TWI806096B

TWI806096B - 光電轉換元件及其製造方法、圖像感測器、生物體認證裝置、組成物及油墨

Info

Publication number: TWI806096B
Application number: TW110125656A
Authority: TW
Inventors: 寺内万由子; 岸田明子; 有村孝; 西美樹
Original assignee: 日商住友化學股份有限公司
Priority date: 2020-07-17
Filing date: 2021-07-13
Publication date: 2023-06-21
Also published as: JP7284128B2; JP2022019425A; WO2022014482A1; TW202211492A; US20230292534A1; KR20230038534A; CN115804259A

Abstract

本發明的課題在於提高耐熱性。一種光電轉換元件，為包括陽極12、陰極16及設置於陽極與陰極之間的活性層14的光電轉換元件10，其中活性層包含至少一種的p型半導體材料及至少兩種的n型半導體材料，至少一種的p型半導體材料的分散能量漢森溶解度參數(δD(P))以及至少兩種的n型半導體材料的第一分散能量漢森溶解度參數δD(Ni)及第二分散能量漢森溶解度參數δD(Nii)滿足下述必要條件(i)及必要條件(ii)。

必要條件(i)：2.1MPa^0.5<|δD(P)-δD(Ni)|+|δD(Ni)-δD(Nii)|<4.0MPa^0.5

必要條件(ii)：0.8MPa^0.5<|δD(P)-δD(Ni)|且0.2MPa^0.5<|δD(Ni)-δD(Nii)|

Description

光電轉換元件及其製造方法、圖像感測器、生物體認證裝置、組成物及油墨

本發明是有關於一種光電轉換元件及其製造方法。

就例如節能、減少二氧化碳的排出量的觀點而言，光電轉換元件是極其有用的器件，而備受關注。

光電轉換元件是至少包括包含陽極及陰極的一對電極、以及設置於該一對電極間的活性層的元件。於光電轉換元件中，使所述一對電極中的至少一個電極由透明或半透明的材料構成，使光自成為透明或半透明的電極側入射至活性層。藉由入射至活性層的光的能量(hν)，於活性層中生成電荷(電洞及電子)，所生成的電洞朝向陽極移動，電子朝向陰極移動。然後，到達陽極及陰極的電荷被取出至元件的外部。

藉由混合n型半導體材料(受電子性化合物)與p型半導體材料(供電子性化合物)，而具有由包含n型半導體材料的相與包含p型半導體材料的相構成的相分離結構的活性層亦稱為本體異質接面(bulk heterojunction)型活性層。

已知如下態樣，即於包括此種本體異質接面型活性層的光電轉換元件中，特別是以進一步提高光電轉換效率為目的，作為p型半導體材料而使用例如P3HT，作為n型半導體材料而使用作為富勒烯衍生物的C70PCBM([6,6]-苯基-C71丁酸甲酯)(參照專利文獻1以及非專利文獻1及非專利文獻2)。

[現有技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]中國專利申請公開第109980090號說明書

[非專利文獻]

[非專利文獻1]奈米研究快報(Nanoscale Research Letters) ,2019,14,201.

[非專利文獻2]材料化學前沿(Materials Chemistry Frontiers) ,2019,3,1085.

然而，於所述現有技術文獻的光電轉換元件中，若鑒於光電轉換元件的製造步驟、組裝至器件中的步驟等中的加熱溫度，則例如由於光電轉換元件的製造步驟、或組裝至應用光電轉換元件的器件中的步驟中實施的回流步驟等加熱處理，有光電轉換元件的外部量子效率(external quantum efficiency，EQE)等特性降低之虞。

因此，要求抑制相對於製造步驟中的加熱處理、組裝至器件中時的加熱處理的外部量子效率的降低，提高耐熱性。

本發明者為解決所述課題進行了努力研究，結果發現藉由使作為本體異質接面型活性層的材料而使用的半導體材料的漢森溶解度參數所涉及的條件適合於規定的條件，可有效地抑制光電轉換元件的外部量子效率的降低，提高耐熱性，從而完成了本發明。因此，本發明提供下述[1]~[25]。

[1]一種光電轉換元件，包括陽極、陰極、以及設置於該陽極與該陰極之間的活性層，其中所述活性層包含至少一種的p型半導體材料及至少兩種的n型半導體材料，所述至少一種的p型半導體材料的分散能量漢森溶解度參數δD(P)以及所述至少兩種的n型半導體材料的第一分散能量漢森溶解度參數δD(Ni)及第二分散能量漢森溶解度參數δD(Nii)滿足下述必要條件(i)及必要條件(ii)，必要條件(i)：2.1MPa^0.5<|δD(P)-δD(Ni)|+|δD(Ni)-δD(Nii)|<4.0MPa^0.5

必要條件(ii)：0.8MPa^0.5<|δD(P)-δD(Ni)|且0.2MPa^0.5<|δD(Ni)-δD(Nii)|

[所述必要條件(i)及必要條件(ii)中，δD(P)為由下述式(1)算出的值，[數式1]

(式(1)中，a為1以上的整數，且表示所述活性層中所含的p型半導體材料的種類數，b為1以上的整數，且表示所述活性層中所含的p型半導體材料的重量的值以從大到小的順序排列時的位次，W_b表示位次為b位的p型半導體材料(P_b)的活性層中所含的重量，δD(P_b)表示p型半導體材料(P_b)的分散能量漢森溶解度參數。)

δD(Ni)及δD(Nii)基於由下述式(2)及式(3)算出的δD(N')及δD(N")決定，當將|δD(P)-δD(N')|的值與|δD(P)-δD(N")|的值加以比較時，成為更小值的分散能量漢森溶解度參數為δD(Ni)，成為更大值的分散能量漢森溶解度參數為δD(Nii)。其中，於重量的值以從大到小的順序排列時的位次為最大的材料存在兩種以上的情況下，所述兩種以上的材料中，將分散能量漢森溶解度參數(δD)的值最大的材料的值設為δD(N')。

[數式2] δD(N')=δD(N₁) (2)

(式(2)中，δD(N₁)表示兩種以上的n型半導體材料中於所述活性層中所含的重量的值最大的n型半導體材料的分散能量漢森溶解度參數。)

(式(3)中，c為2以上的整數，且表示所述活性層中所含的n型半導體材料的種類數，d為1以上的整數，且表示所述活性層中所含的n型半導體材料的重量的值以從大到小的順序排列時的位次，W_d表示位次為d位的n型半導體材料(N_d)的活性層中所含的重量，δD(N_d)表示n型半導體材料(N_d)的分散能量漢森溶解度參數。)]

[2]如[1]所述的光電轉換元件，所述p型半導體材料為具有下述式(I)所表示的構成單元的高分子化合物。

[化1]

(式(I)中，Ar¹及Ar²表示可具有取代基的三價芳香族雜環基，Z表示下述式(Z-1)~式(Z-7)所表示的基。)

(式(Z-1)~式(Z-7)中，R表示：氫原子、鹵素原子、可具有取代基的烷基、可具有取代基的芳基、可具有取代基的環烷基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的環烷氧基、可具有取代基的芳氧基、可具有取代基的烷硫基、可具有取代基的環烷硫基、可具有取代基的芳硫基、可具有取代基的一價雜環基、可具有取代基的取代胺基、可具有取代基的醯基、可具有取代基的亞胺殘基、可具有取代基的醯胺基、可具有取代基的醯亞胺基、可具有取代基的取代氧基羰基、可具有取代基的烯基、可具有取代基的環烯基、可具有取代基的炔基、可具有取代基的環炔基、氰基、硝基、-C(=O)-R^a所表示的基、或-SO₂-R^b所表示的基，R^a及R^b分別獨立地表示：氫原子、可具有取代基的烷基、可具有取代基的芳基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的芳氧基、或可具有取代基的一價雜環基。

式(Z-1)~式(Z-7)中，存在兩個R時，存在兩個的R可相同亦可不同。)

[3]如[1]或[2]所述的光電轉換元件，其中所述至少兩種的n型半導體材料中的至少一種為非富勒烯化合物。

[4]如[3]所述的光電轉換元件，其中所述至少兩種的n型半導體材料中的至少一種為非富勒烯化合物，且剩餘的n型半導體材料為富勒烯衍生物。

[5]如[3]所述的光電轉換元件，其中所述至少兩種的n型半導體材料均為非富勒烯化合物。

[6]如[3]至[5]中任一項所述的光電轉換元件，其中所述非富勒烯化合物為下述式(VIII)所表示的化合物。

[化3]

(式(VIII)中，R₁表示氫原子、鹵素原子、可具有取代基的烷基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的一價芳香族烴基或可具有取代基的一價芳香族雜環基。存在多個的R₁可相同亦可不同。

R₂表示氫原子、鹵素原子、可具有取代基的烷基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的一價芳香族烴基或可具有取代基的一價芳香族雜環基。存在多個的R₂可相同亦可不同。)

[7]如[3]至[5]中任一項所述的光電轉換元件，其中所述非富勒烯化合物為下述式(IX)所表示的化合物。

A¹-B¹⁰-A² (IX)

(式(IX)中，A¹及A²分別獨立地表示拉電子性基，B¹⁰表示包含π共軛系的基。)

[8]如[7]所述的光電轉換元件，其中所述非富勒烯化合物為下述式(X)所表示的化合物。

A¹-(S¹)_n1-B¹¹-(S²)_n2-A² (X)

(式(X)中，A¹及A²分別獨立地表示拉電子性基，S¹及S²分別獨立地表示：可具有取代基的二價碳環基、可具有取代基的二價雜環基、-C(R^s1)=C(R^s2)-所表示的基、或-C≡C-所表示的基，R^s1及R^s2分別獨立地表示氫原子或取代基，B¹¹表示包含選自由碳環及雜環所組成的群組中的兩個以上的環結構縮合而成的縮合環、並且不含鄰-迫位縮合結構且可具有取代基的二價基，n1及n2分別獨立地表示0以上的整數。)

[9]如[8]所述的光電轉換元件，其中B¹¹為包含選自由下述式(Cy1)~式(Cy9)所表示的結構所組成的群組中的兩個以上的環結構縮合而成的縮合環、並且可具有取代基的二價基。

[化4]

(式中，R如所述定義般。)

[10]如[8]或[9]所述的光電轉換元件，其中S¹及S²分別獨立地為下述式(s-1)所表示的基或式(s-2)所表示的基。

(式(s-1)及式(s-2)中，X³表示氧原子或硫原子。

R^a10分別獨立地表示氫原子、鹵素原子或烷基。)

[11]如[7]至[10]中任一項所述的光電轉換元件，其中A¹及A²分別獨立地為-CH=C(-CN)₂所表示的基、及選自由下述式(a-1)~式(a-7)所組成的群組中的基。

(式(a-1)~式(a-7)中，T表示：可具有取代基的碳環、或可具有取代基的雜環，X⁴、X⁵及X⁶分別獨立地表示氧原子、硫原子、亞烷基或=C(-CN)₂所表示的基，X⁷表示氫原子、鹵素原子、氰基、可具有取代基的烷基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的芳基、或可具有取代基的一價雜環基， R^a1、R^a2、R^a3、R^a4及R^a5分別獨立地表示氫原子、可具有取代基的烷基、鹵素原子、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的芳基或一價雜環基。)

[12]如[1]至[11]中任一項所述的光電轉換元件，其中所述活性層藉由包括於200℃以上的加熱溫度下進行加熱的處理的步驟形成。

[13]如[1]至[12]中任一項所述的光電轉換元件，其為光檢測元件。

[14]一種圖像感測器，包括如[13]所述的光電轉換元件，且藉由包括含有於200℃以上的加熱溫度下加熱所述光電轉換元件的處理的步驟的製造方法來製造。

[15]一種生物體認證裝置，包括如[13]所述的光電轉換元件，且藉由包括含有於200℃以上的加熱溫度下加熱所述光電轉換元件的處理的步驟的製造方法來製造。

[16]一種光電轉換元件的製造方法，其為如[1]至[11]中任一項所述的光電轉換元件的製造方法，其中，形成所述活性層的步驟包括將包括所述至少一種的p型半導體材料以及所述至少兩種的n型半導體材料的油墨塗佈於塗佈對象上以獲得塗膜的步驟(i)、以及自所獲得的塗膜中除去溶劑的步驟(ii)。

[17]如[16]所述的光電轉換元件的製造方法，更包括於200 ℃以上的加熱溫度下進行加熱的步驟。

[18]如[17]所述的光電轉換元件的製造方法，其中於200℃以上的加熱溫度下進行加熱的步驟於所述步驟(ii)之後實施。

[19]一種組成物，包含至少一種的p型半導體材料以及至少兩種的n型半導體材料，所述至少一種的p型半導體材料的分散能量漢森溶解度參數δD(P)以及所述至少兩種的n型半導體材料的第一分散能量漢森溶解度參數δD(Ni)及第二分散能量漢森溶解度參數δD(Nii)滿足下述必要條件(i)及必要條件(ii)。

必要條件(i)：2.1MPa^0.5<|δD(P)-δD(Ni)|+|δD(Ni)-δD(Nii)|<4.0MPa^0.5

必要條件(ii)：0.8MPa^0.5<|δD(P)-δD(Ni)|且0.2MPa^0.5<|δD(Ni)-δD(Nii)|

[所述必要條件(i)及必要條件(ii)中，δD(P)為由下述式(1)算出的值，

[數式5]δD(N')=δD(N₁) (2)

[20]如[19]所述的組成物，其中所述p型半導體材料為具有下述式(I)所表示的構成單元的高分子化合物，

(式(I)中， Ar¹及Ar²表示可具有取代基的三價芳香族雜環基。

Z表示下述式(Z-1)~式(Z-7)所表示的基。)

式(Z-1)~式(Z-7)中，存在兩個R時，兩個R可相同亦可不同)；所述至少兩種的n型半導體材料中的至少一種為非富勒烯化合物。

[21]如[20]所述的組成物，其中所述至少兩種的n型半導體材料中的至少一種為非富勒烯化合物，且剩餘的n型半導體材料為富勒烯衍生物。

[22]如[20]所述的組成物，其中所述至少兩種的n型半導體材料均為非富勒烯化合物。

[23]如[20]至[22]中任一項所述的組成物，其中所述非富勒烯化合物為下述式(VIII)所表示的化合物。

(式(VIII)中，R₁表示氫原子、鹵素原子、可具有取代基的烷基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的一價芳香族烴基或可具有取代基的一價芳香族雜環基。存在多個的R₁可相同亦可不同，R₂表示氫原子、鹵素原子、可具有取代基的烷基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的一價芳香族烴基或可具有取代基的一價芳香族雜環基。存在多個的R₂可相同亦可不同。)

[24]如[20]至[22]中任一項所述的組成物，其中所述非富勒烯化合物為下述式(IX)所表示的化合物。

A¹-B¹⁰-A² (IX)

[25]一種油墨，包含如[19]至[24]中任一項所述的組成物。

根據本發明，可有效地抑制相對於光電轉換元件的製造步驟或組裝至應用光電轉換元件的器件中的步驟中的加熱處理而言的光電轉換元件的外部量子效率的降低，提高耐熱性。

1:圖像檢測部

2:顯示裝置

10:光電轉換元件

11、210:支持基板

12:陽極

13:電洞傳輸層

14:活性層

15:電子傳輸層

16:陰極

17:密封構件

20:CMOS電晶體基板

30:層間絕緣膜

32:層間配線部

40:密封層

42:閃爍體

44:反射層

46:保護層

50:彩色濾光片

100:指紋檢測部

200:顯示面板部

200a:顯示區域

220:有機EL元件

230:觸控感測器面板

240:密封基板

300:靜脈檢測部

302:玻璃基板

304:光源部

306:蓋部

310:插入部

400:TOF型測距裝置用圖像檢測部

402:浮動擴散層

404:光電門

406:遮光部

圖1是示意性地表示光電轉換元件的構成例的圖。

圖2是示意性地表示圖像檢測部的構成例的圖。

圖3是示意性地表示指紋檢測部的構成例的圖。

圖4是示意性地表示X射線攝像裝置用的圖像檢測部的構成例的圖。

圖5是示意性地表示靜脈認證裝置用的靜脈檢測部的構成例的圖。

圖6是示意性表示間接方式的飛行時間(Time-of-flight，TOF)型測距裝置用圖像檢測部的構成例的圖。

圖7是表示加熱溫度與EQE_heat/EQE_100℃的關係的圖表。

圖8是表示加熱溫度與EQE_heat/EQE_100℃的關係的圖表。

圖9是表示加熱溫度與暗電流_heat/暗電流_100℃的關係的圖表。

圖10是表示加熱溫度與暗電流_heat/暗電流_100℃的關係的圖表。

圖11是表示加熱溫度與暗電流_heat/暗電流_100℃的關係的圖表。

圖12是表示|δD(P)-δD(Ni)|與|δD(Ni)-δD(Nii)|的關係的圖表。

以下，參照圖式來說明本發明的實施方式的光電轉換元件。再者，圖式只不過以能夠理解發明的程度概略性地示出了構成要素的形狀、大小及配置。本發明並不受以下記述的限定，各構成要素能夠於不脫離本發明的主旨的範圍內適宜變更。另外，本發明的實施方式的構成不必限於以圖式所表示的配置進行製造或使用。

首先對於以下的說明中共同使用的用語進行說明。

「高分子化合物」是指具有分子量分佈，且聚苯乙烯換算的數量平均分子量為1×10³以上且1×10⁸以下的聚合物。再者，高分子化合物中所含的構成單元合計為100莫耳%。

「構成單元」是指高分子化合物中存在一個以上的源自原料單體的殘基。

「氫原子」可為輕氫原子，亦可為重氫原子。

作為「鹵素原子」的例子，可列舉氟原子、氯原子、溴原子及碘原子。

「可具有取代基」的形態包括：構成化合物或基的所有氫原子未經取代的情況、及一個以上的氫原子的部分或全部經取代基取代的情況此兩種形態。

作為「取代基」的例子，可列舉：鹵素原子、烷基、環烷基、烯基、環烯基、炔基、環炔基、烷氧基、環烷氧基、烷硫基、環烷硫基、芳基、芳氧基、芳硫基、一價雜環基、取代胺基、醯基、亞胺殘基、醯胺基、醯亞胺基、取代氧基羰基、氰基、烷基磺醯基、及硝基。

於本說明書中，只要無特別限定，則「烷基」可為直鏈狀、分支狀及環狀中的任一者。直鏈狀的烷基的碳原子數不包括取代基的碳原子數，通常為1~50，較佳為1~30，更佳為1~20。分支狀或環狀的烷基的碳原子數不包括取代基的碳原子數，通常為3~50，較佳為3~30，更佳為4~20。

作為烷基的具體例，可列舉：甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第三丁基、正戊基、異戊基、2-乙基丁基、正己基、環己基、正庚基、環己基甲基、環己基乙基、正辛基、2-乙基己基、3-正丙基庚基、金剛烷基、正癸基、3,7-二甲基辛基、2-乙基辛基、2-正己基-癸基、正十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、二十烷基。

