(57)【要約】【課題】封止性に優れており、電極間の短絡が生じ難い、太陽電池を提供する。【解決手段】第１の電極１１と、第１の電極１１と対向するように配置されている第２の電極１５と、第１の電極１１と、第２の電極１５との間に配置されており、有機無機ペロブスカイト化合物を含む光電変換層１３と、光電変換層１３及び第２の電極１５の外側側面３Ａを封止するように設けられている絶縁層５とを備える、太陽電池１。【選択図】図２
2016184726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極と、
前記第１の電極と対向するように配置されている第２の電極と、
前記第１の電極と、前記第２の電極との間に配置されており、有機無機ペロブスカイト化合物を含む光電変換層と、
前記光電変換層及び前記第２の電極の外側側面を封止するように設けられている絶縁層と、
を備える、太陽電池。
【請求項２】
前記第２の電極上に設けられている補助配線をさらに備える、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】
前記有機無機ペロブスカイト化合物が、一般式Ｒ−Ｍ−Ｘ３（但し、Ｒは有機分子、Ｍは金属原子、Ｘはハロゲン原子またはカルコゲン原子である。）で表される、請求項１または２に記載の太陽電池。
【請求項４】
前記第１の電極が金属箔からなる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項５】
前記第１の電極に接続されている第１の端子と、前記第２の電極に接続されている第２の端子とをさらに備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項６】
前記第１の電極と前記光電変換層との間に設けられている電子輸送層と、
前記光電変換層と前記第２の電極との間に設けられているホール輸送層と、
をさらに備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載の太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機無機ペロブスカイト化合物を含む光電変換層を有する太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、有機無機ペロブスカイト化合物を含む光電変換層を有する太陽電池が知られている。例えば下記の特許文献１には、この種の太陽電池の一例が開示されている。この太陽電池では、ガラスなどからなる基板上に第１の電極が設けられている。第１の電極上に、有機無機ペロブスカイト化合物を主体とする層を含む光電変換層が設けられている。この光電変換層上に、第２の電極が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−７２３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の太陽電池では、光電変換層の側面が露出されている。よって、水分が光電変換層に浸入することとなる。有機無機ペロブスカイト化合物は、水分に接することにより分解し易い。そのため、光電変換層が劣化し、光電変換効率が低減することが多かった。さらに、特許文献１の有機無機ペロブスカイト化合物では、金属原子としてＰｂが用いられている。よって、上記水分が浸入すると、Ｐｂイオンが外部に溶出するおそれがあった。他方、光電変換層の側面を介して、第１の電極と第２の電極とが短絡することもあった。
【０００５】
従って、この種の太陽電池では、封止性に優れていること、電極間の絶縁性に優れていることが求められる。
【０００６】
本発明の目的は、封止性に優れており、電極間の短絡が生じ難い、太陽電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る太陽電池は、第１の電極と、前記第１の電極と対向するように配置されている第２の電極と、前記第１の電極と、前記第２の電極との間に配置されており、有機無機ペロブスカイト化合物を含む光電変換層と、前記光電変換層及び前記第２の電極の外側側面を封止するように設けられている絶縁層とを備える。
【０００８】
本発明に係る太陽電池のある特定の局面では、前記第２の電極上に設けられている補助配線がさらに備えられている。
【０００９】
本発明に係る太陽電池の他の特定の局面では、前記有機無機ペロブスカイト化合物が、一般式Ｒ−Ｍ−Ｘ３（但し、Ｒは有機分子、Ｍは金属原子、Ｘはハロゲン原子またはカルコゲン原子である。）で表される。
【００１０】
本発明に係る太陽電池のさらに他の特定の局面では、前記第１の電極が金属箔からなる。
【００１１】
本発明に係る太陽電池の別の局面では、前記第１の電極に接続されている第１の端子と、前記第２の電極に接続されている第２の端子とがさらに備えられている。
【００１２】
本発明に係る太陽電池のさらに別の特定の局面では、前記第１の電極と前記光電変換層との間に設けられている電子輸送層と、前記光電変換層と前記第２の電極との間に設けられているホール輸送層とがさらに備えられている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、封止性を高めることができ、電極間の短絡が生じ難い。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る太陽電池の平面図である。
【図２】図１中のＢ−Ｂ線に沿う部分に相当する部分切り欠き断面図である。
【図３】複数の第１の実施形態の太陽電池を有する太陽電池モジュールにおいて、複数の太陽電池が配置されている方向に太陽電池モジュールを通る断面を示す、太陽電池モジュールの部分切り欠き断面図である。
【図４】複数の第２の実施形態の太陽電池を有する太陽電池モジュールにおいて、複数の太陽電池が配置されている方向に太陽電池モジュールを通る断面を示す、太陽電池モジュールの部分切り欠き断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の変形例に係る太陽電池を示す模式的平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００１６】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る太陽電池の平面図である。図２は、図１中のＢ−Ｂ線に沿う部分に相当する断面の部分切り欠き断面図である。
【００１７】
図２に示すように、太陽電池１は、導電シートとしての第１の電極１１を有する。第１の電極１１は、金属箔からなる。なお、第１の電極１１は、金属箔に限らず、例えばガラス基板などの絶縁性基板上に導電層を設けたものであってもよい。金属箔を構成する金属は、特に限定されず、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉまたはステンレスなどの適宜の金属もしくは合金を用いることができる。金属箔を用いた場合、第１の電極１１が柔軟であるため、太陽電池１のフレキシブル性を高めることができる。
【００１８】
第１の電極１１上に、太陽電池セル部３が積層されている。太陽電池セル部３では、第１の電極１１上に、電子輸送層１２、光電変換層１３、ホール輸送層１４、第２の電極１５がこの順序で積層されている。光電変換層１３は、有機無機ペロブスカイト化合物を含む。太陽電池１では、この有機無機ペロブスカイト化合物により、光電変換が行われ、電力が取り出される。なお、太陽電池セル部３を構成している各層の詳細は後ほど説明することとする。
【００１９】
太陽電池セル部３上には、補助配線８が設けられている。図１に示すように、補助配線８は、格子状の形状を有する。もっとも、補助配線８は格子状の形状を有するものに限定されない。
【００２０】
本実施形態の太陽電池１の特徴は、図１及び図２に示すように、太陽電池セル部３の外側側面３Ａを封止するように、第１の電極１１上に絶縁層５が設けられていることにある。
【００２１】
太陽電池セル部の側面が露出している従来の太陽電池では、第１の電極と第２の電極とが短絡することがあった。太陽電池セル部の側面から、水分が浸入し易かったため、発電効率が低下することもあった。さらに、太陽電池セル部の光電変換層がＰｂを含んでいた場合、太陽電池セル部の側面からＰｂイオンが溶出し易かった。
【００２２】
これに対して、本実施形態では、太陽電池セル部３の外側側面３Ａに絶縁層５が設けられている。絶縁層５は、第２の電極１５の上端に至っている。それによって、第１の電極１１と第２の電極１５とは、絶縁層５により確実に電気的に絶縁されている。さらに、例えば、太陽電池１の側面に異物が付着したとしても、異物は絶縁層５上に位置することになる。よって、付着した異物は第２の電極１５には接触し難い。このように、第１の電極１１と第２の電極１５とは短絡し難い。
【００２３】
なお、絶縁層５は、太陽電池セル部３の側面３Ａを封止していればよく、絶縁層５の厚みは太陽電池セル部３の厚みよりも厚くてもよい。
【００２４】
太陽電池セル部３の側面３Ａは、絶縁層５により封止されているため、水分が太陽電池セル部３に浸入し難い。さらに、光電変換層１３の上には第２の電極１５が積層されている。そのため、水分は、光電変換層１３にはさらに浸入し難い。従って、発電効率が低下し難い。加えて、太陽電池セル部３がＰｂを含んでいたとしても、Ｐｂイオンの外部への溶出が生じ難い。
【００２５】
絶縁層５の厚みは、１μｍ以上、１０μｍ以下であることが好ましい。絶縁層５の厚みが１μｍ未満の場合、本実施形態における太陽電池セル部３の厚みも１μｍ未満となる。この場合、太陽電池１の強度が充分に高まらないおそれがある。絶縁層５の厚みが１０μｍより大きい場合、太陽電池１の厚みが厚くなる。絶縁層５の外周縁から内周縁までの距離としての幅は、５０μｍ以上、５ｍｍ以下であることが好ましい。絶縁層５の幅が５０μｍ未満では、絶縁層５の強度が充分に高まらないおそれがある。幅が５ｍｍよりも大きい場合、太陽電池１の平面面積に対する光電変換層１３の平面面積の比が小さくなる。そのため、太陽電池１の平面面積における発電効率が低減する。より好ましくは、絶縁層５の幅が１００μｍ以上、３ｍｍ以下であることが望ましい。この場合には、絶縁層５の強度をより一層高めることができ、太陽電池１の平面面積における発電効率も大きい。
【００２６】
なお、絶縁層５は、第１の電極１１の側面や裏面にも至っていてもよい。この場合、封止性を効果的に高めることができ、第１の電極１１と第２の電極１５との短絡はより一層生じ難くなる。
【００２７】
絶縁層５を構成する絶縁性材料は特に限定されない。すなわち、有機絶縁性材料を用いてもよい。有機絶縁性材料としては、例えば、ポリイミドなどの高耐熱樹脂を用いることができる。また、無機絶縁性材料を用いてもよい。無機絶縁性材料としては、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯなどのゾルゲル膜、低融点ガラス、あるいはクレーストなどを用いることができる。好ましくは、太陽電池セル部３の各層の成膜温度が例えば４００℃程度と高い場合があるため、このような温度に耐え得る材料を用いることが望ましい。よって、絶縁層５は、無機絶縁性材料からなることが望ましい。
【００２８】
光電変換層１３がＰｂを含む場合などには、絶縁層５は、Ｐｂ固定化材料も含むことが好ましい。Ｐｂ固定化材料としては、例えば、ヒドロキシアパタイトなどを用いることができる。光電変換層１３の側面は絶縁層５で封止されており、かつＰｂ固定化材料によりＰｂの移動は抑制される。従って、Ｐｂイオンはより一層溶出し難い。
【００２９】
絶縁層５は、絶縁性材料を第１の電極１１上に印刷し、焼きつけることにより形成することができる。もっとも、絶縁層５の形成方法はこれに限定されるものではない。上記印刷方法としては、スクリーン印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷やオフセットグラビアなどの適宜の印刷方法を用いることができる。
【００３０】
ここで、図１に示すように、補助配線８上及び第２の電極１５上に第２の端子７が接合されている。第２の端子７は、複数設けられていることが好ましい。他方、図２に示すように、第２の端子７が設けられている部分の下方に第１の端子９が設けられている。第１の端子９は、導電シートとしての第１の電極１１と電気的に接合されている。
【００３１】
上記補助配線８、第１の端子９及び第２の端子７を構成する材料としては、導電性材料である限り、特に限定されるものではない。もっとも、好ましくは、Ｃｕ、ＡｌまたはＡｇなどの金属もしくは合金を用いることが好ましい。第１の端子９及び第２の端子７は、表面が半田でめっきされていることが好ましい。この種の金属もしくは合金を用いることによりコストを低減することができる。さらに、電気的接続部分の電気抵抗を低め、より大きな電力を取り出すことができる。
【００３２】
補助配線８の厚みは１μｍ以上、１０μｍ以下であることが好ましい。補助配線８の厚みが１μｍ未満では、電気抵抗が充分に低くならないおそれがある。補助配線８の厚みが１０μｍより大きい場合、コストが高まるおそれがある。補助配線８の各線幅は、１０μｍ以上、５ｍｍ以下であることが好ましい。補助配線８の間隔は、５０μｍ以上、２０ｍｍ以下であることが好ましい。補助配線８の各線幅が１０μｍ未満である場合及び間隔が２０ｍｍより大きい場合も、電気抵抗を充分に低くすることができないおそれがある。補助配線８の各線幅が５ｍｍより大きい場合及び間隔が５０μｍ未満である場合には、光電変換層１３への入射光が遮られる面積が大きくなる。よって、光電変換効率が低くなる。
【００３３】
補助配線８は、第２の電極１５上に、例えばＣｕ、ＡｌまたはＡｇなどを含む導電ペーストを印刷し、焼きつけることにより形成することができる。上記印刷方法としては、絶縁層５の形成と同様に、スクリーン印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷やオフセットグラビアなどの適宜の印刷方法を用いることができる。
【００３４】
第１の端子９は、第１の電極１１上に、例えば、半田を用いて接合することができる。第２の端子７も、第２の電極１５上及び補助配線８上に、半田を用いて接合することができる。
【００３５】
また、第２の端子７は、上記補助配線８に略周期的に接続されておれば、上記補助配線８の上面において接合する必要は必ずしもない。補助配線８の側面などに電気的に接続されるように、第２の端子７を設けてもよい。
【００３６】
次に、本発明の太陽電池を用いた太陽電池モジュールについて説明する。
【００３７】
図３は、複数の第１の実施形態の太陽電池を有する太陽電池モジュールにおいて、複数の太陽電池が配置されている方向に太陽電池モジュールを通る断面を示す、太陽電池モジュールの部分切り欠き断面図である。
【００３８】
太陽電池モジュール２０は、太陽電池１ａ〜１ｃ及び導電性接続部材２４を有する。導電性接続部材２４は、金属などの導電体からなる。太陽電池１ａ〜１ｃは、第２の端子７が延びる方向に、順番に配置されている。太陽電池１ａの第２の端子７は、導電性接続部材２４を介して太陽電池１ｂの第１の端子９に接続されている。太陽電池１ｂの第２の端子７は、導電性接続部材２４を介して太陽電池１ｃの第１の端子９に接続されている。これにより、太陽電池１ａ〜１ｃは互いに直列に接続されている。なお、一般的に、第２の端子７、第１の端子９及び導電性接続部材２４は、同一材料で構成され、一体となっている。
【００３９】
なお、導電性接続部材２４は、各第１の端子９と各第２の端子７とを電気的に接続できればよく、導電性接続部材２４の形状は特に限定されない。
【００４０】
図４は、複数の第２の実施形態の太陽電池を有する太陽電池モジュールにおいて、複数の太陽電池が配置されている方向に太陽電池モジュールを通る断面を示す、太陽電池モジュールの部分切り欠き断面図である。
【００４１】
太陽電池モジュール３０は、第２の実施形態の太陽電池３１ａ〜３１ｃを有する。太陽電池３１ａ〜３１ｃは、外部接続用の端子、すなわち図２に示した第１の端子９及び第２の端子７を有しない点以外においては、太陽電池１と同様に構成されている。太陽電池３１ａの補助配線８と太陽電池３１ｂの第１の電極１１とが導電性接着剤、導電性テープなどを介して接続されている。太陽電池３１ｂの補助配線８と太陽電池３１ｃの第１の電極１１とも同様に接続されている。このように、補助配線８を第２の端子７として用い、導電シートとしての第１の電極１１自体を第１の端子９として用いてもよい。この場合、光電変換層１３への入射光は、第２の端子７により遮られない。よって、光電変換効率を効果的に高めることができる。
【００４２】
このとき、補助配線８は、特に限定されないが、絶縁層５付近のみにおいて第１の電極１１に接合されていることが好ましい。それによって、光電変換層１３への入射光が他の太陽電池に遮られる面積を小さくすることができる。より好ましくは、補助配線８が絶縁層５の上端に至っており、補助配線８が該上端に至っている部分において第１の電極１１に接合されていることが望ましい。この場合には、補助配線８と第１の電極１１との接合面積を小さくせずに、補助配線８と第１の電極１１との接合部を太陽電池セル部３より外側に位置させることができる。よって、電気抵抗を高めることなく、光電変換層１３への入射光が他の太陽電池に遮られる面積をより一層小さくすることができる。さらに好ましくは、補助配線８が上記上端に至っている部分のみにおいて第１の電極１１に接合されていることが望ましい。この場合には、光電変換層１３への入射光が他の太陽電池に遮られる面積をさらに小さくすることができる。
【００４３】
