CN109285846A - 光传感器及使用它的光检测装置 - Google Patents

光传感器及使用它的光检测装置 Download PDF

Info

Publication number
CN109285846A
CN109285846A CN201810613181.3A CN201810613181A CN109285846A CN 109285846 A CN109285846 A CN 109285846A CN 201810613181 A CN201810613181 A CN 201810613181A CN 109285846 A CN109285846 A CN 109285846A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mentioned
electrode
optical sensor
spike
photoelectric conversion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810613181.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109285846B (zh
Inventor
铃鹿理生
内田隆介
松井太佑
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Publication of CN109285846A publication Critical patent/CN109285846A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109285846B publication Critical patent/CN109285846B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/142—Energy conversion devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/20—Light-sensitive devices
    • H01G9/2004—Light-sensitive devices characterised by the electrolyte, e.g. comprising an organic electrolyte
    • H01G9/2009—Solid electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/0029—Processes of manufacture
    • H01G9/0036—Formation of the solid electrolyte layer
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/30—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation comprising bulk heterojunctions, e.g. interpenetrating networks of donor and acceptor material domains
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/451—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation comprising a metal-semiconductor-metal [m-s-m] structure
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/80—Constructional details
    • H10K30/81—Electrodes
    • H10K30/82—Transparent electrodes, e.g. indium tin oxide [ITO] electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic radiation-sensitive element covered by group H10K30/00
    • H10K39/30—Devices controlled by radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/10—Deposition of organic active material
    • H10K71/12—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating
    • H10K71/15—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating characterised by the solvent used
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/40—Thermal treatment, e.g. annealing in the presence of a solvent vapour
    • H10K71/441—Thermal treatment, e.g. annealing in the presence of a solvent vapour in the presence of solvent vapors, e.g. solvent vapour annealing
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/50—Organic perovskites; Hybrid organic-inorganic perovskites [HOIP], e.g. CH3NH3PbI3
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/30—Coordination compounds
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/542—Dye sensitized solar cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Abstract

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。

Description

光传感器及使用它的光检测装置
技术领域
本公开涉及光传感器及使用它的光检测装置。
背景技术
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。
发明内容
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尖峰位于850nm以上910nm以下的波长范围中。
有关本公开的第11技术方案的光吸收材料，是含有用组成式AMX3表示的钙钛矿型化合物的光吸收材料，A是1价的阳离子，M是2价的阳离子，X是1价的阴离子，上述M含有Sn2+；上述光吸收材料的荧光波谱具有第1尖峰、和位于比上述第1尖峰更靠长波长侧的第2尖峰。
在有关第11技术方案的光吸收材料中，荧光波谱具有第1尖峰及第2尖峰。因此，如果选择适当的电极，则能够根据被照射的光的波长域，使从光吸收材料产生的电流的方向变化。即，根据光吸收材料，能够区分检测多个波长域的光。
在本公开的第12技术方案中，例如有关第11技术方案的光吸收材料的上述A含有甲脒鎓阳离子。根据有关第12技术方案的光吸收材料，能够区分检测多个波长域的光。本公开的第13的技术方案也可以是有关第11或第12的技术方案的光吸收材料，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。
<本公开的实施方式>
以下，参照附图对本公开的实施方式进行说明。本公开并不限定于以下的实施方式。
[实施方式1]
在实施方式1中，对本公开的光传感器的实施方式进行说明。本公开的光传感器的实施方式的概要是以下这样的。
如图1所示，有关本实施方式的光传感器10具备第1电极1、光电变换层2及第2电极3。光电变换层2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尖峰靠长波长侧的第2尖峰。以下，有时将具有这样的特征的钙钛矿型化合物记作“实施方式1的钙钛矿型化合物”。
(具有2个以上的荧光发光尖峰的材料)
以下，对PL(荧光发光：Photo Luminescence)尖峰存在2个以上的材料进行说明。
通常，半导体材料具有来源于其能带构造的1个带隙，具有与该带隙对应的1个PL尖峰。另一方面，在钙钛矿材料中，在电子直接跃迁的带隙(以下，称作“第1带隙”)之外还存在电子以更小的能量跃迁的带隙(以下，称作“第2带隙”)。具有第2带隙的钙钛矿材料具有起因于第2带隙的较小的吸收系数。起因于第2带隙的荧光具有较长的荧光寿命。第2带隙据说是由自旋轨道相互作用带来的，这样的钙钛矿材料与通常的带隙附近另外地具有较小的带隙。
图2是表示以第一原理计算考虑到自旋轨道相互作用的情况下的能带构造的图。作为能带构造的模型，使用显示具有2个PL尖峰的荧光波谱的CH3NH3PbI3。
图2中的箭头附近(虚线框内)表示导带的下端，可知导带分裂了。即，被作为模型使用的CH3NH3PbI3具有第1带隙及第2带隙。
接着，对向具有这样的特性的材料的光照射进行说明。如果具有比第1带隙大的能量的光被照射，则在第1带隙，电子直接跃迁，发生电荷分离。在此情况下，在第2带隙发生跃迁的概率较低。这是因为，第2带隙的吸收系数较小，跃迁的概率比第1带隙低。因而，被电荷分离后的电子及空穴分别以高概率存在于第1带隙的导带及价带中。
如果被照射具有比第1带隙小、比第2带隙大的能量的光，则在第2带隙，电子间接跃迁，发生电荷分离。被电荷分离后的电子及空穴分别存在于第2带隙的导带及价带中。第2带隙的导带处于比第1带隙的导带低的能量能级中。第2带隙的价带处于比第1带隙的价带高的能量能级中。
上述的2个跃迁由于自旋的方向不同，所以相互不会容易地转变。例如，在第1带隙处直接跃迁的电子不会容易地跃迁到第2带隙的导带。换言之，在第1带隙处直接跃迁的电子即使在热失活的情况下，也不容易跃迁到第2带隙的导带。如果在第1带隙处被电荷分离的电子及空穴再度结合，则发生荧光。起因于该荧光，荧光波谱具有第1尖峰。如果在第2带隙处被电荷分离的电子及空穴再度结合，则发生荧光。起因于该荧光，荧光波谱具有位于比第1尖峰更靠长波长侧的第2尖峰。
这样，根据被照射的光的波长域不同，在光吸收材料中发生跃迁时的电子及空穴的能量能级不同。因此，通过用适当的电极夹着光吸收材料，能够进行控制以使从这2个跃迁产生的电流相互成为反方向。
(钙钛矿型化合物)
接着，对实施方式1的钙钛矿型化合物进行说明。实施方式1的钙钛矿型化合物由组成式AMX3(A是1价的阳离子，M是2价的阳离子，X是1价的阴离子)表示，具有钙钛矿构造。A例如包含甲脒鎓阳离子。M例如含有从由Pb2+及Sn2+构成的群中选择的至少1个。M例如包含Sn2+。组成式AMX3例如是HC(NH2)2PbI3(以下，有时省略作“FAPbI3”)、HC(NH2)2SnI3(以下，有时省略作“FASnI3”)、CH3NH3PbI3(以下，有时省略作“MAPbI3”)或CH3NH3SnI3(以下，有时省略作“MASnI3”)。
如上述那样，实施方式1的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。第1尖峰例如位于800至840nm的范围中。第2尖峰例如位于第1尖峰与能量比第1尖峰低0.05eV的波长之间。第2尖峰例如位于850至910nm的范围中。第2尖峰的荧光的荧光寿命比第1尖峰的荧光的荧光寿命长。在荧光尖峰的荧光寿命测量中，第2尖峰的荧光的荧光寿命例如在25℃下处于10至30纳秒的范围中。相对于此，第1尖峰的荧光的荧光寿命例如在该条件下是5纳秒以上不到10纳秒。钙钛矿型化合物的荧光波谱可以由市售的荧光分光光度计测量。荧光寿命可以由市售的荧光寿命测量装置测量。
(钙钛矿型化合物的制造方法)
接着，说明实施方式1的钙钛矿型化合物的制造方法的一例。
首先，将MX2及AX添加到有机溶剂中。有机溶剂中的MX2的浓度也可以与AX的浓度相同。有机溶剂例如是γ－丁内酯。接着，将有机溶剂加热，通过使MX2及AX溶解在有机溶剂中，得到第1溶液。将得到的第1溶液在室温下保存。
接着，向被冷却到室温的第1溶液中混合水。由此，得到第2溶液。第2溶液中的水的体积比率例如是0.7vol％。将得到的第2溶液在室温下保存。保存第2溶液的时间(保存时间Ts)例如是0至48小时。
接着，将第2溶液加热处理。在加热处理中，使第2溶液的温度从第1温度逐渐上升到第2温度。第1温度是比第2温度低的温度。第1温度例如处于－20至80℃的范围中。第2温度例如处于70至200℃的范围中。从第1温度到第2温度的时间例如是0.5小时至10小时。在以上述条件进行加热处理的情况下，从第2溶液缓缓地析出钙钛矿型化合物的晶体。
