(57)【要約】【課題】耐久性を向上させ、かつ、光を有効利用して効率を向上させる、有機太陽電池モジュールおよびその製造方法、並びに電子機器を提供する。【解決手段】基板１０上に設けられた有機太陽電池セル１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃと、前記有機太陽電池セル１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃを覆うように配置されたフッ素樹脂層１４と、前記フッ素樹脂層１４の上に前記フッ素樹脂層１４を覆うように配置された高屈折率樹脂層１５とを備え、前記フッ素樹脂層１４は、屈折率１．０以上１．５以下であり、前記高屈折率樹脂層１５は、屈折率１．３以上４．０以下であり、前記高屈折率樹脂層１５の屈折率は、前記フッ素樹脂層１４の屈折率よりも大きいことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に設けられた有機太陽電池セルと、
前記有機太陽電池セルを覆うように配置されたフッ素樹脂層と、
前記フッ素樹脂層の上に前記フッ素樹脂層を覆うように配置された高屈折率樹脂層とを備え、
前記フッ素樹脂層は、屈折率１．０以上１．５以下であり、
前記高屈折率樹脂層は、屈折率１．３以上４．０以下であり、
前記高屈折率樹脂層の屈折率は、前記フッ素樹脂層の屈折率よりも大きい
ことを特徴とする有機太陽電池モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の有機太陽電池モジュールにおいて、
前記フッ素樹脂層は、膜厚５０ｎｍ以上１０μｍ以下である
ことを特徴とする有機太陽電池モジュール。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の有機太陽電池モジュールにおいて、
前記高屈折率樹脂層は、膜厚１μｍ以上１ｍｍ以下である
ことを特徴とする有機太陽電池モジュール。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の有機太陽電池モジュールにおいて、
前記フッ素樹脂層と前記高屈折率樹脂層との間に、金属ナノ粒子層を更に備えた
ことを特徴とする有機太陽電池モジュール。
【請求項５】
請求項４に記載の有機太陽電池モジュールにおいて、
前記金属ナノ粒子層を構成する金属ナノ粒子は、その粒径が２ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である
ことを特徴とする有機太陽電池モジュール。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の有機太陽電池モジュールにおいて、
前記金属ナノ粒子層を構成する金属ナノ粒子は、Ａｇナノ粒子、Ｃｕナノ粒子、Ａｕナノ粒子、ＩＴＯナノ粒子、ＺｎＯナノ粒子、およびＰｄナノ粒子の少なくともいずれか一種である
ことを特徴とする有機太陽電池モジュール。
【請求項７】
請求項４から請求項６までのいずれか１項に記載の有機太陽電池モジュールにおいて、
前記金属ナノ粒子層は、膜厚１μｍ以上１ｍｍ以下である
ことを特徴とする有機太陽電池モジュール。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の有機太陽電池モジュールにおいて、
該有機太陽電池モジュールは、室内用である
ことを特徴とする有機太陽電池モジュール。
【請求項９】
基板上に設けられた有機太陽電池セルを覆うように、屈折率１．０以上１．５以下のフッ素樹脂層を塗布法により形成するフッ素樹脂層形成工程と、
前記フッ素樹脂層の上に前記フッ素樹脂層を覆うように、屈折率１．３以上４．０以下であって、前記フッ素樹脂層より高い屈折率を有する高屈折率樹脂層を塗布法により形成する高屈折率樹脂層形成工程と
を備えたことを特徴とする有機太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の有機太陽電池モジュールの製造方法において、
前記フッ素樹脂層形成工程と前記高屈折率樹脂層形成工程との間に、金属ナノ粒子層を塗布法により形成する金属ナノ粒子層形成工程を更に備えた
ことを特徴とする有機太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１１】
請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の有機太陽電池モジュールを備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機太陽電池モジュールおよびその製造方法、並びに電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機太陽電池モジュールは、安価で毒性が低く、原材料不足の懸念もないことから、シリコン系太陽電池モジュールに次ぐ次世代の太陽電池モジュールとして大変注目を集めている。
【０００３】
有機太陽電池モジュールとして、例えば特許文献１には、基板と、前記基板上に配置された第１電極層と、前記第１電極層上に配置された正孔輸送層と、前記正孔輸送層上に配置されたバルクヘテロ接合有機活性層と、前記バルクヘテロ接合有機活性層上に配置された第２電極層と、前記第２電極層上に配置されたＳｉＮやＳｉＯＮ等からなるパッシベーション層と、前記パッシベーション層上に配置されたカラー化バリア層と、前記カラー化バリア層上に配置されたバックシートパッシベーション層とを備える有機薄膜太陽電池が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１９２１８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、有機太陽電池は、他の方式の太陽電池と比較して、光電変換効率や耐久性が極端に低いことが課題となっている。
【０００６】
本発明は、耐久性を向上させ、かつ、光を有効利用して効率を向上させる、有機太陽電池モジュールおよびその製造方法、並びに電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、基板上に設けられた有機太陽電池セルと、前記有機太陽電池セルを覆うように配置されたフッ素樹脂層と、前記フッ素樹脂層の上に前記フッ素樹脂層を覆うように配置された高屈折率樹脂層とを備え、前記フッ素樹脂層は、屈折率１．０以上１．５以下であり、前記高屈折率樹脂層は、屈折率１．３以上４．０以下であり、前記高屈折率樹脂層の屈折率は、前記フッ素樹脂層の屈折率よりも大きい有機太陽電池モジュールが提供される。
【０００８】
本発明の一態様によれば、基板上に設けられた有機太陽電池セルを覆うように、屈折率１．０以上１．５以下のフッ素樹脂層を塗布法により形成するフッ素樹脂層形成工程と、前記フッ素樹脂層の上に前記フッ素樹脂層を覆うように、屈折率１．３以上４．０以下であって、前記フッ素樹脂層より高い屈折率を有する高屈折率樹脂層を塗布法により形成する高屈折率樹脂層形成工程とを備えた有機太陽電池モジュールの製造方法が提供される。
【０００９】
本発明の一態様によれば、前述の本発明の一態様に係る有機太陽電池モジュールを備える電子機器が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一態様によれば、耐久性を向上させ、かつ、光を有効利用して効率を向上させる、有機太陽電池モジュールおよびその製造方法、並びに電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第一実施形態における有機太陽電池モジュールの概略図である。
【図２】第二実施形態における有機太陽電池モジュールの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜第一実施形態＞
（有機太陽電池モジュール）
図１は、第一実施形態における有機太陽電池モジュールの概略図である。
第一実施形態の有機太陽電池モジュール１は、基板１０上に並置された第一の有機太陽電池セル１００Ａ、第二の有機太陽電池セル１００Ｂおよび第三の有機太陽電池セル１００Ｃを備えている。
第一の有機太陽電池セル１００Ａは、第一電極層１１Ａ、有機層１２Ａおよび第二電極層１３Ａを、この順に積層した構造を有している。また、第二の有機太陽電池セル１００Ｂは、第一の有機太陽電池セル１００Ａの構造と同様に、第一電極層１１Ｂ、有機層１２Ｂおよび第二電極層１３Ｂを、この順に積層した構造を有している。第三の有機太陽電池セル１００Ｃも、第一の有機太陽電池セル１００Ａの構造と同様に、第一電極層１１Ｃ、有機層１２Ｃおよび第二電極層１３Ｃを、この順に積層した構造を有している。
本実施形態において、第一の有機太陽電池セル１００Ａの第二電極層１３Ａおよび第二の有機太陽電池セル１００Ｂの第一電極層１１Ｂは電気的に接続しており、第二の有機太陽電池セル１００Ｂの第二電極層１３Ｂおよび第三の有機太陽電池セル１００Ｃの第一電極層１１Ｃも電気的に接続されている。第一電極層と第二電極層は互いに極性が異なるので、第一の有機太陽電池セル１００Ａ、第二の有機太陽電池セル１００Ｂおよび第三の有機太陽電池セル１００Ｃは直列に接続されている。
なお、本実施形態では、直列接続した有機太陽電池セルが２以上あればよく、図１では第一の有機太陽電池セル１００Ａ、第二の有機太陽電池セル１００Ｂおよび第三の有機太陽電池セル１００Ｃの３つを示したが、有機太陽電池セルの数は３つに限定されない。
【００１３】
本実施形態の有機太陽電池モジュール１は、有機太陽電池セル１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃを覆うように配置されたフッ素樹脂層１４と、フッ素樹脂層１４の上に、このフッ素樹脂層１４を覆うように配置された高屈折率樹脂層１５とを備えている。
以下、本発明の有機太陽電池モジュールを構成する基板１０、有機太陽電池セル１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ、フッ素樹脂層１４、および高屈折率樹脂層１５の各部材について説明する。
【００１４】
（基板）
本発明の有機薄膜太陽電池は、通常、基板上に形成される。該基板は、機械的、熱的強度を有し、透明性を有するものが好ましい。例えば、ガラス基板及び透明性樹脂フィルムがある。透明性樹脂フィルムとしては、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリメチルメタアクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリサルホン、ポリエーテルサルフォン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ポリビニルフルオライド、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリプロピレン等が挙げられる。
不透明な基板の場合には、反対の電極（即ち、基板から遠い方の電極）が透明電極又は半透明電極であることが好ましい。
【００１５】
（有機太陽電池セル）
有機太陽電池セル１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃは、第一電極層１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ、有機層１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃおよび第二電極層１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃを、この順に積層した構造を有している。
なお、以下の説明では、第一の有機太陽電池セル１００Ａの各部材について説明し、第二の有機太陽電池セル１００Ｂおよび第三の有機太陽電池セル１００Ｃの各部材については、その説明を省略する。
【００１６】
（セル構成）および（有機層）
本発明の有機薄膜太陽電池は下記のいずれかの構成としてもよい。
すなわち上記有機層をバルクヘテロ接合有機活性層を中心として正孔輸送層、ｐ層、ｎ層、電子輸送層に層を分割して機能分離をしてもよい。ここで「ｐ層」とは、バルクヘテロ接合有機活性層に用いられるｐ型の発電材料を含む層であり、「ｎ層」とは同じく、ｎ型の発電材料を含む層である。これらを用いて、セル構成全体を電極層と共に以下に記載する。
（１）第一電極層／バルクヘテロ接合有機活性層／第二電極層
（２）第一電極層／ｐ層／バルクヘテロ接合有機活性層／ｎ層／第二電極層
（３）第一電極層／ｐ層／バルクヘテロ接合有機活性層／第二電極層
（４）第一電極層／バルクヘテロ接合有機活性層／ｎ層／第二電極層
上記（２）の層構成において、ｐ層とｎ層を置換してもよい。
また、上記（１）、（２）、（３）の層構成において、必要に応じて電極層と有機層の間に正孔輸送層や電子輸送層を設けてもよい。例えば具体例として、上記（１）の層構成に正孔輸送層や電子輸送層を設け、下記（５）〜（７）の層構成としてもよい。
（５）第一電極層／正孔輸送層／バルクヘテロ接合有機活性層／第二電極層
（６）第一電極層／バルクヘテロ接合有機活性層／電子輸送層／第二電極層
（７）第一電極層／正孔輸送層／バルクヘテロ接合有機活性層／電子輸送層／第二電極層
ここで、正孔輸送層や電子輸送層には、後述のように無機材料を用いてもよい。
【００１７】
（第一電極層）
本実施形態の第一電極層１１Ａは、基板１０上に形成される。
本実施形態の第一電極層１１Ａとしては、例えば、アノード電極層および透明電極層等が挙げられる。第一電極層１１Ａを形成する材料は、導電性材料であれば特に限定されず、白金、金、銀、ニッケル、クロム、銅、鉄、錫、アンチモン、タンタル、インジウム、パラジウム、テルル、レニウム、イリジウム、アルミニウム、ルテニウム、ゲルマニウム、モリブデン、タングステン、酸化スズ・アンチモン、酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化亜鉛、亜鉛、炭素、グラファイト、グラッシーカーボン、銀ペーストおよびカーボンペースト、リチウム、ベリリウム、ナトリウム、マグネシウム、カリウム、カルシウム、スカンジウム、チタン、マンガン、ジルコニウム、ガリウム、ニオブ、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム混合物、リチウム／アルミニウム混合物等が挙げられる。
【００１８】
第一電極層１１Ａの膜厚は、電流の導通さえあれば特に制限はないが、好ましくは５ｎｍ以上５０μｍ以下、より好ましくは５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲である。上記好ましい範囲内であれば、導電性を付与しかつ、短時間に成膜することができる。また透明電極としても透明性を確保できる。
【００１９】
第一電極層１１Ａは、上記の導電性材料を含む、溶液、ペースト、インク、および分散液等の流動性電極材料を用いて形成することができる。これらの中でも、導電性ポリマー、または白金、金、銀、もしくは銅を含有する金属微粒子を含む流動性電極材料が好ましい。金属微粒子を含有する分散物としては、例えば、公知の導電性ペースト等を用いてもよいが、通常粒子径が０．５ｎｍ以上５０ｎｍ以下、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の金属微粒子を含有する分散物であると好ましい。この金属微粒子の材料としては、例えば、白金、金、銀、ニッケル、クロム、銅、鉄、錫、アンチモン、鉛、タンタル、インジウム、パラジウム、テルル、レニウム、イリジウム、アルミニウム、ルテニウム、ゲルマニウム、モリブデン、タングステン、亜鉛等を用いることができる。これらの金属微粒子を、主に有機材料からなる分散安定剤を用いて、水や任意の有機溶媒である分散媒中に分散した分散物を用いて電極を形成するのが好ましい。このような金属微粒子の分散物の製造方法としては、ガス中蒸発法、スパッタリング法、金属蒸気合成法等の物理的生成法、並びに、コロイド法および共沈法等の、液相で金属イオンを還元して金属微粒子を生成する化学的生成法等が挙げられる。好ましくは、コロイド法またはガス中蒸発法により製造された金属微粒子の分散物である。
【００２０】
これらの金属微粒子分散物を用いて直接インクジェット法によりパターニングしてもよく、塗工膜からリソグラフやレーザーアブレーション等により形成してもよい。また凸版、凹版、平版、スクリーン印刷等の印刷法でパターニングする方法も用いることができる。前記電極を成形し、溶媒を乾燥させた後、必要に応じて１００℃以上３００℃以下、好ましくは１５０℃以上２００℃以下の範囲で形状様に加熱することにより、金属微粒子を熱融着させ、目的の形状を有する電極パターンを形成できる。
【００２１】
更に、第一電極層１１Ａの別の材料として、ドーピング等で導電率を向上させた公知の導電性ポリマーを用いることも好ましく、例えば、導電性ポリアニリン、導電性ポリピロール、導電性ポリチオフェン（ポリ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の錯体等）、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）とポリスチレンスルホン酸の錯体等も好適に用いられる。これらの形成方法もインクジェット法によりパターニングしてもよく、塗工膜からリソグラフやレーザーアブレーション等により形成してもよい。また凸版、凹版、平版、スクリーン印刷等の印刷法でパターニングする方法も用いることができる。
【００２２】
本実施形態の有機層１２Ａは、基板１０および第一電極層１１Ａ上に形成される。本実施形態では、有機層１２Ａとして正孔輸送層およびバルクヘテロ接合有機活性層を形成する。
【００２３】
〔正孔輸送層〕
正孔輸送層を形成する材料としては、高分子化合物であればポリ（３，４−エチレンジオキシ）チオフェン：ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）、ポリアニリン：カンファースルホン酸（ＰＡＮＩ：ＣＳＡ）等に代表される公知の導電性高分子等が挙げられる。また、無機半導体化合物を用いてもよく、ｐ−Ｓｉ、ｎ−Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＣｄＳ、ＰｂＳ、ＣｄＴｅ、ＳｉＣ、ＣｄＳｅ、ＩｎＰ、Ｎｂ２Ｏ５、ＷＯ３、Ｆｅ２Ｏ３等のドーピング半導体及び化合物半導体、また、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化モリブデン（ＭｏＯ３）等の導電性酸化物が挙げられる。
正孔輸送層の膜厚は、通常の膜厚は１ｎｍから１０μｍの範囲が適しているが、５ｎｍから０．２μｍの範囲がさらに好ましい。
本実施形態において、正孔輸送層は、大気圧プラズマ法等のドライプロセスや、スプレーコート法、スピンコート法、ブレードコート法、ディップコート法、キャスト法、ロールコート法、バーコート法、およびダイコート法等の塗布による方法、印刷およびインクジェット、スクリーン印刷法、メニスカス塗布法、グラビア、グラビアオフセット法、フレキソ印刷法、反転印刷法等のパターニングによる方法等のウェットプロセスが挙げられ、材料に応じて使用できる。これらの中でも、ダイコート法やスクリーン印刷法、インクジェット法、メニスカス塗布法が好ましく用いられる。
【００２４】
〔バルクヘテロ接合有機活性層〕
バルクへテロ接合有機活性層は、正孔輸送層上に形成される。
バルクへテロ接合有機活性層は、ｐ型有機活性層領域とｎ型有機活性層領域が混在し、複雑なバルクへテロｐｎ接合を形成している。ここで、ｐ型有機活性層領域は、例えば、Ｐ３ＨＴ（ｐｏｌｙ（３−ｈｅｘｙｌｔｈｉｏｐｈｅｎｅ−２，５ｄｉｙｌ））で形成され、ｎ型有機活性層領域は、例えば、ＰＣＢＭ（６，６−ｐｈｅｎｙｌ−Ｃ６１−ｂｕｔｙｒｉｃ  ａｃｉｄ  ｍｅｔｈｙｌ  ｅｓｔｅｒ）で形成されている。
