專利名稱：光電轉(zhuǎn)換器件、攝像裝置和太陽(yáng)能電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采用有機(jī)光電轉(zhuǎn)換材料的光電轉(zhuǎn)換器件，還涉及設(shè)置有該光電轉(zhuǎn)換器件的攝像裝置和太陽(yáng)能電池。
背景技術(shù)：
在具有相關(guān)技術(shù)的結(jié)構(gòu)的圖像傳感器中，光電二極管設(shè)置于硅基板上并且在光電·二級(jí)管上形成有濾色器，在這樣的圖像傳感器中，由于濾色器造成的光的損失而導(dǎo)致了光的利用效率的劣化。另外，由于透過(guò)濾色器的光的波長(zhǎng)是受到限制的，所以為了防止當(dāng)顏色再現(xiàn)時(shí)產(chǎn)生偽色(false color)，光學(xué)低通濾波器是必需的，而該光學(xué)低通濾波器也導(dǎo)致了光的損失。為了對(duì)這樣的問(wèn)題進(jìn)行改善，曾提出了采用有機(jī)光電轉(zhuǎn)換材料的光電轉(zhuǎn)換器件(例如，參見專利文獻(xiàn) JP-A-2003-332551、JP-A-2005-303266 和 JP-A-2006-100767)。在彩色攝像裝置(圖像傳感器)中使用了采用有機(jī)光電轉(zhuǎn)換材料的光電轉(zhuǎn)換器件的情況下，能夠在有機(jī)光電轉(zhuǎn)換材料的內(nèi)部對(duì)入射光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，而不會(huì)產(chǎn)生由于濾色器而導(dǎo)致的任何損失。因此,能夠改善光的利用效率。例如可以按照如下方式來(lái)構(gòu)造采用有機(jī)光電轉(zhuǎn)換材料的光電轉(zhuǎn)換器件在第一電極和第二電極之間設(shè)置由有機(jī)光電轉(zhuǎn)換材料形成的光電轉(zhuǎn)換膜，并且在位于光照射側(cè)的那個(gè)電極上使用具有透光性的導(dǎo)電材料。上述具有透光性的導(dǎo)電材料的示例包括銦錫氧化物(Indium Tin Oxide ；ΙΤ0)等,并且該導(dǎo)電材料通常具有大的功函數(shù)。這里,在曾經(jīng)提出的光電轉(zhuǎn)換器件中，使用諸如喹B丫唳酮衍生物(quinacridonederivative)等有機(jī)光電轉(zhuǎn)換材料作為光電轉(zhuǎn)換膜。在使用喹吖唳酮衍生物的情況下，優(yōu)點(diǎn)之一是改善了光電轉(zhuǎn)換效率。然而，由于喹π丫唳酮衍生物的電離勢(shì)(ionization potential)小,所以當(dāng)向具有大的功函數(shù)的電極施加正電壓時(shí)易于產(chǎn)生空穴注入漏電流。結(jié)果，即使在無(wú)光的狀態(tài)下電流值仍較大，也就是說(shuō)，暗時(shí)電流增大了，因而靈敏度降低了。因此，為了減小空穴注入漏電流并提高靈敏度，曾提出了采用除上述光電轉(zhuǎn)換膜之外的功函數(shù)調(diào)整膜等的技術(shù)(例如，參照專利文獻(xiàn)JP-A-2007-81137)。然而，當(dāng)采用除光電轉(zhuǎn)換膜之外的功函數(shù)調(diào)整膜等并且形成了多層時(shí)，由于膜的數(shù)量的增加，因而結(jié)構(gòu)和制造工藝就變得復(fù)雜。于是，材料成本和制造成本增大。另外，當(dāng)采用了功函數(shù)調(diào)整膜等并且形成了多層時(shí)，由于界面電阻等增大了，所以也減小了作為信號(hào)的光電流的值，并且降低了光電轉(zhuǎn)換器件的量子效率。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明期望提供一種如下結(jié)構(gòu)的光電轉(zhuǎn)換器件在該結(jié)構(gòu)的光電轉(zhuǎn)換器件中，具有足夠的靈敏度且能夠?qū)崿F(xiàn)低成本。本發(fā)明還期望提供設(shè)置有該光電轉(zhuǎn)換器件的攝像裝置和太陽(yáng)能電池。本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的光電轉(zhuǎn)換器件具有光電轉(zhuǎn)換層，所述光電轉(zhuǎn)換層被形成得包含硫靛衍生物(thioindigo derivative)。 本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方案的攝像裝置設(shè)置有固體攝像器件，在所述固體攝像器件中形成有分別包含光電轉(zhuǎn)換部的多個(gè)像素。所述攝像裝置包括將入射光會(huì)聚的聚光光學(xué)部。所述固體攝像器件包括光電轉(zhuǎn)換層，所述光電轉(zhuǎn)換層被布置于所述光電轉(zhuǎn)換部的上方并且包含硫靛衍生物；以及有機(jī)濾色器層，所述有機(jī)濾色器層被布置于所述光電轉(zhuǎn)換部的上方。此外，本發(fā)明上述實(shí)施方案的所述攝像裝置還包括信號(hào)處理部。所述固體攝像器件通過(guò)接收由所述聚光光學(xué)部會(huì)聚的光來(lái)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。所述信號(hào)處理部對(duì)經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換后的信號(hào)進(jìn)行處理。本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施方案的太陽(yáng)能電池因照射到光電轉(zhuǎn)換層上的光而產(chǎn)生電動(dòng)力。所述太陽(yáng)能電池包括第一電極，所述第一電極是由透光性導(dǎo)電材料制成的；第二電極；以及所述光電轉(zhuǎn)換層，所述光電轉(zhuǎn)換層被夾置于所述第一電極與所述第二電極之間并且包含硫靛衍生物。根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施方案的所述光電轉(zhuǎn)換器件的結(jié)構(gòu)，由于具有包含硫靛衍生物的光電轉(zhuǎn)換層，所以所述光電轉(zhuǎn)換層的電離勢(shì)更高。因此，能夠抑制由于空穴注入漏電流而導(dǎo)致的暗時(shí)電流的產(chǎn)生。而且，因?yàn)閮H在所述光電轉(zhuǎn)換層中就能夠抑制由于空穴注入漏電流而導(dǎo)致的暗時(shí)電流的產(chǎn)生，所以不需要設(shè)置用于抑制空穴注入的功函數(shù)調(diào)整膜等以致于形成多層。根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施方案的所述攝像裝置的結(jié)構(gòu)，設(shè)置有這樣的固體攝像器件在該固體攝像器件中，光電轉(zhuǎn)換層以及有機(jī)濾色器層布置于光電轉(zhuǎn)換部的上方，所述光電轉(zhuǎn)換層包含硫靛衍生物。因此，在所述光電轉(zhuǎn)換層中，能夠抑制由于空穴注入漏電流而導(dǎo)致的暗時(shí)電流的產(chǎn)生。而且，由于僅在所述光電轉(zhuǎn)換層中就能夠抑制由于空穴注入漏電流而導(dǎo)致的暗時(shí)電流的產(chǎn)生，所以不需要設(shè)置用于抑制空穴注入的功函數(shù)調(diào)整膜等以致于形成多層。根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施方案的所述太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)，設(shè)置有包含硫靛衍生物的光電轉(zhuǎn)換層。因此，在所述光電轉(zhuǎn)換層中，能夠抑制由于空穴注入漏電流而導(dǎo)致的暗時(shí)電流的產(chǎn)生。
而且，由于僅在所述光電轉(zhuǎn)換層中就能夠抑制由于空穴注入漏電流而導(dǎo)致的暗時(shí)電流的產(chǎn)生，所以不需要設(shè)置用于抑制空穴注入的功函數(shù)調(diào)整膜等以致于形成多層。根據(jù)本發(fā)明的上述各實(shí)施方案，因?yàn)槟軌蛞种朴捎诳昭ㄗ⑷肼╇娏鞫鴮?dǎo)致的暗時(shí)電流的廣生，所以能夠提聞靈敏度。由于不需要設(shè)置用于抑制空穴注入的功函數(shù)調(diào)整膜等以致于形成多層，所以能夠簡(jiǎn)化包含上述光電轉(zhuǎn)換層的光電轉(zhuǎn)換器件及固體攝像器件的結(jié)構(gòu)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)材料成本和制造成本的降低。另外，根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施方案，能夠?qū)崿F(xiàn)如下結(jié)構(gòu)的光電轉(zhuǎn)換器件和攝像裝置按照該結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)足夠的靈敏度和低成本的制造。


圖I是第一實(shí)施方案的光電轉(zhuǎn)換器件的結(jié)構(gòu)概要圖(截面圖)； 圖2圖示了當(dāng)在圖I所示光電轉(zhuǎn)換器件的兩側(cè)的電極間施加有電壓的狀態(tài)下進(jìn)行光照射時(shí)電流密度的變化；圖3比較了在使用硫靛衍生物作為光電轉(zhuǎn)換層的材料的情況下的暗時(shí)電流密度與在使用喹吖啶酮衍生物作為光電轉(zhuǎn)換層的材料的情況下的暗時(shí)電流密度；圖4A和圖4B是在如圖3中所示分別使用上述兩種材料時(shí)的能量圖；圖5是第二實(shí)施方案的固體攝像器件的結(jié)構(gòu)概要圖(其是示出了部分截面的立體圖)；圖6A和圖6B圖示了圖5所示固體攝像器件的有機(jī)光電轉(zhuǎn)換膜和有機(jī)濾色器層的平面排列；圖7是第二實(shí)施方案的攝像裝置的結(jié)構(gòu)概要圖(框圖)；以及圖8是第三實(shí)施方案的太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)概要圖(截面圖)。
具體實(shí)施例方式下面，將說(shuō)明用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案(下文中稱為實(shí)施方案)。這里，將按照下面的順序進(jìn)行說(shuō)明。I.第一實(shí)施方案(光電轉(zhuǎn)換器件)2.第二實(shí)施方案(固體攝像器件和攝像裝置)3.第三實(shí)施方案(太陽(yáng)能電池)I.第一實(shí)施方案(光電轉(zhuǎn)換器件)圖I中示出了第一實(shí)施方案的光電轉(zhuǎn)換器件的結(jié)構(gòu)概要圖(截面圖)。圖I中示出的光電轉(zhuǎn)換器件10是通過(guò)把由有機(jī)材料形成的光電轉(zhuǎn)換層12夾置于透光電極11與對(duì)置電極13之間而構(gòu)成的。作為透光電極11的材料，例如，可使用諸如銦錫氧化物(Indium Tin Oxide ；ITO)、氧化錫、氧化鋅或氧化鈦等透光性導(dǎo)電材料。作為對(duì)置電極13的材料，例如，可使用諸如Al、Pt、Pd、Cr、Ni、Ag、Ta、W、Cu、Ti、
