JP7537151B2 - 太陽電池モジュール、電子機器、及び電源モジュール - Google Patents
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Description
本発明は、太陽電池モジュール、電子機器、及び電源モジュールに関する。
近年、光電変換素子を利用する太陽電池は、化石燃料の代替や地球温暖化対策という観点のみならず、電池交換や電源配線等が不要な自立型電源としても、幅広い応用が期待されている。また、自立型電源としての太陽電池は、ＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）デバイスや人工衛星などで必要される環境発電（エナジーハーベスト）技術の一つとしても、大きな注目を集めている。
太陽電池としては、従来から広く用いられているシリコンなどを用いた無機系太陽電池の他に、色素増感太陽電池、有機薄膜太陽電池、ペロブスカイト太陽電池などの有機系太陽電池がある。
ペロブスカイト太陽電池は、有機溶媒などを含む電解液を用いることなく、従来の印刷手段を用いて製造できるため、安全性の向上及び製造コストの抑制などの点で有利である。
ペロブスカイト太陽電池は、有機溶媒などを含む電解液を用いることなく、従来の印刷手段を用いて製造できるため、安全性の向上及び製造コストの抑制などの点で有利である。
有機薄膜太陽電池及びペロブスカイト太陽電池に関しては、空間的に分割された複数の光電変換素子を、直列の回路となるように電気的に接続して、出力電圧を大きくすることが知られている（例えば、特許文献１参照）。
本発明は、長時間にわたって高照度光に晒された後においても、発電効率を維持することができる太陽電池モジュール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としての本発明の太陽電池モジュールは、第１の電極、電子輸送層、ペロブスカイト層、ホール輸送層、及び第２の電極を有する光電変換素子が、基板上に複数設けられている太陽電池モジュールであって、互いに隣接する少なくとも２つの前記光電変換素子において、前記ホール輸送層が、互いに延設された連続層であり、互いに隣接する少なくとも２つの前記光電変換素子における前記第１の電極、前記電子輸送層、及び前記ペロブスカイト層が、前記ホール輸送層により隔てられており、前記ホール輸送層が、ホール輸送性材料である重量平均分子量２,０００以上のポリマー又は分子量２，０００以上の化合物と、ホール輸送性材料である分子量２,０００未満の化合物とを含有する。
本発明によれば、長時間にわたって高照度光に晒された後においても、発電効率を維持することができる太陽電池モジュールを提供することができる。
（太陽電池モジュール）
本発明の太陽電池モジュールは、第１の電極、電子輸送層、ペロブスカイト層、ホール輸送層、及び第２の電極を有する光電変換素子が、基板上に複数設けられている太陽電池モジュールであって、互いに隣接する少なくとも２つの前記光電変換素子において、前記ホール輸送層が、互いに延設された連続層であり、互いに隣接する少なくとも２つの前記光電変換素子における前記第１の電極、前記電子輸送層、及び前記ペロブスカイト層が、前記ホール輸送層により隔てられており、前記ホール輸送層が、ホール輸送性材料である重量平均分子量２,０００以上のポリマー又は分子量２，０００以上の化合物と、ホール輸送性材料である分子量２,０００未満の化合物とを含有する。
本発明の太陽電池モジュールは、第１の電極、電子輸送層、ペロブスカイト層、ホール輸送層、及び第２の電極を有する光電変換素子が、基板上に複数設けられている太陽電池モジュールであって、互いに隣接する少なくとも２つの前記光電変換素子において、前記ホール輸送層が、互いに延設された連続層であり、互いに隣接する少なくとも２つの前記光電変換素子における前記第１の電極、前記電子輸送層、及び前記ペロブスカイト層が、前記ホール輸送層により隔てられており、前記ホール輸送層が、ホール輸送性材料である重量平均分子量２,０００以上のポリマー又は分子量２，０００以上の化合物と、ホール輸送性材料である分子量２,０００未満の化合物とを含有する。
本発明の太陽電池モジュールは、ペロブスカイト層を有する従来の太陽電池モジュールでは、長時間にわたって高照度光に晒された後において、発電効率が大幅に低下することがあるという知見に基づくものである。具体的には、ペロブスカイト層を有する従来の太陽電池モジュールは、多孔質酸化チタン層やペロブスカイト層が延設していることにより、拡散による電子の再結合が多いため、長時間にわたって高照度光に晒された後においては、発電効率が大幅に低下してしまうことがあるという問題があった。
また、もう一つの課題としてホール輸送層と第２の電極の密着性が低いために剥離してしまい、長時間の耐久性の面で問題があった。
また、もう一つの課題としてホール輸送層と第２の電極の密着性が低いために剥離してしまい、長時間の耐久性の面で問題があった。
本発明の太陽電池モジュールは、互いに隣接する少なくとも２つの光電変換素子において、ホール輸送層が、互いに延設された連続層であり、第１の電極、電子輸送層、及びペロブスカイト層が、ホール輸送層により隔てられている。これにより、本発明の太陽電池モジュールは、第１の電極、多孔質酸化チタン層やペロブスカイト層がホール輸送層によって切断されており、前記ホール輸送層が、ホール輸送性材料である重量平均分子量２,０００以上のポリマー又は分子量２，０００以上の化合物と、ホール輸送性材料である分子量２,０００未満の化合物とを含有する。その結果、拡散による電子の再結合が少なくなっているため、長時間にわたって高照度光に晒された後においても、発電効率を維持することが可能となり、耐久性が大幅に向上する。
本発明の太陽電池モジュールは、基板上に複数の光電変換素子を有し、前述の基板とは異なる第２の基板、封止部材を更に有することが好ましく、必要に応じてその他の部材を有する。
＜基板＞
基板としては、その形状、構造、大きさについては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。なお、以下では、上述の基板を第１の基板と称することがある。
第１の基板の材質としては、透光性及び絶縁性を有するものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ガラス、プラスチックフィルム、セラミックなどが挙げられる。これらの中でも、後述するように電子輸送層を形成する際に焼成する工程を含む場合は、焼成温度に対して耐熱性を有する材質のものが好ましい。また、第１の基板としては、可とう性を有するものが好ましい。
基板としては、その形状、構造、大きさについては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。なお、以下では、上述の基板を第１の基板と称することがある。
第１の基板の材質としては、透光性及び絶縁性を有するものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ガラス、プラスチックフィルム、セラミックなどが挙げられる。これらの中でも、後述するように電子輸送層を形成する際に焼成する工程を含む場合は、焼成温度に対して耐熱性を有する材質のものが好ましい。また、第１の基板としては、可とう性を有するものが好ましい。
＜光電変換素子＞
光電変換素子とは、光エネルギーを電気エネルギーに変換することができる素子を意味し、太陽電池やフォトダイオードなどに応用されている。
本発明における光電変換素子は、第１の電極と、電子輸送層と、ペロブスカイト層と、ホール輸送層と、第２の電極とを少なくとも有する。
光電変換素子とは、光エネルギーを電気エネルギーに変換することができる素子を意味し、太陽電池やフォトダイオードなどに応用されている。
本発明における光電変換素子は、第１の電極と、電子輸送層と、ペロブスカイト層と、ホール輸送層と、第２の電極とを少なくとも有する。
＜＜第１の電極＞＞
第１の電極としては、その形状、大きさについては、互いに隣接する少なくとも２つの光電変換素子における第１の電極が、後述するホール輸送層により隔てられていれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
第１の電極としては、その形状、大きさについては、互いに隣接する少なくとも２つの光電変換素子における第１の電極が、後述するホール輸送層により隔てられていれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
第１の電極の構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、一層構造であってもよいし、複数の材料を積層する構造であってもよい。
第１の電極の材質としては、導電性を有するものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、透明導電性金属酸化物、カーボン、金属などが挙げられる。
透明導電性金属酸化物としては、例えば、インジウム・スズ酸化物（以下、「ＩＴＯ」と称する）、フッ素ドープ酸化スズ（以下、「ＦＴＯ」と称する）、アンチモンドープ酸化スズ（以下、「ＡＴＯ」と称する）、ニオブドープ酸化スズ（以下、「ＮＴＯ」と称する）、アルミドープ酸化亜鉛、インジウム・亜鉛酸化物、ニオブ・チタン酸化物などが挙げられる。
カーボンとしては、例えば、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、グラフェン、フラーレンなどが挙げられる。
金属としては、例えば、金、銀、アルミニウム、ニッケル、インジウム、タンタル、チタンなどが挙げられる。
これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、透明性が高い透明導電性金属酸化物が好ましく、ＩＴＯ、ＦＴＯ、ＡＴＯ、ＮＴＯがより好ましい。
カーボンとしては、例えば、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、グラフェン、フラーレンなどが挙げられる。
金属としては、例えば、金、銀、アルミニウム、ニッケル、インジウム、タンタル、チタンなどが挙げられる。
これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、透明性が高い透明導電性金属酸化物が好ましく、ＩＴＯ、ＦＴＯ、ＡＴＯ、ＮＴＯがより好ましい。
第１の電極の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５ｎｍ以上１００μｍ以下が好ましく、５０ｎｍ以上１０μｍ以下がより好ましい。なお、第１の電極の材質がカーボンや金属の場合には、第１の電極の平均厚みとしては、透光性を得られる程度の平均厚みにすることが好ましい。
第１の電極は、スパッタ法、蒸着法、スプレー法等の公知の方法などにより形成することができる。
また、第１の電極は、第１の基板上に形成されることが好ましく、予め第１の基板上に第１の電極が形成されている一体化された市販品を用いることができる。
一体化された市販品としては、例えば、ＦＴＯコートガラス、ＩＴＯコートガラス、酸化亜鉛：アルミニウムコートガラス、ＦＴＯコート透明プラスチックフィルム、ＩＴＯコート透明プラスチックフィルムなどが挙げられる。他の一体化された市販品としては、例えば、酸化スズ若しくは酸化インジウムに原子価の異なる陽イオン若しくは陰イオンをドープした透明電極、又はメッシュ状やストライプ状等の光が透過できる構造にした金属電極を設けたガラス基板などが挙げられる。
これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用して混合又は積層したものでもよい。また、電気的抵抗値を下げる目的で、金属リード線などを併用してもよい。
一体化された市販品としては、例えば、ＦＴＯコートガラス、ＩＴＯコートガラス、酸化亜鉛：アルミニウムコートガラス、ＦＴＯコート透明プラスチックフィルム、ＩＴＯコート透明プラスチックフィルムなどが挙げられる。他の一体化された市販品としては、例えば、酸化スズ若しくは酸化インジウムに原子価の異なる陽イオン若しくは陰イオンをドープした透明電極、又はメッシュ状やストライプ状等の光が透過できる構造にした金属電極を設けたガラス基板などが挙げられる。
これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用して混合又は積層したものでもよい。また、電気的抵抗値を下げる目的で、金属リード線などを併用してもよい。
金属リード線の材質としては、例えば、アルミニウム、銅、銀、金、白金、ニッケルなどが挙げられる。
金属リード線は、例えば、蒸着、スパッタリング、圧着などで基板に形成し、その上にＩＴＯやＦＴＯの層を設ける、あるいはＩＴＯやＦＴＯの上に設けることにより併用することができる。
金属リード線は、例えば、蒸着、スパッタリング、圧着などで基板に形成し、その上にＩＴＯやＦＴＯの層を設ける、あるいはＩＴＯやＦＴＯの上に設けることにより併用することができる。
＜＜電子輸送層＞＞
電子輸送層とは、後述するペロブスカイト層で生成された電子を第１の電極まで輸送する層を意味する。このため、電子輸送層は、第１の電極に隣接して配置されることが好ましい。
電子輸送層とは、後述するペロブスカイト層で生成された電子を第１の電極まで輸送する層を意味する。このため、電子輸送層は、第１の電極に隣接して配置されることが好ましい。
電子輸送層としては、その形状、大きさについては、互いに隣接する少なくとも２つの光電変換素子における電子輸送層が、後述するホール輸送層により隔てられていれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
互いに隣接する少なくとも２つの光電変換素子における電子輸送層が、ホール輸送層により隔てられていることにより、電子拡散が抑制されてリーク電流が低下するため、光耐久性を向上させることができる。
互いに隣接する少なくとも２つの光電変換素子における電子輸送層が、ホール輸送層により隔てられていることにより、電子拡散が抑制されてリーク電流が低下するため、光耐久性を向上させることができる。
また、電子輸送層の構造としては、単層であってもよく、複数の層が積層された多層であってもよいが、多層であることが好ましく、緻密な構造を有する層（緻密層）と多孔質な構造を有する層（多孔質層）からなることがより好ましい。また、緻密層は、多孔質層よりも第１の電極に近い側に配置されることが好ましい。
－緻密層－
緻密層としては、電子輸送性材料を含み、後述する多孔質層よりも緻密であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。なお、多孔質層よりも緻密であるとは、緻密層の充填密度が、多孔質層を形成する粒子の充填密度より高密度であることを意味する。
緻密層としては、電子輸送性材料を含み、後述する多孔質層よりも緻密であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。なお、多孔質層よりも緻密であるとは、緻密層の充填密度が、多孔質層を形成する粒子の充填密度より高密度であることを意味する。
電子輸送性材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、半導体材料が好ましい。
半導体材料としては、特に制限はなく、公知のものを用いることができ、例えば、単体半導体、化合物半導体を有する化合物などが挙げられる。
単体半導体としては、例えば、シリコン、ゲルマニウムなどが挙げられる。
化合物半導体としては、例えば、金属のカルコゲニド、具体的には、チタン、スズ、亜鉛、鉄、タングステン、ジルコニウム、ハフニウム、ストロンチウム、インジウム、セリウム、イットリウム、ランタン、バナジウム、ニオブ、タンタル等の酸化物；カドミウム、亜鉛、鉛、銀、アンチモン、ビスマス等の硫化物；カドミウム、鉛等のセレン化物；カドミウム等のテルル化物などが挙げられる。他の化合物半導体としては亜鉛、ガリウム、インジウム、カドミウム等のリン化物、ガリウム砒素、銅－インジウム－セレン化物、銅－インジウム－硫化物等が挙げられる。
これらの中でも、酸化物半導体が好ましく、特に酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ及び酸化ニオブを含有することがより好ましい。
これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。また、半導体材料の結晶型としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、単結晶でも多結晶でもよく、非晶質でもよい。
単体半導体としては、例えば、シリコン、ゲルマニウムなどが挙げられる。
化合物半導体としては、例えば、金属のカルコゲニド、具体的には、チタン、スズ、亜鉛、鉄、タングステン、ジルコニウム、ハフニウム、ストロンチウム、インジウム、セリウム、イットリウム、ランタン、バナジウム、ニオブ、タンタル等の酸化物；カドミウム、亜鉛、鉛、銀、アンチモン、ビスマス等の硫化物；カドミウム、鉛等のセレン化物；カドミウム等のテルル化物などが挙げられる。他の化合物半導体としては亜鉛、ガリウム、インジウム、カドミウム等のリン化物、ガリウム砒素、銅－インジウム－セレン化物、銅－インジウム－硫化物等が挙げられる。
これらの中でも、酸化物半導体が好ましく、特に酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ及び酸化ニオブを含有することがより好ましい。
これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。また、半導体材料の結晶型としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、単結晶でも多結晶でもよく、非晶質でもよい。
緻密層の膜厚としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５ｎｍ以上１μｍ以下が好ましく、１０ｎｍ以上７００ｎｍ以下がより好ましい。
緻密層の作製方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、真空中で薄膜を形成する方法（真空製膜法）、湿式製膜法などが挙げられる。
真空製膜法としては、例えば、スパッタリング法、パルスレーザーデポジッション法（ＰＬＤ法）、イオンビームスパッタ法、イオンアシスト法、イオンプレーティング法、真空蒸着法、アトミックレイヤーデポジッション法（ＡＬＤ法）、化学気相成長法（ＣＶＤ法）などが挙げられる。
湿式製膜法としては、例えば、ゾル－ゲル法が挙げられる。ゾル－ゲル法は、溶液から、加水分解や重合・縮合などの化学反応を経てゲルを作製し、その後、加熱処理によって緻密化を促進させる方法である。ゾル－ゲル法を用いた場合、ゾル溶液の塗布方法としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ディップ法、スプレー法、ワイヤーバー法、スピンコート法、ローラーコート法、ブレードコート法、グラビアコート法、また、湿式印刷方法として、凸版、オフセット、グラビア、凹版、ゴム版、スクリーン印刷などが挙げられる。また、ゾル溶液を塗布した後の加熱処理の際の温度としては、８０℃以上が好ましく、１００℃以上がより好ましい。
真空製膜法としては、例えば、スパッタリング法、パルスレーザーデポジッション法（ＰＬＤ法）、イオンビームスパッタ法、イオンアシスト法、イオンプレーティング法、真空蒸着法、アトミックレイヤーデポジッション法（ＡＬＤ法）、化学気相成長法（ＣＶＤ法）などが挙げられる。
湿式製膜法としては、例えば、ゾル－ゲル法が挙げられる。ゾル－ゲル法は、溶液から、加水分解や重合・縮合などの化学反応を経てゲルを作製し、その後、加熱処理によって緻密化を促進させる方法である。ゾル－ゲル法を用いた場合、ゾル溶液の塗布方法としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ディップ法、スプレー法、ワイヤーバー法、スピンコート法、ローラーコート法、ブレードコート法、グラビアコート法、また、湿式印刷方法として、凸版、オフセット、グラビア、凹版、ゴム版、スクリーン印刷などが挙げられる。また、ゾル溶液を塗布した後の加熱処理の際の温度としては、８０℃以上が好ましく、１００℃以上がより好ましい。
－多孔質層－
多孔質層としては、電子輸送性材料を含み、緻密層よりも緻密ではない（多孔質である）層であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。なお、緻密層よりも緻密でないとは、多孔質層の充填密度が、緻密層の充填密度よりも低密度であることを意味する。
多孔質層としては、電子輸送性材料を含み、緻密層よりも緻密ではない（多孔質である）層であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。なお、緻密層よりも緻密でないとは、多孔質層の充填密度が、緻密層の充填密度よりも低密度であることを意味する。
電子輸送性材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、緻密層の場合と同様に、半導体材料が好ましい。半導体材料としては、緻密層で用いるものと同様のものを用いることができる。
また、多孔質層を形成する電子輸送性材料は、粒子状の形状を有し、これらが接合することによって、多孔質状の膜が形成されることが好ましい。
電子輸送性材料の一次粒子の個数平均粒径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下が好ましく、１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下がより好ましい。また、個数平均粒径よりも大きい半導体材料を混合あるいは積層させてもよく、入射光を散乱させる効果により、変換効率を向上できる場合がある。この場合の個数平均粒径は、５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下が好ましい。
電子輸送性材料の一次粒子の個数平均粒径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下が好ましく、１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下がより好ましい。また、個数平均粒径よりも大きい半導体材料を混合あるいは積層させてもよく、入射光を散乱させる効果により、変換効率を向上できる場合がある。この場合の個数平均粒径は、５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下が好ましい。
多孔質層における電子輸送性材料としては、酸化チタン粒子を好適に用いることができる。多孔質層における電子輸送性材料が酸化チタン粒子であると、伝導帯（Ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｂａｎｄ）が高く、高い開放電圧が得られる。また、多孔質層における電子輸送性材料が酸化チタン粒子であると、屈折率が高く、光閉じ込め効果により高い短絡電流が得られる。更に、多孔質層における電子輸送性材料が酸化チタン粒子であると、多孔質層の誘電率が高くなり、電子の移動度が高くなることで、高い曲線因子（形状因子）が得られる点で有利である。すなわち、開放電圧及び曲線因子を向上させることができるため、電子輸送層が、酸化チタン粒子を含む多孔質層を有することが好ましい。
多孔質層の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、３０ｎｍ以上１μｍ以下が好ましく、１００ｎｍ以上６００ｎｍ以下がより好ましい。
また、多孔質層は、多層構造を有してもよい。多層構造を有する多孔質層は、粒径の異なる電子輸送性材料の粒子の分散液を複数回塗布すること、電子輸送性材料、樹脂、添加剤などの組成が異なる分散液を複数回塗布することなどにより、作製することができる。電子輸送性材料の粒子の分散液を複数回塗布することは、多孔質層の平均厚み（膜厚）を調整する際にも有効である。
また、多孔質層は、多層構造を有してもよい。多層構造を有する多孔質層は、粒径の異なる電子輸送性材料の粒子の分散液を複数回塗布すること、電子輸送性材料、樹脂、添加剤などの組成が異なる分散液を複数回塗布することなどにより、作製することができる。電子輸送性材料の粒子の分散液を複数回塗布することは、多孔質層の平均厚み（膜厚）を調整する際にも有効である。
多孔質層の作製方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、浸漬法、スピンコート法、スプレー法、ディップ法、ローラ法、エアーナイフ法などが挙げられる。また、多孔質層の作製方法としては、例えば、二酸化炭素などを用いた超臨界流体中で析出させる方法を用いることもできる。
電子輸送性材料の粒子を作製する方法としては、例えば、公知のミリング装置等を用いて機械的に粉砕する方法が挙げられる。この方法により、粒子状の電子輸送性材料を単独で、あるいは半導体材料と樹脂の混合物を、水又は溶媒に分散することにより半導体材料の分散液を作製できる。
樹脂としては、例えば、スチレン、酢酸ビニル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル等によるビニル化合物の重合体や共重合体、シリコーン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリエステル樹脂、セルロースエステル樹脂、セルロースエーテル樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
樹脂としては、例えば、スチレン、酢酸ビニル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル等によるビニル化合物の重合体や共重合体、シリコーン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリエステル樹脂、セルロースエステル樹脂、セルロースエーテル樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
溶媒としては、例えば、水、アルコール溶媒、ケトン溶媒、エステル溶媒、エーテル溶媒、アミド溶媒、ハロゲン化炭化水素溶媒、炭化水素溶媒などが挙げられる。
アルコール溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、α－テルピネオールなどが挙げられる。
ケトン溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどが挙げられる。
エステル溶媒としては、例えば、ギ酸エチル、酢酸エチル、酢酸ｎ－ブチルなどが挙げられる。
エーテル溶媒としては、例えば、ジエチルエーテル、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、ジオキソラン、ジオキサンなどが挙げられる。
アミド溶媒としては、例えば、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド、Ｎ－メチル－２－ピロリドンなどが挙げられる。
ハロゲン化炭化水素溶媒としては、例えば、ジクロロメタン、クロロホルム、ブロモホルム、ヨウ化メチル、ジクロロエタン、トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロベンゼン、ｏ－ジクロロベンゼン、フルオロベンゼン、ブロモベンゼン、ヨードベンゼン、１－クロロナフタレンなどが挙げられる。
炭化水素溶媒としては、例えば、ｎ－ペンタン、ｎ－ヘキサン、ｎ－オクタン、１，５－ヘキサジエン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、シクロヘキサジエン、ベンゼン、トルエン、ｏ－キシレン、ｍ－キシレン、ｐ－キシレン、エチルベンゼン、クメンなどが挙げられる。
これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
アルコール溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、α－テルピネオールなどが挙げられる。
ケトン溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどが挙げられる。
エステル溶媒としては、例えば、ギ酸エチル、酢酸エチル、酢酸ｎ－ブチルなどが挙げられる。
エーテル溶媒としては、例えば、ジエチルエーテル、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、ジオキソラン、ジオキサンなどが挙げられる。
アミド溶媒としては、例えば、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド、Ｎ－メチル－２－ピロリドンなどが挙げられる。
ハロゲン化炭化水素溶媒としては、例えば、ジクロロメタン、クロロホルム、ブロモホルム、ヨウ化メチル、ジクロロエタン、トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロベンゼン、ｏ－ジクロロベンゼン、フルオロベンゼン、ブロモベンゼン、ヨードベンゼン、１－クロロナフタレンなどが挙げられる。
炭化水素溶媒としては、例えば、ｎ－ペンタン、ｎ－ヘキサン、ｎ－オクタン、１，５－ヘキサジエン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、シクロヘキサジエン、ベンゼン、トルエン、ｏ－キシレン、ｍ－キシレン、ｐ－キシレン、エチルベンゼン、クメンなどが挙げられる。
これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
電子輸送性材料を含む分散液、あるいはゾル－ゲル法等によって得られた電子輸送性材料を含むペーストには、粒子の再凝集を防ぐため、酸、界面活性剤、キレート化剤などを添加してもよい。
酸としては、例えば、塩酸、硝酸、酢酸などが挙げられる。
界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテルなどが挙げられる。
キレート化剤としては、例えば、アセチルアセトン、２－アミノエタノール、エチレンジアミンなどが挙げられる。
また、製膜性を向上させる目的で、増粘剤を添加することも有効な手段である。
増粘剤としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、エチルセルロースなどが挙げられる。
酸としては、例えば、塩酸、硝酸、酢酸などが挙げられる。
界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテルなどが挙げられる。
キレート化剤としては、例えば、アセチルアセトン、２－アミノエタノール、エチレンジアミンなどが挙げられる。
また、製膜性を向上させる目的で、増粘剤を添加することも有効な手段である。
増粘剤としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、エチルセルロースなどが挙げられる。
電子輸送性材料を塗布した後に、電子輸送性材料の粒子間を電子的に接触させ、膜強度や基板との密着性を向上させるために焼成したり、マイクロ波や電子線を照射したり、又はレーザー光を照射することができる。これらの処理は、１種単独で行ってもよく、２種類以上組み合わせて行ってもよい。
電子輸送性材料で形成された多孔質層を焼成する場合、焼成温度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、３０℃以上７００℃以下が好ましく、１００℃以上６００℃以下がより好ましい。焼成温度が、３０℃以上７００℃以下であると、第１の基板の抵抗値の増加と融解を抑制しつつ、多孔質層を焼成することができる。また、焼成時間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１０分間以上１０時間以下が好ましい。
電子輸送性材料から形成された多孔質層にマイクロ波照射する場合には、照射時間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１時間以下が好ましい。この場合、多孔質層が形成されている面側から照射してもよく、多孔質層が形成されていない面側から照射してもよい。
電子輸送性材料から形成された多孔質層にマイクロ波照射する場合には、照射時間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１時間以下が好ましい。この場合、多孔質層が形成されている面側から照射してもよく、多孔質層が形成されていない面側から照射してもよい。
電子輸送性材料からなる多孔質層を焼成した後、多孔質層の表面積の増大などの目的で、例えば、四塩化チタンの水溶液や有機溶剤との混合溶液を用いた化学メッキや三塩化チタン水溶液を用いた電気化学的メッキ処理を行ってもよい。
このようにして、例えば、直径が数十ｎｍの電子輸送性材料を焼結し得られた膜は、多くの空隙を有する多孔質構造となる。このような多孔質構造は、非常に高い表面積を有し、その表面積はラフネスファクターを用いて表わすことができる。ラフネスファクターは、第１の基板又は緻密層に塗布した電子輸送性材料の粒子の面積に対する多孔質内部の実面積を表わす数値である。したがって、ラフネスファクターとしては、大きいほど好ましいが、電子輸送層の平均厚みとの関係から、２０以上が好ましい。
また、電子輸送性材料の粒子には、リチウム化合物をドーピングしてもよい。具体的には、リチウムビス（トリフルオロメタンスルホンイミド）化合物の溶液を、スピンコートなどを用いて電子輸送性材料の粒子の上に堆積させ、その後焼成処理する方法である。
リチウム化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、リチウムビス（トリフルオロメタンスルホンイミド）、過塩素酸リチウム、ヨウ化リチウムなどが挙げられる。
リチウム化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、リチウムビス（トリフルオロメタンスルホンイミド）、過塩素酸リチウム、ヨウ化リチウムなどが挙げられる。
－ペロブスカイト層－
ペロブスカイト層とは、ペロブスカイト化合物を含む層を意味する。そのため、ペロブスカイト層は、電子輸送層に隣接して配置されることが好ましい。
ペロブスカイト層とは、ペロブスカイト化合物を含む層を意味する。そのため、ペロブスカイト層は、電子輸送層に隣接して配置されることが好ましい。
ペロブスカイト層としては、その形状、大きさについては、互いに隣接する少なくとも２つの光電変換素子におけるペロブスカイト層が、後述するホール輸送層により隔てられていれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
ペロブスカイト化合物は、有機化合物と無機化合物の複合物質であり、以下の一般式（Ａ）で表わされる。
ＸαＹβＭγ ・・・一般式（Ａ）
上記の一般式（Ａ）において、α：β：γの比率は３：１：１であり、β及びγは１より大きい整数を表す。また、例えば、Ｘはハロゲンイオン、Ｙはアルキルアミン化合物イオン、Ｍは金属イオンなどとすることができる。
ＸαＹβＭγ ・・・一般式（Ａ）
上記の一般式（Ａ）において、α：β：γの比率は３：１：１であり、β及びγは１より大きい整数を表す。また、例えば、Ｘはハロゲンイオン、Ｙはアルキルアミン化合物イオン、Ｍは金属イオンなどとすることができる。
上記の一般式（Ａ）におけるＸとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、塩素、臭素、ヨウ素などのハロゲンイオンが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
上記の一般式（Ａ）におけるＹとしては、メチルアミン、エチルアミン、ｎ－ブチルアミン、ホルムアミジンなどのアルキルアミン化合物イオンや、セシウム、カリウム、ルビジウムなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
また、ハロゲン化鉛－メチルアンモニウムのペロブスカイト化合物の場合、ハロゲンイオンがＣｌのときは、光吸収スペクトルのピークλｍａｘは約３５０ｎｍ、Ｂｒのときは約４１０ｎｍ、Ｉのときは約５４０ｎｍと、順に長波長側にシフトするため、利用できるスペクトル幅（バンド域）は異なる。
また、ハロゲン化鉛－メチルアンモニウムのペロブスカイト化合物の場合、ハロゲンイオンがＣｌのときは、光吸収スペクトルのピークλｍａｘは約３５０ｎｍ、Ｂｒのときは約４１０ｎｍ、Ｉのときは約５４０ｎｍと、順に長波長側にシフトするため、利用できるスペクトル幅（バンド域）は異なる。
上記の一般式（Ａ）におけるＭとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、鉛、インジウム、アンチモン、スズ、銅、ビスマス等の金属などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
また、ペロブスカイト層は、ハロゲン化金属からなる層と有機カチオン分子が並んだ層が、交互に積層した層状ペロブスカイト構造を示すことが好ましい。
ペロブスカイト層は、アルカリ金属及びアンチモン原子のいずれかを少なくとも含有することが好ましい。ペロブスカイト層がアルカリ金属及びアンチモン原子のいずれかを少なくとも含有すると、出力が高くなる点で有利である。
ペロブスカイト層を形成する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ハロゲン化金属及びハロゲン化アルキルアミンを、溶解又は分散させた溶液を塗布した後に乾燥する方法などが挙げられる。
また、ペロブスカイト層を形成する方法としては、例えば、ハロゲン化金属を溶解又は分散させた溶液を塗布、乾燥した後、ハロゲン化アルキルアミンを溶解させた溶液中に浸して、ペロブスカイト化合物を形成する二段階析出法などが挙げられる。
更に、ペロブスカイト層を形成する方法としては、例えば、ハロゲン化金属及びハロゲン化アルキルアミンを溶解又は分散した溶液を塗布しながら、ペロブスカイト化合物にとっての貧溶媒（溶解度が小さい溶媒）を加えて結晶を析出させる方法などが挙げられる。 加えて、ペロブスカイト層を形成する方法としては、例えば、メチルアミンなどが充満したガス中において、ハロゲン化金属を蒸着する方法などが挙げられる。
これらの中でも、ハロゲン化金属及びハロゲン化アルキルアミンを溶解又は分散した溶液を塗布しながら、ペロブスカイト化合物にとっての貧溶媒を加えて結晶を析出させる方法が好ましい。
また、ペロブスカイト層を形成する方法としては、例えば、ハロゲン化金属を溶解又は分散させた溶液を塗布、乾燥した後、ハロゲン化アルキルアミンを溶解させた溶液中に浸して、ペロブスカイト化合物を形成する二段階析出法などが挙げられる。
更に、ペロブスカイト層を形成する方法としては、例えば、ハロゲン化金属及びハロゲン化アルキルアミンを溶解又は分散した溶液を塗布しながら、ペロブスカイト化合物にとっての貧溶媒（溶解度が小さい溶媒）を加えて結晶を析出させる方法などが挙げられる。 加えて、ペロブスカイト層を形成する方法としては、例えば、メチルアミンなどが充満したガス中において、ハロゲン化金属を蒸着する方法などが挙げられる。
これらの中でも、ハロゲン化金属及びハロゲン化アルキルアミンを溶解又は分散した溶液を塗布しながら、ペロブスカイト化合物にとっての貧溶媒を加えて結晶を析出させる方法が好ましい。
溶液を塗布する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、浸漬法、スピンコート法、スプレー法、ディップ法、ローラ法、エアーナイフ法などが挙げられる。また、溶液を塗布する方法としては、例えば、二酸化炭素などを用いた超臨界流体中で析出させる方法であってもよい。
また、ペロブスカイト層は、増感色素を含んでもよい。
増感色素を含んだペロブスカイト層を形成する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ペロブスカイト化合物と増感色素を混合する方法、ペロブスカイト層を形成した後で、増感色素を吸着させる方法などが挙げられる。
増感色素を含んだペロブスカイト層を形成する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ペロブスカイト化合物と増感色素を混合する方法、ペロブスカイト層を形成した後で、増感色素を吸着させる方法などが挙げられる。
増感色素としては、使用される励起光により光励起される化合物であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
増感色素としては、例えば、特表平７－５００６３０号公報、特開平１０－２３３２３８号公報、特開２０００－２６４８７号公報、特開２０００－３２３１９１号公報、特開２００１－５９０６２号公報等に記載の金属錯体化合物、特開平１０－９３１１８号公報、特開２００２－１６４０８９号公報、特開２００４－９５４５０号公報、Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．Ｃ，７２２４，Ｖｏｌ．１１１（２００７）等に記載のクマリン化合物、同特開２００４－９５４５０号公報、Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．，４８８７（２００７）等に記載のポリエン化合物、特開２００３－２６４０１０号公報、特開２００４－６３２７４号公報、特開２００４－１１５６３６号公報、特開２００４－２０００６８号、特開２００４－２３５０５２号公報、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２２１８，Ｖｏｌ．１２６（２００４）、Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．，３０３６（２００３）、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．，１９２３，Ｖｏｌ．４７（２００８）等に記載のインドリン化合物、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１６７０１，Ｖｏｌ．１２８（２００６）、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１４２５６，Ｖｏｌ．１２８（２００６）等に記載のチオフェン化合物、特開平１１－８６９１６号公報、特開平１１－２１４７３０号公報、特開２０００－１０６２２４号公報、特開２００１－７６７７３号公報、特開２００３－７３５９号公報等に記載のシアニン色素、特開平１１－２１４７３１号公報、特開平１１－２３８９０５号公報、特開２００１－５２７６６号公報、特開２００１－７６７７５号公報、特開２００３－７３６０号等に記載メロシアニン色素、特開平１０－９２４７７号公報、特開平１１－２７３７５４号公報、特開平１１－２７３７５５号公報、特開２００３－３１２７３号等に記載の９－アリールキサンテン化合物、特開平１０－９３１１８号公報、特開２００３－３１２７３号等に記載のトリアリールメタン化合物、特開平９－１９９７４４号公報、特開平１０－２３３２３８号公報、特開平１１－２０４８２１号公報、特開平１１－２６５７３８号、Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．，２３４２，Ｖｏｌ．９１（１９８７）、Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．Ｂ，６２７２，Ｖｏｌ．９７（１９９３）、Ｅｌｅｃｔｒｏａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．，３１，Ｖｏｌ．５３７（２００２）、特開２００６－０３２２６０号公報、Ｊ．Ｐｏｒｐｈｙｒｉｎｓ Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅｓ，２３０，Ｖｏｌ．３（１９９９）、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．，３７３，Ｖｏｌ．４６（２００７）、Ｌａｎｇｍｕｉｒ，５４３６，Ｖｏｌ．２４（２００８）等に記載のフタロシアニン化合物、ポルフィリン化合物などが挙げられる。これらの中でも、金属錯体化合物、インドリン化合物、チオフェン化合物、ポルフィリン化合物が好ましい。
増感色素としては、例えば、特表平７－５００６３０号公報、特開平１０－２３３２３８号公報、特開２０００－２６４８７号公報、特開２０００－３２３１９１号公報、特開２００１－５９０６２号公報等に記載の金属錯体化合物、特開平１０－９３１１８号公報、特開２００２－１６４０８９号公報、特開２００４－９５４５０号公報、Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．Ｃ，７２２４，Ｖｏｌ．１１１（２００７）等に記載のクマリン化合物、同特開２００４－９５４５０号公報、Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．，４８８７（２００７）等に記載のポリエン化合物、特開２００３－２６４０１０号公報、特開２００４－６３２７４号公報、特開２００４－１１５６３６号公報、特開２００４－２０００６８号、特開２００４－２３５０５２号公報、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２２１８，Ｖｏｌ．１２６（２００４）、Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．，３０３６（２００３）、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．，１９２３，Ｖｏｌ．４７（２００８）等に記載のインドリン化合物、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１６７０１，Ｖｏｌ．１２８（２００６）、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１４２５６，Ｖｏｌ．１２８（２００６）等に記載のチオフェン化合物、特開平１１－８６９１６号公報、特開平１１－２１４７３０号公報、特開２０００－１０６２２４号公報、特開２００１－７６７７３号公報、特開２００３－７３５９号公報等に記載のシアニン色素、特開平１１－２１４７３１号公報、特開平１１－２３８９０５号公報、特開２００１－５２７６６号公報、特開２００１－７６７７５号公報、特開２００３－７３６０号等に記載メロシアニン色素、特開平１０－９２４７７号公報、特開平１１－２７３７５４号公報、特開平１１－２７３７５５号公報、特開２００３－３１２７３号等に記載の９－アリールキサンテン化合物、特開平１０－９３１１８号公報、特開２００３－３１２７３号等に記載のトリアリールメタン化合物、特開平９－１９９７４４号公報、特開平１０－２３３２３８号公報、特開平１１－２０４８２１号公報、特開平１１－２６５７３８号、Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．，２３４２，Ｖｏｌ．９１（１９８７）、Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．Ｂ，６２７２，Ｖｏｌ．９７（１９９３）、Ｅｌｅｃｔｒｏａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．，３１，Ｖｏｌ．５３７（２００２）、特開２００６－０３２２６０号公報、Ｊ．Ｐｏｒｐｈｙｒｉｎｓ Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅｓ，２３０，Ｖｏｌ．３（１９９９）、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．，３７３，Ｖｏｌ．４６（２００７）、Ｌａｎｇｍｕｉｒ，５４３６，Ｖｏｌ．２４（２００８）等に記載のフタロシアニン化合物、ポルフィリン化合物などが挙げられる。これらの中でも、金属錯体化合物、インドリン化合物、チオフェン化合物、ポルフィリン化合物が好ましい。
＜＜ホール輸送層＞＞
ホール輸送層とは、ペロブスカイト層で生成されたホール（正孔）を後述する第２の電極まで輸送する層を意味する。このため、ホール輸送層は、ペロブスカイト層に隣接して配置されることが好ましい。
ホール輸送層とは、ペロブスカイト層で生成されたホール（正孔）を後述する第２の電極まで輸送する層を意味する。このため、ホール輸送層は、ペロブスカイト層に隣接して配置されることが好ましい。
