光电转换元件、光电转换模块、电子设备和电源模块

背景技术

发明领域

本发明涉及光电转换元件、光电转换模块、电子设备和电源模块。

相关技术描述

近年来，预期使用光电转换元件的太阳能电池不仅在替代化石燃料和应对全球变暖的措施方面，而且还作为既不需更换电池或又不需要电源接线的自支撑电源而被广泛应用。作为自支撑电源的太阳能电池作为例如物联网(IoT)设备和人造卫星等中所需的能量收集技术之一引起了广泛关注。

太阳能电池的实例除了广泛地常规使用的使用硅等的无机太阳能电池以外，还包括例如染料增感的太阳能电池、有机薄膜太阳能电池和钙钛矿太阳能电池的有机太阳能电池。

钙钛矿太阳能电池在安全性提高和生产成本降低方面是有利的，因为它们不使用含有例如有机溶剂的电解质，并且可以通过常规印刷单元来生产。

对于钙钛矿太阳能电池，已知在空穴传输层中包含Spiro和Li-TFSI的技术。然而，该技术具有对高温和高湿的耐久性劣化的问题。因此，已知包括有机半导体组分和含卤素聚合物——其具有其中电子吸引基团键合到杂原子上的结构——解决了上述问题(例如，参见日本未审查专利申请公开号2018-082135)。

本公开内容的目的是提供即使在长时间段的暴露于高光照度的光之后也可以保持光电转换效率的光电转换元件。

发明内容

根据本公开内容的一个方面，光电转换元件包括：第一电极；钙钛矿层；空穴传输层；和第二电极。空穴传输层包括由以下通式(1)或以下通式(1a)表示的化合物。

在通式(1)中，M表示碱金属。X

二价烷基、烯基和芳基的氢原子可以被卤素原子取代。

在通式(1a)中，M

根据本公开内容，可以提供即使长时间段的暴露于高光照度的光之后也可以保持光电转换效率的光电转换元件。

附图说明

图1是表示本公开内容的光电转换模块中的结构的一个实例的说明性视图；

图2是表示本公开内容的光电转换模块中的结构的另一实例的说明性视图；

图3是表示本公开内容的光电转换模块中的结构的另一实例的说明性视图；

图4是表示本公开内容的光电转换模块中的结构的另一实例的说明性视图；

图5是表示本公开内容的光电转换模块中的结构的另一实例的说明性视图；

图6是表示本公开内容的光电转换模块中的结构的另一实例的说明性视图；

图7是表示本公开内容的光电转换模块中的结构的另一实例的说明性视图；

图8是作为本公开内容的电子设备的一个实例的用于个人计算机的鼠标的框图；

图9是表示图8所示的鼠标的一个实例的示意性外观图；

图10是作为本公开内容的电子设备的一个实例的用于个人计算机的键盘的框图；

图11是表示图10所示的键盘的一个实例的示意性外观图；

图12是表示图10所示的键盘的另一实例的示意性外观图；

图13是作为本公开内容的电子设备的一个实例的传感器的框图；

图14是作为本公开内容的电子设备的一个实例的转盘的框图；

图15是表示本公开内容的电子设备的一个实例的框图；

图16是表示一个实例的框图，其中电源IC被进一步并入到图15中所示的电子设备中；

图17是表示一个实例的框图，其中蓄电设备被进一步并入到图16中所示的电子设备中；

图18是表示本公开内容的电源模块的一个实例的框图；和

图19是表示一个实例的框图，其中蓄电装置被进一步并入到图18中所示的电源模块中。

具体实施方式

(光电转换元件)

光电转换元件是指可以将光能转换为电能的元件，并且被应用于例如太阳能电池或光电二极管。

本公开内容的光电转换元件包括第一电极、钙钛矿层、空穴传输层和第二电极，并且如果需要进一步包括其他构件。

在本公开内容的光电转换元件中，空穴传输层包括由以下通式(1)或以下通式(1a)表示的化合物。

在通式(1)中，M表示碱金属；X

在通式(1a)中，M

本公开内容的光电转换元件是基于以下发现：常规的光电转换元件具有以下问题：当暴露于高光照度的光下一会儿后暴露于低光照度的光时，在光电转换效率方面，光电转换效率降低，从而使发电性能劣化。

本发明人发现，即使将光电转换元件暴露于高光照度的环境下持续预定的时间并且暴露于低光照度的光，在空穴传输层中包括由通式(1)或通式(1a)表示的化合物也可以保持高光电转换效率。

注意，在下文中可以将光电转换效率简称为“转换效率”。

接下来，将描述在本公开内容的光电转换元件中包括空穴传输层在内的各层的细节。

<空穴传输层>

空穴传输层是指将钙钛矿层中产生的空穴传输至下文中描述的第二电极的层。因此，空穴传输层优选与钙钛矿层相邻设置。

本公开内容的光电转换元件中的空穴传输层包括由通式(1)或通式(1a)表示的化合物，并且如果需要进一步包括其他材料。

由通式(1)中M表示的碱金属的实例包括锂、钠、钾和铯。

X

X

二价烷基的实例包括二价甲基、二价乙基、二价丙基和二价丁基。

烯基的实例包括乙烯基。

芳基的实例包括苯基和1-萘基。

由通式(1a)中的M

由通式(1)表示的化合物优选为由以下通式(2)表示的化合物，其中X

在通式(2)和(2a)中，X

更优选地，在通式(2)中，M是锂，并且X

由通式(1)表示的化合物的实例包括以下(A-1)至(A-72)。

由通式(1a)表示的化合物的实例包括以下示例的(A-73)至(A-86)和(C-87)至(C-94)。

优选地，空穴传输层进一步包括由以下通式(3)或以下通式(4)表示的化合物。就与对电极的粘合性而言，在空穴传输层中进一步包括由以下通式(3)或以下通式(4)表示的化合物是有利的。

在通式(3)中，R

烷基的实例包括甲基、乙基和2-异丁基。

芳烷基的实例包括偶苯酰基和2-萘甲基。

烷氧基的实例包括甲氧基和乙氧基。

芳基的实例包括苯基和1-萘基。

R

烃基的实例包括甲基、乙基和2-异丁基。

芳烷基的实例包括偶苯酰基和2-萘甲基。

芳基的实例包括苯基和1-萘基。

杂环基的实例包括噻吩环基和呋喃环基。

X

亚烷基的实例包括亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基和亚己基。

烯基的实例包括乙烯基。

炔基的实例包括乙炔。

芳基的实例包括苯基和1-萘基。

杂环基的实例包括噻吩环基和呋喃环基。

n为2或更大的整数，并且使包括由通式(3)表示的重复单元的聚合物的重均分子量为2,000或更大。p是0、1或2。

在通式(4)中，R

烷基的实例包括甲基、乙基和2-异丁基。

芳烷基的实例包括偶苯酰基和2-萘甲基。

烷氧基的实例包括甲氧基和乙氧基。

烯基的实例包括乙烯基。

芳基的实例包括苯基和1-萘基。

X

X

烯基的实例包括乙烯基。

炔基的实例包括乙炔。

芳基的实例包括苯基和1-萘基。

杂环基的实例包括噻吩环基和呋喃环基。

m为2或更大的整数，并且使包括由通式(4)表示的重复单元的聚合物的重均分子量为2,000或更大。q是0、1或2。

包括由通式(3)表示的重复单元的聚合物的实例包括以下(B-1)至(B-19)。注意，通式(3)中的n表示2或更大的整数，并且使包括由通式(3)表示的重复单元的聚合物的重均分子量为2,000或更大。

具有由通式(4)表示的重复单元的聚合物的实例包括以下(C-1)至(C-21)和(B-22)至(B-32)。注意，通式(4)中的m是2或更大的整数，并且使包括由通式(4)表示的重复单元的聚合物的重均分子量为2,000或更大。

除了上述的化合物之外，包括在空穴输送层中的化合物没有特别具体限定，并且可以根据预期目的适当地选择。其实例包括聚噻吩化合物、聚亚苯基亚乙烯基化合物、聚芴化合物、聚亚苯基化合物、聚芳胺化合物和聚噻二唑化合物。其中，根据载流子迁移率和电离势，优选聚噻吩化合物和聚芳胺化合物。

聚噻吩化合物的实例包括聚(3-正己基噻吩)、聚(3-正辛氧基噻吩)、聚(9,9'-二辛基-芴-共-联噻吩)、聚(3,3”'-双十二烷基-四噻吩)、聚(3,6-二辛基噻吩并[3,2-b]噻吩)、聚(2,5-双(3-癸基噻吩-2-基)噻吩并[3,2-b]噻吩)、聚(3,4-二癸基噻吩-共-噻吩并[3,2-b]噻吩)、聚(3,6-二辛基噻吩并[3,2-b]噻吩-共-噻吩并[3,2-b]噻吩)、聚(3,6-二辛基噻吩并[3,2-b]噻吩-共-噻吩)和聚(3,6-二辛基噻吩并[3,2-b]噻吩-共-联噻吩)。

聚亚苯基亚乙烯基化合物的实例包括聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-亚苯基亚乙烯基]、聚[2-甲氧基-5-(3,7-二甲基辛氧基)-1,4-亚苯基亚乙烯基]和聚[(2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-亚苯基亚乙烯基)-共-(4,4'-亚联苯基-亚乙烯基)]。

聚芴化合物的实例包括聚(9,9'-双十二烷基芴基-2,7-二基)、聚[(9,9-二辛基-2,7-二亚乙烯基芴)-alt-共-(9,10-蒽)]、聚[(9,9-二辛基-2,7-二亚乙烯基芴)-alt-共-(4,4'-亚联苯基)]、聚[(9,9-二辛基-2,7-二亚乙烯基芴)-alt-共-(2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-亚苯基)]和聚[(9,9-二辛基-2,7-二基)-共-(1,4-(2,5-二己氧基)苯)]。

聚亚苯基化合物的实例包括聚[2,5-二辛氧基-1,4-亚苯基]和聚[2,5-二(2-乙基己基氧基-1,4-亚苯基)。

聚芳胺化合物的实例包括聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-alt-共-(N,N'-二苯基)-N,N'-二(对己基苯基)-1,4-二氨基苯]、聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-alt-共-(N,N'-双(4-辛氧基苯基)联苯胺-N,N'-(1,4-二亚苯基)]、聚[(N,N'-双(4-辛氧基苯基)联苯胺-N,N'-(1,4-二亚苯基)]、聚[(N,N'-双(4-(2-乙基己氧基)苯基)联苯胺-N,N'-(1,4-二亚苯基)]、聚[苯亚氨基-1,4-亚苯基亚乙烯基-2,5-二辛氧基-1,4-亚苯基亚乙烯基-1,4-亚苯基]、聚[对甲苯基亚氨基-1,4-亚苯基亚乙烯基-2,5-二(2-乙基己氧基)-1,4-亚苯基亚乙烯基-1,4-亚苯基]和聚[4-(2-乙基己氧基)苯亚氨基-1,4-亚联苯基]。

聚噻二唑化合物的实例包括聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-alt-共-(1,4-苯并(2,1',3)噻二唑]和聚(3,4-二癸基噻吩-共-(1,4-苯并(2,1',3)噻二唑)。

除了上述高分子化合物以外，空穴传输层还可以包含单独的低分子化合物，或可以包含低分子化合物和高分子化合物的混合物。低分子空穴传输材料的化学结构没有具体限制。低分子空穴传输材料的化学结构的具体实例包括

在本公开内容中，当将高分子化合物和低分子化合物混合时，高分子化合物的电离势与低分子化合物的电离势之间的差优选为0.2eV或更小。电离势是从分子中移出一个电子所需的能量，用电子伏特(eV)的单位表示。测量电离势的方法没有具体限制，但是优选为光电子能谱。

优选满足以下条件：IPa-IPb＝±0.2eV或更小，其中，IPa是分子量为2,000或更大的高分子化合物的电离势，IPb是分子量小于2,000的化合物的电离势。当该差为0.2eV或更大时，空穴被截留在一侧而几乎不移动。结果，空穴不能被顺利地传输。

空穴传输层中包括的其他材料没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。其他材料的实例包括添加剂和氧化剂。

添加剂没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。添加剂的实例包括：碘；金属碘化物，例如碘化锂、碘化钠、碘化钾、碘化铯、碘化钙、碘化铜、碘化铁和碘化银；季铵盐，如四烷基碘化铵和碘化吡啶

可以进一步添加氧化剂。氧化剂的种类没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。氧化剂的实例包括六氯锑酸三(4-溴苯基)铵、六氟锑酸银、四氟硼酸亚硝

在空穴传输层中包含氧化剂可以将空穴传输材料部分地或全部地形成自由基阳离子，这使得可以提高电导性并且提高输出特性的安全性和耐久性。

空穴输送层的平均厚度没有具体限制并且可以根据预期目的适当地选择。在钙钛矿层上，空穴传输层的平均厚度优选为0.01μm或更大但20μm或更小，更优选为0.1μm或更大但10μm或更小，和甚至更优选为0.2μm或更大但2μm或更小。

钙钛矿层可以直接在电子传输层上形成。用于制造空穴传输层的方法没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。该方法的实例包括其中通过真空沉积在真空中形成薄膜的方法和湿式成膜法。具体来说，其中根据生产成本，优选湿式成膜法，更优选在钙钛矿层上涂布空穴传输层的方法。

在湿式成膜法没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。其实例包括浸渍法、喷涂法、线棒法、旋涂法、辊涂法、刮涂法和凹版涂布法。作为湿式印刷法，可以使用例如凸版印刷、胶版印刷、凹版印刷(gravure printing)、凹版印刷(intaglio printing)、橡胶板印刷和丝网印刷的方法。

此外，可以例如通过在超临界流体或温度和压力低于临界点的亚临界流体中形成膜来生产空穴传输层。

超临界流体是指在超过气体和液体可共存的极限(临界点)的温度和压力区域中作为不可凝结的高密度流体存在且即使被压缩也不会凝结的流体，并且在处于等于或高于临界温度并且等于或高于临界压力的状态中是流体。超临界流体没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。超临界流体优选为具有低临界温度的超临界流体。

亚临界流体没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择，只要它是在临界点附近的温度和压力区域中作为高压液体存在的流体。作为超临界流体示例性的流体可以适当地用作亚临界流体。

超临界流体的实例包括一氧化碳、二氧化碳、氨、氮、水、醇溶剂、烃溶剂、卤素溶剂和醚溶剂。

醇溶剂的实例包括甲醇、乙醇和正丁醇。

烃溶剂的实例包括乙烷、丙烷、2,3-二甲基丁烷、苯和甲苯。卤素溶剂的实例包括二氯甲烷和氯三氟甲烷。

醚溶剂的实例包括二甲醚。

这些可以单独使用或组合使用。

其中，由于二氧化碳的临界压力为7.3MPa，临界温度为31℃，因此可容易产生超临界状态、具有不燃性且易于处理，而是优选的。

超临界流体的临界温度和临界压力没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。超临界流体的临界温度优选为-273℃或更高但300℃或更低，更优选为0℃或更高但200℃或更低。

除了超临界流体和亚临界流体以外，可以组合使用有机溶剂或夹带剂(entrainer)。通过添加有机溶剂或夹带剂，可以更容易地调节超临界流体中的溶解度。

有机溶剂没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。其实例包括酮溶剂、酯溶剂、醚溶剂、酰胺溶剂、卤代烃溶剂和烃溶剂。

酮溶剂的实例包括丙酮、甲基乙基酮和甲基异丁基酮。

酯溶剂的实例包括甲酸乙酯、乙酸乙酯和乙酸正丁酯。

醚溶剂的实例包括二异丙醚、二甲氧基乙烷、四氢呋喃、二氧戊环和二

酰胺溶剂的实例包括N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和N-甲基-2-吡咯烷酮。

卤代烃溶剂的实例包括二氯甲烷、氯仿、溴仿、碘甲烷、二氯乙烷、三氯乙烷、三氯乙烯、氯苯、邻二氯苯、氟苯、溴苯、碘苯和1-氯萘。

烃溶剂的实例包括正戊烷、正己烷、正辛烷、1,5-己二烯、环己烷、甲基环己烷、环己二烯、苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、乙苯和枯烯。

这些可以单独使用或组合使用。

在将空穴传输材料层压在钙钛矿层上之后，可以执行加压处理步骤。通过执行加压处理(press processing)，空穴传输材料紧密附着在钙钛矿层上，这在一些情况下可以提高光电转换效率。

加压处理的方法没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。其实例包括使用板的压模方法(其以红外光谱(IR)压片机为代表)和使用辊的辊压方法。

执行加压处理的压力优选为10kgf/cm

加压时间没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。加压时间优选为1小时或更短。此外，在加压时可以施加热量。

在加压时，可以在加压机与电极之间设置脱模剂。

脱模剂没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。其实例包括氟树脂，例如聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、全氟烷氧基氟树脂、聚偏氟乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、乙烯-三氟氯乙烯共聚物和聚氟乙烯。这些可以单独使用或组合使用。

在执行加压之后但在设置第二电极之前，可以在空穴传输层和第二电极之间设置包括金属氧化物的膜。

金属氧化物没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。其实例包括氧化钼、氧化钨、氧化钒和氧化镍。这些可以单独使用或组合使用。其中，优选氧化钼。

用于在空穴传输层上设置包括金属氧化物的膜的方法没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。该方法的实例包括在真空中形成薄膜的方法(例如溅射和真空气相沉积)以及湿式成膜法。

在形成包含金属氧化物的膜的情况下，湿式成膜法优选为制备通过分散金属氧化物的粉末或溶胶而得到的糊剂，并将其涂布在空穴传输层上的方法。

湿式成膜法没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。湿式成膜法的实例包括浸涂法、喷涂法、线棒法、旋涂法、辊涂法、刮涂法和凹版涂布法。作为湿式印刷法，可以使用例如凸版印刷、胶版印刷、凹版印刷(gravure printing)、凹版印刷(intaglioprinting)、橡胶板印刷和丝网印刷的方法。

包括金属氧化物的膜的平均厚度没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。但是，其平均厚度优选为0.1nm或更大但50nm或更小，更优选为1nm或更大但10nm或更小。

<第一电极>

第一电极的形状和尺寸没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择，只要彼此相邻的至少两个光电转换元件中的第一电极被空穴传输层分隔。

第一电极的结构没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。第一电极的结构可以是单层结构或其中层压多种材料的结构。

第一电极的材料没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择，只要其具有电导性。材料的实例包括透明导电金属氧化物、碳和金属。

透明导电金属氧化物的实例包括氧化铟锡(在下文中称为“ITO”)、掺氟氧化锡(以下称为“FTO”)、掺锑氧化锡(在下文中称为“ATO”)、掺铌氧化锡(在下文中称为“NTO”)、掺铝氧化锌、氧化铟锌和氧化铌钛。

碳的实例包括炭黑、碳纳米管、石墨烯和富勒烯。

金属的实例包括金、银、铝、镍、铟、钽和钛。

这些可以单独使用或组合使用。其中，优选具有高透明度的透明导电金属氧化物，并且更优选ITO、FTO、ATO和NTO。

第一电极的平均厚度没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。第一电极的平均厚度优选为5nm或更大但100μm或更小，更优选为50nm或更大但10μm或更小。当第一电极的材料是碳或金属时，第一电极的平均厚度优选为足以获得半透明性的平均厚度。

第一电极可以通过已知的方法(例如溅射法、气相沉积法和喷涂法)形成。

此外，优选在第一基板上形成第一电极。可以使用预先在第一基板上已经形成第一电极的集成的可商购产品。

集成的可商购产品的实例包括FTO镀膜玻璃、ITO镀膜玻璃、氧化锌/铝镀膜玻璃、FTO镀膜透明塑料膜和ITO镀膜透明塑料膜。集成的可商购产品的其他实例包括：提供有透明电极的玻璃基板，其中氧化锡或氧化铟掺杂有不同原子值的阳离子或阴离子；以及提供有金属电极的玻璃基板，该金属电极具有允许光以网格或条纹的形式通过的这类结构。

这些可以单独使用，或者可以将两种或更多种产品组合作为组合产品或层压板使用。此外，可以组合使用金属导线以减小电阻值。

金属导线的材料例如是铝、铜、银、金、铂和镍。

可以通过例如通过气相沉积、溅射或压力结合(压力粘合，pressure bonding)在第一基板上形成金属导线，并在其上设置ITO或FTO层，或者通过在ITO或FTO上形成金属导线来组合使用金属导线。

<电子传输层>

电子传输层是指将在钙钛矿层(将在下文中描述)中生成的电子传输到第一电极的层。因此，电子传输层优选邻近第一电极设置。

电子传输层的形状和尺寸没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择，只要彼此相邻的至少两个光电转换元件中的电子传输层被空穴传输层分隔。

当彼此相邻的至少两个光电转换元件中的电子传输层被空穴传输层分隔时，防止了电子的扩散以减少电流泄漏。结果，可以改善光耐久性。

电子传输层的结构可以是单层，或者是通过层压多层而形成的多层。然而，其结构优选为多层。其结构更优选由具有紧密结构的层(紧密层，compact layer)和具有多孔结构的层(多孔层)形成。另外，优选将紧密层设置为比多孔层更靠近第一电极。

《紧密层》

紧密层没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择，只要其包括电子传输材料并且比在下文中将描述的多孔层更紧密。在此，比多孔层更紧密是指紧密层的堆积密度比形成有多孔层的粒子的堆积密度高。

电子传输材料没有具体限制并且可以根据预期目的适当地选择，但是优选为半导体材料。

半导体材料没有具体限制，并且可以使用已知的材料。其实例包括单质半导体和化合物半导体。

单质半导体的实例包括硅和锗。

化合物半导体的实例包括金属的硫属元素化物。其具体实例包括：钛、锡、锌、铁、钨、锆、铪、锶、铟、铈、钇、镧、钒、铌和钽的氧化物；镉、锌、铅、银、锑和铋的硫化物；镉和铅的硒化物；和镉的碲化合物。其他化合物半导体的实例包括：锌、镓、铟和镉的磷化物；砷化镓；硒化铜铟；和硫化铜铟。

其中，优选氧化物半导体。具体地，优选包括氧化钛、氧化锌，氧化锡和氧化铌。

这些可以单独使用或组合使用。半导体材料的晶体类型没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。其晶体类型可以是单晶、多晶或非晶。

紧密层的膜厚度没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。紧密层的膜厚度优选为5nm或更大但1μm或更小，更优选为10nm或更大但700nm或更小。

制备紧密层的方法没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。该方法的实例包括在真空下形成薄膜的方法(真空成膜法)和湿式膜形成法。

真空成膜法的实例包括溅射法、脉冲激光沉积法(PLD法)、离子束溅射法、离子辅助沉积法、离子镀法、真空沉积法、原子层沉积法(ALD法)和化学气相沉积法(CVD法)。

湿式膜形成法的实例包括溶胶-凝胶法。溶胶-凝胶法是以下方法。具体而言，使溶液经历例如水解或聚合缩合的化学反应以制备凝胶。然后，对其进行热处理以促进紧密性。当使用溶胶-凝胶法时，涂布溶胶溶液的方法没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。其实例包括浸涂法、喷涂法、线棒法、旋涂法、辊涂法、刮涂法、凹版涂布法和湿式印刷法(例如凸版印刷、胶版印刷、凹版印刷(gravure printing)、凹版印刷(intaglioprinting)、橡胶板印刷和丝网印刷)。涂布溶胶溶液后执行热处理的温度优选为80℃或更高，更优选为100℃或更高。

《多孔层》

多孔层没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择，只要它是包括电子传输材料，并且比紧密层更低紧密的(即，多孔的)层。注意，比紧密层更低紧密意味着多孔层的堆积密度低于紧密层的堆积密度。

电子传输材料没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择，但优选类似于紧密层情况的半导体材料。作为半导体材料，可以使用与紧密层中使用的材料相同的材料。

另外，构成多孔层的电子传输材料具有颗粒形状，并且这些颗粒优选结合以形成多孔膜。

电子传输材料的初级颗粒的数均粒径没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。其数均粒径优选为1nm或更大但100nm或更小，更优选为10nm或更大但50nm或更小。此外，可以混合或层压具有比数均粒径更大粒径的半导体材料。由于散射入射光的效果，使用这样的半导体材料可以提高转换效率。在这种情况下，其数均粒径优选为50nm或更大但500nm或更小。

作为多孔层中的电子传输材料，可以适当地使用氧化钛颗粒。当多孔层中的电子传输材料是氧化钛颗粒时，导带高，这使得可以获得高的开路电压。当多孔层中的电子传输材料是氧化钛颗粒时，折射率高，并且由于限制光的作用可以获得高的短路电流。此外，当多孔层中的电子传输材料是氧化钛颗粒时，由于多孔层的介电常数变高并且电子的迁移率变高而获得高填充因子(形状因数)，因此是有利的。即，电子传输层优选包括包含氧化钛颗粒的多孔层，因为可以提高开路电压和填充因子。

多孔层的平均厚度没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。其平均厚度优选为30nm或更大但1μm或更小，更优选为100nm或更大但600nm或更小。

此外，多孔层可以包括多层结构。可以通过将粒径不同的电子传输材料的颗粒的分散液涂布数次，或者通过将配方不同的电子传输材料、树脂和添加剂的分散液涂布数次来生产具有多层结构的多孔层。当调节多孔层的平均厚度(膜厚度)时，有效的是将电子传输材料的颗粒的分散液涂布数次。

用于生产多孔层的方法没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。该方法的实例包括浸没法、旋涂法、喷涂法、浸涂法、辊法和气刀法。作为生产多孔层的方法，可以使用利用超临界流体(例如二氧化碳)的沉淀法。

制备电子传输材料的颗粒的方法例如是其中使用本领域已知的研磨设备将材料机械粉碎的方法。根据该方法，可以通过将单独的颗粒状电子传输材料或半导体材料和树脂的混合物分散在水或溶剂中来制备半导体材料的分散液。

树脂的实例包括乙烯基化合物(例如，苯乙烯、乙酸乙烯酯、丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯)的聚合物或共聚物、有机硅树脂、苯氧基树脂、聚砜树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚乙烯醇缩甲醛树脂、聚酯树脂、纤维素酯树脂、纤维素醚树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂、环氧树脂、聚碳酸酯树脂、聚芳酯树脂(polyarylate resin)、聚酰胺树脂和聚酰亚胺树脂。这些可以单独使用或组合使用。

溶剂的实例包括水、醇溶剂、酮溶剂、酯溶剂、醚溶剂、酰胺溶剂、卤代烃溶剂和烃溶剂。

醇溶剂的实例包括甲醇、乙醇、异丙醇和α-萜品醇。

酮溶剂的实例包括丙酮、甲基乙基酮和甲基异丁基酮。

酯溶剂的实例包括甲酸乙酯、乙酸乙酯和乙酸正丁酯。

醚溶剂的实例包括二乙醚、二甲氧基乙烷、四氢呋喃、二氧戊环和二

酰胺溶剂的实例包括N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和N-甲基-2-吡咯烷酮。

卤代烃溶剂的实例包括二氯甲烷、氯仿、溴仿、碘甲烷、二氯乙烷、三氯乙烷、三氯乙烯、氯苯、邻二氯苯、氟苯、溴苯、碘苯和1-氯萘。

烃溶剂的实例包括正戊烷、正己烷、正辛烷、1,5-己二烯、环己烷、甲基环己烷、环己二烯、苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、乙苯和枯烯。

这些可以单独使用或组合使用。

为了防止颗粒重新聚集，可以将酸、表面活性剂或螯合剂加入包括电子传输材料的分散液或包括通过例如溶胶-凝胶法获得的电子传输材料的糊剂中。

酸的实例包括盐酸、硝酸和乙酸。

表面活性剂的实例包括聚氧乙烯辛基苯基醚。

螯合剂的实例包括乙酰丙酮、2-氨基乙醇和乙二胺。

另外，为了提高成膜能力的目的，添加增稠剂也是有效的手段。

增稠剂的实例包括聚乙二醇、聚乙烯醇和乙基纤维素。

在涂布电子传输材料之后，可以使电子传输材料的颗粒彼此电接触，然后进行烘烤、微波或电子束的照射或激光的照射，以提高膜的强度和对第一基板的粘合性。这些处理可以单独执行或组合执行。

当烘烤由电子传输材料形成的多孔质层时，烘烤温度没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。但是，其烘烤温度优选为30℃或更高但700℃或更低，更优选为100℃或更高但600℃或更低。当其烘烤温度为30℃或更高但700℃或更低时，可以在防止第一基板的电阻值增加和熔融的同时烘烤多孔层。烘烤时间没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择，但优选为10分钟或更长但10小时或更短。

当用微波照射由电子传输材料形成的多孔层时，照射时间没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择，但优选为1小时或更短。在这种情况下，可以从其上形成有多孔层的表面侧发射光，并且可以从其上没有形成有多孔层的表面侧发射光。

在烘烤由电子传输材料形成的多孔层之后，出于增加多孔层的表面积的目的，可以执行使用四氯化钛水溶液或有机溶剂的混合溶液的化学镀处理或使用三氯化钛水溶液的电化学镀处理。

以此方式，通过例如烘烤直径为数十纳米的电子传输材料而获得的膜拥有具有许多空隙的多孔结构。多孔结构具有相当高的表面积，并且该表面积可以由粗糙度因子表示。粗糙度因子是表示多孔体内部相对于涂布在第一基板或紧密层上的电子传输材料的颗粒的面积的实际面积的数值。因此，较大的粗糙度因子是优选的，但是根据粗糙度因子和电子传输层的平均厚度之间的关系，粗糙度因子优选为20或更大。

电子传输材料的颗粒可以掺杂有锂化合物。其具体方法是这样的方法，其中通过例如旋涂在电子传输材料的颗粒上沉积双(三氟甲烷磺酰亚胺)锂化合物的溶液，然后进行烘烤处理。

锂化合物没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。锂化合物的实例包括双(三氟甲烷磺酰亚胺)锂、高氯酸锂和碘化锂。

<钙钛矿层>

钙钛矿层是指含有钙钛矿化合物的层。

钙钛矿层的形状和尺寸没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择，只要在彼此相邻的至少两个光电转换元件中的钙钛矿层被空穴传输层分隔。

钙钛矿化合物是由以下通式(5)表示的化合物。

XαYβZγ 通式(5)

在通式(5)中，α:β:γ的比例为3∶1∶1，并且β和γ为大于1的整数。X表示卤素离子，Y表示包含氨基的有机化合物。和Z表示金属离子。钙钛矿层优选邻近电子传输层设置。

α:β:γ的比例不一定是3∶1∶1，并且可以是例如3:1.05:0.95。

通式(5)中X没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。其实例包括卤素离子，例如氯、溴和碘。这些可以单独使用或组合使用。

通式(5)中Y的实例包括烷基胺化合物离子(含有氨基的有机化合物)(例如，甲胺、乙胺、正丁胺和甲脒)。然而，通式(5)中Y的实例不限于有机物质，并且可以是例如铯、钾和铷的碱金属离子。烷基胺化合物离子和碱金属离子可以单独使用或组合使用。有机物质(烷基胺化合物离子)和无机物质(碱金属离子)可以组合使用(例如铯离子和甲脒的组合)。可选地，在卤化铅-甲基铵的钙钛矿化合物的情况下，当卤素离子为Cl时，光吸收光谱的峰λmax约为350nm，当卤素离子为Br时，其峰λmax约为410nm，并且当卤素离子为I时，其峰λmax约为540nm。即，峰λmax按此顺序移至长波长侧的一侧，并且可用光谱宽度(带宽)不同。

通式(5)中的Z没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。其实例包括例如铅、铟、锑、锡、铜和铋的金属。这些可以单独使用或组合使用。特别地，铅和锑优选地组合使用。

钙钛矿层优选具有层压的钙钛矿结构，其中交替地(alternatively)层压由金属卤化物形成的层和排列的有机阳离子分子的层。

钙钛矿层优选包括选自碱金属和锑原子中的至少一种。钙钛矿层中包含选自碱金属和锑原子中的至少一种是有利的，因为输出变高。碱金属的实例包括铯、铷和钾。其中，铯是优选的。此外，如上所述，特别优选包含锑原子代替一部分铅。

用于形成钙钛矿层的方法没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。该方法的实例包括以下方法：其中涂布通过溶解或分散金属卤化物和卤代烷基胺获得的溶液，然后干燥。

形成钙钛矿层的方法的实例包括两步沉淀法，其中将通过溶解或分散金属卤化物获得的溶液涂布并干燥，并将所得物浸入通过溶解卤代烷基胺获得的溶液中，从而形成钙钛矿化合物。

此外，形成钙钛矿层的方法的一个实例是例如，涂布通过溶解或分散金属卤化物和卤代烷基胺获得的溶液，同时向其中添加用于钙钛矿化合物的不良溶剂(溶解度小的溶剂)，从而沉淀晶体的方法。另外，形成钙钛矿层的方法的实例包括其中将金属卤化物在填充有例如甲胺的气体中沉积的方法。

其中，优选的是其中涂布通过溶解或分散金属卤化物和卤代烷基胺获得的溶液，同时向其中添加用于钙钛矿化合物的不良溶剂从而沉淀晶体的方法。

涂布溶液的方法没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。该方法的实例包括浸没法、旋涂法、喷涂法、浸涂法、辊涂法和气刀法。涂布溶液的方法可以是例如其中在使用例如二氧化碳的超临界流体中进行沉淀的方法。

钙钛矿层可以包括增感染料。

用于形成包括增感染料的钙钛矿层的方法没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。该方法的实例包括：其中将钙钛矿化合物和增感染料混合的方法；和其中形成钙钛矿层，然后在其上吸附增感染料的方法。

增感染料没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择，只要它是通过待使用的激发光光激发的化合物。

增感染料的实例包括金属络合物化合物，其在例如PCT国际申请公开号JP-T-07-500630的日语译文、日本未审查的专利申请公开号10-233238、日本未审查的专利申请公开号2000-26487、日本未审查的专利申请公开号2000-323191和日本未审查的专利申请公开号2001-59062中描述；香豆素化合物，其在例如日本未审查的专利申请公开号10-93118、日本未审查的专利申请公开号2002-164089、日本未审查的专利申请公开号2004-95450和J.Phys.Chem.C,7224,Vol.111(2007)中描述；多烯化合物，其在例如日本未审查的专利申请公开号2004-95450和Chem.Commun.,4887(2007)中描述；吲哚啉化合物，其在例如日本未审查的专利申请公开号2003-264010、日本未审查的专利申请公开号2004-63274、日本未审查的专利申请公开号2004-115636、日本未审查的专利申请公开号2004-200068、日本未审查的专利申请公开号2004-235052、J.Am.Chem.Soc.,12218,Vol.126(2004),Chem.Commun.,3036(2003)和Angew.Chem.Int.Ed.,1923,Vol.47(2008)中描述；噻吩化合物，其在例如J.Am.Chem.Soc.,16701,Vol.128(2006)和J.Am.Chem.Soc.,14256,Vol.128(2006)中描述；花青染料，其在例如日本未审查的专利申请公开号11-86916、日本未审查的专利申请公开号11-214730、日本未审查的专利申请公开号2000-106224、日本未审查的专利申请公开号2001-76773和日本未审查的专利申请公开号2003-7359中描述；部花青染料，其在例如日本未审查的专利申请公开号11-214731、日本未审查的专利申请公开号11-238905、日本未审查的专利申请公开号2001-52766、日本未审查的专利申请公开号2001-76775和日本未审查的专利申请公开号2003-7360中描述；9-芳基呫吨化合物，其在例如日本未审查的专利申请公开号10-92477、日本未审查的专利申请公开号11-273754、日本未审查的专利申请公开号11-273755和日本未审查的专利申请公开号2003-31273中描述；三芳基甲烷化合物，其在例如日本未审查的专利申请公开号10-93118和日本未审查的专利申请公开号2003-31273中描述；以及酞菁化合物和卟啉化合物，其在例如日本未审查的专利申请公开号09-199744、日本未审查的专利申请公开号10-233238、日本未审查的专利申请公开号11-204821、日本未审查的专利申请公开号11-265738、J.Phys.Chem.,2342,Vol.91(1987)、J.Phys.Chem.B,6272,Vol.97(1993)、Electroanal.Chem.,31,Vol.537(2002)、日本未审查的专利申请公开号2006-032260、J.Porphyrins Phthalocyanines,230,Vol.3(1999)、Angew.Chem.Int.Ed.,373,Vol.46(2007)和Langmuir,5436,Vol.24(2008)中描述。其中，优选金属络合物化合物、吲哚啉化合物、噻吩化合物和卟啉化合物。

<第二电极>

优选在空穴传输层上或在空穴传输层中的金属氧化物的膜上形成第二电极。第二电极可以包括与第一电极相同的电极。

第二电极的形状、结构和尺寸没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。

第二电极的材料的实例包括金属、碳化合物、导电金属氧化物和导电聚合物。

金属的实例包括铂、金、银、铜和铝。

碳化合物的实例包括石墨、富勒烯、碳纳米管和石墨烯。

导电金属氧化物的实例包括ITO、FTO和ATO。

导电聚合物的实例包括聚噻吩和聚苯胺。

这些可以单独使用或组合使用。

取决于待使用的材料的种类或空穴传输层的种类，可以通过例如涂布、层压、真空沉积、CVD或粘合的方法在空穴传输层上适当地形成第二电极。

在光电转换元件中，第一电极和第二电极中的至少一个优选地是基本上透明的。当使用本公开内容的光电转换模块时，第一电极优选是透明的，以允许入射光从第一电极的一侧进入。在这种情况下，对于第二电极，优选使用反射光的材料，并且优选使用其上沉积金属或导电氧化物的玻璃、塑料和金属薄膜。另外，在电极的入射光进入的一侧设置防反射层是有效的手段。

<其他构件>

其他构件没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。其他构件的优选实例包括第一基板、第二基板和密封构件。

《第一基板》

第一基板的形状、结构和尺寸没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。

第一基板的材料没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择，只要其具有透明度和绝缘性质。材料的实例包括玻璃、塑料膜和陶瓷。其中，当进行烘烤步骤以形成电子传输层时，优选对烘烤温度具有耐热性的材料。此外，第一基板优选是具有挠性的基板。

《第二基板》

设置第二基板以便面对第一基板，使得第一基板和第二基板将光电转换元件夹在中间。

第二基板的形状、结构和尺寸没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。

第二基板的材料没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。材料的实例包括玻璃、塑料膜和陶瓷。

可以在第二基板与密封构件(将在下文中描述)的连接部处形成凸-凹部，以增加粘合性。

凸-凹部的形成方法没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。形成方法的实例包括喷砂法、喷水法、化学蚀刻法、激光加工法和使用砂纸的方法。

用于提高第二基板与密封构件之间的粘合性的方法可以是例如去除第二基板的表面上的有机物的方法或用于改善第二基板的亲水性的方法。去除第二基板表面上的有机物的方法没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。方法的实例包括UV臭氧洗涤和氧等离子体处理。

《密封构件》

密封构件设置在第一基板和第二基板之间，并且密封光电转换元件。

密封构件的材料没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。其实例包括丙烯酸树脂的固化产物和环氧树脂的固化产物。

作为丙烯酸树脂的固化产物，可以使用本领域已知的任何材料，只要丙烯酸树脂的固化产物是通过固化在其分子中包含丙烯酰基的单体或低聚物获得的产物。

作为环氧树脂的固化产物，可以使用本领域已知的任何材料，只要环氧树脂的固化产物是通过固化在其分子中包含环氧基团的单体或低聚物获得的产物。

环氧树脂的实例包括水分散性环氧树脂、非溶剂类环氧树脂、固体环氧树脂、可热固化的环氧树脂、混合固化剂的环氧树脂和可紫外线固化的环氧树脂。其中，优选可热固化的环氧树脂和可紫外线固化的环氧树脂，更优选可紫外线固化的环氧树脂。注意，即使在使用可紫外线固化的环氧树脂时也可以进行加热，并且甚至在通过紫外线照射固化后，优选进行加热。

环氧树脂的实例包括双酚A类环氧树脂、双酚F类环氧树脂、酚醛清漆类环氧树脂、脂环族环氧树脂、长链脂族环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、缩水甘油醚类环氧树脂和缩水甘油酯类环氧树脂。这些可以单独使用或组合使用。

此外，如果需要，优选将固化剂或多种添加剂与环氧树脂混合。

固化剂没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。固化剂分类为例如胺类固化剂、酸酐类固化剂、聚酰胺类固化剂和其他固化剂。

胺类固化剂的实例包括：脂族多胺，例如二亚乙基三胺和三亚乙基四胺；和芳族多胺，例如亚甲苯基二胺(methphenylenediamine)、二氨基二苯甲烷和二氨基二苯砜。

酸酐类固化剂的实例包括邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基桥亚甲基四氢化邻苯二甲酸酐、均苯四酸酐、HET酸酐和十二碳烯基琥珀酸酐。

其他固化剂的实例包括咪唑和聚硫醇。这些可以单独使用或组合使用。

添加剂没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。添加剂的实例包括填充剂、间隙剂、聚合引发剂、干燥剂(吸湿剂)、固化促进剂、偶联剂、增韧剂、着色剂、阻燃助剂、抗氧化剂和有机溶剂。其中，优选填充剂、间隙剂、固化促进剂、聚合引发剂和干燥剂(吸湿剂)，并且更优选填充剂和聚合引发剂。

包含填充剂作为添加剂可以防止水分或氧气的进入，并且进一步可以实现例如降低固化时的体积收缩、降低固化或加热时的除气量、改善机械强度和控制导热性或流动性的效果。因此，包含填充剂作为添加剂对于在各种环境下保持稳定的输出是非常有效的。

另外，对于光电转换元件的输出性质或耐久性，不仅不能忽略水分或氧气进入的影响，而且不能忽略在固化或加热密封构件时产生的除气的影响。具体地，加热时产生的除气的影响极大地影响了存储在高温环境中的光电转换元件的输出性质。

当密封构件包括填充剂、间隙剂或干燥剂时，它们可以防止水分或氧气进入。另外，由于可以减少待使用的密封构件的量，因此可以获得减少除气的效果。在密封构件中包含填充剂、间隙剂或干燥剂不仅在固化时是有效的，而且在光电转换元件储存在高温环境中时也是有效的。

填充剂没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。填充剂的实例包括无机填充剂，例如结晶或无定形的二氧化硅、滑石、氧化铝、氮化铝、氮化硅、硅酸钙和碳酸钙。这些可以单独使用或组合使用。

填充剂的平均一次粒径优选为0.1μm或更大但10μm或更小，更优选为1μm或更大但5μm或更小。当填充剂的平均一次粒径在上述优选范围内时，可以充分获得防止水分或氧气进入的效果，粘度变得适当，并且提高了对基板的粘合性或消泡性质。另外，对于控制密封部的宽度和可加工性也是有效的。

相对于整个密封构件(按质量计100份)，填充剂的量优选为按质量计10份或更大但按质量计90份或更小，更优选为按质量计20份或更大但按质量计70份或更小。当填充剂的量在上述优选范围内时，可以充分获得防止水分或氧气进入的效果，粘度变得适当，并且粘合性和可加工性良好。

间隙剂也称为间隙控制剂或间隔剂。通过包含间隙剂作为添加剂，可以控制密封部的间隙。例如，当在第一基板或第一电极上设置密封构件并且在其上设置第二基板以进行密封时，因为密封构件包括间隙剂，所以密封部的间隙与间隙剂的尺寸匹配。因此，可以容易地控制密封部的间隙。

间隙剂没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择，只要其是颗粒状的，具有均一的粒径并且具有高耐溶剂性和耐热性。间隙剂优选是对环氧树脂具有高亲和力并且是球形颗粒形状的材料。间隙剂的具体实例包括玻璃珠、二氧化硅细颗粒和有机树脂细颗粒。这些可以单独使用或组合使用。

可以根据待设定的密封部的间隙来选择间隙剂的粒径。间隙剂的粒径优选为1μm或更大但100μm或更小，更优选为5μm或更大但50μm或更小。

聚合引发剂没有具体限制并且可以根据预期目的适当地选择，只要聚合通过热或光被引发。聚合引发剂的实例包括热聚合引发剂和光聚合引发剂。

热聚合引发剂是在加热时产生例如自由基和阳离子的活性物质的化合物。热聚合引发剂的实例包括例如2,2'-偶氮二丁腈(AIBN)的偶氮化合物和例如过氧化苯甲酰(BPO)的过氧化物。热阳离子聚合引发剂的实例包括苯磺酸酯和烷基锍盐。

同时，作为光聚合引发剂，在环氧树脂的情况下，优选使用光阳离子聚合引发剂。当将光阳离子聚合引发剂与环氧树脂混合并发射光时，光阳离子聚合引发剂分解以产生酸，并且该酸诱导环氧树脂的聚合。然后，进行固化反应。光阳离子聚合引发剂具有这样的效果：在固化过程中引起较小的体积收缩，不发生氧抑制，并且储存稳定性高。

光阳离子聚合引发剂的实例包括芳族重氮盐、芳族碘

此外，也可以将具有在光照射时产生酸的功能的光致酸产生剂(photoacidgenerator)用作聚合引发剂。光致酸产生剂用作引发阳离子聚合的酸。光致酸产生剂的实例包括

添加的聚合引发剂的量可以根据待使用的材料而不同。相对于密封构件的总量(按质量计100份)，聚合引发剂的量优选为按质量计0.5份或更大但按质量计10份或更小，更优选为按质量计1份或更大但按质量计5份或更小。当添加的聚合引发剂的量落入上述优选范围时，适当地进行固化，可以减少残留的未固化产物，并且可以防止过度的除气。

干燥剂也被称为吸湿剂，并且是具有物理或化学吸附或吸收水分的功能的材料。在密封构件中包含干燥剂可以提高耐湿性并且可以减少除气的影响。

干燥剂没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。但是，干燥剂优选是颗粒状的。干燥剂的实例包括无机吸水材料，例如氧化钙、氧化钡、氧化镁、硫酸镁、硫酸铝、氯化钙、硅胶、分子筛和沸石。其中，因为沸石吸收大量的水分，因此优选沸石。这些可以单独使用或组合使用。

固化促进剂也被称为固化催化剂，并且是加速固化速度的材料。固化促进剂主要用于热固性环氧树脂。

固化促进剂没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。固化促进剂的实例包括：叔胺或叔胺盐，例如DBU(1,8-二氮杂双环(5,4,0)-十一碳烯-7)和DBN(1,5-二氮杂二环(4,3,0)-壬烯-5)；咪唑类化合物，例如1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑和2-乙基-4-甲基咪唑；膦或

偶联剂没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择，只要它是具有提高分子之间的结合力的效果的材料。偶联剂的具体实例包括硅烷偶联剂。偶联剂的更具体实例包括：硅烷偶联剂，例如3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、N-苯基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨乙基)3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(2-氨乙基)3-氨丙基甲基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、N-(2-(乙烯基苄基氨基)乙基)3-氨丙基三甲氧基硅烷盐酸盐和3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。这些可以单独使用或组合使用。

作为密封构件，已知作为密封材料、密封物质或粘合剂的可商购的环氧树脂组合物，并且这种可商购产品可有效地用于本公开内容。其中，存在开发和可商购的用于太阳能电池或有机EL元件的环氧树脂组合物，并且这种可商购产品可特别有效地用于本公开内容中。可商购环氧树脂组合物的实例包括：TB3118、TB3114、TB3124和TB3125F(可从ThreeBond获得)；World Rock 5910、World Rock 5920和World Rock 8723(可从Kyoritsu ChemicalCo.,Ltd.获得)；和WB90US(P)(可从MORESCO Corporation获得)。

在本公开内容中，密封板材料可以用作密封材料。

密封板材料是预先在板上形成环氧树脂层的材料。在板中，使用具有高气体屏蔽性的玻璃或膜。通过将密封板材料粘合到第二基底上，然后固化，可以一次形成密封板材料和第二基底。可以根据形成在板上的环氧树脂层的形成图案来形成具有中空部的结构。

用于形成密封构件的方法没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。方法的实例包括分配法、线棒法、旋涂法、辊涂法、刮涂法和凹版涂布法。此外，作为形成密封构件的方法，可以使用例如凸版印刷、胶版印刷、凹版印刷(gravure printing)、凹版印刷(intaglio printing)、橡胶板印刷和丝网印刷的方法。

此外，可以在密封构件与第二电极之间设置钝化层。钝化层没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择，只要以使密封构件不与第二电极接触的方式设置钝化层。其实例包括氧化铝、氮化硅和氧化硅。

在下文中，将参考附图描述本公开内容的光电转换模块的一个实施方式。在每个附图中，相同的参考数字标记被给予相同的组件，并且可以省略多余的描述。

<光电转换模块结构>

图1是表示本公开内容的光电转换模块中的结构的一个实例的说明性视图。

如图1所示，光电转换模块100包括第一基板1和设置在第一基板1上的光电转换元件。光电转换元件包括第一电极2a和2b、紧密电子传输层(紧密层)3、多孔电子传输层(多孔层)4、钙钛矿层5、空穴传输层6以及第二电极7a和7b。注意，第一电极2a或2b以及第二电极7a或7b每个均包括配置为使电流通至电极输出端子的贯通部(through part)8。

此外，在光电转换模块100中，第二基板10被设置为面对第一基板1，使得第一基板1和第二基板10将光电转换元件夹在中间。密封构件9被设置在第一基板1和第二基板10之间。

在光电转换模块100中，第一电极2a和第一电极2b被作为延伸的连续层的空穴传输层6分隔。

图2是表示本公开内容的光电转换模块中的结构的另一实例的说明性视图。

如图图2所示，光电转换模块101是在图1所示的光电转换模块100中不存在多孔电子传输层(多孔层)4的实施方式。

图3是表示本公开内容的光电转换模块中的结构的另一实例的说明性视图。

如图3所示，光电转换模块102是在图1所示的光电转换模块100中，不仅空穴传输层6而且多孔电子传输层(多孔层)4和钙钛矿层5也是延伸的连续层的实施方式。

在光电转换模块102中，第一电极2a和第一电极2b被作为延伸的连续层的多孔层4和钙钛矿层5分隔。

图4是表示本公开内容的光电转换模块中的结构的另一实例的说明性视图。

如图4所示，光电转换模块103是在图3所示的光电转换模块102中多孔层4不延伸的实施方式。

在光电转换模块103中，第一电极2a和第一电极2b被作为延伸的连续层的钙钛矿层5分隔。

图5是表示本公开内容的光电转换模块中的结构的另一实例的说明性视图。

如图5所示，光电转换模块104是在图4所示的光电转换模块103中不存在多孔层4的实施方式。

图6是表示本公开内容的光电转换模块中的结构的另一实例的说明性视图。

如图6所示，光电转换模块105是在图4所示的光电转换模块103中钙钛矿层5和空穴传输层6中的每一个都不延伸的实施方式。

在光电转换模块105中，第一电极2a和第一电极2b被中空壁分隔。

图7是表示本公开内容的光电转换模块中的结构的另一实例的说明性视图。

如图7所示，光电转换模块106是在图6所示的光电转换模块105中不存在多孔层4的实施方式。

光电转换模块100至106中的每一个用第一基板1、密封构件9和第二基板10密封。因此，可以控制存在于第二电极7和第二基板10之间的中空部的水分含量和氧浓度。通过控制光电转换模块100至106中的每一个的中空部的水分含量和氧浓度，可以提高发电性能和耐久性。即，当光电转换模块进一步包括：第二基板，其被设置为面对第一基板，使得第一基板和第二基板将光电转换元件夹在中间；和通过将密封构件设置在第一基板和第二基板之间并密封光电转换元件，可以控制中空部的水分含量和氧浓度，这可以提高发电性能和耐久性。

中空部的氧浓度没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。但是，其浓度优选为0％或更大但21％或更小，更优选为0.05％或更大但10％或更小，仍然更优选为0.1％或更大但5％或更小。

在光电转换模块100至106中的每一个中，第二电极7和第二基板10不彼此接触。因此，可以防止第二电极7剥落和破裂。

此外，光电转换模块100至106中的每一个包括贯通部8，该贯通部8被配置为将光电转换元件a与光电转换元件b电连接。在光电转换模块100至106中的每一个中，通过经由穿透空穴传输层6的贯通部8将光电转换元件a的第二电极7a与光电转换元件b的第一电极2b电连接，将光电转换元件a和光电转换元件b彼此串联连接。如上所述，在将多个光电转换元件串联连接时，可以增加光电转换模块的开路电压。

注意，贯通部8可以穿透第一电极2到达第一基板1。可选地，通过停止在第一电极2内部的加工，贯通部8可以不到达第一基板1。在贯通部8的形状为穿透第一电极2到达第一基板1的细孔的情况下，当细孔的总开口面积相对于贯通部8的面积过大时，减小了第一电极2的膜的横截面面积以增加电阻值，这可能降低光电转换效率。因此，细孔的总开口面积与贯通部8的面积之比优选为5/100或更大但60/100或更小。

此外，用于形成贯通部的方法没有具体限制，并且可以根据预期目的适当地选择。方法的实例包括喷砂法、喷水法、化学蚀刻法、激光加工法和使用砂纸的方法。其中，优选激光加工法，因为可以在不使用例如砂、蚀刻和抗蚀剂的情况下形成细孔，并且这使得可以以清洁且可再现的方式加工细孔。此外，优选激光加工法的理由如下。具体而言，在形成贯通部8时，可以通过使用激光加工法的冲击剥离(impact peeling)去除紧密层3、多孔层4、钙钛矿层5、空穴传输层6以及第二电极7中的至少一个。因此，不需要在层压期间提供掩模，并且可以容易地一次执行形成光电转换元件的材料的去除和贯通部的形成。

在此，可以延伸或可以分开光电转换元件a中的钙钛矿层和光电转换元件b中的钙钛矿层之间的空间。当它们分开时，它们之间的距离优选为1μm或更大但100μm或更小，更优选为5μm或更大但50μm或更小。当光电转换元件a中的钙钛矿层和光电转换元件b中的钙钛矿层之间的距离为1μm或更大但100μm或更小时，多孔氧化钛层和钙钛矿层被分隔，并且产生较少的通过扩散电子复合。因此，即使长时间段的暴露于高光照度的光之后，也使得可以保持光电转换效率。即，当彼此相邻的至少两个光电转换元件中的一个光电转换元件中的电子传输层和钙钛矿层与另一光电转换元件中的电子传输层和钙钛矿层之间的距离为1μm或更大但100μm或更小，则即使长时间段的暴露于高光照度的光之后，也可以维持光电转换效率。

这里，短语“彼此相邻的至少两个光电转换元件中的一个光电转换元件中的电子传输层和钙钛矿层与另一光电转换元件中的电子传输层和钙钛矿层之间的距离”意思是光电转换元件中的电子传输层和钙钛矿层的外围(端部)之间的距离中的最短距离。

通过将本公开内容的光电转换模块与例如配置为控制所产生的电流的电路板组合使用，可以将本公开内容的光电转换模块应用于电源设备。使用这种电源设备的设备的实例包括电子台式计算器和手表。另外，包括本公开内容的光电转换元件的电源设备可以应用于例如移动电话、电子笔记本和电子纸。包括本公开内容的光电转换元件的电源设备可以用作辅助电源，该辅助电源被配置为延长可再充电电器或干电池型电器的连续运行时间，或者通过将其与辅助电池组合使用用作可以在夜间使用的电源。此外，本公开内容的光电转换元件可以在IoT设备或人造卫星中用作自支撑电源，其既不需更换电池又不需要电源接线。

(电子设备)

本公开内容的电子设备包括本公开内容的光电转换元件和/或光电转换模块，以及被配置为由通过光电转换元件和/或光电转换模块的光电转换产生的电力驱动的设备，并且如果需要，进一步包括其他设备。

(电源模块)

本公开内容的电源模块包括本公开内容的光电转换元件和/或光电转换模块以及电源集成电路(IC)，并且如果需要，进一步包括其他设备。

接下来，将描述电子设备的具体实施方式，该电子设备包括本公开内容的光电转换元件和/或光电转换模块，以及被配置为由通过光电转换元件和/或光电转换模块发电获得的电力驱动的设备。

图8是作为本公开内容的电子设备的一个实例的用于个人计算机的鼠标的框图。

如图8所示，组合光电转换元件和/或光电转换模块、电源IC和蓄电设备，并且允许所提供的电力传递到鼠标的控制电路的电源。因此，当不使用鼠标时，蓄电设备被充电，并且可以通过电力来驱动鼠标，因此，可以获得既不需要接线或又不需要更换电池的这样的鼠标。由于不需要电池，因此可以减轻其重量，这是有效的。

图9是表示图8所示的鼠标的一个实例的示意性外观图。

如图9所示，光电转换元件、电源IC和蓄电设备被安装在鼠标内部，但是光电转换元件的上部被透明壳体覆盖，以便光电转换元件接收光。而且，鼠标的整个壳体可以由透明树脂形成。光电转换元件的布置不限于以上。例如，光电转换元件可以布置在即使当鼠标用手覆盖时光也发射至的位置，并且这种布置是优选的。

接下来，将描述电子设备的另一实施方式，该电子设备包括本公开内容的光电转换元件和/或光电转换模块，以及被配置为由通过光电转换元件和/或光电转换模块的发电获得的电力驱动的设备。

图10是作为本公开内容的电子设备的一个实例的用于个人计算机的键盘的框图。

如图10所示，组合光电转换元件、电源IC和蓄电设备，并且允许所提供的电力传递到键盘的控制电路的电源。因此，当不使用键盘时，蓄电设备被充电，并且键盘可以由电力驱动。因此，可以获得既不需要接线又不需要更换电池的这样的键盘。由于不需要电池，因此可以减轻其重量，这是有效的。

图11是表示图10所示的键盘的一个实例的示意性外观图。

如图11所示，光电转换元件、电源IC和蓄电设备被安装在键盘内部，但是光电转换元件的上部被透明壳体覆盖，以便光电转换元件接收光。键盘的整个壳体可以由透明树脂形成。光电转换元件的布置不限于以上。

在其中用于并入光电转换元件的空间较小的小键盘的情况下，如图12所示，可以在一些键中嵌入小的光电转换元件，并且这种布置是有效的。

接下来，将描述电子设备的另一实施方式，该电子设备包括本公开内容的光电转换元件和/或光电转换模块，以及被配置为由通过光电转换元件和/或光电转换模块的发电获得的电力驱动的设备。

图13是作为本公开内容的电子设备的一个实例的传感器的框图。

如图13所示，组合光电转换元件、电源IC和蓄电设备，并且允许所提供的电力传递至传感器电路的控制电路的电源。因此，可以构成传感器模块，而无需连接到外部电源并且无需更换电池。感测目标是例如温度和湿度、光照度、人检测、CO

预计随着物联网(IoT)社会到来，传感器的使用将显著增加。逐个地更换多个传感器的电池既费时又不现实。此外，将传感器安装在例如不易更换电池的天花板和墙壁等位置的事实也使可操作性变差。可以通过光电转换元件提供电力的事实也是显著有利的。另外，本公开内容的光电转换元件的优点在于，即使在用低光照度的光下也可以获得高输出，并且由于光入射角对输出的依赖性小，因此可以实现高的安装自由度。

接下来，将描述电子设备的另一实施方式，该电子设备包括本公开内容的光电转换元件和/或光电转换模块，以及被配置为由通过光电转换元件和/或光电转换模块发电获得的电力驱动的设备。

图14是作为本公开内容的电子设备的一个实例的转盘的框图。

如图14所示，组合光电转换元件、电源IC和蓄电设备，并且允许所提供的电力传递到转盘控制电路的电源。因此，可以构成转盘而无需连接到外部电源并且无需更换电池。

转盘例如用于展示产品的展示柜中。电源的接线降低了展示的外观，此外，在更换电池时需要去除所展示的产品，这是耗时的。因为可以解决上述问题，因此使用本公开内容的光电转换元件是有效的。

<用途>

如上所述，上面已经描述了电子设备——其包括本公开内容的光电转换元件和/或光电转换模块和被配置为由通过光电转换元件和/或光电转换模块的发电获得的电力驱动的设备，以及电源模块。然而，上述实施方式仅是适用实施方式的一部分，并且本公开内容的光电转换元件或光电转换模块的用途不限于上述用途。

通过将光电转换元件和/或光电转换模块与被配置为控制所产生的电流的电路板组合，可以将光电转换元件和/或光电转换模块应用于例如电源设备。

使用电源设备的设备的实例包括电子台式计算器、手表、移动电话、电子记事本和电子纸。

此外，包括光电转换元件的电源设备可以用作辅助电源，以延长可再充电或干电池型电子器件的连续运行时间。

本公开内容的光电转换元件和光电转换模块可以用作自维持电源，并且可以将通过光电转换产生的电力用于驱动设备。由于本公开内容的光电转换元件和光电转换模块可以通过光的照射来产生电力，因此既不需要将电子设备连接到电源，也不需要更换电池。因此，可以在没有供电设施的地方驱动电子设备，可以佩戴或携带电子设备，并且可以甚至在不容易更换电池的地方无需更换电池的情况下来驱动电子设备。此外，当使用干电池时，电子设备因干电池的重量而变重，或者电子设备因干电池的尺寸而变大。因此，在将电子设备安装在墙壁或天花板上或运输电子设备时可能存在问题。由于本公开内容的光电转换元件和光电转换模块轻且薄，所以它们可以自由安装，并且可以佩戴和携带，这是有利的。

如上所述，本公开内容的光电转换元件和光电转换模块可以用作自维持电源，并且可以与多种电子设备组合。例如，可以将本公开内容的光电转换元件和光电转换模块与显示设备(例如，电子台式计算器、手表、移动电话、电子记事本和电子纸)、个人计算机的附属设备(例如鼠标和键盘)、多种传感器设备(例如温度和湿度传感器以及人检测传感器)、发射机(例如标志塔和全球定位系统(GPS))以及众多电子设备(例如辅助灯和遥控器)组合使用。

本公开内容的光电转换元件和光电转换模块被广泛应用，因为它们可以特别是用低光照度的光产生电，并且可以在室内以及在更暗的阴影中产生电。此外，光电转换元件和光电转换模块是高度安全的，因为不会发生在干电池情况中发现的漏液，以及不会发生在纽扣电池情况中发现的误吞食。此外，光电转换元件和光电转换模块可以用作辅助电源，用于延长可再充电或干电池型电子器件的连续运行时间的目的。如上所述，当将本公开内容的光电转换元件和光电转换模块与配置为由通过光电转换元件和/或光电转换模块的光电转换产生的电力驱动的设备组合时，可以获得重量轻且易于使用、安装自由度高、不需要更换电池、安全性优异并且对减轻环境负荷有效的电子设备。

图15是表示通过将本公开内容的光电转换元件和/或光电转换模块与通过光电转换元件和/或光电转换模块的光电转换产生的电力驱动的设备组合而得到的本公开内容的电子设备的一个实例的框图。当用光照射光电转换元件时，该电子设备可以产生电，并且可以提取电力。设备的电路可以由产生的电力驱动。

由于光电转换元件的输出根据周围光照度而变化，因此图15所示的电子设备在一些情况下可能无法稳定地驱动。在这种情况下，如图16所示，用于光电转换元件的电源IC可以并入光电转换元件和设备的电路之间，以便向电路一侧提供稳定的电压，并且这种布置是有效的。

只要发射足够光照度的光，光电转换元件就可以产生电。然而，当用于产生电的光照度不足时，不能获得期望的电力，这是光电转换元件的缺点。在这种情况下，如图17所示，当在电源IC与设备电路之间安装例如电容器的蓄电设备时，可以将来自光电转换元件的过量电力存储在蓄电设备中。另外，可以将存储在蓄电设备中的电力提供给设备电路，从而在光照度太低时或者甚至在光电转换元件不接收光时也能够进行稳定的操作。

如上所述，即使在没有电源的环境中，也可以驱动通过将本公开内容的光电转换元件和/或光电转换模块与设备电路组合而获得的电子设备，其不需要更换电池，并与电源IC或蓄电设备组合可以稳定地驱动。因此，可以充分利用光电转换元件的优点。

同时，本公开内容的光电转换元件和/或光电转换模块也可以用作电源模块，并且这种用途是有效的。例如，如图18所示，当本公开内容的光电转换元件和/或光电转换模块连接到用于光电转换元件的电源IC时，可以构成DC电源模块，该DC电源模块可以将通过将光电转换元件的光电转换产生的电力以预定电压水平提供到电源IC。

此外，如图19所示，当将蓄电设备添加到电源IC时，可以将由光电转换元件产生的电力存储在蓄电设备中。因此，可以构成当光照度太低或甚至当光电转换元件不接收光时可以提供电力的电源模块。

可以将图18和图19所示的本公开内容的电源模块用作电源模块，而无需像本领域中已知的原电池那样更换电池。

实施例

在下文中，将通过实施例和比较例的方式描述本公开内容。然而，不应将本公开内容解释为限于在此示例的实施例。

(合成实施例1)

<通式(3)表示的化合物的合成>

在以下反应下合成由以下结构式表示的化合物(B-11)。

在此，n为2或更大的整数，并且使聚合物(B-11)的重均分子量为2,000或更大。

具体地，在100mL的四颈烧瓶中装入上述二醛化合物(0.66g，2.0mmol)和二膦酸酯化合物(1.02g，2.0mmol)，并用氮气吹扫，然后加入四氢呋喃(75mL)。向所得溶液中，逐滴加入1.0mol/dm

发现以上述结构式表示的所得化合物(B-11)根据聚苯乙烯的重均分子量为20,000，其中重均分子量通过凝胶过滤色谱法(GPC)测量。使用电子光谱仪(AC-2，由RIKENKEIKI Co.,Ltd.获得)测量的化合物(B-11)的电离势为5.22eV。在下文中，使用AC-2测量所有的电离势。

(实施例1)

<光电转换元件的产生>

首先，通过旋涂法将通过将二异丙醇钛双(乙酰丙酮)异丙醇溶液(75％)(0.36g)溶解在异丙醇(10mL)中获得的溶液涂布在FTO玻璃基板(第一基板和第一电极)上，然后在120℃下干燥3分钟。然后，将所得物在450℃下烘烤30分钟，以在FTO玻璃基板上形成紧密电子传输层(紧密层)。

将紧密层的平均厚度调整为10μm或更大但40μm或更小。

接着，通过旋涂法将通过用α-萜品醇稀释二氧化钛糊剂(MPT-20，获得自Greatcell Solar Limited)获得的分散液涂布在紧密层上，并在120℃下干燥3分钟，然后在550℃下烘烤30分钟。随后，通过旋涂法将通过溶解双(三氟甲磺酰基)酰亚胺锂(38103，获得自KANTO CHEMICAL CO.,INC.)获得的乙腈溶液(0.1M，其中M表示mol/dm

将多孔层的平均厚度调整为100nm或更大但150nm或更小。

接下来，将碘化铅(II)(0.5306g)、溴化铅(II)(0.0736g)、溴化甲胺(0.0224g)、甲脒氢碘酸盐(0.1876g)和碘化钾(0.0112g)添加到N,N-二甲基甲酰胺(0.8mL)和二甲亚砜(0.2mL)中并将所得物在60℃下加热并搅拌，以得到溶液。通过旋涂法将溶液涂布在上述多孔层上，同时向其中添加氯苯(0.3mL)，以形成钙钛矿膜。然后，将钙钛矿膜在150℃下干燥30分钟以形成钙钛矿层。

将钙钛矿层的平均厚度调节为200nm或更大但350nm或更小。

然后，将由上述结构式表示的化合物(B-11)(重均分子量＝20,000，电离势：5.22eV)(36.8mg)，2,2(7,7(-四-(N,N-二-对甲氧基苯胺)9,9(-螺二芴)))(以下称为“spiro-OMeTAD”，得自Merck，分子量＝1,225.4，电离势＝5.09eV)(36.8mg)，由以下结构式表示的化合物(A-58)(4.9mg)，4-叔丁基吡啶(6.8mg)和三(2-(1H-吡唑-1-基)-4-叔丁基吡啶)六氟磷酸钴(III)(0.1mg)溶解在氯苯(1.5mL)中，得到溶液。通过旋涂法将获得的溶液涂布在通过上述步骤获得的层压产品上，以获得空穴传输层。

将空穴传输层(钙钛矿层上的部分)的平均厚度调整为100nm或更大但200nm或更小。两种空穴传输材料的电离势之间的差为0.13eV。

此外，在真空下将金(从TANAKA Kikinzoku Kogyo K.K.获得)(100nm)沉积在上述层压产品上，以获得光电转换元件1。

使用太阳能电池评价系统(As-510-PV03，从NF公司获得)评价获得的光电转换元件1的太阳能电池特性(初始特性)，同时使用太阳能模拟器(AM 1.5，100mW/m

评价的太阳能电池特性的项目是开路电压、短路电流密度、形状因数和转换效率(光电转换效率)。将连续照射500小时后获得的转换效率相对于初始特性中的转换效率的比率被确定为转换效率的维持率。结果在表1中呈现。

(实施例2)

除了将由结构式表示的化合物(A-58)改变为由以下结构式表示的化合物(A-59)以外，以与实施例1中相同的方式来生产和评价光电转换元件2。结果在表1中呈现。

(实施例3)

除了将由上述结构式表示的化合物(B-11)(重均分子量＝20,000，电离势：5.22eV)(36.8mg)改变为由以下结构式表示的化合物(C-1)(以下称为“P3HT”，重均分子量＝50,000，电离势＝5.0eV)以外，并且将spiro-OMeTAD(分子量＝1,225.4，电离势＝5.09eV)(36.8mg)改变为由以下结构式表示的化合物(A-2)(分子量：554.9，电离势＝5.05eV)，以与实施例1相同的方式生产和评价光电转换元件3。结果在表1中呈现。

(实施例4)

除了将由上述结构式表示的化合物(A-58)改变为由以下结构式表示的化合物(A-73)以外，以与实施例1相同的方式生产和评价光电转换元件4。结果在表1中呈现。

(实施例5)

除了将由上述结构式表示的化合物(A-58)改变为由以下结构式表示的化合物(A-75)以外，以与实施例1相同的方式生产和评价光电转换元件5。结果在表1中呈现。

(实施例6)

除了将由通过上述结构式表示的化合物(B-11)(重均分子量＝20,000，电离势：5.22eV)(36.8mg)和spiro-OMeTAD(分子量＝1,225.4，电离势＝5.09eV)(36.8mg)改变为spiro-OMeTAD(73.6mg)以外，以与实施例1相同的方式生产和评价光电转换元件6。结果在表1中呈现。

(比较例1)

除了将由上述结构式表示的化合物(A-58)改变为双(三氟甲磺酰基)酰亚胺锂以外，以与实施例1相同的方式生产和评价光电转换元件7。结果在表1中呈现。

(比较例2)

除了将由上述结构式表示的化合物(A-58)改变为双(三氟甲磺酰基)酰亚胺钾以外，以与实施例1相同的方式生产和评价光电转换元件8。结果在表1中呈现。

(比较例3)

除了将由上述结构式表示的化合物(A-58)改变为双(氟磺酰基)酰亚胺锂以外，以与实施例1相同的方式生产和评价光电转换元件9。结果在表1中呈现。

表1

从表1的结果发现，在空穴传输层包括由上述通式(1)或(1a)表示的化合物的实施例1至6中，不仅初始特性良好，而且转换效率的维持率高。具体地，其中空穴传输层包括金属(例如，锂或钾)盐的化合物的实施例1至3均显示出高的转换效率的维持率。其中空穴传输层包括有机阳离子的化合物的实施例4和5均显示出高的转换效率的维持率。另一方面，发现其中空穴传输层不包括由上述通式(1)或(1a)表示的化合物的比较例1至3在初始特性方面显示出高的转换效率，但是长时间段的暴露于高光照度的光之后，显示出转换效率的降低；并且具有低的转换效率的维持率。

如上所述，当空穴传输层包括由通式(1)或(1a)表示的化合物时，即使长时间段的暴露于高光照度的光之后，本公开内容的光电转换元件也可以保持光电转换效率。

与其中空穴传输层包括由通式(3)或通式(4)表示的化合物的实施例1至5相比，其中空穴传输层不包括由通式(3)或通式(4)表示的化合物的实施例6具有稍低的转换效率的维持率。因此，发现不仅包含由通式(1)或(1a)表示的化合物，而且包含由通式(3)或(4)表示的化合物都可以实现更高的性能。

产生并评价了通过串联连接光电转换元件获得的光电转换模块。下面将描述与光电转换模块有关的实施例7至13。

(实施例7)

<光电转换模块的产生>

首先，通过旋涂法将通过将二异丙醇钛双(乙酰丙酮)异丙醇溶液(75％)(0.36g)溶解在异丙醇(10ml)中获得的溶液涂布在FTO玻璃基板上，然后在120℃下干燥3分钟。然后，将所得物在450℃下烘烤30分钟，以在FTO玻璃基板上形成紧密电子传输层(紧密层)。

将紧密层的平均厚度调整为10μm或更大但40μm或更小。

接下来，通过旋涂法将通过用α-萜品醇稀释二氧化钛糊剂(MPT-20，获得自Greatcell Solar Limited)获得的分散液涂布在紧密层上，并在120℃下干燥3分钟，然后在550℃下烘烤30分钟。随后，通过旋涂法将通过溶解双(三氟甲磺酰基)酰亚胺锂(38103，获得自KANTO CHEMICAL CO.,INC.)获得的乙腈溶液(0.1M)涂布在上述膜上，并在450℃下烘烤30分钟，以形成多孔电子传输层(多孔层)。

将多孔层的平均厚度调整为100nm或更大但150nm或更小。

接着，将碘化铅(II)(0.5306g)、溴化铅(II)(0.0736g)、溴化甲胺(0.0224g)、甲脒氢碘酸盐(0.1876g)和碘化钾(0.0112g)添加到N,N-二甲基甲酰胺(0.8mL)和二甲亚砜(0.2mL)中并将所得物在60℃下加热并搅拌，以得到溶液。通过旋涂法将溶液涂布在上述多孔层上，同时向其中添加氯苯(0.3mL)，以形成钙钛矿膜。然后，将钙钛矿膜在150℃下干燥30分钟以形成钙钛矿层。

将钙钛矿层的平均厚度调整为200nm或更大但350nm或更小。

将通过上述步骤获得的层压产品进行激光加工以形成凹槽，使得彼此相邻的层压产品之间的距离为10μm。

然后，将由上述结构式表示的化合物(B-11)(重均分子量＝20,000，电离势：5.22eV)(36.8mg)，spiro-OMeTAD(分子量＝1,225.4，电离势＝5.09eV)(36.8mg)，由以上述结构式表示的化合物(A-58)(4.9mg)，4-叔丁基吡啶(6.8mg)和三(2-(1H-吡唑-1-基)-4-叔丁基吡啶)六氟磷酸钴(III)(0.1mg)溶解在氯苯(1.5mL)中，得到溶液。通过旋涂法将获得的溶液涂布在通过上述步骤获得的层压产品上，以获得空穴传输层。

将空穴传输层(钙钛矿层上的部分)的平均厚度调整为100nm或更大但200nm或更小。两种空穴传输材料的电离势之间的差为0.13eV。

此外，在真空下将金(100nm)沉积在上述层压产品上。

然后，通过激光加工对FTO玻璃基板的端部和作为第二基板的盖玻片的端部(其中设置密封构件)进行蚀刻处理。此外，通过激光加工形成被配置为串联连接光电转换元件的贯通孔(导电部)。然后，在真空下将银沉积在层压产品上，以形成平均厚度为约100nm的第二电极。通过使用掩模的膜形成，将彼此相邻的第二电极之间的距离调整为200μm。证实了金沉积在贯通孔的内壁上并且彼此相邻的光电转换元件串联连接。注意，串联连接的光电转换元件的数量被设置为6。

然后，使用分配器(2300N，从SAN-EI TECH Ltd.获得)将紫外固化树脂(TB3118，从ThreeBond Co.,Ltd.获得)作为密封构件涂布在经过激光加工的FTO玻璃基板的端部，以便包围光电转换元件(发电区)。然后，将其转移到保持低湿度(露点：-30℃)且将氧浓度控制在0.2％的手套箱中，将经过激光处理的盖玻片置于紫外固化树脂上。通过紫外线照射使紫外固化树脂固化，并且密封发电区，以生产具有图1所示的结构的光电转换模块1。以与实施例1中相同的方式评价光电转换模块1。结果在表2中呈现。注意，在图1中将两个光电转换元件串联连接，但是在本实施例中，将六个光电转换元件串联连接。

(实施例8)

除了未形成多孔层以外，以与实施例7相同的方式生产具有图2所示的结构的光电转换模块2。以与实施例1相同的方式评价光电转换模块2。结果在表2中呈现。

(实施例9)

除了多孔层和钙钛矿层均为延伸的连续层以外，以与实施例7相同的方式生产具有图3所示的结构的光电转换模块3。以与实施例1相同的方式评价光电转换模块3。结果在表2中呈现。

(实施例10)

除了将彼此相邻的光电转换元件中第一电极之间的差、紧密层之间的差以及多孔层之间的差改变为40μm；和钙钛矿层是延伸的连续层以外，以与实施例7相同的方式生产具有图4所示的结构的光电转换模块4。以与实施例1相同的方式评价光电转换模块4。结果在表2中呈现。

(实施例11)

除了未形成多孔层以外，以与实施例10相同的方式生产具有图5所示的结构的光电转换模块5。以与实施例1相同的方式评价光电转换模块5。结果在表2中呈现。

(实施例12)

除了将彼此相邻的光电转换元件中第一电极之间的差、紧密层之间的差、多孔层之间的差、钙钛矿层之间的差以及空穴传输层之间的差改变为40μm；和将光电转换元件a中的第二电极7a和光电转换元件b中的第一电极2b直接连接以外，以与实施例7相同的方式生产具有图6所示的结构的光电转换模块6。以与实施例1相同的方式评价光电转换模块6。结果在表2中呈现。

(实施例13)

除了未形成多孔层以外，以与实施例12相同的方式生产具有图7所示的结构的光电转换模块7。以与实施例1相同的方式评价光电转换模块7。结果在表2中呈现。

表2

从表2的结果发现，实施例7至13中的所有光电转换模块均获得了良好的转换效率。其中，发现实施例7、8、12和13中的光电转换模块获得了更好的转换效率，并且钙钛矿层不延伸的这类结构是良好的，因为可以获得良好的转换效率。

如上所述，本公开内容的光电转换元件包括在光电转换元件中的空穴传输层，该空穴传输层包括由通式(1)或通式(1a)表示的化合物，该光电转换元件包括第一电极、电子传输层、钙钛矿层、空穴传输层和第二电极。这使得即使在长时间段的暴露于高光照度的光之后，本公开内容的光电转换元件也可以保持光电转换效率。

例如，本公开内容的方面如下：

<1>光电转换元件，其包括：

第一电极；

钙钛矿层；

空穴传输层；和

第二电极，

其中空穴传输层包括由以下通式(1)或以下通式(1a)表示的化合物：

其中，在通式(1)中，M表示碱金属；X

其中，在通式(1a)中，M

<2>根据<1>的光电转换元件，

其中，由通式(1)表示的化合物是由以下通式(2)表示的化合物，

和由通式(1a)表示的化合物是由以下通式(2a)表示的化合物：

其中，在通式(2)和通式(2a)中，X

<3>根据<2>的光电转换元件，

其中，在通式(2)中，M表示锂；并且X

<4>根据<2>的光电转换元件，

其中，在通式(2a)中，由M

<5>根据<1>至<4>中任一项的光电转换元件，

其中该空穴传输层包括聚合物，该聚合物包括由以下通式(3)或以下通式(4)表示的重复单元：

其中，在通式(3)中，R

其中，在通式(4)中，R

<6>根据<1>至<5>中任一项的光电转换元件，

其中钙钛矿层包括选自碱金属和锑原子中的至少一种。

<7>光电转换模块，其包括

串联或并联连接的光电转换元件，每个光电转换元件是根据<1>至<6>中任一项的光电转换元件。

<8>根据<7>的光电转换模块，

其中，在彼此相邻的至少两个光电转换元件中，空穴传输层是延伸的连续层，并且彼此相邻的至少两个第一电极和彼此相邻的至少两个钙钛矿层被空穴传输层分隔。

<9>根据<7>或<8>的光电转换模块，

其中，在彼此相邻的至少两个光电转换元件中，一个光电转换元件中的第一电极和另一个光电转换元件中的第二电极通过穿透空穴传输层的导电部电连接，该空穴传输层是延伸的连续层。

<10>电子设备，其包括：

根据<1>至<9>中任一项的光电转换元件和/或光电转换模块；和

被配置为由通过光电转换元件和/或光电转换模块的光电转换产生的电力驱动的设备。

<11>电源模块，其包括：

根据<1>至<9>中任一项的光电转换元件和/或光电转换模块；和

电源集成电路(IC)。

<12>电子设备，其包括：

根据<11>的电源模块；和

蓄电设备。

根据<1>至<6>中任一项的光电转换元件、根据<7>至<9>中任一项的光电转换模块、根据<10>或<12>中任一项的电子设备以及根据<11>的电源模块可以解决传统上存在的问题，并且可以实现本公开内容的目的。