(57)【要約】【課題】高分子太陽電池の製造工程を簡素化し、高分子太陽電池の光電変換効率を高める。【解決手段】有機活性層材料溶液は、有機活性層材料、第１の有機溶媒及びより沸点の高い第２の有機溶媒から構成される。第１の有機溶媒の沸点は５０〜２００℃であり、第２の有機溶媒の沸点は１５０〜３００℃である。第２の有機溶媒を第１の有機溶媒に加え、有機活性層材料を溶解する。第２の有機溶媒の沸点は高い（揮発速度が遅い）ので有機活性層溶液の揮発速度を低下させるため、溶液アニールにおける環境を有機活性層溶液を高飽和蒸気圧環境または密閉環境に維持する必要がなく、高分子太陽電池の製造工程を簡素化し、高分子太陽電池の光電変換効率を高めることができる。【選択図】図２
2009212477.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機活性層材料と、沸点が５０〜２００℃である第１の有機溶媒と、沸点が１５０〜３００℃である第２の有機溶媒と、から構成されることを特徴とする高分子太陽電池の有機活性層材料溶液。
【請求項２】
前記有機活性層材料は、Ｐ型半導体材料とＮ型半導体材料を組合せたものであり、前記Ｐ型半導体材料は、ポリチオフェン、ポリフルオレン、ポリフェニレンビニレン、ポリチオフェン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、共役オリゴマーおよび小分子から構成される群から選択される一つであり、前記Ｎ型半導体材料は、Ｃ６０、Ｃ６０誘導体、Ｃ７０、Ｃ７０誘導体、カーボンナノチューブ、カーボンナノチューブ誘導体、ＰＴＣＤＩ、Ｍｅ‐ＰＴＣＤＩ、ＰＴＣＤＩ誘導体、Ｍｅ‐ＰＴＣＤＩ誘導体、高分子および半導体ナノ粒子から構成される群から選択される一つであることを特徴とする請求項１記載の高分子太陽電池の有機活性層材料溶液。
【請求項３】
前記ポリチオフェン誘導体は、Ｐ３ＨＴであることを特徴とする請求項２記載の高分子太陽電池の有機活性層材料溶液。
【請求項４】
前記Ｃ６０誘導体は、ＰＣＢＭであることを特徴とする請求項２記載の高分子太陽電池の有機活性層材料溶液。
【請求項５】
前記第１の有機溶媒は、１．２‐ジクロロベンゼン、クロロホルム、クロロベンゼン、トルエンまたはキシレンであることを特徴とする請求項１記載の高分子太陽電池の有機活性層材料溶液。
【請求項６】
前記第２の有機溶媒は、１‐クロロナフタレン、１‐メチルナフタレンまたは１，２，４‐トリクロロベンゼンであることを特徴とする請求項１記載の高分子太陽電池の有機活性層材料溶液。
【請求項７】
前記第２の有機溶媒の体積百分率は、２〜５０％であることを特徴とする請求項１記載の高分子太陽電池の有機活性層材料溶液。
【請求項８】
有機活性層材料を準備するステップと、
前記有機活性層材料を沸点が５０〜２００℃である第１の有機溶媒に溶解するステップと、
沸点が１５０〜３００℃である第２の有機溶媒を前記第１の有機溶媒に加えるステップと、を含むことを特徴とする高分子太陽電池の有機活性層材料溶液の製造方法。
【請求項９】
前記有機活性層材料は、Ｐ型半導体材料とＮ型半導体材料を組合せたものであり、前記Ｐ型半導体材料は、ポリチオフェン、ポリフルオレン、ポリフェニレンビニレン、ポリチオフェン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、共役オリゴマーおよび小分子から構成される群から選択される一つであり、前記Ｎ型半導体材料は、Ｃ６０、Ｃ６０誘導体、Ｃ７０、Ｃ７０誘導体、カーボンナノチューブ、カーボンナノチューブ誘導体、ＰＴＣＤＩ、Ｍｅ‐ＰＴＣＤＩ、ＰＴＣＤＩ誘導体、Ｍｅ‐ＰＴＣＤＩ誘導体、高分子および半導体ナノ粒子から構成される群から選択される一つであることを特徴とする請求項８記載の高分子太陽電池の有機活性層材料溶液の製造方法。
