[发明专利]光电转换元件及其制造方法

说明书

本发明降低暗电流比。光电转换元件(10)包含：阳极(16)；阴极(12)；设置于该阳极和阴极间的有源层(14)；以及设置于有源层和阴极间的至少一层电子传输层(13)，电子传输层包含绝缘性材料和半导体材料，电子传输层的功函数与阴极的功函数之差为0.88eV以上。此外，该光电转换元件中，上述有源层包含p型半导体材料和n型半导体材料，上述电子传输层的功函数Wf1和上述n型半导体材料的LUMO的能级(LUMO)满足下述式(2)：|LUMO|－Wf1≥0.06eV(2)。

技术领域

本发明涉及光电转换元件及其制造方法。

背景技术

光电转换元件从例如节省能源、降低二氧化碳排放量的方面出发是极为有用的器件，受到了人们的关注。

光电转换元件是至少具备由阳极和阴极构成的一对电极、以及设置于该一对电极间的有源层的元件。光电转换元件中，由透明或半透明的材料构成任一个电极，使光从透明或半透明的电极侧入射到有源层。利用入射到有源层的光的能量(hν)，在有源层中生成电荷(空穴和电子)，所生成的空穴向阳极移动，电子向阴极移动。

并且，到达了阳极和阴极的电荷被提取到元件的外部。

光电转换元件例如用作光检测元件。用作光检测元件的光电转换元件以施加了电压的状态使用，入射到元件的光经转换，以电流的形式被检出。但是，即使在光未入射的状态下，光电转换元件中也有微弱的电流流过。该电流作为暗电流而已知，是降低光检测精度的主要原因，通常，暗电流根据施加到光电转换元件的电压而变动。

由于施加到光电转换元件的电压根据搭载该元件的器件的种类而不同，因此，暗电流根据搭载元件的器件而不同。从通用性的方面出发，优选暗电流不随所搭载的器件而变动。

已知有出于提高光电转换元件中的光电转换效率等特性的目的而使用单层的电子传输层的构成，该单层的电子传输层包含氧化锌和PFN(聚[(9,9-双(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(聚亚乙基亚胺)(参照非专利文献1和2)。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：Solar Energy MaterialsSolar Cells 141(2015)248-259

非专利文献2：Organic Electronics 38(2016)150-157

发明内容

发明所要解决的课题

但是，在上述非专利文献1和2所公开的光电转换元件中，施加到光电转换元件的电压的变动所导致的暗电流的变动的减小并不充分。

用于解决课题的手段

本发明人为了解决上述课题进行了深入研究，结果发现，若使电子传输层的功函数和阴极的功函数满足规定的关系，则能够减小施加到光电转换元件的电压的变动所导致的暗电流的变动，由此完成了本发明。

即，本发明提供下述[1]～[20]。

[1]一种光电转换元件，其包含：阳极；阴极；设置于该阳极和阴极间的有源层；以及设置于该有源层和上述阴极间的至少一层电子传输层，

上述至少一层电子传输层中的一层包含绝缘性材料和半导体材料，该一层的功函数(Wf1)和上述阴极的功函数(Wf2)满足下述式(1)。

Wf2－Wf1≥0.88eV (1)

[2]如[1]所述的光电转换元件，其中，

上述有源层包含p型半导体材料和n型半导体材料，