なお、補助配線８が絶縁層５付近以外の部分においても第１の電極１１に接合されている場合には、補助配線８と第１の電極１１との接合面積を大きくすることができる。よって、電気抵抗を小さくすることができる。
【００４４】
前述したように、第１の実施形態における第１の端子９及び第２の端子７は、表面が半田でめっきされていることが好ましい。第２の実施形態では、第１の端子９及び第２の端子７が用いられていないため、例えば、半田に接触することにより腐食などが生じ易い材料や、半田の融点付近の温度で損傷を受けやすい材料も用いることができる。さらに、第１の端子９及び第２の端子７が剥離することによる断線が生じない。
【００４５】
ところで、太陽電池は、以下に示す変形例の構成を有していてもよい。
【００４６】
図５は、本発明の第１の実施形態の変形例に係る太陽電池を示す模式的平面図である。本変形例の太陽電池１Ａでは、複数種の補助配線８，８Ａ，８Ｂが設けられている。すなわち、第１の実施形態と同様に、幅の細い補助配線８が格子状に配置されている。そして、上記補助配線８よりも太い幅の補助配線８Ａが、図５において横方向に延びるように設けられている。また、上記補助配線８Ａと交差する方向に、さらに幅の太い複数の補助配線８Ｂが延びている。
【００４７】
このように、本発明においては、幅が異なる、複数種の補助配線８，８Ａ，８Ｂを設けてもよい。この場合、太さに限らず、高さが異なる複数種の補助配線を用いてもよい。さらに、太さと、高さや厚みの双方が異なる、複数種の補助配線を用いてもよい。
【００４８】
なお、図５では、図１に示した第２の端子７，７の図示は省略してある。最も幅の太い補助配線８Ｂ，８Ｂに、この第２の端子を接合してもよい。
【００４９】
補助配線８Ａ，８Ｂの厚みは５μｍ以上、５００μｍ以下であることが好ましい。補助配線８Ａ，８Ｂの各線幅は、５０μｍ以上、５ｍｍ以下であることが好ましい。補助配線８Ａ，８Ｂの間隔は、補助配線８と同様に、５０μｍ以上、２０ｍｍ以下であることが好ましい。これにより、電気抵抗をより一層低くすることができ、かつ光電変換層への入射光が遮られ難い。
【００５０】
次に、第１の実施形態における太陽電池セル部３の各層の詳細を説明する。
【００５１】
まず、図２に示す第２の電極１５は、適宜の導電性材料を用いて形成すればよい。このような材料としては、例えば、ＦＴＯ（フッ素ドープ酸化スズ）、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、金などの金属、ＣｕＩ、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）、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）などの導電性透明材料、導電性透明ポリマーなどが挙げられる。これらの材料は単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００５２】
なお、第２の電極１５は透明であることが望ましい。それによって光電変換層１３に十分な光を導くことができる。よって第２の電極１５については、ＩＴＯなどの透明性に優れた電極材料を用いることが望ましい。また、第２の電極１５は、絶縁層５の上面に形成されてもよい。
【００５３】
上記電子輸送層１２は設けられずともよいが、電子輸送層１２を設けることにより、光電変換効率を高めることができる。電子輸送層１２の材料は特に限定されず、例えば、Ｎ型導電性高分子、Ｎ型低分子有機半導体、Ｎ型金属酸化物、Ｎ型金属硫化物、ハロゲン化アルカリ金属、アルカリ金属、界面活性剤などが挙げられる。具体的には例えば、シアノ基含有ポリフェニレンビニレン、ホウ素含有ポリマー、バソキュプロイン、バソフェナントレン、ヒドロキシキノリナトアルミニウム、オキサジアゾール化合物、ベンゾイミダゾール化合物、ナフタレンテトラカルボン酸化合物、ペリレン誘導体、ホスフィンオキサイド化合物、ホスフィンスルフィド化合物、フルオロ基含有フタロシアニン、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化スズ、酸化ガリウム、硫化スズ、硫化インジウム、硫化亜鉛などが挙げられる。
【００５４】
また、上記電子輸送層１２は、薄膜状の電子輸送層のみからなっていてもよいが、図２に示す第１の実施形態の太陽電池１のように、多孔質状の電子輸送層である第２の電子輸送層１２ｂを含むことが好ましい。より具体的には、本実施形態では、第１の電極１１上に薄膜状の第１の電子輸送層１２ａが積層されており、第１の電子輸送層１２ａ上に第２の電子輸送層１２ｂが積層されている。
