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特表2023-548890逆構造ペロブスカイト太陽電池の電子伝達層用コーティング剤及び逆構造ペロブスカイト太陽電池
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-11-21
(54)【発明の名称】逆構造ペロブスカイト太陽電池の電子伝達層用コーティング剤及び逆構造ペロブスカイト太陽電池
(51)【国際特許分類】
H10K 30/50 20230101AFI20231114BHJP
H10K 30/40 20230101ALI20231114BHJP
H10K 30/85 20230101ALI20231114BHJP
【ＦＩ】
H10K30/50
H10K30/40
H10K30/85
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023527781
(86)(22)【出願日】2021-10-19
(85)【翻訳文提出日】2023-06-26
(86)【国際出願番号】 KR2021014538
(87)【国際公開番号】W WO2022097963
(87)【国際公開日】2022-05-12
(31)【優先権主張番号】10-2020-0148473
(32)【優先日】2020-11-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】520263899
【氏名又は名称】ハンファ ソルーションズ コーポレーション
【氏名又は名称原語表記】ＨＡＮＷＨＡ ＳＯＬＵＴＩＯＮＳ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
(74)【代理人】
【識別番号】110002860
【氏名又は名称】弁理士法人秀和特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ヨン，ウンジュ
(72)【発明者】
【氏名】チョン，クァンホ
【テーマコード（参考）】
5F251
【Ｆターム（参考）】
5F251AA11
5F251CB13
5F251CB24
5F251FA02
5F251FA04
5F251GA02
5F251GA03
5F251XA01
5F251XA54
(57)【要約】
本発明は、電子伝達層（又は電子輸送層）形成用コーティング剤として、表面改質された金属酸化物ナノ粒子を分散液タイプで製造されたコーティング剤として提供し、これを利用して電子伝達層が形成した逆構造ペロブスカイトに関する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
有機溶媒に表面改質された金属酸化物が分散された分散液を含み、前記有機溶媒は、誘電定数が２０以下であることを特徴とする、逆構造ペロブスカイト太陽電池の電子伝達層用コーティング剤。
【請求項2】
表面改質された金属酸化物０．５０～３．００重量％及び残量の有機溶媒を含むことを特徴とする、請求項１に記載の逆構造ペロブスカイト太陽電池の電子伝達層用コーティング剤。
【請求項3】
前記有機溶媒は、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、２－メトキシエタノール及びエチルアセテートのうち選択された１種以上を含むことを特徴とする、請求項１に記載の逆構造ペロブスカイト太陽電池の電子伝達層用コーティング剤。
【請求項4】
前記表面改質された金属酸化物は、金属酸化物ナノ粒子を下記化学式１で表示される化合物と反応させて表面改質させたことを特徴とする、請求項１に記載の逆構造ペロブスカイト太陽電池の電子伝達層用コーティング剤。【化1】
（前記化学式１で、Ｒ１～Ｒ５は、独立的に水素原子又はハロゲン原子であり、ｎは、０～５である。）
【請求項5】
前記金属酸化物ナノ粒子は、スズ（Ｓｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、バナジウム（Ｖ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、ニオビウム（Ｎｂ）、アルミニウム（Ａｌ）及びガリウム（Ｇａ）のうち選択された１種又は２種以上を含む金属の酸化物を含むことを特徴とする、請求項４に記載の逆構造ペロブスカイト太陽電池の電子伝達層用コーティング剤。
【請求項6】
金属酸化物ナノ粒子は、平均粒径２～１０ｎｍであることを特徴とする、請求項４に記載の逆構造ペロブスカイト太陽電池の電子伝達層用コーティング剤。
【請求項7】
請求項１～請求項６のうちいずれか一項に記載のコーティング剤で形成されたコーティング層を含むことを特徴とする、逆構造ペロブスカイト太陽電池の電子伝達層。
【請求項8】
前記コーティング層は、厚さ２０～３０ｎｍであるとき、５００～５５０ｎｍの波長に対する光透過度（ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ）が８８～９５％であることを特徴とする、請求項７に記載の逆構造ペロブスカイト太陽電池の電子伝達層。
【請求項9】
請求項７に記載の電子伝達層を含むことを特徴とする、逆構造ペロブスカイト太陽電池。
【請求項10】
伝導性基板、ドレイン電極（ｄｒａｉｎ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）、正孔輸送層（Ｈｏｌｅｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｌａｙｅｒ）、光吸収層、電子伝達層（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇ Ｌａｙｅｒ）及びソース電極（ｓｏｕｒｃｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）が順に積層された構造を含むことを特徴とする、請求項９に記載の逆構造ペロブスカイト太陽電池。
【請求項11】
前記光吸収層及び電子伝達層の間にパッシベーション（ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ）層をさらに含むことを特徴とする、請求項１０に記載の逆構造ペロブスカイト太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、太陽電池の電子伝達層形成用コーティング剤及びこれを利用して形成された電子伝達層を含む逆構造ペロブスカイト太陽電池に関する。
【背景技術】
【0002】
化石エネルギーの枯渇とその使用による地球の環境的な問題を解決するために、太陽エネルギー、風力、水力のような再生可能であり、清浄な代替エネルギー源に対する研究が活発に進行されている。
【0003】
