KR20180106851A - Photoelectric conversion device including perovskite compound and imaging device including the same - Google Patents

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Abstract

A photoelectric conversion device including a perovskite compound and an image apparatus including the same are disclosed. The photoelectric conversion device includes a first conductive layer, a second conductive layer, a photoelectric conversion layer interposed between the first conductive layer and the second conductive layer, an electron blocking layer interposed between the photoelectric conversion layer and the first conductive layer, and a hole blocking layer interposed between the photoelectric conversion layer and the second conductive layer. Accordingly, the present invention can improve photoelectric conversion efficiency and reduce a dark current.

Description

페로브스카이트 화합물을 포함하는 광전 변환 소자 및 이를 포함하는 촬상 장치{Photoelectric conversion device including perovskite compound and imaging device including the same}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a photoelectric conversion device including a perovskite compound and an imaging device including the perovskite compound,

본 발명은 페로브스카이트 화합물을 포함하는 광전 변환 소자 및 이를 포함하는 촬상 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a photoelectric conversion device including a perovskite compound and an imaging device including the same.

광전 변환 소자(photoelectric conversion device)는 광 신호를 전기 신호로 변환하는 소자를 말한다. 통상적으로, 광전 변환 소자는 광 신호를 전기 신호로 변환할 때, 예를 들어 광도전 효과 및 광기전력 효과와 같은 광전 효과를 이용하게 된다.A photoelectric conversion device refers to an element that converts an optical signal into an electrical signal. Typically, a photoelectric conversion element utilizes a photoelectric effect such as a photoconductive effect and a photovoltaic effect when converting an optical signal into an electric signal.

일 예로서, 광전 변환 소자는 촬상 장치에 이용될 수 있다. 촬상 장치는 광전 변환 소자들이 트랜지스터 상에 이차원적으로 배열되고, 각각의 광전 변환 소자에서 발생된 전기 신호를 수집하는 방식을 이용할 수 있다.As one example, the photoelectric conversion element can be used in an image pickup apparatus. The image pickup apparatus can use a scheme in which the photoelectric conversion elements are two-dimensionally arranged on the transistors and the electric signals generated in the respective photoelectric conversion elements are collected.

페로브스카이트 화합물을 포함하는 광전 변환 소자 및 이를 포함하는 촬상 장치를 제공하는 것이다. 상세하게는 전자 차단층 및 정공 차단층에 각각 페로브스카이트 화합물을 포함하는 광전 변환 소자 및 이를 포함하는 촬상 장치를 제공하는 것이다.A photoelectric conversion element including a perovskite compound, and an imaging apparatus including the same. And more particularly, to a photoelectric conversion device including a perovskite compound in an electron blocking layer and a hole blocking layer, respectively, and an imaging device including the same.

일 측면에 따르면, 제1도전층; 제2도전층; 상기 제1도전층 및 상기 제2도전층 사이에 개재된 광전 변환층; 상기 광전 변환층 및 상기 제1도전층 사이에 개재된 전자 차단층; 및 상기 광전 변환층 및 상기 제2도전층 사이에 개재된 정공 차단층을 포함하고,According to an aspect, there is provided a semiconductor device comprising: a first conductive layer; A second conductive layer; A photoelectric conversion layer interposed between the first conductive layer and the second conductive layer; An electron blocking layer interposed between the photoelectric conversion layer and the first conductive layer; And a hole blocking layer interposed between the photoelectric conversion layer and the second conductive layer,

상기 전자 차단층은 하기 화학식 1로 표시되는 제1페로브스카이트 화합물을 포함하고,Wherein the electron blocking layer comprises a first perovskite compound represented by the following formula (1)

상기 정공 차단층은 하기 화학식 2로 표시되는 제2페로브스카이트 화합물을 포함하는, 광전 변환 소자가 제공된다:Wherein the hole blocking layer comprises a second perovskite compound represented by the following Formula 2:

<화학식 1>&Lt; Formula 1 >

[A1][B1][X1 (3-n)Y1 n][A 1 ] [B 1 ] [X 1 (3-n) Y 1 n ]

상기 화학식 1 중,In Formula 1,

A1는 적어도 1종의 1가 유기-양이온(at least one monovalent organic-cation), 1가 무기-양이온 또는 이의 임의의 조합(any combination thereof)이고,A 1 is at least one monovalent organic-cation, monovalent inorganic-cation or any combination thereof,

B1는 적어도 1종의 2가 무기-양이온이고,B 1 is at least one divalent inorganic-cation,

X1 및 Y1은 서로 독립적으로, 적어도 1종의 1가 음이온이고,X 1 and Y 1 are, independently of each other, at least one monovalent anion,

n은 0 ≤ n ≤ 3을 만족하는 실수이고,n is a real number satisfying 0? n? 3,

<화학식 2>(2)

[A2][B2][X2 (3-m)Y2 m][A 2 ] [B 2 ] [X 2 (3-m) Y 2 m ]

상기 화학식 2 중,In Formula 2,

A2는 적어도 1종의 1가 유기-양이온(at least one monovalent organic-cation), 1가 무기-양이온 또는 이의 임의의 조합(any combination thereof)이고,A 2 is at least one monovalent organic-cation, a monovalent inorganic-cation or any combination thereof,

B2는 적어도 1종의 2가 무기-양이온이고,B 2 is at least one divalent inorganic-cation,

X2 및 Y2은 서로 독립적으로, 적어도 1종의 1가 음이온이고,X 2 and Y 2 are, independently of each other, at least one monovalent anion,

m은 0 ≤ m ≤ 3을 만족하는 실수이다.m is a real number satisfying 0? m? 3.

다른 측면에 따르면, 제1도전층 상에 상기 화학식 1로 표시되는 제1페로브스카이트 화합물을 포함하는 전자 차단층을 형성하는 단계;According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming an electron blocking layer including a first perovskite compound represented by Formula 1 on a first conductive layer;

상기 전자 차단층 상에 광전 변환층을 형성하는 단계;Forming a photoelectric conversion layer on the electron blocking layer;

상기 광전 변환층 상에 상기 화학식 2로 표시되는 제2페로브스카이트 화합물을 포함하는 정공 차단층을 형성하는 단계; 및Forming a hole blocking layer containing a second perovskite compound represented by Formula 2 on the photoelectric conversion layer; And

상기 정공 차단층 상에 제2도전층을 형성하는 단계를 포함하는, 광전 변환 소자의 제조방법이 제공된다.Forming a second conductive layer on the hole blocking layer; and forming a second conductive layer on the hole blocking layer.

또 다른 측면에 따르면, 광 조사부; 광 검출기; 및 제어부;를 포함하고, 상기 광 검출기가 전술한 광전 변환 소자를 포함하는, 촬상 장치가 제공된다.According to another aspect, A photodetector; And a control unit, wherein the photodetector includes the above-mentioned photoelectric conversion element.

광전 변환 효율이 향상되고, 암전류가 감소된 광전 변환 소자를 제공할 수 있다. 또한, 고품위 촬상 장치를 제공할 수 있다.It is possible to provide a photoelectric conversion element having improved photoelectric conversion efficiency and reduced dark current. Further, a high-quality imaging apparatus can be provided.

도 1은 일 실시예를 따르는 광전 변환 소자의 측단면도를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2a 및 2b는 광전 변환층 및 전자 차단층의 에너지 레벨을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 3a 및 3b는 광전 변환층 및 정공 차단층의 에너지 레벨을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 일 실시예를 따르는 광전 변환 소자의 구동 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 일 실시예를 따르는 광전 변환 소자의 제조 방법을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6은 각각 실시예 1의 (a) 전자 차단층, (b) 광전 변환층 및 (c) 정공 차단층의 표면 사진을 나타낸 도면이다.
도 7은 평가예 1에 따른 실시예 1 내지 3과 비교예 1 및 2의 실험 결과를 나타낸 그래프이다.
도 8은 평가예 2에 따른 비교예 3 및 4의 실험 결과를 나타낸 그래프이다.
도 9는 평가예 3에 따른 실시예 2의 실험 결과를 나타낸 그래프이다.
도 10a 및 10b는 평가예 4에 따른 비교예 1 및 비교예 5의 광전자 특성 실험 결과를 나타낸 그래프이다.
도 11은 실시예 1의 전자 차단층의 주사 전자 현미경(SEM: scanning electron microscope) 사진을 나타낸 도면이다.
도 12는 실시예 1의 광전 변환층의 주사 전자 현미경(SEM: scanning electron microscope) 사진을 나타낸 도면이다. 여기서, (b)는 (a)의 확대 사진이고, (c)는 (b)의 확대 사진이고, 스케일 바는 400 ㎛이다.
도 13은 실시예 1의 정공 차단층의 주사 전자 현미경(SEM: scanning electron microscope) 사진을 나타낸 도면이다.
도 14는 실시예 2의 정공 차단층의 주사 전자 현미경(SEM: scanning electron microscope) 사진을 나타낸 도면이다. 여기서, (b)는 (a)의 확대 사진이다.
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a schematic cross-sectional side view of a photoelectric conversion element according to an embodiment. FIG.
2A and 2B are diagrams schematically showing energy levels of the photoelectric conversion layer and the electron blocking layer.
3A and 3B are diagrams schematically showing the energy levels of the photoelectric conversion layer and the hole blocking layer.
4 is a diagram schematically showing a method of driving a photoelectric conversion element according to an embodiment.
5 is a cross-sectional view schematically showing a method for manufacturing a photoelectric conversion element according to an embodiment.
6 is a photograph showing the surface of (a) the electron blocking layer, (b) the photoelectric conversion layer, and (c) the hole blocking layer in Example 1, respectively.
7 is a graph showing experimental results of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 according to Evaluation Example 1. Fig.
8 is a graph showing the experimental results of Comparative Examples 3 and 4 according to Evaluation Example 2. Fig.
9 is a graph showing the experimental results of Example 2 according to the evaluation example 3. Fig.
FIGS. 10A and 10B are graphs showing the results of photoelectronic characteristics of Comparative Example 1 and Comparative Example 5 according to Evaluation Example 4. FIG.
11 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of the electron blocking layer of Example 1. Fig.
12 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of the photoelectric conversion layer of Example 1. Fig. (B) is an enlarged view of (a), (c) is an enlarged view of (b), and the scale bar is 400 占 퐉.
13 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of the hole blocking layer of Example 1. Fig.
14 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of the hole blocking layer of Example 2. Fig. (B) is an enlarged view of (a).

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. The effects and features of the present invention and methods of achieving them will be apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be implemented in various forms.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 광전 변환 소자, 이의 구동 방법 및 이의 제조 방법에 대해 상세하게 설명한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장 또는 축소될 수 있다.Hereinafter, a photoelectric conversion element, a method of driving the same, and a method of manufacturing the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following drawings, like reference numerals refer to like elements, and the size of each element in the drawings may be exaggerated or reduced for convenience of explanation and convenience.

또한, 이하의 실시예에서, 층, 막 등의 각종 구성 요소가 다른 구성 요소 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 구성 요소에 직접 접하는 경우뿐만 아니라, 그 사이에 다른 구성 요소가 개재된 경우도 포함한다. In addition, in the following embodiments, when various elements such as a layer, a film, and the like are referred to as being " on " another element, not only when directly contacting other elements, but also when other elements are interposed therebetween .

본 명세서 중 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. The terms first, second, etc. in this specification are used for the purpose of distinguishing one element from another element, rather than limiting.

본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다. As used herein, the terminology used herein is intended to encompass all commonly used generic terms that may be considered while considering the functionality of the present invention, but this may vary depending upon the intent or circumstance of the skilled artisan, the emergence of new technology, and the like. Also, in certain cases, there may be a term selected arbitrarily by the applicant, in which case the meaning thereof will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the terms used in the present specification should be defined based on the meaning of the terms, not on the names of simple terms, and on the contents throughout the specification.

본 명세서 중 "페로브스카이트 화합물"은, 예를 들어 화학식 ABX3로 표시될 수 있으며, 상기 화학식 중 A 및 B는 각각 서로 상이한 크기의 양이온이고, X는 음이온이다. 단위 셀에서, A 양이온은 (0,0,0)에 위치하고, B 양이온은 (1/2,1/2,1/2)에 위치하고, X 음이온은 (1/2,1/2,0)에 위치할 수 있다. A, B 및 X의 종류에 따라 CaTiO3의 이상적인 대칭 구조보다 낮은 대칭성을 갖는 뒤틀린 구조를 가질 수도 있으며, 본 명세서에서는 이상적인 대칭 구조를 갖는 것뿐만 아니라 낮은 대칭성을 갖는 뒤틀린 구조의 것도 포함하는 것으로 이해된다. In the present specification, " perovskite compound " can be represented, for example, by the formula ABX 3 wherein A and B are each a cation of a different size from each other, and X is an anion. In the unit cell, the A cations are located at (0, 0, 0), the B cations are located at (1/2, 1/2, 1/2), the X anions are located at (1/2, Lt; / RTI &gt; Depending on the kind of A, B and X, it may have a twisted structure having a lower symmetry than the ideal symmetric structure of CaTiO 3. In this specification, it is understood that the twisted structure having not only an ideal symmetry structure but also a low symmetry do.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 광전 변환 소자(100)의 측단면도를 개략적으로 도시한다.1 schematically shows a side sectional view of a photoelectric conversion element 100 according to an embodiment of the present invention.

광전 변환 소자(100)는 제1도전층(110); 제2도전층(150); 전자 차단층(120); 광전 변환층(130); 및 정공 차단층(140)을 포함한다.The photoelectric conversion element 100 includes a first conductive layer 110; A second conductive layer 150; An electron blocking layer (120); A photoelectric conversion layer 130; And a hole blocking layer 140.

전자 차단층(120), 광전 변환층(130) 및 정공 차단층(140)은 제1도전층(110) 및 제2도전층(150) 사이에 개재된다.The electron blocking layer 120, the photoelectric conversion layer 130 and the hole blocking layer 140 are interposed between the first conductive layer 110 and the second conductive layer 150.

전자 차단층(120)은 제1도전층(110) 및 광전 변환층(130) 사이에 개재된다.The electron blocking layer 120 is interposed between the first conductive layer 110 and the photoelectric conversion layer 130.

정공 차단층(140)은 제2도전층(150) 및 광전 변환층(130) 사이에 개재된다.The hole blocking layer 140 is interposed between the second conductive layer 150 and the photoelectric conversion layer 130.

상기 전자 차단층(120)은 하기 화학식 1로 표시되는 제1페로브스카이트 화합물을 포함한다:The electron blocking layer 120 includes a first perovskite compound represented by the following Formula 1:

<화학식 1>&Lt; Formula 1 >

[A1][B1][X1 (3-n)Y1 n][A 1 ] [B 1 ] [X 1 (3-n) Y 1 n ]

상기 화학식 1 중, A1는 적어도 1종의 1가 유기-양이온(at least one monovalent organic-cation), 1가 무기-양이온 또는 이의 임의의 조합(any combination thereof)일 수 있다.In Formula 1, A 1 may be at least one monovalent organic-cation, monovalent inorganic-cation, or any combination thereof.

예를 들어, 상기 화학식 1 중, A1는 i) 1종의 1가 유기-양이온, ii) 1종의 1가 무기-양이온, iii) 서로 상이한 2종 이상의 1가 유기-양이온, iv) 서로 상이한 2종 이상의 1가 무기-양이온, 또는 v) 1종 이상의 1가 유기-양이온과 1종 이상의 1가 무기-양이온의 조합일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.For example, in the general formula (1), A 1 is a group selected from the group consisting of i) one monovalent organic cation, ii) one monovalent inorganic cation, iii) two or more monovalent organic- But are not limited to, two or more different monovalent inorganic-cation, or v) a combination of one or more monovalent organic-cations and one or more monovalent inorganic-cation.

