專利名稱：：光電轉(zhuǎn)換元件的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及通過光照射而產(chǎn)生電動勢的光電轉(zhuǎn)換元件。技術背景近年來，伴隨著由礦物燃料造成的地球溫暖化或人口增加而帶來了對能量需求的增長，這成為關系到人類存亡的大問題。另一方面，太陽光自不必說，它從遠古以來直至現(xiàn)在，培育了地球環(huán)境，是包括人類在內(nèi)的所有生物的能量源。因此，最近在研究將太陽光用作無限且不產(chǎn)生有害物質(zhì)的清潔能源。其中，將光能轉(zhuǎn)換為電能的光電轉(zhuǎn)換元件，即所謂的"太陽能電池"作為一種有力的技術手段而比較引人注目。作為太陽能電池的電動勢材料，正在使用的是由單晶、多晶、無定形的硅或CuInSe、GaAs、CdS等化合物形成的無機半導體。由于使用了這些無機半導體的太陽能電池顯示出10%到20%這樣的比較高的能量轉(zhuǎn)換效率，而被廣泛用作異地用電源或攜帶用小型電子設備的輔助電源。但是，如開頭所述那樣，如果與"抑制礦物燃料的消費以防止地球環(huán)境的惡化"的目的相對照，則目前使用了無機半導體的太陽能電池很難說取得了足夠的效果。這是因為使用了這些無機半導體的太陽能電池是通過等離子CVD法或高溫結晶生長工序而制造的，在元件的制作中需要很多能量。另外，含有Cd、As、Se等可能給環(huán)境帶來有害影響的成分，有元件廢棄造成環(huán)境破壞的擔心。作為能夠改善這一點的光電動勢材料，提出了使用有機半導體的有機太陽能電池。有機半導體具有下述優(yōu)良的特性，即具有多樣性、毒性低、加工性和生產(chǎn)率好且可降低成本、由于具有可撓性而易于柔性化等。靈活應用上述優(yōu)良的特性，面向?qū)嵱没挠袡C太陽能電池的研究十分活躍。有機太陽能電池可以大致劃分為染料增感型和半導體型。關于染料增感型，是在1991年由瑞士的Gratzd等人報告的，弓l起人們的很大關注，其使用了在表面積較大的多孔質(zhì)二氧化鈦薄膜的表面吸收了聯(lián)吡啶羧酸釕染料的電極，具有使電解液與其接觸的結構(參照非專利文獻1)。然而，這種電池被指出存在二氧化鈦的處理需要高溫、或使用電解液及碘的問題，實用化難以進行。很明顯，如果二氧化鈦的處理能在低溫下進行、可在塑料基板上制作，此外如果能夠?qū)⒃撾娊庖翰糠止腆w化，則可以向?qū)嵱没蟠蟮剡~進一步。對于二氧化鈦的低溫處理或固體化，嘗試了各種方法，但光電轉(zhuǎn)換效率仍然較低。例如，對作為電解質(zhì)部分使用導電性高分子的聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等進行了研究，但它們的轉(zhuǎn)換效率都低(參照非專利文獻2)。在半導體型中，根據(jù)對由光生成的電子對進行解離的機理的差異被分為肖特基型和pn接合型這兩種。肖特基型利用了在有機半導體與金屬的接合面上感應的肖特基勢壘形成的內(nèi)部電場(參照非專利文獻3)。這種肖特基型太陽能電池具有能夠得到比較大的開放電壓(Voc)的特長，但在另一方面，存在如果照射光量增加則光電轉(zhuǎn)換效率容易下降的問題。pn接合型利用了在p型半導體與ii型半導體的接合面上產(chǎn)生的內(nèi)部電場，包括在兩個半導體中使用有機物的有機/有機pn接合型、和在其中任何一個半導體中使用無機物的有機/無機pn接合型等。該有機pn接合型太陽能電池可以得到比較高的轉(zhuǎn)換效率，但不充分(參照非專利文獻4)。此外，在迄今為止的有機半導體型太陽能電池中，由于用有機半導體形成的pn接合的光電轉(zhuǎn)換層的厚度大約只有幾nm，因此在單純層疊型有機太陽能電池中，光的利用效率差，不能取出大的光電流。因此，為了提高有機薄膜太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率，通過擴大光電轉(zhuǎn)換層改進利用效率成為關鍵。因而，通過設置混合p型半導體材料和n型半導體材料而成的混合層，在有機半導體上按分子級別形成3維的pn接合，來謀求大幅度提高轉(zhuǎn)換效率(參照非專利文獻5)。但是，如果對連續(xù)使該混合層的膜厚變化時的光電轉(zhuǎn)換特性進行評價，很明顯，由于如果膜厚增加則光的利用效率提高，載流子產(chǎn)生量增加，但相反載流子輸送能減少，因此存在能量轉(zhuǎn)換效率達到極大時的混合層膜厚。這是因為，在混合層中p型和n型的分子共存，發(fā)生的載流子再結合的概率也增大。在多數(shù)情況下，載流子輸送能的減少的影響大，有如果不盡量減薄膜厚則不能得到良好的效率的缺陷。此外，即使在混合了p型半導體材料和n型半導體材料的層的外側(cè)的p型半導體層或n型半導體層中，由于如果加厚膜厚則載流子分離能增加，而載流子輸送能下降，因此存在能量轉(zhuǎn)換效率達到極大時的混合層膜厚。在此種情況下，載流子輸送能減少的影響也大，存在必須盡量減薄膜厚的缺陷。另一方面，進行了在光電轉(zhuǎn)換層的周邊設置緩沖層來改善轉(zhuǎn)換效率的嘗試。例如，報告了在作為陽極電極的ITO電極上形成PEDOT隱PSS[Poly(ethylenedioxy)thiophene-polystyrenesulphonicacid]的層(膜厚10100nm)，在陰極電極側(cè)形成BCP[浴銅靈，Bathocuproine]層(膜厚10nm左右)或LiF(膜厚為幾nm)的方法等(參照非專利文獻6、7)。此外，已知，有機半導體化合物具有因結晶形狀而異的特性、例如電荷遷移率，有機半導體化合物只在特定的結晶形狀下顯示優(yōu)異的光電特性。作為在利用蒸鍍法的成膜工序中選擇結晶形狀的方法，試驗了利用基板溫度控制的改進方法(參照非專利文獻8)，但也存在難得到由具有高光電特性的所希望結晶形狀構成的半導體層的問題。此外，還報告了層疊2個以上的pn接合單元(cell)的串聯(lián)式單元的試驗(參照非專利文獻9)。非專利文獻l:B.O，regan，M.Gratzel，Nature,353，737(1991)非專禾U文獻2:K.Murakoshi,R.Kogure，Y.Wada，andS.Yanagida，ChemistryLetters1997，p471非專利文獻3:R.O.Loutfyetal.，J.Chem.Phys.Vol.71，pl211非專利文獻4:C.W.Tang，Appl.Phys.Lett.48(2)，13January1986,p183非專利文獻5:專利新聞(特許二二一7)，No.11471，p8，平成17年2月18日(星期五)，財團法人經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)調(diào)査會非專禾ll文獻6:P.Peumans，V.BulovicandS.R.Forrest,Appl.Phys.Lett.,76，2650(2000)非專利文獻7:C.J.Brabec，S.E.Shaheen，C.Winder,andN.S.Sariciftci，Appl.Phys.Lett.，80，1288(2002)非專禾U文獻8:Z.Bao，A.J.Lovinger，A.Dodabalapur，Appl.Phys.Lett.，69，3066(1996)3一專禾U文獻9:M.Hiramoto，M.Suezaki，N.Yokoyama，ChemistryLetters,1990，p327
發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的目的是提供一種加工性和生產(chǎn)率良好、毒性低、光電轉(zhuǎn)換效率良好、且柔軟化的光電轉(zhuǎn)換元件。通過制作p型半導體和n型半導體的混合層，大幅度增加界面的面積，改善了迄今為止的有機薄膜電陽能電池的轉(zhuǎn)換效率，但得不到相當于界面增大部分的轉(zhuǎn)換效率的提高，這引起本發(fā)明者們注意。發(fā)現(xiàn)以前的多種探討都集中在怎樣將通過吸收光產(chǎn)生的激子運送到界面，在界面轉(zhuǎn)換成載流子，但怎樣輸送滯留在界面的載流子的探討是欠缺的。本發(fā)明者們認為，一個主要原因是在界面產(chǎn)生的眾多載流子沒有被輸送，因而在界面附近發(fā)生再結合等，由此不能按增大的界面面積部分改善轉(zhuǎn)換效率。因此，本發(fā)明考慮將在界面附近產(chǎn)生的眾多載流子迅速輸送給電極，并對此進行了反復的專心研究，結果發(fā)現(xiàn)，通過使用載流子遷移率高的有機半導體材料，可達到上述目的。本發(fā)明(權利要求第1項所述的發(fā)明)是基于上述發(fā)現(xiàn)而完成的，由此提供一種光電轉(zhuǎn)換元件，其在相對置的陽極電極和陰極電極之間具有光電轉(zhuǎn)換層，該光電轉(zhuǎn)換層具有依次層疊(l)p型半導體層、(2)p型半導體和n型半導體的混合層及(3)n型半導體層的結構[其中，(1)p型半導體層中的p型半導體和(2)混合層中的p型半導體、(2)混合層中的n型半導體和(3)n型半導體層中的n型半導體可以分別由同一材料構成，也可以由不同的材料構成]，其特征在于采用了以下所示(a)(c)中的至少l種以上的光電轉(zhuǎn)換效率提高手段(a)作為上述(1)(3)的半導體層中的至少一層，使用電荷遷移率在0.005cm2/Vsec以上的有機半導體薄膜；(b)上述陽極電極的工作函數(shù)與上述(1)p型半導體層的HOMO(最高占據(jù)分子軌道)之間的能隙(energygap)、及/或上述陰極電極的工作函數(shù)與上述(3)n型半導體層的LUMO(最低空軌道)之間的能隙在0.5eV以下；(c)在上述陽極電極及/或上述陰極電極與上述光電轉(zhuǎn)換層之間設置由有機化合物形成的緩沖層，使該緩沖層的有機化合物與上述陽極電極及/或上述陰極電極化學鍵合。此外，本發(fā)明(權利要求第2項所述的發(fā)明)提供一種光電轉(zhuǎn)換元件，其在相對置的陽極電極和陰極電極之間具有光電轉(zhuǎn)換層，該光電轉(zhuǎn)換層具有依次層疊(1)p型半導體層及(2)p型半導體和n型半導體的混合層的結構[其中，(1)P型半導體層中的p型半導體和(2)混合層中的p型半導體可以分別由同一材料構成，也可以由不同的材料構成]，其特征在于采用了以下所示(a)(c)中的至少1種以上的光電轉(zhuǎn)換效率提高手段(a)作為上述(1)(2)的半導體層中的至少一層，使用電荷遷移率在0.005cm2/Vsec以上的有機半導體薄膜；(b)上述陽極電極的工作函數(shù)與上述(1)p型半導體層的HOMO(最高占據(jù)分子軌道)之間的能隙、及/或上述陰極電極的工作函數(shù)與上述(2)混合層中的n型半導體層的LUMO(最低空軌道)之間的能隙在0.5eV以下；(c)在上述陽極電極及/或上述陰極電極與上述光電轉(zhuǎn)換層之間設置由有機化合物形成的緩沖層，使該緩沖層的有機化合物與上述陽極電極及/或上述陰極電極化學鍵合。此外，本發(fā)明(權利要求第3項所述的發(fā)明)提供一種光電轉(zhuǎn)換元件，其在相對置的陽極電極和陰極電極之間具有光電轉(zhuǎn)換層，該光電轉(zhuǎn)換層具有依次層疊(1)p型半導體層、(2)p型半導體和n型半導體的混合層及(3)金屬氧化物層的結構[其中，(1)p型半導體層中的p型半導體和(2)混合層中的p型半導體可以分別由同一材料構成，也可以由不同的材料構成]，其特征在于采用了以下所示(a)(c)中的至少l種以上的光電轉(zhuǎn)換效率提高手段.-(a)作為上述(O(2)的半導體層中的至少一層，使用電荷遷移率在0.005cm2/Vsec以上的有機半導體薄膜；(b)上述陽極電極的工作函數(shù)與上述(l)p型半導體層的HOMO(最高占據(jù)分子軌道)之間的能隙、及/或上述陰極電極的工作函數(shù)與上述(2)混合層中的n型半導體層的LUMO(最低空軌道)之間的能隙在0.5eV以下；(c)在上述陽極電極及/或上述陰極電極與上述光電轉(zhuǎn)換層之間設置由有機化合物形成的緩沖層，使該緩沖層的有機化合物與上述陽極電極及/或上述陰極電極化學鍵合。此外，本發(fā)明(權利要求第4項所述的發(fā)明)提供一種如權利要求13的任何一項所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其中，至少采用了使用電荷遷移率在0.005cm2/Vsec以上的有機半導體薄膜作為上述半導體層中的至少一層的光電轉(zhuǎn)換效率提高手段。此外，本發(fā)明(權利要求第5項所述的發(fā)明)提供一種如權利要求14的任何一項所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其中，使用電荷遷移率在0.005cm2/Vsec以上的有機半導體薄膜作為p型半導體層。此外，本發(fā)明(權利要求第6項所述的發(fā)明)提供一種如權利要求4或5所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其特征在于具有多個包含由上述半導體層構成的上述光電轉(zhuǎn)換層的光電轉(zhuǎn)換單元，各光電轉(zhuǎn)換單元被作為中間電極的形成等電位面的層及/或電荷產(chǎn)生層隔開。此外，本發(fā)明(權利要求第7項所述的發(fā)明)提供一種如權利要求13的任何一項所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其中，至少采用了上述(b)的光電轉(zhuǎn)換效率提高手段。此外，本發(fā)明(權利要求第8項所述的發(fā)明)提供一種如權利要求13的任何一項所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其中，至少采用了上述(c)的光電轉(zhuǎn)換效率提高手段。此外，本發(fā)明(權利要求第9項所述的發(fā)明)提供一種如權利要求18的任何一項所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其特征在于上述光電轉(zhuǎn)換層中的(1)p型半導體層的厚度在10nm以上。此外，本發(fā)明(權利要求第IO項所述的發(fā)明)提供一種如權利要求19的任何一項所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其特征在于上述半導體層中所用的有機半導體化合物的至少一種選自由下述通式(I)表示的并多苯芳烴(polyacene)衍生物。[化學式1][式中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、A1、A2、A3及A4分別獨立地是氫原子、鹵素原子、也可以有取代基的CiC4。的烴基、也可以有取代基的C廣C4。的垸氧基、也可以有取代基的QC4。的芳氧基、也可以有取代基的C7C40的烷基芳氧基、也可以有取代基的C2C40的烷氧羰基、也可以有取代基的C7Qo的芳氧羰基、氰基(一CN)、氨基甲?；?一C(=0)NH2)、酰鹵基(—C(=0)—X，式中，X表示鹵素原子)、醛基(一C(=0)—H)、異氰基、異氰酸酯基、硫氰酸酯基、硫代異氰酸酯基、也可以有取代基的氨基、也可以有取代基的酰胺基、羥基、或也可以有取代基的甲硅烷基、也可以有取代基的噻嗯基、或是含有它們中的2個以上基團的官能團；其中，V及A2、A3及A4也可以相互交聯(lián)，形成用式—C(=0)—B—C(=0)一表示的環(huán)[式中B為氧原子或用式一N(B^—表示的基團(式中B1為氫原子、dQ()的烴基、或鹵素原子。)。]，此外，^及A"也可以相互交聯(lián)地形成C4C4Q的飽和或不飽和的環(huán)，該飽和或不飽和的環(huán)也可以被氧原子、硫原子、或用式一N(R")—表示的基團(式中R11為氫原子或烴基)中斷，并且也可以有取代基，n是1以上的整數(shù)。]此外，本發(fā)明(權利要求第11項所述的發(fā)明)提供一種如權利要求110的任何一項所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其特征在于構成上述光電轉(zhuǎn)換層的(l)p型半導體層、(2)p型半導體和n型半導體的混合層或(3)n型半導體層或金屬氧化物層中的至少1層是利用溶液涂布法形成的。具體實施方式以下，對本發(fā)明進行詳細地說明。首先，對采用了上述(a)的光電轉(zhuǎn)換效率提高手段的本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件(第1發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件)進行說明。第1發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件具有以下的特征。即，是在相對置的陽極電極和陰極電極之間具有光電轉(zhuǎn)換層的光電轉(zhuǎn)換元件，該光電轉(zhuǎn)換層具有依次層疊(l)p型半導體層、(2)p型半導體和n型半導體的混合層及(3)n型半導體層的結構，(1)p型半導體層中的p型半導體和(2)混合層中的p型半導體、(2)混合層中的n型半導體和(3)n型半導體層中的n型半導體可以分別由同一材料構成，也可以由不同的材料構成，在各層間也可以具有不妨礙作為光電轉(zhuǎn)換元件的良好的電荷遷移的任意層，其特征在于使用高遷移率的有機半導體薄膜作為這些半導體層中的1層以上。此時的高遷移率的有機半導體薄膜的電荷遷移率優(yōu)選在0.005cm2/Vsec以上，更優(yōu)選在0.01cm2/Vsec以上，進一步優(yōu)選在0.1cm2/Vsec以上，更進一步優(yōu)選在0.4cm2/Vsec以上，再進一步優(yōu)選在1.0cm2/Vsec以上。對上述有機半導體薄膜的電荷遷移率的上限不特別限定，越大越好。另外，由(1)(3)的半導體層構成的上述光電轉(zhuǎn)換層被設定成(1)層位于陽極電極側(cè)，(3)層位于陰極電極側(cè)。此外，光電轉(zhuǎn)換元件尤其也可以是不具有(3)的n型半導體層的光電轉(zhuǎn)換元件。在此種情況下，p型半導體和n型半導體的混合層中所用的p型半導體層優(yōu)選含有至少1種高分子化合物。作為高分子化合物不特別限定，可列舉出也可以具有取代基的噻吩衍生物的聚合物、也可以具有取代基的聚苯衍生物、也可以具有取代基的聚苯乙烯撐衍生物等。作為此種情況下的n型半導體，優(yōu)選為C6?；駽7。等的衍生物。作為C6。或C7o等的衍生物的例子不特別限定，可列舉出C60、C70、PCBM等。在這樣的混合層中含有高分子的光電轉(zhuǎn)換元件通?？蛇_到不具有(1)的p型半導體層或(3)的n型半導體層、在混合層只附加電極或電極及緩沖層的程度的光電轉(zhuǎn)換率。但是，如上所述，在本發(fā)明中發(fā)現(xiàn)通過盡快從混合層引出滯留在混合層的電荷可顯著改善光電轉(zhuǎn)換效率，通過在只由該混合層構成的光電轉(zhuǎn)換元件中增加作為p型半導體的高遷移率有機半導體薄膜，可顯著改善轉(zhuǎn)換效率。此時的p型半導體層的膜厚優(yōu)選在10nm以上，更優(yōu)選在20nm以上100nm以下。此外，關于此時的高遷移率有機半導體薄膜的電荷遷移率沒有重新記載，可適宜采用已經(jīng)在上述記載過的說明。此外，轉(zhuǎn)換元件也可以是在由(1)的p型半導體層及(2)的混合層構成的光電轉(zhuǎn)換元件中增加由金屬氧化物構成的層而得到的轉(zhuǎn)換元件。對金屬氧化物不特別限定，可以是氧化鈦、氧化錫等。即使在這樣的光電轉(zhuǎn)換元件中，通過在(1)的p型半導體元件中增加高遷移率有機半導體薄膜，也能改善轉(zhuǎn)換效率。也可以將電荷遷移率在0.005cm2/Vsec以上的高遷移率有機半導體薄膜用于(1)層、(2)層及(3)層中的任意一層。首先，在將高遷移率有機半導體薄膜用于(1)層時，在(2)層產(chǎn)生的電子和空穴的載流子需要在再結合之前分離，但由于空穴的移動速度快，因此分離良好。另外，由于可通過高遷移率材料(能夠形成電荷遷移率在0.005cm2/Vsec以上的有機半導體薄膜的材料)來延長空穴的擴散距離，因此能夠增加膜厚，因而有空穴的分離良好、同時光的吸收量增加、空穴和電子的載流子產(chǎn)生量增加、電流增加的優(yōu)點。在將高遷移率有機半導體薄膜用于(2)層時，可按以下考慮。即，在采用低遷移率材料時，很明顯，如果混合層膜厚增加，則由于光的利用效率提高，使載流子產(chǎn)生量增加，在另一方面，載流子輸送能反而減少，因而存在能量轉(zhuǎn)換效率達到極大時的混合層膜厚。這是因為，在混合層中p型和n型的分子共存，產(chǎn)生的載流子再結合的概率增大。但是，如果采用高遷移率材料，則可以加大混合層膜厚，因而光的利用效率提高，載流子產(chǎn)生量增加，載流子輸送能也增長，所以能量轉(zhuǎn)換效率達到極大時的混合層膜厚增加，其結果是可謀求提高轉(zhuǎn)換效率。在采用上述高遷移率材料的(2)混合層中，產(chǎn)生的載流子再結合的概率也比采用低遷移率材料時減小。在將高遷移率有機半導體薄膜用于(3)層時，在(2)層產(chǎn)生的電子和空穴的載流子需要在再結合之前分離，但由于電子的移動速度快，因此該分離性良好。另外，由于可通過高遷移率材料來延長電子的移動距離，因此能夠增加膜厚，因而有電子分離狀態(tài)良好、同時光的吸收量增加、空穴和電子的載流子產(chǎn)生量增加、電流增加的優(yōu)點。另外，如果采用高遷移率材料，則還有以下的優(yōu)點。S卩在透明電極的相反側(cè)的電極表面平坦時，入射的光依次通過透明電極、半導體層，在被相反側(cè)的電極反射后，可依次通過半導體層、透明電極。與此相對照，如果在透明電極的相反側(cè)的電極表面具有凹凸，則光可通過該凹凸發(fā)生漫反射，將光封閉在內(nèi)部的反射率提高，半導體層中的光路長度增加，因而光吸收增加。即，通過光封閉結構(織紋結構，texturedstructure)可改善光吸收效率，謀求提高轉(zhuǎn)換效率(例如參照特開2005-2387號公報)。還有下述優(yōu)點由于該凹凸的尺寸必須在幾十nm，如果不采用高遷移率材料，就不能加厚膜厚，因此不能謀求利用織紋結構來提高轉(zhuǎn)換效果，但只要采用上述高遷移率材料，就有可能提高轉(zhuǎn)換效果。將上述(1)(3)的半導體層形成為薄膜狀，(1)p型半導體層的優(yōu)選的膜厚為lnm200nm，更優(yōu)選的膜厚為10nm200nm，進一步優(yōu)選的膜厚為20nm100nm。(2)p型半導體及n型半導體的混合層的優(yōu)選的膜厚為5nm200nm，更優(yōu)選的膜厚為10nm100nm。采用(3)n型半導體層時的優(yōu)選的膜厚為lnm200nm，更優(yōu)選的膜厚為5nm100nm。此外，在(2)p型半導體及n型半導體的混合層中，優(yōu)選以分子水平(或納米水平)混合n型半導體和p型半導體。此外，p型半導體和n型半導體優(yōu)選以體積比(前者后者)為i:o.ii:5.0的方式混合，更優(yōu)選以體積比為i:o.5i:2.0的方式混合。(l)p型半導體層、(2)p型半導體和n型半導體的混合層及(3)n型半導體層的形成方法，只要采用后面說明的以往公知的光電轉(zhuǎn)換元件的形成方法進行即可。尤其在形成(2)p型半導體及n型半導體的混合層時，在采用真空蒸鍍法的情況下，可以采用共蒸鍍法即可，當然也能采用將p型半導體及n型半導體這兩者溶解或分散于溶劑中、并利用溶劑涂布法(旋涂等)來形成。對上述金屬氧化層的金屬氧化物不特別限制，但優(yōu)選為氧化鈦或氧化錫等金屬氧化物，優(yōu)選的膜厚為lnm200nm，更優(yōu)選的膜厚為20nm100nm。在第1發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件中，在上述(1)(3)的半導體層的至少一層中，優(yōu)選使用并多苯芳烴衍生物或并多苯芳烴衍生物與其它有機物的混合物作為半導體化合物。作為并多苯芳烴衍生物，特別優(yōu)選為由下述通式(I)所表示的并多苯芳烴衍生物。此外，與并多苯芳烴衍生物形成混合物時的有機物優(yōu)選是低聚物或聚合物，不特別限定，只要是能夠通過與并多苯芳烴衍生物混合來提高電荷遷移率或穩(wěn)定性的有機物即可。作為并多苯芳烴衍生物，特別優(yōu)選為由下述通式(I)表示的并多苯芳烴衍生物。下面對由下述通式(I)所表示的并多苯芳烴衍生物進行詳細說明。[化學式2][式中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、A1、A2、A3及A4分別獨立地是氫原子、鹵素原子、也可以有取代基的QC40的烴基、也可以有取代基的QC40的烷氧基、也可以有取代基的C6C40的芳氧基、也可以有取代基的C7C化的烷基芳氧基、也可以有取代基的C2C40的烷氧羰基、也可以有取代基的C7C40的芳氧羰基、氰基(一CN)、氨基甲?；?_C(=0)NH2)、酰鹵基(一C(=0)—X，式中，X表示鹵素原子。)、醛基(一C(=0)—H)、異氰基、異氰酸酯基、硫氰酸酯基、硫代異氰酸酯基、也可以有取代基的氨基、也可以有取代基的酰胺基、羥基、或也可以有取代基的甲硅烷基、也可以有取代基的噻嗯基、或含有它們中的2個以上基團的官能團。]作為上述鹵素原子的例子，可以列舉出氟原子、氯原子、溴原子和碘原子。在本發(fā)明中，dC40烴基可以是飽和或不飽和的非環(huán)式，也可以是飽和或不飽和的環(huán)式。在QC40烴基是非環(huán)式的情況下，可以是直鏈狀，也可以是分支。QC40烴基包括C!C4o垸基、C2C40鏈烯基、C2C40炔基、QC40烯丙基、C4C40鏈二烯基、C4C40多烯基、C6ds芳基、C6C4o垸芳基、QQo芳垸基、QQo環(huán)烷基、C4Qo環(huán)烯基等。上述dQo烷基、C2C40鏈烯基、C2Qo炔基、C3Qo烯丙基、C4C40鏈二烯基以及C4C40多烯基中，分別優(yōu)選為C!C2o烷基、C2C20鏈烯基、C2C2Q炔基、C3C20烯丙基、CUC2o鏈二烯基以及C4C2Q多烯基，更優(yōu)選為C,do烷基、C2C1Q鏈烯基、c2Cn)炔基、C3do烯丙基、C4do鏈二烯基以及C4Cu)多烯基。對于在本發(fā)明的實施中作為也可以有取代基的QC40烴基有用的、也可以有取代基的QC4。垸基的例子不特別限定，有甲基、乙基、丙基、正丁基、叔丁基、十二垸基、三氟甲基、全氟正丁基、2，2，2一三氟乙基、芐基、2—苯氧基乙基等。對于在本發(fā)明的實施中作為也可以有取代基的QC4。烴基有用的、也可以有取代基的C6C,8芳基的例子不特別限定，有苯基、2_甲苯基、3—甲苯基、4一甲苯基、萘基、聯(lián)苯基、4—苯氧基苯基、4一氟苯基、3—甲酯基苯基、4一甲酯基苯基等。對于在本發(fā)明的實施中作為也可以有取代基的QC4o烴基有用的、也可以有取代基的C2C,8炔基的例子不特別限定，有乙炔基等。對于在本發(fā)明的實施中有用的、也可以有取代基的C,C4。垸氧基的例子不特別限定，有甲氧基、乙氧基、2—甲氧基乙氧基、叔丁氧基等。對于在本發(fā)明的實施中有用的、也可以有取代基的C6C4。芳氧基的例子不特別限定，有苯氧基、萘氧基、苯基苯氧基、4一甲基苯氧基等。作為在本發(fā)明的實施中有用的、也可以有取代基的C7C40烷基芳氧基，可列舉出甲基苯氧基、乙基苯氧基、丙基苯氧基、丁基苯氧基等。作為在本發(fā)明的實施中有用的、也可以有取代基的C2C40烷氧基羰基，例如可列舉出與作為上述也可以有取代基的GC40垸氧基例示的垸氧基相對應的垸氧基羰基。作為在本發(fā)明的實施中有用的、也可以有取代基的C7C化芳氧基羰基，例如可列舉出與上述作為也可以有取代基的C6Cu)芳氧基例示的芳氧基相對應的芳氧基羰基。氰基(一CN)、氨基甲?；?一C(=0)NH2)、酰鹵基(—C(=0)一X，式中X表示鹵素原子)、醛基(一C(-O)—H)、異氰基、異氰酸酯基、硫氰酸酯基或硫代異氰酸酯基，例如能夠從烷氧基羰基通過通常的有機化學的手段變化而得到。另外，氨基甲?；?一C(=0)NH2)、酰鹵基(一C(二O)—X，式中X表示鹵素原子)、醛基(—C(=0)—H)等能夠與氰基、烷氧基羰基相互轉(zhuǎn)化。對于在本發(fā)明的實施中有用的、也可以有取代基的氨基的例子不特別限定，有氨基、二甲氨基、甲氨基、甲基苯基氨基、苯基氨基等。對于在本發(fā)明的實施中有用的、也可以有取代基的酰胺基的例子不特別限定，有乙酰胺、苯酰胺、己酰胺等。作為也可以有取代基的甲硅烷基，可列舉出用化學式一Si(R")(R。)(R")所表示的基團[式中，R12、R"及R"分別獨立地是也可以被鹵素原子取代的QC40垸基、也可以被鹵素原子取代的C6C4。芳垸基、也可以被鹵素原子取代的QCu)垸氧基、也可以被鹵素原子取代的C6C40芳基烷氧基。]。對于在本發(fā)明的實施中有用的、也可以有取代基的甲硅垸基的例子不特別限定，有三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、三甲氧基甲硅垸基、三乙氧基甲硅烷基、二苯基甲基甲硅烷基、三苯基甲硅垸基、三苯氧基甲硅烷基、二甲基甲氧基甲硅垸基、二甲基苯氧基甲硅烷基、甲基甲氧基苯基等。對于dCu)烴基、dC40烷氧基、C6Q()芳氧基、氨基以及甲硅烷基等，也可以引入取代基，作為該取代基，例如可以列舉出甲硅垸基、鹵素原子、羥基、氨基等。作為上述取代基的鹵素原子，包括氟原子、氯原子、溴原子和碘原子。如果dQ。烴基、dC4Q烷氧基、C6C4Q芳氧基等的氫原子被氟原子取代，則并多苯芳烴衍生物的溶解度增大，因此是優(yōu)選的。此外，在被三異丙基乙炔基取代時，并多苯芳烴衍生物的穩(wěn)定性增大，因此是優(yōu)選的。A1、A2、^以及八4也可以相互交聯(lián)，從而形成用化學式一C(二O)—B-C(二O)—表示的環(huán)[式中，B為氧原子或為用化學式一N(B1)—表示的基團(式中，Bi為氫原子、dC4Q烴基、或鹵素原子)]。例如，當A1、A2、八3以及八4是垸氧羰基時，可以通過通常的有機化學的手段轉(zhuǎn)化為羧基。然后，將相鄰的羧基通過脫水轉(zhuǎn)化為羧酸酐、即用化學式一C(-0)—0—C(-O)—所表示的環(huán)。同樣地，羧酸酐可以通過通常的有機化學的手段轉(zhuǎn)化為酰亞胺、即用化學式一<:(=0)—N(B、一C(-0)—表示的環(huán)(B'具有上述的含義)。另外，^和八4也可以相互交聯(lián)，從而形成QC4o飽和或不飽和的環(huán)。不飽和環(huán)也可以是苯環(huán)、噻吩環(huán)等芳香環(huán)。AS和A"相互交聯(lián)而形成的環(huán)優(yōu)選是416元環(huán)，更優(yōu)選為412元環(huán)。該環(huán)可以是芳香環(huán)，也可以是脂肪族環(huán)。也可以在該環(huán)中引入QC2。烴基、dC2o烷氧基、C6C20芳氧基、氨基、羥基或甲硅垸基等取代基。上述飽和或不飽和的環(huán)可以被氧原子、硫原子、或用化學式一N(R")—表示的基團中斷[式中，R"是氫原子或烴基。]。R"優(yōu)選為氫原子或C,CV烷基，更優(yōu)選為氫原子或QC4烷基。n是1以上的整數(shù)。在n是1及2時，由上述通式(I)表示的并多苯芳烴衍生物分別成為4環(huán)式和5環(huán)式、即并四苯衍生物和并五苯衍生物。一直以來，有隨著縮合多環(huán)芳香族化合物的芳香環(huán)數(shù)目的增大而溶解度減少的趨勢。但是，如果根據(jù)后述的制造方法，即使縮合多環(huán)芳香族化合物中的芳香環(huán)的數(shù)目增大，通過引入適當?shù)母鞣N取代基，也能夠保持溶解度。因此，n不限定于l2，可以是3以上的整數(shù)，也可以是4以上的整數(shù)，也可以是5以上的整數(shù)，其上限不特別限定，但如果考慮可靠的溶解性、制造成本等，優(yōu)選為約12的范圍?，F(xiàn)在，已知無取代的并五苯在有機化合物中也是載流子遷移率最高的，對其正在進行廣泛的研究，但由于其在溶劑中不溶，一般采用真空蒸鍍法進行薄膜制作，而很難采用旋涂法等濕式法。在由上述通式(I)表示的本發(fā)明的并多苯芳烴衍生物中的(R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、A1、A2、八3以及八4中的至少一個不是氫原子的化合物)中，由于容易進行可溶于溶劑的分子設計，有可能通過旋涂法進行薄膜制作，因此與真空蒸鍍法相比，加工性和生產(chǎn)率得到了格外的改善。另外，薄膜中的結晶性可以通過化合物自身或分子間的相互作用、溶劑種類等的選擇而控制成自組織化。下面，對采用上述(b)的光電轉(zhuǎn)換效率提高手段的本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件(第2發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件)進行說明。第2發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件具有以下特征。即，其特征在于，陽極電極的工作函數(shù)與(1)p型半導體層的HOMO(最高占據(jù)分子軌道)之間的能隙、及/或陰極電極的工作函數(shù)與(3)n型半導體層的LUMO(最低空軌道)之間的能隙在0.5eV以下，優(yōu)選在0.3eV以下。如果從有機層向電極取出電荷時的能隙大，則會失去在光電轉(zhuǎn)換層中生成的空穴或電子。為了減少該損失，能隙最好在0.5eV以下，優(yōu)選在0.3eV以下。在第2發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件中，優(yōu)選在所述(1)(3)的半導體層的至少一層中，使用與并多苯芳烴衍生物或與其它有機物的混合物作為半導體化合物，作為并多苯芳烴衍生物，特別優(yōu)選采用在上述說明的用通式(I)所示的并多苯芳烴衍生物。此外，與并多苯芳烴衍生物形成混合物時的有機物優(yōu)選為其它的普通的有機物，但特別優(yōu)選的是低聚物或聚合物，不特別限制，只要是能夠通過與并多苯芳烴衍生物混合來提高電荷遷移率或穩(wěn)定性的有機物即可。在第2發(fā)明中，對于未特別詳述的部分，可適用有關第l發(fā)明的說明。下面，對采用了所述(c)的光電轉(zhuǎn)換效率提高手段的本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件(第3發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件)進行說明。第3發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件具有以下特征。g卩，是具有有機半導體層的光電轉(zhuǎn)換元件，其特征在于，在各電極和光電轉(zhuǎn)換層之間設置緩沖層，使緩沖層的有機化合物和電極進行化學鍵合。是所謂的自組織化單分子層的形成。在從光電轉(zhuǎn)換層向電極取出電荷時，存在各式各樣的能量勢壘，但只要緩沖層的有機化合物和電極化學鍵合，則能大幅度減少此問題。有不用關心電極的工作函數(shù)的大小、可以控制與緩沖層接觸的有機半導體層的分子取向性的可能性等。電荷遷移率不是化合物特有的數(shù)值，根據(jù)化合物的種類具有一定范圍。即，己知電荷遷移率可通過薄膜測定，依賴于該薄膜中的分子取向性或結晶性。光電轉(zhuǎn)換層中的有機半導體最好在薄膜中控制分子取向性。只要能夠控制與電極接觸的緩沖層化合物的分子取向性，則也有可能控制與緩沖層相接的有機半導體層的化合物的分子取向性?？梢哉J為該緩沖層的分子取向性可通過與形成電極的金屬等鍵合的官能團的種類、位置及數(shù)量來進行控制。其結果表明，可得到具有對有機半導體層是優(yōu)選的分子取向性的薄膜，可制作本發(fā)明的目的物即電荷遷移率高的薄膜。為了使電極與緩沖層的有機化合物化學鍵合，緩沖層的有機化合物優(yōu)選具有含有氮、氧、硫、磷等雜原子的官能團。尤其優(yōu)選含有硫，更優(yōu)選具有一SH基(硫醇基)的。關于電極，例如在有機化合物具有一SH基時，優(yōu)選為金電極(包括金薄膜或含有金的電極)。如果具體地列舉緩沖層的有機化合物與電極化學鍵合的例子，例如可列舉出通過形成電極的金(An)與具有一SH基(硫醇基)的緩沖層的有機化合物的反應而形成的Au—S—鍵。S卩，只要使金電極(包括金薄膜或含有金的電極)與具有一SH基的化合物發(fā)生反應即可。此外，作為緩沖層的有機化合物的例子，還可列舉出具有一COOH基的化合物。作為緩沖層的有機化合物的具體例子，可列舉出苯硫醇、萘硫醇、蒽硫醇、蒽甲酸等多環(huán)芳香族化合物。作為使電極與緩沖層的有機化合物發(fā)生化學鍵合的方法，可采用以往的方法，不特別限定，例如可列舉以下的方法。當在光電轉(zhuǎn)換層形成之前形成緩沖層時，將緩沖層的有機化合物按約0.0120質(zhì)量％的濃度溶解于THF等適宜的溶劑中，調(diào)制該有機化合物的溶液，接著，將電極基板浸漬在該溶液中，在撈起后，用適宜的溶劑沖洗，然后使其干燥，由此能夠在電極上形成上述有機化合物與電極發(fā)生化學鍵合而成的緩沖層。此外，也可以通過在電極上蒸鍍緩沖層的有機化合物來使電極和緩沖層的有機化合物發(fā)生化學鍵合。另外，光電轉(zhuǎn)換層可以通過后述的各種形成方法形成在緩沖層上。此外，當在光電轉(zhuǎn)換層形成后形成緩沖層時，也可以在光電轉(zhuǎn)換層上蒸鍍緩沖化合物而形成緩沖層后，通過在該緩沖層上蒸鍍電極物質(zhì)形成電極，由此也能夠使電極與緩沖層的有機化合物發(fā)生化學鍵合。緩沖層可形成薄膜狀，可以是單分子層。在第3發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件中，優(yōu)選在所述(1)(3)的半導體層的至少一層中，使用并多苯芳烴衍生物或并多苯芳烴衍生物與其它有機物的混合物作為半導體化合物，作為并多苯芳烴衍生物，特別優(yōu)選采用上述說明的用通式(I)所示的并多苯芳烴衍生物。在第3發(fā)明中，對于未特別詳述的部分，可適用有關第l發(fā)明的說明。下面，對采用了所述(a)的光電轉(zhuǎn)換效率提高手段的本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件(第1發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件)的優(yōu)選的一實施方式(第4發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件)進行說明。第4發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件具有以下特征。即，是在相對置的陽極電極和陰極電極之間具有光電轉(zhuǎn)換層的光電轉(zhuǎn)換元件，其特征在于-該光電轉(zhuǎn)換層具有依次層疊(1)p型半導體層及(2)p型半導體和n型半導體的混合層以及(3)n型半導體層或金屬氧化物層的結構，(l)p型半導體層的p型半導體和(2)混合層中的p型半導體、(2)混合層中的n型半導體和(3)n型半導體層的n型半導體可以分別由同一材料構成，也可以由不同的材料構成，也可以在各層間具有不妨礙作為光電轉(zhuǎn)換元件的良好的電荷遷移的任意層，在這些半導體層的一層以上中使用電荷遷移率在0.005cm2/Vsec以上的有機半導體薄膜，具有多個由上述光電轉(zhuǎn)換層構成的光電轉(zhuǎn)換單元，并且各光電轉(zhuǎn)換單元被作為中間電極的形成等電位面的層及/或電荷發(fā)生層隔開。為了覆蓋太陽光的總波長區(qū)域且有效地加以利用，有效的辦法是將光電轉(zhuǎn)換單元層疊。在有機半導體中，由于光電轉(zhuǎn)換層的膜厚具有極限，所以在某一波長區(qū)域只用1個光電轉(zhuǎn)換單元就100%地吸收太陽光是很難的。此外，開發(fā)出在太陽光的總波長區(qū)域具有吸收的半導體材料的也很困難。因此，通過層疊由在不同的波長區(qū)域具有吸收的半導體材料構成的光電轉(zhuǎn)換單元，可謀求太陽光的有效利用。如果單純地層疊以往的pn接合型元件，則很少有良好效果，但若采用本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件，則可謀求高效率化。在本發(fā)明的第4發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件中，上述光電轉(zhuǎn)換單元的個數(shù)只要在2個以上就不特別限定，但從光電轉(zhuǎn)換效率的提高和成本的平衡等觀點出發(fā)，優(yōu)選為23個左右。作為中間電極的上述形成等電位面的層，例如可通過在上述光電轉(zhuǎn)換單元上使ITO(銦錫氧化物)、IZO(銦鋅氧化物)、Ag、Au、富勒烯(fUllerene)類、低聚噻吩類等化合物成膜為薄膜狀而形成。形成等電位面的層優(yōu)選為0.150nm的膜厚。作為中間電極的上述電荷產(chǎn)生層，例如可通過在上述光電轉(zhuǎn)換單元上使N,N，一二苯基一N，N，—二(m—甲苯)聯(lián)苯胺、4,4，，4"一三(N一3—甲基苯基一N—苯基一氨基)一三苯胺等芳基胺或V205等金屬氧化物、四氟四氰基苯醌二甲垸等具有電子接受性的化合物成膜為薄膜狀而形成。電荷產(chǎn)生層的膜厚優(yōu)選為0.150nm。此外，在第4發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件中，如第3發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件一樣，優(yōu)選在各電極和半導體層之間設置緩沖層，電極與該緩沖層的有機化合物是化學鍵合的。此外，在第4發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件中，優(yōu)選在所述(1)(3)的半導體層的至少一層中，使用并多苯芳烴衍生物或并多苯芳烴衍生物與其它有機物的混合物作為半導體化合物，特別優(yōu)選采用上述說明的用通式(I)所示的并多苯芳烴衍生物。以上，對本發(fā)明的4種光電轉(zhuǎn)換元件進行了說明，但具有多個所述各自特征的光電轉(zhuǎn)換元件當然也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。接著，對本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件進行進一步的說明。以下的說明也適宜用于第14發(fā)明全部。但是，以下的說明并不特別限定本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件的構成。本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件例如具有依次層疊支撐體、電極A、光電轉(zhuǎn)換層、電極B及覆蓋層而成的結構?；蛘呤且来螌盈B支撐體、電極A、光電轉(zhuǎn)換層、中間電極、光電轉(zhuǎn)換層、電極B及覆蓋層，或支撐體、電極A、光電轉(zhuǎn)換層、中間電極、光電轉(zhuǎn)換層、中間電極、光電轉(zhuǎn)換層、電極B及覆蓋層的結構。另外，電極A是陽極，電極B是陰極。在光電轉(zhuǎn)換元件中，由于需要使光線從電極A或B中的至少一個到達光電轉(zhuǎn)換層，因此為了使照射光能夠從支撐體和電極A到達光電轉(zhuǎn)換層，支撐體和電極A需要由透光性材料形成。同樣，為了使照射光能夠從覆蓋層和電極B到達光電轉(zhuǎn)換層，覆蓋層和電極B需要由透光性材料形成。而且，為了使光從兩側(cè)到達光電轉(zhuǎn)換層，支撐體、電極A、電極B和覆蓋層需要由透光性材料形成。支撐體只要可以使電極A在表面穩(wěn)定并保持就可以，對材質(zhì)或厚度沒有限制。因此，支撐體的形狀可以是板狀也可以是薄膜狀。作為支撐體，例如可以使用鋁、不銹鋼等金屬或合金類、聚碳酸酯、聚酯等塑料、木材、紙、布等。當照射光從支撐體側(cè)入射時，支撐體需要由透光性物質(zhì)(材料)構成，可以使用具有透明性的玻璃、透明塑料等。在這里，所謂"透明性"是指能夠使在光電轉(zhuǎn)換元件中所使用的規(guī)定波長區(qū)域、例如可見光區(qū)域的光以高比例透射的性質(zhì)。另外，本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件最好形成于支撐體的表面，但在電極A自身有一定的硬度、具有自立性的情況下，電極A也可以兼作支撐體而構成，在這種情況下，支撐體也可以被省略。為了使電極A可以與光電轉(zhuǎn)換層所含的有機p型半導體化合物形成歐姆接近的接合，其工作函數(shù)優(yōu)選為4.5V以上，更優(yōu)選為4.8V以上。與此相對應，為了使電極B可以與n型半導體化合物形成歐姆接近的接合，工作函數(shù)優(yōu)選為4.5V以下。另外，在本發(fā)明中，可以將相對設置的一對電極的工作函數(shù)設定為相互具有相對的大小關系(即工作函數(shù)相互不同)。因此，在本實施方式中，也可以將電極A的工作函數(shù)設定為比電極B相對地大。在這種情況下，兩電極之間的工作函數(shù)的差優(yōu)選為0.5V以上。另外，當在各電極和半導體層之間設置緩沖層，當電極上的緩沖層的化合物與電極化學鍵合的時候，有時這些制約被緩和。作為電極A及B，例如可以適宜使用金、鉬、銀等金屬類、以及氧化鋅、氧化銦、氧化錫(NESA)、錫摻雜氧化銦(ITO)、氟摻雜氧化錫(FTO)等金屬氧化物、鋰、鋰-銦合金、鈉、鈉-鉀合金、鈣、鎂、鎂-銀合金、鎂-銦合金、銦、釕、鈦、錳、釔、鋁、鋁-鋰合金、鋁-鈣合金、鋁-鎂合金、石墨薄膜、PEDOT-PSS等有機導電性化合物等。這些電極物質(zhì)可以單獨使用，也可以多種并用。電極A及B可以通過使用這些電極物質(zhì)，通過例如蒸鍍法、濺射法、離子化蒸鍍法、離子鍍法、離子線束法等方法來形成。此外，也可以通過溶膠凝膠法燒制形成。此外，陰極可以是一層結構，也可以是多層結構。電極的厚度與所使用的電極物質(zhì)的材料也有關，但陽極、陰極都一般約為51000nm，更優(yōu)選設定為約10500nm。另外，必須有至少一個電極是透明或半透明的，因此優(yōu)選對電極的材料、厚度進行設定，以使光透射率達到70%以上。在本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件中，由上述通式(I)表示的本發(fā)明的并多苯芳烴衍生物可以根據(jù)其結構而作為p型有機半導體化合物或n型有機半導體化合物起作用。一般，n型有機半導體化合物可以通過使具有吸電子性的官能團作為取代基與并多苯芳烴骨架結構鍵合而得到，p型有機半導體化合物可以通過使除上述以外的官能團鍵合而得到。另外，p型有機半導體化合物及n型有機半導體化合物也可以通過摻雜公知的物質(zhì)來得到。作為具有吸電子性的官能團，可以列舉出羰基、氰基、硝基、磺基、磷?；Ⅺu素基等公知的吸電子基、或?qū)⑦@些吸電子基接合而成的官能團，尤其是在用作n型有機半導體化合物時，優(yōu)選A1、A2、^和AA中的任何一個具有吸電子基。在本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件中，作為半導體化合物，優(yōu)選采用由上述通式(I)表示的本發(fā)明的并多苯芳烴衍生物，但也可以采用其它公知的半導體化合物。此外，在第l發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件中，必須在光電轉(zhuǎn)換層的至少一層中使用高遷移率材料，但也可以在其它層使用公知的半導體化合物。此外，在使用了本發(fā)明的并多苯芳烴衍生物的有機半導體層中，本發(fā)明的并多苯芳烴衍生物可以單獨使用，也可以多種并用，還可以與公知的半導體化合物并用。作為本發(fā)明中可使用的其它的p型半導體化合物，可以列舉出酞青類顏料、靛藍或硫靛類顏料、喹吖啶酮類顏料等。作為可以在本發(fā)明中使用的其它具有空穴注入輸送功能的化合物，可以列舉出三芳基甲烷衍生物、三芳基胺衍生物、噁唑衍生物、腙衍生物、1，2—二苯乙烯衍生物、吡唑啉衍生物、聚硅烷衍生物、聚苯乙烯撐及其衍生物、聚噻吩及其衍生物、聚一N—乙烯基咔唑衍生物等。另外，作為三芳基胺衍生物，例如可以列舉出4，4，一雙[N—苯基一N—(4"—甲基苯基)氨基]聯(lián)苯、4，4，—雙[N—苯基—N—(3"—甲基苯基)氨萄聯(lián)苯、4,4'—雙[N—苯基一N—(3"—甲氧基苯基)氨基]聯(lián)苯、4，4，—雙[N一苯基一N—(l"一萘基)氨基]聯(lián)苯、3,3，一二甲基一4,4，一雙[N—苯基一N—(3"—甲基苯基)氨基]聯(lián)苯、1,1—雙[4，一[N，N—二(4"一甲基苯基)氨基]苯基]環(huán)己垸、9，10—雙[N—(4'一甲基苯基)一N—(4"—正丁基苯基)氨基]菲、3,8—雙(N，N—二苯基氨基)—6—苯基菲啶、4一甲基一N，N—雙[4"，4"，一雙[N，，N，一二(4—甲基苯基)氨基]聯(lián)苯一4一基]苯胺、N，N，一雙[4一(二苯基氨基)苯基]一N,N，一二苯基一1,3—二氨基苯、N，N'—雙[4一(二苯基氨基)苯基]一N，N，—二苯基一1，4一二氨基苯、5,5"—雙[4—(雙[4一甲基苯基]氨基)苯基]—2，2，5'，2"—三噻吩、1,3，5—三(二苯基氨基)苯、4,4，,4"一三(N—昨唑基)三苯基胺、4,4，，4"一三[N—(3"，一甲基苯基)—N—苯基氨基]三苯基胺、4，4',4"一三[N,N—雙(4"，一叔丁基聯(lián)苯—4""一基)氨基]三苯基胺、1,3，5—三[N—(4'一二苯基氨基苯基)一N—苯基氨基]苯等。另外，具有空穴注入輸送功能的化合物可以單獨使用，也可以多個并用。作為可以在本發(fā)明中使用的其它n型半導體化合物，可以使用有機物中的茈類顏料、紫蘇酮(perynone)類顏料、多環(huán)醌類顏料、偶氮類顏料、C6()富勒烯或C7()富勒烯(fUllerene)及其衍生物等；可以使用無機物中的氧化鋅、氧化鈦、硫化鎘等。另外，可以使用有機金屬配合物(例如三(8—喹啉醇)鋁)、雙(10—苯并[h]喹啉醇)鈹、5—羥基黃酮的鈹鹽、5—羥基黃酮的鋁鹽)、噁二唑衍生物(例如1,3—雙[5，一(對叔丁基苯基)一1，3,4—噁二唑—2，一基]苯)、三唑衍生物(例如3—(4'—叔丁基苯基)一4—苯基—5—(4"—聯(lián)苯基)一1,2,4—三唑)、菲咯啉衍生物(例如2，9—二甲基一4,7—二苯基一1，10_菲咯啉(浴銅靈，BCP))、三嗪衍生物、喹啉衍生物、喹喔啉衍生物、二苯醌衍生物、硝基取代的芴酮衍生物、噻喃二氧化物衍生物等。關于光電轉(zhuǎn)換層的形成方法沒有特別的限定，例如可以通過真空法、溶液涂布法(例如旋涂法、澆注法、浸涂法、棒涂法、輥涂法、LB膜(Langmuir-Blodgett)法、噴墨法等)形成作為所述(1)(3)的半導體層的薄膜來制作。在通過真空蒸鍍法來形成各層的情況下，對真空蒸鍍的條件沒有特別的限制，但優(yōu)選在大約10—5Torr以下的真空下，以大約50600°C的舟皿溫度(蒸鍍源溫度)、約一5030(TC的基板溫度、約0.00550nm/sec的蒸鍍速度來進行。在這種情況下，通過在真空下連續(xù)地形成，可以制造出各種特性更為優(yōu)良的光電轉(zhuǎn)換元件。在通過真空蒸鍍法使用多種化合物來形成各層的情況下，優(yōu)選對放入化合物的各個舟皿分別進行溫度控制，從而進行共蒸鍍。在通過溶液涂布法來形成各層的情況下，將形成各層的成分或?qū)⒃摮煞趾驼澈蟿渲热芙饣蛘叻稚⒃谶m當?shù)娜軇┲?，制成涂布液，可采用該涂布液通過各種涂布法形成薄膜。作為可使用的粘合劑樹脂，例如可以列舉出聚一N—乙烯基咔唑、聚丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚酯、聚硅氧垸、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺、聚對二甲苯、聚乙烯、聚乙烯醚、聚丙烯醚、聚苯醚、聚醚砜、聚苯胺及其衍生物、聚噻吩及其衍生物、聚苯乙烯撐及其衍生物、聚芴及其衍生物、聚乙烯基噻吩及其衍生物等高分子化合物。粘合劑樹脂可以單獨使用，也可以多種并用。作為形成各層的成分或使該成分和粘合劑樹脂等溶解或分散的上述溶劑，可列舉出有機溶劑及水，作為該有機溶劑，例如可以列舉出己垸、辛烷、癸烷、甲苯、二甲苯、乙基苯、l一甲基萘等烴類溶劑；丙酮、甲乙酮、甲基異丁酮、環(huán)己酮等酮類溶劑；二氯甲烷、氯仿、四氯甲垸、二氯乙烷、三氯乙烷、四氯乙垸、氯苯、二氯苯、氯代甲苯等鹵化烴類溶劑；醋酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸戊酯等酯類溶劑；甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、環(huán)己醇、甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、乙二醇等醇類溶劑；二丁醚、四氫呋喃、二噁垸、苯甲醚等醚類溶劑；N，N—二甲基甲酰胺、N，N—二甲基乙酰胺、l一甲基一2—吡咯酮、1,3—二甲基一2—咪唑啉酮、二甲亞砜等極性溶劑等。這些溶劑可以單獨使用，也可以并用。作為進行分散的方法，沒有特別的限定，但例如可以用球磨機、砂磨機、涂料搖動機、立式磨碎機、均化器等分散為微粒狀。對于涂布液的濃度沒有特別的限定，可以根據(jù)實施的涂布方法來設定適合于制作所需厚度的濃度范圍，一般，涂布液中的半導體化合物的濃度為約0.150重量％，優(yōu)選為約130重量％。另外，在使用粘合劑樹脂的情況下，對其使用量沒有特別的限定，但一般相對于形成各光電轉(zhuǎn)換層的半導體成分(例如，在形成具有一層光電轉(zhuǎn)換層的元件時，相對于形成(1)(3)層的各半導體成分的總量)設定為約599.9重量％，優(yōu)選為約1099重量％,更優(yōu)選為約1590重量％。本發(fā)明中優(yōu)選采用的有機半導體即由上述通式(I)表示的并多苯芳烴衍生物，如前所述容易進行可溶于溶劑的分子設計，適合用旋涂法等上述溶液涂布法制作薄膜。通過采用該并多苯芳烴衍生物利用溶液涂布法進行薄膜制作，加工性和生產(chǎn)率格外提高。對于光電轉(zhuǎn)換層的膜厚沒有特別的限定，一般優(yōu)選設定為約對于制作成的元件，為了防止與氧或水分等的接觸，可以設置保護層(密封層)，或者將元件封入例如石蠟、流動石蠟、硅油、氟油、含沸石的氟油等不活潑性的物質(zhì)中進行保護。作為上述保護層中所使用的材料，例如可以列舉出有機高分子材料(例如氟樹脂、環(huán)氧樹脂、硅酮樹脂、環(huán)氧硅酮樹脂、聚苯乙烯、聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺、聚對二甲苯、聚乙烯、聚苯醚)、無機材料(例如金剛石薄膜、無定形氧化硅、電絕緣玻璃、金屬氧化物、金屬氮化物、金屬碳化物、金屬硫化物)、以及光固化性樹脂等。在保護層中使用的材料，可以單獨使用，也可以多種并用。保護層可以是一層結構，也可以是多層結構。另外，也可以在電極上設置例如金屬氧化膜(例如氧化鋁膜)、金屬氟化膜作為保護膜。另外，也可以在電極的表面設置例如有機磷化合物、聚硅垸、芳香胺衍生物、酞青衍生物(例如銅酞青)、由碳形成的界面層(中間層)。而且，也可以對電極的表面用例如酸、氨/過氧化氫、或等離子體進行處理后使用。本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件除了作為異地用電源或攜帶用小型電子設備的輔助電源等作為以往光電轉(zhuǎn)換元件的延長的高效率光電轉(zhuǎn)換元件的用途以外，還能在利用光電轉(zhuǎn)換的所有用途中使用。接著，對本發(fā)明優(yōu)選采用的有機半導體即由上述通式(I)表示的并多苯芳烴衍生物的制造方法進行說明。由上述通式(I)表示的并多苯芳烴衍生物例如可通過在溶劑中將由下述通式(II)表示的烴縮合環(huán)在脫氫試劑的存在下進行芳香化來得到。[化學式3][式中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、A1、A2、A3、A4以及n具有與上述通式(I)中相同的含義。用實線和虛線表示的鍵表示單鍵或雙鍵。]對于由上述化學式(II)表示的烴縮合環(huán)，例如，根據(jù)鍵的種類，包括用下述化學式(IIa)(lib)和(lie)表示的烴縮合環(huán)。(lie)[在上述式(IIa)(lib)和(lie)中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、A1、A2、A3、AA以及n具有與上述通式(I)中相同的含義。R"和R"分別與RS具有相同的含義，R"和R"分別與W具有相同的含義。]在由上述式(II)表示的烴縮合環(huán)中的n為奇數(shù)、且是由上述式(lib)表示的烴縮合環(huán)的情況下，上述式(lib)中的k是由(n+l)/2表示的整數(shù)。在由上述式(II)表示的烴縮合環(huán)中的n為偶數(shù)、且是由上述式(lie)表示的烴縮合環(huán)的情況下，上述式(lie)中的m是由n/2表示的整數(shù)。在對由上述式(IIa)表示的烴縮合環(huán)進行芳香化來制造由上述通式(I)表示的并多苯芳烴衍生物時，由上述式(IIa)表示的烴縮合環(huán)的一個環(huán)被芳香化。另一方面，在上述式(lib)和上述式(lie)表示的烴縮合環(huán)的情況下，兩個以上的環(huán)被芳香化。另外，對于由上述化學式(II)表示的烴縮合環(huán)，還包括下述情況重復單元中的環(huán)是芳香環(huán)的情況、和不是芳香環(huán)的情況被隨機地重復。在由上述通式(I)表示的并多苯芳烴衍生物的制造方法中，脫氫試劑為由下述化學式(III)表示的化合物。[化學式5][式中，X1、X2、XS和^分別獨立地是鹵素原子或氰基。]由上述化學式(III)表示的化合物與由上述化學式(II)表示的烴縮合環(huán)發(fā)生反應，從而轉(zhuǎn)化為1，4一二羥基環(huán)己烷衍生物。作為上述化學式(III)中的由X1、X2、^和乂4表示的鹵素原子，優(yōu)選為氯原子、溴原子或碘原子，更優(yōu)選為氯原子或溴原子，最優(yōu)選為氯原子。例如，X1、X2、XS和X"也可以全部都是氯原子。艮卩，由上述化學式(III)表示的化合物也可以是氯醌?；蛘?，X，和xa也可以是氰基、^和XA也可以是氯原子。即，由上述化學式(III)表示的化合物也可以是2,3—二氯一5,6—二氰基苯醌。X1、X2、X3和X4也可以全部是氰基，即，由上述化學式(III)表示的化合物也可以是2,3，5，6—四氰基苯醌。在作為所述脫氫試劑采用了由上述化學式(III)表示的化合物的情況下，由上述化學式(III)表示的化合物進一步與作為產(chǎn)物的并多苯芳烴衍生物發(fā)生Diels-AWer反應，有時會生成副產(chǎn)物。該副產(chǎn)物可以根據(jù)需要通過柱色譜等除去。為了防止這樣的副產(chǎn)物的生成，由上述化學式(III)表示的化合物優(yōu)選的用量是由上述化學式(II)表示的化合物的0.9L2當量，更優(yōu)選為使用0.91.15當量，最優(yōu)選為0.951.05當量。作為用于所述芳香化的反應的溶劑，優(yōu)選為有機溶劑，特別優(yōu)選為苯等芳香族化合物。作為反應溫度，優(yōu)選為一8020(TC，更優(yōu)選為010(TC，最優(yōu)選為1080°C。也可以根據(jù)需要遮住光線而進行反應。另外，在上述通式(I)所示的并多苯芳烴衍生物的制造方法中，上述脫氫試劑優(yōu)選含有鈀。例如，可以適當使用在活性炭這樣的碳上擔載的鈀、即作為所謂的"鈀碳(Pd/C)"而出售的試劑。Pd/C是廣泛用于脫氫化的催化劑，在本發(fā)明中可以像在以前的脫氫化中一樣地使用。使用Pd/C時的反應溫度例如是200500。C。另外，該反應溫度可以根據(jù)起始物質(zhì)等各種條件進行適當?shù)脑O定。由上述化學式(II)表示的烴縮合環(huán)，可以通過下述的示意圖獲得。[化學式6]<formula>formulaseeoriginaldocumentpage33</formula>[式中，R1、R2、R4、R5、R6、R7、A3、A4以及n具有與上述通式(I)中相同的含義。A"和A"分別獨立地是也可以具有含鹵素原子的取代基的C6C40烷氧羰基、或者也可以具有含鹵素原子的取代基的C6Qo芳氧羰基。X是鹵素原子等離去基團。用實線和虛線表示的鍵表示單鍵或雙鍵；M表示周期表中的第35族或鑭系金屬，L1和1^相互獨立地表示陰離子性配體，但是L1和L2也可以被交聯(lián);Y1和Y2分別獨立地是離去基團。)實施例下面，通過實施例對本發(fā)明進行更詳細的說明，當然本發(fā)明并不限定于這些實施例。另外，按合成例得到的各化合物是用升華精制法精制的，被用于實施例中。[合成例l]化合物1作為化合物1，采用具有下述[化學式7]表示的結構的化合物的市售品(Aldrich公司制造)。[化學式7]k^kAAA^1(化合物i)[合成例2]化合物2的合成按以下順序合成由下述[化學式8]表示的化合物2。[化學式8]mnu(化合物2)COOMa將二氯二茂鋯溶解于THF中，在一78'C下加入2當量的正丁基鋰并攪拌1小時。向該溶液中加入1當量的下述化合物二炔1，在室溫下攪拌，則生成了下述化合物鋯雜環(huán)戊二烯l。向其中加入2當量的CuCl，并加入3當量的N，N—二甲基亞丙基脲(DMPU)，禾Q1當量的乙炔二羧酸二甲酯(DMAD)，在50'C下攪拌3小時，則生成化合物2的二氫化物，將該二氫化物與1當量的2,3—二氯一5,6—二氰基苯醌(DDQ)反應，則得到化合物2。[化學式9](二炔1):acp,(鋯雜環(huán)戊二烯1)[合成例3]化合物3的合成除代替上述二炔1而采用由下述[化學式11]所示的二炔2以外，與合成例2同樣地合成下述[化學式IO]所示的化合物3。按以下的順序合成。[化學式10]COOMo(化合物3)[化學式11]BU(二炔2)[合成例4]化合物4的合成按以下順序合成由下述[化學式12]表示的化合物4([化學式12]II(化合物4)如非專利文獻(JACS，2001，123，9482)記載那樣，通過使從三異丙基乙炔基合成的格利雅試劑和并五苯醌反應，用含有氯化錫的鹽酸溶液處理反應液，能得到青色固體的化合物4。[合成例5]化合物5的合成按以下順序合成由下述[化學式13]表示的化合物5。35[化學式13]<formula>formulaseeoriginaldocumentpage36</formula>(化合物5)使3.7g(lOmmol)的芘一3，4，9，10—四羧酸酐和2.9g(25mmo1)的o—苯二胺在50ml的N—甲基吡咯烷酮中，在205'C下反應18個小時。隨著反應進行，產(chǎn)物慢慢沉淀。將沉淀物濾分，用50ml的四氫呋喃重復4次懸濁清洗，然后干燥，得到化合物5。收獲量為4.5g(收率80%)。[合成例6]化合物6的合成按以下順序合成由下述[化學式14]表示的化合物6。[化學式14](化合物6)如非專利文獻(JACS，2004，126，8138)記載那樣，從四氟鄰苯二甲酸酐和氫醌形成蒽醌衍生物，用錫對其進行處理，形成2,3—二氫一1，4一蒽二酮，并且使其進一步與四氟鄰苯二甲酸酐反應，形成6，13—并五苯二酮，接著在用四氟化硫使其氟化后，通過用鋅處理可得到化合物6。[緩沖層用的有機化合物]下述緩沖1及2分別采用市售品(東京化成制造)。此外，下述緩沖3是通過從9—溴蒽(東京化成制造)經(jīng)由Grignard試劑的反應合成的。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage37</formula>[化學式15][比較化合物]作為比較化合物的下述比較品1、2及3分別采用市售品(東京化成制造)。[化學式16](比較品2)[實施例1]用FET法測定了化合物16及比較品13的電荷遷移率(載流子遷移率)。測定的載流子的種類、結果和化合物的文獻值見表l。(非專利文獻，Appl.Phys.Lett.1998，72，1854-1856;J.Appl.Phys.，2004，96，769;Appl.Phys.Lett，，2003，83,3108;Appl.Phys.Lett.2004，84，3789;J.Phys.Chem.B107，5877(2003);J.Phys.Chem.B2004，108，8614-8621)表1<table>tableseeoriginaldocumentpage38</column></row><table>[實施例2]在將厚度為130nm的具有ITO透明電極的玻璃基板形成圖形(patterning)后，按丙酮、基板洗凈劑、蒸餾水、異丙醇的順序進行超聲波洗凈。然后，在進一步用UV/臭氧洗凈后，固定在真空蒸鍍裝置的夾子上。將蒸鍍槽減壓至約10—4Pa，采用有機物掩模，采用表2所示的有機半導體化合物，依次蒸鍍膜厚50nm的p型有機半導體化合物((l)p型半導體層)、膜厚20nm的混合比(體積基準)為1:1的p型有機半導體化合物和n型有機半導體化合物((2)混合層)、膜厚20nm的n型有機半導體化合物((3)n型半導體層)。接著，設置電極用掩模(受光面積為2mmX2mm)，蒸鍍膜厚約為100nm的鋁作為電極，從而制作了光電轉(zhuǎn)換元件。用分光計器株式會社制的光電轉(zhuǎn)換元件評價裝置在白色光強度為100mW/cm2的條件下對該光電轉(zhuǎn)換元件的幵放電流、短路電流、曲線因子以及轉(zhuǎn)換效率進行了測定。其結果示于下表2中。<table>tableseeoriginaldocumentpage39</column></row><table>[實施例3]與實施例2同樣地，在將ITO透明電極形成圖形后，固定在蒸鍍裝置的基板夾子上。在固定的ITO透明電極上蒸鍍5nm厚的金。在將該基板浸漬在緩沖1的2質(zhì)量。/。THF溶液中并撈起后，用THF沖洗，然后真空干燥，在金薄膜上制作緩沖層。接著將表3所示的p型有機半導體化合物溶解于1,2—二氯乙垸中，并涂布在緩沖層上，然后使其干燥，制作膜厚50nm的薄膜((l)p型半導體層)。接著，固定在真空蒸鍍裝置的夾子上，與實施例2同樣地，依次蒸鍍膜厚20nm的混合比(體積基準)為1:1的表3所示的p型有機半導體化合物和n型有機半導體化合物((2)混合層)、膜厚20nm的n型有機半導體化合物((3)n型半導體層)。接著，設置電極用掩模(受光面積為2mmX2mm)，蒸鍍膜厚約100nm的鋁作為電極，從而制作了光電轉(zhuǎn)換元件。對該光電轉(zhuǎn)換元件，進行了與實施例2同樣的測定。其結果示于表3中。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage40</column></row><table>參考例化合物1比較品l+比較品2比較品2因不溶于溶劑而不能制作薄膜比較例3-1比較品1比較品1+比較品2比較品2因不溶于溶劑而不能制作薄膜另外，從表3看出，如果采用沒有取代基的化合物l作為p型有機半導體化合物，則由于化合物l不溶于溶劑中，因此不能利用溶液涂布法制作薄膜，不能得到光電轉(zhuǎn)換元件(參考例)。相反，如果采用具有取代基的化合物，則由于該化合物的溶解性優(yōu)良，因此能夠利用溶液涂布法制作薄膜(實施例3-l3-3)。但是，上述表2的實施例2的結果表明，化合物1可用蒸鍍法制成薄膜，在釆用蒸鍍法的情況下，可得到具有良好的各種特性的光電轉(zhuǎn)換元件。[實施例4]與實施例2同樣地，將ITO透明電極形成圖形并洗凈。然后，進行UV臭氧處理，將ITO電極的工作函數(shù)提高0.5eV。然后，依次蒸鍍表4-1所示的p型有機半導體化合物、p型有機半導體化合物及n型有機半導體化合物(混合比按體積基準為1:1)、n型有機半導體化合物，制作了(1)p型半導體層、(2)混合層及(3)n型半導體層。接著，設置電極用掩模(受光面積為2mmX2mm)，蒸鍍膜厚約100nm的鋁作為電極，從而制作了光電轉(zhuǎn)換元件。對該光電轉(zhuǎn)換元件，進行了與實施例2同樣的測定。其結果示于表4-l中。此外，利用大氣中的光電分光法求出了薄膜的電離能(ionizationpotential)及利用吸收光譜求出了能隙。其結果示于表4-2中。表4-l<table>tableseeoriginaldocumentpage41</column></row><table>表4-2<table>tableseeoriginaldocumentpage41</column></row><table>實施例5與實施例2相同地，將ITO透明電極形成圖形并洗凈后，固定在蒸鍍裝置的基板夾子上。在固定的ITO透明電極上蒸鍍5nm厚的金。在將該基板浸漬在表5所示的緩沖化合物的2質(zhì)量c/。THF溶液中并撈起后，用THF沖洗，然后真空干燥，在金薄膜上制作緩沖層I。接著，采用有機物用掩模，在緩沖層I上依次蒸鍍膜厚20nm的比較品l((1)p型半導體層)、膜厚20nm的混合比(體積基準)為1:1的比較品1和比較品2((2)混合層)、膜厚20nm的比較品2((3)n型半導體層)。然后，在(3)n型半導體層上蒸鍍膜厚lnm的表5所示的緩沖化合物，制作緩沖層II，然后設置電極用掩模(受光面積為2mmX2mm)，蒸鍍膜厚約100nm的鋁作為電極，從而制作了光電轉(zhuǎn)換元件(實施例5-1~5-4)。對該光電轉(zhuǎn)換元件進行了與實施例2同樣的測定。其結果示于表5中。與實施例2相同地將IT0透明電極洗凈后，在將PEDOT-PSS[Poly(ethylenedioxy)thiophene國polystyrenesulphonicacid]旋涂為膜厚30nrn后，進行減壓干燥，制作不與電極化學鍵合的緩沖層I。接著，依次蒸鍍20nm的比較品1(p型半導體層)、20nm的混合比(體積基準)為1:1的比較品1和比較品2(混合層)、20nm的比較品2(n型半導體層)。然后，設置電極用掩模(受光面積為2mmX2mm)，蒸鍍膜厚0.5nm的氟化鋰以制作無機緩沖層II，然后蒸鍍膜厚約100nm的鋁作為電極，從而制作了光電轉(zhuǎn)換元件(比較例5-l)。此外，除不設置緩沖層I及II以外，與比較例5-l同樣地制作光電轉(zhuǎn)換元件(比較例5-2)，對這些光電轉(zhuǎn)換元件進行了與實施例2同樣的測定。其結果示于表5中。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage42</column></row><table>與實施例2相同地，將ITO透明電極形成圖形并洗凈后，固定在蒸鍍裝置的基板夾子上。在固定的ITO透明電極上，依次蒸鍍60nm的化合物l((l)p型半導體層)、20nm的混合比(體積基準)為1:1的比較品1和比較品2((2)混合層)、20nm的比較品2及10nm的比較品5((3)n型半導體層)，成膜為光電轉(zhuǎn)換單元l。接著，在蒸鍍了膜厚0.5nm的銀作為中間電極后，蒸鍍了膜厚5nm的摩爾比為95:5的N,N'—二苯基一N，N'—二(m—甲苯基)聯(lián)苯胺和四氟四氰基苯醌二甲烷。然后，再一次重復光電轉(zhuǎn)換單元l的成膜工序，制作了光電轉(zhuǎn)換單元2。最后蒸鍍100nm厚的銀，制作了串聯(lián)式光電轉(zhuǎn)換元件A(實施例6-1)。對該光電轉(zhuǎn)換元件，進行了與實施例2同樣<table>tableseeoriginaldocumentpage43</column></row><table>實施例7與實施例2相同地，將ITO透明電極形成圖形并洗凈后，固定在蒸鍍裝置的基板夾子上。在固定的ITO透明電極上，依次蒸鍍10nm的化合物l((l)p型半導體層)。然后，在其上將化合物7(P3HT)和化合物8(PCBM)的1:1的混合物溶解在二氯苯中，利用旋涂法進行制膜。通過此時的旋涂的旋轉(zhuǎn)數(shù)，將膜厚控制在50nm、100nm、150nm、175nm。干燥后，蒸鍍10nm厚的比較品5((3)n型半導體層)，蒸鍍100nm厚的鋁，從而制作了光電轉(zhuǎn)換元件。此外，代替化合物1而采用化合物2或化合物4制作了光電轉(zhuǎn)換元件。在此種情況下，將化合物2或化合物4溶解在甲苯中，禾lj用溶液涂布法制膜。此外，不采用比較品5，制作由(1)p型半導體層及(2)p型半導體和n型半導體的混合層構成的光電轉(zhuǎn)換元件。該光電轉(zhuǎn)換元件的結果示于表7中。[化學式17]<formula>formulaseeoriginaldocumentpage44</formula>[化學式18]<formula>formulaseeoriginaldocumentpage44</formula>(化合物8)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage44</formula>[化學式19]<formula>formulaseeoriginaldocumentpage44</formula>(比較品5)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage44</formula>表7<table>tableseeoriginaldocumentpage45</column></row><table>實施例8與實施例7相同地，將ITO透明電極形成圖形并洗凈后，固定在蒸鍍裝置的基板夾子上。在固定的ITO透明電極上，依次蒸鍍10nm的化合物l((l)p型半導體層)。然后，在其上將化合物7和化合物8的1:1的混合物溶解在二氯苯中，利用旋涂法進行制膜。干燥后，涂布異丙醇鈦的水一異丙醇溶液，利用溶膠凝膠法制膜為鈦氧化物層，蒸鍍100nm厚的鋁，從而制作了光電轉(zhuǎn)換元件。該光電轉(zhuǎn)換元件的結果示于表8中。表8<table>tableseeoriginaldocumentpage46</column></row><table>權利要求1.一種光電轉(zhuǎn)換元件，其在相對置的陽極電極和陰極電極之間具有光電轉(zhuǎn)換層，該光電轉(zhuǎn)換層具有依次層疊(1)p型半導體層、(2)p型半導體和n型半導體的混合層及(3)n型半導體層的結構，其中，(1)p型半導體層中的p型半導體和(2)混合層中的p型半導體、(2)混合層中的n型半導體和(3)n型半導體層中的n型半導體可以分別由同一材料構成，也可以由不同的材料構成；所述光電轉(zhuǎn)換元件的特征在于采用了以下所示(a)～(c)中的至少1種以上的光電轉(zhuǎn)換效率提高手段(a)作為所述(1)～(3)的半導體層中的至少一層，使用電荷遷移率在0.005cm2/V·sec以上的有機半導體薄膜；(b)所述陽極電極的工作函數(shù)與所述(1)p型半導體層的HOMO即最高占據(jù)分子軌道之間的能隙、及/或所述陰極電極的工作函數(shù)與所述(3)n型半導體層的LUMO即最低空軌道之間的能隙在0.5eV以下；(c)在所述陽極電極及/或所述陰極電極與所述光電轉(zhuǎn)換層之間設置由有機化合物形成的緩沖層，使該緩沖層的有機化合物與所述陽極電極及/或所述陰極電極化學鍵合。2.—種光電轉(zhuǎn)換元件，其在相對置的陽極電極和陰極電極之間具有光電轉(zhuǎn)換層，該光電轉(zhuǎn)換層具有依次層疊(1)p型半導體層及(2)p型半導體和n型半導體的混合層的結構，其中，(l)p型半導體層中的p型半導體和(2)混合層中的p型半導體可以分別由同一材料構成，也可以由不同的材料構成；所述光電轉(zhuǎn)換元件的特征在于采用了以下所示(a)(c)中的至少l種以上的光電轉(zhuǎn)換效率提高手段(a)作為所述(1)(2)的半導體層中的至少一層，使用電荷遷移率在0.005cm2/Vsec以上的有機半導體薄膜；(b)所述陽極電極的工作函數(shù)與所述(1)p型半導體層的HOMO即最高占據(jù)分子軌道之間的能隙、及/或所述陰極電極的工作函數(shù)與所述(2)混合層中的n型半導體層的LUMO即最低空軌道之間的能隙在0.5eV以下；(c)在所述陽極電極及/或所述陰極電極與所述光電轉(zhuǎn)換層之間設置由有機化合物形成的緩沖層，使該緩沖層的有機化合物與所述陽極電極及/或所述陰極電極化學鍵合。3.—種光電轉(zhuǎn)換元件，其在相對置的陽極電極和陰極電極之間具有光電轉(zhuǎn)換層，該光電轉(zhuǎn)換層具有依次層疊(l)p型半導體層、(2)p型半導體和n型半導體的混合層及(3)金屬氧化物層的結構，其中，(1)p型半導體層中的p型半導體和(2)混合層中的p型半導體可以分別由同一材料構成，也可以由不同的材料構成；所述光電轉(zhuǎn)換元件的特征在于采用了以下所示(a)(c)中的至少l種以上的光電轉(zhuǎn)換效率提高手段(a)作為所述(1)(2)的半導體層中的至少一層，使用電荷遷移率在0.005cm2/Vsec以上的有機半導體薄膜；(b)所述陽極電極的工作函數(shù)與所述(l)p型半導體層的HOMO即最高占據(jù)分子軌道之間的能隙、及/或所述陰極電極的工作函數(shù)與所述(2)混合層中的n型半導體層的LUMO即最低空軌道之間的能隙在0.5eV以下；(c)在所述陽極電極及/或所述陰極電極與所述光電轉(zhuǎn)換層之間設置由有機化合物形成的緩沖層，使該緩沖層的有機化合物與所述陽極電極及/或所述陰極電極化學鍵合。4.如權利要求13的任何一項所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其中，采用了至少下述光電轉(zhuǎn)換效率提高手段使用電荷遷移率在0.005cm2/Vsec以上的有機半導體薄膜作為所述半導體層中的至少一層。5.如權利要求14的任何一項所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其中，使用電荷遷移率在0.005cm2/Vsec以上的有機半導體薄膜作為p型半導體層。6.如權利要求4或5所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其特征在于具有多個包含由所述半導體層構成的所述光電轉(zhuǎn)換層的光電轉(zhuǎn)換單元，各光電轉(zhuǎn)換單元被作為中間電極的形成等電位面的層及/或電荷發(fā)生層隔開。7.如權利要求13的任何一項所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其中，至少采用了所述(b)的光電轉(zhuǎn)換效率提高手段。8.如權利要求13的任何一項所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其中，至少采用了所述(c)的光電轉(zhuǎn)換效率提高手段。9.如權利要求18的任何一項所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其特征在于所述光電轉(zhuǎn)換層中的(1)p型半導體層的厚度在10nm以上。10.如權利要求19的任何一項所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其特征在于所述半導體層中所用的有機半導體化合物的至少一種選自由下述通式(I)表示的并多苯芳烴衍生物式中，r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7、r8、a1、a2、八3及八4分別獨立地是氫原子、鹵素原子、也可以有取代基的QC40的烴基、也可以有取代基的QC4。的垸氧基、也可以有取代基的C6C40的芳氧基、也可以有取代基的C7C40的垸基芳氧基、也可以有取代基的C2C4。的烷氧羰基、也可以有取代基的C7CK)的芳氧羰基、氰基(一cn)、氨基甲?；?_c(=0)nh2)、酰鹵基(—c(二o)—x，式中x表示鹵素原子)、醛基(一c(-o)—h)、異氰基、異氰酸酯基、硫氰酸酯基、硫代異氰酸酯基、也可以有取代基的氨基、也可以有取代基的酰胺基、羥基、或也可以有取代基的甲硅垸基、也可以有取代基的噻嗯基、或者是含有它們中的2個以上基團的官能團；其中，八i及a2、a3及a4也可以相互交朕，形成用式一c(二0)—b—c(^0)一表示的環(huán)，式中b為氧原子或用式一n(b1)—表示的基團，式中b1為氫原子、dC4o的烴基、或鹵素原子；此外，V及a"也可以相互交聯(lián)地形成C4C40的飽和或不飽和的環(huán)，該飽和或不飽和的環(huán)也可以被氧原子、硫原子、或用式一N(R11)—表示的基團中斷，并且也可以有取代基，式中R"為氫原子或烴基；n是l以上的整數(shù)。11.如權利要求110的任何一項所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其特征在于構成所述光電轉(zhuǎn)換層的(Op型半導體層、(2)p型半導體和n型半導體的混合層或(3)n型半導體層或金屬氧化物層中的至少l層是利用溶液涂布法形成的。全文摘要本發(fā)明提供一種光電轉(zhuǎn)換元件，在相對置的陽極電極和陰極電極之間具有光電轉(zhuǎn)換層，該光電轉(zhuǎn)換層具有依次層疊(1)p型半導體層及(2)p型半導體和n型半導體的混合層、和根據(jù)需要在其上層疊(3)n型半導體層或金屬氧化物層的結構，其特征在于，采用了以下所示(a)～(c)中的至少1種光電轉(zhuǎn)換效率提高手段。(a)作為所述(1)～(3)的半導體層中的至少一層，使用電荷遷移率在0.005cm²/V·sec以上的有機半導體薄膜；(b)所述陽極電極的工作函數(shù)與所述(1)p型半導體層的HOMO即最高占據(jù)分子軌道之間的能隙、及/或所述陰極電極的工作函數(shù)與所述(3)n型半導體層的LUMO即最低空軌道之間的能隙在0.5eV以下；(c)在所述陽極電極及/或所述陰極電極與所述光電轉(zhuǎn)換層之間設置由有機化合物形成的緩沖層，使該緩沖層的有機化合物與所述陽極電極及/或所述陰極電極化學鍵合。文檔編號H01L51/42GK101248542SQ20068002862公開日2008年8月20日申請日期2006年8月2日優(yōu)先權日2005年8月2日發(fā)明者武舍清,高橋保申請人:株式會社艾迪科;國立大學法人北海道大學