成した第１の基板と、最表面に第２の接着層を形成した第２の基板とを、接着層同士を合わせて圧着接合した。圧着接合条件は、非加熱（室温、２５℃程度）、０．１ＭＰａとした。
【０１０３】
得られた光電変換素子の断面を電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察したところ、バルクヘテロ型の活性層に損傷は見られなかった。また、第１の接着層と第２の接着層とは接合界面が見られず、これらの層が良好に接合されて、単層になっている様子が確認された。
また、接合接着層は光電変換測定により変換効率の測定ができたことから、酸化チタンからなる電子輸送層となっていることが確認された。
得られた光電変換素子の変換効率を測定した結果、１．５％であった。
【０１０４】
［実施例２］
シリコンからなる厚み０．６ｍｍの基板上にアルミニウムを蒸着し、膜厚１μｍのアルミニウム層を形成した。これをシュウ酸中で陽極酸化することにより、アルミニウム層の表層に、直径１００ｎｍφ、深さ２００ｎｍの孔部を有する酸化アルミニウム層を形成した。この酸化アルミニウム層の孔部内に金をイオンビームスパッタし、その後、メッキにて金で孔部を埋め込み、さらに酸化アルミニウム層上に金を１００μｍ厚メッキした。
上記基板をアルカリ水溶液（濃度３０質量％）に浸漬して、シリコン基板、アルミニウム層、および酸化アルミニウム層を溶解させ、表面に微細な凸パターン（ｗ＝１００ｎｍφ、ｈ＝２００ｎｍ）を有する第１の電極を形成した。
【０１０５】
次に、上記第１の電極上に、ポリ（３、４−エチレンジオキシチオフェン）：ポリスチレンスルホン酸（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）水溶液（濃度１質量％）を膜厚１０ｎｍでスピンコートし、１１０℃で１ｈｒ乾燥させて、正孔輸送層を形成した。
【０１０６】
次に、上記正孔輸送層上に、電子供与材料であるポリ（３−ヘキシルチオフェン）（Ｐ３ＨＴ）と電子受容材料であるフェニルＣ６１酪酸メチルエステル（ＰＣＢＭ）を０．９：１（質量比）で混合したクロロホルム溶液（濃度２質量％）をスピンコートし、１５０℃で１０ｍｉｎ乾燥させて、活性層を形成した。
【０１０７】
次に、上記活性層上に、チタンイソプロポキシド水溶液（濃度０．５質量％）を膜厚１０ｎｍでスピンコートし、第１の接着層を形成した。
【０１０８】
別途、無アルカリガラスからなる厚み０．７ｍｍの第２の基板上にＩＴＯ（インジウム錫酸化物）をスパッタし、膜厚１５０ｎｍの第２の電極を形成した。
次に、上記第２の電極上に、上記と同じチタンイソプロポキシド水溶液を膜厚１０ｎｍでスピンコートし、第２の接着層を形成した。
【０１０９】
最表面に第１の接着層を形成した第１の基板と、最表面に第２の接着層を形成した第２の基板とを、接着層同士を合わせて圧着接合した。圧着接合条件は、非加熱（室温、２５℃程度）、０．１ＭＰａとした。
【０１１０】
得られた光電変換素子の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察したところ、バルクヘテロ型の活性層に損傷は見られなかった。また、第１の接着層と第２の接着層とは接合界面が見られず、これらの層が良好に接合されて、単層になっている様子が確認された。
また、接合接着層は光電変換測定により変換効率の測定ができたことから、酸化チタンからなる電子輸送層となっていることが確認された。
得られた光電変換素子の変換効率を測定した結果、２．５％であった。
【０１１１】
［実施例３］
ガラスからなる厚み０．７ｍｍの第１の基板上に金をスパッタし、膜厚１００ｎｍの第１の電極を形成した。
【０１１２】
次に、上記第１の電極上に、ポリ（３、４−エチレンジオキシチオフェン）：ポリスチレンスルホン酸（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）水溶液（濃度１質量％）を膜厚３０ｎｍでスピンコートし、１１０℃で１ｈｒ乾燥させて、正孔輸送層を形成した。
【０１１３】
次に、上記正孔輸送層上に、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）（Ｐ３ＨＴ）のクロロホルム溶液（濃度２．５質量％）を膜厚３００ｎｍでスピンコートし、１００℃で１０ｍｉｎ乾燥させた。
【０１１４】
次に、幅１００ｎｍ、長さ６ｍｍ、深さ５００ｎｍ、ピッチ２００ｎｍの複数のトレンチを有し、断面視櫛歯構造部が形成された部分の平面視面積が６ｍｍ×６ｍｍであるモールドを用意した。
