(57)【要約】【課題】有機薄膜太陽電池表面のぎらつきを抑え、設置環境において良好な意匠性を呈する有機薄膜太陽電池を構成し得る有機光電変換素子を提供することを課題とする。【解決手段】透明基板、透明電極、有機半導体層、対向電極を順次積層した有機光電変換素子において、該透明電極が透明導電薄膜層、金属薄膜層、透明導電薄膜層を含み、該金属薄膜層の層厚が１０ｎｍ未満である、有機光電変換素子により課題を解決する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明電極、有機半導体層、対向電極を順次積層した構造を含む有機光電変換素子において、該透明電極が透明導電薄膜層、金属薄膜層、透明導電薄膜層を含み、該金属薄膜層の層厚が１０ｎｍ未満である、有機光電変換素子。
【請求項２】
前記金属薄膜層の層厚が５ｎｍ以上である、請求項１に記載の有機光電変換素子。
【請求項３】
透明基板、透明電極、有機半導体層、対向電極を順次積層した有機光電変換素子において、該透明電極が透明導電薄膜層、金属薄膜層、透明導電薄膜層を含み、該金属薄膜層の層厚が１０ｎｍ未満である、請求項１または２に記載の有機光電変換素子。
【請求項４】
基板、対向電極、有機半導体層、透明電極を順次積層した有機光電変換素子において、該透明電極が透明導電薄膜層、金属薄膜層、透明導電薄膜層を含み、該金属薄膜層の層厚が１０ｎｍ未満である、請求項１または２に記載の有機光電変換素子。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機光電変換素子を含む有機薄膜太陽電池モジュール。
【請求項６】
請求項５に記載の有機薄膜太陽電池モジュールを含む建材用太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機光電変換素子に係り、特にぎらつきを抑制し得る有機光電変換素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機光電変換素子の透明電極としては、スズをドープしたインジウム酸化物電極（ＩＴＯ）が用いられてきたところ、ＩＴＯ電極を透明電極に用いた際の問題点を解決するために、受光面側の透明電極として、透明導電膜層、金属薄膜層、透明導電薄膜層がその順に積層された電極が用いられた例が開示されている（特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１では、透明導電膜層、金属薄膜層、透明導電薄膜層がその順に積層された透明電極を用いることで、１５０℃程度の高温処理による透明電極の劣化抑制が可能となることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−６４６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
有機光電変換素子を用いた有機薄膜太陽電池は、結晶シリコンタイプの太陽電池と異なり、建築物の壁面等に設置される場合がある。このような場合には有機薄膜太陽電池の意匠性も重要な要素である。
【０００６】
本発明者らは、有機光電変換素子を含む有機薄膜太陽電池を建築物の壁面等に設置した場合に、有機薄膜太陽電池の表面がぎらつき、全体としての意匠性が損なわる場合があることを見出した。
【０００７】
本発明はこのような課題を解決するものであり、有機薄膜太陽電池表面のぎらつきを抑え、設置環境において良好な意匠性を呈する有機薄膜太陽電池を構成し得る有機光電変換素子を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は上記課題を解決すべく鋭意検討したところ、ぎらつきを生じる原因が透明導電膜層、金属薄膜層、透明導電薄膜層がその順に積層された透明電極による光の反射によることを特定した。そして、透明電極における金属薄膜層の厚さを特定の範囲にすることにより、有機薄膜太陽電池のぎらつきを抑制できることを見出した。
【０００９】
すなわち、本発明は、以下のとおりである。
［１］透明電極、有機半導体層、対向電極を順次積層した構造を含む有機光電変換素子において、該透明電極が透明導電薄膜層、金属薄膜層、透明導電薄膜層を含み、該金属薄膜層の層厚が１０ｎｍ未満である、有機光電変換素子。
［２］前記金属薄膜層の層厚が５ｎｍ以上である、［１］に記載の有機光電変換素子。
［３］透明基板、透明電極、有機半導体層、対向電極を順次積層した有機光電変換素子において、該透明電極が透明導電薄膜層、金属薄膜層、透明導電薄膜層を含み、該金属薄膜層の層厚が１０ｎｍ未満である、[１]または[２]に記載の有機光電変換素子。
［４］基板、対向電極、有機半導体層、透明電極を順次積層した有機光電変換素子におい
て、該透明電極が透明導電薄膜層、金属薄膜層、透明導電薄膜層を含み、該金属薄膜層の層厚が１０ｎｍ未満である、[１]または[２]に記載の有機光電変換素子。
［５］［１］〜［４］のいずれかに記載の有機光電変換素子を含む有機薄膜太陽電池。
［６］［５］に記載の有機薄膜太陽電池モジュールを含む建材用太陽電池。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、透明電極側から見た時の有機薄膜太陽電池表面のぎらつきを抑制することができる。そのため、建築物の壁面等視認されやすい箇所に設置された場合であっても、意匠性を損なうことがない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態としての有機光電変換素子の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態としての太陽電池モジュールの構成を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態としての太陽電池パネルの構成を模式的に示す断面図である。
【図４】実施例、比較例における、有機光電変換素子の光反射率を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明について実施形態及び例示物等を示して詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態及び例示物等に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変更して実施できる。
【００１３】
＜有機光電変換素子＞
