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特許7228850層状ペロブスカイト、光吸収層、光吸収層付き基板、光電変換素子、及び太陽電池
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-02-16
(45)【発行日】2023-02-27
(54)【発明の名称】層状ペロブスカイト、光吸収層、光吸収層付き基板、光電変換素子、及び太陽電池
(51)【国際特許分類】
H10K 30/50 20230101AFI20230217BHJP
H10K 30/40 20230101ALI20230217BHJP
H10K 85/50 20230101ALI20230217BHJP
【ＦＩ】
H10K30/50
H10K30/40
H10K85/50
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2020525113
(86)(22)【出願日】2018-06-19
(86)【国際出願番号】 JP2018023251
(87)【国際公開番号】W WO2019244234
(87)【国際公開日】2019-12-26
【審査請求日】2021-03-02
(73)【特許権者】
【識別番号】000000918
【氏名又は名称】花王株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】301021533
【氏名又は名称】国立研究開発法人産業技術総合研究所
(74)【代理人】
【識別番号】110000729
【氏名又は名称】弁理士法人ユニアス国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】澤田 拓也
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 治之
(72)【発明者】
【氏名】中島 智彦
(72)【発明者】
【氏名】土屋 哲男
【審査官】佐竹 政彦
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１８／０２５４４５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１６－０９２２９３（ＪＰ，Ａ）
【文献】SANEHIRA, Yoshitaka et al.，"Photovoltaic Properties of Two-dimensional (CH3(CH2)3NH3)2PbI4 Perovskite Crystals Oriented with TiO2 Nanowire Array"，Chemistry Letters，2017年，Vol.46，p.1204-1206
【文献】AHMAD, Shahab et al.，"Direct deposition strategy for highly ordered inorganic organic perovskite thin films and their optoelectronic applications"，OPTICAL MATERIALS EXPRESS，2014年，Vol.4, No.7，p.1313-1323
【文献】TRAORE, Boubacar et al.，"Composite Nature of Layered Hybrid Perovskites: Assessment on Quantum and Dielectric Confinements and Band Alignment"，ACS Nano，2018年02月26日，Vol.12，p.3321-3332
【文献】NIU, Yuwei et al.，"Aggregation-Induced Emission Features of Organometal Halide Perovskites and Their Fluorescence Probe Applications"，ADVANCED OPTICAL MATERIALS，2015年，Vol.3，p.112-119
【文献】PRADEESH, K. et al.，"Synthesis, structural, thermal and optical studies of inorganic-organic hybrid semiconductors, R-PbI4"，JOURNAL OF APPLIED PHYSICS，2013年，Vol.113，p.083523-1 - p.083523-9
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ１０Ｋ ３０／００－３９／１８
ＣＡｐｌｕｓ／ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ）
Ｗｉｌｅｙ Ｏｎｌｉｎｅ Ｌｉｂｒａｒｙ
ＡＣＳ ＰＵＢＬＩＣＡＴＩＯＮＳ
Ｓｃｉｔａｔｉｏｎ
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
アウトオブプレーン法で得られるＸ線回折ピークから算出される（００２）面の面間隔が２．６ｎｍ以上５．０ｎｍ以下であり、前記Ｘ線回折ピークにおける（００２）面のＸ線回折ピーク強度に対する（１１１）面のＸ線回折ピーク強度の強度比（（１１１）面／（００２）面）が０．０３以上であり、下記一般式（１）で表される化合物を含む、層状ペロブスカイトを含む光吸収層が、Ｏｗｅｎｓ－Ｗｅｎｄｔ式を用いて算出される表面自由エネルギーが４０ｍＪ/ｍ
２
以上１００ｍＪ/ｍ
２
以下である基板上に形成されている、光吸収層付き基板。Ｒ ２ ＭＸ １ ｎ Ｘ ２ ４-ｎ （１）
（式中、Ｒは炭素数１６以上１８以下のアルキルアンモニウムイオンであり、２つのＲは同一であり、Ｍは２価の金属カチオンであり、Ｘ 1 及びＸ ２ はそれぞれ独立に１価のアニオンであり、ｎはＸ １ の平均モル数であり、ｎは０以上４以下の実数である。）
【請求項2】
前記Ｘ１及びＸ２は、それぞれ独立にフッ化物アニオン、塩化物アニオン、臭化物アニオン、又はヨウ化物アニオンである、請求項１に記載の光吸収層付き基板。
【請求項3】
前記Ｍは、Ｐｂ２＋、Ｓｎ２＋、及びＧｅ２＋からなる群より選択される１種以上の金属カチオンである、請求項１又は２に記載の光吸収層付き基板。
【請求項4】
上記一般式（１）で表される化合物が、（Ｃ１６Ｈ３３ＮＨ３）２ＰｂＩ４、（Ｃ１６Ｈ３３ＮＨ３）２ＰｂＩｎＢｒ４－ｎ、及び、（Ｃ１８Ｈ３７ＮＨ３）２ＰｂＢｒ４からなる群より選択される１種以上の化合物である、請求項１～３のいずれかに記載の光吸収層付き基板。
【請求項5】
前記層状ペロブスカイトが、２．０ｅＶ以上３．５ｅＶ以下のバンドギャップエネルギーを有する、請求項１～４のいずれかに記載の光吸収層付き基板。
【請求項6】
請求項１～５のいずれかに記載の光吸収層付き基板を有する光電変換素子。
【請求項7】
請求項６に記載の光電変換素子を有する太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、層状ペロブスカイト、当該層状ペロブスカイトを含む光吸収層、当該光吸収層を有する光吸収層付き基板及び光電変換素子、ならびに当該光電変換素子を有する太陽電池に関する。
【背景技術】
【0002】
光エネルギーを電気エネルギーに変える光電変換素子は、太陽電池、光センサー、複写機などに利用されている。特に、環境・エネルギー問題の観点から、無尽蔵のクリーンエネルギーである太陽光を利用する光電変換素子（太陽電池）が注目されている。
【0003】
近年、シリコン太陽電池にかわる太陽電池として、３次元構造を有するペロブスカイト化合物（以下、３次元ペロブスカイト）を光電変換層とした有機－無機ハイブリッド型ペロブスカイト太陽電池が注目を集めている。現在、前記ペロブスカイト太陽電池のセルの変換効率は２０％を超えており、モジュール化や耐久性評価が進められている。
【0004】
しかしながら、３次元ペロブスカイトは耐湿性が低く、構造も不安定であるため、更なる耐久性の改善が望まれており、そのための新たな組成や製法の開発が求められている。さらに、特定の光波長領域を利用することを目的としたタンデム方式や中間バンド型太陽電池等の次世代高効率太陽電池にペロブスカイト太陽電池を応用する場合、一般的に用いられている１．５～１．６ｅＶ程度のバンドギャップエネルギーを有する３次元ペロブスカイトでは高い開放電圧が得られないため、より大きなバンドギャップエネルギー、具体的には２ｅＶを超えるバンドギャップエネルギーを有するペロブスカイト化合物が必要となる。
【0005】
耐湿性と大きなバンドギャップエネルギーを兼ね備えたペロブスカイトとして、疎水性のアルキルアンモニウムを１価カチオンとした層状ペロブスカイトの研究が進められている。
【0006】
例えば、ブチルアンモニウムを用いた層状ペロブスカイト（（Ｃ４Ｈ９ＮＨ３）２（ＣＨ３ＮＨ３）ｎ－１ＰｂｎI３ｎ＋１：ｎ＝１～４であり、ｎ＝１は積層数１、ｎ＝２は積層数２、ｎ＝３は積層数３、ｎ＝４は積層数４を示す）は３次元ペロブスカイトよりも耐湿性が向上したことが報告されている（JACS 2015, 137, 7843-7850）。
【0007】
また、２次元ペロブスカイトにおいて高いキャリア移動度を実現することを目的として、ハロゲン化アンモニウム基が配列した表面に２次元ペロブスカイトを形成する技術が提案されている（国際公開第２０１７／０８６３３７号）。
【0008】
また、フラーレンＣ６０を含む組成を有する層状ペロブスカイト型構造を含む太陽電池用有機－無機複合材料が提案されている（特開２０１６－６３０９０号公報）。
【0009】
また、特定の波長領域のみの光を選択的に吸収する層状有機ペロブスカイト材料からなる光電変換層が提案されている（特開２０１７－５１９６号公報）。
【0010】
しかし、前記ＪＡＣＳに記載の最も大きなバンドギャップエネルギー（２．２４ｅＶ）を有するモノレイヤータイプの（Ｃ４Ｈ９ＮＨ３）２ＰｂI４は、キャリア輸送に有利な結晶配向性を有していないため短絡電流密度が小さく、結果として太陽電池の変換効率が低いという課題がある。
【0011】
また、前記各特許文献に記載の２次元ペロブスカイト及び層状ペロブスカイトも、キャリア輸送に有利な結晶配向性を有していないため短絡電流密度が小さく、太陽電池の変換効率が低いという課題がある。
【発明の概要】
【0012】
本発明は、バンドギャップエネルギーが大きく、かつキャリア輸送能に優れた層状ペロブスカイト、当該層状ペロブスカイトを含む光吸収層、当該光吸収層を有する光吸収層付き基板及び光電変換素子、ならびに当該光電変換素子を有する太陽電池を提供することを目的とする。
【0013】
本発明者らは、特定の結晶配向性を有する層状ペロブスカイトを用いることにより、キャリア輸送能が向上することを見出した。
【0014】
すなわち、本発明は、アウトオブプレーン法で得られるＸ線回折ピークから算出される（００２）面の面間隔が２．６ｎｍ以上５．０ｎｍ以下であり、前記Ｘ線回折ピークにおける（００２）面のＸ線回折ピーク強度に対する（１１１）面のＸ線回折ピーク強度の強度比（（１１１）面／（００２）面）が０．０３以上である層状ペロブスカイト、に関する。
【0015】
従来の層状ペロブスカイトは、図１に示すように、ペロブスカイトの金属カチオンとアニオンで構成される電荷輸送層１１が、ペロブスカイトのカチオンで構成される有機層１２を介して層状に多重に積層した構造を有している。そして、前記電荷輸送層１１は、電極基板１３に対して平行に配向しているため（Ｘ線回折ピークにおける（００２）面に回折ピークを有する）、光電変換によって生じた電子とホールは前記電荷輸送層１１の面内でしか移動することができず、前記電荷輸送層１１で生じた電子とホールを十分に取り出すことができないため短絡電流密度が小さくなると考えられる。
【0016】
一方、本発明の層状ペロブスカイトは、図２に示すように、従来の層状ペロブスカイトとは異なり、電極基板１３に対して垂直方向に配向した電荷輸送層１１を有しており（Ｘ線回折ピークにおける（１１１）面に回折ピークを有する）、光電変換によって生じた電子とホールは前記電荷輸送層１１の面内を電極基板１３方向に移動することができるため、前記電荷輸送層１１で生じた電子とホールを効率的に取り出すことができる。そのため、短絡電流密度が大きくなり、太陽電池の光電変換効率及び量子効率が向上すると考えられる。
【0017】
本発明の層状ペロブスカイトはキャリア輸送能に優れているため、本発明の層状ペロブスカイトを光吸収層として用いれば、光電変換効率及び量子効率に優れる光電変換素子及び太陽電池を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【発明の詳細な説明】
【0019】
＜層状ペロブスカイト＞
本発明の層状ペロブスカイトは、アウトオブプレーン法で得られるＸ線回折ピークから算出される（００２）面の面間隔が２．６ｎｍ以上５．０ｎｍ以下であり、前記Ｘ線回折ピークにおける（００２）面のＸ線回折ピーク強度に対する（１１１）面のＸ線回折ピーク強度の強度比（（１１１）面／（００２）面）が０．０３以上である。
本発明の層状ペロブスカイトは、アウトオブプレーン法で得られるＸ線回折ピークから算出される（００２）面の面間隔が２．６ｎｍ以上５．０ｎｍ以下であり、前記Ｘ線回折ピークにおける（００２）面のＸ線回折ピーク強度に対する（１１１）面のＸ線回折ピーク強度の強度比（（１１１）面／（００２）面）が０．０３以上である。
【0020】
前記（００２）面の面間隔は、層状ペロブスカイトの基板表面に対する垂直配向性を向上させる観点から、好ましくは２．７ｎｍ以上、より好ましくは２．８ｎｍ以上、更に好ましくは２．９ｎｍ以上であり、吸光度を向上させる観点から、好ましくは４．７ｎｍ以下、より好ましくは４．４ｎｍ以下、更に好ましくは４．１ｎｍ以下、より更に好ましくは３．３ｎｍ以下である。
【0021】
また、前記強度比（（１１１）面／（００２）面）は、層状ペロブスカイトの基板表面に対する垂直配向性を向上させる観点から、０．０３以上であり、好ましくは０．０５以上、より好ましくは０．０７以上、更に好ましくは０．１以上、より更に好ましくは０．２以上、より更に好ましくは０．３以上、より更に好ましくは０．５以上、より更に好ましくは１．０以上である。
【0022】
本発明の層状ペロブスカイトは、モノレイヤータイプ、バイレイヤータイプ、トリレイヤータイプ、又はテトラレイヤータイプのいずれでもよいが、層状ペロブスカイトの基板表面に対する垂直配向性を向上させる観点、及び大きなバンドギャップエネルギーを得る観点から、好ましくはモノレイヤータイプ、又はバイレイヤータイプ、より好ましくはモノレイヤータイプである。
【0023】
前記層状ペロブスカイトを構成するペロブスカイト化合物は、ペロブスカイト型結晶構造を有する化合物であり、公知の化合物を用いることができる。前記ペロブスカイト化合物のバンドギャップエネルギーは、光電変換効率を向上させる観点から、好ましくは２．０ｅＶ以上、より好ましくは２．２ｅＶ以上、更に好ましくは２．４ｅＶ以上であり、特定の波長範囲の光を吸収させる観点から、好ましくは３．５ｅＶ以下、より好ましくは３．２ｅＶ以下、更に好ましくは３．０ｅＶ以下である。ペロブスカイト化合物は、１種単独で用いてもよく、バンドギャップエネルギーが異なる２種以上を併用してもよい。
【0024】
前記ペロブスカイト化合物としては、例えば、モノレイヤータイプの層状ペロブスカイトの原料である下記一般式（１）で表される化合物が挙げられる。
Ｒ２ＭＸ１ ｎＸ２ ４-ｎ （１）
（式中、Ｒは１価のカチオンであり、２つのＲは同一であり、Ｍは２価の金属カチオンであり、Ｘ1及びＸ２はそれぞれ独立に１価のアニオンであり、ｎはＸ１の平均モル数であり、ｎは０以上４以下の実数である。）
Ｒ２ＭＸ１ ｎＸ２ ４-ｎ （１）
（式中、Ｒは１価のカチオンであり、２つのＲは同一であり、Ｍは２価の金属カチオンであり、Ｘ1及びＸ２はそれぞれ独立に１価のアニオンであり、ｎはＸ１の平均モル数であり、ｎは０以上４以下の実数である。）
【0025】
前記Ｒは１価のカチオンであり、例えば、周期表第一族元素のカチオン、及び有機カチオンが挙げられる。周期表第一族元素のカチオンとしては、例えば、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、及びＣｓ＋が挙げられる。有機カチオンとしては、例えば、置換基を有するアンモニウムイオン、及び置換基を有するホスホニウムイオンが挙げられる。層状ペロブスカイトの基板表面に対する垂直配向性を付与できる限りにおいて、置換基に特段の制限はない。置換基を有するアンモニウムイオンとしては、例えば、アルキルアンモニウムイオン、ホルムアミジニウムイオン及びアリールアンモニウムイオンが挙げられ、層状ペロブスカイトの（００２）面の面間隔の制御のしやすさ、及び層状ペロブスカイトの基板表面に対する垂直配向性を向上させる観点から、好ましくはアルキルアンモニウムイオン、より好ましくはモノアルキルアンモニウムイオンである。
【0026】
アルキルアンモニウムイオンのアルキル基の炭素数は特に制限されないが、層状ペロブスカイトの（００２）面の面間隔を２．６ｎｍ以上に調整しやすくする観点、及び層状ペロブスカイトの基板表面に対する垂直配向性を向上させる観点から、好ましくは１４以上、より好ましくは１６以上、更に好ましくは１８以上であり、層状ペロブスカイトの（００２）面の面間隔を５．０ｎｍ以下に調整しやすくする観点、及び吸光度を向上させる観点から、好ましくは３０以下、より好ましくは２８以下、更に好ましくは２６以下、より更に好ましくは２４以下である。
【0027】
前記Ｍは２価の金属カチオンであり、例えば、Ｐｂ２＋、Ｓｎ２＋、Ｈｇ２＋、Ｃｄ２＋、Ｚｎ２＋、Ｍｎ２＋、Ｃｕ２＋、Ｎｉ２＋、Ｆｅ２＋、Ｃｏ２＋、Ｐｄ２＋、Ｇｅ２＋、Ｙ２＋、及びＥｕ２＋などが挙げられる。前記Ｍは、目的とするバンドギャップエネルギーを有するペロブスカイト化合物を得る観点から、好ましくはＰｂ２＋、Ｓｎ２＋、及びＧｅ２＋からなる群より選択される１種以上、より好ましくはＰｂ２＋、及びＳｎ２＋からなる群より選択される１種以上、更に好ましくはＰｂ２＋である。
【0028】
前記Ｘ１及びＸ２はそれぞれ独立に１価のアニオンであり、目的とするバンドギャップエネルギーを有するペロブスカイト化合物を得る観点から、好ましくはフッ化物アニオン、塩化物アニオン、臭化物アニオン、又はヨウ化物アニオン、より好ましくは塩化物アニオン、臭化物アニオン、又はヨウ化物アニオン、更に好ましくは臭化物アニオン、又はヨウ化物アニオンである。
【0029】
２．０ｅＶ以上３．５ｅＶ以下のバンドギャップエネルギーを有する上記一般式（１）で表される化合物としては、例えば、（Ｃ１６Ｈ３３ＮＨ３）２ＰｂＢｒ４、（Ｃ１６Ｈ３３ＮＨ３）２ＰｂＩ４、（Ｃ１６Ｈ３３ＮＨ３）２ＰｂＩｎＢｒ４－ｎ、（Ｃ１８Ｈ３７ＮＨ３）２ＰｂＢｒ４、（Ｃ１８Ｈ３７ＮＨ３）２ＰｂＩｎＢｒ４－ｎ、（Ｃ１８Ｈ３７ＮＨ３）２ＰｂＩ４、（Ｃ２０Ｈ４１ＮＨ３）２ＰｂＢｒ４、（Ｃ２０Ｈ４１ＮＨ３）２ＰｂＩ４、（Ｃ２０Ｈ４１ＮＨ３）２ＰｂＩｎＢｒ４－ｎ、（Ｃ２２Ｈ４５ＮＨ３）２ＰｂＢｒ４、（Ｃ２２Ｈ４５ＮＨ３）２ＰｂＩ４、（Ｃ２２Ｈ４５ＮＨ３）２ＰｂＩｎＢｒ４－ｎ、（Ｃ２４Ｈ４９ＮＨ３）２ＰｂＢｒ４、（Ｃ２４Ｈ４９ＮＨ３）２ＰｂＩ４、（Ｃ２４Ｈ４９ＮＨ３）２ＰｂＩｎＢｒ４－ｎ、（Ｃ２６Ｈ５３ＮＨ３）２ＰｂＢｒ４、（Ｃ２６Ｈ５３ＮＨ３）２ＰｂＩ４、（Ｃ２６Ｈ５３ＮＨ３）２ＰｂＩｎＢｒ４－ｎ、（Ｃ２８Ｈ５７ＮＨ３）２ＰｂＢｒ４、（Ｃ２８Ｈ５７ＮＨ３）２ＰｂＩ４、（Ｃ２８Ｈ５７ＮＨ３）２ＰｂＩｎＢｒ４－ｎ、（Ｃ３０Ｈ６１ＮＨ３）２ＰｂＢｒ４、（Ｃ３０Ｈ６１ＮＨ３）２ＰｂＩ４、（Ｃ３０Ｈ６１ＮＨ３）２ＰｂＩｎＢｒ４－ｎなどが挙げられる。これらは１種用いてもよく、２種以上を併用してもよい。これらのうち、層状ペロブスカイトの基板表面に対する垂直配向性及び光電変換効率を向上させる観点から、好ましくは（Ｃ１６Ｈ３３ＮＨ３）２ＰｂＩ４、（Ｃ１６Ｈ３３ＮＨ３）２ＰｂＩｎＢｒ４－ｎ、及び（Ｃ１８Ｈ３７ＮＨ３）２ＰｂＩ４であり、より好ましくは（Ｃ１６Ｈ３３ＮＨ３）２ＰｂＩ４である。
【0030】
本発明の層状ペロブスカイトの形成方法は特に制限されず、例えば、前記ペロブスカイト化合物又はその前駆体を含む分散液を調製し、基板（例えば、電極基板など）の表面に調製した分散液を塗布し、乾燥する、いわゆるウェットプロセスによる方法が好適に挙げられる。
【0031】
前記ペロブスカイト化合物の前駆体としては、例えば、ペロブスカイト化合物が前記一般式（１）で表される化合物の場合、ＭＸ１
２で表される化合物と、ＲＮＨ３Ｘ１で表される化合物との組合せが挙げられる。
【0032】
分散液中の前記ペロブスカイト化合物又はその前駆体の濃度は特に制限されず、適宜調整すればよいが、層状ペロブスカイトの基板表面に対する垂直配向性を向上させる観点から、好ましくは３５質量％以上、より好ましくは４０質量％以上、更に好ましくは４５質量％以上であり、溶解性の観点から、好ましくは７５質量％以下、より好ましくは７０質量％以下、更に好ましくは６５質量％以下である。
【0033】
前記基板は特に制限されないが、層状ペロブスカイトの基板表面に対する垂直配向性を向上させる観点から、Ｏｗｅｎｓ－Ｗｅｎｄｔ式を用いて算出される基板の表面自由エネルギーは、好ましくは４０ｍＪ/ｍ２以上、より好ましくは５０ｍＪ/ｍ２以上、更に好ましくは６０ｍＪ/ｍ２以上であり、好ましくは１００ｍＪ/ｍ２以下、より好ましくは９５ｍＪ/ｍ２以下、更に好ましくは９０ｍＪ/ｍ２以下である。
【0034】
基板の表面自由エネルギーを４０ｍＪ/ｍ２以上１００ｍＪ/ｍ２以下に調整する方法としては、例えば、基板表面に、チタン酸化物、ニッケル酸化物、亜鉛酸化物、錫酸化物、及びバナジウム酸化物などの金属酸化物；ヨウ化銅、及びチオシアン酸銅（Ｉ）などの銅化合物；ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＳＳ）、ポリ（スチレンスルホン酸）をドープしたポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）、２,２',７,７'-テトラキス(Ｎ,Ｎ-ジ-ｐ-メトキシフェニルアミノ)-９,９'-スピロビフルオレン（Ｓｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ）、ポリ[ビス(４-フェニル)(２,４,６-トリフェニルメチル)アミン]（ＰＴＡＡ）、ポリ(３-ヘキシルチオフェン-２,５-ジイル)（Ｐ３ＨＴ）、[６,６]-フェニル-Ｃ６１-酪酸メチルエステル（ＰＣＢＭ）、[６,６]-フェニル-Ｃ６１-酪酸 ｎ-オクチルエステル（ＰＣＢＯ）、及び[６,６]-フェニル-Ｃ６１-酪酸ブチルエステル（ＰＣＢＢ）などの有機化合物、を含む下地層を設ける方法が挙げられる。
【0035】
本発明の層状ペロブスカイトの形成方法は、以下の光電変換素子の製造方法において詳しく述べる。
