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JP7623697B2 - Perovskite Solar Cells - Google Patents
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Description

この発明はペロブスカイト太陽電池に関する。 This invention relates to perovskite solar cells.

ペロブスカイト太陽電池は水に弱く,デバイス内部に水が入らないようなデバイスの構造を作ることが課題である。WO2018/052032号公報には,ペロブスカイト太陽電池の全体を覆う有機絶縁層の側面全体を封止する構造が記載されている。このデバイスは,金属箔からなるフレキシブル基材と透明電極(40)の間に設けられた有機絶縁層から水が浸入しやすいため,その有機絶縁層をバリア層で封止する。しかしながら,バリア層と透明電極(40)の界面から水が浸入する問題は解決されていない。 Perovskite solar cells are vulnerable to water, and creating a device structure that prevents water from entering the device is a challenge. WO2018/052032 describes a structure in which the entire side of the organic insulating layer that covers the entire perovskite solar cell is sealed. In this device, water is likely to penetrate through the organic insulating layer provided between the flexible substrate made of metal foil and the transparent electrode (40), so the organic insulating layer is sealed with a barrier layer. However, the problem of water penetrating through the interface between the barrier layer and the transparent electrode (40) has not been resolved.

WO2018/052032号公報WO2018/052032 publication

この発明は,耐久性の高いペロブスカイト太陽電池を提供することを目的のひとつとする。 One of the aims of this invention is to provide a highly durable perovskite solar cell.

上記の課題は,基本的には,基板の裏面まで及ぶ封止剤層を設けることで解決できる。
この発明は,太陽電池1に関する。
太陽電池1は,
第1面と第2面を有する支持体11と,
支持体11の第1面上に設けられた太陽電池素子4と,
太陽電池素子4の全体を覆う接着剤層13と,
接着剤層13の全体を覆う封止剤層14と,
を含む。
接着剤層13の端部から支持体11の端部までの距離をdとすると,
は,0.5mm以上2cm以下であることが好ましい。
封止剤層14は,1枚の封止剤フィルムにより構成された層であることが好ましい。
The above problems can basically be solved by providing a sealant layer that extends to the back surface of the substrate.
The present invention relates to a solar cell 1 .
The solar cell 1 is
A support 11 having a first surface and a second surface;
A solar cell element 4 provided on a first surface of a support 11;
An adhesive layer 13 that covers the entire solar cell element 4;
a sealant layer 14 that covers the entire adhesive layer 13;
Includes.
If the distance from the end of the adhesive layer 13 to the end of the support 11 is d 1 ,
It is preferable that d1 is 0.5 mm or more and 2 cm or less.
The sealant layer 14 is preferably a layer constituted by a single sealant film.

そして,太陽電池素子4は,
電極40と,
ペロブスカイト化合物を含む光電変換層47と,
裏面電極49と,をこの順に含む。
The solar cell element 4 is
An electrode 40;
A photoelectric conversion layer 47 containing a perovskite compound;
and a back electrode 49, in this order.

封止剤層14は,
太陽電池素子4上の接着剤層13部分を覆う本体部12と,
本体部12と連続して存在し,第1面の端部まで続く第1の端部領域15と,
第1の端部領域15と連続して存在し,第2面まで続く(第2面において存在する)第2の端部領域17とを含む。支持体11の端部から第2の端部領域17の端部が存在する地点までの距離をdとすると,dは,0.2mm以上1cm以下であることが好ましい。
The sealant layer 14 is
A main body 12 for covering an adhesive layer 13 portion on the solar cell element 4;
a first end region 15 that is continuous with the main body portion 12 and extends to an end of the first surface;
The second end region 17 is continuous with the first end region 15 and continues to the second surface (exists on the second surface). If the distance from the end of the support 11 to the point where the end of the second end region 17 exists is d2 , then d2 is preferably 0.2 mm or more and 1 cm or less.

封止剤層14は,
本体部12を含む第1の部分封止剤層14aと,
第1の部分封止剤層14aの端部を覆い,第2の端部領域17を含む領域を構成する第2の部分封止剤層14bとを含むものであってもよい。
The sealant layer 14 is
a first partial sealant layer 14a including a main body portion 12;
The second partial sealant layer 14 b may cover the end of the first partial sealant layer 14 a and constitute a region including the second end region 17 .

この発明によれば,水の侵入を防止でき,耐久性の高いペロブスカイト太陽電池を提供できる。 This invention makes it possible to provide a highly durable perovskite solar cell that can prevent water intrusion.

図1は,太陽電池の断面図の例を示す概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of a cross-sectional view of a solar cell. 図2は,太陽電池の断面図の例を示す概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram showing an example of a cross-sectional view of a solar cell. 図3は,太陽電池の断面図の例を示す概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram showing an example of a cross-sectional view of a solar cell. 図4は,太陽電池の断面図の例を示す概念図である。FIG. 4 is a conceptual diagram showing an example of a cross-sectional view of a solar cell. 図5は,太陽電池の断面図の例を示す概念図である。FIG. 5 is a conceptual diagram showing an example of a cross-sectional view of a solar cell. 図6は,ペロブスカイト太陽電池素子(順型)の構造の一例を示す概念図である。FIG. 6 is a conceptual diagram showing an example of the structure of a perovskite solar cell element (normal type). 図7は,ペロブスカイト太陽電池素子(逆型)の構造の一例を示す概念図である。FIG. 7 is a conceptual diagram showing an example of the structure of a perovskite solar cell element (inverted type). 図8は,太陽電池の裏面(第2面)の例を示す概念図である。FIG. 8 is a conceptual diagram showing an example of the back surface (second surface) of a solar cell.

以下,図面を用いて本発明を実施するための形態について説明する。本発明は,以下に説明する形態に限定されるものではなく,以下の形態から当業者が自明な範囲で適宜修正したものも含む。 Below, the embodiments for carrying out the present invention will be explained using the drawings. The present invention is not limited to the embodiments described below, but also includes appropriate modifications of the embodiments below within the scope that would be obvious to a person skilled in the art.

以下,図面を用いて本発明を実施するための形態について説明する。本発明は,以下に説明する形態に限定されるものではなく,以下の形態から当業者が自明な範囲で適宜修正したものも含む。 Below, the embodiments for carrying out the present invention will be explained using the drawings. The present invention is not limited to the embodiments described below, but also includes appropriate modifications of the embodiments below within the scope that would be obvious to a person skilled in the art.

太陽電池
最初の発明は,太陽電池に関する。図1~図5は,太陽電池の断面図を示す概念図である。図1~図5に示されるように,この太陽電池1は,第1の支持体11と,(ペロブスカイト)太陽電池素子4と,接着剤層13と,封止剤層14を有する。封止剤層14は,太陽電池素子4上の接着剤層13を覆う封止剤層の本体部12と,第1の端部領域15と第2の端部領域17とを有する。封止剤層の本体部と各端部領域とは連続的につながっていることが好ましい。
Solar Cell The first invention relates to a solar cell. Figures 1 to 5 are conceptual diagrams showing cross-sections of a solar cell. As shown in Figures 1 to 5, this solar cell 1 has a first support 11, a (perovskite) solar cell element 4, an adhesive layer 13, and a sealant layer 14. The sealant layer 14 has a main body portion 12 of the sealant layer covering the adhesive layer 13 on the solar cell element 4, a first end region 15, and a second end region 17. It is preferable that the main body portion of the sealant layer and each end region are continuously connected.

図1の例について説明する。この例では,接着剤層13が一層である。そして,接着剤層13が太陽電池素子4を覆い,支持体11の第1の表面において太陽電池素子4の端部よりも延びて存在している。このようにして,接着剤層13が太陽電池素子4を封止している。封止剤層14は,接着剤層13の全体を覆っている。そして,封止剤層14は,支持体の第1の表面のみならず,第2の表面(裏面)まで延びて存在している。この例では,封止剤層14は,1枚のフィルムにより構成されている。 The example shown in Figure 1 will be described. In this example, the adhesive layer 13 is a single layer. The adhesive layer 13 covers the solar cell element 4 and extends beyond the end of the solar cell element 4 on the first surface of the support 11. In this way, the adhesive layer 13 seals the solar cell element 4. The sealant layer 14 covers the entire adhesive layer 13. The sealant layer 14 extends not only to the first surface of the support, but also to the second surface (rear surface). In this example, the sealant layer 14 is composed of a single film.

図2の例について説明する。この例では,封止剤層14は,第1の部分封止剤層14aと第2の部分封止剤層14bとを含む。第1の部分封止剤層14aは,封止剤層14の本体部12を含む部分を構成する層である。第2の部分封止剤層14bは,第1の部分封止剤層14aの端部18を覆い,第2の端部領域17を含む領域を構成する。この例では,第1の部分封止剤層14aの端部に後述する端部領域18が存在する。 The example shown in FIG. 2 will be described. In this example, the sealant layer 14 includes a first partial sealant layer 14a and a second partial sealant layer 14b. The first partial sealant layer 14a is a layer that constitutes the portion of the sealant layer 14 that includes the main body portion 12. The second partial sealant layer 14b covers the end portion 18 of the first partial sealant layer 14a and constitutes a region that includes the second end portion region 17. In this example, the end portion region 18, which will be described later, is present at the end portion of the first partial sealant layer 14a.

