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JP2014192188A - Organic thin film solar cell, method for manufacturing the same, and electronic apparatus - Google Patents

Organic thin film solar cell, method for manufacturing the same, and electronic apparatus Download PDF

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Publication number
JP2014192188A
JP2014192188A JP2013063512A JP2013063512A JP2014192188A JP 2014192188 A JP2014192188 A JP 2014192188A JP 2013063512 A JP2013063512 A JP 2013063512A JP 2013063512 A JP2013063512 A JP 2013063512A JP 2014192188 A JP2014192188 A JP 2014192188A
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JP
Japan
Prior art keywords
layer
solar cell
organic thin
film solar
electrode layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP2013063512A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoichi Aoki
陽一 青木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Rohm Co Ltd filed Critical Rohm Co Ltd
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Priority to PCT/JP2013/084287 priority patent/WO2014136359A1/en
Publication of JP2014192188A publication Critical patent/JP2014192188A/en
Priority to US14/846,873 priority patent/US9496513B2/en
Priority to US15/288,421 priority patent/US9728736B2/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic thin film solar cell with a simple structure which reduces manufacturing steps and improve its design, and whose weight and thickness can be lighten and made thin respectively, a method for manufacturing the same and an electronic apparatus.SOLUTION: An organic thin film solar cell 1 comprises a substrate 10; a first electrode layer 11 arranged on the substrate; a hole transport layer 12 arranged on the first electrode layer; a bulk-hetero junction organic active layer 14 arranged on the hole transport layer; a second electrode layer 16 arranged on the bulk-hetero junction organic active layer; a passivation layer 26 arranged on the second electrode layer; a colorized barrier layer 28 arranged on the passivation layer; and a back sheet passivation layer 30 arranged on the colorized barrier layer. A method for manufacturing the same is provided. The organic thin film solar cell 1 is mounted in an electronic apparatus.

Description

本発明は、有機薄膜太陽電池およびその製造方法、および電子機器に関し、特に安価で耐久性が向上し、かつ軽量化・薄層化可能な有機薄膜太陽電池およびその製造方法、および電子機器に関する。   The present invention relates to an organic thin film solar cell, a manufacturing method thereof, and an electronic device, and more particularly to an organic thin film solar cell that is inexpensive, has improved durability, and can be reduced in weight and thickness, a manufacturing method thereof, and an electronic device.

極薄、軽量、フレキシブルを特徴とする有機薄膜太陽電池は、常温、大気圧下でインクジェット法などの印刷法により製造されるため、形状の自由度が高く、意匠性に優れた太陽電池が実現可能である(例えば、特許文献1参照。)。   Organic thin-film solar cells featuring ultra-thin, light weight, and flexibility are manufactured by printing methods such as the ink-jet method at room temperature and atmospheric pressure, realizing a high degree of freedom in shape and excellent design. It is possible (for example, refer to Patent Document 1).

特表2007−534119号公報Special table 2007-534119 gazette

従来、アモルファスシリコン太陽電池などにおいて、意匠性のある太陽電池を作製する際は、セルを任意のパターンで作製した後、背面に配色したバックシートなどを貼り合わせていた。   Conventionally, when producing a solar cell having a design property in an amorphous silicon solar cell or the like, after a cell is produced in an arbitrary pattern, a back sheet or the like colored on the back surface is bonded.

本発明の目的は、構造が簡単で作製工程が減少し、意匠性の向上し、かつ軽量化・薄層化可能な有機薄膜太陽電池およびその製造方法、および電子機器を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an organic thin film solar cell that has a simple structure, reduces manufacturing steps, improves designability, and can be reduced in weight and thickness, a manufacturing method thereof, and an electronic device.

上記目的を達成するための本発明の一態様によれば、基板と、前記基板上に配置された第1電極層と、前記第1電極層上に配置された正孔輸送層と、前記正孔輸送層上に配置されたバルクへテロ接合有機活性層と、前記バルクへテロ接合有機活性層上に配置された第2電極層と、前記第2電極層上に配置されたパッシベーション層と、前記パッシベーション層上に配置されたカラー化バリア層と、前記カラー化バリア層上に配置されたバックシートパッシベーション層とを備える有機薄膜太陽電池が提供される。   According to one aspect of the present invention for achieving the above object, a substrate, a first electrode layer disposed on the substrate, a hole transport layer disposed on the first electrode layer, and the positive electrode A bulk heterojunction organic active layer disposed on the hole transport layer; a second electrode layer disposed on the bulk heterojunction organic active layer; and a passivation layer disposed on the second electrode layer; There is provided an organic thin-film solar cell comprising a colored barrier layer disposed on the passivation layer and a backsheet passivation layer disposed on the colored barrier layer.

本発明の他の態様によれば、上記の有機薄膜太陽電池を備える電子機器が提供される。   According to the other aspect of this invention, an electronic device provided with said organic thin film solar cell is provided.

本発明の他の態様によれば、ディスプレイ領域と、前記ディスプレイ領域の周辺部に配置された有機薄膜太陽電池形成領域および文字形成領域とを備え、前記有機薄膜太陽電池形成領域は、基板と、前記基板上に配置された第1電極層と、前記第1電極層上に配置された正孔輸送層と、前記正孔輸送層上に配置されたバルクヘテロ接合有機活性層と、前記バルクヘテロ接合有機活性層上に配置された第2電極層と、前記第2電極層上に配置されたパッシベーション層と、前記パッシベーション層上に配置されたカラー化バリア層と、前記カラー化バリア層上に配置されたバックシートパッシベーション層とを備え、前記ディスプレイ領域および前記文字形成領域は、前記基板と、前記基板上に配置された前記第1電極層と、前記第1電極層上に配置された前記パッシベーション層と、前記パッシベーション層上に配置された前記カラー化バリア層と、前記カラー化バリア層上に配置された前記バックシートパッシベーション層とを備え、前記有機薄膜太陽電池形成領域に対応した前記カラー化バリア層および前記文字形成領域に対応した前記カラー化バリア層は、着色されている電子機器が提供される。   According to another aspect of the present invention, the display device includes an organic thin film solar cell formation region and a character formation region disposed in a peripheral portion of the display region, and the organic thin film solar cell formation region includes a substrate, A first electrode layer disposed on the substrate; a hole transport layer disposed on the first electrode layer; a bulk heterojunction organic active layer disposed on the hole transport layer; and the bulk heterojunction organic A second electrode layer disposed on the active layer, a passivation layer disposed on the second electrode layer, a colored barrier layer disposed on the passivation layer, and disposed on the colored barrier layer. A backsheet passivation layer, wherein the display region and the character forming region are the substrate, the first electrode layer disposed on the substrate, and the first electrode layer. The organic thin film solar cell formation region, comprising: the passivation layer disposed; the coloration barrier layer disposed on the passivation layer; and the backsheet passivation layer disposed on the coloration barrier layer. The corresponding colored barrier layer and the colored barrier layer corresponding to the character forming region are provided with a colored electronic device.

本発明の他の態様によれば、基板上に第1電極を形成する工程と、前記第1電極層上に正孔輸送層を形成する工程と、前記正孔輸送層上にバルクへテロ接合有機活性層を形成する工程と、前記バルクへテロ接合有機活性層上に第2電極層を形成する工程と、前記第2電極層上にパッシベーション層を形成する工程と、前記パッシベーション層上にカラー化バリア層を形成する工程と、前記カラー化バリア層上にバックシートパッシベーション層を形成する工程とを有する有機薄膜太陽電池の製造方法が提供される。   According to another aspect of the present invention, a step of forming a first electrode on a substrate, a step of forming a hole transport layer on the first electrode layer, and a bulk heterojunction on the hole transport layer A step of forming an organic active layer, a step of forming a second electrode layer on the bulk heterojunction organic active layer, a step of forming a passivation layer on the second electrode layer, and a color on the passivation layer. There is provided a method for producing an organic thin-film solar cell comprising a step of forming a coloration barrier layer and a step of forming a backsheet passivation layer on the coloration barrier layer.

本発明によれば、構造が簡単で作製工程が減少し、意匠性の向上し、かつ軽量化・薄層化可能な有機薄膜太陽電池およびその製造方法、および電子機器を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an organic thin-film solar cell, a manufacturing method thereof, and an electronic device that have a simple structure, a reduced manufacturing process, improved designability, and can be reduced in weight and thickness.

