[发明专利]光电转换元件及太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种光电转换元件及太阳能电池。

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，光电转换效率达到了11％左右。

另一方面，近年来，报道有将具有钙钛矿型晶体结构的金属卤化物用作光吸收剂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中记载有将以CH₃NH₃PbI₂Cl表示的金属卤化物用作光吸收剂的太阳能电池。非专利文献2中记载有如下太阳能电池，即，在CH₃NH₃PbI₍₃-x)Cl_x层上，设置将被聚(3-己基噻吩)包覆的单层碳纳米管埋入绝缘性聚合物的层。

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

非专利文献2：Nano lett，2014，14，p.5561-5568

发明内容

发明要解决的技术课题

将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”)用作光吸收剂的光电转换元件在光电转换效率的提高上可获得一定成果。但是，将钙钛矿化合物用作光吸收剂的光电转换元件中，初始(制造时的)光电转换效率易产生偏差，作为太阳能电池实用化时，要求减少元件之间的初始性能的偏差。并且，通常，随着时间经过，使用钙钛矿化合物的光电转换元件的光电转换效率(电池性能)易下降。而且，得知该经过规定期间之后的光电转换效率的下降量在元件之间大幅变动，除了初始的光电转换效率的偏差以外，光电转换效率的稳定性也并不充分。

本发明的课题在于，提供一种即使是将钙钛矿化合物用作光吸收剂的光电转换元件，元件之间的初始光电转换效率的偏差也较小，而且光电转换效率的稳定性也优异的光电转换元件及太阳能电池。

用于解决技术课题的手段

本发明人等发现了如下内容，即，将钙钛矿化合物用作光吸收剂的光电转换元件及太阳能电池中，在包含钙钛矿型光吸收剂的感光层的上方设置含有导电性微粒及聚合物的粒子含有层，进一步在该粒子含有层与感光层之间设置不含有导电性微粒的电荷传输层，由此可获得不仅初始的光电转换效率的偏差被抑制，经过规定期间之后的光电转换效率的下降量的偏差(耐久性偏差)也被抑制的光电转换元件以及太阳能电池。本发明是鉴于该发现，进一步进行研究来完成的。

即，通过以下方案解决了上述课题。

＜1＞一种光电转换元件，其具有：

第1电极，在导电性支撑体上具有包含钙钛矿型光吸收剂的感光层；

粒子含有层，位于第1电极上且含有导电性微粒及聚合物；及

电荷传输层，位于感光层与粒子含有层之间且不含有导电性微粒。

＜2＞根据＜1＞所述的光电转换元件，其中，电荷传输层为空穴传输层。

＜3＞根据＜1＞或＜2＞所述的光电转换元件，其中，聚合物为绝缘材料。

＜4＞根据＜1＞至＜3＞中任一项所述的光电转换元件，其中，导电性微粒为碳材料的微粒。

＜5＞根据＜1＞至＜4＞中任一项所述的光电转换元件，其中，在粒子含有层上具有与第1电极对置的第2电极。

＜6＞根据＜1＞至＜4＞中任一项所述的光电转换元件，其中，粒子含有层兼作与第1电极对置的第2电极。

＜7＞根据＜1＞至＜6＞中任一项所述的光电转换元件，其中，钙钛矿型光吸收剂包含具有钙钛矿型晶体结构的化合物，所述钙钛矿型晶体结构具有周期表第一族元素或者阳离子性有机基团A的阳离子、周期表第一族元素以外的金属原子的阳离子及阴离子性原子或者原子团X的阴离子。

＜8＞根据＜1＞至＜7＞中任一项所述的光电转换元件，其中，在导电性支撑体与感光层之间具有多孔质层。

＜9＞一种太阳能电池，其使用上述＜1＞至＜8＞中任一项所述的光电转换元件。

本说明书中，关于各式的表述，为了便于理解化合物的化学结构，有时将一部分标记为示性式。随此，各式中，将部分结构称作(取代)基、离子或原子等，但本说明书中，这些除了表示(取代)基、离子或原子等以外，有时还表示构成以上述式表示的(取代)基或者离子的元素团或元素。