概要CH3NH3PbX3(X=I、Br、Cl)等のペロブスカイト材料を光吸収材料として用いたペロブスカイト型太陽電池は、低コストで製造できる次世代型の太陽電池として急速に注目を集めている。同様に、塗布法による作製が可能である。ペロブスカイト型太陽電池の基本構造としては、メソポーラスチタニア層を用いるか否かの違いはあるが、フッ素ドープ酸化スズ(FTO)等の透明電極上に、ペロブスカイト層(光吸収層)をn型及びp型のバッファ層で挟んだ構造である。n型バッファ層としては、コンパクトチタニアと呼ばれる酸化チタンからなる緻密なチタニア層をFTO基板等の上に形成した膜が多く用いられる。nm程度形成したものを用いる。一万、p型のバッファ層としては、有機半導体の正孔輸送性材料が一般的には用いられている。従来のペロブスカイト型太陽電池は、その光電変換効率が十分とは言えず、現在、ペロブスカイト型太陽電池の光電変換効率の熾烈な高効率化競争が国内外で展開されている状況にある。光電変換効率の高効率化のためには、まず光吸収性材料であるペロブスカイト層をいかに作製できるかが重要である。他、真空蒸着法や蒸気暴露法等が知られている。本発明者らは、これまでに二段階溶液法に着目し、検討を進めてきた。その結果、用いる材料と溶媒の脱水及び精製が高効率太陽電池の作製に重要であることを見出し、特にPbI2の脱水及び精製を行うことにより、10%をこえる光電変換効率を示す太陽電池セルが再現性よく作製できる事を見出している。ペロブスカイト型太陽電池の高効率化のために、ペロブスカイト層(光吸収層)の他に重要となるのがバッファ層であり、特にp型バッファ層として用いられる優れた有機半導体材料の開発がさらなる高効率化の鍵を握るといっても過言ではない。正孔輸送性材料として開発されたSpiro-OMeTADと呼ばれるスピロ型の有機半導体材料(例えば、非特許文献1~2等)が、依然として標準材料として用いられている状況である。Spiro-OMeTADの構造は以下のとおりである。それを用いた有機薄膜太陽電池に関する。リン原子、又はケイ素原子を介して連結する連結基;Y2aは窒素原子又はリン原子を介して連結する連結基;R1~R3は同じか又は異なり、それぞれ置換基;m1は0~4の整数;m2は0~3の整数;m3は0~3の整数;nは2以上の整数である。]で示される化合物、一般式(2A):【化2】[式中、Ar1~Ar4は同じか又は異なり、それぞれ芳香環又は複素芳香環;R4~R11は同じか又は異なり、それぞれ水素原子又は置換基;ただし、R4とR8、R5とR9、R6とR10、及びR7とR11の少なくとも1つが結合して置換されていてもよい環を形成してもよい;破線は単結合の存在又は非存在を示す。]で示される化合物、一般式(2B):【化3】[式中、R12~R15は同じか又は異なり、それぞれ水素原子又は置換基;k1~k4は同じか又は異なり、それぞれ0~4の整数である。]で示される化合物、及び一般式(2C):【化4】[式中、Rは同じか又は異なり、それぞれ水素原子又は置換基である。3】前記一般式(1)で示される化合物が、一般式(1A):【化5】[式中、Ar、R1~R3、m1~m3、及びnは前記に同じである。9】前記一般式(2A)で示される化合物が、一般式(2A1):【化6】[式中、R4~R11は前記に同じ;ただし、R4とR8、R5とR9、R6とR10、及びR7とR11のが結合して置換されていてもよい環を形成することはない;破線は単結合の存在又は非存在を示す。]で示される化合物、又は一般式(2A2):【化7】[式中、R16~R23は同じか又は異なり、それぞれ水素原子又は置換基;ただし、R16とR17、R18とR19、R20とR21、及びR22とR23の少なくとも1つが結合して置換されていてもよい環を形成してもよい。リン原子、又はケイ素原子を介して連結する連結基;Y2aは窒素原子又はリン原子を介して連結する連結基;R1~R3は同じか又は異なり、それぞれ置換基;m1は0~4の整数;m2は0~3の整数;m3は0~3の整数;nは2以上の整数である。]で示される化合物、一般式(2A):【化9】[式中、Ar1~Ar4は同じか又は異なり、それぞれ芳香環又は複素芳香環;R4~R11は同じか又は異なり、それぞれ水素原子又は置換基;ただし、R4とR8、R5とR9、R6とR10、及びR7とR11の少なくとも1つが結合して置換されていてもよい環を形成してもよい;破線は単結合の存在又は非存在を示す。]で示される化合物、一般式(2B):【化10】[式中、R12~R15は同じか又は異なり、それぞれ水素原子又は置換基;k1~k4は同じか又は異なり、それぞれ0~4の整数である。]で示される化合物、及び一般式(2C):【化11】[式中、Rは同じか又は異なり、それぞれ水素原子又は置換基である。名古屋大学の公開特許情報を掲載しています。同じキーワードでJ-STORE内を検索することが出来ます。