(a)実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の模式的断面構造図、(b)比較例に係る有機薄膜太陽電池の模式的断面構造図。(A) The typical cross-section figure of the organic thin-film solar cell which concerns on embodiment, (b) The typical cross-section figure of the organic thin-film solar cell concerning a comparative example. 実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の原理的な構成および動作を説明する模式図。The schematic diagram explaining the fundamental structure and operation | movement of the organic thin-film solar cell which concern on embodiment. 図2に示された有機薄膜太陽電池の各種材料のエネルギーバンド構造図。FIG. 3 is an energy band structure diagram of various materials of the organic thin film solar cell shown in FIG. 2. 実施の形態に係る有機薄膜太陽電池において適用する、(a)PEDOTの化学構造式、(b)PSSの化学構造式。(A) Chemical structural formula of PEDOT and (b) Chemical structural formula of PSS applied in the organic thin-film solar cell which concerns on embodiment. 実施の形態に係る有機薄膜太陽電池において適用する、(a)p型材料となるP3HTの化学構造式、(b)n型材料となるPCBMの化学構造式。(A) Chemical structural formula of P3HT as a p-type material and (b) Chemical structural formula of PCBM as an n-type material, which are applied to the organic thin film solar cell according to the embodiment. 実施の形態に係る有機薄膜太陽電池において、真空蒸着で使用する材料の化学構造式であって、(a)Pc:フタロシアニンの例、(b)ZnPc:亜鉛フタロシアニンの例、(c)Me−Ptcdiの例、(d)C60 :フラーレンの例。In the organic thin-film solar cell according to the embodiment, the chemical structural formula of the material used in vacuum deposition includes (a) Pc: example of phthalocyanine, (b) ZnPc: example of zinc phthalocyanine, (c) Me-Ptcdi (D) Example of C 60 : fullerene. 実施の形態に係る有機薄膜太陽電池において、溶液プロセスで使用する材料の化学構造式であって、(a)MDMO−PPVの例、(b)PFBの例、(c)CN−MDMO−PPVの例、(d)PFO−DBTの例、(e)F8BTの例、(f)PCDTBTの例、(g)PC 60 BMの例、(h)PC 70 BMの例。In the organic thin-film solar cell which concerns on embodiment, it is a chemical structural formula of the material used by a solution process, Comprising: (a) Example of MDMO-PPV, (b) Example of PFB, (c) CN-MDMO-PPV Examples: (d) PFO-DBT example, (e) F8BT example, (f) PCDTBT example, (g) PC 60 BM example, (h) PC 70 BM example. 実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の積層構造部分の模式的断面構造図。The typical cross-section figure of the laminated structure part of the organic thin film solar cell which concerns on embodiment. 実施の形態の変形例に係る有機薄膜太陽電池の積層構造部分の模式的断面構造図。The typical cross-section figure of the laminated structure part of the organic thin-film solar cell which concerns on the modification of embodiment. 実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の製造方法の一工程であって、(a)基板上に透明電極層を形成したITO基板を準備する工程図、(b)透明電極層をパターニング後、透明電極層上に正孔輸送層をパターン形成する工程図、(c)正孔輸送層上にバルクへテロ接合有機活性層をパターン形成する工程図、(d)バルクへテロ接合有機活性層上に第2電極層をパターン形成する工程図。It is one process of the manufacturing method of the organic thin-film solar cell which concerns on embodiment, Comprising: (a) Process drawing which prepares ITO board | substrate which formed the transparent electrode layer on the board | substrate, (b) After patterning a transparent electrode layer, it is transparent Process diagram for patterning hole transport layer on electrode layer, (c) Process diagram for patterning bulk heterojunction organic active layer on hole transport layer, (d) On bulk heterojunction organic active layer Process drawing which forms a 2nd electrode layer in a pattern. 実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の製造方法の一工程であって、(a)第2電極層表面に不動態膜(酸化膜)を形成する工程図、(b)デバイス全面にパッシベーション層を形成する工程図、(c)パッシベーション層上にカラー化バリア層を形成する工程図。It is one process of the manufacturing method of the organic thin film solar cell which concerns on embodiment, Comprising: (a) Process drawing which forms a passive film (oxide film) in the 2nd electrode layer surface, (b) A passivation layer is formed in the device whole surface. Process drawing to form, (c) Process drawing of forming a colorization barrier layer on a passivation layer. 実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の製造方法の一工程であって、(a)基板上に透明電極層を形成した状態を示す模式的平面パターン構成図、(b)図12(a)のI−I線に沿う模式的断面構造図。It is one process of the manufacturing method of the organic thin-film solar cell which concerns on embodiment, Comprising: (a) Typical plane pattern block diagram which shows the state which formed the transparent electrode layer on the board | substrate, (b) of FIG. 12 (a) The typical cross-section figure along an II line. 実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の製造方法の一工程であって、(a)透明電極層上に正孔輸送層を製膜した状態を示す模式的平面パターン構成図、(b)図13(a)のII−II線に沿う模式的断面構造図。FIG. 13 is a schematic plan pattern configuration diagram showing one state of a method for manufacturing an organic thin-film solar cell according to an embodiment, wherein (a) a hole transport layer is formed on a transparent electrode layer; The typical sectional structure figure which meets the II-II line of (a). 実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の製造方法の一工程であって、(a)正孔輸送層上にバルクへテロ接合有機活性層を製膜した状態を示す模式的平面パターン構成図、(b)図14(a)のIII−III線に沿う模式的断面構造図。1 is a schematic plan pattern configuration diagram showing a state where a bulk heterojunction organic active layer is formed on a hole transport layer, which is one step of a method for manufacturing an organic thin-film solar cell according to an embodiment; b) A schematic sectional view taken along line III-III in FIG. 実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の製造方法の一工程であって、(a)バルクへテロ接合有機活性層上に第2電極層を形成した状態を示す模式的平面パターン構成図、(b)図15(a)のIV−IV線に沿う模式的断面構造図。FIG. 4 is a schematic plan pattern configuration diagram showing a state in which the second electrode layer is formed on the bulk heterojunction organic active layer, which is one step of the method for manufacturing the organic thin film solar cell according to the embodiment; FIG. 15 is a schematic sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の製造方法の一工程であって、(a)酸素プラズマ処理によって、余分な有機層をエッチングすると共に、第2電極層の表面に酸化被膜を形成した状態を示す模式的平面パターン構成図、(b)図16(a)のV−V線に沿う模式的断面構造図。It is one process of the manufacturing method of the organic thin-film solar cell which concerns on embodiment, Comprising: (a) While etching an excess organic layer by oxygen plasma processing, the state which formed the oxide film in the surface of the 2nd electrode layer The typical plane pattern block diagram shown, (b) The typical cross-section figure along the VV line of Fig.16 (a). 実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の製造工程の一工程であって、(a)デバイス全面にパッシベーション層を形成した状態を示す模式的平面パターン構成図、(b)図17(a)のVI−VI線に沿う模式的断面構造図。It is a process of the manufacturing process of the organic thin-film solar cell which concerns on embodiment, Comprising: (a) Typical plane pattern block diagram which shows the state which formed the passivation layer in the device whole surface, (b) VI of FIG. 17 (a) -The typical cross-section figure along a VI line. 実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の製造工程の一工程であって、(a)パッシベーション層上にカラー化バリア層を形成した状態を示す模式的平面パターン構成図、(b)図18(a)のVII−VII線に沿う模式的断面構造図。FIG. 18A is a schematic plan pattern configuration diagram showing a state in which a colored barrier layer is formed on a passivation layer, which is one step of a manufacturing process of an organic thin-film solar cell according to an embodiment. ) Is a schematic sectional view taken along line VII-VII. 実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の製造工程の一工程であって、(a)カラー化バリア層上にバックシートパッシベーション層を形成した状態を示す模式的平面パターン構成図、(b)図19(a)のVIII−VIII線に沿う模式的断面構造図。FIG. 19 is a schematic plan pattern configuration diagram showing a state in which a backsheet passivation layer is formed on a colored barrier layer, which is one step of a manufacturing process of an organic thin-film solar cell according to an embodiment; The typical cross-section figure which follows the VIII-VIII line of (a). 実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の作成手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the preparation procedure of the organic thin film solar cell which concerns on embodiment. 実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の量産化製造工程の一工程であって、基板上に透明電極層のストライプパターンを形成した状態を示す模式的鳥瞰構造図。The typical bird's-eye view structure figure which is one process of the mass production manufacturing process of the organic thin-film solar cell which concerns on embodiment, and shows the state which formed the stripe pattern of the transparent electrode layer on the board | substrate. 実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の量産化製造工程の一工程であって、ストライプ状の透明電極層上に正孔輸送層をスピンコートにより製膜した状態を示す模式的鳥瞰構造図。The typical bird's-eye view structure figure which is one process of the mass-production manufacturing process of the organic thin-film solar cell which concerns on embodiment, and shows the state which formed the positive hole transport layer by the spin coat on the stripe-shaped transparent electrode layer. 実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の量産化製造工程の一工程であって、正孔輸送層上にバルクへテロ接合有機活性層をスピンコートにより製膜した状態を示す模式的鳥瞰構造図。The typical bird's-eye view structure figure which is one process of the mass production manufacturing process of the organic thin-film solar cell which concerns on embodiment, and shows the state which formed the bulk heterojunction organic active layer on the positive hole transport layer by spin coating. 実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の量産化製造工程の一工程であって、バルクへテロ接合有機活性層上にストライプ状の透明電極層と直交させて第2電極層のストライプパターンを形成した状態を示す模式的鳥瞰構成図。A process for mass production of organic thin-film solar cells according to an embodiment, wherein a stripe pattern of the second electrode layer is formed on the bulk heterojunction organic active layer so as to be orthogonal to the stripe-shaped transparent electrode layer The typical bird's-eye view block diagram which shows a state. 実施の形態に係る有機薄膜太陽電池において、複数のセルCijをマトリックス状に配置した例を示す模式的平面パターン構成図。In the organic thin-film solar cell which concerns on embodiment, the typical plane pattern block diagram which shows the example which has arrange | positioned several cell Cij in matrix form. 実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の製造方法において、(a)正孔輸送層およびバルクへテロ接合有機活性層を形成する際のスピンコート法を示す概略図、(b)形成された正孔輸送層およびバルクへテロ接合有機活性層の例を示す模式的鳥瞰構成図。In the method for manufacturing an organic thin-film solar cell according to the embodiment, (a) a schematic view showing a spin coating method when forming a hole transport layer and a bulk heterojunction organic active layer, (b) formed holes The typical bird's-eye view block diagram which shows the example of a transport layer and a bulk heterojunction organic active layer. 実施の形態に係る有機薄膜太陽電池を適用した電子機器の模式的平面構成図。The typical plane block diagram of the electronic device to which the organic thin-film solar cell which concerns on embodiment is applied. 図27のIX−IX線に沿う模式的断面構造図。FIG. 28 is a schematic sectional view taken along line IX-IX in FIG. 27. 図27のX−X線に沿う模式的断面構造図。FIG. 28 is a schematic sectional view taken along line XX in FIG. 27. 図27のXI−XI線に沿う模式的断面構造図。FIG. 28 is a schematic sectional view taken along line XI-XI in FIG. 27. (a)実施の形態に係る有機薄膜太陽電池を適用したタンデム構造の電子機器の模式的断面構造図、(b)実施の形態に係る有機薄膜太陽電池を適用したインセル構造の電子機器の模式的断面構造図。(A) Schematic cross-sectional structure diagram of an electronic device having a tandem structure to which the organic thin film solar cell according to the embodiment is applied, (b) Schematic of an electronic device having an in-cell structure to which the organic thin film solar cell according to the embodiment is applied. FIG.

次に、図面を参照して、実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。   Next, embodiments will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic, and the relationship between the thickness and the planar dimensions, the ratio of the thickness of each layer, and the like are different from the actual ones. Therefore, specific thicknesses and dimensions should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.

又、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施の形態は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の実施の形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。   Further, the embodiments described below exemplify apparatuses and methods for embodying the technical idea of the present invention, and the embodiments of the present invention include the material, shape, structure, The layout is not specified as follows. Various modifications can be made to the embodiment of the present invention within the scope of the claims.

以下の実施の形態に係る有機薄膜太陽電池において、「透明」とは、透過率が約50%以上であるものと定義する。また「透明」とは、実施の形態に係る有機薄膜太陽電池において、可視光線に対して、無色透明という意味でも使用する。可視光線は波長約360nm〜830nm程度、エネルギー約3.45eV〜1.49eV程度に相当し、この領域で透過率が50%以上あれば透明である。   In the organic thin film solar cell according to the following embodiments, “transparent” is defined as having a transmittance of about 50% or more. Further, “transparent” is also used to mean colorless and transparent with respect to visible light in the organic thin film solar cell according to the embodiment. Visible light corresponds to a wavelength of about 360 nm to 830 nm and an energy of about 3.45 eV to 1.49 eV, and is transparent if the transmittance is 50% or more in this region.

実施の形態に係る有機薄膜太陽電池1は、図1(a)に示すように、基板10と、基板10上に配置された透明電極層(第1電極層)11と、第1電極層11上に配置された正孔輸送層12と、正孔輸送層12上に配置されたバルクヘテロ接合有機活性層14と、バルクヘテロ接合有機活性層14上に配置されたカソード電極層(第2電極層)16と、第2電極層16上に配置されたパッシベーション層26と、パッシベーション層26上に配置されたカラー化バリア層28と、カラー化バリア層28上に配置されたバックシートパッシベーション層30とを備える。   As shown in FIG. 1A, the organic thin-film solar cell 1 according to the embodiment includes a substrate 10, a transparent electrode layer (first electrode layer) 11 disposed on the substrate 10, and a first electrode layer 11. The hole transport layer 12 disposed above, the bulk heterojunction organic active layer 14 disposed on the hole transport layer 12, and the cathode electrode layer (second electrode layer) disposed on the bulk heterojunction organic active layer 14 16, a passivation layer 26 disposed on the second electrode layer 16, a colored barrier layer 28 disposed on the passivation layer 26, and a backsheet passivation layer 30 disposed on the colored barrier layer 28. Prepare.

(比較例)
比較例に係る有機薄膜太陽電池1Bは、図1(b)に示すように、基板10と、基板10上に配置された透明電極層(第1電極層)11と、第1電極層11上に配置された正孔輸送層12と、正孔輸送層12上に配置されたバルクヘテロ接合有機活性層14と、バルクヘテロ接合有機活性層14上に配置されたカソード電極層(第2電極層)16と、第2電極層16上に配置されたパッシベーション層26と、パッシベーション層26上に配置されたバリア層29と、バリア層29上に配置されたパッシベーション層31と、パッシベーション層31上に配置されたバックシート層33とを備える。バリア層29は、化学的気相堆積(CVD:Chemical Vapor Deposition)法によるSiNやSiONなどの無機パッシベーション膜と樹脂保護膜を多層に積層して形成する。樹脂保護膜として用いていた透明樹脂素材では、セル部分以外は透明であったため、使用用途に応じてモジュールを着色する場合、バックシート層33としてカラーフィルムを貼り付けるなど余分な素材を追加する必要がある。
(Comparative example)
As shown in FIG. 1B, the organic thin-film solar cell 1 </ b> B according to the comparative example is on the substrate 10, the transparent electrode layer (first electrode layer) 11 disposed on the substrate 10, , A hole heterojunction organic active layer 14 disposed on the hole transport layer 12, and a cathode electrode layer (second electrode layer) 16 disposed on the bulk heterojunction organic active layer 14. A passivation layer 26 disposed on the second electrode layer 16, a barrier layer 29 disposed on the passivation layer 26, a passivation layer 31 disposed on the barrier layer 29, and a passivation layer 31. A backsheet layer 33. The barrier layer 29 is formed by laminating an inorganic passivation film such as SiN or SiON and a resin protective film in multiple layers by a chemical vapor deposition (CVD) method. The transparent resin material used as the resin protective film was transparent except for the cell portion. Therefore, when coloring the module according to the intended use, it is necessary to add extra materials such as attaching a color film as the backsheet layer 33. There is.

太陽電池は、組み込む筐体の色や作業環境に応じてモジュール全体が着色されている必要があるため、モジュール背面に白色や黒色のバックシートを接着する。   Since the entire module needs to be colored in accordance with the color of the housing to be incorporated and the work environment, the solar cell is bonded with a white or black back sheet on the back of the module.

しかし、バックシート層33を用いることでモジュールの厚みが厚くなり、コストも高くなる。   However, the use of the backsheet layer 33 increases the thickness of the module and increases the cost.

実施の形態に係る有機薄膜太陽電池1は、図1(a)に示すように、着色剤を添加した保護膜(カラー化バリア層28)を用いることで、比較例よりも薄層化された素子構造で、モジュールに任意の着色を可能にしている。すなわち、セルの保護層にUV照射により任意のパターニングが可能なカラーフィルタを用いることで、保護層に意匠性を持たせ、比較例に比べ、作製工程の減少と意匠性の向上を可能にしている。   As shown in FIG. 1A, the organic thin-film solar cell 1 according to the embodiment is made thinner than the comparative example by using a protective film (colored barrier layer 28) to which a colorant is added. The element structure allows the module to be arbitrarily colored. That is, by using a color filter capable of arbitrary patterning by UV irradiation for the protective layer of the cell, the protective layer has a design property, and the manufacturing process can be reduced and the design property can be improved as compared with the comparative example. Yes.

実施の形態に係る有機薄膜太陽電池1は、図1(a)に示すように、ITO付きガラス基板10上に発電層となる約数100nm程度の厚さを有する有機層(12・14)を積層し、第2電極層16として、アルミニウムなどの金属層を蒸着して作られる。   As shown in FIG. 1A, the organic thin-film solar cell 1 according to the embodiment has an organic layer (12, 14) having a thickness of about several hundreds of nanometers serving as a power generation layer on a glass substrate 10 with ITO. The second electrode layer 16 is formed by stacking and depositing a metal layer such as aluminum.

第2電極層16として形成された純アルミニウムは、酸化され易いため、耐久性を持たせるために、図1(a)に示すように、不動態膜24を形成しても良い。   Since pure aluminum formed as the second electrode layer 16 is easily oxidized, a passive film 24 may be formed as shown in FIG. 1A in order to provide durability.

基板10上には、正孔輸送層12・バルクヘテロ接合有機活性層14などの有機層が配置されるため、不動態膜24の形成によって、パッシベーション層26を形成する際に、これらの有機層に損傷を与えることを防止可能である。   Since organic layers such as the hole transport layer 12 and the bulk heterojunction organic active layer 14 are disposed on the substrate 10, when the passivation layer 26 is formed by forming the passivation film 24, these organic layers are formed on the organic layer. It is possible to prevent damage.

パッシベーション層26上に配置されたカラー化バリア層28は、実施の形態に係る有機薄膜太陽電池1のセルの保護層としての役割を有する。   The colored barrier layer 28 disposed on the passivation layer 26 serves as a protective layer for the cells of the organic thin-film solar cell 1 according to the embodiment.

カラー化バリア層28は、紫外線(UV)照射により任意のパターニングが可能なカラーフィルタで形成可能である。このようなパターニングが可能なカラーフィルタを保護層として用いることによって、実施の形態に係る有機薄膜太陽電池1は、保護層に意匠性を持たせることができ、比較例(図1(b))よりも、作製工程の減少と意匠性の向上を可能にする。   The colored barrier layer 28 can be formed of a color filter that can be arbitrarily patterned by ultraviolet (UV) irradiation. By using such a patternable color filter as a protective layer, the organic thin-film solar cell 1 according to the embodiment can impart design properties to the protective layer, and a comparative example (FIG. 1B). Rather, it can reduce the number of manufacturing steps and improve the design.

実施の形態に係る有機薄膜太陽電池1において、パッシベーション層26、カラー化バリア層28は、CVD法によるSiNやSiONなどの無機パッシベーション膜と樹脂保護膜を多層に積層して形成可能である。   In the organic thin film solar cell 1 according to the embodiment, the passivation layer 26 and the colored barrier layer 28 can be formed by laminating an inorganic passivation film such as SiN or SiON by CVD and a resin protective film in multiple layers.

実施の形態に係る有機薄膜太陽電池1においては、モジュールのプロセスを変更することなく、着色を可能にするため、樹脂保護膜の素材に色素を添加することで、モジュールのセル以外の部位を任意の色に着色できるようにした。この樹脂素材は、塗布形成後にUV照射した部分のみパターンを残すことができることから、背面の配色を任意のパターンで行うことが可能である。   In the organic thin film solar cell 1 according to the embodiment, in order to enable coloring without changing the module process, by adding a dye to the material of the resin protective film, any part other than the module cell can be arbitrarily selected. I was able to be colored in the color of. Since this resin material can leave a pattern only in a portion irradiated with UV after coating and forming, it is possible to perform a color scheme on the back with an arbitrary pattern.

着色剤としては、黒色では、例えば、カーボンブラック、青色では、例えば、フタロシアニン系塗料、赤色では、例えば、アリザリン系塗料などを適用可能である。   As the colorant, for example, black can be applied, for example, carbon black, blue can be applied, for example, a phthalocyanine-based paint, and red, for example, alizarin-based paint.

任意のパターンを配色し、文字を埋め込んだ有機薄膜太陽電池モジュールの例については後述する(図27〜図30を参照)。   An example of an organic thin film solar cell module in which an arbitrary pattern is colored and characters are embedded will be described later (see FIGS. 27 to 30).

(動作原理)
有機薄膜太陽電池1Aの動作原理を説明する模式図は、図2に示すように表される。また、図2に示された有機薄膜太陽電池1Aの各種材料のエネルギーバンド構造は、図3に示すように表される。図2および図3を参照して、実施の形態に係る有機薄膜太陽電池1Aの原理的な構成と、その動作について説明する。
(Operating principle)
A schematic diagram illustrating the operating principle of the organic thin-film solar cell 1A is expressed as shown in FIG. Moreover, the energy band structure of the various materials of the organic thin film solar cell 1A shown in FIG. 2 is expressed as shown in FIG. With reference to FIG. 2 and FIG. 3, the principle structure and operation | movement of the organic thin-film solar cell 1A which concern on embodiment are demonstrated.

図2の左図に示すように、有機薄膜太陽電池1Aは、基板10と、基板10上に配置された透明電極層11と、透明電極層11上に配置された正孔輸送層12と、正孔輸送層12上に配置されたバルクへテロ接合有機活性層14と、バルクへテロ接合有機活性層14上に配置された第2電極層16とを備える。第2電極層16は、例えば、アルミニウム(Al)で形成され、カソード電極層となる。   As shown in the left diagram of FIG. 2, the organic thin film solar cell 1 </ b> A includes a substrate 10, a transparent electrode layer 11 disposed on the substrate 10, a hole transport layer 12 disposed on the transparent electrode layer 11, A bulk heterojunction organic active layer 14 disposed on the hole transport layer 12 and a second electrode layer 16 disposed on the bulk heterojunction organic active layer 14 are provided. The second electrode layer 16 is made of, for example, aluminum (Al) and serves as a cathode electrode layer.

ここで、バルクへテロ接合有機活性層14は、図2の右図に示すように、p型有機活性層領域とn型有機活性層領域が混在し、複雑なバルクへテロpn接合を形成している。ここで、p型有機活性層領域は、例えば、P3HT(poly(3-hexylthiophene-2,5diyl))で形成され、n型有機活性層領域は、例えば、PCBM(6,6-phenyl-C61-butyric acid methyl ester)で形成されている。   Here, as shown in the right diagram of FIG. 2, the bulk heterojunction organic active layer 14 includes a p-type organic active layer region and an n-type organic active layer region, thereby forming a complex bulk hetero pn junction. ing. Here, the p-type organic active layer region is formed of, for example, P3HT (poly (3-hexylthiophene-2,5diyl)), and the n-type organic active layer region is, for example, PCBM (6,6-phenyl-C61-). butyric acid methyl ester).

(a)まず、光を吸収すると、バルクへテロ接合有機活性層14内で、励起子が生成される。 (A) First, when light is absorbed, excitons are generated in the bulk heterojunction organic active layer 14.

(b)次に、励起子は、バルクへテロ接合有機活性層14内のpn接合界面において、自発分極によって、電子(e−)と正孔(h+)の自由キャリアに解離する。 (B) Next, excitons dissociate into free carriers of electrons (e−) and holes (h +) by spontaneous polarization at the pn junction interface in the bulk heterojunction organic active layer 14.

(c)次に、解離した正孔(h+)は、アノード電極となる透明電極層11に向けて走行し、解離した電子(e−)は、カソード電極層16に向けて走行する。 (C) Next, the dissociated holes (h +) travel toward the transparent electrode layer 11 serving as the anode electrode, and the dissociated electrons (e−) travel toward the cathode electrode layer 16.

(d)結果として、カソード電極層16・透明電極層11間には、逆方向電流が導通して、開放電圧Vocが発生し、有機薄膜太陽電池1Aが得られる。 (D) As a result, a reverse current is conducted between the cathode electrode layer 16 and the transparent electrode layer 11, and an open circuit voltage Voc is generated, whereby the organic thin film solar cell 1A is obtained.

有機薄膜太陽電池1Aにおいて、正孔輸送層12に適用するPEDOT:PSSの内、PEDOTの化学構造式は、図4(a)に示すように表され、PSSの化学構造式は、図4(b)に示すように表される。   In the organic thin film solar cell 1A, the chemical structural formula of PEDOT among PEDOT: PSS applied to the hole transport layer 12 is represented as shown in FIG. 4A, and the chemical structural formula of PSS is shown in FIG. It is expressed as shown in b).

有機薄膜太陽電池1Aにおいて、バルクヘテロ接合有機活性層14に適用されるP3HTの化学構造式は、図5(a)に示すように表され、バルクヘテロ接合有機活性層14に適用されるPCBMの化学構造式は、図5(b)に示すように表される。   In the organic thin film solar cell 1A, the chemical structural formula of P3HT applied to the bulk heterojunction organic active layer 14 is expressed as shown in FIG. 5A, and the chemical structure of PCBM applied to the bulk heterojunction organic active layer 14 The equation is expressed as shown in FIG.

有機薄膜太陽電池1Aにおいて、真空蒸着で使用する材料の化学構造式の例は、以下の通りである。すなわち、フタロシアニン(Pc:Phthalocyanine)の例は、図6(a)に示すように表され、亜鉛フタロシアニン(ZnPc:Zinc- phthalocyanine)の例は、図6(b)に示すように表され、Me−Ptcdi(N,N’-dimethyl perylene-3,4,9,10-dicarboximide)の例は、図6(c)に示すように表され、フラーレン(C 60 :Buckminster fullerene)の例は、図6(d)に示すように表される。 In the organic thin film solar cell 1A, examples of chemical structural formulas of materials used in vacuum deposition are as follows. That is, an example of phthalocyanine (Pc) is represented as shown in FIG. 6 (a), and an example of zinc phthalocyanine (ZnPc: Zinc-phthalocyanine) is represented as shown in FIG. 6 (b). An example of -Ptcdi (N, N′-dimethyl perylene-3,4,9,10-dicarboximide) is represented as shown in FIG. 6C, and an example of fullerene (C 60 : Buckminster fullerene) 6 (d).

有機薄膜太陽電池1Aにおいて、溶液プロセスで使用する材料の化学構造式の例は、以下の通りである。すなわち、MDMO-PPV(poly[2-methoxy-5-(3,7-dimethyl octyloxy)]-1,4-phenylene vinylene)の例は、図7(a)に示すように表される。PFB(poly (9,9’-dioctylfluorene-co-bis-N,N’-(4-butylphenyl)-bis-N,N’-phenyl-1,4-phenylenediamine)の例は、図7(b)に示すように表される。CN-MDMO-PPV (poly-[2-methoxy-5-(2’-ethylhexyloxy)-1,4-(1-cyanovinylene)-phenylene]) の例は、図7(c)に示すように表される。PFO-DBT (poly[2,7-(9,9-dioctyl-fluorene)-alt-5,5-(4,7’-di-2-thienyl-2’,1’,3’-benzothiadiazole)])の例は、図7(d)に示すように表される。   In the organic thin film solar cell 1A, examples of chemical structural formulas of materials used in the solution process are as follows. That is, an example of MDMO-PPV (poly [2-methoxy-5- (3,7-dimethyl octyloxy)]-1,4-phenylene vinylene) is expressed as shown in FIG. An example of PFB (poly (9,9'-dioctylfluorene-co-bis-N, N '-(4-butylphenyl) -bis-N, N'-phenyl-1,4-phenylenediamine) is shown in FIG. 7 (b). An example of CN-MDMO-PPV (poly- [2-methoxy-5- (2'-ethylhexyloxy) -1,4- (1-cyanovinylene) -phenylene]) is shown in FIG. c) PFO-DBT (poly [2,7- (9,9-dioctyl-fluorene) -alt-5,5- (4,7'-di-2-thienyl-2 ') , 1 ′, 3′-benzothiadiazole)]) is represented as shown in FIG.

また、F8BT(poly(9,9’-dioctyl fluoreneco-benzothiadiazole))の例は、図7(e)に示すように表され、PCDTBT(poly[N-9’-hepta-decanyl-2,7-carbazole-alt-5,5-(4’,7’-di-thienyl-2’1’,3’-b3nzothiadizaole)])の例は、図7(f)に示すように表される。   An example of F8BT (poly (9,9′-dioctyl fluoreneco-benzothiadiazole)) is represented as shown in FIG. An example of carbazole-alt-5,5- (4 ′, 7′-di-thienyl-2′1 ′, 3′-b3nzothiadizaole)]) is represented as shown in FIG.

また、PC60BM (6,6-phenyl-C61-butyric acid methyl ester)の例は、図7(g)に示すように表され、PC70BM(6,6-phenyl-C71-butyric acid methyl ester)の例は、図7(h)に示すように表される。 An example of PC 60 BM (6,6-phenyl-C61-butyric acid methyl ester) is represented as shown in FIG. 7 (g), and PC 70 BM (6,6-phenyl-C71-butyric acid methyl ester). An example of ester) is represented as shown in FIG.

実施の形態に係る有機薄膜太陽電池1の積層構造部分は、図8に示すように、基板10と、基板10上に配置された透明電極層(第1電極層)11と、第1電極層11上に配置された正孔輸送層12と、正孔輸送層12上に配置されたバルクヘテロ接合有機活性層14と、バルクヘテロ接合有機活性層14上に配置されたカソード電極層(第2電極層)16とを備える。   As shown in FIG. 8, the laminated structure portion of the organic thin-film solar cell 1 according to the embodiment includes a substrate 10, a transparent electrode layer (first electrode layer) 11 disposed on the substrate 10, and a first electrode layer. 11, a hole heterojunction organic active layer 14 disposed on the hole transport layer 12, and a cathode electrode layer (second electrode layer) disposed on the bulk heterojunction organic active layer 14. 16).

また、実施の形態の変形例に係る有機薄膜太陽電池1の積層構造部分は、図9に示すように、第2電極層16の表面に配置された不動態膜24をさらに備える。ここで、不動態膜24は、第2電極層16の酸化膜で構成される。また、第2電極層16の酸化膜は、第2電極層16の表面を酸素プラズマ処理することによって、形成可能である。不動態膜24の厚さは、例えば、約10オングストローム〜約100オングストロームである。なお、図示は省略するが、不動態膜24上に配置されたパッシベーション膜を備えていても良い。このパッシベーション膜は、例えば、SiN膜若しくはSiON膜で構成可能である。   Moreover, the laminated structure part of the organic thin film solar cell 1 which concerns on the modification of embodiment is further provided with the passive film 24 arrange | positioned on the surface of the 2nd electrode layer 16, as shown in FIG. Here, the passive film 24 is composed of an oxide film of the second electrode layer 16. The oxide film of the second electrode layer 16 can be formed by performing oxygen plasma treatment on the surface of the second electrode layer 16. The thickness of the passivation film 24 is, for example, about 10 angstroms to about 100 angstroms. In addition, although illustration is abbreviate | omitted, you may provide the passivation film arrange | positioned on the passive film 24. FIG. This passivation film can be composed of, for example, a SiN film or a SiON film.

第2電極層16は、Al、W、Mo、Mn、Mgの何れかの金属で構成されていても良い。第2電極層16をAlで形成する場合には、不動態膜24は、アルミナ(Al23)膜となる。 The second electrode layer 16 may be made of any one of Al, W, Mo, Mn, and Mg. When the second electrode layer 16 is formed of Al, the passive film 24 is an alumina (Al 2 O 3 ) film.

図9に示すように、第2電極層16の表面に不動態膜24を備える有機薄膜太陽電池1は、バルクヘテロ接合有機活性層14内に水分や酸素が侵入した場合であっても、第2電極層16がその水分・酸素によって酸化する事態を防止することができる。これにより、有機太陽電池の劣化を抑制することができ、耐久性を高めることができる。   As shown in FIG. 9, the organic thin-film solar cell 1 including the passive film 24 on the surface of the second electrode layer 16 has the second structure even when moisture or oxygen enters the bulk heterojunction organic active layer 14. It is possible to prevent the electrode layer 16 from being oxidized by the moisture and oxygen. Thereby, deterioration of an organic solar cell can be suppressed and durability can be improved.

(製造方法)
実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の製造方法の一工程であって、基板10上に透明電極層11を形成したITO基板を準備する工程は、図10(a)に示すように表され、透明電極層11をパターニング後、透明電極層11上に正孔輸送層12をパターン形成する工程は、図10(b)に示すように表され、正孔輸送層12上にバルクへテロ接合有機活性層14をパターン形成する工程は、図10(c)に示すように表され、バルクへテロ接合有機活性層14上に第2電極層16をパターン形成する工程は、図10(d)に示すように表される。
(Production method)
One step of the method for manufacturing the organic thin film solar cell according to the embodiment, the step of preparing the ITO substrate in which the transparent electrode layer 11 is formed on the substrate 10 is represented as shown in FIG. The step of patterning the hole transport layer 12 on the transparent electrode layer 11 after patterning the transparent electrode layer 11 is expressed as shown in FIG. 10B, and a bulk heterojunction organic layer is formed on the hole transport layer 12. The step of patterning the active layer 14 is expressed as shown in FIG. 10C, and the step of patterning the second electrode layer 16 on the bulk heterojunction organic active layer 14 is shown in FIG. Represented as shown.

また、実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の製造方法の一工程であって、第2電極層16表面に不動態膜(酸化膜)24を形成する工程は、図11(a)に示すように表され、デバイス全面にパッシベーション層26を形成する工程は、図11(b)に示すように表され、パッシベーション層26上にカラー化バリア層28を形成する工程は、図11(c)に示すように表される。   Moreover, it is one process of the manufacturing method of the organic thin film solar cell which concerns on embodiment, Comprising: The process of forming the passive film (oxide film) 24 on the 2nd electrode layer 16 surface is as shown to Fig.11 (a). The step of forming the passivation layer 26 on the entire surface of the device is expressed as shown in FIG. 11B, and the step of forming the colored barrier layer 28 on the passivation layer 26 is shown in FIG. Represented as shown.

実施の形態に係る有機薄膜太陽電池1の製造方法は、図10〜図11および図1(a)に示すように、基板10を準備する工程と、基板10上に第1電極層11を形成する工程と、第1電極層11上に正孔輸送層12を形成する工程と、正孔輸送層12上にバルクヘテロ接合有機活性層14を形成する工程と、バルクヘテロ接合有機活性層14上に第2電極層16を形成する工程と、第2電極層16上にパッシベーション層26を形成する工程と、パッシベーション層26上にカラー化バリア層28を形成する工程と、カラー化バリア層28上にバックシートパッシベーション層30を形成する工程とを有する。   As shown in FIGS. 10 to 11 and FIG. 1A, the method for manufacturing the organic thin-film solar cell 1 according to the embodiment includes the step of preparing the substrate 10 and the formation of the first electrode layer 11 on the substrate 10. A step of forming a hole transport layer 12 on the first electrode layer 11, a step of forming a bulk heterojunction organic active layer 14 on the hole transport layer 12, and a step on the bulk heterojunction organic active layer 14. A step of forming the two-electrode layer 16, a step of forming the passivation layer 26 on the second electrode layer 16, a step of forming the colored barrier layer 28 on the passivation layer 26, and a back surface on the colored barrier layer 28. Forming a sheet passivation layer 30.

図10〜図11および図1(a)を参照して、実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の製造方法について説明する。   With reference to FIGS. 10-11 and FIG. 1A, the manufacturing method of the organic thin-film solar cell which concerns on embodiment is demonstrated.

(a)まず、図10(a)に示すように、基板10上に、例えば、ITOからなる透明電極層11を形成する。 (A) First, as shown in FIG. 10A, a transparent electrode layer 11 made of, for example, ITO is formed on a substrate 10.

(b)次に、図10(b)に示すように、透明電極層11をパターニング後、透明電極層11上に正孔輸送層12をパターン形成する。透明電極層11のパターニングには、ウエットエッチング技術、酸素プラズマエッチング技術、レーザパターニング技術、ナノインプリント技術などを適用可能である。正孔輸送層12の形成には、スピンコート技術、スプレー技術、スクリーン印刷技術などを適用可能である。ここで、正孔輸送層12の形成工程では、例えば、PEDOT:PSSをスピンコートによって形成し、水分除去のために、アニ−ルを120℃で約10分間行うと良い。 (B) Next, as shown in FIG. 10B, after patterning the transparent electrode layer 11, the hole transport layer 12 is patterned on the transparent electrode layer 11. For the patterning of the transparent electrode layer 11, a wet etching technique, an oxygen plasma etching technique, a laser patterning technique, a nanoimprint technique, and the like can be applied. For the formation of the hole transport layer 12, a spin coating technique, a spray technique, a screen printing technique, or the like can be applied. Here, in the step of forming the hole transport layer 12, for example, PEDOT: PSS is formed by spin coating, and annealing is performed at 120 ° C. for about 10 minutes in order to remove moisture.

(c)次に、図10(c)に示すように、正孔輸送層12上に、発電層となるバルクヘテロ接合有機活性層14を形成する。バルクヘテロ接合有機活性層14の形成工程においては、例えば、P3HTをスピンコートによって形成する。また、バルクへテロ接合有機活性層14の形成においては、インクジェット法を用いてフィルム状に形成した後、有機溶剤を乾燥させるために、約100℃〜120℃で約10分〜30分加熱する。 (C) Next, as shown in FIG. 10C, a bulk heterojunction organic active layer 14 to be a power generation layer is formed on the hole transport layer 12. In the step of forming the bulk heterojunction organic active layer 14, for example, P3HT is formed by spin coating. In forming the bulk heterojunction organic active layer 14, after forming into a film using an inkjet method, heating is performed at about 100 ° C. to 120 ° C. for about 10 minutes to 30 minutes in order to dry the organic solvent. .

(d)次に、図10(d)に示すように、バルクヘテロ接合有機活性層14上に、カソード電極層16をパターン形成する。カソード電極層16の形成には、例えばAl、W、Mo、Mn、Mgなどの金属層を真空加熱蒸着法により形成可能である。また、スクリーン印刷技術を適用しても良い。 (D) Next, as shown in FIG. 10D, the cathode electrode layer 16 is patterned on the bulk heterojunction organic active layer 14. For the formation of the cathode electrode layer 16, for example, a metal layer such as Al, W, Mo, Mn, and Mg can be formed by a vacuum heating vapor deposition method. Further, screen printing technology may be applied.

(e)次に、図11(a)に示すように、第2電極層16の表面に酸化膜(不動態膜)24を形成する。この不動態膜24は、第2電極層16を酸素プラズマ処理することによって形成することができる。酸素プラズマにより、余分な有機層を除去するとともに、アルミニウムの再表面に対して酸化被膜処理を行う。 (E) Next, as shown in FIG. 11A, an oxide film (passive film) 24 is formed on the surface of the second electrode layer 16. The passive film 24 can be formed by subjecting the second electrode layer 16 to oxygen plasma treatment. The excess organic layer is removed by oxygen plasma, and an oxide film treatment is performed on the aluminum resurface.

(f)次に、図11(b)に示すように、第2電極層16上にパッシベーション層26を形成する。ここで、パッシベーション層26は、シリコン窒化膜などをCVD法で形成しても良い。シリコン窒化膜の厚さは、例えば、約0.5μm〜1.5μm程度である。大気中の水分と酸素による劣化を抑えるため、CVDにより形成したSiN膜による封止を行うことで、さらに耐久性を向上可能である。 (F) Next, as shown in FIG. 11B, a passivation layer 26 is formed on the second electrode layer 16. Here, as the passivation layer 26, a silicon nitride film or the like may be formed by a CVD method. The thickness of the silicon nitride film is, for example, about 0.5 μm to 1.5 μm. In order to suppress deterioration due to moisture and oxygen in the atmosphere, durability can be further improved by sealing with a SiN film formed by CVD.

(g)次に、図11(c)に示すように、パッシベーション層26上にカラー化バリア層28を形成する。ここでは、SiN膜で形成されたパッシベーション層26のスポットなどの不良を無くし、モジュールの背面を平滑化するために、UV硬化樹脂素材をスピンコート法などで塗布し、UV照射により硬化させる。なお、ここで、カラー化バリア層28には着色剤を添加した保護膜を用いることで、薄層化された素子構造で、モジュールに任意の着色を可能にしている。 (G) Next, as shown in FIG. 11C, a colored barrier layer 28 is formed on the passivation layer 26. Here, in order to eliminate defects such as spots on the passivation layer 26 formed of a SiN film and smooth the back surface of the module, a UV curable resin material is applied by a spin coat method or the like and cured by UV irradiation. Here, the colored barrier layer 28 uses a protective film to which a colorant is added, so that the module can be arbitrarily colored with a thinned element structure.

(h)次に、図1(a)に示すように、カラー化バリア層28上にバックシートパッシベーション層30を形成する。バックシートパッシベーション層30は、例えば、シリコン窒化膜などをCVD法で形成しても良い。シリコン窒化膜の厚さは、例えば、約0.5μm〜1.5μm程度である。大気中の水分と酸素による劣化を抑えるため、CVDにより形成したSiN膜による封止を行うことで、さらに耐久性を向上可能である。 (H) Next, as shown in FIG. 1A, a backsheet passivation layer 30 is formed on the colored barrier layer 28. For the backsheet passivation layer 30, for example, a silicon nitride film or the like may be formed by a CVD method. The thickness of the silicon nitride film is, for example, about 0.5 μm to 1.5 μm. In order to suppress deterioration due to moisture and oxygen in the atmosphere, durability can be further improved by sealing with a SiN film formed by CVD.

以上の工程により、実施の形態に係る有機薄膜太陽電池1を完成することができる。   The organic thin-film solar cell 1 according to the embodiment can be completed through the above steps.

尚、要求するモジュール耐久性に応じて、シリコン窒化膜などのパッシベーション層26を形成する工程(図11(b))・パッシベーション層26上にカラー化バリア層28を形成する工程(図11(c))を繰り返し、多重積層保護膜を形成しても良い。   Depending on the required module durability, a step of forming a passivation layer 26 such as a silicon nitride film (FIG. 11B), a step of forming a colored barrier layer 28 on the passivation layer 26 (FIG. 11C). )) May be repeated to form a multi-layered protective film.

また、セルの開口部分は、インクジェット法などによって、任意にパターニングされる。また、色素を添加したカラー化バリア層28(樹脂保護膜)もインクジェット法などを用いることで任意のパターニングを実現可能である。ここで、セルの開口部分とは、例えば、ディスプレイ領域2や文字の形成領域6(図27〜図30参照)に対応する。   Moreover, the opening part of a cell is arbitrarily patterned by the inkjet method etc. In addition, the coloring barrier layer 28 (resin protective film) to which a dye is added can also be subjected to arbitrary patterning by using an inkjet method or the like. Here, the opening portion of the cell corresponds to, for example, the display region 2 or the character formation region 6 (see FIGS. 27 to 30).

(製造方法)
複数個(図の例では3個)直列に配置された実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の製造方法について説明する。
(Production method)
A method for manufacturing an organic thin film solar cell according to an embodiment in which a plurality (three in the example in the figure) are arranged in series will be described.

実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の製造方法の一工程であって、基板10上に透明電極層11を形成した状態を示す模式的平面パターン構成は、図12(a)に示すように表され、図12(a)のI−I線に沿う模式的断面構造は、図12(b)に示すように表される。   A schematic planar pattern configuration showing a state in which the transparent electrode layer 11 is formed on the substrate 10 in one step of the method for manufacturing the organic thin film solar cell according to the embodiment is shown in FIG. Then, a schematic cross-sectional structure along the line II in FIG. 12A is expressed as shown in FIG.

また、透明電極層11上に正孔輸送層12を製膜した状態を示す模式的平面パターン構成は、図13(a)に示すように表され、図13(a)のII−II線に沿う模式的断面構造は、図13(b)に示すように表される。   Moreover, the schematic plane pattern structure which shows the state which formed the positive hole transport layer 12 on the transparent electrode layer 11 is represented as shown to Fig.13 (a), and shows to the II-II line of Fig.13 (a). The schematic cross-sectional structure along is represented as shown in FIG.

また、正孔輸送層12上にバルクへテロ接合有機活性層14を製膜した状態を示す模式的平面パターン構成は、図14(a)に示すように表され、図14(a)のIII−III線に沿う模式的断面構造は、図14(b)に示すように表される。   Further, a schematic planar pattern configuration showing a state in which the bulk heterojunction organic active layer 14 is formed on the hole transport layer 12 is expressed as shown in FIG. A schematic cross-sectional structure along the line -III is expressed as shown in FIG.

また、バルクへテロ接合有機活性層14上に第2電極層16を形成した状態を示す模式的平面パターン構成は、図15(a)に示すように表され、図15(a)のIV−IV線に沿う模式的断面構造は、図15(b)に示すように表される。   Further, a schematic planar pattern configuration showing a state in which the second electrode layer 16 is formed on the bulk heterojunction organic active layer 14 is expressed as shown in FIG. A schematic cross-sectional structure along the IV line is expressed as shown in FIG.

また、酸素プラズマ処理によって、正孔輸送層12、バルクへテロ接合有機活性層14の内、パターン上において、余分な有機層をエッチングすると共に、第2電極層16の表面に不動態膜(酸化膜)24を形成した状態を示す模式的平面パターン構成は、図16(a)に示すように表され、図16(a)のV−V線に沿う模式的断面構造は、図16(b)に示すように表される。   In addition, by oxygen plasma treatment, an excess organic layer is etched on the pattern in the hole transport layer 12 and the bulk heterojunction organic active layer 14, and a passive film (oxidation film) is formed on the surface of the second electrode layer 16. A schematic planar pattern configuration showing a state in which the (film) 24 is formed is expressed as shown in FIG. 16A, and a schematic cross-sectional structure taken along the line VV in FIG. ).

また、デバイス全面にパッシベーション層26を形成した状態を示す模式的平面パターン構成は、図17(a)に示すように表され、図17(a)のVI−VI線に沿う模式的断面構造は、図17(b)に示すように表される。   Further, a schematic plane pattern configuration showing a state in which the passivation layer 26 is formed on the entire surface of the device is represented as shown in FIG. 17A, and a schematic cross-sectional structure along the line VI-VI in FIG. This is expressed as shown in FIG.

また、パッシベーション層26上にカラー化バリア層28を形成した状態を示す模式的平面パターン構成は、図18(a)に示すように表され、図18(a)のVII−VII線に沿う模式的断面構造は、図18(b)に示すように表される。   Further, a schematic planar pattern configuration showing a state in which the colored barrier layer 28 is formed on the passivation layer 26 is expressed as shown in FIG. 18A, and is a schematic diagram along the line VII-VII in FIG. A typical cross-sectional structure is represented as shown in FIG.

また、カラー化バリア層28上にバックシートパッシベーション層30を形成した状態を示す模式的平面パターン構成は、図19(a)に示すように表され、図19(a)のVIII−VIII線に沿う模式的断面構造は、図19(b)に示すように表される。   Further, a schematic plane pattern configuration showing a state in which the backsheet passivation layer 30 is formed on the colorization barrier layer 28 is expressed as shown in FIG. 19A, and is taken along line VIII-VIII in FIG. A schematic cross-sectional structure along the line is expressed as shown in FIG.

図12〜図19を参照して、複数個(図の例では3個)直列に配置された実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の製造方法について説明する。   With reference to FIGS. 12-19, the manufacturing method of the organic thin-film solar cell based on Embodiment arrange | positioned in series (three in the example of a figure) is demonstrated.

(a)まず、純水、アセトン、エタノールで洗浄したガラス基板10(例えば、長さ約50mm×幅約50mm×厚さ約10.4mm)をICPエッチャ−に入れ、Oプラズマにより、表面の付着物を取り除く(ガラス基板表面処理)。なお、基板10をガラス基板で形成し、有機活性層へ光を効率的に誘導するために、ガラス表面に反射防止処理を実施しても良い。 (A) First, a glass substrate 10 (for example, length of about 50 mm × width of about 50 mm × thickness of about 10.4 mm) washed with pure water, acetone, and ethanol is placed in an ICP etcher, and the surface of the glass substrate 10 is washed with O 2 plasma. Remove deposits (glass substrate surface treatment). In addition, in order to form the board | substrate 10 with a glass substrate and to guide | invade light to an organic active layer efficiently, you may implement an antireflection process on the glass surface.

(b)次に、図12に示すように、ガラス基板10上に、例えば、ITOからなる透明電極層11を形成する。図12に示すように、透明電極層11は溝部を挟んだストライプパターンで複数形成される。溝部の形成には、酸素プラズマエッチング技術、レーザパターニング技術、ナノインプリント技術などを適用することができる。 (B) Next, as shown in FIG. 12, a transparent electrode layer 11 made of, for example, ITO is formed on the glass substrate 10. As shown in FIG. 12, a plurality of transparent electrode layers 11 are formed in a stripe pattern across the groove. An oxygen plasma etching technique, a laser patterning technique, a nanoimprint technique, or the like can be applied to the formation of the groove.

(c)次に、図13に示すように、各透明電極層11上に、正孔輸送層12を形成する。正孔輸送層12の形成には、スピンコート技術、スプレー技術、スクリーン印刷技術などを適用することができる。ここで、正孔輸送層12の形成工程では、例えば、PEDOT:PSSをスピンコートによって製膜を行い、水分除去のために、アニ−ルを120℃で約10分間行う。溝部の形成には、酸素プラズマエッチング技術、レーザパターニング技術、ナノインプリント技術などを適用することができる。 (C) Next, as shown in FIG. 13, the hole transport layer 12 is formed on each transparent electrode layer 11. For the formation of the hole transport layer 12, a spin coating technique, a spray technique, a screen printing technique, or the like can be applied. Here, in the step of forming the hole transport layer 12, for example, PEDOT: PSS is formed by spin coating, and annealing is performed at 120 ° C. for about 10 minutes to remove moisture. An oxygen plasma etching technique, a laser patterning technique, a nanoimprint technique, or the like can be applied to the formation of the groove.

(d)次に、図14に示すように、各正孔輸送層12上に、バルクヘテロ接合有機活性層14を形成する。バルクヘテロ接合有機活性層14の形成工程においては、例えば、P3HTをスピンコートによって製膜を行う。 (D) Next, as shown in FIG. 14, a bulk heterojunction organic active layer 14 is formed on each hole transport layer 12. In the formation process of the bulk heterojunction organic active layer 14, for example, P3HT is formed by spin coating.

(e)次に、図15に示すように、各バルクヘテロ接合有機活性層14上に、カソード電極層16を形成する。カソード電極層16の形成には、例えばAl、W、Mo、Mn、Mgなどの金属層を真空加熱蒸着法により堆積することによって行われる。真空加熱蒸着法の代わりに、スクリーン印刷技術を適用しても良い。 (E) Next, as shown in FIG. 15, a cathode electrode layer 16 is formed on each bulk heterojunction organic active layer 14. The cathode electrode layer 16 is formed, for example, by depositing a metal layer such as Al, W, Mo, Mn, and Mg by a vacuum heating vapor deposition method. A screen printing technique may be applied instead of the vacuum heating deposition method.

(f)次に、図16に示すように、バルクヘテロ接合有機活性層14および正孔輸送層12をエッチング処理した後、カソード電極層16の表面に酸化膜(不動態膜)24を形成する。バルクヘテロ接合有機活性層14および正孔輸送層12をエッチング処理することによって、各セルを分離することができる。また、不動態膜24は、第2電極層16を酸素プラズマ処理することによって形成することができる。不動態膜24の形成は、例えば、高密度プラズマエッチング装置を用いて行うことができる。なお、第2電極層16を酸素プラズマ処理することによって不動態膜24を形成すると同時に、バルクヘテロ接合有機活性層14および正孔輸送層12をエッチング処理することも可能である。 (F) Next, as shown in FIG. 16, after the bulk heterojunction organic active layer 14 and the hole transport layer 12 are etched, an oxide film (passive film) 24 is formed on the surface of the cathode electrode layer 16. Each cell can be separated by etching the bulk heterojunction organic active layer 14 and the hole transport layer 12. The passive film 24 can be formed by subjecting the second electrode layer 16 to oxygen plasma treatment. The passive film 24 can be formed using, for example, a high-density plasma etching apparatus. In addition, it is also possible to etch the bulk heterojunction organic active layer 14 and the hole transport layer 12 at the same time as forming the passive film 24 by performing oxygen plasma treatment on the second electrode layer 16.

(g)次に、図17に示すように、デバイス全面にパッシベーション層26を形成する。ここで、パッシベーション層26は、シリコン窒化膜などをCVD法で形成しても良い。シリコン窒化膜の厚さは、例えば、約0.5μm〜1.5μm程度である。大気中の水分と酸素による劣化を抑えるため、CVDにより形成したSiN膜による封止を行うことで、さらに耐久性を向上可能である。 (G) Next, as shown in FIG. 17, a passivation layer 26 is formed on the entire surface of the device. Here, as the passivation layer 26, a silicon nitride film or the like may be formed by a CVD method. The thickness of the silicon nitride film is, for example, about 0.5 μm to 1.5 μm. In order to suppress deterioration due to moisture and oxygen in the atmosphere, durability can be further improved by sealing with a SiN film formed by CVD.

(h)次に、図18に示すように、パッシベーション層26上にカラー化バリア層28を形成する。ここでは、SiN膜で形成されたパッシベーション層26のスポットなどの不良を無くし、モジュールの背面を平滑化するために、UV硬化樹脂素材をスピンコート法などで塗布し、UV照射により硬化させる。なお、ここで、カラー化バリア層28には着色剤を添加した保護膜を用いることで、薄層化された素子構造で、モジュールに任意の着色を可能にしている。 (H) Next, as shown in FIG. 18, a colored barrier layer 28 is formed on the passivation layer 26. Here, in order to eliminate defects such as spots on the passivation layer 26 formed of a SiN film and smooth the back surface of the module, a UV curable resin material is applied by a spin coat method or the like and cured by UV irradiation. Here, the colored barrier layer 28 uses a protective film to which a colorant is added, so that the module can be arbitrarily colored with a thinned element structure.

(i)次に、図19に示すように、カラー化バリア層28上にバックシートパッシベーション層30を形成する。バックシートパッシベーション層30は、例えば、シリコン窒化膜などをCVD法で形成しても良い。シリコン窒化膜の厚さは、例えば、約0.5μm〜1.5μm程度である。大気中の水分と酸素による劣化を抑えるため、CVDにより形成したSiN膜による封止を行うことで、さらに耐久性を向上可能である。 (I) Next, as shown in FIG. 19, a backsheet passivation layer 30 is formed on the colored barrier layer 28. For the backsheet passivation layer 30, for example, a silicon nitride film or the like may be formed by a CVD method. The thickness of the silicon nitride film is, for example, about 0.5 μm to 1.5 μm. In order to suppress deterioration due to moisture and oxygen in the atmosphere, durability can be further improved by sealing with a SiN film formed by CVD.

尚、要求するモジュール耐久性に応じて、シリコン窒化膜などのパッシベーション層26を形成する工程(図17)・パッシベーション層26上にカラー化バリア層28を形成する工程(図18)を繰り返し、多重積層保護膜を形成しても良い。   Depending on the required module durability, the step of forming a passivation layer 26 such as a silicon nitride film (FIG. 17) and the step of forming a colored barrier layer 28 on the passivation layer 26 (FIG. 18) are repeated to obtain multiple layers. A laminated protective film may be formed.

また、セルの開口部分は、インクジェット法などによって、任意にパターニングされる。また、色素を添加したカラー化バリア層28(樹脂保護膜)もインクジェット法などを用いることで任意のパターニングを実現可能である。   Moreover, the opening part of a cell is arbitrarily patterned by the inkjet method etc. In addition, the coloring barrier layer 28 (resin protective film) to which a dye is added can also be subjected to arbitrary patterning by using an inkjet method or the like.

以上の工程により、実施の形態に係る有機薄膜太陽電池1を完成することができる。   The organic thin-film solar cell 1 according to the embodiment can be completed through the above steps.

(有機薄膜太陽電池の作成手順)
図20に示すフローチャートに基づいて、実施の形態に係る有機薄膜太陽電池1の作成手順について説明する。
(Procedure for making organic thin-film solar cells)
Based on the flowchart shown in FIG. 20, the preparation procedure of the organic thin-film solar cell 1 which concerns on embodiment is demonstrated.

(a)ステップS1では、基板10上に、PEDOT:PSSを塗布する。例えば、0.45μmPTFEメンブレンフィルターでPEDOT:PSS水溶液を濾過し、溶け残りや不純物を取り除き、PEDOT:PSS水溶液をITO基板10上に塗布し、スピンコート(例えば、4000rpm,30sec)する。 (A) In step S <b> 1, PEDOT: PSS is applied on the substrate 10. For example, the PEDOT: PSS aqueous solution is filtered with a 0.45 μm PTFE membrane filter to remove undissolved residues and impurities, and the PEDOT: PSS aqueous solution is applied onto the ITO substrate 10 and spin-coated (for example, 4000 rpm, 30 sec).

(b)ステップS2では、PEDOT:PSSを焼結する。即ち、製膜後、水分除去のために120℃、10分間加熱処理をする。なお、基板10全体に熱が伝わるように予めホットプレートで温めておいたシャーレを被せると良い。 (B) In step S2, PEDOT: PSS is sintered. That is, after film formation, heat treatment is performed at 120 ° C. for 10 minutes to remove moisture. In addition, it is good to cover the petri dish previously warmed with the hot plate so that heat may be transmitted to the whole substrate 10.

(c)ステップS3では、P3HT:PCBMを塗布する。具体的には、例えば、ジクロロベンゼン(o-dichlorobenzen)にP3HT16mgとPCBM16mgを溶解させる。溶液は、窒素雰囲気中の50℃で一晩攪拌を行った後に、50℃で1分間超音波処理を行う。溶液は窒素置換されたグローブボックス(<1ppmO、HO)内で洗浄処理したITO基板10上にスピンコートを行う。回転数は例えば550rpm・60secの後に2000rpm・1secである。 (C) In step S3, P3HT: PCBM is applied. Specifically, for example, 16 mg of P3HT and 16 mg of PCBM are dissolved in dichlorobenzene (o-dichlorobenzen). The solution is stirred overnight at 50 ° C. in a nitrogen atmosphere and then sonicated at 50 ° C. for 1 minute. The solution is spin-coated on the ITO substrate 10 cleaned in a nitrogen-substituted glove box (<1 ppm O 2 , H 2 O). The number of rotations is, for example, 2000 rpm · 1 sec after 550 rpm · 60 sec.

(d)ステップS4では、プレアニールを行う。即ち、ステップS3の塗布の後、120℃で10分間加熱を行う。なお、基板10全体に熱が伝わるように予めホットプレートで温めておいたシャーレを被せると良い。 (D) In step S4, pre-annealing is performed. That is, after the application in step S3, heating is performed at 120 ° C. for 10 minutes. In addition, it is good to cover the petri dish previously warmed with the hot plate so that heat may be transmitted to the whole substrate 10.

(e)ステップS5では、LiF真空蒸着を行う。具体的には、LiF(純度:99.98%)は、真空度:1.1×10−6torr・蒸着レートが0.1Å/secで真空加熱蒸着を行う。 (E) In step S5, LiF vacuum deposition is performed. Specifically, LiF (purity: 99.98%) is subjected to vacuum heating vapor deposition at a degree of vacuum of 1.1 × 10 −6 torr / deposition rate of 0.1 kg / sec.

(f)ステップS6では、Al真空蒸着を行って第2電極層16を形成する。具体的には、Al(純度:99.999%)は、真空度:1.1×10−6torrで蒸着レートが〜2Å/secで真空加熱蒸着を行う。 (F) In step S6, the second electrode layer 16 is formed by performing Al vacuum deposition. Specifically, Al (purity: 99.999%) is subjected to vacuum heating deposition with a degree of vacuum: 1.1 × 10 −6 torr and a deposition rate of ˜2Å / sec.

(g)ステップS7では、第2電極層16について、電極酸化被膜処理を行う。具体的には、高密度プラズマエッチング装置を用いて酸素プラズマにより第2電極層16表面を酸化し、酸化膜24を形成する。 (G) In step S7, an electrode oxide film treatment is performed on the second electrode layer 16. Specifically, the oxide film 24 is formed by oxidizing the surface of the second electrode layer 16 with oxygen plasma using a high-density plasma etching apparatus.

(h)ステップS8では、封止を行う。具体的には、デバイス全体に、パッシベーション層26・カラー化バリア層28・バックシートパッシベーション層30を順次積層化形成して、素子を封止する。 (H) In step S8, sealing is performed. Specifically, a passivation layer 26, a colored barrier layer 28, and a backsheet passivation layer 30 are sequentially laminated on the entire device to seal the element.

(量産化工程)
実施の形態に係る有機薄膜太陽電池は、図21〜図25に示すように、複数のセルをマトリックス状に配置し、量産化工程によって製造することもできる。
(Mass production process)
As shown in FIGS. 21 to 25, the organic thin-film solar cell according to the embodiment can be manufactured by arranging a plurality of cells in a matrix and performing a mass production process.

以下、図21〜図25を参照して説明する。   Hereinafter, a description will be given with reference to FIGS.

(a)まず、純水、アセトン、エタノールで洗浄したガラス基板10をICPエッチャ−に入れ、Oプラズマにより、表面の付着物を取り除く(ガラス基板表面処理)。なお、有機活性層へ光を効率的に誘導するために、ガラス基板10の表面に反射防止処理を実施しても良い。 (A) First, a glass substrate 10 washed with pure water, acetone, and ethanol is placed in an ICP etcher, and surface deposits are removed by O 2 plasma (glass substrate surface treatment). In order to efficiently guide light to the organic active layer, an antireflection treatment may be performed on the surface of the glass substrate 10.

(b)次に、図21に示すように、基板10上に、例えば、ITOからなる透明電極層11を形成する。図21に示す例では、透明電極層11は隙間を挟んだ2本のストライプパターンで形成される。隙間の形成には、酸素プラズマエッチング技術、レーザパターニング技術、ナノインプリント技術などを適用することができる。 (B) Next, as shown in FIG. 21, the transparent electrode layer 11 made of, for example, ITO is formed on the substrate 10. In the example shown in FIG. 21, the transparent electrode layer 11 is formed in two stripe patterns with a gap therebetween. For forming the gap, an oxygen plasma etching technique, a laser patterning technique, a nanoimprint technique, or the like can be applied.

(c)次に、図22に示すように、基板10および透明電極層11上に、正孔輸送層12を形成する。正孔輸送層12の形成には、スピンコート技術、スプレー技術、スクリーン印刷技術などを適用することができる。ここで、正孔輸送層12の形成工程では、例えば、PEDOT:PSSをスピンコートによって製膜を行い、水分除去のために、アニ−ルを120℃で約10分間行う。 (C) Next, as shown in FIG. 22, the hole transport layer 12 is formed on the substrate 10 and the transparent electrode layer 11. For the formation of the hole transport layer 12, a spin coating technique, a spray technique, a screen printing technique, or the like can be applied. Here, in the step of forming the hole transport layer 12, for example, PEDOT: PSS is formed by spin coating, and annealing is performed at 120 ° C. for about 10 minutes to remove moisture.

(d)次に、図23に示すように、正孔輸送層12上に、バルクヘテロ接合有機活性層14を形成する。バルクヘテロ接合有機活性層14の形成工程においては、例えば、P3HT:PCBMをスピンコートによって製膜を行う。バルクヘテロ接合有機活性層14の厚さは、例えば、約100nm〜約200nmである。 (D) Next, as shown in FIG. 23, a bulk heterojunction organic active layer 14 is formed on the hole transport layer 12. In the formation process of the bulk heterojunction organic active layer 14, for example, P3HT: PCBM is formed by spin coating. The thickness of the bulk heterojunction organic active layer 14 is, for example, about 100 nm to about 200 nm.

(e)次に、図24に示すように、バルクへテロ接合有機活性層14上に、2本のストライプパターンのカソード電極層16を透明電極層11と直交させて形成する。 (E) Next, as shown in FIG. 24, two stripe-pattern cathode electrode layers 16 are formed on the bulk heterojunction organic active layer 14 so as to be orthogonal to the transparent electrode layer 11.

カソード電極層16の形成には、例えばAl、W、Mo、Mn、Mgなどを真空加熱蒸着法により堆積することによって行われる。真空加熱蒸着法の代わりに、スクリーン印刷技術を適用しても良い。   The cathode electrode layer 16 is formed, for example, by depositing Al, W, Mo, Mn, Mg, or the like by a vacuum heating vapor deposition method. A screen printing technique may be applied instead of the vacuum heating deposition method.

(f)次に、図示は省略するが、カソード電極層16の表面に酸化膜(不動態膜)を形成する。不動態膜は、カソード電極層16を酸素プラズマに暴露させて形成することができる。酸素プラズマによる酸化膜の形成は、例えば、プラズマエッチング装置を用いて行うことができる。 (F) Next, although not shown, an oxide film (passive film) is formed on the surface of the cathode electrode layer 16. The passive film can be formed by exposing the cathode electrode layer 16 to oxygen plasma. Formation of the oxide film by oxygen plasma can be performed using, for example, a plasma etching apparatus.

(g)次に、図示は省略するが、デバイス全体に、パッシベーション層26・カラー化バリア層28・バックシートパッシベーション層30を順次積層化形成して、封止する。 (G) Next, although not shown, the passivation layer 26, the colored barrier layer 28, and the backsheet passivation layer 30 are sequentially laminated on the entire device and sealed.

以上の工程により、実施の形態に係る有機薄膜太陽電池1を量産化することができる。   The organic thin-film solar cell 1 according to the embodiment can be mass-produced through the above steps.

実施の形態に係る有機薄膜太陽電池において、複数のセルCijをマトリックス状に配置した模式的平面パターン構成例は、図25に示すように表される。アノード電極層11で形成されるアノード電極パターン…,Aj, Aj+1,…と、アノード電極パターン…, Aj, Aj+1,…と直交し、カソード電極層16で形成されるカソード電極パターン…,Ki-1, Ki, Ki+1,…の交差部にセル…Cij…が配置されている。アノード電極パターン…, Aj, Aj+1,…と、カソード電極パターン…, Ki-1, Ki, Ki+1,…を選択することによって、交差部に配置されたセル…Cij…の特性をそれぞれ別個に測定することもできる。 In the organic thin-film solar cell according to the embodiment, a schematic plane pattern configuration example in which a plurality of cells C ij are arranged in a matrix is expressed as shown in FIG. An anode electrode pattern formed by the anode electrode layer 11, A j , A j + 1 ,..., And an anode electrode pattern..., A j , A j + 1 ,. Cells... C ij are arranged at the intersections of the cathode electrode patterns..., K i−1 , K i , K i + 1 ,. By selecting the anode electrode pattern ..., A j , A j + 1 , ... and the cathode electrode pattern ..., K i-1 , K i , K i + 1 , ..., cells arranged at the intersections ... C It is also possible to separately measure the characteristics of ij .

(スピンコート法)
実施の形態に係る有機薄膜太陽電池の製造方法において、正孔輸送層12およびバルクへテロ接合有機活性層14を形成する際のスピンコート法を示す概略は図26(a)に示すように表され、形成された正孔輸送層12およびバルクへテロ接合有機活性層14の例を示す模式的鳥瞰構成は、図26(b)に示すように表される。
(Spin coating method)
In the method for manufacturing an organic thin-film solar cell according to the embodiment, an outline showing a spin coating method when forming the hole transport layer 12 and the bulk heterojunction organic active layer 14 is shown in FIG. A schematic bird's-eye view showing an example of the hole transport layer 12 and the bulk heterojunction organic active layer 14 thus formed is expressed as shown in FIG.

例えば、実施の形態に係る有機薄膜太陽電池1において、比較的小面積の素子を作成する場合には、図26(a)に示すようなスピンコート法を適用することができる。   For example, in the case of creating a relatively small area element in the organic thin film solar cell 1 according to the embodiment, a spin coating method as shown in FIG. 26A can be applied.

即ち、図26(a)に示すように、モータ等の駆動源に接続される高速回転可能なスピンドル62と、スピンドル62に固設され基板10を載置するテーブル63とを備えるスピンコーターが用いられる。   That is, as shown in FIG. 26A, a spin coater including a spindle 62 that can be rotated at a high speed and connected to a drive source such as a motor, and a table 63 that is fixed to the spindle 62 and places the substrate 10 thereon is used. It is done.

そして、テーブル63上に基板10を載置し、モータ等の駆動源を稼働させてテーブル63を例えば2000〜4000rpmで矢印A、B方向に高速回転させる。次いで、スポイト60を用いて、正孔輸送層12やバルクへテロ接合有機活性層14を形成する溶液の液滴64を落下させる。これにより、液滴64は遠心力により基板10上に均一な厚さの正孔輸送層12およびバルクへテロ接合有機活性層14(図26(b)参照)を形成することができる。   Then, the substrate 10 is placed on the table 63, a driving source such as a motor is operated, and the table 63 is rotated at a high speed in the directions of arrows A and B, for example, at 2000 to 4000 rpm. Next, using a dropper 60, a solution droplet 64 that forms the hole transport layer 12 and the bulk heterojunction organic active layer 14 is dropped. Thereby, the droplet 64 can form the positive hole transport layer 12 and the bulk heterojunction organic active layer 14 (refer FIG.26 (b)) of uniform thickness on the board | substrate 10 with a centrifugal force.

(電子機器)
実施の形態に係る有機薄膜太陽電池1を適用した電子機器200の模式的平面構成は、図27に示すように表される。実施の形態に係る有機薄膜太陽電池1を適用した電子機器200は、図27に示すように、ディスプレイ領域2の周辺部に有機薄膜太陽電池形成領域4および文字形成領域6を備える。
(Electronics)
A schematic planar configuration of an electronic device 200 to which the organic thin-film solar cell 1 according to the embodiment is applied is expressed as shown in FIG. The electronic device 200 to which the organic thin-film solar cell 1 according to the embodiment is applied includes an organic thin-film solar cell formation region 4 and a character formation region 6 in the periphery of the display region 2 as shown in FIG.

また、図27のIX−IX線に沿う模式的断面構造は、図28に示すように表され、図27のX−X線に沿う模式的断面構造は、図29に示すように表され、図27のXI−XI線に沿う模式的断面構造は、図30に示すように表される。   Moreover, the schematic cross-sectional structure along the IX-IX line of FIG. 27 is represented as shown in FIG. 28, and the schematic cross-sectional structure along the XX line of FIG. 27 is represented as shown in FIG. A schematic cross-sectional structure taken along line XI-XI in FIG. 27 is expressed as shown in FIG.

実施の形態に係る有機薄膜太陽電池1を適用した電子機器200において、有機薄膜太陽電池形成領域4は、図28〜図30に示すように、基板10と、基板10上に配置された透明電極層(第1電極層)11と、第1電極層11上に配置された正孔輸送層12と、正孔輸送層12上に配置されたバルクヘテロ接合有機活性層14と、バルクヘテロ接合有機活性層14上に配置されたカソード電極層(第2電極層)16と、第2電極層16上に配置されたパッシベーション層26と、パッシベーション層26上に配置されたカラー化バリア層28と、カラー化バリア層28上に配置されたバックシートパッシベーション層30とを備える。カソード電極層(第2電極層)16表面には、図28〜図30に示すように、不動態膜24が形成されていても良い。   In the electronic device 200 to which the organic thin film solar cell 1 according to the embodiment is applied, the organic thin film solar cell forming region 4 includes a substrate 10 and a transparent electrode disposed on the substrate 10 as shown in FIGS. Layer (first electrode layer) 11, hole transport layer 12 disposed on first electrode layer 11, bulk heterojunction organic active layer 14 disposed on hole transport layer 12, and bulk heterojunction organic active layer A cathode electrode layer (second electrode layer) 16 disposed on 14, a passivation layer 26 disposed on the second electrode layer 16, a colored barrier layer 28 disposed on the passivation layer 26, and colorization A backsheet passivation layer 30 disposed on the barrier layer 28. A passive film 24 may be formed on the surface of the cathode electrode layer (second electrode layer) 16 as shown in FIGS.

一方、ディスプレイ領域2および文字形成領域6は、図28〜図30に示すように、基板10と、基板10上に配置された透明電極層(第1電極層)11と、第1電極層11上に配置されたパッシベーション層26と、パッシベーション層26上に配置されたカラー化バリア層28と、カラー化バリア層28上に配置されたバックシートパッシベーション層30とを備える。   On the other hand, as shown in FIGS. 28 to 30, the display area 2 and the character forming area 6 are the substrate 10, the transparent electrode layer (first electrode layer) 11 disposed on the substrate 10, and the first electrode layer 11. A passivation layer 26 disposed above, a colored barrier layer 28 disposed on the passivation layer 26, and a backsheet passivation layer 30 disposed on the colored barrier layer 28 are provided.

有機薄膜太陽電池形成領域4のカラー化バリア層28は、例えば、ブラックDyeによって、黒色に着色され、文字形成領域6のカラー化バリア層28は、文字を配置するため、黒色とは異なる色、例えば、赤色に着色される。   The colored barrier layer 28 in the organic thin film solar cell forming region 4 is colored black by, for example, black Dye, and the colored barrier layer 28 in the character forming region 6 has a color different from black in order to arrange characters, For example, it is colored red.

尚、図示は省略するが、ディスプレイ領域2に対応した基板10には、例えば、液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)、若しくは有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイなどを形成可能である。   In addition, although illustration is abbreviate | omitted, the liquid crystal display (LCD: Liquid Crystal Display) or an organic EL (Electro Luminescence) display etc. can be formed in the board | substrate 10 corresponding to the display area | region 2, for example.

実施の形態に係る有機薄膜太陽電池を適用したタンデム構造の電子機器300は、図31(a)に示すように、基板10と、基板10上に接着層150を介して配置された有機薄膜太陽電池形成領域4を備える。ディスプレイ領域2は、基板10内に形成されている。すなわち、実施の形態に係る有機薄膜太陽電池を適用したタンデム構造の電子機器300は、基板10と、有機薄膜太陽電池形成領域4とが別々に形成され、それらを接着層150を介してタンデム構造の縦型に配置している。   An electronic device 300 having a tandem structure to which the organic thin-film solar cell according to the embodiment is applied includes a substrate 10 and an organic thin-film solar arranged on the substrate 10 via an adhesive layer 150 as shown in FIG. A battery forming region 4 is provided. The display area 2 is formed in the substrate 10. That is, in the electronic device 300 having a tandem structure to which the organic thin film solar cell according to the embodiment is applied, the substrate 10 and the organic thin film solar cell formation region 4 are separately formed, and these are formed in a tandem structure via the adhesive layer 150. It is arranged in the vertical type.

また、実施の形態に係る有機薄膜太陽電池を適用したインセル構造の電子機器300は、図31(b)に示すように、基板10と、基板10上に配置された有機薄膜太陽電池形成領域4とを備える。すなわち、実施の形態に係る有機薄膜太陽電池を適用したインセル構造の電子機器300は、基板10上に有機薄膜太陽電池形成領域4がインセル構造に形成され、基板10には、例えば、LCD、若しくは有機ELディスプレイなどを形成可能である。   Moreover, the in-cell structure electronic device 300 to which the organic thin film solar cell according to the embodiment is applied includes a substrate 10 and an organic thin film solar cell formation region 4 disposed on the substrate 10 as shown in FIG. With. That is, in the in-cell structure electronic device 300 to which the organic thin film solar cell according to the embodiment is applied, the organic thin film solar cell formation region 4 is formed in the in-cell structure on the substrate 10. An organic EL display or the like can be formed.

実施の形態に係る有機薄膜太陽電池1を適用した電子機器200は、図27〜図30、および図31(b)に示すように、インセル構造の電子機器300に対応している。   The electronic device 200 to which the organic thin-film solar cell 1 according to the embodiment is applied corresponds to the electronic device 300 having an in-cell structure, as shown in FIGS. 27 to 30 and FIG.

以上説明したように、本実施の形態によれば、構造が簡単で作製工程が減少し、意匠性の向上し、かつ軽量化・薄層化可能な有機薄膜太陽電池およびその製造方法、および電子機器を提供することができる。   As described above, according to the present embodiment, an organic thin film solar cell that has a simple structure, reduces manufacturing steps, improves designability, and can be reduced in weight and thickness, a manufacturing method thereof, and an electronic device Equipment can be provided.

[その他の実施の形態]
上記のように、実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面は例示的なものであり、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
[Other embodiments]
As described above, the embodiments have been described. However, it should be understood that the descriptions and drawings constituting a part of this disclosure are illustrative and do not limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態などを含む。   As described above, the present invention includes various embodiments not described herein.

本発明の有機薄膜太陽電池は、構造が簡単で作製工程が減少し、意匠性の向上し、かつ軽量化・薄層化可能であることから、太陽光発電パネル、モバイル機器用充電装置や太陽エネルギーシステムなど幅広い分野に適用可能である。   The organic thin-film solar cell of the present invention has a simple structure, reduced production steps, improved design, and can be reduced in weight and thickness. Applicable to a wide range of fields such as energy systems.

1、 1A、1B…有機薄膜太陽電池
2…ディスプレイ領域
4…有機薄膜太陽電池形成領域
6…文字形成領域
10…基板(ITO基板)
11…第1電極層(アノード電極層、透明電極層)
12…正孔輸送層
14…バルクヘテロ接合有機活性層
16…第2電極層(カソード電極層)
24…不動態膜(酸化膜)
26、31…パッシベーション層
28…カラー化バリア層
29…バリア層
30…バックシートパッシベーション層
33…バックシート層
60…スポイト
62…スピンドル
63…テーブル
64…液滴
150…接着層
200、300…電子機器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1A, 1B ... Organic thin film solar cell 2 ... Display area 4 ... Organic thin film solar cell formation area 6 ... Character formation area 10 ... Substrate (ITO substrate)
11 ... 1st electrode layer (anode electrode layer, transparent electrode layer)
12 ... hole transport layer 14 ... bulk heterojunction organic active layer 16 ... second electrode layer (cathode electrode layer)
24 ... Passive film (oxide film)
26, 31 ... Passivation layer 28 ... Colored barrier layer 29 ... Barrier layer 30 ... Back sheet passivation layer 33 ... Back sheet layer 60 ... Dropper 62 ... Spindle 63 ... Table 64 ... Droplet 150 ... Adhesive layer 200, 300 ... Electronic device

Claims (32)

基板と、
前記基板上に配置された第1電極層と、
前記第1電極層上に配置された正孔輸送層と、
前記正孔輸送層上に配置されたバルクへテロ接合有機活性層と、
前記バルクへテロ接合有機活性層上に配置された第2電極層と、
前記第2電極層上に配置されたパッシベーション層と、
前記パッシベーション層上に配置されたカラー化バリア層と、
前記カラー化バリア層上に配置されたバックシートパッシベーション層と
を備えることを特徴とする有機薄膜太陽電池。
A substrate,
A first electrode layer disposed on the substrate;
A hole transport layer disposed on the first electrode layer;
A bulk heterojunction organic active layer disposed on the hole transport layer;
A second electrode layer disposed on the bulk heterojunction organic active layer;
A passivation layer disposed on the second electrode layer;
A colored barrier layer disposed on the passivation layer;
An organic thin film solar cell comprising: a backsheet passivation layer disposed on the colored barrier layer.
前記カラー化バリア層は、紫外線硬化樹脂であることを特徴とする請求項1に記載の有機薄膜太陽電池。   2. The organic thin film solar cell according to claim 1, wherein the colored barrier layer is an ultraviolet curable resin. 前記カラー化バリア層には、着色剤を添加したことを特徴とする請求項2に記載の有機薄膜太陽電池。   The organic thin-film solar cell according to claim 2, wherein a coloring agent is added to the colored barrier layer. 前記パッシベーション層は、SiN膜若しくはSiON膜であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の有機薄膜太陽電池。   The organic thin-film solar cell according to claim 1, wherein the passivation layer is a SiN film or a SiON film. 前記カラー化バリア層は、前記パッシベーション層に形成されるスポットを被覆可能であることを特徴とする請求項4に記載の有機薄膜太陽電池。   The organic thin-film solar cell according to claim 4, wherein the colored barrier layer is capable of covering spots formed on the passivation layer. 前記パッシベーション層と前記カラー化バリア層は、複数層繰り返し積層化されて、多重積層保護膜を形成したことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の有機薄膜太陽電池。   The organic thin-film solar cell according to claim 1, wherein the passivation layer and the colored barrier layer are repeatedly laminated to form a multi-layer protective film. 前記第2電極層の表面に不動態膜を備えることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の有機薄膜太陽電池。   The organic thin-film solar cell according to claim 1, further comprising a passive film on a surface of the second electrode layer. 前記不動態膜は、前記第2電極層の酸化膜であることを特徴とする請求項7に記載の有機薄膜太陽電池。   The organic thin film solar cell according to claim 7, wherein the passivation film is an oxide film of the second electrode layer. 前記酸化膜は、前記第2電極層の表面を酸素プラズマ処理により形成されることを特徴とする請求項8に記載の有機薄膜太陽電池。   9. The organic thin film solar cell according to claim 8, wherein the oxide film is formed by oxygen plasma treatment on a surface of the second electrode layer. 請求項1〜9のいずれか1項に記載の有機薄膜太陽電池からなるセルを複数個直列接続したことを特徴とする有機薄膜太陽電池。   An organic thin-film solar cell, wherein a plurality of cells comprising the organic thin-film solar cell according to claim 1 are connected in series. 請求項1〜9のいずれか1項に記載の有機薄膜太陽電池を備える電子機器。   An electronic device provided with the organic thin-film solar cell of any one of Claims 1-9. ディスプレイ領域と、
前記ディスプレイ領域の周辺部に配置された有機薄膜太陽電池形成領域および文字形成領域と
を備え、
前記有機薄膜太陽電池形成領域は、基板と、前記基板上に配置された第1電極層と、前記第1電極層上に配置された正孔輸送層と、前記正孔輸送層上に配置されたバルクヘテロ接合有機活性層と、前記バルクヘテロ接合有機活性層上に配置された第2電極層と、前記第2電極層上に配置されたパッシベーション層と、前記パッシベーション層上に配置されたカラー化バリア層と、前記カラー化バリア層上に配置されたバックシートパッシベーション層とを備え、
前記ディスプレイ領域および前記文字形成領域は、前記基板と、前記基板上に配置された前記第1電極層と、前記第1電極層上に配置された前記パッシベーション層と、前記パッシベーション層上に配置された前記カラー化バリア層と、前記カラー化バリア層上に配置された前記バックシートパッシベーション層とを備え、
前記有機薄膜太陽電池形成領域に対応した前記カラー化バリア層および前記文字形成領域に対応した前記カラー化バリア層は、着色されていることを特徴とする電子機器。
A display area;
An organic thin-film solar cell formation region and a character formation region disposed in the periphery of the display region,
The organic thin film solar cell formation region is disposed on a substrate, a first electrode layer disposed on the substrate, a hole transport layer disposed on the first electrode layer, and the hole transport layer. A bulk heterojunction organic active layer, a second electrode layer disposed on the bulk heterojunction organic active layer, a passivation layer disposed on the second electrode layer, and a colorization barrier disposed on the passivation layer And a backsheet passivation layer disposed on the colored barrier layer,
The display area and the character forming area are disposed on the substrate, the first electrode layer disposed on the substrate, the passivation layer disposed on the first electrode layer, and the passivation layer. The colored barrier layer, and the backsheet passivation layer disposed on the colored barrier layer,
The electronic device, wherein the colored barrier layer corresponding to the organic thin film solar cell forming region and the colored barrier layer corresponding to the character forming region are colored.
前記カラー化バリア層は、紫外線硬化樹脂であることを特徴とする請求項12に記載の電子機器。   The electronic device according to claim 12, wherein the colored barrier layer is an ultraviolet curable resin. 前記カラー化バリア層には、着色剤を添加したことを特徴とする請求項13に記載の電子機器。   The electronic device according to claim 13, wherein a colorant is added to the colored barrier layer. 前記パッシベーション層は、SiN膜若しくはSiON膜であることを特徴とする請求項12〜14のいずれか1項に記載の電子機器。   The electronic device according to claim 12, wherein the passivation layer is a SiN film or a SiON film. 前記カラー化バリア層は、前記パッシベーション層に形成されるスポットを被覆可能であることを特徴とする請求項15に記載の電子機器。   The electronic device according to claim 15, wherein the colored barrier layer is capable of covering spots formed on the passivation layer. 前記パッシベーション層と前記カラー化バリア層は、複数層繰り返し積層化されて、多重積層保護膜を形成したことを特徴とする請求項12〜16のいずれか1項に記載の電子機器。   The electronic device according to claim 12, wherein the passivation layer and the colored barrier layer are repeatedly laminated to form a multi-layer protective film. 前記第2電極層の表面に配置された不動態膜を備えることを特徴とする請求項12〜17のいずれか1項に記載の電子機器。   The electronic apparatus according to claim 12, further comprising a passive film disposed on a surface of the second electrode layer. 前記前記有機薄膜太陽電池形成領域に対応した前記カラー化バリア層は、黒色に着色されたことを特徴とする請求項12〜18のいずれか1項に記載の電子機器。   19. The electronic device according to claim 12, wherein the colored barrier layer corresponding to the organic thin film solar cell formation region is colored black. 前記文字形成領域に対応した前記カラー化バリア層は、赤色に着色されたことを特徴とする請求項12〜19のいずれか1項に記載の電子機器。   The electronic device according to claim 12, wherein the colored barrier layer corresponding to the character forming region is colored red. 前記ディスプレイ領域に対応した前記基板には、液晶ディスプレイ若しくは有機エレクトロルミネッセンスディスプレイが配置されたことを特徴とする請求項12〜20のいずれか1項に記載の電子機器。   21. The electronic apparatus according to claim 12, wherein a liquid crystal display or an organic electroluminescence display is disposed on the substrate corresponding to the display area. 前記電子機器は、前記ディスプレイ領域を配置した前記基板上に接着層を介して配置された前記有機薄膜太陽電池形成領域を備え、タンデム構造を有することを特徴とする請求項12〜21のいずれか1項に記載の電子機器。   The said electronic device is equipped with the said organic thin film solar cell formation area | region arrange | positioned through the contact bonding layer on the said board | substrate which has arrange | positioned the said display area | region, It has a tandem structure, The one of Claims 12-21 Item 1. An electronic device according to item 1. 前記電子機器は、前記ディスプレイ領域を配置した前記基板上に配置された前記有機薄膜太陽電池形成領域を備え、インセル構造を有することを特徴とする請求項12〜21のいずれか1項に記載の電子機器。   The said electronic device is provided with the said organic thin-film solar cell formation area | region arrange | positioned on the said board | substrate which has arrange | positioned the said display area | region, It has an in-cell structure, The any one of Claims 12-21 characterized by the above-mentioned. Electronics. 基板上に第1電極を形成する工程と、
前記第1電極層上に正孔輸送層を形成する工程と、
前記正孔輸送層上にバルクへテロ接合有機活性層を形成する工程と、
前記バルクへテロ接合有機活性層上に第2電極層を形成する工程と、
前記第2電極層上にパッシベーション層を形成する工程と、
前記パッシベーション層上にカラー化バリア層を形成する工程と、
前記カラー化バリア層上にバックシートパッシベーション層を形成する工程と
を有することを特徴とする有機薄膜太陽電池の製造方法。
Forming a first electrode on a substrate;
Forming a hole transport layer on the first electrode layer;
Forming a bulk heterojunction organic active layer on the hole transport layer;
Forming a second electrode layer on the bulk heterojunction organic active layer;
Forming a passivation layer on the second electrode layer;
Forming a colored barrier layer on the passivation layer;
Forming a backsheet passivation layer on the colored barrier layer. A method for producing an organic thin-film solar cell, comprising:
前記カラー化バリア層は、紫外線硬化樹脂であることを特徴とする請求項24に記載の有機薄膜太陽電池の製造方法。   The method of manufacturing an organic thin-film solar cell according to claim 24, wherein the colored barrier layer is an ultraviolet curable resin. 前記カラー化バリア層には、着色剤を添加したことを特徴とする請求項24に記載の有機薄膜太陽電池の製造方法。   The method for producing an organic thin-film solar cell according to claim 24, wherein a coloring agent is added to the colored barrier layer. 前記パッシベーション層は、SiN膜若しくはSiON膜であることを特徴とする請求項24に記載の有機薄膜太陽電池の製造方法。   The method for manufacturing an organic thin-film solar cell according to claim 24, wherein the passivation layer is a SiN film or a SiON film. 前記カラー化バリア層は、前記パッシベーション層に形成されるスポットを被覆可能であることを特徴とする請求項27に記載の有機薄膜太陽電池の製造方法。   28. The method of manufacturing an organic thin film solar cell according to claim 27, wherein the colored barrier layer is capable of covering spots formed on the passivation layer. 前記パッシベーション層を形成する工程と前記カラー化バリア層を形成する工程を繰り返し、多重積層保護膜を形成する工程を有することを特徴とする請求項24〜28のいずれか1項に記載の有機薄膜太陽電池の製造方法。   The organic thin film according to any one of claims 24 to 28, further comprising a step of forming a multi-layered protective film by repeating the step of forming the passivation layer and the step of forming the colored barrier layer. A method for manufacturing a solar cell. 前記第2電極層を形成する工程は、
前記バルクへテロ接合有機活性層上に金属を蒸着して形成する工程を有することを特徴とする請求項24〜29のいずれか1項に記載の有機薄膜太陽電池の製造方法。
The step of forming the second electrode layer includes:
30. The method of manufacturing an organic thin-film solar cell according to any one of claims 24 to 29, comprising a step of depositing a metal on the bulk heterojunction organic active layer.
前記第2電極層の表面に不動態膜を形成する工程を更に有することを特徴とする請求項24〜30のいずれか1項に記載の有機薄膜太陽電池の製造方法。   The method for producing an organic thin-film solar cell according to any one of claims 24 to 30, further comprising a step of forming a passive film on the surface of the second electrode layer. 前記不動態膜を形成する工程は、
前記第2電極層を酸素プラズマ処理する工程を有することを特徴とする請求項31に記載の有機薄膜太陽電池の製造方法。
The step of forming the passive film comprises
32. The method of manufacturing an organic thin-film solar cell according to claim 31, further comprising a step of performing oxygen plasma treatment on the second electrode layer.
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