【請求項１０】
前記ポリチオフェン誘導体は、Ｐ３ＨＴであることを特徴とする請求項９記載の高分子太陽電池の有機活性層材料溶液の製造方法。
【請求項１１】
前記Ｃ６０誘導体は、ＰＣＢＭであることを特徴とする請求項９記載の高分子太陽電池の有機活性層材料溶液の製造方法。
【請求項１２】
前記第１の有機溶媒は、１．２‐ジクロロベンゼン、クロロホルム、クロロベンゼン、トルエンまたはキシレンであることを特徴とする請求項８記載の高分子太陽電池の有機活性層材料溶液の製造方法。
【請求項１３】
前記第２の有機溶媒は、１‐クロロナフタレン、１‐メチルナフタレンまたは１，２，４‐トリクロロベンゼンであることを特徴とする請求項８記載の高分子太陽電池の有機活性層材料溶液の製造方法。
【請求項１４】
前記第２の有機溶媒の体積百分率は、２〜５０％であることを特徴とする請求項８記載の高分子太陽電池の有機活性層材料溶液の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高分子太陽電池の有機活性層材料溶液およびその製造方法に関し、特に、高分子太陽電池の製造工程の簡素化および高分子太陽電池の光電変換効率向上に応用される有機活性層材料溶液およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、高分子太陽電池１０の構造を示す模式図である。図１に示すように、高分子太陽電池１０は基板１１、導電層１２、導電高分子層１３、有機活性層１４および電極１５を備える。高分子太陽電池１０は、光エネルギを吸収することによって有機活性層１４内の電子および正孔がそれぞれ励起され、電子および正孔が導電層１２と電極１５との間で移動し、導電層１２と電極１５との間で電位差が発生し、高分子太陽電池１０に電力が発生する。
【０００３】
基板１１は、例えばプラスチック基板などの可撓性を有する基板を使用することができる。導電層１２は、例えば酸化インジウム錫（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ，ＩＴＯ）などである。高分子太陽電池１０の製造方法は、先ず導電層１２を基板１１上に成長させ、次に導電高分子層１３を塗布し、その後、導電高分子層１３上に有機活性層１４を堆積させる。アニールなどのステップによって有機活性層１４を処理した後、電極１５を蒸着する。電極１５は、カルシウム電極とし、カルシウム電極を保護するために、アルミニウム電極を蒸着する。以上のステップによって高分子有機太陽電池１０が製造される。
【０００４】
高分子太陽電池１０の光電変換効率を高めるために、有機活性層１４をアニール処理する。アニール処理は、例えば加熱アニールまたは溶液アニールなどの方式である。その中で、溶液アニールは先ず有機活性層材料を有機溶媒に溶解した後、導電高分子層１３上に堆積させ、有機溶媒の揮発速度を低下させ、有機活性層１４内の有機高分子を有機溶媒が揮発する過程において新たに配列させ、それによって有機活性層１４内の有機高分子の配列を整列させるものである。有機活性層１４の材料は、例えばＰ３ＨＴ（ｐｏｌｙ（３‐Ｈｅｘｙｌ  Ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ））とＰＣＢＭ（[６，６]‐Ｐｈｅｎｙｌ  Ｃ６１‐Ｂｕｔｙｒｉｃ  ａｃｉｄ  Ｍｅｔｈｙｌ  ｅｓｔｅｒ）との混合物などを使用する。
【０００５】
しかし、有機溶媒の揮発速度を低下させるためには高分子太陽電池１０を高飽和蒸気圧環境または密閉環境内に静置する必要があり、静置時間は数十時間以上にも及ぶ。従って、溶液アニールによる方法を量産時に応用する場合、高飽和蒸気圧環境または密閉環境が必要なだけでなく、その製造工程も非常に時間が掛かり、経済的に効率が悪い。