ホール輸送層としては、その形状、大きさについては、互いに延設された連続層であり、互いに隣接する少なくとも２つの光電変換素子における第１の電極、電子輸送層、ペロブスカイト層を隔てることができれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できる。
互いに隣接する少なくとも２つの光電変換素子における第１の電極、電子輸送層、及びペロブスカイト層が、互いに延設された連続層であるホール輸送層で隔てられていることにより、多孔質酸化チタン層が切断されており、拡散による電子の再結合が少なくなっているため、長時間にわたって高照度光に晒された後においても、発電効率を維持することが可能である。
互いに隣接する少なくとも２つの光電変換素子における第１の電極、電子輸送層、及びペロブスカイト層が、互いに延設された連続層であるホール輸送層で隔てられていることにより、多孔質酸化チタン層が切断されており、拡散による電子の再結合が少なくなっているため、長時間にわたって高照度光に晒された後においても、発電効率を維持することが可能である。
ホール輸送層は、ホール輸送性材料である重量平均分子量２,０００以上のポリマー又は分子量２，０００以上の化合物と、ホール輸送性材料である分子量２,０００未満の化合物とを含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有する。
－重量平均分子量２，０００以上のポリマー－
重量平均分子量２，０００以上のポリマーとしては、ホール輸送性材料であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリチオフェン化合物、ポリフェニレンビニレン化合物、ポリフルオレン化合物、ポリフェニレン化合物、ポリアリールアミン化合物、ポリチアジアゾール化合物などが挙げられる。これらの中でも、キャリア移動度やイオン化ポテンシャルを考慮すると、ポリチオフェン化合物、ポリアリールアミン化合物、下記一般式（１）又は（２）で表される繰り返し単位を有するポリマーが好ましく、下記一般式（１）又は（２）で表される繰り返し単位を有するポリマーが特に好ましい。
なお、重量平均分子量は、ゲルろ過クロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定したポリスチレン換算の値である。
重量平均分子量２，０００以上のポリマーとしては、ホール輸送性材料であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリチオフェン化合物、ポリフェニレンビニレン化合物、ポリフルオレン化合物、ポリフェニレン化合物、ポリアリールアミン化合物、ポリチアジアゾール化合物などが挙げられる。これらの中でも、キャリア移動度やイオン化ポテンシャルを考慮すると、ポリチオフェン化合物、ポリアリールアミン化合物、下記一般式（１）又は（２）で表される繰り返し単位を有するポリマーが好ましく、下記一般式（１）又は（２）で表される繰り返し単位を有するポリマーが特に好ましい。
なお、重量平均分子量は、ゲルろ過クロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定したポリスチレン換算の値である。
ポリチオフェン化合物としては、例えば、ポリ（３－ｎ－ヘキシルチオフェン）、ポリ（３－ｎ－オクチルオキシチオフェン）、ポリ（９，９’－ジオクチル－フルオレン－コ－ビチオフェン）、ポリ（３，３’’’－ジドデシル－クォーターチオフェン）、ポリ（３，６－ジオクチルチエノ［３，２－ｂ］チオフェン）、ポリ（２，５－ビス（３－デシルチオフェン－２－イル）チエノ［３，２－ｂ］チオフェン）、ポリ（３，４－ジデシルチオフェン－コ－チエノ［３，２－ｂ］チオフェン）、ポリ（３，６－ジオクチルチエノ［３，２－ｂ］チオフェン－コ－チエノ［３，２－ｂ］チオフェン）、ポリ（３，６－ジオクチルチエノ［３，２－ｂ］チオフェン－コ－チオフェン）、ポリ（３，６－ジオクチルチエノ［３，２－ｂ］チオフェン－コ－ビチオフェン）などが挙げられる。
ポリフェニレンビニレン化合物としては、例えば、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］、ポリ［２－メトキシ－５－（３，７－ジメチルオクチルオキシ）－１，４－フェニレンビニレン］、ポリ［（２－メトキシ－５－（２－エチルフェキシルオキシ）－１，４－フェニレンビニレン）－コ－（４，４’－ビフェニレン－ビニレン）］などが挙げられる。
ポリフルオレン化合物としては、例えば、ポリ（９，９’－ジドデシルフルオレニル－２，７－ジイル）、ポリ［（９，９－ジオクチル－２，７－ジビニレンフルオレン）－ａｌｔ－コ－（９，１０－アントラセン）］、ポリ［（９，９－ジオクチル－２，７－ジビニレンフルオレン）－ａｌｔ－コ－（４，４’－ビフェニレン）］、ポリ［（９，９－ジオクチル－２，７－ジビニレンフルオレン）－ａｌｔ－コ－（２－メトキシ－５－（２－エチルヘキシルオキシ）－１，４－フェニレン）］、ポリ［（９，９－ジオクチル－２，７－ジイル）－コ－（１，４－（２，５－ジヘキシルオキシ）ベンゼン）］などが挙げられる。
ポリフェニレン化合物としては、例えば、ポリ［２，５－ジオクチルオキシ－１，４－フェニレン］、ポリ［２，５－ジ（２－エチルヘキシルオキシ－１，４－フェニレン］などが挙げられる。
ポリアリールアミン化合物としては、例えば、ポリ［（９，９－ジオクチルフルオレニル－２，７－ジイル）－ａｌｔ－コ－（Ｎ，Ｎ’－ジフェニル）－Ｎ，Ｎ’－ジ（ｐ－ヘキシルフェニル）－１，４－ジアミノベンゼン］、ポリ［（９，９－ジオクチルフルオレニル－２，７－ジイル）－ａｌｔ－コ－（Ｎ，Ｎ’－ビス（４－オクチルオキシフェニル）ベンジジン－Ｎ，Ｎ’－（１，４－ジフェニレン）］、ポリ［（Ｎ，Ｎ’－ビス（４－オクチルオキシフェニル）ベンジジン－Ｎ，Ｎ’－（１，４－ジフェニレン）］、ポリ［（Ｎ，Ｎ’－ビス（４－（２－エチルヘキシルオキシ）フェニル）ベンジジン－Ｎ，Ｎ’－（１，４－ジフェニレン）］、ポリ［フェニルイミノ－１，４－フェニレンビニレン－２，５－ジオクチルオキシ－１，４－フェニレンビニレン－１，４－フェニレン］、ポリ［ｐ－トリルイミノ－１，４－フェニレンビニレン－２，５－ジ（２－エチルヘキシルオキシ）－１，４－フェニレンビニレン－１，４－フェニレン］、ポリ［４－（２－エチルヘキシルオキシ）フェニルイミノ－１，４－ビフェニレン］などが挙げられる。
ポリチアジアゾール化合物としては、例えば、ポリ［（９，９－ジオクチルフルオレニル－２，７－ジイル）－ａｌｔ－コ－（１，４－ベンゾ（２，１’，３）チアジアゾール］、ポリ（３，４－ジデシルチオフェン－コ－（１，４－ベンゾ（２，１’，３）チアジアゾール）などが挙げられる。
重量平均分子量２，０００以上のポリマーとしては、下記一般式（１）又は（２）で表される繰り返し単位を有するポリマーが好適である。
上記一般式（１）中、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ水素原子、アルキル基、アラルキル基、アルコキシ基、及びアリール基から選択される少なくともいずれかを表し、これらは同一であってもよく、異なっていてもよい。
アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、２－イソブチル基などが挙げられる。
アラルキル基としては、例えば、ベンジル基、２－ナフチルメチル基などが挙げられる。
アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基などが挙げられる。
アリール基としては、例えば、フェニル基、１－ナフチル基などが挙げられる。
アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、２－イソブチル基などが挙げられる。
アラルキル基としては、例えば、ベンジル基、２－ナフチルメチル基などが挙げられる。
アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基などが挙げられる。
アリール基としては、例えば、フェニル基、１－ナフチル基などが挙げられる。
Ｒ３はアルキル基、アラルキル基、アリール基、及びヘテロ環基から選択されるいずれかを表す。
アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、２－イソブチル基などが挙げられる。
アラルキル基としては、例えば、ベンジル基、２－ナフチルメチル基などが挙げられる。
アリール基としては、例えば、フェニル基、１－ナフチル基などが挙げられる。
ヘテロ環基としては、例えば、チオフェン環基、フラン環基などが挙げられる。
アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、２－イソブチル基などが挙げられる。
アラルキル基としては、例えば、ベンジル基、２－ナフチルメチル基などが挙げられる。
アリール基としては、例えば、フェニル基、１－ナフチル基などが挙げられる。
ヘテロ環基としては、例えば、チオフェン環基、フラン環基などが挙げられる。
Ｘ１は、アルキレン基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、及びヘテロ環基から選択されるいずれかを表す。
アルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基などが挙げられる。
アルケニル基としては、例えば、ビニル基などが挙げられる。
アルキニル基としては、例えば、アセチレンなどが挙げられる。
アリール基としては、例えば、フェニル基、１－ナフチル基などが挙げられる。
ヘテロ環基としては、例えば、チオフェン環基、フラン環基などが挙げられる。
アルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基などが挙げられる。
アルケニル基としては、例えば、ビニル基などが挙げられる。
アルキニル基としては、例えば、アセチレンなどが挙げられる。
アリール基としては、例えば、フェニル基、１－ナフチル基などが挙げられる。
ヘテロ環基としては、例えば、チオフェン環基、フラン環基などが挙げられる。
ｎは２以上の整数であり、かつ上記一般式（１）で表される繰り返し単位を有するポリマーの重量平均分子量が２，０００以上になる整数を示す。ｐは０、１又は２を示す。
上記一般式（２）中、Ｒ４は水素原子、アルキル基、アラルキル基、アルコキシ基、及びアリール基から選択されるいずれかを表す。
アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、２－イソブチル基などが挙げられる。
アラルキル基としては、例えば、ベンジル基、２－ナフチルメチル基などが挙げられる。
アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基などが挙げられる。
アルケニル基としては、例えば、ビニル基などが挙げられる。
アリール基としては、例えば、フェニル基、１－ナフチル基などが挙げられる。
アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、２－イソブチル基などが挙げられる。
アラルキル基としては、例えば、ベンジル基、２－ナフチルメチル基などが挙げられる。
アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基などが挙げられる。
アルケニル基としては、例えば、ビニル基などが挙げられる。
アリール基としては、例えば、フェニル基、１－ナフチル基などが挙げられる。
Ｘ２は酸素原子、硫黄原子、及びセレン原子から選択されるいずれかを表す。
Ｘ３はアルケニル基、アルキニル基、アリール基、及びヘテロ環基から選択されるいずれかを表す。
アルケニル基としては、例えば、ビニル基などが挙げられる。
アルキニル基としては、例えば、アセチレンなどが挙げられる。
アリール基としては、例えば、フェニル基、１－ナフチル基などが挙げられる。
ヘテロ環基としては、例えば、チオフェン環基、フラン環基などが挙げられる。
アルケニル基としては、例えば、ビニル基などが挙げられる。
アルキニル基としては、例えば、アセチレンなどが挙げられる。
アリール基としては、例えば、フェニル基、１－ナフチル基などが挙げられる。
ヘテロ環基としては、例えば、チオフェン環基、フラン環基などが挙げられる。
ｍは２以上の整数であり、かつ上記一般式（２）で表される繰り返し単位を有するポリマーの重量平均分子量が２，０００以上になる整数を示す。ｑは０、１又は２を示す。
上記一般式（１）で表される繰り返し単位を有するポリマーとしては、例えば、下記に示す（Ａ－１）～（Ａ－２５）などが挙げられる。ただし、式中のｎは２以上の整数であり、かつ上記一般式（１）で表される繰り返し単位を有するポリマーの重量平均分子量が２，０００以上になる整数を示す。
上記一般式（２）で表される繰り返し単位を有するポリマーとしては、例えば、下記に示す（Ｂ－１）～（Ｂ－３２）などが挙げられる。ただし、式中のｍは２以上の整数であり、かつ上記一般式（２）で表される繰り返し単位を有するポリマーの重量平均分子量が２，０００以上になる整数を示す。
－分子量２，０００以上の化合物－
分子量２０００以上の化合物としては、ホール輸送性材料であり、特に化学構造に制限はなく、以下の化合物などが挙げられる。
分子量２０００以上の化合物としては、ホール輸送性材料であり、特に化学構造に制限はなく、以下の化合物などが挙げられる。
－分子量２，０００未満の化合物－
分子量２，０００未満の化合物としては、ホール輸送性材料であり、特に化学構造に制限はなく、具体的には、特公昭３４－５４６６号公報等に示されているオキサジアゾール化合物、特公昭４５－５５５号公報等に示されているトリフェニルメタン化合物、特公昭５２－４１８８号公報等に示されているピラゾリン化合物、特公昭５５－４２３８０号公報等に示されているヒドラゾン化合物、特開昭５６－１２３５４４号公報等に示されているオキサジアゾール化合物、特開昭５４－５８４４５号公報に示されているテトラアリールベンジジン化合物又は特開昭５８－６５４４０号公報若しくは特開昭６０－９８４３７号公報に示されているスチルベン化合物、特開２００７－１１５６６５号公報、特開２０１４－７２３２７号公報、特願２０００－０６７５４４号明細書、国際公開２００４／０６３２８３号パンフレット、国際公開２０１１／０３０４５０号パンフレット、国際公開２０１１／４５３２１号パンフレット、国際公開２０１３／０４２６９９号パンフレット、国際公開２０１３／１２１８３５号パンフレットに示されているスピロビフルオレン化合物、特開平２－２５０８８１号公報、特開２０１３－０３３８６８号公報に示されているチオフェン化合物、トリアリールアミン化合物などを挙げることができる。
これらの中でも、スピロビフルオレン化合物、トリアリールアミン化合物、チオフェン化合物が好ましい。
分子量２，０００未満の化合物としては、ホール輸送性材料であり、特に化学構造に制限はなく、具体的には、特公昭３４－５４６６号公報等に示されているオキサジアゾール化合物、特公昭４５－５５５号公報等に示されているトリフェニルメタン化合物、特公昭５２－４１８８号公報等に示されているピラゾリン化合物、特公昭５５－４２３８０号公報等に示されているヒドラゾン化合物、特開昭５６－１２３５４４号公報等に示されているオキサジアゾール化合物、特開昭５４－５８４４５号公報に示されているテトラアリールベンジジン化合物又は特開昭５８－６５４４０号公報若しくは特開昭６０－９８４３７号公報に示されているスチルベン化合物、特開２００７－１１５６６５号公報、特開２０１４－７２３２７号公報、特願２０００－０６７５４４号明細書、国際公開２００４／０６３２８３号パンフレット、国際公開２０１１／０３０４５０号パンフレット、国際公開２０１１／４５３２１号パンフレット、国際公開２０１３／０４２６９９号パンフレット、国際公開２０１３／１２１８３５号パンフレットに示されているスピロビフルオレン化合物、特開平２－２５０８８１号公報、特開２０１３－０３３８６８号公報に示されているチオフェン化合物、トリアリールアミン化合物などを挙げることができる。
これらの中でも、スピロビフルオレン化合物、トリアリールアミン化合物、チオフェン化合物が好ましい。
－－スピロビフルオレン化合物－－
スピロビフルオレン化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、発電効率の点から、「Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１３３（２０１１） １８０４２」に記載のホール輸送性材料（２，２’，７，７’－ｔｅｔｒａｋｉｓ（Ｎ，Ｎ－ｄｉ－ｐ－ｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｏ）－９，９’－ｓｐｉｒｏｂｉｆｌｕｏｒｅｎｅ：ｓｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ）、「Ｃｈｅｍ． Ｃｏｍｍｕｎ．， ５４，（２０１８） ９５７１」に記載のホール輸送性材料（Ｎ２’，Ｎ２’，Ｎ５，Ｎ５，Ｎ７’，Ｎ７’，Ｎ９，Ｎ９－ｏｃｔａｋｉｓ（４－ｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）ｓｐｉｒｏ［ｄｉｂｅｎｚｏ－［ｃ，ｈ］ｘａｎｔｈｅｎｅ－７，９’－ｆｌｕｏｒｅｎｅ］－２’，５，７’，９－ｔｅｔｒａａｍｉｎｅ：Ｘ６２）、「Ｃｈｅｍ，２（２０１７） ６７６」に記載のホール輸送性材料（Ｎ２，Ｎ７－ｂｉｓ（４－ｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）－Ｎ２，Ｎ７－ｄｉ（ｓｐｉｒｏ［ｆｌｕｏｒｅｎｅ－９，９’－ｘａｎｔｈｅｎ］－２－ｙｌ）ｓｐｉｒｏ［ｆｌｕｏｒｅｎｅ－９，９’－ｘａｎｔｈｅｎｅ］－２，７－ｄｉａｍｉｎｅ：Ｘ５５）、「Ｎａｎｏ Ｅｎｅｒｇｙ，２３（２０１６） １３８」に記載のホール輸送性材料（Ｎ２，Ｎ２，Ｎ７，Ｎ７－ｔｅｔｒａｋｉｓ（４－ｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）ｓｐｉｒｏ［ｆｌｕｏｒｅｎｅ－９，９’－ｘａｎｔｈｅｎｅ］－２，７－ｄｉａｍｉｎｅ：Ｘ５９）、「Ｅｎｅｒｇｙ ＆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ，９（２０１６） ８７３」に記載のホール輸送性材料（ｏｃｔａｋｉｓ（４－ｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）ｓｐｉｒｏ［ｆｌｕｏｒｅｎｅ－９，９’－ｘａｎｔｈｅｎｅ］－２，２’，７，７’－ｔｅｔｒａａｍｉｎｅ）：Ｘ６０）などが挙げることができる。これらの中でも、ｓｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤが好ましい。ｓｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤは、下記構造式（１）のように表される。
スピロビフルオレン化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、発電効率の点から、「Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１３３（２０１１） １８０４２」に記載のホール輸送性材料（２，２’，７，７’－ｔｅｔｒａｋｉｓ（Ｎ，Ｎ－ｄｉ－ｐ－ｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｏ）－９，９’－ｓｐｉｒｏｂｉｆｌｕｏｒｅｎｅ：ｓｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ）、「Ｃｈｅｍ． Ｃｏｍｍｕｎ．， ５４，（２０１８） ９５７１」に記載のホール輸送性材料（Ｎ２’，Ｎ２’，Ｎ５，Ｎ５，Ｎ７’，Ｎ７’，Ｎ９，Ｎ９－ｏｃｔａｋｉｓ（４－ｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）ｓｐｉｒｏ［ｄｉｂｅｎｚｏ－［ｃ，ｈ］ｘａｎｔｈｅｎｅ－７，９’－ｆｌｕｏｒｅｎｅ］－２’，５，７’，９－ｔｅｔｒａａｍｉｎｅ：Ｘ６２）、「Ｃｈｅｍ，２（２０１７） ６７６」に記載のホール輸送性材料（Ｎ２，Ｎ７－ｂｉｓ（４－ｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）－Ｎ２，Ｎ７－ｄｉ（ｓｐｉｒｏ［ｆｌｕｏｒｅｎｅ－９，９’－ｘａｎｔｈｅｎ］－２－ｙｌ）ｓｐｉｒｏ［ｆｌｕｏｒｅｎｅ－９，９’－ｘａｎｔｈｅｎｅ］－２，７－ｄｉａｍｉｎｅ：Ｘ５５）、「Ｎａｎｏ Ｅｎｅｒｇｙ，２３（２０１６） １３８」に記載のホール輸送性材料（Ｎ２，Ｎ２，Ｎ７，Ｎ７－ｔｅｔｒａｋｉｓ（４－ｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）ｓｐｉｒｏ［ｆｌｕｏｒｅｎｅ－９，９’－ｘａｎｔｈｅｎｅ］－２，７－ｄｉａｍｉｎｅ：Ｘ５９）、「Ｅｎｅｒｇｙ ＆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ，９（２０１６） ８７３」に記載のホール輸送性材料（ｏｃｔａｋｉｓ（４－ｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）ｓｐｉｒｏ［ｆｌｕｏｒｅｎｅ－９，９’－ｘａｎｔｈｅｎｅ］－２，２’，７，７’－ｔｅｔｒａａｍｉｎｅ）：Ｘ６０）などが挙げることができる。これらの中でも、ｓｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤが好ましい。ｓｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤは、下記構造式（１）のように表される。
＜構造式（１）＞
－－トリアリールアミン化合物－－
トリアリールアミン化合物としては、下記一般式３で表される化合物が挙げられる。
トリアリールアミン化合物としては、下記一般式３で表される化合物が挙げられる。
［一般式３］
Ａｎ－Ｂｍ
ただし、ｎ＝２のときにはｍは０であり、ｎ＝１のときｍは０又は１である。Ａは下記一般式４で示される構造であり、Ｚ１からＺ１５のいずれかの位置でＢと結合している。Ｂは下記一般式５で示される構造であり、Ｚ１６からＺ２１のいずれかの位置でＡと結合している。
Ａｎ－Ｂｍ
ただし、ｎ＝２のときにはｍは０であり、ｎ＝１のときｍは０又は１である。Ａは下記一般式４で示される構造であり、Ｚ１からＺ１５のいずれかの位置でＢと結合している。Ｂは下記一般式５で示される構造であり、Ｚ１６からＺ２１のいずれかの位置でＡと結合している。
［一般式４］
［一般式５］
ただし、Ｚ１からＺ２１は、いずれも一価の有機基であり、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
上記一般式４及び上記一般式５における一価の有機基としては、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、ニトロ基、シアノ基、カルボキシル基、置換基を有していてもよいアルコキシカルボニル基、置換基を有していてもよいアリールオキシカルボニル基、置換基を有していてもよいアルキルカルボニル基、置換基を有していてもよいアリールカルボニル基、アミド基、置換基を有していてもよいモノアルキルアミノカルボニル基、置換基を有していてもよいジアルキルアミノカルボニル基、置換基を有していてもよいモノアリールアミノカルボニル基、置換基を有していてもよいジアリールアミノカルボニル基、スルホン酸基、置換基を有していてもよいアルコキシスルホニル基、置換基を有していてもよいアリールオキシスルホニル基、置換基を有していてもよいアルキルスルホニル基、置換基を有していてもよいアリールスルホニル基、スルホンアミド基、置換基を有していてもよいモノアルキルアミノスルホニル基、置換基を有していてもよいジアルキルアミノスルホニル基、置換基を有していてもよいモノアリールアミノスルホニル基、置換基を有していてもよいジアリールアミノスルホニル基、アミノ基、置換基を有していてもよいモノアルキルアミノ基、置換基を有していてもよいジアルキルアミノ基、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアリールオキシ基、置換基を有していてもよいアルキルチオ基、置換基を有していてもよいアリールチオ基、置換基を有していてもよい複素環基などが挙げられる。
これらの中でも、安定動作などの点から、アルキル基、アルコキシ基、水素原子、アリール基、アリールオキシ基、ハロゲン原子、アルケニル基、アルキニル基が特に好ましい。
これらの中でも、安定動作などの点から、アルキル基、アルコキシ基、水素原子、アリール基、アリールオキシ基、ハロゲン原子、アルケニル基、アルキニル基が特に好ましい。
ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などが挙げられる。
アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などが挙げられる。
アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基などが挙げられる。
アラルキル基としては、例えば、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基などが挙げられる。
アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基などが挙げられる。
アリールオキシ基としては、例えば、フェノキシ基、１－ナフチルオキシ基、２－ナフチルオキシ基、４－メトキシフェノキシ基、４－メチルフェノキシ基などが挙げられる。
複素環基としては、例えば、カルバゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、オキサジアゾール、チアジアゾールなどが挙げられる。
アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などが挙げられる。
アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基などが挙げられる。
アラルキル基としては、例えば、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基などが挙げられる。
アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基などが挙げられる。
アリールオキシ基としては、例えば、フェノキシ基、１－ナフチルオキシ基、２－ナフチルオキシ基、４－メトキシフェノキシ基、４－メチルフェノキシ基などが挙げられる。
複素環基としては、例えば、カルバゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、オキサジアゾール、チアジアゾールなどが挙げられる。
置換基に更に置換される置換基としては、例えば、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、メチル基、エチル基等のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基、フェノキシ基等のアリールオキシ基、フェニル基、ナフチル基等のアリール基、ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基などが挙げられる。
具体的なトリアリールアミン化合物としては、下記構造式で表される化合物（Ｃ－１）などが挙げられる。
－－チオフェン化合物－－
チオフェン化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、チオフェン、ベンゾチオフェン、アザジベンゾチオフェン、下記構造式で表される化合物（Ｃ－２）などが挙げられる。
チオフェン化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、チオフェン、ベンゾチオフェン、アザジベンゾチオフェン、下記構造式で表される化合物（Ｃ－２）などが挙げられる。
本発明において、重量平均分子量２，０００以上のポリマーと分子量２，０００未満の化合物とを混合する場合、それぞれのイオン化ポテンシャルの差が、０．２ｅＶ以下であることが好ましい。イオン化ポテンシャルとは分子から１個の電子を取り出すのに必要なエネルギーであり、電子ボルト（ｅＶ）の単位で表されるものである。イオン化ポテンシャルの測定方法に特に制限はないが、光電子分光法による測定が好ましい。
重量平均分子量２，０００以上のポリマーのイオン化ポテンシャルをＩＰａ、分子量２，０００未満の化合物のイオン化ポテンシャルをＩＰｂとした場合、ＩＰａ－ＩＰｂ＝±０．２ｅＶ以下であることが好ましい。０．２ｅＶ以上の差がある場合、一方にホールがトラップされたまま動きにくくなってしまい、ホールの輸送をスムーズに行うことができなくなる。
重量平均分子量２，０００以上のポリマーのイオン化ポテンシャルをＩＰａ、分子量２，０００未満の化合物のイオン化ポテンシャルをＩＰｂとした場合、ＩＰａ－ＩＰｂ＝±０．２ｅＶ以下であることが好ましい。０．２ｅＶ以上の差がある場合、一方にホールがトラップされたまま動きにくくなってしまい、ホールの輸送をスムーズに行うことができなくなる。
前記重量平均分子量２，０００以上のポリマーと前記分子量２，０００未満の化合物との混合割合は、質量比で、４：６～９：１が好ましく、４：６～７：３がより好ましく、１：１～７：３が更に好ましい。
ホール輸送層に含まれるその他の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、添加剤、酸化剤などが挙げられる。
添加剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、ヨウ素、ヨウ化リチウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム、ヨウ化セシウム、ヨウ化カルシウム、ヨウ化銅、ヨウ化鉄若しくはヨウ化銀等の金属ヨウ化物、ヨウ化テトラアルキルアンモニウム若しくはヨウ化ピリジニウム等の４級アンモニウム塩、臭化リチウム、臭化ナトリウム、臭化カリウム、臭化セシウム若しくは臭化カルシウム等の金属臭化物、臭化テトラアルキルアンモニウム若しくは臭化ピリジニウム等の４級アンモニウム化合物の臭素塩、塩化銅若しくは塩化銀等の金属塩化物、酢酸銅、酢酸銀若しくは酢酸パラジウム等の酢酸金属塩、硫酸銅若しくは硫酸亜鉛等の金属硫酸塩、フェロシアン酸塩－フェリシアン酸塩若しくはフェロセン－フェリシニウムイオン等の金属錯体、ポリ硫化ナトリウム若しくはアルキルチオール－アルキルジスルフィド等のイオウ化合物、ビオロゲン色素、ヒドロキノン等、ピリジン、４－ｔ－ブチルピリジン若しくはベンズイミダゾール等の塩基性化合物を挙げることができる。
更に、酸化剤を加えることができる。酸化剤の種類としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、ヘキサクロロアンチモン酸トリス（４－ブロモフェニル）アミニウム、ヘキサフルオロアンチモネート銀、ニトロソニウムテトラフルオボラート、硝酸銀、コバルト錯体などが挙げられる。なお、酸化剤により、ホール輸送性材料の全体が酸化される必要はなく、一部が酸化されていれば有効である。また、酸化剤は、反応後に系外に取り出しても、取り出さなくてもよい。
ホール輸送層が酸化剤を含むことにより、ホール輸送性材料の一部又は全部をラジカルカチオンにすることができるため、導電性が向上し、出力特性の耐久性や安定性を高めることが可能になる。
ホール輸送層が酸化剤を含むことにより、ホール輸送性材料の一部又は全部をラジカルカチオンにすることができるため、導電性が向上し、出力特性の耐久性や安定性を高めることが可能になる。
ホール輸送層の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、ペロブスカイト層上においては、０．０１μｍ以上２０μｍ以下が好ましく、０．１μｍ以上１０μｍ以下がより好ましく、０．２μｍ以上２μｍ以下が更に好ましい。
ホール輸送層は、ペロブスカイト層の上に直接形成することができる。ホール輸送層の作製方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、真空蒸着等の真空中で薄膜を形成する方法、湿式製膜法などが挙げられる。これらの中でも、製造コストなどの点で、特に湿式製膜法が好ましく、ペロブスカイト層上に塗布する方法がより好ましい。
湿式製膜法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ディップ法、スプレー法、ワイヤーバー法、スピンコート法、ローラーコート法、ブレードコート法、グラビアコート法などが挙げられる。また、湿式印刷方法としては、例えば、凸版、オフセット、グラビア、凹版、ゴム版、スクリーン印刷などの方法を用いてもよい。
湿式製膜法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ディップ法、スプレー法、ワイヤーバー法、スピンコート法、ローラーコート法、ブレードコート法、グラビアコート法などが挙げられる。また、湿式印刷方法としては、例えば、凸版、オフセット、グラビア、凹版、ゴム版、スクリーン印刷などの方法を用いてもよい。
また、ホール輸送層は、例えば、超臨界流体又は臨界点より低い温度及び圧力の亜臨界流体中で製膜することにより作製してもよい。
超臨界流体とは、気体と液体が共存できる限界（臨界点）を超えた温度及び圧力領域において非凝集性高密度流体として存在し、圧縮しても凝集せず、臨界温度以上、かつ臨界圧力以上の状態である流体を意味する。超臨界流体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、臨界温度が低いものが好ましい。
亜臨界流体としては、臨界点近傍の温度及び圧力領域において、高圧液体として存在する流体であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。超臨界流体として挙げられる流体は、亜臨界流体としても好適に使用することができる。
超臨界流体とは、気体と液体が共存できる限界（臨界点）を超えた温度及び圧力領域において非凝集性高密度流体として存在し、圧縮しても凝集せず、臨界温度以上、かつ臨界圧力以上の状態である流体を意味する。超臨界流体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、臨界温度が低いものが好ましい。
亜臨界流体としては、臨界点近傍の温度及び圧力領域において、高圧液体として存在する流体であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。超臨界流体として挙げられる流体は、亜臨界流体としても好適に使用することができる。
超臨界流体としては、例えば、一酸化炭素、二酸化炭素、アンモニア、窒素、水、アルコール溶媒、炭化水素溶媒、ハロゲン溶媒、エーテル溶媒などが挙げられる。
アルコール溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、ｎ－ブタノールなどが挙げられる。
炭化水素溶媒としては、例えば、エタン、プロパン、２，３－ジメチルブタン、ベンゼン、トルエンなどが挙げられる。ハロゲン溶媒としては、例えば、塩化メチレン、クロロトリフロロメタンなどが挙げられる。
エーテル溶媒としては、例えば、ジメチルエーテルなどが挙げられる。
これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
これらの中でも、二酸化炭素が、臨界圧力７．３ＭＰａ、臨界温度３１℃であることから、容易に超臨界状態をつくり出せるとともに、不燃性で取扱いが容易である点で好ましい。
アルコール溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、ｎ－ブタノールなどが挙げられる。
炭化水素溶媒としては、例えば、エタン、プロパン、２，３－ジメチルブタン、ベンゼン、トルエンなどが挙げられる。ハロゲン溶媒としては、例えば、塩化メチレン、クロロトリフロロメタンなどが挙げられる。
エーテル溶媒としては、例えば、ジメチルエーテルなどが挙げられる。
これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
これらの中でも、二酸化炭素が、臨界圧力７．３ＭＰａ、臨界温度３１℃であることから、容易に超臨界状態をつくり出せるとともに、不燃性で取扱いが容易である点で好ましい。
超臨界流体の臨界温度及び臨界圧力としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。超臨界流体の臨界温度としては、－２７３℃以上３００℃以下が好ましく、０℃以上２００℃以下がより好ましい。
更に、超臨界流体及び亜臨界流体に加え、有機溶媒やエントレーナーを併用することもできる。有機溶媒及びエントレーナーを添加することにより、超臨界流体中での溶解度の調整をより容易に行うことができる。
有機溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ケトン溶媒、エステル溶媒、エーテル溶媒、アミド溶媒、ハロゲン化炭化水素溶媒、炭化水素溶媒などが挙げられる。
ケトン溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどが挙げられる。
エステル溶媒としては、例えば、ギ酸エチル、酢酸エチル、酢酸ｎ－ブチルなどが挙げられる。
エーテル溶媒としては、例えば、ジイソプロピルエーテル、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、ジオキソラン、ジオキサンなどが挙げられる。
アミド溶媒としては、例えば、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド、Ｎ－メチル－２－ピロリドンなどが挙げられる。
ハロゲン化炭化水素溶媒としては、例えば、ジクロロメタン、クロロホルム、ブロモホルム、ヨウ化メチル、ジクロロエタン、トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロベンゼン、ｏ－ジクロロベンゼン、フルオロベンゼン、ブロモベンゼン、ヨードベンゼン、１－クロロナフタレンなどが挙げられる。
炭化水素溶媒としては、例えば、ｎ－ペンタン、ｎ－ヘキサン、ｎ－オクタン、１，５－ヘキサジエン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、シクロヘキサジエン、ベンゼン、トルエン、ｏ－キシレン、ｍ－キシレン、ｐ－キシレン、エチルベンゼン、クメンなどが挙げられる。
これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
有機溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ケトン溶媒、エステル溶媒、エーテル溶媒、アミド溶媒、ハロゲン化炭化水素溶媒、炭化水素溶媒などが挙げられる。
ケトン溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどが挙げられる。
エステル溶媒としては、例えば、ギ酸エチル、酢酸エチル、酢酸ｎ－ブチルなどが挙げられる。
エーテル溶媒としては、例えば、ジイソプロピルエーテル、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、ジオキソラン、ジオキサンなどが挙げられる。
アミド溶媒としては、例えば、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド、Ｎ－メチル－２－ピロリドンなどが挙げられる。
ハロゲン化炭化水素溶媒としては、例えば、ジクロロメタン、クロロホルム、ブロモホルム、ヨウ化メチル、ジクロロエタン、トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロベンゼン、ｏ－ジクロロベンゼン、フルオロベンゼン、ブロモベンゼン、ヨードベンゼン、１－クロロナフタレンなどが挙げられる。
炭化水素溶媒としては、例えば、ｎ－ペンタン、ｎ－ヘキサン、ｎ－オクタン、１，５－ヘキサジエン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、シクロヘキサジエン、ベンゼン、トルエン、ｏ－キシレン、ｍ－キシレン、ｐ－キシレン、エチルベンゼン、クメンなどが挙げられる。
これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
また、ペロブスカイト層上に、ホール輸送性材料を積層した後、プレス処理工程を施してもよい。プレス処理を施すことによって、ホール輸送性材料がペロブスカイト層とより密着するため、発電効率が改善できる場合がある。
プレス処理の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、ＩＲ（ｉｎｆｒａｒｅｄ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）錠剤成形器に代表されるような平板を用いたプレス成形法、ローラ等を用いたロールプレス法などを挙げることができる。
プレス処理する際の圧力としては、１０ｋｇｆ／ｃｍ２以上が好ましく、３０ｋｇｆ／ｃｍ２以上がより好ましい。
プレス処理する時間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１時間以下が好ましい。また、プレス処理時に熱を加えてもよい。
プレス処理の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、ＩＲ（ｉｎｆｒａｒｅｄ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）錠剤成形器に代表されるような平板を用いたプレス成形法、ローラ等を用いたロールプレス法などを挙げることができる。
プレス処理する際の圧力としては、１０ｋｇｆ／ｃｍ２以上が好ましく、３０ｋｇｆ／ｃｍ２以上がより好ましい。
プレス処理する時間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１時間以下が好ましい。また、プレス処理時に熱を加えてもよい。
プレス処理の際、プレス機と電極との間に離型剤を挟んでもよい。
離型剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリ四フッ化エチレン、ポリクロロ三フッ化エチレン、四フッ化エチレン六フッ化プロピレン共重合体、ペルフルオロアルコキシフッ化樹脂、ポリフッ化ビニリデン、エチレン四フッ化エチレン共重合体、エチレンクロロ三フッ化エチレン共重合体、ポリフッ化ビニル等のフッ素樹脂などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
離型剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリ四フッ化エチレン、ポリクロロ三フッ化エチレン、四フッ化エチレン六フッ化プロピレン共重合体、ペルフルオロアルコキシフッ化樹脂、ポリフッ化ビニリデン、エチレン四フッ化エチレン共重合体、エチレンクロロ三フッ化エチレン共重合体、ポリフッ化ビニル等のフッ素樹脂などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
プレス処理工程を行った後、第２の電極を設ける前に、ホール輸送層と第２の電極との間に金属酸化物を含む膜を設けてもよい。
金属酸化物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化バナジウム、酸化ニッケルなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、酸化モリブデンが好ましい。
金属酸化物を含む膜をホール輸送層上に設ける方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スパッタリング、真空蒸着等の真空中で薄膜を形成する方法や湿式製膜法などが挙げられる。
金属酸化物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化バナジウム、酸化ニッケルなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、酸化モリブデンが好ましい。
金属酸化物を含む膜をホール輸送層上に設ける方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スパッタリング、真空蒸着等の真空中で薄膜を形成する方法や湿式製膜法などが挙げられる。
金属酸化物を含む膜を形成する際の湿式製膜法としては、金属酸化物の粉末又はゾルを分散したペーストを調製し、ホール輸送層上に塗布する方法が好ましい。
湿式製膜法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ディップ法、スプレー法、ワイヤーバー法、スピンコート法、ローラーコート法、ブレードコート法、グラビアコート法などが挙げられる。また、湿式印刷方法としては、例えば、凸版、オフセット、グラビア、凹版、ゴム版、スクリーン印刷などの方法を用いてもよい。
湿式製膜法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ディップ法、スプレー法、ワイヤーバー法、スピンコート法、ローラーコート法、ブレードコート法、グラビアコート法などが挙げられる。また、湿式印刷方法としては、例えば、凸版、オフセット、グラビア、凹版、ゴム版、スクリーン印刷などの方法を用いてもよい。
金属酸化物を含む膜の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０．１ｎｍ以上５０ｎｍ以下が好ましく、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下がより好ましい。
＜＜第２の電極＞＞
第２の電極は、ホール輸送層上、又はホール輸送層における金属酸化物の膜上に形成することが好ましい。また、第２の電極は、第１の電極と同様のものを用いることができる。
第２の電極としては、その形状、構造、大きさについては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
第２の電極の材質としては、例えば、金属、炭素化合物、導電性金属酸化物、導電性高分子などが挙げられる。
金属としては、例えば、白金、金、銀、銅、アルミニウムなどが挙げられる。
炭素化合物としては、例えば、グラファイト、フラーレン、カーボンナノチューブ、グラフェンなどが挙げられる。
導電性金属酸化物としては、例えば、ＩＴＯ、ＦＴＯ、ＡＴＯなどが挙げられる。
導電性高分子としては、例えば、ポリチオフェン、ポリアニリンなどが挙げられる。
これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
第２の電極は、ホール輸送層上、又はホール輸送層における金属酸化物の膜上に形成することが好ましい。また、第２の電極は、第１の電極と同様のものを用いることができる。
第２の電極としては、その形状、構造、大きさについては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
第２の電極の材質としては、例えば、金属、炭素化合物、導電性金属酸化物、導電性高分子などが挙げられる。
金属としては、例えば、白金、金、銀、銅、アルミニウムなどが挙げられる。
炭素化合物としては、例えば、グラファイト、フラーレン、カーボンナノチューブ、グラフェンなどが挙げられる。
導電性金属酸化物としては、例えば、ＩＴＯ、ＦＴＯ、ＡＴＯなどが挙げられる。
導電性高分子としては、例えば、ポリチオフェン、ポリアニリンなどが挙げられる。
これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
第２の電極は、用いられる材料の種類やホール輸送層の種類により、適宜ホール輸送層上に塗布、ラミネート、真空蒸着、ＣＶＤ、貼り合わせなどの方法を用いることにより形成可能である。
また、光電変換素子においては、第１の電極と第２の電極の少なくともいずれかは実質的に透明であることが好ましい。本発明の太陽電池モジュールを使用する際には、第１の電極を透明にして、入射光を第１の電極側から入射させることが好ましい。この場合、第２の電極には光を反射させる材料を使用することが好ましく、金属、導電性酸化物を蒸着したガラス、プラスチック、金属薄膜などが好ましく用いられる。また、入射光側の電極に反射防止層を設けることも有効な手段である。
＜第２の基板＞
第２の基板は、光電変換素子を挟むように第１の基板と対向して配置される。
