CN101645454B - 光电转换器和光电转换元件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了光电转换器和光电转换元件。所述光电转换器包括光电转换元件和用来检测电流变化的电流检测电路，所述光电转换元件包括分开设置的第一电极和第二电极以及设置在第一电极与第二电极之间的光电转换材料层，并且在所述光电转换元件中，当在所述第一电极与所述第二电极之间施加电压的同时向所述光电转换材料层施加恒定光量时，所述光电转换材料层中产生的电流随着施加时间而改变。本发明的光电转换元件具有高灵敏度和高S/N比的光电转换材料层。

Description

光电转换器和光电转换元件
相关申请的交叉参考 
本申请包含与在2008年8月5日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP 2008-202296的公开内容相关的主题，在此将该在先专利申请的全部内容以引用的方式并入本文。 
技术领域
本发明涉及光电转换元件和包括该光电转换元件的光电转换器。 
背景技术
例如图像传感器等光电转换元件通常具有这样的结构，其中光电转换部夹在两个电极之间。因而，来自光电转换元件的输出(例如电流)没有任何时间依赖性并且被检测为稳态输出(稳态电流)。这是因为，在通常采用的电场强度下，以硅(Si)为代表的半导体材料即刻形成双电层(electricdouble layer)并且给出稳态电流。 
例如，日本专利申请公开公报No.2006-100797披露了一种摄像元件，其中光电转换部由有机半导体材料形成。该摄像元件包括夹在至少两个电极之间的有机光电转换膜。该有机光电转换膜包含喹吖啶酮(quinacridone)衍生物或喹唑啉(quinazoline)衍生物。 
在这方面，在日本专利申请公开公报No.2006-100797所披露的技术中，采用普通色彩读取电路来读取信号(参见段落[0135])。因此，可以认为，从上述专利文献所披露的摄像元件的光电转换元件中输出以便被读取的信号是没有时间依赖性的信号并且为输出信号中的稳态部分。但是，对输出信号中的这些稳态部分的读取存在着灵敏度较低且S/N比(信噪比)较低的问题。 
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种新的光电转换元件以及包括该光电 转换元件的光电转换器，所述光电转换元件包括具有高灵敏度和高S/N比的光电转换材料层。 
本发明实施方案的光电转换器包括(a)光电转换元件和(b)用来检测电流变化的电流检测电路，所述光电转换元件包括(a-1)分开设置的第一电极和第二电极以及(a-2)设置在第一电极与第二电极之间的光电转换材料层，在所述光电转换元件中，当在第一电极与第二电极之间施加电压的同时向光电转换材料层施加恒定光量时，光电转换材料层中产生的电流随着施加时间而变化。 
本发明实施方案的光电转换元件包括：(A)分开设置的第一电极和第二电极；以及(B)设置在第一电极与第二电极之间的光电转换材料层，在所述光电转换元件中，当在第一电极与第二电极之间施加电压的同时向光电转换材料层施加恒定光量时，在光电转换材料层中产生的电流随着施加时间而变化。 
在本发明实施方案的光电转换器或光电转换元件中，在由第一电极、光电转换材料层和第二电极构成电容器时，光电转换材料层中的电流随着施加时间而出现的上述变化对应于流过所述电容器的瞬态电流的变化。 
另外，在上述情况中，在上述电流变化的电流减小期间中的时间常数可以为τ(P)，并且该τ(P)可以表示为单位时间内施加在光电转换材料层上的光量的函数。此外，在本发明实施方案的光电转换器中，电流检测电路可以被配置为用来计算出该τ(P)。 
可选地，在上述情况中，在上述电流变化的电流减小期间中的时间常数可以为τ(P)，在电流减小期间中的电流Idec可以由下面的公式表示： 
Idec＝C1·I0(P)·exp{-t/τ(P)}+C2  (1) 
其中的t表示从电流减小期间起始时刻开始所经过的时间，在该起始时刻处，在上述电流变化中出现从电流增大期间到电流减小期间的转变并且此时的t为0。I0(P)表示在t＝0时刻向光电转换材料层施加恒定光量时在光电转换材料层中产生的电流，并且C1和C2分别表示常数。另 外，在本发明实施方案的光电转换器中，电流检测电路可以被配置为用来确定Idec。另外，在该情况下，在本发明实施方案的光电转换器中，优选的是，电流检测电路通过求出上述公式(1)相对于时间t从0到最大值100毫秒的积分来确定电流积分值。此外，在本发明实施方案的光电转换元件中，优选的是，通过求出上述公式(1)相对于时间t从0到最大值100毫秒的积分而确定的电流积分值(包括基于该电流积分值计算出的物理值)呈现出对光量的依赖性。 
在本发明实施方案的包括上述优选形式和结构的光电转换器或光电转换元件中，优选的是光电转换材料层由有机材料形成。在该情况下，更优选的是，该光电转换材料层的载流子迁移率为10cm2/V·秒以下。 
在本发明实施方案的包括上述优选形式和结构的光电转换元件中，由透明导电材料形成的第一电极可以设置在透明基板上，光电转换材料层可以设置在第一电极上，并且第二电极可以设置在光电转换材料层上。为了方便起见，将这种结构称为“第一结构型光电转换元件”。可选地，第一电极可以设置在基板上，光电转换材料层可以设置在第一电极上，并且由透明导电材料形成的第二电极可以设置在光电转换材料层上。为了方便起见，将这种结构称为“第二结构型光电转换元件”。可选地，第一电极和第二电极可以设置在基板上，并且光电转换材料层可以设置在基板上的第一电极和第二电极上。为了方便起见，将这种结构称为“第三结构型光电转换元件”。 
在本发明实施方案的包括上述优选形式和结构的光电转换器中的光电转换元件中，或者在本发明实施方案的包括上述优选形式和结构的光电转换元件(下文中可以统称为本发明实施方案的光电转换元件等)中，光电转换材料层可以处于非晶态或晶态。 