这样，通过缓缓地析出晶体，具有2个PL尖峰的材料析出。考虑这是因为，通过使晶体析出的速度变慢，能得到结晶性更高的材料。本申请的发明者认为上述那样的导带的分裂，钙钛矿构造的A位点的有机分子的取向性一致是有力的因素。即，位于A位点的有机分子越是一致为相同方向而存在，MX6的八面体越畸变。由此，钙钛矿型晶体的空间反转的对称性消失，发生简并化的导带的分裂。推测这是第2尖峰的PL尖峰出现的理由。可以考虑这样用得到较高的结晶性的上述方法制作晶体，从而，有机分子的取向性容易一致，成为具有2个PL尖峰的材料。
实施方式1的钙钛矿型化合物的制造方法并不限定于上述方法。例如，实施方式1的钙钛矿型化合物也可以通过ITC(Inverse temperature crystallization：反温度结晶)法制造。在ITC法中，首先，调制上述第1溶液。接着，向基板上以旋涂法涂敷第1溶液并加热。由此，得到在基板之上形成有样板层的试料。
接着，将第1溶液及试料加热。使试料浸渍到被加热的第1溶液中。接着，将试料从第1溶液取出，将附着在试料表面上的溶剂除去。接着，对试料进行加热处理。加热处理例如在100℃下进行5min至15min后，接着在180℃下进行5min至15min。由此，得到实施方式1的钙钛矿型化合物。
(光传感器10的结构)
接着，对光传感器10的结构进行说明。
如图1所示，在光传感器10的厚度方向上，依次层叠有第1电极1、光电变换层2及第2电极3。第1电极1经由光电变换层2与第2电极3对置。光电变换层2被配置在第1电极1与第2电极3之间。光传感器10也可以还具备支承第1电极1、光电变换层2及第2电极3的基板。此时，也可以在基板上依次层叠第1电极1、光电变换层2和第2电极3。从由第1电极1及第2电极3构成的群中选择的至少1个电极具有透光性。在本说明书中，“电极具有透光性”的语句，是指在具有200至2000nm的波长的光中的某个波长下10％以上的光透射电极。
第1电极1及第2电极3分别由与光电变换层2相互欧姆接触的材料形成。通过用这样的材料形成第1电极1及第2电极3，能够使电流从光电变换层2向2个方向流动。因而，能够得到与照射的光的波长域的变化对应而流过的电流的方向变化的效果。
第1电极1的功函数的值与第2电极3的功函数的值的差例如是0.5eV以下。通过将第1电极1的功函数的值与第2电极3的功函数的值的差设定在这样的范围内，能够提高在第1带隙处跃迁的电子与在第2带隙处跃迁的电子移动到分别不同的电极的概率。换言之，通过改变照射光的波长域，电流的方向容易地变化。第1电极1的功函数的值与第2电极3的功函数的值的差也可以是0.1eV以下。
此外，第1电极1及第2电极3的某一方的电极的功函数的值也可以位于第1带隙的导带下端与第2带隙的导带下端之间、或第1带隙的价带上端与第2带隙的价带上端之间。换言之，从由第1电极1及第2电极3构成的群中选择的至少1个电极的功函数的值也可以是第1带隙的导带下端的能量能级与第2带隙的导带下端的能量能级之间的值、或第1带隙的价带上端的能量能级与第2带隙的价带上端的能量能级之间的值。在第1电极1及第2电极3的功函数的值都是第2带隙的导带下端的能量能级与价带上端的能量能级之间的值的情况下，即使使照射光的波长域变化，流动的电流的朝向也不变化。另一方面，通过使第1电极1及第2电极3的某一方的电极的功函数的值位于第1带隙的导带下端与第2带隙的导带下端之间、或第1带隙的价带上端与第2带隙的价带上端之间，能够对应于照射的光的波长域的变化而容易地使流动的电流的朝向变化。
本实施方式的光传感器10例如可以通过以下的方法制作。首先，在基板的表面上通过Chemical Vapor Deposition(CVD：化学气相沉积)法、溅镀法等形成第1电极1。接着，在第1电极1之上通过涂敷法等形成光电变换层2。例如，也可以将钙钛矿型化合物以规定的厚度切出而作为光电变换层2，配置到第1电极1上。然后，通过在光电变换层2之上形成第2电极3，能够得到光传感器10。
接着，说明光传感器10的基本的作用效果。如果光被照射在光传感器10上，则光电变换层2将光吸收，产生被激励出的电子和空穴。当电子及空穴在第1带隙处被电荷分离时，被激励出的电子例如向第1电极1移动。此时，在光电变换层2中产生的空穴向第2电极3移动。由此，在光传感器10中，能够取出从第1电极1及第2电极3向第1方向流动的电流。另一方面，当电子及空穴在第2带隙处被电荷分离时，被激励出的电子例如向第2电极3移动。此时，由光电变换层2产生的空穴向第1电极1移动。由此，在光传感器10中，能够将从第1电极1及第2电极3向第2方向流动电流取出。第2方向是与第1方向相反的方向。这样，在光传感器10中，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个光传感器的元件将多个波长域的光区别而检测。
在光传感器10中，有时具有比特定的波长短的波长的光被照射在光传感器10上时发生的电流的方向、与具有比特定的波长长的波长的光被照射在光传感器10上时发生的电流的方向不同。即，在光传感器10中，当使照射的光的波长阶段性地变化时，有时在特定的波长下从光传感器10产生的电流的方向变化。在本说明书中，有时将该特定的波长表现为“切换波长”。
切换波长例如根据第1电极1的材料、光电变换层2的材料及第2电极3的材料而决定。此外，当偏压被施加在光传感器10上时，切换波长对应于偏压的大小而变化。对于该情况，如以下这样进行说明。
光传感器10的光电变换层2中包含的钙钛矿型化合物具有第1带隙和第2带隙。在此情况下，光传感器10能够看作与将具有负的发电量的第1太阳能电池与具有正的发电量的第2太阳能电池连接等价。例如，假设没有施加偏压时的光传感器10的量子效率相对于不到Anm(A纳米)的波长是负，相对于Anm以上Bnm以下(其中，A<B)的波长是正。此时，在不到Anm的波长带中，第1太阳能电池的发电量的绝对值比第2太阳能电池的发电量的绝对值大。在Anm以上Bnm以下的波长带中，第2太阳能电池的发电量的绝对值可以看作比第1太阳能电池的发电量的绝对值大。此外，此时的光传感器10的切换波长是Anm。光传感器10的切换波长相当于第1太阳能电池的发电量的绝对值与第2太阳能电池的发电量的绝对值相等的波长。如果对该光传感器10施加负的偏压，则从第1太阳能电池不易将输出取出，从第2太阳能电池容易将输出取出。因而，切换波长向比Anm短波长侧变化。在光传感器10上被施加了正的偏压的情况下，发生与在光传感器10上被施加负偏压的情况相反的现象。此外，通过使施加在光传感器10上的偏压的大小连续地变化，切换波长也连续地变化。因此，通过调节施加在光传感器10上的偏压的大小，能得到具有任意的切换波长的光传感器10。由此，能够用光传感器10检测任意的波长域的光。