基板としては、その形状、構造、大きさについては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
第２の基板の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ガラス、プラスチックフィルム、セラミックなどが挙げられる。
第２の基板は、光電変換素子を挟むように第１の基板と対向して配置される。
基板としては、その形状、構造、大きさについては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
第２の基板の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ガラス、プラスチックフィルム、セラミックなどが挙げられる。
第２の基板と後述する封止部材との接合部には、密着性を上げるため、凹凸部を形成してもよい。
凹凸部の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、サンドブラスト法、ウオーターブラスト法、化学エッチング法、レーザー加工法、研磨紙を用いた方法などが挙げられる。
第２の基板と封止部材との密着性を上げる方法としては、例えば、第２の基板の表面の有機物を除去する方法でもよく、第２の基板の親水性を向上させる方法でもよい。第２の基板の表面の有機物を除去する手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＵＶオゾン洗浄、酸素プラズマ処理などが挙げられる。
凹凸部の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、サンドブラスト法、ウオーターブラスト法、化学エッチング法、レーザー加工法、研磨紙を用いた方法などが挙げられる。
第２の基板と封止部材との密着性を上げる方法としては、例えば、第２の基板の表面の有機物を除去する方法でもよく、第２の基板の親水性を向上させる方法でもよい。第２の基板の表面の有機物を除去する手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＵＶオゾン洗浄、酸素プラズマ処理などが挙げられる。
＜封止部材＞
封止部材は、第１の基板と第２の基板の間に配置され、光電変換素子を封止する。
封止部材の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アクリル樹脂の硬化物、エポキシ樹脂の硬化物などが挙げられる。
アクリル樹脂の硬化物は、分子内にアクリル基を有するモノマーあるいはオリゴマーが硬化したものであれば、公知のいずれの材料でも使用することが可能である。
エポキシ樹脂の硬化物は、分子内にエポキシ基を有するモノマーあるいはオリゴマーが硬化したものであれば、公知のいずれの材料でも使用することが可能である。
封止部材は、第１の基板と第２の基板の間に配置され、光電変換素子を封止する。
封止部材の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アクリル樹脂の硬化物、エポキシ樹脂の硬化物などが挙げられる。
アクリル樹脂の硬化物は、分子内にアクリル基を有するモノマーあるいはオリゴマーが硬化したものであれば、公知のいずれの材料でも使用することが可能である。
エポキシ樹脂の硬化物は、分子内にエポキシ基を有するモノマーあるいはオリゴマーが硬化したものであれば、公知のいずれの材料でも使用することが可能である。
エポキシ樹脂としては、例えば、水分散系、無溶剤系、固体系、熱硬化型、硬化剤混合型、紫外線硬化型などが挙げられる。これらの中でも、熱硬化型及び紫外線硬化型が好ましく、紫外線硬化型がより好ましい。なお、紫外線硬化型であっても、加熱を行うことは可能であり、紫外線硬化した後であっても加熱を行うことが好ましい。
エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、ノボラック型、環状脂肪族型、長鎖脂肪族型、グリシジルアミン型、グリシジルエーテル型、グリシジルエステル型などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
エポキシ樹脂には、必要に応じて硬化剤や各種添加剤を混合することが好ましい。
硬化剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、アミン系、酸無水物系、ポリアミド系、その他の硬化剤などに分類される。
アミン系硬化剤としては、例えば、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどの脂肪族ポリアミン、メタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン等の芳香族ポリアミンなどが挙げられる。
酸無水物系硬化剤としては、例えば、無水フタル酸、テトラ及びヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸、無水ピロメリット酸、無水ヘット酸、ドデセニル無水コハク酸などが挙げられる。
その他の硬化剤としては、例えば、イミダゾール類、ポリメルカプタンなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
アミン系硬化剤としては、例えば、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどの脂肪族ポリアミン、メタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン等の芳香族ポリアミンなどが挙げられる。
酸無水物系硬化剤としては、例えば、無水フタル酸、テトラ及びヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸、無水ピロメリット酸、無水ヘット酸、ドデセニル無水コハク酸などが挙げられる。
その他の硬化剤としては、例えば、イミダゾール類、ポリメルカプタンなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
添加剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、充填材（フィラー）、ギャップ剤、重合開始剤、乾燥剤（吸湿剤）、硬化促進剤、カップリング剤、可とう化剤、着色剤、難燃助剤、酸化防止剤、有機溶剤などが挙げられる。これらの中でも、充填材、ギャップ剤、硬化促進剤、重合開始剤、乾燥剤（吸湿剤）が好ましく、充填材及び重合開始剤がより好ましい。
添加剤として充填材を含むことにより、水分や酸素の浸入を抑制し、更には硬化時の体積収縮の低減、硬化時あるいは加熱時のアウトガス量の低減、機械的強度の向上、熱伝導性や流動性の制御などの効果を得ることができる。そのため、添加剤として充填材を含むことは、様々な環境で安定した出力を維持する上で非常に有効である。
また、光電変換素子の出力特性やその耐久性に関しては、侵入する水分や酸素の影響だけでなく、封止部材の硬化時あるいは加熱時に発生するアウトガスの影響が無視できない。特に、加熱時に発生するアウトガスの影響は、高温環境保管における出力特性に大きな影響を及ぼす。
封止部材に充填材やギャップ剤、乾燥剤を含有させることにより、これら自身が水分や酸素の浸入を抑制できるほか、封止部材の使用量を低減できることにより、アウトガスを低減させる効果を得ることができる。封止部材に充填材やギャップ剤、乾燥剤を含有させることは、硬化時だけでなく、光電変換素子を高温環境で保存する際にも有効である。
封止部材に充填材やギャップ剤、乾燥剤を含有させることにより、これら自身が水分や酸素の浸入を抑制できるほか、封止部材の使用量を低減できることにより、アウトガスを低減させる効果を得ることができる。封止部材に充填材やギャップ剤、乾燥剤を含有させることは、硬化時だけでなく、光電変換素子を高温環境で保存する際にも有効である。
充填材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、結晶性あるいは不定形のシリカ、タルク、アルミナ、窒化アルミ、窒化珪素、珪酸カルシウム、炭酸カルシウム等の無機系充填材などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
充填材の平均一次粒径は、０．１μｍ以上１０μｍが好ましく、１μｍ以上５μｍ以下がより好ましい。充填材の平均一次粒径が上記の好ましい範囲内であると、水分や酸素の侵入を抑制する効果を十分に得ることができ、粘度が適正となり、基板との密着性や脱泡性が向上し、封止部の幅の制御や作業性に対しても有効である。
充填材の含有量としては、封止部材全体（１００質量部）に対し、１０質量部以上９０質量部以下が好ましく、２０質量部以上７０質量部以下がより好ましい。充填材の含有量が上記の好ましい範囲内であることにより、水分や酸素の浸入抑制効果が十分に得られ、粘度も適正となり、密着性や作業性も良好となる。
充填材の平均一次粒径は、０．１μｍ以上１０μｍが好ましく、１μｍ以上５μｍ以下がより好ましい。充填材の平均一次粒径が上記の好ましい範囲内であると、水分や酸素の侵入を抑制する効果を十分に得ることができ、粘度が適正となり、基板との密着性や脱泡性が向上し、封止部の幅の制御や作業性に対しても有効である。
充填材の含有量としては、封止部材全体（１００質量部）に対し、１０質量部以上９０質量部以下が好ましく、２０質量部以上７０質量部以下がより好ましい。充填材の含有量が上記の好ましい範囲内であることにより、水分や酸素の浸入抑制効果が十分に得られ、粘度も適正となり、密着性や作業性も良好となる。
ギャップ剤は、ギャップ制御剤あるいはスペーサー剤とも称される。添加剤としてギャップ材を含むことにより、封止部のギャップを制御することが可能になる。例えば、第１の基板又は第１の電極の上に、封止部材を付与し、その上に第２の基板を載せて封止を行う場合、封止部材がギャップ剤を混合していることにより、封止部のギャップがギャップ剤のサイズに揃うため、容易に封止部のギャップを制御することができる。
ギャップ剤としては、粒状でかつ粒径が均一であり、耐溶剤性や耐熱性が高いものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。ギャップ剤としては、エポキシ樹脂と親和性が高く、粒子形状が球形であるものが好ましい。具体的には、ガラスビーズ、シリカ微粒子、有機樹脂微粒子などが好ましい。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
ギャップ剤の粒径としては、設定する封止部のギャップに合わせて選択可能であるが、１μｍ以上１００μｍ以下が好ましく、５μｍ以上５０μｍ以下がより好ましい。
ギャップ剤としては、粒状でかつ粒径が均一であり、耐溶剤性や耐熱性が高いものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。ギャップ剤としては、エポキシ樹脂と親和性が高く、粒子形状が球形であるものが好ましい。具体的には、ガラスビーズ、シリカ微粒子、有機樹脂微粒子などが好ましい。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
ギャップ剤の粒径としては、設定する封止部のギャップに合わせて選択可能であるが、１μｍ以上１００μｍ以下が好ましく、５μｍ以上５０μｍ以下がより好ましい。
重合開始剤としては、熱や光を用いて重合を開始させるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、熱重合開始剤、光重合開始剤などが挙げられる。
熱重合開始剤は、加熱によってラジカルやカチオンなどの活性種を発生する化合物であり、例えば、２，２’－アゾビスブチロニトリル（ＡＩＢＮ）のようなアゾ化合物や、過酸化ベンゾイル（ＢＰＯ）などの過酸化物などが挙げられる。熱カチオン重合開始剤としては、ベンゼンスルホン酸エステルやアルキルスルホニウム塩等が用いられる。
一方、光重合開始剤は、エポキシ樹脂の場合光カチオン重合開始剤が好ましく用いられる。エポキシ樹脂に光カチオン重合開始剤を混合し、光照射を行うと光カチオン重合開始剤が分解して、酸を発生し、酸がエポキシ樹脂の重合を引き起こし、硬化反応が進行する。光カチオン重合開始剤は、硬化時の体積収縮が少なく、酸素阻害を受けず、貯蔵安定性が高いといった効果を有する。
一方、光重合開始剤は、エポキシ樹脂の場合光カチオン重合開始剤が好ましく用いられる。エポキシ樹脂に光カチオン重合開始剤を混合し、光照射を行うと光カチオン重合開始剤が分解して、酸を発生し、酸がエポキシ樹脂の重合を引き起こし、硬化反応が進行する。光カチオン重合開始剤は、硬化時の体積収縮が少なく、酸素阻害を受けず、貯蔵安定性が高いといった効果を有する。
光カチオン重合開始剤としては、例えば、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、芳香族スルホニウム塩、メタセロン化合物、シラノール・アルミニウム錯体などが挙げられる。
また、重合開始剤として、光を照射することにより酸を発生する機能を有する光酸発生剤も使用できる。光酸発生剤は、カチオン重合を開始する酸として作用し、例えば、カチオン部とアニオン部からなるイオン性のスルホニウム塩系やヨードニウム塩系などのオニウム塩などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
また、重合開始剤として、光を照射することにより酸を発生する機能を有する光酸発生剤も使用できる。光酸発生剤は、カチオン重合を開始する酸として作用し、例えば、カチオン部とアニオン部からなるイオン性のスルホニウム塩系やヨードニウム塩系などのオニウム塩などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
重合開始剤の添加量としては、使用する材料によって異なる場合があるが、封止部材全体（１００質量部）に対し、０．５質量部以上１０質量部以下が好ましく、１質量部以上５質量部以下がより好ましい。添加量が上記の好ましい範囲内であることにより、硬化が適正に進み、未硬化物の残存を低減することができ、またアウトガスが過剰になるのを防止できる。
乾燥剤は、吸湿剤とも称され、水分を物理的あるいは化学的に吸着、吸湿する機能を有する材料であり、封止部材に含有させることにより、耐湿性を更に高め、アウトガスの影響を低減できる。
乾燥剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、粒子状であるものが好ましく、例えば、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム、硫酸ナトリウム、塩化カルシウム、シリカゲル、モレキュラーシーブ、ゼオライトなどの無機吸水材料が挙げられる。これらの中でも、吸湿量が多いゼオライトが好ましい。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
乾燥剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、粒子状であるものが好ましく、例えば、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム、硫酸ナトリウム、塩化カルシウム、シリカゲル、モレキュラーシーブ、ゼオライトなどの無機吸水材料が挙げられる。これらの中でも、吸湿量が多いゼオライトが好ましい。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
硬化促進剤は、硬化触媒とも称され、硬化速度を速める材料であり、主に熱硬化型のエポキシ樹脂に用いられる。
硬化促進剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＤＢＵ（１，８－ジアザビシクロ（５，４，０）－ウンデセン－７）やＤＢＮ（１，５－ジアザビシクロ（４，３，０）－ノネン－５）等の三級アミンあるいは三級アミン塩、１－シアノエチル－２－エチル－４－メチルイミダゾールや２－エチル－４－メチルイミダゾール等のイミダゾール系、トリフェニルホスフィンやテトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート等のホスフィンあるいはホスホニウム塩などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
硬化促進剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＤＢＵ（１，８－ジアザビシクロ（５，４，０）－ウンデセン－７）やＤＢＮ（１，５－ジアザビシクロ（４，３，０）－ノネン－５）等の三級アミンあるいは三級アミン塩、１－シアノエチル－２－エチル－４－メチルイミダゾールや２－エチル－４－メチルイミダゾール等のイミダゾール系、トリフェニルホスフィンやテトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート等のホスフィンあるいはホスホニウム塩などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
カップリング剤は、分子結合力を高める効果を有する材料であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シランカップリング剤などが挙げられ、より具体的には、３－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３－グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、３－グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、２－（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、Ｎ－フェニル－γ－アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ－（２－アミノエチル）３－アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ－（２－アミノエチル）３－アミノプロピルメチルトリメトキシシラン、３－アミノプロピルトリエトキシシラン、３－メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、Ｎ－（２－（ビニルベンジルアミノ）エチル）３－アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩、３－メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
また、封止部材としては、封止材、シール材、又は接着剤などとして市販されているエポキシ樹脂組成物が知られており、本発明においても有効に使用することができる。中でも、太陽電池や有機ＥＬ素子用途向けに開発、市販されているエポキシ樹脂組成物もあり、本発明において特に有効に使用できる。市販されているエポキシ樹脂組成物としては、例えば、ＴＢ３１１８、ＴＢ３１１４、ＴＢ３１２４、ＴＢ３１２５Ｆ（スリーボンド社製）、ＷｏｒｌｄＲｏｃｋ５９１０、ＷｏｒｌｄＲｏｃｋ５９２０、ＷｏｒｌｄＲｏｃｋ８７２３（協立化学株式会社製）、ＷＢ９０ＵＳ（Ｐ）（モレスコ社製）などが挙げられる。
本発明においては、封止部材として、シート状封止材を用いることができる。
シート状封止材とは、シート上に予めエポキシ樹脂層を形成したもので、シートにはガラスやガスバリア性の高いフィルム等が用いられる。シート状封止材を、第２の基板上に貼り付け、その後硬化させることにより、封止部材及び第２の基板を一度に形成することができる。シート上に形成するエポキシ樹脂層の形成パターンにより、中空部を設けた構造にすることもできる。
シート状封止材とは、シート上に予めエポキシ樹脂層を形成したもので、シートにはガラスやガスバリア性の高いフィルム等が用いられる。シート状封止材を、第２の基板上に貼り付け、その後硬化させることにより、封止部材及び第２の基板を一度に形成することができる。シート上に形成するエポキシ樹脂層の形成パターンにより、中空部を設けた構造にすることもできる。
封止部材の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ディスペンス法、ワイヤーバー法、スピンコート法、ローラーコート法、ブレードコート法、グラビアコート法などが挙げられる。また、封止部材の形成方法としては、例えば、凸版、オフセット、グラビア、凹版、ゴム版、スクリーン印刷などの方法を用いてもよい。
更に、封止部材と第２の電極との間にパッシベーション層を設けてもよい。パッシベーション層としては、封止部材が第２の電極に接しないように配置されていれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、酸化アルミニウム、窒化シリコン、酸化シリコンなどが挙げられる。
更に、封止部材と第２の電極との間にパッシベーション層を設けてもよい。パッシベーション層としては、封止部材が第２の電極に接しないように配置されていれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、酸化アルミニウム、窒化シリコン、酸化シリコンなどが挙げられる。
＜その他の部材＞
その他の部材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
その他の部材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
以下、図面を参照しながら、本発明の太陽電池モジュールの一実施形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
＜太陽電池モジュールの構造＞
図１は、本発明の太陽電池モジュールにおける構造の一例を示す説明図である。
図１に示すように、太陽電池モジュール１００は、第１の電極２ａ，２ｂと、緻密な電子輸送層（緻密層）３と、多孔質な電子輸送層（多孔質層）４と、ペロブスカイト層５と、ホール輸送層６と、第２の電極７ａ，７ｂとを有する光電変換素子を、第１の基板１上に有する。なお、第１の電極２ａ，２ｂのいずれか、及び第２の電極７ａ，７ｂのいずれかは、電極取出し端子まで導通する経路をそれぞれ有している。
更に、太陽電池モジュール１００には、第２の基板１０が上記の光電変換素子を挟むように第１の基板１と対向して配置され、封止部材９が第１の基板１と第２の基板１０の間に配置される。
太陽電池モジュール１００においては、延設された連続層であるホール輸送層６で、第１の電極２ａと第１の電極２ｂとが隔てられている。
図１は、本発明の太陽電池モジュールにおける構造の一例を示す説明図である。
図１に示すように、太陽電池モジュール１００は、第１の電極２ａ，２ｂと、緻密な電子輸送層（緻密層）３と、多孔質な電子輸送層（多孔質層）４と、ペロブスカイト層５と、ホール輸送層６と、第２の電極７ａ，７ｂとを有する光電変換素子を、第１の基板１上に有する。なお、第１の電極２ａ，２ｂのいずれか、及び第２の電極７ａ，７ｂのいずれかは、電極取出し端子まで導通する経路をそれぞれ有している。
更に、太陽電池モジュール１００には、第２の基板１０が上記の光電変換素子を挟むように第１の基板１と対向して配置され、封止部材９が第１の基板１と第２の基板１０の間に配置される。
太陽電池モジュール１００においては、延設された連続層であるホール輸送層６で、第１の電極２ａと第１の電極２ｂとが隔てられている。
図２は、本発明の太陽電池モジュールにおける構造の他の一例を示す説明図である。
図２に示すように、太陽電池モジュール１０１は、図１で示した太陽電池モジュール１００において、多孔質な電子輸送層（多孔質層）４が存在しない態様である。
図２に示すように、太陽電池モジュール１０１は、図１で示した太陽電池モジュール１００において、多孔質な電子輸送層（多孔質層）４が存在しない態様である。
図３は、本発明の太陽電池モジュールにおける構造の他の一例を示す説明図である。
図３に示すように、太陽電池モジュール１０２は、図１で示した太陽電池モジュール１００において、ホール輸送層６だけでなく、多孔質な電子輸送層（多孔質層）４及びペロブスカイト層５を延設された連続層とした態様である。
太陽電池モジュール１０２においては、延設された連続層である多孔質層４及びペロブスカイト層５で、第１の電極２ａと第１の電極２ｂとが隔てられている。
図３に示すように、太陽電池モジュール１０２は、図１で示した太陽電池モジュール１００において、ホール輸送層６だけでなく、多孔質な電子輸送層（多孔質層）４及びペロブスカイト層５を延設された連続層とした態様である。
太陽電池モジュール１０２においては、延設された連続層である多孔質層４及びペロブスカイト層５で、第１の電極２ａと第１の電極２ｂとが隔てられている。
図４は、本発明の太陽電池モジュールにおける構造の他の一例を示す説明図である。
図４に示すように、太陽電池モジュール１０３は、図３で示した太陽電池モジュール１０２において、多孔質層４が延設されていない態様である。
太陽電池モジュール１０３においては、延設された連続層であるペロブスカイト層５で、第１の電極２ａと第１の電極２ｂとが隔てられている。
図４に示すように、太陽電池モジュール１０３は、図３で示した太陽電池モジュール１０２において、多孔質層４が延設されていない態様である。
太陽電池モジュール１０３においては、延設された連続層であるペロブスカイト層５で、第１の電極２ａと第１の電極２ｂとが隔てられている。
図５は、本発明の太陽電池モジュールにおける構造の他の一例を示す説明図である。
図５に示すように、太陽電池モジュール１０４は、図４で示した太陽電池モジュール１０３において、多孔質層４が存在しない態様である。
図５に示すように、太陽電池モジュール１０４は、図４で示した太陽電池モジュール１０３において、多孔質層４が存在しない態様である。
太陽電池モジュール１００～１０６は、第１の基板１と封止部材９と第２の基板１０により封止されている。そのため、第２の電極７と第２の基板１０との間に存在する中空部における水分量や酸素濃度を制御することが可能である。太陽電池モジュール１００～１０６の中空部の水分量や酸素濃度を制御することにより、発電性能や耐久性を向上できる。すなわち、太陽電池モジュールが、光電変換素子を挟むように第１の基板と対向して配置される第２の基板と、第１の基板と第２の基板の間に配置され、光電変換素子を封止する封止部材とを更に有することにより、中空部の水分量や酸素濃度を制御ことができるため、発電性能や耐久性を向上できる。
なお、中空部内の酸素濃度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０％以上２１％以下が好ましく、０．０５％以上１０％以下がより好ましく、０．１％以上５％以下が更に好ましい。
なお、中空部内の酸素濃度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０％以上２１％以下が好ましく、０．０５％以上１０％以下がより好ましく、０．１％以上５％以下が更に好ましい。
また、太陽電池モジュール１００～１０６においては、第２の電極７と第２の基板１０が接触していないため、第２の電極７の剥離や破壊を防止することができる。
更に、太陽電池モジュール１００～１０６は、光電変換素子ａと光電変換素子ｂとを、電気的に接続する貫通部８を有する。太陽電池モジュール１００～１０６においては、光電変換素子ａの第２の電極７ａと光電変換素子ｂの第１の電極２ｂとが、ホール輸送層６を貫通する貫通部８によって電気的に接続されることにより、光電変換素子ａと光電変換素子ｂとが、直列に接続されている。このように、複数の光電変換素子が直列に接続されることにより、太陽電池モジュールの開放電圧を大きくすることができる。
なお、貫通部８については、第１の電極２を貫通し、第１の基板１まで達していてもよいし、第１の電極２の内部で加工をやめ、第１の基板１にまで達していなくてもよい。貫通部８の形状を第１の電極２を貫通し、第１の基板１まで到達する微細孔とする場合、貫通部８の面積に対して微細孔の開口面積合計が大きくなりすぎると、第１の電極２の膜断面積が減少することで抵抗値が増大してしまい、発電効率の低下を引き起こす場合がある。そのため、貫通部８の面積に対する微細孔の開口面積合計の比率は、５／１００以上６０／１００以下であることが好ましい。
また、貫通部の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、サンドブラスト法、ウオーターブラスト法、化学エッチング法、レーザー加工法、研磨紙を用いた方法などが挙げられる。これらの中でも、微細な孔をサンドやエッチング、レジスト等を使うことなく形成でき、これにより清浄に再現性よく加工することができるため、レーザー加工法が好ましい。また、レーザー加工法が好ましい理由としては、貫通部８を形成するとき、緻密層３、多孔質層４、ペロブスカイト層５、ホール輸送層６、第２の電極７のうち少なくとも一つを、レーザー加工法による衝撃剥離によって除去することが可能になることも挙げられる。これにより、積層時にマスクを設ける必要がなく、また、光電変換素子を形成する材料の除去と貫通部の形成とを、まとめて簡易に行うことができる。
ここで、光電変換素子ａにおけるペロブスカイト層と、光電変換素子ｂにおけるペロブスカイト層との間は、延設されていても区切られていてもよく、区切られた場合の距離としては、１μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以上５０μｍ以下であることがより好ましい。光電変換素子ａにおけるペロブスカイト層と、光電変換素子ｂにおけるペロブスカイト層との間の距離が、１μｍ以上１００μｍ以下であると、多孔質酸化チタン層やペロブスカイト層が切断されており、拡散による電子の再結合が少なくなっているため、長時間にわたって高照度光に晒された後においても、発電効率を維持することが可能である。すなわち、互いに隣接する少なくとも２つの光電変換素子において、一の光電変換素子における電子輸送層及びペロブスカイト層と、他の光電変換素子における電子輸送層及びペロブスカイト層との間の距離が、１μｍ以上１００μｍ以下であることにより、長時間にわたって高照度光に晒された後においても、発電効率を維持することが可能である。
なお、互いに隣接する少なくとも２つの光電変換素子における、一の光電変換素子における電子輸送層及びペロブスカイト層と、他の光電変換素子における電子輸送層及びペロブスカイト層との間の距離とは、それぞれの光電変換素子における電子輸送層及びペロブスカイト層の外周部（端部）どうしの距離の中で、最も短い部分の距離を意味する。
なお、互いに隣接する少なくとも２つの光電変換素子における、一の光電変換素子における電子輸送層及びペロブスカイト層と、他の光電変換素子における電子輸送層及びペロブスカイト層との間の距離とは、それぞれの光電変換素子における電子輸送層及びペロブスカイト層の外周部（端部）どうしの距離の中で、最も短い部分の距離を意味する。
本発明の太陽電池モジュールは、発生した電流を制御する回路基盤等と組み合わせることにより電源装置に応用できる。電源装置を利用している機器類として、例えば、電子卓上計算機や腕時計が挙げられる。また、携帯電話、電子手帳、電子ペーパー等に本発明の太陽電池モジュールを有する電源装置を適用することもできる。また、充電式や乾電池式の電気器具の連続使用時間を長くするための補助電源、２次電池などと組み合わせることにより夜間等でも利用できる電源などとしても、本発明の太陽電池モジュールを有する電源装置を用いることができる。更に、電池交換や電源配線等が不要な自立型電源として、ＩｏＴデバイスや人工衛星などに用いることもできる。
（電子機器）
本発明の電子機器は、本発明の太陽電池モジュールと、前記太陽電池モジュールが光電変換することによって発生した電力によって動作する装置と、を有し、更に必要に応じてその他の装置を有する。
本発明の電子機器は、本発明の太陽電池モジュールと、前記太陽電池モジュールが光電変換することによって発生した電力によって動作する装置と、を有し、更に必要に応じてその他の装置を有する。
（電源モジュール）
本発明の電源モジュールは、本発明の太陽電池モジュールと、電源ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）と、を有し、更に必要に応じてその他の装置を有する。
本発明の電源モジュールは、本発明の太陽電池モジュールと、電源ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）と、を有し、更に必要に応じてその他の装置を有する。
次に、本発明の太陽電池モジュールと、これらが発電することによって得られた電力により動作する装置を有する電子機器の具体的な実施形態について説明する。
図６は、本発明の電子機器の一例としてのパソコン用マウスのブロック図である。
図６に示すように、太陽電池モジュールと電源ＩＣ、更に蓄電デバイスとを組み合わせ、供給される電力をマウスの制御回路の電源に接続する。これにより、マウスを使用していない時に蓄電デバイスに充電し、その電力でマウスを動作させることができ、配線や電池交換が不要なマウスを得ることができる。また、電池が不要になることで軽量化も可能となり、有効である。
図６に示すように、太陽電池モジュールと電源ＩＣ、更に蓄電デバイスとを組み合わせ、供給される電力をマウスの制御回路の電源に接続する。これにより、マウスを使用していない時に蓄電デバイスに充電し、その電力でマウスを動作させることができ、配線や電池交換が不要なマウスを得ることができる。また、電池が不要になることで軽量化も可能となり、有効である。
図７は、図６に示したマウスの一例を示す概略外観図である。
図７に示すように、太陽電池モジュール及び電源ＩＣ、蓄電デバイスはマウス内部に実装されるが、太陽電池モジュールの光電変換素子に光が当たるように光電変換素子の上部は透明の筐体で覆われている。また、マウスの筐体すべてを透明な樹脂で成形することも可能である。光電変換素子の配置はこれに限られるものではなく、例えばマウスを手で覆っていても光が照射される位置に配置することも可能であり、好ましい場合がある。
図７に示すように、太陽電池モジュール及び電源ＩＣ、蓄電デバイスはマウス内部に実装されるが、太陽電池モジュールの光電変換素子に光が当たるように光電変換素子の上部は透明の筐体で覆われている。また、マウスの筐体すべてを透明な樹脂で成形することも可能である。光電変換素子の配置はこれに限られるものではなく、例えばマウスを手で覆っていても光が照射される位置に配置することも可能であり、好ましい場合がある。
次に、本発明の太陽電池モジュールと、これらが発電することによって得られた電力により動作する装置を有する電子機器の他の実施形態について説明する。
図８は、本発明の電子機器の一例としてのパソコン用キーボードのブロック図である。
図８に示すように、太陽電池モジュールの光電変換素子と電源ＩＣ、蓄電デバイスを組み合わせ、供給される電力をキーボードの制御回路の電源に接続する。これにより、キーボードを使用していない時に蓄電デバイスに充電し、その電力でキーボードを動作させることができ、配線や電池交換が不要なキーボードを得ることができる。また、電池が不要になることで軽量化も可能となり、有効である。
図８に示すように、太陽電池モジュールの光電変換素子と電源ＩＣ、蓄電デバイスを組み合わせ、供給される電力をキーボードの制御回路の電源に接続する。これにより、キーボードを使用していない時に蓄電デバイスに充電し、その電力でキーボードを動作させることができ、配線や電池交換が不要なキーボードを得ることができる。また、電池が不要になることで軽量化も可能となり、有効である。
図９は、図８に示したキーボードの一例を示す概略外観図である。
図９に示すように、太陽電池モジュールの光電変換素子及び電源ＩＣ、蓄電デバイスはキーボード内部に実装されるが、光電変換素子に光が当たるように光電変換素子の上部は透明の筐体で覆われている。キーボードの筐体すべてを透明な樹脂で成形することも可能である。光電変換素子の配置はこれに限られるものではない。光電変換素子を組み込むスペースが小さい小型のキーボードの場合には、図１０に示すように、キーの一部に小型の光電変換素子を埋め込むことも可能であり、有効である。
図９に示すように、太陽電池モジュールの光電変換素子及び電源ＩＣ、蓄電デバイスはキーボード内部に実装されるが、光電変換素子に光が当たるように光電変換素子の上部は透明の筐体で覆われている。キーボードの筐体すべてを透明な樹脂で成形することも可能である。光電変換素子の配置はこれに限られるものではない。光電変換素子を組み込むスペースが小さい小型のキーボードの場合には、図１０に示すように、キーの一部に小型の光電変換素子を埋め込むことも可能であり、有効である。
次に、本発明の太陽電池モジュールと、これらが発電することによって得られた電力により動作する装置を有する電子機器の他の実施形態について説明する。
図１１は、本発明の電子機器の一例としてのセンサのブロック図である。
図１１に示すように、太陽電池モジュールの光電変換素子と電源ＩＣ、蓄電デバイスを組み合わせ、供給される電力をセンサ回路の電源に接続する。これにより、外部電源に接続する必要がなく、また電池交換を行う必要もなく、センサモジュールを構成することが可能となる。センシング対象としては、温湿度、照度、人感、ＣＯ２、加速度、ＵＶ、騒音、地磁気、気圧など、様々なセンサに応用でき、有効である。センサモジュールは、図１１に示すように、定期的に測定対象をセンシングし、読み取ったデータをＰＣやスマートフォンなどに無線通信で送信する構成になっている。
ＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）社会の到来により、センサは急増することが予想されている。この無数のセンサの電池を一つ一つ交換するには大きな手間がかかり、現実的ではない。またセンサは、天井や壁など、電池交換しにくい場所にあることも作業性を悪くしている。光電変換素子により電力供給できることもメリットは非常に大きい。また、本発明の太陽電池モジュールは、低照度でも高い出力を得ることができ、かつ出力の光入射角依存性が小さいことから、設置自由度が高いといったメリットも得られる。
図１１に示すように、太陽電池モジュールの光電変換素子と電源ＩＣ、蓄電デバイスを組み合わせ、供給される電力をセンサ回路の電源に接続する。これにより、外部電源に接続する必要がなく、また電池交換を行う必要もなく、センサモジュールを構成することが可能となる。センシング対象としては、温湿度、照度、人感、ＣＯ２、加速度、ＵＶ、騒音、地磁気、気圧など、様々なセンサに応用でき、有効である。センサモジュールは、図１１に示すように、定期的に測定対象をセンシングし、読み取ったデータをＰＣやスマートフォンなどに無線通信で送信する構成になっている。
ＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）社会の到来により、センサは急増することが予想されている。この無数のセンサの電池を一つ一つ交換するには大きな手間がかかり、現実的ではない。またセンサは、天井や壁など、電池交換しにくい場所にあることも作業性を悪くしている。光電変換素子により電力供給できることもメリットは非常に大きい。また、本発明の太陽電池モジュールは、低照度でも高い出力を得ることができ、かつ出力の光入射角依存性が小さいことから、設置自由度が高いといったメリットも得られる。
次に、本発明の太陽電池モジュールと、これらが発電することによって得られた電力により動作する装置を有する電子機器の他の実施形態について説明する。
図１２は、本発明の電子機器の一例としてのターンテーブルのブロック図である。
図１２に示すように、光電変換素子と電源ＩＣ、蓄電デバイスを組み合わせ、供給される電力をターンテーブル回路の電源に接続する。これにより、外部電源に接続する必要がなく、また電池交換を行う必要もなく、ターンテーブルを構成することが可能となる。
ターンテーブルは、例えば商品を陳列するショーケースなどに用いられるが、電源の配線は見栄えが悪く、また電池交換の際には陳列物を撤去しなければならず、大きな手間がかかっていた。本発明の太陽電池モジュールを用いることで、そのような不具合を解消でき、有効である。
図１２に示すように、光電変換素子と電源ＩＣ、蓄電デバイスを組み合わせ、供給される電力をターンテーブル回路の電源に接続する。これにより、外部電源に接続する必要がなく、また電池交換を行う必要もなく、ターンテーブルを構成することが可能となる。
ターンテーブルは、例えば商品を陳列するショーケースなどに用いられるが、電源の配線は見栄えが悪く、また電池交換の際には陳列物を撤去しなければならず、大きな手間がかかっていた。本発明の太陽電池モジュールを用いることで、そのような不具合を解消でき、有効である。
以上、本発明の太陽電池モジュールと、これらが発電することによって得られた電力により動作する装置を有する電子機器、及び電源モジュールについて説明したが、これらはごく一部であり、本発明の太陽電池モジュールが、これらの用途に限定されるものではない。
＜用途＞
本発明の太陽電池モジュールは、自立型電源として機能させることができ、光電変換によって発生した電力を用いて、装置を動作させることが可能である。本発明の太陽電池モジュールは、光が照射されることにより発電することが可能であるため、電子機器を電源に接続したり、あるいは電池交換したりする必要がない。そのため、電源設備がない場所でも電子機器を動作させたり、身に着けて持ち歩いたり、電池交換が困難な場所でも電池を交換することなく、電子機器を動作させたりすることが可能である。また、乾電池を用いる場合は、その分電子機器が重くなったり、サイズが大きくなったりするため、壁や天井への設置、あるいは持ち運びに支障を来すことがあるが、本発明の太陽電池モジュールは、軽量で薄いため、設置自由度が高く、身に着けたり、持ち歩く上でもメリットが大きい。
本発明の太陽電池モジュールは、自立型電源として機能させることができ、光電変換によって発生した電力を用いて、装置を動作させることが可能である。本発明の太陽電池モジュールは、光が照射されることにより発電することが可能であるため、電子機器を電源に接続したり、あるいは電池交換したりする必要がない。そのため、電源設備がない場所でも電子機器を動作させたり、身に着けて持ち歩いたり、電池交換が困難な場所でも電池を交換することなく、電子機器を動作させたりすることが可能である。また、乾電池を用いる場合は、その分電子機器が重くなったり、サイズが大きくなったりするため、壁や天井への設置、あるいは持ち運びに支障を来すことがあるが、本発明の太陽電池モジュールは、軽量で薄いため、設置自由度が高く、身に着けたり、持ち歩く上でもメリットが大きい。
このように、本発明の太陽電池モジュールは、自立型電源として使用でき、様々な電子機器に組み合わせることができる。例えば、電子卓上計算機、腕時計、携帯電話、電子手帳、電子ペーパーなどの表示機器、マウスやキーボードなどのパソコンの付属機器、温湿度センサや人感センサなどの各種センサ機器、ビーコンやＧＰＳなどの発信機、補助灯、リモコン等数多くの電子機器と組み合わせて使用することができる。
本発明の太陽電池モジュールは、特に低照度の光でも発電できるため、室内でも、更に薄暗い影のところでも発電することが可能であるため、適用範囲が広い。また、乾電池のように液漏れがなく、ボタン電池のように誤飲することもなく安全性が高い。更に、充電式や乾電池式の電気器具の連続使用時間を長くするための補助電源として用いることができる。このように、本発明の太陽電池モジュールと、それが光電変換することによって発生した電力によって動作する装置とを組み合わせることで、軽量で使い勝手がよく、設置自由度が高く、交換が不要で、安全性に優れ、かつ環境負荷低減にも有効な電子機器に生まれ変わることができる。
本発明の太陽電池モジュールと、それが光電変換することによって発生した電力によって動作する装置とを組み合わせた電子機器の基本構成図を図１３に示す。これは、光電変換素子に光が照射されると発電し、電力を取り出すことができる。機器の回路は、その電力によって動作することが可能になる。
しかし、太陽電池モジュールの光電変換素子は周囲の照度によって出力が変化するため、図１３に示す電子機器は安定に動作することができない場合がある。この場合、図１４に示すように、回路側に安定した電圧を供給するために、光電変換素子と機器の回路の間に光電変換素子用の電源ＩＣを組み込むことが可能であり、有効である。
しかし、太陽電池モジュールの光電変換素子は十分な照度の光が照射されていれば発電できるが、発電するだけの照度が足りなくなると、所望の電力が得られなくなり、これが光電変換素子の欠点でもある。この場合には、図１５に示すように、キャパシタ等の蓄電デバイスを電源ＩＣと機器回路の間に搭載することによって、光電変換素子からの余剰電力を蓄電デバイスに充電することが可能となり、照度が低すぎる場合や、光電変換素子に光が当たらない場合でも、蓄電デバイスに蓄えられた電力を機器回路に供給することが可能になり、安定に動作させることが可能となる。
しかし、太陽電池モジュールの光電変換素子は十分な照度の光が照射されていれば発電できるが、発電するだけの照度が足りなくなると、所望の電力が得られなくなり、これが光電変換素子の欠点でもある。この場合には、図１５に示すように、キャパシタ等の蓄電デバイスを電源ＩＣと機器回路の間に搭載することによって、光電変換素子からの余剰電力を蓄電デバイスに充電することが可能となり、照度が低すぎる場合や、光電変換素子に光が当たらない場合でも、蓄電デバイスに蓄えられた電力を機器回路に供給することが可能になり、安定に動作させることが可能となる。
このように、本発明の太陽電池モジュールと、機器回路とを組み合わせた電子機器において、電源ＩＣや蓄電デバイスを組み合わせることで、電源のない環境でも動作可能であり、また電池交換が不要で、安定に駆動させることが可能になり、光電変換素子のメリットを最大限に活かすことができる。
一方、本発明の太陽電池モジュールは、電源モジュールとしても使用することが可能であり、有用である。例えば、図１６に示すように、本発明の太陽電池モジュールと、光電変換素子用の電源ＩＣを接続すると、太陽電池モジュールの光電変換素子が光電変換することによって発生した電力を電源ＩＣにて一定の電圧レベルで供給することが可能な直流電源モジュールを構成することができる。
更に、図１７に示すように、電源ＩＣに蓄電デバイスを追加することにより、太陽電池モジュールの光電変換素子が発生させた電力を蓄電デバイスに充電することが可能になり、照度が低すぎる場合や、光電変換素子に光が当たらない状態になっても、電力を供給することが可能な電源モジュールを構成することができる。
図１６及び図１７に示した本発明の電源モジュールは、従来の一次電池のように電池交換をすることなく、電源モジュールとして使用することが可能である。
更に、図１７に示すように、電源ＩＣに蓄電デバイスを追加することにより、太陽電池モジュールの光電変換素子が発生させた電力を蓄電デバイスに充電することが可能になり、照度が低すぎる場合や、光電変換素子に光が当たらない状態になっても、電力を供給することが可能な電源モジュールを構成することができる。
図１６及び図１７に示した本発明の電源モジュールは、従来の一次電池のように電池交換をすることなく、電源モジュールとして使用することが可能である。
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
（合成例１）
＜一般式（１）で表される繰り返し単位を有するポリマーの合成＞
下記反応により、下記構造式で表されるポリマー（Ａ－１１）を合成した。
＜一般式（１）で表される繰り返し単位を有するポリマーの合成＞
下記反応により、下記構造式で表されるポリマー（Ａ－１１）を合成した。
まず、１００ｍＬの四つ口フラスコに、上記のジアルデヒド化合物０．６６ｇ（２．０ｍｍｏｌ）及び上記のジホスホネート化合物１．０２ｇ（２．０ｍｍｏｌ）を入れ、窒素置換してテトラヒドロフラン７５ｍｌを加えた。この溶液にカリウムｔ－ブトキシドの１．０ｍｏｌ／ｄｍ３テトラヒドロフラン溶液６．７５ｍＬ（６．７５ｍｍｏｌ）を滴下し室温で２時間撹拌した後、ベンジルホスホン酸ジエチル及びベンズアルデヒドを順次加え、更に２時間撹拌した。酢酸およそ１ｍＬを加えて反応を終了し、溶液を水洗した。溶媒を減圧留去した後、テトラヒドロフラン及びメタノールを用いて再沈澱による精製を行い、上記構造式で表されるポリマー（Ａ－１１）を０．９５ｇ得た。
なお、得られた上記構造式で表されるポリマー（Ａ－１１）において、ゲルろ過クロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量は２０，０００であった。また、光電子分光装置（ＡＣ－２、理研計器株式会社製）を用いて測定したイオン化ポテンシャルは５．２２ｅＶであった。以下に記載されているイオン化ポテンシャルは全てＡＣ－２にて測定した。
なお、得られた上記構造式で表されるポリマー（Ａ－１１）において、ゲルろ過クロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量は２０，０００であった。また、光電子分光装置（ＡＣ－２、理研計器株式会社製）を用いて測定したイオン化ポテンシャルは５．２２ｅＶであった。以下に記載されているイオン化ポテンシャルは全てＡＣ－２にて測定した。
（実施例１）
＜太陽電池モジュールの作製＞
まず、チタニウムジイソプロポキシドビス（アセチルアセトン）イソプロピルアルコール溶液（東京化成株式会社製、Ｂ３３９５、７５質量％）０．３６ｇを、イソプロピルアルコール１０ｍＬに溶解して得た液を、スピンコート法により、日本板硝子株式会社製ＦＴＯガラス基板上に塗布し、１２０℃で３分間乾燥した後、４５０℃で３０分間焼成することにより、第１の基板上に第１の電極及び緻密な電子輸送層（緻密層）を作製した。なお、緻密層の平均厚みは、１０μｍ～４０μｍとなるようにした。
＜太陽電池モジュールの作製＞
まず、チタニウムジイソプロポキシドビス（アセチルアセトン）イソプロピルアルコール溶液（東京化成株式会社製、Ｂ３３９５、７５質量％）０．３６ｇを、イソプロピルアルコール１０ｍＬに溶解して得た液を、スピンコート法により、日本板硝子株式会社製ＦＴＯガラス基板上に塗布し、１２０℃で３分間乾燥した後、４５０℃で３０分間焼成することにより、第１の基板上に第１の電極及び緻密な電子輸送層（緻密層）を作製した。なお、緻密層の平均厚みは、１０μｍ～４０μｍとなるようにした。
次に、酸化チタンペースト（グレートセルソーラー社製、商品名：ＭＰＴ－２０）を、α－テルピネオール（関東化学株式会社製）で薄めた分散液を、スピンコート法により緻密層上に塗布し、１２０℃で３分間乾燥した後、５５０℃で３０分焼成した。
続いて、リチウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（関東化学株式会社製、製品番号：３８１０３）を溶解したアセトニトリル（関東化学株式会社製）０．１Ｍ（なお、Ｍは、ｍｏｌ／ｄｍ３を意味する）の溶液を、スピンコート法により上述の膜上に塗布し、４５０℃で３０分間焼成し、多孔質な電子輸送層（多孔質層）を作製した。なお、多孔質層の平均厚みは、１５０ｎｍとなるようにした。
続いて、リチウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（関東化学株式会社製、製品番号：３８１０３）を溶解したアセトニトリル（関東化学株式会社製）０．１Ｍ（なお、Ｍは、ｍｏｌ／ｄｍ３を意味する）の溶液を、スピンコート法により上述の膜上に塗布し、４５０℃で３０分間焼成し、多孔質な電子輸送層（多孔質層）を作製した。なお、多孔質層の平均厚みは、１５０ｎｍとなるようにした。
次いで、ヨウ化鉛（ＩＩ）（東京化成株式会社製、Ｌ０２７９、０．５３０６ｇ）、臭化鉛（ＩＩ）（東京化成株式会社製、Ｌ０２８８、０．０７３６ｇ）、臭化メチルアミン（東京化成株式会社製、Ｍ２５８９、０．０２２４ｇ）、ヨウ化ホルムアミジン（東京化成株式会社製、Ｆ０９７４、０．１８７６ｇ）、及びヨウ化カリウム（関東化学株式会社製、３２３５１、０．０１１２ｇ）を、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（関東化学株式会社製、０．８ｍｌ）、ジメチルスルホキシド（関東化学株式会社製、０．２ｍｌ）に加え、６０℃で加熱撹拌して得た溶液を、上記の多孔質層上にスピンコート法により塗布しながらクロロベンゼン（関東化学株式会社製、０．３ｍｌ）を加えてペロブスカイト膜とし、１５０℃で３０分間乾燥させることによりペロブスカイト層を形成した。
なお、ペロブスカイト層の平均厚みは、２００ｎｍ以上３５０ｎｍ以下となるようにした。
なお、ペロブスカイト層の平均厚みは、２００ｎｍ以上３５０ｎｍ以下となるようにした。
そして、上記の工程により得られた積層物に対して、レーザー加工を行うことによって、隣接する積層物との距離が１０μｍとなるように溝を形成した。次いで、上記構造式で示されるポリマー（Ａ－１１）（重量平均分子量＝２０,０００、イオン化ポテンシャル５．２２ｅＶ）を３６．８ｍｇ、及び２，２（７，７（－テトラキス－（Ｎ，Ｎ－ジ－ｐ－メトキシフェニルアミン）９，９（－スピロビフルオレン）））（以下、「ｓｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ」と称する、メルク社製、分子量＝１２２５．４、イオン化ポテンシャル＝５．０９ｅＶ）を３６．８ｍｇ、リチウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドを４．９ｍｇ、４－ｔ－ブチルピリジン（東京化成株式会社製、Ｂ０３８８）を６．８ｍｇ、及びトリス（２－（１Ｈ－ピラゾール－１－イル）－４－ｔｅｒｔ－ブチルピリジン）コバルト（ＩＩＩ）ヘキサフルオロフォスフェート（Ｇｒｅａｔｃｅｌｌ Ｓｏｌａｒ社製、ＭＳ２１０２０５）を０．１ｍｇ計量し、クロロベンゼン（関東化学株式会社製）１．５ｍＬに溶解した。得られた溶液を上記の工程により得られた積層物上にスピンコート法により塗布して、ホール輸送層を作製した。なお、ホール輸送層の平均厚み（ペロブスカイト層上の部分）は、１００ｎｍ～２００ｎｍとなるようにした。前記２種類のホール輸送性材料のイオン化ポテンシャルの差は０．１３ｅＶであった。
更に、前述の積層物上に、金（田中貴金属工業株式会社製）を１００ｎｍ真空蒸着した。
更に、前述の積層物上に、金（田中貴金属工業株式会社製）を１００ｎｍ真空蒸着した。
その後、封止部材が設けられる第１の基板及び第２の基板の端部を、レーザー加工によりエッチング処理し、更にレーザー加工により光電変換素子を直列に接続するための貫通孔（導通部）を形成した。次に、前述の積層物上に銀を真空蒸着し、厚さ約１００ｎｍの第２の電極を形成した。マスク製膜により、隣接する第２の電極の間の距離を２００μｍとなるようにした。また、貫通孔の内壁も銀が蒸着され、隣接する光電変換素子が直列に接続されていることを確認した。なお、光電変換素子の直列数は６個である。
続いて、第１の基板の端部を、光電変換素子（発電領域）が取り囲まれるように、紫外線硬化樹脂（株式会社スリーボンドホールディングス製、商品名：ＴＢ３１１８）をディスペンサー（株式会社サンエイテック製、商品名：２３００Ｎ）を用いて塗布した。その後、低湿（露点－３０℃）かつ酸素濃度を０．２％に制御したグローブボックス内に移して、紫外線硬化樹脂の上に第２の基板としてのカバーガラスを載せ、紫外線照射により紫外線硬化樹脂を硬化させて発電領域の封止を行い、図１で示される本発明の太陽電池モジュール１を作製した。互いに隣接する光電変換素子を構成する各層の間の距離を表１に示す。
＜太陽電池モジュールの評価＞
得られた太陽電池モジュール１について、ソーラーシミュレーター（ＡＭ１．５、１０ｍＷ／ｃｍ２）で光を照射しつつ、太陽電池評価システム（株式会社エヌエフ回路設計ブロック製、商品名：Ａｓ－５１０－ＰＶ０３）を用いて、太陽電池特性（初期特性）を評価した。更に、上記のソーラーシミュレーターを用いて、上記と同様の条件で光を１００時間連続照射した後、上記と同じように太陽電池特性（１００時間連続照射後の特性）を評価した。
評価した太陽電池特性は、開放電圧、短絡電流密度、形状因子、変換効率（発電効率）である。また、初期特性における変換効率に対する、１００時間連続照射後の特性における変換効率の割合を、変換効率の維持率として求めた。結果を表３に示した。
得られた太陽電池モジュール１について、ソーラーシミュレーター（ＡＭ１．５、１０ｍＷ／ｃｍ２）で光を照射しつつ、太陽電池評価システム（株式会社エヌエフ回路設計ブロック製、商品名：Ａｓ－５１０－ＰＶ０３）を用いて、太陽電池特性（初期特性）を評価した。更に、上記のソーラーシミュレーターを用いて、上記と同様の条件で光を１００時間連続照射した後、上記と同じように太陽電池特性（１００時間連続照射後の特性）を評価した。
評価した太陽電池特性は、開放電圧、短絡電流密度、形状因子、変換効率（発電効率）である。また、初期特性における変換効率に対する、１００時間連続照射後の特性における変換効率の割合を、変換効率の維持率として求めた。結果を表３に示した。
（実施例２）
実施例１において、互いに隣接する光電変換素子における第１の電極、緻密層、多孔質層、及びペロブスカイト層の間の距離を４０μｍに変更した以外は、実施例１と同様にして、図１で示される太陽電池モジュール２を作製した。互いに隣接する光電変換素子を構成する各層の間の距離を表１に示す。また、太陽電池モジュール２について、実施例１と同様の方法で評価を行った。評価の結果を表３に示した。
実施例１において、互いに隣接する光電変換素子における第１の電極、緻密層、多孔質層、及びペロブスカイト層の間の距離を４０μｍに変更した以外は、実施例１と同様にして、図１で示される太陽電池モジュール２を作製した。互いに隣接する光電変換素子を構成する各層の間の距離を表１に示す。また、太陽電池モジュール２について、実施例１と同様の方法で評価を行った。評価の結果を表３に示した。
（実施例３）
実施例１において、ｓｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ（メルク社製、分子量＝１２２５．４、イオン化ポテンシャル＝５．０９ｅＶ）３６．８ｍｇを、下記（Ｃ－１）で示される化合物（分子量８４４．１、イオン化ポテンシャル５．２１ｅＶ）３６．８ｍｇに変更した以外は、実施例１と同様にして、図１で示される太陽電池モジュール３を作製した。この２種類のホール輸送性材料のイオン化ポテンシャルの差は０．０１ｅＶであった。互いに隣接する光電変換素子を構成する各層の間の距離を表１に示す。また、太陽電池モジュール３について、実施例１と同様の方法で評価を行った。結果を表３に示した。
実施例１において、ｓｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ（メルク社製、分子量＝１２２５．４、イオン化ポテンシャル＝５．０９ｅＶ）３６．８ｍｇを、下記（Ｃ－１）で示される化合物（分子量８４４．１、イオン化ポテンシャル５．２１ｅＶ）３６．８ｍｇに変更した以外は、実施例１と同様にして、図１で示される太陽電池モジュール３を作製した。この２種類のホール輸送性材料のイオン化ポテンシャルの差は０．０１ｅＶであった。互いに隣接する光電変換素子を構成する各層の間の距離を表１に示す。また、太陽電池モジュール３について、実施例１と同様の方法で評価を行った。結果を表３に示した。
（実施例４）
実施例１において、上記構造式で示されるポリマー（Ａ－１１）（重量平均分子量＝２０,０００、イオン化ポテンシャル５．２２ｅＶ）３６．８ｍｇを、下記式で示されるポリマー（Ｂ－１）（Ａｌｄｒｉｃｈ社製、「Ｐ３ＨＴ」、重量平均分子量＝５０,０００、イオン化ポテンシャル＝５．０ｅＶ）に変更、及びｓｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ（メルク社製、分子量＝１２２５．４、イオン化ポテンシャル＝５．０９ｅＶ）３６．８ｍｇを、下記式で示される化合物（Ｃ－２）（分子量５５４．９、イオン化ポテンシャル＝５．０５ｅＶ）に変更した以外は、実施例１と同様にして、図１で示される太陽電池モジュール４を作製した。この２種類のホール輸送性材料のイオン化ポテンシャルの差は０．０５ｅＶであった。互いに隣接する光電変換素子を構成する各層の間の距離を表１に示す。また、太陽電池モジュール４について、実施例１と同様の方法で評価を行った。結果を表３に示した。
実施例１において、上記構造式で示されるポリマー（Ａ－１１）（重量平均分子量＝２０,０００、イオン化ポテンシャル５．２２ｅＶ）３６．８ｍｇを、下記式で示されるポリマー（Ｂ－１）（Ａｌｄｒｉｃｈ社製、「Ｐ３ＨＴ」、重量平均分子量＝５０,０００、イオン化ポテンシャル＝５．０ｅＶ）に変更、及びｓｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ（メルク社製、分子量＝１２２５．４、イオン化ポテンシャル＝５．０９ｅＶ）３６．８ｍｇを、下記式で示される化合物（Ｃ－２）（分子量５５４．９、イオン化ポテンシャル＝５．０５ｅＶ）に変更した以外は、実施例１と同様にして、図１で示される太陽電池モジュール４を作製した。この２種類のホール輸送性材料のイオン化ポテンシャルの差は０．０５ｅＶであった。互いに隣接する光電変換素子を構成する各層の間の距離を表１に示す。また、太陽電池モジュール４について、実施例１と同様の方法で評価を行った。結果を表３に示した。
（実施例５）
実施例１において、多孔質層を形成しないこと以外は、実施例１と同様にして、図２で示される太陽電池モジュール５を作製した。互いに隣接する光電変換素子を構成する各層の間の距離を表１に示す。また、太陽電池モジュール５について、実施例１と同様の方法で評価を行った。結果を表３にした。
実施例１において、多孔質層を形成しないこと以外は、実施例１と同様にして、図２で示される太陽電池モジュール５を作製した。互いに隣接する光電変換素子を構成する各層の間の距離を表１に示す。また、太陽電池モジュール５について、実施例１と同様の方法で評価を行った。結果を表３にした。
（実施例６）
実施例５において、緻密層を、スパッタを用いて形成した酸化スズからなる緻密層に変更した以外は、実施例５と同様にして、太陽電池モジュール６を作製した。互いに隣接する光電変換素子を構成する各層の間の距離を表１に示す。また、太陽電池モジュール６について、実施例１と同様の方法で評価を行った。結果を表３に示した。
実施例５において、緻密層を、スパッタを用いて形成した酸化スズからなる緻密層に変更した以外は、実施例５と同様にして、太陽電池モジュール６を作製した。互いに隣接する光電変換素子を構成する各層の間の距離を表１に示す。また、太陽電池モジュール６について、実施例１と同様の方法で評価を行った。結果を表３に示した。
（実施例７）
実施例６において、ペロブスカイト層を形成する際に用いた、ヨウ化鉛（ＩＩ）（０．５３０６ｇ）、臭化鉛（ＩＩ）（０．０７３６ｇ）、臭化メチルアミン（０．０２２４ｇ）、ヨウ化ホルムアミジン（０．１８７６ｇ）、及びヨウ化カリウム（０．０１１２ｇ）に加えて、更にヨウ化セシウム（０．０１４３ｇ）を用いた以外は、実施例６と同様にして、太陽電池モジュール７を作製した。互いに隣接する光電変換素子を構成する各層の間の距離を表１に示す。また、太陽電池モジュール７について、実施例１と同様の方法で評価を行った。結果を表３に示した。
実施例６において、ペロブスカイト層を形成する際に用いた、ヨウ化鉛（ＩＩ）（０．５３０６ｇ）、臭化鉛（ＩＩ）（０．０７３６ｇ）、臭化メチルアミン（０．０２２４ｇ）、ヨウ化ホルムアミジン（０．１８７６ｇ）、及びヨウ化カリウム（０．０１１２ｇ）に加えて、更にヨウ化セシウム（０．０１４３ｇ）を用いた以外は、実施例６と同様にして、太陽電池モジュール７を作製した。互いに隣接する光電変換素子を構成する各層の間の距離を表１に示す。また、太陽電池モジュール７について、実施例１と同様の方法で評価を行った。結果を表３に示した。
（実施例８）
実施例５において、ホール輸送性材料におけるポリマーＡ－１１を、ポリマーＡ－１１（重量平均分子量Ｍｗ＝１２２,０００）に代えた以外は、実施例５と同様にして、太陽電池モジュール８を作製した。互いに隣接する光電変換素子を構成する各層の間の距離を表１に示す。また、太陽電池モジュール８について、実施例１と同様の方法で評価を行った。結果を表３に示した。
実施例５において、ホール輸送性材料におけるポリマーＡ－１１を、ポリマーＡ－１１（重量平均分子量Ｍｗ＝１２２,０００）に代えた以外は、実施例５と同様にして、太陽電池モジュール８を作製した。互いに隣接する光電変換素子を構成する各層の間の距離を表１に示す。また、太陽電池モジュール８について、実施例１と同様の方法で評価を行った。結果を表３に示した。
（実施例９）
実施例５において、ホール輸送性材料におけるポリマーＡ－１１を、ポリマーＡ－１１（重量平均分子量Ｍｗ＝２８２,０００）に代えた以外は、実施例５と同様にして、太陽電池モジュール９を作製した。互いに隣接する光電変換素子を構成する各層の間の距離を表１に示す。また、太陽電池モジュール９について、実施例１と同様の方法で評価を行った。結果を表３に示した。
実施例５において、ホール輸送性材料におけるポリマーＡ－１１を、ポリマーＡ－１１（重量平均分子量Ｍｗ＝２８２,０００）に代えた以外は、実施例５と同様にして、太陽電池モジュール９を作製した。互いに隣接する光電変換素子を構成する各層の間の距離を表１に示す。また、太陽電池モジュール９について、実施例１と同様の方法で評価を行った。結果を表３に示した。
（実施例１０）
実施例５において、ホール輸送性材料におけるポリマーＡ－１１を、ポリマーＡ－１１（重量平均分子量Ｍｗ＝２８２,０００）に代え、「ｓｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ」を上記（Ｃ－１）で示される化合物（分子量８４４．１、イオン化ポテンシャル５．２１ｅＶ）に代えた以外は、実施例５と同様にして、太陽電池モジュール１０を作製した。互いに隣接する光電変換素子を構成する各層の間の距離を表１に示す。また、太陽電池モジュール１０について、実施例１と同様の方法で評価を行った。結果を表３に示した。
実施例５において、ホール輸送性材料におけるポリマーＡ－１１を、ポリマーＡ－１１（重量平均分子量Ｍｗ＝２８２,０００）に代え、「ｓｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ」を上記（Ｃ－１）で示される化合物（分子量８４４．１、イオン化ポテンシャル５．２１ｅＶ）に代えた以外は、実施例５と同様にして、太陽電池モジュール１０を作製した。互いに隣接する光電変換素子を構成する各層の間の距離を表１に示す。また、太陽電池モジュール１０について、実施例１と同様の方法で評価を行った。結果を表３に示した。
（実施例１１）
実施例５において、ホール輸送性材料におけるポリマーＡ－１１、ポリマーＡ－１１（重量平均分子量Ｍｗ＝２８２,０００）に代え、「ｓｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ」を上記（Ｃ－２）で示される化合物（分子量５５４．９、イオン化ポテンシャル＝５．０５ｅＶ）に代えた以外は、実施例５と同様にして、太陽電池モジュール１１を作製した。互いに隣接する光電変換素子を構成する各層の間の距離を表１に示す。また、太陽電池モジュール１１について、実施例１と同様の方法で評価を行った。結果を表３に示した。
実施例５において、ホール輸送性材料におけるポリマーＡ－１１、ポリマーＡ－１１（重量平均分子量Ｍｗ＝２８２,０００）に代え、「ｓｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ」を上記（Ｃ－２）で示される化合物（分子量５５４．９、イオン化ポテンシャル＝５．０５ｅＶ）に代えた以外は、実施例５と同様にして、太陽電池モジュール１１を作製した。互いに隣接する光電変換素子を構成する各層の間の距離を表１に示す。また、太陽電池モジュール１１について、実施例１と同様の方法で評価を行った。結果を表３に示した。
（実施例１２）
実施例５において、ホール輸送性材料におけるポリマーＡ－１１を、下記（Ｃ－３）で示される化合物（分子量＝２，１５７、イオン化ポテンシャル＝５．２３ｅＶ）に代えた以外は、実施例５と同様にして、太陽電池モジュール１２を作製した。互いに隣接する光電変換素子を構成する各層の間の距離を表１に示す。また、太陽電池モジュール１２について、実施例１と同様の方法で評価を行った。結果を表３に示した。
実施例５において、ホール輸送性材料におけるポリマーＡ－１１を、下記（Ｃ－３）で示される化合物（分子量＝２，１５７、イオン化ポテンシャル＝５．２３ｅＶ）に代えた以外は、実施例５と同様にして、太陽電池モジュール１２を作製した。互いに隣接する光電変換素子を構成する各層の間の距離を表１に示す。また、太陽電池モジュール１２について、実施例１と同様の方法で評価を行った。結果を表３に示した。
（実施例１３）
実施例５において、ホール輸送性材料におけるポリマーＡ－１１を、上記（Ｃ－３）で示される化合物（分子量＝２，１５７、イオン化ポテンシャル＝５．２３ｅＶ）に代え、「ｓｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ」を上記（Ｃ－１）で示される化合物（分子量８４４．１、イオン化ポテンシャル５．２１ｅＶ）に代えた以外は、実施例５と同様にして、太陽電池モジュール１３を作製した。互いに隣接する光電変換素子を構成する各層の間の距離を表１に示す。また、太陽電池モジュール１３について、実施例１と同様の方法で評価を行った。結果を表３に示した。
実施例５において、ホール輸送性材料におけるポリマーＡ－１１を、上記（Ｃ－３）で示される化合物（分子量＝２，１５７、イオン化ポテンシャル＝５．２３ｅＶ）に代え、「ｓｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ」を上記（Ｃ－１）で示される化合物（分子量８４４．１、イオン化ポテンシャル５．２１ｅＶ）に代えた以外は、実施例５と同様にして、太陽電池モジュール１３を作製した。互いに隣接する光電変換素子を構成する各層の間の距離を表１に示す。また、太陽電池モジュール１３について、実施例１と同様の方法で評価を行った。結果を表３に示した。
（実施例１４）
実施例５において、ホール輸送性材料におけるポリマーＡ－１１を、上記（Ｃ－３）で示される化合物（分子量＝２，１５７、イオン化ポテンシャル＝５．２３ｅＶ）に代え、「ｓｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ」を上記（Ｃ－２）で示される化合物（分子量５５４．９、イオン化ポテンシャル＝５．０５ｅＶ）に代えた以外は、実施例５と同様にして、太陽電池モジュール１４を作製した。互いに隣接する光電変換素子を構成する各層の間の距離を表１に示す。また、太陽電池モジュール１４について、実施例１と同様の方法で評価を行った。結果を表３に示した。
実施例５において、ホール輸送性材料におけるポリマーＡ－１１を、上記（Ｃ－３）で示される化合物（分子量＝２，１５７、イオン化ポテンシャル＝５．２３ｅＶ）に代え、「ｓｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ」を上記（Ｃ－２）で示される化合物（分子量５５４．９、イオン化ポテンシャル＝５．０５ｅＶ）に代えた以外は、実施例５と同様にして、太陽電池モジュール１４を作製した。互いに隣接する光電変換素子を構成する各層の間の距離を表１に示す。また、太陽電池モジュール１４について、実施例１と同様の方法で評価を行った。結果を表３に示した。
（実施例１５）
実施例７において、ペロブスカイト層を形成する際に用いた、ヨウ化鉛（ＩＩ）（０．５３０６ｇ）、臭化鉛（ＩＩ）（０．０７３６ｇ）、臭化メチルアミン（０．０２２４ｇ）、ヨウ化ホルムアミジン（０．１８７６ｇ）、ヨウ化カリウム（０．０１１２ｇ）、及びヨウ化セシウム（０．０１４３ｇ）のうち、ヨウ化カリウム（０．０１１２ｇ）を含有させず、ヨウ化セシウムの重量を増加させた（０．０３１８ｇ）以外は、実施例７と同様にして、太陽電池モジュール１５を作製した。互いに隣接する光電変換素子を構成する各層の間の距離を表１に示す。また、太陽電池モジュール１５について、実施例１と同様の方法で評価を行った。結果を表３に示した。
実施例７において、ペロブスカイト層を形成する際に用いた、ヨウ化鉛（ＩＩ）（０．５３０６ｇ）、臭化鉛（ＩＩ）（０．０７３６ｇ）、臭化メチルアミン（０．０２２４ｇ）、ヨウ化ホルムアミジン（０．１８７６ｇ）、ヨウ化カリウム（０．０１１２ｇ）、及びヨウ化セシウム（０．０１４３ｇ）のうち、ヨウ化カリウム（０．０１１２ｇ）を含有させず、ヨウ化セシウムの重量を増加させた（０．０３１８ｇ）以外は、実施例７と同様にして、太陽電池モジュール１５を作製した。互いに隣接する光電変換素子を構成する各層の間の距離を表１に示す。また、太陽電池モジュール１５について、実施例１と同様の方法で評価を行った。結果を表３に示した。
（実施例１６）
実施例１５において、ペロブスカイト層を形成する際に用いた、ヨウ化鉛（ＩＩ）（０．５３０６ｇ）、臭化鉛（ＩＩ）（０．０７３６ｇ）、臭化メチルアミン（０．０２２４ｇ）、ヨウ化ホルムアミジン（０．１８７６ｇ）、及びヨウ化セシウム（０．０３１８ｇ）に加え、ヨウ化アンチモン（０．０２０４ｇ）を用いた以外は、実施例１５と同様にして、太陽電池モジュール１６を作製した。互いに隣接する光電変換素子を構成する各層の間の距離を表１に示す。また、太陽電池モジュール１６について、実施例１と同様の方法で評価を行った。結果を表３に示した。
実施例１５において、ペロブスカイト層を形成する際に用いた、ヨウ化鉛（ＩＩ）（０．５３０６ｇ）、臭化鉛（ＩＩ）（０．０７３６ｇ）、臭化メチルアミン（０．０２２４ｇ）、ヨウ化ホルムアミジン（０．１８７６ｇ）、及びヨウ化セシウム（０．０３１８ｇ）に加え、ヨウ化アンチモン（０．０２０４ｇ）を用いた以外は、実施例１５と同様にして、太陽電池モジュール１６を作製した。互いに隣接する光電変換素子を構成する各層の間の距離を表１に示す。また、太陽電池モジュール１６について、実施例１と同様の方法で評価を行った。結果を表３に示した。
（実施例１７）
実施例６において、ホール輸送性材料におけるポリマー（Ａ－１１）（重量平均分子量＝２０,０００、イオン化ポテンシャル５．２２ｅＶ）を５１．５ｍｇ、及びｓｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ（メルク社製、分子量＝１２２５．４、イオン化ポテンシャル＝５．０９ｅＶ）を２２．１ｍｇ用いた以外は、実施例６と同様にして、太陽電池モジュール１７を作製した。互いに隣接する光電変換素子を構成する各層の間の距離を表１に示す。また、太陽電池モジュール１７について、実施例１と同様の方法で評価を行った。結果を表３に示した。
実施例６において、ホール輸送性材料におけるポリマー（Ａ－１１）（重量平均分子量＝２０,０００、イオン化ポテンシャル５．２２ｅＶ）を５１．５ｍｇ、及びｓｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ（メルク社製、分子量＝１２２５．４、イオン化ポテンシャル＝５．０９ｅＶ）を２２．１ｍｇ用いた以外は、実施例６と同様にして、太陽電池モジュール１７を作製した。互いに隣接する光電変換素子を構成する各層の間の距離を表１に示す。また、太陽電池モジュール１７について、実施例１と同様の方法で評価を行った。結果を表３に示した。
（実施例１８）
実施例６において、ホール輸送性材料におけるポリマー（Ａ－１１）（重量平均分子量＝２０,０００、イオン化ポテンシャル５．２２ｅＶ）を４４．２ｍｇ、及びｓｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ、メルク社製、分子量＝１２２５．４、イオン化ポテンシャル＝５．０９ｅＶ）を６６．２ｍｇ用いた以外は、実施例６と同様にして、太陽電池モジュール１８を作製した。互いに隣接する光電変換素子を構成する各層の間の距離を表１に示す。また、太陽電池モジュール１８について、実施例１と同様の方法で評価を行った。結果を表３に示した。
実施例６において、ホール輸送性材料におけるポリマー（Ａ－１１）（重量平均分子量＝２０,０００、イオン化ポテンシャル５．２２ｅＶ）を４４．２ｍｇ、及びｓｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ、メルク社製、分子量＝１２２５．４、イオン化ポテンシャル＝５．０９ｅＶ）を６６．２ｍｇ用いた以外は、実施例６と同様にして、太陽電池モジュール１８を作製した。互いに隣接する光電変換素子を構成する各層の間の距離を表１に示す。また、太陽電池モジュール１８について、実施例１と同様の方法で評価を行った。結果を表３に示した。
（比較例１）
実施例１において、多孔質層及びペロブスカイト層を互いに延設された連続層とした以外は、実施例１と同様にして、図３で示される太陽電池モジュール１９を作製した。互いに隣接する光電変換素子を構成する各層の間の距離を表１に示す。また、太陽電池モジュール１９について、実施例１と同様の方法で評価を行った。結果を表３に示した。
実施例１において、多孔質層及びペロブスカイト層を互いに延設された連続層とした以外は、実施例１と同様にして、図３で示される太陽電池モジュール１９を作製した。互いに隣接する光電変換素子を構成する各層の間の距離を表１に示す。また、太陽電池モジュール１９について、実施例１と同様の方法で評価を行った。結果を表３に示した。
（比較例２）
実施例１において、互いに隣接する光電変換素子における第１の電極及び緻密層の間の距離を４０μｍにし、多孔質層及びペロブスカイト層を互いに延設された連続層とした以外は、実施例１と同様にして、図３で示される太陽電池モジュール２０を作製した。互いに隣接する光電変換素子を構成する各層の間の距離を表１に示す。また、太陽電池モジュール２０について、実施例１と同様の方法で評価を行った。結果を表３に示した。
実施例１において、互いに隣接する光電変換素子における第１の電極及び緻密層の間の距離を４０μｍにし、多孔質層及びペロブスカイト層を互いに延設された連続層とした以外は、実施例１と同様にして、図３で示される太陽電池モジュール２０を作製した。互いに隣接する光電変換素子を構成する各層の間の距離を表１に示す。また、太陽電池モジュール２０について、実施例１と同様の方法で評価を行った。結果を表３に示した。
（比較例３）
実施例１において、互いに隣接する光電変換素子における第１の電極、緻密層、及び多孔質層の間の距離を４０μｍにし、ペロブスカイト層を互いに延設された連続層とした以外は、実施例１と同様にして、図４で示される太陽電池モジュール２１を作製した。互いに隣接する光電変換素子を構成する各層の間の距離を表１に示す。また、太陽電池モジュール２１について、実施例１と同様の方法で評価を行った。結果を表３に示した。
実施例１において、互いに隣接する光電変換素子における第１の電極、緻密層、及び多孔質層の間の距離を４０μｍにし、ペロブスカイト層を互いに延設された連続層とした以外は、実施例１と同様にして、図４で示される太陽電池モジュール２１を作製した。互いに隣接する光電変換素子を構成する各層の間の距離を表１に示す。また、太陽電池モジュール２１について、実施例１と同様の方法で評価を行った。結果を表３に示した。
（比較例４）
実施例１において、上記構造式で表されるポリマー（Ａ－１１）（重量平均分子量＝２０,０００、イオン化ポテンシャル５．２２ｅＶ）３６．８ｍｇとｓｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ（メルク社製、分子量＝１２２５．４、イオン化ポテンシャル＝５．０９ｅＶ）３６．８ｍｇを、ｓｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ（メルク社製、分子量＝１２２５．４、イオン化ポテンシャル＝５．０９ｅＶ）７３．６ｍｇに変更した以外は、実施例１と同様にして、図１で示される太陽電池モジュール２２を作製した。互いに隣接する光電変換素子を構成する各層の間の距離を表１に示す。また、太陽電池モジュール２２について、実施例１と同様の方法で評価を行った。結果を表３に示した。
実施例１において、上記構造式で表されるポリマー（Ａ－１１）（重量平均分子量＝２０,０００、イオン化ポテンシャル５．２２ｅＶ）３６．８ｍｇとｓｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ（メルク社製、分子量＝１２２５．４、イオン化ポテンシャル＝５．０９ｅＶ）３６．８ｍｇを、ｓｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ（メルク社製、分子量＝１２２５．４、イオン化ポテンシャル＝５．０９ｅＶ）７３．６ｍｇに変更した以外は、実施例１と同様にして、図１で示される太陽電池モジュール２２を作製した。互いに隣接する光電変換素子を構成する各層の間の距離を表１に示す。また、太陽電池モジュール２２について、実施例１と同様の方法で評価を行った。結果を表３に示した。
表２の結果から、実施例１～１８は、１００時間の連続照射試験後の変換効率の維持率が全て９０％以上を維持しており、第２の電極として設けた金とホール輸送層の剥離も観測されなかったことから、良好な耐久性を有していることがわかった。
これに対して、比較例１～３は実施例１と同じホール輸送性材料を使用していながら、多孔質層やペロブスカイト層が連続して形成されたモジュールであるため、耐久性が低いことがわかった。
また、比較例４の太陽電池モジュール２２は、１００時間の連続照射後に第２の電極として設けた金とホール輸送層から剥離が確認できた。
これに対して、比較例１～３は実施例１と同じホール輸送性材料を使用していながら、多孔質層やペロブスカイト層が連続して形成されたモジュールであるため、耐久性が低いことがわかった。
また、比較例４の太陽電池モジュール２２は、１００時間の連続照射後に第２の電極として設けた金とホール輸送層から剥離が確認できた。
以上説明したように、本発明の太陽電池モジュールは、互いに隣接する少なくとも２つの光電変換素子において、ホール輸送層が、互いに延設された連続層であり、互いに隣接する少なくとも２つの光電変換素子における第１の電極、電子輸送層、及びペロブスカイト層が、ホール輸送層により隔てられている。これにより、本発明の太陽電池モジュールは、長時間にわたって高照度光に晒された後においても、発電効率を維持することが可能である。
本発明の態様としては、例えば、以下のとおりである。
＜１＞ 第１の電極、電子輸送層、ペロブスカイト層、ホール輸送層、及び第２の電極を有する光電変換素子が、基板上に複数設けられている太陽電池モジュールであって、
互いに隣接する少なくとも２つの前記光電変換素子において、前記ホール輸送層が、互いに延設された連続層であり、互いに隣接する少なくとも２つの前記光電変換素子における前記第１の電極、前記電子輸送層、及び前記ペロブスカイト層が、前記ホール輸送層により隔てられており、
前記ホール輸送層が、ホール輸送性材料である重量平均分子量２,０００以上のポリマー又は分子量２，０００以上の化合物と、ホール輸送性材料である分子量２,０００未満の化合物とを含有することを特徴とする太陽電池モジュールである。
＜２＞ 前記重量平均分子量２，０００以上のポリマーが、下記一般式（１）又は（２）で表される繰り返し単位を有する前記＜１＞に記載の太陽電池モジュールである。
前記一般式（１）中、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ水素原子、アルキル基、アラルキル基、アルコキシ基、及びアリール基から選択される少なくともいずれかを表し、これらは同一であってもよく、異なっていてもよい。Ｒ３はアルキル基、アラルキル基、アリール基、及びヘテロ環基から選択されるいずれかを表す。Ｘ１はアルキレン基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、及びヘテロ環基から選択されるいずれかを表す。ｎは２以上の整数であり、かつ上記一般式（１）で表されるポリマーの重量平均分子量が２，０００以上になる整数を示す。ｐは０、１又は２を示す。
前記一般式（２）中、Ｒ４は水素原子、アルキル基、アラルキル基、アルコキシ基、及びアリール基から選択されるいずれかを表す。Ｘ２は酸素原子、硫黄原子、及びセレン原子から選択されるいずれかを表す。Ｘ３はアルケニル基、アルキニル基、アリール基、及びヘテロ環基から選択されるいずれかを表す。ｍは２以上の整数であり、かつ上記一般式（２）で表されるポリマーの重量平均分子量が２，０００以上になる整数を示す。ｑは０、１又は２を示す。
＜３＞ 第１の電極、電子輸送層、ペロブスカイト層、ホール輸送層、及び第２の電極を有する光電変換素子が、基板上に複数設けられている太陽電池モジュールであって、
互いに隣接する少なくとも２つの前記光電変換素子において、前記ホール輸送層が、互いに延設された連続層であり、互いに隣接する少なくとも２つの前記光電変換素子における前記第１の電極、前記電子輸送層、及び前記ペロブスカイト層が、前記ホール輸送層により隔てられており、
前記ホール輸送層が、下記一般式（１）及び（２）のいずれかで表される繰り返し単位を有しかつ重量平均分子量２,０００以上のポリマー、又は分子量２，０００以上の化合物と、ホール輸送性材料である分子量２,０００未満の化合物とを含有することを特徴とする太陽電池モジュールである。
前記一般式（１）中、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ水素原子、アルキル基、アラルキル基、アルコキシ基、及びアリール基から選択される少なくともいずれかを表し、これらは同一であってもよく、異なっていてもよい。Ｒ３はアルキル基、アラルキル基、アリール基、及びヘテロ環基から選択されるいずれかを表す。Ｘ１はアルキレン基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、及びヘテロ環基から選択されるいずれかを表す。ｎは２以上の整数であり、かつ上記一般式（１）で表されるポリマーの重量平均分子量が２，０００以上になる整数を示す。ｐは０、１又は２を示す。
前記一般式（２）中、Ｒ４は水素原子、アルキル基、アラルキル基、アルコキシ基、及びアリール基から選択されるいずれかを表す。Ｘ２は酸素原子、硫黄原子、及びセレン原子から選択されるいずれかを表す。Ｘ３はアルケニル基、アルキニル基、アリール基、及びヘテロ環基から選択されるいずれかを表す。ｍは２以上の整数であり、かつ上記一般式（２）で表されるポリマーの重量平均分子量が２，０００以上になる整数を示す。ｑは０、１又は２を示す。
＜４＞ 前記分子量２,０００未満の化合物が、スピロビフルオレン化合物、トリアリールアミン化合物、及びチオフェン化合物のいずれかである前記＜３＞に記載の太陽電池モジュールである。
＜５＞ 互いに隣接する少なくとも２つの前記光電変換素子において、一の前記光電変換素子における前記第１の電極と、他の前記光電変換素子における前記第２の電極とが、前記ホール輸送層を貫通した導通部により電気的に接続されている前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の太陽電池モジュールである。
＜６＞ 互いに隣接する少なくとも２つの前記光電変換素子において、一の前記光電変換素子における前記ペロブスカイト層と、他の前記光電変換素子における前記ペロブスカイト層との間の距離が、１μｍ以上１００μｍ以下である前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の太陽電池モジュールである。
＜７＞ 前記光電変換素子が複数設けられている第１の基板と、
前記光電変換素子を挟むように前記第１の基板と対向して配置される第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板の間に配置され、前記光電変換素子を封止する封止部材と、
を更に有する前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載の太陽電池モジュールである。
＜８＞ 前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の太陽電池モジュールと、
前記太陽電池モジュールが光電変換することによって発生した電力によって動作する装置と、
を有することを特徴とする電子機器である。
＜９＞ 前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の太陽電池モジュールと、
前記太陽電池モジュールが光電変換することによって発生した電力を蓄電する蓄電池と、
前記太陽電池モジュールが光電変換することによって発生した電力及び／又は前記蓄電池に蓄電された電力によって動作する装置を有することを特徴とする電子機器である。
＜１０＞ 前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の太陽電池モジュールと、
電源ＩＣと、
を有することを特徴とする電源モジュールである。
＜１＞ 第１の電極、電子輸送層、ペロブスカイト層、ホール輸送層、及び第２の電極を有する光電変換素子が、基板上に複数設けられている太陽電池モジュールであって、
互いに隣接する少なくとも２つの前記光電変換素子において、前記ホール輸送層が、互いに延設された連続層であり、互いに隣接する少なくとも２つの前記光電変換素子における前記第１の電極、前記電子輸送層、及び前記ペロブスカイト層が、前記ホール輸送層により隔てられており、
前記ホール輸送層が、ホール輸送性材料である重量平均分子量２,０００以上のポリマー又は分子量２，０００以上の化合物と、ホール輸送性材料である分子量２,０００未満の化合物とを含有することを特徴とする太陽電池モジュールである。
＜２＞ 前記重量平均分子量２，０００以上のポリマーが、下記一般式（１）又は（２）で表される繰り返し単位を有する前記＜１＞に記載の太陽電池モジュールである。
＜３＞ 第１の電極、電子輸送層、ペロブスカイト層、ホール輸送層、及び第２の電極を有する光電変換素子が、基板上に複数設けられている太陽電池モジュールであって、
互いに隣接する少なくとも２つの前記光電変換素子において、前記ホール輸送層が、互いに延設された連続層であり、互いに隣接する少なくとも２つの前記光電変換素子における前記第１の電極、前記電子輸送層、及び前記ペロブスカイト層が、前記ホール輸送層により隔てられており、
前記ホール輸送層が、下記一般式（１）及び（２）のいずれかで表される繰り返し単位を有しかつ重量平均分子量２,０００以上のポリマー、又は分子量２，０００以上の化合物と、ホール輸送性材料である分子量２,０００未満の化合物とを含有することを特徴とする太陽電池モジュールである。
＜４＞ 前記分子量２,０００未満の化合物が、スピロビフルオレン化合物、トリアリールアミン化合物、及びチオフェン化合物のいずれかである前記＜３＞に記載の太陽電池モジュールである。
＜５＞ 互いに隣接する少なくとも２つの前記光電変換素子において、一の前記光電変換素子における前記第１の電極と、他の前記光電変換素子における前記第２の電極とが、前記ホール輸送層を貫通した導通部により電気的に接続されている前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の太陽電池モジュールである。
＜６＞ 互いに隣接する少なくとも２つの前記光電変換素子において、一の前記光電変換素子における前記ペロブスカイト層と、他の前記光電変換素子における前記ペロブスカイト層との間の距離が、１μｍ以上１００μｍ以下である前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の太陽電池モジュールである。
＜７＞ 前記光電変換素子が複数設けられている第１の基板と、
前記光電変換素子を挟むように前記第１の基板と対向して配置される第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板の間に配置され、前記光電変換素子を封止する封止部材と、
を更に有する前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載の太陽電池モジュールである。
＜８＞ 前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の太陽電池モジュールと、
前記太陽電池モジュールが光電変換することによって発生した電力によって動作する装置と、
を有することを特徴とする電子機器である。
＜９＞ 前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の太陽電池モジュールと、
前記太陽電池モジュールが光電変換することによって発生した電力を蓄電する蓄電池と、
前記太陽電池モジュールが光電変換することによって発生した電力及び／又は前記蓄電池に蓄電された電力によって動作する装置を有することを特徴とする電子機器である。
＜１０＞ 前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の太陽電池モジュールと、
電源ＩＣと、
を有することを特徴とする電源モジュールである。
前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の太陽電池モジュール、前記＜８＞から＜９＞のいずれかに記載の電子機器、及び前記＜１０＞に記載の電源モジュールによれば、従来における諸問題を解決し、本発明の目的を達成することができる。
１ 第１の基板
２、２ａ、２ｂ 第１の電極
３ 緻密な電子輸送層（緻密層）
４ 多孔質な電子輸送層（多孔質層）
５ ペロブスカイト層
６ ホール輸送層
７、７ａ、７ｂ 第２の電極
８ 貫通部
９ 封止部材
１０ 第２の基板
１００～１０４ 太陽電池モジュール
ａ、ｂ 光電変換素子
２、２ａ、２ｂ 第１の電極
３ 緻密な電子輸送層（緻密層）
４ 多孔質な電子輸送層（多孔質層）
５ ペロブスカイト層
６ ホール輸送層
７、７ａ、７ｂ 第２の電極
８ 貫通部
９ 封止部材
１０ 第２の基板
１００～１０４ 太陽電池モジュール
ａ、ｂ 光電変換素子
Claims (10)
- 第１の電極、電子輸送層、ペロブスカイト層、ホール輸送層、及び第２の電極を有する光電変換素子が、基板上に複数設けられている太陽電池モジュールであって、
互いに隣接する少なくとも２つの前記光電変換素子において、前記ホール輸送層は、一体に形成されており、互いに隣接する少なくとも２つの前記光電変換素子における前記第１の電極、前記電子輸送層、及び前記ペロブスカイト層が、前記ホール輸送層により隔てられており、
前記ホール輸送層が、ホール輸送性材料である重量平均分子量２,０００以上のポリマー又は分子量２，０００以上の化合物と、ホール輸送性材料である分子量２,０００未満の化合物とを含有することを特徴とする太陽電池モジュール。 - 前記重量平均分子量２，０００以上のポリマーが、下記一般式（１）又は（２）で表される繰り返し単位を有する請求項１に記載の太陽電池モジュール。
- 第１の電極、電子輸送層、ペロブスカイト層、ホール輸送層、及び第２の電極を有する光電変換素子が、基板上に複数設けられている太陽電池モジュールであって、
互いに隣接する少なくとも２つの前記光電変換素子において、前記ホール輸送層は、一体に形成されており、互いに隣接する少なくとも２つの前記光電変換素子における前記第１の電極、前記電子輸送層、及び前記ペロブスカイト層が、前記ホール輸送層により隔てられており、
前記ホール輸送層が、下記一般式（１）及び（２）のいずれかで表される繰り返し単位を有しかつ重量平均分子量２,０００以上のポリマー、又は分子量２，０００以上の化合物と、ホール輸送性材料である分子量２,０００未満の化合物とを含有することを特徴とする太陽電池モジュール。
- 前記分子量２,０００未満の化合物が、スピロビフルオレン化合物、トリアリールアミン化合物、及びチオフェン化合物のいずれかである請求項３に記載の太陽電池モジュール。
- 互いに隣接する少なくとも２つの前記光電変換素子において、一の前記光電変換素子における前記第１の電極と、他の前記光電変換素子における前記第２の電極とが、前記ホール輸送層を貫通した導通部により電気的に接続されている請求項１から４のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
- 互いに隣接する少なくとも２つの前記光電変換素子において、一の前記光電変換素子における前記ペロブスカイト層と、他の前記光電変換素子における前記ペロブスカイト層との間の距離が、１μｍ以上１００μｍ以下である請求項１から５のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
- 前記光電変換素子が複数設けられている第１の基板と、
前記光電変換素子を挟むように前記第１の基板と対向して配置される第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板の間に配置され、前記光電変換素子を封止する封止部材と、
を更に有する請求項１から６のいずれかに記載の太陽電池モジュール。 - 請求項１から７のいずれかに記載の太陽電池モジュールと、
前記太陽電池モジュールが光電変換することによって発生した電力によって動作する装置と、
を有することを特徴とする電子機器。 - 請求項１から７のいずれかに記載の太陽電池モジュールと、
前記太陽電池モジュールが光電変換することによって発生した電力を蓄電する蓄電池と、
前記太陽電池モジュールが光電変換することによって発生した電力及び／又は前記蓄電池に蓄電された電力によって動作する装置を有することを特徴とする電子機器。 - 請求項１から７のいずれかに記載の太陽電池モジュールと、
電源ＩＣと、
を有することを特徴とする電源モジュール。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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