构成光电转换材料层的有机材料的示例可以包括有机半导体材料，具体地说是：以喹吖啶酮和其衍生物为代表的有机着色剂(organiccolorant)、以Alq3(三(8-羟基喹啉)铝(III)，tris(8-quinolinolato)aluminum(III))为代表并且其中有前周期金属(指的是在元素周期表左侧的金属)离子和有机材料螯合的着色剂，以及以酞菁锌(II)(zinc(II)phthalocyanine)为代表并且通过过渡金属离子和有机材料的络合而形成的有机金属着色 剂。 
可选地，对于用于构成光电转换材料层的材料而言，也可以采用有机金属化合物、有机半导体微粒、金属氧化物半导体、无机半导体微粒、其中芯部成分由外壳成分覆盖的材料以及有机-无机杂化混合物。这里，如上所述，有机金属化合物的具体示例可以包括其中有前周期金属离子和有机材料螯合的着色剂以及通过过渡金属离子和有机材料的络合而形成的有机金属着色剂。 
另外，有机半导体微粒的具体示例包括：如上所述以喹吖啶酮及其衍生物为代表的有机着色剂的结合体(associated member)；其中有前周期金属离子与有机材料螯合的着色剂的结合体；通过过渡金属离子和有机材料的络合而形成的有机金属着色剂的结合体；其中有金属离子和氰基交联的普鲁士蓝(Prussian blue)及其衍生物；以及上述结合体的合成物。 
另外，金属氧化物半导体和无机半导体微粒的具体示例可以包括ITO、IGZO、ZnO、IZO、IrO2、TiO2、SnO2、SiOx、含有硫族元素(例如硫(S)、硒(Se)和碲(Te))的金属硫族元素半导体(具体地说，CdS、CdSe、ZnS、CdSe/CdS、CdSe/ZnS和PbSe)、ZnO、CdTe、GaAs以及Si。 
微粒的平均粒径Rave的范围没有具体限制。但是，优选该范围为5.0×10-10m≤Rave≤1.0×10-6m，并且优选为5.0×10-10m≤Rave≤1.0×10-7m。优选的是，在水和有机溶剂中的可分散性较高。另外，优选的是，微粒的吸收带在380nm～800nm的可见光区域内，在800nm～1500nm的近红外光区域内，或者在380nm～800nm的可见光区域及800nm～1500nm的近红外光区域内。微粒的形状可以为球形，但是不限于此。其它形状的示例可以包括三角形、四面体、立方体、长方体、锥体、圆柱体(棒状)、三棱柱、纤维状形状以及丸状纤维。在这方面，在微粒的形状为球形之外的形状的情况下，各微粒的平均粒径Rave可以假定为各虚拟球体的直径的平均值，这些虚拟球体的体积与形状为球体之外的形状的各微粒的测量体积相同。各微粒的平均粒径Rave可以通过测量例如用透射电子显微镜(transmission electron microscope，TEM)观察的各微粒的粒径来获得。 
另外，其中芯部成分由外壳成分覆盖的材料，即芯部成分和外壳成 分的组合物的具体示例可以包括：诸如聚苯乙烯(polystyrene)和聚苯胺(polyaniline)等有机材料，以及诸如难离子化的金属材料和易离子化的金属材料等金属材料。 
此外，有机-无机杂化混合物的具体示例可以包括其中金属离子与氰基交联的普鲁士蓝及其衍生物。其它示例可以包括：通常指的是其中金属离子与联吡啶(bipyridine)环形交联的聚合物的配位聚合物，以及其中金属离子与以草酸(oxalic acid)和红氨酸(rubeanic acid)为代表的多价离子酸交联的聚合物等。 
用于形成光电转换材料层的方法示例可以包括涂敷方法、物理气相沉积方法(physical vapor deposition method，PVD方法)和包括金属有机化学气相沉积(metal organic chemical vapor deposition，MOCVD)方法的各种化学气相沉积方法(CVD方法)，但是这取决于所采用的材料。这里，涂敷方法的具体示例可以包括旋转涂敷法；浸涂法；浇注法；例如丝网印刷方法、喷墨印刷方法、胶印方法和凹版印刷方法等各种印刷方法；压印法；喷射法；以及例如气刀涂敷方法、刮刀涂敷方法、棒式涂敷方法、刀式涂敷方法、挤压式涂敷方法、逆辊式涂敷方法、转印辊式涂敷方法、凹版涂敷方法、吻合式涂敷方法、浇注涂敷方法、喷射涂敷方法、狭口涂敷方法和压延涂敷方法等各种涂敷方法。在这方面，在这些涂敷方法中的溶剂的示例可以包括无极性或较小极性的有机溶剂，例如甲苯、三氯甲烷、己烷和乙醇。另外，PVD方法的示例可以包括各种真空蒸发方法，例如电子束加热方法、电阻加热方法和闪蒸方法；等离子体蒸发方法；各种溅射方法，例如双极溅射方法、直流溅射方法、直流磁控溅射方法、高频溅射方法、磁控溅射方法、离子束溅射方法和偏压溅射方法；以及各种离子镀敷方法，例如直流(DC)方法、RF(射频)方法、多阴极方法、活性反应方法、磁场蒸发方法、高频离子镀敷方法和反应离子镀敷方法。 
光电转换材料层的厚度没有限制，但是作为例子可以为例如1×10-10m～5×10-7m。 
在本发明实施方案的光电转换元件等中，对于施加在第一电极与第二电极之间的电压而言，电位差例如可以为1mV～15V，但是这取决于 构成光电转换材料层的材料。在这方面，当向光电转换材料层施加恒定光量时，在光电转换材料层中产生的电流随着施加时间而变化。这里，对于恒定光量的施加时间而言，例如可以为1×10-12秒～1×10-1秒，但是这取决于构成光电转换材料层的材料。在这方面，在光电转换材料层中产生的电流随着施加时间变化。该变化取决于构成光电转换材料层的材料，并且不是唯一确定的。但是，可以通过进行各种测试来检查该变化。 
在电流变化的电流减小期间中的时间常数τ(P)被表示为单位时间内施加在光电转换材料层上的光量的函数。上述光量的函数是通过进行各种测试来获得的。所得到的光量的函数可以存储在例如电流检测电路中。同样，在电流变化的电流减小期间中的电流Idec与单位时间内施加在光电转换材料层上的光量之间的关系是通过进行各种测试来获得的。所得到的关系同样可以存储在例如电流检测电路中。在优选的结构中，电流检测电路通过求出公式(1)的积分来确定出电流积分值。在这方面，可以通过仅求出公式(1)的第一项的积分并根据电流积分值(包括基于该电流积分值计算出的物理值)来确定光量。可选地，可以通过求出公式(1)的第一项和第二项的积分并根据电流积分值(包括基于该电流积分值计算出的物理值)来确定光量。电流积分值(包括基于该电流积分值计算出的物理值)与光量之间的关系也可以存储在例如电流检测电路中。 
就计算τ(P)以及确定Idec而言，电流检测电路可以是具有现有技术的配置和结构的任意电流检测电路。 
第一电极和第二电极分开设置着。该分开的状态包括将第二电极设置在第一电极上方的形式(第一结构型或第二结构型光电转换元件)以及将第一电极和第二电极设置在基板上同时彼此相对的形式(第三结构型光电转换元件)。 
本发明实施方案的光电转换元件等不限于具有设有第一电极和第二电极的二端子电子器件结构，也可以具有还设有控制电极的三端子电子器件结构。可以通过向控制电极施加电压来进行所流经的电流的调制。三端子电子器件结构的具体示例可以包括与所谓的底栅底部接触型(bottom gate/bottom contact type)、底栅顶部接触型(bottom gate/top contacttype)、顶栅底部接触型(top gate/bottom contact type)以及顶栅顶部接触型 (top gate/top contact type)场效应晶体管(FET)相同的配置和结构。 
更具体地说，本发明实施方案的具有底栅底部接触型三端子电子器件结构的光电转换元件等包括： 
(a)设置在支撑构件上的控制电极(相当于栅极电极)； 
(b)设置在控制电极和支撑构件上的绝缘层(相当于栅极绝缘层)； 
(c)设置在绝缘层上的第一、第二电极(相当于源极、漏极电极)；以及 
(d)设置在绝缘层上以及第一、第二电极之间的光电转换材料层(相当于沟槽形成区域)。 
另外，本发明实施方案的具有底栅顶部接触型三端子电子器件结构的光电转换元件等包括： 
(a)设置在支撑构件上的控制电极(相当于栅极电极)； 
(b)设置在控制电极和支撑构件上的绝缘层(相当于栅极绝缘层)； 
(c)设置在绝缘层上的光电转换材料层(相当于沟道形成区域)和光电转换材料层延伸部分；以及 
(d)设置在光电转换材料层延伸部分上的第一、第二电极(相当于源极、漏极电极)。 
另外，本发明实施方案的具有顶栅底部接触型三端子电子器件结构的光电转换元件等包括： 
(a)设置在支撑构件上的第一、第二电极(相当于源极、漏极电极)； 
(b)在第一、第二电极之间设置在支撑构件上的光电转换材料层(相当于沟道形成区域)； 
(c)设置在第一、第二电极和光电转换材料层上的绝缘层(相当于栅极绝缘层)；以及 
(d)设置在绝缘层上的控制电极(相当于栅极电极)。 
另外，本发明实施方案的具有顶栅顶部接触型三端子电子器件结构的光电转换元件等包括： 
(a)设置在支撑构件上的光电转换材料层(相当于沟道形成区域)和光电转换材料层延伸部分； 
(b)设置在光电转换材料层延伸部分上的第一、第二电极(相当于源极、漏极电极)； 
(c)设置在第一、第二电极和光电转换材料层上的绝缘层(相当于栅极绝缘层)；以及 
(d)设置在绝缘层上的控制电极(相当于栅极电极)。 
构成第一电极或第二电极的透明导电材料示例可以包括铟锡氧化物(包括ITO、Sn掺杂的In2O3、晶体ITO和非晶体ITO)、IFO(F掺杂的In2O3)、氧化锡(SnO2)、ATO(Sb掺杂的SnO2)、FTO(F掺杂的SnO2)、氧化锌(包括Al掺杂的ZnO、B掺杂的ZnO和Ga掺杂的ZnO)、掺氧化锌的铟氧化物(IZO)、氧化钛(TiO2)、尖晶石类型氧化物和具有YbFe2O4结构的氧化物。由这种材料形成的第一电极或第二电极通常具有高的功函数并且具有用作阳极的作用。用于形成透明电极的方法示例可以包括：PVD方法，例如真空蒸发方法、反应蒸发方法、各种溅射方法、电子束蒸发方法和离子镀敷方法；高温溶胶方法；将有机金属化合物热分解的方法；喷射方法；浸涂方法；包括MOCVD方法的各种CVD方法；化学镀方法；以及电镀方法，但是这取决于构成透明电极的材料。 
此外，在不是特别要求透明度并且第一电极或第二电极用作阳极(正极)即用于获取空穴的电极的情况下，用于构成第一电极或第二电极的导电材料优选为具有较高功函数(例如，φ＝4.5eV～5.5eV)的导电材料。具体示例可以包括金(Au)、银(Ag)、铬(Cr)、镍(Ni)、钯(Pd)、铂(Pt)、铁(Fe)、铱(Ir)、锗(Ge)、锇(Os)、铼(Re)和碲(Te)。另一方面，在第一电极或第二电极用作阴极(负极)即用于获取电子的电极的情况下，用于构成第一电极或第二电极的导电材料优选具有较低功函数(例如，φ＝3.5eV～4.5eV)。具体示例可以包括碱金属(例如，Li、Na和K)及其氟化物或氧化物、碱土金属(例如Mg和Ca)及其氟化物或氧化物、铝(Al)、锌(Zn)、锡(Sn)、铊(Tl)、纳钾合金、铝锂合金、镁银合金、例如铟和镱等稀土金属以及它们的合金。 
可选地，用于构成第一电极、第二电极和控制电极的材料示例可以包括导电材料，例如，诸如铂(Pt)、金(Au)、钯(Pd)、铬(Cr)、镍(Ni)、铝(Al)、银(Ag)、钽(Ta)、钨(W)、铜(Cu)、钛(Ti)、铟(In)、锡(Sn)、铁(Fe)、钴(Co)和钼(Mo)等金属、包含这些金属元素的合金、由这些金属形成的导电粒子、包含这些金属的合金的导电粒子、包含杂质的多晶硅、碳基材料、氧化物半导体、碳纳米管和石墨烯(graphene)。可以采用包含这些元素的多层的层叠结构。另外，对于构成第一电极、第二电极和控制电极的材料而言，可以考虑有机材料(导电聚合物)，例如聚(3，4-乙烯二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸盐(DEPOT/PSS，poly(3，4-ethylenedioxythiophene)/polystyrenesulfonate)。 
用于形成第一电极、第二电极或控制电极的方法根据需要可以为以下方法中的任一种方法：上述各种PVD方法；包括MOCVD方法的各种CVD方法；上述各种涂敷方法；剥离方法；溶胶-凝胶方法；电沉积方法；遮挡掩模方法；例如电镀方法和化学镀方法及它们的组合等镀敷方法；以及喷射方法或喷射方法与图形化技术组合的方法，但是这取决于构成它们的材料。 
对于基板或支撑构件(下面可以统称为基板等)而言，可以考虑有机聚合物(具有由聚合物材料形成且具有柔性的诸如塑料膜、塑料片或塑料基板等聚合物材料形式)，该有机聚合物例如可以是：聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，PMMA)、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol，PVA)、聚乙烯苯酚(polyvinylphenol，PVP)、聚醚砜(polyether sulfone，PES)、聚酰亚胺(polyimide)、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)、聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)和聚萘二甲酸乙二酯(polyethylenenaphthalate)。可选地，可以考虑云母。在使用由上述柔性聚合物材料形成的基板等的情况中，能够将电子器件装配到具有弯曲形状的电子设备中或者使它们集成为一体。可选地，基板等的示例可以包括各种玻璃基板、在表面上设有绝缘膜的各种玻璃基板、石英基板、在表面上设有绝缘膜的石英基板、在表面上设有绝缘膜的硅基板以及由例如不锈钢等各种合金和各种金属形成的金属基板。另外，绝缘膜的示例包括硅氧化物基材料(例如SiOx和旋涂玻璃(SOG))；硅氮化物(SiNY)；氧氮化硅(SiON)； 氧化铝(Al2O3)；以及金属氧化物和金属盐。此外，也可以采用在表面上设有这些绝缘膜的导电基板(由例如金和铝等金属形成的基板，和由高取向石墨形成的基板)。基板等的表面最好是平滑的。但是，可以接受的是，在不会对光电转换材料层的特性造成负面影响的情况下有一定的粗糙度。可以通过利用硅烷偶联法(silane coupling method)在基板等的表面上形成硅烷醇衍生物或者通过利用CVD方法等用绝缘金属盐或金属络合物形成薄膜，来改善第一电极、第二电极和控制电极相对于基板等的粘接性。透明基板指的是由不会过度吸收通过基板入射在光电转换材料层上的光的材料形成的基板。 
在一些情况中，电极和光电转换材料层上可以覆盖有覆盖层。构成覆盖层的材料的示例不仅可以包括无机绝缘材料，例如，硅氧化物基材料、硅氮化物(SiNY)和例如氧化铝(Al2O3)等金属氧化物高介电常数绝缘膜，而且还可以包括有机绝缘材料(有机聚合物)，例如，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)；聚乙烯苯酚(PVP)；聚乙烯醇(PVA)；聚酰亚胺；聚碳酸酯(PC)；聚对苯二甲酸乙二酯(PET)；聚苯乙烯；例如N-2(氨乙基)3-氨丙基三甲氧基硅烷(N-2(aminoethyl)3-aminopropyltrimethoxysilane，AEAPTMS)、3-巯丙基三甲氧基硅烷(3-mercaptopropyltrimethoxysilane，MPTMS)和十八烷基三氯硅烷(octadecyltrichlorosilane，OTS)等硅烷醇衍生物(硅烷偶联剂)；以及具有能够在一端键合在控制电极上的官能团的直链烃(straightchain hydrocarbon)，例如十八硫醇(octadecanethiol)和十二烷基异氰酸酯(dodecyl isocyanate)。这些材料可以组合使用。在这方面，硅氧化物基材料的示例可以包括硅氧化物(SiOx)、BPSG、PSG、BSG、AsSG、PbSG、氧氮化硅(SiON)、旋涂玻璃(SOG)和低介电常数材料(例如，聚芳醚(polyaryl ether)、环状全氟烃聚合物(cycloperfluorocarbon polymer)和苯并环丁烯(benzocyclobutene)、环氟树脂(cyclic fluororesin)、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene)、氟化芳醚(fluorinated aryl ether)、氟化聚酰亚胺、无定形碳和有机SOG)。 
构成绝缘层的材料的示例不仅可以包括无机绝缘材料，例如，硅氧化物基材料、硅氮化物(SiNY)和例如氧化铝(Al2O3)等金属氧化物高介电常数绝缘膜，而且还可以包括有机绝缘材料(有机聚合物)，例如，聚甲基 丙烯酸甲酯(PMMA)；聚乙烯苯酚(PVP)；聚乙烯醇(PVA)；聚酰亚胺；聚碳酸酯(PC)；聚对苯二甲酸乙二酯(PET)；聚苯乙烯；例如N-2(氨乙基)3-氨丙基三甲氧基硅烷(AEAPTMS)、3-巯丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)和十八烷基三氯硅烷(OTS)等硅烷醇衍生物(硅烷偶联剂)；以及具有能够在一端键合在控制电极上的官能团的直链烃，例如十八硫醇和十二烷基异氰酸酯。这些材料可以组合使用。在这方面，硅氧化物基材料的示例可以包括硅氧化物(SiOx)、BPSG、PSG、BSG、AsSG、PbSG、氧氮化硅(SiON)、旋涂玻璃(SOG)和低介电常数材料(例如，聚芳醚、环状全氟烃聚合物和苯并环丁烯、环氟树脂、聚四氟乙烯、氟化芳醚、氟化聚酰亚胺、无定形碳和有机SOG)。 
用于形成绝缘层的方法可以是以下方法中的任一种方法：上述各种PVD方法；各种CVD方法；旋转涂敷方法；上述各种涂敷方法；溶胶-凝胶方法；电沉积方法；遮挡掩模方法；以及喷射方法。可选地，绝缘层可以通过将控制电极的表面氧化或氮化而形成，或者通过在控制电极的表面上形成氧化物膜或氮化物膜来获得。用于将控制电极的表面氧化的方法示例可以包括通过使用O2等离子体进行的氧化方法和阳极化方法，但是这取决于构成控制电极的材料。另外，用于将控制电极的表面氮化的方法示例可以包括通过使用N2等离子体进行的氮化方法，但是这取决于构成控制电极的材料。可选地，例如对于Au电极而言，可以利用浸涂方法等通过绝缘分子的自组织来覆盖控制电极表面从而在控制电极的表面上形成绝缘层，所述绝缘分子具有能够与控制电极化学键合的官能团，例如是一端用巯基改性的直链烃。可选地，也可以通过用硅烷醇衍生物(硅烷交联剂)将控制电极表面改性来形成绝缘层。 
可以通过使用本发明实施方案的光电转换器或光电转换元件等来形成例如光学传感器、图像传感器或电视摄像机等摄像器件(固体摄像器件)的固体摄像元件。 
一般来说，通过使用用于光电转换材料层的Si基半导体材料而形成的光电转换元件具有非常低的阻抗。另一方面，一般来说，例如金属氧化物薄膜和有机材料薄膜与Si基半导体材料相比具有更高的阻抗和更大的电荷累积能力，而与其结晶度无关。因此，在向光电转换材料层施加 电压的同时向光电转换材料层施加光时，电荷累积在光电转换材料层中。由于光电转换材料层中的时间常数τ足够大(几个微秒至几个毫秒的量级)，所以能够观察到在光电转换材料层中产生的瞬态充放电电流。 
在本发明实施方案的光电转换元件等中，当在第一电极与第二电极之间施加电压的同时(即，在第一电极与第二电极之间施加偏压的同时)向光电转换材料层施加恒定光量时，在光电转换材料层中产生的电流随着施加时间而改变。因此，可以通过检测出上述电流变化来提供具有高灵敏度和高S/N比的光电转换元件。也就是说，可以根据放电电流来确定所接收的光量，并且放电电流提供了与稳态电流的信号相比为较大的信号。因此，能够提供具有以下优点的光电转换元件等：可以从S/N比减小的低电压驱动(2V以下)中的弱信号计算出所接收的光量，并且由于放电电流的特性，所以即使在光量非常小且S/N比减小时也能够可靠地计算出光量。在向光电转换材料层施加光时，对于在施加光时的电流-时间响应和对光量的依赖性而言，瞬态放电电流的电流面积(电流相对于时间的积分值)取决于光量，此外，瞬态放电电流的时间常数τ在较小光量的区域中增大。 
附图说明
图1为在实施例1中具有二端子电子器件结构的光电转换元件的示意性截面图； 
图2为曲线图，显示出在实施例1的光电转换元件中瞬态充放电电流量与光量之间的关系以及电流Idec的积分值与光量之间的关系； 
图3为曲线图，显示出在实施例1的光电转换元件中根据电流Idec的积分值确定出来的电荷量与光量之间的关系； 
图4为曲线图，显示出根据瞬态充放电电流量计算出来的时间常数τ(P)与光量之间的关系； 
图5为曲线图，显示出根据瞬态充放电电流量计算出来的时间常数τ(P)的倒数与光量之间的关系； 
图6A和图6B分别为在实施例2和实施例3中具有二端子电子器件 结构的光电转换元件的示意性局部截面图； 
图7A和图7B分别为在实施例4和实施例5中具有三端子电子器件结构的光电转换元件的示意性局部截面图；以及 
图8A和图8B分别为在实施例6和实施例7中具有三端子电子器件结构的光电转换元件的示意性局部截面图。 
具体实施方式
下面将参照附图根据实施例对本发明进行说明。 
实施例1
实施例1涉及本发明实施方案的光电转换器和光电转换元件。具体地说，实施例1中的光电转换元件为第一结构型光电转换元件。如在图1示出的示意性截面图中所示一样，实施例1中的光电转换元件11包括：(A)分开设置的第一电极21和第二电极22，以及(B)设置在第一电极21与第二电极22之间的光电转换材料层30。另外，实施例1中的光电转换器包括光电转换元件11，并且另外还包括电流检测电路40。 
于是，在实施例1的光电转换元件11中或者在实施例1的包括光电转换元件11的光电转换器中，当在第一电极21与第二电极22之间施加电压的同时向光电转换材料层30施加恒定光量时，在光电转换材料层30中产生的电流随着施加时间而变化。另外，在实施例1中的光电转换器中，电流检测电路40检测电流的变化。电流检测电路40与第一电极21和第二电极22连接，并且向第一电极21和第二电极22施加电压。 
在实施例1中的光电转换元件11中，由透明导电材料形成的第一电极21设置在透明基板20上。光电转换材料层30设置在第一电极21上，第二电极22设置在光电转换材料层30上。这里，光通过基板20和第一电极21入射在光电转换材料层30上。 
基板20由厚度为0.7mm的玻璃基板形成，第一电极21由透明导电材料(具体地说，厚度为120nm的ITO)形成，并且第二电极22由厚度为100nm的铝(Al)形成。光电转换材料层30由有机材料形成，具体地说由有机半导体材料(更具体地说，厚度为50nm的喹吖啶酮)形成。在这方面， 光电转换材料层30的载流子迁移率为10cm2/V·秒以下(例如，大约为10-3cm2/V·秒～10-6cm2/V·秒)。 
实施例1中的光电转换元件11可以通过下面的方法来制造。也就是说，首先，通过使用光掩模基于光刻技术在基板20上用ITO形成厚度为120nm的第一电极21。随后，在基板20和第一电极21上用绝缘材料形成凸起部31。之后，通过真空蒸发方法在第一电极21和凸起部31上用喹吖啶酮形成厚度为50nm的光电转换材料层30。然后，利用金属掩模通过PVD方法在光电转换材料层30和基板20上用铝形成厚度为100nm的第二电极22。在这方面，凸起部31按照包围着基板20上的要形成光电转换材料层30的区域这样一种方式而被形成。 
通过透明基板20和第一电极21将波长为565nm的恒定光量施加到由此获得的实施例1中的光电转换元件11的光电转换材料层30上。在这方面，在将第二电极22接地的同时向第一电极21施加0.5V的电压。这时，在光电转换材料层30中产生的电流随着施加时间而改变。也就是说，在光电转换元件11中，假定由第一电极21、光电转换材料层30和第二电极22构成电容器，则光电转换材料层30中的电流随着施加时间的变化对应于流过该电容器的瞬态电流的变化。因此，在光电转换元件11中产生瞬态充放电电流。这里，当在该电流变化的电流减小期间中的时间常数假定为τ(P)时，则在电流减小期间中的电流Idec可以由下面的公式表示： 
Idec＝C1·I0(P)·exp{-t/τ(P)}+C2    (1) 
其中的t表示从电流减小期间的起始时刻开始经过的时间，在该起始时刻处，在该电流变化中出现从电流增大期间到电流减小期间的转变，并且此时的t假定为0。“I0(P)”表示当在t＝0时刻向光电转换材料层30施加恒定光量时在光电转换材料层30中产生的电流，并且C1和C2分别表示常数。于是，在电流检测电路40中确定出Idec。也就是说，用现有技术的与第一电极21和第二电极22连接的电流检测电路40检测出瞬态充放电电流。在这方面，在光电转换器中，电流检测电路40通过求出公式(1)相对于t从0至例如最大值100毫秒的积分来确定电流积分值(在实施例1中，电荷量为基于电流积分值计算出的物理值)。而且，在光电转 换元件11中，通过求出公式(1)相对于t从0至例如最大值100毫秒的积分而确定的电流积分值(在实施例中，电荷量为基于电流积分值计算出的物理值)具有对光量的依赖性。另外，在电流检测电路40中计算出τ(P)。 
图2显示出由此获得的瞬态充放电电流量(电流Idec)与光量之间的关系。这里，图2中的横轴表示上述时间(单位：任意)，并且图2中的纵轴表示上述电流Idec(单位：10-8A)。图3显示出根据电流Idec的积分值确定出来的电荷量与光量之间的关系。在图3中，“a+b”表示从公式(1)的第一项和第二项的积分中确定出的电荷量，“a”表示只是从公式(1)的第一项的积分中确定出的电荷量，并且“b”表示只是从公式(1)的第二项的积分中确定出的电荷量。这里，图3中的横轴表示施加在光电转换材料层30上的光量(单位：微瓦/cm2)，并且图3中的纵轴表示根据电流Idec相对于t从0到预定的足够长时间的积分确定的电荷量(单位：任意)。另外，图4显示出从瞬态充放电电流量(电流Idec)中计算出的时间常数τ(P)与光量之间的关系。图5显示出从瞬态充放电电流量中计算出的时间常数τ(P)的倒数与光量之间的关系。在这方面，图4和图5中的横轴表示光量(单位：微瓦/cm2)，图4中的纵轴表示时间常数τ(P)(单位：任意)，并且图5中的纵轴表示时间常数τ(P)的倒数。 
从图2中可以清楚看出，瞬态充放电电流量的峰值I0(P)取决于光量。另外，从图3中可以清楚看出，从公式(1)的第一项和第二项的积分中确定出的电荷量或者从公式(1)的第一项的积分中确定出的电荷量明显取决于光量。另外，从图4中可以清楚看出，时间常数τ(P)取决于光量。也就是说，时间常数τ(P)被表示为单位时间内施加在光电转换材料层30上的光量的函数。这里，从图5中可以清楚看出，时间常数τ(P)的倒数可以由光量P的线性函数表示，如下面所述一样。但是，这种线性函数仅仅是个示例。 
另外，在从第一项和第二项的积分中确定出的电荷量用光量P的函数CHG1+2(P)来表示的情况下，或者在只从公式(1)的第一项的积分中确定出的电荷量用光量P的函数CHG1(P)来表示的情况下，电荷量可以用光量P的线性函数来表示，如下面所述一样。但是，这种线性函数仅仅是示例。 
1/{τ(P)}＝0.114·P+1.2657 
CHG1+2(P)＝-2.414×10-9·P+1.642×10-8
CHG1(P)＝-9.444×10-10·P+7.013×10-9
在这方面，在以变量为光量的情况下，电流Idec的积分值的函数、从公式(1)的第一项和第二项的积分中确定出的电荷量的函数、从公式(1)的第一项的积分中确定出的电荷量的函数以及时间常数τ(P)取决于光电转换元件11的构成、结构和构成材料。因此，不论什么时候改变了光电转换元件的构成、结构和构成材料，都可以进行各种测试，可以确定出这些函数，并且可以将这些函数存储在电流检测电路40中。可选地，可以将这些函数列表并且存储在电流检测电路40中。 
在实施例1中的光电转换元件11中，当在第一电极21与第二电极22之间施加偏压的同时向光电转换材料层30施加恒定光量时，在光电转换材料层30中产生的电流随着施加时间而作瞬态改变。因此，可以通过检测上述电流变化来获得具有高灵敏度和高S/N比的光电转换元件。也就是说，即使从较弱的信号中也能计算出所接收到的光量，并且即使在光量非常小且S/N比减小时也能够可靠地计算出光量。在这方面，瞬态放电电流的电流面积(电流相对于时间的积分值)或者基于该电流积分值计算出的物理值取决于光量，另外，瞬态放电电流的时间常数τ在较小光量的区域中增大。 
实施例2
实施例2为实施例1的变型。实施例2中的光电转换元件12为第二结构型光电转换元件。也就是说，如图6A中示出的示意性局部截面图所示一样，第一电极21A设置在基板20A上，光电转换材料层30设置在第一电极21A上，并且由透明材料形成的第二电极22A设置在光电转换材料层30上。光通过第二电极22A入射在光电转换材料层30上。这里，具体地说，基板20A由例如硅半导体基板形成，第一电极21A由铝形成，并且第二电极22A由ITO形成。除了上述方面之外，实施例2中的光电转换元件12或光电转换器的构成和结构可以与实施例1中的光电转换元件11或光电转换器的构成和结构相同。因此，将不再进行详细说明。 
实施例3
实施例3也是实施例1的变型。实施例3中的光电转换元件13为第三结构型光电转换元件。也就是说，如图6B中示出的示意性局部截面图所示一样，第一电极21B和第二电极22B设置在基板上。光电转换材料层30设置在基板20B上，并且从第一电极21B延伸至第二电极22B。光通过第二电极22B入射在光电转换材料层30上。可选地，光通过基板20B和第一电极21B入射在光电转换材料层30上。这里，具体地说，基板20B由例如硅半导体基板形成，第一电极21A和第二电极22B由金属材料或透明导电材料形成。除了上述方面之外，实施例3中的光电转换元件13或光电转换器的构成和结构可以与实施例1中的光电转换元件11或光电转换器的构成和结构相同。因此，将不再进行详细说明。 
实施例4
实施例4也是实施例1的变型。在实施例1～实施例3中，光电转换元件具有包括第一电极21和第二电极22的二端子电子器件结构。另一方面，在实施例4或后面所述的实施例5～实施例7中，光电转换元件具有还包括控制电极的三端子电子器件结构。可以通过向控制电极施加电压来进行所流经电流的调制。在实施例4中，具体地说，采用与底栅底部接触型FET相同的构成和结构来作为三端子电子器件结构。 
更具体地说，如图7A中示出的示意性局部截面图所示，实施例4中具有底栅底部接触型三端子电子器件结构的光电转换元件14包括： 
(a)设置在支撑构件113上的控制电极(相当于栅极电极114)； 
(b)设置在控制电极(栅极电极114)及支撑构件113上的绝缘层(相当于栅极绝缘层115)； 
(c)设置在绝缘层(栅极绝缘层115)上的第一、第二电极(相当于源极、漏极电极116)；以及 
(d)设置在第一、第二电极(源极、漏极电极116)之间及绝缘层(栅极绝缘层115)上的光电转换材料层(相当于沟道形成区域117)。 
在这方面，控制电极(栅极电极114)由金形成，绝缘层(栅极绝缘层 115)由SiO2形成，并且支撑构件113由硅半导体基板111和设置在硅半导体基板111上的绝缘膜112形成。另外，第一、第二电极(源极、漏极电极116)和光电转换材料层(沟道形成区域117)分别由与实施例3中的第一电极21B、第二电极22B和光电转换材料层30的材料相同的材料形成。此外，虽然在该图中未示出，但第一、第二电极(源极、漏极电极116)与电流检测电路40连接。下面的各实施例也是这样。 
下面将说明用于制造实施例4中的光电转换元件14的方法的概要。 
步骤400 
首先，在支撑构件113上形成栅极电极114。具体地说，利用光刻技术在绝缘膜112上形成抗蚀剂层(尽管在该图中没有显示出该抗蚀剂膜)，且该抗蚀剂层中已经除去了要设置栅极电极114的那部分。之后，通过真空蒸发方法在整个表面上依次形成用作粘接层的铬(Cr)层(在该图中未示出)和用作栅极电极114的金(Au)层。随后，除去抗蚀剂层。这样，根据所谓的剥离(lift-off)方法获得了栅极电极114。 
步骤410 
然后，在设有栅极电极114的支撑构件113上形成栅极绝缘层115。具体地说，利用溅射方法在栅极电极114和绝缘膜112上用SiO2形成栅极绝缘层115。在栅极绝缘层115的膜形成过程中，通过用硬掩模覆盖一部分栅极电极114，就可以在不进行光刻过程的情况下形成栅极电极114的引线部分(在该图未示出)。 
步骤420 
接着，在栅极绝缘层115上形成源极、漏极电极116。具体地说，利用光刻技术在栅极绝缘层115上形成抗蚀剂层，且从该抗蚀剂层中已经除去了要设置源极、漏极电极116的那些部分。之后，通过真空蒸发方法来依次形成源极、漏极电极116。随后，除去抗蚀剂层。这样，根据所谓的剥离方法获得了源极、漏极电极116。 
步骤430 
然后，按照与实施例1中所述的那种方式类似的方式在栅极绝缘层 115上形成沟道形成区域117。 
步骤440 
最后，在整个表面上形成用作钝化膜的绝缘材料层(在该图中未示出)，并且在源极、漏极电极116上方的绝缘材料层中形成开口。在包括开口内侧的整个表面上形成布线材料层，之后将该布线材料层形成图形，从而获得了光电转换元件14，该光电转换元件14具有底栅底部接触型FET(TFT)结构，并且具有设在绝缘材料层上的与源极、漏极电极116连接的布线。 
实施例5
在实施例5中，具体地说，采用与底栅顶部接触型FET相同的构成和结构作为三端子电子器件结构。 
更具体地说，如图7B中示出的示意性局部截面图所示，实施例5中的具有底栅顶部接触型三端子电子器件结构的光电转换元件15包括： 
(a)设置在支撑构件113上的控制电极(相当于栅极电极114)； 
(b)设置在控制电极(栅极电极114)及支撑构件113上的绝缘层(相当于栅极绝缘层115)； 
(c)设置在绝缘层(栅极绝缘层115)上的光电转换材料层(相当于沟道形成区域117)和光电转换材料层延伸部分118；以及 
(d)设置在光电转换材料层延伸部分118上的第一、第二电极(相当于源极、漏极电极116)。 
下面将说明用于制造实施例5中的光电转换元件15的方法的概要。 
步骤500 
首先，如实施例4中的步骤400一样，在支撑构件113(绝缘膜112)上形成栅极电极114。之后，如步骤S410一样，在栅极电极114及绝缘膜112上形成栅极绝缘层115。 
步骤510 
随后，按照与步骤430中的方式类似的方式，在栅极绝缘层115上 形成沟道形成区域117和沟道形成区域延伸部分118。 
步骤520 
然后，如实施例4中的步骤420一样，在沟道形成区域延伸部分118上形成源极、漏极电极116，并且源极、漏极电极116将沟道形成区域117夹在中间。但是，在进行源极、漏极电极116的膜形成过程时，通过用硬掩模覆盖沟道形成区域117，就可以在不进行光刻过程的情况下形成源极、漏极电极116。 
步骤530 
最后，执行与步骤440类似的步骤，从而获得具有底栅顶部接触型FET(TFT)结构的光电转换元件15。 
实施例6
在实施例6中，具体地说，采用与顶栅底部接触型FET相同的构成和结构作为三端子电子器件结构。 
更具体地说，如图8A中示出的示意性局部截面图所示，实施例6中具有顶栅底部接触型三端子电子器件结构的光电转换元件16包括： 
(a)设置在支撑构件113上的第一、第二电极(相当于源极、漏极电极116)； 
(b)在第一、第二电极(源极、漏极电极116)之间设置在支撑构件113上的光电转换材料层(相当于沟道形成区域117)； 
(c)设置在第一、第二电极(源极、漏极电极116)及光电转换材料层(沟道形成区域117)上的绝缘层(相当于栅极绝缘层115)；以及 
(d)设置在绝缘层(栅极绝缘层115)上的控制电极(相当于栅极电极114)。 
下面将说明用于制造实施例6中的光电转换元件16的方法的概要。 
步骤600 
首先，如实施例4中的步骤420一样，在支撑构件113上形成源极、漏极电极116。 
步骤610 
随后，按照与步骤430中的方式类似的方式，在源极、漏极电极116之间在支撑构件113(绝缘膜112)上形成沟道形成区域117。实际上，在源极、漏极电极116上形成的是沟道形成区域延伸部分118。 
步骤620 
之后，在源极、漏极电极116及沟道形成区域117上(实际上，在沟道形成区域117和沟道形成区域延伸部分118上)形成栅极绝缘层115。具体地说，通过利用旋转涂敷方法在整个表面上形成PVA膜而获得栅极绝缘层115。 
步骤630 
然后，在栅极绝缘层115上形成栅极电极114。具体地说，通过真空蒸发方法在整个表面上依次形成用作粘接层的铬(Cr)层(在该图中未示出)和用作栅极电极114的金(Au)层。在栅极电极114的膜形成过程中，通过用硬掩模覆盖一部分栅极电极115，就可以在不进行光刻过程的情况下形成栅极电极114。最后，执行与步骤440类似的步骤，从而获得具有顶栅底部接触型FET(TFT)结构的光电转换元件16。 
实施例7
在实施例7中，具体地说，采用与顶栅顶部接触型FET相同的构成和结构作为三端子电子器件结构。 
更具体地说，如图8B中示出的示意性局部截面图所示，实施例7中的具有顶栅顶部接触型三端子电子器件结构的光电转换元件17包括： 
(a)设置在支撑构件113上的光电转换材料层(相当于沟道形成区域117)和光电转换材料层延伸部分118； 
(b)设置在光电转换材料层延伸部分118上的第一、第二电极(相当于源极、漏极电极116)； 
(c)设置在第一、第二电极(源极、漏极电极116)及光电转换材料层(沟道形成区域117)上的绝缘层(相当于栅极绝缘层115)；以及 
(d)设置在绝缘层(栅极绝缘层115)上的控制电极(相当于栅极电极 114)。 
下面将说明用于制造实施例7中的光电转换元件17的方法的概要。 
步骤700 
首先，按照与步骤430中的方式类似的方式，在支撑构件113上形成沟道形成区域117和沟道形成区域延伸部分118。 
步骤710 
随后，与实施例4中的步骤420中一样，在沟道形成区域延伸部分118上形成源极、漏极电极116，并使源极、漏极电极116将沟道形成区域117夹在中间。然而，在进行源极、漏极电极116的膜形成过程时，通过用硬掩模覆盖沟道形成区域117，就可以在不进行光刻过程的情况下形成源极、漏极电极116。 
步骤720 
之后，在源极、漏极电极116及沟道形成区域117上形成栅极绝缘层115。具体地说，通过利用旋转涂敷方法在整个表面上形成PVA膜而获得栅极绝缘层115。 
步骤730 
然后，如实施例6中的步骤630一样，在栅极绝缘层115上形成栅极电极114。最后，执行与步骤440类似的步骤，从而获得具有顶栅顶部接触型FET(TFT)的光电转换元件17。 
至此，已经参照优选实施例对本发明进行了说明。然而，本发明不限于这些实施例。在这些实施例中说明的这些光电转换器和光电转换元件的结构、构造、制造条件、制造方法和所用材料仅仅是示例，并且可以适当地改变。 
本领域技术人员应当理解，依据设计要求和其他因素，可以在本发明所附的权利要求或其等同物的范围内进行各种修改、组合、次组合及改变。 

Claims (15)

1.一种光电转换器，其包括a)光电转换元件和b)用来检测电流变化的电流检测电路，所述光电转换元件包括：
a-1)分开设置的第一电极和第二电极；以及
a-2)设置在所述第一电极与所述第二电极之间的光电转换材料层，
并且在所述光电转换元件中，在所述第一电极与所述第二电极之间施加电压的同时向所述光电转换材料层施加恒定光量时，所述光电转换材料层中产生的电流随着施加时间而变化，
其中，当由所述第一电极、所述光电转换材料层和所述第二电极构成电容器时，所述光电转换材料层中的电流随着施加时间的变化对应于流过所述电容器的瞬态电流的变化。
2.如权利要求1所述的光电转换器，其中，在上述电流变化的电流减小期间中的时间常数为τ(P)，
上述τ(P)被表示为单位时间内施加在所述光电转换材料层上的光量的函数，并且
所述电流检测电路能够计算出上述τ(P)。
3.如权利要求1所述的光电转换器，其中，在上述电流变化的电流减小期间中的时间常数为τ(P)，
在电流减小期间中的电流Idec由下面的公式表示：
Idec＝C1·I0(P)·exp{-t/τ(P)}+C2   (1)
其中的t表示从电流减小期间起始时刻开始所经过的时间，在该起始时刻处，在上述电流变化中出现从电流增大期间到电流减小期间的转变并且此时的t为0，
I0(P)表示在t＝0时刻向所述光电转换材料层施加恒定光量时在所述光电转换材料层中产生的电流，
C1和C2分别表示常数，并且
所述电流检测电路能够确定出Idec。
4.如权利要求3所述的光电转换器，其中，所述电流检测电路能够通过求出公式(1)相对于t从0到最大值100毫秒的积分来确定电流积分值。
5.如权利要求1所述的光电转换器，其中，所述光电转换材料层包括有机材料。
6.如权利要求5所述的光电转换器，其中，所述光电转换材料层的载流子迁移率为10cm2/V·秒以下。
7.一种光电转换元件，其包括：
A)分开设置的第一电极和第二电极；以及
B)设置在所述第一电极与所述第二电极之间的光电转换材料层，
其中，在所述第一电极与所述第二电极之间施加电压的同时向所述光电转换材料层施加恒定光量时，所述光电转换材料层中产生的电流随着施加时间而变化，及
当由所述第一电极、所述光电转换材料层和所述第二电极构成电容器时，所述光电转换材料层中的电流随着施加时间的变化对应于流过所述电容器的瞬态电流的变化。
8.如权利要求7所述的光电转换元件，其中，在上述电流变化的电流减小期间中的时间常数为τ(P)，并且
上述τ(P)被表示为单位时间内施加在所述光电转换材料层上的光量的函数。
9.如权利要求7所述的光电转换元件，其中，在上述电流变化的电流减小期间中的时间常数为τ(P)，
在电流减小期间中的电流Idec由下面的公式表示：
Idec＝C1·I0(P)·exp{-t/τ(P)}+C2  (1)
其中的t表示从电流减小期间起始时刻开始所经过的时间，在该起始时刻处，在上述电流变化中出现从电流增大期间到电流减小期间的转变并且此时的t为0，
I0(P)表示在t＝0时刻向所述光电转换材料层施加恒定光量时在所述光电转换材料层中产生的电流，并且
C1和C2分别表示常数。
10.如权利要求9所述的光电转换元件，其中，通过求出公式(1)相对于t从0到最大值100毫秒的积分而确定的电流积分值呈现出对光量的依赖性。
11.如权利要求7所述的光电转换元件，其中，所述光电转换材料层包括有机材料。
12.如权利要求11所述的光电转换元件，其中，所述光电转换材料层的载流子迁移率为10cm2/V.秒以下。
13.如权利要求7所述的光电转换元件，其中，
由透明导电材料形成的所述第一电极设置在透明基板上，
所述光电转换材料层设置在所述第一电极上，并且
所述第二电极设置在所述光电转换材料层上。
14.如权利要求7所述的光电转换元件，其中，
所述第一电极设置在基板上，
所述光电转换材料层设置在所述第一电极上，并且
由透明导电材料形成的所述第二电极设置在所述光电转换材料层上。
15.如权利要求7所述的光电转换元件，其中，
所述第一电极和所述第二电极设置在基板上。
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