다른 예로서, 상기 화학식 1 중, A1는 (R1R2R3C)+, (R1R2R3R4N)+, (R1R2R3R4P)+, (R1R2R3R4As)+, (R1R2R3R4Sb)+, (R1R2N=C(R3)-NR4R5)+, 치환 또는 비치환된 함질소 5원환의 1가 양이온, 치환 또는 비치환된 함질소 6원환의 1가 양이온, 치환 또는 비치환된 7원환의 1가 양이온, Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+, Fr+ 또는 이의 임의의 조합이고, As another example, In the formula 1, A 1 is (R 1 R 2 R 3 C ) +, (R 1 R 2 R 3 R 4 N) +, (R 1 R 2 R 3 R 4 P) +, ( R 1 R 2 R 3 R 4 As) +, (R 1 R 2 R 3 R 4 Sb) +, (R 1 R 2 N = C (R 3) -NR 4 R 5) +, substituted or unsubstituted nitrogen-containing five-membered monovalent cation, a substituted or unsubstituted with 1 the cations of nitrogen 6-membered ring, a substituted or unsubstituted monovalent unsubstituted 7-membered ring cations, Li +, Na +, K +, Rb +, Cs +, Fr +, or any combination thereof,

상기 R1 내지 R5, 상기 치환된 함질소 5원환의 1가 양이온의 치환기 중 적어도 하나, 상기 치환된 함질소 6원환의 1가 양이온의 치환기 중 적어도 하나 및 상기 치환된 7원환의 1가 양이온의 치환기 중 적어도 하나는 서로 독립적으로, 수소, 중수소(-D), -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 치환 또는 비치환된 C1-C10알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C10알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C10알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C10알콕시기, 치환 또는 비치환된 C6-C20아릴기 및 -N(Q1)(Q2) 중에서 선택되고, Wherein R 1 to R 5, the substituted, at least one of the first nitrogen of 5-membered ring substituent of the cation, the substituted, at least one of the one of the nitrogen 6-membered ring substituent of the cation and the monovalent cations of the substituted 7-membered ring (-D), -F, -Cl, -Br, -I, a hydroxyl group, a substituted or unsubstituted C 1 -C 10 alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, A substituted or unsubstituted C 2 -C 10 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C 2 -C 10 alkynyl group, a substituted or unsubstituted C 1 -C 10 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C 6 -C 20 aryl group, and -N (Q 1 ) (Q 2 )

상기 Q1 및 Q2는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 히드록실기, C1-C20알킬기, C2-C20알케닐기, C2-C20알키닐기, C1-C20알콕시기 및 C6-C20아릴기 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Wherein Q 1 and Q 2 independently represent hydrogen, deuterium, a hydroxyl group, a C 1 -C 20 alkyl group, a C 2 -C 20 alkenyl group, a C 2 -C 20 alkynyl group, a C 1 -C 20 alkoxy group, C 6 -C 20 aryl groups, but are not limited thereto.

또 다른 예로서, 상기 화학식 1 중, A1는 (R1R2R3C)+, (R1R2R3R4N)+, (R1R2R3R4P)+, (R1R2R3R4As)+, (R1R2R3R4Sb)+, (R1R2N=C(R3)-NR4R5)+, 치환 또는 비치환된 시클로헵타트리에늄, 치환 또는 비치환된 이미다졸륨(imidazolium), 치환 또는 비치환된 피리디늄(pyridinium), 치환 또는 비치환된 피리다지늄, 치환 또는 비치환된 피리미디늄, 치환 또는 비치환된 피라지늄, 치환 또는 비치환된 피라졸륨, 치환 또는 비치환된 티아졸륨, 치환 또는 비치환된 옥사졸륨, 치환 또는 비치환된 피페리디늄, 치환 또는 비치환된 피롤리디늄(pyrrolidinium), 치환 또는 비치환된 피롤리늄(pyrrolinium), 치환 또는 비치환된 피롤륨(pyrrolium), 치환 또는 비치환된 트리아졸륨, 치환 또는 비치환된 시클로헵타트리에늄, Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+, Fr+ 또는 이의 임의의 조합이고;As yet another example, In the formula 1, A 1 is (R 1 R 2 R 3 C ) +, (R 1 R 2 R 3 R 4 N) +, (R 1 R 2 R 3 R 4 P) +, (R 1 R 2 R 3 R 4 As) +, (R 1 R 2 R 3 R 4 Sb) +, (R 1 R 2 N = C (R 3) -NR 4 R 5) +, substituted or unsubstituted Substituted or unsubstituted imidazolium, substituted or unsubstituted pyridinium, substituted or unsubstituted pyridazinium, substituted or unsubstituted pyrimidinium, substituted or unsubstituted imidazolium, A substituted or unsubstituted pyrazolinium, a substituted or unsubstituted thiazolium, a substituted or unsubstituted oxazolium, a substituted or unsubstituted piperidinium, a substituted or unsubstituted pyrrolidinium ), Substituted or unsubstituted pyrrolinium, substituted or unsubstituted pyrrolium, substituted or unsubstituted triazolium, substituted or unsubstituted cycloheptatridienium, Li + , Na + , K +, Rb +, Cs + , Fr + , or any combination thereof And;

상기 R1 내지 R5, 상기 치환된 이미다졸륨의 치환기 중 적어도 하나, 상기 치환된 피리디늄의 치환기 중 적어도 하나, 상기 치환된 피리다지늄의 치환기 중 적어도 하나, 상기 치환된 피리미디늄의 치환기 중 적어도 하나, 상기 치환된 피라지늄의 치환기 중 적어도 하나, 상기 치환된 피라졸륨의 치환기 중 적어도 하나, 상기 치환된 티아졸륨의 치환기 중 적어도 하나, 상기 치환된 옥사졸륨의 치환기 중 적어도 하나, 상기 치환된 피페리디늄의 치환기 중 적어도 하나, 상기 치환된 피롤리디늄의 치환기 중 적어도 하나, 상기 치환된 피롤리늄의 치환기 중 적어도 하나, 상기 치환된 피롤륨의 치환기 중 적어도 하나 및 상기 치환된 트리아졸륨의 치환기 중 적어도 하나는 서로 독립적으로,At least one of the substituents of R 1 to R 5 , the substituted imidazolium, at least one of the substituents of the substituted pyridinium, at least one of the substituents of the substituted pyridazinium, the substituent of the substituted pyrimidinium , At least one of the substituents of the substituted pyrazinium, at least one of the substituents of the substituted pyrazolium, at least one of the substituents of the substituted thiazolium, at least one of the substituents of the substituted oxazolium, At least one of the substituents of the substituted pyrrolidinium, at least one of the substituents of the substituted pyrrolidinium, at least one of the substituents of the substituted pyrrolidinium, at least one of the substituted pyrrolidinium, at least one of the substituted pyrrolidinium, At least one of the substituents of the zolmium is, independently of each other,

수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, C1-C20알킬기, C2-C10알케닐기, C2-C10알키닐기 및 C1-C20알콕시기;C 1 -C 20 alkyl group, C 2 -C 10 alkenyl group, C 2 -C 10 alkynyl group, and C 1 -C 20 alkoxy group such as hydrogen, deuterium, -F, -Cl, -Br, -I, ;

중수소, -F, -Cl, -Br, -I 및 히드록실기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, C1-C20알킬기, C2-C10알케닐기, C2-C10알키닐기 및 C1-C20알콕시기;C 1 -C 20 alkyl group, C 2 -C 10 alkenyl group, C 2 -C 10 alkynyl group and C 1 -C 10 alkynyl group, which is substituted with at least one selected from deuterium, -F, -Cl, -Br, -I and a hydroxyl group, A C 20 alkoxy group;

페닐기, 나프틸기, 비페닐기 및 터페닐기;A phenyl group, a naphthyl group, a biphenyl group and a terphenyl group;

중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, C1-C20알킬기, C2-C10알케닐기, C2-C10알키닐기 및 C1-C20알콕시기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 비페닐기 및 터페닐기; 및Selected from the group consisting of hydrogen, deuterium, -F, -Cl, -Br, -I, a hydroxyl group, a C 1 -C 20 alkyl group, a C 2 -C 10 alkenyl group, a C 2 -C 10 alkynyl group and a C 1 -C 20 alkoxy group A phenyl group, a naphthyl group, a biphenyl group and a terphenyl group substituted with at least one group; And

-N(Q1)(Q2); -N (Q 1) (Q 2 );

중에서 선택되고,&Lt; / RTI &gt;

상기 Q1 및 Q2는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, C1-C20알킬기, C2-C10알케닐기, C2-C10알키닐기, C1-C20알콕시기 페닐기, 나프틸기, 비페닐기 및 터페닐기 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Wherein Q 1 and Q 2 independently represent hydrogen, deuterium, C 1 -C 20 alkyl, C 2 -C 10 alkenyl, C 2 -C 10 alkynyl, C 1 -C 20 alkoxy, phenyl, naphthyl, A biphenyl group, and a terphenyl group, but is not limited thereto.

또 다른 예로서, 상기 화학식 1 중, A1는 (R1R2R3R4N)+, (R1R2R3R4P)+, (R1R2R3R4As)+, (R1R2R3R4Sb)+, (R1R2N=C(R3)-NR4R5)+, 치환 또는 비치환된 시클로헵타트리에늄, Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+, Fr+ 또는 이의 임의의 조합이고;In yet another example, the general formula 1, A 1 is (R 1 R 2 R 3 R 4 N) +, (R 1 R 2 R 3 R 4 P) +, (R 1 R 2 R 3 R 4 As) + , (R 1 R 2 R 3 R 4 Sb) + , (R 1 R 2 N═C (R 3 ) -NR 4 R 5 ) + , substituted or unsubstituted cycloheptatridinium, Li + , Na + , K + , Rb + , Cs + , Fr + or any combination thereof;

상기 R1 내지 R5 및 상기 치환된 시클로헵타트리에늄의 치환기 중 적어도 하나는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, C1-C20알킬기, C2-C10알케닐기, C2-C10알키닐기, C1-C20알콕시기 및 -N(Q1)(Q2) 중에서 선택되고,Wherein R 1 to R 5 and the substituted cycloheptyl at least one of the substituents of the tart Rie titanium represent, independently of each other, hydrogen, heavy hydrogen, -F, -Cl, -Br, -I, hydroxyl group, C 1 -C 20 An alkyl group, a C 2 -C 10 alkenyl group, a C 2 -C 10 alkynyl group, a C 1 -C 20 alkoxy group and -N (Q 1 ) (Q 2 )

상기 Q1 및 Q2는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, C1-C20알킬기, C2-C10알케닐기, C2-C10알키닐기 및 C1-C20알콕시기 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Q 1 and Q 2 may be independently selected from hydrogen, deuterium, C 1 -C 20 alkyl group, C 2 -C 10 alkenyl group, C 2 -C 10 alkynyl group and C 1 -C 20 alkoxy group , But is not limited thereto.

또 다른 예로서, 상기 화학식 1 중, A1는 (CH3NH3)+, (C2H6PH2)+, (CH3AsH3)+, (NH4)+, (CH3SbH3)+, (C2H6NH2)+, (PH4)+, (CH2N2H4)+, (PF4)+, (CH3PH3)+, (C7H7)+, (SbH4)+, (AsH4)+, (NCl4)+, (NH3OH)+, (NH3NH2)+, (CH(NH2)2)+, (C3N2H5)+, ((CH3)2NH2)+, (NC4H8)+, ((CH3CH2)NH3)+, ((NH2)3C)+, ((CH3CH2CH2CH2)NH3)+, (NH2CHNH2)+, Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+, Fr+ 또는 이의 임의의 조합일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In yet another example, the general formula 1, A 1 is (CH 3 NH 3) +, (C 2 H 6 PH 2) +, (CH 3 AsH 3) +, (NH 4) +, (CH 3 SbH 3 ) +, (C 2 H 6 NH 2) +, (PH 4) +, (CH 2 N 2 H 4) +, (PF 4) +, (CH 3 PH 3) +, (C 7 H 7) + , (SbH 4) +, ( AsH 4) +, (NCl 4) +, (NH 3 OH) +, (NH 3 NH 2) +, (CH (NH 2) 2) +, (C 3 N 2 H 5) +, ((CH 3 ) 2 NH 2) +, (NC 4 H 8) +, ((CH 3 CH 2) NH 3) +, ((NH 2) 3 C) +, ((CH 3 CH 2 CH 2 CH 2) NH 3 ) +, (NH 2 CHNH 2) +, Li +, Na +, K +, Rb +, Cs +, may be a Fr +, or any combination thereof, but not limited to, .

또 다른 예로서, 상기 화학식 1 중, A1는 (CH3NH3)+, ((CH3CH2CH2CH2)NH3)+, (NH2CHNH2)+, K+, Rb+, Cs+, 또는 이의 임의의 조합일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In yet another example, the general formula 1, A 1 is (CH 3 NH 3) +, ((CH 3 CH 2 CH 2 CH 2) NH 3) +, (NH 2 CHNH 2) +, K +, Rb + , Cs + , or any combination thereof.

상기 화학식 1 중, B1는 적어도 1종의 2가 무기-양이온일 수 있다.In Formula 1, B 1 may be at least one divalent inorganic cation.

예를 들어, 상기 화학식 1 중, B1는 i) 1종의 2가 무기-양이온이거나, 또는 ii) 서로 상이한 2종 이상의 2가 무기-양이온의 조합일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.For example, in Formula 1, B 1 may be i) a divalent inorganic cation-cation, or ii) a combination of two or more different divalent inorganic-cation ions, but is not limited thereto.

다른 예로서, 상기 화학식 1 중, B1는 희토류 금속의 2가 양이온, 알칼리토금속의 2가 양이온, 전이 금속의 2가 양이온, 후전이 금속의 2가 양이온 또는 이의 임의의 조합일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.As another example, in the above formula (1), B 1 may be a divalent cation of a rare earth metal, a divalent cation of an alkaline earth metal, a divalent cation of a transition metal, a divalent cation of a post-transition metal, or any combination thereof. But is not limited thereto.

또 다른 예로서, 상기 화학식 1 중, B1는 La2+, Ce2+, Pr2+, Nd2+, Pm2+, Sm2+, Eu2+, Gd2+, Tb2+, Dy2+, Ho2+, Er2+, Tm2+, Yb2+, Lu2+, Be2+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+, Ra2+, Pb2+, Sn2+ 또는 이의 임의의 조합일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.As another example, in the above formula (1), B 1 is La 2+ , Ce 2+ , Pr 2+ , Nd 2+ , Pm 2+ , Sm 2+ , Eu 2+ , Gd 2+ , Tb 2+ , Dy 2+ , Ho2 + , Er2 + , Tm2 + , Yb2 + , Lu2 + , Be2 + , Mg2 + , Ca2 + , Sr2 + , Ba2 + , Ra2 + , Pb2 + , Sn 2+, or any combination thereof, but is not limited thereto.

또 다른 예로서, 상기 화학식 1 중, B1는 Pb2+, Sn2+ 또는 이의 임의의 조합일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.As another example, in the above formula (1), B 1 may be Pb 2+ , Sn 2+ or any combination thereof, but is not limited thereto.

또 다른 예로서, 상기 화학식 1 중, B1는 Pb2+일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.As another example, in Formula 1, B 1 may be Pb 2+ , but is not limited thereto.

상기 화학식 1 중, X1 및 Y1은 서로 독립적으로, 적어도 1종의 1가 음이온일 수 있다. 이 때, X1 및 Y1은 서로 동일하거나 상이할 수 있다. In formula (1), X 1 and Y 1 may independently be at least one monovalent anion. Here, X 1 and Y 1 may be the same or different from each other.

예를 들어, 상기 화학식 1 중, X1 및 Y1은 서로 독립적으로, i) 1종의 1가 음이온이거나, 또는 ii) 서로 상이한 2종 이상의 1가 음이온의 조합일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.For example, in the above formula (1), X 1 and Y 1 are independently of each other i) a monovalent anion or ii) a combination of two or more different monovalent anions, no.

다른 예로서, 상기 화학식 1 중, X1 및 Y1은 서로 독립적으로, 적어도 1종의 할라이드 음이온일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.As another example, in Formula 1, X 1 and Y 1 may independently be at least one halide anion, but are not limited thereto.

또 다른 예로서, 상기 화학식 1 중, X1 및 Y1은 서로 독립적으로, Cl-, Br- 및 I- 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.As another example, in Formula 1, X 1 and Y 1 may be independently selected from Cl - , Br - and I - , but are not limited thereto.

상기 화학식 1 중, n은 0 ≤ n ≤ 3을 만족하는 실수일 수 있다.In Formula 1, n may be a real number satisfying 0? N? 3.

예를 들어, 상기 화학식 1 중, n은 0 ≤ n < 3을 만족하는 실수일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.For example, in Formula 1, n may be a real number satisfying 0? N <3, but is not limited thereto.

상기 정공 차단층(140)은 하기 화학식 2로 표시되는 제2페로브스카이트 화합물을 포함한다:The hole blocking layer 140 may include a second perovskite compound represented by the following Formula 2:

<화학식 2>(2)

[A2][B2][X2 (3-m)Y2 m][A 2 ] [B 2 ] [X 2 (3-m) Y 2 m ]

상기 화학식 2 중, A2에 대한 자세한 설명은 화학식 1 중의 A1에 대한 설명을 참조한다.In the formula 2, a detailed description of the A 2, please refer to the description of A 1 in formula (I).

상기 화학식 2 중, B2에 대한 자세한 설명은 화학식 1 중의 B1에 대한 설명을 참조한다.In the formula 2, a detailed description of the B 2, please refer to the description of the B 1 of formula (I).

상기 화학식 2 중, X2에 대한 자세한 설명은 화학식 1 중의 X1에 대한 설명을 참조한다.In the formula 2, a detailed description of X 2, please refer to the description of the X 1 in the formula (I).

상기 화학식 2 중, Y2에 대한 자세한 설명은 화학식 1 중의 Y1에 대한 설명을 참조한다.In the above formula (2), a detailed description of Y 2 is given in the description of Y 1 in the formula (1).

상기 화학식 2 중, m에 대한 자세한 설명은 화학식 1 중의 n에 대한 설명을 참조한다.For a detailed description of m in the above formula (2), see the description of n in formula (1).

