"第1面および第2面を有する基板と、前記基板はガラス、プラスチック又は布であり、前記ガラスの第1面上に載置されるパターン加工が施されたITO層と、前記ITO層は前記ガラス基板上において第1方向に置かれる複数の接点として載置され、前記ITO層上に載置されるCS2CO3のパターン加工が施された界面バッファ層と、前記CS2CO3層上に載置されるポリ3ヘキシルチオフェンおよび6,6フェニルC61ブチル酸メチルエステルの活性層と、前記活性層は約200nmから約500nmの厚みであり、前記活性層上に載置されるポリ3,4エチレンジオキシチオフェン:ポリスチレンスルフォネートと5体積のジメチルスルフォキシドを含むアノード層と、前記アノード層は約100nmから約1μmの厚みであり、封止層と、前記封止層はガラス、プラスチック、または布であり、前記層の間に気密シールを形成するために載置される紫外線硬化エポキシ樹脂封止材または銀色塗料とを含む有機太陽電池。前記ガラスは低アルカリ土類ボロアルミノシリケートガラスである請求項1の有機太陽電池。前記ガラスは4~10Ohm/平方の公称シート抵抗を有する請求項2の有機太陽電池。前記CS2CO3層は5Åから15Åの厚みである請求項1の有機太陽電池。前記活性層は約200から約300nmのおおよその最終層厚みの層厚を有する請求項1の有機太陽電池。前記活性層の厚みは約200nmである請求項5の有機太陽電池。前記アノード層の厚みは約100nmから約600nmである請求項1の有機太陽電池。前記アノード層の厚みは約100nmである請求項7の有機太陽電池。前記活性層の厚みは200nmであり、前記アノード層の厚みは600nmである請求項6の有機太陽電池。60nm2の活性面積を有する50個の独立セルのアレイとなるように載置される一連の有機太陽電池を更に含む請求項1の有機太陽電池。10個のセルが連続して一列に載置されており、5列が並列接続される請求項10の有機太陽電池。インジウムスズ酸化物が被覆される透明圧電材料を含む基板を得る工程と、前記インジウムスズ酸化物被膜の上に炭酸セシウム層をスプレーコートすることによりカソードを形成する工程と、前記CS2CO3層上に載置されるポリ3ヘキシルチオフェンおよび6,6フェニルC61ブチル酸メチルエステルの層をスプレーコートすることにより活性層を形成する工程と、前記活性層は約200nmから約500nmの厚みであり、前記活性層上に載置される5体積のジメチルスルフォキシドがドープされたポリ3,4エチレンジオキシチオフェン:ポリスチレンスルフォネート含むアノード層を形成する工程と、前記アノード層は約100nmから約1μmの厚みであり、紫外線硬化エポキシ樹脂封止材または銀色塗料を前記セルの端縁に塗布することにより、前記有機逆型太陽電池を封止する工程とを含む有機逆型太陽電池の製造方法。カソード層用基板を作製する工程を更に含み、前記工程は、ポジ型フォトレジストを約4500rpmでスピンコートする工程と、前記インジウムスズ酸化物をパターン加工するために前記ポジ型フォトレジストを90°Cでソフトベークする工程と、前記ベークされたポジ型フォトレジストを約25ワットに設定された一定強度モードの紫外線照射で露光させる工程と、前記露光されたポジ型フォトレジストを成長させる工程と、前記露光されたポジ型フォトレジストを約145°Cでハードベークする工程と、アセトンおよびコットンを用いて余分なフォトレジストを洗い流す工程と、100°Cの20HCl-7HNO3溶液で前記基板をエッチングする工程とを含む請求項12の方法。アセトンおよびイソプロパノールを順に用いて手により前記基板を洗浄し、続いてUVオゾン洗浄を行う工程を更に含む請求項13の方法。0.2重量2mg/mLのCS2CO3の2エトキシエタノール溶液を作る工程と、前記溶液を一時間攪拌する工程と、前記溶液をN2促進剤を入れたスプレー装置に置く工程とによりセシウム層を作製する工程を更に含む請求項12の方法。20mg/mLのポリ3ヘキシルチオフェンのジクロロベンゼン溶液を60°Cで24時間混合する工程と、20mg/mLの6,6フェニルC61ブチル酸メチルエステルのジクロロベンゼン溶液を60°Cで24時間混合する工程と、前記ポリ3ヘキシルチオフェン溶液および前記6,6フェニルC61ブチル酸メチルエステル溶液を1対1の比率で組み合わせると共に、60°Cで24時間攪拌する工程と、前記溶液をN2促進剤を入れたスプレー装置に置く工程とにより前記活性層を作製する工程を更に含む請求項12の方法。ポリ3,4エチレンジオキシチオフェンおよびポリスチレンスルフォネートの溶液を0.45μmフィルタでろ過する工程と、前記ポリ3,4エチレンジオキシチオフェンおよびポリスチレンスルフォネートの溶液をジメチルスルフォキシド溶液と混合して、5体積の最終濃度のジメチルスルフォキシドを生じさせる工程と前記ポリ3,4エチレンジオキシチオフェン‐ポリスチレンスルフォネート‐ジメチルスルフォキシド溶液を室温で攪拌する工程と、前記ポリ3,4エチレンジオキシチオフェン‐ポリスチレンスルフォネート‐ジメチルスルフォキシド溶液を1時間音波処理する工程と、前記溶液をN2促進剤を入れたスプレー装置に置く工程とによりアノードバッファ層を作製する工程を更に含む請求項12の方法。前記有機逆型太陽電池の活性層にマスクを適用する工程と、前記有機逆型太陽電池およびマスクを90°Cのホットプレート上に置く工程と、前記ポリ3,4エチレンジオキシチオフェン‐ポリスチレンスルフォネート‐ジメチルスルフォキシド溶液を前記活性層にスプレーコートする工程と、前記有機逆型太陽電池およびマスクを前記ホットプレートから取り出す工程と、前記マスクを前記有機逆型太陽電池から外す工程とを更に含む請求項17の方法。前記アノード層が塗布された後に前記層を合わせてアニールする工程を更に含み、前記工程は、前記有機逆型太陽電池を10-6Torrの真空に置く工程と、前記有機逆型太陽電池を120°Cでアニールする工程とを含む請求項12の方法。前記基板を高真空10-6Torrにもう一度1時間置く工程と、前記有機逆型太陽電池を160°Cでアニールする工程とを更に含む請求項8の方法。前記基板は低アルカリ土類ボロアルミノシリケートガラス基板である請求項12の方法。前記有機逆型太陽電池を封止する工程は更に、銀色塗料を用いて前記ガラス基板を封止すると共に、前記銀色塗料を前記ガラス基板上の少なくとも1個の接点に塗布する工程と、前記銀色塗料を乾燥させる工程と、封止ガラスにノッチ加工を施す工程と、アセトンおよびイソプロパノールを用いて前記封止ガラスを洗浄する工程と、UVオゾンを用いて前記ガラス基板を洗浄する工程と、前記封止ガラスを紫外線硬化エポキシ樹脂を備えたグローブボックスに置く工程と、前記紫外線硬化エポキシ樹脂を前記封止ガラスの端縁に塗布する工程と、前記基板を逆にすると共に、該基板を前記封止ガラス上に置く工程と、前記基板をUVオゾンで露光させる工程とを含む請求項21の方法。従って、金属を使用することなく、透明度が高められた新規の太陽電池を可能にする新しい有機太陽電池製造方法が必要とされる。当該技術分野では、本発明が得られた時点で、透明度が高められたより安価でより単純なデバイスの製造という上記の目的をいかにして達成するかを記載していなかった。スピンコート法に基づき、金属をカソード接点として使用する従来技術では、太陽電池の透明度が大きく制限されてしまい、また、大規模生産を困難にしている。本発明は、レイヤーバイレイヤースプレー技術により塗布される薄膜有機層を用いて、上記2つの問題を同時に解決する新しいスプレー技術を提供する。逆型有機太陽電池は、剛性および可撓性のいずれであっても、殆どの任意の所望される基板の上に形成される。基板の例としては、布、ガラスおよびプラスチックが挙げられる。例えば、基板は低アルカリ土類ボロアルミノシリケートガラスである。パターン加工が施されたITO層は基板の一方の面に形成され、基板上に第1方向で配向される一連の接点として構成される。パターン加工が施されたCS2CO3の界面バッファ層がITO層の上に重ねられると共に、逆型セルのカソードとしてITOの機能を補佐する。CS2CO3層は、ITOカソードを形成するのに有用であるように、当該技術分野において周知である任意の厚みで重ねられてよい。5Åから15Åの間の厚みが特に有用であることが分かっている。ポリ3ヘキシルチオフェンおよび6,6フェニルC61ブチル酸メチルエステルの活性層が、CS2CO3層の上に重ねられる。活性層の厚みは変えられてもよいが、試験によれば、活性層は約200nmから約500nmの厚みであると、更に具体的に言うと約200から約300nmの厚みであると特に有用である。ポリ3,4エチレンジオキシチオフェン:ポリスチレンスルフォネートおよび5体積のジメチルスルフォキシドを含むアノード層が活性層の上に重なり、約100nmから約1μmの厚みを備える。本発明の詳細な変形例において、アノード層の厚みは約100nmから約600nmであり、より具体的には約100nmである。逆型セルは紫外線硬化エポキシ樹脂封止材または銀色塗料を用いて封止される。完成した逆型有機太陽電池は、一実施形態において、200nmの活性層の厚みと、600nmのアノード層の厚みを備える。逆型有機太陽電池はアレイ状に構成されてよく、例えば、60mm2の活性面積を有し連続する50個の独立した電池である。幾つかの変形例において、アレイは一列に10個の電池が直列に載置され、5列が平行に接続されるように配向される。逆型有機太陽電池の作製方法も提供する。インジウムスズ酸化物が被覆された透明な圧電材料を含む基板が得られている。幾つかの変形例において、ポジ型フォトレジストは約4500rpmでスピンコート加工が施された後、90°Cでソフトベークされ、インジウムスズ酸化物をパターン加工した。ベークされたポジ型フォトレジストは次に、約25ワットに設定された一定の強度モードで紫外線照射で露光して成長し、約145°Cでハードベイクされた。余分なフォトレジストはアセトンおよびコットンを用いた洗浄により余剰分が取り除かれ、次に、100°CのHCl20-HNO37の溶液でエッチングが施された。逆型有機太陽電池は次に任意で、アセトンを用いて、その次にイソプロパノールを用いて洗浄され、次に少なくとも15分間UVオゾン洗浄が行われた。カソードは、インジウムスズ酸化物被膜の上に炭酸セシウム層をスプレーコートすることにより形成された。炭酸セシウムは任意で、当該技術分野において周知のとおりに作製された。有用な作製方法は、0.2重量2mg/mlのCS2CO3を含む2エトキシエタノール溶液を作製し、1時間攪拌することであった。次に溶液は、カソードに塗布するために、N2促進剤を入れた噴霧装置に置かれた。その後、CS2CO3層の上に載置されたポリ3ヘキシルチオフェンおよび6,6フェニルC61ブチル酸メチルエステルの層をスプレーコートすることにより、活性層が形成され、活性層は約200nmの厚みから約500nmの厚みであった。活性層は任意で、当該技術分野において通常の知識を有する者が利用可能な方法を用いて作製された。有用な作製は、20mg/mLのポリ3ヘキシルチオフェンのジクロロベンゼン溶液を60°Cで24時間、20mg/mLの6,6フェニルC61ブチル酸メチルエステルのジクロロベンゼン溶液を60°Cで24時間、夫々別々の容器で混合することにより生じた。ポリ3ヘキシルチオフェン溶液および6,6フェニルC61ブチル酸メチルエステル溶液は次に、1:1の比率で組み合わされ、60°Cで24時間攪拌され、次に、溶液はN2促進剤を入れた噴霧装置に置かれ、逆型有機太陽電池に塗布された。