本発明に係る有機光電変換素子は、透明電極、有機半導体層、対向電極を順次積層した構造を含むものであり、透明基板、透明電極、有機半導体層、対向電極を順次積層した有機光電変換素子であっても、基板、対向電極、有機半導体層、透明電極を順次積層した有機光電変換素子であってもよい。
【００１４】
有機光電変換素子において、該透明電極が透明導電薄膜層、金属薄膜層、透明導電薄膜層を含み、透明基板、透明電極、有機半導体層、対向電極を順次積層した有機光電変換素子を図１に表すが、これに限るわけではない。
【００１５】
＜基板＞
基板は有機光電変換素子を支持する支持部材である。基板は有機光電変換素子を構成する層を積層し、支持できる限り制限されないが、本発明の有機光電変換素子を含む有機薄膜太陽電池の設置の自由度の観点から可撓性を有するものが好ましい。可撓性を有する材料は限定されず、例えば金属フォイルやプラスチックフィルムなどがあげられる。
【００１６】
基板として透明基板を用いると、シースルーの有機光電変換素子としうる点で好ましい。
【００１７】
透明基板としては、たとえば、薄膜ガラス、透明プラスチックなどがあげられる。透明プラスチック基板の具体的例としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ナイロン、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコール共重合体、フッ素樹脂フィルム、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、環状ポリオレフィン、セルロース、アセチルセルロース、ポリ塩化ビニリデン、アラミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリウレタン、ポリカー
ボネート、ポリ（メタ）アクリル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリアリレート、ポリノルボルネン等の有機材料などが挙げられる。
【００１８】
これらの中でも、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド、ポリ（メタ）アクリル樹脂フィルムが有機光電変換素子の形成しやすさの点で好ましい。
【００１９】
なお、透明プラスチック基板の材料は、１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。また、これらプラスチック材料に炭素繊維、ガラス繊維などの強化繊維を含ませ、機械的強度を補強させても良い。
【００２０】
透明基板の透明度は、ＪＩＳ Ｒ ３１０６で定義される可視光線透過率が通常７０％以上、好ましくは８０％以上である。
透明プラスチック基板の厚さは、上記透明度を満たせば特段の制限はないが、取り扱いの容易さの観点からは、通常２０μｍ以上、好ましくは５０μｍ以上であり、一方、通常１０００μｍ以下、好ましくは５００μｍ以下、より好ましくは２００μｍ以下である。
【００２１】
＜透明電極＞
本実施態様に用いる透明電極は、透明導電薄膜層、金属薄膜層、透明導電薄膜層がその順に積層されるものである。
【００２２】
この様な構造を有する透明電極において、金属薄膜層を厚くすると抵抗は低くできるが可視光透過率は低下する。一方で、特開２０１０−１９８９２１号公報に記載されている様に、金属薄膜層を１０ｎｍ以下に薄くすると、抵抗が高くなるだけではなく、可視光領域に局在表面プラズモン共鳴により吸収が生じ、透過率も悪くなる恐れがある。
【００２３】
本発明は、このような技術常識に反して金属薄膜層を１０ｎｍ未満とすることで、有機光電変換素子の意匠性を向上させるものである。
【００２４】
金属薄膜層を挟み込む透明導電薄膜層の材料は、同一でも、異なっていてもよい。透明導電薄膜層に用いられる材料としては、できるだけ透明性及び導電性に優れたものであることが好ましい。ここで透明性に優れるとは、膜厚１００ｎｍ程度の薄膜を形成したときに、その薄膜の可視光線透過率が６０％以上であることを指し、導電性に優れるとは、膜厚１００ｎｍ程度の薄膜を形成した時に、その薄膜の表面抵抗値が１×１０7Ω／□以下であることを表す。これらには、用途に応じて不純物を混入させても良い。
【００２５】
透明導電薄膜層用に好適に用いることができる材料を例示すると、スズをドープしたインジウム酸化物（ＩＴＯ）、亜鉛をドープしたインジウム酸化物（ＩＺＯ）、タングステンをドープしたインジウム酸化物（ＩＷＯ）、カドミウムとスズとの酸化物（ＣＴＯ）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、亜鉛とアルミニウムとの酸化物（ＡＺＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化トリウム（ＴｈＯ2）、酸化スズ（ＳｎＯ2）、酸化ランタン（Ｌａ2Ｏ3）、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）、酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ3）、酸化アンチモン（Ｓｂ2Ｏ3）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、酸化セリウム（ＣｅＯ2）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化ビスマス（ＢｉＯ2）等である。また、透明高屈折率硫化物を用いても良い。具体的に例示すると、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、硫化アンチモン（Ｓｂ2Ｓ3）等があげられる。その中でも好ましくは、スズをドープしたインジウム酸化物（ＩＴＯ）、亜鉛をドープしたインジウム酸化物（ＩＺＯ）、タングステンをドープしたインジウム酸化物（ＩＷＯ）等の非晶質性酸化物であり、１５０℃程度の高温処理においても結晶化せずに、表面に凹凸が生じる可能性が低いため好ましい。
【００２６】
透明導電薄膜層の結晶転移温度（Ｔｃ）は、通常１５０℃以上、好ましくは１８０℃以上、さらに好ましくは２００℃以上であり、一方、通常３００℃以下、好ましくは２５０℃以下である。透明導電薄膜層の結晶転移温度（Ｔｃ）が１５０℃以上２５０℃以下であることにより、透明プラスチック基板上に有機光電変換素子を形成する際に透明導電薄膜層の表面凹凸が生じない点で好ましい。結晶転移温度は、示差熱量分析等の測定方法で測定できる。
