(57)【要約】【課題】簡単な構成としながら開放電圧を向上させること。【解決手段】有機太陽電池１は、基板上に形成された第１電極３と、その第１電極３上に形成されており、モリブデン酸化物を材質とするｐ型半導体層５ａ及び、電子受容性有機半導体を材質とするｎ型半導体層５ｂを有する光電変換層５と、その光電変換層５上に形成されており第１電極３と対をなす第２電極７と、を有する。このようにすると、有機太陽電池１は、第１電極３と第２電極７との間の開放電圧を従来よりも向上させることができる。【選択図】図１
2009231610.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成された第１電極と、
前記第１電極上に形成されており、モリブデン酸化物を材質とするｐ型半導体層及び、電子受容性有機半導体を材質とするｎ型半導体層を有する光電変換層と、
前記光電変換層上に形成されており前記第１電極と対をなす第２電極と
を有することを特徴とする有機太陽電池。
【請求項２】
請求項１記載の有機太陽電池において、
前記モリブデン酸化物がＭｏＯ３である
ことを特徴とする有機太陽電池。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の有機太陽電池において、
前記電子受容性有機半導体がフラーレン又はフラーレン誘導体である
ことを特徴とする有機太陽電池。
【請求項４】
請求項３記載の有機太陽電池において、
前記フラーレンがＣ６０である
ことを特徴とする有機太陽電池。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか記載の有機太陽電池において、
前記第１電極と前記光電変換層との間又は前記光電変換層と前記第２電極との間のいずれかの層として形成した機能層
を有することを特徴とする有機太陽電池。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか記載の有機太陽電池において、
前記光電変換層は、
モリブデン酸化物を材質とするｐ型半導体層及び、電子受容性有機半導体を材質とするｎ型半導体層を有する第１光電変換層と、
モリブデン酸化物を材質とするｐ型半導体層及び、電子受容性有機半導体を材質とするｎ型半導体層を有する第２光電変換層と、
前記第１光電変換層と前記第２光電変換層との間に形成した透明な導電性の薄膜と、
を備えることを特徴とする有機太陽電池。
【請求項７】
基板上に第１電極を形成する第１電極形成ステップと、
前記第１電極上に、モリブデン酸化物を材質とするｐ型半導体層を形成するｐ型半導体層形成ステップと、
前記ｐ型半導体層上に、電子受容性有機半導体を材質とするｎ型半導体層を形成するｎ型半導体層形成ステップと、
前記ｐ型半導体層及び前記ｎ型半導体層で構成された光電変換層上に第２電極を形成する第２電極形成ステップと
を有することを特徴とする有機太陽電池の製造方法。
【請求項８】
基板上に第１電極を形成する第１電極形成ステップと、
前記第１電極上に、モリブデン酸化物を材質とする第１ｐ型半導体層を形成する第１ｐ型半導体層形成ステップと、
前記第１ｐ型半導体層上に、電子受容性有機半導体を材質とする第１ｎ型半導体層を形成する第１ｎ型半導体層形成ステップと、
前記第１ｐ型半導体層及び前記第１ｎ型半導体層で構成された第１光電変換層上に中間層を形成する中間層形成ステップと、
前記中間層上に、モリブデン酸化物を材質とする第２ｐ型半導体層を形成する第２ｐ型半導体層形成ステップと、
前記第２ｐ型半導体層上に、電子受容性有機半導体を材質とする第２ｎ型半導体層を形成する第２ｎ型半導体層形成ステップと、
前記第２ｎ型半導体層上に第２電極を形成する第２電極形成ステップと
を有することを特徴とする有機太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換層が吸収した光に応じて発電する有機太陽電池等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保護活動が盛んになりつつあり、太陽光線を利用した太陽電池の開発が盛んに行われている。このような太陽電池としては、ｐ型無機半導体層をｎ型有機半導体層とが積層されたｐｎ接合層を具備するいわゆるハイブリッド型の有機太陽電池が存在している（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−７３５５号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような有機太陽電池においては、研究開発により開放電圧の向上が望まれるが、現在のところ開放電圧のメカニズムについては解明が進んでおらず、そのメカニズムについて解明を進めるべく様々な研究開発がなされている。
【０００４】
本発明が解決しようとする課題には、上記した問題が一例として挙げられる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、基板と、前記基板上に形成された第１電極と、前記第１電極上に形成されており、モリブデン酸化物を材質とするｐ型半導体層及び、電子受容性有機半導体を材質とするｎ型半導体層を有する光電変換層と、前記光電変換層上に形成されており前記第１電極と対をなす第２電極とを有する。
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項７記載の発明は、基板上に第１電極を形成する第１電極形成ステップと、前記第１電極上に、モリブデン酸化物を材質とするｐ型半導体層を形成するｐ型半導体層形成ステップと、前記ｐ型半導体層上に、電子受容性有機半導体を材質とするｎ型半導体層を形成するｎ型半導体層形成ステップと、前記ｐ型半導体層及び前記ｎ型半導体層で構成された光電変換層上に第２電極を形成する第２電極形成ステップとを有する。
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項８記載の発明は、基板上に第１電極を形成する第１電極形成ステップと、前記第１電極上に、モリブデン酸化物を材質とする第１ｐ型半導体層を形成する第１ｐ型半導体層形成ステップと、前記第１ｐ型半導体層上に、電子受容性有機半導体を材質とする第１ｎ型半導体層を形成する第１ｎ型半導体層形成ステップと、前記第１ｐ型半導体層及び前記第１ｎ型半導体層で構成された第１光電変換層上に中間層を形成する中間層形成ステップと、前記中間層上に、モリブデン酸化物を材質とする第２ｐ型半導体層を形成する第２ｐ型半導体層形成ステップと、前記第２ｐ型半導体層上に、電子受容性有機半導体を材質とする第２ｎ型半導体層を形成する第２ｎ型半導体層形成ステップと、前記第２ｎ型半導体層上に第２電極を形成する第２電極形成ステップとを有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態における有機太陽電池１の構成例を示す断面図である。有機太陽電池１は、基板４、第１電極３、光電変換層５及び第２電極７を有する。
【０００９】
この基板４は、ガラス又はフィルムなどの透明な部材である。この基板４上には、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）を材質とする透明な第１電極３が形成されている。この第１電極３上には光電変換層５が形成されている。この光電変換層５はｐ型材料（ｐ型半導体層に相当）及びｎ型材料（ｎ型半導体層に相当）によって構成されている。この光電変換層５上には第２電極７が形成されている。この光電変換層５は、電子供与性材料及び電子受容性材料を有する。また基板４は絶縁膜が形成された金属箔または不透明な絶縁体でも良い。この場合、第１電極３は金属または透明な部材とし、第２電極７は透明として、第２電極側７から光を入射するようにする。
【００１０】
このような構成の有機太陽電池１は、その外部から入射した光（以下「外部光」という）Ｌが透明な基板４及び第１電極３を透過し、光電変換層５に到達する。この光電変換層５では、例えば太陽光スペクトルに吸収スペクトルを持つ電子供与性材料又は電子受容性材料を用いることにより、太陽光の光Ｌを吸収するようになる。
【００１１】
例えば電子供与性材料で光Ｌが吸収されると、励起子が生成され、電子受容性材料と電子供与性材料との接触界面で電荷分離が起こり、電子と正孔（ホール）を発生させる。このうち電子は電子受容性材料へ、正孔は電子供与性材料へ移動し、第１電極３及び第２電極７へ到達する。到達した電子と正孔は電気エネルギーとして外部回路へ取り出される。また、第１電極３及び第２電極７との間には光電変換層５の内部で発生した起電力によって電圧(開放電圧)が発生している。この開放電圧が大きいほど、有機太陽電池１から取り出すことができる電気エネルギーは大きくなる。
【００１２】
本実施形態においては、電子供与性材料が電子供与性を有する無機半導体（後述するｐ型半導体層５ａに相当）であり、電子受容性材料が電子受容性を有する有機半導体（後述するｎ型半導体層５ｂに相当）である。このうち電子供与性材料の材質としては、モリブデン酸化物、例えばＭｏＯ３が用いられる。なお、上記電子供与性材料としては、これらに限定されず、電子供与性のある材料であればその他の材料を採用しても良い。一方、上記電子受容性材料としては、例えばフラーレン又はフラーレン誘導体を用いる。このフラーレンとしては、例えばＣ６０を挙げることができ、その他にもＣ７０なども利用することができる。なお、上記電子受容性材料としては、これらに限定されず、電子受容性のある材料であればその他の材料を採用しても良い。
【００１３】
図２は、図１に示す有機太陽電池１の構成を採用した場合の開放電圧の一例及び比較例としての一般的な開放電圧を示す図である。
【００１４】
有機太陽電池１では、その光電変換層５のｐ型半導体層５ａが厚さ１０ｎｍのＭｏＯ３であり、かつ、ｎ型半導体層５ｂが厚さ４０ｎｍのＣ６０であるものと例示している（図示の実施例に相当）。一方、比較例の有機太陽電池では、その光電変換層５のｐ型半導体層５ａが厚さ１０ｎｍのＣｕＰｃであり、かつ、ｎ型半導体層５ｂが厚さ４０ｎｍのＣ６０であるものと例示している（図示の比較例に相当）。つまり、比較例の有機太陽電池では、ｐ型半導体層５ａとしてＭｏＯ３の代わりにＣｕＰｃを用いて作製した光電変換素子である。ＣｕＰｃは、有機光電変換素子に用いられる代表的な有機半導体である。
【００１５】
第１実施形態による有機太陽電池１は、その開放電圧が１．２５［Ｖ］であり、１［Ｖ］を超える非常に大きな値を示している。従来の有機太陽電池は、その開放電圧が０．１［Ｖ］〜０．７［Ｖ］程度しかなく、比較例の有機太陽電池においても０．４Ｖ程度となっている。第１実施形態における有機太陽電池１は、既存の有機太陽電池と比較して高性能であるといえる。また、無機半導体による太陽電池や化学電池などの一般的な電力発生素子と比較しても、上述した１．２５［Ｖ］は非常に大きい値といえる。
【００１６】
有機太陽電池１の構成例は以上のようであり、次にこの有機太陽電池１の製造方法の一例について図１及び図２を参照しつつ説明する。
【００１７】
図３〜図７は、それぞれ第１実施形態における有機太陽電池１の製造方法によって有機太陽電池１を製造する様子の一例を示す断面図である。
【００１８】
＜第１電極形成ステップ＞
図３に示すように用意した基板４はガラスを材質としている。この基板４上には、図４に示すように、例えばスパッタ法によりＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）を材質とする電極膜が形成される。その後、この電極膜は、フォトリソグラフィー工程、エッチング工程によりストライプパターンでなる第１電極３が形成される。
【００１９】
＜ｐ型半導体層形成ステップ＞
このようなストライプパターンの第１電極３が形成された基板４は、真空チャンバーに導入され、抵抗加熱によるマスク蒸着により、ｐ型半導体材料としてのＭｏＯ３が厚さ１０ｎｍ分形成され、図５に示すようにｐ型半導体層５ａが形成される。なお蒸着手法としては、このような抵抗加熱の他、ＥＢ蒸着、スパッタ法などのいずれかを用いても良い。
【００２０】
＜ｎ型半導体層形成ステップ＞
次にこのｐ型半導体層５ａ上には、マスク蒸着により、ｎ型半導体材料としてのＣ６０が厚さ４０ｎｍ分形成される。
【００２１】
＜第２電極形成ステップ＞
この光電変換層５上には、例えばＡｇが５０ｎｍにわたり蒸着されてストライプパターンとされ、図６に示すように第２電極７が形成される。この第２電極７は、上述したストライプパターンの第１電極３とは直交している。このようにして有機太陽電池１が完成する。
【００２２】
以上説明したように、本実施形態における有機太陽電池１は、基板４と、前記基板４上に形成された第１電極３と、前記第１電極３上に形成されており、モリブデン酸化物を材質とするｐ型半導体層５ａ及び、電子受容性有機半導体を材質とするｎ型半導体層５ｂを有する光電変換層５と、前記光電変換層５上に形成されており前記第１電極３と対をなす第２電極７とを有することを特徴とする。
【００２３】
このようにすると、光電変換層５におけるモリブデン酸化物と電子受容性有機半導体との積層構造により、第１電極３と第２電極７との間の開放電圧を従来よりも向上させることができる。
【００２４】
上記実施形態における有機太陽電池１は、上述した構成に加えてさらに、前記モリブデン酸化物がＭｏＯ３であることを特徴とする。
【００２５】
このようにすると、モリブデン酸化物としてＭｏＯ３を採用すると、有機太陽電池１の開放電圧を向上させることができる。
【００２６】
上記実施形態における有機太陽電池１は、上述した構成に加えてさらに、前記電子受容性有機半導体５ｂ（ｎ型半導体層）がフラーレン又はフラーレン誘導体である。
【００２７】
このようにすると、電子受容性有機半導体５ｂとしてフラーレン又はフラーレン誘導体を採用すると、電子供与性有機半導体５ａとの接合面が良好となるため、開放電圧を向上させることができる。
【００２８】
上記実施形態における有機太陽電池１は、上述した構成に加えてさらに、前記フラーレンがＣ６０であることを特徴とする。
【００２９】
このようにすると、上記フラーレンの一例としてＣ６０を採用すると、電子供与性有機半導体５ａとの接合面が良好となるため、効率よく光電変換効率を向上させることができる。
【００３０】
以上説明したように、本実施形態における有機太陽電池１の製造方法は、基板４上に第１電極３を形成する第１電極形成ステップと、前記第１電極３上に、モリブデン酸化物を材質とするｐ型半導体層５ａを形成するｐ型半導体層形成ステップと、前記ｐ型半導体層５ａ上に、電子受容性有機半導体を材質とするｎ型半導体層５ｂを形成するｎ型半導体層形成ステップと、前記ｐ型半導体層５ａ及び前記ｎ型半導体層５ｂで構成された光電変換層５上に第２電極７を形成する第２電極形成ステップとを有することを特徴とする。
【００３１】
このようにすると、例えばモリブデン酸化物がＭｏＯ３であり、電子受容性有機半導体がＣ６０であるものと例示すると、この有機太陽電池１の製造方法においては、これらＭｏＯ３とＣ６０の積層順が重要である。つまり、ＭｏＯ３とＣ６０との積層構造を形成する際に、まずＭｏＯ３層を、その次にＣ６０層を形成するのが望ましい。これらのうちＭｏＯ３は有機半導体に対して強いアクセプター性を示す。そのためＣ６０層の上からＭｏＯ３層を形成すると、昇華して高いエネルギーを持ったＭｏＯ３がＣ６０と相互作用し、ＭｏＯ３とＣ６０との界面に非常に大きなエネルギー障壁が形成される。その結果、製造した有機太陽電池は機能しなくなってしまう。逆にＭｏＯ３層を先に形成し、その上からＣ６０層を形成すると、Ｃ６０は安定な分子であるためＭｏＯ３とは反応しないため、上述した有機太陽電池１は非常に理想的な接合界面を形成し、開放電圧を向上することができる。
【００３２】
またＭｏＯ３層の形成においては、他の元素を添付する必要がなく、非常に簡便な方法で製造することができる。そのため製造プロセスが簡便であり、製造装置も比較的安価にすることができ、しかも歩留まりを高くすることができる。
【００３３】
＜第１変形例＞
図８は、第１実施形態の第１変形例としての有機太陽電池１ａの構成例を示す部分断面図である。この有機太陽電池１ａは、第１実施形態とほぼ同様の構成でありほぼ同様の動作を行うため、以下の説明では異なる点を中心として説明する。
【００３４】
有機太陽電池１ａは、上述した第１実施形態の構成に加えて、第１電極３と第２電極７との間にバッファ層６が形成されている。このバッファ層６は、一例として第２電極７と光電変換層５との間に形成されている。
【００３５】
このバッファ層６は、上述した第１実施形態における有機太陽電池の製造方法においては次のように形成される。すなわち、このバッファ層６は、例えばｎ型半導体層形成ステップが終了した後、第２電極形成ステップまでの間に、マスク蒸着によりｐ型半導体層５ａ上にＢＣＰを厚さ１０ｎｍ蒸着させ、形成する。このバッファ層６の材質としては、上述したＢＣＰでなくても、上記性質を発揮するのであればその他の材質を採用することもできる。
【００３６】
第１変形例におけるバッファ層６は、第１電極３と第２電極７との間における形成位置に応じて次のような機能を有する機能層を総称している。
【００３７】
（１）バッファ層６は、第１電極３と光電変換層５とのエネルギー障壁又は第２電極７と光電変換層５とのエネルギー障壁を緩和することでキャリアの取り出しを促す機能を有するキャリア取り出し層として機能させても良い。このようにすると、光電変換層５から各電極３，７へのキャリアの取り出しが容易になる。
【００３８】
（２）バッファ層６は、光電変換層５内部で生成された励起子が電極界面で失活するのを抑制する励起子ブロッキング層として機能させても良い。このようにすると、励起子の失活を抑制することができる。
【００３９】
（３）バッファ層６は、第１電極３に対して電子が、第２電極７に対してホールが流入してくることで逆電流が発生するのを抑制するキャリアブロッキング層として機能させても良い。このようにすると、電子とホールの再結合を抑制することができる。
【００４０】
（４）バッファ層６は、基板４上に形成された第１電極３における電極表面上の凹凸を平坦化する平坦化膜として機能させても良い。このようにすると、基板４の突起を被覆することができる。或いは、このようにすると、基板４の表面の凹凸を軽減できる。その結果、素子の短絡が抑制でき、素子の製造の歩留まりを改善することができる。
【００４１】
（５）バッファ層６は、第２電極７を形成する際に電極金属が光電変換層５に拡散するのを抑制する金属拡散抑止層として機能させても良い。このようにすると、第２電極７を形成する際に、金属が光電変換層５内に拡散するのを抑制することができる。その結果、素子の短絡が抑制でき、素子製造の歩留まりが改善される。
【００４２】
（６）バッファ層６は、光電変換層５とは異なる屈折率を有する材料からなり、光学干渉効果を制御することで素子特性を最適化する光学的バッファ層として機能させても良い。このようにすると、有機太陽電池１ａ内部の光路長を制御することができ、入射光を効率よく利用することができる。
【００４３】
なおバッファ層６は有機化合物でも良いし、無機化合物でも良い。またバッファ層６には色素をドーピングしても良い。このようにすると、ドーピングした色素が入射光の一部を吸収し、励起子を生成することで、変換効率を改善することができる。
【００４４】
上記実施形態における有機太陽電池１ａは、上述した構成に加えてさらに、前記第１電極３と前記光電変換層５との間又は前記光電変換層５と前記第２電極７との間のいずれかの層として形成した機能層６（バッファ層に相当）を有することを特徴とする。
【００４５】
このようにすると、有機太陽電池１ａは、挿入された機能層６に、励起子が陰極界面で失活するのを抑制する励起子ブロッキング層として機能させることができる。或いは、この機能層６は、第２電極７の形成時に、第２電極７を構成すべき金属がＣ６０層（ｎ型半導体層５ｂ）へ拡散するのを抑制する陰極拡散抑止層として機能することもできるし、或いは、光電変換層５で生成された正孔が第２電極７へ逆流するのを抑制する正孔ブロッキング層として機能することができる。
【００４６】
＜第２変形例＞
図９は、第１実施形態の第２変形例としての有機太陽電池１ｂの構成例を示す部分断面図である。この有機太陽電池１ｂは、第１実施形態とほぼ同様の構成でありほぼ同様の動作を行うため、以下の説明では異なる点を中心として説明する。
【００４７】
第２変形例としての有機太陽電池１ｂは、上述した第１実施形態における有機太陽電池１の構成に加えて、第１電極３と光電変換層５との間に第１バッファ層６ａ及び正孔輸送層８ａが形成されているとともに、第２電極７と光電変換層５との間に第２バッファ層６ｂ及び電子輸送層８ｂが形成されている。これらのうち第１バッファ層６ａ及び第２バッファ層６ｂは、それぞれ、上述した第１変形例におけるバッファ層６に相当し、第２変形例では省略することもできるため、以下の説明では、主として正孔輸送層８ａ及び電子輸送層８ｂについて説明する。
【００４８】
有機太陽電池１ｂは、キャリア輸送層として正孔輸送層８ａ及び電子輸送層８ｂの一方が形成されていても良い。これらのキャリア輸送層は、それぞれ有機化合物でも良いし、或いは無機化合物でも良い。また、これらのキャリア輸送層は、色素をドーピングしても良い。
【００４９】
このような有機太陽電池１ｂは、上述した正孔輸送層８ａ及び電子輸送層８ｂが形成されていると、それぞれ正孔及び電子の取り出し効率を向上させることができる。
【００５０】
＜第２実施形態＞
図１０は、第２実施形態における有機太陽電池１ｘの構成例を示す断面図である。有機太陽電池１ｘは、第１実施形態とほぼ同様の構成でありほぼ同様の動作を行う。このため第２実施形態では、同一の構成及び動作については第１実施形態における図１乃至図９と同一の符号を用いるとともに、その説明を省略し、以下の説明では異なる点を中心として説明する。
【００５１】
有機太陽電池１ｘは、いわゆるタンデム型ハイブリッド光電変換素子であり、上述した第１実施形態における光電変換層５と同様な構成である複数の光電変換層５，１５が積層されている。なお光電変換層１５におけるｐ型半導体層１５ａ及びｎ型半導体層１５ｂは、それぞれ光電変換層５におけるｐ型半導体層５ａ及びｎ型半導体層５ｂに相当しており、同様な材質を採用している。なお光電変換層５は第１光電変換層に相当し、光電変換層１５は第２光電変換層に相当する。
【００５２】
ＭｏＯ３は可視光に対して透明であるため、ｎ型半導体層５ｂ，１５ｂに用いる有機半導体との光吸収にオーバーラップがない。そのため、上述のようなタンデム構造にした場合も、有機半導体の吸収帯域を有効に利用することができ、高効率化が容易である。一般的に、タンデム型光電変換素子を作製した場合、単一の光電変換層を供える光電変換素子と比較して、開放電圧は光電変換層５，１５の積層数に比例して増加するが、短絡電流は逆に大きく減少する。これは、積層させたそれぞれの光電変換層５，１５による吸収のオーバーラップに起因しているためである。
【００５３】
また、前記第１および第２の電子受容性有機半導体のうち、光Ｌが入射される側の光電変換層５を構成する電子受容性有機半導体５ｂは、もう一方の電子受容性有機半導体１５ｂと比較して、短波長領域の吸収がより強い、あるいは、長波長領域の吸収がより弱いことが望ましい。
【００５４】
タンデム型ハイブリッド光電変換素子としての有機太陽電池１ｘの一例としては、第１電子受容性有機半導体５ｂとしてフラーレンを用い、第２電子受容性有機半導体１５ｂとしてペリレン誘導体を用いている。
【００５５】
光電変換層１５と光電変換層５とは中間層９によって区切られている。この中間層９は透明な導電性の薄膜で構成されている。この薄膜は、例えば銀を材質としている。この中間層９は、第１光電変換層５及び第２光電変換層１５を電気的に接続するための導電層である。中間層９は、単一或いは複数の材料からなり、その材料は無機化合物でも良いし有機化合物でも良い。さらには、複数の材料が混合されていても良いし、複数の薄膜が積層されていても良い。
【００５６】
＜製造方法＞
第２実施形態としての有機太陽電池１ｘの製造方法は、第１実施形態における有機太陽電池１の製造方法と同様に、ｎ型半導体層形成ステップまで実行した後（上述した第１電極形成ステップ、第１ｐ型半導体層形成ステップ及び第１ｎ型半導体層形成ステップに相当）、ｐ型半導体層５ａ及びｎ型半導体層５ｂで構成された光電変換層５上に中間層９を形成する（中間層形成ステップ）。
【００５７】
この中間層８上には、モリブデン酸化物を材質とする第２ｐ型半導体層１５ａが形成される（第２ｐ型半導体層形成ステップ）。次に第２ｐ型半導体層１５ａ上には、電子受容性有機半導体を材質とする第２ｎ型半導体層１５ｂが形成される（第２ｎ型半導体層形成ステップ）。
【００５８】
＜第２電極形成ステップ＞
この光電変換層５上には、例えばＡｇが５０ｎｍにわたり蒸着されてストライプパターンとされ、図６に示すように第２電極７が形成される。この第２電極７は、上述したストライプパターンの第１電極３とは直交している。このようにして有機太陽電池１ｘが完成する。
【００５９】
上記実施形態における有機太陽電池１ｘは、上述した構成に加えてさらに、前記光電変換層は、モリブデン酸化物を材質とするｐ型半導体層及び、電子受容性有機半導体を材質とするｎ型半導体層を有する第１光電変換層５と、モリブデン酸化物を材質とするｐ型半導体層及び、電子受容性有機半導体を材質とするｎ型半導体層を有する第２光電変換層１５と、前記第１光電変換層５と前記第２光電変換層１５との間には、透明な導電性薄膜９（中間層に相当）とを含むことを特徴とする。
【００６０】
このようにすると、有機太陽電池１ｘは、第１光電変換層５及び第２光電変換層１５を備えるため、全体として発電効率を向上させつつ、開放電圧を向上させることができる。
【００６１】
上記実施形態における有機太陽電池１ｘの製造方法は、基板４上に第１電極３を形成する第１電極形成ステップと、前記第１電極３上に、モリブデン酸化物を材質とする第１ｐ型半導体層５ａを形成する第１ｐ型半導体層形成ステップと、前記第１ｐ型半導体層５ａ上に、電子受容性有機半導体を材質とする第１ｎ型半導体層５ｂを形成する第１ｎ型半導体層形成ステップと、前記第１ｐ型半導体層５ａ及び前記第１ｎ型半導体層５ｂで構成された第１光電変換層５上に中間層９を形成する中間層形成ステップと、前記中間層９上に、モリブデン酸化物を材質とする第２ｐ型半導体層１５ａを形成する第２ｐ型半導体層形成ステップと、前記第２ｐ型半導体層１５ａ上に、電子受容性有機半導体を材質とする第２ｎ型半導体層１５ｂを形成する第２ｎ型半導体層形成ステップと、前記第２ｎ型半導体層１５ｂ上に第２電極を形成する第２電極形成ステップとを有することを特徴とする。
【００６２】
このようにすると、上述した有機太陽電池１の製造方法の効果に加えてさらに、少ない製造工程で、簡単な構成でありながら開放電圧を向上した有機太陽電池１ｘを製造することができる。
【００６３】
なお、本実施形態は、上記に限られず、種々の変形が可能である。以下、そのような変形例を順を追って説明する。
【００６４】
上記実施形態における各材質について具体的に示すと、上述したペリレン誘導体としては、図１１に示す構造式で表されるＰＴＣＢＩを例示することができる。その他にもペリレン誘導体としては、図１２に示す構造式で表されるＰＴＣＤＡを例示することができる。またペリレン誘導体としては、図１３に示す構造式で表されるＰＴＣＤＩを例示することができる。上述したフラーレンのうちＣ６０は、図１４に示す構造式で表される。また上述したフラーレン誘導体のうちＰＣＢＭは、図１５に示す構造式で表される。
【００６５】
上記実施形態では、フラーレンの具体例としてＣ６０を例示したが、これに限られずＣ７０など、炭素数が６０以上の高次フラーレンを採用しても良い。
【００６６】
上記実施形態では、光電変換層５のｎ型半導体層５ｂの材質として、例えばカーボンナノチューブを採用しても良い。
【００６７】
なお上記実施形態においては第１電極３及び第２電極７はそれぞれ陽極及び陰極またはその逆であっても良い。
【００６８】
また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】第１実施形態における有機太陽電池の構成例を示す断面図である。
【図２】図１に示す有機太陽電池の構成を採用した場合の開放電圧の一例及び比較例としての一般的な開放電圧を示す図である。
【図３】有機太陽電池を製造する様子の一例を示す断面図である。
【図４】有機太陽電池を製造する様子の一例を示す断面図である。
【図５】有機太陽電池を製造する様子の一例を示す断面図である。
【図６】有機太陽電池を製造する様子の一例を示す断面図である。
【図７】有機太陽電池を製造する様子の一例を示す断面図である。
【図８】第１変形例としての有機太陽電池の構成例を示す部分断面図である。
【図９】第２変形例としての有機太陽電池の構成例を示す部分断面図である。
【図１０】第２実施形態における有機太陽電池の構成例を示す断面図である。
【図１１】ペリレン誘導体の構造式を示す図である。
【図１２】ペリレン誘導体の構造式を示す図である。
【図１３】ペリレン誘導体の構造式を示す図である。
【図１４】フラーレンの構造式を示す図である。
【図１５】フラーレン誘導体の構造式を示す図である。
【符号の説明】
【００７０】
１                有機太陽電池
１ａ              有機太陽電池
１ｂ              有機太陽電池
１ｘ              有機太陽電池
３                第１電極
４                基板
５                光電変換層
５ａ              ｐ型半導体層
５ｂ              ｎ型半導体層
７                第２電極
１５              光電変換層
１５ａ            ｐ型半導体層
１５ｂ            ｎ型半導体層
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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