【0036】
＜光吸収層＞
光吸収層は、光電変換素子の電荷分離に寄与し、光吸収によって生じた電子及び正孔をそれぞれ反対方向の電極に向かって輸送する機能を有しており、電荷分離層又は光電変換層とも呼ばれる。
光吸収層は、光電変換素子の電荷分離に寄与し、光吸収によって生じた電子及び正孔をそれぞれ反対方向の電極に向かって輸送する機能を有しており、電荷分離層又は光電変換層とも呼ばれる。
【0037】
本発明の光吸収層は、光吸収剤として前記層状ペロブスカイトを含む。なお、本発明の光吸収層は、本発明の効果を損なわない範囲で前記層状ペロブスカイト以外の光吸収剤を含有していてもよい。前記層状ペロブスカイト以外の光吸収剤としては、例えば、量子ドットが挙げられる。
【0038】
前記量子ドットは、前記層状ペロブスカイトが有しないバンドギャップエネルギーを補完して、近赤外光領域の光電変換効率を向上させる観点から、好ましくは０．２ｅＶ以上かつ前記層状ペロブスカイトのバンドギャップエネルギー以下のバンドギャップエネルギーを有するものである。量子ドットは、１種単独で用いてもよく、バンドギャップエネルギーが異なる２種以上を併用してもよい。
【0039】
前記量子ドットの粒径は、安定性及び光電変換効率を向上させる観点から、好ましくは１ｎｍ以上、より好ましくは２ｎｍ以上、更に好ましくは２．３ｎｍ以上であり、成膜性及び光電変換効率を向上させる観点から、好ましくは２０ｎｍ以下、より好ましくは１０ｎｍ以下、更に好ましくは５ｎｍ以下である。前記量子ドットの粒径は、ＸＲＤ（Ｘ線回折）の結晶子径解析や透過型電子顕微鏡観察などの常法によって測定することができる。
【0040】
前記量子ドットは、公知のものを特に制限なく使用できる。前記バンドギャップエネルギーを有する量子ドットとしては、例えば、金属酸化物、金属カルコゲナイド（例えば、硫化物、セレン化物、及びテルル化物など）が挙げられ、具体的には、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、Ｓｂ2Ｓ3、Ｂｉ2Ｓ3、Ａｇ2Ｓ、Ａｇ2Ｓｅ、Ａｇ2Ｔｅ、Ａｕ2Ｓ、Ａｕ2Ｓｅ、Ａｕ2Ｔｅ、Ｃｕ2Ｓ、Ｃｕ2Ｓｅ、Ｃｕ2Ｔｅ、Ｆｅ2Ｓ、Ｆｅ2Ｓｅ、Ｆｅ2Ｔｅ、Ｉｎ2Ｓ3、ＳｎＳ、ＳｎＳｅ、ＳｎＴｅ、ＣｕＩｎＳ2、ＣｕＩｎＳｅ2、ＣｕＩｎＴｅ2、ＥｕＳ、ＥｕＳｅ、及びＥｕＴｅなどが挙げられる。これらは１種用いてもよく、２種以上を併用してもよい。前記量子ドットは、耐久性（耐酸化性）及び光電変換効率に優れる観点から、好ましくはＰｂ元素を含み、より好ましくはＰｂＳ又はＰｂＳｅを含み、更に好ましくはＰｂＳを含む。
【0041】
光吸収層の厚さは特に制限されないが、光吸収を大きくして光電変換効率を向上させる観点から、好ましくは３０ｎｍ以上、より好ましくは５０ｎｍ以上、更に好ましくは８０ｎｍ以上であり、正孔輸送剤層や電子輸送剤層へのキャリア移動効率を向上させて光電変換効率を向上させる観点から、好ましくは３０００ｎｍ以下、より好ましくは１５００ｎｍ以下、更に好ましくは１０００ｎｍ以下、より更に好ましくは５００ｎｍ以下である。なお、光吸収層の厚さは、膜断面の電子顕微鏡観察などの測定方法で測定できる。
【0042】
＜光電変換素子＞
本発明の光電変換素子は、前記光吸収層（層状ペロブスカイト）を有するものである。本発明の光電変換素子において、前記光吸収層以外の構成は特に制限されず、公知の光電変換素子の構成を適用することができる。また、本発明の光電変換素子は、前記光吸収層以外は公知の方法で製造することができる。
本発明の光電変換素子は、前記光吸収層（層状ペロブスカイト）を有するものである。本発明の光電変換素子において、前記光吸収層以外の構成は特に制限されず、公知の光電変換素子の構成を適用することができる。また、本発明の光電変換素子は、前記光吸収層以外は公知の方法で製造することができる。
【0043】
【0044】
図３は、本発明の光電変換素子の構造の一例を示す概略断面図である。光電変換素子１は、透明基板２、透明導電層３、ブロッキング層４、電子抽出層５、光吸収層６、及び正孔輸送層７が順次積層された構造を有する。光１０入射側の透明電極基板は、透明基板２と透明導電層３から構成されており、透明導電層３は外部回路と電気的につなげるための端子となる電極（負極）９に接合している。また、正孔輸送層７は外部回路と電気的につなげるための端子となる電極（正極）８に接合している。
【0045】
透明基板２の材料としては、強度、耐久性、光透過性があればよく、合成樹脂及びガラスなどを使用できる。合成樹脂としては、例えば、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルムなどの熱可塑性樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリイミド、及びフッ素樹脂などが挙げられる。強度、耐久性、コストなどの観点から、ガラス基板を用いることが好ましい。
【0046】
透明導電層３の材料としては、例えば、スズ添加酸化インジウム（ＩＴＯ）、フッ素添加酸化スズ（ＦＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ2）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、及び高い導電性を有する高分子材料などが挙げられる。高分子材料としては、例えば、ポリアセチレン系、ポリピロール系、ポリチオフェン系、ポリフェニレンビニレン系の高分子材料が挙げられる。また、透明導電層３の材料として、高い導電性を有する炭素系薄膜を用いることもできる。透明導電層３の形成方法としては、スパッタ法、蒸着法、及び分散物を塗布する方法などが挙げられる。
【0047】
ブロッキング層４の材料としては、例えば、酸化チタン、酸化アルミ、酸化ケイ素、酸化ニオブ、酸化タングステン、酸化錫、及び酸化亜鉛などが挙げられる。ブロッキング層４の形成方法としては、上記材料を透明導電層３に直接スパッタする方法、及びスプレーパイロリシス法などが挙げられる。また、上記材料を溶媒に溶解した溶液、又は金属酸化物の前駆体である金属水酸化物を溶解した溶液を透明導電層３上に塗布し、乾燥し、必要に応じて焼成する方法が挙げられる。塗布方法としては、グラビア塗布法、バー塗布法、印刷法、スプレー法、スピンコーティング法、ディップ法、及びダイコート法などが挙げられる。
【0048】
電子抽出層５は、その表面に光吸収層６を担持する機能を有する層である。太陽電池において光吸収効率を高めるためには、光を受ける部分の表面積を大きくすることが好ましい。電子抽出層５を設けることにより、光を受ける部分の表面積を大きくすることができる。
【0049】
電子抽出層５の材料としては、例えば、金属酸化物、金属カルコゲナイド（例えば、硫化物、及びセレン化物など）、ペロブスカイト型結晶構造を有する化合物（ただし、前記光吸収剤を除く）、ケイ素酸化物（例えば、二酸化ケイ素及びゼオライト）、フラーレン誘導体、及びカーボンナノチューブ（カーボンナノワイヤ及びカーボンナノロッドなどを含む）などが挙げられる。
【0050】
金属酸化物としては、例えば、チタン、スズ、亜鉛、タングステン、ジルコニウム、ハフニウム、ストロンチウム、インジウム、セリウム、イットリウム、ランタン、バナジウム、ニオブ、アルミニウム、及びタンタルの酸化物などが挙げられ、金属カルコゲナイドとしては、例えば、硫化亜鉛、セレン化亜鉛、硫化カドミウム、及びセレン化カドミウムなどが挙げられる。
【0051】
ペロブスカイト型結晶構造を有する化合物としては、例えば、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、ジルコン酸バリウム、スズ酸バリウム、ジルコン酸鉛、ジルコン酸ストロンチウム、タンタル酸ストロンチウム、ニオブ酸カリウム、鉄酸ビスマス、チタン酸ストロンチウムバリウム、チタン酸バリウムランタン、チタン酸カルシウム、チタン酸ナトリウム、及びチタン酸ビスマスなどが挙げられる。
【0052】
フラーレン誘導体としては、例えば、[６,６]-フェニル-Ｃ６１-酪酸メチルエステル（ＰＣＢＭ）、[６,６]-フェニル-Ｃ６１-酪酸 ｎ-オクチルエステル（ＰＣＢＯ）、[６,６]-フェニル-Ｃ６１-酪酸ブチルエステル（ＰＣＢＢ）などが挙げられる。
【0053】
電子抽出層５は、その形成材料の原料溶液又はその形成材料の微粒子から形成することができる。電子抽出層５の形成材料の微粒子は、好ましくはその微粒子を含有する分散物として用いられる。電子抽出層５の形成方法としては、例えば、湿式法、乾式法、その他の方法（例えば、Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ，第１１０巻，６５９５頁（２０１０年刊）に記載の方法）が挙げられる。これらの方法において、ブロッキング層４の表面に電子抽出層５の形成材料の原料溶液又は分散物（ゾル又はペースト）を塗布した後に、乾燥あるいは焼成することが好ましい。乾燥あるいは焼成により、微粒子同士を密着させることができる。塗布方法としては、グラビア塗布法、バー塗布法、印刷法、スプレー法、スピンコーティング法、ディップ法、及びダイコート法などが挙げられる。
【0054】
光吸収層となる層状ペロブスカイトの電子抽出層５表面に対する垂直配向性を向上させる観点から、Ｏｗｅｎｓ－Ｗｅｎｄｔ式を用いて算出される電子抽出層５の表面自由エネルギーは、好ましくは４０ｍＪ/ｍ２以上、より好ましくは５０ｍＪ/ｍ２以上、更に好ましくは６０ｍＪ/ｍ２以上であり、好ましくは１００ｍＪ/ｍ２以下、より好ましくは９５ｍＪ/ｍ２以下、更に好ましくは９０ｍＪ/ｍ２以下である。
【0055】
電子抽出層５の表面自由エネルギーを４０ｍＪ/ｍ２以上１００ｍＪ/ｍ２以下にする方法としては、例えば、電子抽出層５の形成材料としてチタン酸化物、亜鉛酸化物、及び錫酸化物などの金属酸化物、あるいはフラーレン誘導体などを用いる方法が挙げられる。
【0056】
光吸収層６は前述の本発明の光吸収層である。光吸収層６の形成方法は特に制限されず、例えば、前記ペロブスカイト化合物又はその前駆体を含む分散液を調製し、電子抽出層５の表面に調製した分散液を塗布し、乾燥する、いわゆるウェットプロセスによる方法が好適に挙げられる。
【0057】
前記ウェットプロセスにおいて、ペロブスカイト化合物又はその前駆体を含む分散液は、成膜性、コスト、保存安定性、優れた性能（例えば、光電変換特性）発現の観点から、好ましくは溶剤を含有する。溶剤としては、例えば、エステル類（メチルホルメート、エチルホルメートなど）、ケトン類（γ－ブチロラクトン、Ｎ－メチル－２－ピロリドン、アセトン、ジメチルケトン、ジイソブチルケトンなど）、エーテル類（ジエチルエーテル、メチル－ｔｅｒｔ－ブチルエーテル、ジメトキシメタン、１，４－ジオキサン、テトラヒドロフランなど）、アルコール類（メタノール、エタノール、２－プロパノール、ｔｅｒｔ－ブタノール、メトキシプロパノール、ジアセトンアルコール、シクロヘキサノール、２－フルオロエタノール、２，２，２－トリフルオロエタノール、２，２，３，３－テトラフルオロ－１－プロパノールなど）、グリコールエーテル(セロソルブ)類、アミド系溶剤（Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、アセトアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミドなど）、ニトリル系溶剤（アセトニトリル、イソブチロニトリル、プロピオニトリル、メトキシアセトニトリルなど）、カーボネート系（エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなど）、ハロゲン化炭化水素（塩化メチレン、ジクロロメタン、クロロホルムなど）、炭化水素、及びジメチルスルホキシドなどが挙げられる。
【0058】
前記分散液の溶剤は、成膜性、コスト、保存安定性、優れた性能（例えば、光電変換特性）発現の観点から、好ましくは極性溶剤、より好ましくはケトン類、アミド系溶剤、及びジメチルスルホキシドから選ばれる少なくとも１種の溶剤、更に好ましくはアミド系溶剤、より更に好ましくはＮ，Ｎ－ジメチルホルムアミドである。
【0059】
前記分散液中の前記ペロブスカイト化合物又はその前駆体の濃度は特に制限されず、適宜調整すればよいが、層状ペロブスカイトの電子抽出層５表面に対する垂直配向性を向上させる観点から、好ましくは３５質量％以上、より好ましくは４０質量％以上、更に好ましくは４５質量％以上であり、溶解性の観点から、好ましくは７５質量％以下、より好ましくは７０質量％以下、更に好ましくは６５質量％以下である。
【0060】
前記分散液の調製方法は特に限定されない。なお、具体的な調製方法は実施例の記載による。
【0061】
前記ウェットプロセスにおける塗布方法は特に限定されず、例えば、グラビア塗布法、バー塗布法、印刷法、スプレー法、スピンコーティング法、ディップ法、及びダイコート法などが挙げられる。
【0062】
前記ウェットプロセスにおける乾燥方法としては、製造容易性、コスト、優れた性能（例えば、光電変換特性）発現の観点から、例えば、熱乾燥、気流乾燥、真空乾燥などが挙げられ、好ましくは熱乾燥である。熱乾燥の温度は、優れた性能（例えば、光電変換特性）発現の観点から、好ましくは４０℃以上、より好ましくは６０℃以上、更に好ましくは７０℃以上であり、同様の観点及びコストの観点から、好ましくは２００℃以下、より好ましくは１５０℃以下、更に好ましくは１２０℃以下である。熱乾燥の時間は、優れた性能（例えば、光電変換特性）発現の観点から、好ましくは１分以上、より好ましくは５分以上、更に好ましくは１０分以上であり、同様の観点及びコストの観点から、好ましくは１２０分以下、より好ましくは６０分以下、更に好ましくは３０分以下である。
【0063】
正孔輸送層７の材料としては、例えば、カルバゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、フタロシアニン系化合物、ポリチオフェン誘導体、ポリピロール誘導体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ヨウ化銅、及びチオシアン酸銅などが挙げられる。正孔輸送層７の形成方法としては、例えば、塗布法、及び真空蒸着法などが挙げられる。塗布方法としては、例えば、グラビア塗布法、バー塗布法、印刷法、スプレー法、スピンコーティング法、ディップ法、及びダイコート法などが挙げられる。
【0064】
前記光吸収層６は、電子抽出層５の表面に形成するかわりに正孔輸送層７の表面に形成してもよい。この構造の場合、ブロッキング層４は形成せずに、透明導電層３表面に正孔輸送層７を形成する。前記光吸収層６を正孔輸送層７の表面に形成する方法は特に制限されず、例えば、前記ウェットプロセスによる方法が挙げられる。
【0065】
光吸収層となる層状ペロブスカイトの正孔輸送層７表面に対する垂直配向性を向上させる観点から、Ｏｗｅｎｓ－Ｗｅｎｄｔ式を用いて算出される正孔輸送層７の表面自由エネルギーは、好ましくは４０ｍＪ/ｍ２以上、より好ましくは５０ｍＪ/ｍ２以上、更に好ましくは６０ｍＪ/ｍ２以上であり、好ましくは１００ｍＪ/ｍ２以下、より好ましくは９５ｍＪ/ｍ２以下、更に好ましくは９０ｍＪ/ｍ２以下である。
【0066】
正孔輸送層７の表面自由エネルギーを４０ｍＪ/ｍ２以上１００ｍＪ/ｍ２以下にする方法としては、例えば、正孔輸送層７の形成材料としてポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＳＳ）、ポリ（スチレンスルホン酸）をドープしたポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）、２,２',７,７'-テトラキス(Ｎ,Ｎ-ジ-ｐ-メトキシフェニルアミノ)-９,９'-スピロビフルオレン（Ｓｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ）、ポリ[ビス(４-フェニル)(２,４,６-トリフェニルメチル)アミン]（ＰＴＡＡ）、ヨウ化銅、及びチオシアン酸銅などを用いる方法が挙げられる。
【0067】
電極（正極）８及び電極（負極）９の材料としては、例えば、アルミニウム、金、銀、白金などの金属；スズ添加酸化インジウム（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などの導電性金属酸化物；導電性高分子などの有機系導電材料；ナノチューブなどの炭素系材料が挙げられる。電極（正極）８及び電極（負極）９の形成方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、及び塗布法などが挙げられる。
【0068】
＜太陽電池＞
本発明の太陽電池は、前記光電変換素子を有するものである。本発明の太陽電池において、前記光吸収層以外の構成は特に制限されず、公知の太陽電池の構成を適用することができる。
本発明の太陽電池は、前記光電変換素子を有するものである。本発明の太陽電池において、前記光吸収層以外の構成は特に制限されず、公知の太陽電池の構成を適用することができる。
【0069】
以下に、本発明及び本発明の好ましい実施態様を示す。
＜１＞
アウトオブプレーン法で得られるＸ線回折ピークから算出される（００２）面の面間隔が２．６ｎｍ以上５．０ｎｍ以下であり、前記Ｘ線回折ピークにおける（００２）面のＸ線回折ピーク強度に対する（１１１）面のＸ線回折ピーク強度の強度比（（１１１）面／（００２）面）が０．０３以上である層状ペロブスカイト。
＜２＞
前記（００２）面の面間隔は、好ましくは２．７ｎｍ以上、より好ましくは２．８ｎｍ以上、更に好ましくは２．９ｎｍ以上であり、好ましくは４．７ｎｍ以下、より好ましくは４．４ｎｍ以下、更に好ましくは４．１ｎｍ以下、より更に好ましくは３．３ｎｍ以下である、＜１＞に記載の層状ペロブスカイト。
＜３＞
前記強度比（（１１１）面／（００２）面）は、好ましくは０．０５以上、より好ましくは０．０７以上、更に好ましくは０．１以上、より更に好ましくは０．２以上、より更に好ましくは０．３以上、より更に好ましくは０．５以上、より更に好ましくは１．０以上である、＜１＞又は＜２＞に記載の層状ペロブスカイト。
＜４＞
好ましくは、前記（００２）面の面間隔は、２．７ｎｍ以上４．７ｎｍ以下であり、前記強度比（（１１１）面／（００２）面）は、０．０５以上であり、
より好ましくは、前記（００２）面の面間隔は、２．８ｎｍ以上４．４ｎｍ以下であり、前記強度比（（１１１）面／（００２）面）は、０．０７以上であり、
更に好ましくは、前記（００２）面の面間隔は、２．９ｎｍ以上４．１ｎｍ以下であり、前記強度比（（１１１）面／（００２）面）は、０．１以上であり、
より更に好ましくは、前記（００２）面の面間隔は、２．９ｎｍ以上３．３ｎｍ以下であり、前記強度比（（１１１）面／（００２）面）は、０．２以上である、＜１＞に記載の層状ペロブスカイト。
＜５＞
前記層状ペロブスカイトは、好ましくはモノレイヤータイプ、又はバイレイヤータイプ、より好ましくはモノレイヤータイプである、＜１＞～＜４＞のいずれか１項に記載の層状ペロブスカイト。
＜６＞
前記層状ペロブスカイトを構成するペロブスカイト化合物のバンドギャップエネルギーは、好ましくは２．０ｅＶ以上、より好ましくは２．２ｅＶ以上、更に好ましくは２．４ｅＶ以上であり、好ましくは３．５ｅＶ以下、より好ましくは３．２ｅＶ以下、更に好ましくは３．０ｅＶ以下である、＜１＞～＜５＞のいずれか１項に記載の層状ペロブスカイト。
＜７＞
好ましくは、前記（００２）面の面間隔は、２．７ｎｍ以上４．７ｎｍ以下であり、前記強度比（（１１１）面／（００２）面）は、０．０５以上であり、前記層状ペロブスカイトを構成するペロブスカイト化合物のバンドギャップエネルギーは、２．０ｅＶ以上３．５ｅＶ以下であり、
より好ましくは、前記（００２）面の面間隔は、２．８ｎｍ以上４．４ｎｍ以下であり、前記強度比（（１１１）面／（００２）面）は、０．０７以上であり、前記層状ペロブスカイトを構成するペロブスカイト化合物のバンドギャップエネルギーは、２．２ｅＶ以上３．２ｅＶ以下であり、
更に好ましくは、前記（００２）面の面間隔は、２．９ｎｍ以上４．１ｎｍ以下であり、前記強度比（（１１１）面／（００２）面）は、０．１以上であり、前記層状ペロブスカイトを構成するペロブスカイト化合物のバンドギャップエネルギーは、２．４ｅＶ以上３．０ｅＶ以下であり、
より更に好ましくは、前記（００２）面の面間隔は、２．９ｎｍ以上３．３ｎｍ以下であり、前記強度比（（１１１）面／（００２）面）は、０．２以上であり、前記層状ペロブスカイトを構成するペロブスカイト化合物のバンドギャップエネルギーは、２．４ｅＶ以上３．０ｅＶ以下である、＜１＞に記載の層状ペロブスカイト。
＜８＞
下記一般式（１）で表される化合物を含む、＜１＞～＜７＞のいずれか１項に記載の層状ペロブスカイト。
Ｒ２ＭＸ１ ｎＸ２ ４-ｎ （１）
（式中、Ｒは１価のカチオンであり、２つのＲは同一であり、Ｍは２価の金属カチオンであり、Ｘ1及びＸ２はそれぞれ独立に１価のアニオンであり、ｎはＸ１の平均モル数であり、ｎは０以上４以下の実数である。）
＜９＞
前記Ｒは、好ましくはアルキルアンモニウムイオン、ホルムアミジニウムイオン、又はアリールアンモニウムイオン、より好ましくはアルキルアンモニウムイオン、更に好ましくはモノアルキルアンモニウムイオンである、＜８＞に記載の層状ペロブスカイト。
＜１０＞
前記アルキルアンモニウムイオンのアルキル基の炭素数は、好ましくは１４以上、より好ましくは１６以上、更に好ましくは１８以上であり、好ましくは３０以下、より好ましくは２８以下、更に好ましくは２６以下、より更に好ましくは２４以下である。＜９＞に記載の層状ペロブスカイト。
＜１１＞
前記Ｍは、好ましくはＰｂ２＋、Ｓｎ２＋、及びＧｅ２＋からなる群より選択される１種以上、より好ましくはＰｂ２＋、及びＳｎ２＋からなる群より選択される１種以上、更に好ましくはＰｂ２＋である、＜８＞～＜１０＞のいずれか１項に記載の層状ペロブスカイト。
＜１２＞
前記Ｘ１及びＸ２は、それぞれ独立に、好ましくはフッ化物アニオン、塩化物アニオン、臭化物アニオン、又はヨウ化物アニオン、より好ましくは塩化物アニオン、臭化物アニオン、又はヨウ化物アニオン、更に好ましくは臭化物アニオン、又はヨウ化物アニオンである、＜８＞～＜１１＞のいずれか１項に記載の層状ペロブスカイト。
＜１３＞
上記一般式（１）で表される化合物は、好ましくは（Ｃ１６Ｈ３３ＮＨ３）２ＰｂＩ４、（Ｃ１６Ｈ３３ＮＨ３）２ＰｂＩｎＢｒ４－ｎ、又は（Ｃ１８Ｈ３７ＮＨ３）２ＰｂＩ４であり、より好ましくは（Ｃ１６Ｈ３３ＮＨ３）２ＰｂＩ４である、＜８＞に記載の層状ペロブスカイト。
＜１４＞
＜１＞～＜１３＞のいずれか１項に記載の層状ペロブスカイトを含む光吸収層。
＜１５＞
前記光吸収層の厚さは、好ましくは３０ｎｍ以上、より好ましくは５０ｎｍ以上、更に好ましくは８０ｎｍ以上であり、好ましくは３０００ｎｍ以下、より好ましくは１５００ｎｍ以下、更に好ましくは１０００ｎｍ以下、より更に好ましくは５００ｎｍ以下である、＜１４＞に記載の光吸収層。
＜１６＞
基板上に、＜１４＞又は＜１５＞に記載の光吸収層が形成されている、光吸収層付き基板。
＜１７＞
Ｏｗｅｎｓ－Ｗｅｎｄｔ式を用いて算出される前記基板の表面自由エネルギーは、好ましくは４０ｍＪ/ｍ２以上、より好ましくは５０ｍＪ/ｍ２以上、更に好ましくは６０ｍＪ/ｍ２以上であり、好ましくは１００ｍＪ/ｍ２以下、より好ましくは９５ｍＪ/ｍ２以下、更に好ましくは９０ｍＪ/ｍ２以下である、＜１６＞に記載の光吸収層付き基板。
＜１８＞
＜１４＞又は＜１５＞に記載の光吸収層、あるいは＜１６＞又は＜１７＞に記載の光吸収層付き基板を有する光電変換素子。
＜１９＞
＜１８＞に記載の光電変換素子を有する太陽電池。
＜１＞
アウトオブプレーン法で得られるＸ線回折ピークから算出される（００２）面の面間隔が２．６ｎｍ以上５．０ｎｍ以下であり、前記Ｘ線回折ピークにおける（００２）面のＸ線回折ピーク強度に対する（１１１）面のＸ線回折ピーク強度の強度比（（１１１）面／（００２）面）が０．０３以上である層状ペロブスカイト。
＜２＞
前記（００２）面の面間隔は、好ましくは２．７ｎｍ以上、より好ましくは２．８ｎｍ以上、更に好ましくは２．９ｎｍ以上であり、好ましくは４．７ｎｍ以下、より好ましくは４．４ｎｍ以下、更に好ましくは４．１ｎｍ以下、より更に好ましくは３．３ｎｍ以下である、＜１＞に記載の層状ペロブスカイト。
＜３＞
前記強度比（（１１１）面／（００２）面）は、好ましくは０．０５以上、より好ましくは０．０７以上、更に好ましくは０．１以上、より更に好ましくは０．２以上、より更に好ましくは０．３以上、より更に好ましくは０．５以上、より更に好ましくは１．０以上である、＜１＞又は＜２＞に記載の層状ペロブスカイト。
＜４＞
好ましくは、前記（００２）面の面間隔は、２．７ｎｍ以上４．７ｎｍ以下であり、前記強度比（（１１１）面／（００２）面）は、０．０５以上であり、
より好ましくは、前記（００２）面の面間隔は、２．８ｎｍ以上４．４ｎｍ以下であり、前記強度比（（１１１）面／（００２）面）は、０．０７以上であり、
更に好ましくは、前記（００２）面の面間隔は、２．９ｎｍ以上４．１ｎｍ以下であり、前記強度比（（１１１）面／（００２）面）は、０．１以上であり、
より更に好ましくは、前記（００２）面の面間隔は、２．９ｎｍ以上３．３ｎｍ以下であり、前記強度比（（１１１）面／（００２）面）は、０．２以上である、＜１＞に記載の層状ペロブスカイト。
＜５＞
前記層状ペロブスカイトは、好ましくはモノレイヤータイプ、又はバイレイヤータイプ、より好ましくはモノレイヤータイプである、＜１＞～＜４＞のいずれか１項に記載の層状ペロブスカイト。
＜６＞
前記層状ペロブスカイトを構成するペロブスカイト化合物のバンドギャップエネルギーは、好ましくは２．０ｅＶ以上、より好ましくは２．２ｅＶ以上、更に好ましくは２．４ｅＶ以上であり、好ましくは３．５ｅＶ以下、より好ましくは３．２ｅＶ以下、更に好ましくは３．０ｅＶ以下である、＜１＞～＜５＞のいずれか１項に記載の層状ペロブスカイト。
＜７＞
好ましくは、前記（００２）面の面間隔は、２．７ｎｍ以上４．７ｎｍ以下であり、前記強度比（（１１１）面／（００２）面）は、０．０５以上であり、前記層状ペロブスカイトを構成するペロブスカイト化合物のバンドギャップエネルギーは、２．０ｅＶ以上３．５ｅＶ以下であり、
より好ましくは、前記（００２）面の面間隔は、２．８ｎｍ以上４．４ｎｍ以下であり、前記強度比（（１１１）面／（００２）面）は、０．０７以上であり、前記層状ペロブスカイトを構成するペロブスカイト化合物のバンドギャップエネルギーは、２．２ｅＶ以上３．２ｅＶ以下であり、
更に好ましくは、前記（００２）面の面間隔は、２．９ｎｍ以上４．１ｎｍ以下であり、前記強度比（（１１１）面／（００２）面）は、０．１以上であり、前記層状ペロブスカイトを構成するペロブスカイト化合物のバンドギャップエネルギーは、２．４ｅＶ以上３．０ｅＶ以下であり、
より更に好ましくは、前記（００２）面の面間隔は、２．９ｎｍ以上３．３ｎｍ以下であり、前記強度比（（１１１）面／（００２）面）は、０．２以上であり、前記層状ペロブスカイトを構成するペロブスカイト化合物のバンドギャップエネルギーは、２．４ｅＶ以上３．０ｅＶ以下である、＜１＞に記載の層状ペロブスカイト。
＜８＞
下記一般式（１）で表される化合物を含む、＜１＞～＜７＞のいずれか１項に記載の層状ペロブスカイト。
Ｒ２ＭＸ１ ｎＸ２ ４-ｎ （１）
（式中、Ｒは１価のカチオンであり、２つのＲは同一であり、Ｍは２価の金属カチオンであり、Ｘ1及びＸ２はそれぞれ独立に１価のアニオンであり、ｎはＸ１の平均モル数であり、ｎは０以上４以下の実数である。）
＜９＞
前記Ｒは、好ましくはアルキルアンモニウムイオン、ホルムアミジニウムイオン、又はアリールアンモニウムイオン、より好ましくはアルキルアンモニウムイオン、更に好ましくはモノアルキルアンモニウムイオンである、＜８＞に記載の層状ペロブスカイト。
＜１０＞
前記アルキルアンモニウムイオンのアルキル基の炭素数は、好ましくは１４以上、より好ましくは１６以上、更に好ましくは１８以上であり、好ましくは３０以下、より好ましくは２８以下、更に好ましくは２６以下、より更に好ましくは２４以下である。＜９＞に記載の層状ペロブスカイト。
＜１１＞
前記Ｍは、好ましくはＰｂ２＋、Ｓｎ２＋、及びＧｅ２＋からなる群より選択される１種以上、より好ましくはＰｂ２＋、及びＳｎ２＋からなる群より選択される１種以上、更に好ましくはＰｂ２＋である、＜８＞～＜１０＞のいずれか１項に記載の層状ペロブスカイト。
＜１２＞
前記Ｘ１及びＸ２は、それぞれ独立に、好ましくはフッ化物アニオン、塩化物アニオン、臭化物アニオン、又はヨウ化物アニオン、より好ましくは塩化物アニオン、臭化物アニオン、又はヨウ化物アニオン、更に好ましくは臭化物アニオン、又はヨウ化物アニオンである、＜８＞～＜１１＞のいずれか１項に記載の層状ペロブスカイト。
＜１３＞
上記一般式（１）で表される化合物は、好ましくは（Ｃ１６Ｈ３３ＮＨ３）２ＰｂＩ４、（Ｃ１６Ｈ３３ＮＨ３）２ＰｂＩｎＢｒ４－ｎ、又は（Ｃ１８Ｈ３７ＮＨ３）２ＰｂＩ４であり、より好ましくは（Ｃ１６Ｈ３３ＮＨ３）２ＰｂＩ４である、＜８＞に記載の層状ペロブスカイト。
＜１４＞
＜１＞～＜１３＞のいずれか１項に記載の層状ペロブスカイトを含む光吸収層。
＜１５＞
前記光吸収層の厚さは、好ましくは３０ｎｍ以上、より好ましくは５０ｎｍ以上、更に好ましくは８０ｎｍ以上であり、好ましくは３０００ｎｍ以下、より好ましくは１５００ｎｍ以下、更に好ましくは１０００ｎｍ以下、より更に好ましくは５００ｎｍ以下である、＜１４＞に記載の光吸収層。
＜１６＞
基板上に、＜１４＞又は＜１５＞に記載の光吸収層が形成されている、光吸収層付き基板。
＜１７＞
Ｏｗｅｎｓ－Ｗｅｎｄｔ式を用いて算出される前記基板の表面自由エネルギーは、好ましくは４０ｍＪ/ｍ２以上、より好ましくは５０ｍＪ/ｍ２以上、更に好ましくは６０ｍＪ/ｍ２以上であり、好ましくは１００ｍＪ/ｍ２以下、より好ましくは９５ｍＪ/ｍ２以下、更に好ましくは９０ｍＪ/ｍ２以下である、＜１６＞に記載の光吸収層付き基板。
＜１８＞
＜１４＞又は＜１５＞に記載の光吸収層、あるいは＜１６＞又は＜１７＞に記載の光吸収層付き基板を有する光電変換素子。
＜１９＞
＜１８＞に記載の光電変換素子を有する太陽電池。
【実施例】
【0070】
以下、本発明について、実施例に基づき具体的に説明する。表中に特に示さない限り、各成分の含有量は質量％を示す。また、評価・測定方法は以下のとおりである。なお、特に断らない限り、測定は２５℃で行った。
【0071】
＜アウトオブプレーン法によるＸ線回折の測定方法＞
Ｘ線回折装置として株式会社リガク製のＭｉｎｉＦｌｅｘIIを用いた。測定条件は、Ｃｕ‐Ｋα：３０ｋＶ、１５ｍＡ、サンプリング幅：０．０２、発散スリット：１．２５度、散乱スリット：８°、受光スリット：開放、である。走査範囲２θ＝２．５～３０°、走査速度１０°／ｍｉｎにて連続スキャン法を用い、（００２）面及び（１１１）面の回折ピークを検出し、面間隔はブラッグの式（λ＝２ｄ・ｓｉｎθ）から算出した。なお、ブラッグの式中、λはＣｕ‐Ｋαの波長、ｄは面間隔、θはブラッグ角を表す。また、回折ピーク強度は、ピークトップの光子カウント数（ｃｐｓ）を採用した。結果を表２に示す。
Ｘ線回折装置として株式会社リガク製のＭｉｎｉＦｌｅｘIIを用いた。測定条件は、Ｃｕ‐Ｋα：３０ｋＶ、１５ｍＡ、サンプリング幅：０．０２、発散スリット：１．２５度、散乱スリット：８°、受光スリット：開放、である。走査範囲２θ＝２．５～３０°、走査速度１０°／ｍｉｎにて連続スキャン法を用い、（００２）面及び（１１１）面の回折ピークを検出し、面間隔はブラッグの式（λ＝２ｄ・ｓｉｎθ）から算出した。なお、ブラッグの式中、λはＣｕ‐Ｋαの波長、ｄは面間隔、θはブラッグ角を表す。また、回折ピーク強度は、ピークトップの光子カウント数（ｃｐｓ）を採用した。結果を表２に示す。
【0072】
＜バンドギャップの算出方法＞
バンドギャップは光吸収スペクトルから算出した。光吸収スペクトル測定にはＳｏｌｉｄｓｐｅｃ－３７００分光光度計（株式会社島津製作所製）を用いた。測定は、スキャンスピード：中速、サンプルピッチ：１ｎｍ、測定波長範囲：３００～１０００ｎｍ、スリット幅：（２０）、検出器ユニット：積分球の条件で行い、得られた光吸収スペクトルの吸収端からバンドギャップ（１２４０／光吸収端）を算出した。結果を表２に示す。
バンドギャップは光吸収スペクトルから算出した。光吸収スペクトル測定にはＳｏｌｉｄｓｐｅｃ－３７００分光光度計（株式会社島津製作所製）を用いた。測定は、スキャンスピード：中速、サンプルピッチ：１ｎｍ、測定波長範囲：３００～１０００ｎｍ、スリット幅：（２０）、検出器ユニット：積分球の条件で行い、得られた光吸収スペクトルの吸収端からバンドギャップ（１２４０／光吸収端）を算出した。結果を表２に示す。
【0073】
＜下地層付き基板の表面自由エネルギーの算出方法＞
接触角の測定には全自動接触角計：ＤＭ－ＳＡ（協和界面科学株式会社製）を用いた。各下地層付き基板上にジヨードメタン（和光純薬工業株式会社製、和光一級）を１μＬ滴下し、７秒後の接触角をθ／２法により測定した。同様に、グリセリン（和光純薬工業株式会社製、和光一級）については１００秒後の接触角を測定した。これら各液体の下地層に対する接触角と下式に示したＯｗｅｎｓ－Ｗｅｎｄｔの理論式から各下地層の表面自由エネルギーを算出した。結果を表１に示す。
γＬ ｔｏｔａｌ（１＋ｃｏｓθ）＝２（γＳ ｄ×γＬ ｄ）０．５＋２（γＳ ｐ×γＬ ｐ）０．５
γＳ ｄ及びγＬ ｄはそれぞれ固体及び液体の分散成分、γＳ ｐ及びγＬ ｐはそれぞれ固体及び液体の極性成分を表す。
接触角の測定には全自動接触角計：ＤＭ－ＳＡ（協和界面科学株式会社製）を用いた。各下地層付き基板上にジヨードメタン（和光純薬工業株式会社製、和光一級）を１μＬ滴下し、７秒後の接触角をθ／２法により測定した。同様に、グリセリン（和光純薬工業株式会社製、和光一級）については１００秒後の接触角を測定した。これら各液体の下地層に対する接触角と下式に示したＯｗｅｎｓ－Ｗｅｎｄｔの理論式から各下地層の表面自由エネルギーを算出した。結果を表１に示す。
γＬ ｔｏｔａｌ（１＋ｃｏｓθ）＝２（γＳ ｄ×γＬ ｄ）０．５＋２（γＳ ｐ×γＬ ｐ）０．５
γＳ ｄ及びγＬ ｄはそれぞれ固体及び液体の分散成分、γＳ ｐ及びγＬ ｐはそれぞれ固体及び液体の極性成分を表す。
【0074】