일 실시예에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 제1페로브스카이트 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 제2페로브스카이트 화합물은 서로 독립적으로 CH3NH3PbI3, CH3NH3PbBr3, CH3NH3PbBr(3-o)Io, CH3NH3PbCl(3-o)Bro, CH3NH3PbCl(3-o)Io, CsPbI3, CsPbBr3, CH3CH2CH2CH2NH3PbBr3 , NH2CHNH2PbBr3, NH2CHNH2PbBr(3-o)Io, [CH3NH3](1-x)[NH2CHNH2]xPbBr3, [CH3NH3](1-x)[NH2CHNH2]xPbBr(3-o)Io 중에서 선택되고,In one embodiment, the first perovskite compound represented by Formula 1 and the second perovskite compound represented by Formula 2 are independently selected from the group consisting of CH 3 NH 3 PbI 3 , CH 3 NH 3 PbBr 3 , CH 3 NH 3 PbBr (3 -o) I o, CH 3 NH 3 PbCl (3-o) Br o, CH 3 NH 3 PbCl (3-o) I o, CsPbI 3, CsPbBr 3, CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 NH 3 PbBr 3 , NH 2 CHNH 2 PbBr 3, NH 2 CHNH 2 PbBr (3-o) I o, [CH 3 NH 3] (1-x) [NH 2 CHNH 2] x PbBr 3, [CH 3 NH 3 ] (1-x) [NH 2 CHNH 2 ] x PbBr (3-o) I o &Lt; / RTI &gt;

여기서, o는 0 보다 크고 3보다 작은 실수, x는 0보다 크고 1보다 작은 실수일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Where o is a real number greater than 0 and less than 3, x is a real number greater than 0 and less than 1, but is not so limited.

상기 전자 차단층(120)은 상기 화학식 1로 표시되는 제1페로브스카이트 화합물과 함께 고분자를 더 포함할 수 있다.The electron blocking layer 120 may further include a polymer in addition to the first perovskite compound represented by Formula 1.

또한, 상기 정공 차단층(140)은 상기 화학식 2로 표시되는 제2페로브스카이트와 함께 고분자를 더 포함할 수 있다.In addition, the hole blocking layer 140 may further include a second perovskite represented by Formula 2, as well as a polymer.

상기 고분자는 상기 제1페로브스카이트 화합물 또는 상기 제2페로브스카이트 화합물과 함께 용매에 용해되어 혼합될 수 있는 것으로서, 예를 들면, 극성 용매에 용해되어 혼합될 수 있는 극성 고분자일 수 있다. The polymer may be dissolved in a solvent together with the first perovskite compound or the second perovskite compound and may be a polar polymer that can be mixed and dissolved in a polar solvent, .

상기 전자 차단층(120)에서 상기 극성 고분자의 함량은 상기 화학식 1로 표시되는 제1페로브스카이트 화합물 100 중량부를 기준으로 하여 5 내지 60 중량부일 수 있다. 예를 들어, 10 내지 50 중량부일 수 있다. 예를 들어, 20 내지 40 중량부일 수 있다. 전자 차단층에서 극성 고분자량 함량이 상기 범위일 경우, 전자 차단층과의 접착력을 향상시켜 전자 차단 능력을 더욱 향상시킬 수 있다. 따라서, 암전류를 감소시켜 광전 변화 효율을 극대화시킬 수 있다.The content of the polar polymer in the electron blocking layer 120 may be 5 to 60 parts by weight based on 100 parts by weight of the first perovskite compound represented by the general formula (1). For example, 10 to 50 parts by weight. For example, 20 to 40 parts by weight. When the polar high molecular weight content in the electron blocking layer is within the above range, the adhesion with the electron blocking layer can be improved and the electron blocking ability can be further improved. Therefore, the dark current can be reduced and the photoelectric conversion efficiency can be maximized.

상기 정공 차단층(140)에서 상기 극성 고분자의 함량은 상기 화학식 2로 표시되는 제2페로브스카이트 화합물 100 중량부를 기준으로 하여 5 내지 60 중량부일 수 있다. 예를 들어, 10 내지 50 중량부일 수 있다. 예를 들어, 20 내지 40 중량부일 수 있다. 정공 차단층에서 극성 고분자량 함량이 상기 범위일 경우, 정공 차단층과의 접착력을 향상시켜 정공 차단 능력을 더욱 향상시킬 수 있다. 따라서, 암전류를 감소시켜 광전 변화 효율을 극대화시킬 수 있다.The content of the polar polymer in the hole blocking layer 140 may be 5 to 60 parts by weight based on 100 parts by weight of the second perovskite compound represented by the general formula (2). For example, 10 to 50 parts by weight. For example, 20 to 40 parts by weight. When the polar high molecular weight content in the hole blocking layer is within the above range, the adhesive strength to the hole blocking layer can be improved to further enhance the hole blocking ability. Therefore, the dark current can be reduced and the photoelectric conversion efficiency can be maximized.

상기 극성 고분자 물질은 폴리아믹산, 폴리이미드, 폴리비닐알코올(PVA), 폴리아크릴산, 폴리히드록시에틸메타크릴레이트(PHEMA), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리아크릴레이트, 폴리아크릴로니트릴(PAN) 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 고분자 물질은 상술한 물질의 공중합체를 포함할 수 있다.The polar polymeric material may be selected from the group consisting of polyamic acid, polyimide, polyvinyl alcohol (PVA), polyacrylic acid, polyhydroxyethyl methacrylate (PHEMA), polymethylmethacrylate (PMMA), polyacrylate, polyacrylonitrile PAN), but are not limited thereto. In addition, the polymer material may include a copolymer of the above-mentioned materials.

상기 고분자는 제1페로브스카이트 화합물 또는 제2페로브스카이트 화합물과 함께 혼합되어 전자 차단층 또는 정공 차단층의 접착력을 더욱 향상시킬 수 있으며, 전자 차단 능력 또는 정공 차단 능력을 더욱 향상시킴으로써 암전류를 감소시켜 광전 변화 효율을 극대화시킬 수 있다. 예를 들어, 전자 차단층 또는 정공 차단층에서 상기 고분자는 페로브스카이트와 함께 복합체를 형성할 수 있다. 예를 들어, 전자 차단층 또는 정공 차단층에서 상기 고분자는 별도의 상(phase)으로 존재하여 페로브스카이트 상과 서로 분리된 2중층을 형성할 수 있다.The polymer may be mixed with the first perovskite compound or the second perovskite compound to further improve the adhesion of the electron blocking layer or the hole blocking layer and further improve the electron blocking ability or the hole blocking ability, And the photoelectric conversion efficiency can be maximized. For example, in an electron blocking layer or a hole blocking layer, the polymer may form a complex with perovskite. For example, in the electron blocking layer or the hole blocking layer, the polymer may exist in a separate phase to form a perovskite phase and a separated double layer from each other.

상기 용매는 다양한 용매 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 용매는 물, 메탄올, 에탄올, 아세톤, 벤젠, 톨루엔, 헥산, 아세토니트릴, 디메틸포름아미드(DMF), 디메틸술폭사이드(DMSO), γ-부티로락톤, N-메틸피롤리돈(NMP), 메틸렌클로라이드(CH2Cl2), 클로로포름(CH3Cl), 테트라하이드로퓨란(THF) 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.The solvent may comprise a variety of solvent materials. For example, the solvent may be selected from the group consisting of water, methanol, ethanol, acetone, benzene, toluene, hexane, acetonitrile, dimethylformamide (DMF), dimethylsulfoxide (DMSO) (NMP), methylene chloride (CH 2 Cl 2 ), chloroform (CH 3 Cl), tetrahydrofuran (THF), and mixtures thereof.

일 구현예에 있어서, 상기 전자 차단층(120)은 CH3NH3PbI3와 함께 극성 고분자인 폴리이미드를 더 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 CH3NH3PbI3는 다결정일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 전자 차단층(120)은 CH3NH3PbI3와 폴리이미드의 복합체를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 전자 차단층(120)은 CH3NH3PbI3와 폴리이미드의 서로 분리된 2중층을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In one embodiment, the electron blocking layer 120 may further include polyimide, which is a polar polymer together with CH 3 NH 3 PbI 3 , but is not limited thereto. The CH 3 NH 3 PbI 3 may be a polycrystal, and the like. For example, the electron blocking layer 120 may include, but is not limited to, a complex of CH 3 NH 3 PbI 3 and polyimide. For example, the electron blocking layer 120 may include, but is not limited to, a separate bilayer of CH 3 NH 3 PbI 3 and polyimide.

일 구현예에 있어서, 상기 정공 차단층(140)은 CH3NH3PbBr3와 함께 극성 고분자인 폴리이미드를 더 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 CH3NH3PbBr3는 다결정일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 정공 차단층(140)은 CH3NH3PbBr3와 폴리이미드의 복합체를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 정공 차단층(140)은 CH3NH3PbBr3와 폴리이미드의 서로 분리된 2중층을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In one embodiment, the hole blocking layer 140 may further include polyimide, which is a polar polymer together with CH 3 NH 3 PbBr 3 , but is not limited thereto. The CH 3 NH 3 PbBr 3 may be polycrystalline, but is not limited thereto. For example, the hole blocking layer 140 may include a complex of CH 3 NH 3 PbBr 3 and polyimide, but is not limited thereto. For example, the hole blocking layer 140 may include, but is not limited to, a separate double layer of CH 3 NH 3 PbBr 3 and polyimide.

일 실시예에 따라, 상기 정공 차단층(140)의 표면에는 규칙적이거나 불규칙적인 다양한 패턴이 형성될 수 있다. 구체적으로는 사각별 형태, 나비 형태, 불가사리 형태, 톱니 형태, 클로버 형태 등이 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.According to one embodiment, a variety of regular or irregular patterns may be formed on the surface of the hole blocking layer 140. Specifically, a quadrangular star shape, a butterfly shape, a starfish shape, a sawtooth shape, a clover shape, and the like may be formed, but are not limited thereto.

상기 전자 차단층(120)은 1 ㎚ 내지 10 ㎛의 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 전자 차단층(120)은 10 ㎚ 내지 10 ㎛ 또는 50 ㎚ 내지 5000 ㎚의 두께를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 전자 차단층(120)의 두께가 상기 범위를 만족하면, 암전류 감소 효과를 충분히 발휘하면서 광전 변환 효율은 거의 유사한 수준으로 유지되거나 크게 감소되지 않는 광전 변환 소자를 제공할 수 있다. The electron blocking layer 120 may have a thickness of 1 nm to 10 mu m. For example, the electron blocking layer 120 may have a thickness of 10 nm to 10 mu m or 50 nm to 5000 nm, but is not limited thereto. When the thickness of the electron blocking layer 120 satisfies the above range, it is possible to provide a photoelectric conversion element in which the photoelectric conversion efficiency is maintained at a substantially similar level or not significantly reduced while sufficiently exhibiting the dark current reduction effect.

전자 차단층(120)은 후술하는 바와 같이 형성될 수 있다.The electron blocking layer 120 may be formed as described below.

상기 정공 차단층(140)은 1 ㎚ 내지 10 ㎛의 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 정공 차단층(140)은 10 ㎚ 내지 10 ㎛, 또는 50 ㎚ 내지 5000 ㎚의 두께를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 정공 차단층(140)의 두께가 상기 범위를 만족하면, 암전류 감소 효과를 충분히 발휘하면서 광전 변환 효율은 거의 유사한 수준으로 유지되거나 크게 감소되지 않는 광전 변환 소자를 제공할 수 있다.The hole blocking layer 140 may have a thickness of 1 nm to 10 占 퐉. For example, the hole blocking layer 140 may have a thickness of 10 nm to 10 占 퐉, or 50 nm to 5000 nm, but the present invention is not limited thereto. When the thickness of the hole blocking layer 140 is in the above range, it is possible to provide a photoelectric conversion element in which the photoelectric conversion efficiency is kept at a substantially similar level or not significantly reduced while sufficiently exhibiting the dark current reduction effect.

정공 차단층(140)은 후술하는 바와 같이 형성될 수 있다.The hole blocking layer 140 may be formed as described below.

상기 광전 변환층(130)은 광활성 물질로서, 반도체, 예를 들어, 비정질 Se, CdZnTe, GaAs, InP, Si 및 이의 임의의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The photoelectric conversion layer 130 may include, but is not limited to, a semiconductor, such as amorphous Se, CdZnTe, GaAs, InP, Si, and any combination thereof as the photoactive material.

또는, 상기 광전 변환층(130)은 광활성 물질로서, 후술하는 화학식 3으로 표시되는 제3페로브스카이트 화합물을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Alternatively, the photoelectric conversion layer 130 may include a third perovskite compound represented by Formula 3, which is a photoactive material, but is not limited thereto.

상기 광전 변환층(130)의 형성 방법은 특별히 한정되지 않으며, 닥터 블레이드(doctor blade) 코팅과 같은 용액 공정, 증착 등의 다양한 방법이 사용될 수 있다.The method of forming the photoelectric conversion layer 130 is not particularly limited, and various methods such as a solution process such as a doctor blade coating, a deposition, and the like can be used.

도 2a 및 2b는 광전 변환층(130)에 포함된 광활성 물질 및 상기 전자 차단층(120)에 포함된 제1페로브스카이트 화합물의 에너지 레벨을 모식적으로 나타낸 도면이다.FIGS. 2A and 2B are diagrams schematically showing energy levels of the photoactive material contained in the photoelectric conversion layer 130 and the first perovskite compound contained in the electron blocking layer 120. FIG.

도 2a 및 2b를 참조하면, 상기 광활성 물질의 최저 비점유 분자 궤도(LUMO) 준위(EC _L)는 상기 제1페로브스카이트 화합물의 LUMO 준위(EC _ P1) 이하일 수 있다. 광전 변환 소자에 외부 전압이 인가되는 경우, 정공 및 전자 주입이 발생하여, 암전류가 증가되는 문제가 발생될 수 있는데, EC _L ≤ EC _ P1를 만족하면, 전자의 전달을 차단하여 암전류가 감소하는 효과를 제공할 수 있다.Referring to Figures 2a and 2b, the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) level of the optically active substance (E _L C) may be up to the first perovskite LUMO energy level (E C _ P1) of the compound. If the external voltage applied to the photoelectric conversion element, and a hole and an electron injection occurs, there may be a problem that the dark current is increased occurs, when it satisfies E C _L ≤ E C _ P1, to block the transmission of the electronic dark current It is possible to provide a reduction effect.

도 2a를 참조하면, 상기 광활성 물질의 최고 점유 분자 궤도(HOMO) 준위(EV _L)는 상기 제1페로브스카이트 화합물의 HOMO 준위(EV _ P1)보다 같거나 낮을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 도 2b를 참조하면, 상기 광활성 물질의 HOMO 준위(EV _L)는 상기 제1페로브스카이트 화합물의 HOMO 준위(EV _ P1)보다 높을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Referring to Figure 2a, the highest occupied molecular orbital (HOMO) level (E V _L) of the photoactive material of the first perovskite compound of the HOMO energy (E V _ P1) but be equal to or lower, this limited It is not. Also, Referring to Figure 2b, the HOMO level (V E _L) of the optically active material, but may be higher than the first page lobe HOMO level of the sky agent compound (V E _ P1), but is not limited to such.

도 3a 및 3b는 광전 변환층(130)에 포함된 광활성 물질 및 상기 정공 차단층(140)에 포함된 제2페로브스카이트 화합물의 에너지 레벨을 모식적으로 나타낸 도면이다.FIGS. 3A and 3B are diagrams schematically showing energy levels of a photoactive material contained in the photoelectric conversion layer 130 and a second perovskite compound contained in the hole blocking layer 140. FIG.

도 3a 및 3b를 참조하면, 상기 광활성 물질의 HOMO 준위(EV _L)는 상기 제2페로브스카이트 화합물의 HOMO 준위(EV _ P2) 이상일 수 있다. 광전 변환 소자에 외부 전압이 인가되는 경우, 정공 및 전자 주입이 발생하여, 암전류가 증가되는 문제가 발생될 수 있는데, EV _L ≥ EV _ P2를 만족하면, 정공의 전달을 차단하여 암전류가 감소하는 효과를 제공할 수 있다.Referring to Figures 3a and 3b, the HOMO level of the optically active substance (E _L V) may be more than the second page lobe HOMO level of the sky agent compound (V _ E P2). If the external voltage applied to the photoelectric conversion element, and a hole and an electron injection occurs, there may be a problem that the dark current is increased occurs, when it satisfies E V _L ≥ E V _ P2, to block the passing of the hole dark current It is possible to provide a reduction effect.

도 3a를 참조하면, 상기 광활성 물질의 LUMO 준위(EC _L)는 상기 제2페로브스카이트 화합물의 LUMO 준위(EC _ P2)보다 같거나 높을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 도 3b를 참조하면, 상기 광활성 물질의 LUMO 준위(EC _L)는 상기 제2페로브스카이트 화합물의 LUMO 준위(EC _ P2)보다 낮을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Referring to FIG. 3A, the LUMO level (E C _L ) of the photoactive material may be equal to or higher than the LUMO level (E c _ P2 ) of the second perovskite compound, but is not limited thereto. Also, referring to FIG. 3B, the LUMO level (E C _L ) of the photoactive material may be lower than the LUMO level (E c _ P2 ) of the second perovskite compound, but is not limited thereto.

상기 광전 변환층(130)은 하기 화학식 3으로 표시되는 제3페로브스카이트 화합물을 포함할 수 있다:The photoelectric conversion layer 130 may include a third perovskite compound represented by the following Formula 3:

<화학식 3>(3)

[A3][B3][X3 (3-k)Y3 k][A 3 ] [B 3 ] [X 3 (3-k) Y 3 k ]

상기 화학식 3 중,In Formula 3,

A3는 적어도 1종의 1가 유기-양이온(at least one monovalent organic-cation), 1가 무기-양이온 또는 이의 임의의 조합(any combination thereof)이고,A 3 is at least one monovalent organic-cation, a monovalent inorganic-cation or any combination thereof,

B3는 적어도 1종의 2가 무기-양이온이고,B 3 is at least one divalent inorganic-cation,

X3 및 Y3은 서로 독립적으로, 적어도 1종의 1가 음이온이고,X 3 and Y 3 are, independently of each other, at least one monovalent anion,

k은 0 ≤ k ≤ 3을 만족하는 실수이다.k is a real number satisfying 0? k? 3.

상기 제3페로브스카이트 화합물은 다결정일 수 있다. 상기 "다결정"이란 결정들이 서로 접합된 형태를 의미한다. 즉, 상기 제3페로브스카이트 화합물의 결정들이 서로 접합된 형태일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 광전 변환층(130)의 단면은 도 12과 같은 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제3페로브스카이트 화합물이 다결정이면, 암전류 감소 효과를 제공하고, 광전 변환 효율의 향상 효과를 제공할 수 있다. The third perovskite compound may be a polycrystalline. The term " polycrystal " means a form in which crystals are bonded to each other. That is, the crystals of the third perovskite compound may be bonded to each other, but the present invention is not limited thereto. The cross section of the photoelectric conversion layer 130 may have a shape as shown in FIG. 12, but is not limited thereto. If the third perovskite compound is polycrystalline, it is possible to provide a dark current reduction effect and provide an effect of improving photoelectric conversion efficiency.

상기 제3페로브스카이트 화합물의 일 결정에서 이의 최장축의 길이는 1㎛ 내지 300 ㎛일 수 있다. 예를 들어, 상기 제3페로브스카이트 화합물의 일 결정에서 이의 최장축의 길이는 10 ㎛ 내지 50 ㎛일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제3페로브스카이트 화합물의 결정의 최장축의 길이가 상기 범위를 만족하면, 암전류 감소 효과를 충분히 발휘하면서 광전 변환 효율은 감소되지 않는 광전 변환 소자를 제공할 수 있다.The length of the longest axis in one crystal of the third perovskite compound may be from 1 mu m to 300 mu m. For example, the length of the longest axis in one crystal of the third perovskite compound may be 10 탆 to 50 탆, but is not limited thereto. When the length of the longest axis of the crystal of the third perovskite compound satisfies the above range, it is possible to provide a photoelectric conversion element in which the photoelectric conversion efficiency is not reduced while sufficiently exhibiting the dark current reduction effect.

상기 화학식 3 중, A3에 대한 자세한 설명은 화학식 1 중의 A1에 대한 설명을 참조한다.In the above formula (3), a detailed description of A 3 is described with reference to A 1 in formula (1).

상기 화학식 3 중, B3에 대한 자세한 설명은 화학식 1 중의 B1에 대한 설명을 참조한다.In the above formula (3), a detailed description of B 3 is the same as the description of B 1 in the formula (1).

상기 화학식 3 중, X3에 대한 자세한 설명은 화학식 1 중의 X1에 대한 설명을 참조한다.In the above formula (3), a detailed description of X 3 is given with reference to X 1 in the formula (1).

상기 화학식 3 중, Y3에 대한 자세한 설명은 화학식 1 중의 Y1에 대한 설명을 참조한다.In the above formula (3), a detailed description of Y 3 is the same as the description of Y 1 in the formula (1).

상기 화학식 3 중, k에 대한 자세한 설명은 화학식 1 중의 n에 대한 설명을 참조한다.For a detailed description of k in Formula 3, see the description of n in Formula 1.

일 실시예에 있어서, 상기 화학식 3로 표시되는 제3페로브스카이트 화합물은 CH3NH3PbI3일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In one embodiment, the third perovskite compound represented by Formula 3 may be CH 3 NH 3 PbI 3 , but is not limited thereto.

상기 광전 변환층(130)은 광을 흡수할 수 있고, 예를 들어, 적외선, 가시광선 또는 엑스선을 흡수할 수 있다. 더욱 구체적으로, 광전 변환층(130)은 엑스선을 흡수할 수 있다.The photoelectric conversion layer 130 can absorb light, and can absorb, for example, infrared rays, visible rays, or X-rays. More specifically, the photoelectric conversion layer 130 can absorb x-rays.

통상, 페로브스카이트 화합물을 이용한 태양 전지, 적외선 이미징 장치 및 가시광선 이미징 장치는 광전 변환층을 형성하기 위해 스핀 코팅과 같은 증착 방식을 이용해 1 mm 이하의 두께를 형성하면 충분하다. 그러나, 상기 증착 방식으로는 엑스선 이미징 장치에 적용되는 넓은 면적에 대해 수 백 ㎛ 이상 두께를 갖는 페로브스카이트 광전 변환층을 형성하기 어렵다. In general, a solar cell, an infrared imaging device and a visible light imaging device using a perovskite compound may be formed to have a thickness of 1 mm or less by using a deposition method such as spin coating to form a photoelectric conversion layer. However, it is difficult to form a perovskite photoelectric conversion layer having a thickness of several hundreds of micrometers or more for a large area applied to an X-ray imaging apparatus.

상기 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 용액 기반 공정을 이용한 닥터 블레이드 코팅을 수행하였고, 이를 통해 수 백 ㎛ 이상 두께를 갖는 다결정 페로브스카이트 필름을 형성하였다.In order to solve the above problems, in the present invention, a doctor blade coating using a solution-based process was performed, thereby forming a polycrystalline perovskite film having a thickness of several hundreds of micrometers or more.

본 발명에 따른 광전 변환층(130)은 0.1 내지 1500 ㎛의 두께를 가질 수 있다. 광전 변환층(130)의 두께가 상기 범위를 만족하면, 적외선, 가시광선뿐만 아니라, 엑스선과 같이 짧은 파장을 갖는 광의 광전 변환 효율이 향상될 수 있다.The photoelectric conversion layer 130 according to the present invention may have a thickness of 0.1 to 1500 μm. When the thickness of the photoelectric conversion layer 130 satisfies the above range, the photoelectric conversion efficiency of light having a short wavelength such as an X-ray as well as infrared rays and visible light can be improved.

일 구현예에 있어서, 광이 가시광선 또는 적외선인 경우, 광전 변환층(130)은 0.1 ㎛ 내지 1 ㎛의 두께를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. In one embodiment, when the light is visible light or infrared, the photoelectric conversion layer 130 may have a thickness of 0.1 to 1 占 퐉, but the present invention is not limited thereto.

다른 구현예에 있어서, 광이 엑스선인 경우, 광전 변환층(130)은 300 ㎛ 내지 1500 ㎛의 두께를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. In another embodiment, when the light is an x-ray, the photoelectric conversion layer 130 may have a thickness of 300 mu m to 1500 mu m, but is not limited thereto.

상기 제1도전층(110) 및 상기 제2도전층(150)은 목적에 따라 반사형, 투과형 또는 반투과형일 수 있다. The first conductive layer 110 and the second conductive layer 150 may be reflective, transmissive or semi-transmissive depending on the purpose.

상기 제1도전층(110) 및 상기 제2도전층(150)은 도전성 재료, 예를 들어, 금속, 금속 산화물, 전기 전도성 유기 화합물, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 투과형 제1도전층(110)을 형성하기 위하여, 제1도전층용 물질은 산화인듐주석(ITO), 산화인듐아연(IZO), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO) 및 이의 임의의 조합 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또는, 반투과형 또는 반사형 제1도전층(110)을 형성하기 위하여, 제1도전층용 물질은 금(Au), 은(Ag), 크롬(Cr), 니켈(Ni) 및 이의 임의의 조합 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제2도전층용 물질은 제1도전층용 물질에 대한 설명을 참조한다.The first conductive layer 110 and the second conductive layer 150 may comprise a conductive material such as a metal, a metal oxide, an electrically conductive organic compound, or a combination thereof. In order to form the first conductive layer 110, the material for the first conductive layer may be indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), tin oxide (SnO 2 ), zinc oxide (ZnO) , But is not limited thereto. Alternatively, the material for the first conductive layer may be selected from the group consisting of gold (Au), silver (Ag), chromium (Cr), nickel (Ni), and any combination thereof in order to form the transflective or reflective first conductive layer But is not limited thereto. The material for the second conductive layer refers to the description for the material for the first conductive layer.

일 구현예에 있어서, 광이 엑스선이면 제2도전층(150)은 반사형, 투과형 또는 반투과형 일 수 있다. In one embodiment, if the light is an x-ray, the second conductive layer 150 may be reflective, transmissive, or semi-transmissive.

다른 구현예에 있어서, 광이 적외선이거나 가시광선이면 제2도전층(150)은 투과형일 수 있다. 광이 제2도전층(150) 쪽에서 입사되기 때문에, 제2도전층(150)은 충분히 투명해야 한다.In other implementations, the second conductive layer 150 may be transmissive if the light is infrared or visible. Since light is incident on the side of the second conductive layer 150, the second conductive layer 150 should be sufficiently transparent.

상기 제1도전층(110) 및 상기 제2도전층(150)의 두께는 특별히 한정되지 않으나, 10 ㎚ 내지 2000 ㎚의 두께를 가질 수 있다.The thicknesses of the first conductive layer 110 and the second conductive layer 150 are not particularly limited, but may have a thickness of 10 nm to 2000 nm.

상기 제1도전층(110) 및 상기 제2도전층(150)의 형성 방법은 특별히 한정되지 않으며, 코팅, 증착 등의 다양한 방법이 사용될 수 있다.The method of forming the first conductive layer 110 and the second conductive layer 150 is not particularly limited, and various methods such as coating and deposition may be used.

도 4는 일 실시예에 따른 광전 변환 소자의 구동 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 4는 평판형 촬상 장치를 일 예시로서 도시하는 것이며, 그외에 다른 다양한 변형이 가능하다. 4 is a diagram schematically showing a method of driving a photoelectric conversion element according to an embodiment. Fig. 4 shows a planar imaging device as an example, and various other modifications are possible.

제1도전층(411, 412, 413); 제2도전층(450); 및 제1도전층(411, 412, 413) 및 제2도전층(450) 사이에 개재된 전자 차단층(420), 광전 변환층(430) 및 정공 차단층(440)을 포함하고;A first conductive layer 411, 412, 413; A second conductive layer 450; And an electron blocking layer 420, a photoelectric conversion layer 430 and a hole blocking layer 440 interposed between the first and second conductive layers 411, 412 and 413 and the second conductive layer 450;

전자 차단층(420)은 제1도전층(411, 412, 413) 및 광전 변환층(430) 사이에 개재되고;The electron blocking layer 420 is interposed between the first conductive layers 411, 412, and 413 and the photoelectric conversion layer 430;

정공 차단층(440)은 제2도전층(450) 및 광전 변환층(430) 사이에 개재되고;A hole blocking layer 440 is interposed between the second conductive layer 450 and the photoelectric conversion layer 430;

상기 전자 차단층(420)은 상기 화학식 1로 표시되는 제1페로브스카이트 화합물을 포함하고,The electron blocking layer 420 may include a first perovskite compound represented by Formula 1,

상기 정공 차단층(440)은 상기 화학식 2로 표시되는 제2페로브스카이트 화합물을 포함하고,The hole blocking layer 440 may include a second perovskite compound represented by Formula 2,

제1도전층(411, 412, 413)을 음극(negative bias)으로 하고, 제2도전층(450)을 양극(positive bias)으로 하여 전계가 인가될 수 있다. An electric field can be applied with the first conductive layers 411, 412 and 413 as a negative bias and the second conductive layer 450 as a positive bias.

제1도전층(411, 412, 413), 제2도전층(450), 전자 차단층(420), 광전 변환층(430) 및 정공 차단층(440)은 달리 명시하지 않는 한, 전술한 제1도전층(110), 제2도전층(150), 전자 차단층(120), 광전 변환층(130) 및 정공 차단층(140)에 대한 설명을 참조한다.The first conductive layers 411, 412, and 413, the second conductive layer 450, the electron blocking layer 420, the photoelectric conversion layer 430, and the hole blocking layer 440, 1, the description of the first conductive layer 110, the second conductive layer 150, the electron blocking layer 120, the photoelectric conversion layer 130, and the hole blocking layer 140 will be described.

제2도전층(450)에는 전원(470)이 연결되어 전계가 인가된다. 전원(470)의 타단은 접지되어 있을 수도 있다. 이에 따라, 제1도전층(411, 412, 413) 및 제2도전층(450) 사이에는 전기장이 걸리게 된다. 광(480)이 광전 변환층(430)에 입사되면, 광전 변환층(430)에 포함된 광활성 물질에 의해 전자와 정공으로 변환된다. 변환된 전자와 정공은 전기장에 의해 제2도전층(450) 및 제1도전층(411, 412, 413)으로 각각 끌려가게 된다.A power source 470 is connected to the second conductive layer 450 to apply an electric field. The other end of the power source 470 may be grounded. Accordingly, an electric field is applied between the first conductive layers 411, 412, and 413 and the second conductive layer 450. When the light 480 is incident on the photoelectric conversion layer 430, it is converted into electrons and holes by the photoactive material contained in the photoelectric conversion layer 430. The converted electrons and holes are attracted to the second conductive layer 450 and the first conductive layers 411, 412, and 413, respectively, by an electric field.

제1도전층(411, 412, 413)은 검출부(461, 462, 463)와 연결될 수 있다. 제1도전층(411, 412, 413)은 검출부(461, 462, 463) 및 전자 차단층(420) 사이에 개재될 수 있다. 즉, 검출부(461, 462, 463)는 광전 변환층(430)의 배면(즉, 광의 출사면)에 배치될 수 있다.The first conductive layers 411, 412, and 413 may be connected to the detectors 461, 462, and 463. The first conductive layers 411, 412, and 413 may be interposed between the detecting portions 461, 462, and 463 and the electron blocking layer 420. That is, the detecting portions 461, 462, and 463 may be disposed on the back surface (that is, the light output surface) of the photoelectric conversion layer 430.

검출부(461, 462, 463)는 광전 변환층(430)에서 생성된 전하(490)를 검출한다. 검출부(461, 462, 463)는 저장 커패시터(461a, 462a, 463a)와 저장 커패시터(461a, 462a, 463a)에 수집된 전하(490)를 읽어내는 독출회로(461b, 462b, 463b)를 포함할 수 있다.The detectors 461, 462, and 463 detect the charge 490 generated in the photoelectric conversion layer 430. The detection units 461, 462 and 463 include the readout circuits 461b, 462b and 463b for reading the charges 490 collected in the storage capacitors 461a, 462a and 463a and the storage capacitors 461a, 462a and 463a can do.

독출회로(461b, 462b, 463b)는 저장 커패시터(461a, 462a, 463a)의 전하량을 디지털신호로 변환한다. 이러한 디지털신호는 신호처리부에서 영상신호로 변환되게 된다.The readout circuits 461b, 462b, and 463b convert the charge amounts of the storage capacitors 461a, 462a, and 463a into digital signals. Such a digital signal is converted into a video signal by the signal processing unit.

제2도전층(450), 전자 차단층(420), 광전 변환층(430) 및 정공 차단층(440)은 제1도전층(411, 412, 413)을 덮도록 형성될 수 있다.The second conductive layer 450, the electron blocking layer 420, the photoelectric conversion layer 430, and the hole blocking layer 440 may be formed to cover the first conductive layers 411, 412, and 413.

도 5는 일 실시예에 따른 광전 변환 소자의 제조 방법을 개략적으로 나타낸 단면도이다.5 is a cross-sectional view schematically showing a method of manufacturing a photoelectric conversion element according to an embodiment.

일 실시예에 따른 광전 변환 소자의 제조 방법은 제1도전층을 제공하는 단계; 상기 제1도전층 상에 A1-함유 전구체, B1-함유 전구체 및 용매를 포함하는 제1혼합물을 제공하여, 상기 화학식 1로 표시되는 제1페로브스카이트 화합물을 포함하는 전자 차단층을 형성하는 단계; 상기 전자 차단층 상에 광전 변환층을 형성하는 단계; 상기 광전 변환층 상에 A2-함유 전구체, B2-함유 전구체 및 용매를 포함하는 제2혼합물을 제공하여, 상기 화학식 2로 표시되는 제2페로브스카이트 화합물을 포함하는 정공 차단층을 형성하는 단계; 및 상기 정공 차단층 상에 제2도전층을 제공하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a photoelectric conversion device according to an exemplary embodiment includes: providing a first conductive layer; Providing a first mixture comprising an A 1 -containing precursor, a B 1 -containing precursor and a solvent on the first conductive layer to form an electron blocking layer comprising a first perovskite compound represented by Formula 1 ; Forming a photoelectric conversion layer on the electron blocking layer; Providing a second mixture comprising an A 2 -containing precursor, a B 2 -containing precursor and a solvent on the photoelectric conversion layer to form a hole blocking layer comprising a second perovskite compound represented by Formula 2 ; And providing a second conductive layer on the hole blocking layer.

먼저, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1도전층(510)이 제공된다. 제1도전층(510)은 도 1에서 설명한 바와 같고, 제1도전층(510)은 공지된 다양한 방법이 적용하여 제공될 수 있으므로, 자세한 설명은 생략한다.First, as shown in FIG. 5, a first conductive layer 510 is provided. The first conductive layer 510 is as described in FIG. 1, and the first conductive layer 510 may be provided by applying various known methods, so a detailed description thereof will be omitted.

그 다음, 제1도전층(510) 상에 전자 차단층(520)이 형성된다. 전자 차단층(520)은 상기 화학식 1로 표시되는 제1페로브스카이트 화합물을 포함한다. 상기 화학식 1로 표시되는 제1페로브스카이트 화합물은 A1-함유 전구체, B1-함유 전구체 및 용매를 포함하는 제1혼합물을 제공함으로써, 형성될 수 있다.Next, an electron blocking layer 520 is formed on the first conductive layer 510. The electron blocking layer 520 includes the first perovskite compound represented by the above formula (1). The first perovskite compound represented by Formula 1 may be formed by providing a first mixture comprising an A 1 -containing precursor, a B 1 -containing precursor, and a solvent.

또한, 상기 전자 차단층(520)은 상기 제1페로브스카이트 화합물과 함께 고분자를 더 포함할 수 있다. 따라서, 상기 제1혼합물은 상기 고분자 또는 이의 전구체 물질을 더 포함할 수 있다. In addition, the electron blocking layer 520 may further include a polymer together with the first perovskite compound. Thus, the first mixture may further comprise the polymer or precursor thereof.

상기 고분자는 다양한 고분자 물질을 포함할 수 있으며, 상기 제1페로브스카이트 화합물과 함께 용매에 용해되어 혼합될 수 있는 극성 고분자일 수 있다. 예를 들면, 상기 극성 고분자 물질은 폴리아믹산, 폴리이미드, 폴리비닐알코올(PVA), 폴리아크릴산, 폴리히드록시에틸메타크릴레이트(PHEMA), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리아크릴레이트, 폴리아크릴로니트릴(PAN) 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 고분자 물질은 상술한 물질의 공중합체를 포함할 수 있다.The polymer may include various high molecular materials, and may be a polar polymer that can be dissolved in a solvent and mixed with the first perovskite compound. For example, the polar polymer material may be selected from the group consisting of polyamic acid, polyimide, polyvinyl alcohol (PVA), polyacrylic acid, polyhydroxyethyl methacrylate (PHEMA), polymethylmethacrylate (PMMA) Acrylonitrile (PAN), and the like, but is not limited thereto. In addition, the polymer material may include a copolymer of the above-mentioned materials.

예를 들어, 상기 제1혼합물을 제1도전층(510) 상에 스핀 코팅할 수 있다. 스핀 코팅에 의하여 상기 제1혼합물을 제공할 경우, 스핀 코팅 조건은, 예를 들면, 약 2000rpm 내지 약 4000rpm의 코팅 속도 및 약 80℃ 내지 200℃의 온도 범위 내에서, 상기 제1혼합물의 조성 및 전자 차단층(520)의 구조를 고려하여 선택될 수 있다. For example, the first mixture may be spin coated on the first conductive layer 510. If the first mixture is to be provided by spin coating, the spin coating conditions can be adjusted, for example, by controlling the composition of the first mixture and the composition of the first mixture at a coating rate of about 2000 rpm to about 4000 rpm and a temperature range of about 80 & May be selected in consideration of the structure of the electron blocking layer 520.

한편, 상기 제1혼합물은 다른 공지된 다양한 방법을 적용하여 제1도전층(510) 상에 제공될 수 있다. Meanwhile, the first mixture may be provided on the first conductive layer 510 by applying various other known methods.

제1도전층(510) 상에 제공된 상기 제1혼합물은 열처리됨으로써 전자 차단층(520)을 형성할 수 있다. 상기 열처리 온도는 약 100℃ 내지 300℃의 온도 범위 내일 수 있다. 상기 열처리 온도가 100℃ 미만인 경우 전자 차단층의 접착력이 감소할 수 있으며, 300℃ 초과인 경우 제1페로브스카이트가 손상될 수 있다.The first mixture provided on the first conductive layer 510 may be heat treated to form the electron blocking layer 520. The heat treatment temperature may be within a temperature range of about 100 ° C to 300 ° C. If the heat treatment temperature is less than 100 ° C, the adhesion of the electron blocking layer may be decreased, and if it is higher than 300 ° C, the first perovskite may be damaged.

예를 들어, 열처리 조건은 15분 내지 2시간의 시간 범위 및 100℃ 내지 300℃의 온도 범위 내에서 상기 제1혼합물의 조성 및 전자 차단층(520)의 구조를 고려하여 선택될 수 있다.For example, the heat treatment conditions can be selected in consideration of the composition of the first mixture and the structure of the electron blocking layer 520 within a time range of 15 minutes to 2 hours and a temperature range of 100 占 폚 to 300 占 폚.

이렇게 형성된 전자 차단층(520)은 제1페로브스카이트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1페로브스카이트와 상기 극성 고분자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1페로브스카이트와 상기 극성 고분자의 복합체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1페로브스카이트와 상기 극성 고분자의 서로 분리된 2중층을 포함할 수 있다.The electron blocking layer 520 thus formed may include a first perovskite. For example, the first perovskite and the polar polymer may be included. For example, it may comprise a complex of the first perovskite and the polar polymer. For example, it may comprise a separate two-layered layer of the first perovskite and the polar polymer.

상기 A1-함유 전구체 및 B1-함유 전구체 중 A1 및 B1에 대한 설명은 각각, 상기 화학식 1에 대한 설명 중 A1 및 B1에 대한 설명을 참조한다.The A 1 - and B 1 containing precursors - containing precursor of the description of A 1 and B 1, please refer to the description of the A 1 and B 1 of the description of each of the above formula (1).

예를 들어, 상기 A1-함유 전구체는 A1의 할로겐화물(예를 들면, (A1)(X1)) 중에서 선택되고, 상기 B1-함유 전구체는 B1의 할로겐화물(예를 들면, (B1)(Y1)2) 중에서 선택될 수 있다. 상기 (A1)(X1) 및 (B1)(Y1)2 중 A1, B1, X1 및 Y1에 대한 설명은 각각, 본 명세서 중 화학식 1에 대한 설명을 참조한다.For example, the A 1 -containing precursor is selected from a halide of A 1 (e.g., (A 1 ) (X 1 )) and the B 1 -containing precursor is a halide of B 1 , (B 1 ) (Y 1 ) 2 ). The descriptions of A 1 , B 1 , X 1 and Y 1 in the above (A 1 ) (X 1 ) and (B 1 ) (Y 1 ) 2 refer to the description of Formula 1 in the present specification, respectively.

상기 용매는 A1-함유 전구체 및 B1-함유 전구체의 용해성이 높은 물질 중에서 선택될 수 있다. 예를 들어, 상기 용매는 디메틸 포름아미드, 디메틸 술폭사이드, γ-부티로락톤, N-메틸-2-피롤리돈 또는 이들의 조합일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The solvent may be selected from materials having high solubility of the A 1 -containing precursor and the B 1 -containing precursor. For example, the solvent may be dimethylformamide, dimethylsulfoxide, gamma -butyrolactone, N-methyl-2-pyrrolidone, or a combination thereof, but is not limited thereto.

그 다음 상기 전자 차단층(520) 상에 광전 변환층(530)이 제공된다. 광전 변환층(530)은 상기 화학식 3으로 표시되는 제3페로브스카이트 화합물을 포함한다. 상기 화학식 3으로 표시되는 제3페로브스카이트 화합물은 A3-함유 전구체, B3-함유 전구체 및 용매를 포함하는 혼합물에 비용매를 첨가하여 제3혼합물을 제공함으로써, 형성될 수 있다.A photoelectric conversion layer 530 is then provided on the electron blocking layer 520. The photoelectric conversion layer 530 includes a third perovskite compound represented by Formula 3 below. The third perovskite compound represented by Formula 3 may be formed by adding a non-solvent to a mixture containing an A 3 -containing precursor, a B 3 -containing precursor, and a solvent to provide a third mixture.

상기 용매는 A3-함유 전구체 및 B3-함유 전구체의 용해성이 높은 물질 중에서 선택될 수 있다. 예를 들어, 상기 용매는 디메틸 포름아미드, 디메틸 술폭사이드, γ-부티로락톤 또는 이들의 조합일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The solvent may be selected from materials having high solubility of the A 3 -containing precursor and the B 3 -containing precursor. For example, the solvent may be dimethylformamide, dimethylsulfoxide, gamma -butyrolactone, or a combination thereof, but is not limited thereto.

상기 비용매는 A3-함유 전구체 및 B3-함유 전구체의 용해성이 낮은 물질 중에서 선택될 수 있다. 예를 들어, 상기 비용매는 α-터핀올(α-terpineol), 헥실 카비톨(hexyl carbitol), 부틸 카비톨 아세테이트(butyl carbitol acetate), 헥실 셀로솔브(hexyl cellosolve), 부틸 셀로솔브 아세테이트(butyl cellosolve acetate) 등 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The non-solvent can be selected from materials having low solubility of the A 3 -containing precursor and the B 3 -containing precursor. For example, the non-solvent may include at least one selected from the group consisting of alpha-terpineol, hexyl carbitol, butyl carbitol acetate, hexyl cellosolve, butyl cellosolve, acetate, and the like, but the present invention is not limited thereto.

예를 들어, 상기 제3혼합물을 전자 차단층(520) 상에 닥터 블레이드(doctor blade) 또는 바(bar) 코팅할 수 있다. 비용매를 첨가함으로써, 제3혼합물의 점도가 높아질 수 있으므로, 닥터 블레이드 또는 바 코팅에 의하여 상기 제3혼합물을 제공할 수 있다. 닥터 블레이드 코팅에 의하여 상기 제3혼합물을 제공하는 경우, 닥터 블레이드 코팅 조건은, 예를 들면, 약 80℃ 내지 200℃의 온도 범위 내에서, 상기 제3혼합물의 조성 및 광전 변환층(530)의 구조를 고려하여 선택될 수 있다.For example, the third mixture may be doctor blade or bar coated on the electron blocking layer 520. By adding a non-solvent, the viscosity of the third mixture can be increased, so that the third mixture can be provided by doctor blade or bar coating. When the third blend is provided by doctor blade coating, the doctor blade coating conditions are, for example, within a temperature range of about 80 占 폚 to 200 占 폚, and the composition of the third mixture and the composition of the photoelectric conversion layer 530 Can be selected in consideration of the structure.

한편, 상기 제3혼합물은 다른 공지된 다양한 방법을 적용하여 전자 차단층(520) 상에 제공될 수 있다.  Meanwhile, the third mixture may be provided on the electron blocking layer 520 using various other known methods.

전자 차단층(520) 상에 제공된 상기 제3혼합물은 열처리됨으로써 광전 변환층(530)을 형성할 수 있다. The third mixture provided on the electron blocking layer 520 may be heat-treated to form the photoelectric conversion layer 530.

예를 들어, 열처리 조건은 15분 내지 2시간의 시간 범위 및 100℃ 내지 200℃의 온도 범위 내에서 상기 제3혼합물의 조성 및 광전 변환층(530)의 구조를 고려하여 선택될 수 있다. For example, the heat treatment conditions may be selected in consideration of the composition of the third mixture and the structure of the photoelectric conversion layer 530 within a time range of 15 minutes to 2 hours and a temperature range of 100 占 폚 to 200 占 폚.

선택적으로, 상기 제3혼합물을 전자 차단층(520) 상에 제공하여, 상기 화학식 3로 표시되는 제3페로브스카이트 화합물을 포함하는 예비 광전 변환층을 제공한 다음, 상기 예비 광전 변환층을 고온(예를 들어, 100℃ 내지 200℃의 온도 범위)에서 고압(예를 들어, 5atm 내지 10atm의 기압 범위)에서 눌러 광전 변환층을 제공할 수도 있다. 이 때, 선택적으로 A3-함유 전구체를 기체상으로 더 공급할 수도 있다. 이러한 경우, 상기 화학식 3으로 표시되는 제3페로브스카이트 화합물은 다결정일 수 있다.Alternatively, the third mixture may be provided on the electron blocking layer 520 to provide a preliminary photoelectric conversion layer comprising the third perovskite compound represented by Formula 3, It is possible to provide a photoelectric conversion layer by pressing at a high pressure (for example, an air pressure range of 5 atm to 10 atm) at a high temperature (for example, a temperature range of 100 to 200 占 폚). At this time, the A 3 -containing precursor may be further supplied in a gas phase. In this case, the third perovskite compound represented by Formula 3 may be a polycrystalline.

그 다음, 광전 변환층(530) 상에 정공 차단층(540)이 제공된다. 정공 차단층(540)은 상기 화학식 2로 표시되는 제2페로브스카이트 화합물을 포함한다. 상기 화학식 2로 표시되는 제2페로브스카이트 화합물은 A2-함유 전구체, B2-함유 전구체 및 용매를 포함하는 제2혼합물을 제공함으로써, 형성될 수 있다.Next, a hole blocking layer 540 is provided on the photoelectric conversion layer 530. The hole blocking layer 540 includes a second perovskite compound represented by the above formula (2). The second perovskite compound represented by Formula 2 may be formed by providing a second mixture containing an A 2 -containing precursor, a B 2 -containing precursor, and a solvent.

또한, 상기 정공 차단층(540)은 상기 제2페로브스카이트 화합물과 함께 고분자를 더 포함할 수 있다. 따라서, 상기 제2혼합물은 상기 고분자 또는 이의 전구체 물질을 더 포함할 수 있다. In addition, the hole blocking layer 540 may further include a polymer together with the second perovskite compound. Thus, the second mixture may further comprise the polymer or precursor thereof.

상기 고분자는 다양한 고분자 물질을 포함할 수 있으며, 상기 제2페로브스카이트 화합물과 함께 용매에 혼합될 수 있는 극성 고분자일 수 있다. 예를 들면, 상기 극성 고분자 물질은 폴리아믹산, 폴리이미드, 폴리비닐알코올(PVA), 폴리아크릴산, 폴리히드록시에틸메타크릴레이트(PHEMA), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리아크릴레이트, 폴리아크릴로니트릴(PAN) 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 고분자 물질은 상술한 물질의 공중합체를 포함할 수 있다.The polymer may include various high molecular materials and may be a polar polymer that can be mixed with a solvent together with the second perovskite compound. For example, the polar polymer material may be selected from the group consisting of polyamic acid, polyimide, polyvinyl alcohol (PVA), polyacrylic acid, polyhydroxyethyl methacrylate (PHEMA), polymethylmethacrylate (PMMA) Acrylonitrile (PAN), and the like, but is not limited thereto. In addition, the polymer material may include a copolymer of the above-mentioned materials.

예를 들어, 상기 제2혼합물을 광전 변환층(530) 상에 스핀 코팅할 수 있다. 스핀 코팅에 의하여 상기 제2혼합물을 제공할 경우, 스핀 코팅 조건은, 예를 들면, 약 2000rpm 내지 약 4000rpm의 코팅 속도 및 약 80℃ 내지 200℃의 온도 범위 내에서, 상기 제2혼합물의 조성 및 정공 차단층(540)의 구조를 고려하여 선택될 수 있다.For example, the second mixture may be spin-coated on the photoelectric conversion layer 530. If the second mixture is provided by spin coating, the spin coating conditions can be adjusted, for example, at a coating rate of from about 2000 rpm to about 4000 rpm and a temperature range of from about 80 [deg.] C to about 200 & May be selected in consideration of the structure of the hole blocking layer 540.

한편, 상기 제2혼합물은 다른 공지된 다양한 방법을 적용하여 광전 변환층(530) 상에 제공될 수 있다. Meanwhile, the second mixture may be provided on the photoelectric conversion layer 530 by applying various other known methods.

상기 광전 변환층(530) 상에 제공된 상기 제2혼합물은 열처리됨으로써 정공 차단층(540)을 형성할 수 있다. 상기 열처리 온도는 약 100℃ 내지 300℃의 온도 범위 내일 수 있다. 상기 열처리 온도가 100℃ 미만인 경우 전자 차단층의 접착력이 감소할 수 있으며, 300℃ 초과인 경우 제2페로브스카이트가 손상될 수 있다.The second mixture provided on the photoelectric conversion layer 530 may be heat-treated to form the hole blocking layer 540. The heat treatment temperature may be within a temperature range of about 100 ° C to 300 ° C. If the heat treatment temperature is less than 100 ° C, the adhesive strength of the electron blocking layer may decrease, and if it is higher than 300 ° C, the second perovskite may be damaged.

예를 들어, 열처리 조건은 15분 내지 2시간의 시간 범위 및 100℃ 내지 300℃의 온도 범위 내에서 상기 제2혼합물의 조성 및 정공 차단층(540)의 구조를 고려하여 선택될 수 있다.For example, the heat treatment conditions may be selected in consideration of the composition of the second mixture and the structure of the hole blocking layer 540 within a time range of 15 minutes to 2 hours and a temperature range of 100 占 폚 to 300 占 폚.

이렇게 형성된 정공 차단층(540)은 제2페로브스카이트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2페로브스카이트와 상기 극성 고분자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2페로브스카이트와 상기 극성 고분자의 복합체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2페로브스카이트와 상기 극성 고분자의 서로 분리된 2중층을 포함할 수 있다.The hole blocking layer 540 thus formed may include a second perovskite. For example, a second perovskite and the polar polymer. For example, it may include a complex of the second perovskite and the polar polymer. For example, it may comprise a separate second layer of the second perovskite and the polar polymer.

상기 A2-함유 전구체 및 B2-함유 전구체 중 A2 및 B2에 대한 설명은 각각, 상기 화학식 2에 대한 설명 중 A2 및 B2에 대한 설명을 참조한다.Wherein A 2 - B 2 containing precursor and - a description of the containing precursor A 2 and B 2 of, see the description of the A 2 and B 2 of the description of each of the above formula (2).

예를 들어, 상기 A2-함유 전구체는 A2의 할로겐화물(예를 들면, (A2)(X2)) 중에서 선택되고, 상기 B2-함유 전구체는 B2의 할로겐화물(예를 들면, (B2)(Y2)2) 중에서 선택될 수 있다. 상기 (A2)(X2) 및 (B2)(Y2)2 중 A2, B2, X2 및 Y2에 대한 설명은 각각, 본 명세서 중 화학식 1에 대한 설명을 참조한다.For example, the A 2 -containing precursor is selected from a halide of A 2 (e.g., (A 2 ) (X 2 )) and the B 2 -containing precursor is a halide of B 2 , (B 2 ) (Y 2 ) 2 ). The descriptions of A 2 , B 2 , X 2 and Y 2 in the above (A 2 ) (X 2 ) and (B 2 ) (Y 2 ) 2 refer to the description of Formula 1 in the present specification, respectively.

상기 용매는 A2-함유 전구체 및 B2-함유 전구체의 용해성이 높은 물질 중에서 선택될 수 있다. 예를 들어, 상기 용매는 디메틸 포름아미드, 디메틸 술폭사이드, γ-부티로락톤, N-메틸-2-피롤리돈 또는 이들의 조합일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The solvent may be selected from materials having high solubility of the A 2 -containing precursor and the B 2 -containing precursor. For example, the solvent may be dimethylformamide, dimethylsulfoxide, gamma -butyrolactone, N-methyl-2-pyrrolidone, or a combination thereof, but is not limited thereto.

그 다음, 정공 차단층(540) 상에 제2도전층(550)이 제공된다. 제2도전층(550)은 도 1에서 설명한 바와 같고, 제2도전층(550)은 공지된 다양한 방법이 적용하여 제공될 수 있으므로, 자세한 설명은 생략한다.A second conductive layer 550 is then provided on the hole blocking layer 540. The second conductive layer 550 is as described with reference to FIG. 1, and the second conductive layer 550 may be provided by applying various known methods, so a detailed description will be omitted.

일 실시예에 따른 광전 변환 소자는 촬상 장치에 포함될 수 있다. 상기 촬상 장치는 고정식 또는 이동식일 수 있다.The photoelectric conversion element according to one embodiment may be included in the imaging device. The imaging device may be stationary or mobile.

상기 촬상 장치는 광 조사부, 광 검출부 및 제어부를 포함할 수 있다.The imaging apparatus may include a light irradiation unit, a light detection unit, and a control unit.

상기 광 조사부는 광을 발생시키는 광 공급원 및 발생된 광의 경로를 안내하여 광의 조사영역을 조절하는 콜리메이터(collimator)를 포함할 수 있다. The light irradiating unit may include a light source for generating light and a collimator for guiding the path of the generated light to adjust an irradiation area of the light.

상기 광 공급원은, 예를 들어 엑스선 관(X-ray tube)을 포함할 수 있다. 상기 엑스선 관은 양극과 음극으로 된 2극 진공관으로 구현될 수 있다. 엑스선관의 음극과 양극 사이에 가해지는 전압을 관전압이라 하며, 그 크기는 파고치 kVp로 표시할 수 있다. 관전압이 증가하면 열전자의 속도가 증가되고 결과적으로 타겟 물질에 충돌하여 발생되는 엑스선의 에너지(광자의 에너지)가 증가된다. 엑스선관에 흐르는 전류는 관전류라 하며 평균치 mA로 표시할 수 있고, 관전류가 증가하면 필라멘트에서 방출되는 열전자의 수가 증가하고 결과적으로 타겟 물질에 충돌하여 발생되는 엑스선의 선량(엑스선 광자의 수)이 증가된다. 따라서, 관전압에 의해 엑스선의 에너지가 제어될 수 있고, 관전류 및 엑스선 노출 시간에 의해 엑스선의 세기 또는 선량이 제어될 수 있다. The light source may include, for example, an X-ray tube. The x-ray tube may be implemented as a bipolar tube of positive and negative electrodes. The voltage applied between the cathode and the anode of the X-ray tube is called the tube voltage, and its size can be expressed as the peak value kVp. As the tube voltage increases, the speed of the thermoelectrons increases and consequently the energy (photon energy) of the x-ray generated by collision with the target material increases. The current flowing through the X-ray tube is referred to as a tube current and can be expressed as an average value mA. As the tube current increases, the number of thermoelectrons emitted from the filament increases. As a result, the dose of the X- do. Therefore, the energy of the X-ray can be controlled by the tube voltage, and the intensity or dose of the X-ray can be controlled by the tube current and the X-ray exposure time.

상기 광 검출부는 상기 광 조사부에서 조사되어 대상체를 투과한 광을 검출하는 것으로, 예를 들어, 평판형의 광 검출기를 포함할 수 있다. 상기 광 검출기는 도 1을 참조하여 설명한 광전 변환 소자(100)를 포함할 수 있다.The photodetecting unit detects the light irradiated from the light irradiating unit and transmitted through the object, and may include, for example, a plate-type photodetector. The photodetector may include the photoelectric conversion element 100 described with reference to Fig.

상기 제어부는 전압 발생부, 신호처리부 및 조작부를 포함하며, 상기 촬상 장치의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. The control unit includes a voltage generating unit, a signal processing unit, and an operation unit, and can control the overall operation of the image sensing apparatus.

상기 전압 발생부는 광의 발생을 위한 고전압을 발생시켜 상기 광 조사부 내의 상기 광 공급원에 전압을 인가한다. The voltage generating unit generates a high voltage for generating light and applies a voltage to the light source in the light irradiating unit.

신호처리부는 상기 광 검출부에서 검출된 정보를 처리하여 영상을 생성하거나 상기 조작부에 입력된 정보를 기반으로 제어신호를 생성하여 상기 촬상 장치의 각종 구성부들을 제어할 수 있도록 한다. The signal processing unit processes the information detected by the optical detecting unit to generate an image, or generates a control signal based on information input to the operation unit to control various components of the image sensing apparatus.

상기 조작부는 상기 촬상 장치의 조작을 위한 인터페이스를 제공하는 것으로서, 사용자로부터 상기 촬상 장치의 조작을 위한 명령 및 촬상에 관한 각종 정보를 입력받을 수 있다. The operation unit provides an interface for the operation of the image capturing apparatus, and can receive a command for operating the image capturing apparatus and various information related to the image capturing from the user.

상기 촬상 장치는 출력부를 더 포함할 수 있다. 상기 출력부는 광의 조사 등과 같은 촬상 관련 정보를 나타내거나 상기 신호처리부에서 생성된 영상을 표시할 수 있다. The image pickup apparatus may further include an output section. The output unit may display image-related information such as light irradiation, or may display an image generated by the signal processing unit.

이하, 실시예를 들어, 일 실시예에 따른 광전 변환 소자에 대하여 보다 구체적으로 설명하나, 본 발명이 하기의 합성예 및 실시예로 한정되는 것은 아니다. 하기 합성예 중 "'A' 대신 'B'를 사용하였다"란 표현 중 'B'의 사용량과 'A'의 사용량은 몰당량 기준으로 동일하다.Hereinafter, the photoelectric conversion element according to one embodiment will be described in more detail by way of examples, but the present invention is not limited to the following synthesis examples and examples. In the following Synthesis Examples, the amounts of 'B' and 'A' used in the expression "B" was used in place of "A" were the same on the molar equivalent basis.

[[ 실시예Example ]]

제조예Manufacturing example 1. 전자 차단 물질 (혼합물 B)의 제조 1. Preparation of Electron Barrier Material (Mixture B)

(1) 혼합물 A의 제조(1) Preparation of mixture A

반응 용기에 ρ-페닐렌디아민 및 비페닐-테트라카르복실산 이무수물을 1:0.975의 몰비로 혼합한 후, 상기 혼합물에 N-메틸-2-피롤리돈(NMP)을 첨가하고 질소분위기 하에 상온에서 5시간 동안 교반하였다. 그 후, 상기 혼합물을 40℃의 밀폐 반응 용기에서 12 시간 동안 반응시킴으로써 혼합물 A를 제조하였다.P-phenylenediamine and biphenyl-tetracarboxylic dianhydride were mixed in a molar ratio of 1: 0.975 to the reaction vessel, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) was added to the mixture, The mixture was stirred at room temperature for 5 hours. Then, the mixture A was prepared by reacting the mixture in a sealed reaction vessel at 40 캜 for 12 hours.

(2) 혼합물 B의 제조(2) Preparation of mixture B

상기 혼합물 A 4.8g에 CH3NH3I 1.59g, PbI2 4.61g, 및 디메틸포름아미드 2.4g을 첨가한 후, 상온에서 밤새도록 교반함으로써 혼합물 B를 제조하였다.To the mixture CH 3 A 4.8g 1.59g NH 3 I, PbI 2 And 2.4 g of dimethylformamide were added, and then the mixture was stirred at room temperature overnight.

제조예Manufacturing example 2. 정공 차단 물질 (혼합물 C, 혼합물 D 또는 혼합물 E)의 제조 2. Preparation of hole blocking materials (mixture C, mixture D or mixture E)

2-1. 혼합물 C의 제조2-1. Preparation of mixture C

반응 용기에 CH3NH3Br, PbBr2, 디메틸 포름아미드 및 디메틸술폭사이드를 1:1:6.7:2의 몰비로 혼합한 후, 상온에서 1시간 동안 교반함으로써 혼합물 C를 제조하였다.Mixture C was prepared by mixing CH 3 NH 3 Br, PbBr 2 , dimethylformamide and dimethylsulfoxide in a molar ratio of 1: 1: 6.7: 2 to the reaction vessel, followed by stirring at room temperature for 1 hour.

2-2. 혼합물 D의 제조2-2. Preparation of mixture D

(1) 혼합물 A의 제조(1) Preparation of mixture A

반응 용기에 ρ-페닐렌디아민 및 비페닐-테트라카르복실산 이무수물을 1:0.975의 몰비로 혼합한 후, 상기 혼합물에 N-메틸-2-피롤리돈(NMP)을 첨가하고 질소분위기 하에 상온에서 5시간 동안 교반하였다. 그 후, 상기 혼합물을 40℃의 밀폐 반응 용기에서 12 시간 동안 반응시킴으로써 혼합물 A를 제조하였다. P-phenylenediamine and biphenyl-tetracarboxylic dianhydride were mixed in a molar ratio of 1: 0.975 to the reaction vessel, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) was added to the mixture, The mixture was stirred at room temperature for 5 hours. Then, the mixture A was prepared by reacting the mixture in a sealed reaction vessel at 40 캜 for 12 hours.

(2) 혼합물 D의 제조(2) Preparation of mixture D

상기 혼합물 A 9.6g에 CH3NH3Br 2.34g, PbBr2 7.67g, 및 디메틸포름아미드 4.8g을 첨가한 후, 상온에서 밤새도록 교반함으로써 혼합물 D를 제조하였다.To the mixture CH 3 A 9.6g NH 3 Br 2.34g, PbBr 2 And 4.8 g of dimethylformamide, and then stirred overnight at room temperature to prepare a mixture D.

2-3. 혼합물 E의 제조2-3. Preparation of mixture E

제조예 2-2에서 CH3NH3Br를 2.34g 대신 1.17g 사용하고, PbBr2를 7.67g 대신 3.835g 사용한 것을 제외하고는 상기 제조예 2-2와 동일한 방법으로 혼합물 E를 제조하였다.In Preparation Example 2-2, a mixture E was prepared in the same manner as in Preparation Example 2-2, except that 1.17 g of CH 3 NH 3 Br was used instead of 2.34 g and 3.835 g of PbBr 2 was used instead of 7.67 g.

제조예Manufacturing example 3.  3. 광전Photoelectricity 변환 물질 (혼합물 F 또는 혼합물 G)의 제조 Preparation of conversion material (mixture F or mixture G)

3-1. 혼합물 F의 제조3-1. Preparation of mixture F

반응 용기에 CH3NH3I, PbI2, 디메틸 포름아미드 및 디메틸술폭사이드를 1:1:6.7:2의 몰비로 첨가한 다음, 1시간 동안 교반함으로써 혼합물 F를 제조하였다.Mixture F was prepared by adding CH 3 NH 3 I, PbI 2 , dimethylformamide and dimethylsulfoxide in a molar ratio of 1: 1: 6.7: 2 to the reaction vessel, followed by stirring for 1 hour.

3-2. 혼합물 G의 제조3-2. Preparation of mixture G

반응 용기에 PbI2 18.44g 및 γ-부티로락톤 7.75g을 혼합하고, 80℃에서 1시간 동안 교반한 후, CH3NH3I 6.36g을 더 첨가하고, 90~100℃에서 4시간 동안 교반하여 반응시켰다. 그 후, 상기 혼합물에 α-터핀올 4g을 더 첨가하고, 90~100℃에서 4시간 동안 교반함으로써 혼합물 G를 제조하였다.Mixing the lactone in a reaction vessel with 7.75g 18.44g PbI 2 and γ- butynyl, and the mixture was stirred and then stirred for 1 hour at 80 ℃, in further addition of NH 3 CH 3 I, and 6.36g, 90 ~ 100 ℃ for 4 hours Lt; / RTI &gt; Then, 4 g of alpha -terpinol was further added to the mixture, and the mixture G was prepared by stirring at 90 to 100 DEG C for 4 hours.

실시예Example 1.  One. 광전Photoelectricity 변환 소자의 제작 Fabrication of conversion device

비정질 ITO를 유리 기판 상에 스퍼터링하여 200㎚ 두께의 제1도전층을 형성하였다. Amorphous ITO was sputtered onto a glass substrate to form a first conductive layer with a thickness of 200 nm.

상기 제1도전층 상에 혼합물 B를 2000 rpm으로 30초 동안 스핀코팅한 후, 120℃에서 30분 동안 건조함으로써 3㎛ 두께의 전자 차단층을 형성하였다.The mixture B was spin-coated on the first conductive layer at 2000 rpm for 30 seconds and then dried at 120 캜 for 30 minutes to form an electron blocking layer having a thickness of 3 탆.

상기 전자 차단층 상에 혼합물 G를 닥터 블레이드(doctor blade) 코팅한 후, 120℃에서 1시간 열처리하고, 다시 90℃의 진공 오븐에서 1 시간 열처리함으로써, 예비 광전 변환층을 형성하였다. 상기 예비 광전 변환층을 120℃에서 5 기압으로 눌러 830㎛ 두께의 광전 변환층을 형성하였다.The mixture G was coated on the electron blocking layer with a doctor blade, heat-treated at 120 ° C for 1 hour, and further heat-treated in a vacuum oven at 90 ° C for 1 hour to form a preliminary photoelectric conversion layer. The preliminary photoelectric conversion layer was pressed at 120 占 폚 and 5 atmospheric pressure to form a photoelectric conversion layer having a thickness of 830 占 퐉.

상기 광전 변환층 상에 혼합물 C를 2000 rpm으로 30초 동안 스핀 코팅하였다. 이 때, 스핀 코팅한지 10초되는 시점부터 디에틸 에테르를 초당 2㎖의 속도로 20초간 적가하였다. 이를 100℃에서 10분간 열처리하여 1㎛ 두께의 정공 차단층을 형성하였다.The mixture C was spin-coated on the photoelectric conversion layer at 2000 rpm for 30 seconds. At this time, diethyl ether was added dropwise at a rate of 2 ml per second for 20 seconds from the point of 10 seconds after the spin coating. This was heat-treated at 100 DEG C for 10 minutes to form a hole blocking layer having a thickness of 1 mu m.

상기 정공 차단층 상에 비정질 ITO가 200㎚의 두께로 스퍼터링된 유리 기판을 결합하여 제2도전층을 형성함으로써, 광전 변환 소자를 제작하였다.A glass substrate sputtered with a thickness of 200 nm of amorphous ITO was coupled to the hole blocking layer to form a second conductive layer, thereby fabricating a photoelectric conversion element.

실시예 1에 따른 전자 차단층, 광전 변환층 및 정공 차단층의 표면 사진을 도 6a 내지 6c에 나타내었다.Figs. 6A to 6C show photographs of the surface of the electron blocking layer, the photoelectric conversion layer and the hole blocking layer according to Example 1. Fig.

또한, 실시예 1의 광전 변환 소자 중의 전자 차단층, 광전 변환층 및 정공 차단층의 SEM 이미지를 각각 도 11, 12 및 13에 도시하였다. SEM images of the electron blocking layer, the photoelectric conversion layer and the hole blocking layer in the photoelectric conversion element of Example 1 are shown in Figs. 11, 12 and 13, respectively.

실시예Example 2.  2. 광전Photoelectricity 변환 소자의 제작 Fabrication of conversion device

정공 차단층 형성시 혼합물 C 대신 혼합물 D를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 광전 변환 소자를 제작하였다.A photoelectric conversion element was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the mixture D was used instead of the mixture C in forming the hole blocking layer.

실시예 2의 광전 변환 소자 중의 정공 차단층의 SEM 이미지를 도 14에 도시하였다.An SEM image of the hole blocking layer in the photoelectric conversion element of Example 2 is shown in Fig.

도 14를 참조하면, 상기 정공 차단층의 표면에 사각별 형태의 패턴이 형성된 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 14, it can be seen that a square-shaped pattern is formed on the surface of the hole blocking layer.

실시예Example 3.  3. 광전Photoelectricity 변환 소자의 제작 Fabrication of conversion device

정공 차단층 형성시 혼합물 C 대신 혼합물 E를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 광전 변환 소자를 제작하였다.A photoelectric conversion device was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the mixture E was used instead of the mixture C in forming the hole blocking layer.

비교예Comparative Example 1.  One. 광전Photoelectricity 변환 소자의 제작 Fabrication of conversion device

정공 차단층 및 전자 차단층을 포함하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 광전 변환 소자를 제작하였다. A photoelectric conversion element was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the hole blocking layer and the electron blocking layer were not included.

비교예Comparative Example 2.  2. 광전Photoelectricity 변환 소자의 제작 Fabrication of conversion device

정공 차단층 형성시 혼합물 C 대신 TiO2를 사용하고, 전자 차단층 형성시 혼합물 B 대신 Spiro-OMeTAD(2,2',7,7'-테트라키스(N,N-디메톡시페닐-아민)9,9'-스피로-비플루오렌)을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 광전 변환 소자를 제작하였다.TiO 2 was used instead of the mixture C in the formation of the hole blocking layer and Spiro-OMeTAD (2,2 ', 7,7'-tetrakis (N, N-dimethoxyphenyl-amine) 9 , 9'-spiro-bifluorene) was used as a photoelectric conversion element.

비교예Comparative Example 3.  3. 광전Photoelectricity 변환 소자의 제작 Fabrication of conversion device

전자 차단층 형성시 혼합물 B 대신 혼합물 A를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 광전 변환 소자를 제작하였다.A photoelectric conversion element was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the mixture A was used instead of the mixture B in forming the electron blocking layer.

비교예Comparative Example 4.  4. 광전Photoelectricity 변환 소자의 제작 Fabrication of conversion device

전자 차단층 형성시 혼합물 B 대신 혼합물 A를 사용하고, 120℃ 대신 200℃에서 건조한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 광전 변환 소자를 제작하였다.A photoelectric conversion element was prepared in the same manner as in Example 1, except that the mixture A was used in place of the mixture B in forming the electron blocking layer and that the mixture A was dried at 200 ° C instead of 120 ° C.

비교예Comparative Example 5.  5. 광전Photoelectricity 변환 소자의 제작 Fabrication of conversion device

정공 차단층 및 전자 차단층을 포함하지 않고, 광전 변환층 형성시 혼합물 G를 닥터 블레이드(doctor blade) 코팅하는 대신 혼합물 F를 스핀 코팅하여 0.5㎛ 두께의 광전 변환층을 형성한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 광전 변환 소자를 제작하였다.Except that the hole blocking layer and the electron blocking layer were not included and the mixture F was spin-coated instead of the doctor blade coating in the formation of the photoelectric conversion layer to form a photoelectric conversion layer with a thickness of 0.5 mu m. A photoelectric conversion element was fabricated in the same manner as in Example 1.

평가예Evaluation example 1 One

실시예 1 내지 3과 비교예 1 및 2의 광전 변환 소자에 대해 다양한 전압을 인가하고, 이에 따른 전류 밀도를 측정하였다. 이 때, 나머지 조건은 동일하나 백색광이 있는 조건(Photo)과 백색광이 없는 조건(Dark)을 설정하여 실험을 반복하였다. 이의 실험 결과를 도 7에 나타내었다.Various voltages were applied to the photoelectric conversion elements of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2, and the current density was measured. At this time, the experiment was repeated by setting the condition (White) and the condition (White). The results of this experiment are shown in Fig.

도 7를 참조하면, 실시예 1 내지 3의 광전 변환 소자가 더 낮은 암전류를 갖는다는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 7, it can be seen that the photoelectric conversion elements of Examples 1 to 3 have a lower dark current.

평가예Evaluation example 2 2

비교예 3 및 4의 광전 변환 소자에 대해 다양한 전압을 인가하고, 이에 따른 전류 밀도를 측정하였다. 이 때, 나머지 조건은 동일하나 백색광이 있는 조건(Photo)과 백색광이 없는 조건(Dark)을 설정하여 실험을 반복하였다. 이의 실험 결과를 도 8에 나타내었다.Various voltages were applied to the photoelectric conversion elements of Comparative Examples 3 and 4, and the current density was measured accordingly. At this time, the experiment was repeated by setting the condition (White) and the condition (White). The results of this experiment are shown in Fig.

도 8를 참조하면, 비교예 3 및 4의 광전 변환 소자의 경우, 전자 차단층으로 폴리이미드만을 사용함에 따라 광전류 및 암전류 모두 크게 감소하였음을 확인할 수 있다. 특히, 비교예 4의 경우, 이미드화(imidization)의 진행에 따라 암전류는 물론 광전류도 크게 감소하였음을 확인할 수 있다. 이 결과는 전자 차단층 형성시 혼합물 B 대신 A를 사용할 경우, 생성된 폴리이미드가 광생성된 전하가 전극으로 이동하는 데 배리어(barrier)로서 작용하는 것으로 보인다. Referring to FIG. 8, in the case of the photoelectric conversion devices of Comparative Examples 3 and 4, it can be seen that both photocurrent and dark current were greatly reduced by using only polyimide as the electron blocking layer. Particularly, in the case of Comparative Example 4, it can be confirmed that the photocurrent as well as the dark current decreased with the progress of the imidization. This result shows that when A is used instead of the mixture B in the formation of the electron blocking layer, the generated polyimide acts as a barrier for the photogenerated charge to move to the electrode.

평가예Evaluation example 3 3

실시예 2의 광전 변환 소자에 대해 다양한 전압을 인가하고, 이에 따른 전류를 측정하였다. Various voltages were applied to the photoelectric conversion element of Example 2, and the currents corresponding thereto were measured.

이 때, 엑스선을 상기 광전 변환 소자에 조사하였는데, 상기 엑스선 공급원과 상기 광전 변환 소자 사이의 거리는 30cm이었고, 엑스선의 관전압은 100kvp이고, 엑스선의 관전류는 20 mA였으며, 엑스선의 조사 시간은 0.2초였다. The distance between the X-ray source and the photoelectric conversion element was 30 cm, the tube voltage of the X-ray was 100 kvp, the tube current of the X-ray was 20 mA, and the irradiation time of the X-ray was 0.2 seconds .

이의 실험 결과를 도 9에 나타내었다.The results of this experiment are shown in Fig.

도 9를 참조하면, 실시예 2의 광전 변환 소자가 엑스선에 대한 감도가 우수함을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 9, it is confirmed that the photoelectric conversion element of Example 2 has excellent sensitivity to X-rays.

평가예Evaluation example 4 4

비교예 1 및 비교예 5의 광전 변환 소자에 대해 광전 변환층의 (a) 광 흡수 스펙트럼 및 (b) 시간에 따른 광 발광 강도를 측정하였고, 이의 결과를 각각 도 10(a) 및 10(b)에 나타내었다. 이 때, 여기원으로 505 ㎚ 파장의 광원을 이용하였고, 시간 분해 광 발광(time-resolved photoluminescence)을 이용하여 캐리어 라이프타임(lifetime) τ을 측정하였다.(A) and (b) photoluminescence intensity of the photoelectric conversion layer of Comparative Example 1 and Comparative Example 5 were measured, and the results are shown in Figs. 10 (a) and 10 ). At this time, a light source of 505 nm wavelength was used as an excitation source, and a carrier lifetime τ was measured using time-resolved photoluminescence.

도 10(a)를 참조하면, 비교예 5의 광전 변환층은 약 760 ㎚ 부근에서 흡수단(absorption edge)를 나타낸 반면에, 비교예 1의 광전 변환층은 약 840 ㎚ 부근에서 확장된 흡수대(absorption band)를 나타내었다. 또한, 비교예 1은 비교예 5에 비해 약 100 배 정도 더 강한 광 발광을 나타내었다. 10 (a), the photoelectric conversion layer of Comparative Example 5 showed an absorption edge at about 760 nm, while the photoelectric conversion layer of Comparative Example 1 showed an absorption band extending around 840 nm absorption band. In addition, Comparative Example 1 exhibited about 100 times stronger photoluminescence than Comparative Example 5.

또한, 도 10(b)를 참조하면, 비교예 5의 광전 변환층은 약 128 ns의 캐리어 라이프타임(τ) 값을 나타낸 반면에, 비교예 1의 광전 변환층은 약 1,052 ns의 캐리어 라이프타임(τ) 값을 나타내었다.10 (b), the photoelectric conversion layer of Comparative Example 5 showed a carrier lifetime (tau) value of about 128 ns, while the photoelectric conversion layer of Comparative Example 1 had a carrier lifetime of about 1,052 ns (tau) values.

이 결과로부터 광전 변환층 형성시 혼합물 F를 스핀 코팅하여 수 ㎛ 두께의 광전 변환층을 형성하는 것 보다 혼합물 G를 닥터 블레이드(doctor blade) 코팅하여 수 백 ㎛ 이상 두께의 광전 변환층을 형성하는 경우, 더욱 우수한 광전 변환 효율을 나타낼 수 있음을 알 수 있다.From this result, it can be seen that when the mixture G is doctor blade coated to form a photoelectric conversion layer having a thickness of several hundreds of micrometers or more, rather than forming a photoelectric conversion layer having a thickness of several micrometers by spin coating the mixture F upon formation of the photoelectric conversion layer , It can be seen that the photoelectric conversion efficiency can be further improved.

100: 광전 변환 소자
110, 411, 412, 413, 510: 제1도전층
120, 420, 520: 전자 차단층
130, 430, 530: 광전 변환층
140, 440, 540: 정공 차단층
150, 450, 550: 제2도전층
461, 462, 463: 검출부
461b, 462b, 463b: 독출회로
461a, 462a, 463a: 저장 커패시터
470: 전원
480: 광
490: 전하
100: Photoelectric conversion element
110, 411, 412, 413, 510: a first conductive layer
120, 420, 520: electron blocking layer
130, 430, 530: photoelectric conversion layer
140, 440, 540: hole blocking layer
150, 450, 550: second conductive layer
461, 462, 463:
461b, 462b, 463b:
461a, 462a, 463a: storage capacitor
470: Power supply
480: Light
490: charge

Claims (25)

제1도전층; 제2도전층; 상기 제1도전층 및 상기 제2도전층 사이에 개재된 광전 변환층; 상기 광전 변환층 및 상기 제1도전층 사이에 개재된 전자 차단층; 및 상기 광전 변환층 및 상기 제2도전층 사이에 개재된 정공 차단층을 포함하고,
상기 전자 차단층은 하기 화학식 1로 표시되는 제1페로브스카이트 화합물을 포함하고,
상기 정공 차단층은 하기 화학식 2로 표시되는 제2페로브스카이트 화합물을 포함하는, 광전 변환 소자:
<화학식 1>
[A1][B1][X1 (3-n)Y1 n]
상기 화학식 1 중,
A1는 적어도 1종의 1가 유기-양이온(at least one monovalent organic-cation), 1가 무기-양이온 또는 이의 임의의 조합(any combination thereof)이고,
B1는 적어도 1종의 2가 무기-양이온이고,
X1 및 Y1은 서로 독립적으로, 적어도 1종의 1가 음이온이고,
n은 0 ≤ n ≤ 3을 만족하는 실수이고,
<화학식 2>
[A2][B2][X2 (3-m)Y2 m]
상기 화학식 2 중,
A2는 적어도 1종의 1가 유기-양이온(at least one monovalent organic-cation), 1가 무기-양이온 또는 이의 임의의 조합(any combination thereof)이고,
B2는 적어도 1종의 2가 무기-양이온이고,
X2 및 Y2은 서로 독립적으로, 적어도 1종의 1가 음이온이고,
m은 0 ≤ m ≤ 3을 만족하는 실수이다.
A first conductive layer; A second conductive layer; A photoelectric conversion layer interposed between the first conductive layer and the second conductive layer; An electron blocking layer interposed between the photoelectric conversion layer and the first conductive layer; And a hole blocking layer interposed between the photoelectric conversion layer and the second conductive layer,
Wherein the electron blocking layer comprises a first perovskite compound represented by the following formula (1)
Wherein the hole blocking layer comprises a second perovskite compound represented by Formula 2:
&Lt; Formula 1 >
[A 1 ] [B 1 ] [X 1 (3-n) Y 1 n ]
In Formula 1,
A 1 is at least one monovalent organic-cation, monovalent inorganic-cation or any combination thereof,
B 1 is at least one divalent inorganic-cation,
X 1 and Y 1 are, independently of each other, at least one monovalent anion,
n is a real number satisfying 0? n? 3,
(2)
[A 2 ] [B 2 ] [X 2 (3-m) Y 2 m ]
In Formula 2,
A 2 is at least one monovalent organic-cation, a monovalent inorganic-cation or any combination thereof,
B 2 is at least one divalent inorganic-cation,
X 2 and Y 2 are, independently of each other, at least one monovalent anion,
m is a real number satisfying 0? m? 3.
제1항에 있어서,
1가 유기-양이온은 (R1R2R3R4N)+, (R1R2R3R4P)+, (R1R2R3R4As)+, (R1R2R3R4Sb)+, (R1R2N=C(R3)-NR4R5)+, 치환 또는 비치환된 시클로헵타트리에늄, Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+, Fr+ 또는 이의 임의의 조합 중에서 선택되고;
상기 R1 내지 R5 및 상기 치환된 시클로헵타트리에늄의 치환기 중 적어도 하나는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, C1-C20알킬기, C2-C10알케닐기, C2-C10알키닐기, C1-C20알콕시기 및 -N(Q1)(Q2) 중에서 선택되고,
상기 Q1 및 Q2는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, C1-C20알킬기, C2-C10알케닐기, C2-C10알키닐기 및 C1-C20알콕시기 중에서 선택되는, 광전 변환 소자.
The method according to claim 1,
(R 1 R 2 R 3 R 4 N) + , (R 1 R 2 R 3 R 4 P) + , (R 1 R 2 R 3 R 4 As) + , (R 1 R 2 R 3 R 4 Sb) +, (R 1 R 2 N = C (R 3) -NR 4 R 5) +, substituted or unsubstituted cycloheptyl tart Rie iodonium, Li +, Na +, K +, Rb + , Cs + , Fr +, or any combination thereof;
Wherein R 1 to R 5 and the substituted cycloheptyl at least one of the substituents of the tart Rie titanium represent, independently of each other, hydrogen, heavy hydrogen, -F, -Cl, -Br, -I, hydroxyl group, C 1 -C 20 An alkyl group, a C 2 -C 10 alkenyl group, a C 2 -C 10 alkynyl group, a C 1 -C 20 alkoxy group and -N (Q 1 ) (Q 2 )
Wherein Q 1 and Q 2 are each independently selected from the group consisting of hydrogen, deuterium, C 1 -C 20 alkyl groups, C 2 -C 10 alkenyl groups, C 2 -C 10 alkynyl groups and C 1 -C 20 alkoxy groups, Conversion element.
제1항에 있어서,
A1 및 A2는 서로 독립적으로 (CH3NH3)+, ((CH3CH2CH2CH2)NH3)+, (NH2CHNH2)+, K+, Rb+, Cs+ 및 이의 임의의 조합 중에서 선택되는, 광전 변환 소자.
The method according to claim 1,
A 1 and A 2 are each independently (CH 3 NH 3) +, ((CH 3 CH 2 CH 2 CH 2) NH 3) +, (NH 2 CHNH 2) +, K +, Rb +, Cs + and Wherein the photoelectric conversion element is selected from any combination thereof.
제1항에 있어서,
B1 및 B2는 서로 독립적으로 La2 +, Ce2 +, Pr2 +, Nd2 +, Pm2 +, Sm2 +, Eu2 +, Gd2 +, Tb2+, Dy2 +, Ho2 +, Er2 +, Tm2 +, Yb2 +, Lu2 +, Be2 +, Mg2 +, Ca2 +, Sr2 +, Ba2 +, Ra2 +, Pb2 +, Sn2 + 또는 이의 임의의 조합중에서 선택되는, 광전 변환 소자.
The method according to claim 1,
B 1 and B 2 are independently each other, La 2 +, Ce + 2, Pr + 2, Nd + 2, Pm + 2, Sm + 2, Eu + 2, Gd + 2, Tb 2+, Dy + 2, Ho 2 +, Er 2 +, Tm 2 +, Yb 2 +, Lu 2 +, Be 2 +, Mg 2 +, Ca 2 +, Sr 2 +, Ba 2 +, Ra 2 +, Pb 2 +, Sn 2 + Or any combination thereof.
제1항에 있어서,
B1 및 B2는 서로 독립적으로 Pb2 +인, 광전 변환 소자.
The method according to claim 1,
B 1 and B 2 are independently of each other, Pb 2 +, the photoelectric conversion element.
제1항에 있어서,
X1, Y1, X2 및 Y2는 서로 독립적으로 Cl-, Br- 및 I- 중에서 선택되는, 광전 변환 소자.
The method according to claim 1,
X 1 , Y 1 , X 2 and Y 2 are independently selected from Cl - , Br - and I - .
제1항에 있어서,
상기 화학식 1로 표시되는 제1페로브스카이트 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 제2페로브스카이트 화합물은 서로 독립적으로 CH3NH3PbI3, CH3NH3PbBr3, CH3NH3PbCl3, CH3NH3PbBr(3-o)Io, CH3NH3PbCl(3-o)Bro, CH3NH3PbCl(3-o)Io, CsPbI3, CsPbBr3, CH3CH2CH2CH2NH3PbBr3, NH2CHNH2PbBr3, NH2CHNH2PbBr(3-o)Io, [CH3NH3](1-x)[NH2CHNH2]xPbBr3 및 [CH3NH3](1-x)[NH2CHNH2]xPbBr(3-o)Io 중에서 선택되고, 여기서, o는 0 보다 크고 3보다 작은 실수, x는 0보다 크고 1보다 작은 실수인, 광전 변환 소자.
The method according to claim 1,
The first perovskite compound represented by Formula 1 and the second perovskite compound represented by Formula 2 are independently selected from the group consisting of CH 3 NH 3 PbI 3 , CH 3 NH 3 PbBr 3 , CH 3 NH 3 PbCl 3, CH 3 NH 3 PbBr ( 3-o) I o, CH 3 NH 3 PbCl (3-o) Br o, CH 3 NH 3 PbCl (3-o) I o, CsPbI 3, CsPbBr 3, CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 NH 3 PbBr 3, NH 2 CHNH 2 PbBr 3, NH 2 CHNH 2 PbBr (3-o) I o, [CH 3 NH 3] (1-x) [NH 2 CHNH 2] x PbBr 3 And [CH 3 NH 3 ] (1-x) [NH 2 CHNH 2 ] x PbBr (3-o) I o , Where o is a real number greater than 0 and less than 3, and x is a real number greater than 0 and less than 1.
제1항에 있어서,
상기 전자 차단층 및 상기 정공 차단층은 서로 독립적으로 극성 고분자를 더 포함하는, 광전 변환 소자.
The method according to claim 1,
Wherein the electron blocking layer and the hole blocking layer further include a polar polymer independently from each other.
제8항에 있어서
상기 전자 차단층에서 극성 고분자의 함량은 화학식 1로 표시되는 제1페로브스카이트 화합물 100 중량부를 기준으로 하여 5 내지 60 중량부이고,
상기 정공 차단층에서 극성 고분자의 함량은 화학식 2로 표시되는 제2페로브스카이트 화합물 100 중량부를 기준으로 하여 5 내지 60 중량부인, 광전 변환 소자.
The method of claim 8, wherein
The content of the polar polymer in the electron blocking layer is 5 to 60 parts by weight based on 100 parts by weight of the first perovskite compound represented by the general formula (1)
Wherein the content of the polar polymer in the hole blocking layer is 5 to 60 parts by weight based on 100 parts by weight of the second perovskite compound represented by the general formula (2).
제8항에 있어서,
상기 극성 고분자는 폴리아믹산, 폴리이미드, 폴리비닐알코올(PVA), 폴리아크릴산, 폴리히드록시에틸메타크릴레이트(PHEMA), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리아크릴레이트, 폴리아크릴로니트릴(PAN) 및 이의 임의의 조합 중에서 선택되는, 광전 변환 소자.
9. The method of claim 8,
The polar polymer may be selected from the group consisting of polyamic acid, polyimide, polyvinyl alcohol (PVA), polyacrylic acid, polyhydroxyethyl methacrylate (PHEMA), polymethyl methacrylate (PMMA), polyacrylate, polyacrylonitrile ), And any combination thereof.
제1항에 있어서,
상기 전자 차단층은 CH3NH3PbI3와 폴리이미드를 포함하고,
상기 정공 차단층은 CH3NH3PbBr3와 폴리이미드를 포함하는, 광전 변환 소자.
The method according to claim 1,
The electron blocking layer comprises a CH 3 NH 3 PbI 3 as polyimide,
Wherein the hole blocking layer comprises CH 3 NH 3 PbBr 3 and a polyimide.
제11항에 있어서
상기 정공 차단층의 표면에 사각별 형태, 나비 형태, 불가사리 형태, 톱니 형태 또는 클로버 형태의 패턴이 형성된, 광전 변환 소자.
The method of claim 11, wherein
Wherein the hole blocking layer has a rectangular shape, a butterfly shape, a starfish shape, a sawtooth shape, or a clover shape on the surface of the hole blocking layer.
제1항에 있어서,
상기 광전 변환층은 광활성 물질을 포함하고;
상기 광활성 물질의 최저 비점유 분자 궤도(LUMO) 준위는 상기 제1페로브스카이트 화합물의 LUMO 준위 이하이고,
상기 광활성 물질의 최고 점유 분자 궤도(HOMO) 준위는 상기 제2페로브스카이트 화합물의 HOMO 준위 이상인, 광전 변환 소자.
The method according to claim 1,
Wherein the photoelectric conversion layer comprises a photoactive material;
The lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) level of the photoactive substance is lower than the LUMO level of the first perovskite compound,
Wherein the highest occupied molecular orbital (HOMO) level of the photoactive material is not less than the HOMO level of the second perovskite compound.
제1항에 있어서,
상기 광전 변환층은 하기 화학식 3으로 표시되는 제3페로브스카이트 화합물을 포함하고,
상기 제3페로브스카이트 화합물은 다결정인, 광전 변환 소자:
<화학식 3>
[A3][B3][X3 (3-k)Y3 k]
상기 화학식 3 중,
A3는 적어도 1종의 1가 유기-양이온(at least one monovalent organic-cation), 1가 무기-양이온 또는 이의 임의의 조합(any combination thereof)이고,
B3는 적어도 1종의 2가 무기-양이온이고,
X3 및 Y3은 서로 독립적으로, 적어도 1종의 1가 음이온이고,
k은 0 ≤ k ≤ 3을 만족하는 실수이다.
The method according to claim 1,
Wherein the photoelectric conversion layer comprises a third perovskite compound represented by Formula 3,
Wherein the third perovskite compound is a polycrystalline photoelectric conversion element:
(3)
[A 3 ] [B 3 ] [X 3 (3-k) Y 3 k ]
In Formula 3,
A 3 is at least one monovalent organic-cation, a monovalent inorganic-cation or any combination thereof,
B 3 is at least one divalent inorganic-cation,
X 3 and Y 3 are, independently of each other, at least one monovalent anion,
k is a real number satisfying 0? k? 3.
제14항에 있어서,
상기 화학식 3으로 표시되는 제3페로브스카이트 화합물은 결정들이 서로 접합된 형태인, 광전 변환 소자.
15. The method of claim 14,
Wherein the third perovskite compound represented by Formula 3 is a form in which crystals are bonded to each other.
제14항에 있어서,
상기 화학식 3으로 표시되는 제3페로브스카이트 화합물의 최장축의 길이는 1 ㎛ 내지 300 ㎛ 인, 광전 변환 소자.
15. The method of claim 14,
And the length of the longest axis of the third perovskite compound represented by Formula 3 is 1 to 300 m.
제14항에 있어서,
상기 화학식 3으로 표시되는 제3페로브스카이트 화합물은 CH3NH3PbI3인, 광전 변환 소자.
15. The method of claim 14,
Wherein the third perovskite compound represented by Formula 3 is CH 3 NH 3 PbI 3 .
제1항에 있어서,
상기 광전 변환층은 적외선, 가시광선 또는 엑스선을 흡수하는, 광전 변환 소자.
The method according to claim 1,
Wherein the photoelectric conversion layer absorbs infrared rays, visible rays, or x-rays.
제1항에 있어서,
상기 광전 변환층은 0.1 내지 1500 ㎛의 두께를 갖는, 광전 변환 소자.
The method according to claim 1,
Wherein the photoelectric conversion layer has a thickness of 0.1 to 1500 mu m.
제1항에 있어서,
상기 제2도전층은 반사형, 투과형 또는 반투과형인, 광전 변환 소자.
The method according to claim 1,
Wherein the second conductive layer is a reflective, transmissive or semi-transmissive type photoelectric conversion element.
제1도전층 상에 하기 화학식 1로 표시되는 제1페로브스카이트 화합물을 포함하는 전자 차단층을 형성하는 단계;
상기 전자 차단층 상에 광전 변환층을 형성하는 단계;
상기 광전 변환층 상에 하기 화학식 2로 표시되는 제2페로브스카이트 화합물을 포함하는 정공 차단층을 형성하는 단계; 및
상기 정공 차단층 상에 제2도전층을 형성하는 단계를 포함하는, 광전 변환 소자의 제조방법:
<화학식 1>
[A1][B1][X1 (3-n)Y1 n]
상기 화학식 1 중,
A1는 적어도 1종의 1가 유기-양이온(at least one monovalent organic-cation), 1가 무기-양이온 또는 이의 임의의 조합(any combination thereof)이고,
B1는 적어도 1종의 2가 무기-양이온이고,
X1 및 Y1은 서로 독립적으로, 적어도 1종의 1가 음이온이고,
n은 0 ≤ n ≤ 3을 만족하는 실수이고,
<화학식 2>
[A2][B2][X2 (3-m)Y2 m]
상기 화학식 2 중,
A2는 적어도 1종의 1가 유기-양이온(at least one monovalent organic-cation), 1가 무기-양이온 또는 이의 임의의 조합(any combination thereof)이고,
B2는 적어도 1종의 2가 무기-양이온이고,
X2 및 Y2은 서로 독립적으로, 적어도 1종의 1가 음이온이고,
m은 0 ≤ m ≤ 3을 만족하는 실수이다.
Forming an electron blocking layer comprising a first perovskite compound represented by the following Formula 1 on the first conductive layer;
Forming a photoelectric conversion layer on the electron blocking layer;
Forming a hole blocking layer including a second perovskite compound represented by Formula 2 on the photoelectric conversion layer; And
And forming a second conductive layer on the hole blocking layer. A method for manufacturing a photoelectric conversion element,
&Lt; Formula 1 >
[A 1 ] [B 1 ] [X 1 (3-n) Y 1 n ]
In Formula 1,
A 1 is at least one monovalent organic-cation, monovalent inorganic-cation or any combination thereof,
B 1 is at least one divalent inorganic-cation,
X 1 and Y 1 are, independently of each other, at least one monovalent anion,
n is a real number satisfying 0? n? 3,
(2)
[A 2 ] [B 2 ] [X 2 (3-m) Y 2 m ]
In Formula 2,
A 2 is at least one monovalent organic-cation, a monovalent inorganic-cation or any combination thereof,
B 2 is at least one divalent inorganic-cation,
X 2 and Y 2 are, independently of each other, at least one monovalent anion,
m is a real number satisfying 0? m? 3.
제21항에 있어서,
상기 전자 차단층 및 상기 정공 차단층은 서로 독립적으로 극성 고분자를 더 포함하는, 광전 변화 소자의 제조 방법.
22. The method of claim 21,
Wherein the electron blocking layer and the hole blocking layer further include a polar polymer independently of each other.
제21항에 있어서,
상기 전자 차단층을 형성하는 단계는 상기 제1도전층 상에 상기 화학식 1로 표시되는 제1페로브스카이트 화합물, 및 극성고분자 또는 이의 전구체의 혼합물을 스핀 코팅한 후, 100 내지 300℃로 열처리하여 수행되는, 광전 변화 소자의 제조 방법.
22. The method of claim 21,
The forming of the electron blocking layer may include spin coating a first perovskite compound represented by Formula 1 and a polar polymer or a precursor thereof on the first conductive layer by spin coating, Gt; to &lt; / RTI &gt;
제21항에 있어서,
상기 광전 변환층을을 형성하는 단계는
(a) A3-함유 전구체, B3-함유 전구체 및 용매를 포함하는 혼합물에 비용매를 첨가한 후, 70℃ 내지 120℃의 온도에서 교반하여 하기 화학식 3으로 표시되는 제3페로브스카이트 화합물 용액을 제조하는 단계; 및
(b) 상기 제3페로브스카이트 화합물 용액을 상기 전자 차단층 상에 닥터 블레이드(doctor blade) 또는 바(bar) 코팅하는 단계를 포함하는, 광전 변화 소자의 제조 방법:
<화학식 3>
[A3][B3][X3 (3-k)Y3 k]
여기서,
A3는 적어도 1종의 1가 유기-양이온(at least one monovalent organic-cation), 1가 무기-양이온 또는 이의 임의의 조합(any combination thereof)이고,
B3는 적어도 1종의 2가 무기-양이온이고,
X3 및 Y3은 서로 독립적으로, 적어도 1종의 1가 음이온이고,
k은 0 ≤ k ≤ 3을 만족하는 실수이고,
상기 용매는 디메틸 포름아미드, 디메틸 술폭사이드, γ-부티로락톤, 또는 이들의 조합이고,
상기 비용매는 α-터핀올(α-terpineol), 헥실 카비톨(hexyl carbitol), 부틸 카비톨 아세테이트(butyl carbitol acetate), 헥실 셀로솔브(hexyl cellosolve), 부틸 셀로솔브 아세테이트(butyl cellosolve acetate), 또는 이들의 조합이다.
22. The method of claim 21,
The step of forming the photoelectric conversion layer
(a) adding a non-solvent to a mixture comprising an A 3 -containing precursor, a B 3 -containing precursor and a solvent, followed by stirring at a temperature of from 70 ° C to 120 ° C to obtain a third perovskite Preparing a compound solution; And
(b) coating the third perovskite compound solution on the electron blocking layer with a doctor blade or a bar.
(3)
[A 3 ] [B 3 ] [X 3 (3-k) Y 3 k ]
here,
A 3 is at least one monovalent organic-cation, a monovalent inorganic-cation or any combination thereof,
B 3 is at least one divalent inorganic-cation,
X 3 and Y 3 are, independently of each other, at least one monovalent anion,
k is a real number satisfying 0? k? 3,
The solvent is selected from the group consisting of dimethylformamide, dimethylsulfoxide, gamma -butyrolactone,
The non-solvent may be selected from the group consisting of alpha-terpineol, hexyl carbitol, butyl carbitol acetate, hexyl cellosolve, butyl cellosolve acetate, It is a combination of these.
광 조사부; 광 검출기; 및 제어부;를 포함하고,
상기 광 검출기가 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항의 광전 변환 소자를 포함하는, 촬상 장치.
A light irradiation unit; A photodetector; And a control unit,
Wherein the photodetector comprises the photoelectric conversion element according to any one of claims 1 to 20.
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