図3の例について説明する。この例では,接着剤層13(第1の接着剤層13a)が太陽電池素子4を覆う。そして,第1の部分封止剤層14aが,第1の接着剤層13a(及び太陽電池素子4)の上領域を覆うように存在する。また,この例では,第1の部分封止剤層14aが,第1の接着剤層13a及び太陽電池素子4の側面を覆う。このようにして,第1の部分封止剤層14aが封止剤として機能している。一方,第2の接着剤層13bが,第1の部分封止剤層14aと第2の部分封止剤層14bを接着するとともに,(第1の部分封止剤層14aが存在しない)支持体11の表面部分と第2の部分封止剤層14bを接着する。支持体11の裏面(第2面)における第2の接着剤層13bの端部と第2の部分封止剤層14bの端部は,同じ位置であってもよい。支持体11の裏面(第2面)における第2の接着剤層13bの端部と第2の部分封止剤層14bの端部は,いずれが先に存在していてもよい。いずれにせよ,支持体11の裏面(第2面)における第2の接着剤層13bの端部及び第2の部分封止剤層14bの端部のいずれか又は両方は,後述する端部領域18と同様の処理がなされ,同様になっていることが好ましい。 The example of FIG. 3 will be described. In this example, the adhesive layer 13 (first adhesive layer 13a) covers the solar cell element 4. The first partial sealant layer 14a is present so as to cover the upper region of the first adhesive layer 13a (and the solar cell element 4). In this example, the first partial sealant layer 14a covers the side surface of the first adhesive layer 13a and the solar cell element 4. In this way, the first partial sealant layer 14a functions as a sealant. Meanwhile, the second adhesive layer 13b bonds the first partial sealant layer 14a and the second partial sealant layer 14b, and also bonds the surface portion of the support 11 (where the first partial sealant layer 14a does not exist) to the second partial sealant layer 14b. The end of the second adhesive layer 13b and the end of the second partial sealant layer 14b on the back surface (second surface) of the support 11 may be in the same position. Either the end of the second adhesive layer 13b or the end of the second partial sealant layer 14b on the back surface (second surface) of the support 11 may be present first. In any case, it is preferable that either or both of the end of the second adhesive layer 13b and the end of the second partial sealant layer 14b on the back surface (second surface) of the support 11 are treated in the same manner as the end region 18 described below, and are in the same condition.

図4の例について説明する。この例は,図3の例と異なり,第1の部分封止剤層14aが,第1の接着剤層13a及び太陽電池素子4の側面を覆っていない。以下,各要素について説明する。 The example in Figure 4 will be described. Unlike the example in Figure 3, this example does not cover the first partial sealant layer 14a and the side surface of the first adhesive layer 13a and the solar cell element 4. Each element will be described below.

図5の例について説明する。この例は,図1の例において,接着層が支持体11の裏面(第2面)まで延びているものである。 The example in Figure 5 will be described. In this example, the adhesive layer in the example in Figure 1 extends to the back surface (second surface) of the support 11.

支持体11
支持体11として,有機系太陽電池や有機EL素子における公知の基板を適宜用いることができる。基板の例は,ガラス,プラスティック板,プラスティック膜,無機結晶体などが挙げられる。また,これらの表面の一部又は全部の上に,金属膜,半導体膜,導電性膜及び絶縁性膜の少なくとも1種の膜が形成されている基板も好適に用いることができる。特に,薄型化,軽量化のため,支持体は,可撓性基板(フレキシブル基板)であるのが好ましい。
Support 11
As the support 11, a known substrate for an organic solar cell or an organic EL element can be appropriately used. Examples of the substrate include glass, a plastic plate, a plastic film, and an inorganic crystal. In addition, a substrate having at least one film selected from a metal film, a semiconductor film, a conductive film, and an insulating film formed on a part or all of the surface of the substrate can also be preferably used. In particular, in order to reduce the thickness and weight, the support is preferably a flexible substrate.

太陽電池素子4
太陽電池素子は,太陽光などの光を受けて発電する機能を有する素子を意味する。太陽電池素子は,電子輸送層とホール輸送層でペロブスカイト層(光吸収層・光電変換層)を挟んだ形状を有するものが好ましい。ペロブスカイト層は,有機無機ハイブリッド化合物からなるペロブスカイト層が好ましい。図6に示されるように,太陽電池素子4は,透明電極40側から電子輸送層46,ペロブスカイト層47,正孔(ホール)輸送層48,及び裏面電極49が形成された順型構造でもよい。また,図7に示されるように,太陽電池素子4は,透明電極40側から正孔輸送層48,ペロブスカイト層47,電子輸送層46,及び裏面電極49が形成された逆型構造の何れであっても構わない。
Solar cell element 4
The solar cell element means an element having a function of generating electricity by receiving light such as sunlight. The solar cell element is preferably one having a shape in which a perovskite layer (light absorption layer/photoelectric conversion layer) is sandwiched between an electron transport layer and a hole transport layer. The perovskite layer is preferably a perovskite layer made of an organic-inorganic hybrid compound. As shown in FIG. 6, the solar cell element 4 may have a normal structure in which an electron transport layer 46, a perovskite layer 47, a hole transport layer 48, and a back electrode 49 are formed from the transparent electrode 40 side. Also, as shown in FIG. 7, the solar cell element 4 may have either an inverted structure in which a hole transport layer 48, a perovskite layer 47, an electron transport layer 46, and a back electrode 49 are formed from the transparent electrode 40 side.

電極40
電極は,光を透過させるため透明電極であることが好ましい。透明電極は,電子輸送層の支持体であるとともに,ペロブスカイト層(光吸収層・光電変換層)より電子を取り出す機能を有する層である。電極は,支持体11上に形成される。透明電極は,導電体から形成されており,具体例としては,スズドープ酸化インジウム(ITO)膜,不純物ドープの酸化インジウム(In)膜,不純物ドープの酸化亜鉛(ZnO)膜,フッ素ドープ二酸化スズ(FTO)膜,これらを積層してなる積層膜,金,銀,銅,アルミニウム,タングステン,チタン,クロム,ニッケル,コバルトなどが挙げられる。これらは単独でも2種類以上の混合であっても,また,単層でも積層であっても構わない。これらの膜は,例えば拡散防止層として機能するものであってもよい。これら電極の厚みは特に制限されず,通常,シート抵抗が5~15Ω/□(単位面積当たり)となるように調整することが好ましい。電極は,形成する材料に応じ,公知の成膜方法により得ることができる。また,これらの電極は,膜状であっても,メッシュ状のような格子状に形成されていても構わない。支持体上に電極を形成する方法は公知のものを用い,真空蒸着やスパッタリング等の真空製膜が好ましい。また透明電極は,パターニングされたものを用いてもよく,その方法としてはレーザーやエッチング液に浸す方法,真空製膜時にマスクを用いてパターニングする方法が挙げられ,本発明においては何れの方法であっても構わない。
Electrode 40
The electrode is preferably a transparent electrode for transmitting light. The transparent electrode is a support for the electron transport layer and has a function of extracting electrons from the perovskite layer (light absorption layer/photoelectric conversion layer). The electrode is formed on the support 11. The transparent electrode is formed from a conductor, and specific examples thereof include a tin-doped indium oxide (ITO) film, an impurity-doped indium oxide (In 2 O 3 ) film, an impurity-doped zinc oxide (ZnO) film, a fluorine-doped tin dioxide (FTO) film, a laminated film formed by laminating these, gold, silver, copper, aluminum, tungsten, titanium, chromium, nickel, cobalt, etc. These may be used alone or in a mixture of two or more types, and may be a single layer or a laminate. These films may function as, for example, a diffusion prevention layer. There is no particular limit to the thickness of these electrodes, and it is usually preferable to adjust the sheet resistance to 5 to 15 Ω/□ (per unit area). The electrodes can be obtained by a known film-forming method according to the material to be formed. In addition, these electrodes may be formed in a film shape or a lattice shape such as a mesh shape. A known method is used to form the electrodes on the support, and vacuum film formation such as vacuum deposition or sputtering is preferable. In addition, the transparent electrodes may be patterned, and examples of the method include a method of immersing in a laser or etching solution, and a method of patterning using a mask during vacuum film formation, and any method may be used in the present invention.

電子輸送層46
電子輸送層46は,電子輸送性の半導体が好ましく,チタン,スズ,亜鉛,鉄,タングステン,ジルコニウム,インジウム,セリウム,イットリウム,アルミニウム,マグネシウム,バナジウム,ニオブの酸化物,カドミウム,亜鉛,鉛,銀,アンチモン,ビスマスの硫化物,カドミウム,鉛のセレン化物,カドミウムのテルル化物等の金属カルコゲニドが挙げられ,これらの中でも酸化物が特に好ましい。その中でも,特に酸化亜鉛,酸化スズ,酸化チタンが特に好ましい。電子輸送層は単層であっても多層であってもよく,多層の場合,粒径の異なる半導体微粒子が多層塗布された多孔質形状であっても構わない。多孔質形状の場合,半導体微粒子の粒径は3~100nmが好ましく,5~70nmがより好ましい。膜厚は5~1000nmが好ましく,10~500nmがより好ましい。
Electron transport layer 46
The electron transport layer 46 is preferably an electron transporting semiconductor, and examples of the semiconductor include oxides of titanium, tin, zinc, iron, tungsten, zirconium, indium, cerium, yttrium, aluminum, magnesium, vanadium, and niobium, and metal chalcogenides such as cadmium, zinc, lead, silver, antimony, and bismuth sulfides, cadmium and lead selenides, and cadmium telluride. Among these, oxides are particularly preferred. Among these, zinc oxide, tin oxide, and titanium oxide are particularly preferred. The electron transport layer may be a single layer or a multilayer. In the case of a multilayer, the layer may be porous, with semiconductor particles of different particle sizes coated in multiple layers. In the case of a porous layer, the particle size of the semiconductor particles is preferably 3 to 100 nm, and more preferably 5 to 70 nm. The film thickness is preferably 5 to 1000 nm, and more preferably 10 to 500 nm.

電子輸送層の形成方法は特に制限は無い。スパッタリングやイオンプレーティング等の真空製膜やゾル-ゲル等の湿式製膜の何れであっても構わない。 There are no particular limitations on the method for forming the electron transport layer. It can be either vacuum film formation such as sputtering or ion plating, or wet film formation such as sol-gel.

正孔輸送層48
正孔輸送層48は,電荷を輸送する機能を有する層である。正孔輸送層には,例えば,導電体,半導体,有機正孔輸送材料等を用いることができる。当該材料は,ペロブスカイト層(光吸収層)から正孔を受け取り,正孔を輸送する正孔輸送材料として,機能し得る。当該導電体及び半導体としては,例えば,CuI,CuInSe,CuS等の1価銅を含む化合物半導体;GaP,NiO,CoO,FeO,Bi,MoO,Cr等の銅以外の金属を含む化合物が挙げられる。なかでも,より効率的に正孔のみを受け取り,より高い正孔移動度を得る観点から,1価銅を含む半導体が好ましく,CuIがより好ましい。有機正孔輸送材料としては,例えば,ポリ-3-ヘキシルチオフェン(P3HT),ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)等のポリチオフェン誘導体;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(Spiro-OMeTAD)等のフルオレン誘導体;ポリビニルカルバゾール等のカルバゾール誘導体;ポリ[ビス(4-フェニル)(2,4,6-トリメチルフェニル)アミン](PTAA)等のトリフェニルアミン誘導体;ジフェニルアミン誘導体;ポリシラン誘導体;ポリアニリン誘導体等が挙げられる。なかでも,より効率的に正孔のみを受け取り,より高い正孔移動度を得る観点から,トリフェニルアミン誘導体,フルオレン誘導体等が好ましく,PTAA,Spiro-OMeTADなどがより好ましい。
Hole transport layer 48
The hole transport layer 48 is a layer having a function of transporting charges. For example, a conductor, a semiconductor, an organic hole transport material, etc. can be used for the hole transport layer. The material can function as a hole transport material that receives holes from the perovskite layer (light absorbing layer) and transports the holes. Examples of the conductor and semiconductor include compound semiconductors containing monovalent copper such as CuI, CuInSe 2 , and CuS; and compounds containing metals other than copper such as GaP, NiO, CoO, FeO, Bi 2 O 3 , MoO 2 , and Cr 2 O 3. Among them, from the viewpoint of more efficiently receiving only holes and obtaining higher hole mobility, a semiconductor containing monovalent copper is preferable, and CuI is more preferable. Examples of organic hole transport materials include polythiophene derivatives such as poly-3-hexylthiophene (P3HT) and polyethylenedioxythiophene (PEDOT); fluorene derivatives such as 2,2',7,7'-tetrakis-(N,N-di-p-methoxyphenylamine)-9,9'-spirobifluorene (Spiro-OMeTAD); carbazole derivatives such as polyvinylcarbazole; triphenylamine derivatives such as poly[bis(4-phenyl)(2,4,6-trimethylphenyl)amine] (PTAA); diphenylamine derivatives; polysilane derivatives; polyaniline derivatives, etc. Among these, from the viewpoint of more efficiently receiving only holes and obtaining higher hole mobility, triphenylamine derivatives, fluorene derivatives, etc. are preferred, and PTAA, Spiro-OMeTAD, etc. are more preferred.

正孔輸送層中には,正孔輸送特性をさらに向上させることを目的として,リチウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド(LiTFSI),銀ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド,トリフルオロメチルスルホニルオキシ銀,NOSbF6,SbCl5,SbF5,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)トリ[ビス(トリフルオロメタン)スルホンイミド]等の酸化剤を含むこともできる。また,正孔輸送層中には,t-ブチルピリジン(TBP),2-ピコリン,2,6-ルチジン等の塩基性化合物を含むこともできる。酸化剤及び塩基性化合物の含有量は,従来から通常使用される量とすることができる。正孔輸送層の膜厚は,より効率的に正孔のみを受け取り,より高い正孔移動度を得る観点から,例えば,50~800nmが好ましく,100~600nmがより好ましい。正孔輸送層の形成方法は特に限定されず,公知の方法に従って行うことができる。例えば,ディップ法,スプレー法,スピンコート法,ブレードコート法などの湿式製膜や,スパッタ法等の真空製膜が挙げられる。 In order to further improve the hole transport properties, the hole transport layer may contain an oxidizing agent such as lithium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide (LiTFSI), silver bis(trifluoromethylsulfonyl)imide, trifluoromethylsulfonyloxysilver, NOSbF6, SbCl5, SbF5, tris(2-(1H-pyrazol-1-yl)-4-tert-butylpyridine)cobalt(III)tri[bis(trifluoromethane)sulfonimide]. In addition, the hole transport layer may contain a basic compound such as t-butylpyridine (TBP), 2-picoline, 2,6-lutidine. The content of the oxidizing agent and basic compound may be the amount that has been conventionally used. The thickness of the hole transport layer is preferably, for example, 50 to 800 nm, more preferably 100 to 600 nm, from the viewpoint of more efficiently receiving only holes and obtaining higher hole mobility. The method of forming the hole transport layer is not particularly limited, and may be performed according to a known method. Examples include wet film formation methods such as dipping, spraying, spin coating, and blade coating, and vacuum film formation methods such as sputtering.

ペロブスカイト層(光吸収層・光電変換層)47
ペロブスカイト層(光吸収層・光電変換層)47は,光を吸収し,励起された電子と正孔を移動させることにより,光電変換を行う層である。本発明におけ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ることが好ましい。ペロブスカイト化合物は,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型構造を示すことが好ましく,以下の一般式(1)にて表わされる。
XαYβMγ ・・・一般式(1)
上記一般式(1)において,Xはハロゲン原子,Yはアルキルアミン化合物,Mは鉛,スズ,インジウム,アンチモン,ビスマスから選ばれた少なくとも1種以上の金属イオンを表し,α:β:γの比率が3:1:1であり,β及びγは1より大きい整数を表わす。Xは塩素,臭素,ヨウ素などのハロゲン原子を挙げることができ,これらは単独または混合物として用いることができる。Yはメチルアミン,エチルアミン,n-ブチルアミン,ホルムアミジン等のアルキルアミン化合物を挙げることができる。
Perovskite layer (light absorption layer/photoelectric conversion layer) 47
The perovskite layer (light absorption layer/photoelectric conversion layer) 47 is a layer that absorbs light and transfers excited electrons and holes to perform photoelectric conversion. The perovskite compound in the present invention is preferably a composite material of an organic compound and an inorganic compound. The perovskite compound preferably exhibits a layered perovskite structure in which layers of metal halide and layers of aligned organic cation molecules are alternately stacked, and is represented by the following general formula (1).
XαYβMγ ... General formula (1)
In the above general formula (1), X is a halogen atom, Y is an alkylamine compound, M is at least one metal ion selected from lead, tin, indium, antimony, and bismuth, the ratio of α:β:γ is 3:1:1, and β and γ are integers greater than 1. X can be a halogen atom such as chlorine, bromine, or iodine, which can be used alone or as a mixture. Y can be an alkylamine compound such as methylamine, ethylamine, n-butylamine, or formamidine.

また,ペロブスカイト層の平坦性は,走査型電子顕微鏡により測定した表面の水平方向500nm×500nmの範囲において,高低差が50nm以下(-25nm~+25nm)であるものが好ましく,高低差が40nm以下(-20nm~+20nm)であるのがより好ましい。これにより,光吸収効率と励起子拡散長とのバランスをより取りやすくし,電極で反射した光の吸収効率をより向上させることができる。 The flatness of the perovskite layer is preferably such that the height difference is 50 nm or less (-25 nm to +25 nm) in a range of 500 nm x 500 nm in the horizontal direction of the surface as measured by a scanning electron microscope, and more preferably the height difference is 40 nm or less (-20 nm to +20 nm). This makes it easier to balance the light absorption efficiency and the exciton diffusion length, and further improves the absorption efficiency of light reflected by the electrode.

ペロブスカイト層の形成方法の例は,ハロゲン化金属類とハロゲン化アルキルアミン類を溶媒に溶解あるいは分散した溶液を,電子輸送層あるいは正孔輸送層上に塗布,乾燥することで形成する一段階析出法,あるいはハロゲン化金属類を溶解あるいは分散した溶媒を電子輸送層あるいは正孔輸送層上に塗布,乾燥した後,ハロゲン化アルキルアミン類を溶媒に溶解した溶液中に浸して形成する二段階析出法等が挙げられる。また,一段階析出法において,完全に塗布する前にペロブスカイト化合物を溶解しない溶媒を加えて,一気に結晶化を促進させることも可能である。 Examples of methods for forming a perovskite layer include a one-step precipitation method in which a solution in which metal halides and alkylamine halides are dissolved or dispersed in a solvent is applied to the electron transport layer or hole transport layer and dried, or a two-step precipitation method in which a solvent in which metal halides are dissolved or dispersed is applied to the electron transport layer or hole transport layer, dried, and then immersed in a solution in which alkylamine halides are dissolved in the solvent to form a perovskite layer. In the one-step precipitation method, it is also possible to promote crystallization all at once by adding a solvent that does not dissolve the perovskite compound before complete application.

ペロブスカイト化合物層を形成した後,更にペロブスカイト層上にハロゲン化アミン化合物を溶解した溶液を塗布しても構わない。この時に用いるハロゲン化アミン化合物としては,臭化フェニルエチルアミン,ヨウ化フェニルエチルアミン,臭化n-ヘキシルトリメチルアミン,ヨウ化-n-オクタデシルアミン,ヨウ化-5-アンモニウム吉草酸等を挙げることができ,単独でも2種類以上の混合で用いても構わない。 After forming the perovskite compound layer, a solution in which an amine halide compound is dissolved may be applied onto the perovskite layer. Examples of the amine halide compound used in this case include phenylethylamine bromide, phenylethylamine iodide, n-hexyltrimethylamine bromide, n-octadecylamine iodide, and 5-ammonium valerate iodide. They may be used alone or in combination of two or more types.

裏面電極49
裏面電極49としては,例えば,白金,金,銀,銅,アルミニウム,ロジウム,ニッケル,コバルト,鉄,パラジウム,インジウム等の金属,グラファイト,グラフェン,カーボンナノチューブ等の炭素系化合物,ITO,インジウムドープ酸化亜鉛(IZO),アンチモンドープ酸化スズ(ATO)等の導電性金属酸化物又はポリチオフェン若しくはポリアニリン等の導電性高分子等が挙げられ,これらは単独あるいは2種以上の混合であっても構わない。裏面電極は,透明電極であってもよい。裏面電極の膜厚は特に限定されるものではなく,上述の材料の単独膜または2種以上を混合あるいは積層膜であっても良い。裏面電極は,用いられる材料の種類や正孔輸送層の種類により,適宜正孔輸送層上に塗布,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。
Rear electrode 49
Examples of the back electrode 49 include metals such as platinum, gold, silver, copper, aluminum, rhodium, nickel, cobalt, iron, palladium, and indium, carbon-based compounds such as graphite, graphene, and carbon nanotubes, conductive metal oxides such as ITO, indium-doped zinc oxide (IZO), and antimony-doped tin oxide (ATO), and conductive polymers such as polythiophene and polyaniline, and these may be used alone or in combination of two or more. The back electrode may be a transparent electrode. The thickness of the back electrode is not particularly limited, and the back electrode may be a single film of the above-mentioned materials or a mixture or laminate of two or more of them. The back electrode can be formed by applying, laminating, vacuum deposition, CVD, laminating, or other methods on the hole transport layer depending on the type of material used and the type of hole transport layer.

