[发明专利]光电转换元件、太阳能电池及组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种光电转换元件、太阳能电池及组合物。

背景技术

光电转换元件用于各种光传感器、复印机、太阳能电池等。太阳能电池作为利用非耗竭性太阳能的电池，其正式的实用化令人期待。其中，盛行对作为敏化剂使用有机染料或Ru联吡啶络合物等的染料敏化太阳能电池的研究开发，光电转换效率达到11％左右。

另一方面，近年来，报道有作为具有钙钛矿型晶体结构的化合物，使用金属卤化物的太阳能电池能够实现比较高的光电转换效率的研究成果，受到了关注(例如非专利文献1)。

以往技术文献

非专利文献

非专利文献1：Science,2012年,vol.338,p.643-647

发明内容

发明要解决的技术课题

使用具有钙钛矿型晶体结构的化合物(以下，还称作“钙钛矿化合物”)的光电转换元件以及太阳能电池在提高光电转换效率上获得了一定成果。但是，使用钙钛矿化合物的光电转换元件以及太阳能电池是近几年才受到了关注，几乎不了解关于光电转换效率以外的电池性能。

光电转换元件及太阳能电池中，除了要求较高的光电转换效率以外，还要求在实际使用的现场环境中能够维持初始性能的耐久性。

但是，已知钙钛矿化合物在高湿环境下易受损。实际上，在高湿环境下，将钙钛矿化合物用作光吸收剂的光电转换元件以及太阳能电池的光电转换效率通常大幅降低。

本发明的课题在于提供一种在感光层中将钙钛矿化合物用作光吸收剂且耐湿性优异的光电转换元件。并且，本发明的课题在于提供一种使用上述光电转换元件的太阳能电池。并且，本发明的课题在于提供一种适于形成上述光电转换元件的感光层的组合物。

用于解决技术课题的手段

本发明人等发现将具有有机阳离子、特定金属阳离子及阴离子的钙钛矿化合物用作光吸收剂的光电转换元件以及太阳能电池中，通过作为有机阳离子的至少一部分使用具有甲硅烷基的有机阳离子，可获得即使在高湿环境下光电转换效率也不易下降的光电转换元件以及太阳能电池。本发明是根据这种发现并通过深入研究而完成的。

即，本发明的上述课题通过以下方法实现。

〔1〕一种光电转换元件，其具有在导电性支承体上具有包含光吸收剂的感光层的第1电极及与第1电极对置的第2电极，其中，

上述光吸收剂包含具备具有有机阳离子、周期表第一族元素以外的金属原子的阳离子及阴离子的钙钛矿型晶体结构的化合物，构成该化合物的上述有机阳离子的至少一部分为具有甲硅烷基的有机阳离子。

〔2〕根据〔1〕所述的光电转换元件，其中，上述具有甲硅烷基的有机阳离子以下述式(1)表示。

R¹₃Si-L-NR²₃⁺式(1)

式中，R¹表示氢原子、烷基、环烷基、烯基、炔基、烷氧基、芳基、杂芳基或脂肪族杂环基。R²表示氢原子、烷基、环烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基或脂肪族杂环基。L表示2价连接基团。

〔3〕根据〔2〕所述的光电转换元件，其中，上述R¹为烷基、芳基或杂芳基。

〔4〕根据〔2〕或〔3〕所述的光电转换元件，其中，上述L为选自亚烷基、亚环烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-O-、-S-及-NR^L-的2价连接基团或组合这些连接基团的2种以上的基团而成的2价连接基团。

R^L表示氢原子或烷基。

〔5〕根据〔4〕所述的光电转换元件，其中，上述L为亚烷基或者亚芳基，或组合亚烷基及亚芳基而成的2价连接基团。

〔6〕根据〔2〕至〔5〕中任一项所述的光电转换元件，其中，以上述式(1)表示的具有甲硅烷基的有机阳离子在上述L中具有亚烷基，上述L与上述NR²₃⁺通过该亚烷基连接。

〔7〕根据〔1〕至〔6〕中任一项所述的光电转换元件，其中，上述具有钙钛矿型晶体结构的化合物具有不包含甲硅烷基的有机阳离子。

〔8〕根据〔7〕所述的光电转换元件，其中，上述具有钙钛矿型晶体结构的化合物中，上述不具有甲硅烷基的有机阳离子相对于上述具有甲硅烷基的有机阳离子的摩尔比满足下述式：

19≤[不具有甲硅烷基的有机阳离子]/[具有甲硅烷基的有机阳离子]≤499。