光电转换元件制造技术

本发明专利技术提高光电转换元件(10)的比探测率。一种光电转换元件，其包含：一对电极(12、16)；设置于一对电极间的活性层(14)；以及设置于活性层与所述一对电极中的至少一个电极之间的中间层(13、15)，中间层的与活性层接合的面的表面粗糙度的绝对值为大于0.22nm且小于1.90nm的值，活性层的厚度为350nm以上且800nm以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光电转换元件
本专利技术涉及光检测元件等光电转换元件及其制造方法。
技术介绍
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活性层的元件。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机活性层。通过入射到有机活性层的光的能量(hν)，在有机活性层中生成电荷(空穴和电子)，所生成的空穴向阳极移动，电子向阴极移动。之后，到达了阳极和阴极的电荷被提取到元件的外部。通过将n型半导体材料(受电子性化合物)和p型半导体材料(给电子性化合物)混合而具有由包含n型半导体材料的相和包含p型半导体材料的相构成的相分离结构的活性层被称为体异质结型活性层。例如，正在研究光电转换元件作为光检测元件在可见光通信系统等中的应用(参见非专利文献1)。现有技术文献非专利文献非专利文献1：Sensors2013、volume13、issue9、12266-12276
技术实现思路
专利技术所要解决的课题但是，现有的光电转换元件、特别是光检测元件中存在比探测率(Detectivity，以下有时称为“D*”)仍不充分的课题。并且，要求进一步提高光电转换元件中的比探测率。用于解决课题的手段本专利技术人为了解决上述课题而进行了深入研究，结果发现，通过使中间层的与活性层接合的面的表面粗糙度的绝对值和活性层的厚度为规定的范围内，能够解决上述课题，从而完成了本专利技术。即，本专利技术提供下述[1]～[8]。[1]一种光电转换元件，其包含：一对电极；设置于该一对电极间的活性层；以及设置于该活性层与所述一对电极中的至少一个电极之间的中间层，上述中间层的与上述活性层接合的面的表面粗糙度的绝对值为大于0.22nm且小于1.90nm的值，上述活性层的厚度为350nm以上且800nm以下。[2]如[1]所述的光电转换元件，其中，上述中间层为电子传输层。[3]如[2]所述的光电转换元件，其中，上述电子传输层包含聚亚烷基亚胺或其衍生物、或者金属氧化物。[4]如[3]所述的光电转换元件，其中，上述电子传输层包含含锌的金属氧化物。[5]如[1]～[4]中任一项所述的光电转换元件，其中，上述表面粗糙度为0.55nm～1.24nm。[6]如[1]～[5]中任一项所述的光电转换元件，其中，上述活性层的厚度为400nm以上且700nm以下。[7]如[1]～[6]中任一项所述的光电转换元件，其中，上述光电转换元件为光检测元件。[8]如[1]～[7]中任一项所述的光电转换元件，其中，上述活性层包含n型半导体材料及p型半导体材料，该n型半导体材料为富勒烯或富勒烯衍生物。专利技术效果根据本专利技术的光电转换元件，能够有效地提高比探测率。附图说明图1是示意性地示出光电转换元件的构成例的图。图2是示意性地示出图像检测部的构成例的图。图3是示意性地示出指纹检测部的构成例的图。图4是示出D*相对值与活性层的厚度的关系的曲线图。图5是示出D*相对值与活性层的厚度的关系的曲线图。具体实施方式以下参照附图对本专利技术的实施方式的光电转换元件进行说明。需要说明的是，附图只不过是以能够理解专利技术的程度示意性地示出了构成要素的形状、尺寸和配置。本专利技术并不受以下记述的限定，各构成要素可在不脱离本专利技术要点的范围内适当地进行变更。另外，本专利技术的实施方式的构成不必限于以附图所示的配置进行制造或使用。对在以下说明中共同使用的术语进行说明。“高分子化合物”是指具有分子量分布、且聚苯乙烯换算的数均分子量为1×103以上1×108以下的聚合物。高分子化合物中所含的构成单元合计为100摩尔％。“构成单元”是指在高分子化合物中存在1个以上的单元。“氢原子”可以是氕原子，也可以是氘原子。作为“卤素原子”的示例，可以举出氟原子、氯原子、溴原子和碘原子。在“可以具有取代基”的方式中，包括构成化合物或基团的全部氢原子无取代的情况、以及1个以上的氢原子部分或全部被取代基取代的情况这两种方式。。只要没有特别说明，“烷基”可以为直链状、支链状和环状中的任一种。直链状的烷基的碳原子数不包含取代基的碳原子数通常为1～50、优选为1～30、更优选为1～20。支链状或环状的烷基的碳原子数不包含取代基的碳原子数通常为3～50、优选为3～30、更优选为4～20。烷基具有或不具有取代基。作为烷基的具体例，可以举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、2-乙基丁基、正己基、环己基、正庚基、环己基甲基、环己基乙基、正辛基、2-乙基己基、3-正丙基庚基、金刚烷基、正癸基、3,7-二甲基辛基、2-乙基辛基、2-正己基癸基、正十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、二十烷基等烷基；三氟甲基、五氟乙基、全氟丁基、全氟己基、全氟辛基、3-苯基丙基、3-(4-甲基苯基)丙基、3-(3,5-二正己基苯基)丙基、6-乙氧基己基等进一步具有取代基的烷基。“芳基”是指从具有或不具有取代基的芳香族烃上除去1个与构成环的碳原子直接键合的氢原子后残留的原子团。芳基具有或不具有取代基。作为芳基的具体例，可以举出苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、1-芘基、2-芘基、4-芘基、2-芴基、3-芴基、4-芴基、2-苯基苯基、3-苯基苯基、4-苯基苯基、以及进一步具有烷基、烷氧基、芳基、氟原子等取代基的基团。“烷氧基”可以为直链状、支链状和环状中的任一种。直链状的烷氧基的碳原子数不包含取代基的碳原子数通常为1～40、优选为1～10。支链状或环状的烷氧基的碳原子数不包含取代基的碳原子数通常为3～40、优选为4～10。烷氧基具有或不具有取代基。作为烷氧基的具体例，可以举出甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、正己氧基、环己氧基、正庚氧基、正辛氧基、2-乙基己氧基、正壬基氧基、正癸基氧基、3,7-二甲基辛氧基和月桂基氧基。“芳氧基”的碳原子数不包含取代基的碳原子数通常为6～60、优选为6～48。芳氧基具有或不具有取代基。作为芳氧基的具体例，可以举出苯氧基、1-萘基氧基、2-萘基氧基、1-蒽基氧基、9-蒽基氧基、1-芘基氧基、以及进一步具有烷基、烷氧基、氟原子等取代基的基团。“烷硫基”可以为直链状、支链状和环状中的任一种。直链状的烷硫基的碳原子数不包含取代基的碳原子数通常为1～40、优选为1～10。支链状和环状的烷硫基的碳原子数不包含取代基的碳原子数通常为3～40、优选为4～10。烷硫基具有或不具有取代基。作为烷硫基的具体例，可以举出甲硫基、乙硫基、丙硫基、异丙硫基、丁硫基、异丁硫基、叔丁硫基、戊硫基、己硫基、环己硫基、庚硫基、辛硫本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光电转换元件，其包含：一对电极；设置于该一对电极间的活性层；以及设置于该活性层与所述一对电极中的至少一个电极之间的中间层，/n所述中间层的与所述活性层接合的面的表面粗糙度的绝对值为大于0.22nm且小于1.90nm的值，/n所述活性层的厚度为350nm以上且800nm以下。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180323 JP 2018-0566561.一种光电转换元件，其包含：一对电极；设置于该一对电极间的活性层；以及设置于该活性层与所述一对电极中的至少一个电极之间的中间层，
所述中间层的与所述活性层接合的面的表面粗糙度的绝对值为大于0.22nm且小于1.90nm的值，
所述活性层的厚度为350nm以上且800nm以下。


2.如权利要求1所述的光电转换元件，其中，所述中间层为电子传输层。


3.如权利要求2所述的光电转换元件，其中，所述电子传输层包含聚亚烷基亚胺或其衍生物、或者金属氧化物。

【专利技术属性】
技术研发人员：清家崇广，G·费拉拉，
申请(专利权)人：住友化学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP