光吸收层、光电转换元件和太阳能电池

技术领域

本发明涉及光吸收层、具有该光吸收层的光电转换元件、以及具有该光电转换元件的太阳能电池。

背景技术

将光能转换为电能的光电转换元件被用于太阳能电池、光传感器、复印机等。特别是从环境、能源问题的观点出发，利用作为用之不尽的清洁能源的太阳光的光电转换元件(太阳能电池)备受瞩目。

通常的硅太阳能电池由于利用超高纯度的硅、通过在高真空下的外延晶体生长等“干式工艺”制造等，所以无法期待大幅度的成本降低。因此，通过涂布工艺等“湿式工艺”制造的太阳能电池作为低成本的新一代太阳能电池而备受期待。

作为能够通过“湿式工艺”制造的新一代太阳能电池，有量子点太阳能电池。所谓量子点，是指粒径为约20nm以下的无机纳米颗粒，通过表现量子尺寸效应，显示出与块体不同的物性。例如，已知随着量子点粒径的减小，带隙能增大(吸收波长短波长化)，报道了将粒径约为3nm且带隙能约为1.2eV的硫化铅(PbS)量子点用于量子点太阳能电池(ACS Nano2014,8,614-622)。

作为新一代太阳能电池的最有力的候选，有近年来报道的光电转换效率剧增的钙钛矿太阳能电池。该钙钛矿太阳能电池例如具有将由甲基铵等阳离子与碘化铅等(PbI

另外，为了实现钙钛矿化合物不发生光吸收的近红外光区域的光电转换，报道了复合有吸收近红外光的PbS量子点的钙钛矿太阳能电池(WO2018/025445)。还报道了具有在钙钛矿化合物的基质中分散有PbS量子点的光吸收层的中间带型太阳能电池(日本特许第6343406号)。

发明内容

本发明涉及用于形成光电转换效率优异的光电转换元件和太阳能电池的光吸收层、具有该光吸收层的光电转换元件和太阳能电池。

本发明的发明人发现即使使量子点以少量与钙钛矿化合物复合，也会出现光电转换效率下降的问题。

并且，本发明的发明人发现，在使量子点与钙钛矿化合物复合的情况下，通过控制量子点的颗粒形状、利用具有特定能级的化合物覆盖量子点表面或将这些技术组合，能够抑制光电转换效率降低。

即，本发明涉及含有钙钛矿化合物和量子点、并且上述量子点的圆形度为0.50～0.92的光吸收层。

另外，本发明涉及含有钙钛矿化合物和量子点的光吸收层，该量子点包含在比上述钙钛矿化合物的导带底部更靠负能级处具有导带底部和/或在比上述钙钛矿化合物的价带顶部更靠正能级处具有价带顶部的化合物。

通过使用具有特定圆形度的量子点能够抑制光电转换效率降低的原因尚不明确，但可以推定原因在于通过含有量子点的分散液(涂布液)的粘度变化，所得到的光吸收层的膜质(覆盖率)提高，载子在钙钛矿化合物表面上的热失活得到抑制。并且，通过利用具有特定能级的化合物覆盖量子点表面能够抑制光电转换效率降低的原因尚不明确，但可以推定原因在于通过在钙钛矿化合物与量子点的界面存在具有特定能级的化合物，该界面的能级发生变化，载子的热失活得到抑制。

根据本发明，在含有钙钛矿化合物和量子点的光吸收层、光电转换元件和太阳能电池中，通过控制量子点的颗粒形状、利用具有特定能级的化合物覆盖量子点表面或将这些技术组合，能够得到光电转换效率优异的光吸收层、光电转换元件和太阳能电池。

附图说明

图1是表示本发明的光电转换元件的构造的一例的截面示意图。

图2是实施例1中使用的量子点的STEM(Scanning transmission electronmicroscopy，扫描透射电子显微镜)(Z contrast，原子序数衬度)像。

具体实施方式

＜光吸收层＞

本发明的光吸收层含有钙钛矿化合物和量子点作为光吸收剂。此外，本发明的光吸收层还可以在不损害本发明效果的范围内含有上述以外的光吸收剂。

上述钙钛矿化合物是具有钙钛矿型结晶结构的化合物，能够没有特别限制地使用公知物质，但从提升耐久性(耐湿性)和光电转换效率的观点出发，优选使用具有1.5eV以上4.0eV以下的带隙能的物质。钙钛矿化合物可以单独使用1种，也可以将带隙能不同的2种以上并用。

关于上述钙钛矿化合物的带隙能，从提高光电转换效率(电压)的观点出发，优选为2.0eV以上，更优选为2.1eV以上，进一步优选为2.2eV以上；从提高光电转换效率(电流)的观点出发，优选为3.6eV以下，更优选为3.0eV以下，进一步优选为2.4eV以下。其中，钙钛矿化合物和量子点的带隙能可以按照后述实施例所记载的方法根据在25℃测得的吸收光谱求出。将与根据吸收光谱求出的带隙能对应的波长称作吸收端波长。

关于上述钙钛矿化合物的导带底部的能级，从提高钙钛矿的电子取出效率、提高光电转换效率的观点出发，优选为2.0eV vs.vacuum以上，更优选为3.0eV vs.vacuum以上，进一步优选为3.3eV vs.vacuum以上；从提高电压、提高光电转换效率的观点出发，优选为5.0eV vs.vacuum以下，更优选为4.0eV vs.vacuum以下，进一步优选为3.5eV vs.vacuum以下。

关于上述钙钛矿化合物的价带顶部的能级，从提高电压、提高光电转换效率的观点出发，优选为4.0eV vs.vacuum以上，更优选为5.0eV vs.vacuum以上，进一步优选为5.6eV vs.vacuum以上；从提高钙钛矿的空穴取出效率、提高光电转换效率的观点出发，优选为7.0eV vs.vacuum以下，更优选为6.0eV vs.vacuum以下，进一步优选为5.8eVvs.vacuum以下。

上述钙钛矿化合物优选为选自下述通式(1)所示的化合物和下述通式(2)所示的化合物中的1种以上，从兼顾耐久性和光电转换效率的观点出发，更优选为下述通式(1)所示的化合物。

RMX

(式中，R为一价阳离子，M为二价金属阳离子，X为卤素阴离子。)

R

(式中，R

上述R为一价阳离子，例如可以列举元素周期表第1族元素的阳离子和有机阳离子。作为元素周期表第1族元素的阳离子，例如可以列举Li

上述R

上述n为1以上10以下的整数，从兼顾耐久性和光电转换效率的观点出发，优选为1以上4以下。

上述M为二价金属阳离子，例如可以列举Pb

上述X为卤素阴离子，例如可以列举氟阴离子、氯阴离子、溴阴离子和碘阴离子。为了获得具有目标带隙能的钙钛矿化合物，上述X优选为氟阴离子、氯阴离子或溴阴离子，更优选为氯阴离子或溴阴离子，进一步优选为溴阴离子。

作为具有1.5eV以上4.0eV以下的带隙能的上述通式(1)所示的化合物，例如可以列举：CH

作为具有1.5eV以上4.0eV以下的带隙能的上述通式(2)所示的化合物，例如可以列举：(C

上述钙钛矿化合物例如可以如下所述由钙钛矿化合物的前体制造。作为钙钛矿化合物的前体，例如，在钙钛矿化合物为上述通式(1)所示的化合物时，可以列举MX

光吸收层的钙钛矿化合物例如可以通过元素分析、红外(IR)光谱、拉曼光谱、核磁共振(NMR)谱、X射线衍射图谱、吸收光谱、发射光谱、电子显微镜观察和电子束衍射等常规方法进行鉴定。