【特許文献１】特開２００１−９３５８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、高沸点（揮発性が低い）の特性を有する第２の有機溶媒を低沸点（揮発性が高い）の特性を有する第１の有機溶媒内に加えて有機活性層材料を溶解し、沸点の高い第２の有機溶媒を加えることによって有機活性層溶液を溶液アニールするとき、有機活性層溶液の揮発速度を低下させ、高飽和蒸気圧環境または密閉環境が必要なく、溶液アニールに必要な時間を短縮でき、高分子太陽電池の製造工程を簡素化でき、また、高分子太陽電池の光電変換効率を高めることができる高分子太陽電池の有機活性層溶液およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するために、本発明は高分子太陽電池の有機活性層溶液を提供するものであり、有機活性層材料と、沸点が５０〜２００℃である第１の有機溶媒と、沸点が１５０〜３００℃である第２の有機溶媒と、から構成される。
【０００８】
上述の目的を達成するために、本発明は高分子太陽電池の有機活性層溶液の製造方法を提供するものであり、有機活性層材料を準備するステップと、有機活性層材料を沸点が５０〜２００℃である第１の有機溶媒に溶解するステップと、沸点が１５０〜３００℃である第２の有機溶媒を第１の有機溶媒に加えるステップと、からなる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、高分子太陽電池の有機活性層溶液およびその製造方法を提供するものであり、本発明の実施によって、溶液アニールの時間を短縮でき、高分子太陽電池の製造工程を簡素化でき、特殊な製造環境が必要ないので、高分子太陽電池の製造コストを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の目的、特徴および効果を示す実施例を図に沿って詳細に説明する。また、当該技術に熟知する者は本発明の明細書、特許請求の範囲および図面に基づいて本発明の目的および長所を簡単に理解でき、ここでは本発明の詳細な特徴および長所を詳細に述べる。
【００１１】
図２は、本発明の高分子太陽電池の有機活性層材料溶液の製造方法Ｓ１０を示すフロー図である。図３は、１．２‐ジクロロベンゼンの化学式である。図４は、１‐クロロナフタレンの化学式である。図５は、本発明の様々な体積百分率の第２の有機溶媒を加えた有機活性層材料溶液によって製造された高分子太陽電池の電圧‐電流密度の関係を示す図である。図６は、本発明の様々な体積百分率の第２の有機溶媒を加えた有機活性層材料溶液によって製造された高分子太陽電池の特性を示す図である。図７は、本発明の様々な体積百分率の第２の有機溶媒を加えた有機活性層材料溶液の紫外線吸収のスペクトログラムである。図８は、本発明の様々な体積百分率の第２の有機溶媒を加えた有機活性層材料溶液のＸ線回析図である。
【００１２】
有機活性層材料溶液の実施例：本実施例は高分子太陽電池の有機活性層材料溶液を示し、有機活性層材料、第１の有機溶媒および第２の有機溶媒から構成される。
【００１３】
有機活性層材料は、Ｐ型半導体材料とＮ型半導体材料とを組み合わせたものである。有機活性層は、光への反応に使用され、Ｐ型半導体材料内の正孔およびＮ型半導体材料内の電子が励起され、励起された電子および正孔は有機活性層材料層中で移動し、電流が発生する。
【００１４】
高分子太陽電池の光電変換効率を高めるために、有機活性層材料における有機高分子の配列性を高める必要があり、有機高分子が好適な結晶性および秩序性を持った配列方式で配列すると、有機高分子は長い共役長および好適なキャリア移動度を有するようになり、それによって電子および正孔の移動速度を高めることができる。即ち、有機高分子の配列性がより低く、より混雑しているほど、電子および正孔の移動は妨害され、有機活性層の直列抵抗値が増加する。反対に、有機高分子の配列性が高いほど、電子および正孔の移動速度は速く、有機活性層の直列抵抗値は低減され、高分子太陽電池の光電変換効率は高められる。
【００１５】
Ｐ型半導体材料は、ポリチオフェン（ｐｏｌｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）、ポリフルオレン（ｐｏｌｙｆｌｕｏｒｅｎｅ）、ポリフェニレンビニレン（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅｖｉｎｙｌｅｎｅ）、ポリチオフェン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、共役オリゴマーおよび小分子から構成される群から選択される一つとする。
【００１６】
上述のポリチオフェン誘導体は、Ｐ３ＨＴが適する。ポリフルオレン誘導体はポリジオクチルフルオレン（ｐｏｌｙ（ｄｉｏｃｔｙｌｆｌｕｏｒｅｎｅ））材料。ポリフェニレンビニレン誘導体はポリ[２‐メトキシ‐５‐（２‐エチル‐ヘキシルオキシ）‐１，４‐フェニレンビニレン]（ｐｏｌｙ[２‐ｍｅｔｈｏｘｙ‐５‐（２‐ｅｔｈｙｌ‐ｈｅｘｙｌｏｘｙ）‐１，４‐ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｖｉｎｙｌｅｎｅ]）が適する。共役オリゴマーはセクシチオフェン（ｓｅｘｉｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）とすることができる。小分子はペンタセン（ｐｅｎｔａｃｅｎｅ）、テトラセン（ｔｅｔｒａｃｅｎｅ）、ヘキサベンゾコロネン（ｈｅｘａｂｅｎｚｏｃｏｒｏｎｅｎｅ）、フタロシアニン（ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）、ポルフィリン化合物（ｐｏｒｐｈｙｒｉｎｅｓ）、ペンタセン誘導体、テトラセン誘導体、ヘキサベンゾコロネン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン化合物誘導体から構成される群から選択される一つとする。
【００１７】
Ｎ型半導体の材料は、Ｃ６０、Ｃ６０誘導体、Ｃ７０、Ｃ７０誘導体、カーボンナノチューブ（Ｃａｒｂｏｎ  ｎａｎｏｔｕｂｅｓ）、カーボンナノチューブ誘導体、ＰＴＣＢＩ（３，４，９，１０‐ｐｅｒｙｌｅｎｅｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ‐ｂｉｓ‐ｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ）、Ｍｅ‐ＰＴＣＤＩ（Ｎ，Ｎ’‐ｄｉｍｅｔｈｙｌ‐３，４，９，１０‐Ｐｅｒｙｌｅｎｅｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ  ａｃｉｄ  ｄｉｉｍｉｄｅ）、ＰＴＣＢＩ誘導体、Ｍｅ‐ＰＴＣＤＩ誘導体、高分子および半導体ナノ粒子から構成される群から選択される一つとする。
【００１８】
上述のＣ６０誘導体は、ＰＣＢＭ（ｐｈｅｎｙｌ  Ｃ６１‐ｂｕｔｙｒｉｃ  ａｃｉｄ  ｍｅｔｈｙｌ  ｅｓｔｅｒ）とする。高分子は、ＣＮ‐ＰＰＶ（ｐｏｌｙ（２，５，２’，５’‐ｔｅｔｒａｈｅｘｙｌｏｘｙ‐７，８’‐ｄｉｃｙａｎｏ‐ｄｉ‐ｐ‐ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｖｉｎｙｌｅｎｅ）およびＦ８ＢＴ（ｐｏｌｙ（９，９‐ｄｉｏｃｔｙｌｆｌｕｏｒｅｎｅ‐ｃｏ‐ｂｅｎｚｏｔｈｉａｄｉａｚｏｌｅ）から構成される群から選択される一つとする。カーボンナノチューブはマルチウォールカーボンナノチューブおよびシングルウォールカーボンナノチューブから構成される群から選択され、カーボンナノチューブの断面直径は１００ナノメートルより小さい。半導体のナノ粒子は二酸化チタン、セレン化カドミウムおよび硫化カドミウムから構成される群から選択される一つとする。
【００１９】
第１の有機溶媒は、沸点が５０〜２００℃であり、第１の有機溶媒は有機活性層材料の溶解に使用される。第１の有機溶媒は１．２‐ジクロロベンゼン（１．２‐ｄｉｃｈｌｏｒｏｂｅｎｚｅｎｅ）、クロロホルム（ｃｈｌｏｒｏｆｏｒｍ）、クロロベンゼン（ｃｈｌｏｒｏｂｅｎｚｅｎｅ）、トルエン（ｔｏｌｕｅｎｅ）またはキシレン（ｘｙｌｅｎｅｓ）などとする。
【００２０】
第２の有機溶媒は、沸点が１５０〜３００℃であり、第２の有機溶媒は第１の有機溶媒に加えられ、加えられる第２の有機溶媒の体積百分率は２〜５０％である。例えば、先に第１の有機溶媒に有機活性層材料を溶解し、次に第２の有機溶媒を有機活性層材料が溶解された第１の有機溶媒に加えるか、或いは先に第２の有機溶媒を第１の有機溶媒中に加え、次に有機活性層材料を第１の有機溶媒および第２の有機溶媒中に溶解する。第２の有機溶媒は１‐クロロナフタレン（１‐ｃｈｌｏｒｏｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）、１‐メチルナフタレン（１‐ｍｅｔｈｙｌｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）または１，２，４‐トリクロロベンゼン（１，２，４‐ｔｒｉｃｈｌｏｒｏｂｅｎｚｅｎｅ）などである。
【００２１】
第２の有機溶媒は高沸点（揮発性が低い）という特性を有するので、第２の有機溶媒は揮発しにくく、即ち、第２の有機溶媒の揮発速度は遅い。従って、第２の有機溶媒によって有機活性層溶液の揮発速度を低下させることができ、有機活性層溶液中の有機高分子は新たに配列しなおすのに十分な時間を有し、有機高分子の配列性が高められ、高分子太陽電池の光電変換効率を高めることができる。また、有機活性層材料溶液を高飽和蒸気圧環境または密閉環境に放置する必要がないので、高分子太陽電池の製造工程を簡素化することができる。
【００２２】
有機活性層溶液の製造方法の実施例：図２に示すように、本実施例の高分子太陽電池の有機活性層溶液の製造方法Ｓ１０は、下記のステップを含む。
【００２３】
有機活性層材料を準備するステップＳ１１：有機活性層材料はＰ型半導体材料とＮ型半導体材料を組合せたものであり、Ｐ型半導体材料およびＮ型半導体材料は有機活性層溶液の実施例の説明において述べたのでここでは説明を行わない。
【００２４】
有機活性層材料を第１の有機溶媒に溶解するステップＳ１２：有機活性層材料は固体状態であるので、第１の有機溶媒によって有機活性層材料を溶解する。第１の有機溶媒の沸点は５０〜２００℃であり、第２の有機溶媒の沸点と比較して、第１の有機溶媒は低い沸点を有する。即ち、第１の有機溶媒の揮発速度は速い。第１の有機溶媒は１．２‐ジクロロベンゼン、クロロホルム、クロロベンゼン、トルエンまたはキシレンなどとする。
【００２５】
第２の有機溶媒を第１の有機溶媒に溶解するステップＳ１３：第２の有機溶媒を有機活性層材料が溶解された第１の溶媒中に加え、有機活性層材料溶液を取得する。また、先に第２の有機溶媒を第１の有機溶媒中に加え、有機主動層材料を第１の有機溶媒および第２の有機溶媒内に溶解することもできる。第２の有機溶媒の沸点は１５０〜３００℃であり、第１の有機溶媒と比較して、第２の有機溶媒は高い沸点を有する。即ち、第２の有機溶媒の揮発速度は遅い。
【００２６】
第２の有機溶媒の揮発速度は遅いので、第２の有機溶媒によって有機活性層溶液の揮発速度を低下させることができ、有機活性層溶液を高飽和蒸気圧環境または密閉環境に放置する必要がなく、それによって高分子太陽電池の製造工程を簡素化することができる。また、第２の有機溶媒の揮発速度は遅いので、有機活性層溶液中の有機高分子が第２の有機溶媒が揮発するときに配列しなおされる時間を増加させることができ、有機高分子は好適な結晶性および秩序ある配列方式によって配列しなおされるので、高分子太陽エネルギ電池の光電変換効率を高めることができる。
【００２７】
第２の有機溶媒は１‐クロロナフタレン、１‐メチルナフタレンまたは１，２，４‐トリクロロベンゼンなどを使用することができる。異なる体積百分率の第２の有機溶媒を加えることによって、有機活性層材料溶液の揮発時間の長さおよび高分子太陽電池の特性に影響を与えることができ、第２の有機溶媒の体積百分率は２〜５０％とすることができる。
【００２８】
本実施例の効果を明らかにするのに便利なように、Ｐ３ＨＴ／ＰＣＢＭを有機活性層材料とし、１．２‐ジクロロベンゼンを第１の有機溶媒とし、１‐クロロナフタレン（以下クロロナフタレン）を第２の有機溶媒として有機活性層材料溶液を製造し、異なる体積百分率のクロロナフタレンを添加した活性層有機溶液から製造された高分子太陽電池の特性によって本実施例の効果を述べる。図３は１．２‐ジクロロベンゼンの化学式である。１．２‐ジクロロベンゼンの沸点は１７８℃から１８０℃の間に介し、２０℃の時の飽和蒸気圧は約１．２ミリ水銀柱である。図４は１‐クロロナフタレンの化学式である。１‐クロロナフタレンの沸点は約２５９℃であり、２０℃の時の飽和蒸気圧は約０．０３８ミリ水銀柱である。
【００２９】
先ず、高分子太陽電池の各特性の定義を説明する。高分子太陽電池の負荷抵抗が無限大の状態の下、即ち、外部電流が遮断（電流値が零）時の電圧を回路電圧（ＶＯＣ）と称す。電圧が零の時、取得される電流密度をショート電流密度（ＪＳＣ）と称す。高分子太陽電池の電流密度‐電圧特性曲線において、作業点の出力パワー（Ｐ）は作業点に対応する電圧（Ｖ）と電流密度（Ｊ）の積（Ｐ＝Ｖ×Ｊ）に等しく、作業点（Ｖｍ，Ｊｍ）は最大出力パワー（Ｐｍ，Ｐｍ＝Ｖｍ×Ｊｍ）を有する。最大出力パワーと、開路電圧とショート電圧密度の積の比は充填率（Ｆｉｌｌｉｎｇ  Ｆａｃｔｏｒ，ＦＦ）（ＦＦ＝（Ｖｍ×Ｊｍ）／（ＶＯＣ×ＪＳＣ））と定義される。
【００３０】
好適な特性を有する高分子太陽電池は、高い開路電圧およびショート電流密度を有する必要がある以外に、充填率の数値はなるべく１に接近する必要があるので、充填率は最大出力パワーと、開路電圧とショート電流密度の積との接近程度を示す。高分子太陽電池の光電変換効率（η）は出力エネルギと入力光エネルギ（Ｐｉｎ）の比較値（η＝（ＶＯＣ×ＪＳＣ×ＦＦ）／Ｐｉｎ）であるので、充填率の数値が１に接近するほど、光電変換効率が高いことを表す。
【００３１】
図５は、３％、９％、１５％および３０％のクロロナフタレンを加えた有機活性層材料溶液によって製造された高分子太陽電池の異なる電圧の下でのショート電流密度を示す。図６は３％、９％、１５％および３０％のクロロナフタレンを加えた有機活性層材料溶液を導電高分子層１３上に沈積させた厚さ、揮発時間および高分子太陽電池の各特性を示す。
【００３２】
図５に示すように、クロロナフタレンを加える体積百分率が増加したとき、高分子太陽電池の開路電圧はクロロナフタレンの体積百分率の増加に伴って増加しない。図６に示すように、有機活性層溶液の沈積厚さが約２５０ナノメートルのとき、高分子太陽電池の開路電圧は約０．６ボルトである。図５に示すように、クロロナフタレンを加える体積百分率が増加するに従って、高分子太陽電池のショート電流および充填率は上昇する。図６に示すように、１５％のクロロナフタレンを加えたとき、高分子太陽電池のショート電流の最大値は約１１ミリアンペアであり、高分子太陽電池の光電変換効率の最大値は約４．３２％である。
