JPH0774377A

JPH0774377A - 光電変換素子

Info

Publication number: JPH0774377A
Application number: JP5216779A
Authority: JP
Inventors: Yoshitomo Yonehara; 祥友米原; Shiyoushin Boku; 鐘震朴
Original assignee: Kawamura Institute of Chemical Research
Current assignee: Kawamura Institute of Chemical Research
Priority date: 1993-08-31
Filing date: 1993-08-31
Publication date: 1995-03-17

Abstract

(57)【要約】【目的】フラーレン薄膜を用いた光電変換素子で、改
善された光電変換機能を有し、光センサー等に有用な光
電変換素子を提供する。【構成】本発明はフラーレンを用いた光電変換素子
で、フタロシアニン薄膜３ａに接してフラーレン薄膜３
ｂを設け、これらの積層膜を電極２ａ、２ｂで挟持して
構成する。【効果】優れた光電変換機能を有し、光センサーある
いは光センサー機能を応用したイメージセンサー等に幅
広く応用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、有機半導体素子に係わ
り、特に光センサー等に有用な光電変換素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子の分野では、従来、硫化カド
ミニウム、酸化亜鉛、結晶シリコン、アモルファスシリ
コン、ガリウム砒素など無機物が使用されてきた。これ
らは、トランジスター、整流素子、ＩＣ、ＬＳＩ、光セ
ンサーおよび光電変換素子等に使用されている。しか
し、これらの無機物を用いて半導体素子を作製するため
には、高度な真空装置、高度な製膜技術および高度な純
度規制等が要求され、容易にはなし得ないものであっ
た。

【０００３】これに対し、有機物の多様性、半導体性等
が注目されはじめ、ポリアセチレン、ポリピロール、フ
タロシアニン等の有機化合物の半導体性、導電性につい
て多大な研究がなされてきた（「新・導電性高分子材
料」、雀部博之監修、シーエムシー、（１９８７））。
特に、導電性高分子あるいは有機半導体を、金属で挟持
してなる半導体素子として、ポリアセチレン、ポリジア
セチレン、ポリピロール、α−セスキチエニル、フタロ
シアニン等の半導体薄膜（Ｓ）を金属電極（Ｍ）で挟持
してなるＭＳ素子、あるいは間に絶縁体の薄膜（Ｉ）を
挟持してなるＭＩＳ素子等多くの素子が提案されている
（「Physics of Semiconductor Devices」、2nd Editi
on、S.M.Sze, John Wiley & Sons,NY(1981)）。上記有
機化合物はＰ型あるいはＮ型の半導体性を示し、仕事関
数の小さい電極と仕事関数の大きい電極で挟持したとき
整流性を示し、光電変換能を示す（「Molecular Semico
nductors」, J. Simon, J.-J. Andre, Springer-Verlag
(1985)）。

【０００４】また、フラーレン類は、仕事関数の小さい
電極と仕事関数の大きい電極で挟持したとき整流性を示
し、高い光導電性を示すが（H.Yonehara, C.Pac, Appl.
Phys.Lett., 61,575(1992)）、光起電力は示さない。フ
ラーレンの光起電力に関しては、溶液との接合に於いて
わずかな光起電力効果を示すことが報告されている（B.
Miller,等, J.Am.Chem.Aoc., 113, 6291(1991)）。ま
た、最近、吉野らはポリ（３−アルキルチオフェン）と
Ｃ６０の接合により光起電力が現れることを報告した
（Jpn.Appl.Phys., 32, L873(1993)）。しかし、本報告
では、６００ｎｍ単色光照射時の短絡光電流は５ｎＡ以
下と非常に小さな値である。Wudl等は、ポリ（２−メト
キシ，５−（２’−エチルヘキシルオキシ）−１，４−
フェニレン−ビニレン）（ＭＥＨ−ＰＰＶ）とＣ６０を
接合させた光電変換素子に於いて、強度１ｍＷ／ｃ
ｍ²、波長５１４．５ｎｍの単色光を照射したとき、開
放端電圧（Ｖｏｃ）０．４４Ｖ、短絡光電流密度（Ｊｓ
ｃ）２．０８×１０μＡ／ｃｍ²およびエネルギー変換
効率（η）０．０４％を報告した（Appl.Phys.Lett., 6
2, 585(1993)）。

【０００５】

【本発明が解決しようとする課題】しかしながら上述し
たように従来のＣ６０等フラーレンを用いた光電変換素
子は、光起電力を示すものの、その効果は小さかった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、従来のＣ
６０等フラーレンを用いた光電変換素子の光起電力効果
を改善すべく、鋭意検討を行った結果、フラーレン薄膜
とこれに接してフタロシアニン薄膜を設けることで、光
起電力効果の優れた光電変換素子を得ることができるこ
とを見い出し、本発明を完成するに至った。すなわち、
本発明はフラーレン薄膜と、該フラーレン薄膜に接して
設けられたフタロシアニン薄膜とからなることを特徴と
する光電変換素子を提供するものである。

【０００７】以下、本発明を詳しく説明する。本発明で
用いられるフラーレン薄膜は、フラーレン類を用いて形
成された薄膜である。ここで、フラーレン類とは、ｓｐ
２炭素よりなる球状あるいはラグビーボール状のカーボ
ンクラスタの総称であり、一般にＣ６０、Ｃ７０、Ｃ７
６、Ｃ７８、Ｃ８４等が知られている。これらは、炭素
をアーク放電あるいは抵抗加熱して気化させ、ヘリウム
等の不活性ガスで急冷して生成したすすの中等に含有さ
れ（例えば、Kraetschmer等、Nature、347号、354頁(199
0)等）、なかでもＣ６０が最も多く含有されている。そ
してこのすすから、例えばヘキサン、ベンゼン、トルエ
ン、メシチレン、二硫化炭素等の溶媒で抽出することに
よって上記カーボンクラスタの混合物が得られる。さら
にこの混合物を精製し、各々単離するには、通常有機化
合物の精製に用られるクロマトグラフィーの手法（例え
ば、Ｋｒａｅｔｓｃｈｍｅｒ等、Ｎａｔｕｒｅ、３４７
号、354頁(1990)等）を用いることができる。

【０００８】本発明においては、合成、単離が容易なＣ
６０またはＣ７０、あるいはこれらを含有するすすから
抽出、不溶性不純物除去を施して得られる混合フラーレ
ンが好ましく用いられる。

【０００９】本発明においてフタロシアニンとしては、
例えばMoser等による「Phthalocyanine Compounds、Rei
nhold Publ. Co. NY(1963)」あるいは「The Phthalocya
nines、CRC Press(1983)」などに記載されているフタロ
シアニン化合物を用いることができる。フタロシアニン
を例示するならば、無金属フタロシアニンあるいは銅フ
タロシアニン、亜鉛フタロシアニン、マグネシウムフタ
ロシアニン、鉄フタロシアニン、ニッケルフタロシアニ
ン、鉛フタロシアニン、錫フタロシアニン、塩素化アル
ミニウムフタロシアニン、塩素化インジウムフタロシア
ニン、オキソバナジウムフタロシアニン、オキソチタニ
ウムフタロシアニン等の金属フタロシアニンあるいはこ
れらにアルキル基、アルコキシル基、エステル基、アミ
ド基等を導入したフタロシアニン誘導体等を挙げること
ができる。

【００１０】フラーレン薄膜あるいはフタロシアニン薄
膜は各種の製膜方法により形成して用いることができ、
例えば真空蒸着膜、キャスト膜、ポリマー分散膜および
ＬＢ膜等を用いることができる。真空蒸着膜は、例えば
一般的真空蒸着の手法に従い（薄膜ハンドブック、日本
学術振興会薄膜第１３１委員会編、オーム社（１９８
４）等）、５×１０^ー5トール（ｔｏｒｒ）以下の真空
下で、金属製ボートあるいはアルミナ製ルツボなどを用
いてフラーレン類あるいはフタロシアニン化合物を加熱
し、その上部あるいは下部に基板を置くことで薄膜を形
成できる。この際、必要に応じ、基板を加熱あるいは冷
却しても良い。基板を冷却した場合、薄膜はアモルファ
ス状態となることが多く、また、室温あるいはそれ以上
に加熱した場合は結晶状態になり易い。

【００１１】キャスト膜は、例えばフラーレン類がベン
ゼン、トルエン、メシチレン等の芳香族炭化水素、二硫
化炭素、ｎ−ヘキサン等に溶解する性質、および置換基
を導入したフタロシアニン誘導体が各種溶媒に溶解する
性質を利用するもので、簡便に薄膜を作成しうる手段で
ある。すなわち上記溶媒等に溶解せしめ、基板上に滴下
する、あるいは基板をスピンナー上に固定し、上記溶解
液を滴下した後、スピンナーを適当な回転数で回転せし
め薄膜化する、あるいは基板上に滴下した溶液をバーコ
ーターまたはドクターブレード等を用いて薄膜化するな
どの手段で薄膜化し、次いで自然乾燥、あるいは熱また
は真空乾燥するなどの手段で乾燥することによって製膜
することができる。

【００１２】ポリマー分散膜は、例えばポリマーの溶液
中にフラーレン類あるいはフタロシアニン化合物を添加
し、溶解あるいは分散せしめた後、上記キャスト膜と同
様の手段で製膜することができる。分散方法としては、
ペイントシェーカー、スペックスミキサーミル、サンド
ミル、ボールミル、アトライター、ニーダー等の顔料分
散手法を用いることができる。ここで用いることができ
るポリマーとしては、特に制限はないが、例を挙げる
と、飽和ポリエステル、不飽和ポリエステル、ポリカー
ボネート、ポリ塩化ビニール、ポリ酢酸ビニール、ポリ
ビニールカルバゾール、スチレン等のビニール系ポリマ
ー、フッ化ポリビニリデン、フッ化ポリビニール等のフ
ッ素化ポリマー、スチレン−マレイン酸等のコポリマー
等がある。また、例えば、ポリアクリレート系液晶高分
子、ポリシロキサン系液晶高分子等の液晶高分子を用い
ることもできる。

【００１３】上述した各種の製膜方法中でも、薄膜化手
段として、真空蒸着膜が好適に用いられる。また、フタ
ロシアニン膜に於いては、該膜をアルコール、テトラヒ
ドロフラン、ジクロロメタン等の溶媒蒸気で処理するこ
とで、吸収スペクトルを長波長にシフトできるものがあ
り、例えば、塩素化アルミニウムフタロシアニン、塩素
化インジウムフタロシアニン、オキソバナジウムフタロ
シアニンあるいはオキソチタニウムフタロシアニン等が
挙げられ、この様な溶媒蒸気処理膜を用いると、更に光
電変換効率を向上させることができる。この様なフタロ
シアニンの中で、特に、オキソチタニウムフタロシアニ
ンが好ましい。

【００１４】フラーレン薄膜と、該フラーレン薄膜に接
して設けられたフタロシアニン薄膜からなる光電変換膜
から電気信号あるいは電力を引き出すには、これらに接
して電極を設けることが好ましい。電極としては、例え
ば金属電極、金属酸化物電極および炭素電極等を用いる
ことができる。電極用材料としては、例えば、仕事関数
の小さいリチウム、ベリリウム、ナトリウム、マグネシ
ウム、アルミニウム、カリウム、インジウム、カルシウ
ム、スカンジウム、チタン、マンガン、ジルコニウム、
ガリウム、ニオブ、アンチモン等、または仕事関数の大
きいパラジウム、テルル、レニウム、イリジウム、銅、
銀、金、白金、ルテニウム、ゲルマニウム、酸化スズ
（例えばＮＥＳＡガラス、ＮＥＳＡコートポリマー
膜）、酸化インジウム、酸化インジウム〜酸化スズ（例
えばＩＴＯガラス、ＩＴＯコートポリマー膜）、酸化亜
鉛、グラファイト、グラッシーカーボン、銀ペーストお
よびカーボンペースト等が用いられるが、特に、白金、
金、銀、銅、アルミニウム、インジウム、酸化スズ、酸
化インジウム、酸化亜鉛および炭素等を用いることがで
きる。

【００１５】電極のうちで光が照射される側の電極は、
光を透過する必要があり、透明あるいは半透明状態で用
いる。この為には、上記の金属を用いる場合は、薄膜と
し、半透明で光をある程度透過する状態で用いる。ま
た、酸化スズ、酸化インジウム、酸化スズ〜酸化インジ
ウム、酸化亜鉛等は、光の透過率が高い薄膜を得ること
ができるので好ましい。他方の電極は、例えば上記電極
用材料からなる板、薄膜、導電性塗料膜等いずれの形態
でも使用することができる。薄膜の形態で使用すると
き、金属箔、蒸着膜、スパッタリング膜、電着膜、スプ
レー熱分解膜等を各種の製膜手段で薄膜化して使用する
ことができる。また、導電性塗料膜の形態で使用すると
き、導電性塗料（例えば銀、炭素含有塗料）を塗布して
電極を形成して使用することもできる。

【００１６】ここで、製膜あるいは塗布によって電極を
設ける場合には、光電変換素子は基板を用いて好ましく
形成される。この基板としては特に制限はなく、絶縁性
のものであれば良い。また、金属板、炭素板等の板状の
電極を用いるときは、特に基板を用いなくても良い。光
電変換素子は、光が照射されれる側の電極／フタロシア
ニン薄膜／フラーレン薄膜／他方の電極の積層構造、あ
るいは光が照射されれる側の電極／フラーレン薄膜／フ
タロシアニン薄膜／他方の電極の積層構造で構成され
る。フタロシアニン薄膜およびフラーレン薄膜の積層数
は、各々１層ずつである必要は無く交互に何層も積層さ
れていても差し支えない。

【００１７】光が照射される側の電極は、透明あるいは
半透明である必要があり、酸化物電極を用いるときは、
光の透過率が９８％〜０．１％の範囲が用いられるが、
光の透過率が大きい方が光に対する応答性は高く、推奨
できる。金属電極の場合、光の透過率が大きい方が光に
対する応答性は高いが、透過率が大きすぎると電極が電
流を通さない。従って、光の透過率は５０％〜０．１％
の範囲が好適に用いられる。

【００１８】また、光電変換素子を構成するフラーレン
薄膜およびフタロシアニン薄膜の膜厚については、特に
制限はないが、薄すぎるとお互いの電極が短絡するの
で、ある程度の厚さが必要である。この場合、フラーレ
ンあるいはフタロシアニン薄膜の膜厚は１０オングスト
ローム〜１００μｍの範囲が好適であり、特に好ましく
は、２００オングストローム〜１０μｍに形成される。
また、何層も積層する場合は、各々１０オングストロー
ム〜１０μｍの範囲のものを用いることができる。

【００１９】つぎに、上述したようなフラーレン薄膜お
よびフタロシアニン薄膜を用いて構成される本発明の光
電変換素子を図面を用いて説明する。図１は、本発明の
光電変換素子の一例を示したもので、（Ａ）は平面図、
（Ｂ）は（Ａ）中のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。図１
に示した光電変換素子は、絶縁基板１上に、第１の電極
２ａが設けられ、この絶縁基板１および第１の電極２ａ
上全面にフタロシアニン薄膜３ａが形成され、さらにフ
タロシアニン薄膜３ａ上には、フラーレン薄膜３ｂが形
成され、更にフラーレン薄膜３ｂ上に短冊状に形成され
た第２の電極２ｂ，２ｂ，２ｂが設けられている。この
第２の電極２ｂの数は、１以上の任意の数に設定するこ
とができる。また、この第２の電極２ｂは、短冊状だけ
でなく、円、楕円等いかなる形状でもよい。

【００２０】また、第１の電極２ａは、基板１上面の一
方の端縁部１ａを残して太い帯状に形成され、第２の電
極２ｂ，２ｂ，２ｂは、先に形成した第１の電極２ａの
長手方向に直交し、かつこの第１の電極２ａ上から上記
絶縁基板１の端縁部１ａ上に渡って位置するように設け
られており、このような構造により第１の電極２ａおよ
び第２の電極２ｂ，２ｂ，２ｂからの配線が短絡する不
都合を防止することができる。また必要に応じ、第２の
電極２ｂ，２ｂａ，２ｂおよびフラーレン薄膜３ｂ上に
絶縁性ポリマー膜あるいは絶縁性金属酸化物等の保護膜
を形成することもできる。

【００２１】また、図１に示した光電変換素子において
は、符号３ａがフタロシアニン薄膜であり、符号３ｂが
フラーレン薄膜である例について説明したが、逆に符号
３ａがフラーレン薄膜であり、符号３ｂがフタロシアニ
ン薄膜であってもよい。

【００２２】このように構成された光電変換素子は、光
電変換機能を利用する素子、例えば光センサーあるいは
光センサー機能を応用したイメージセンサー等に有効に
用いることができる。尚、本発明の光電変換素子は、上
記図１の構成にのみ限定されるものではなく、種々の形
態が可能であり、結晶、粉末等で構成されても良い。更
に、光電変換素子の使用目的により種々の形態をとるこ
とができ、これらの目的に基づき、電極および素子の構
成は適宜変更されうるものである。

【００２３】

【実施例】（実施例１）図１に示した構成を有する光電
変換素子を作製した。２ｃｍ×３ｃｍの酸化インジウム
スズガラス（ＩＴＯガラス）からなる絶縁基板１上にお
いて、塩酸でエッチングして導電性膜の一部分の幅０．
５ｃｍ、長さ３ｃｍの部分を除去（図１中１ａに相当す
る部分）し、残りの導電性膜を酸化インジウム（ＩＴ
Ｏ）からなる第１の電極２ａとした。このＩＴＯガラス
からなる絶縁基板１、ＩＴＯからなる第１の電極２ａを
真空蒸着器のアルミナルツボ上２０ｃｍに置き、オキソ
チタニウムフタロシアニンをアルミナルツボに入れ、２
×１０^-6トールの真空下で４００〜４５０℃に加熱して
蒸着速度を０．５オングストローム／秒に制御しながら
蒸着し、厚さ１０００オングストロームのオキソチタニ
ウムフタロシアニン薄膜を第１の電極２ａ（ＩＴＯ）上
に形成した。この蒸着膜を室温でジクロロメタン蒸気に
１２時間さらし、溶媒蒸気処理を行い、フタロシアニン
薄膜３ａを形成した。この薄膜３ａを同一の真空蒸着器
の他のアルミナルツボ上２０ｃｍに置き、カーボンクラ
スタＣ６０をアルミナルツボに入れ、５×１０^-6トール
の真空下で５２０〜５５０℃に加熱しながら蒸着し（５
オングストローム／秒）、厚さ６００オングストローム
のＣ６０からなるフラーレン薄膜３ｂを形成した。次い
で、ついで、この膜３ｂ上にアルミニウム（幅０．５ｃ
ｍ，長さ１．５ｃｍ）電極２ｂを３個、真空蒸着により
形成した。

【００２４】この光電変換素子のアルミニウム電極２ｂ
にソースメジャーユニットから−１Ｖの電圧を印加し、
波長７２０ｎｍ光強度２８０μＷ／ｃｍ²の光を照射し
ながら、電圧を＋１Ｖまでゆっくり掃引しながら印加
し、応答電流を測定した。アルミニウム電極２ｂの透過
率を補正すると、Ｃ６０からなるフラーレン薄膜に照射
された光強度は１０μＷ／ｃｍ²となった。

【００２５】光電変換パラメーターは以下のようにして
求められる。すなわち、電流値が０Ａとなる時の電圧を
開放端電圧（Ｖｏｃ）、印加電圧が０Ｖの時の光電流密
度を短絡光電流密度（Ｊｓｃ）とするとエネルギー変換
効率（η）は、次式より算出される。

【００２６】

【００２７】上記式中ｆｆは曲線因子、Ｐ_Tは電極を透
過した単位面積当たりの光エネルギー強度である。本実
施例１の結果を下記表１に示した。また、光照射時の電
流−電圧特性を図２に示した。

【００２８】（比較例１）Ｃ６０からなるフラーレン薄
膜を形成しない以外は実施例１と同様にして光電変換素
子を作製した。ついで、実施例１と同様にして光電変換
パラメータを測定した。その結果を下記表１に示した。
また、光照射時の電流−電圧特性を図２に示した。

【００２９】

【表１】

【００３０】上記表１に示した結果と図２に示した電流
−電圧特性から明らかなように、実施例１の光電変換素
子は、比較例１の光電変換素子に比べて開放電圧（Ｖｏ
ｃ）はやや低下するものの、短絡光電流密度（Ｊｓｃ）
は２５倍、エネルギー変換効率（η）は１１．５倍とな
り、本発明の効果は明らかである。また、実施例１の光
電変換素子は、６００〜８５０ｎｍの波長範囲で同様の
優れたエネルギー変換効率を示し、近赤外領域の光セン
サーとしても有用性があることがわかった。また、Wudl
等の報告に記載されているポリ（２−メトキシ，５−
（２’−エチルヘキシルオキシ）−１，４−フェニレン
−ビニレン）（ＭＥＨ−ＰＰＶ）とＣ６０を接合させた
光電変換素子に光照射時の電流−電圧特性（強度、１ｍ
Ｗ／ｃｍ²、波長５１４．５ｎｍの単色光を照射、開放
端電圧（Ｖｏｃ）０．４４Ｖ、短絡光電流密度（Ｊｓ
ｃ）２．０８×１０μＡ／ｃｍ²およびエネルギー変換
効率（η）０．０４％、Appl.Phys.Lett., 62, 585(199
3)）に比してエネルギー変換効率（η）において１０倍
に近い値であり、このことからも本実施例１の光電変換
素子が優れていることがわかる。

【００３１】（実施例２）光電変換素子を実施例１と同
様にして作製した。但し、本実施例２に於いては、オキ
ソチタニウムフタロシアニン薄膜の溶媒蒸気処理は行わ
なかった。この時、短絡光電流密度（Ｊｓｃ）は、０．
１２１μＡ／ｃｍ²の値が得られた。（比較例２）溶媒蒸気処理を行わない以外は比較例１と
同様にして光電変換素子を作製した。７２０ｎｍ単色光
照射下の短絡光電流密度（Ｊｓｃ）を測定した。アルミ
ニウム電極透過光強度は１０μＷ／ｃｍ²である。この
時、短絡光電流密度（Ｊｓｃ）は７．８１ｎＡ／ｃｍ²
と非常に小さい値であった。

【００３２】上記実施例２の光電変換素子はＣ６０から
なるフラーレン薄膜３ｂを形成しない以外は同様にして
作製した比較例２の光電変換素子と比較すると、短絡光
電流密度（Ｊｓｃ）は１５．５倍であり、本発明の効果
は明らかである。

【００３３】（実施例３）実施例１と同様にしてＩＴＯ
ガラスからなる絶縁基板１上に、オキソバナジウムフタ
ロシアニン薄膜を１２００オングストローム形成した。
引き続き、Ｃ６０からなるフラーレン薄膜３ｂを５００
オングストローム形成した。次いで、光照射側電極とし
て、アルミニウム電極を２００オングストロームの厚さ
に蒸着した。そして、アルミニウム電極透過光強度が１
０μＷ／ｃｍ²となるように７３０ｎｍの単色光を照射
したところ、開放電圧（Ｖｏｃ）は−０．５３Ｖ、短絡
光電流密度（Ｊｓｃ）は０．１１３μＡ／ｃｍ²、曲線
因子（ｆｆ）は０．１６４およびエネルギー変換効率
（η）は０．１００％を得た。また、波長８２０ｎｍ、
アルミニウム電極透過光強度１０μＷ／ｃｍ²の光照射
下に於いても、ほぼ同様の値であり、近赤外域まで優れ
た光電変換効率を示すことが分った。

【００３４】（実施例４）オキソバナジウムフタロシア
ニンの代わりに、スズフタロシアニンを用いた以外は実
施例３と同様にして光電変換素子を作製した。この場合
も、ほぼ実施例３と同様の結果が得られた。

【００３５】（参考例）市販の粗製すすを精製してＣ６
０およびＣ７０を得た。まず、フラーレン類を含有する
粗製すす（真空冶金株式会社製）４ｇを円筒濾紙にい
れ、ソックスレー抽出器を用い、ｎ−ヘキサン；２００
ｍｌで２４時間抽出した。ついで、溶媒をメシチレン；
２００ｍｌに変更し、更に２４時間抽出を行った。初め
のｎ−ヘキサン溶液を液体クロマトグラフ（シリカゲル
〜ｎ−ヘキサン）で分析したところ、Ｃ６０：Ｃ７０の
比は９：１であり、Ｃ７０以上のフラーレンをほとんど
含有していなかった。メシチレン抽出液は、Ｃ６０：Ｃ
７０の比は約６：４であり、Ｃ７０以上のフラーレンを
多種含有していた。ｎ−ヘキサン抽出液をエバポレータ
で濃縮し、０．２６ｇのフラーレン混合物を得た。ＯＤ
Ｓカラムを用い、２−プロパノール／トルエン；６／４
の混合溶媒を展開液とし、中低圧分取クロマトグラフを
用いて、高純度Ｃ６０を０．２１ｇ、高純度Ｃ７０を
０．０２ｇ得た。メシチレン抽出液をエバポレータで濃
縮し、混合フラーレン０．１３ｇを得た。同様にクロマ
トグラフで分取して、高純度Ｃ６０；０．０７ｇ、高純
度Ｃ７０；０．０４ｇ、その他フラーレン類の混合物；
０．０１ｇを得た。混合物は、ＧＣ−ＭＳ分析からＣ７
６、Ｃ７８、Ｃ８４および更に分子量の大きいフラーレ
ン類を含有していた。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の光電変換素
子は、フラーレン薄膜と、該フラーレン薄膜に接して設
けられたフタロシアニン薄膜とからなるものである。本
発明によれば、フラーレン薄膜とこれに接して設けられ
たフタロシアニン薄膜とを積層することによって、従来
のフラーレン薄膜を用いた光電変換素子の光起電力効果
を著しく改善することができる。従って、本発明の光電
変換素子は、光電変換機能を利用した素子、例えば光セ
ンサーあるいは光センサー機能を応用したイメージセン
サー等に幅広く応用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光電変換素子の一例を示したもの
で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）中のＩ−Ｉ線に沿
う断面図である。

【図２】本発明の光電変換素子（実施例１）の光照射
時の電流−電圧特性の例と比較例１の光電変換素子の電
流−電圧特性の例を共に示したグラフである。

【符号の説明】

１… ガラス基板２ａ，２ｂ…電極３ａ…フタロシアニン薄膜３ｂ…フラーレン薄膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フラーレン薄膜と、該フラーレン薄膜に
接して設けられたフタロシアニン薄膜とからなることを
特徴とする光電変換素子。
【請求項２】フラーレン薄膜と、該フラーレン薄膜に
接して設けられたフタロシアニン薄膜とが電極で挟持さ
れていることを特徴とする請求項１記載の光電変換素
子。
【請求項３】電極が、金属電極、酸化物電極および炭
素電極からなる群から選ばれる１種以上であることを特
徴とする請求項２記載の光電変換素子。
【請求項４】フラーレン薄膜が、カーボンクラスタＣ
６０および／またはカーボンクラスタＣ７０で構成され
る薄膜であることを特徴とする請求項１、２または３記
載の光電変換素子。
【請求項５】フラーレン薄膜が、真空蒸着膜であるこ
とを特徴とする請求項４記載の光電変換素子。
【請求項６】フタロシアニン薄膜が、オキソチタニウ
ムフタロシアニンから構成される薄膜であることを特徴
とする請求項１〜５のいずれかに記載の光電変換素子。
【請求項７】フタロシアニン薄膜が、真空蒸着膜であ
ることを特徴とする請求項６記載の光電変換素子。