所谓上述量子点，是粒径约为20nm以下的具有结晶结构的无机纳米颗粒，通过表现量子尺寸效应，显示出与块体不同的物性。

在本发明中，从提高光吸收层的成膜性(膜均匀性)、抑制光电转换效率降低的观点出发，使用圆形度为0.50～0.92的量子点。从上述观点、制造容易性的观点和经济性的观点出发，量子点的圆形度优选为0.60以上，更优选为0.65以上，并且优选为0.90以下，更优选为0.80以下。其中，量子点的圆形度可以按照后述实施例所记载的方法算出。

从补充上述钙钛矿化合物所不具有的带隙能从而提高近红外光区域的光电转换效率的观点出发，上述量子点优选使用具有0.2eV以上且低于上述钙钛矿化合物的带隙能的带隙能的量子点。量子点可以单独使用1种，也可以将带隙能不同的2种以上并用。其中，在使用带隙能不同的2种以上的钙钛矿化合物的情况下，作为量子点的带隙能的上述上限的“低于钙钛矿化合物的带隙能的带隙能”是指低于2种以上的钙钛矿化合物所具有的带隙能的最大值的带隙能。以下，只要没有特别说明，量子点的优选方式是在光吸收层与其原料中共通的优选方式。

关于上述量子点(或下述核壳量子点)的带隙能，从提高光电转换效率(电压)的观点出发，优选为0.5eV以上，更优选为0.6eV以上，进一步优选为0.7eV以上，更进一步优选为0.8eV以上；从提高光电转换效率(电流)的观点出发，优选为1.0eV以下，更优选为0.95eV以下，进一步优选为0.9eV以下，更进一步优选为0.85eV以下。

关于量子点，如果能够利用例如电子显微镜观察、电子束衍射和X射线衍射图谱等确定量子点的粒径和种类，则也可以根据粒径与带隙能的关系(例如，ACS Nano2014,8,6363-6371)计算出带隙能。

关于上述钙钛矿化合物的带隙能与上述量子点的带隙能之差，从提高光电转换效率的观点出发，优选为1.0eV以上，更优选为1.4eV以上，进一步优选为1.45eV以上，并且优选为2.0eV以下，更优选为1.7eV以下，进一步优选为1.5eV以下。

关于量子点的发光峰能量，从提高光电转换效率(电压)的观点出发，以波长800nm(能量1.55eV)的光激发光吸收层时，优选为0.2eV以上，更优选为0.4eV以上，进一步优选为0.6eV以上，更进一步优选为0.8eV以上；从提高光电转换效率(电流)的观点出发，优选为1.4eV以下，更优选为1.2eV以下，进一步优选为1.0eV以下，更进一步优选为0.95eV以下。

关于量子点的发光峰能量与钙钛矿化合物的带隙能之差，从提高光电转换效率的观点出发，优选为0.4eV以上，更优选为0.8eV，进一步优选为1.2eV以上，更进一步优选为1.4eV以上；并且优选为3.4eV以下，更优选为2.5eV以下，进一步优选为2.0eV以下，更进一步优选为1.5eV以下。

关于量子点的发光峰能量与量子点的带隙能之差，从提高光电转换效率的观点出发，优选为0.01eV以上，更优选为0.03eV，进一步优选为0.05eV以上，并且优选为0.3eV以下，更优选为0.2eV以下，进一步优选为0.1eV以下。

此外，关于量子点的发光峰能量，可以如后述实施例的记载，以利用例如波长800nm(能量1.55eV)的光激发光吸收层时的发射光谱的峰值波长(峰值能量)的形式求出。

关于上述量子点的粒径，从提高稳定性和光电转换效率的观点出发，优选为1nm以上，更优选为2nm以上，进一步优选为3nm以上；从提高成膜性和光电转换效率的观点出发，优选为20nm以下，更优选为10nm以下，进一步优选为5nm以下。上述量子点的粒径可以通过XRD(X射线衍射)的微晶直径解析或透射型电子显微镜观察等常规方法进行测定。

作为具有上述带隙能的量子点，例如可以列举金属氧化物、金属硫属化物(例如硫化物、硒化物和碲化物等)。具体可以列举PbS、PbSe、PbTe、CdS、CdSe、CdTe、Sb

从光吸收层和分散液中的分散性、制造容易性、成本、表现优异性能等观点出发，上述量子点优选包含选自有机配体和卤族元素中的1种以上。

作为有机配体，例如可以列举含羧基的化合物、含氨基的化合物、含硫醇基的化合物和含膦基的化合物等。

作为含羧基的化合物，例如可以列举油酸、硬脂酸、棕榈酸、肉豆蔻酸、月桂酸和癸酸等。

作为含氨基的化合物，例如可以列举油胺、硬脂胺、棕榈胺、肉豆蔻胺、月桂胺、癸胺、辛胺、己胺和丁胺等。

作为含硫醇基的化合物，例如可以列举乙硫醇、乙二硫醇、苯硫酚、苯二硫酚、癸硫醇、癸二硫醇和巯基丙酸等。

作为含膦基的化合物，例如可以列举三辛基膦和三丁基膦等。

从上述量子点的制造容易性、分散稳定性、通用性、成本、表现优异性能等观点出发，上述有机配体优选为含羧基的化合物或含氨基的化合物，更优选为含羧基的化合物，进一步优选为长链脂肪酸，更进一步优选为油酸。

在量子点优选包含有机配体的情况下，在制造光吸收层时作为原料使用的量子点中，关于有机配体相对于构成量子点的金属元素(在量子点为下文所述的核壳量子点的情况下为构成核的金属元素)的摩尔比，从制造光吸收层时促进有机配体与钙钛矿化合物的前体的配体交换的观点出发，优选为0.1以上，更优选为0.3以上，进一步优选为0.5以上；从提高量子点在光吸收层中或分散液中的分散性的观点出发，优选为0.2以下，更优选为1.5以下，进一步优选为1.3以下。

光吸收层的量子点例如可以通过元素分析、红外(IR)光谱、拉曼光谱、核磁共振(NMR)谱、X射线衍射图谱、吸收光谱、发射光谱、小角X射线散射、电子显微镜观察和电子束衍射等常规方法进行鉴定。

作为上述钙钛矿化合物与上述量子点的优选的组合，从兼顾耐久性和光电转换效率的观点出发，优选为包含相同金属元素的化合物的组合，例如可以列举：CH

上述圆形度为0.50～0.92的量子点例如可以通过如下等方法获得：使结晶成长中的反应温度或原料添加速度等急速变化，从而改变量子点的结晶成长速度的方法；通过在结晶成长中共存特异性地仅与量子点的特定的结晶面相互作用的配体，从而使特定的结晶面优先结晶成长的方法；使与量子点核不同的化合物附着、结合于量子点核表面，使量子点形成核壳结构的方法。优选使量子点形成核壳结构的方法。

作为构成具有核壳结构的量子点(以下称为核壳量子点)的核的化合物，与上述量子点的材料同样，例如可以列举金属氧化物、金属硫属化物(例如硫化物、硒化物和碲化物等)。具体可以列举PbS、PbSe、PbTe、CdS、CdSe、CdTe、Sb

关于核壳量子点的核的粒径，从提高稳定性和光电转换效率的观点出发，优选为1nm以上，更优选为2nm以上，进一步优选为2.5nm以上；从提高成膜性和光电转换效率的观点出发，优选为20nm以下，更优选为10nm以下，进一步优选为5nm以下。核壳量子点的核的粒径可以通过XRD(X射线衍射)的微晶直径解析或透射型电子显微镜观察等常规方法进行测定。

关于核壳量子点的核的带隙能，从提高光电转换效率(电压)的观点出发，优选为0.5eV以上，更优选为0.6eV以上，进一步优选为0.7eV以上，更进一步优选为0.8eV以上；从提高光电转换效率(电流)的观点出发，优选为1.0eV以下，更优选为0.95eV以下，进一步优选为0.9eV以下，更进一步优选为0.85eV以下。