以下，对光传感器10的各构成要素具体地说明。
(基板)
基板是附带的构成要素。基板起到保持光传感器10的各层的作用。基板可以由透明的材料形成。作为基板，例如可以使用玻璃基板或塑料基板。塑料基板例如包含塑料薄膜。此外，在第1电极1具有充分的强度的情况下，由于能够用第1电极1保持各层，所以也可以不一定设置基板。
(第1电极1)
第1电极1具有导电性。第1电极1与光电变换层2欧姆接触。此外，第1电极1具有透光性。第1电极1例如使从可视区域到近红外区域的光透射。第1电极1例如是透明的，并且可以使用具有导电性的金属氧化物、即在半导体中掺杂了充分的量的载流子而简并化那样的材料形成。作为这样的金属氧化物，例如可以举出铟－锡复合氧化物、掺杂了锑的氧化锡、掺杂了氟的氧化锡、掺杂了硼、铝、镓、铟的至少1种的氧化锌、或它们的复合物。第1电极1也可以由多个金属或半导体层层叠而构成。
此外，第1电极1可以使用不透明的材料，形成光透射的图案状。作为光透射的图案，例如可以举出线状(条状)、波线状、格状(网格状)、规则或不规则地排列有许多微细的贯通孔的冲孔金属板状的图案、或与它们正/反反转的图案。如果第1电极1具有这些图案，则光能够透射不存在电极材料的开口部分。作为不透明的电极材料，例如可以举出含有铂、金、银、铜、铝、铑、铟、钛、铁、镍、锡、锌或它们的某种的合金。此外，作为电极材料，也可以使用具有导电性的碳材料。
第1电极1的光的透射率例如也可以是50％以上，也可以是80％以上。第1电极1应透射的光的波长依存于光电变换层2的吸收波长。第1电极1的厚度例如处于1nm以上1000nm以下的范围。
(光电变换层2)
光电变换层2含有实施方式1的钙钛矿型化合物。光电变换层2的厚度例如是100nm以上300μm以下。通过这样设定光电变换层2的厚度，能够确保充分的光吸收量，并且使电子和空穴在层内充分地扩散。因而，电子和空穴能够容易地移动到第1电极1及第2电极3。光电变换层2也可以通过如上述那样将钙钛矿型化合物切割而形成。
光电变换层2也可以与实施方式1的钙钛矿型化合物另外地含有光吸收材料。光电变换层2也可以含有包含实施方式1的钙钛矿型化合物的光吸收材料。光吸收材料也可以主要含有实施方式1的钙钛矿型化合物。这里，“光吸收材料主要含有实施方式1的钙钛矿型化合物”，是指光吸收材料以90质量％以上含有实施方式1的钙钛矿型化合物，例如也可以以95质量％以上含有，光吸收材料也可以是由实施方式1的钙钛矿型化合物构成的。
光吸收材料只要含有实施方式1的钙钛矿型化合物就可以，可以含有杂质。光吸收材料也可以还含有与实施方式1的钙钛矿型化合物不同的其他的化合物。
(第2电极3)
第2电极3具有导电性。此外，第2电极3与光电变换层2欧姆接触。第2电极3也可以具有透光性。第2电极3可以由与第1电极1同样的材料构成。此外，第2电极3也可以是多个金属或半导体层层叠而构成的。
[实施方式2]
在实施方式2中，对本公开的光检测装置进行说明。
光传感器10也可以与用来检测在光传感器10中产生的电流的检测部电连接。光传感器10也可以与仅使正或负的一个方向的电流流动的二极管电连接。光传感器10与二极管的连接也可以是能够经由开关开启/关闭的形态。光传感器10也可以是经由开关与正/负的二极管切换连接的形态。光传感器10也可以与用来向光传感器10施加偏压的电源装置电连接。电源装置例如与光传感器10的第1电极1及第2电极3的各自电连接。
图3A是表示本公开的光检测装置的第1例的电路图。光检测装置100具备光传感器10、电荷蓄积部20、二极管30、电流/电压计测器40及电源装置60。在光检测装置100中，各部件分别相互被电连接。二极管30被配置在光传感器10与电荷蓄积部20之间。电流/电压计测器40作为检测部发挥功能。
如果光被照射在光传感器10上，则产生电流。在光检测装置100中，能够根据被照射的光的波长进行二极管30的开启/关闭控制。在电流流到电荷蓄积部20中的情况下，电流在电荷蓄积部20中被放大。由电流/电压计测器40检测被放大的电流。
对于光传感器10，也可以由电源装置60施加偏压。如上述那样，通过调节施加在光传感器10上的偏压的大小，能够自由地设定能够检测的光的波长域。另外，即使是在光传感器10上被施加偏压时，在光传感器10中产生的电流也通过二极管30而向一个方向流动。
以下，对光检测装置100的各构成要素具体地说明。
(电荷蓄积部20)
电荷蓄积部20被电连接在光传感器10上。电荷蓄积部20能够将正电荷及负电荷分别蓄积。例如，在从光传感器10产生的电动势非常小的情况下，将由光传感器10产生的电流在一定时间中蓄积到电荷蓄积部20中之后输出。由此，能够将电流放大。电荷蓄积部20被配置在光传感器10与电流/电压检测器40之间。此外，在本公开的光检测装置100中，在要求将正电荷及负电荷分别保持的情况下，作为电荷蓄积部20，也可以使用正负的驱动范围的电压域为耐电压范围内的电容器。作为电荷蓄积部20，也可以使用在正负向具有对称的耐电压的电容器。
(二极管30)
二极管30被电连接在光传感器10上。二极管30可以使用具有在从光传感器10产生的电动势(通常是－1.5至1.5V)下仅向一定方向流过电流的功能的元件。二极管30没有被特别限定，可以利用通常的市售品等。此外，二极管30也可以具有经由开关元件等通过外部控制来切换开启/关闭的功能。
(电流/电压计测器40)
电流/电压计测器40被电连接在光传感器10上。电流/电压计测器40能够检测从光传感器10产生的电流。由此，光检测装置100能够检测光。作为电流/电压计测器40，可以使用市售品。
(电源装置60)
电源装置60被电连接在光传感器10上。如图4所示，电源装置60也可以被电连接在光传感器10的第1电极1及第2电极3的各自上。电源装置60能够对光传感器10施加偏压。电源装置60例如具备电源、可变电压电路及开关。电源例如是AC－DC变换器、发电装置或电池。可变电压电路调节被施加在光传感器10上的偏压的大小。可变电压电路例如包括升压斩波电路或降压斩波电路。开关能够切换是否使电源与光传感器10导通。开关没有被特别限定，可以使用市售品。开关例如是半导体开关。作为用作开关的半导体开关的例子，可以举出FET。
图3B是表示本公开的光检测装置的第2例的电路图。在光检测装置200中，二极管30被配置在电荷蓄积部20与电流/电压计测器40之间。关于具有与光检测装置100相同功能及结构的构成要素，赋予与光检测装置100共通的标号，适当省略说明。
如果光被照射在光传感器10上，则产生电流。通过电流流到电荷蓄积部20中，电流被放大。在光检测装置200中，能够根据检测到的光的波长而进行二极管30的开启/关闭控制。在被放大后的电流流到电流/电压计测器40中的情况下，由电流/电压计测器40检测电流。