【００２５】
バルクヘテロ接合有機活性層の膜厚は、通常１ｎｍ〜１００μｍであり、好ましくは２ｎｍ〜１０００ｎｍであり、より好ましくは５ｎｍ〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは２０ｎｍ〜２００ｎｍである。この範囲内であれば、効率よく発電することができる。
有機層としてのバルクヘテロ接合有機活性層の形成方法については、前記した正孔輸送層の形成方法と同様の方法等を、材料に応じて使用できる。
本実施形態において、有機層としてのバルクヘテロ接合有機活性層の形成も、上記と同様の理由により、ダイコート法やスクリーン印刷法、インクジェット法、メニスカス塗布法が好ましく用いられる。
【００２６】
（電子輸送層）
電子輸送層に好ましい化合物としては、膜厚を厚くしても短絡電流が低下しないようにキャリア移動度が充分に高い化合物が好ましい。例えば、低分子化合物であれば下記に示すＮＴＣＤＡに代表される芳香族環状酸無水物等が挙げられ、また、有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）用途で公知な正孔障壁層用材料、イオン化ポテンシャルが充分に大きい化合物が挙げられる。具体的には、有機ＥＬ素子用途で公知な材料であるバソクプロイン（ＢＣＰ）、バソフェナントロリン（ＢＰｈｅｎ）等が陰極側の正孔障壁層材料として挙げられる。また、無機半導体化合物を用いてもよく、ｎ−Ｓｉ、ｎ−ＧａＡｓ、ｎ−ＣｄＳ、ＰｂＳ、ＣｄＴｅ、ＳｉＣ、ＣｄＳｅ、ＩｎＰ、ＷＯ３、Ｆｅ２Ｏ３等のドーピング半導体及び化合物半導体、また、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、一酸化チタン（ＴｉＯ）、三酸化二チタン（Ｔｉ２Ｏ３）等の酸化チタン、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、Ａｌドープ酸化亜鉛ＡＺＯ等の導電性酸化物が挙げられる。
【００２７】
（第二電極層）
本実施形態の第二電極層１３Ａは、基板１０および有機層１２Ａの上に形成され、かつ、隣接する有機太陽電池セルの第一電極層と導通するように形成される。
本実施形態の第二電極層１３Ａとしては、例えば、カソード電極層等が挙げられる。第二電極層１３Ａを形成する材料としては、例えば、銀、銅、アルミニウム、タングステン、モリブデン、マンガン、およびマグネシウム等の金属が挙げられる。
【００２８】
第二電極層１３Ａの膜厚は、電流の導通さえあれば特に制限はないが、好ましくは５ｎｍ以上５０μｍ以下、より好ましくは５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲である。上記好ましい範囲内であれば、導電性を付与しかつ、短時間に成膜することができる。また透明電極としても透明性を確保できる。
第二電極層１３Ａの形成方法としては、真空加熱蒸着法、およびスクリーン印刷等の印刷法等が挙げられる。
【００２９】
（フッ素樹脂層）
本実施形態のフッ素樹脂層１４は、有機太陽電池セル１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃを覆うように配置されている。
フッ素樹脂層１４を備えることで、後述する高屈折率樹脂層１５に含まれる有機溶剤などから、有機太陽電池セル１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃを保護できるため、有機太陽電池モジュールの耐久性が向上する。
フッ素樹脂層１４の屈折率は、１．０以上１．５以下である。また、フッ素樹脂層１４は、後述する高屈折率樹脂層１５の屈折率よりも小さくなるように設定されている。低屈折率のフッ素樹脂層１４を備えることによって、光閉じ込め効果が期待できる。
なお、このような観点からは、フッ素樹脂層１４の屈折率は、１．０以上１．４以下がより好ましく、１．０以上１．３以下が更に好ましい。
また、フッ素樹脂の入手し易さの観点からは、フッ素樹脂層１４の屈折率は、１．２以上１．５以下がより好ましく、１．３以上１．５以下が更に好ましい。
【００３０】
フッ素樹脂層１４を構成するフッ素樹脂は、アモルファスフッ素樹脂（ＣＹＴＯＰ、旭硝子社製）（屈折率１．３４）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）（屈折率１．３５）、四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合（ＰＦＡ）（屈折率１．３５）、ポリ（アクリル酸1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロイソプロピル）（屈折率１．３７５）、ポリ（アクリル酸2,2,3,3,4,4,4-ヘプタフルオロブチル）（屈折率１．３７７）、ポリ（メタクリル酸2,2,3,3,4,4,4-ヘプタフルオロブチル）（屈折率１．