逆型有機太陽電池の作製変形例では、複数の薄層が最初に、一般的には600-900μmを塗布するように噴霧された。次に、最終的な連続厚状被膜が、活性層被膜を完成させるように塗布された。次に、5体積のジメチルスルフォキシドがドープされたポリ3,4エチレンジオキシチオフェン:ポリスチレンスルフォネートを活性層に噴霧することにより、活性層はアノード層と重ねられ、アノード層は約100nmから約1μmの厚みである。次に、逆型有機太陽電池は、紫外線硬化エポキシ樹脂封止材または銀色塗料をセルの端縁に塗布することにより封止された。アノードは任意で、当該技術分野に属する通常の知識を有する者が利用可能な方法を用いて作製された。しかし、有用な作製は、ポリ3,4エチレンジオキシチオフェンおよびポリスチレンスルフォネート溶液を0.45μmのフィルタでろ過すると共に、ろ過された溶液をジメチルスルフォキシド溶液と混合して最終濃度の5体積のジメチルスルフォキシドを生じさせ、続いて、ポリ3,4エチレンジオキシチオフェン‐ポリスチレンスルフォネート‐ジメチルスルフォキシドの溶液を室温で攪拌した。次に、溶液は1時間音波処理されると共に、塗布のためにN2促進剤を入れた噴霧装置に置かれた。次に、逆型有機太陽電池の層は任意で、逆型有機太陽電池を10-6Torrの真空下に置いた後、次に逆型有機太陽電池を120°Cでアニールすることにより合わせてアニールされた。加えて、逆型有機太陽電池は、基板を10-6Torrの真空下にもう一度1時間置き、逆型有機太陽電池を160°Cでアニールすることを含む2ステップアニールが施されてもよい。逆型有機太陽電池の層が塗布および任意のアニールを含み作製されると、逆型有機太陽電池は、銀色塗料を基板上の少なくとも1個の接点に塗布すると共に、塗料を乾燥させることにより封止される。次に、封止基板は、アセトンおよびイソプロパノールを用いて、ノッチ加工されると共に洗浄された。封止基板は、基板を形成するために使用される材料など、当該技術分野において周知である任意の透明材料であってよい。次に、任意でUVオゾン洗浄が行われた。逆型有機太陽電池および封止基板は、紫外線硬化エポキシ樹脂を備えたグローブボックス内に置かれ、紫外線硬化エポキシ樹脂は封止ガラスの端縁に塗布され、また、逆型有機太陽電池基板は封止ガラス上に置かれた。次に、電池は紫外線オゾンで露光された。結果的に得られた逆型有機太陽電池は、透明な接点を備えた溶液処理可能な有機太陽光層を使用しており、逆型有機太陽電池の光の透過が改善する。目下、4平方ミリメートル4mm2の活性面積を備えた単一のセルに対して-1.3のエネルギ変換効率が達成されると共に、0.39ボルトの開路電圧および0.46mAの短絡回路電流が得られる。本発明をより十分に理解するために、以下の詳細な説明を、添付の図面と合わせて参照されたい。逆型配置には2つの手法がある。一方の手法は完全にITOが存在しないものであり、ジマーマンZimmermann等によるラップスルー法ZimmermannetalITOfreewrapthroughorganicsolarcellsamoduleconceptforcostefficientreeltoreelproductionSolEnergyMaterSolCells91374378または電子接点としてカプトン箔およびアルミニウム/クロミウム2層システムの使用ManceauetalITOfreeflexiblepolymersolarcellsfromsmallmodeldevicestorolltorollprocessedlargemodulesOrgElectron12566574、およびクレブスKrebs等による130μmの厚みのポリエチレンテレナフタレートPEN基板への銀色ナノ粒子を含む底面電極の形成KrebsAllsolutionrolltorollprocessedpolymersolarcellsfreefromindiumtinoxideandvacuumcoatingstepsOrgElectron10761768を用いる。別の手法としては、ITO上に電子伝達層を加えて、カソードとして機能させることである。デバイスが最初にカソードとして変性ITOから作られる逆型配置OPVは、単一セルHuangetalASemitransparentplasticsolarcellfabricatedbyalaminationprocessAdvMater20415419、YuetalEfficientinvertedsolarcellsusingTiO2nanotubearraysNanotechnology19255202255207、LietalEfficientinvertedpolymersolarcellsApplPhysLett88253503253506、ZouetalMetalgridconductingpolymerhybridtransparentelectrodeforinvertedpolymersolarcellsApplPhysLett96203301203304、WaldaufetalHighefficientinvertedorganicphotovoltaicsusingsolutionbasedtitaniumoxideaselectronselectivecontactApplPhysLett89233517233520、ZhouetalInvertedandtransparentpolymersolarcellspreparedwithvacuumfreeprocessingSolEngSolCells93497500と、ソーラモジュールKrebsandNorrmanUsinglightinducedthermocleavageinarolltorollprocessforpolymersolarcellsACSApplMaterInterfaces2877887、KrebsetalArolltorollprocesstoflexiblepolymersolarcellsmodelstudiesmanufactureandoperationalstabilitystudiesJMaterChem1954425451、KrebsetalLargeareaplasticsolarcellmodulesMaterSciEngB138106111の両方で研究されてきた。