从在光吸收层中形成中间带从而提高两级光吸收的量子效率的观点出发，核壳量子点的核优选含有在比上述钙钛矿化合物的导带底部更靠正能级处具有导带底部和/或在比上述钙钛矿化合物的价带顶部更靠负能级处具有价带顶部的化合物。从上述观点出发，上述化合物优选在从上述钙钛矿化合物的导带底部向正能级侧优选0.1eV以上、更优选0.3eV以上、进一步优选0.5eV以上、并且优选2.0eV以下、更优选0.8eV以下、进一步优选0.65eV以下的位置具有导带底部。另外，从上述观点出发，上述化合物优选在从上述钙钛矿化合物的价带顶部向负能级侧优选0.1eV以上、更优选0.3eV以上、并且优选1.0eV以下、更优选0.6eV以下的位置具有价带顶部。

作为构成核壳量子点的壳的化合物，例如可以列举构成上述核壳量子点的核的化合物、上述钙钛矿化合物、ZnS、ZnSe、InGaAs、InGaN、GaSb和GaP等。从抑制载子在钙钛矿化合物表面上热失活、提高光电转换效率的观点出发，构成核壳量子点的壳的化合物优选包含与构成核壳量子点的核的金属元素不同的金属元素，更优选包含Zn元素，进一步优选包含ZnS和/或ZnSe，更进一步优选包含ZnS。另外，从抑制载子在钙钛矿化合物表面热失活、提高光电转换效率的观点出发，优选构成钙钛矿化合物的金属元素与构成核壳量子点的壳的金属元素为不同金属元素。

关于核壳量子点的壳的带隙能，从抑制载子在钙钛矿化合物表面热失活、提高光电转换效率的观点出发，优选为2.0eV以上，更优选为3.0eV以上，进一步优选为4.0eV以上，并且优选为5.0eV以下。

从抑制载子在钙钛矿化合物表面热失活、提高光电转换效率的观点出发，核壳量子点的壳优选含有在比上述钙钛矿化合物的导带底部更靠负能级处具有导带底部和/或在比上述钙钛矿化合物的价带顶部更靠正能级处具有价带顶部的化合物。从上述观点出发，上述化合物优选在从上述钙钛矿化合物的导带底部向负能级侧0.1eV以上、更优选0.2eV以上、进一步优选0.3eV以上、并且优选2.0eV以下、更优选1.0eV以下、进一步优选0.5eV以下的位置具有导带底部。另外，从上述观点出发，上述化合物优选在从上述钙钛矿化合物的价带顶部向正能级侧0.1eV以上、更优选0.5eV以上、进一步优选1.0eV以上、并且优选2.0eV以下、更优选1.8eV以下、进一步优选1.5eV以下的位置具有价带顶部。

关于核壳量子点的壳的厚度，从抑制载子在钙钛矿化合物表面热失活、提高光电转换效率的观点出发，平均优选为0.1nm以上，更优选为0.3nm以上；从使载子扩散长度增大、提高光电转换效率的观点出发，优选为4nm以下，更优选为1nm以下，进一步优选为0.6nm以下。

关于核壳量子点的壳的层数，从抑制载子在钙钛矿化合物表面热失活、提高光电转换效率的观点出发，平均优选为0.1以上，更优选为0.2以上，进一步优选为1以上；从使载子扩散长度增大、提高光电转换效率的观点出发，优选为5以下，更优选为3以下，进一步优选为2以下。其中，核壳量子点的壳的厚度和层数可以按照实施例所记载的方法求出平均厚度和平均层数。另外，小于1的层数意指壳相对于核的表面积的覆盖比率。

关于构成核壳量子点的壳的金属元素相对于构成核的金属元素的原子比(壳/核)，从抑制载子在钙钛矿化合物表面热失活、提高光电转换效率的观点出发，优选为0.1以上，更优选为1以上；从使载子扩散长度增大、提高光电转换效率的观点出发，优选为5以下，更优选为3以下，进一步优选为2以下。

关于核壳量子点的壳的质量相对于核的质量的质量比(壳/核)，从抑制载子在钙钛矿化合物表面热失活、提高光电转换效率的观点出发，优选为0.01以上，更优选为0.05以上，进一步优选为0.1以上；从使载子扩散长度增大、提高光电转换效率的观点出发，优选为5以下，更优选为2以下，进一步优选为1以下。

关于核壳量子点的粒径，从提高稳定性和光电转换效率的观点出发，优选为1nm以上，更优选为2nm以上，进一步优选为3nm以上；从提高成膜性和光电转换效率的观点出发，优选为20nm以下，更优选为10nm以下，进一步优选为5nm以下。核壳量子点的粒径可以通过XRD(X射线衍射)的微晶直径解析或透射型电子显微镜观察等常规方法进行测定。

核壳量子点的制造方法没有特别限制，例如可以列举SILAR(Successive IonicLayer Adsorption and Reaction，连续离子层吸附反应)法。具体而言，可以通过将包含构成壳的化合物的阳离子的溶液与包含构成壳的化合物的阴离子的溶液交替地向包含核的溶液中添加，制造核壳量子点。核壳量子点的圆形度、壳厚度和壳层数可以通过适当调整原料组成、溶剂、反应温度、反应浓度、反应时间、原料添加时间和原料添加时机等调整为目标范围。

上述光吸收层中的上述钙钛矿化合物与上述量子点的含有比率没有特别限制，关于量子点相对于钙钛矿化合物与量子点的合计含量的含有比率(量子点的复合量)，从提高耐久性和光电转换效率的观点出发，优选为0.01质量％以上，更优选为0.05质量％以上，进一步优选为0.10质量％以上，更进一步优选为0.15质量％以上；从提高成膜性和光电转换效率的观点出发，优选为10质量％以下，更优选为8质量％以下，进一步优选为6质量％以下。

上述光吸收层中的上述钙钛矿化合物与上述量子点的“核”的含有比率没有特别限制，关于量子点的“核”相对于钙钛矿化合物与量子点的合计含量的含有比率，从提高耐久性和光电转换效率的观点出发，优选为0.01质量％以上，更优选为0.05质量％以上，进一步优选为0.10质量％以上，更进一步优选为0.12质量％以上；从提高成膜性和光电转换效率的观点出发，优选为10质量％以下，更优选为8质量％以下，进一步优选为6质量％以下。

上述光吸收层的500nm的外部量子效率(EQE)源自钙钛矿化合物的光吸收。从提高光电转换效率的观点出发，光吸收层的500nm的EQE优选为25％以上，更优选为30％以上，进一步优选为40％以上。

上述光吸收层的500nm的外部量子效率(EQE)有时比不含量子点的单独钙钛矿化合物的情况低。从提高光电转换效率的观点出发，相对于单独钙钛矿化合物的光吸收层的500nm的EQE，上述光吸收层的EQE比优选为0.5以上，更优选为0.7以上，进一步优选为0.9以上。

光吸收层的厚度没有特别限制，从增大光吸收、提高光电转换效率的观点出发，优选为30nm以上，更优选为50nm以上，进一步优选为80nm以上，更进一步优选为100nm以上；从同样的观点出发，优选为1000nm以下，更优选为800nm以下，进一步优选为600nm以下，更进一步优选为500nm以下。其中，光吸收层的厚度可以利用膜截面的电子显微镜观察等测定方法进行测定。

关于光吸收层对多孔层的覆盖率，从提高光电转换效率(电流)的观点出发，优选为10％以上，更优选为20％以上，进一步优选为30％以上，更进一步优选为40％以上，更进一步优选为50％以上，并且为100％以下。其中，光吸收层对多孔层的覆盖率可以按照后述实施例所记载的方法进行测定。

关于光吸收层中的量子点(QD)相对于钙钛矿化合物(P)的吸光度比(QD/P)，从提高光电转换效率(电压)的观点出发，优选为0.3以下，更优选为0.2以下，进一步优选为0.1以下，更进一步优选为0。其中，光吸收层中的吸光度比(QD/P)是根据按照后述实施例所记载的方法测得的光吸收层的吸收光谱获得的至少1种量子点的吸光度的最大值相对于至少1种钙钛矿化合物的吸光度的比率。在此，至少1种量子点的吸光度和至少1种钙钛矿化合物的吸光度，可以分别以单独地对它们进行测定时的吸收峰位置的吸光度的形式获得。

关于光吸收层中的钙钛矿化合物(P)的峰值吸光度，从使光吸收量增大、提高光电转换效率的观点出发，优选为0.1以上，更优选为0.3以上，进一步优选为0.5以上；从提高光激发载子的取出效率、提高光电转换效率的观点出发，优选为2以下，更优选为1以下，进一步优选为0.7以下。

关于光吸收层中的钙钛矿发光寿命，从抑制载子在钙钛矿化合物表面热失活、提高光电转换效率的观点出发，优选为1ns以上，更优选为1.5ns以上；从提高两级光吸收效率、提高光电转换效率的观点出发，优选为100ns以下，更优选为10ns以下，进一步优选为6ns以下。

关于光吸收层的钙钛矿化合物的微晶直径，从提高光电转换效率的观点出发，优选为10nm以上，更优选为20nm以上，进一步优选为40nm以上；从同样的观点出发，优选为1000nm以下。其中，光吸收层的100nm以下的范围的微晶直径可以按照后述实施例所记载的方法进行测定。而超过100nm的范围的微晶直径则无法按照后述实施例所记载的方法等进行测定，但不会超过光吸收层的厚度。

＜光电转换元件＞

本发明的光电转换元件是具有上述光吸收层的元件。在本发明的光电转换元件中，除上述光吸收层以外的构成没有特别限制，能够应用公知的光电转换元件的构成。另外，本发明的光电转换元件除上述光吸收层以外可以按照公知的方法制造。

以下，基于图1对本发明的光电转换元件的构成以及制造方法进行说明，但图1仅为一例，本发明并不限定于图1所示的方式。

图1是表示本发明的光电转换元件的结构的一例的截面示意图。光电转换元件1具有依次叠层有透明基板2、透明导电层3、阻挡层4、多孔层5、光吸收层6和空穴传输层7的结构。光10入射侧的透明电极基板由透明基板2和透明导电层3构成，透明导电层3与成为用于与外部电路电连接的端子的电极(负极)9接合。另外，空穴传输层7与成为用于与外部电路电连接的端子的电极(正极)8接合。

作为透明基板2的材料，只要具有强度、耐久性、透光性即可，可以使用合成树脂和玻璃等。作为合成树脂，例如可以列举聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)膜等热塑性树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酯、聚碳酸酯、聚烯烃、聚酰亚胺和含氟树脂等。从强度、耐久性、成本等观点出发，优选使用玻璃基板。

作为透明导电层3的材料，例如可以列举掺锡氧化铟(ITO)、掺氟氧化锡(FTO)、氧化锡(SnO

作为阻挡层4的材料，例如可以列举氧化钛、氧化铝、氧化硅、氧化铌、氧化钨、氧化锡和氧化锌等。作为阻挡层4的形成方法，可以列举将上述材料直接溅射至透明导电层3上的方法、以及喷雾热解法等。另外，可以列举将溶剂中溶解有上述材料的溶液、或溶解有作为金属氧化物的前体的金属氢氧化物的溶液涂布在透明导电层3上，使其干燥，根据需要进行烧制的方法。作为涂布方法，可以列举凹版涂布法、棒涂法、印刷法、喷雾法、旋涂法、浸渍法和模涂法等。

多孔层5是具有在其表面载持光吸收层6的功能的层。在太阳能电池中，为了提高光吸收效率，优选扩大受光部分的表面积。通过设置多孔层5，能够扩大受光部分的表面积。

作为多孔层5的材料，例如可以列举金属氧化物、金属硫属化物(例如硫化物和硒化物等)、具有钙钛矿型结晶结构的化合物(但上述光吸收剂除外)、硅氧化物(例如二氧化硅和沸石)、以及碳纳米管(包括碳纳米线和碳纳米棒等)等。

作为金属氧化物，例如可以列举钛、锡、锌、钨、锆、铪、锶、铟、铈、钇、镧、钒、铌、铝和钽的氧化物等，作为金属硫属化物，例如可以列举硫化锌、硒化锌、硫化镉和硒化镉等。

作为具有钙钛矿型结晶结构的化合物，例如可以列举钛酸锶、钛酸钙、钛酸钡、钛酸铅、锆酸钡、锡酸钡、锆酸铅、锆酸锶、钽酸锶、铌酸钾、铁酸铋、钛酸锶钡、钛酸钡镧、钛酸钙、钛酸钠和钛酸铋等。

多孔层5的形成材料优选以微粒的形态使用，更优选以含有微粒的分散物的形态使用。作为多孔层5的形成方法，例如可以列举湿式法、干式法、其他方法(例如，ChemicalReview，第110卷，6595页(2010年刊)所记载的方法)。在这些方法中，优选在阻挡层4的表面涂布分散物(糊剂)后进行烧制。通过烧制，能够使微粒彼此密合。作为涂布方法，可以列举凹版涂布法、棒涂法、印刷法、喷雾法、旋涂法、浸渍法和模涂法等。

光吸收层6是上述的本发明的光吸收层。光吸收层6的形成方法没有特别限制，例如，优选列举利用所谓的湿式工艺的方法，即制备含有上述钙钛矿化合物或其前体、以及上述量子点的分散液，在多孔层5的表面涂布所制备的分散液，并使其干燥。

在上述湿式工艺中，从成膜性、成本、保存稳定性、表现优异性能(例如光电转换特性)的观点出发，含有钙钛矿化合物或其前体、以及上述量子点的分散液优选含有溶剂。作为溶剂，例如可以列举：酯类(甲酸甲酯、甲酸乙酯等)、酮类(γ-丁内酯、N-甲基-2-吡咯烷酮、丙酮、二甲酮、二异丁酮等)、醚类(二乙醚、甲基叔丁醚、二甲氧基甲烷、1,4-二噁烷、四氢呋喃等)、醇类(甲醇、乙醇、2-丙醇、叔丁醇、甲氧基丙醇、二丙酮醇、环己醇、2-氟乙醇、2,2,2-三氟乙醇、2,2,3,3-四氟-1-丙醇等)、二醇醚(溶纤剂)类、酰胺系溶剂(N,N-二甲基甲酰胺、乙酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等)、腈系溶剂(乙腈、异丁腈、丙腈、甲氧基乙腈等)、碳酸酯系(碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯等)、卤代烃(氯甲烷(methylene chloride)、二氯甲烷(dichloromethane)、氯仿等)、烃和二甲基亚砜等。

从成膜性、成本、保存稳定性、表现优异性能(例如光电转换特性)的观点出发，上述分散液的溶剂优选为极性溶剂，更优选为选自酮类、酰胺系溶剂和二甲基亚砜中的至少1种溶剂，进一步优选为酰胺系溶剂，更进一步优选为N,N-二甲基甲酰胺。

从成膜性、成本、保存稳定性、表现优异性能(例如光电转换特性)的观点出发，上述分散液中的上述钙钛矿化合物或其前体的金属浓度优选为0.1mol/L以上，更优选为0.2mol/L以上，进一步优选为0.3mol/L以上，并且优选为1.5mol/L以下，更优选为1.0mol/L以下，进一步优选为0.5mol/L以下。

从成膜性、成本、保存稳定性、表现优异性能(例如光电转换特性)的观点出发，上述分散液中的上述量子点的固体成分浓度优选为0.1mg/mL以上，更优选为0.5mg/mL以上，进一步优选为1mg/mL以上，并且优选为100mg/mL以下，更优选为50mg/mL以下，进一步优选为30mg/mL以下。

上述分散液的制备方法没有特别限定。其中，具体的制备方法按照实施例的记载。

上述湿式工艺中的涂布方法没有特别限定，例如可以列举凹版涂布法、棒涂法、印刷法、喷雾法、旋涂法、浸渍法和模涂法等。

作为上述湿式工艺中的干燥方法，从制造容易性、成本、表现优异性能(例如光电转换特性)的观点出发，例如可以列举热干燥、气流干燥、真空干燥等，优选热干燥。

作为空穴传输层7的材料，例如可以列举：咔唑衍生物、多芳基烷烃衍生物、苯二胺衍生物、芳基胺衍生物、氨基取代查耳酮衍生物、苯乙烯基蒽衍生物、芴衍生物、腙衍生物、茋衍生物、硅氮烷衍生物、芳香族叔胺化合物、苯乙烯基胺化合物、芳香族二次甲基系化合物、卟啉系化合物、酞菁系化合物、聚噻吩衍生物、聚吡咯衍生物和聚对苯乙炔衍生物等。作为空穴传输层7的形成方法，例如可以列举涂布法和真空蒸镀法等。作为涂布方法，例如可以列举凹版涂布法、棒涂法、印刷法、喷雾法、旋涂法、浸渍法和模涂法等。

作为电极(正极)8和电极(负极)9的材料，例如可以列举：铝、金、银、铂等金属；掺锡氧化铟(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)等导电性金属氧化物；导电性高分子等有机系导电材料；纳米管等碳系材料。作为电极(正极)8和电极(负极)9的形成方法，例如可以列举真空蒸镀法、溅射法和涂布法等。

＜太阳能电池＞

本发明的太阳能电池是具有上述光电转换元件的电池。在本发明的太阳能电池中，除上述光吸收层以外的构成没有特别限制，可以应用公知的太阳能电池的构成。本发明的太阳能电池可以为中间带型太阳能电池。

以下，例示本发明和本发明的优选实施方式。

＜1＞一种光吸收层，其含有钙钛矿化合物和量子点，上述量子点的圆形度为0.50～0.92。

＜2＞一种光吸收层，其含有钙钛矿化合物和量子点，上述量子点包含在比上述钙钛矿化合物的导带底部更靠负能级处具有导带底部和/或在比上述钙钛矿化合物的价带顶部更靠正能级处具有价带顶部的化合物。

＜3＞如＜1＞或＜2＞所记载的光吸收层，其中上述钙钛矿化合物的带隙能优选为1.5eV以上，更优选为2.0eV以上，进一步优选为2.1eV以上，更进一步优选为2.2eV以上，并且优选为4.0eV以下，更优选为3.6eV以下，进一步优选为3.0eV以下，更进一步优选为2.4eV以下。

＜4＞如＜1＞至＜3＞中任一项所记载的光吸收层，其中上述钙钛矿化合物的导带底部的能级优选为2.0eV vs.vacuum以上，更优选为3.0eV vs.vacuum以上，进一步优选为3.3eV vs.vacuum以上，并且优选为5.0eV vs.vacuum以下，更优选为4.0eV vs.vacuum以下，进一步优选为3.5eV vs.vacuum以下。

＜5＞如＜1＞至＜4＞中任一项所记载的光吸收层，其中上述钙钛矿化合物的价带顶部的能级优选为4.0eV vs.vacuum以上，更优选为5.0eV vs.vacuum以上，进一步优选为5.6eV vs.vacuum以上，并且优选为7.0eV vs.vacuum以下，更优选为6.0eV vs.vacuum以下，进一步优选为5.8eV vs.vacuum以下。

＜6＞如＜1＞或＜2＞所记载的光吸收层，其中优选上述钙钛矿化合物的带隙能为1.5eV以上4.0eV以下，上述钙钛矿化合物的导带底部的能级为2.0eV vs.vacuum以上5.0eV vs.vacuum以下，上述钙钛矿化合物的价带顶部的能级为4.0eV vs.vacuum以上7.0eV vs.vacuum以下，

更优选上述钙钛矿化合物的带隙能为2.0eV以上3.6eV以下，上述钙钛矿化合物的导带底部的能级为3.0eV vs.vacuum以上4.0eV vs.vacuum以下，上述钙钛矿化合物的价带顶部的能级为5.0eV vs.vacuum以上6.0eV vs.vacuum以下，

进一步优选上述钙钛矿化合物的带隙能为2.1eV以上3.0eV以下，上述钙钛矿化合物的导带底部的能级为3.3eV vs.vacuum以上3.5eV vs.vacuum以下，上述钙钛矿化合物的价带顶部的能级为5.6eV vs.vacuum以上5.8eV vs.vacuum以下，

更进一步优选上述钙钛矿化合物的带隙能为2.2eV以上2.4eV以下，上述钙钛矿化合物的导带底部的能级为3.3eV vs.vacuum以上3.5eV vs.vacuum以下，上述钙钛矿化合物的价带顶部的能级为5.6eV vs.vacuum以上5.8eV vs.vacuum以下。

＜7＞如＜1＞至＜6＞中任一项所记载的光吸收层，其中上述钙钛矿化合物为选自下述通式(1)所示的化合物和下述通式(2)所示的化合物中的1种以上，优选为下述通式(1)所示的化合物。

RMX

(式中，R为一价阳离子，M为二价金属阳离子，X为卤素阴离子。)

R

(式中，R

＜8＞如＜7＞所记载的光吸收层，其中上述R优选为选自烷基铵离子和甲脒鎓离子中的1种以上，更优选为选自单烷基铵离子和甲脒鎓离子中的1种以上，进一步优选为选自甲基铵离子、乙基铵离子、丁基铵离子和甲脒鎓离子中的1种以上，更进一步优选为甲基铵离子。

＜9＞如＜7＞或＜8＞所记载的光吸收层，其中上述R

＜10＞如＜7＞至＜9＞中任一项所记载的光吸收层，其中上述n优选为1以上4以下。

＜11＞如＜7＞至＜10＞中任一项所记载的光吸收层，其中上述M优选为Pb

＜12＞如＜7＞至＜11＞中任一项所记载的光吸收层，其中上述X优选为氟阴离子、氯阴离子或溴阴离子，更优选为氯阴离子或溴阴离子，进一步优选为溴阴离子。

＜13＞如＜7＞所记载的光吸收层，其中上述通式(1)所示的化合物优选为CH

＜14＞如＜1＞至＜13＞中任一项所记载的光吸收层，其中上述钙钛矿化合物的微晶直径优选为10nm以上，更优选为20nm以上，进一步优选为40nm以上，并且优选为1000nm以下。

＜15＞如＜1＞至＜14＞中任一项所记载的光吸收层，其中上述量子点的圆形度优选为0.60以上，更优选为0.65以上，并且优选为0.90以下，更优选为0.80以下。

＜16＞如＜1＞至＜15＞中任一项所记载的光吸收层，其中上述量子点的带隙能优选为0.5eV以上，更优选为0.6eV以上，进一步优选为0.7eV以上，更进一步优选为0.8eV以上，并且优选为1.0eV以下，更优选为0.95eV以下，进一步优选为0.9eV以下，更进一步优选为0.85eV以下。

＜17＞如＜1＞至＜16＞中任一项所记载的光吸收层，其中上述钙钛矿化合物的带隙能与上述量子点的带隙能之差优选为1.0eV以上，更优选为1.4eV以上，进一步优选为1.45eV以上，并且优选为2.0eV以下，更优选为1.7eV以下，进一步优选为1.5eV以下。

＜18＞如＜1＞至＜17＞中任一项所记载的光吸收层，其中上述量子点的发光峰能量在利用波长800nm(能量1.55eV)的光激发光吸收层时优选为0.2eV以上，更优选为0.4eV以上，进一步优选为0.6eV以上，更进一步优选为0.8eV以上，并且优选为1.4eV以下，更优选为1.2eV以下，进一步优选为1.0eV以下，更进一步优选为0.95eV以下。

＜19＞如＜1＞至＜18＞中任一项所记载的光吸收层，其中量子点的发光峰能量与钙钛矿化合物的带隙能之差优选为0.4eV以上，更优选为0.8eV，进一步优选为1.2eV以上，更进一步优选为1.4eV以上，并且优选为3.4eV以下，更优选为2.5eV以下，进一步优选为2.0eV以下，更进一步优选为1.5eV以下。

＜20＞如＜1＞至＜19＞中任一项所记载的光吸收层，其中量子点的发光峰能量与量子点的带隙能之差优选为0.01eV以上，更优选为0.03eV，进一步优选为0.05eV以上，并且优选为0.3eV以下，更优选为0.2eV以下，进一步优选为0.1eV以下。

＜21＞如＜1＞至＜20＞中任一项所记载的光吸收层，其中上述量子点的粒径优选为1nm以上，更优选为2nm以上，进一步优选为3nm以上，并且优选为20nm以下，更优选为10nm以下，进一步优选为5nm以下。

＜22＞如＜1＞至＜21＞中任一项所记载的光吸收层，其中上述量子点优选包含Pb元素，更优选包含PbS或PbSe，进一步优选包含PbS。

＜23＞如＜1＞至＜22＞中任一项所记载的光吸收层，其中构成上述钙钛矿化合物的金属与构成上述量子点的金属为相同金属。

＜24＞如＜1＞至＜23＞中任一项所记载的光吸收层，其中上述量子点优选包含选自有机配体和卤族元素中的1种以上。

＜25＞如＜24＞所记载的光吸收层，其中上述有机配体优选为含羧基的化合物或含氨基的化合物，更优选为含羧基的化合物，进一步优选为长链脂肪酸，更进一步优选为油酸。

＜26＞如＜1＞至＜25＞中任一项所记载的光吸收层，其中上述钙钛矿化合物与上述量子点的组合优选为包含相同金属元素的化合物的组合，更优选为CH

＜27＞如＜1＞至＜26＞中任一项所记载的光吸收层，其中上述量子点为具有核壳结构的核壳量子点。

＜28＞如＜27＞所记载的光吸收层，其中构成上述核壳量子点的核的化合物优选包含Pb元素，更优选包含PbS或PbSe，进一步优选包含PbS。

＜29＞如＜27＞或＜28＞所记载的光吸收层，其中上述核壳量子点的核含有包含与构成上述钙钛矿化合物的金属元素相同的金属元素的化合物。

＜30＞如＜27＞至＜29＞中任一项所记载的光吸收层，其中上述核壳量子点的核的粒径优选为1nm以上，更优选为2nm以上，进一步优选为2.5nm以上，并且优选为20nm以下，更优选为10nm以下，进一步优选为5nm以下。

＜31＞如＜27＞至＜30＞中任一项所记载的光吸收层，其中上述核壳量子点的核的带隙能优选为0.5eV以上，更优选为0.6eV以上，进一步优选为0.7eV以上，更进一步优选为0.8eV以上，并且优选为1.0eV以下，更优选为0.95eV以下，进一步优选为0.9eV以下，更进一步优选为0.85eV以下。

＜32＞如＜27＞至＜31＞中任一项所记载的光吸收层，其中上述核壳量子点的核含有在比上述钙钛矿化合物的导带底部更靠正能级处具有导带底部和/或在比上述钙钛矿化合物的价带顶部更靠负能级处具有价带顶部的化合物。

＜33＞如＜32＞所记载的光吸收层，其中上述化合物在从上述钙钛矿化合物的导带底部向正能级侧优选0.1eV以上、更优选0.3eV以上、进一步优选0.5eV以上、并且优选2.0eV以下、更优选0.8eV以下、进一步优选0.65eV以下的位置具有导带底部。

＜34＞如＜32＞或＜33＞所记载的光吸收层，其中上述化合物在从上述钙钛矿化合物的价带顶部向负能级侧优选0.1eV以上、更优选0.3eV以上、并且优选1.0eV以下、更优选0.6eV以下的位置具有价带顶部。

＜35＞如＜32＞所记载的光吸收层，其中优选上述化合物在从上述钙钛矿化合物的导带底部向正能级侧0.1eV以上2.0eV以下的位置具有导带底部，并且在从上述钙钛矿化合物的价带顶部向负能级侧0.1eV以上1.0eV以下的位置具有价带顶部，

更优选上述化合物在从上述钙钛矿化合物的导带底部向正能级侧0.3eV以上0.8eV以下的位置具有导带底部，并且在从上述钙钛矿化合物的价带顶部向负能级侧0.3eV以上0.6eV以下的位置具有价带顶部，

进一步优选上述化合物在从上述钙钛矿化合物的导带底部向正能级侧0.5eV以上0.65eV以下的位置具有导带底部，并且在从上述钙钛矿化合物的价带顶部向负能级侧0.3eV以上0.6eV以下的位置具有价带顶部。

＜36＞如＜27＞至＜35＞中任一项所记载的光吸收层，其中构成上述核壳量子点的壳的化合物优选包含与构成核壳量子点的核的金属元素不同的金属元素，更优选包含Zn元素，进一步优选包含ZnS和/或ZnSe，更进一步优选包含ZnS。

＜37＞如＜27＞至＜36＞中任一项所记载的光吸收层，其中上述核壳量子点的壳含有包含与构成上述钙钛矿化合物的金属元素不同的金属元素的化合物。

＜38＞如＜27＞至＜37＞中任一项所记载的光吸收层，其中上述核壳量子点的壳的带隙能优选为2.0eV以上，更优选为3.0eV以上，进一步优选为4.0eV以上，并且优选为5.0eV以下。

＜39＞如＜27＞至＜38＞中任一项所记载的光吸收层，其中上述核壳量子点的壳含有在比上述钙钛矿化合物的导带底部更靠负能级处具有导带底部和/或在比上述钙钛矿化合物的价带顶部更靠正能级处具有价带顶部的化合物。

＜40＞如＜39＞所记载的光吸收层，其中上述化合物在从上述钙钛矿化合物的导带底部向负能级侧优选0.1eV以上、更优选0.2eV以上、进一步优选0.3eV以上、并且优选2.0eV以下、更优选1.0eV以下、进一步优选0.5eV以下的位置具有导带底部。

＜41＞如＜39＞或＜40＞所记载的光吸收层，其中上述化合物在从上述钙钛矿化合物的价带顶部向正能级侧优选0.1eV以上、更优选0.5eV以上、进一步优选1.0eV以上、并且优选2.0eV以下、更优选1.8eV以下、进一步优选1.5eV以下的位置具有价带顶部。

＜42＞如＜39＞所记载的光吸收层，其中优选上述化合物在从上述钙钛矿化合物的导带底部向负能级侧0.1eV以上2.0eV以下的位置具有导带底部，并且在从上述钙钛矿化合物的价带顶部向正能级侧0.1eV以上2.0eV以下的位置具有价带顶部，

更优选上述化合物在从上述钙钛矿化合物的导带底部向负能级侧0.2eV以上1.0eV以下的位置具有导带底部，并且在从上述钙钛矿化合物的价带顶部向正能级侧0.5eV以上1.8eV以下的位置具有价带顶部，

进一步优选上述化合物在从上述钙钛矿化合物的导带底部向负能级侧0.3eV以上0.5eV以下的位置具有导带底部，并且在从上述钙钛矿化合物的价带顶部向正能级侧1.0eV以上1.5eV以下的位置具有价带顶部。

＜43＞如＜27＞至＜31＞和＜36＞至＜38＞中任一项所记载的光吸收层，其中优选上述核壳量子点的核中所包含的化合物在从上述钙钛矿化合物的导带底部向正能级侧0.1eV以上2.0eV以下的位置具有导带底部，并且在从上述钙钛矿化合物的价带顶部向负能级侧0.1eV以上1.0eV以下的位置具有价带顶部，且上述核壳量子点的壳中所包含的化合物在从上述钙钛矿化合物的导带底部向负能级侧0.1eV以上2.0eV以下的位置具有导带底部，并且在从上述钙钛矿化合物的价带顶部向正能级侧0.1eV以上2.0eV以下的位置具有价带顶部，

更优选上述核壳量子点的核中所包含的化合物在从上述钙钛矿化合物的导带底部向正能级侧0.3eV以上0.8eV以下的位置具有导带底部，并且在从上述钙钛矿化合物的价带顶部向负能级侧0.3eV以上0.6eV以下的位置具有价带顶部，且上述核壳量子点的壳中所包含的化合物在从上述钙钛矿化合物的导带底部向负能级侧0.2eV以上1.0eV以下的位置具有导带底部，并且在从上述钙钛矿化合物的价带顶部向正能级侧0.5eV以上1.8eV以下的位置具有价带顶部，

进一步优选上述核壳量子点的核中所包含的化合物在从上述钙钛矿化合物的导带底部向正能级侧0.5eV以上0.65eV以下的位置具有导带底部，并且在从上述钙钛矿化合物的价带顶部向负能级侧0.3eV以上0.6eV以下的位置具有价带顶部，且上述核壳量子点的壳中所包含的化合物在从上述钙钛矿化合物的导带底部向负能级侧0.3eV以上0.5eV以下的位置具有导带底部，并且在从上述钙钛矿化合物的价带顶部向正能级侧1.0eV以上1.5eV以下的位置具有价带顶部。

＜44＞如＜27＞至＜43＞中任一项所记载的光吸收层，其中上述核壳量子点的壳的厚度平均优选为0.1nm以上，更优选为0.3nm以上，并且优选为4nm以下，更优选为1nm以下，进一步优选为0.6nm以下。

＜45＞如＜27＞至＜44＞中任一项所记载的光吸收层，其中上述核壳量子点的壳的层数平均优选为0.1以上，更优选为0.2以上，进一步优选为1以上，并且优选为5以下，更优选为3以下，进一步优选为2以下。

＜46＞如＜27＞至＜45＞中任一项所记载的光吸收层，其中构成上述核壳量子点的壳的金属元素相对于构成核的金属元素的原子比(壳/核)优选为0.1以上，更优选为1以上，并且优选为5以下，更优选为3以下，进一步优选为2以下。

＜47＞如＜27＞至＜46＞中任一项所记载的光吸收层，其中上述核壳量子点的壳的质量相对于核的质量的质量比(壳/核)优选为0.01以上，更优选为0.05以上，进一步优选为0.1以上，并且优选为5以下，更优选为2以下，进一步优选为1以下。

＜48＞如＜27＞至＜47＞中任一项所记载的光吸收层，其中上述核壳量子点的粒径优选为1nm以上，更优选为2nm以上，进一步优选为3nm以上，并且优选为20nm以下，更优选为10nm以下，进一步优选为5nm以下。

＜49＞如＜1＞至＜48＞中任一项所记载的光吸收层，其中上述量子点相对于上述钙钛矿化合物与上述量子点的合计含量的含有比率(量子点的复合量)优选为0.01质量％以上，更优选为0.05质量％以上，进一步优选为0.10质量％以上，更进一步优选为0.15质量％以上，并且优选为10质量％以下，更优选为8质量％以下，进一步优选为6质量％以下。

＜50＞如＜27＞至＜49＞中任一项所记载的光吸收层，其中上述量子点的核相对于上述钙钛矿化合物与上述量子点的合计含量的含有比率优选为0.01质量％以上，更优选为0.05质量％以上，进一步优选为0.10质量％以上，更进一步优选为0.12质量％以上，并且优选为10质量％以下，更优选为8质量％以下，进一步优选为6质量％以下。

＜51＞如＜1＞至＜50＞中任一项所记载的光吸收层，其中上述光吸收层的500nm的外部量子效率(EQE)优选为25％以上，更优选为30％以上，进一步优选为40％以上。

＜52＞如＜1＞至＜51＞中任一项所记载的光吸收层，其中上述光吸收层的EQE相对于单独上述钙钛矿化合物的光吸收层的500nm的EQE之比优选为0.5以上，更优选为0.7以上，进一步优选为0.9以上。

＜53＞如＜1＞至＜52＞中任一项所记载的光吸收层，其中上述光吸收层的厚度优选为30nm以上，更优选为50nm以上，进一步优选为80nm以上，更进一步优选为100nm以上，并且优选为1000nm以下，更优选为800nm以下，进一步优选为600nm以下，更进一步优选为500nm以下。

＜54＞如＜1＞至＜53＞中任一项所记载的光吸收层，其中上述光吸收层对多孔层的覆盖率优选为10％以上，更优选为20％以上，进一步优选为30％以上，更进一步优选为40％以上，更进一步优选为50％以上，并且为100％以下。

＜55＞如＜1＞至＜54＞中任一项所记载的光吸收层，其中上述光吸收层中的量子点(QD)相对于钙钛矿化合物(P)的吸光度比(QD/P)优选为0.3以下，更优选为0.2以下，进一步优选为0.1以下，更进一步优选为0。

＜56＞如＜1＞至＜55＞中任一项所记载的光吸收层，其中上述光吸收层中的钙钛矿化合物(P)的峰值吸光度优选为0.1以上，更优选为0.3以上，进一步优选为0.5以上，并且优选为2以下，更优选为1以下，进一步优选为0.7以下。

＜57＞如＜1＞至＜56＞中任一项所记载的光吸收层，其中上述光吸收层中的钙钛矿发光寿命优选为1ns以上，更优选为1.5ns以上，并且优选为100ns以下，更优选为10ns以下，进一步优选为6ns以下。

＜58＞一种光电转换元件，其具有＜1＞至＜57＞中任一项所记载的光吸收层。

＜59＞一种太阳能电池，其具有＜58＞所记载的光电转换元件。

[实施例]

以下，基于实施例对本发明进行具体说明。只要没有特殊说明，表中各成分的含量表示质量％。另外，评价、测定方法如下所述。其中，只要没有特殊说明，实施、测定在25℃进行。

＜I-V曲线＞

将疝灯白色光作为光源(Peccell Technologies,Inc.制，PEC-L01)，以相当于太阳光(AM1.5)的光强度(100mW/cm

＜外部量子效率＞

外部量子效率(EQE)谱使用分光灵敏度测定装置(分光计器株式会社制、CEP－2000MLR)，在光照射面积0.0363cm

＜吸收光谱＞

关于光吸收层的吸收光谱，对涂布空穴传输剂之前的试样，使用UV-Vis分光光度计(株式会社岛津制作所制，SolidSpec-3700)，在扫描速度中速、样品间距1nm、狭缝宽度20、检测器单元积分球的条件下测定300～1600nm的范围。利用FTO(Fluorine-doped tinoxide，掺氟氧化锡)基板(AGC fabritech Co.,Ltd.生产，25×25×1.8mm)进行背景测定。光吸收层的量子点的吸光度相对于钙钛矿化合物的吸光度之比(QD/P)是1000nm附近的量子点的峰值波长的吸光度除以钙钛矿化合物的峰值波长的吸光度所得到的值。

关于量子点分散液的吸收光谱，对量子点固体0.1mg/mL浓度的甲苯分散液，利用1cm见方的石英池同样地测定。

将横轴：波长λ、纵轴：吸光度A的吸收光谱转换为横轴：能量hν、纵轴：(αhν)

＜发射光谱＞

关于量子点分散液的发射光谱，对量子点固体0.1mg/mL浓度的甲苯分散液，使用1cm见方的四面透明池，使用近红外荧光分光计(株式会社堀场制作所制，Fluorolog)，在激发波长800nm、激发光狭缝宽度10nm、发光狭缝宽度15nm、采集时间0.1sec、累计2次平均、暗补偿开启的条件下对850～1550nm的范围进行测定。

关于光吸收层的钙钛矿化合物的发光寿命，对在玻璃基板上以同样方式制得的光吸收层，使用荧光寿命测定装置(株式会社堀场制作所制，Fluorolog-3、DeltaHub)，在半导体脉冲激光源(株式会社堀场制作所制，DeltaDiode DD-485L、激发波长478nm)、检测波长540nm、测定时间范围0～100ns的条件下进行测定。使用滤纸进行实时测定，使用解析软件(DAS6)进行3成分拟合，求出τ3的寿命。

＜光吸收层的膜厚、覆盖率＞

关于光吸收层的膜厚、覆盖率，对涂布空穴传输剂之前的试样，使用场发射型高分辨率扫描电子显微镜(FE-SEM，株式会社日立制作所制，S-4800)，根据光吸收层的截面、表面的SEM照片求出。覆盖率使用表面SEM照片(放大倍率20000倍)利用图像解析软件(Winroof)以笔工具指定光吸收层，根据光吸收层相对于总面积的面积比(面积率)而算出。

＜钙钛矿化合物的微晶直径＞

关于光吸收层的钙钛矿化合物的微晶直径，对涂布空穴传输剂之前的试样，使用粉末X射线衍射装置(Rigaku Corporation制，MiniFlex600，光源CuKα，管电压40kV，管电流15mA)，在取样宽度0.02°、扫描速度10°/min、梭拉狭缝(入射)5.0°、发散狭缝1.250°、纵发散13.0mm、散射狭缝13.0mm、梭拉狭缝(反射)5.0°、受光狭缝13.0mm的条件下，测定5～60°的范围。关于钙钛矿化合物的微晶直径，利用解析软件(PDXL，ver.2.6.1.2)在钙钛矿化合物的最强峰处(2θ＝14°)算出。

＜量子点的粒径、圆形度＞

量子点的粒径利用透射型电子显微镜观察(TEM，日本电子株式会社制，JEM-2100)求出。量子点的圆形度根据使用球面像差修正扫描透射型电子显微镜(Cs-STEM，日立制作所制，HD-2700)拍摄的量子点的Z contrast像(放大倍率4000000倍)，使用图像解析软件(Winroof)算出。圆形度由下述式算出，作为Z contrast像内的总颗粒(10个颗粒以上)的平均值获得。

圆形度＝4πS/L

S：投影面积

L：外周的长度＜量子点的组成＞

关于量子点中的Pb、Zn浓度，在将量子点完全溶解于硝酸/过氧化氢混合溶液中后，通过高频电感耦合等离子体发光分光(ICP)分析进行定量。将量子点假定为单一粒径的球，将PbS和ZnS的密度分别设为7.5g/cm

关于量子点的油酸浓度，在氘代甲苯(Sigma-Aldrich Japan LLC.生产，99atom％D，含有TMS0.03 vol％)溶剂中，将二溴甲烷(和光纯药株式会社生产)用作内标物质，通过质子(

＜量子点＞

将量子点(NNCrystal公司生产)的组成、物性示于表1。

＜实施例1＞

依次进行如下工序(1)～(7)，制作电池单元。

(1)FTO基板的蚀刻、清洗

利用Zn粉末和2mol/L盐酸水溶液对25mm见方的带有掺氟氧化锡(FTO)的玻璃基板(AGC fabritech Co.,Ltd.生产，25×25×1.8mm，以下称作FTO基板)的一部分进行蚀刻。利用1质量％中性洗剂、丙酮、2-丙醇(IPA)、离子交换水依次各进行10分钟超声波清洗。

(2)臭氧清洗

在即将进行致密TiO

(3)致密TiO

在乙醇(脱水，和光纯药工业株式会社生产)123.24g中溶解双(2,4-戊二酮)双(2-丙醇合)钛(IV)(75％IPA溶液，东京化成工业株式会社生产)4.04g，制备喷雾溶液。对加热板(450℃)上的FTO基板，从约30cm的高度以0.3MPa进行喷雾。对20cm×8列重复2次喷雾约7g后，在450℃干燥3分钟。通过再进行2次该操作，喷雾合计约21g的溶液。其后，将该FTO基板浸渍于氯化钛(和光纯药工业株式会社生产)水溶液(50mM)，在70℃加热30分钟。水洗、干燥后，在500℃烧制20分钟(升温15分钟)，由此形成致密TiO

在锐钛矿型TiO

(5)光吸收层的形成

光吸收层和空穴传输层的形成在手套箱内进行。将溴化铅(PbBr

在上述mTiO

(6)空穴传输层的形成

将双(三氟甲磺酰)亚胺锂(LiTFSI，和光纯药工业株式会社生产)9.1mg、[三(2-(1H-吡唑-1-基)-4-叔丁基吡啶)钴(III)三(双(三氟甲磺酰(亚胺))(Co(4-tButylpyridyl-2-1H-pyrazole，钴(4-叔丁基吡啶基-2-1H-吡唑)3.3TFSI，和光纯药工业株式会社生产)8.7mg、2,2',7,7'-四[N,N-二对甲氧基苯基氨基]-9,9'-螺二芴(Spiro-OMeTAD，和光纯药工业株式会社生产)72.3mg、氯苯(NACALAI TESQUE,INC.生产)1mL、叔丁基吡啶(TBP，Sigma-Aldrich生产)28.8μL混合，进行室温搅拌，制备空穴传输剂(HTM)溶液(黑紫色透明)。在即将使用前，利用孔径0.45μm的PTFE过滤器对HTM溶液进行过滤。在上述光吸收层上，使用旋涂机(MIKASA CO.,LTD.，MS-100)旋涂HTM溶液(4000rpm×30sec)。旋涂后立即在70℃加热板上干燥30分钟。干燥后，利用浸入有γ-丁内酯(和光纯药工业株式会社生产)的棉棒擦拭与FTO的接触部分和整个基板背面，再在70℃的加热板上干燥数分钟，形成空穴传输层。

(7)金电极的蒸镀

使用真空蒸镀装置(ULVAC KIKO,INC.制的VTR-060M/ERH)，在真空下(4～5×10

＜实施例2＞

在实施例1的(5)光吸收层的形成中，使用覆盖有0.3层ZnS壳的PbS量子点代替覆盖有1.3层ZnS壳的PbS量子点，除此以外，与实施例1同样操作形成光吸收层，制作电池单元。

＜比较例1＞

在实施例1的(5)光吸收层的形成中，使用PbS量子点代替覆盖有1.3层ZnS壳的PbS量子点，除此以外，与实施例1同样操作形成光吸收层，制作电池单元。

[表1]

由表1可知，复合了表面被ZnS壳覆盖的PbS量子点的实施例1、2的光吸收层与复合了PbS量子点的比较例1的光吸收层相比，发光寿命长、源自钙钛矿的光吸收的发电效率(500nm的外部量子产率)高，光电转换效率优异。

产业上的可利用性

本发明的光吸收层和光电转换元件适合作为新一代太阳能电池的构成部件使用。

符号说明

1：光电转换元件；2：透明基板；3：透明导电层；4：阻挡层；5：多孔层；6：光吸收层；7：空穴传输层；8：电极(正极)；9：电极(负极)；10：光。