その中で太陽光から直接電気的エネルギーを変化させる太陽電池に対する関心が大きく増加している。ここで、太陽電池とは、太陽光から光エネルギーを吸収して電子と正孔を発生する光電効果を利用して電流－電圧を生成する電池を意味する。
【0004】
現在、光エネルギーの変換効率が２０％を越えるｎ－ｐダイオード型シリコン（Ｓｉ）単結晶基盤の太陽電池の製造が可能で実際に太陽光の発電に用いられており、これより変換効率に優れたガリウムアーセナイド（ＧａＡｓ）のような化合物半導体を利用した太陽電池もある。しかし、このような無機半導体基盤の太陽電池は、高効率化のために非常に高純度に精製した素材が必要なので、原素材の精製に多くのエネルギーが消費され、また、原素材を利用して単結晶あるいは薄膜化する過程で高価の工程装備が要求されて太陽電池の製造費用を低くするには限界があり、大規模的な活用への障害物となって来た。
【0005】
それによって、太陽電池を低価で製造するためには、太陽電池で核心として用いられる素材あるいは製造工程の費用を大幅に減少させる必要があり、無機半導体基盤の太陽電池の代案として低価の素材と工程で製造が可能なペロブスカイト太陽電池に対する研究が進行されている。
【0006】
最近、ペロブスカイト構造のハロゲン化合物である（ＮＨ３ＣＨ３）ＰｂＸ３（Ｘ＝Ｉ、Ｂｒ、Ｃｌ）を光活性体で用いるペロブスカイト太陽電池が開発されて商業化のための研究が進行されている。ペロブスカイト構造の一般的な構造式は、ＡＢＸ３構造であり、Ｘには陰イオンが位置し、Ａには大きい陽イオンが位置し、Ｂにはサイズが小さい陽イオンが位置する構造を有する。
【0007】
分子式（ＣＨ３ＮＨ３）ＰｂＸ３の有機金属ハロゲン化合物であるペロブスカイト太陽電池は、２００９年に初めて太陽電池の光活性体で使われた。その後、２０１２年現在のような構造の固体型ペロブスカイト太陽電池が開発された以来、急速に効率向上が行われた。通常のペロブスカイト太陽電池は、電子伝達層に金属酸化物を用い、正孔輸送層（ＨＴＬ）にｓｐｉｒｏ－ＯＭＥＴＡＤのような有機物又は高分子物質を主に用いる。すなわち、ＦＴＯのような透明電極に金属酸化物の多孔性膜又は薄膜を製作してペロブスカイト物質をコーティングし、その後、正孔輸送層をコーティングした後に金（Ａｕ）又は銀（Ａｇ）のような電極層を蒸着する。
【0008】
ペロブスカイト太陽電池の商業化のための重要な課題は、安定性の確保及びフレキシブル（ｆｌｅｘｉｂｌｅ）技術であるが、光活性層の上部に金属酸化物を利用して形成された既存の電子伝達層は、光活性層（又は光吸収層）の上部に金属酸化物を蒸着又は金属酸化物をコーティングさせた後、その上に別の有機バインダコーティング層を形成させた。ところが、金属酸化物を蒸着させて形成させる場合、製造工程が複雑多段となり製造費用を
大きく増加させ、蒸着工程過程で発生する物理的、化学的エネルギーにより光吸収層が損傷され得るという不利な問題がある。そして、有機バインダコーティング層を形成させる方法は、コーティング層の形成のために高温熱処理をするが、ペロブスカイト物質は、２００℃以上の高温では分解される問題があり、太陽電池のフレキシブル性を低下させペロブスカイト太陽電池の適用範囲を狭小にする問題があった。
大きく増加させ、蒸着工程過程で発生する物理的、化学的エネルギーにより光吸収層が損傷され得るという不利な問題がある。そして、有機バインダコーティング層を形成させる方法は、コーティング層の形成のために高温熱処理をするが、ペロブスカイト物質は、２００℃以上の高温では分解される問題があり、太陽電池のフレキシブル性を低下させペロブスカイト太陽電池の適用範囲を狭小にする問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明は、上述した課題を解決するために案出されたものであって、電子伝達層（又は電子輸送層、ＥＴＬ、Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇ Ｌａｙｅｒ）形成用コーティング剤として、表面改質された金属酸化物ナノ粒子を分散液タイプで製造されたコーティング剤で提供し、これを利用して電子伝達層を形成した逆構造ペロブスカイトを提供しようとする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上述した課題を解決するために、本発明は、逆構造ペロブスカイト太陽電池の電子伝達層用コーティング剤に関するものであって、有機溶媒に表面改質された金属酸化物が分散された分散液を含む。
【0011】
本発明の好ましい一実施例として、本発明の前記電子伝達層用コーティング剤は、表面改質された金属酸化物０．５０～３．００重量％及び残量の有機溶媒を含んでもよい。
【0012】
本発明の好ましい一実施例として、前記有機溶媒は、誘電定数が２０以下であってもよい。
【0013】
本発明の好ましい一実施例として、前記有機溶媒は、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、２－メトキシエタノール及びエチルアセテートのうち選択された１種以上を含んでもよい。
【0014】
本発明の好ましい一実施例として、前記表面改質された金属酸化物は、金属酸化物ナノ粒子を下記化学式１で表示される化合物と反応させて表面改質させたものであってもよい。
【0015】
【化1】
【0016】
前記化学式１で、Ｒ１～Ｒ５は、独立的に水素原子又はハロゲン原子であり、ｎは、０～５である。
【0017】
本発明の好ましい一実施例として、前記金属酸化物ナノ粒子は、スズ（Ｓｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、バナジウム（Ｖ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、ニオビウム（Ｎｂ）、アルミニウム（Ａｌ）及びガリウム（Ｇａ）のうち選択された１種又は２種以上を含む金属の酸化物を含んでもよい。
【0018】
本発明の好ましい一実施例として、前記金属酸化物ナノ粒子は、平均粒径２～１０ｎｍであってもよい。
【0019】
本発明の他の目的は、上述した電子伝達層用コーティング剤で形成されたコーティング層を含む逆構造ペロブスカイト太陽電池の電子伝達層に関する。
【0020】
本発明の好ましい一実施例として、前記コーティング層は、厚さ２０～３０ｎｍであるとき、５００～５５０ｎｍの波長に対する光透過度（ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ）が８８～９５％であってもよい。
【0021】
本発明のまた他の目的は、前記電子伝達層を含む逆構造ペロブスカイト太陽電池に関する。
【0022】
本発明の好ましい一実施例として、逆構造ペロブスカイト太陽電池は、伝導性基板、ドレイン電極（ｄｒａｉｎ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）、正孔輸送層（Ｈｏｌｅ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｌａｙｅｒ）、光吸収層、電子伝達層（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇ Ｌａｙｅｒ）及びソース電極（ｓｏｕｒｃｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）が順に積層された構造を含んでもよい。
【0023】
本発明の好ましい一実施例として、逆構造ペロブスカイト太陽電池は、前記光吸収層及び電子伝達層の間にパッシベーション（ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ）層をさらに含んでもよい。
【発明の効果】
【0024】
本発明の電子伝達層形成用コーティング剤は、薄膜の形成のための高温処理過程なしに２００℃以下の低温熱処理を通じて１～２０ｎｍ厚さの超薄膜を形成させ得るので、ペロブスカイト光吸収層の損傷を防止することができ、本発明のコーティング液で形成された電子伝達層は、高い薄膜均一度を有するところ、太陽電池のＶｏｃ（ｏｐｅｎ－ｃｉｒｃｕｉｔ ｖｏｌｔａｇｅ）及びＦＦ（ｆｉｌｌ ｆａｃｔｏｒ）に優れ、高い光透過度（ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ）でＪｓｃ（ｓｈｏｒｔ－ｃｉｒｃｕｉｔ ｃｕｒｒｅｎｔ）に優れ、光－電変換効率に優れた太陽電池を製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【0026】
【0027】
【0028】
【0029】
【0030】
【0031】
【発明を実施するための最良の形態】
【0032】
以下、本発明をより詳しく説明する。
【0033】
本発明は、逆構造ペロブスカイト太陽電池の電子伝達層（又は電子輸送層、ＥＴＬ、Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇ Ｌａｙｅｒ）形成用コーティング剤に関するものであって、表面改質された金属酸化物ナノ粒子が有機溶媒に分散した分散液を含む。
【0034】
本発明のコーティング剤は、全体重量のうち前記表面改質された金属酸化物０．５０～３．００重量％及び残量の有機溶媒を含み、好ましくは、前記表面改質された金属酸化物０．５８～２．８８重量％及び残量の有機溶媒を含み、より好ましくは、前記表面改質された金属酸化物０．６５～１．９１重量％及び残量の有機溶媒を含む。
【0035】
このとき、コーティング剤内の表面改質された金属酸化物の含量が０．５０重量％未満であると、ＳｎＯ２含量が不十分なのでＳｎＯ２薄膜の形成時に光吸収層が露出する問題があり得、３．００重量％を超過すると、ＳｎＯ２薄膜の厚さが増加して太陽電池の短絡電流（Ｊｓｃ）及び開放電圧（Ｖｏｃ）値が減少する問題があり得るので、前記範囲内に表面改質された金属酸化物を含む方が良い。
【0036】
そして、前記有機溶媒は、誘電定数（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｎｓｔａｎｔ）が２０以下、好ましくは、誘電定数５～１５である溶媒を用いることができる。このような有機溶媒の具体的な例としては、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、２－メトキシエタノール及びエチルアセテートなどがあり、これを本発明の有機溶媒として単独、又は混合して用いることができる。もし、誘電率が２０を超過する溶媒を用いる場合、ＳｎＯ２粒子と極性溶媒間の引力が増加してＳｎＯ２粒子が凝集する問題（分散性及び分散安定性の低下）があり得、ＳｎＯ２薄膜の形成過程で極性溶媒に光吸収層であるペロブスカイト物質が分解される問題があり得る。
【0037】
前記表面改質された金属酸化物ナノ粒子は、金属酸化物ナノ粒子を製造する１段階；前記金属酸化物を下記化学式１で表示される化合物と反応させて表面改質された金属酸化物ナノ粒子を製造する２段階；を含む工程を行って製造することができる。
【0038】
【化2】
【0039】
前記化学式１で、Ｒ１～Ｒ５は、独立的に水素原子又はハロゲン原子であり、好ましくは、ハロゲン原子であり、より好ましくは、－Ｆである。そして、ｎは、０～５であり、好ましくは、０～３であり、より好ましくは、０～２である。
【0040】
より具体的に、前記１段階は、金属前駆体及び超純水を混合して金属前駆体溶液を製造する１－１段階；前記金属前駆体溶液に塩基性水溶液を添加して反応溶液を製造する１－２段階；前記反応溶液を水熱合成を行い、水熱合成物から金属酸化物ナノ粒子を収得する１－３段階；を含む工程を行って製造することができる。
【0041】
前記１－１段階の金属前駆体溶液は、金属前駆体及び超純水を含むことができ、金属前駆体溶液内の金属前駆体の濃度は、０．１５～０．７Ｍ、好ましくは、０．１６～０．５Ｍを含むことができる。このとき、金属前駆体溶液内の金属前駆体の濃度が０．１５Ｍ未満であると、金属酸化物ナノ粒子の収得量が過度に少なくなり得、金属前駆体溶液内の金属前駆体の濃度が０．７Ｍを超過すると、金属前駆体水溶液の粘度が増加して、同一工程条件下で製造するとき金属酸化物ナノ粒子のサイズが不均一に形成されて均一なナノ粒子を収得することができないという問題があり得る。
【0042】
前記１－２段階の塩基性水溶液は、ＫＯＨ水溶液、ＮａＯＨ水溶液、ヒドラジン（Ｈｙｄｒａｚｉｎｅ）水溶液及びＮＨ４ＯＨ水溶液のうち選択された１種以上を含むことができる。そして、塩基性水溶液の使用量は、反応溶液のｐＨが８．０以上、好ましくは、ｐＨ８．０～ｐＨ９．０、より好ましくは、ｐＨ８．２～８．８程度となるように金属前駆体溶液に投入し、このとき、ｐＨが８未満であると、金属酸化物ナノ粒子の収得量が過度に少なくなり得、また、金属前駆体溶液がゲル（Ｇｅｌ）化して撹拌がよく行われない問題があり得、ｐＨが過度に高いと、金属酸化物粒子の粒径が過度に大きくなる問題があり得る。
【0043】
前記１－３段階の水熱合成は、当業界で用いられている一般的な水熱合成法を適用して行うことができ、前記水熱合成は、１００～２００℃、好ましくは、１２０～１９０℃、より好ましくは、１４０～１８０℃下で６～４８時間の間、好ましくは、１０～２４時間、より好ましくは、１２～１８時間の間行った方が良い。このとき、水熱合成温度が１００℃未満であると、金属酸化物の結晶性が低いという問題があり得、２００℃を超過すると、金属酸化物粒子のサイズが増加する問題があり得る。また、水熱合成時間が６時間未満であると、金属酸化物ナノ粒子の収率が過度に落ちる問題があり得、４８時間を超過すると、水熱合成物のサイズが過度に大きくなる問題があり得るので、前記時間内で水熱合成を行った方が良い。
【0044】
水熱合成を通じて収得した金属酸化物ナノ粒子を超純水及びエタノールを利用して３～５回繰り返し洗浄することができる。
【0045】
このようにして収得された金属酸化物ナノ粒子は、平均粒径２～１０ｎｍ、好ましくは、平均粒径２～８ｎｍ、より好ましくは、平均粒径３～５ｎｍであってもよい。
【0046】
また、前記金属酸化物ナノ粒子の金属酸化物は、スズ（Ｓｎ）、チタン（Ｔｉ）、ジンク（Ｚｎ）、セリウム（Ｃｅ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、バナジウム（Ｖ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、ニオビウム（Ｎｂ）、アルミニウム（Ａｌ）及びガリウム（Ｇａ）のうち選択された１種又は２種以上を含む金属の酸化物であってもよく、一具現例として、前記金属酸化物は、ＳｎＯ２、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＣｅＯ２及び／又はＺｎ２ＳｎＯ４などを含むことができ、好ましくは、ＳｎＯ２及び／又はＺｎＯを含むことができる。
【0047】
次に、２段階は、１段階で収得した金属酸化物ナノ粒子の表面を改質する工程であって、前記金属酸化物ナノ粒子及び超純水を混合して溶液を製造する２－１段階；前記溶液に前記化学式１で表示される化合物を添加して反応溶液を製造する２－２段階；前記反応溶液
に還流反応を行う２－３段階；還流反応を行って溶液から反応生成物を分離し、分離した反応生成物を洗浄する２－４段階；及び洗浄した反応生成物を乾燥して表面改質された金属酸化物ナノ粒子を収得する２－５段階；を含む工程を行うことができる。
に還流反応を行う２－３段階；還流反応を行って溶液から反応生成物を分離し、分離した反応生成物を洗浄する２－４段階；及び洗浄した反応生成物を乾燥して表面改質された金属酸化物ナノ粒子を収得する２－５段階；を含む工程を行うことができる。
【0048】
前記反応溶液は、金属酸化物ナノ粒子１００重量部に対して超純水１００～７００重量部及び前記化学式１で表示される化合物３００～１，５００重量部を含むことができ、好ましくは、金属酸化物ナノ粒子１００重量部に対して超純水３５０～６００重量部及び前記化合物４００～１，２００重量部を含むことができ、より好ましくは、超純水３５０～５５０重量部及び前記化合物４５０～８５０重量部を含むことができる。このとき、超純水の使用量が１００重量部未満であると、表面改質工程中に溶媒の還流が十分に行われず、表面改質が均一に行われない問題があり得、７００重量部を超過すると、還流反応時間が過度に長くなる問題があり得る。また、前記化合物の使用量が３００重量部未満であると、金属酸化物表面の改質程度が過度に不足又は不均一となって金属酸化物粒子が均一に溶媒に分散せず沈澱する問題があり得、１，５００重量部を超過すると、非経済的であり、むしろ未反応化合物により太陽電池の素子特性が低下する問題があり得るので、前記範囲内で用いる方が良い。
【0049】
２－３段階の還流反応は、８０～１４０℃下で、好ましくは、８０～１２０℃下で行うことができ、このとき、還流反応温度が８０℃未満であると、還流が十分に行われない問題があり得、１４０℃を超過すると、金属酸化物の表面が過度に改質されて太陽電池素子の駆動を阻害する問題があり得る。そして、還流反応時間は、１～４時間程度、好ましくは、１．５～３時間程度が適切である。
【0050】
２－４段階の分離及び／又は洗浄は、当業界で用いられている一般的な方法で行うことができ、一具現例として、遠心分離を行って反応溶液から還流反応生成物を収得した後、これを超純水などで洗浄して行うことができる。
【0051】
２－５段階の乾燥は、当業界で用いられている一般的な方法で行うことができ、一具現例として、洗浄を行って収得した反応生成物を５０～８０℃オーブンで熱を加えて行うことができる。
【0052】
上述した本発明の電子伝達層形成用コーティング剤は、スピンコーティング（ｓｐｉｎ ｃｏａｔｉｎｇ）、ブレードコーティング（ｂｌａｄｅ ｃｏａｔｉｎｇ）、バーコーティング（ｂａｒ ｃｏａｔｉｎｇ）、スプレーコーティング（ｓｐｒａｙ ｃｏａｔｉｎｇ）、グラビアコーティング、ダイコーティングなど一般的なコーティング方法でコーティングを行うことができ、一具現例として、コーティングした後に２００℃以下で熱処理加工して厚さ１００ｎｍ以下、好ましくは、厚さ１～４０ｎｍ、より好ましくは、１～２０ｎｍ厚さの超薄膜を形成させてもよい。
【0053】
このような本発明の前記コーティング剤を利用して逆構造（ｉｎｖｅｒｔｅｄ）又はピン構造ペロブスカイト太陽電池を次のように製造することができる。
【0054】
本発明の逆構造ペロブスカイト太陽電池は、伝導性基板、ドレイン電極（ｄｒａｉｎｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）、正孔輸送層（ＨＴＬ、Ｈｏｌｅ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｌａｙｅｒ）、光吸収層（又は光活性層）、電子伝達層（又は電子輸送層、ＥＴＬ、Ｅｌｅｃｔｒｏｎ
Ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇ Ｌａｙｅｒ）及びソース電極（ｓｏｕｒｃｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）が順に積層された構造の太陽電池であってもよい。
Ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇ Ｌａｙｅｒ）及びソース電極（ｓｏｕｒｃｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）が順に積層された構造の太陽電池であってもよい。
【0055】
また、本発明の逆構造ペロブスカイト太陽電池は、伝導性基板、ドレイン電極、正孔輸送層、光吸収層、電子伝達層及びソース電極が順に積層された形態が１個のセットを構成し
、前記セットが単層又は多数層で積層されて形成されてもよい。
、前記セットが単層又は多数層で積層されて形成されてもよい。
【0056】
前記伝導性基板は、当業界で用いられている一般的な伝導性基板を用いることができ、一例として、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエステルスルホン、芳香族ポリエステル又はポリイミドなどの素材で製造された透明プラスチック基板、ガラス基板、スズ基板、シリコン基板などを用いることができる。
【0057】
前記ドレイン電極は、伝導性金属、伝導性金属の合金、金属酸化物及び伝導性高分子のうち選択された１種以上を含む素材で製造することができ、好ましい一例として、ＩＴＯ（ｌｎｄｕｉｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＦＴＯ（Ｆｌｕｏｒｉｎｅ ｄｏｐｅｄ Ｔｉｎ