接着剤層13
接着剤層は,太陽電池素子4を覆う層である。接着剤層は,太陽電池素子の全体を覆ってもよいし,太陽電池素子の一部を覆ってもよい。接着剤層は,支持体と封止剤層(本体部)の間に配置される層である。接着剤層は,支持体と封止剤層を接着するほか,支持体状の太陽電池素子と封止剤層とを接着するために用いられる。もっとも,接着剤層が,太陽電池素子の全体を覆う場合,太陽電池素子を封止する機能も有する。接着剤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可能である。例えば,アクリル樹脂や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り,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。
Adhesive layer 13
The adhesive layer is a layer that covers the solar cell element 4. The adhesive layer may cover the entire solar cell element or may cover a part of the solar cell element. The adhesive layer is a layer disposed between the support and the sealant layer (main body). The adhesive layer is used to bond the support and the sealant layer, as well as to bond the solar cell element on the support and the sealant layer. However, when the adhesive layer covers the entire solar cell element, it also has the function of sealing the solar cell element. There is no particular restriction on the material of the adhesive, and it can be appropriately selected according to the purpose. For example, a cured product of an acrylic resin or an epoxy resin can be used.
As the cured acrylic resin, any known material can be used as long as it is a cured monomer or oligomer having an acrylic group in the molecule, and as the cured epoxy resin, any known material can be used as long as it is a cured monomer or oligomer having an epoxy group in the molecule.

エポキシ樹脂は,水分散系,無溶剤系,固体系,加熱硬化型,硬化剤混合型,紫外線硬化型などが挙げられ,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。エポキシ樹脂の具体例としては,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,これらは,単独で使用しても,2種以上の併用であってもよい。また,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。既に市販されているエポキシ樹脂組成物を,本発明において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(株式会社スリーボンド製),World Rock5910,World Rock5920,World Rock8723(協立化学産業株式会社製),WB90US(P)(株式会社MORESCO製)等が挙げられる。 Epoxy resins include water-dispersed, solvent-free, solid, heat-cured, mixed with curing agent, and UV-cured. Of these, heat-cured and UV-cured are preferred, and UV-cured is more preferred. Even UV-cured resins can be heated, and it is preferred to heat them even after UV-cured. Specific examples of epoxy resins include bisphenol A, bisphenol F, novolac, cyclic aliphatic, long-chain aliphatic, glycidylamine, glycidyl ether, and glycidyl ester types, which may be used alone or in combination of two or more. It is also preferred to mix a curing agent or various additives with the epoxy resin as necessary. Epoxy resin compositions that are already available on the market can be used in the present invention. Among these, there are also epoxy resin compositions that have been developed and are available on the market for use in solar cells and organic EL elements, which can be used particularly effectively in the present invention. Examples of commercially available epoxy resin compositions include TB3118, TB3114, TB3124, TB3125F (manufactured by ThreeBond Co., Ltd.), World Rock5910, World Rock5920, World Rock8723 (manufactured by Kyoritsu Chemical Industries Co., Ltd.), and WB90US(P) (manufactured by MORESCO Co., Ltd.).

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が挙げられる。アミン系硬化剤としては,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,酸無水物系硬化剤としては,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,イミダゾール類,ポリメルカプタンなどが挙げられる。これらは単独で使用しても,2種以上の併用であってもよい。 The curing agent is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. Examples of the curing agent include amine-based, acid anhydride-based, polyamide-based, and other curing agents. Examples of the amine-based curing agent include aliphatic polyamines such as diethylenetriamine and triethylenetetramine, and aromatic polyamines such as metaphenylenediamine, diaminodiphenylmethane, and diaminodiphenylsulfone. Examples of the acid anhydride-based curing agent include phthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride and hexahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, methylnadic anhydride, pyromellitic anhydride, HET anhydride, and dodecenyl succinic anhydride. Examples of other curing agents include imidazoles and polymercaptan. These may be used alone or in combination of two or more.

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有することにより,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。添加剤は,封止剤層や端部領域に添加されてもよい。 The additives are not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. Examples of the additives include a filler, a gap agent, a polymerization initiator, a drying agent (moisture absorbent), a hardening accelerator, a coupling agent, a flexibilizer, a colorant, a flame retardant assistant, an antioxidant, and an organic solvent. Among these, a filler, a gap agent, a hardening accelerator, a polymerization initiator, and a drying agent (moisture absorbent) are preferred, and a filler and a polymerization initiator are more preferred. By including a filler as an additive, it is possible to suppress the intrusion of moisture and oxygen, and further to obtain effects such as a reduction in volumetric shrinkage during hardening, a reduction in the amount of outgassing during hardening or heating, an improvement in mechanical strength, and control of thermal conductivity and fluidity. Therefore, including a filler as an additive is very effective in maintaining a stable output in various environments. The additive may be added to the sealant layer or the end region.

また,太陽電池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。接着剤層や封止剤層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,接着剤や封止剤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。接着剤層や封止剤層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,太陽電池素子を高温環境で保存する際にも有効である。 In addition, when it comes to the output characteristics and durability of solar cell elements, the effects of not only the intrusion of moisture and oxygen, but also the outgassing that occurs when the sealing material hardens or is heated cannot be ignored. In particular, the outgassing that occurs when heated has a significant effect on output characteristics when stored in a high-temperature environment. By incorporating a filler, gap agent, or desiccant into the adhesive layer or sealant layer, these themselves can suppress the intrusion of moisture and oxygen, and by reducing the amount of adhesive or sealant used, the effect of reducing outgassing can be obtained. Incorporating a filler, gap agent, or desiccant into the adhesive layer or sealant layer is effective not only during hardening, but also when storing solar cell elements in a high-temperature environment.

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,タルクなどのケイ酸塩鉱物,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。これらの中でも,特にハイドロタルサイトが好ましい。また,これらは,単独で使用しても,2種以上の併用であってもよい。 The filler is not particularly limited and can be selected appropriately depending on the purpose. Examples include crystalline or amorphous silica, silicate minerals such as talc, and inorganic fillers such as alumina, aluminum nitride, silicon nitride, calcium silicate, and calcium carbonate. Among these, hydrotalcite is particularly preferred. These may be used alone or in combination of two or more types.

充填材の平均一次粒径は,0.1μm以上10μm以下が好ましく,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,封止剤層の幅の制御や作業性に対しても有効である。 The average primary particle size of the filler is preferably 0.1 μm or more and 10 μm or less, and more preferably 1 μm or more and 5 μm or less. If the average primary particle size of the filler is within the above preferred range, the effect of suppressing the intrusion of moisture and oxygen can be sufficiently obtained, the viscosity becomes appropriate, and the adhesion and degassing properties with the substrate are improved, and it is also effective in controlling the width of the sealant layer and in workability.

充填材の含有量としては,接着剤層など全体(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。 The content of the filler is preferably 10 parts by weight or more and 90 parts by weight or less, and more preferably 20 parts by weight or more and 70 parts by weight or less, relative to the total (100 parts by weight) of the adhesive layer, etc. When the content of the filler is within the above preferred range, the effect of suppressing the intrusion of moisture and oxygen is sufficiently obtained, the viscosity is appropriate, and the adhesion and workability are also good.

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,封止剤層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,接着剤層を付与し,その上に第2の基板を載せて封止を行う場合,接着剤層又は封止材層がギャップ剤を混合していることにより,封止剤層のギャップがギャップ剤のサイズに揃うため,容易に封止剤層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,設定する封止剤層端部領域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。
The gap agent is also called a gap control agent or a spacer agent. By including a gap agent as an additive, it becomes possible to control the gap of the sealant layer. For example, when an adhesive layer is applied on a first substrate or a first electrode, and a second substrate is placed on the adhesive layer to perform sealing, the gap of the sealant layer is aligned to the size of the gap agent because the adhesive layer or the sealant layer contains a gap agent, so that the gap of the sealant layer can be easily controlled.
The gap agent is not particularly limited as long as it is granular, has a uniform particle size, and has high solvent resistance and heat resistance, and can be appropriately selected according to the purpose. As the gap agent, one that has high affinity with the epoxy resin and has a spherical particle shape is preferable. Specifically, glass beads, silica fine particles, organic resin fine particles, etc. are preferable. These may be used alone or in combination of two or more types.
The particle size of the gap agent can be selected according to the gap in the end region of the sealant layer to be set, but is preferably 1 μm to 100 μm, more preferably 5 μm to 50 μm.

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,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,酸が発生し,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。
The polymerization initiator is not particularly limited as long as it initiates polymerization using heat or light, and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples of the polymerization initiator include a thermal polymerization initiator and a photopolymerization initiator.
Thermal polymerization initiators are compounds that generate active species such as radicals and cations when heated, and include azo compounds such as 2,2'-azobisbutyronitrile (AIBN) and peroxides such as benzoyl peroxide (BPO). As thermal cationic polymerization initiators, benzenesulfonate esters, alkylsulfonium salts, etc. are used.
On the other hand, in the case of epoxy resin, a photo-cationic polymerization initiator is preferably used as the photo-polymerization initiator. When the photo-cationic polymerization initiator is mixed with the epoxy resin and irradiated with light, the photo-cationic polymerization initiator decomposes to generate acid, which then causes the epoxy resin to polymerize and the curing reaction proceeds. The photo-cationic polymerization initiator has the effects of causing little volumetric shrinkage during curing, not being inhibited by oxygen, and having high storage stability.

光カチオン重合開始剤としては,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,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,単独で使用しても,2種以上の併用であってもよい。 Examples of photo-induced cationic polymerization initiators include aromatic diazonium salts, aromatic iodonium salts, aromatic sulfonium salts, methacerone compounds, and silanol aluminum complexes. In addition, photo-induced acid generators that generate acid when irradiated with light can also be used as polymerization initiators. Photo-induced acid generators act as acids that initiate cationic polymerization, and examples of such agents include onium salts, such as ionic sulfonium salts and iodonium salts, which are composed of a cationic portion and an anionic portion. These agents may be used alone or in combination of two or more types.

