光传感器及使用它的光检测装置制造方法及图纸

有关本公开的一技术方案的光传感器具备：第1电极；第2电极，与第1电极对置；和光电变换层，被配置在第1电极与第2电极之间，将入射光变换为电荷。从由第1电极及第2电极构成的群中选择的至少1个电极具有透光性。光电变换层含有钙钛矿型化合物。钙钛矿型化合物的荧光波谱具有第1尖峰、和位于比第1尖峰更靠长波长侧的第2尖峰。光电变换层与第1电极及第2电极分别欧姆接触。

【技术实现步骤摘要】
光传感器及使用它的光检测装置
本公开涉及光传感器及使用它的光检测装置。
技术介绍
光传感器包括图像传感器、在感知入射光的强度及波长的光电检测器等中使用的元件，近年来需求变高。特别是，在能够检测可视光(400至800nm)及近红外光(800至1200nm)的光传感器中，要求像素数的提高、摄像的高速化、具有灵敏度的波长带的窄带化等。具有灵敏度的波长带的窄带化以用光传感器仅检测特定的波长为目的。另一方面，推进了使用组成式AMX3(A是1价的阳离子，M是2价的阳离子，X是卤素阴离子)表示的钙钛矿型晶体或其类似的构造体作为光吸收材料的钙钛矿太阳能电池的研究开发。上述的光吸收材料能够应用到光传感器中。例如，在Adv.Mater.2015，27，2060－2064中，公开了一种作为光吸收材料而使用包含CH3NH3PbI3(以下，有时省略作“MAPbI3”)的钙钛矿层的传感器。
技术实现思路
有关本公开的一技术方案的光传感器具备：第1电极；第2电极，与上述第1电极对置；和光电变换层，被配置在上述第1电极与上述第2电极之间，将入射光变换为电荷。从由上述第1电极及上述第2电极构成的群中选择的至少1个电极具有透光性。上述光电变换层含有钙钛矿型化合物。上述钙钛矿型化合物的荧光波谱具有第1尖峰、和位于比上述第1尖峰更靠长波长侧的第2尖峰。上述光电变换层与上述第1电极及上述第2电极分别欧姆接触。附图说明图1是表示本公开的光传感器的一例的示意性的截面图。图2是表示显示具有2个荧光尖峰的荧光波谱的CH3NH3PbI3的能带构造的图。图3A是表示本公开的光检测装置的一例的电路图。图3B是表示本公开的光检测装置的另一例的电路图。图3C是表示本公开的光检测装置的又一例的电路图。图4是说明在图3A至图3C所示的光检测装置中、电源装置被电连接在第1电极及第2电极的各自上的状态的图。图5是表示在实施例1的光传感器的光电变换层中含有的钙钛矿型化合物的荧光波谱的图。图6是表示在实施例4的光传感器的光电变换层中含有的钙钛矿型化合物的荧光波谱的图。图7是表示在比较例1的光传感器的光电变换层中含有的钙钛矿型化合物的荧光波谱的图。图8是表示在比较例3的光传感器的光电变换层中含有的钙钛矿型化合物的荧光波谱的图。图9是表示实施例1的光传感器的各波长下的量子效率的曲线图。图10是表示实施例2的光传感器的各波长下的量子效率的曲线图。图11是表示实施例3的光传感器的各波长下的量子效率的曲线图。图12是表示实施例4的光传感器的各波长下的量子效率的曲线图。图13是表示比较例1的光传感器的各波长下的量子效率的曲线图。图14是表示比较例2的光传感器的各波长下的量子效率的曲线图。图15是表示比较例3的光传感器的各波长下的量子效率的曲线图。图16是表示比较例4的光传感器的各波长下的量子效率的曲线图。图17是表示在实施例2的光传感器上被施加偏压时的光传感器的各波长下的量子效率的曲线图。具体实施方式<作为本公开的基础的认识>光传感器具有与太阳能电池相似的设备结构，能够简便地检测光。此外，能够将多个光传感器高密度地连接。但是，在以往的光传感器中，用1个元件仅能够检测1个波长域的光。因此，在需要对于多个波长域的光的灵敏度的情况下，采取配置多个元件的方法。例如，在日本特开2017－011273号公报中，公开了一种将具有灵敏度的波长域相互不同的多个元件以平面状排列、将多个波长域的光区别而检测的方法。但是，在该方法中需要多个种类的元件，所以元件的高密度化较困难。此外，在日本特开平1－077182号公报中，公开了一种将具有灵敏度的波长域相互不同的多个元件在厚度方向上排列、将多个波长域的光区别而检测的方法。但是，由于将元件层叠，所以装置的结构变得复杂。这样，有为了实现具有对于多个波长域的光的灵敏度的光传感器，不能使元件的密度成为一定以上、或元件复杂化的问题。<有关本公开的一技术方案的概要>有关本公开的一技术方案的光传感器具备：第1电极；第2电极，与上述第1电极对置；和光电变换层，被配置在上述第1电极与上述第2电极之间，将入射光变换为电荷。从由上述第1电极及上述第2电极构成的群中选择的至少1个电极具有透光性。上述光电变换层含有钙钛矿型化合物。上述钙钛矿型化合物的荧光波谱具有第1尖峰、和位于比上述第1尖峰更靠长波长侧的第2尖峰。上述光电变换层与上述第1电极及上述第2电极分别欧姆接触。在有关第1技术方案的光传感器中，光电变换层中含有的钙钛矿型化合物的荧光波谱具有第1尖峰及第2尖峰。在光传感器中，光电变换层与第1电极及第2电极分别欧姆接触。因此，根据被照射的光的波长域不同，检测电流的方向变化。由此，能够用1个元件区分检测多个波长域的光。在本公开的第2技术方案中，例如有关第1技术方案的光传感器的上述第1电极的功函数的值与上述第2电极的功函数的值的差是0.5eV以下。根据第2技术方案，光传感器能够用1个元件区分检测多个波长域的光。在本公开的第3技术方案中，例如有关第1或第2技术方案的钙钛矿型化合物具有与上述第1尖峰对应的第1带隙、和与上述第2尖峰对应的第2带隙；上述第1电极或上述第2电极的功函数的值位于上述第1带隙的导带下端与上述第2带隙的导带下端之间、或上述第1带隙的价带上端与上述第2带隙的价带上端之间。根据第3技术方案，光传感器能够用1个元件区分检测多个波长域的光。本公开的第4技术方案也可以是有关第1至第3技术方案的任一项的光传感器，上述第1尖峰位于800nm以上840nm以下的波长范围中；上述第2尖峰位于850nm以上910nm以下的波长范围中。有关本公开的第5技术方案的光检测装置具备：有关第1至第4技术方案的任1个技术方案的光传感器；和检测部，电连接于上述光传感器。根据有关第5技术方案的光检测装置，能够使装置小型化。因此，在将多个光检测装置连接而使用的情况下，能够增加每单位面积的光检测装置的数量。在本公开的第6技术方案中，例如有关第5技术方案的光检测装置还具备电连接于上述光传感器的二极管。根据有关第5技术方案的光检测装置，能够根据被照射的光的波长进行二极管的开启/关闭控制。本公开的第7技术方案中，例如有关第5或第6的技术方案的光检测装置还具备电连接于述光传感器的电荷蓄积部。根据有关第7技术方案的光检测装置，能够用电荷蓄积部将由光传感器产生的电荷蓄积。因此，即使从光传感器产生的电动势较小，也能够将电流放大。在本公开的第8技术方案中，例如有关第7技术方案的光检测装置的上述电荷蓄积部构成为，蓄积正电荷及负电荷中的每一种。根据有关第8技术方案的光检测装置，不论从光传感器产生的电流的方向如何，都能够将电流放大。在本公开的第9技术方案中，例如有关第5至第8技术方案的任1个技术方案的光检测装置还具备电连接于上述光传感器的电源装置。根据有关第9技术方案的光检测装置，能够由电源装置向光传感器施加偏压。通过调节施加在光传感器上的偏压的大小，能够调节光传感器的切换波长。由此，能够由光传感器检测任意的波长域的光。本公开的第10的技术方案也可以是有关第5至第9技术方案的任一项的光检测装置，上述第1尖峰位于800nm以上840nm以下的波长范围中；上述第2尖峰位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光传感器，其特征在于，具备：第1电极；第2电极，与上述第1电极对置；和光电变换层，被配置在上述第1电极与上述第2电极之间，将入射光变换为电荷；从由上述第1电极及上述第2电极构成的群中选择的至少1个电极具有透光性；上述光电变换层含有钙钛矿型化合物；上述钙钛矿型化合物的荧光波谱具有第1尖峰、和位于比上述第1尖峰更靠长波长侧的第2尖峰；上述光电变换层与上述第1电极及上述第2电极分别欧姆接触。

【技术特征摘要】
2017.07.20 JP 2017-140980;2017.11.29 JP 2017-228931.一种光传感器，其特征在于，具备：第1电极；第2电极，与上述第1电极对置；和光电变换层，被配置在上述第1电极与上述第2电极之间，将入射光变换为电荷；从由上述第1电极及上述第2电极构成的群中选择的至少1个电极具有透光性；上述光电变换层含有钙钛矿型化合物；上述钙钛矿型化合物的荧光波谱具有第1尖峰、和位于比上述第1尖峰更靠长波长侧的第2尖峰；上述光电变换层与上述第1电极及上述第2电极分别欧姆接触。2.如权利要求1所述的光传感器，其特征在于，上述第1电极的功函数的值与上述第2电极的功函数的值的差是0.5eV以下。3.如权利要求1所述的光传感器，其特征在于，上述钙钛矿型化合物具有与上述第1尖峰对应的第1带隙、和与上述第2尖峰对应的第2带隙；上述第1电极或上述第2电极的功函数的值位于上述第1带隙的导带下端与上述第2带隙的导带下端之间、或上述第1带隙的价带上端与上述第2带隙的价带上端之间。4.如权利要求1所述的光传感器，其特征在于，上述第1尖峰位于800nm以上840nm以下的波长范围中；上述第2尖峰位于850nm以上910nm以下的波长范围中。5.一种光检测装置，其特征在于，具备：光传感器；和检测部，电连接于上述光传感器；上述光传感器具备：第1电极；第2电极，与上述第1电极对置；和光电变换...

【专利技术属性】
技术研发人员：铃鹿理生，内田隆介，松井太佑，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP