JPH043672B2 - - Google Patents
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- JPH043672B2 JPH043672B2 JP58072688A JP7268883A JPH043672B2 JP H043672 B2 JPH043672 B2 JP H043672B2 JP 58072688 A JP58072688 A JP 58072688A JP 7268883 A JP7268883 A JP 7268883A JP H043672 B2 JPH043672 B2 JP H043672B2
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- JP
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- thin film
- metal electrode
- metal
- photoelectric conversion
- organic dye
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
- H10F77/20—Electrodes
- H10F77/206—Electrodes for devices having potential barriers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
- H10K30/80—Constructional details
- H10K30/81—Electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
- H10K30/50—Photovoltaic [PV] devices
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
- H10K71/10—Deposition of organic active material
- H10K71/16—Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/549—Organic PV cells
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- Electromagnetism (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、光吸収効率を向上させた光電変換
素子に関するものである。
素子に関するものである。
従来の有機太陽電池に用いる光電変換素子は、
第１図に示すようにガラス基板１の上に半透明ア
ルミニウムの金属電極２、有機色素薄膜３、不透
明銀の金属電極４の順に積み重ねた構造となつて
いる。このような光電変換素子は、金属電極２お
よび金属電極４の表面の形状に特別な考慮を払わ
ないで作成しているため、入射光側の半透明アル
ミニウムの金属電極２も不透明銀の金属電極４
も、いずれもその表面は平滑な平面となつてい
る。
第１図に示すようにガラス基板１の上に半透明ア
ルミニウムの金属電極２、有機色素薄膜３、不透
明銀の金属電極４の順に積み重ねた構造となつて
いる。このような光電変換素子は、金属電極２お
よび金属電極４の表面の形状に特別な考慮を払わ
ないで作成しているため、入射光側の半透明アル
ミニウムの金属電極２も不透明銀の金属電極４
も、いずれもその表面は平滑な平面となつてい
る。
このため光を吸収した有機色素薄膜３の色素分
子が持つ双極子の内、金属電極２および金属電極
４に対して平行な成分によつて、平滑平面の金属
内に誘起される鏡像関係にある双極子の電場が、
有機色素薄膜３の双極子を打ち消す方向に働くた
め、金属電極２および金属電極４近傍の有機色素
薄膜３では見かけ上、光吸収が減少しており、入
射する光エネルギーの一部しか利用できないとい
う欠点があつた。
子が持つ双極子の内、金属電極２および金属電極
４に対して平行な成分によつて、平滑平面の金属
内に誘起される鏡像関係にある双極子の電場が、
有機色素薄膜３の双極子を打ち消す方向に働くた
め、金属電極２および金属電極４近傍の有機色素
薄膜３では見かけ上、光吸収が減少しており、入
射する光エネルギーの一部しか利用できないとい
う欠点があつた。
この発明は、上述の点にかんがみてなされたも
ので、メロシアニン色素薄膜のような光電変換素
子に用いられる有機色素薄膜の一面に接する半透
明な金属電極と、他面に接する金属電極のうち、
少なくとも一方の金属電極の有機色素薄膜と接す
る側の表面を微細な凹凸面とすることによつて、
光エネルギーの吸収強度を高めて光電変換効率を
向上させた光電変換素子を提供することを目的と
する。以下、図面に基づいてこの発明を説明す
る。
ので、メロシアニン色素薄膜のような光電変換素
子に用いられる有機色素薄膜の一面に接する半透
明な金属電極と、他面に接する金属電極のうち、
少なくとも一方の金属電極の有機色素薄膜と接す
る側の表面を微細な凹凸面とすることによつて、
光エネルギーの吸収強度を高めて光電変換効率を
向上させた光電変換素子を提供することを目的と
する。以下、図面に基づいてこの発明を説明す
る。
第２図はこの発明の一実施例をなす光電変換素
子の概略構造を示す断面図である。
子の概略構造を示す断面図である。
ガラス基板１１の上に第１層目の半透明の金属
電極１２の蒸着法によつて作成する。この蒸着に
際し、金属蒸発源とガラス基板１１とは垂直の位
置関係に置かれ、蒸発した金属蒸気はガラス基板
１１に垂直に入射して、平滑平面の半透明の金属
電極１２が作られる。次に前記金属電極１２が蒸
着されたガラス基板１１に対して入射角が50度か
ら80度になるようにガラス基板１１を蒸発源に対
して斜めに配置して、金属蒸気の蒸着を行う。蒸
発速度とガラス基板１１の温度は、金属蒸着薄膜
が島状の構造となるように決める。このようにし
て第２層の凹凸のある金属電極１３を作る。金属
電極１２の半透明薄膜の厚さはアルミニウムの場
合は80オングストロームから120オングストロー
ムに、金属電極１３の半透明薄膜の厚さは同じく
アルミニウムの場合は50オングストロームから90
オングストロームにするのが適している。そし
て、結果的には半透明の金属電極１２の表面が微
細な凹凸面となつたことになる。
電極１２の蒸着法によつて作成する。この蒸着に
際し、金属蒸発源とガラス基板１１とは垂直の位
置関係に置かれ、蒸発した金属蒸気はガラス基板
１１に垂直に入射して、平滑平面の半透明の金属
電極１２が作られる。次に前記金属電極１２が蒸
着されたガラス基板１１に対して入射角が50度か
ら80度になるようにガラス基板１１を蒸発源に対
して斜めに配置して、金属蒸気の蒸着を行う。蒸
発速度とガラス基板１１の温度は、金属蒸着薄膜
が島状の構造となるように決める。このようにし
て第２層の凹凸のある金属電極１３を作る。金属
電極１２の半透明薄膜の厚さはアルミニウムの場
合は80オングストロームから120オングストロー
ムに、金属電極１３の半透明薄膜の厚さは同じく
アルミニウムの場合は50オングストロームから90
オングストロームにするのが適している。そし
て、結果的には半透明の金属電極１２の表面が微
細な凹凸面となつたことになる。
次に、有機色素薄膜１４を蒸着する。ころ場
合、ガラス基板１１に金属電極１２および金属電
極１３を形成したガラス基板１１は蒸発源に対し
て垂直の位置関係になるように置かれる。有機色
素薄膜１４の厚みは300から600オングストローム
が最適である。また、有機色素薄膜１４は十分に
薄いので、膜の表面は下地である金属電極１３の
表面の凹凸の影響が残り凹凸となつている。従つ
て、対向する金属電極１５も垂直に蒸着すれば有
機色素薄膜１４との界面では凹凸となる。
合、ガラス基板１１に金属電極１２および金属電
極１３を形成したガラス基板１１は蒸発源に対し
て垂直の位置関係になるように置かれる。有機色
素薄膜１４の厚みは300から600オングストローム
が最適である。また、有機色素薄膜１４は十分に
薄いので、膜の表面は下地である金属電極１３の
表面の凹凸の影響が残り凹凸となつている。従つ
て、対向する金属電極１５も垂直に蒸着すれば有
機色素薄膜１４との界面では凹凸となる。
次に上記実施例に示す光電変換素子の動作につ
いて説明する。光を吸収した有機色素薄膜１４の
色素分子は双極子と見なせる。色素分子が金属電
極１３および金属電極１５近傍にある場合、金属
内に鏡像関係に双極子を誘起する。色素分子の双
極子のうち金属電極１３および金属電極１５の表
面に平行な成分は、金属内に逆方向に誘起する双
極子を作りヽ色素分子の双極子を打ち消し、見か
け上光の吸収を減らすことになる。しかし、上記
実施例の金属電極構成は表面に凹凸が存在するた
め、この金属電極１３および１５内に誘起される
双極子の大きさが制限され、誘起双極子は平滑平
面電極にくらべて小さくなる。これにより、有機
色素薄膜１４内の色素分子の双極子を打ち消すこ
とがより小さくなり、見かけ上光吸収の増大を図
ることができる。
いて説明する。光を吸収した有機色素薄膜１４の
色素分子は双極子と見なせる。色素分子が金属電
極１３および金属電極１５近傍にある場合、金属
内に鏡像関係に双極子を誘起する。色素分子の双
極子のうち金属電極１３および金属電極１５の表
面に平行な成分は、金属内に逆方向に誘起する双
極子を作りヽ色素分子の双極子を打ち消し、見か
け上光の吸収を減らすことになる。しかし、上記
実施例の金属電極構成は表面に凹凸が存在するた
め、この金属電極１３および１５内に誘起される
双極子の大きさが制限され、誘起双極子は平滑平
面電極にくらべて小さくなる。これにより、有機
色素薄膜１４内の色素分子の双極子を打ち消すこ
とがより小さくなり、見かけ上光吸収の増大を図
ることができる。
第３図はアルミニウムの金属電極上でのメロシ
アニン色素薄膜の吸収係数の波長依存性を示す図
である。同図において、曲線Ａは第２図に示す上
記実施例の構造の光電変換素子の場合を示し、曲
線Ｂは第１図に示す従来の光電変換素子の場合を
示す。同図から明らかなように、斜めの蒸着法に
よつて半透明アルミニウム金属薄膜で平滑平面な
アルミニウム金属薄膜をおおつた構造の金属電極
を有する上記実施例の場合が、従来の平滑平面の
アルミニウム金属薄膜の金属電極の場合より光吸
収係数が増大する。
アニン色素薄膜の吸収係数の波長依存性を示す図
である。同図において、曲線Ａは第２図に示す上
記実施例の構造の光電変換素子の場合を示し、曲
線Ｂは第１図に示す従来の光電変換素子の場合を
示す。同図から明らかなように、斜めの蒸着法に
よつて半透明アルミニウム金属薄膜で平滑平面な
アルミニウム金属薄膜をおおつた構造の金属電極
を有する上記実施例の場合が、従来の平滑平面の
アルミニウム金属薄膜の金属電極の場合より光吸
収係数が増大する。
なお、上記の実施例では、半透明の金属電極１
２と金属電極１５の両方を凹凸面としたが、これ
はどちらか一方であつても光吸収係数は増大す
る。また、凹凸面の構成は、上述したように微細
な金属粒子を蒸発により付着させるほか、面その
ものを凹凸にしたもよい。
２と金属電極１５の両方を凹凸面としたが、これ
はどちらか一方であつても光吸収係数は増大す
る。また、凹凸面の構成は、上述したように微細
な金属粒子を蒸発により付着させるほか、面その
ものを凹凸にしたもよい。
以上詳細に説明したように、この発明は半透明
な金属電極、有機色素薄膜、金属電極とからなる
光電変換素子において、両金属電極の少なくとも
一方の有機色素薄膜と接する側の表面を凹凸面と
したので、有機色素薄膜中の光吸収強度を上げる
ことができ、光電変換効率を向上できる利点があ
る。
な金属電極、有機色素薄膜、金属電極とからなる
光電変換素子において、両金属電極の少なくとも
一方の有機色素薄膜と接する側の表面を凹凸面と
したので、有機色素薄膜中の光吸収強度を上げる
ことができ、光電変換効率を向上できる利点があ
る。
第１図は従来の光電変換素子の構造概略を示す
図、第２図はこの発明の一実施例をなす光電変換
素子の構造の概略を示す図、第３図はアルミニウ
ム金属上でのメロシアニン色素薄膜の光吸収係数
の波長の依存性を示す図である。 図中、１１はガラス基板、１２，１３，１５は
金属電極、１４は有機色素薄膜である。
図、第２図はこの発明の一実施例をなす光電変換
素子の構造の概略を示す図、第３図はアルミニウ
ム金属上でのメロシアニン色素薄膜の光吸収係数
の波長の依存性を示す図である。 図中、１１はガラス基板、１２，１３，１５は
金属電極、１４は有機色素薄膜である。
Claims (1)
- １ 半透明な金属電極上に有機色素薄膜が形成さ
れ、この有機色素薄膜上に金属電極が形成された
光電変換素子において、前記両金属電極の少なく
とも一方の前記有機色素薄膜と接する側の表面を
微細な凹凸面としたことを特徴とする光電変換素
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58072688A JPS59198781A (ja) | 1983-04-25 | 1983-04-25 | 光電変換素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58072688A JPS59198781A (ja) | 1983-04-25 | 1983-04-25 | 光電変換素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59198781A JPS59198781A (ja) | 1984-11-10 |
| JPH043672B2 true JPH043672B2 (ja) | 1992-01-23 |
Family
ID=13496553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58072688A Granted JPS59198781A (ja) | 1983-04-25 | 1983-04-25 | 光電変換素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59198781A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007005620A (ja) | 2005-06-24 | 2007-01-11 | Dainippon Printing Co Ltd | 有機薄膜太陽電池 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8629462B2 (en) | 2008-06-09 | 2014-01-14 | San Diego State University Research Foundation | Organic photovoltaic cell and light emitting diode with an array of 3-dimensionally fabricated electrodes |
| CN104854721A (zh) | 2012-12-07 | 2015-08-19 | 松下知识产权经营株式会社 | 光电转换元件 |
| JP5873847B2 (ja) | 2013-03-29 | 2016-03-01 | 富士フイルム株式会社 | 固体撮像素子および撮像装置 |
| JP2024164445A (ja) * | 2023-05-15 | 2024-11-27 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 光検出装置および電子機器 |
-
1983
- 1983-04-25 JP JP58072688A patent/JPS59198781A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007005620A (ja) | 2005-06-24 | 2007-01-11 | Dainippon Printing Co Ltd | 有機薄膜太陽電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59198781A (ja) | 1984-11-10 |
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