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。 The amount of polymerization initiator added may vary depending on the material used, but is preferably 0.5 parts by mass to 10 parts by mass, and more preferably 1 part by mass to 5 parts by mass, relative to the entire sealing member (100 parts by mass). By adding an amount within the above preferred range, curing proceeds properly, the amount of uncured material remaining can be reduced, and excessive outgassing can be prevented.

乾燥剤(吸湿剤とも称される)は,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,単独で使用しても,2種以上の併用であってもよい。
A desiccant (also called a moisture absorbent) is a material that has the function of physically or chemically adsorbing or absorbing moisture. By including it in the sealing material, it is possible to further increase the moisture resistance and reduce the effects of outgassing.
The desiccant is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose, but particulate desiccants are preferred, such as inorganic water-absorbing materials such as calcium oxide, barium oxide, magnesium oxide, magnesium sulfate, sodium sulfate, calcium chloride, silica gel, molecular sieves, and zeolite. Among these, zeolite, which has a high moisture absorption capacity, is preferred. These may be used alone or in combination of two or more types.

硬化促進剤(硬化触媒とも称される)は,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,単独で使用しても,2種以上の併用であってもよい。
A curing accelerator (also called a curing catalyst) is a material that accelerates the curing speed and is mainly used for thermosetting epoxy resins.
The curing accelerator is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, and examples thereof include tertiary amines or tertiary amine salts such as DBU (1,8-diazabicyclo(5,4,0)-undecene-7) and DBN (1,5-diazabicyclo(4,3,0)-nonene-5), imidazoles such as 1-cyanoethyl-2-ethyl-4-methylimidazole and 2-ethyl-4-methylimidazole, phosphines or phosphonium salts such as triphenylphosphine and tetraphenylphosphonium tetraphenylborate, etc. These may be used alone or in combination of two or more kinds.

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る。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,単独で使用しても,2種以上の併用であってもよい。 The coupling agent is not particularly limited as long as it is a material that has the effect of increasing molecular bonding strength, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, silane coupling agents can be mentioned. Specific examples include silane coupling agents such as 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-(2-aminoethyl)3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-(2-aminoethyl)3-aminopropylmethyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, N-(2-(vinylbenzylamino)ethyl)3-aminopropyltrimethoxysilane hydrochloride, and 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane. These may be used alone or in combination of two or more kinds.

本発明においては,シート状接着剤を用いることができる。
シート状接着剤とは,シート上に予め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を用いることができる。また,樹脂のみでシートを形成していてもよい。シート状接着剤を,封止フィルム上に貼り付けることも可能である。封止フィルム上に,中空部を設けた構造にしてからデバイスと貼り合せることも可能である。
In the present invention, a sheet-type adhesive can be used.
The sheet-like adhesive is a sheet on which a resin layer is formed in advance, and the sheet can be made of glass or a film with high gas barrier properties. The sheet may also be made of resin only. The sheet-like adhesive can be attached to a sealing film. It is also possible to create a structure with a hollow portion on the sealing film before attaching it to the device.

例えば図1や図2に示される太陽電池において,太陽電池素子の端部と,接着剤層の端部との距離(第1距離)は,0.5mm以上2cm以下であることが好ましい。太陽電池素子の端部は,太陽電池素子の外側の部分を意味する。例えば,太陽電池素子が四角形の場合は,四角形の縁上の部分が,太陽電池素子の端部を構成する。接着剤層の端部は,接着剤層の最も外側の縁部を意味する。この第1の端部間距離は,太陽電池素子の縁部と,接着剤層の端部(太陽電池素子と逆側の縁部)のうち最も距離が近いものを意味する。第1距離は,1mm以上が好ましく,2mm以上が好ましい。もっとも,第1距離は,太陽電池素子の大きさによって適宜調整すればよい。太陽電池素子が,四角形の場合であって,その長辺の長さをlとした場合,第1距離は,0.01l以上0.5l以下であってもよいし,0.05l以上0.2l以下であってもよい。 For example, in the solar cell shown in FIG. 1 or FIG. 2, the distance (first distance) between the end of the solar cell element and the end of the adhesive layer is preferably 0.5 mm or more and 2 cm or less. The end of the solar cell element means the outer part of the solar cell element. For example, when the solar cell element is rectangular, the part on the edge of the rectangle constitutes the end of the solar cell element. The end of the adhesive layer means the outermost edge of the adhesive layer. This first end-to-end distance means the closest one between the edge of the solar cell element and the end of the adhesive layer (the edge on the opposite side to the solar cell element). The first distance is preferably 1 mm or more, and more preferably 2 mm or more. However, the first distance may be adjusted appropriately depending on the size of the solar cell element. When the solar cell element is rectangular and the length of the long side is l, the first distance may be 0.01 l or more and 0.5 l or less, or 0.05 l or more and 0.2 l or less.

次に,接着剤層13の端部から支持体11の端部までの距離をdとすると, dは,0.5mm以上2cm以下であることが好ましく,1mm以上が好ましく,2mm以上でもよい。dは,0.01l以上0.5l以下であってもよいし,0.05l以上0.2l以下であってもよい。接着剤層が複数ある場合は,いずれか又は2つ以上の接着剤層について,dが上記の値であることが好ましい。また,接着剤層13が支持体11の表面(第1面)にのみ存在する場合は,接着剤層13が存在する領域の端部から,支持体11の端部までの距離がdである。一方,図5に示す例のように,接着剤層13が支持体11の裏面(第2面)まで存在する場合は,裏面において接着剤層13が存在する領域の幅(長さ)がdである。 Next, assuming that the distance from the end of the adhesive layer 13 to the end of the support 11 is d 1 , d 1 is preferably 0.5 mm or more and 2 cm or less, preferably 1 mm or more, and may be 2 mm or more. d 1 may be 0.01 l or more and 0.5 l or less, or may be 0.05 l or more and 0.2 l or less. When there are multiple adhesive layers, it is preferable that d 1 is the above value for any one or more of the adhesive layers. In addition, when the adhesive layer 13 exists only on the front surface (first surface) of the support 11, the distance from the end of the area where the adhesive layer 13 exists to the end of the support 11 is d 1. On the other hand, as in the example shown in FIG. 5, when the adhesive layer 13 exists up to the back surface (second surface) of the support 11, the width (length) of the area where the adhesive layer 13 exists on the back surface is d 1 .

封止剤層(本体部)14
封止剤層(本体部)は,接着剤層を覆うように形成され,太陽電池素子に水などが侵入することを防止するための層を意味する。端部領域と区別する意味で,この明細書では封止剤層や本体部とも表記する。封止剤層は,太陽電池素子及び接着剤層を覆うものが好ましい。封止剤層は,例えば,光電変換層と電極を含む太陽電池素子を挟むように支持体と対向して配置される。封止剤層は封止剤フィルムにより構成されていてもよい。 封止剤層は,その形状,構造,大きさ,種類(材質)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。封止剤層は薄膜状,又はフィルム状であってもよい。
Sealant layer (main body) 14
The sealant layer (main body) is formed to cover the adhesive layer and means a layer for preventing water and the like from entering the solar cell element. In order to distinguish it from the end region, it is also referred to as the sealant layer or the main body in this specification. The sealant layer is preferably one that covers the solar cell element and the adhesive layer. The sealant layer is disposed, for example, facing the support so as to sandwich the solar cell element including the photoelectric conversion layer and the electrode. The sealant layer may be composed of a sealant film. The shape, structure, size, and type (material) of the sealant layer are not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. The sealant layer may be in the form of a thin film or a film.

封止剤層を構成する材質は,接着剤層の材質と同様のものでよい。封止剤層の材質のほかの例は,樹脂基材の表面に,水分や酸素の通過を防ぐバリア層を形成したものも挙げられ,バリア層は基材の一方の面または両面に形成されていてもよい。後者の場合の樹脂基材の材料は特段の制限はないが,例えば,エチレン,プロピレン,ブテン等の単独重合体又は共重合体等のポリオレフィン系樹脂;環状ポリオレフィン等の非晶質ポリオレフィン系樹脂;ポリエチレンテレフタレート(PET),ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル系樹脂;ナイロン6,ナイロン66,ナイロン12,共重合ナイロン等のポリアミド系樹脂;エチレン-酢酸ビニル共重合体部分加水分解物(EVOH),ポリイミド系樹脂,ポリエーテルイミド系樹脂,ポリサルホン系樹脂,ポリエーテルサルホン系樹脂,ポリエーテルエーテルケトン系樹脂,ポリカーボネート系樹脂,ポリビニルブチラール系樹脂,ポリアリレート系樹脂,フッ素樹脂,アクリル樹脂,生分解性樹脂等が挙げられる。これらのなかでも,耐熱性や透明性等のフィルム物性の観点から,ポリエステル系樹脂が好ましく,ポリエチレンテレフタレート(PET),ポリエチレンナフタレート(PEN)が特に好ましい。なお,樹脂基材は,1種の樹脂材料により形成されていてもよいし,2種以上の樹脂材料により形成されていてもよい。 The material constituting the sealant layer may be the same as the material of the adhesive layer. Other examples of the material of the sealant layer include a resin substrate having a barrier layer formed on the surface thereof to prevent the passage of moisture and oxygen, and the barrier layer may be formed on one or both sides of the substrate. In the latter case, the material of the resin substrate is not particularly limited, and examples thereof include polyolefin-based resins such as homopolymers or copolymers of ethylene, propylene, butene, etc.; amorphous polyolefin-based resins such as cyclic polyolefins; polyester-based resins such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN); polyamide-based resins such as nylon 6, nylon 66, nylon 12, and copolymer nylon; ethylene-vinyl acetate copolymer partial hydrolyzate (EVOH), polyimide-based resins, polyetherimide-based resins, polysulfone-based resins, polyethersulfone-based resins, polyetheretherketone-based resins, polycarbonate-based resins, polyvinyl butyral-based resins, polyarylate-based resins, fluororesins, acrylic resins, and biodegradable resins. Among these, polyester resins are preferred from the viewpoint of film properties such as heat resistance and transparency, and polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN) are particularly preferred. The resin substrate may be made of one type of resin material or two or more types of resin materials.