＜電池性能及び量子効率の評価方法＞
キセノン灯白色光を光源（ペクセル・テクノロジー株式会社製：ＰＥＣ－Ｌ０１）とし、太陽電池セルにマスクをして特定エリア（面積０．０３６３ｃｍ２）にのみ光（照射エネルギー１００ｍＷ／ｃｍ２）が当たるようにして太陽電池セルの電流－電圧曲線の測定を行った。測定条件は、測定速度０．１Ｖ／ｓ（０．０１Ｖｓｔｅｐ）、電圧設定後待ち時間５０ｍｓ、測定積算時間５０ｍｓ、開始電圧－０．１Ｖ、終了電圧１．１Ｖとした。得られた電流－電圧曲線から短絡電流密度（ｍＡ／ｃｍ２）、開放電圧（Ｖ）、フィルファクター（ｆｆ）、及び変換効率（％）を求めた。また、量子効率（ＩＰＣＥ）の測定は、分光感度測定装置（分光計器株式会社製、ＣＥＰ－２０００ＭＬＲ）を用い、光照射面積０．０３６３ｃｍ２のマスク下、４００ｎｍ～８００ｎｍの波長範囲を１０ｎｍ間隔で測定を行った。波長４００ｎｍの量子効率を求めた。結果を表３に示す。
キセノン灯白色光を光源（ペクセル・テクノロジー株式会社製：ＰＥＣ－Ｌ０１）とし、太陽電池セルにマスクをして特定エリア（面積０．０３６３ｃｍ２）にのみ光（照射エネルギー１００ｍＷ／ｃｍ２）が当たるようにして太陽電池セルの電流－電圧曲線の測定を行った。測定条件は、測定速度０．１Ｖ／ｓ（０．０１Ｖｓｔｅｐ）、電圧設定後待ち時間５０ｍｓ、測定積算時間５０ｍｓ、開始電圧－０．１Ｖ、終了電圧１．１Ｖとした。得られた電流－電圧曲線から短絡電流密度（ｍＡ／ｃｍ２）、開放電圧（Ｖ）、フィルファクター（ｆｆ）、及び変換効率（％）を求めた。また、量子効率（ＩＰＣＥ）の測定は、分光感度測定装置（分光計器株式会社製、ＣＥＰ－２０００ＭＬＲ）を用い、光照射面積０．０３６３ｃｍ２のマスク下、４００ｎｍ～８００ｎｍの波長範囲を１０ｎｍ間隔で測定を行った。波長４００ｎｍの量子効率を求めた。結果を表３に示す。
【0075】
〔下地層付き基板の作製〕
製造例１
（基板１（ＦＴＯ基板上にＴｉＯ２多孔体下地層を形成した基板）の作製）
（１）ＦＴＯ基板の洗浄（洗剤による洗浄及びオゾン洗浄）
ＦＴＯ基板（ＡＧＣファブリテック株式会社製、厚み１．８ｍｍ（２５ｍｍ×２５ｍｍ））をガラス容器（容量６００ｍＬ）に入れ、１質量％中性洗剤（花王株式会社製、キュキュット（登録商標）２ｇを１９８ｇのイオン交換水により希釈）、アセトン（和光純薬工業株式会社製、和光一級）１６０ｇ、２－プロパノール（和光純薬工業株式会社製、和光一級）１６０ｇ、イオン交換水２００ｇで満たし、それぞれの液で１０分ずつ超音波洗浄を行った。さらに、オゾン発生装置（メイワフォーシス株式会社製、ＰＣ－４５０ ＵＶオゾンクリーナー）に入れ、３０分間ＵＶ照射を行った。
（２）ＴｉＯ２多孔体下地層の作製
ＰＳＴ－１８ＮＲ（日揮触媒化成株式会社製）４０４ｍｇにエタノール（和光純薬工業株式会社製、超脱水）１．４１ｇを加え、５分間ｖｏｒｔｅｘ ｍｉｘｅｒで撹拌後、１時間超音波分散させて懸濁液を得た。（１）で洗浄したＦＴＯ基板をスピンコーター（ミカサ株式会社製、ＭＳ－１００）にセットし、ブロワーでほこりを飛ばした後、マイクロピペットでＴｉＯ２懸濁液を１９０μＬ滴下し、スピンコートした（ｓｌｏｐｅ ５ｓ、５０００ｒｐｍ／３０ｓ、ｓｌｏｐｅ ５ｓ）。その後、ＦＴＯ基板を１２５℃のホットプレートに置き、３０分間乾燥した。その後、１時間かけて５００℃まで昇温し、３０分間焼成して基板１（ＦＴＯ基板上にＴｉＯ２多孔体下地層を形成した基板）を作製した。
製造例１
（基板１（ＦＴＯ基板上にＴｉＯ２多孔体下地層を形成した基板）の作製）
（１）ＦＴＯ基板の洗浄（洗剤による洗浄及びオゾン洗浄）
ＦＴＯ基板（ＡＧＣファブリテック株式会社製、厚み１．８ｍｍ（２５ｍｍ×２５ｍｍ））をガラス容器（容量６００ｍＬ）に入れ、１質量％中性洗剤（花王株式会社製、キュキュット（登録商標）２ｇを１９８ｇのイオン交換水により希釈）、アセトン（和光純薬工業株式会社製、和光一級）１６０ｇ、２－プロパノール（和光純薬工業株式会社製、和光一級）１６０ｇ、イオン交換水２００ｇで満たし、それぞれの液で１０分ずつ超音波洗浄を行った。さらに、オゾン発生装置（メイワフォーシス株式会社製、ＰＣ－４５０ ＵＶオゾンクリーナー）に入れ、３０分間ＵＶ照射を行った。
（２）ＴｉＯ２多孔体下地層の作製
ＰＳＴ－１８ＮＲ（日揮触媒化成株式会社製）４０４ｍｇにエタノール（和光純薬工業株式会社製、超脱水）１．４１ｇを加え、５分間ｖｏｒｔｅｘ ｍｉｘｅｒで撹拌後、１時間超音波分散させて懸濁液を得た。（１）で洗浄したＦＴＯ基板をスピンコーター（ミカサ株式会社製、ＭＳ－１００）にセットし、ブロワーでほこりを飛ばした後、マイクロピペットでＴｉＯ２懸濁液を１９０μＬ滴下し、スピンコートした（ｓｌｏｐｅ ５ｓ、５０００ｒｐｍ／３０ｓ、ｓｌｏｐｅ ５ｓ）。その後、ＦＴＯ基板を１２５℃のホットプレートに置き、３０分間乾燥した。その後、１時間かけて５００℃まで昇温し、３０分間焼成して基板１（ＦＴＯ基板上にＴｉＯ２多孔体下地層を形成した基板）を作製した。
【0076】
製造例２
（基板２（ＦＴＯ基板上にＰＥＤＯＴ:ＰＳＳ下地層を形成した基板）の作製）
（１）ＦＴＯ基板の洗浄
製造例１（１）と同様にＦＴＯ基板を洗浄した。
（２）ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ下地層の作製
（１）で洗浄したＦＴＯ基板をスピンコーターにセットし、ブロワーでほこりを飛ばした後、マイクロピペットでＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ分散液（Ｈｅｒａｅｕｓ製、製品名Ｃｌｅｖｉｏｓ Ｐ ＶＰ ＡＩ ４０８３）を１９０μＬ滴下し、スピンコートした（５００ｒｐｍ／５ｓｅｃ→３０００ｒｐｍ／３０ｓｅｃ）。その後、ＦＴＯ基板を１２０℃のホットプレートに１０分間置き、さらに１５０℃で５分間乾燥して基板２（ＦＴＯ基板上にＰＥＤＯＴ:ＰＳＳ下地層を形成した基板）を作製した。
（基板２（ＦＴＯ基板上にＰＥＤＯＴ:ＰＳＳ下地層を形成した基板）の作製）
（１）ＦＴＯ基板の洗浄
製造例１（１）と同様にＦＴＯ基板を洗浄した。
（２）ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ下地層の作製
（１）で洗浄したＦＴＯ基板をスピンコーターにセットし、ブロワーでほこりを飛ばした後、マイクロピペットでＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ分散液（Ｈｅｒａｅｕｓ製、製品名Ｃｌｅｖｉｏｓ Ｐ ＶＰ ＡＩ ４０８３）を１９０μＬ滴下し、スピンコートした（５００ｒｐｍ／５ｓｅｃ→３０００ｒｐｍ／３０ｓｅｃ）。その後、ＦＴＯ基板を１２０℃のホットプレートに１０分間置き、さらに１５０℃で５分間乾燥して基板２（ＦＴＯ基板上にＰＥＤＯＴ:ＰＳＳ下地層を形成した基板）を作製した。
【0077】
製造例３
（基板３（ＦＴＯ基板上にＳｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ下地層を形成した基板）の作製）
（１）ＦＴＯ基板の洗浄
製造例１（１）と同様にＦＴＯ基板を洗浄した。
（２）Ｓｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ下地層の作製
Ｓｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ（和光純薬工業株式会社製、２，２’，７，７’－テトラキス［Ｎ，Ｎ－ジ－ｐ－メトキシフェニルアミノ］－９，９’－スピロビフルオレン）７２．３ｍｇにクロロベンゼン（ナカライテスク株式会社製）１ｍＬを加えた溶液を調製し、調製した溶液をＰＴＦＥフィルター（０．４５μｍ）でろ過した。（１）で洗浄したＦＴＯ基板をスピンコーターにセットし、ブロワーでほこりを飛ばし、マイクロピペットで前記溶液１９０μＬを滴下し、スピンコートした（ｓｌｏｐｅ ５ｓ、４０００ｒｐｍ／３０ｓ、ｓｌｏｐｅ ５ｓ）。その後、ＦＴＯ基板を７０℃のホットプレートに置き、３０分乾燥して基板３（ＦＴＯ基板上にＳｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ下地層を形成した基板）を作製した。
（基板３（ＦＴＯ基板上にＳｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ下地層を形成した基板）の作製）
（１）ＦＴＯ基板の洗浄
製造例１（１）と同様にＦＴＯ基板を洗浄した。
（２）Ｓｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ下地層の作製
Ｓｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ（和光純薬工業株式会社製、２，２’，７，７’－テトラキス［Ｎ，Ｎ－ジ－ｐ－メトキシフェニルアミノ］－９，９’－スピロビフルオレン）７２．３ｍｇにクロロベンゼン（ナカライテスク株式会社製）１ｍＬを加えた溶液を調製し、調製した溶液をＰＴＦＥフィルター（０．４５μｍ）でろ過した。（１）で洗浄したＦＴＯ基板をスピンコーターにセットし、ブロワーでほこりを飛ばし、マイクロピペットで前記溶液１９０μＬを滴下し、スピンコートした（ｓｌｏｐｅ ５ｓ、４０００ｒｐｍ／３０ｓ、ｓｌｏｐｅ ５ｓ）。その後、ＦＴＯ基板を７０℃のホットプレートに置き、３０分乾燥して基板３（ＦＴＯ基板上にＳｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ下地層を形成した基板）を作製した。
【0078】
〔層状ペロブスカイトの作製〕
実施例１
炭素数１６のヘキサデシルアンモニウム（シグマアルドリッチ製のＨｅｘａｄｅｃｙｌａｍｉｎｅ,９８％と、和光純薬工業株式会社製のよう化水素酸との中和品）３６９ｍｇ、及びＰｂＩ２（東京化成工業株式会社製、よう化鉛（II）９９．９９％、ｔｒａｃｅ ｍｅｔａｌｓ ｂａｓｉｓ ペロブスカイト前駆体用）２３１ｍｇの混合物にＮ,Ｎ－ジメチルホルムアミド（和光純薬工業株式会社製、超脱水、モレキュラーシーブでさらに脱水したものを使用）を０．５ｍＬ加え、７０℃のホットスターラー上で溶解するまで撹拌した。製造例１で作製した基板１をスピンコーターにセットし、ブロワーでほこりを飛ばした後、調製した溶液を１５０μＬ滴下し、５ｓ待ってからスピンコートした（ｓｌｏｐｅ ５ｓ、６５００ｒｐｍ／５ｓ、ｓｌｏｐｅ ５ｓ）。スピンコート後、すぐに基板１を７０℃のホットプレート上に置いて３０分間乾燥して、基板１上に層状ペロブスカイト（（Ｃ１６Ｈ３３ＮＨ３）２ＰｂＩ４を含む光吸収層）を形成した。得られた層状ペロブスカイト（光吸収層）の厚さは約２０００ｎｍであった。
実施例１
炭素数１６のヘキサデシルアンモニウム（シグマアルドリッチ製のＨｅｘａｄｅｃｙｌａｍｉｎｅ,９８％と、和光純薬工業株式会社製のよう化水素酸との中和品）３６９ｍｇ、及びＰｂＩ２（東京化成工業株式会社製、よう化鉛（II）９９．９９％、ｔｒａｃｅ ｍｅｔａｌｓ ｂａｓｉｓ ペロブスカイト前駆体用）２３１ｍｇの混合物にＮ,Ｎ－ジメチルホルムアミド（和光純薬工業株式会社製、超脱水、モレキュラーシーブでさらに脱水したものを使用）を０．５ｍＬ加え、７０℃のホットスターラー上で溶解するまで撹拌した。製造例１で作製した基板１をスピンコーターにセットし、ブロワーでほこりを飛ばした後、調製した溶液を１５０μＬ滴下し、５ｓ待ってからスピンコートした（ｓｌｏｐｅ ５ｓ、６５００ｒｐｍ／５ｓ、ｓｌｏｐｅ ５ｓ）。スピンコート後、すぐに基板１を７０℃のホットプレート上に置いて３０分間乾燥して、基板１上に層状ペロブスカイト（（Ｃ１６Ｈ３３ＮＨ３）２ＰｂＩ４を含む光吸収層）を形成した。得られた層状ペロブスカイト（光吸収層）の厚さは約２０００ｎｍであった。
【0079】
実施例２
製造例１で作製した基板１に代えて、製造例２で作製した基板２を用いた以外は実施例１と同様にして、基板２上に層状ペロブスカイト（（Ｃ１６Ｈ３３ＮＨ３）２ＰｂＩ４を含む光吸収層）を形成した。得られた層状ペロブスカイト（光吸収層）の厚さは約２０００ｎｍであった。
製造例１で作製した基板１に代えて、製造例２で作製した基板２を用いた以外は実施例１と同様にして、基板２上に層状ペロブスカイト（（Ｃ１６Ｈ３３ＮＨ３）２ＰｂＩ４を含む光吸収層）を形成した。得られた層状ペロブスカイト（光吸収層）の厚さは約２０００ｎｍであった。
【0080】
実施例３
ＰｂＩ２（２３１ｍｇ）を用いる代わりに、ＰｂＩ２（東京化成製、よう化鉛（II）９９．９９％、ｔｒａｃｅ ｍｅｔａｌｓ ｂａｓｉｓ ペロブスカイト前駆体用）１３８ｍｇ、及びＰｂＢｒ２（臭化鉛(II) ［ペロブスカイト前駆体用］）７３ｍｇを用いた以外は実施例２と同様にして、基板２上に層状ペロブスカイト（（Ｃ１６Ｈ３３ＮＨ３）２ＰｂＩ３．２Ｂｒ０．８を含む光吸収層）を形成した。
ＰｂＩ２（２３１ｍｇ）を用いる代わりに、ＰｂＩ２（東京化成製、よう化鉛（II）９９．９９％、ｔｒａｃｅ ｍｅｔａｌｓ ｂａｓｉｓ ペロブスカイト前駆体用）１３８ｍｇ、及びＰｂＢｒ２（臭化鉛(II) ［ペロブスカイト前駆体用］）７３ｍｇを用いた以外は実施例２と同様にして、基板２上に層状ペロブスカイト（（Ｃ１６Ｈ３３ＮＨ３）２ＰｂＩ３．２Ｂｒ０．８を含む光吸収層）を形成した。
【0081】
実施例４
製造例１で作製した基板１に代えて、製造例３で作製した基板３を用いた以外は実施例１と同様にして、基板３上に層状ペロブスカイト（（Ｃ１６Ｈ３３ＮＨ３）２ＰｂＩ４を含む光吸収層）を形成した。
製造例１で作製した基板１に代えて、製造例３で作製した基板３を用いた以外は実施例１と同様にして、基板３上に層状ペロブスカイト（（Ｃ１６Ｈ３３ＮＨ３）２ＰｂＩ４を含む光吸収層）を形成した。
【0082】
実施例５
炭素数１６のヘキサデシルアンモニウムに代えて、炭素数１８のオクタデシルアンモニウム（和光純薬工業株式会社製のオクタデシルアミンと、和光純薬工業株式会社製のよう化水素酸との中和品）３９７ｍｇを用いた以外は実施例１と同様にして、基板１上に層状ペロブスカイト（（Ｃ１８Ｈ３７ＮＨ３）２ＰｂＩ４を含む光吸収層）を形成した。
炭素数１６のヘキサデシルアンモニウムに代えて、炭素数１８のオクタデシルアンモニウム（和光純薬工業株式会社製のオクタデシルアミンと、和光純薬工業株式会社製のよう化水素酸との中和品）３９７ｍｇを用いた以外は実施例１と同様にして、基板１上に層状ペロブスカイト（（Ｃ１８Ｈ３７ＮＨ３）２ＰｂＩ４を含む光吸収層）を形成した。
【0083】
実施例６
製造例１で作製した基板１に代えて、製造例２で作製した基板２を用いた以外は実施例５と同様にして、基板２上に層状ペロブスカイト（（Ｃ１８Ｈ３７ＮＨ３）２ＰｂＩ４を含む光吸収層）を形成した。
製造例１で作製した基板１に代えて、製造例２で作製した基板２を用いた以外は実施例５と同様にして、基板２上に層状ペロブスカイト（（Ｃ１８Ｈ３７ＮＨ３）２ＰｂＩ４を含む光吸収層）を形成した。
【0084】
実施例７
製造例１で作製した基板１に代えて、製造例３で作製した基板３を用いた以外は実施例５と同様にして、基板３上に層状ペロブスカイト（（Ｃ１８Ｈ３７ＮＨ３）２ＰｂＩ４を含む光吸収層）を形成した。
製造例１で作製した基板１に代えて、製造例３で作製した基板３を用いた以外は実施例５と同様にして、基板３上に層状ペロブスカイト（（Ｃ１８Ｈ３７ＮＨ３）２ＰｂＩ４を含む光吸収層）を形成した。
【0085】
比較例１
炭素数１６のヘキサデシルアンモニウムに代えて、炭素数４のブチルアミンよう化水素酸塩（東京化成工業株式会社製）２０１ｍｇを用いた以外は実施例１と同様にして、基板１上に層状ペロブスカイト（（Ｃ４Ｈ９ＮＨ３）２ＰｂＩ４を含む光吸収層）を形成した。得られた層状ペロブスカイト（光吸収層）の厚さは約６６０ｎｍであった。
炭素数１６のヘキサデシルアンモニウムに代えて、炭素数４のブチルアミンよう化水素酸塩（東京化成工業株式会社製）２０１ｍｇを用いた以外は実施例１と同様にして、基板１上に層状ペロブスカイト（（Ｃ４Ｈ９ＮＨ３）２ＰｂＩ４を含む光吸収層）を形成した。得られた層状ペロブスカイト（光吸収層）の厚さは約６６０ｎｍであった。
【0086】
比較例２
製造例１で作製した基板１に代えて、製造例２で作製した基板２を用いた以外は比較例１と同様にして、基板２上に層状ペロブスカイト（（Ｃ４Ｈ９ＮＨ３）２ＰｂＩ４を含む光吸収層）を形成した。
製造例１で作製した基板１に代えて、製造例２で作製した基板２を用いた以外は比較例１と同様にして、基板２上に層状ペロブスカイト（（Ｃ４Ｈ９ＮＨ３）２ＰｂＩ４を含む光吸収層）を形成した。
【0087】
比較例３
製造例１で作製した基板１に代えて、製造例３で作製した基板３を用いた以外は比較例１と同様にして、基板３上に層状ペロブスカイト（（Ｃ４Ｈ９ＮＨ３）２ＰｂＩ４を含む光吸収層）を形成した。
製造例１で作製した基板１に代えて、製造例３で作製した基板３を用いた以外は比較例１と同様にして、基板３上に層状ペロブスカイト（（Ｃ４Ｈ９ＮＨ３）２ＰｂＩ４を含む光吸収層）を形成した。
【0088】
比較例４
炭素数４のブチルアミンよう化水素酸塩（東京化成工業製）２０１ｍｇの代わりに、炭素数８のオクチルアミンよう化水素酸塩（和光純薬工業株式会社製のオクチルアミン和光特級と、和光純薬工業株式会社製のよう化水素酸との中和品）２５７ｍｇを用いた以外は比較例１と同様にして、基板１上に層状ペロブスカイト（（Ｃ８Ｈ１７ＮＨ３）２ＰｂＩ４を含む光吸収層）を形成した。得られた層状ペロブスカイト（光吸収層）の厚さは約９００ｎｍであった。
炭素数４のブチルアミンよう化水素酸塩（東京化成工業製）２０１ｍｇの代わりに、炭素数８のオクチルアミンよう化水素酸塩（和光純薬工業株式会社製のオクチルアミン和光特級と、和光純薬工業株式会社製のよう化水素酸との中和品）２５７ｍｇを用いた以外は比較例１と同様にして、基板１上に層状ペロブスカイト（（Ｃ８Ｈ１７ＮＨ３）２ＰｂＩ４を含む光吸収層）を形成した。得られた層状ペロブスカイト（光吸収層）の厚さは約９００ｎｍであった。
【0089】
比較例５
製造例１で作製した基板１に代えて、製造例２で作製した基板２を用いた以外は比較例４と同様にして、基板２上に層状ペロブスカイト（（Ｃ８Ｈ１７ＮＨ３）２ＰｂＩ４を含む光吸収層）を形成した。
製造例１で作製した基板１に代えて、製造例２で作製した基板２を用いた以外は比較例４と同様にして、基板２上に層状ペロブスカイト（（Ｃ８Ｈ１７ＮＨ３）２ＰｂＩ４を含む光吸収層）を形成した。
【0090】
比較例６
製造例１で作製した基板１に代えて、製造例３で作製した基板３を用いた以外は比較例４と同様にして、基板３上に層状ペロブスカイト（（Ｃ８Ｈ１７ＮＨ３）２ＰｂＩ４を含む光吸収層）を形成した。
製造例１で作製した基板１に代えて、製造例３で作製した基板３を用いた以外は比較例４と同様にして、基板３上に層状ペロブスカイト（（Ｃ８Ｈ１７ＮＨ３）２ＰｂＩ４を含む光吸収層）を形成した。
【0091】
〔太陽電池セルの作製〕
実施例８
ＦＴＯ基板（旭硝子ファブリテック株式会社製、厚み１．８ｍｍ（２５ｍｍ×２５ｍｍ））をガラス容器（容量６００ｍＬ）に入れ、１質量％中性洗剤（花王株式会社製、製品名：キュキュット（登録商標）２ｇを１９８ｇのイオン交換水に希釈）、アセトン（和光純薬工業株式会社製、和光一級）、２－プロパノール（和光純薬工業株式会社製、和光一級）、イオン交換水で満たし、それぞれ１０分ずつ超音波洗浄を行った。さらに、オゾン発生装置（メイワフォーシス株式会社製、ＰＣ－４５０ ＵＶオゾンクリーナー）に入れ、３０分間ＵＶ照射を行った。
ホットプレートに耐熱ガラスを置き、その上に上記ＦＴＯ基板を並べ、電極を付けるＦＴＯ面の上にマスク（１ｃｍ幅のステンレス板）を置いた後、４５０℃に加熱した。エタノール（和光純薬工業株式会社製）３９ｍＬにビス（２,４－ペンタンジオナト）ビス（２－プロパノラト）チタニウム（ＩＶ）（東京化成工業株式会社製、５％イソプロピルアルコール溶液）１ｍＬを溶解させて、スプレー液を調製した。約３０ｃｍの高さからマスクを設けたＦＴＯ基板上に前記スプレー液を０．３ＭＰａでスプレーした（２０ｃｍ×８列を２回繰り返してスプレー量は２１～２４ｇ程度）。そして、４５０℃のまま３分間維持した。この操作をもう２回行った後、室温（２０℃）まで冷却した。
予め、ホットスターラーを７０℃に加熱しておき、また、ポリエチレン容器に氷冷したイオン交換水１００ｍＬ、及びＴｉＣｌ４（和光純薬工業株式会社製）４４０μＬを加え、５０ｍＭのＴｉＣｌ４溶液を調製した。ＦＴＯ基板をＴｉＣｌ４溶液中に浸漬して３０分撹拌し、氷冷したイオン交換水（１００ｍＬ）を加えた後、取り出してイオン交換水で洗浄した。エアガンで水気を飛ばした後、１５分かけて５００℃まで昇温し、２０分間焼成して緻密ＴｉＯ２層を形成した。
ＰＳＴ－１８ＮＲ（日揮触媒化成株式会社製）４０４ｍｇにエタノール（和光純薬工業株式会社製、超脱水）１．４１ｇを加え、５分間ｖｏｒｔｅｘ ｍｉｘｅｒで撹拌した。得られたＴｉＯ２懸濁液を１時間超音波分散した。緻密ＴｉＯ２層を形成したＦＴＯ基板をスピンコーター（ミカサ株式会社製、ＭＳ－１００）にセットし、ブロワーでほこりを飛ばし、マイクロピペットでＴｉＯ２懸濁液（１９０μＬ）を滴下し、スピンコートした（ｓｌｏｐｅ ５ｓ、５０００ｒｐｍ／３０ｓ、ｓｌｏｐｅ ５ｓ）。エタノールを浸み込ませた綿棒で側面４辺とＦＴＯとのコンタクト部分（エッチングしていない側）のＴｉＯ２懸濁液の残留物を拭い取り、１２５℃のホットプレートに置き、３０分間乾燥した。その後、１時間かけて５００℃まで昇温し、３０分間焼成してＴｉＯ２多孔体層付きＦＴＯ基板を得た。
次に、炭素数１６のヘキサデシルアンモニウム３６９ｍｇ、及びＰｂＩ２（東京化成工業株式会社製、よう化鉛（II）９９．９９％、ｔｒａｃｅ ｍｅｔａｌｓ ｂａｓｉｓ ペロブスカイト前駆体用）２３１ｍｇの混合物にＮ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（和光純薬工業株式会社製、超脱水、モレキュラーシーブでさらに脱水したものを使用）を０．５ｍＬ加え、７０℃のホットスターラー上で溶解するまで撹拌してペロブスカイト前駆体溶液を調製した。ＴｉＯ２多孔体層付きＦＴＯ基板をスピンコーターにセットし、ブロワーでほこりを飛ばした。その後、ＴｉＯ２多孔体層付きＦＴＯ基板上にペロブスカイト前駆体溶液（１５０μＬ）を塗布し、５ｓ待ってから蓋は開けたままでスピンコートした（ｓｌｏｐｅ ５ｓ、６５００ｒｐｍ／５ｓ、ｓｌｏｐｅ ５ｓ）。スピンコート後、すぐに７０℃のホットプレート上に置いて３０分間乾燥した。その後、室温まで冷却して、ＴｉＯ２多孔体層上に層状ペロブスカイト（（Ｃ１６Ｈ３３ＮＨ３）２ＰｂＩ４を含む光吸収層）を形成した。
次に、Ｓｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ（和光純薬工業株式会社製、２，２’，７，７’－テトラキス［Ｎ，Ｎ－ジ－ｐ－メトキシフェニルアミノ］－９，９’－スピロビフルオレン）７２．３ｍｇ、ＬｉＴＦＳＩ（和光純工業株式会社薬製、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドリチウム）９．１ｍｇ、Ｃｏ（４－ｔ－Ｂｕｔｙｌｐｙｒｉｄｙｌ－２－１Ｈ－ｐｙｒａｚｏｌｅ）３・３ＴＦＳＩ（和光純薬工業株式会社製、ＦＫ－２０９（［トリス（２－（１Ｈ－ピラゾール－１－イル）－４－ｔｅｒｔ－ブチルピリジン）コバルト(III)トリス（ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド）］）８．７ｍｇ、クロロベンゼン（ナカライテスク株式会社製）１ｍＬ、及びＴＢＰ（シグマアルドリッチ製）２８．８μＬを混合し、撹拌してＳｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ溶液を調製した。その後、Ｓｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ溶液をＰＴＦＥフィルター（０．４５μｍ）でろ過した。前記層状ペロブスカイト（光吸収層）を形成した基板をスピンコーターにセットし、ブロワーでほこりを飛ばし、層状ペロブスカイト上にＳｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ溶液９０μＬを塗布し、１０ｓ待ってからスピンコートした（ｓｌｏｐｅ ５ｓ、４０００ｒｐｍ／３０ｓ、ｓｌｏｐｅ ５ｓ）。その後、前記基板を７０℃のホットプレートに置き、３０分乾燥して層状ペロブスカイト上に正孔輸送層を形成した。さらに、この基板の裏面をＤＭＦを浸み込ませた綿棒とキムワイプ（日本製紙クレシア株式会社製）で拭き取った。その後、クロロベンゼンを浸み込ませた綿棒でＦＴＯとのコンタクト部分を拭き取った。さらに、真空蒸着装置（アルバック機工株式会社製、ＶＴＲ－０６０Ｍ／ＥＲＨ）を用いて、金線（株式会社ニラコ製、１ｍｍ径）２．５ｃｍをタングステンボードに乗せ、真空下（４～５×１０－３Ｐａ）、蒸着速度が６Å／ｓｅｃになるように電流値を調整して、膜厚が１００ｎｍになるまで金を正孔輸送層上に蒸着して電極を形成し、太陽電池セルを得た。
実施例８
ＦＴＯ基板（旭硝子ファブリテック株式会社製、厚み１．８ｍｍ（２５ｍｍ×２５ｍｍ））をガラス容器（容量６００ｍＬ）に入れ、１質量％中性洗剤（花王株式会社製、製品名：キュキュット（登録商標）２ｇを１９８ｇのイオン交換水に希釈）、アセトン（和光純薬工業株式会社製、和光一級）、２－プロパノール（和光純薬工業株式会社製、和光一級）、イオン交換水で満たし、それぞれ１０分ずつ超音波洗浄を行った。さらに、オゾン発生装置（メイワフォーシス株式会社製、ＰＣ－４５０ ＵＶオゾンクリーナー）に入れ、３０分間ＵＶ照射を行った。
ホットプレートに耐熱ガラスを置き、その上に上記ＦＴＯ基板を並べ、電極を付けるＦＴＯ面の上にマスク（１ｃｍ幅のステンレス板）を置いた後、４５０℃に加熱した。エタノール（和光純薬工業株式会社製）３９ｍＬにビス（２,４－ペンタンジオナト）ビス（２－プロパノラト）チタニウム（ＩＶ）（東京化成工業株式会社製、５％イソプロピルアルコール溶液）１ｍＬを溶解させて、スプレー液を調製した。約３０ｃｍの高さからマスクを設けたＦＴＯ基板上に前記スプレー液を０．３ＭＰａでスプレーした（２０ｃｍ×８列を２回繰り返してスプレー量は２１～２４ｇ程度）。そして、４５０℃のまま３分間維持した。この操作をもう２回行った後、室温（２０℃）まで冷却した。
予め、ホットスターラーを７０℃に加熱しておき、また、ポリエチレン容器に氷冷したイオン交換水１００ｍＬ、及びＴｉＣｌ４（和光純薬工業株式会社製）４４０μＬを加え、５０ｍＭのＴｉＣｌ４溶液を調製した。ＦＴＯ基板をＴｉＣｌ４溶液中に浸漬して３０分撹拌し、氷冷したイオン交換水（１００ｍＬ）を加えた後、取り出してイオン交換水で洗浄した。エアガンで水気を飛ばした後、１５分かけて５００℃まで昇温し、２０分間焼成して緻密ＴｉＯ２層を形成した。
ＰＳＴ－１８ＮＲ（日揮触媒化成株式会社製）４０４ｍｇにエタノール（和光純薬工業株式会社製、超脱水）１．４１ｇを加え、５分間ｖｏｒｔｅｘ ｍｉｘｅｒで撹拌した。得られたＴｉＯ２懸濁液を１時間超音波分散した。緻密ＴｉＯ２層を形成したＦＴＯ基板をスピンコーター（ミカサ株式会社製、ＭＳ－１００）にセットし、ブロワーでほこりを飛ばし、マイクロピペットでＴｉＯ２懸濁液（１９０μＬ）を滴下し、スピンコートした（ｓｌｏｐｅ ５ｓ、５０００ｒｐｍ／３０ｓ、ｓｌｏｐｅ ５ｓ）。エタノールを浸み込ませた綿棒で側面４辺とＦＴＯとのコンタクト部分（エッチングしていない側）のＴｉＯ２懸濁液の残留物を拭い取り、１２５℃のホットプレートに置き、３０分間乾燥した。その後、１時間かけて５００℃まで昇温し、３０分間焼成してＴｉＯ２多孔体層付きＦＴＯ基板を得た。
次に、炭素数１６のヘキサデシルアンモニウム３６９ｍｇ、及びＰｂＩ２（東京化成工業株式会社製、よう化鉛（II）９９．９９％、ｔｒａｃｅ ｍｅｔａｌｓ ｂａｓｉｓ ペロブスカイト前駆体用）２３１ｍｇの混合物にＮ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（和光純薬工業株式会社製、超脱水、モレキュラーシーブでさらに脱水したものを使用）を０．５ｍＬ加え、７０℃のホットスターラー上で溶解するまで撹拌してペロブスカイト前駆体溶液を調製した。ＴｉＯ２多孔体層付きＦＴＯ基板をスピンコーターにセットし、ブロワーでほこりを飛ばした。その後、ＴｉＯ２多孔体層付きＦＴＯ基板上にペロブスカイト前駆体溶液（１５０μＬ）を塗布し、５ｓ待ってから蓋は開けたままでスピンコートした（ｓｌｏｐｅ ５ｓ、６５００ｒｐｍ／５ｓ、ｓｌｏｐｅ ５ｓ）。スピンコート後、すぐに７０℃のホットプレート上に置いて３０分間乾燥した。その後、室温まで冷却して、ＴｉＯ２多孔体層上に層状ペロブスカイト（（Ｃ１６Ｈ３３ＮＨ３）２ＰｂＩ４を含む光吸収層）を形成した。
次に、Ｓｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ（和光純薬工業株式会社製、２，２’，７，７’－テトラキス［Ｎ，Ｎ－ジ－ｐ－メトキシフェニルアミノ］－９，９’－スピロビフルオレン）７２．３ｍｇ、ＬｉＴＦＳＩ（和光純工業株式会社薬製、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドリチウム）９．１ｍｇ、Ｃｏ（４－ｔ－Ｂｕｔｙｌｐｙｒｉｄｙｌ－２－１Ｈ－ｐｙｒａｚｏｌｅ）３・３ＴＦＳＩ（和光純薬工業株式会社製、ＦＫ－２０９（［トリス（２－（１Ｈ－ピラゾール－１－イル）－４－ｔｅｒｔ－ブチルピリジン）コバルト(III)トリス（ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド）］）８．７ｍｇ、クロロベンゼン（ナカライテスク株式会社製）１ｍＬ、及びＴＢＰ（シグマアルドリッチ製）２８．８μＬを混合し、撹拌してＳｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ溶液を調製した。その後、Ｓｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ溶液をＰＴＦＥフィルター（０．４５μｍ）でろ過した。前記層状ペロブスカイト（光吸収層）を形成した基板をスピンコーターにセットし、ブロワーでほこりを飛ばし、層状ペロブスカイト上にＳｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ溶液９０μＬを塗布し、１０ｓ待ってからスピンコートした（ｓｌｏｐｅ ５ｓ、４０００ｒｐｍ／３０ｓ、ｓｌｏｐｅ ５ｓ）。その後、前記基板を７０℃のホットプレートに置き、３０分乾燥して層状ペロブスカイト上に正孔輸送層を形成した。さらに、この基板の裏面をＤＭＦを浸み込ませた綿棒とキムワイプ（日本製紙クレシア株式会社製）で拭き取った。その後、クロロベンゼンを浸み込ませた綿棒でＦＴＯとのコンタクト部分を拭き取った。さらに、真空蒸着装置（アルバック機工株式会社製、ＶＴＲ－０６０Ｍ／ＥＲＨ）を用いて、金線（株式会社ニラコ製、１ｍｍ径）２．５ｃｍをタングステンボードに乗せ、真空下（４～５×１０－３Ｐａ）、蒸着速度が６Å／ｓｅｃになるように電流値を調整して、膜厚が１００ｎｍになるまで金を正孔輸送層上に蒸着して電極を形成し、太陽電池セルを得た。
【0092】
実施例９
炭素数１６のヘキサデシルアンモニウム３６９ｍｇを用いる代わりに、炭素数１８のオクタデシルアンモニウム（和光純薬工業株式会社製のオクタデシルアミンと、和光純薬工業株式会社製のよう化水素酸との中和品）３９７ｍｇを用いた以外は実施例８と同様の方法で太陽電池セルを得た。
炭素数１６のヘキサデシルアンモニウム３６９ｍｇを用いる代わりに、炭素数１８のオクタデシルアンモニウム（和光純薬工業株式会社製のオクタデシルアミンと、和光純薬工業株式会社製のよう化水素酸との中和品）３９７ｍｇを用いた以外は実施例８と同様の方法で太陽電池セルを得た。
【0093】
比較例７
炭素数１６のヘキサデシルアンモニウム３６９ｍｇを用いる代わりに、炭素数４のブチルアミンよう化水素酸塩（東京化成工業株式会社製）２０１ｍｇを用いた以外は実施例８と同様の方法で太陽電池セルを得た。
炭素数１６のヘキサデシルアンモニウム３６９ｍｇを用いる代わりに、炭素数４のブチルアミンよう化水素酸塩（東京化成工業株式会社製）２０１ｍｇを用いた以外は実施例８と同様の方法で太陽電池セルを得た。
【0094】
比較例８
炭素数１６のヘキサデシルアンモニウム３６９ｍｇを用いる代わりに、炭素数８のオクチルアミンよう化水素酸塩（和光純薬工業株式会社製のオクチルアミン和光特級と、和光純薬工業株式会社製のよう化水素酸との中和品）２５７ｍｇを用いた以外は実施例８と同様の方法で太陽電池セルを得た。
炭素数１６のヘキサデシルアンモニウム３６９ｍｇを用いる代わりに、炭素数８のオクチルアミンよう化水素酸塩（和光純薬工業株式会社製のオクチルアミン和光特級と、和光純薬工業株式会社製のよう化水素酸との中和品）２５７ｍｇを用いた以外は実施例８と同様の方法で太陽電池セルを得た。
【0095】
【表1】
【0096】
【表2】
【0097】
【表3】
【0098】
表３から、強度比（（１１１）面／（００２）面）が０．１２又は０．０７である層状ペロブスカイトを含む光吸収層を有する実施例８又は９の太陽電池セルは、強度比（（１１１）面／（００２）面）が０である層状ペロブスカイトを含む光吸収層を有する比較例７又は８の太陽電池セルに比べて光電変換効率及び量子効率に優れることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【0099】
本発明の層状ペロブスカイトは、太陽電池の光吸収層として有用である。より詳細には、本発明の層状ペロブスカイトを含む光吸収層、光電変換素子及び太陽電池は、光吸収層（層状ペロブスカイト層）のキャリア輸送能に優れており、バンドギャップも大きいため、優れたエネルギー変換効率を実現することができる。さらに、吸収波長制御も可能であり、彩色性に優れた太陽電池を提供できる。本発明の光吸収層及び光電変換素子は、次世代太陽電池の構成部材として好適に使用することができる。
【符号の説明】
【0100】
１：光電変換素子
２：透明基板
３：透明導電層
４：ブロッキング層
５：電子抽出層
６：光吸収層
７：正孔輸送層
８：電極（正極）
９：電極（負極）
１０：光
１１：電荷輸送層
１２：有機層
１３：電極基板
２：透明基板
３：透明導電層
４：ブロッキング層
５：電子抽出層
６：光吸収層
７：正孔輸送層
８：電極（正極）
９：電極（負極）
１０：光
１１：電荷輸送層
１２：有機層
１３：電極基板
【図1】
【図2】
【図3】