【００２７】
透明導電薄膜層の厚さは、透明電極および有機光電変換素子全体の透過率及び／又は反射率、並びに透明電極の電気伝導性を考慮して決定され、特に、有機光電変換素子がシースルーの場合には、透明電極および有機光電変換素子全体の透過率及び反射率を考慮して決定される。
【００２８】
透明導電薄膜層の厚さは、通常２０ｎｍ以上、好ましくは４０ｎｍ以上、一方、通常６０ｎｍ以下である。透明導電薄膜層の厚さが上記下限以上であると、透明導電薄膜層の反射色が無彩色になる傾向にある。一方、上記上限以下であると、可撓性が担保でき、かつ、生産速度が遅くなることはない。
【００２９】
透明導電薄膜層は、その比抵抗が通常１×１０-7Ω・ｃｍ以上、好ましくは１×１０-6Ω・ｃｍ以上であり、一方、通常５×１０-3Ω・ｃｍ以下、好ましくは５×１０-3 Ω・ｃｍ以下、さらに好ましくは１×１０-4Ω・ｃｍ以下である。
【００３０】
透明電極は、予め、ガラス基板上に透明導電性高屈折率薄膜層を形成し、膜厚及び面抵抗から比抵抗値を求めることによって成膜条件を決定し、その成膜条件で、金属薄膜層の上に積層することによって形成される。本実施態様における透明導電性薄膜層の比抵抗は、透明電極の表面抵抗を調べることによって容易に推定することが可能である。薄膜層の比抵抗値が１×１０2 Ω・ｃｍより大きい場合には、透明電極の表面抵抗が１×１０6 Ω／□以上となり、表面が絶縁状態になる。
【００３１】
透明電極の表面抵抗は、通常 ０．０１Ω／□以上、好ましくは０．１Ω／□以上、一方、通常５０Ω／□以下、好ましくは３０Ω／□以下であり、より好ましくは２０Ω／□以下であり、透明電極の表面抵抗を０．１Ω／□以上３０Ω／□以下とすることで、有機光電変換素子をモノリシック直列化する際にコストをかけずに効率損失を生じさせない点で好ましい。
透明導電薄膜層の比抵抗は、三菱化学アナリティックス社製ロレスタ（商標）等の測定装置により測定できる。
【００３２】
透明電極の表面粗度（Ｒａ）は、Ｖｅｅｃｏ社製Ｄｅｋｔａｋ（商標）６Ｍ装置等を用いて測定できる。透明電極の表面粗度が通常０．０１ｎｍ以上、好ましくは０．１ｎｍ以上、一方、通常１０ｎｍ以下、好ましくは５ｎｍ以下であり、透明電極の粗度（Ｒａ）を０．１ｎｍ以上５ｎｍ以下とすることで、有機光電変換素子の短絡を防止する点で好ましい。
【００３３】
透明電極は変換効率の観点から透過性が高いことが好ましく、通常６０％以上であり、７０％以上であることが好ましい。上限は特段限定されないが、通常９０％以下である。
【００３４】
透明電極の透過率は、島津製作所製紫外可視近赤外分光光度計ＵＶ−３６００とフィルムサンプルホルダーを用いて測定できる。測定結果は、ＪＩＳ  Ｒ  ３１０６：１９９８に従って波長３８０ｎｍ〜９００ｎｍまでの透過率が算出され、これらの波長領域の透過率の平均として、透明電極の透過率が算出される。
【００３５】
本実施態様において用いられる金属薄膜層の材料としては、できるだけ電気伝導性の良い材料が好ましく、銀または銀の合金が用いられる。銀は、比抵抗が１．５９×１０-6Ω・ｃｍであり、あらゆる材料の中で最も電気伝導性に優れる上に、薄膜の可視光線透過率が優れるため、最も好適に用いられる。但し、銀は、薄膜とした時に安定性を欠き、硫化や塩素化を受け易いという問題を持っている。この為、安定性を増すために、銀の代わりに、銀と金の合金、銀と銅の合金、銀とパラジウムの合金、銀と銅とパラジウムの合金、銀と白金の合金等を用いてもよい。
【００３６】
本実施態様においては、ぎらつきを抑制するため、金属薄膜層を極めて薄くすることを特徴とする。具体的には１０ｎｍ未満であり、９ｎｍ以下であることが好ましく、８ｎｍ以下であることがより好ましい。また５ｎｍ以上であることが好ましく、６ｎｍ以上であることがより好ましく、７ｎｍ以上であることが更に好ましい。
【００３７】
上記上限以下であると、有機光電変換素子、ひいては有機薄膜太陽電池モジュールのぎらつきがなくなり、意匠性が向上する。すなわち反射率が低下することとなるが、反射率が低下することは透過率が向上することと同義であり、有機光電変換素子の受光量を担保できる。結果として、有機薄膜太陽電池モジュールの変換効率が向上する。また、反射色の視野角依存性が低下する。
【００３８】
一方で、上記下限以上であると、透明電極の抵抗を下げることができる。例えば、モノリシックに接続された有機光電変換素子の幅を１ｃｍにしようとすると、有機光電変換素子で発生した電気を取り出す際の効率を担保するためには、透明電極の表面抵抗は２０Ω／□以下であることが好ましい。そのためには金属薄膜層の厚さは上記下限以上であることが好ましい。
【００３９】
また、本発明者らは、金属薄膜層を薄くすることで、有機光電変換素子のＣＩＥ色度座標ａ*、ｂ*が低下するという知見を見出している。また、金属薄膜層を薄くすることで、有機光電変換素子の明度指数Ｌ*が低下するという知見も見出している。
【００４０】
すなわち、金属薄膜層を薄くすることで、有機光電変換素子の反射光及び／又は透過光の干渉による発色を防ぐことが可能となり、ぎらつきを抑制することができる。また、金属薄膜層を薄くすることで、反射光の量を低下させることができるため、反射率が低くなり明度指数も低下し、意匠性を損なうことはない。さらに、先に説明したとおり、反射率が低下することは透過率が向上することと同義であり、有機薄膜太陽電池モジュールの変換効率が向上する。有機光電変換素子の反射光及び／又は透過光の干渉による発色を防ぐためには、金属薄膜層の厚さを、活性層等の２つの電極の間に存在する層の厚さに応じて決定することができる。
【００４１】
なお、明度指数Ｌ*が大きいほど反射光の強度が高く、反射率が高いことを意味する。
【００４２】
有機光電変換素子のＣＩＥ色度座標ａ*、ｂ*、及び明度指数Ｌ*は、分光測色計を用い、ＪＩＳ８７８１−４に従って測定することができる。
【００４３】
透明導電薄膜層、金属薄膜層及び透明導電薄膜層の積層によりなる透明電極の合計膜厚は、光学特性及び電気特性を考慮した上で、各層の膜厚を決定し、その合計として得られる。透明電極の膜厚は通常６０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下である。透明電極の膜厚を６０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下とすることで、表面の凹凸が大きくなることはなく、透明電極最表面と透明電極接面間の接触抵抗値が比較的小さくなり好ましい。
【００４４】
＜対向電極＞
対向電極としては導電性を有する任意の材料により形成することが可能である。電極の材料の例を挙げると、白金、金、銀、アルミニウム、クロム、ニッケル、銅、チタン、マグネシウム、カルシウム、バリウム、ナトリウム等の金属あるいはそれらの合金；酸化インジウムや酸化錫等の金属酸化物、あるいはその合金（ＩＴＯ等）；ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン等の導電性高分子；前記導電性高分子に、塩酸、硫酸、スルホン酸等の酸、ＦｅＣｌ3等のルイス酸、ヨウ素等のハロゲン原子、ナトリウム、カリウム等の金属原子などのドーパントを含有させたもの；金属粒子、カーボンブラック、フラーレン、カーボンナノチューブ等の導電性粒子をポリマーバインダー等のマトリクスに分散した導電性の複合材料、前記透明電極に例示した材料などが挙げられる。
【００４５】
なかでも、正孔を捕集する電極には、Ａｕ、ＩＴＯ等の深い仕事関数を有する材料が好ましい。一方、電子を捕集する電極には、Ａｌ、Ａｇのような浅い仕事関数を有する材料が好ましい。仕事関数を最適化することにより、光吸収により生じた正孔及び電子を良好に捕集する利点がある。
【００４６】
また、対向電極の材料に前記透明電極に例示した材料を用いることで、シースルーの有機薄膜太陽電池とすることができ、対向電極として前記透明電極に定義した電極を用いることで、シースルーの有機薄膜太陽電池において、有機薄膜太陽電池の両面のぎらつきを抑えることができる。
【００４７】
なお、透明導電薄膜層、金属薄膜層、対向電極の形成方法に制限はない。例えば、真空蒸着、スパッタ等のドライプロセスにより形成することができる。また、例えば、導電性インク等を用いたウェットプロセスにより形成することもできる。この際、導電性インクとしては任意のものを使用することができ、例えば、導電性高分子、金属粒子分散液等を用いることができる。
【００４８】
さらに、電極は２層以上積層してもよく、表面処理により、電気特性やぬれ特性等の特性を改良してもよい。
【００４９】
＜有機半導体層＞
本実施態様に用いる有機半導体層は、後述する活性層以外に、その他の層を備えてもよい。なお、その他の層を形成する位置は有機光電変換素子の発電を阻害しない限り任意である。その他の層としては、バッファ層が例示される。
【００５０】
＜活性層＞
活性層は、通常ｐ型半導体化合物とｎ型半導体化合物をと含む。ｐ型半導体化合物とは、ｐ型半導体材料として働く化合物であり、ｎ型半導体化合物とは、ｎ型半導体材料として働く化合物である。有機薄膜太陽電池素子が光を受けると、光が活性層に吸収され、ｐ型半導体化合物とｎ型半導体化合物との界面で電気が発生し、発生した電気が電極から取り出される。
【００５１】
活性層の材料に有機化合物を用いると、簡易な塗布プロセスにより形成しうるため好ましい。活性層の層構成としては、ｐ型半導体化合物層とｎ型半導体化合物層とが積層された薄膜積層型、ｐ型半導体化合物とｎ型半導体化合物とが混合した層を有するバルクヘテロ接合型、ｐ型半導体化合物層と、ｐ型半導体化合物とｎ型半導体化合物とが混合した層（ｉ層）と、ｎ型半導体化合物層とが積層されたもの、等が挙げられる。なかでも、ｐ型半導体化合物とｎ型半導体化合物が混合した層を有するバルクヘテロ接合型が好ましい。
【００５２】
活性層の膜厚は特に限定されないが、通常１０ｎｍ以上、好ましくは５０ｎｍ以上であり、一方通常１０００ｎｍ以下、好ましくは５００ｎｍ以下、より好ましくは２００ｎｍ以下である。活性層の膜厚が１０ｎｍ以上であることは、膜の均一性が保たれ、短絡を起こしにくくなるため、好ましい。また、活性層の厚さが１０００ｎｍ以下であることは、内部抵抗が小さくなる点、及び電極間が離れすぎず電荷の拡散が良好となる点で、好ましい。
【００５３】
活性層の作成方法としては、特段に制限はないが、塗布法が好ましい。塗布法としては、任意の方法を用いることができるが、例えば、スピンコート法、リバースロールコート法、グラビアコート法、キスコート法、ロールブラッシュ法、スプレーコート法、エアナイフコート法、ワイヤーバーバーコート法、パイプドクター法、含浸・コート法、カーテンコート法等が挙げられる。
【００５４】
例えば、ｐ型半導体化合物層及びｎ型半導体化合物層は、ｐ型半導体化合物又はｎ型半導体化合物を含む塗布液を塗布することにより作製しうる。また、ｐ型半導体化合物とｎ型半導体化合物とが混合した層は、ｐ型半導体化合物及びｎ型半導体化合物を含む塗布液を塗布することにより作製しうる。後述するように、半導体化合物前駆体を含む塗布液を塗布した後で、半導体化合物前駆体を半導体化合物へと変換してもよい。
【００５５】
なお、活性層は、ロール・ツー・ロールにより製造されることが好ましく、その場合には、塗布法により形成されることが好ましい。
【００５６】
＜バッファ層＞
バッファ層は、例えば有機半導体層側に面した電極界面に電気特性等の改良のために設ける層である。正孔取り出し層及び電子取り出し層に分類することができ、それぞれ、活性層と正孔の捕集する電極もしくは電子の捕集する電極との間に設けることができる。
【００５７】
バッファ層の材料として、具体的には、ポリ（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）、ポリアニリン、フッ化リチウム、２，９ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン、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、金属酸化物などが挙げられる。好ましくは、ポリ（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）、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、金属酸化物である。
【００５８】
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としては、アリール基で置換されたホスフィンオキサイド化合物、アリール基で置換されたホスフィンスルフィド化合物であり、より好ましくは、トリアリールホスフィンオキサイド化合物、トリアリールホスフィンスルフィド化合物、ジアリールホスフィンオキシドユニットを２つ以上有する芳香族炭化水素化合物、ジアリールホスフィンスルフィドユニットを２つ以上有する芳香族炭化水素化合物、フッ素原子もしくはパーフルオロアルキル基で置換されたアリールからなるトリアリールホスフィンオキサイド化合物、ジアリールホスフィンオキシドユニットを２つ以上有する芳香族炭化水素化合物である。上記材料に加えてアルカリ金属又はアルカリ土類金属をドープしてもよい。
【００５９】
金属酸化物としては、酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）およびアルミニウムをドープした酸化亜鉛（ＡＺＯ）、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、酸化モリブデン（ＭｏＯ3）、ガリウムと亜鉛をドープした酸化インジウム（ＩＧＺＯ）などが挙げられる。その中でも、電子取り出し層としては、酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）およびアルミニウムをドープした酸化亜鉛（ＡＺＯ）、酸化インジウムが好ましく、正孔取り出し層としては、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、酸化モリブデン
（ＭｏＯ3）、ガリウムと亜鉛をドープした酸化インジウム（ＩＧＺＯ）が好ましい。
【００６０】
ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳは、通常、強酸性の水分散液を塗布して用いられ、酸化インジウム等の透明導電薄膜層を溶かしてしまい太陽電池として作動しないか、変換効率が時間と共に低下したり、水分に弱い有機半導体の劣化を促進するおそれがあるが、金属酸化物は上記の問題は生じないことから、好ましい。
【００６１】
本実施態様に係る有機薄膜半導体素子は、上記説明した層以外の層を有してもよい。そのような層としては、アンダーコート層、バリア層などがあげられる。
【００６２】
＜アンダーコート層＞
本実施態様においてアンダーコート層は、主として基板と透明電極との間に配置され、基板と透明電極の密着性を向上させる機能を有する。このような機能を有する材料として、たとえば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂などや、有機ケイ素化合物の加水分解により生成する物質、シリカなどの無機物質などがある。アクリル樹脂やポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂などを用いる場合は、架橋させて用いてもよいし、非晶質シリカなどの無機物を混合して用いてもよい。
【００６３】
アンダーコート層は、受光面側に配置される場合には、透明であることが好ましい。なお、アンダーコート層において透明とは、ＪＩＳ Ｒ ３１０６で定義される可視光線透過率が通常７０％以上、好ましくは８０％以上である。
【００６４】
アンダーコート層の厚さは、取り扱いの容易さの観点からは、通常１０ｎｍ、好ましくは１５ｎｍ以上であり、一方、通常５μｍ以下、好ましくは１μｍ以下である。
【００６５】
なお、本発明者は、透明電極とアンダーコート層を組み合わせる場合において、アンダーコート層の厚みによって、有機光電変換素子の反射色を調整できることを見出している。すなわち、本発明者のシミュレーションによると、アンダーコート層の厚みを変化させることで、反射色の色相、彩度が変化する。そのため、所望の有機光電変換素子の色とするために、アンダーコート層の層厚を適宜設定できる。
【００６６】
＜バリア層＞
本実施態様に係る有機光電変換素子は、透明基板と透明電極との間にバリア層を有してもよい。該バリア層を有することにより、透明導電薄膜層の成膜時の透明基板からの脱ガスが抑えられ、透明導電薄膜層の成膜性が改善し、かつ透明基板の耐熱性、耐プラズマ性が生じるため好ましい。
【００６７】
バリア層の材料としては、緻密な膜を形成できるものであればよく、特段の制限はないが、具体的には、酸化珪素、窒化珪素、炭化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛等の透明無機化合物、あるいは、その混合化合物からなるものが挙げられる。そのなかでも好ましくは、酸化珪素や窒化珪素およびその混合物、酸化アルミニウムや窒化アルミニウムおよびその混合物である。
【００６８】
バリア層の厚みに関しては、特に限定するものではないが、透明性を損ねない範囲で、かつ、ガスバリア性を保ち、透明基板との密着性を確保できる厚さであればよく、通常１０ｎｍ以上、好ましくは２０ｎｍ以上であり、一方、通常５００ｎｍ以下、好ましくは１００ｎｍ以下である。バリア層が薄すぎると均一で連続した膜を得ることが難しく、バリア層が厚すぎると基体との密着力が低下したり、該薄膜層が割れ易くなったり、光の干渉により着色したりして好ましくない。
【００６９】
＜有機光電変換素子の層構成＞
本実施態様に係る有機光電変換素子の層構成は、特段の制限はないが、透明基板／透明電極／有機半導体層／対向電極、透明基板／アンダーコート層／透明電極／有機半導体層／対向電極、透明基板／アンダーコート層／バリア層／透明電極／有機半導体層／対向電極、又は、透明基板／バリア層／アンダーコート層／透明電極／有機半導体層／対向電極としてもよい。また、基板／対向電極／有機半導体層／透明電極としてもよい。さらに、上記構成において、透明電極もしくは対向電極と有機半導体層との間にバッファ層（正孔取り出し層もしくは電子取り出し層）が適宜入ってもよい。
【００７０】
＜太陽電池モジュール＞
本発明の有機光電変換素子は、有機薄膜太陽電池モジュールの太陽電池素子として使用されることが好ましい。
【００７１】
図２は本発明の一実施形態としての有機薄膜太陽電池モジュールの構成を模式的に示す断面図である。
【００７２】
図２に示すように、本実施形態の有機薄膜太陽電池モジュール１４は、耐候性保護フィルム１と、紫外線カットフィルム２と、ガスバリアフィルム３と、ゲッター材フィルム４と、封止材５と、有機光電変換素子６と、封止材７と、ゲッター材フィルム８と、ガスバリアフィルム９と、バックシート１０とをこの順に備え、更に、耐候性保護フィルム１とバックシート１０の縁部をシールするシール材１１を備えている。そして、耐候性保護フィルム１が形成された側（図中下方）から光が照射されて、有機光電変換素子６が発電するようになっている。なお、後述するバックシート１０としてアルミ箔の両面にフッ素系樹脂フィルムを接着したシートなど防水性の高いシートを用いる場合は、用途によりゲッター材フィルム８及びガスバリアフィルム９の少なくとも一方を用いなくてもよい。
【００７３】
これらの構成部材、および製造方法の説明は、特許文献１として例示した特開２０１２−６４６４５号等を参照することができる。
【００７４】
［用途］
有機薄膜太陽電池モジュール１４の用途に制限はなく任意である。例えば、図３に模式的に示すように、何らかの基材１２上に有機薄膜太陽電池モジュール１４を設けた太陽電池パネル１３を用意し、これを使用場所に設置して用いればよい。具定例を挙げると、基材１２として建材用板材を使用した場合、この板材の表面に有機薄膜太陽電池モジュール１４を設けて太陽電池パネル１３を作製し、この太陽電池パネルを建物の外壁等に設置して使用すればよい。
【００７５】
基材１２は有機光電変換素子６を支持する支持部材である。基材１２を形成する材料としては、例えば、ガラス、サファイアおよびチタニア等の無機材料；ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ナイロン、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコール共重合体、フッ素樹脂フィルム、塩化ビニル、ポリエチレン、セルロース、ポリ塩化ビニリデン、アラミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリアリレートおよびポリノルボルネン等の有機材料；紙および合成紙等の紙材料；ステンレス、チタンおよびアルミニウム等の金属に、絶縁性を付与するために表面をコートまたはラミネートしたもの等の複合材料；などが挙げられる。
【００７６】
なお、基材の材料は、１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。また、これら有機材料または紙材料に炭素繊維を含ませ、機械的強度を補強させても良い。
【００７７】
本実施態様に係る有機薄膜太陽電池モジュールを適用する分野の例を挙げると、建材用太陽電池、自動車用太陽電池、インテリア用太陽電池、鉄道用太陽電池、船舶用太陽電池、飛行機用太陽電池、宇宙機用太陽電池、家電用太陽電池、携帯電話用太陽電池および玩具用太陽電池などに用いて好適である。具体例として以下のようなものを挙げることができる。
【００７８】
１．建築用途
１．１ハウス屋根材として太陽電池
基材として屋根用板材等を使用した場合、この板材の表面に有機薄膜太陽電池を設けて有機薄膜太陽電池モジュールとして太陽電池パネルを作製し、この太陽電池パネルをハウスの屋根の上に設置して使用すればよい。また、基材として瓦を直接用いることもできる。本実施態様に係る太陽電池が柔軟性を有するという特性を生かし、瓦の曲線に密着させることができるので好適である。
【００７９】
１．２屋上
ビルの屋上に取り付けることもできる。基材上に有機薄膜太陽電池を設けた有機薄膜太陽電池モジュールを用意し、これをビルの屋上に設置することもできる。この時基材とともに防水シートを併用し、防水作用を有するのが好ましい。さらに、本実施態様に係る有機薄膜太陽電池が柔軟性を有するという特性を生かし、平面ではない屋根、例えば折半屋根に密着させることもできる。この場合も防水シートを併用するのが好ましい。
【００８０】
１．３トップライト
エントランスや吹き抜け部分に外装として本実施態様に係る有機薄膜太陽電池を用いることもできる。何らかのデザイン処理を施されたエントランス等は曲線が用いられている場合が多く、そのような場合において本実施態様に係る有機薄膜太陽電池の柔軟性が生かされる。またエントランス等ではシースルーである場合があり、このような場合には、有機薄膜太陽電池の緑色系の色合いが、環境対策が重要視される時代において意匠的な美観も得られるので好適である。
【００８１】
１．４壁
基材として建材用板材を使用した場合、この板材の表面に有機薄膜太陽電池を設けて有機薄膜太陽電池モジュールとして太陽電池パネルを作製し、この太陽電池パネルを建物の外壁等に設置して使用すればよい。また、カーテンウオールに設置することもできる。その他、スパンドレルおよび方立等への取り付けも可能である。
この場合、基材の形状に制限はないが、通常は板材を使用する。また、基材の材料および寸法等は、その使用環境に応じて任意に設定すればよい。このような基材の例を挙げると、アルポリック（登録商標；三菱樹脂製）などが挙げられる。
【００８２】
１．５窓
また、シースルーの窓に使用することもできる。有機薄膜太陽電池の緑色系の色合いが、環境対策が重要視される時代において意匠的な美観も得られるので好適である。
【００８３】
１．６その他
その他建築の外装としてひさし、ルーバー、手摺等にも使用できる。このような場合においても、本実施態様に係る有機薄膜太陽電池の柔軟性が、これら用途にとり好適である。
【００８４】
２．内装
本実施態様に係る有機薄膜太陽電池はブラインドのスラットに取り付けることもできる
。本実施態様に係る有機薄膜太陽電池は軽量であり、柔軟性に富むことから、このような用途が可能となる。また、内装用窓についても有機光電変換素子がシースルーである特性を生かし使用することができる。
【００８５】
３．野菜工場
蛍光灯、ＬＥＤなどの照明光を活用する植物工場の設置件数は増えているが、照明に掛かる電気代や光源の交換費用などによって栽培コストを引き下げにくいというのが現状である。そこで本実施態様に係る有機薄膜太陽電池を野菜工場に設置し、ＬＥＤまたは蛍光灯と組み合わせた照明システムを作製することができる。
このとき蛍光灯よりも寿命が長いＬＥＤと本発明の有機薄膜太陽電池を組み合わせた照明システムを用いることで、照明に要するコストを現状に比べて３０％程度減らせることができるので好適である。また、野菜等を一定温度で輸送するリーファー・コンテナ（ｒｅｅｆｅｒ ｃｏｎｔａｉｎｅｒ）の屋根や側壁に本実施態様に係る有機薄膜太陽電池を用いることもできる。
【００８６】
４．道路資材・土木
本実施態様に係る有機薄膜太陽電池は、駐車場の外壁、高速道路の遮音壁および浄水場の外壁等にも用いることができる。
【００８７】
５．自動車
本実施態様に係る有機薄膜太陽電池は、自動車のボンネット、ルーフ、トランクリッド、ドア、フロントフェンダー、リアフェンダー、ピラー、バンパーおよびバックミラーなどの表面に用いることができる。得られた電力は走行用モータ、モータ駆動用バッテリー、電装品及び電装品用バッテリーのいずれにも供給することができる。太陽電池パネルにおける発電状況と該走行用モータ、該モータ駆動用バッテリー、該電装品及び該電装品用バッテリーにおける電力使用状況とに合わせて選択する制御手段とを備えることで、得られた電力が適正にかつ効率的に使用することができる 。
【００８８】
前記の場合、基材１２の形状に制限はないが、通常は板材を使用する。また、基材１２の材料および寸法等は、その使用環境に応じて任意に設定すればよい。このような基材１２の例を挙げると、アルポリック（登録商標；三菱樹脂製）などが挙げられる。
【００８９】
これらの分野において、本発明は有機薄膜太陽電池の意匠性が特に重要とされる、建築用途及び自動車用途に好ましく適用され、中でも視認されやすい分野、例えば壁や窓等の垂直面に設置される際に特に好ましく適用することができる。
【００９０】
＜太陽電池モジュールの性能評価＞
本実施態様に係る太陽電池モジュールは、以下のような性能を持つことが特徴である。
【００９１】
例えば、有機薄膜太陽電池モジュールの場合、下記に示す加速試験をおこない、試験前後での光電変換特性の変化を比較することで性能を評価することができる。
評価方法：
【００９２】
加速試験は、環境試験機（例えば、エスペック社製ＳＨ−２４１）中にて高温高湿環境に設置することとする。高温高湿環境は、４０℃９０％ＲＨもしくは８５℃８５％ＲＨとすることが好ましい。試験期間は、デバイス構成材料により適宜選択できるが、２４時間以上は行うことが好ましい。
【００９３】
また、光電変換特性は、有機薄膜太陽電池にソーラシュミレーターでＡＭ１．５Ｇ条件の光を照射強度１００ｍＷ／ｃｍ2照射して、電流・電圧特性の測定をおこなう。かかる
測定から得られる電流・電圧曲線から、エネルギー変換効率（ＰＣＥ）、短絡電流、開放電圧、ＦＦ（フィルファクター）、直列抵抗、シャント抵抗を求めることができる。
【００９４】
光電変換特性の加速試験前後を比較する式としては、例えば、ＰＣＥ変化率＝（加速試験後のＰＣＥ）／（加速試験前のＰＣＥ）が挙げられる。
【００９５】
つまり本実施態様に係る有機電子デバイスのエネルギー変換効率（ＰＣＥ）変化率は、上式で定義されるように通常、初期性能に対して加速試験後の値が、０．８６以上であり、好ましくは、０．８８以上、より好ましくは０．９０以上である。
【００９６】
本実施態様に係る有機薄膜太陽電池モジュールは、耐候性が良好である。屋外暴露試験、耐候性試験機により耐候性試験を実施しても、性能を維持し、高い耐久性能を示す。防食層の存在により電極劣化が抑制されているためと考えられる。また、耐候性保護シートを積層した場合にはより高い耐候性を有する。
【実施例】
【００９７】
本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例の記載に限定されるものではない。まず、本実施例で行った測定試験について説明する。
【００９８】
＜光反射スペクトル＞
有機光電変換素子の光反射スペクトルは、専用５度正反射測定ユニットを取り付けた日立ハイテク社製Ｕ−４１００により測定して得た。
【００９９】
＜ぎらつきの測定＞
ぎらつきは、晴天時の太陽光を有機光電変換素子の基材側に照射し、反射光に正対して、有機光電変換素子に対して約１ｍの距離から目視観察して評価した。ぎらつきの評価は下記の通りである。
◎：有機光電変換素子への太陽の映り込みがなく、太陽光の反射も感じない。
〇：有機光電変換素子への太陽の映り込みがほとんどなく、太陽光の反射もほとんど感じない。
×：有機光電変換素子に太陽が映り込んでおり、太陽光の強い反射を感じる。
【０１００】
＜透明電極の透過率測定＞
島津製作所製紫外可視近赤外分光光度計ＵＶ−３６００とフィルムサンプルホルダーを用いて分光透過率を測定した。ついで、ＪＩＳ  Ｒ  ３１０６：１９９８に従って波長３８０ｎｍから９００ｎｍまでの透過率を算出した。なお、評価結果は平均値で示した。
【０１０１】
＜透明電極の表面抵抗測定＞
三菱化学アナリテック社製低抵抗率計ロレスターＧＰとＡＳＰプローブを用いて、透明電極の表面抵抗を測定した。
【０１０２】
＜有機薄膜太陽電池モジュールの変換効率の測定＞
作製した太陽電池に三永電機製作所製ソーラシュミレーターＸＥＳ−７０Ｓ１を用いてＡＭ１．５Ｇ条件の光を透明導電フィルムの面から照射強度１００ｍＷ／ｃｍ2で照射しながら電圧（Ｖ）を印加して電流密度（ｍＡ／ｃｍ2）を測定し、得られた電流・電圧曲線から最大電力（電圧×電流の最大値）を求め、次式に従って変換効率を算出した。
変換効率（％）＝最大電力÷照射光強度×１００
【０１０３】
＜有機薄膜太陽電池モジュールの明度指数のＬ*測定＞
コニカミノルタ社製分光測色計ＣＭ−５００ｄを用いて、正反射光除去モードで測定し、ＪＩＳ８７８１−４に従ってＤ６５光源１０度視野での明度指数Ｌ*を算出した。
【０１０４】
［実施例１］
＜有機光電変換素子の作製工程＞
ＰＥＮ樹脂フィルム（帝人デュポン製Ｑ６５ＦＡ、厚さ１２５μｍ）の片面に厚さ１６０ｎｍの樹脂アンダーコート層をスロットダイ塗布法により形成した。該アンダーコート層の上に、厚さ４０ｎｍのＩＴＯ薄膜層を直流スパッタリング法により形成した。ＩＴＯ薄膜層の形成には、ターゲットとして酸化スズと酸化インジウムを重量比１：９で混合焼成したものを用いた。チャンバ内の真空度が１×１０-4Ｐａ以下に到達した時点で、純度９９．９９９９質量％のアルゴンガスをチャンバ内に導入してガス圧０．６Ｐａとし、酸素を１％成膜ガス中に導入し、基板を加熱せずにスパッタリング成膜した。
【０１０５】
ついでＩＴＯ薄膜層の上に、厚さ８ｎｍの銀薄膜層を直流スパッタリング法により形成した。チャンバ内の真空度が１×１０-4Ｐａ以下に到達した時点で、純度９９．９９９９質量％のアルゴンガスをチャンバ内に導入してガス圧０．６Ｐａとし、基板を加熱せずにスパッタリング成膜した。
【０１０６】
ついで銀薄膜層の上に、上記と同様にして厚さ４０ｎｍのＩＴＯ薄膜層を形成した。
【０１０７】
ついでＩＴＯ薄膜の上に、金属酸化物層として厚さ５０ｎｍの酸化亜鉛薄膜層を直流スパッタ法により形成した。酸化亜鉛薄膜層は、ターゲットに酸化亜鉛を用いる以外はＩＴＯ薄膜層と同様の条件で成膜した。
【０１０８】
酸化亜鉛層の上に厚さ３５０ｎｍの光電変換層を形成した。具体的には、高分子有機半導体とフェニルＣ６１フラーレン酪酸メチルエステル（ＰＣＢＭ）を重量比１：３で含む混合物を、重量比４．５：４．５：１からなるキシレン、トルエン、テトラリンの混合溶液に重量濃度６％となるように溶解させた溶液をスロットダイ塗布により形成した。
【０１０９】