【００５５】
特に、上記光電変換層１３が、有機半導体または無機半導体部位と有機無機ペロブスカイト化合物部位とを複合化した複合膜である場合、より複雑な複合膜（より複雑に入り組んだ構造）が得られ、光電変換効率が高くなることから、本実施形態のように、第２の電子輸送層１２ｂ上に複合膜が成膜されていることが好ましい。さらに、本実施形態では、第２の電子輸送層１２ｂと第１の電極１１との間に位置する第１の電子輸送層１２ａにより、ホールをブロックすることができる。上記電子輸送層１２の厚みは、好ましい下限が１ｎｍ、好ましい上限が２０００ｎｍである。上記厚みが１ｎｍ以上であれば、充分にホールをブロックできるようになる。上記厚みが２０００ｎｍ以下であれば、電子輸送の際の抵抗になり難く、光電変換効率が高くなる。上記電子輸送層１２の厚みのより好ましい下限は３ｎｍ、より好ましい上限は１０００ｎｍであり、更に好ましい下限は５ｎｍ、更に好ましい上限は５００ｎｍである。
【００５６】
上記光電変換層１３は、一般式Ｒ−Ｍ−Ｘ３（但し、Ｒは有機分子、Ｍは金属原子、Ｘはハロゲン原子またはカルコゲン原子である。）で表される有機無機ペロブスカイト化合物を含む。上記光電変換層に上記有機無機ペロブスカイト化合物を用いることにより、太陽電池の光電変換効率を向上させることができる。
【００５７】
上記Ｒは有機分子であり、ＣｌＮｍＨｎ（ｌ、ｍ、ｎはいずれも正の整数）で示されることが好ましい。
【００５８】
上記Ｒは、具体的には例えば、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、トリヘキシルアミン、エチルメチルアミン、メチルプロピルアミン、ブチルメチルアミン、メチルペンチルアミン、ヘキシルメチルアミン、エチルプロピルアミン、エチルブチルアミン、イミダゾール、アゾール、ピロール、アジリジン、アジリン、アゼチジン、アゼト、アゾール、イミダゾリン、カルバゾール及びこれらのイオン（例えば、メチルアンモニウム（ＣＨ３ＮＨ３）など）やフェネチルアンモニウムなどが挙げられる。なかでも、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン及びこれらのイオンやフェネチルアンモニウムが好ましく、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン及びこれらのイオンがより好ましい。
【００５９】
上記Ｍは金属原子であり、例えば、鉛、スズ、亜鉛、チタン、アンチモン、ビスマス、ニッケル、鉄、コバルト、銀、銅、ガリウム、ゲルマニウム、マグネシウム、カルシウム、インジウム、アルミニウム、マンガン、クロム、モリブデン、ユーロピウムなどが挙げられる。これらの金属原子は単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００６０】
上記Ｘはハロゲン原子またはカルコゲン原子であり、例えば、塩素、臭素、ヨウ素、硫黄、セレンなどが挙げられる。これらのハロゲン原子またはカルコゲン原子は単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。なかでも、構造中にハロゲンを含有することで、上記有機無機ペロブスカイト化合物が有機溶媒に可溶になり、安価な印刷法などへの適用が可能になることから、ハロゲン原子が好ましい。更に、上記有機無機ペロブスカイト化合物のエネルギーバンドギャップが狭くなることから、ヨウ素がより好ましい。
【００６１】
上記有機無機ペロブスカイト化合物は、体心に金属原子Ｍ、各頂点に有機分子Ｒ、面心にハロゲン原子またはカルコゲン原子Ｘが配置された立方晶系の構造を有することが好ましい。
【００６２】
上記光電変換層１３は、本発明の効果を損なわない範囲内であれば、上記有機無機ペロブスカイト化合物に加えて、更に、有機半導体または無機半導体を含んでいてもよい。なお、ここでいう有機半導体または無機半導体は、電子輸送層またはホール輸送層としての役割を果たしてもよい。
【００６３】
上記有機半導体として、例えば、ポリ（３−アルキルチオフェン）などのチオフェン骨格を有する化合物などが挙げられる。また、例えば、ポリパラフェニレンビニレン骨格、ポリビニルカルバゾール骨格、ポリアニリン骨格、ポリアセチレン骨格などを有する導電性高分子なども挙げられる。更に、例えば、フタロシアニン骨格、ナフタロシアニン骨格、ペンタセン骨格、ベンゾポルフィリン骨格などのポルフィリン骨格、スピロビフルオレン骨格などを有する化合物や、表面修飾されていてもよいカーボンナノチューブ、グラフェン、フラーレンなどのカーボン含有材料も挙げられる。
【００６４】
上記無機半導体として、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化スズ、酸化ガリウム、硫化スズ、硫化インジウム、硫化亜鉛、ＣｕＳＣＮ、Ｃｕ２Ｏ、ＣｕＩ、ＭｏＯ３、Ｖ２Ｏ５、ＷＯ３、ＭｏＳ２、ＭｏＳｅ２、Ｃｕ２Ｓなどが挙げられる。
【００６５】
上記光電変換層１３は、上記有機半導体または上記無機半導体を含む場合、薄膜状の有機半導体または無機半導体部位と薄膜状の有機無機ペロブスカイト化合物部位とを積層した積層体であってもよいし、有機半導体または無機半導体部位と有機無機ペロブスカイト化合物部位とを複合化した複合膜であってもよい。製法が簡便である点では積層体が好ましく、上記有機半導体または上記無機半導体中の電荷分離効率を向上させることができる点では複合膜が好ましい。
【００６６】
上記薄膜状の有機無機ペロブスカイト化合物部位の厚みは、好ましい下限が５ｎｍ、好ましい上限が５０００ｎｍである。上記厚みが５ｎｍ以上であれば、充分に光を吸収することができるようになり、光電変換効率が高くなる。上記厚みが５０００ｎｍ以下であれば、電荷分離できない領域が発生することを抑制できるため、光電変換効率の向上につながる。上記厚みのより好ましい下限は１０ｎｍ、より好ましい上限は１０００ｎｍであり、更に好ましい下限は２０ｎｍ、更に好ましい上限は５００ｎｍである。
【００６７】
上記ホール輸送層１４は用いられずともよいが、上記実施形態のように備えられていることが望ましい。上記ホール輸送層１４の材料は特に限定されず、例えば、Ｐ型導電性高分子、Ｐ型低分子有機半導体、Ｐ型金属酸化物、Ｐ型金属硫化物、界面活性剤などが挙げられ、具体的には例えば、ポリエチレンジオキシチオフェンのポリスチレンスルホン酸付加物、カルボキシル基含有ポリチオフェン、フタロシアニン、ポルフィリン、酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化タングステン、酸化ニッケル、酸化銅、酸化スズ、硫化モリブデン、硫化タングステン、硫化銅、硫化スズなど、フルオロ基含有ホスホン酸、カルボニル基含有ホスホン酸、ＣｕＳＣＮ、ＣｕＩなどの銅化合物、表面修飾されていてもよいカーボンナノチューブ、グラフェンなどのカーボン含有材料などが挙げられる。
【００６８】
上記ホール輸送層１４の厚みは、好ましい下限は１ｎｍ、好ましい上限は２０００ｎｍである。上記厚みが１ｎｍ以上であれば、充分に電子をブロックできるようになる。上記厚みが２０００ｎｍ以下であれば、ホール輸送の際の抵抗になり難く、光電変換効率が高くなる。上記厚みのより好ましい下限は３ｎｍ、より好ましい上限は１０００ｎｍであり、更に好ましい下限は５ｎｍ、更に好ましい上限は５００ｎｍである。
【００６９】
前述したように、本発明は、太陽電池セル部３の側面３Ａを絶縁層５により封止している特徴を有するものであり、従って、上記太陽電池セル部３の個々の積層形態及び各層の材料は特に限定されるものではない。よって、本発明の太陽電池における太陽電池セル部３自体の構成は適宜変形することができる。
【００７０】
本実施形態の太陽電池を製造するに際しては、例えば、第１の電極１１上に絶縁層５を設ける。次に、絶縁層５に囲まれた部分に、太陽電池セル部３の各層を順番に積層する。それによって、太陽電池セル部３の各層を設けているときにも、各層の側面が絶縁層５により封止されている。従って、製造に際しても、第１の電極１１と第２の電極１５との短絡は生じ難い。
【符号の説明】
【００７１】
１，１Ａ…太陽電池
３…太陽電池セル部
３Ａ…側面
５…絶縁層
７…第２の端子
８，８Ａ，８Ｂ…補助配線
９…第１の端子
１１…第１の電極
１２…電子輸送層
１２ａ…第１の電子輸送層
１２ｂ…第２の電子輸送層
１３…光電変換層
１４…ホール輸送層
１５…第２の電極
２０…太陽電池モジュール
２４…導電性接続部材
３０…太陽電池モジュール
３１ａ〜３１ｃ…太陽電池
【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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