静電塗布法を用いた積層型有機薄膜太陽電池(プロセス技術,展望)

概要

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ウェットプロセスでp-nもしくはp-i-n積層型有機薄膜太陽電池を形成するためには、p型とn型の有機材料を溶解する溶媒を選択する必要がある。しかし、通常のウェットプロセスでは有機層の積層化か困難であるという問題がある。そのため、任意の有機材料をウェットプロセスで積層化できる成膜技術が求められている。本研究ではウェットプロセスの一種である静電塗布法を用いて、p-nを混合した活性層上にn型材料:[6,6]-Phenyl-C_<61>-butyric acid methyl ester (PCBM)を積層した積層型有機薄膜太陽電池を報告する。特に静電塗布法でのガラスキャピラリーと基板間の距離を10cmから6cmへ近づけて、基板を加熱することで同一溶媒に溶ける有機材料の積層化に成功した。これは、液滴着弾時に残っている溶媒が急速に蒸発することで、下地の活性層を溶かさなかったためであると考えられる。PCBMを活性層上に積層していない太陽電池では1.52%の変換効率であったが、PCBMを積層することで1.97%に増加した。また、PCBM層の表面は液滴の着弾時に形成された数10μmの円形状をしていたが、太陽電池特性の向上に本手法が有効であることが実証された。
一般社団法人電子情報通信学会の論文
2013-03-01