[發(fā)明專利]光電轉(zhuǎn)換元件及其制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201980064003.2
• 申請日: 2019-09-26
• 公開（公告）號(hào): CN112771685A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: G·費(fèi)拉拉;西美樹
• 申請（專利權(quán)）人: 住友化學(xué)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01L51/46
• 分類號(hào): H01L51/46;H01L27/146;H01L27/30;H01L51/42;H01L51/44
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 于潔;龐東成

本發(fā)明降低暗電流比。光電轉(zhuǎn)換元件(10)包含：陽極(16)；陰極(12)；設(shè)置于該陽極和陰極間的有源層(14)；以及設(shè)置于有源層和陰極間的至少一層電子傳輸層(13)，電子傳輸層包含絕緣性材料和半導(dǎo)體材料，電子傳輸層的功函數(shù)與陰極的功函數(shù)之差為0.88eV以上。此外，該光電轉(zhuǎn)換元件中，上述有源層包含p型半導(dǎo)體材料和n型半導(dǎo)體材料，上述電子傳輸層的功函數(shù)Wf1和上述n型半導(dǎo)體材料的LUMO的能級(jí)(LUMO)滿足下述式(2)：|LUMO|－Wf1≥0.06eV(2)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光電轉(zhuǎn)換元件及其制造方法。

背景技術(shù)

光電轉(zhuǎn)換元件從例如節(jié)省能源、降低二氧化碳排放量的方面出發(fā)是極為有用的器件，受到了人們的關(guān)注。

光電轉(zhuǎn)換元件是至少具備由陽極和陰極構(gòu)成的一對(duì)電極、以及設(shè)置于該一對(duì)電極間的有源層的元件。光電轉(zhuǎn)換元件中，由透明或半透明的材料構(gòu)成任一個(gè)電極，使光從透明或半透明的電極側(cè)入射到有源層。利用入射到有源層的光的能量(hν)，在有源層中生成電荷(空穴和電子)，所生成的空穴向陽極移動(dòng)，電子向陰極移動(dòng)。

并且，到達(dá)了陽極和陰極的電荷被提取到元件的外部。

光電轉(zhuǎn)換元件例如用作光檢測元件。用作光檢測元件的光電轉(zhuǎn)換元件以施加了電壓的狀態(tài)使用，入射到元件的光經(jīng)轉(zhuǎn)換，以電流的形式被檢出。但是，即使在光未入射的狀態(tài)下，光電轉(zhuǎn)換元件中也有微弱的電流流過。該電流作為暗電流而已知，是降低光檢測精度的主要原因，通常，暗電流根據(jù)施加到光電轉(zhuǎn)換元件的電壓而變動(dòng)。

由于施加到光電轉(zhuǎn)換元件的電壓根據(jù)搭載該元件的器件的種類而不同，因此，暗電流根據(jù)搭載元件的器件而不同。從通用性的方面出發(fā)，優(yōu)選暗電流不隨所搭載的器件而變動(dòng)。

已知有出于提高光電轉(zhuǎn)換元件中的光電轉(zhuǎn)換效率等特性的目的而使用單層的電子傳輸層的構(gòu)成，該單層的電子傳輸層包含氧化鋅和PFN(聚[(9,9-雙(3’-(N,N-二甲基氨基)丙基)-2,7-芴)-交替-2,7-(9,9-二辛基)芴])或PEI(聚亞乙基亞胺)(參照非專利文獻(xiàn)1和2)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

非專利文獻(xiàn)

非專利文獻(xiàn)1：Solar Energy MaterialsSolar Cells 141(2015)248-259

非專利文獻(xiàn)2：Organic Electronics 38(2016)150-157

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的課題

但是，在上述非專利文獻(xiàn)1和2所公開的光電轉(zhuǎn)換元件中，施加到光電轉(zhuǎn)換元件的電壓的變動(dòng)所導(dǎo)致的暗電流的變動(dòng)的減小并不充分。

用于解決課題的手段

本發(fā)明人為了解決上述課題進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，若使電子傳輸層的功函數(shù)和陰極的功函數(shù)滿足規(guī)定的關(guān)系，則能夠減小施加到光電轉(zhuǎn)換元件的電壓的變動(dòng)所導(dǎo)致的暗電流的變動(dòng)，由此完成了本發(fā)明。

即，本發(fā)明提供下述[1]～[20]。

[1]一種光電轉(zhuǎn)換元件，其包含：陽極；陰極；設(shè)置于該陽極和陰極間的有源層；以及設(shè)置于該有源層和上述陰極間的至少一層電子傳輸層，

上述至少一層電子傳輸層中的一層包含絕緣性材料和半導(dǎo)體材料，該一層的功函數(shù)(Wf1)和上述陰極的功函數(shù)(Wf2)滿足下述式(1)。

Wf2－Wf1≥0.88eV (1)

[2]如[1]所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其中，

上述有源層包含p型半導(dǎo)體材料和n型半導(dǎo)體材料，