图3C是表示本公开的光检测装置的第3例的电路图。在光检测装置300中，二极管30被配置在光传感器10与电荷蓄积部20之间。在二极管30与光传感器10之间配置有开关50。关于具有与光检测装置100相同的功能及结构的构成要素，赋予与光检测装置100共同的标号，适当省略说明。
开关50能够切换是否使光传感器10与二极管30导通。在光检测装置300中，在光传感器10与二极管30不导通的情况下，光传感器10与电荷蓄积部20直接导通。当光传感器10与二极管30导通时，在光检测装置300中，能够根据检测到的光的波长进行二极管30的开启/关闭控制。当光传感器10与二极管30不导通时，电流不论流动的方向如何，都流到电荷蓄积部20中。由电荷蓄积部20将电流放大。放大后的电流被电流/电压计测器40检测到。光检测装置300能够判别产生向一个方向流动的电流的光的波长及产生向另一个方向流动的电流的光的波长中的哪个波长的光的入射强度较强。
(开关50)
开关50没有被特别限定，可以使用市售品。开关50例如是半导体开关。作为用作开关50的半导体开关的例子，可以举出FET。
[实施例]
以下，将本公开通过实施例具体地说明。但是，本公开完全不受以下的实施例限定。
[实施例1]
用以下的方法制作出光传感器。
首先，作为光电变换层中含有的钙钛矿型化合物，用以下的方法制作出具有2个PL尖峰的化合物(FAPbI3晶体：FA+＝CH(NH2)2 +)。
首先，在γ－丁内酯(γ－BL)中，添加PbI2(東京化成公司制)和FAI(東京化成公司制)，使其在加热到80℃的油浴中溶解，得到黄色的溶液(第1溶液)。第1溶液中的PbI2的浓度是1mol/L。第1溶液中的FAI的浓度是1mol/L。接着，将第1溶液一次冷却到室温后，以体积比率将0.7vol％的纯水一边充分搅拌一边混合。将由此得到的液体(第2溶液)在室温下保存规定的时间(保存时间Ts)。
然后，将第2溶液装入到试管中，在加热后的油浴中静置。将第2溶液的初始温度设定为80℃，然后花费1小时使第2溶液的温度上升到110℃，缓缓地进行晶体析出。由此，在液体的内部析出黑色的晶体。然后，通过将晶体用丙酮充分清洗，得到化合物(FAPbI3晶体)。
对得到的化合物的荧光波谱进行测量的结果，可知在830nm和880nm具有2个尖峰。将得到的荧光波谱表示在图5中。
接着，将上述的化合物用金刚石切割机切割为平板状，通过用砂纸使表面平滑化，得到厚度200μm的平板状(7mm×7mm)的试料。
接着，准备在表面上作为第1电极1而具有ITO膜的基板。接着，在ITO层上，作为光电变换层2而配置上述平板状的试料。然后，通过在试料的表面上蒸镀金，形成第2电极3。这样，得到实施例1的光传感器。元件的尺寸(面积)是7mm×7mm。实施例1的光传感器的各结构是以下这样。
基板：玻璃基板(7mm×7mm，厚度0.7mm)
第1电极1：ITO(表面电阻10Ω/□)
光电变换层2：FAPbI3(厚度200μm)
第2电极3：Au(厚度80nm)
另外，作为第1电极1的ITO的功函数是4.7eV，作为第2电极3的Au的功函数是4.7eV。
[实施例2]
除了在实施例1中使用的ITO层上再制膜出厚度100nm的PEDOT/PSS(Aldrich公司制)以外，通过与实施例1相同的方法，制作出实施例2的光传感器。在实施例2的光传感器中，PEDOT/PSS作为第1电极1发挥功能。另外，作为第1电极1的PEDOT/PSS的功函数是5.1eV，作为第2电极3的Au的功函数是4.7eV。
[实施例3]
除了在实施例1中使用的ITO层上通过溅镀再制膜出厚度20nm的SnO2以外，通过与实施例1相同的方法，制作出实施例3的光传感器。在实施例3的光传感器中，SnO2作为第1电极1发挥功能。另外，作为第1电极1的SnO2的功函数是4.8eV，作为第2电极3的Au的功函数是4.7eV。
[实施例4]
除了代替PbI2而将SnI2添加到γ－BL中，将全部的作业在N2气体环境中进行以外，通过与实施例1相同的方法，制作出实施例4的光传感器。将在实施例4的光传感器的光电变换层中含有的化合物(FASnI3晶体)的荧光波谱表示在图6中。根据图6可知，上述化合物的荧光波谱在870nm和920nm具有2个尖峰。
[比较例1]
除了在作为第1电极的ITO层上，通过用旋涂法涂敷以1mol/L浓度含有PbI2、并且以1mol/L浓度含有FAI的DMSO(二甲基亚砜)溶液而制作出光电变换层以外，通过与实施例1相同的方法，制作出比较例1的光传感器。将在比较例1的光传感器的光电变换层中含有的化合物(FAPbI3晶体)的荧光波谱表示在图7中。根据图7可知，上述化合物的荧光波谱仅具有1个尖峰(830nm)。
[比较例2]
除了在实施例1中使用的ITO层上通过溅镀再制膜出厚度20nm的TiO2以外，通过与实施例1相同的方法，制作出比较例2的光传感器。在比较例2的光传感器中，TiO2作为第1电极发挥功能。另外，作为第1电极1的TiO2的功函数是4.2eV，作为第2电极3的Au的功函数是4.7eV。
[比较例3]
除了使用代替PbI2而含有SnI2的DMSO溶液，将全部的作业在N2气体环境下进行以外，通过与比较例1相同的方法，制作出比较例2的光传感器。将在比较例3的光传感器的光电变换层中含有的化合物(FASnI3晶体)的荧光波谱表示在图8中。根据图8可知，上述化合物的荧光波谱仅具有1个尖峰(880nm)。
[比较例4]
除了在实施例4中使用的ITO层上通过溅镀再制膜出厚度20nm的TiO2以外，通过与实施例4相同的方法，制作出比较例4的光传感器。在比较例4的光传感器中，TiO2作为第1电极发挥功能。另外，作为第1电极1的TiO2的功函数是4.2eV，作为第2电极3的Au的功函数是4.7eV。
[特性评价]
关于实施例1至4及比较例1至4的光传感器，测量各波长下的量子效率作为传感器特性。将结果表示在图9至图16及表1中。另外，量子效率的正负与在其波长带中电流流动的方向对应。
[表1]
在表1的欧姆接触的栏中，○表示第1电极1及第2电极3分别与光电变换层欧姆接触。×表示第1电极1及第2电极3的至少一方没有与光电变换层欧姆接触。根据图9至图16及表1可知，在使用含有具有2个以上的PL尖峰的化合物的光电变换层、并且配置了欧姆接触的电极的情况下，根据照射的光的波长的变化而电流而流动的方向逆转。例如，在实施例1的光传感器中，比790nm短的波长下的量子效率是正值。另一方面，790nm以上的波长下的量子效率是负值。即，在实施例1的光传感器中，可知在790nm的波长下从光传感器产生的电流的方向逆转。换言之，实施例1的光传感器具有790nm的切换波长。同样，在实施例2的光传感器中，可知在760nm的波长下，从光传感器产生的电流的方向逆转。换言之，实施例2的光传感器具有760nm的切换波长。在实施例3的光传感器中，可知在750nm的波长下，从光传感器产生的电流的方向逆转。换言之，实施例3的光传感器具有750nm的切换波长。在实施例4的光传感器中，可知在800nm的波长下，从光传感器产生的电流的方向逆转。换言之，实施例4的光传感器具有800nm的切换波长。相对于此，在比较例1至4的光传感器中，在全部的波长域中仅取量子效率为正或负的某一方的符号的值，所以即使使照射的光的波长变化，电流方向也不逆转。这样，根据本公开的光传感器，能够用1个元件区分检测多个波长域的光。