In、Sn、Fe、Co或Mo等金屬元素或者包含這些金屬元素的合金等。上述透光性導(dǎo)電材料具有大的功函數(shù)，并且由于透光電極11用作取出電子的陽(yáng)極電極，所以在對(duì)置電極13中使用了用作取出空穴的陰極電極且具有小的功函數(shù)的材料。在本實(shí)施方案的光電轉(zhuǎn)換器件10中，特別地，使用硫靛衍生物作為光電轉(zhuǎn)換層12的材料。例如，可使用具有下面所示的結(jié)構(gòu)的物質(zhì)基團(tuán)作為硫靛衍生物。
權(quán)利要求
1.一種光電轉(zhuǎn)換器件，所述光電轉(zhuǎn)換器件包括光電轉(zhuǎn)換層，所述光電轉(zhuǎn)換層包含硫靛衍生物。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光電轉(zhuǎn)換器件，其中，所述硫靛衍生物包含至少一個(gè)吸電子基團(tuán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光電轉(zhuǎn)換器件，其中，所述硫靛衍生物具有下面的結(jié)構(gòu)(I)
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光電轉(zhuǎn)換器件，其中，所述結(jié)構(gòu)(I)中的&至1 7以及R/至R/中的至少一者是吸電子基團(tuán)。
5.一種攝像裝置，所述攝像裝置包括 聚光光學(xué)部，所述聚光光學(xué)部將入射光會(huì)聚； 固體攝像器件，在所述固體攝像器件中形成有分別包含光電轉(zhuǎn)換部的多個(gè)像素，并且所述固體攝像器件通過(guò)接收由所述聚光光學(xué)部會(huì)聚的光來(lái)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換；以及信號(hào)處理部，所述信號(hào)處理部對(duì)經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換后的信號(hào)進(jìn)行處理， 其中所述固體攝像器件包括光電轉(zhuǎn)換層，所述光電轉(zhuǎn)換層布置于所述光電轉(zhuǎn)換部的上方并且包含硫靛衍生物；以及有機(jī)濾色器層，所述有機(jī)濾色器層布置于所述光電轉(zhuǎn)換部的上方。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的攝像裝置，其中，所述光電轉(zhuǎn)換層的所述硫靛衍生物包含至少一個(gè)吸電子基團(tuán)。
7.一種太陽(yáng)能電池，所述太陽(yáng)能電池包括 第一電極，所述第一電極由透光性導(dǎo)電材料制成； 第二電極；以及 光電轉(zhuǎn)換層，所述光電轉(zhuǎn)換層被夾置于所述第一電極與所述第二電極之間并且含有硫靛衍生物， 所述太陽(yáng)能電池因光照射至所述光電轉(zhuǎn)換層上而產(chǎn)生電動(dòng)力。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽(yáng)能電池，其中，所述光電轉(zhuǎn)換層中的所述硫靛衍生物包含至少一個(gè)吸電子基團(tuán)。
全文摘要
本發(fā)明涉及光電轉(zhuǎn)換器件、攝像裝置和太陽(yáng)能電池。所述光電轉(zhuǎn)換器件包括光電轉(zhuǎn)換層，所述光電轉(zhuǎn)換層包含硫靛衍生物。所述攝像裝置包括將入射光會(huì)聚的聚光光學(xué)部、通過(guò)接收由所述聚光光學(xué)部會(huì)聚的光來(lái)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的固體攝像器件、以及對(duì)經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換后的信號(hào)進(jìn)行處理的信號(hào)處理部，在所述固體攝像器件中形成有分別包含光電轉(zhuǎn)換部的多個(gè)像素，其中所述固體攝像器件包括光電轉(zhuǎn)換層和有機(jī)濾色器層，所述光電轉(zhuǎn)換層布置于所述光電轉(zhuǎn)換部的上方并且包含硫靛衍生物，所述有機(jī)濾色器層布置于所述光電轉(zhuǎn)換部的上方。根據(jù)本發(fā)明所提供的光電轉(zhuǎn)換器件的結(jié)構(gòu)，具有足夠的靈敏度且能夠?qū)崿F(xiàn)低成本，并提供了設(shè)置有該光電轉(zhuǎn)換器件的攝像裝置和太陽(yáng)能電池。
文檔編號(hào)H01L51/46GK102903852SQ201210253909
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月28日
發(fā)明者榎修, 二瓶歩未 申請(qǐng)人:索尼公司