光电转换元件、光电转换模块、电子设备和电源模块的制作方法

1.本公开内容涉及光电转换元件、光电转换模块、电子设备和电源模块。


背景技术：

2.近年来，太阳能电池作为化石燃料的替代能源或作为应对全球变暖的措施变得越来越重要。太阳能电池和光电二极管是通过应用可以将光能转换为电能的光电转换元件获得的。
3.近年来，不仅在太阳光下(直射光下的照度：约100,000lux)，而且在低照度(照度：20lux或更大且1,000lux或更小)的光下也具有高发电性能的室内型光电转换元件，诸如发光二极管(led)或荧光灯，已经引起了关注。
4.例如，提出了设置有密封部以便包围光电转换元件的有机薄膜太阳能电池(例如，参照ptl1)。
5.引文列表
6.专利文献
7.ptl1日本未审查专利申请公开号2016-174086


技术实现要素：

8.技术问题
9.本公开内容的目的在于提供即使在低照度的光下也具有良好的光电转换性质并且对机械应力的耐久性优异的光电转换元件。
10.技术方案
11.根据本公开内容的一个方面，光电转换元件包括：第一基板；第一电极；光电转换层；第二电极；和第二基板。光电转换元件包括至少密封光电转换层的密封部。设置密封部以便包围光电转换层的周边。设置在每侧的密封部的宽度在宽度方向上具有最小宽度a和最大宽度b。最大宽度b与最小宽度a的比率(b/a)为1.02或更大且5.0或更小。
12.发明的有益效果
13.根据本公开内容，可以提供即使在低照度的光下也具有良好的光电转换性质并且对机械应力的耐久性优异的光电转换元件。
附图说明
14.图1是表示第一实施方式的光电转换元件的截面的一个实例的示意图。
15.图2是表示第一实施方式的光电转换元件中的密封部的一个实例的示意俯视图。
16.图3是表示第二实施方式的光电转换元件的另一实例的示意图。
17.图4是表示本公开内容的第三实施方式的光电转换元件的另一实例的示意图。
18.图5是表示本公开内容的第四实施方式的光电转换元件的另一实例的示意图。
19.图6是表示第五实施方式的光电转换元件的另一实例的示意图。
20.图7是表示本公开内容的光电转换模块的一个实例的示意图。
21.图8是作为本本公开内容的电子设备的一个实例的个人计算机用鼠标的框图。
22.图9是表示图8所示的鼠标的一个实例的外观示意图。
23.图10是作为本公开内容的电子设备的一个实例的个人计算机用键盘的框图。
24.图11是表示图10所示的键盘的一个实例的外观示意图。
25.图12是表示图10所示的键盘的另一实例的外观示意图。
26.图13是作为本公开内容的电子设备的一个实例的传感器的框图。
27.图14是作为本公开内容的电子设备的一个实例的转盘的框图。
28.图15是表示本公开内容的电子设备的一个实例的框图。
29.图16是表示将电源ic进一步并入到图15所示的电子设备的一个实例的框图。
30.图17是表示将蓄电设备进一步并入到图16所示的电子设备中的一个实例的框图。
31.图18是表示本公开内容的电源模块的一个实例的框图。
32.图19是表示将蓄电设备进一步并入图18所示的电源模块的一个实例的框图。
33.图20是表示实施例1的光电转换元件的密封部中具有弯曲形状的密封结构的示意图。
34.图21是表示实施例2至9的光电转换元件的密封部中具有弯曲形状的密封结构的示意图。
35.图22是表示实施例19的光电转换元件的密封部中具有弯曲形状的密封结构的示意图。
36.图23是表示实施例23的光电转换元件的密封部中楔形密封结构的示意图。
37.图24是表示比较实施例1的光电转换元件的线性密封部的密封结构的示意图。
38.图25是表示比较实施例2的光电转换元件的曲折密封部的密封结构的示意图。
39.图26是表示密封部的一个实例的示意图。
40.图27是表示缺失部中包含缺失层的区域的截面sem照片。
具体实施方式
41.(光电转换元件)
42.本公开内容的光电转换元件包括：第一基板；第一电极；光电转换层；第二电极；和第二基板。光电转换元件包括至少密封光电转换层的密封部。设置密封部以便包围光电转换层的周边。设置在每侧的密封部的宽度在宽度方向上具有最小宽度a和最大宽度b。最大宽度b与最小宽度a的比率(b/a)为1.02或更大且5.0或更小。
43.作为勤奋研究的结果，本发明人发现了以下内容。
44.为了在低照度的光下表现出良好的光电转换性质和良好的随时间的稳定性，需要提供密封部以防止氧气或湿气进入。
45.同时，在传统技术中，如附图所示，形成具有相同宽度的密封部。因此，已确认当对其施加机械应力(例如，扭转、载荷或跌落)时，密封部、基板或光电转换层被破坏，从而显著降低光电转换性质和随时间的稳定性。存在常规密封技术难以实现良好的随时间的稳定性和对机械应力的良好耐久性的问题。
46.因此，在本公开内容中，当光电转换元件包括：第一基板；第一电极；光电转换层；
第二电极；和第二基板，其中，光电转换元件包括至少密封光电转换层的密封部，设置密封部以便包围光电转换层的周边，并且设置在每侧的密封部的宽度在宽度方向上具有最小宽度a和最大宽度b，并且最大宽度b与最小宽度a的比率(b/a)为1.02或更大且5.0或更小时，可以满足对机械应力的良好耐久性。
47.《第一电极》
48.第一电极的形状和尺寸没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择。
49.第一电极的结构没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择。第一电极可以是单层结构，或者可以是层压多种材料的结构。
50.第一电极的材料没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择，只要它具有导电性和对可见光的透明度即可。材料的实例包括透明导电金属氧化物、碳和金属。
51.透明导电金属氧化物的实例包括氧化铟锡(以下简称“ito”)、掺氟氧化锡(以下简称“fto”)、掺锑氧化锡(以下简称“ato”)、掺铌氧化锡(以下简称“nto”)、掺铝氧化锌、氧化铟锌和氧化铌钛。
52.碳的实例包括炭黑、碳纳米管、石墨烯和富勒烯。
53.金属的实例包括金、银、铝、镍、铟、钽和钛。
54.这些可以单独使用或组合使用。其中，优选的是具有高透明度的透明导电性金属氧化物，更优选的是ito、fto、ato和nto。
55.第一电极的平均厚度没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择。第一电极的平均厚度优选为5nm或更大且100μm或更小，更优选为50nm或更大且10μm或更小。当第一电极的材料为碳或金属时，第一电极的平均厚度优选为足以获得透光性的平均厚度。
56.第一电极可以通过诸如溅射法、蒸镀法和喷涂法等已知的方法形成。
57.第一电极优选地形成在第一基板上。可以使用预先在第一基板上形成第一电极的集成市售产品。
58.集成市售产品的实例包括fto镀膜玻璃、ito镀膜玻璃、氧化锌、铝镀膜玻璃、fto镀膜透明塑料薄膜和ito镀膜透明塑料薄膜。其他集成市售产品的实例包括设置有透明电极的玻璃基板——其中氧化锡或氧化铟掺杂有具有不同原子值的阳离子或阴离子，以及设置有金属电极的玻璃基板——该金属电极具有允许光以网状或条纹的形式通过的结构。
59.这些可以单独使用，也可以将两种或更多种产品组合使用作为混合产品或层压制品。另外，为了降低电阻值，也可以组合使用金属引线。
60.金属引线的材料为，例如，铝、铜、银、金、铂和镍。
61.金属引线可以通过，例如，气相沉积、溅射或压力粘接(pressure bonding)形成在基板上，并在其上设置一层ito或fto来组合使用。
62.《光电转换层》
63.光电转换层可以至少包括电子传输层和空穴传输层，并且可以是单层或者可以是其中层压多个层的多层。
64.光电转换层可以在电子传输层和空穴传输层之间包括光敏化合物。
65.《电子传输层》
66.光电转换元件包括包含光敏化合物的电子传输层。
67.光敏化合物的电离电位超过空穴传输层的电离电位。当光敏化合物的电离电位超
过空穴传输层的电离电位时，空穴传输层的空穴传导效率优异。
68.出于将在光敏化合物中产生的电子传输到第一电极或空穴阻挡层的目的，形成电子传输层。因此，电子传输层优选与第一电极或空穴阻挡层相邻设置。
69.电子传输层的结构没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择。在至少两个彼此相邻的光电转换元件中，电子传输层可以延伸至彼此，但优选不延伸至彼此。电子传输层的结构可以是单层或者可以是其中层压多个层的多层。
70.电子传输层包括电子传输材料，并且根据需要包括其他材料。
71.电子传输材料没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择。电子传输材料优选为半导体材料。
72.优选地，半导体材料具有微粒形状，并且这些颗粒结合以形成在多孔膜上。在构成多孔电子传输层的半导体颗粒的表面上，光敏化合物被化学或物理吸附。
73.半导体材料没有特别限制并且可以使用已知材料。半导体材料的实例包括单质半导体、化合物半导体和具有钙钛矿结构的化合物。
74.单质半导体的实例包括硅和锗。
75.化合物半导体的实例包括金属的硫属化物。其具体实例包括：钛、锡、锌、铁、钨、锆、铪、锶、铟、铈、钇、镧、钒、铌和钽的氧化物；镉、锌、铅、银、锑和铋的硫化物；镉和铅的硒化物；以及镉的碲化合物。其他化合物半导体的实例包括：锌、镓、铟和镉的磷化物；砷化镓；铜铟硒化物和铜铟硫化物。
76.具有钙钛矿结构的化合物的实例包括钛酸锶、钛酸钙、钛酸钠、钛酸钡和铌酸钾。
77.其中，氧化物半导体是优选的。特别地，氧化钛、氧化锌、氧化锡和氧化铌是更优选的。当电子传输层的电子传输材料为氧化钛时，导带能级高，可以获得高开路电压，并且可以获得高光电转换特性，这是有利的。
78.这些可以单独使用或组合使用。半导体材料的晶体类型没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择。半导体材料的晶体类型可以是单晶、多晶或无定形的。
79.半导体材料的初级颗粒的平均粒径没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择。平均粒径优选地为1nm或更大且100nm或更小，更优选地为5nm或更大且50nm或更小。另外，也可以混合或层压具有更大平均粒径的半导体材料，并且在一些情况下，扩散入射光的效果可能会提高转换效率。在这种情况下，平均粒径优选地为50nm或更大且500nm或更小。
80.电子传输层的平均厚度没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择。平均厚度优选地为50nm或更大且100μm或更小，更优选地为100nm或更大且50μm或更小，并且甚至更优选地为120nm或更大且10μm或更小。当电子传输层的平均厚度落入上述优选范围内时，可以充分地确保每单位投影面积的光敏化合物的量，并且可以保持高的光俘获率。此外，注入电子的扩散距离几乎不增加，并且由于电荷复合造成的损失可以很低。因此，具有落入优选范围内的平均厚度的电子传输层是有利的。
81.电子传输层的生产方法没有特别限并且可以根据预期目的适当地选择。生产方法的实例包括其中在真空中形成薄膜的方法，诸如溅射法和湿式成膜法。其中，就生产成本而言，湿式成膜法是优选的，其中制备分散半导体材料的粉末或溶胶的糊剂并且然后将该糊剂涂布在作为集电子电极基板的第一电极上或更优选地在空穴阻挡层上的方法是更优选
的。
82.湿式成膜法没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择。湿式成膜法的实例包括浸渍法、喷涂法、线棒涂布法、旋涂法、辊涂法、刮刀涂布法、凹版涂布法和模涂法。
83.作为湿式印刷法，例如，可以使用诸如凸版印刷、胶版印刷、凹版印刷(gravure printing)、线雕凹印(intaglio printing)、橡胶版印刷和丝网印刷等各种方法。
84.制备半导体材料的分散液的方法是，例如，使用本领域已知的研磨设备将半导体材料机械粉碎的方法。根据该方法，可以通过将微粒半导体材料单独或半导体材料与树脂的混合物分散在水或溶剂中来制备半导体材料的分散液。
85.树脂的实例包括乙烯基化合物(例如，苯乙烯、乙酸乙烯酯、丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯)、有机硅树脂、苯氧基树脂、聚砜树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚乙烯醇缩甲醛树脂、聚酯树脂、纤维素酯树脂、纤维素醚树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂、环氧树脂、聚碳酸酯树脂、聚芳酯树脂、聚酰胺树脂和聚酰亚胺树脂。这些可以单独使用或组合使用。
86.溶剂的实例包括水、醇溶剂、酮溶剂、酯溶剂、醚溶剂、酰胺溶剂、卤代烃溶剂和烃溶剂。
87.醇溶剂的实例包括甲醇、乙醇、异丙醇和α-松油醇。
88.酮溶剂的实例包括丙酮、甲基乙基酮和甲基异丁基酮。
89.酯溶剂的实例包括甲酸乙酯、乙酸乙酯和乙酸正丁酯。
90.醚溶剂的实例包括乙醚、二甲氧基乙烷、四氢呋喃、二氧戊环和二烷。
91.酰胺溶剂的实例包括n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺和n-甲基-2-吡咯烷酮。
92.卤代烃溶剂的实例包括二氯甲烷、氯仿、溴仿、甲基碘、二氯乙烷、三氯乙烷、三氯乙烯、氯苯、邻二氯苯、氟苯、溴苯、碘苯和1-氯萘。
93.烃溶剂的实例包括正戊烷、正己烷、正辛烷、1,5-己二烯、环己烷、甲基环己烷、环己二烯、苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、乙苯和异丙基苯。
94.这些可以单独使用或组合使用。
95.可以将酸、表面活性剂或螯合剂添加至通过例如溶胶-凝胶法获得的包含半导体材料的分散液或包含半导体材料的糊剂中以防止颗粒的再聚集。
96.酸的实例包括盐酸、硝酸和乙酸。
97.表面活性剂的实例包括聚氧乙烯辛基苯基醚。
98.螯合剂的实例包括乙酰丙酮、2-氨基乙醇和乙二胺。
99.另外，为了提高成膜能力，添加增稠剂也是有效的手段。
100.增稠剂的实例包括聚乙二醇、聚乙烯醇和乙基纤维素。
101.在涂布半导体材料之后，可以进行烧制、微波或电子束辐照、或电子束辐照，以便电子接触半导体材料的颗粒或者以便提高膜强度或对基板的粘附。这些处理可以单独进行或组合进行。
102.在烧制由半导体材料形成的电子传输层的情况下，其烧制温度没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择。然而，当温度太高时，基板的电阻可能会变高或基板可能会熔化。因此，其烧制温度优选地为30℃或更高且700℃或更低，更优选地为100℃或更高且600℃或更低。此外，烧制时间没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择。烧制时间
优选地为10分钟或更长且10小时或更短。
103.在用微波辐照由半导体材料形成的电子传输层的情况下，辐照时间没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择。辐照时间优选地为1小时或更短。在这种情况下，可以从形成电子传输层的一侧或未形成电子传输层的一侧进行辐照。
104.在烧制由半导体材料形成的电子传输层之后，例如，可以使用四氯化钛水溶液或与有机溶剂的混合溶液进行化学镀，或者可以使用三氯化钛水溶液进行电化学镀，以便增加电子传输层的表面积或提高从下文将描述的光敏化合物到半导体材料的电子注入效率。
105.通过烧制直径为几十纳米的半导体材料获得的膜可以形成多孔结构。这种纳米多孔结构具有极高的表面积，并且该表面积可以通过使用粗糙度系数来表示。粗糙度系数是表示孔隙内侧的实际面积相对于涂布在第一基板上的半导体颗粒的面积的数值。因此，较大的粗糙度系数值是优选的。就与电子传输层的平均厚度的关系而言，粗糙度系数优选为20或更大。
106.《《光敏化合物》》
107.光敏化合物吸附在构成电子传输层的半导体材料的表面上，以便进一步提高输出或光电转换效率。
108.光敏化合物没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择，只要它是通过发射到光电转换元件的光进行光激发的化合物即可。光敏化合物的实例包括以下已知化合物。
109.其具体实例包括j.phys.chem.c,7224,vol.111(2007)中描述的金属络合物、香豆素化合物，chem.commun.,4887(2007)中描述的多烯化合物，j.am.chem.soc.,12218,vol.126(2004)、chem.commun.,3036(2003)和angew.chem.int.ed.,1923,vol.47(2008)中描述的吲哚啉化合物，j.am.chem.soc.,16701,vol.128(2006)和j.am.chem.soc.,14256,vol.128(2006)中描述的噻吩化合物，j.phys.chem.,2342,vol.91(1987)、j.phys.chem.b,6272,vol.97(1993)、electroanal.chem.,31,vol.537(2002)、j.porphyrins phthalocyanines,230,vol.3(1999)、angew.chem.int.ed.,373,vol.46(2007)和langmuir,5436,vol.24(2008)中描述的花青染料、部花青染料、9-芳基呫吨化合物、三芳基甲烷化合物、以及酞菁化合物和卟啉化合物。
110.其中，金属络合物、香豆素化合物、多烯化合物、吲哚啉化合物和噻吩化合物是优选的。可从mitsuibishi paper mills limited获得的由下述结构式(1)、(2)和(3)表示的化合物，并且此外由下述通式(3)表示的化合物是更优选的。这些光敏化合物可以单独使用或组合使用。
111.[化学式1]
[0112][0113]
[化学式2]
[0114][0115]
[化学式3]
[0116][0117]
[化学式4]
[0118][0119]
在通式(3)中，x1和x2各自表示氧原子、硫原子或硒原子，r1表示可以具有取代基的次甲基(methine)。取代基的具体实例包括芳基(例如，苯基和萘基)和杂环(例如，噻吩基和呋喃基)。
[0120]
r2表示可具有取代基的烷基、可具有取代基的芳基或可具有取代基的杂环基。烷基的实例包括甲基、乙基、2-丙基和2-乙基己基。芳基和杂环基的实例包括以上示例的基团。
[0121]
r3表示诸如羧酸、磺酸、膦酸、硼酸或酚类等酸基，并且z1和z2各自表示形成环状结构的取代基。
[0122]
z1的实例包括稠合烃基化合物(例如，苯环和萘环)和杂环(例如，噻吩环和呋喃环)，其各自可以具有取代基。取代基的具体实例包括以上所述的烷基和烷氧基(例如，甲氧基、乙氧基和2-异丙氧基)。
[0123]
z2的实例包括以下(a-1)至(a-22)。
[0124]
[化学式5]
[0125][0126]
包含通式(3)的光敏化合物的具体实例包括但不限于以下(b-1)至(b-36)。
[0127]
[化学式6]
[0128][0129]
[化学式7]
[0130][0131]
[化学式8]
[0132][0133]
[化学式9]
[0134][0135]
作为在电子传输层的半导体材料表面上吸附光敏化合物的方法，例如，可以使用将包含半导体材料的电子传输层浸渍在光敏化合物的溶液或光敏化合物的分散液中的方法，以及将光敏化合物的溶液或光敏化合物的分散液涂布并吸附在电子传输层上的方法。在将在其上形成半导体材料的电子传输层浸渍在光敏化合物的溶液或光敏化合物的分散液中的方法的情况下，可以使用浸没法、浸渍法、辊法或气刀法。在将光敏化合物的溶液或光敏化合物的分散液涂布并吸附在电子传输层上的方法的情况下，可以使用线棒涂布法、滑动料斗涂布法、挤出涂布法、幕涂法、旋涂法或喷涂法。此外，还可以将光敏化合物吸附在使用例如二氧化碳的超临界流体中。
[0136]
当光敏化合物吸附在半导体材料上时，可以组合使用缩合剂。
[0137]
缩合剂可以是表现出使光敏化合物物理或化学结合到半导体材料表面的这种催
化功能的试剂，或者可以是化学计量地起作用并且有利地移动化学平衡的试剂。此外，可以向其中添加硫醇或羟基化合物作为缩合助剂。
[0138]
溶解或分散光敏化合物的溶剂的实例包括水、醇溶剂、酮溶剂、酯溶剂、醚溶剂、酰胺溶剂、卤代烃溶剂和烃溶剂。
[0139]
醇溶剂的实例包括甲醇、乙醇和异丙醇。
[0140]
酮溶剂的实例包括丙酮、甲基乙基酮和甲基异丁基酮。
[0141]
酯溶剂的实例包括甲酸乙酯、乙酸乙酯和乙酸正丁酯。
[0142]
醚溶剂的实例包括乙醚、二甲氧基乙烷、四氢呋喃、二氧戊环和二烷。
[0143]
酰胺溶剂的实例包括n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺和n-甲基-2-吡咯烷酮。
[0144]
卤代烃溶剂的实例包括二氯甲烷、氯仿、溴仿、甲基碘、二氯乙烷、三氯乙烷、三氯乙烯、氯苯、邻二氯苯、氟苯、溴苯、碘苯和1-氯萘。
[0145]
烃溶剂的实例包括正戊烷、正己烷、正辛烷、1,5-己二烯、环己烷、甲基环己烷、环己二烯、苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、乙苯和异丙基苯。
[0146]
这些可以单独使用或组合使用。
[0147]
根据光敏化合物的种类，存在防止化合物之间的聚集时更有效地发挥作用的光敏化合物。因此，可以组合使用聚集解离剂。
[0148]
聚集解离剂没有特别限制并且可以根据所用染料进行适当地选择。聚集解离剂的优选实例包括甾族化合物(例如，胆酸和鹅脱氧胆酸)、长链烷基羧酸或长链烷基膦酸。
[0149]
相对于1质量份的光敏化合物，聚集解离剂的量优选地为0.01质量份或更大且500质量份或更小，更优选地为0.1质量份或更大且100质量份或更小。
[0150]
当光敏化合物或光敏化合物和聚集解离剂吸附在构成电子传输层的半导体材料的表面上时的温度优选地为-50℃或更高且200℃或更低。吸附时间优选地为5秒或更长且1000小时或更短，更优选地为10秒或更长且500小时或更短，甚至更优选地为1分钟或更长且150小时或更短。吸附步骤优选地在黑暗中进行。此外，吸附步骤可以在静置或搅拌下进行。
[0151]
搅拌方法没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择。搅拌方法的实例包括使用例如搅拌机、球磨机、涂料调节器、砂磨机、磨碎机、分散机和超声波分散机的方法。
[0152]
《空穴传输层》
[0153]
光电转换元件包括空穴传输层。
[0154]
空穴传输层优选包含p型半导体材料和碱性化合物。
[0155]
空穴传输层包括p型半导体材料以便获得传输空穴的功能。
[0156]
空穴传输层的电离电位超过p型半导体材料的电离电位，并且小于p型半导体材料的电离电位的1.07倍。当空穴传输层的电离电位超过p型半导体材料的电离电位且小于p型半导体材料的电离电位的1.07倍时，即使在低照度的光下也可以实现随时间的稳定性和高光电转换性质。
[0157]
《《p型半导体材料》》
[0158]
p型半导体材料没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择。p型半导体材料的实例包括无机p型半导体材料和有机p型半导体材料。
[0159]
无机p型半导体材料没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择。无机p型半导体材料的实例包括cuscn、cui、cubr、nio、v2o5和氧化石墨烯。其中，有机p型半导体材料是优选的。
[0160]
有机p型半导体材料没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择。例如，可以使用已知的有机p型半导体材料。
[0161]
已知的有机p型半导体材料的实例包括二唑化合物、三苯基甲烷化合物、吡唑啉化合物、腙类化合物、二唑化合物、四芳基联苯胺化合物、二苯乙烯化合物和螺型化合物。这些可以单独使用或组合使用。其中，螺型化合物是优选的。
[0162]
螺型化合物的实例包括包含以下通式(4)的化合物。
[0163]
[化学式10]
[0164][0165]
在通式(4)中，r4至r7表示诸如二甲基氨基、二苯基氨基或萘基-4-甲苯基氨基等的取代氨基。
[0166]
螺型化合物没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择。螺型化合物的实例包括但不限于示例性化合物(d-1)至(d-20)。这些可以单独使用或组合使用。
[0167]
[化学式11]
[0168][0169]
[化学式12]
[0170][0171]
[化学式13]
[0172][0173]
[化学式14]
[0174][0175]
[化学式15]
[0176][0177]
[化学式16]
[0178][0179]
[化学式17]
[0180][0181]
由于两个联苯胺骨架分子在螺型化合物中螺旋结合，因此形成了近似球形的电子云，并且分子间的跳跃导电性优异。因此，螺型化合物表现出优异的光电转换特性。此外，螺型化合物由于溶解度高，溶于各种有机溶剂中。由于螺型化合物是无定形的(不具有晶体结构的无定形物质)，螺型化合物倾向于密集地填充在多孔电子传输层中。由于螺型化合物不吸收450nm或更长的光，因此可以有效地进行光敏化化合物的光吸收，这对于固体染料敏化太阳能电池是特别优选的。
[0182]
《《碱性化合物》》
[0183]
空穴传输层包含碱性化合物。
[0184]
据信，碱性化合物存在于电子传输层附近的边界处以防止来自电子传输层的反向电子转移(即，从电子传输层到空穴传输层的电子转移)。
[0185]
碱性化合物优选地为以下通式(a)或通式(b)所示的碱性化合物，更优选地为以下通式(1)和通式(2)所示的叔胺化合物。在空穴传输层中包含由以下通式(a)或通式(b)表示的碱性化合物是有利的，因为可以获得高开路电压和高光电转换特性。当空穴传输层包含选自由通式(1)表示的叔胺化合物和通式(2)表示的叔胺化合物中的至少一种时，可以实现即使在低照度的光下的高光电转换特性和随时间的稳定性。
[0186]
[化学式18]
[0187][0188]
(在通式(a)中，r1和r2各自独立地表示烷基或芳族烃基并且表示相同或不同的基团，或者r1和r2彼此连接以表示含有氮原子的杂环基。)
[0189]
[化学式19]
[0190][0191]
(在通式(b)中，r1和r2各自独立地表示烷基或芳族烃基并且表示相同或不同的基团，或者r1和r2彼此连接以表示含有氮原子的杂环基。)
[0192]
[化学式20]
[0193][0194]
[化学式21]
[0195][0196]
在此，在通式(1)和通式(2)中，ar1和ar2表示可以具有取代基的芳基，并且ar1和ar2可以相同或不同，并且可以彼此连接。
[0197]
下面呈现了由通式(a)和通式(b)表示的碱性化合物的具体示例化合物，但本公开内容不限于此。
[0198]
[化学式22]
[0199][0200]
[化学式23]
[0201][0202]
由通式(1)和通式(2)表示的叔胺化合物的具体实例包括但不限于以下示例的化合物c-1至c-20。这些可以单独使用或组合使用。
[0203]
[化学式24]
[0204][0205]
[化学式25]
[0206][0207]
[化学式26]
[0208][0209]
[化学式27]
[0210][0211]
空穴传输层中的碱性化合物的量相对于空穴传输材料的总量优选地为1质量份或更大且50质量份或更小，更优选地为10质量份或更大且30质量份或更小。当碱性化合物的量落在优选范围内时，可以维持高开路电压，可以获得高输出，并且即使在各种环境下长期使用也可以获得高稳定性和耐久性。
[0212]
碱性化合物的分子量优选地为140g/mol或更大。当碱性化合物的分子量为140g/
mol或更大时，由于碱性化合物存在于电子传输层附近的边界处，因此可以防止电子传输层和空穴传输层在化学和物理上彼此接触，并且可以进一步减少反向电子转移。因此，即使在低照度的光下也可以表现出高光电转换特性。
[0213]
空穴传输层的形式没有特别限制，并且可以根据预期目的适当地选择，只要它具有传输空穴的功能即可。空穴传输层的形式的实例包括：电解液，其通过将氧化还原对溶解在有机溶剂中而获得；凝胶电解质，其通过浸没在聚合物基质——将氧化还原对溶解在有机溶剂中获得的液体——而获得；含有氧化还原对的熔盐；以及固体电解质。这些可以单独使用或组合使用。
[0214]
《《氧化剂》》
[0215]
空穴传输层优选地包含氧化剂。当空穴传输层包含氧化剂时，一部分有机空穴传输材料变成自由基阳离子。因此，可以提高导电性，并且可以增强输出特性的稳定性或耐久性。
[0216]
当氧化剂氧化有机空穴传输材料时，表现出良好的空穴传导性，并且可以防止光电转换层的周围环境影响的氧化态的消除(还原)，这表现出良好的随时间的稳定性。
[0217]
氧化剂没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择。氧化剂的实例包括六氯锑酸三(4-溴苯基)铵、六氟锑酸银、四氟硼酸亚硝、硝酸银和金属络合物。这些可以单独使用或组合使用。其中，金属络合物是优选的。
[0218]
金属络合物的实例包括包含例如金属阳离子、配体和阴离子的组合物。
[0219]
金属阳离子没有特别限制并且根据预期目的适当地选择。金属阳离子的实例包括，例如，铬、锰、锌、铁、钴、镍、铜、钼、钌、铑、钯、银、钨、铼、锇、铱、钒、金和铂的阳离子。其中，锰、锌、铁、钴、镍、铜、钌、银、钒的阳离子是优选的，并且钴络合物是更优选的。
[0220]
配体优选地包括5元杂环和/或6元杂环——其包含至少一个氮，并且可以包括取代基。其具体实例包括但不限于以下。
[0221]
[化学式28]
[0222][0223]
[化学式29]
[0224]
[0225]
[化学式30]
[0226][0227]
阴离子的实例包括负氢离子(h-)、氟离子(f-)、氯离子(cl-)、溴离子(br-)、碘离子(i-)、氢氧根离子(oh-)、氰离子(cn-)、硝酸离子(no
3-)、亚硝酸离子(no
2-)、次氯酸离子(clo-)、亚氯酸离子(clo
2-)、氯酸离子(clo
3-)、高氯酸离子(clo
4-)、高锰酸离子(mno
4-)、乙酸离子(ch3coo-)、碳酸氢根离子(hco
3-)、磷酸二氢根离子(h2po
4-)、硫酸氢根离子(hso
4-)、硫化氢离子(hs-)、硫氰酸离子(scn-)、四氟硼酸离子(bf
4-)、六氟磷酸离子(pf
6-)、四氰硼酸离子(b(cn)
4-)、二氰胺离子(n(cn)
2-)、对甲苯磺酸离子(tso-)、三氟甲基磺酸离子(cf3so
2-)、双(三氟甲基磺酰基)胺离子(n(so2cf3))
2-)、四羟合铝酸离子([al(oh)4]-或[al(oh)4(h2o)2]-)、二氰合银酸(i)离子([ag(cn)2]-)、四羟合铬酸(iii)离子([cr(oh)4]-)、四氯金酸(iii)离子([aucl4]-)、氧离子(o
2-)、硫离子(s
2-)、过氧离子(o
22-)、硫酸离子(so
42-)、亚硫酸离子(so
32-)、硫代硫酸(s2o
32-)、碳酸离子(co
32-)、铬酸离子(cro
42-)、重铬酸离子(cr2o
72-)、磷酸一氢根离子(hpo4
2-)、四羟合锌酸(ii)离子([zn(oh)4]
2-)、四氰合锌酸(ii)离子([zn(cn)4]
2-)、四氯铜酸(ii)离子([cucl4]
2-)、磷酸离子(po
43-)、六氰合铁酸(iii)离子([fe(cn)6]
3-)、双(硫代硫酸)银酸(i)离子([ag(s2o3)2]
3-)和六氰合铁酸(ii)离子([fe(cn)6]
4-)。其中，四氟硼酸离子、六氟磷酸离子、四氰合硼酸离子、双(三氟甲基磺酰基)胺离子和高氯酸离子是优选的。
[0228]
金属络合物特别优选为下述通式(5)表示的三价钴络合物。在金属络合物为三价钴络合物的情况下，作为氧化剂的功能优异，这是有利的。
[0229]
[化学式31]
[0230][0231]
在通式(5)中，r8至r
10
表示氢原子、甲基、乙基、叔丁基或三氟甲基。x表示选自上述阴离子中的一种。
[0232]
下面描述由通式(5)表示的钴络合物的具体实例。然而，本公开内容不限于此。这些可以单独使用或组合使用。
[0233]
[化学式32]
[0234][0235]
[化学式33]
[0236][0237]
作为金属络合物，还有效地使用由下述通式(6)表示的三价钴络合物。
[0238]
[化学式34]
[0239][0240]
在通式(6)中，r
11
和r
12
表示氢原子、甲基、乙基、叔丁基或三氟甲基。x表示选自上述阴离子中的一种。
[0241]
下面描述由通式(6)表示的钴络合物的具体实例。然而，本公开内容不限于此。这些可以单独使用或组合使用。
[0242]
[化学式35]
[0243][0244]
相对于100质量份的空穴传输材料，氧化剂的量优选为0.5质量份或更大且50质量份或更小，更优选地为5质量份或更大且30质量份或更小。不需要通过添加氧化剂来氧化所有空穴传输材料，只要仅部分空穴传输材料被氧化就有效。
[0245]
《《碱金属盐》》
[0246]
空穴传输层优选地包含碱金属盐作为添加剂。这是有利的，因为电荷转移可以是平滑的并且可以获得良好的光电转换特性。
[0247]
据信，碱金属盐的阳离子存在于电子传输层附近的边界处，并且碱金属盐的阴离子掺杂在空穴传输层中。
[0248]
碱金属盐的实例包括：锂盐，诸如氯化锂、溴化锂、碘化锂、高氯酸锂、双(三氟甲磺酰基)二酰亚胺锂、二异丙基酰亚胺锂、乙酸锂、四氟硼酸锂、五氟磷酸锂和四氰合硼酸锂；钠盐，诸如氯化钠、溴化钠、碘化钠、高氯酸钠、双(三氟甲磺酰)二酰亚胺钠、乙酸钠、四氟硼
酸钠、五氟磷酸钠和四氟硼酸钠；和钾盐，诸如氯化钾、溴化钾、碘化钾和高氯酸钾。其中，双(三氟甲磺酰基)二酰亚胺锂和二异丙基酰亚胺锂是优选的。
[0249]
相对于100质量份的空穴传输材料，碱金属盐的量优选地为1质量份或更大且50质量份或更小，更优选地为5质量份或更大且30质量份或更小。
[0250]
空穴传输层可以具有由单一材料形成的单层结构或者可以具有包括多种化合物的层压结构。当空穴传输层具有层压结构时，优选在第二电极附近的空穴传输层中使用聚合物材料。使用成膜性优异的聚合物材料是有利的，因为可以使多孔电子传输层的表面更光滑，并提高光电转换特性。此外，聚合物材料不易渗入到多孔电子传输层的内部。因此，聚合物材料具有优良的覆盖多孔电子传输层表面的性质，在设置电极时可达到防止短路的效果。
[0251]
用于空穴传输层的聚合物材料没有特别限制。聚合物材料的实例包括已知的空穴传输聚合物材料。
[0252]
空穴传输聚合物材料的实例包括聚噻吩化合物、聚亚苯基亚乙烯基化合物、聚芴化合物、聚亚苯基化合物、聚芳胺化合物和聚噻二唑化合物。
[0253]
聚噻吩化合物的实例包括聚(3-正己基噻吩)、聚(3-正辛氧基噻吩)、聚(9,9'-二辛基-芴-共-联噻吩)、聚(3,3”'-双十二烷基-四联噻吩)、聚(3,6-二辛基噻吩并[3,2-b]噻吩)、聚(2,5-双(3-癸基噻吩-2-基)噻吩并[3,2-b]噻吩)、聚(3,4-二癸基噻吩-共-噻吩并[3,2-b]噻吩)、聚(3,6-二辛基噻吩并[3,2-b]噻吩-共-噻吩并[3,2-b]噻吩)、聚(3,6-二辛基噻吩并[3,2-b]噻吩-共-噻吩)和聚(3,6-二辛基噻吩并[3,2-b]噻吩-共-联噻吩)。
[0254]
聚亚苯基亚乙烯基化合物的实例包括聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-亚苯基亚乙烯基]、聚[2-甲氧基-5-(3,7-二甲基辛氧基)-1,4-亚苯基亚乙烯基]和聚[(2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-亚苯基亚乙烯基)-共-(4,4'-亚联苯基亚乙烯基)]。
[0255]
聚芴化合物的实例包括聚(9,9'-双十二烷基芴基-2,7-二基)、聚[(9,9-二辛基-2,7-二亚乙烯基芴)-交替-共-(9,10-蒽)]、聚[(9,9-二辛基-2,7-二亚乙烯基芴)-交替-共-(4,4'-联亚苯基)]、聚[(9,9-二辛基-2,7-二亚乙烯基芴)-交替-共-(2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-亚苯基)]和聚[(9,9-二辛基-2,7-二基)-共-(1,4-(2,5)-二己氧基)苯)]。
[0256]
聚亚苯基化合物的实例包括聚[2,5-二辛氧基-1,4-亚苯基]和聚[2,5-二(2-乙基己氧基-1,4-亚苯基])。
[0257]
聚芳胺化合物的实例包括聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-交替-共-(n,n'-二苯基)-n,n'-二(对-己基苯基)-1,4-二氨基苯]、聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-交替-共-(n,n'-双(4-辛氧基苯基)联苯胺-n,n'-(1,4-二亚苯基)]、聚[(n,n'-双(4-辛氧基苯基)联苯胺-n,n'-(1,4-二亚苯基)]、聚[(n,n'-双(4-(2-乙基己氧基)苯基)联苯胺-n,n'-(1,4-二亚苯基)]、聚[苯基亚氨基-1,4-亚苯基亚乙烯基-2,5-二辛氧基-1,4-亚苯基亚乙烯基-1,4-亚苯基]、聚[对甲苯酰亚氨基-1,4-亚苯基亚乙烯基-2,5-二(2-乙基己氧基)-1,4-亚苯基亚乙烯基-1,4-亚苯基]和聚[4-(2-乙基己氧基)苯基亚氨基-1,4-亚苯基]。
[0258]
聚噻二唑化合物的实例包括聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-交替-共-(1,4-苯并(2,1',3)噻二唑]和聚(3,4-二癸基噻吩)-共-(1,4-苯并(2,1',3)噻二唑)。
[0259]
其中，就载流子迁移率和电离电位而言，聚噻吩化合物和聚芳胺化合物是优选的。
[0260]
可以将各种添加剂添加到空穴传输材料中。
[0261]
添加剂的实例包括碱性化合物和碱金属盐，诸如金属碘化物(例如，碘、碘化锂、碘化钠、碘化钾、碘化铯、碘化钙、碘化铜、碘化铁和碘化银)、季铵盐(例如，四烷基碘化铵和碘化吡啶)、金属溴化物(例如溴化锂、溴化钠、溴化钾、溴化铯和溴化钙)、季铵化合物的溴盐(例如四烷基溴化铵和溴化吡啶)、金属氯化物(例如，氯化铜和氯化银)、金属乙酸盐(例如，乙酸铜、乙酸银和乙酸钯)、金属硫酸盐(例如，硫酸铜和硫酸锌)、金属络合物(例如，亚铁氰酸盐-铁氰酸盐和二茂铁-二茂铁离子)、硫化合物(例如，多硫化钠和烷基硫醇-烷基二硫化物)、紫精染料、对苯二酚、inorg.chem.35(1996)1168中描述的离子液体(例如，1,2-二甲基-3-正丙基碘化咪唑、1-甲基-3-正己基碘化咪唑、1,2-二甲基-3-乙基咪唑三氟甲磺酸盐、1-甲基-3-丁基咪唑九氟丁基磺酸盐和1-甲基-3-乙基咪唑双(三氟甲基)磺酰亚胺)、吡啶、4-叔丁基吡啶、苯并咪唑及其衍生物。
[0262]
空穴传输层的平均厚度没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择。空穴传输层优选地具有空穴传输层进入多孔电子传输层的孔的结构。平均厚度为0.01μm或更大且20μm或更小的空穴传输层优选地设置在电子传输层上，平均厚度为0.1μm或更大且10μm或更小的空穴传输层更优选地设置在电子传输层上，平均厚度为0.2μm或更大且2μm或更小的空穴传输层仍更优选地设置在电子传输层上。
[0263]
空穴传输层可以直接形成在吸附光敏化合物的电子传输层上。生产空穴传输层的方法没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择。方法的实例包括用于在真空下形成薄膜的方法，诸如真空沉积法和湿式成膜法。其中，特别地，湿式成膜法是优选的，就生产成本而言，在电子传输层上进行涂布的方法是优选的。
[0264]
当使用湿式成膜法时，涂布方法没有特别限制并且可以根据本领域已知的方法进行。其实例包括浸渍法、喷涂法、线棒法、旋涂法、辊涂法、刮刀涂布法、凹版涂布法和模涂法。湿式印刷法的实例包括各种方法，诸如凸版印刷、胶版印刷、凹版印刷、线雕凹印、橡胶版印刷和丝网印刷。
[0265]
膜可以在温度和压力低于临界点的超临界流体或亚临界流体中形成。超临界流体没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择，只要它在超过气体和液体可以共存的极限(临界点)的温度和压力区域中作为不可冷凝的高密度流体，即使压缩下也不冷凝并且在处于等于或大于临界温度和临界压力的状态中为流体即可。超临界流体优选地是具有低临界温度的超临界流体。
[0266]
超临界流体的实例包括一氧化碳、二氧化碳、氨、氮、水、醇溶剂、烃溶剂、卤素溶剂和醚溶剂。
[0267]
醇溶剂的实例包括甲醇、乙醇和正丁醇。
[0268]
烃溶剂的实例包括乙烷、丙烷、2,3-二甲基丁烷、苯和甲苯。卤素溶剂的实例包括二氯甲烷和三氟氯甲烷。
[0269]
醚溶剂的实例包括二甲醚。
[0270]
这些可以单独使用或组合使用。
[0271]
其中，由于二氧化碳具有7.3mpa的临界压力和31℃的临界温度，因此可以容易产生超临界状态，具有不燃性，并且容易处理，其是优选的。
[0272]
亚临界流体没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择，只要它在临界点附
近的温度和压力区域中作为高压液体存在即可。作为超临界流体示例的化合物可以适当地用作亚临界流体。
[0273]
超临界流体的临界温度和临界压力没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择。其临界温度优选地为-273℃或更高且300℃或更低，更优选地为0℃或更高且200℃或更低。
[0274]
除了超临界流体和亚临界流体之外，还可以组合使用有机溶剂或夹带剂。通过添加有机溶剂或夹带剂，可以更容易地调节在超临界流体中的溶解度。
[0275]
有机溶剂没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择。其实例包括酮溶剂、酯溶剂、醚溶剂、酰胺溶剂、卤代烃溶剂和烃溶剂。
[0276]
酮溶剂的实例包括丙酮、甲基乙基酮和甲基异丁基酮。
[0277]
酯溶剂的实例包括甲酸乙酯、乙酸乙酯和乙酸正丁酯。
[0278]
醚溶剂的实例包括二异丙醚、二甲氧基乙烷、四氢呋喃、二氧戊环和二烷。
[0279]
酰胺溶剂的实例包括n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺和n-甲基-2-吡咯烷酮。
[0280]
卤代烃溶剂的实例包括二氯甲烷、氯仿、溴仿、甲基碘、二氯乙烷、三氯乙烷、三氯乙烯、氯苯、邻二氯苯、氟苯、溴苯、碘苯和1-氯萘。
[0281]
烃溶剂的实例包括正戊烷、正己烷、正辛烷、1,5-己二烯、环己烷、甲基环己烷、环己二烯、苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、乙苯和异丙基苯。
[0282]
这些可以单独使用或组合使用。
[0283]
在已在其上吸附光敏化合物的电子传输层上层压空穴传输材料后，可以进行加压处理步骤。加压处理允许空穴传输材料进一步粘附到为多孔电极的电子传输层，这可以提高效率。
[0284]
加压处理的方法没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择。方法的实例包括使用以ir压片成型设备为代表的板的加压成型法和使用辊的辊压法。
[0285]
压力优选为10kgf/cm2或更大，更优选地为30kgf/cm2或更大。
[0286]
加压处理的时间没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择。其时间优选地为1小时或更短。另外，也可以在加压处理时施加热。在加压处理时，可以在加压机和电极之间设置脱模剂。
[0287]
脱模剂的实例包括氟树脂，诸如聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、全氟烷氧基氟树脂、聚偏氟乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、乙烯-三氟氯乙烯共聚物和聚氟乙烯。这些可以单独使用或组合使用。
[0288]
在加压处理步骤之后但在设置第二电极之前，可以在空穴传输材料和第二电极之间设置金属氧化物。
[0289]
金属氧化物的实例包括氧化钼、氧化钨、氧化钒和氧化镍。这些可以单独使用或组合使用。其中，氧化钼是优选的。
[0290]
将金属氧化物设置在空穴传输层上的方法没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择。方法的实例包括在真空中形成薄膜的方法(例如，溅射法和真空气相沉积法)，以及湿式成膜法。
[0291]
湿式成膜法优选地是制备通过分散金属氧化物的粉末或溶胶而获得的糊剂并将
其涂布在空穴传输层上的方法。在使用湿式成膜法的情况下，涂布方法没有特别限制并且可以根据本领域已知的方法进行。涂布方法的实例包括浸渍法、喷涂法、线棒法、旋涂法、辊涂法、刮刀涂布法、凹版涂布法和模涂法。作为湿式印刷法，可以使用诸如凸版印刷、胶版印刷、凹版印刷、线雕凹印、橡胶版印刷和丝网印刷等各种方法。
[0292]
涂布的金属氧化物的平均厚度优选地为0.1nm或更大且50nm或更小，更优选地为1nm或更大且10nm或更小。
[0293]
《第二电极》
[0294]
光电转换元件包括第二电极。
[0295]
第二电极可以形成在空穴传输层上或空穴传输层上的金属氧化物上。在第二电极中可以使用与第一电极相同的电极。当可以充分保持强度时，并不总是需要载体。
[0296]
第二电极的材料的实例包括金属、碳化合物、导电金属氧化物和导电聚合物。
[0297]
金属的实例包括铂、金、银、铜和铝。
[0298]
碳化合物的实例包括石墨、富勒烯、碳纳米管和石墨烯。
[0299]
导电金属氧化物的实例包括ito、fto和ato。
[0300]
导电聚合物的实例包括聚噻吩和聚苯胺。
[0301]
这些可以单独使用或组合使用。
[0302]
将这些金属氧化物提供在空穴传输材料上的方法没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择。方法的实例包括：在真空下形成薄膜的方法，诸如溅射法或真空沉积法；以及湿式成膜法。
[0303]
湿式成膜法优选地是制备分散金属氧化物的粉末或溶胶的糊剂，然后将该糊剂涂布在空穴传输层上的方法。
[0304]
当使用湿式成膜法时，涂布方法没有特别限制并且可以根据本领域已知的方法进行。
[0305]
其实例包括浸渍法、喷涂法、线棒法、旋涂法、辊涂法、刮刀涂布法、凹版涂布法和模涂法。湿式印刷法的实例包括诸如凸版印刷、胶版印刷、凹版印刷、线雕凹印、橡胶版印刷和丝网印刷等的各种方法。膜厚度优选地为0.1nm或更大且50nm或更小，更优选地为1nm或更大且10nm或更小。
[0306]
第二电极是在形成空穴传输层之后或在上述金属氧化物上新设置的。
[0307]
在第二电极中一般可使用与第一电极相同的电极。在充分确保强度或密封性的构造中，并不总需要载体。
[0308]
第二电极可以根据所使用的材料的种类和空穴传输层的种类，通过诸如涂布法、层压法、沉积法、cvd法和糊剂法(pasting method)等方法适当地形成在空穴传输层上。
[0309]
在光电转换元件中，优选的是，第一电极和第二电极中的至少一个是基本上透明的。优选地，第一电极的一侧是透明的，并且使用从第一电极一侧接收入射光的方法。在这种情况下，在第二电极的一侧优选地使用反射光的材料，并且优选地使用玻璃、塑料或在其上沉积有金属或导电氧化物的金属薄膜。此外，在要接收入射光的一侧设置抗反射层是有效的手段。
[0310]
《密封部》
[0311]
优选地包括密封部，其构造成至少将光电转换层与外部环境屏蔽。
[0312]
密封部由一对基板夹持，至少电子传输层和空穴传输层可以与外部环境屏蔽，并且光电转换元件的密封部可以包括中空部。
[0313]
密封构件的位置没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择，只要密封构件设置在至少电子传输层和空穴传输层与外部环境屏蔽的位置处即可。例如，密封构件可以设置在整个表面上以覆盖电子传输层、空穴传输层和第二电极。可选地，基板可以设置在第二电极上方，并且密封构件可以设置在基板的外边缘处以便将密封构件附接到第一基板、第一电极和空穴阻挡层中的至少一个。
[0314]
在如后所述的设置基板且在基板的外边缘设置密封构件的构造中，可以在光电转换元件或光电转换模块内设置中空部。中空部可以控制氧气和湿度，并有效提高输出或耐久性。
[0315]
在密封部和光电转换层彼此接触的情况下，当光电转换元件因机械应力而变形时，光电转换层可能由于密封部的拉伸而破裂(剥离、开裂)。就随时间的耐久性而言，未固化的单体组分等可能随时间从密封部流出以侵蚀光电转换层。
[0316]
因此，在本公开内容中，设置密封部以便包围光电转换层的周边。如图26所述，设置在每侧的密封部9的宽度在宽度方向上具有最小宽度a和最大宽度b。最小宽度a和最大宽度b在密封部的边界处或在密封部的主体处给出。最大宽度b与最小宽度a的比率(b/a)优选地为1.02或更大且5.0或更小，更优选地为1.09或更大且3.0或更小。当比率(b/a)为1.02或更大且5.0或更小时，位移量根据光电转换元件由于机械应力的变形而变大，并且可以在保持对高温和高湿度的高耐久性的同时提高对机械应力的耐久性。
[0317]
密封部与第二电极的距离c优选地为30μm或更大，更优选地为50μm或更大，仍更优选地为100μm或更大。满足30μm或更大的距离c是有利的，因为即使当从密封树脂渗出时单体组分也几乎不到达发电层。
[0318]
最小宽度a、最大宽度b和距离c可以通过例如光学显微镜和显微镜来测量。
[0319]
密封部在宽度方向上的形状没有特别限制，只要满足比率(b/a)和距离c的范围即可。形状的实例包括弯曲形状、矩形形状和楔形形状。这些可以单独使用，或者多种形状可以混合。形状的周期性没有特别限制。形状的周期性可以是随机的或可以是周期性的。
[0320]
在本公开内容中，优选地，光电转换层的周边部的至少一部分包括缺失部，并且密封部设置在缺失部与第二基板之间。
[0321]
由于通过缺失部形成了微细的凹凸部，因此通过锚固效应提高了对密封部的粘附性，并且在保持对高温和高湿度的高耐久性的同时可以提高对机械应力的耐久性。
[0322]
密封构件没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择，只要它抑制空气的水蒸气进入即可。密封构件的实例包括低熔点烧结玻璃、诸如环氧树脂和丙烯酸类树脂等的紫外线可固化树脂、以及热固性树脂。这些可以单独使用或组合使用。除了上述构成材料之外，还可以混合干燥剂以进一步抑制水蒸气的进入。
[0323]
在本公开内容中，优选地使用环氧树脂作为密封构件。
[0324]
在将环氧树脂用作密封构件并且空穴传输层包含选自通式(1)表示的叔胺化合物和通式(2)表示的叔胺化合物中的至少一种的情况下，即使光电转换元件在高温和高湿度条件下保存时，也能保持保存前所获得的高输出。
[0325]
另外，由于可以良好地维持固化产品的柔性和对基板的粘附性，因此也可以获得
良好的机械耐久性。
[0326]
环氧树脂没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择，只要它是通过固化在其分子中包括环氧基团的单体或低聚物而获得的树脂即可。环氧树脂的实例包括水分散型环氧树脂、非溶剂型环氧树脂、固体型环氧树脂、热固性环氧树脂、固化剂混合环氧树脂和紫外线可固化环氧树脂。其中，热固性环氧树脂和紫外线可固化环氧树脂是优选的，紫外线可固化环氧树脂是更优选的。注意，可以加热紫外线可固化环氧树脂。
[0327]
环氧树脂的实例包括双酚a基环氧树脂、双酚f基环氧树脂、酚醛清漆基环氧树脂、脂环族环氧树脂、长链脂肪族环氧树脂、缩水甘油胺基环氧树脂、缩水甘油醚基环氧树脂和缩水甘油酯基环氧树脂。这些可以单独使用或组合使用。
[0328]
如果需要，环氧树脂可以包括固化剂和各种添加剂。
[0329]
固化剂的实例包括胺基固化剂、酸酐基固化剂、聚酰胺基固化剂和其他固化剂。
[0330]
胺基固化剂的实例包括：诸如二亚乙基三胺和三亚乙基四胺等的脂肪族多胺；以及诸如甲基苯二胺、二氨基二苯甲烷和二氨基二苯砜等的芳族多胺。
[0331]
酸酐基固化剂的实例包括邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基萘二酸酐、均苯四酸酐、het酸酐和十二烯基琥珀酸酐。
[0332]
其他固化剂的实例包括咪唑和聚硫醇。这些可以单独使用或组合使用。
[0333]
添加剂的实例包括填料、间隔物、聚合引发剂、干燥剂(吸湿剂)、固化促进剂、偶联剂、增韧剂、着色剂、阻燃助剂、抗氧化剂和有机溶剂。这些可以单独使用或组合使用。其中，填料、间隙剂(gap agent)、固化促进剂、聚合引发剂和干燥剂(吸湿剂)是优选的，并且填料和聚合引发剂是特别优选的。
[0334]-填料-[0335]
填料在防止外部环境下的水分或氧气进入方面是有效的。此外，填料可以获得诸如降低固化时的体积收缩、降低固化或加热时产生的气体量、提高机械强度以及控制导热性或流动性等效果，并且在本公开内容中在各种环境下保持稳定输出方面非常有效。
[0336]
关于光电转换元件的输出特性或耐久性，不仅不能忽略从外部环境进入光电转换元件的水分或氧气的影响，而且不能忽略在加热和固化密封构件时产生的气体的影响。特别地，加热时产生的气体的影响极大地影响光电转换元件在高温环境下保存时的输出特性。
[0337]
在这种情况下，当填料、间隙剂和干燥剂包含在密封构件中时，它们可以防止水分或氧气的进入，并且可以减少使用的密封构件的量，从而使得可以获得减少气体产生的效果。这不仅在固化时有效，而且在光电转换元件在高温环境下保存时也有效。
[0338]
填料没有特别限制并且可以使用已知的产品。填料的优选实例包括无机填料，诸如结晶或无定形二氧化硅、滑石、氧化铝、氮化铝、氮化硅、硅酸钙和碳酸钙。这些可以单独使用或组合使用。
[0339]
填料的平均初级粒径优选地为0.1μm或更大且10μm或更小，更优选地为1μm或更大且5μm或更小。满足0.1μm或更大且10μm或更小的填料的平均初级粒径是有效的，因为可以充分实现防止水分或氧气进入的效果，粘度变得适当，对基板的粘附性或消泡性得到改进，实现了对密封部的宽度和可加工性的控制。
[0340]
优选的是，填料均匀地设置在密封部中。这使得可以充分获得抑制水分或氧气进
入的效果。当使用间隙剂或间隔物时，填料的密度低的层可能在其边界附近形成。在这种情况下，通过在密封部的宽度方向上延长填料密度低的层的距离，可以充分获得抑制水分或氧气进入的效果。填料的密度可以通过例如扫描电子显微镜(sem)来测量。
[0341]
相对于密封构件的总量，填料的量优选地为10质量份或更大且90质量份或更小，更优选地为20质量份或更大且70质量份或更小。当填料的量为10质量份或更大且90质量份或更小时，可充分获得防止水分或氧气进入的效果，粘度变得适当，并且粘附性和加工性良好。
[0342]-间隙剂-[0343]
间隙剂称为间隙控制剂或间隔剂，并且可以控制密封部的间隙。例如，当在第一基板或第一电极上设置密封构件并在其上设置第二基板进行密封时，由于间隙剂混合在环氧树脂中，因此密封部的间隙与间隙剂的尺寸相匹配。结果，可以容易地控制密封部的间隙。
[0344]
作为间隙剂，可以使用本领域已知的材料，只要其具有微粒形状和均匀的粒径，并且具有高耐溶剂性和高耐热性即可。具有与环氧树脂的高亲和性且具有球状微粒形状的那些是优选的。其具体实例包括玻璃珠、二氧化硅颗粒和有机树脂颗粒。这些可以单独使用或组合使用。
[0345]
可以根据要设定的密封部的间隙来选择间隙剂的粒径。间隙剂的粒径优选地为1μm或更大且100μm或更小，更优选地为5μm或更大且50μm或更小。
[0346]
作为控制密封部的间隙的另一种方法，可以设置间隔物。
[0347]
间隔物可以设置在任何位置，只要它位于光电转换层的周边部分。例如，间隔物可以设置在例如第一基板上、第一电极上、空穴阻挡层上、缺失层上、第二电极上或第二基板上。间隔物可以设置在前述的组合上。
[0348]
间隔物可以设置在密封部的外侧，或者可以结合在密封部的内部。
[0349]
间隔物的材料没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择，只要它抑制空气的水蒸气进入即可。材料的实例包括，玻璃材料、金属材料、金属氧化物材料、诸如环氧树脂或丙烯酸树脂等的紫外线可固化树脂、以及热固性树脂。这些可以单独使用或组合使用。
[0350]-聚合引发剂-[0351]
聚合引发剂是为了使用热或光引发聚合的目的而添加的材料。
[0352]
热聚合引发剂是通过加热产生诸如自由基或阳离子等活性种类的化合物。热聚合引发剂的具体实例包括诸如2,2'-偶氮二丁腈(aibn)的偶氮化合物以及诸如过氧化苯甲酰(bpo)的过氧化物。热阳离子聚合引发剂的实例包括苯磺酸酯和烷基锍盐。
[0353]
同时，作为光聚合引发剂，在环氧树脂的情况下优选地使用光阳离子聚合引发剂。当光阳离子聚合引发剂与环氧树脂混合并发光时，光阳离子聚合引发剂分解以产生强酸，并且酸引发环氧树脂的聚合。然后，进行固化反应。该光阳离子聚合引发剂具有固化时的体积收缩低、不发生氧抑制、并且保存稳定性高的效果。
[0354]
光阳离子聚合引发剂的实例包括芳族重氮盐、芳族碘盐、芳族锍盐、茂金属化合物和硅烷醇-铝络合物。此外，还可以使用具有通过光的辐照产生酸的功能的光产酸剂。
[0355]
光产酸剂用作引发阳离子聚合的酸。光产酸剂的实例包括盐，诸如离子锍盐基盐和离子碘盐基盐，其包含阳离子部分和阴离子部分。这些可以单独使用或组合使用。
[0356]
相对于密封构件的总量，聚合引发剂的量优选地为0.5质量份或更大且10质量份或更小，更优选地为1质量份或更大且5质量份或更小。满足0.5质量份或更大且10质量份或更小的聚合引发剂的量使得固化适当地进行，可以减少残留的未固化产物，并且可以防止气体产生量过多，其是有效的。
[0357]-干燥剂-[0358]
干燥剂也称为吸湿剂，并且是具有物理或化学吸附或吸收湿气功能的材料。在密封构件中包含干燥剂是有效的，因为在一些情况下可以进一步提高耐湿性并且可以减少逸气的影响。
[0359]
干燥剂优选地是微粒状的。干燥剂的实例包括无机吸水材料，诸如氧化钙、氧化钡、氧化镁、硫酸镁、硫酸钠、氯化钙、硅胶、分子筛和沸石。这些可以单独使用或组合使用。其中，沸石是优选的，因为沸石吸收大量湿气。
[0360]-固化促进剂-[0361]
固化促进剂也称为固化催化剂并且用于促进固化速度的目的。固化促进剂主要用于热固性环氧树脂。
[0362]
固化促进剂的实例包括：叔胺或叔胺盐，诸如dbu(1,8-二氮杂双环(5,4,0)-十一烯-7)和dbn(1,5-二氮杂双环(4,3,0)-壬烯-5)；咪唑基化合物，诸如1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑和2-乙基-4-甲基咪唑；以及膦或盐，诸如三苯基膦和四苯基
·
四苯基硼酸盐等。这些可以单独使用或组合使用。
[0363]-偶联剂-[0364]
偶联剂具有提高分子间的结合力的效果，并且偶联剂的实例包括硅烷偶联剂。其具体实例包括：硅烷偶联剂，诸如3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基甲基二甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基甲基二甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、n-苯基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、n-(2-氨乙基)3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、n-(2-氨基乙基)3-氨基丙基甲基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、n-(2-(乙烯基苄基氨基)乙基)3-氨基丙基三甲氧基硅烷盐酸盐和3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。这些可以单独使用或组合使用。
[0365]
作为密封构件，作为密封材料、密封件材料或粘合剂而商业上可获得的环氧树脂组合物是已知的，并且可以在本公开内容中有效地使用。其中，环氧树脂组合物被开发并且商业上可获得以用于太阳能电池或有机el元件，并且可以特别有效地用于本公开内容。
[0366]
商业上可获得的产品的实例包括产品名称：tb3118、tb3114、tb3124和tb3125f(其均可从threebond获得)，world rock 5910、world rock 5920和world rock 8723(其均可从kyoritsu chemical&co.,ltd.获得)，以及wb90us(p)(可从moresco获得)。
[0367]
环氧树脂组合物在例如日本专利号4918975、日本专利号5812275、日本专利号5835664、日本专利号5930248和日本未审查专利申请公开号2012-136614中公开，并且也可以使用这些环氧树脂组合物。
[0368]
在本公开内容中，也可以有效地使用片状密封材料。
[0369]
片状密封材料是预先在片材上形成有环氧树脂层的片材。作为片材，例如，可以使用具有高阻气性的玻璃或膜，并且片状密封材料相当于本公开内容中的基板。当将片状密封材料粘贴在光电转换元件或光电转换模块的第二电极上，接着进行固化，可以一次形成
密封构件和基板。根据在片材上形成的环氧树脂层的形成图案，可以在光电转换元件中设置中空部，这是有效的。
[0370]
优选地，中空部具体包含氧气。包含氧气可以使得稳定地维持空穴传输层的传输空穴功能持续长时间段，并提高光电转换元件或光电转换模块的耐久性。通过密封设置的光电转换元件内部的中空部的氧浓度只要包含氧就可以实现效果。氧浓度优选为1.0体积％或更大且21.0体积％或更小，更优选地为3.0体积％或更大且15.0体积％或更小。
[0371]
通过在设定了氧浓度的手套箱中进行密封，可以控制中空部的氧浓度。氧浓度可以通过使用具有特定氧浓度的气瓶的方法或通过使用氮气发生器的方法来设定。手套箱中的氧浓度使用商业上可获得的氧浓度计或氧监测仪来测量。
[0372]
通过密封形成的中空部内部的氧浓度可以通过例如大气压电离质谱仪(api-ms)来测量。具体而言，将光电转换元件或光电转换模块放置在填充有惰性气体的腔室中，并且在腔室中打开密封部。然后，通过api-ms对腔室中的气体进行定量分析，并对中空部中含有的气体中的所有组分进行定量。可以计算氧气与所有组分的总和的比率以确定氧浓度。
[0373]
除了氧气以外的气体优选地为惰性气体。惰性气体的实例包括氮气和氩气。
[0374]
在进行密封时，优选地控制手套箱内的氧浓度和露点，这样的控制对于提高输出和耐久性是有效的。
[0375]
露点定义为当含有水蒸气的气体冷却时冷凝开始的温度。
[0376]
露点优选地为0℃或更低，更优选地为-20℃或更低。其下限优选地为-50℃或更高。
[0377]
此外，钝化层可以设置在第二电极和密封构件之间。钝化层没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择。例如，氧化铝、氮化硅和氧化硅是优选的。
[0378]
形成密封构件的方法没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择。方法的实例包括分配法、线棒法、旋涂法、辊涂法、刮刀涂布法、凹版涂布法、凸版印刷、胶版印刷、线雕凹印、橡胶板印刷和丝网印刷。
[0379]
《缺失部(deletion part)》
[0380]
缺失部分优选地设置在光电转换层的周边部分的至少一部分上。
[0381]
本公开内容中的缺失部优选地包括缺失层。
[0382]
缺失层可以形成在第一基板上，可以形成在第一电极上，可以形成在空穴阻挡层上，或者可以形成在前述的组合上。
[0383]
缺失部优选地具有凹凸部。
[0384]
包含在缺失部中的缺失层的最大厚度优选地为5nm或更大且1,000nm或更小，更优选地为10nm或更大且300nm或更小。
[0385]
最小厚度优选地为最大厚度的1/10或更小，更优选地为0nm。
[0386]
当最小厚度为0nm时，在缺失部中包括缺失层的区域的百分比优选地为30％或更大且95％或更小，更优选地为40％或更大且80％或更小。
[0387]
凸部的形状可以是周期性结构，或者可以是随机结构。凸部的形状可以是颗粒结合的结构。
[0388]
凹部可以用密封构件充分地填充。
[0389]
填充状态可以通过扫描电子显微镜(sem)来确认。
[0390]
当最大厚度和最小厚度落在优选范围内时，利用精细凹凸部的锚固效果提高对密封部的粘附性。此外，缺失层在基板和密封部之间的边界处起到填料的作用，以延迟湿气的进入。此外，在保持对高温和高湿度的高耐久性的同时，可以提高对机械应力的耐久性。
[0391]
缺失层优选地包含与空穴阻挡层相同的材料。当缺失层包含与空穴阻挡层相同的材料时，缺失层和空穴阻挡层彼此牢固地粘附。结果，在保持对高温和高湿度的高耐久性的同时，可以提高对机械应力的耐久性。
[0392]
缺失层优选包含一种或多种光电转换层的构成材料，并且更优选地包含至少与电子传输层的材料相同的材料。
[0393]
缺失层优选地包含氧化物半导体，更优选地包含氧化钛、氧化锌、氧化锡和氧化铌，特别优选地包含氧化钛。缺失层还可以进一步包含光敏化合物和空穴传输层。为了防止密封构件的固化失败，缺失层更优选地不包括空穴传输层。
[0394]
缺失层是由去除每一层时获得的残余物形成的。
[0395]
除了厚度测量外，残余物还可以通过表面的元素分析来确认。可以通过使用例如能量色散x射线光谱sem-edx的测量来检测构成电子传输层或空穴传输层的元素来进行确认。
[0396]
确认最大厚度和最小厚度的方法没有特别限制。最大厚度和最小厚度可以通过已知手段来确认。最大厚度和最小厚度可以通过例如扫描电子显微镜(sem)来测量。
[0397]
形成用于确认厚度的横截面的方法没有特别限制并且可以使用常规现有的手段。可以通过诸如金刚石切割锯、金刚石线锯、离子铣削和聚焦离子束处理(fib)等的已知手段来形成横截面。
[0398]
缺失层的厚度以纳米为单位。因此，当使用例如扫描电子显微镜(sem)测量缺失层时，在可识别的视觉范围内进行测量。例如，图27所述的测量条件(加速电压：3kv，孔径：60μm)是优选的。在此，关于0nm的最小厚度，在图27中所述的测量条件(加速电压：3kv，孔径：60μm)下不能确认缺失层的地方被认为是0mm。
[0399]
可以使用扫描电子显微镜(sem)评价缺失部中包括缺失层的区域。如图27所呈现，在约3.8μm的宽度内，可以通过以下等式计算包括缺失的区域。
[0400]
包含缺失层的宽度/整个宽度＝包含缺失层的区域(％)
[0401]
即使在第一基板或第一电极上没有形成凹凸部时，也可以通过缺失层形成精细的凹凸部。例如，与密封部的结合区域在第一基板和第一电极之间具有多个边界，密封构件的润湿性变化并且可能出现粘附性差异。同时，例如，当缺失层覆盖第一基板和第一电极时，与密封部的结合区域通过缺失层变为相同的边界，并且润湿性不改变以及粘附性变得均匀。由于粘附性的差异影响对应力的耐性，因此相同的边界是更优选的。
[0402]
形成缺失层的方法没有特别限制并且可以根据已知方法进行。方法的实例包括喷砂法、喷水法、抛光法、化学蚀刻法和激光加工法。其中，激光加工法是优选的。
[0403]
当使用激光加工法时，激光可以从第一电极一侧或从第二电极一侧发射。然而，激光优选地从第一电极的一侧发射。
[0404]
此外，进行散焦有助于减少对电极的损坏。散焦优选地从-1mm到-10mm。
[0405]
关于处理的时机，在形成空穴传输层的膜后，不仅电子传输层而且空穴传输层优选地同时进行处理。
[0406]
激光的功率优选地为5.0微焦或更大且9.5微焦或更小，更优选地为7.0微焦至9.0微焦。当激光的功率为10微焦或更大时，光电转换特性可能由于对电极的损坏而降低。
[0407]
激光的间距优选地为1微米或更大且80微米或更小，更优选地为10微米或更大且30微米或更小。控制间距可以获得周期性的激光标记。激光标记可以通过例如显微镜来确认。
[0408]
当激光的间距落在优选范围内时，可以以致密(compact)方式形成缺失层，同时防止对电极的损坏，并且可以在保持对高温和高湿度的高耐久性的同时提高对机械应力的耐久性。
[0409]
《第一基板》
[0410]
第一基板的形状、结构和尺寸没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择。
[0411]
第一基板的材料没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择，只要其具有透明度和绝缘性即可。材料的实例包括诸如玻璃、塑料板、塑料薄膜、塑料膜、陶瓷和无机透明晶体物质等的基板。其中，当进行烧制步骤以形成如下所述的电子传输层时，对烧制温度具有耐热性的基板是优选的。此外，第一基板优选地为具有柔性的基板。
[0412]
《第二基板》
[0413]
第二基板没有特别限制并且可以使用已知产品。第二基板的实例包括诸如玻璃、透明塑料板、透明塑料膜、无机透明晶体物质、塑料薄膜和陶瓷等基板。第二基板和密封构件之间的接合部分可以形成凹凸部以便增加粘附性。
[0414]
凹凸部的形成方法没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择。形成方法的实例包括喷砂法、喷水法、砂纸、化学蚀刻法和激光加工法。
[0415]
作为增加第二基板与密封构件之间的粘附性的手段，例如，可以去除表面上的有机物，或者提高亲水性。用于去除第二基板表面上的有机物的手段没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择。手段的实例包括uv臭氧洗涤和氧等离子体处理。
[0416]
《空穴阻挡层》
[0417]
光电转换元件可以包括空穴阻挡层。
[0418]
空穴阻挡层优选地在第一电极和电子传输层之间形成。
[0419]
空穴阻挡层将在光敏化合物中产生并传输到电子传输层的电子传输到第一电极，并且还防止与空穴传输层接触。因此，空穴阻挡层不容易让空穴流动到第一电极，并且可以防止由于电子和空穴的复合而导致的输出降低。与使用电解液的湿式型光电转换元件相比，设置空穴传输层的固体光电转换元件的空穴传输材料中的空穴与电极表面上的电子的复合速度较快。因此，通过形成空穴阻挡层获得的效果相当大。
[0420]
空穴阻挡层的材料没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择，只要材料对可见光透明并且具有电子传输性即可。材料的实例包括：单质半导体，诸如硅和锗；化合物半导体，诸如金属的硫属化物等；以及具有钙钛矿结构的化合物。
[0421]
金属的硫属化物的实例包括：钛、锡、锌、铁、钨、锆、铪、锶、铟、铈、钇、镧、钒、铌和钽的氧化物；镉、锌、铅、银、锑和铋的硫化物；镉和铅的硒化物；以及镉的碲化物。化合物半导体的其他实例包括：锌、镓、铟和镉的磷化物；砷化镓；铜铟硒化物；和铜铟硫化物。
[0422]
具有钙钛矿结构的化合物的实例包括钛酸锶、钛酸钙、钛酸钠、钛酸钡和铌酸钾。
[0423]
其中，氧化物半导体是优选的，氧化钛、氧化铌、氧化镁、氧化铝、氧化锌、氧化钨和
氧化锡是更优选的，氧化钛是仍更优选的。
[0424]
这些可以单独使用或组合使用。这些可以是单层或层压层。这些半导体的晶体类型没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择。晶体类型可以是单晶、多晶或无定形的。
[0425]
空穴阻挡层的成膜法没有特别限制，并且可以根据预期目的适当地选择。方法的实例包括：诸如溶胶-凝胶法和使用四氯化钛的水解法等的湿式成膜；以及诸如溅射等干式成膜。其中，溅射法是优选的。当空穴阻挡层的成膜法是溅射法时，膜密度可以足够高并且可以防止电流损失。
[0426]
空穴阻挡层的平均厚度没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择。空穴阻挡层的平均厚度优选地为5nm或更大且1μm或更小。在湿式成膜中，空穴阻挡层的平均厚度更优选地为500nm或更大且700nm或更小。在干式成膜中，空穴阻挡层的平均厚度更优选地为5nm或更大且30nm或更小。
[0427]
将参照附图详细描述本公开内容的光电转换元件的实施方式。
[0428]
在每个附图中，相同的部件可以用相同的附图标记表示，并且可以省略多余的描述。以下部件的数量、位置、形状等不限于本公开内容的实施方式，可以使用部件的优选数量、位置、形状等来进行本公开内容。
[0429]
《第一实施方式》
[0430]
图1是表示第一实施方式的光电转换元件的一个实例的示意图。在图1的光电转换元件中，在第一基板1上形成第一电极2，并且在第一电极2上形成空穴阻挡层3。在空穴阻挡层3上形成电子传输层4，并且光敏化合物5吸附在构成电子传输层4的电子传输材料的表面上。在电子传输层4的上方和内部形成空穴传输层6，并且在空穴传输层6上形成第二电极7。第二基板8设置在第二电极7上方，并且第二基板8通过在第二基板8和第一电极2之间的密封构件9固定。
[0431]
注意，第一电极2和第二电极7中的每个可以包括构造为允许电流通过每个电极引出端子(未呈现)的路径。
[0432]
图2是图1的第一实施方式的光电转换元件的示意俯视图。如图2所呈现，密封部9设置在第二电极的周边部分。密封部9包括最小宽度a和最大宽度b，并且包括第二电极和密封部9之间的距离c。
[0433]
这种构造使得可以提高防止水分或氧气过量进入的密封效果以及提高对诸如扭转等机械应力的耐久性。
[0434]
《第二实施方式》
[0435]
图3是呈现第二实施方式的光电转换元件的一个实例的示意图。除了设置在第一电极2上的空穴阻挡层3具有与第一电极2相同的尺寸，并且第二基板8通过在第二基板8和空穴阻挡层3之间的密封构件9固定之外，图3的光电转换元件具有与第一实施方式的光电转换元件相同的构造。
[0436]
在第二实施方式中，与上述第一实施方式中相同的部件由相同的附图标记表示，并且将省略重复的描述。
[0437]
《第三实施方式》
[0438]
图4是呈现第三实施方式的光电转换元件的一个实例的示意图。除了在第一电极2
上设置了包括缺失层11的缺失部10，并且第二基板8通过在第二基板8和缺失层11之间的密封构件9固定之外，图4的光电转换元件具有与第一实施方式的光电转换元件相同的构造。
[0439]
在第三实施方式中，与上述第一实施方式中相同的部件由相同的附图标记表示，并且将省略重复的描述。
[0440]
《第四实施方式》
[0441]
图5是呈现第四实施方式的光电转换元件的一个实例的示意图。除了设置在第一电极2上的空穴阻挡层3具有与第一电极2相同的尺寸，包括缺失层11的缺失部10设置在空穴阻挡层3上，并且第二基板8通过在第二基板8和缺失层11之间的密封构件9固定之外，图5的光电转换元件具有与第一实施方式的光电转换元件相同的构造。
[0442]
在第四实施方式中，与上述第一实施方式中相同的部件由相同的附图标记表示，并且将省略重复的描述。
[0443]
《第五实施方式》
[0444]
图6是呈现第五实施方式的光电转换元件的一个实例的示意图。除了设置在第一电极2上的空穴阻挡层3具有与第一电极2相同的尺寸，包括缺失层11的缺失部10设置在空穴阻挡层3上，并且第二基板8通过在第二基板8和缺失层11之间包括间隔物12的密封构件9固定之外，图6的光电转换元件具有与第一实施方式的光电转换元件相同的构造。
[0445]
在第五实施方式中，与上述第一实施例中相同的部件由相同的附图标记表示，并且将省略重复的描述。
[0446]
(光电转换模块)
[0447]
本公开内容的光电转换模块包括光电转换元件设置区域，在该光电转换元件设置区域中，多个光电转换元件邻近彼此设置。多个光电转换元件至少包括第一电极、包含光敏化合物的电子传输层、空穴传输层和第二电极。多个光电转换元件包括密封部，该密封部设置在光电转换元件设置区域的边缘处并构造成将电子传输层与光电转换元件的外部环境屏蔽，并且如果需要则进一步包括其他层。每层可以是单层结构或可以是层压层结构。
[0448]
本公开内容的光电转换模块可以具有这种包括多个光电转换元件的构造。
[0449]
光电转换模块的每层的构造可以具有与光电转换元件相同的构造。
[0450]
光电转换模块的实例包括其中多个光电转换元件串联或并联联接的构造。
[0451]
光电转换模块可以是连续层的形式，其中至少空穴传输层在彼此邻近的至少两个光电转换元件中延伸至彼此。
[0452]
光电转换模块可以具有包括一对基板、该对基板之间的光电转换元件设置区域以及夹在该对基板之间的密封构件的构造。
[0453]
在下文中，将参照附图描述本公开内容的光电转换模块的一个实例。然而，本公开内容不限于此，关于以下构成部件的数量、位置和形状未在本公开内容的实施方式中描述的那些都可以包含在本公开内容的范围内。
[0454]
图7是呈现本公开内容的光电转换模块的一个实例的示意图。图7呈现了包括串联联接的多个光电转换元件的光电转换模块的一部分的横截面的一个实例。
[0455]
在图7中，在形成空穴传输层6之后，形成贯通部13。然后，在其上形成第二电极7，从而在贯通部13内部引入第二电极的材料，这使得电流可以流过邻近电池的第一电极2。注意，第一电极2和第二电极7各自具有进一步邻近的电池的电极或构造成允许电流通过电极
引出端子的路径，这在图7中未呈现。
[0456]
贯通部13可以贯通第一电极2到达第一基板1，或者可以通过停止在第一电极2内部的处理而不到达第一基板1。
[0457]
在贯通部13的形状为贯通第一电极2并到达第一基板1的这种微孔的情况下，当微孔的总开口面积相对于贯通部13的面积过大时，第一电极2的膜的截面积减小，从而增加了电阻值，这可能导致光电转换效率的降低。因此，微孔的总开口面积与贯通部13的面积的比率优选地为5/100或更大且60/100或更小。
[0458]
形成贯通部13的方法没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择。方法的实例包括喷砂法、喷水法、抛光法、化学蚀刻法和激光加工法。其中，激光加工法是优选的。这使得可以在不使用例如砂、蚀刻或抗蚀剂的情况下形成微小孔，并且可以进行具有良好清洁度和再现性的加工。另外，在形成贯通部13时，空穴阻挡层3、电子传输层4、空穴传输层6和第二电极7中的至少一个可以通过使用激光加工法的冲击剥离去除。结果，在层压时不需要设置掩模，并且能够一次容易地进行上述微小贯通部13的去除和形成。
[0459]
(电子设备)
[0460]
本公开内容的电子设备包括本公开内容的光电转换元件和/或光电转换模块，以及构造成由通过光电转换元件和/或光电转换模块的光电转换产生的电力驱动的设备，并且如果需要进一步包括其他设备。
[0461]
(电源模块)
[0462]
本公开内容的电源模块包括本公开内容的光电转换元件和/或光电转换模块以及电源ic，并且如果需要进一步包括其他设备。
[0463]
将描述包括本公开内容的光电转换元件和/或光电转换模块的电子设备的具体实施方式，以及构造成由通过光电转换元件和/或光电转换模块的发电获得的电力驱动的设备。
[0464]
图8呈现了其中鼠标被用作电子设备的一个实例。
[0465]
如图8中所呈现的，将光电转换元件和/或光电转换模块、电源ic和蓄电设备组合，并允许供应的电力传递到鼠标的控制电路的电源。结果，在不使用鼠标时对蓄电设备进行充电，并且可以通过电力驱动鼠标，因此可以获得不需要布线或更换电池的鼠标。因为不需要电池，所以可以减轻其重量，这是有效的。
[0466]
图9是呈现将光电转换元件安装在鼠标中的示意图。光电转换元件、电源ic和蓄电设备安装在鼠标内部，但光电转换元件的上部被透明外壳覆盖，使得光电转换元件接收光。此外，鼠标的整个外壳可以由透明树脂形成。光电转换元件的布置不限于上述。例如，光电转换元件可以布置在即使当鼠标被手覆盖时也可以照射光的位置，并且这种布置可能是优选的。
[0467]
将描述包括本公开内容的光电转换元件和/或光电转换模块的电子设备的另一个实施例，以及构造成由通过光电转换元件和/或光电转换模块的发电获得的电力驱动的设备。
[0468]
图10呈现了将个人计算机中使用的键盘用作电子设备的一个实例。
[0469]
如图10中所呈现，将光电转换元件、电源ic和蓄电设备组合，并允许供应的电力传递到键盘的控制电路的电源。结果，可以在不使用键盘时对蓄电设备进行充电，并且可以通
过该电力驱动键盘。因此，可以获得这种不需要布线或更换电池的键盘。因为不需要电池，所以可以减轻其重量，这是有效的。
[0470]
图11呈现了将光电转换元件安装在键盘中的示意图。将光电转换元件、电源ic和蓄电设备安装在键盘内部，但光电转换元件的上部被透明外壳覆盖，使得光电转换元件接收光。键盘的整个外壳可以由透明树脂制成。光电转换元件的布置不限于上述。
[0471]
在其中用于并入光电转换元件的空间较小的小型键盘的情况下，如图12所呈现，可以在一些键中嵌入小型光电转换元件，这种布置是有效的。
[0472]
将描述包括本公开内容的光电转换元件和/或光电转换模块的电子设备的另一个实施方式，以及构造成由通过光电转换元件和/或光电转换模块的发电获得的电力驱动的设备。
[0473]
图13呈现了其中传感器被用作电子设备一个实例。
[0474]
如图13中所呈现，将光电转换元件、电源ic和蓄电设备组合，使供应的电力通过传感器电路的电源。结果，可以构成传感器模块，而无需连接到外部电源并且无需更换电池。感测目标例如是温度和湿度、照度、人体检测、co2、加速度、uv、噪声、地磁和大气压力，并且这种电子设备可以应用于各种传感器，这是有效的。如图13所呈现，传感器模块构造成定期感测待测量的目标并将读取的数据通过无线通信传输到个人计算机(pc)或智能手机。
[0475]
随着物联网(iot)社会的临近，预期传感器的使用将显著增加。一个接一个地更换众多传感器的电池既费时又不现实。此外，将传感器安装在诸如天花板和墙壁等不易更换电池的位置的事实也使得可操作性变差。此外，由光电转换元件供应电力也是一个显著大的优点。此外，本公开内容的光电转换元件具有如下优点：即使利用低照度的光也可以获得高输出和由于光入射角对输出的依赖性小能够实现高的安装自由度。
[0476]
接着，将描述包括本公开内容的光电转换元件和/或光电转换模块的电子设备的另一个实施方式，以及构造成由通过光电转换元件和/或光电转换模块的发电获得的电力驱动的设备。
[0477]
图14呈现了将转盘用作电子设备的一个实例。
[0478]
如图14中所呈现，将光电转换元件、电源ic和蓄电设备组合，使供应的电力通过转盘控制电路的电源。结果，可以构成转盘而不需要连接到外部电源并且不需要更换电池。
[0479]
例如，转盘用在展示产品的展示柜中。电源的布线会降低展示的外观，而且在更换电池时需要去除展示的产品，这是费时的。使用本公开内容的光电转换元件是有效的，因为可以解决上述问题。
[0480]
《用途》
[0481]
如上所述，上面已经描述了包括本公开内容的光电转换元件和/或光电转换模块的电子设备和构造成由通过光电转换元件和/或光电转换模块的发电获得的电力驱动的设备，以及电源模块。然而，所描述的实施方式仅是可应用实施方式的一部分，并且本公开内容的光电转换元件或光电转换模块的用途不限于上述用途。
[0482]
光电转换元件和/或光电转换模块可以通过将其与例如被构造成控制所产生的电流的电路板组合而应用于例如电源设备。
[0483]
使用电源设备的设备实例包括电子台式计算器、手表、移动电话、电子记事本和电子纸。
[0484]
此外，包括光电转换元件的电源设备可以用作延长充电式或干电池式电子装备的连续操作时间的辅助电源。
[0485]
本公开内容的光电转换元件和光电转换模块可以用作自持电源，并且通过光电转换产生的电力可以用于驱动设备。因为本公开内容的光电转换元件和光电转换模块可以通过光的辐照来发电，所以不需要将电子设备联接到电源或更换电池。因此，可以在没有电源设施的地方驱动电子设备，可以佩戴或携带电子设备，并且即使在不容易更换电池的地方也可以驱动电子设备而不需要更换电池。此外，当使用干电池时，电子设备会因干电池的重量而变重，或者电子设备会因干电池的尺寸而变大。因此，在将电子设备安装在墙壁或天花板上或运输电子设备时可能会出现问题。由于本公开内容的光电转换元件和光电转换模块是轻且薄的，因此它们可以被自由安装，可以佩戴和携带，这是有利的。
[0486]
如上所述，本公开内容的光电转换元件和光电转换模块可用作自持电源，并且可以与各种电子设备组合。例如，本公开内容的光电转换元件和光电转换模块可与诸如显示设备(例如，电子桌上型计算器、手表、手机、电子记事本和电子纸等)、个人计算机的附属设备(例如，鼠标和键盘)、各种传感器设备(例如，温度和湿度传感器以及人体检测传感器)、发射器(例如，信标和全球定位系统(gps))、辅助灯和遥控器等众多电子设备组合使用。
[0487]
本公开内容的光电转换元件和光电转换模块应用广泛，因为它们可以特别地利用低照度的光发电并且可以在室内以及更暗的阴影下发电。此外，光电转换元件和光电转换模块的是高度安全的，因为不会发生在干电池的情况下可见的液体泄漏，也不会发生在纽扣电池的情况下可见的意外吞下。此外，光电转换元件和光电转换模块可以用作辅助电源，用于延长充电式或干电池式电子装备的连续操作时间。如上所述，当本公开内容的光电转换元件和光电转换模块与构造成由通过光电转换元件和光电转换模块的光电转换产生的电力驱动的设备组合时，可以获得轻量且易于使用、具有高安装自由度、无需更换电池、安全性优异以及有效降低环境负荷的电子设备。
[0488]
图15呈现了通过将本公开内容的光电转换元件和/或光电转换模块与构造成由通过光电转换元件和/或光电转换模块产生的电力驱动的设备组合获得的电子设备的基本构造图。当光电转换元件被光辐照时，电子设备可以发电，并且可以引出电力。该设备的电路可以由所产生的电力驱动。
[0489]
由于光电转换元件的输出取决于周边照度而变化，因此图15所呈现的电子设备在一些情况下可能无法被稳定地驱动。在这种情况下，如图16所呈现，可以在光电转换元件和设备的电路之间并入用于光电转换元件的电源ic以便向电路侧供给稳定的电压，并且这种布置是有效的。
[0490]
只要发射足够照度的光，光电转换元件就可以产生电力。然而，当用于产生电力的照度不足时，不能获得期望的电力，这是光电转换元件的缺点。在这种情况下，如图17所呈现，当在电源ic和设备电路之间安装诸如电容器等蓄电设备时，可以将来自光电转换元件的多余电力存储在蓄电设备中。另外，可以将蓄电设备中存储的电力供应到设备电路，从而在照度过低时或者即使在没有光施加到光电转换元件时也能够实现稳定的运行。
[0491]
如上所述，通过将本公开内容的光电转换元件和/或光电转换模块与设备电路组合获得的电子设备即使在没有电源的环境中也可以被驱动，不需要更换电池，并且可以通过与电源ic或蓄电设备组合被稳定地驱动。因此，可以充分利用光电转换元件的优点。
[0492]
同时，本公开内容的光电转换元件和/或光电转换模块也可以用作电源模块，这样的使用是有效的。如图18中所呈现，例如，当本公开内容的光电转换元件和/或光电转换模块与用于光电转换元件的电源ic联接时，可以构成能够以预定电压水平将通过光电转换元件的光电转换所产生的电力供应到电源ic的dc电源模块。
[0493]
此外，如图19中所呈现，当将蓄电设备加入到电源ic时，可以将通过光电转换元件产生的电力存储在蓄电设备中。因此，即使在照度过低时或者即使在没有光施加到光电转换元件上时，也可以构成可向其供应电力的电源模块。
[0494]
图18和图19中呈现的本公开内容的电源模块可以用作电源模块而无需更换电池，就像本领域已知的原电池的情况那样。
[0495]
[实施例]
[0496]
在下文中，将描述本公开内容的实施例。然而，本公开内容不应被解释为限于这些实施例。
[0497]
(实施例1)
[0498]
《光电转换元件的生产》
[0499]
在作为第一基板的玻璃基板上，依次对掺杂铟的氧化锡(ito)和掺杂铌的氧化锡(nto)进行溅射以便成膜，从而获得作为第一电极的ito镀膜玻璃，其为ito导电膜。在ito镀膜玻璃上，通过与氧气的反应性溅射形成由氧化钛形成的致密层作为空穴阻挡层。
[0500]
接着，氧化钛(产品名：p90，从nippon aerosil co.,ltd.获得)(3g)、乙酰丙酮(0.2g)和聚氧乙烯辛基苯基醚(从wako pure chemical industries,ltd.获得)(0.3g)作为表面活性剂与水(5.5g)和乙醇(1.0g)一起进行珠磨处理12小时以制备氧化钛分散液。将聚乙二醇(产品名：聚乙二醇20,000，从wako pure chemical industries,ltd.获得)(1.2g)添加到制备的氧化钛分散液中以制备糊剂。将制备的糊剂涂布在空穴阻挡层上(平均厚度：1.5微米)，在50℃下干燥，并在500℃的空气中烘烤30min以形成多孔电子传输层。
[0501]
将在其上形成电子传输层的玻璃基板浸渍在由下述结构式(a)表示的光敏化化合物(产品名：dn455，从chemicrea inc.获得)(0.2mm)和鹅脱氧胆酸(cdca，从tokyo chemical industry co.,ltd.获得)(0.4mm)的乙腈/叔丁醇(体积比1:1)溶液中。将所得物在黑暗中放置1小时以将光敏化合物吸附在电子传输层的表面上。
[0502]
向以d-7表示的空穴传输材料(246.5mg)的氯苯溶液(1ml)中，添加作为添加剂的双(三氟甲磺酰基)亚胺锂(产品名：litfsi，从tokyo chemical industry co.,ltd.获得)(37.0mg)和以c-1表示的碱性化合物(37.5mg)并使其溶解以制备空穴传输层涂布液。
[0503]
[化学式36]
[0504][0505]
在此，ph表示苯基。
[0506]
在其上吸附了光敏化合物的电子传输层上，使用空穴传输层涂布液通过旋涂形成空穴传输层(平均厚度：600nm)。此时，使用遮蔽胶带保护电子传输层的周边部分以使空穴传输层不会附着到其上。在形成空穴传输层之后，剥离并去除遮蔽胶带。
[0507]
然后，在真空下将银沉积在空穴传输层上，并形成第二电极(平均厚度：100nm)以生产光电转换元件。
[0508]
在形成第二电极后，使用丝网印刷机(从micro-tec co.,ltd.获得)涂布丙烯酸树脂(紫外线可固化型，产品名：tb3035b，从threebond holdings co.,ltd.获得)作为密封构件。宽度方向上的结构可以通过丝网印刷板(从sonocom获得)的印刷图案设计来调整。
[0509]
然后，将氮气引入到手套箱，并将所得物转移至其中。将作为第二基板的盖板玻璃放置在密封构件上并且通过紫外线辐照使密封构件固化。然后，将发电区域密封以生产实施例1的光电转换元件。
[0510]
图20和表1-1呈现了在实施例1中所获得的光电转换元件中具有弯曲形状的密封结构。
[0511]
(实施例2至9)
[0512]
除了改变印刷图案使得密封部将具有如图21所呈现的弯曲形状；并且将密封部的最小宽度a、最大宽度b和距离c的值改变为表1-1所呈现的值之外，以与实施例1中相同的方式生产实施例2至9的光电转换元件。
[0513]
(实施例10至18)
[0514]
除了将密封部改变为环氧树脂(紫外线可固化型，产品名：worldrock no.5910，从kyoritsu chemical&co.,ltd.获得)；并且将密封部的最小宽度a、最大宽度b和距离c的值改变为表1-1中所呈现的值之外，以与实施例2中相同的方式生产实施例10至18的光电转换元件。
[0515]
(实施例19)
[0516]
除了改变印刷图案使得密封部具有如图22所呈现的矩形形状；并且将密封部的最小宽度a、最大宽度b和距离c的值改变为表1-1中所呈现的值之外，以与实施例12中相同的方式生产实施例19的光电转换元件。
[0517]
(实施例20)
[0518]
除了改变印刷图案使得密封部将具有如图23所呈现的楔形；并且将密封部的最小宽度a、最大宽度b和距离c的值改变为表1-1中所呈现的值之外，以与实施例12中相同的方式生产实施例20的光电转换元件。
[0519]
(实施例21)
[0520]
除了在整个基板上涂布电子传输层和空穴传输层；对电子传输层和空穴传输层同时使用激光进行冲击剥离以形成缺失部；并且涂布密封构件之外，与实施例12中相同的方式生产实施例21的光电转换元件。
[0521]
激光从第一电极的一侧发射。激光设备是激光图案化设备(从seishin trading co.,ltd.获得)。振荡器是thg(三次谐波生成)振荡器。功率设定为8.5微焦耳，散焦设定为-5mm，加工间距设定为20微米，并且波长设定为355nm。
[0522]
以如下方式测量缺失层的厚度和表面的元素分析。具体而言，使用金刚石线锯(从meiwafosis co.,ltd.获得，dws3100)切割横截面。在聚焦离子束扫描电子显微镜fib-sem
(从hitachi high-technologies corporation获得)下对横截面进行处理，并且通过能量色散x射线光谱sem-edx(从hitachi high-technologies corporation获得)进行测量。所获得的sem图像和sem的测量条件(加速电压：3kv，孔径：60μm)呈现在图27中，所获得的缺失层的最大厚度和最小厚度以及包含缺失层的区域(％)如表1-1中所呈现。在表面的元素分析中，确认了源自电子传输层的元素(ti)。
[0523]
(实施例22至32)
[0524]
除了调整激光的功率、散焦、加工间距，并且将缺失层的最大厚度和最小厚度以及包含缺失层的区域改变为表1-1和表1-2中所述的那些之外，以与实施例21相同的方式生产实施例22至32的光电转换元件。
[0525]
(实施例33)
[0526]
除了空穴传输层是在没有使用遮蔽胶带进行保护的情况下形成；使用激光对电子传输层的周边部分周围的空穴传输层进行冲击剥离以形成缺失部；并且对密封构件进行涂布之外，以与实施例12相同的方式生产实施例33的光电转换元件。
[0527]
激光从第一电极的一侧发射。激光设备是激光图案化设备(从seishin trading co.,ltd.获得)。振荡器是thg(三次谐波生成)振荡器。功率设定为8.5微焦耳，散焦设定为-5mm，加工间距设定为20微米，并且波长设定为355nm。
[0528]
缺失层的厚度和表面的元素分析以如下方式测量。具体而言，使用金刚石线锯(从meiwafosis co.,ltd.获得，dws3100)切割横截面。在聚焦离子束扫描电子显微镜fib-sem(从hitachi high-technologies corporation获得)下对横截面进行处理，并且通过能量色散x射线光谱sem-edx(从hitachi high-technologies corporation获得)进行测量。所获得的缺失层的最大厚度和最小厚度以及包含缺失层的区域(％)在表1-2呈现。在表面的元素分析中，确认了源自空穴传输层的元素(f、s)。
[0529]
(实施例34和35)
[0530]
除了改变印刷图案使得密封部与第二电极之间的距离c将分别为50μm、100μm之外，以与实施例21相同的方式生产实施例34和35的光电转换元件。
[0531]
(实施例36)
[0532]
除了在密封构件中混合作为间隔物的粒径为40μm的sio2颗粒之外，以与实施例35相同的方式生产实施例36的光电转换元件。
[0533]
(实施例37)
[0534]
除了在无需在其上放置覆盖玻璃的情况下涂布密封构件被并用紫外线(uv)固化以产生厚度为40微米的间隔物，再次涂布密封树脂，并在其上放置覆盖玻璃以进行密封之外，以与实施例35相同的方式生产实施例37的光电转换元件。
[0535]
(实施例38)
[0536]
除了使用激光设备对为第一电极的ito导电膜进行激光蚀刻以将其加工成6孔系基板；在形成空穴传输层之后，通过激光加工形成构造成串联联接光电转换元件的通孔；使用图案化为具有6孔系的掩模在真空下将银沉积在空穴传输层上以形成第二电极(平均厚度：100nm)之外，以与实施例37相同的方式生产实施例38的光电转换模块。
[0537]
(比较实施例1)
[0538]
除了改变印刷图案使得具有相同宽度的密封部以如图24所呈现的线性方式设置；
并且将最小宽度a、最大宽度b和距离c的值改变为表1-2中呈现的值之外，以与实施例1相同的方式生产比较实施例1的光电转换元件。
[0539]
(比较实施例2)
[0540]
除了改变印刷图案使得具有相同宽度的密封部以如图25所呈现的弯曲方式设置；并且将最小宽度a、最大宽度b和距离c的值改变为表1-2中所呈现的值之外，以与实施例1相同的方式生产比较实施例2的光电转换元件。
[0541]
(比较实施例3和4)
[0542]
除了改变印刷图案使得密封部的最小宽度a、最大宽度b和距离c的值分别改变为表1-2中所呈现的值之外，以与实施例1中相同的方式生产比较实施例3和4的光电转换元件。
[0543]
以如下方式测定实施例1至38和比较实施例1至4的所获得的光电转换元件的初始最大输出功率(pmax1)和耐久性维持率(pmax2/pmax1)。结果呈现在表1-1和表1-2中。
[0544]
《初始最大输出功率(pmax1)和耐久性维持率(pmax2/pmax1)》
[0545]
在调整为200lux的白色led的辐照下，使用太阳能电池评价系统(dc电压
·
电流源/监视器，6241a，从adc corporation获得)评价所生产的光电转换元件中的每个的iv特性，以确定初始最大输出功率pmax1(μw/cm2)。
[0546]
然后，支撑所生产的光电转换元件中的每个的三个角部，并且对一个角部进行扭转试验，其中对一个角部施加15n的载荷。在四个角部中的每个处进行扭转试验。
[0547]
另外，将扭转试验后的光电转换元件在调整为200lux的白色led的辐照下，在环境(40℃、90％rh)下保存500小时。然后，再次评价光电转换元件的iv特性以确定高温高湿使用试验后的最大输出功率pmax2(μw/cm2)。将所获得的pmax2除以作为初始值的pmax1以确定“耐久性维持率”(pmax2/pmax1)。
[0548]
[表1-1]
[0549][0550]
[表1-2]
[0551][0552]
由表1-1和表1-2的结果可知，满足“设置在每侧的密封部的宽度在宽度上具有最小宽度a和最大宽度b并且最大宽度b与最小宽度a的比率(b/a)为1.02或更大且5.0或更小”的实施例1至38的光电转换元件在扭转试验中对机械应力的耐久性和随时间的稳定性优
异。
[0553]
具体而言，据信，由于密封部设置在光电转换层周围，当光电转换元件因机械应力而变形时，可以防止光电转换层的损坏(剥离和开裂)；并且位移量可以根据光电转换元件的变形而变大，以防止密封部的剥离或断裂。
[0554]
同时，不满足“设置在每侧的密封部的宽度在宽度方向上具有最小宽度a和最大宽度b并且最大宽度b至最小宽度a的比率(b/a)为1.02或更大且5.0或更小”的比较实施例1至4的光电转换元件不能获得所期望的特性。
[0555]
由以上结果可以看出，本公开内容的光电转换元件在对机械应力的耐久性和随时间的稳定性方面优异。
[0556]
例如，本公开内容的方面如下。
[0557]
《1》一种光电转换元件，其包括：
[0558]
第一基板；
[0559]
第一电极；
[0560]
光电转换层；
[0561]
第二电极；和
[0562]
第二基板，
[0563]
其中，所述光电转换元件包括至少密封所述光电转换层的密封部，
[0564]
设置所述密封部以便包围所述光电转换层的周边，和
[0565]
设置在每侧的所述密封部的宽度在宽度方向上具有最小宽度a和最大宽度b，所述最大宽度b与所述最小宽度a的比率(b/a)为1.02或更大且5.0或更小。
[0566]
《2》根据《1》所述的光电转换元件，
[0567]
其中所述光电转换层的周边部分的至少一部分包括缺失部，
[0568]
所述光电转换元件包括在所述缺失部和所述第二基板之间的密封部，并且
[0569]
所述缺失部包括含有所述光电转换层的一种或多种构成材料的缺失层。
[0570]
《3》根据《2》所述的光电转换元件，
[0571]
其中所述缺失层具有凹凸部。
[0572]
《4》根据《3》所述的光电转换元件，
[0573]
其中所述缺失层的最大厚度为10nm或更大且300nm或更小。
[0574]
《5》根据《3》或《4》所述的光电转换元件，
[0575]
其中所述缺失层的最小厚度为0nm。
[0576]
《6》根据《2》至《5》中任一项所述的光电转换元件，
[0577]
其中所述光电转换层包括电子传输层和空穴传输层，并且
[0578]
所述缺失层包括与所述电子传输层相同的材料。
[0579]
《7》根据《1》至《6》中任一项所述的光电转换元件，
[0580]
其中所述最大宽度b与所述最小宽度a的比率(b/a)为1.09或更大且3.0或更小。
[0581]
《8》根据《1》至《7》中任一项所述的光电转换元件，
[0582]
其中所述密封部与所述第二电极的距离c为30微米或更大。
[0583]
《9》根据《1》至《8》中任一项所述的光电转换元件，
[0584]
其中所述密封部包括环氧树脂。
[0585]
《10》根据《1》至《9》中任一项所述的光电转换元件，
[0586]
其中所述密封部由密封树脂和间隔物形成。
[0587]
《11》一种光电转换模块，其包括
[0588]
多个光电转换元件，所述多个光电转换元件中的每个为根据《1》至《10》中任一项所述的光电转换元件。
[0589]
《12》根据《11》所述的光电转换模块，
[0590]
其中所述多个光电转换元件串联或并联联接。
[0591]
《13》一种电子设备，其包括：
[0592]
根据《1》至《10》中任一项所述的光电转换元件或根据《11》或《12》所述的光电转换模块；和
[0593]
设备，其构造成由通过所述光电转换元件或所述光电转换模块的光电转换产生的电力驱动。
[0594]
《14》一种电源模块，其包括：
[0595]
根据《1》至《10》中任一项所述的光电转换元件或根据《11》或《12》所述的光电转换模块；和
[0596]
电源ic。
[0597]
《15》一种电子设备，其包括：
[0598]
根据《14》所述的电源模块；和
[0599]
一种蓄电设备。
[0600]
根据《1》至《10》中任一项的光电转换元件、根据《11》或《12》的光电转换模块、根据《13》或《15》的电子设备、以及根据《14》的电源模块能够解决传统存在的问题并且能够实现本公开内容的目的。
[0601]
[附图标记列表]
[0602]
1：第一基板
[0603]
2：第一电极
[0604]
3：空穴阻挡层
[0605]
4：电子传输层
[0606]
5：光敏化合物
[0607]
6：空穴传输层
[0608]
7：第二电极
[0609]
8：第二基板
[0610]
9：密封部
[0611]
10：缺失部
[0612]
11：缺失层
[0613]
12：间隔物。