接着，在实施例2的光传感器上施加偏压。偏压是－0.03V。此时，关于光传感器，测量各波长下的量子效率。将结果表示在图17中。根据图17可知，通过施加－0.03V的偏压，光传感器的切换波长变化到短波长侧。详细地讲，光传感器的切换波长是730nm。
接着，将对实施例2的光传感器施加的偏压变更为－0.06V，关于光传感器，测量各波长下的量子效率。将结果表示在图17中。此时的光传感器的切换波长是700nm。同样，将向实施例2的光传感器施加的偏压变更为－0.1V，关于光传感器，测量各波长下的量子效率。将结果表示在图17中。此时的光传感器的切换波长是640nm。这样，根据本公开的光传感器，通过调节向光传感器施加的偏压的大小，能够检测任意的波长域的光。
标号说明
1 第1电极
2 光电变换层
3 第2电极
10 光传感器
20 电荷蓄积部
30 二极管
40 电流/电压计测器
60 电源装置
100、200、300 光检测装置

Claims (13)

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。
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。
6.如权利要求5所述的光检测装置，其特征在于，
还具备电连接于上述光传感器的二极管。
7.如权利要求5所述的光检测装置，其特征在于，
还具备电连接于上述光传感器的电荷蓄积部。
8.如权利要求7所述的光检测装置，其特征在于，
上述电荷蓄积部构成为，蓄积正电荷及负电荷中的每一种。
9.如权利要求5所述的光检测装置，其特征在于，
还具备电连接于上述光传感器的电源装置。
10.如权利要求5所述的光检测装置，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。
11.一种光吸收材料，含有用组成式AMX3表示的钙钛矿型化合物，A是1价的阳离子，M是2价的阳离子，X是1价的阴离子，其特征在于，
上述M含有Sn2+；
上述光吸收材料的荧光波谱具有第1尖峰、和位于比上述第1尖峰更靠长波长侧的第2尖峰。
12.如权利要求11所述的光吸收材料，其特征在于，
上述A含有甲脒鎓阳离子。
13.如权利要求11所述的光吸收材料，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。
CN201810613181.3A 2017-07-20 2018-06-14 光传感器及使用它的光检测装置 Active CN109285846B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-140980 2017-07-20
JP2017140980 2017-07-20
JP2017228938 2017-11-29
JP2017-228938 2017-11-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109285846A true CN109285846A (zh) 2019-01-29
CN109285846B CN109285846B (zh) 2023-10-13

Family

ID=65023124

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810613181.3A Active CN109285846B (zh) 2017-07-20 2018-06-14 光传感器及使用它的光检测装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11081291B2 (zh)
JP (1) JP7029639B2 (zh)
CN (1) CN109285846B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112582554A (zh) * 2020-12-10 2021-03-30 北京大学深圳研究生院 一种钙钛矿双带光电探测器及其制备方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102321038B1 (ko) * 2019-12-24 2021-11-02 성균관대학교산학협력단 광순응 이미지 센서, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 인공지능형 카메라
TWI820822B (zh) * 2021-08-23 2023-11-01 天光材料科技股份有限公司 光二極體之結構

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6307196B1 (en) * 1998-11-18 2001-10-23 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Detection circuit having a variable impedance circuit
CN104710173A (zh) * 2015-03-10 2015-06-17 宁波大学 无铅铁电上转换荧光陶瓷材料及其制备方法和应用
CN105359289A (zh) * 2013-07-31 2016-02-24 富士胶片株式会社 光电转换元件及太阳能电池
CN106206951A (zh) * 2016-07-19 2016-12-07 郑州大学 聚乙烯胺的新用途、钙钛矿薄膜、钙钛矿太阳能电池及其制备方法
JP2017501576A (ja) * 2013-12-17 2017-01-12 アイシス イノヴェイション リミテッド 金属ハロゲン化物ペロブスカイト及び不動態化剤を含む光起電力デバイス
CN106356454A (zh) * 2015-07-14 2017-01-25 松下电器产业株式会社 钙钛矿型太阳能电池

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6477182A (en) 1987-09-18 1989-03-23 Seiko Epson Corp Colour image sensor
JPH0177182U (zh) 1987-11-11 1989-05-24
JP2006066535A (ja) 2004-08-25 2006-03-09 Fuji Photo Film Co Ltd 光電変換素子及び撮像素子
JP5270642B2 (ja) 2010-03-24 2013-08-21 富士フイルム株式会社 光電変換素子及び撮像素子
JP5542091B2 (ja) * 2010-05-18 2014-07-09 富士フイルム株式会社 固体撮像素子及び撮像装置
JP2012049289A (ja) 2010-08-26 2012-03-08 Sony Corp 固体撮像装置とその製造方法、並びに電子機器
JP2012148216A (ja) * 2011-01-17 2012-08-09 Panasonic Corp 光励起半導体及びそれを用いたデバイス
JP5607676B2 (ja) * 2012-04-17 2014-10-15 国立大学法人電気通信大学 整流素子
GB201208793D0 (en) 2012-05-18 2012-07-04 Isis Innovation Optoelectronic device
KR101461641B1 (ko) * 2013-01-10 2014-12-05 한국화학연구원 내구성과 고성능의 무­유기 하이브리드 태양전지
JP6184761B2 (ja) 2013-06-11 2017-08-23 浜松ホトニクス株式会社 固体撮像装置
JP2016096277A (ja) * 2014-11-15 2016-05-26 ペクセル・テクノロジーズ株式会社 ペロブスカイト化合物を用いた光電変換素子およびその製造方法
CN107683352A (zh) * 2015-03-24 2018-02-09 阿卜杜拉国王科技大学 制备有机金属卤化物结构的方法
JP6754156B2 (ja) * 2015-06-15 2020-09-09 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像素子および固体撮像素子の製造方法、光電変換素子、撮像装置、電子機器、並びに光電変換素子。
KR102410028B1 (ko) 2015-06-24 2022-06-15 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 이를 포함하는 전자 장치
JP2017028114A (ja) 2015-07-23 2017-02-02 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 光検出器、光検出装置、固体撮像装置およびカメラシステム
JP6535271B2 (ja) * 2015-11-09 2019-06-26 浜松ホトニクス株式会社 放射線検出器、及び放射線検出器の製造方法
US10381588B2 (en) * 2015-11-13 2019-08-13 Sharp Kabushiki Kaisha Organic electroluminescence element, organic electroluminescence display device, and method for producing organic electroluminescence element
JP6837743B2 (ja) * 2015-11-17 2021-03-03 国立大学法人東海国立大学機構 光電変換装置
JP6857868B2 (ja) * 2016-04-25 2021-04-14 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 光吸収材料およびそれを用いた太陽電池
KR102530765B1 (ko) * 2016-09-09 2023-05-11 삼성디스플레이주식회사 표시장치, 구동장치, 및 표시장치의 구동방법
JP6181261B1 (ja) * 2016-09-13 2017-08-16 株式会社東芝 光電変換素子
US10428100B2 (en) * 2017-01-13 2019-10-01 Uchicago Argonne, Llc Substituted lead halide perovskite intermediate band absorbers

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6307196B1 (en) * 1998-11-18 2001-10-23 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Detection circuit having a variable impedance circuit
CN105359289A (zh) * 2013-07-31 2016-02-24 富士胶片株式会社 光电转换元件及太阳能电池
JP2017501576A (ja) * 2013-12-17 2017-01-12 アイシス イノヴェイション リミテッド 金属ハロゲン化物ペロブスカイト及び不動態化剤を含む光起電力デバイス
CN104710173A (zh) * 2015-03-10 2015-06-17 宁波大学 无铅铁电上转换荧光陶瓷材料及其制备方法和应用
CN106356454A (zh) * 2015-07-14 2017-01-25 松下电器产业株式会社 钙钛矿型太阳能电池
CN106206951A (zh) * 2016-07-19 2016-12-07 郑州大学 聚乙烯胺的新用途、钙钛矿薄膜、钙钛矿太阳能电池及其制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112582554A (zh) * 2020-12-10 2021-03-30 北京大学深圳研究生院 一种钙钛矿双带光电探测器及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
US11081291B2 (en) 2021-08-03
US20190027316A1 (en) 2019-01-24
JP2019087727A (ja) 2019-06-06
JP7029639B2 (ja) 2022-03-04
CN109285846B (zh) 2023-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. Lead‐free perovskite photodetectors: progress, challenges, and opportunities
Kakavelakis et al. Solution processed CH3NH3PbI3–x Cl x perovskite based self-powered ozone sensing element operated at room temperature
Bisquert et al. Theory of impedance and capacitance spectroscopy of solar cells with dielectric relaxation, drift-diffusion transport, and recombination
Young et al. Flexible ultraviolet photodetectors based on one-dimensional gallium-doped zinc oxide nanostructures
Su et al. Improving sensitivity of self-powered room temperature NO2 sensor by triboelectric-photoelectric coupling effect
Kwon et al. Inhibition of ion migration for reliable operation of organolead halide perovskite‐based Metal/Semiconductor/Metal broadband photodetectors
Dualeh et al. Impedance spectroscopic analysis of lead iodide perovskite-sensitized solid-state solar cells
Gimenez et al. ZnO− paper based photoconductive UV sensor
Abbas et al. Silver-nanowire-embedded transparent metal-oxide heterojunction Schottky photodetector
Ippili et al. Light-driven piezo-and triboelectricity in organic–inorganic metal trihalide perovskite toward mechanical energy harvesting and self-powered sensor application
Kramer et al. Colloidal quantum dot photovoltaics: a path forward
CN109285846A (zh) 光传感器及使用它的光检测装置
Paul et al. Multilevel programming and light-assisted resistive switching in a halide-tunable all-inorganic perovskite cube for flexible memory devices
Patel et al. High-performing flexible and transparent photodetector by using silver nanowire-networks
JP2008103670A (ja) 有機薄膜受光素子、有機薄膜受光素子の製造方法、有機薄膜受発光素子、有機薄膜受発光素子の製造方法、及び脈拍センサ
Cheng et al. Individual ZnO nanowires for photodetectors with wide response range from solar-blind ultraviolet to near-infrared modulated by bias voltage and illumination intensity
Maurya et al. Comparative study of photoresponse from vertically grown ZnO nanorod and nanoflake films
Guo et al. The recent progress of triboelectric nanogenerator-assisted photodetectors
Humayun et al. Area‐Selective ZnO Thin Film Deposition on Variable Microgap Electrodes and Their Impact on UV Sensing
Kumar et al. Highly transparent reconfigurable non-volatile multilevel optoelectronic memory for integrated self-powered brain-inspired perception
Li et al. Ultrathin self-powered heavy-metal-free Cu–In–Se quantum dot photodetectors for wearable health monitoring
Shah et al. Role of solvents in the preparation of methylammonium bismuth iodide (MBI) perovskite films for self-biased photodetector applications
Ganesh et al. 2D position-sensitive hybrid-perovskite detectors
Chakraborty et al. Effect of single walled carbon nanotubes on series resistance of Rose Bengal and Methyl Red dye-based organic photovoltaic device
CN105355700A (zh) 一种光电探测器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant