复合微粒、太阳能电池、光电转换元件用部件和光电转换元件的制作方法

本发明涉及复合微粒、太阳能电池、光电转换元件用部件和光电转换元件。本申请基于2021年9月10日在日本提出申请的特愿2021-147994号主张优先权，在此引用其内容。

背景技术：

1、太阳能电池、光电二极管这样的光电转换元件在各种领域中被广泛使用。但是，现有的光电转换元件存在对近红外区域的光的检测灵敏度低于对可见光区域的光的检测灵敏度的问题。对于近红外区域的光，若能够与可见光同样地提高检测灵敏度，则例如在太阳能电池中即能够提高光电转换效率。因此，需要对于近红外区域的光也与可见光同样地具有高检测灵敏度的光电转换元件。

2、作为提高对近红外区域的光的检测灵敏度的技术，专利文献1中公开了一种核/壳型ln络合物纳米粒子，其特征在于，包含核/壳结构，所述核由包含ln的纳米粒子形成，所述壳由ln金属层形成，进一步地，在所述壳上配位有具有由下式：-o-(a)m-(b)n-nh-(式中，a及b相同或不同地表示-cr1r2-或-cr3＝cr4-，m表示0至2，n表示0至2，r1、r2、r3和r4分别独立地表示氢原子、或具有c、n或o原子的取代基)表示的部分的配体。

3、现有技术文献

4、专利文献

5、专利文献1：日本特开2018-168056号公报

技术实现思路

1、发明要解决的课题

2、当前，需要对近红外区域的光具有比专利文献1更高的检测灵敏度的材料。

3、本发明是鉴于上述情况而完成的发明，其目的在于，提供一种对近红外或红外区域的光具有优异的检测灵敏度的复合微粒、太阳能电池、光电转换元件用部件以及光电转换元件。

4、用于解决课题的手段

5、为了解决上述课题，本发明提出以下方案。

6、(1)本发明的一个方式的复合微粒具备：具有光的波长转换能力的无机微粒；形成于所述无机微粒的表面的整体或一部分的、连续型或非连续型的第1被覆层；形成于所述第1被覆层上的第2被覆层；和形成于所述第2被覆层上的第3被覆层，其中，所述第2被覆层含有多齿有机配体，该多齿有机配体是在近红外或红外区域具有光吸收的有机化合物、并且具有至少2个以上的配位齿，所述第1被覆层是金属层或无机化合物层，所述第1被覆层的金属层或无机化合物层含有：能与所述多齿有机配体形成配位键的配位金属、和与所述配位金属相同或不同的过渡金属，所述第3被覆层是金属层或无机化合物层，所述第3被覆层的金属层或无机化合物层含有：能与所述多齿有机配体形成配位键的配位金属。

7、(2)也可以是，在上述(1)所述的复合微粒中，所述无机微粒包含作为能在可见或紫外区域中发出激发光的稀土类元素的金属。

8、(3)也可以是，在上述(2)所述的复合微粒中，所述多齿有机配体将通过近红外或红外区域中的光吸收而产生的能量经由所述第1被覆层中所含的所述过渡金属进行金属间能量转移至所述无机微粒中所含的、作为能在可见或紫外区域中发出激发光的稀土类元素的金属，由此实现基于所述无机微粒的波长转换发光。

9、(4)也可以是，在上述(1)～(3)中任1项所述的复合微粒中，所述第1被覆层中所含的所述过渡金属为镧系金属。

10、(5)也可以是，在上述(1)～(4)中任1项所述的复合微粒中，所述第3被覆层是包含无机钙钛矿型物质的无机化合物层。

11、(6)也可以是，在上述(1)～(5)中任1项所述的复合微粒中，所述第1被覆层是包含含有所述配位金属的金属层或无机化合物层、和含有与所述配位金属相同或不同的过渡金属的金属层或无机化合物层的复层。

12、(7)也可以是，上述(1)～(6)中任1项所述的复合微粒具有大致球状或多角方体状的形状、且平均粒径为1nm以上、1μm以下。

13、(8)本发明的一个方式的太阳能电池具备含有上述(1)～(7)中任1项所述的复合微粒、和无机钙钛矿型物质的光电转换层。

14、(9)也可以是，上述(8)所述的太阳能电池还具备包含氧化钛(iv)的电子传输层。

15、(10)本发明的一个方式的光电转换元件用部件中，对下述层进行层叠：含有上述(1)～(7)中任1项所述的复合微粒的层；和包含以有机半导体或无机半导体为主成分的聚集体或薄膜的层。

16、(11)本发明的一个方式的光电转换元件具备：上述(10)所述的光电转换元件用部件；空穴传输层；和电子传输层，其中，所述光电转换元件用部件被配置在所述空穴传输层与所述电子传输层之间。

17、发明效果

18、根据本发明的上述方式，可提供对近红外或红外区域的光具有优异的检测灵敏度的复合微粒、太阳能电池、光电转换元件用部件及光电转换元件。

技术特征：

1.一种复合微粒，其具备：

2.根据权利要求1所述的复合微粒，其中，所述无机微粒包含作为能在可见或紫外区域中发出激发光的稀土类元素的金属。

3.根据权利要求2所述的复合微粒，其中，所述多齿有机配体将通过近红外或红外区域中的光吸收而产生的能量经由所述第1被覆层中所含的所述过渡金属进行金属间能量转移至所述无机微粒中所含的、作为能在可见或紫外区域中发出激发光的稀土类元素的金属，由此实现基于所述无机微粒的波长转换发光。

4.根据权利要求1或2所述的复合微粒，其中，所述第1被覆层中所含的所述过渡金属为镧系金属。

5.根据权利要求1或2所述的复合微粒，其中，所述第3被覆层是包含无机钙钛矿型物质的无机化合物层。

6.根据权利要求1或2所述的复合微粒，其中，所述第1被覆层是包含含有所述配位金属的金属层或无机化合物层、和含有与所述配位金属相同或不同的过渡金属的金属层或无机化合物层的复层。

7.根据权利要求1或2所述的复合微粒，其具有大致球状或多角方体状的形状、且平均粒径为1nm以上、1μm以下。

8.一种太阳能电池，其具备含有权利要求1或2所述的复合微粒、和无机钙钛矿型物质的光电转换层。

9.根据权利要求8所述的太阳能电池，其还具备包含氧化钛(iv)的电子传输层。

10.一种光电转换元件用部件，其是将下述层层叠而成的：

11.一种光电转换元件，其具备：

技术总结
本复合微粒(10)具备：具有光的波长转换能力的无机微粒(1)；形成于无机微粒(1)的表面的整体或一部分的、连续型或非连续型的第1被覆层(2)；形成于第1被覆层(2)上的第2被覆层(3)；和形成于第2被覆层(3)上的第3被覆层，第2被覆层(2)含有多齿有机配体，该多齿有机配体是在近红外或红外区域具有光吸收的有机化合物、且具有至少2个以上的配位齿，第1被覆层(1)是含有配位金属和与配位金属相同或不同的过渡金属的金属层或无机化合物层，第3被覆层(3)是含有配位金属的金属层或无机化合物层。

技术研发人员：二瓶步美,宫坂力
受保护的技术使用者：国立研究开发法人科学技术振兴机构
技术研发日：
技术公布日：2024/4/24