樹脂基材は太陽電池モジュールの耐久性を向上させるために,無機フィラー等,他の材料を含んでいてもよい。無機フィラーは,特段の制限はないが,例えば,シリカ,マイカ,タルク,クレー,ベントナイト,モンモリロナイト,カオリナイト,ワラストナイト,炭酸カルシウム,酸化チタン,アルミナ,硫酸バリウム,チタン酸カリウム,ガラス繊維などが挙げられる。なお,樹脂基材中に混合される無機フィラーは,1種類であってもよいし,2種類以上であってもよい。 The resin substrate may contain other materials, such as inorganic fillers, to improve the durability of the solar cell module. There are no particular limitations on the inorganic fillers, but examples include silica, mica, talc, clay, bentonite, montmorillonite, kaolinite, wollastonite, calcium carbonate, titanium oxide, alumina, barium sulfate, potassium titanate, and glass fiber. The inorganic fillers mixed into the resin substrate may be one type, or two or more types.

バリア層は金属酸化物,金属,高分子と金属アルコキシドより形成された混合物などを主成分とするもので構成されており,酸化アルミニウム,酸化ケイ素,アルミニウム,などを挙げることができ,高分子としてはポリビニルアルコール,ポリビニルピロリドン,メチルセルロースなどを挙げることができ,金属アルコキシドとしては,テトラエトキシシラン,トリイソプロポキシアルミニウム,3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン,3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン,3-イソシアネートプロピルトリエトキシシランなどを挙げることができる。 The barrier layer is composed mainly of metal oxides, metals, mixtures formed from polymers and metal alkoxides, and examples of such materials include aluminum oxide, silicon oxide, and aluminum. Examples of polymers include polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, and methyl cellulose. Examples of metal alkoxides include tetraethoxysilane, triisopropoxyaluminum, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, and 3-isocyanatopropyltriethoxysilane.

バリア層は,透明であっても不透明であっても構わない。また,バリア層は上記材料からの組合せによる単層であっても,複数の積層構造であっても構わない。バリア層の形成方法は,既知の方法を用いることができ,スパッタ法などの真空製膜,ディッピング法,ロールコーティング法,スクリーン印刷法,スプレー法,グラビア印刷法などの塗布方法を使用することができる。封止剤層本体部の厚みは,本技術で一般に使用される範囲で構わない。例えば,0.05~1mmの範囲内で適宜設定することができる。 The barrier layer may be transparent or opaque. The barrier layer may be a single layer made of a combination of the above materials, or may be a laminated structure of multiple layers. The barrier layer may be formed by any known method, including vacuum film formation such as sputtering, dipping, roll coating, screen printing, spraying, gravure printing, and other coating methods. The thickness of the main body of the sealant layer may be within the range generally used in this technology. For example, it may be set appropriately within the range of 0.05 to 1 mm.

封止剤層は,接着剤層の全体を覆うことが好ましい。さらに封止剤層は,水や酸素の侵入を防ぐため,接着剤層よりも大きくすることが好ましい。
図2の例において,接着剤層13の端部と,第1の封止剤層14aの端部領域までの距離(第2距離)が,0.2mm以上1cm以下であることが好ましい。接着剤層の端部は先に説明した通りである。封止剤層の端部領域は,封止剤層のうち最も外側の縁部に存在する密度の高い領域を意味する。接着剤層の端部と,封止剤層の端部領域との距離とは,接着剤層の端部と封止剤層の端部領域との距離が最も小さくなる距離を意味する。第2距離は,0.5mm以上が好ましく,1mm以上がより好ましい。また,太陽電池の大きさや用途によって,上限は異なるが,あまり大きすぎても太陽電池(デバイス)自体が大きくなりすぎたり,太陽電池素子以外の部分が大きくなりすぎて無駄になるので,1cm以下が好ましく,5mm以下が好ましく,4mm以下がより好ましい。
The sealant layer preferably covers the entire adhesive layer, and is preferably larger than the adhesive layer in order to prevent the intrusion of water and oxygen.
In the example of FIG. 2, the distance (second distance) between the end of the adhesive layer 13 and the end region of the first sealant layer 14a is preferably 0.2 mm or more and 1 cm or less. The end of the adhesive layer is as described above. The end region of the sealant layer means a high-density region present at the outermost edge of the sealant layer. The distance between the end of the adhesive layer and the end region of the sealant layer means the distance at which the distance between the end of the adhesive layer and the end region of the sealant layer is the smallest. The second distance is preferably 0.5 mm or more, more preferably 1 mm or more. In addition, although the upper limit varies depending on the size and use of the solar cell, if it is too large, the solar cell (device) itself will become too large, or the parts other than the solar cell element will become too large and will be wasted, so 1 cm or less is preferable, 5 mm or less is preferable, and 4 mm or less is more preferable.

端部領域18
端部領域18は,例えば,封止剤層14,第1の部分封止剤層14a又は第2の部分封止剤層14bの端部領域に設けられ,封止剤層の本体部よりも密度が高くなった領域を意味する。端部領域は,封止剤層の外周部を水や酸素からより強固に遮断するために設けられる。端部領域は,封止剤層と一体として形成されることが好ましい。端部領域の形状は,特に限定されない。端部領域の形状は,本体部を圧縮してできた形状であることが好ましい。
End region 18
The end region 18 means, for example, a region provided in the end region of the sealant layer 14, the first partial sealant layer 14a, or the second partial sealant layer 14b, and has a higher density than the main body of the sealant layer. The end region is provided to more firmly isolate the outer periphery of the sealant layer from water and oxygen. It is preferable that the end region is formed integrally with the sealant layer. The shape of the end region is not particularly limited. It is preferable that the shape of the end region is a shape obtained by compressing the main body.

端部領域の幅(第1幅)は,0.5mm以上1.5cm以下であることが好ましい。第1幅は,水分や酸素の侵入を抑え,かつ封止剤本体上に密着して剥離しないように,1mm以上が好ましく,1.5mm以上がより好ましい。また,太陽電池(デバイス)が大きくなりすぎる原因や,太陽電池素子以外の部分が大きくなりすぎても無駄になる原因となるので,1.5cm以下が好ましく,1cm以下が好ましく,5mm以下がより好ましい。 The width of the end region (first width) is preferably 0.5 mm or more and 1.5 cm or less. The first width is preferably 1 mm or more, more preferably 1.5 mm or more, so as to prevent the intrusion of moisture and oxygen and to adhere closely to the sealant body so as not to peel off. In addition, if the solar cell (device) becomes too large, or if parts other than the solar cell element become too large, it will be wasted, so the width is preferably 1.5 cm or less, more preferably 1 cm or less, and more preferably 5 mm or less.

さらに,端部領域は,不透明にすることにより,封止剤層(本体部)とは区別しやすくなるため好ましい。このように不透明にする方法としては,特に限定されないが,前記接着剤層や封止剤層(本体部)で使用可能な充填剤を含有する方法や公知の顔料又は染料を含ませることが挙げられる。端部領域の断面形状は,支持体と平行なフラット形状でも構わない。端部領域の厚みは封止剤層の厚み以下でも構わない。 Furthermore, it is preferable that the end regions are made opaque, since this makes them easier to distinguish from the sealant layer (main body). Methods for making them opaque in this manner are not particularly limited, but include a method in which a filler usable in the adhesive layer or sealant layer (main body) is contained, or a method in which a known pigment or dye is contained. The cross-sectional shape of the end regions may be a flat shape parallel to the support. The thickness of the end regions may be less than or equal to the thickness of the sealant layer.

端部領域は,例えば封止剤層のうち端部(本体部以外の部分であり外周に位置する部位)に圧力を印加し,封止剤層を押しつぶすことで形成できる。封止剤層のうち端部領域に印加される圧力は,0.1MPa以上10MPa以下であることが好ましく,1MPa以上5MPa以下でもよい。端部加圧工程において,封止剤層のうち端部領域の厚さが端部加圧工程の前の厚さの55%以上90%以下となるように圧縮されることが好ましく,60%以上80%以下となるように圧縮されてもよい。 The end region can be formed, for example, by applying pressure to the end of the sealant layer (a portion other than the main body portion and located on the outer periphery) to crush the sealant layer. The pressure applied to the end region of the sealant layer is preferably 0.1 MPa to 10 MPa, and may be 1 MPa to 5 MPa. In the end pressure application step, the sealant layer is preferably compressed so that the thickness of the end region is 55% to 90% of the thickness before the end pressure application step, and may be compressed so that the thickness is 60% to 80%.

支持体11の端部から第2の端部領域17の端部が存在する地点までの距離をdとすると,dは,0.2mm以上1cm以下であることが好ましく,1mm以上が好ましく,2mm以上でもよい。dは,0.01l以上0.5l以下であってもよいし,0.05l以上0.2l以下であってもよい。dは,封止剤層14のうち支持体11の裏面(第2面)における幅(折り畳み部分の幅)ともいえる。この幅は,支持体の長辺に存在するものと,支持体の短辺に存在するものとで同じであってもよいし,異なってもよい。図8の例では,この幅(d)が支持体の長辺に存在するものと,支持体の短辺に存在するものとで同じである。 If the distance from the end of the support 11 to the point where the end of the second end region 17 exists is d2 , d2 is preferably 0.2 mm or more and 1 cm or less, preferably 1 mm or more, and may be 2 mm or more. d1 may be 0.01 l or more and 0.5 l or less, or 0.05 l or more and 0.2 l or less. d2 can also be said to be the width (width of the folded part) of the sealant layer 14 on the back surface (second surface) of the support 11. This width may be the same or different between the part on the long side of the support and the part on the short side of the support. In the example of FIG. 8, this width ( d2 ) is the same between the part on the long side of the support and the part on the short side of the support.

図8は,太陽電池の裏面(第2面)の例を示す概念図である。図8(a)は支持体の長辺に存在する封止剤層の上に,支持体の短辺に存在する封止剤層を重ねて,圧着したものの例を示す。図8(b)は支持体の短辺に存在する封止剤層の上に,支持体の長辺に存在する封止剤層を重ねて,圧着したものの例を示す。図8(c)は支持体の長辺に存在する封止剤層と支持体の短辺に存在する封止剤層とを重ねた際に,重複部分が小さくなるように(好ましくは,重複部分がなくなるように),封止剤層を加工したうえで,支持体の裏面(第2面)において,封止剤層を折り返したものの例を示す。 Figure 8 is a conceptual diagram showing an example of the back surface (second surface) of a solar cell. Figure 8(a) shows an example of a sealant layer on the short side of the support that is overlaid on top of the sealant layer on the long side of the support and then pressed together. Figure 8(b) shows an example of a sealant layer on the long side of the support that is overlaid on top of the sealant layer on the short side of the support and then pressed together. Figure 8(c) shows an example of a sealant layer that has been processed so that the overlapping area is small (preferably, so that there is no overlapping area) when the sealant layer on the long side of the support and the sealant layer on the short side of the support are overlaid, and then the sealant layer is folded back on the back surface (second surface) of the support.

太陽電池は公知である。すると,当業者は,この明細書に記載された太陽電池を,上記の記載を参考にしつつ,公知の方法を適宜採用することで製造できる。また,太陽電池の利用方法は公知である。 Solar cells are publicly known. Thus, a person skilled in the art can manufacture the solar cells described in this specification by referring to the above description and appropriately adopting publicly known methods. In addition, the methods of using solar cells are publicly known.

ITO付ガラス基板(25mm×24.5mm,ジオマテック)を,2-プロパノール,アセトン,セミコクリーン56(ディスプレイ用洗浄液,製品名,フルウチ化学株式会社製品),水,2-プロパノールの順に,それぞれ15分間超音波洗浄,次いでプラズマ処理を行った。次に,電子輸送層として水溶性SnO2コロイド溶液(15%SnOコロイド溶液を純水で1:1に薄め,PTFEフィルターを通過した溶液)を基板上に300μL滴下し,スピンコート(3000回転,20秒)を用いて製膜し,150℃で30分間加熱乾燥を行った。この基板をグローブボックスに移動し,ペロブスカイト前駆体溶液として,CsI,MABr(臭化メチルアンモニウム,CHN・HBr),PbBr,PbI,FAI(ホルムアミジンヨウ化水素酸塩,CH・HI)を,DMFとDMSOの混合溶媒(体積比10:3)に溶解させ,濃度が1.05Mの溶液を調整した。この溶液を,PTFEフィルターを用いて濾過したのち,190μLを,電子輸送層を形成した上記基板上に塗布,スピンコート(スロープ1秒で1000rpm,10秒,さらにスロープ5秒で3000rpm,20秒),その途中でクロロベンゼン300μLを滴下した。得たデバイスはその後150℃で10分間加熱した。続いて,正孔輸送材料Spiro-OMeTAD 72.3mg,[トリス(2-(1H-ピラゾル-1-イル)-4-tert-ブチルピリジン)コバルト(III)トリス(ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド)](FK209,富士フィルム和光純薬株式会社)13.5mg,4-t-ブチルピリジン 28.8μL,及びLiTFSI 9.1mgを1mLのクロロベンゼンに溶解させた溶液を30分間撹拌後,PTFEフィルターで濾過し,90μLをペロブスカイト層上にスピンコート(スロープ4秒で4000rpm,30秒,次いでスロープ4秒で停止)したのち,70℃で30分間加熱乾燥した。最後に,真空蒸着によって金を80nm形成して,ペロブスカイト太陽電池素子を得た。 A glass substrate with ITO (25mm x 24.5mm, Geomatec) was ultrasonically cleaned for 15 minutes each with 2-propanol, acetone, Semicoclean 56 (cleaning solution for displays, product name, product of Furuuchi Chemical Co., Ltd.), water, and 2-propanol, in that order, and then plasma treated. Next, 300μL of water-soluble SnO2 colloidal solution (a 15% SnO2 colloidal solution diluted 1:1 with pure water and passed through a PTFE filter) was dropped onto the substrate as an electron transport layer, and a film was formed using spin coating (3000 rpm, 20 seconds), and then heated and dried at 150°C for 30 minutes. The substrate was moved to a glove box, and a perovskite precursor solution was prepared by dissolving CsI, MABr (methylammonium bromide, CH 3 N.HBr), PbBr 2 , PbI 2 , and FAI (formamidine hydroiodide, CH 4 N 2.HI ) in a mixed solvent of DMF and DMSO (volume ratio 10:3) to prepare a solution with a concentration of 1.05 M. After filtering the solution using a PTFE filter, 190 μL was applied and spin-coated (slope 1 second, 1000 rpm, 10 seconds, further slope 5 seconds, 3000 rpm, 20 seconds) on the substrate on which the electron transport layer was formed, during which 300 μL of chlorobenzene was dropped. The device obtained was then heated at 150° C. for 10 minutes. Next, a solution of 72.3 mg of hole transport material Spiro-OMeTAD, 13.5 mg of [tris(2-(1H-pyrazol-1-yl)-4-tert-butylpyridine)cobalt(III)tris(bis(trifluoromethylsulfonyl)imide)] (FK209, Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 28.8 μL of 4-t-butylpyridine, and 9.1 mg of LiTFSI in 1 mL of chlorobenzene was stirred for 30 minutes, filtered with a PTFE filter, and 90 μL was spin-coated onto the perovskite layer (4000 rpm with a slope of 4 seconds, 30 seconds, then stopped at a slope of 4 seconds), and then heated and dried at 70° C. for 30 minutes. Finally, 80 nm of gold was formed by vacuum deposition to obtain a perovskite solar cell element.

接着剤として,ハイドロタルサイト 1.0g,エポック製エポキシ樹脂(E-01-001主剤:4.0g,硬化剤:2.0g)を混合し,該ペロブスカイト太陽電池素子上にスピンコート(1000回転,120秒)を用いて塗布,不要部分をアセトンにて除去した。次いで,上述の接着剤の塗布面積よりも大きめに切り出した酸化アルミニウム蒸着PETフィルム(製品名:バリアロックス,東レ株式会社製品)を貼り付け,80℃で1時間加熱した。 1.0 g of hydrotalcite and Epoch epoxy resin (E-01-001 base: 4.0 g, hardener: 2.0 g) were mixed as an adhesive and applied to the perovskite solar cell element by spin coating (1000 rpm, 120 seconds), and unnecessary parts were removed with acetone. Next, an aluminum oxide vapor-deposited PET film (product name: Barialox, Toray Industries, Inc.) cut to a size larger than the area to which the adhesive was applied was attached, and heated at 80°C for 1 hour.

この大きめに切り出したフィルム外周部を支持体に沿って折り曲げ、図6Aに示されるような太陽電池デバイスを作製した。この時、d1が2.0mm,d2が1.2mmであった。フィルムの折り畳み方法は、図8(a)に示されるような順番で折り畳み、重なる部分をホットプレート上に静置し、80℃で1時間加熱した。
この太陽電池デバイスを,ソーラーシミュレーター(分光計器社製SM-250PV,光量:100mW/cm)を用いて,太陽電池特性を測定した。その結果,開放電圧1.08V,短絡電流密度22.0mA/cm,形状因子0.74,変換効率17.6%を得ることができた。
次に,この太陽電池デバイスを,60℃,90%RHの恒温恒湿試験器に入れて,耐久性試験を行った。500時間後の初期特性に対する維持率は93%であった。
[実験例1]
The outer periphery of the film cut out to a larger size was folded along the support to produce a solar cell device as shown in Fig. 6A. At this time, d1 was 2.0 mm and d2 was 1.2 mm. The film was folded in the order shown in Fig. 8(a), and the overlapping portion was placed on a hot plate and heated at 80°C for 1 hour.
The solar cell characteristics of this solar cell device were measured using a solar simulator (Bunkoukeiki Co., Ltd. SM-250PV, light intensity: 100 mW/cm 2 ), and the results were an open circuit voltage of 1.08 V, a short circuit current density of 22.0 mA/cm 2 , a form factor of 0.74, and a conversion efficiency of 17.6%.
Next, the solar cell device was placed in a thermo-hygroscopic test chamber at 60° C. and 90% RH to carry out a durability test. After 500 hours, the retention rate of the initial characteristics was 93%.
[Experimental Example 1]

実施例1におけるフィルム外周部を折り曲げない以外は,実施例1と同様にして太陽電池デバイスを作製し,太陽電池特性を評価した。その結果,開放電圧1.10V,短絡電流密度22.0mA/cm,形状因子0.72,変換効率17.4%と実施例1と同等の性能を確認した。次に,実施例1と同様にして恒温高湿器での耐久性試験を行い,500時間後の維持率を測定したところ,42%という結果であり,本発明のデバイス構造が耐久性に優れていることが明らかであった。 A solar cell device was fabricated in the same manner as in Example 1, except that the outer periphery of the film in Example 1 was not folded, and the solar cell characteristics were evaluated. As a result, the open circuit voltage was 1.10 V, the short circuit current density was 22.0 mA/ cm2 , the form factor was 0.72, and the conversion efficiency was 17.4%, and performance equivalent to that of Example 1 was confirmed. Next, a durability test was conducted in a constant temperature and humidity chamber in the same manner as in Example 1, and the retention rate after 500 hours was measured, resulting in 42%, which clearly demonstrated that the device structure of the present invention has excellent durability.

実施例1におけるペロブスカイト太陽電池素子上に該素子を形成した部分と同じ大きさの接着剤層(第一層)を形成したのち,その上部を封止剤層(第一層)で覆い,その上全体を再度同じ接着剤で覆うように接着剤層を形成し(第二層),さらにその上部を第一層と同じ封止剤層で覆った(第二層)。
この第二層の外周部を,実施例1と同様にして熱圧着を行い、図3に示されるような太陽電池デバイスを作製した。その結果、d1が1.8mm,d2が0.4mmであった。
このデバイスの太陽電池特性を測定したところ,開放電圧1.08V,短絡電流密度22.1mA/cm,形状因子0.72,変換効率17.2%を得ることができた。次に,実施例1と同様にして恒温高湿器での耐久性試験を行い,500時間後の維持率を測定したところ,92%という結果であり,本発明のデバイス構造が耐久性に優れていることが明らかであった。
An adhesive layer (first layer) of the same size as the portion on which the perovskite solar cell element in Example 1 was formed was then formed on top of it with a sealant layer (first layer), and the entire top of that was again covered with the same adhesive to form an adhesive layer (second layer), and the top of that was then covered with the same sealant layer as the first layer (second layer).
The outer periphery of this second layer was subjected to thermocompression bonding in the same manner as in Example 1 to produce a solar cell device as shown in Fig. 3. As a result, d1 was 1.8 mm and d2 was 0.4 mm.
When the solar cell characteristics of this device were measured, an open circuit voltage of 1.08 V, a short circuit current density of 22.1 mA/ cm2 , a form factor of 0.72, and a conversion efficiency of 17.2% were obtained. Next, a durability test was conducted in a constant temperature and humidity chamber in the same manner as in Example 1, and the retention rate after 500 hours was measured, resulting in 92%, demonstrating that the device structure of the present invention has excellent durability.

実施例1におけるペロブスカイト太陽電池素子上に,該素子を形成した部分と同じ大きさの接着剤層(第一層)とその上部に封止剤層(第一層)を形成し,その上全体を再度同じ接着剤で覆うように接着剤層を形成し(第二層),さらにその上部を第一層と同じ封止剤層で覆った(第二層)。
この第二層のフィルム外周部を,実施例1と同様にして熱圧着を行い、図4に示されるような太陽電池デバイスを作製した。その結果、d1が4.1mm,d2が0.9mmであった。
このデバイスの太陽電池特性を測定したところ,開放電圧1.11V,短絡電流密度22.2mA/cm,形状因子0.72,変換効率17.7%を得ることができた。次に,実施例1と同様にして恒温高湿器での耐久性試験を行い,500時間後の維持率を測定したところ,95%という結果であり,本発明のデバイス構造が耐久性に優れていることが明らかであった。
[実験例2]
On the perovskite solar cell element in Example 1, an adhesive layer (first layer) of the same size as the portion where the element was formed was formed, and a sealant layer (first layer) was formed on top of that, and an adhesive layer (second layer) was formed so as to cover the entire top of that again with the same adhesive, and the top of that was further covered with a sealant layer the same as the first layer (second layer).
The outer periphery of this second layer film was subjected to thermocompression bonding in the same manner as in Example 1 to produce a solar cell device as shown in Fig. 4. As a result, d1 was 4.1 mm and d2 was 0.9 mm.
When the solar cell characteristics of this device were measured, an open circuit voltage of 1.11 V, a short circuit current density of 22.2 mA/ cm2 , a form factor of 0.72, and a conversion efficiency of 17.7% were obtained. Next, a durability test was conducted in a constant temperature and humidity chamber in the same manner as in Example 1, and the retention rate after 500 hours was measured, resulting in 95%, demonstrating that the device structure of the present invention has excellent durability.
[Experimental Example 2]

実施例2におけるフィルム外周部を加圧しない以外は,実施例2と同様にして太陽電池デバイスを作製し,太陽電池特性を評価した。その結果,開放電圧1.09V,短絡電流密度22.0mA/cm,形状因子0.72,変換効率17.3%と実施例2と同等の性能を確認した。次に,実施例1と同様にして恒温高湿器での耐久性試験を行い,500時間後の維持率を測定したところ,51%という結果であり,本発明のデバイス構造が耐久性に優れていることが明らかであった。
[実験例3]
A solar cell device was fabricated in the same manner as in Example 2, except that pressure was not applied to the outer periphery of the film in Example 2, and the solar cell characteristics were evaluated. As a result, the open circuit voltage was 1.09 V, the short circuit current density was 22.0 mA/ cm2 , the form factor was 0.72, and the conversion efficiency was 17.3%, and performance equivalent to that of Example 2 was confirmed. Next, a durability test was conducted in a constant temperature and humidity chamber in the same manner as in Example 1, and the retention rate after 500 hours was measured, resulting in 51%, and it was clear that the device structure of the present invention has excellent durability.
[Experimental Example 3]

実施例3におけるフィルム外周部を加圧しない以外は,実施例3と同様にして太陽電池デバイスを作製し,太陽電池特性を評価した。その結果,開放電圧1.10V,短絡電流密度22.0mA/cm,形状因子0.71,変換効率17.2%と実施例3と同等の性能を確認した。次に,実施例1と同様にして恒温高湿器での耐久性試験を行い,500時間後の維持率を測定したところ,48%という結果であり,本発明のデバイス構造が耐久性に優れていることが明らかであった。
A solar cell device was fabricated in the same manner as in Example 3, except that the outer periphery of the film in Example 3 was not pressurized, and the solar cell characteristics were evaluated. As a result, the open circuit voltage was 1.10 V, the short circuit current density was 22.0 mA/ cm2 , the form factor was 0.71, and the conversion efficiency was 17.2%, and performance equivalent to that of Example 3 was confirmed. Next, a durability test was conducted in a constant temperature and humidity chamber in the same manner as in Example 1, and the retention rate after 500 hours was measured, resulting in 48%, which clearly demonstrated that the device structure of the present invention has excellent durability.

Claims (5)

第1面と第2面を有する支持体(11)と,
前記支持体(11)の前記第1面上に設けられた太陽電池素子(4)と,
前記太陽電池素子(4)の全体を覆う接着剤層(13)と,
前記接着剤層(13)の全体を覆う封止剤層(14)と,
を含み,
前記太陽電池素子(4)は,
電極(40)と,
ペロブスカイト化合物を含む光電変換層(47)と,
裏面電極(49)と,をこの順に含み,
前記封止剤層(14)は,
前記太陽電池素子(4)上の前記接着剤層(13)部分を覆う本体部(12)と,
前記本体部(12)と連続して存在し,前記第1面の端部まで続く第1の端部領域(15)と,
前記第1の端部領域(15)と連続して存在し,前記第2面まで続く第2の端部領域(17)とを含む,
太陽電池(1)であって,
前記封止剤層(14)は,
前記本体部(12)を含む第1の部分封止剤層(14a)と,
前記第1の部分封止剤層(14a)の端部を覆い,前記第2の端部領域(17)を含む領域を構成する第2の部分封止剤層(14b)とを含む,
太陽電池
A support (11) having a first surface and a second surface;
A solar cell element (4) provided on the first surface of the support (11);
An adhesive layer (13) that covers the entire solar cell element (4);
A sealant layer (14) that covers the entire adhesive layer (13);
Including,
The solar cell element (4) is
An electrode (40);
A photoelectric conversion layer (47) containing a perovskite compound;
a back electrode (49), in that order;
The sealant layer (14) is
A main body portion (12) that covers the adhesive layer (13) portion on the solar cell element (4);
a first end region (15) that is continuous with the main body portion (12) and extends to an end of the first surface;
and a second end region (17) that is continuous with the first end region (15) and extends to the second surface.
A solar cell (1) , comprising:
The sealant layer (14) is
A first partial sealant layer (14a) including the main body portion (12);
a second partial sealant layer (14b) covering an end portion of the first partial sealant layer (14a) and constituting an area including the second end area (17);
Solar cell .
請求項1に記載の太陽電池であって,
前記接着剤層(13)の端部から前記支持体(11)の端部までの距離をdとすると,
は,0.5mm以上2cm以下である,太陽電池。
The solar cell according to claim 1 ,
If the distance from the end of the adhesive layer (13) to the end of the support (11) is d 1 ,
A solar cell, wherein d 1 is 0.5 mm or more and 2 cm or less.
請求項1に記載の太陽電池であって,
前記支持体(11)の端部から前記第2の端部領域(17)の端部が存在する地点までの距離をdとすると,
は,0.2mm以上1cm以下である,太陽電池。
The solar cell according to claim 1 ,
If the distance from the end of the support (11) to the point where the end of the second end region (17) exists is d2 ,
A solar cell, wherein d2 is 0.2 mm or more and 1 cm or less.
請求項1に記載の太陽電池であって,
前記接着剤層(13)の端部から前記支持体(11)の端部までの距離をdとし,
前記支持体(11)の端部から前記第2の端部領域(17)の端部が存在する地点までの距離をdとすると,
/dは,0.5以上10以下である,太陽電池。
The solar cell according to claim 1 ,
The distance from the end of the adhesive layer (13) to the end of the support (11) is d 1 ,
If the distance from the end of the support (11) to the point where the end of the second end region (17) exists is d2 ,
A solar cell, wherein d 1 /d 2 is 0.5 or more and 10 or less.
請求項1に記載の太陽電池であって,
前記封止剤層(14)は,1枚の封止剤フィルムにより構成された層である,
太陽電池。
The solar cell according to claim 1 ,
The sealant layer (14) is a layer constituted by one sealant film.
Solar cell.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012190612A (en) 2011-03-09 2012-10-04 Sekisui Chem Co Ltd Manufacturing method of organic optical device
CN103887449A (en) 2013-12-16 2014-06-25 友达光电股份有限公司 Organic light emitting device and method of fabricating the same
JP2014179266A (en) 2013-03-15 2014-09-25 Fujifilm Corp Organic electronic device
JP2014212107A (en) 2013-04-05 2014-11-13 日東電工株式会社 Organic electroluminescent device and method of manufacturing the same
WO2016060185A1 (en) 2014-10-14 2016-04-21 積水化学工業株式会社 Solar cell
US20170018731A1 (en) 2015-07-17 2017-01-19 Boe Technology Group Co., Ltd. Package, manufacturing method thereof and oled apparatus

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07169567A (en) * 1993-12-16 1995-07-04 Idemitsu Kosan Co Ltd Organic EL element

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012190612A (en) 2011-03-09 2012-10-04 Sekisui Chem Co Ltd Manufacturing method of organic optical device
JP2014179266A (en) 2013-03-15 2014-09-25 Fujifilm Corp Organic electronic device
JP2014212107A (en) 2013-04-05 2014-11-13 日東電工株式会社 Organic electroluminescent device and method of manufacturing the same
CN103887449A (en) 2013-12-16 2014-06-25 友达光电股份有限公司 Organic light emitting device and method of fabricating the same
WO2016060185A1 (en) 2014-10-14 2016-04-21 積水化学工業株式会社 Solar cell
US20170018731A1 (en) 2015-07-17 2017-01-19 Boe Technology Group Co., Ltd. Package, manufacturing method thereof and oled apparatus

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