光電変換層の上に厚さ４００ｎｍのバッファ層を形成した。ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）とポリ（スチレンスルホン酸）との混合物を重量濃度１．５％で含む水分散液をスロットダイ塗布法で塗布した後、窒素雰囲気にあるオーブンで１２０度１０分間加熱した。
【０１１０】
バッファ層の上に厚さ４０ｎｍのＩＴＯ薄膜層、厚さ８ｎｍの銀薄膜層、及び厚さ４０ｎｍのＩＴＯ薄膜層を上記と同様の方法により、順次形成した。
【０１１１】
以上のようにして、２ｍｍ×２ｍｍのサイズの受光面積部分を有する有機薄膜太陽電池素子を得た。
【０１１２】
［比較例１］
銀薄膜層の厚さを１０ｎｍとした以外は、実施例１と同様に有機薄膜太陽電池素子を作成した。
【０１１３】
実施例１及び比較例１で得られた有機光電変換素子について、それぞれ可視光領域における光反射スペクトルを測定した。その結果を図４に示す。
【０１１４】
図４から理解できるとおり、銀薄膜層が１０ｎｍ未満である実施例１の有機光電変換素子は、銀薄膜層が１０ｎｍである比較例１の有機光電変換素子と比較して、視感度が高い５００ｎｍ〜６００ｎｍの間において反射を抑制できている。
【０１１５】
次に、実施例１及び比較例１で得られた有機光電変換素子について、それぞれ目視でぎらつきを確認したところ、実施例１で得られた有機光電変換素子は、比較例１で得られた有機光電変換素子よりもぎらつきが抑制されていた。
【０１１６】
［比較例２］
比較例１と同様にして透明電極及び有機光電変換素子を作成した。透明電極の透過率、表面抵抗、有機光電変換素子の変換効率、ぎらつき、及び透明電極側からの明度指数を測定した。
【０１１７】
［比較例３］
ＩＴＯ薄膜層の代わりに、ターゲットとして酸化亜鉛と酸化インジウムを焼成したもの（ＩＺＯ）を用いてＩＺＯ薄膜層を形成したこと以外は比較例１と同様にして透明電極及び有機光電変換素子を作成した。透明電極の透過率、表面抵抗、有機光電変換素子の変換効率、ぎらつき、及び透明電極側からの明度指数を測定した。
【０１１８】
［実施例２］
銀薄膜層の膜厚を８ｎｍにした以外は比較例２と同様にして透明電極及び有機光電変換素子を作成した。透明電極の透過率、表面抵抗、有機光電変換素子の変換効率、ぎらつき、及び透明電極側からの明度指数を測定した。
【０１１９】
［実施例３］
銀薄膜層の膜厚を６ｎｍにした以外は比較例２と同様にして透明電極及び有機光電変換素子を作成した。透明電極の透過率、表面抵抗、有機光電変換素子の変換効率、ぎらつき、及び透明電極側からの明度指数を測定した。
【０１２０】
［実施例４］
銀薄膜層の膜厚を４ｎｍにした以外は比較例２と同様にして透明電極及び有機光電変換素子を作成した。透明電極の透過率、表面抵抗、有機光電変換素子の変換効率、ぎらつき、及び透明電極側からの明度指数を測定した。
【０１２１】
［実施例５］
ＰＥＮ樹脂フィルム側のＩＺＯ薄膜層を５０ｎｍにした以外は実施例２と同様にして透明電極及び有機光電変換素子を作成した。透明電極の透過率、表面抵抗、有機光電変換素子の変換効率、ぎらつき、及び透明電極側からの明度指数を測定した。
【０１２２】
これらの測定結果を表１に示す。
【０１２３】
【表１】
2016027634.tif 000003
【０１２４】
表１から理解できるとおり、銀薄膜層が１０ｎｍ未満である実施例２〜５の有機光電変換素子は、銀薄膜層が１０ｎｍである比較例２の有機光電変換素子と比較して、透過率を向上させ、明度指数Ｌ*を小さくすることができた、すなわち、反射を抑制することができた。
【０１２５】
また、有機光電変換素子に用いられる透明電極を構成する金属薄膜層の厚さを１０ｎｍ未満とする場合、透明電極の表面抵抗が増大し変換効率は小さくなると予想されたにもかかわらず、実施例２、３及び５の有機光電変換素子は、驚くべきことに、金属薄膜層の厚さが１０ｎｍである場合よりも変換効率が大きくなった。特に、金属層の厚みを６ｎｍとした場合（実施例３）の変換効率は、比較例２と比べて１割も向上し、太陽電池素子としてより望ましいものであった。
【０１２６】
さらに、金属薄膜層が５ｎｍ未満である４ｎｍの場合（実施例４）にも、金属薄膜層が１０ｎｍである場合と同程度の変換効率であった。これは、銀の超薄膜化によるプラズモン吸収により発電に用いられる波長領域での透明電極の透過率が低くなったため、金属層の厚みを６ｎｍとした場合（実施例３）より有機半導体層に入射する光の強度が減少したためと考えられる。しかし、実施例４の有機光電変換素子は、金属薄膜層が１０ｎｍである場合と同程度の変換効率であることから、太陽電池素子としては望ましいものであった。
【０１２７】
なお、実施例１の有機光電変換素子についても、ＩＴＯとＩＺＯとの差異は酸化インジウムに対するドーパントが錫か亜鉛かの違いであり透明性や導電性に関して実質的な差異はなく、実質的な差異点は銀薄膜層の厚さであるため、実施例２〜５の有機光電変換素子と同様に透過率を向上させ、明度指数Ｌ＊を小さくすることができると共に、金属薄膜層の厚さが１０ｎｍである場合よりも変換効率が大きくなるものと考えられる。
【０１２８】
次に、実施例２〜５及び比較例２〜３で得られた有機光電変換素子について、それぞれ目視でぎらつきを確認したところ、実施例２〜５で得られた有機光電変換素子は、比較例２〜３で得られた有機光電変換素子よりもぎらつきが抑制されていた。特に、金属層の厚みを６ｎｍとした場合（実施例３）のぎらつきは、実施例２、３及び５と比べてもさらにぎらつきが抑制されており、太陽電池素子として望ましいものとなった。
【０１２９】
なお、比較例２及び３で得られた有機光電変換素子は、比較例１で得られた有機光電変換素子と同程度のぎらつきを有していた。
【符号の説明】
【０１３０】
１００    透明基板
２００    透明電極
２１０    透明導電薄膜層
２２０    金属薄膜層
２３０    透明導電薄膜層
３００    有機半導体層
３１０    バッファ層（電子取り出し層）
３２０    活性層
３３０    バッファ層（正孔取り出し層）
４００    対向電極
１ 耐候性保護フィルム
２ 紫外線カットフィルム
３、９ ガスバリアフィルム
４、８ ゲッター材フィルム
５、７ 封止材
６ 有機光電変換素子
１０ バックシート
１１ シール材
１２ 基材
１３ 太陽電池パネル
１４ 薄膜太陽電池モジュール
【図１】
2016027634.tif 000004
【図２】
2016027634.tif 000005
【図３】
2016027634.tif 000006
【図４】
2016027634.tif 000007