Ｏｘｉｄｅ）、ＡＴＯ（Ｓｂ２Ｏ３ ｄｏｐｅｄ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＧＴＯ（Ｇａｌｌｉｕｍ ｄｏｐｅｄ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＺＴＯ（ｔｉｎ ｄｏｐｅｄ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、ＺＴＯ：Ｇａ（ｇａｌｌｉｕｍ ｄｏｐｅｄ ＺＴＯ）、ＩＧＺＯ（ｌｎｄｉｕｍ ｇａｌｌｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（ｌｎｄｉｕｍ ｄｏｐｅｄ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）及び／又はＡＺＯ（Ａｌｕｍｉｎｕｍ ｄｏｐｅｄ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）などを含むことができる。
Ｏｘｉｄｅ）、ＡＴＯ（Ｓｂ２Ｏ３ ｄｏｐｅｄ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＧＴＯ（Ｇａｌｌｉｕｍ ｄｏｐｅｄ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＺＴＯ（ｔｉｎ ｄｏｐｅｄ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、ＺＴＯ：Ｇａ（ｇａｌｌｉｕｍ ｄｏｐｅｄ ＺＴＯ）、ＩＧＺＯ（ｌｎｄｉｕｍ ｇａｌｌｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（ｌｎｄｉｕｍ ｄｏｐｅｄ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）及び／又はＡＺＯ（Ａｌｕｍｉｎｕｍ ｄｏｐｅｄ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）などを含むことができる。
【0058】
そして、前記正孔輸送層（ＨＴＬ）は、無機及び／又は有機正孔伝達物質を含むことができる。前記無機正孔伝達物質は、ニッケル酸化物（ＮｉＯｘ）、ＣｕＳＣＮ、ＣｕＣｒＯ２及びＣｕIのうち選択された１種以上を含むことができる。
【0059】
前記有機正孔伝達物質は、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３級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリジン系化合物、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、ペンタセン（ｐｅｎｔａｃｅｎｅ）、クマリン６（ｃｏｕｍａｒｉｎ ６、３－（２－ｂｅｎｚｏｔｈｉａｚｏｌｙｌ）－７－（ｄｉｅｔｈｙｌａｍｉｎａ）ｃｏｕｍａｒｉｎ）、ＺｎＰＣ（ｚｉｎｃｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）、ＣｕＰＣ（ｃｏｐｐｅｒ ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）、ＴｉＯＰＣ（ｔｉｔａｎｉｕｍ ｏｘｉｄｅ ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）、Ｓｐｉｒｏ－ＭｅＯＴＡＤ（２，２’，７，７’－ｔｅｔｒａｋｉｓ（Ｎ，Ｎ－ｐ－ｄｉｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｏ）－９，９’－ｓｐｉｒｏｂｉｆｌｕｏｒｅｎｅ）、Ｆ１６ＣｕＰＣ（ｃｏｐｐｅｒ（ＩＩ）１，２，３，４，８，９，１０，１１，１５，１６，１７，１８，２２，２３，２４，２５－ｈｅｘａｄｅｃａｆｌｕｏｒｏ－２９Ｈ，３１Ｈ－ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）、ＳｕｂＰｃ（ｂｏｒｏｎ ｓｕｂｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ ｃｈｌｏｒｉｄｅ）及びＮ３（ｃｉｓ－ｄｉ（ｔｈｉｏｃｙａｎａｔｏ）－ｂｉｓ（２，２’ｂｉｐｙｒｉｄｙｌ－４，４’－ｄｉｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ａｃｉｄ）－ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ（ＩＩ）、Ｐ３ＨＴ（ｐｏｌｙ［３－ｈｅｘｙｌｔｈｉｏｐｈｅｎｅ］）、ＭＤＭＯ－ＰＰＶ（ｐｏｌｙ［２－ｍｅｔｈｏｘｙ―５－（３’，７’－ｄｉｍｅｔｈｙｌｏｃｔｙｌｏｘｙｌ）］－１，４－ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｖｉｎｙｌｅｎｅ）、ＭＥＨ－ＰＰＶ（ｐｏｌｙ［２－ｍｅｔｈｏｘｙ－５－（２”－ｅｔｈｙｌｈｅｘｙｌｏｘｙ）－ｐ－ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｖｉｎｙｌｅｎｅ］、Ｐ３ＯＴ（ｐｏｌｙ（３－ｏｃｔｙｌ ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ））、ＰＯＴ（ｐｏｌｙ（ｏｃｔｙｌ ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ））、Ｐ３ＤＴ（ｐｏｌｙ（３－ｄｅｃｙｌ ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ））、Ｐ３ＤＤＴ（ｐｏｌｙ（３－ｄｏｄｅｃｙｌ ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）、ＰＰＶ（ｐｏｌｙ（ｐ－ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｖｉｎｙｌｅｎｅ））、ＴＦＢ（ｐｏｌｙ（９，９’－ｄｉｏｃｔｙｌｆｌｕｏｒｅｎｅ－ｃｏ－Ｎ－（４－ｂｕｔｙｌｐｈｅｎｙｌ）ｄｉｐｈｅｎｙｌ ａｍｉｎｅ）、ポリアニリン（Ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ）、Ｓｐｉｒｏ－ＭｅＯＴＡＤ（［２，２２'，７，７７'－ｔｅｔｒｋｉｓ（Ｎ，Ｎ－ｄｉ－ｐｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌ ａｍｉ
ｎｅ）－９，９，９'－ｓｐｉｒｏｂｉ ｆｌｕｏｒｉｎｅ］）、ＣｕＳＣＮ、Ｃｕｌ、
ＰＣＰＤＴＢＴ（Ｐｏｌｙ「２，１，３－ｂｅｎｚｏｔｈｉａｄｉａｚｏｌｅ－４，７－ｄｉｙｌ「４，４－ｂｉｓ（２－ｅｔｈｙｌｈｅｘｙｌ－４Ｈ－ｃｙｃｌｏｐｅｎｔａ「２，１－ｂ：３，４－ｂ’」ｄｉｔｈｉｏｐｈｅｎｅ－２，６－ｄｉｙｌ）」、Ｓｉ－ＰＣＰＤＴＢＴ（ｐｏｌｙ［（４，４'－ｂｉｓ（２－ｅｔｈｙｌｈｅｘｙｌ）ｄｉｔｈｉ
ｅｎｏ［３，２－ｂ：２'，３'－ｄ］ｓｉｌｏｌｅ）２，６－ｄｉｙｌ－ａｌｔ－（２，１，３－ｂｅｎｚｏｔｈｉａｄｉａｚｏｌｅ）―４，７－ｄｉｙｌ］）、ＰＢＤＴＴＰＤ（ｐｏｌｙ（（４，８－ｄｉｅｔｈｙｌｈｅｘｙｌｏｘｙｌ）、ＰＦＤＴＢＴ（ｐｏｌｙ「２，７－（９－（２－ｅｔｈｙｌｈｅｘｙｌ）－９－ｈｅｘｙｌ－ｆｌｕｏｒｅｎｅ）－ａｌｔ－５，５－（４’，７，－ｄｉ－２－ｔｈｉｅｎｙｌ－２’，１’，３’－ｂｅｎｚｏｔｈｉａｄｉａｚｏｌｅ）」）、ＰＦＯ－ＤＢＴ（ｐｏｌｙ［２，７－９，９－（ｄｉｏｃｔｙｌ－ｆｌｕｏｒｅｎｅ）－ａｌｔ－５，５－（４’，７’－ｄｉ－２－ｔｈｉｅｎｙｌ－２’，１’，３’－ｂｅｎｚｏｔｈｉａｄｉａｚｏｌｅ）］）、ＰＳｉＦＤＴＢＴ（ｐｏｌｙ「（２，７－ｄｉｏｃｔｙｌｓｉｌａｆｌｕｏｒｅｎｅ）－２，７－ｄｉｙｌ－ａｌｔ－（４，７－ｂｉｓ（２－ｔｈｉｅｎｙｌ）－２，１，３－ｂｅｎｚｏｔ
ｈｉａｄｉａｚｏｌｅ）－５，５'－ｄｉｙｌ」）、ＰＣＤＴＢＴ（Ｐｏｌｙ「「９－
（１－ｏｃｔｙｌｎｏｎｙｌ）－９Ｈ－ｃａｒｂａｚｏｌｅ－２，７－ｄｉｙｌ」－２，５－ｔｈｉｏｐｈｅｎｅｄｉｙｌ－２，１，３－ｂｅｎｚｏｔｈｉａｄｉａｚｏｌｅ－４，７－ｄｉｙｌ－２，５－ｔｈｉｏｐｈｅｎｅｄｉｙｌ」）、ＰＦＢ（ｐｏｌｙ（９，９'－ｄｉｏｃｔｙｌｆｌｕｏｒｅｎｅ－ｃｏ－ｂｉｓ（Ｎ，Ｎ'－（４，ｂｕｔｙｌｐｈｅｎｙ））ｂｉｓ（Ｎ，Ｎ'－ｐｈｅｎｙｌ－１，４－ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ）ｄｉａｍｉｎ
ｅ）、Ｆ８ＢＴ（ｐｏｌｙ（９，９'－ｄｉｏｃｔｙｌｆｌｕｏｒｅｎｅ－ｃｏｂｅｎｚ
ｏｔｈｉａｄｉａｚｏｌｅ）、ＰＥＤＯＴ（ｐｏｌｙ（３，４－ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ））、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ ｐｏｌｙ（３，４－ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）ｐｏｌｙ（ｓｔｙｒｅｎｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ）、ＰＴＡＡ（ｐｏｌｙ（ｔｒｉａｒｙｌａｍｉｎｅ））、２－ＰＡＣｚ、及び／又はＭｅＯ－２ＰＡＣｚを含むことができる。
ｎｅ）－９，９，９'－ｓｐｉｒｏｂｉ ｆｌｕｏｒｉｎｅ］）、ＣｕＳＣＮ、Ｃｕｌ、
ＰＣＰＤＴＢＴ（Ｐｏｌｙ「２，１，３－ｂｅｎｚｏｔｈｉａｄｉａｚｏｌｅ－４，７－ｄｉｙｌ「４，４－ｂｉｓ（２－ｅｔｈｙｌｈｅｘｙｌ－４Ｈ－ｃｙｃｌｏｐｅｎｔａ「２，１－ｂ：３，４－ｂ’」ｄｉｔｈｉｏｐｈｅｎｅ－２，６－ｄｉｙｌ）」、Ｓｉ－ＰＣＰＤＴＢＴ（ｐｏｌｙ［（４，４'－ｂｉｓ（２－ｅｔｈｙｌｈｅｘｙｌ）ｄｉｔｈｉ
ｅｎｏ［３，２－ｂ：２'，３'－ｄ］ｓｉｌｏｌｅ）２，６－ｄｉｙｌ－ａｌｔ－（２，１，３－ｂｅｎｚｏｔｈｉａｄｉａｚｏｌｅ）―４，７－ｄｉｙｌ］）、ＰＢＤＴＴＰＤ（ｐｏｌｙ（（４，８－ｄｉｅｔｈｙｌｈｅｘｙｌｏｘｙｌ）、ＰＦＤＴＢＴ（ｐｏｌｙ「２，７－（９－（２－ｅｔｈｙｌｈｅｘｙｌ）－９－ｈｅｘｙｌ－ｆｌｕｏｒｅｎｅ）－ａｌｔ－５，５－（４’，７，－ｄｉ－２－ｔｈｉｅｎｙｌ－２’，１’，３’－ｂｅｎｚｏｔｈｉａｄｉａｚｏｌｅ）」）、ＰＦＯ－ＤＢＴ（ｐｏｌｙ［２，７－９，９－（ｄｉｏｃｔｙｌ－ｆｌｕｏｒｅｎｅ）－ａｌｔ－５，５－（４’，７’－ｄｉ－２－ｔｈｉｅｎｙｌ－２’，１’，３’－ｂｅｎｚｏｔｈｉａｄｉａｚｏｌｅ）］）、ＰＳｉＦＤＴＢＴ（ｐｏｌｙ「（２，７－ｄｉｏｃｔｙｌｓｉｌａｆｌｕｏｒｅｎｅ）－２，７－ｄｉｙｌ－ａｌｔ－（４，７－ｂｉｓ（２－ｔｈｉｅｎｙｌ）－２，１，３－ｂｅｎｚｏｔ
ｈｉａｄｉａｚｏｌｅ）－５，５'－ｄｉｙｌ」）、ＰＣＤＴＢＴ（Ｐｏｌｙ「「９－
（１－ｏｃｔｙｌｎｏｎｙｌ）－９Ｈ－ｃａｒｂａｚｏｌｅ－２，７－ｄｉｙｌ」－２，５－ｔｈｉｏｐｈｅｎｅｄｉｙｌ－２，１，３－ｂｅｎｚｏｔｈｉａｄｉａｚｏｌｅ－４，７－ｄｉｙｌ－２，５－ｔｈｉｏｐｈｅｎｅｄｉｙｌ」）、ＰＦＢ（ｐｏｌｙ（９，９'－ｄｉｏｃｔｙｌｆｌｕｏｒｅｎｅ－ｃｏ－ｂｉｓ（Ｎ，Ｎ'－（４，ｂｕｔｙｌｐｈｅｎｙ））ｂｉｓ（Ｎ，Ｎ'－ｐｈｅｎｙｌ－１，４－ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ）ｄｉａｍｉｎ
ｅ）、Ｆ８ＢＴ（ｐｏｌｙ（９，９'－ｄｉｏｃｔｙｌｆｌｕｏｒｅｎｅ－ｃｏｂｅｎｚ
ｏｔｈｉａｄｉａｚｏｌｅ）、ＰＥＤＯＴ（ｐｏｌｙ（３，４－ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ））、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ ｐｏｌｙ（３，４－ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）ｐｏｌｙ（ｓｔｙｒｅｎｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ）、ＰＴＡＡ（ｐｏｌｙ（ｔｒｉａｒｙｌａｍｉｎｅ））、２－ＰＡＣｚ、及び／又はＭｅＯ－２ＰＡＣｚを含むことができる。
【0060】
そして、前記正孔輸送層の形成方法としては、塗布法及び真空蒸着法などが挙げられ、塗布法としては、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。
【0061】
また、本発明の太陽電池の構成のうち前記光吸収層は、太陽電池の光吸収層に適用される一般的なペロブスカイト素材を含むことができ、好ましい一例として、下記化学式２で表示されるペロブスカイト物質を含むことができる。
【0062】
【化3】
【0063】
化学式２で、Ｃは、１価陽イオンであって、アミン、アンモニウム、１族金属、２族金属及び／又は他の陽イオン又は陽イオン－類似化合物を含むことができ、好ましくは、ホルムアミジウム（ＦＡ、ｆｏｒｍａｍｉｄｉｎｉｕｍ）、メチルアンモニウム（ＭＡ、ｍｅｔｈｙｌａｍｍｏｎｉｕｍ）、ＦＡＭＡ、ＣｓＦＡＭＡ又はＮ（Ｒ）４
＋（ここで、Ｒは、同一であるか又は相異なっている基であってもよく、Ｒは、炭素数１～の直鎖型アルキル基、炭素数３～５の分枝鎖型アルキル基、フェニル基、アルキルフェニル基、アルコキシフェニル基又はアルキルハライドである）。
【0064】
また、化学式２のＭは、２価陽イオンであって、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｐｂ、
Ｂｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｅｕ及びＺｒのうち選択された１種又は２種を含むことができる。
Ｂｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｅｕ及びＺｒのうち選択された１種又は２種を含むことができる。
【0065】
また、化学式２のＸは、１価陰イオンであって、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ及びＩのうち選択された１種以上のハライド元素及び／又は１６族陰イオンを含むことができ、好ましい一例として、Ｘは、１ｘＢｒ３ｘ（Ｏ≦ｘ≦３）であってもよい。
【0066】
そして、前記化学式２の好ましい一具現例として、ＦＡＰｂＩｘＢｒ３ｘ（Ｏ≦ｘ≦３）、ＭＡＰｂｌｘＢｒ３－ｘ（Ｏ≦ｘ≦３）、ＣＳＭＡＦＡＰｂｌｘＢｒ３－ｘ（Ｏ≦ｘ≦３）、ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＸ３（Ｘ＝Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、Ｂｒｌ２又はＢｒ２Ｉ）、ＣＨ３ＮＨ３ＳｎＸ３（Ｘ＝Ｃｌ、Ｂｒ又はＩ）、ＣＨ（＝ＮＨ）ＮＨ３ＰｂＸ３（Ｘ＝Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、Ｂｒｌ２又はＢｒ２Ｉ）、ＣＨ（＝ＮＨ）ＮＨ３ＳｎＸ３（Ｘ＝Ｃｌ、Ｂｒ又はＩ）などがある。
【0067】
また、本発明の太陽電池において、前記光吸収層は、同一のペロブスカイト物質で構成された単層であるか、又は他のペロブスカイト物質で構成された層が多数積層された多層構造であってもよく、１種のペロブスカイト物質からなった光吸収層の内部に柱形状、板状、針状、ワイヤ形状、棒状などのフィラー形状を有する前記１種のペロブスカイト物質と他の異種のペロブスカイト物質を含んでもよい。
【0068】
本発明の太陽電池の構成のうち電子伝達層は、上述した本発明のコーティング剤（表面改質された金属酸化物ナノ粒子が有機溶媒に分散された分散液）のコーティング液でコーティング処理した後、２００℃以下、好ましくは、３０～１００℃以下で低温熱処理して薄膜形態のコーティング層を形成させて電子伝達層を光吸収層の上部に形成させ得る。
【0069】
このとき、前記コーティングは、スピンコーティング（ｓｐｉｎ ｃｏａｔｉｎｇ）、ブレードコーティング（ｂｌａｄｅ ｃｏａｔｉｎｇ）、バーコーティング（ｂａｒ ｃｏａｔｉｎｇ）、スプレーコーティング（ｓｐｒａｙ ｃｏａｔｉｎｇ）、グラビアコーティング又はダイコーティングを行うことができる。
【0070】
そして、前記電子伝達層の厚さが１００ｎｍ以下、好ましくは、１～４０ｎｍ、より好ましくは、１～２０ｎｍで形成させた方が良く、このとき、電子伝達層の厚さが１００ｎｍを超過すると、太陽電池の短絡電流（Ｊｓｃ）及び開放電圧（Ｖｏｃ）が減少する問題があり得るので、前記範囲内の厚さで形成させた方が良い。
【0071】
このように形成されたコーティング層、すなわち、電子伝達層の表面は、粗さが非常に低く形成され得、ＲＭＳ（ｒｏｏｔ ｍｅａｎ ｓｑｕａｒｅ）粗さ（ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）が３０ｎｍ以下、好ましくは、１７．０～２５．０ｎｍ、より好ましくは、１７．５～２４．０ｎｍを満足することができる。
【0072】
そして、本発明の太陽電池の構成のうち前記ソース電極は、Ｐｔ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｃ及び伝導性高分子のうち選択された１種以上の物質をコーティング又は蒸着させて形成させ得る。
【0073】
また、本発明の太陽電池は、前記光吸収層及び電子伝達層の間にパッシベーション（ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ）層をさらに含んでもよい。
【0074】
以下では、実施例を通じて本発明をより具体的に説明するが、下記実施例が本発明の範囲を制限するものではなく、これは本発明の理解を助けるためのものと解釈しなければならない。
【0075】
＜実施例１＞
【0076】
実施例１：電子伝達層（ＥＴＬ）形成用コーティング液の製造
【0077】
（１）ＳｎＯ２ナノ粒子の製造
【0078】
ＳｎＣｌ４・５Ｈ２Ｏを超純水が入っているビーカーに投入して撹拌してＳｎＣｌ４濃度０．３３Ｍである金属前駆体溶液を製造した後、金属前駆体溶液２６５ｍｌに塩基性水溶液であるＮＨ４ＯＨ ３５ｍｌを添加して水溶液のｐＨが約８．０～８．５である反応溶液を製造した。
【0079】
前記反応性溶液を圧力容器（Ａｕｔｏｃｌａｖｅ ｏｒ ｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌ ｒｅａｃｔｏｒ）に入れ、１８０℃で１２時間の間水熱合成を実施した。
【0080】
次に、水熱合成を通じて収得した収得物を超純水及びエタノールを利用して３～５回洗浄してＳｎＯ２ナノ粒子を製造した。
【0081】
製造されたＳｎＯ２ナノ粒子の平均粒径は、３～５ｎｍであった。
【0082】
【0083】
（２）表面改質されたＳｎＯ２ナノ粒子の製造
【0084】
先に製造した前記ＳｎＯ２ナノ粒子８ｇを超純水４０ｍＬが入っている丸底フラスコに投入して撹拌した後、ＴＦＡ（Ｔｒｉｆｌｕｏｒｏａｃｅｔｉｃ ａｃｉｄ）５４ｇを添加して反応溶液を製造した。製造された反応溶液を含んでいる丸底フラスコにコンデンサー（ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ）を装着し、９０℃で２時間の間還流反応を実施した。
【0085】
次に、前記還流反応させた反応溶液を遠心分離機を利用してナノ粒子を分離した後、６０℃のオーブンで乾燥して表面改質されたＳｎＯ２ナノ粒子を製造した。
【0086】
そして、製造した表面改質されたＳｎＯ２ナノ粒子のＦＴ－ＩＲ測定結果を図３に示した。
【0087】
（３）表面改質されたＳｎＯ２ナノ粒子の分散溶液（コーティング液）の製造
【0088】
先に製造した前記表面改質されたＳｎＯ２ナノ粒子３０ｍｇを極性が低いイソプロピルアルコール（誘電定数（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｎｓｔａｎｔ）≦２０）４ｍｌに添加した後、超音波粉砕機を利用して分散溶液タイプの電子伝達層形成用コーティング液（表面改質された金属酸化物約０．７４重量％）を製造した。
【0089】
そして、分散溶液タイプの電子伝達層形成用コーティング液を撮った写真を図４の（ｂ）に示し、図４の（ａ）は、表面改質されなかったＳｎＯ２ナノ粒子３０ｍｇをイソプロピルアルコールに添加した後、超音波粉砕機を利用して分散させた後に撮った写真である。
【0090】
＜比較例１＞
【0091】
実施例１の（１）で製造したＳｎＯ２ナノ粒子を表面改質工程なしに準備した。
【0092】