３８３）、ポリ（アクリル酸2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピル）（屈折率１．３８９）、ポリ（メタクリル酸1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロイソプロピル）（屈折率１．３９０）、ポリ（アクリル酸2,2,3,4,4,4-ヘキサフルオロブチル）（屈折率１．３９４）、ポリ（メタクリル酸2,2,3,4,4,4-ヘキサフルオロブチル）（屈折率１．３６１）、ポリ（メタクリル酸2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピル）（屈折率１．３９５）、ポリ（アクリル酸2,2,2-トリフルオロエチル）（屈折率１．４１１）、ポリ（アクリル酸2,2,3,3-テトラフルオロプロピル）（屈折率１．４１５）、ポリ（メタクリル酸2,2,3,3-テトラフルオロプロピル）（屈折率１．４１７）、ポリ（メタクリル酸2,2,2-トリフルオロエチル）（屈折率１．４１８）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）（屈折率１．４２）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）（屈折率１．４２）、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）（屈折率１．３４）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）（屈折率１．３３）、エチレン・四フッ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）（屈折率１．４２）、四フッ化エチレン−ビニル（ゼッフルＧＫ、ダイキン工業社製）（屈折率１．４０）、アモルファスフロロポリマー（テフロン（登録商標）ＡＦ、デュポン社製、ＡＦ１６００（屈折率１．３１）、ＡＦ２４００（屈折率１．２９））等が挙げられる。
上記の組成物であって、かつ屈折率が１．０以上１．５以下であれば本実施形態のフッ素樹脂として使用可能である。
【００３１】
フッ素樹脂層１４の膜厚は、５０ｎｍ以上１０μｍ以下が好ましく、２００ｎｍ以上５μｍ以下がより好ましい。
フッ素樹脂層１４の形成方法としては、キャスト法、スピンコート法、ディップコート法、スリットコート法、マイクログラビアコート法、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、圧延法、圧着法などが挙げられる。
【００３２】
（高屈折率樹脂層）
本実施形態の高屈折率樹脂層１５は、上記フッ素樹脂層１４の上に、フッ素樹脂層１４を覆うように配置されている。
高屈折率樹脂層１５を備えることで、有機太陽電池セル１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃが封止されるため、有機太陽電池モジュールの耐久性が向上する。
高屈折率樹脂層１５の屈折率は、１．３以上４．０以下であり、１．５以上４．０以下が好ましく、１．５以上３．５以下がより好ましく、１．６以上３．０以下が更に好ましい。また、高屈折率樹脂層１５は、上記フッ素樹脂層１４の屈折率よりも大きくなるように設定されている。上記高屈折率を有する高屈折率樹脂層１５を備えることによって、低屈折率のフッ素樹脂層１４との屈折率差による光閉じ込め効果が期待できる。
【００３３】
高屈折率樹脂層１５を構成する高屈折率樹脂について、以下に例示する。
具体的には、ジルコニウムアクリレート（屈折率１．５３）、ジルコニウムカルボキシエチルアクリレートのｎ−プロパノール溶液（屈折率１．５４）、ハフニウムカルボキシエチルアクリレートの１−ブタノール溶液（屈折率１．５５）、ジルコニウムブロモノルボルナンラクトンカルボキシレートトリアクリレート（屈折率１．５７）が挙げられる。
【００３４】
また、ポリ（メタクリル酸ペンタブロモフェニル）（屈折率１．７１０）、ポリ（アクリル酸ペンタブロモフェニル）（屈折率１．６１）、ポリ（メタクリル酸ペンタブロモベンジル）（屈折率１．７１０）、ポリ（アクリル酸ペンタブロモベンジル）（屈折率１．６７０）、ポリ（メタクリル酸2,4,6-トリブロモフェニル）（屈折率１．６６０）、ポリ（フェニルビニルスルフィド）（屈折率１．６５７）、ポリ（メタクリル酸1-ナフチル）（屈折率１．６４１）、ポリ（2-ビニルチオフェン）（屈折率１．６３８）、ポリ（2,6-ジクロロスチレン）（屈折率１．６２５）、ポリ（N-ビニルフタルイミド）（屈折率１．６２０）、ポリ（2-クロロスチレン）（屈折率１．６１０）等が挙げられる。
【００３５】
また、エビスルフイド系樹脂（屈折率１．７４、１．７０）、チオオウレタン系樹脂（屈折率１．６７、１．６０）、（ポリエステル）メタクリレート（屈折率１．６０）、ポリカーボネート（屈折率１．５９）、（ウレタン）メタクリレート（屈折率１．５６）、（エポキシ）メタクリレート（屈折率１．５６）、ジアリルカーボネート（屈折率１．５６）、ジアリルフタレート（ＤＡＰ）系樹脂（屈折率１．５５）が挙げられる。
【００３６】
以下の表１に示すポリメタクリレートのうち、屈折率１．５以上のもの。
【００３７】
【表１】
2016136603.tif 000003
【００３８】
ポリカーボネート（ＰＣ）（屈折率１．５９）、ポリスチレン（ＰＳ）（屈折率１．５９）、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート樹脂（ＣＲ−３９）（屈折率１．５０）、アクリロニトリルスチレン樹脂（ＡＳ樹脂）（屈折率１．５７）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）（屈折率１．５５）、ポリメタクリル酸シクロヘキシル（ＰＣＨＭＡ）（屈折率１．５０７）、ポリメタクリルスチレン（ＭＳ樹脂）（屈折率１．５６２）、ポリ−４−メチルペンテン−１（屈折率１．４６６）が挙げられる。
【００３９】
また、脂環式アクリル樹脂（日立化成社製、オプトレッツＯＺ−１０００、ＯＺ−１１００、ＯＺ−１３１０、ＯＺ−１３３０）（屈折率１．５００、１．５０２、１．５０６、１．５０９）、脂環式オレフィン（三井化学社製；ＡＰＥＬ、日本ゼオン社製；ＺＥＯＮＥＸ、ＪＳＲ社製；ＡＲＴＯＮ）（屈折率１．５４、１．５３、１．５１）が挙げられる。
また、硫黄含有置換基（チオエーテル、スルホン、チオフェン、チアジアゾール、チアントレン等）を有する高分子。具体的には、下記式（１）に示す高屈折率な含硫黄ポリイミド（屈折率１．７２）、下記式（２）に示すハロゲン含有ポリメタクリレート（屈折率１．６７〜１．７７）、下記式（３）に示すポリフォスフォネート（屈折率１．６７〜１．７７）、下記式（４）に示すリン含有スペーサーとフェニル側鎖を有するポリフェロセン（屈折率１．７４、１．７２）など。
【００４０】
【化１】
2016136603.tif 000004
【００４１】
【化２】
2016136603.tif 000005
【００４２】
【化３】
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【００４３】
【化４】
2016136603.tif 000007
【００４４】
エポキシ樹脂系接着剤（屈折率１．５５〜１．６１）、フェノール樹脂（屈折率１．５８〜１．６６）、メラミン樹脂（屈折率１．６０）、ポリイミド樹脂（屈折率１．６〜１．６７）、ＬＵＣＥＲＡ（ＪＳＲ社製）（屈折率１．６７）、フェニルシリコーン樹脂（信越シリコーン社製；ＫＥＲ６０００，ＫＥＲ６１００）（屈折率１．５３）、（信越シリコーン社製；ＡＳＰ１０１０、ＡＳＰ１０２０）（屈折率１．５８、１．５７）
【００４５】
高屈折率樹脂層１５の膜厚は、１μｍ以上１ｍｍ以下が好ましく、２μｍ以上２０μｍ以下がより好ましい。
高屈折率樹脂層１５の形成方法としては、キャスト法、スピンコート法、ディップコート法、スリットコート法、マイクログラビアコート法、スクリーン印刷法、グラビア印刷法などが挙げられる。
【００４６】
また、高屈折率樹脂層１５は、層中に高屈折無機微粒子を含有させ、層全体として高屈折率化することで形成してもよい。
層中に含有させる高屈折無機微粒子としては、酸化チタン（屈折率２．５）、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム（屈折率２．０）、酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）（屈折率２．２）、酸化クロム（屈折率２．５）、酸化アルミニウム（屈折率２．２）、ＳｉＣ（屈折率２．６）、酸化バリウム（屈折率１．９）、酸化ベリリウム（屈折率１．７２５）、酸化カドミウム（屈折率２．４９）、酸化カルシウム（屈折率１．８）、硫化マグネシウム（屈折率２．２）、硫化Ｍｎ（屈折率２．７）、ＺｎＳ（屈折率２．３５）などが挙げられる。
このうち、屈折率２．０以上の高屈折無機微粒子を樹脂層に混合することが更に好ましい。
【００４７】
本実施形態によれば、フッ素樹脂層１４を備えることで、高屈折率樹脂層１５に含まれる有機溶剤などから、有機太陽電池セル１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃを保護できるため、有機太陽電池モジュール１の耐久性が向上する。
また、フッ素樹脂層１４の屈折率は、１．０以上１．５以下であり、フッ素樹脂層１４は、高屈折率樹脂層１５の屈折率よりも小さくなるように設定されている。このような低屈折率のフッ素樹脂層１４を備えることによって、光閉じ込め効果が期待できる。
また、高屈折率樹脂層１５を備えることで、有機太陽電池セル１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃが封止されるため、有機太陽電池モジュールの耐久性が向上する。
また、高屈折率樹脂層１５は、上記フッ素樹脂層１４の屈折率よりも大きくなるように設定されている。上記高屈折率を有する高屈折率樹脂層１５を備えることによって、低屈折率のフッ素樹脂層１４との屈折率差による光閉じ込め効果が期待できる。
このように、光を有効利用して効率を向上させる効果が得られ、かつ簡易に封止効果が得られるため、本実施形態の有機太陽電池モジュールは、室内用の有機太陽電池モジュールとして、好適に用いられる。
【００４８】
（有機太陽電池モジュールの製造方法）
本実施形態の有機太陽電池モジュールの製造方法は、図１に示すように、基板１０上に設けられた有機太陽電池セル１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃを覆うように、屈折率１．０以上１．５以下のフッ素樹脂層１４を塗布法により形成するフッ素樹脂層形成工程と、前記フッ素樹脂層１４の上に前記フッ素樹脂層１４を覆うように、屈折率１．３以上４．０以下であって、前記フッ素樹脂層１４より高い屈折率を有する高屈折率樹脂層１５を塗布法により形成する高屈折率樹脂層形成工程とを備えている。
なお、有機太陽電池セル１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃについては、特に制限はなく、既知の手法を用いて製造できる。
本実施形態によれば、有機太陽電池モジュールのフッ素樹脂層１４および高屈折率樹脂層１５を塗布法により形成する。真空蒸着などの高価な設備を使用することなく、フッ素樹脂層１４および高屈折率樹脂層１５を形成可能なため、製造コストを低減でき、上記本実施形態の有機太陽電池モジュールを好適に製造できる。
【００４９】
（電子機器）
本実施形態に係る電子機器は、上述の本発明の一態様に係る有機太陽電池モジュールを備えている。
本実施形態に係る電子機器としては、例えば、電子計算機、携帯電話、モバイル電子機器、非常用電源、各種センサー、時計、リモコン等が挙げられる。
【００５０】
＜第二実施形態＞
次に、第二実施形態について図２を用いて説明する。
図２は、第二実施形態における有機太陽電池モジュールの概略図である。
第二実施形態における有機太陽電池モジュール１Ａは、フッ素樹脂層１４と高屈折率樹脂層１５との間に金属ナノ粒子層１６を備える。それ以外の構成は上記第一実施形態の有機太陽電池モジュール１と同じであるので説明を省略する。
【００５１】
［金属ナノ粒子層］
金属ナノ粒子層１６を構成する金属ナノ粒子としては、Ａｇナノ粒子、Ｃｕナノ粒子、Ａｕナノ粒子、ＩＴＯナノ粒子、ＺｎＯナノ粒子、およびＰｄナノ粒子の少なくともいずれか一種が好ましい。
金属ナノ粒子の粒径は、好ましくは２ｎｍ以上１０００ｎｍ以下、より好ましくは５ｎｍ以上２００ｎｍ以下、更に好ましくは１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。
金属ナノ粒子層１６は、金属ナノ粒子層形成工程において、上記金属ナノ粒子を含有させた樹脂を塗布し、熱硬化、或いは光硬化によって形成することが好ましい。金属ナノ粒子層形成工程は、フッ素樹脂層形成工程と高屈折率樹脂層形成工程との間に実施することが好ましい。上記樹脂は、屈折率１．５〜４．０であればよく、上記高屈折率樹脂層１５で説明した樹脂を使用することができる。
金属ナノ粒子層１６の膜厚は１μｍ以上１ｍｍ以下が好ましい。
【００５２】
本実施形態によれば、フッ素樹脂層１４と高屈折率樹脂層１５との間に金属ナノ粒子層１６を備えることで、金属ナノ粒子層１６に光が入射したときに、プラズモン反射による光閉じ込め効果が得られるので、更なる効率の向上が期待できる。
また、金属ナノ粒子層１６は、有機太陽電池モジュール１Ａの外部から酸素や水が浸入したときに、酸素や水を捕獲するゲッター材としても作用する。
【００５３】
［変形例］
本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、高屈折率樹脂層１５の上に、樹脂フィルムやガラス板などを設置してもよい。この場合、高屈折率樹脂層１５に接着剤成分を含有させることで、高屈折率樹脂層１５に接着機能を持たせてもよい。
その他、本発明の実施の際の具体的な手順、および構造等は本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１…有機太陽電池モジュール、１０…基板、１００Ａ…第一の有機太陽電池セル、１００Ｂ…第二の有機太陽電池セル、１００Ｃ…第三の有機太陽電池セル、１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ…第一電極層、１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ…有機層、１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ…第二電極層、１４…フッ素樹脂層、１５…高屈折率樹脂層、１６…金属ナノ粒子層、１Ａ…有機太陽電池モジュール。
【図１】
2016136603.tif 000008
【図２】
2016136603.tif 000009