【００３３】
図６に示すように、１５％のクロロナフタレンを加えて製造される高分子太陽電池は最大光電変換効率を有し、有機活性層溶液が必要な揮発時間も約１８分間に短縮することができる。従って、本実施例の実施によって有機活性層溶液の揮発時間は数時間から数十分間に大幅に短縮され、高分子太陽電池の光電変換効率も上昇する。
【００３４】
図７は、３％、９％、１５％および３０％のクロロナフタレンの揮発後の有機活性層の紫外線吸収スペクトログラムである。図７に示すように、スペクトルが右方向に偏移するとき、有機活性層の吸収光量が増加することを表す。即ち、１５％および３０％のクロロナフタレンの揮発後の有機活性層は３％および９％のクロロナフタレンの揮発後の有機活性層と比較して更に多くの光量を吸収することができる。また、スペクトルがピーク（ｐｅａｋ）を表示したとき、有機活性層内の有機高分子の配列は整列し、有機活性層内の直列抵抗は小さくなり、有機活性層内を導通する電流値は高くなる。
【００３５】
図８は、オランダのパナリティカル（ＰＡＮａｌｙｔｉｃａｌ）社のＸ'Ｐｅｒｔ  Ｐｒｏと称するＸ線回析装置を使用して３％、９％、１５％および３０％のクロロナフタレンの揮発後のＰ３ＨＴに対して回析を行い、取得されたＸ線回析図である。図８から分かるように、Ｘ線回析の二倍の入射角（２θ角）が５．４度のとき、１５％のクロロナフタレン加えたものの回析強度は最高であり、即ち、有機活性層の有機高分子の配列性が最高であることを表す。
【００３６】
第２の有機溶媒を加えることによって、直接、有機活性層溶液に低揮発性特性を持たせて有機活性層溶液の揮発速度を低下させ、有機活性層溶液中の有機高分子の配列性を高めることができる。また、高飽和蒸気圧環境または密閉環境などの特殊な製造環境を準備しなくても高分子太陽電池の光電変換効率を高めることができ、高分子太陽電池の製造工程を簡素化することができる。
【００３７】
上述の実施例は、本発明の特徴を説明するために使用されるものであり、その目的は当該技術に熟知する者に本発明の内容を理解させて実施させることにあり、本発明の特許請求の範囲を限定するものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲における同等効果の修飾または変更は全て本発明の特許請求の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】高分子太陽電池の構造を示す模式図である。
【図２】本発明の高分子太陽電池の有機活性層溶液の製造方法を示すフロー図である。
【図３】１．２‐ジクロロベンゼンの化学式である。
【図４】１‐クロロナフタレンの化学式である。
【図５】本発明の様々な体積百分率の第２の有機溶媒を加えた有機活性層溶液によって製造された高分子太陽電池の電圧‐電流密度の関係を示す図である。
【図６】本発明の様々な体積百分率の第２の有機溶媒を加えた有機活性層溶液によって製造された高分子太陽電池の部材の特性を示す図である。
【図７】本発明の様々な体積百分率の第２の有機溶媒を加えて製造された有機活性層の紫外線吸収のスペクトログラムである。
【図８】本発明の様々な体積百分率の第２の有機溶媒を加えて製造された有機活性層のＸ線回析図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０  高分子太陽電池
１１  基板
１２  導電層
１３  導電高分子層
１４  有機活性層
１５  電極
【図１】
2009212477.tif 000003
【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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