そして、前記表面加湿されなかったＳｎＯ２ナノ粒子を３０ｍｇをイソプロピルアルコール４ｍｌに添加した後、超音波粉砕機を利用して分散溶液タイプの電子伝達層形成用コーティング液を製造した。製造したコーティング液を撮った写真を図４の（ａ）に示した。
【0093】
＜実施例２、実施例３及び比較例２、比較例３＞
【0094】
前記実施例１と同一に電子伝達層形成用コーティング液を製造するが、下記表１のような組成を有する表面改質されたＳｎＯ２ナノ粒子を製造した後、表面改質されたＳｎＯ２ナノ粒子を有機溶媒と混合した後に超音波粉砕機を利用して分散溶液タイプの電子伝達層形成用コーティング液をそれぞれ製造し、実施例２、実施例３及び比較例２、比較例３を実施した。
【0095】
＜比較例４＞
【0096】
前記実施例１と同一に電子伝達層形成用コーティング液を製造するが、実施例１の前記表面改質されたＳｎＯ２ナノ粒子を誘電定数が２５であるエチルアルコールと混合した後に超音波粉砕機を利用して分散溶液タイプの電子伝達層形成用コーティング液をそれぞれ製造し、比較例４を実施した。
【0097】
【表1】
【0098】
実験例１：超薄膜の製造及びコーティング層の表面粗さ、光透過率の測定
【0099】
前記実施例及び比較例で製造したコーティング液それぞれをガラス基板とガラス基板を含
むペロブスカイト薄膜の上部にスピンコーティングした後、３０℃で熱処理して２０ｎｍ厚さの超薄膜を製造した。
むペロブスカイト薄膜の上部にスピンコーティングした後、３０℃で熱処理して２０ｎｍ厚さの超薄膜を製造した。
【0100】
そして、ガラス基板を含むペロブスカイト薄膜の上部に形成した超薄膜の表面粗さを非接触式方法で測定した後、粗さの二乗平均平方根（ｒｏｏｔ－ｍｅａｎ－ｓｑｕｒｅ、ｒｍｓ）で算出し、任意の３ポイント（ｐｏｉｎｔ）の表面粗さを測定した後、測定された３ポイントの表面粗さの平均値を下記表２に示した。
【0101】
また、ガラス基板に形成した前記超薄膜をＵＶスペクトラム測定方法で近赤外線光線を超薄膜が形成された基板に走査して試料に対する吸光度と光透過率（ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ、％）を測定し、その結果を下記表２に示し、実施例１に対する光透過率測定結果を図５に示した。このとき、光透過率は、５００～５５０ｎｍでの光透過率である。
【0102】
【表2】
【0103】
前記表２のＲＭＳ粗さ及び光透過は、前記実施例１～３の場合、ＲＭＳ粗さ１８．０～２３．０ｎｍと非常に低い表面粗さを有し、光透過度９０％以上の優れた光学的特性を有することを確認することができた。それに反して、表面改質されたＳｎＯ２ナノ粒子の合成時にＴＦＡを３００重量部未満である２７０重量部のみ使用して製造した表面改質されたＳｎＯ２ナノ粒子を利用したコーティング液である比較例２の場合、実施例１又は実施例２と比較するとき、光透過率が低調であるだけでなく、粗さが相対的に過度に高い問題があり、ＴＦＡを１５００重量部を超過した１５７０重量部を使用した比較例３の場合、実施例３と比較するとき、むしろ粗さも増加して部分的に光透過率が落ちる部分があったが、これは表面改質されたＳｎＯ２ナノ粒子のうち一部のナノ粒子間が固まる現象によると判断される。
【0104】
そして、比較例４の場合、ＳｎＯ２ナノ粒が分散せずに凝集された粒子がガラス基板の上端に島形態でコーティングされて薄膜が形成されない問題があった。
【0105】
製造例１：表面改質されたＳｎＯ２ナノ粒子が適用された逆構造ペロブスカイト（Ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ）太陽電池の製造
【0106】
ドレイン電極（Ｄｒａｉｎ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）として、酸化インジウムスズ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ、ＩＴＯ）が約１１０ｎｍ厚さでコーティングされた有機基板（厚さ１．１ｍｍ、１５．０Ω／ｓｑ）をアセトン及びイソプロピルアルコール（ｉｓ
ｏｐｒｏｐｙｌ ａｌｃｈｏｌ、ＩＰＡ）で順次に超音波洗浄機を利用して１時間ずつ洗浄した。
ｏｐｒｏｐｙｌ ａｌｃｈｏｌ、ＩＰＡ）で順次に超音波洗浄機を利用して１時間ずつ洗浄した。
【0107】
次に、前記ＩＴＯ基板上にＥ－ｂｅａｍ真空蒸着方法条件を通じて３０ｎｍ厚さの正孔輸送層（ＮｉＯｘ）を形成させた。
【0108】
次に、前記正孔輸送層の上部にジメチルホルムアミド（ｄｉｍｅｔｈｙｌｆｏｒｍａｍｉｄｅ、ＤＭＦ）及びジメチルスルホキシド（Ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｓｕｌｆｏｘｉｄｅ、ＤＭＳＯ）に溶解させて形成した黄色光吸収層溶液をスピンコーティングを通じて形成し、１００℃で２０分間熱処理することによって、ＮｉＯｘ正孔輸送層と４５０～５００ｎｍ厚さのペロブスカイト結晶構造を有する光吸収層（ＣＳＭＡＦＡＰｂｌｘＢｒ３－ｘ（０≦ｘ≦３））を形成させた。
【0109】
次に、前記光吸収層の上部に熱蒸着（ｔｈｅｒｍａｌ ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）方法条件を通じて１３ｎｍ厚さのパッシベーション層（Ｃ６０フラーレン）を形成させた。
【0110】
次に、前記パッシベーション層の上部に実施例１で製造した表面改質されたコーティング液を１，５００ｒｐｍで１分間の条件でスピンコーティングした後、３０℃で熱処理して２０ｎｍ厚さの電子伝達層を形成させた。
【0111】
次に、電子伝達層の上部に銀（Ａｇ）を１Ｘ１０－８ｔｏｒｒの圧力で１５０ｎｍの厚さで蒸着してソース電極（ｓｏｕｒｃｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）を形成することによって逆構造のペロブスカイト太陽電池を製造した。
【0112】
そして、製造した太陽電池のＳＥＭ測定イメージを図６に示した。
【0113】
製造例２、製造例３及び比較製造例１～３
【0114】
前記製造例１と同一の方法で逆構造のペロブスカイト太陽電池を製造するが、実施例１のコーティング剤の代わりに実施例２、実施例３及び比較例１～３のコーティング剤それぞれを使用して電子伝達層を形成させた太陽電池それぞれを製造して製造例２、製造例３及び比較製造例１～３をそれぞれ実施した。
【0115】
実験例２：太陽電池の性能測定
【0116】
前記製造例１で製造した太陽電池の電流－電圧の特性及び効率を測定し、その結果を下記表３に示した。そして、製造例１に対する短絡電流密度の測定結果を図７に示した。
【0117】
【表3】
【0118】
前記表３及び図７の太陽電池の電流－電圧の特性及び効率の測定結果、非常に高いフィルファクター及び光電変換効率を有することを確認することができる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【国際調査報告】