スプレー技術を利用するOPV単一セルはこれまでにも報告されているWeickertetalSpraydepositedPEDOTPSSforinvertedorganicsolarcellsSolEnergyMaterSolCells9423712374、KimetalPerformanceoptimizationofpolymersolarcellsusingelectrostaticallysprayedphotoactivelayersAdvFunctMater2035383546、KimetalSubstrateheatedspraydepositionmethodforhighefficientorganicsolarcellmorphologyinspectionJapJApplPhys490180001804。しかしながら、これらの研究全てが高真空蒸着およびスピンコート法の少なくともいずれかを用いる。本発明は、スプレー法により形成された最初の逆型ソーラアレイである。スピンコートに基づき、また金属をカソード接点として使用するため、太陽電池の透明度が大きく制限されると共に、大規模生産が困難となる従来の技術と比べて、新規のスプレー技術はこれらの2つの問題を同時に解決する。薄膜有機ソーラアレイは、このレイヤーバイレイヤースプレー技術を利用して、所望の基板硬質、可撓のいずれであってもよい上に形成される。この技術により、高真空や高温が必要なくなり、また、現用のシリコンや無機薄膜太陽光製品に関連する低生産率や高コスト製造が解消される。更に、この技術は、布やプラスチックを含むあらゆる種類の基板に用いることができる。本明細書で使用される約という用語は、数値と関連しておおよそまたは略を意味し、または数値のプラスマイナス15に設定される範囲を意味する。本明細書で使用される実質的にという用語は、完全に特定されるそのものではなくても、極めて近くて違いが僅かであることを概して意味する。本明細書で説明される全てのスプレー用マスクは、タウンテクノロジーズ社TowneTechnologiesIncにより特注生産された。モノクロメータNewportOrielCornerstone14mと結合された250Wのタングステンハロゲンランプを用いて、デバイスの光電変換効率IPCEまたは外部量子効率EQEが測定された。ケースレー2000マルチメータと接続されたUV増大シリコン検出器によって、光電流が検出された。活性層の透過スペクトラムは、同じ光学セットアップで行われた。コーニングCorning登録商標低アルカリ土類ボロアルミノシリケートガラス基板デルタテクノロジー社DeltaTechnologyincを備え、4~10Ω/平方の公称シート抵抗を有するインジウムスズ酸化物ITOは、4×4に予め切断されると共に、ポジ型フォトレジスト,シプレイShipley1813を用いてパターン加工され、4500rpmでスピンコートされ、且つ90°Cのホットプレートで3分間ソフトベークされた。次にこの構造体は、25ワットに設定された一定強度モードを使用して、紫外線ランプで1.4秒間露光された。構造体はシプレイMF319を用いて約2.5分間成長させられ、水ですすいだ後、145°Cで4分間ハードベークされた。余分なフォトレジストは、アセトンおよびコットンで洗浄して取り除かれた。基板は、100°CのHCl20およびHNO37溶液で5~11分間エッチングが施された。構造体はエッチャントから取り出されると共に、アセトン次にイソプロパノールを用いて手で洗浄された。構造体は更にUVオゾンを用いて少なくとも15分間洗浄された。CS2CO3界面バッファ層は、0.2wt2mg/mLのCS2CO3アルドリッチの2エトキシエタノール溶液を作り、且つ溶液を一時間攪拌することにより作製された。CS2CO3は、ITOの仕事関数を、カソードとして利用するべく、略4.0eVまで減少させるために選択された。層は約7~10センチメートルの距離から、20psiに設定されたN2を使用して、スプレーコートにより基板に塗布された。次に生成物は、N2グローブボックスMBraunMOD01内において、150°Cで10分間アニールされた。活性層溶液は、ポリ3ヘキシルチオフェン溶液P3HT;リーキメタルズインコーポレイテッドRiekieMetalsInc,ネブラスカ州リンカーン、NE42Kの平均分子重量と99以上の位置規則性および6,6フェニルC61ブチル酸メチルエステルPCBM;C60,ナノCインコーポレイテッドNanoCInc,マサチューセッツ州ウェストウッド、MA;純度99.5のジクロロベンゼン溶液20mg/mL夫々を混合することにより作製された。2つの溶液は、60°Cのホットプレート上で24時間攪拌され、次に溶液は、1対1の比率で混合された。混合物は60°Cで更に24時間攪拌され、最終的に10mg/mLの溶液が生成された。活性被膜は、30psiに設定されたN2を用いて、約7~10センチメートルの距離からスプレーコートすることにより作製される。複数の薄層が最初に、噴霧毎に約600~900μmで構造体にスプレーされた。次に、約200~300nmの最終的な厚みを有する活性層被膜を完成させるために、最後の厚状連続被膜が塗布された。DCBを備えた綿布を用いて、余剰分を基板から拭き取った。次に構造体は、イソプロパノールに入れられた綿布で拭き取られた。次に基板は真空の前室内で少なくとも12時間乾燥させられた。コバールシャドウマスクが所定位置に合わせられると共に、基板上にテープで止められた。次に、木製のダボを用いて、直列接続位置が拭かれた。変性ポリ3,4エチレンジオキシチオフェンPEDOTおよびポリスチレンスルフォネートPSS溶液PEDOT:PSS;ベイトロンBaytron500および750;H.C.スターククゲゼルシャフトミットベシュレンクターハフトゥンStarckGmbH、ドイツ国ミュンヘンを用いて、アノードバッファ層が作製された。PEDOT:PSSは希釈されると共に、0.45μmのフィルタをろ過させられた。このPEDOT:PSSろ過溶液は、5体積のジメチルスルフォキシドと混合されると共に、室温で攪拌された後、1時間音波処理されて、変性PEDOT:PSSmPEDが生じた。PEDOT:PSS溶液は、単独で使用される時には、導電性が相対的に低く、デバイスの性能が低下する。PEDOT:PSSの導電性は、ジメチルスルフォキシドでドープさせることにより増大する。マスク2はアノード10、界面層40、および活性層30を含むセル上に置かれた。mPED被膜は、基板/マスクを90°Cのホットプレート上におくことにより作製された。図1に示すように、基板/マスクは、噴霧装置3により、30psiに設定された窒素N2をキャリアガスとして用いて、約7~10センチメートルの距離からスプレーコートされた。最終的な厚みに達するまで、複数のスプレー薄層4が塗布された。次に基板がホットプレートから取り出され、マスクが取り除かれる。マスクでmPEDが取り除かれることがないように注意を払う必要があった。次に基板は1時間、高真空10-6Torrに置かれることにより、スプレーされた活性層を備えたデバイスの性能が向上したLimetalSpraydepositedpolypolytopelectrodefororganicsolarcellsApplPhysLett93193301193304。真空後に、デバイスは120°Cで10分間アニールされた。次に真空およびアニール工程は、同じ条件で二回目が繰り返された。基板は最後に、銀色塗料をデバイスの接点にまたは紫外線硬化封止材EPOTEKOG14212エポキシテクノロジーインコーポレイテッドEpoxyTechnologyIncマサチューセッツ州ビレリカを塗布し、塗料を乾燥させることにより封止された。次に、封止されたガラスがノッチ加工されると共に、手によりアセトンおよびイソパノールを用いて洗浄され、続いて、少なくとも15分間UVオゾン洗浄が行われた。次に封止されたガラスがグローブボックス内に、少量の紫外線硬化エポキシ樹脂およびペイントブラシと共に置かれた。紫外線硬化エポキシ樹脂はペイントブラシで封止ガラスの端縁に塗布された。次にデバイスは逆さにされると共に、封止ガラスの上に置かれた。次にデバイスはUVオゾンで15分間露光され、封止エポキシ樹脂を硬化させた。図2に分解された状態で示す逆型有機太陽電池1は、上述の方法を用いて製造された。逆型太陽電池1は、基板5上に形成される様々な活性材料および端子アノードおよびカソード層から構成される。アノード10は、本例ではITOから構成されており、基板5上にスプレーされることにより、基板5の第1端縁組から延出するパターンが形成される。界面バッファ層40は、図2に示すように、最外縁を除きアノード10を被覆する。界面バッファ層の成分は、界面を横切る電荷に勾配がもたらされて、従来の有機半導体とのp-n接合に近づくように選択されることにより、ヘテロ接合の効率が一層高められた。一例となる界面層は、CO2Co3、ZnO、または酸化チタンから構成される。活性層30は界面バッファ層40の上部に直接的に載置されると共に、ポリ3ヘキシルチオフェンおよび6,6フェニルC61ブチル酸メチルエステルを用いて調合された。アノード20は、カソードと同様に、しかしカソードと直交するように、活性層の上にパターンをなして載置された。一例となるアノード材料には、ジメチルスルフォキシドがドープされたPEDOT:PSSを含む。完全に封止された4μm×4μmのアレイは、30以上の透明度を有することが分かっている。デバイスは、金属カソードを用いて熱蒸着により、従来の積み上げ構造により形成される制御デバイスに対して分析された。この段階では、新規の逆型セルは、図3に示すように、制御デバイス3.5よりも小さいPCE1.3を有する。太陽電池は光電生成を判定するためにテストされた。有機太陽電池は、図4に示すように、エネルギhvを有する光子で露光された。エネルギ変換効率PCEの算出において、標準的な太陽光スペクトラムに対するスペクトラムの不一致は訂正されなかった。ソーラアレイの電流‐電圧I-V特性評価は、ニューポートNewport1.6KWソーラシミュレータを用いて、100mW/cm2のAM1.5放射照度で行われた。マルチセルアレイに対して良好な基準点を有するために、逆型単一セルテストデバイスは、1×1の基板上の4個の同一の小型セル4mm2からなり、m-PEDOT500をアノードとして用いた。図5は、CS2CO3層がどのようにして逆型セルの性能に影響を与えるかを示す。CS2CO3を有さない制御セル黒丸は、レジスタと略同様に作動すると共に、極僅かなVOC0.03Vを有した。より低い性能は、カソードとのΩの法則に基づいていない接触に起因しており、活性層全体での組み込み式電場は減少する。厚みをより良好に制御するために、CS2CO3は、これらのデバイス内において、洗浄されたITO基板上にスピンコートされた。図5に示すように、CS2CO3層の最適な厚みは、5000rpmのスピン速度で得られた。7000rpmなどのより高速では、デバイスは、非連続的なCS2CO3層のためにあまり有用ではなかった。更に注目することとして、最適な厚みは、AFMトポグラフィによって測定されると、10~15Åであった。ITOは通常、~4.9eVの仕事関数を有し、これまでは一般的なOPVデバイスにおいてアノードとして使用されている。逆型OPV単一セルにZnOZouetalMetalgridconductingpolymerhybridtransparentelectrodeforinvertedpolymersolarcellsApplPhysLett96203301203304、TiO2HuangetalASemitransparentplasticsolarcellfabricatedbyalaminationprocessAdvMater20415419YuetalEfficientinvertedsolarcellsusingTiO2nanotubearraysNanotechnology19255202255207LietalEfficientinvertedpolymersolarcellsApplPhysLett88253503253506、PEOZhouetalInvertedandtransparentpolymersolarcellspreparedwithvaccumfreeprocessingSolEngSolCells93497500、およびCS2CO3HuangetalASemitransparentplasticsolarcellfabricatedbyalaminationprocessAdvMater20415419YuetalEfficientinvertedsolarcellsusingTiO2nanotubearraysNanotechnology19255202255207LietalEfficientinvertedpolymersolarcellsApplPhysLett88253503253506などの電子伝達層を追加することにより、ITOの仕事関数を調整することが以前に報告されている。先の報告によれば、CS2CO3はITOの仕事関数を3.3eV程度まで低下させ得ることが示されている。0.2のCS2CO3を含む2エトキシエタノール溶液を5000rpmで60秒間スピンコートすることにより、極めて薄いCS2CO3層~10ÅがITOの上に形成される。双極子層がCS2CO3およびITOの間に形成される可能性があることが報告された。双極子モーメントはITOの仕事関数を減らすのを助け、ITOがカソードとして作用するのを可能にした。ITO/CS2CO3カソードの有効仕事関数を推定するために、100nmのアルミニウムカソードがガラス基板上に蒸着させられ、活性層およびm-PEDOT層が上述のITO/CS2CO3カソード形態の時と同様にして形成されるように、制御デバイスは製造された。アルミニウムは透明ではないので、両方のデバイスにおいて、I-Vは、アルミニウム制御およびITO/CS2CO3カソードデバイスに対して同じ照射条件で、m-PEDOT側からの照射により測定された。図5に示すように、アルミニウムカソード制御デバイスのVocは0.24Vである一方、7000rpmでスピンさせられたITO/CS2CO3カソードデバイスのVocは0.36Vであった。アルミニウムは4.2eVの仕事関数を有することから、ITO/CS2CO3の有効仕事関数は4.1eVに近いことが示されている。最適な活性層の構成要素を決定するために、PEDOT:PSSの様々な組成物が分析された。太陽電池は、PH-500変性5DMSOを用いて、実施例1に記載する方法と同様にして作製された。スプレー式mPEDOTの透過スペクトラは、図6に示すように、異なる厚みの活性層を用いて、様々な波長について測定された。図7および図8は、どのようにしてスプレー式m-PEDOT層の厚みがその透過率およびシート抵抗に影響を与えるかを示す。透過率は、モノクロメータNewportOrielCornerstone14mと結合された250Wのタングステンハロゲンランプを用いて測定された。ITOは比較の基準として選択された。約100nmの厚みでは、図7に示すように、ITOと比べて、m-PEDOTの透過率は約80である。m-PEDOTのシート抵抗は、標準的な4箇所プローブ測定VanZantMicrochipFabricationMaGrawHillNewYorkISBN00713563632000pp4312、vanderPauwAmethodofmeasuringtheresistivityandHallcoefficientonlamellaeofarbitraryshapePhilipsTechRev20220224を用いて測定された。予想通り、図8に示すように、抵抗は厚みが増すにつれて減少し、これはバルクモデルと一致する。これらの2つのパラメータ透過率およびシート抵抗は、従来の金属接点に代わる接点としてm-PEDOTが使用されるのを可能にするために重要である。透明度および抵抗の間の妥協は、別の重要な製造パラメータである。現用のアレイは約600nmの厚みとなるように形成されており、70Ω/平方の中程度の抵抗と約50の透過率を有する。図9に示すように、活性層P3HT:PCBM、200nmおよび600nmのm-PEDOTアノードの透過スペクトラを比較した。図示するスペクトラ範囲全体での合計透過率は、m-PEDOTアノードへのスプレー後には、73から31に減少する。太陽電池は、5のDMSOで変性された異なるPEDOT組成物PH-500およびPH-750を用いて製造された。残りの手順については、実施例1において提供されたように従い、また性能は上述のように測定された。図10に示すように、PH-750の性能は、初期の強電流を示しており、電圧の上昇に伴い減少した。反対に、PH-500は、より低い電圧では動作が不十分であったが、より高い電圧ではPH―750よりも良好に動作した。アニールは、有機太陽電池の性能を改善するために、最も重要な要因であることが分かっている。太陽電池は、120°Cで10分間の1ステップ、160°Cで10分間の1ステップ、または120°Cで10分間アニールした後、1時間の高真空に続き、160°Cで10分間の2ステップでアニールが生じることを除き、上述のように作製された。図11および図12は、異なるアニール条件での3個の逆型テストセルの電流‐電圧I-Vおよび光電変換効率IPCEまたは外部量子効率EQEの比較を示す。このようなアニール条件の選択の根拠としては、アニール温度および温度プロフィールの両方を実験するためであった。図11によれば、120°Cの1ステップアニールは、テストセルで最良の結果をもたらしており、100mV/cm2のAM1.5放射照度の強度で、Voc=0.48V、Isc=0.23mA、FF=0.44、および1.2のエネルギ変換効率であった。160°Cでの2番目のアニール工程はデバイスの性能をより低下させており、それは主に膜形態の好ましくない変化に起因するものであり、AFM画像で確認されているがデータは示されていない。160°Cでの1ステップアニールのPCEは、120°Cでの1ステップアニールおよび2ステップアニールの中間であったが、デバイスは最悪のFFを有するものであった。表1は、この3個のテストセルのI-V特性の詳細を示す。図12において、IPCE測定によれば、2ステップアニールは1ステップアニールよりも悪く、これは図示されていないI-V測定値と一致していた。160°Cと120°Cでアニールされたセルでは、PCEとIPCEの間には一致していない部分があり、160°Cでアニールされたセルは、120°CでアニールされたセルよりもIPCEは高いがPCEは低いようである。IPCE測定は、タングステンランプからの照射下で行われる一方、I-Vはソーラシミュレータで行われており、タングステンランプと異なるスペクトラムを有するものである。それでも、IPCEの積分はIscと比例するべきである。160°Cの1ステップで製造されたデバイスは、エネルギ変換効率がより低いが、実際のところIscは、120°Cのもの0.23mAより大きい0.28mA。160°C対120°CでのIPCEの積分の比率は約1.3であり、同じデバイスでのIscの比率は1.2であった。いかなる論理にも拘束されるものではないが、僅かな不一致は、セルは強いIV照射と弱いIPCE照射では異なって作用するという事実から生じているのかもしれない。通常、双分子BM再結合は、高光強度ソーラシミュレータで始まりShaheenetal25efficientorganicplasticsolarcellsApplPhysLett78841843、より顕著なBM再結合を有するセルは、ソーラシミュレータからのような高強度照射では良好に作用しない。160°Cでアニールされたセルは、データを示していないが、再結合中心として作用するより荒い形態に関連するより多くのトラップに起因して、120°CでアニールされたセルよりもBM再結合の影響を多く受けるからかもしれない。同じ作用は、160°Cでアニールされるデバイスおよび2ステップアニールのデバイスにおいて、図11と図12に示すIscの差よりも、IPCEでのより大きな差を説明するために適用され得る。120°Cでの1ステップアニールbは、膜粗さの改善およびP3HTとPCBMの最良の相分離を示しており、図11および図12に示すように、このアニールプロフィールを用いて、デバイスの高性能が説明される。2ステップアニールによるデバイスは、最も滑らかな膜を有するが、相分離はそれほど明確ではなかった。即ち、P3HT鎖およびPCBM分子は、160°Cの2回目のアニール後に、互いにより多く貫通すると共に、かなり小さいナノ領域を形成するものであり、これは領域間の電荷移動に好ましいKlineandMcGeheeMorphologyandchargetransportinconjugatedpolymersJMacromolSciCPolyRev462745。しかしながら、光生成キャリアの再結合は、電子サンドホールに対する別々の経路の欠如に起因して増大し、それにより、図11および図12に示すように、デバイスは2ステップアニール後に、120°Cでの1回目のアニール後よりも動作が悪化した。160°Cのより高温での1ステップアニールによれば、より粗い膜出来上がった状態のままのデバイスよりも粗いが得られると共に、P3HT相およびPCBM相は殆ど区別がつかない。この粗い膜はまた、活性層とm-PEDOTの界面にも影響を及ぼし、図11および図12に示すように、デバイスのFFはより悪い。太陽光の照射は、ソーラアレイの効率を250まで向上させるために実施された。1.80のデバイスの効率は、AM1.5の放射照度でのアレイを用いて観察された。我々の予備データによれば、照射での性能の向上は、スプレーされたデバイスでのみ生じ、スピンコートにより作られたデバイスでは生じないことを示した。即ち、我々のスプレー技術によって製造された太陽電池は、太陽光ではより良好に動作するものであり、これは太陽光エネルギの用途では有益である。ソーラアレイは、50個の独立した逆型セルを形成することにより作製され、各々は60mm2の活性面積を備えると共に、m-PEDOT750またはm-PEDOT500のいずれかを半透明アノードとして使用した。アレイは、電圧を高めるために、一列に10個のセルを直列に備えるように構成されており、また、電流を高めるために、5列が平列接続された。隣り合うセルは、図13の断面図に示すように、有機層形態を用いて連結された。アレイの特性は、上述のようにテストされた。上記の実施例4に説明する異なるアニール条件を用いて作製された4個のアレイのI-Vは、図14に示すように、AM1.5太陽光照射で測定された。低温120°Cでの1ステップアニールは最悪の結果をもたらし、2ステップアニールは、160°Cの第2高温アニール後に、I-V特性Voc,Jsc,FF,PCEの改善を示した。高温160°Cでの1ステップアニールは最良のVocをもたらし、また、2ステップアニールは最も高いJscを生じさせる。アノードに関して、表2に示すように、m-PEDOT500はPEDOT750よりも高いVocをもたらすようである。しかしながら、2ステップアニールおよび160°Cでの1ステップアニールでは、PCEに大きな差はなく、図11および図12に示すテストデバイスの結果とは対照的である。おそらく、アレイは面積が大き過ぎ、また多くの材料を含むことから、アニール継続時間がアレイに対して短過ぎると考えられる。また、アニールの温度、継続時間、および温度プロフィールの間における相互作用の調査は、最適なデバイス形成条件を見出すために継続している。逆型有機太陽電池では、興味深い状況が観察されており、図15に示すように、これはフォトアニールと呼ばれる。ソーラシミュレータからの一定照射状態では、I-V特性の突然の変化が、デバイスに応じて10分から数時間の後に生じている。例えば、図15に示すソーラアレイは、フォトアニールするために約15分を要しており、照射状態で2.5時間後に最大PCEに達した。最も大きな変化はIscに生じており、2.5時間後には、17から35mAまで2倍以上となった。Vocの変化は、4.0から4.2Vとごく僅かであり、アレイの最大PCEは1.80であった。表3は、他のI‐V特性の変化を挙げた。また注目すべきこととして、Iscのこのような突然の増加は、I-V曲線での特徴的な小刻みな揺れに付随して生じた。いかなる特定の理論に拘束されるものではないが、幾つかの作用により、このような観測が説明される。第1の作用は、活性層内での光強度の再分散を生じさせる光学干渉によるものである。シーラントエポキシ樹脂は加熱されて柔らかくなるので、封止ガラスとデバイスの間の距離が変化してしまい、結果的に光学損失がより少なくなる。その結果、短絡電流Iscは増加する。この作用は、図15の挿入図によって支持されており、図15は、封止がないスプレー式テストセルの高速減衰を示す。封止は、酸化を最小限にすると共に、有機太陽電池の効率減衰の速度を落とすのにも役立つ。第2の作用としては、活性層のフォトアニールがデバイスの形態を改善すると共に、幾つかの弱点切れた短絡を直すことにより、IscおよびFFが改善した。また、PCBMが高分子鎖の間の空隙を貫通することにより、より良好な相分離を生じさせることも可能であるC60heterojunctionsolarcellsimplicationofmorphologyonperformanceandambipolarchargecollectionSolEngSolCells92464473。温度低下に従い、高分子鎖は元の形態に戻り、またI-V曲線は元の曲線に戻り、ある種の温度ヒステリシスを明示している。第3の作用は、先に完全に捕獲されたキャリア即ちポーラロンの温度活性に起因するものであり、より高い温度でより多くの光電流が結果的に得られる76107613、NelsonOrganicphotovoltaicfilmsCurrOpinionSolidStateMaterSci68795。I-Vデータの小刻みな揺れは、フィルム形態の不均一性を表しており、またデバイス性能の全体的な向上は、活性層で先に捕獲された電荷の開放によるものである。この観察は、太陽光照射状態では通常は悪化を示す有機太陽電池の従来の概念を覆すものである349353。驚いたことに、照射状態でのこの性能の向上は、スプレー式デバイスでのみ生じており、スピンコートによって作られたデバイスでは生じなかった。そのため、スプレー技術を用いて作製された太陽電池は、太陽光ではより良好に作用しており、これは太陽光エネルギの用途では明らかに有益である。熱アニールは、デバイスPCEの改良では重要であった。また、最適なアニール条件は、小型の単一セルと50個のセルから成る大型ソーラアレイでは同じではない。デバイスの光学的、電子的、形態特性の体系的な研究によれば、デバイスのエネルギ変換効率に対するナノ形態の影響が明らかになった。また、フォトアニール、即ち太陽光照射状況において、ヒステリシスパターンを伴う太陽電池PCEの2倍以上の増加は、太陽光の下での有機太陽電池の悪化という通常の理解と対照的である。フォトアニールはスプレー式太陽電池またはアレイでのみ観察されたという事実は、大規模且つ低コストである溶液ベースの太陽光エネルギの用途に有利な解決策をもたらすものである。開示される先の明細書、全ての文献、行為、または情報は、それらの任意に組み合わせられた文献、行為又は情報が、公的に利用可能であり、周知であり、当該技術分野における一般的な知識の一部であり、または優先時点において任意の問題を解決するのに関連することが知られていることを容認するものではない。上記に引用される全ての出版物の開示は、個々に参照されることにより各々が援用される範囲で、各々の全体が、参照により明らかに本明細書に援用される。有機太陽電池および太陽電池の製造方法の実施形態が記載および例証されているが、本発明の大まかな主旨および原則から逸脱することなく、変形および変更が可能であることは、当該技術分野に属する者であれば理解できる。また当然のことながら、以下の請求の範囲は、本明細書に記載される本発明の一般的且つ特定の特徴全て、及び言語上の問題として、含まれるといえる本発明の範囲の全ての提示を網羅するものである。"