このモールドを用い、１８０℃、４０ＭＰａで加圧して、モールドのパターンをＰ３ＨＴ層の表面に転写し、１５０℃で１０ｍｉｎの熱処理を行って、ａ＝１００ｎｍ、ｃ＝５００ｎｍ、ｄ＝５０ｎｍの断面視櫛歯構造部を有する電子供与層を形成した（ａ、ｃ、ｄは図６に示した寸法である。）。
【０１１５】
次に、フェニルＣ６１酪酸メチルエステル（ＰＣＢＭ）−ジクロロメタン／クロロホルム溶液（濃度５質量％）をスピンコートし、ｂ＝１００ｎｍ、ｃ＝５００ｎｍ、ｅ＝５０ｎｍの断面視櫛歯構造部を有する電子受容層を形成した（ｂ、ｃ、ｅは図６に示した寸法である。）。
【０１１６】
上記の電子供与層と電子受容層からなる活性層の平面パターンは、図７Ａに示したストライプパターンとした。
【０１１７】
次に、上記活性層上に、チタンイソプロポキシド水溶液（濃度０．５質量％）を膜厚１０ｎｍでスピンコートし、第１の接着層を形成した。
【０１１８】
別途、無アルカリガラスからなる厚み０．７ｍｍの第２の基板上にＩＴＯ（インジウム錫酸化物）をスパッタし、膜厚１５０ｎｍの第２の電極を形成した。
次に、上記第２の電極上に、上記と同じチタンイソプロポキシド水溶液を膜厚１０ｎｍでスピンコートし、第２の接着層を形成した。
【０１１９】
最表面に第１の接着層を形成した第１の基板と、最表面に第２の接着層を形成した第２の基板とを、接着層同士を合わせて圧着接合した。圧着接合条件は、非加熱（室温、２５℃程度）、０．１ＭＰａとした。
【０１２０】
最表面に第１の接着層を形成した第１の基板と、最表面に第２の接着層を形成した第２の基板とを、接着層同士を合わせて圧着接合した。圧着接合条件は、非加熱（室温、２５℃程度）、０．１ＭＰａとした。
得られた光電変換素子の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察したところ、バルクヘテロ型の活性層に損傷は見られなかった。また、第１の接着層と第２の接着層とは接合界面が見られず、これらの層が良好に接合されて、単層になっている様子が確認された。
また、接合接着層は光電変換測定により変換効率の測定ができたことから、酸化チタンからなる電子輸送層となっていることが確認された。
得られた光電変換素子の変換効率を測定した結果、１．９％であった。
【０１２１】
［比較例１］
圧着接合条件を下記のようにした以外は実施例１と同様にして、光電変換素子を得た。
圧着接合条件：温度１００℃、圧力１ＭＰａ。
得られた光電変換素子の断面を電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察したところ、バルクヘテロ型の活性層がつぶれている様子が観察された。
【０１２２】
［比較例２］
圧着接合条件を下記のようにした以外は実施例２と同様にして、光電変換素子を得た。
圧着接合条件：温度１００℃、圧力１ＭＰａ。
得られた光電変換素子の断面を電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察したところ、断面視櫛歯構造の第１の電極がつぶれている様子が観察された。
【０１２３】
［比較例３］
圧着接合条件を下記のようにした以外は実施例３と同様にして、光電変換素子を得た。
圧着接合条件：温度１００℃、圧力１ＭＰａ。
断面を電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察したところ、断面視櫛歯構造の電子供与層と断面視櫛歯構造の電子受容層からなる活性層がつぶれている様子が観察された。
【０１２４】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、適宜設計変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１２５】
本発明の光電変換素子は、太陽電池、発光素子、受光素子、及びその他各種センサなどに好ましく適用できる。
【符号の説明】
【０１２６】
１０１〜１０４  光電変換素子
１０  第１の電極
１０Ｘ  断面視櫛歯構造部
２０  第３のキャリア輸送層
３０  活性層
３０Ｘ  断面視櫛歯構造部
３１  電子供与層
３１Ｘ  断面視櫛歯構造部
３２  電子受容層
３２Ｘ  断面視櫛歯構造部
４０  接合接着層
４１  第１の接着層
４２  第２の接着層
５０  第２の電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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