烷基可具有取代基。具有取代基的烷基例如為所述例示的烷基中的氫原子被烷氧基、芳基、氟原子等取代基取代而成的基。

作為具有取代基的烷基的具體例，可列舉：三氟甲基、五氟乙基、全氟丁基、全氟己基、全氟辛基、3-苯基丙基、3-(4-甲基苯基)丙基、3-(3,5-二己基苯基)丙基、6-乙氧基己基。

「環烷基」可為單環的基，亦可為多環的基。環烷基可具有取代基。環烷基的碳原子數不包括取代基的碳原子數，通常為3~30，較佳為12~19。

作為環烷基的例子，可列舉：環戊基、環己基、環庚基、金剛烷基等不具有取代基的烷基、及該些基中的氫原子被烷基、烷氧基、芳基、氟原子等取代基取代而成的基。

作為具有取代基的環烷基的具體例，可列舉甲基環己基、乙基環己基。

「p價芳香族碳環基」是指自可具有取代基的芳香族烴除去p個與構成環的碳原子直接鍵結的氫原子後殘留的原子團。p價芳香族碳環基亦可更具有取代基。

「芳基」是一價芳香族碳環基，且是指自可具有取代基的芳香族烴除去一個與構成環的碳原子直接鍵結的氫原子後殘留的原子團。

芳基可具有取代基。作為芳基的具體例，可列舉：苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、1-芘基、2-芘基、4-芘基、2-茀基、3-茀基、4-茀基、2-苯基苯基、3-苯基苯基、4-苯基苯基及該些基中的氫原子被烷基、烷氧基、芳基、氟原子等取代基取代而成的基。

「烷氧基」可為直鏈狀、分支狀及環狀中的任一者。直鏈狀的烷氧基的碳原子數不包括取代基的碳原子數，通常為1~40，較佳為1~10。分支狀或環狀的烷氧基的碳原子數不包括取代基的碳原子數，通常為3~40，較佳為4~10。

烷氧基可具有取代基。作為烷氧基的具體例，可列舉：甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、異丁氧基、第三丁氧基、正戊氧基、正己氧基、環己氧基、正庚氧基、正辛氧基、2-乙基己氧基、正壬氧基、正癸氧基、3,7-二甲基辛氧基、3-庚基十二烷氧基、月桂基氧基及該些基中的氫原子被烷氧基、芳基、氟原子取代而成的基。

「環烷氧基」所具有的環烷基可為單環的基，亦可為多環的基。環烷氧基可具有取代基。環烷氧基的碳原子數不包括取代基的碳原子數，通常為3~30，較佳為12~19。

作為環烷氧基的例子，可列舉環戊氧基、環己氧基、環庚氧基等不具有取代基的環烷氧基、及該些基中的氫原子被氟原子、烷基取代而成的基。

「芳氧基」的碳原子數不包括取代基的碳原子數，通常為6~60，較佳為6~48。

芳氧基可具有取代基。作為芳氧基的具體例，可列舉：苯氧基、1-萘基氧基、2-萘基氧基、1-蒽基氧基、9-蒽基氧基、1-芘基氧基、及該些基中的氫原子被烷基、烷氧基、氟原子等取代基取代而成的基。

「烷硫基」可為直鏈狀、分支狀及環狀中的任一者。直鏈狀的烷硫基的碳原子數不包括取代基的碳原子數，通常為1~40，較佳為1~10。分支狀及環狀的烷硫基的碳原子數不包括取代基的碳原子數，通常為3~40，較佳為4~10。

烷硫基可具有取代基。作為烷硫基的具體例，可列舉：甲硫基、乙硫基、丙硫基、異丙硫基、丁硫基、異丁硫基、第三丁硫基、戊硫基、己硫基、環己硫基、庚硫基、辛硫基、2-乙基己硫基、壬硫基、癸硫基、3,7-二甲基辛硫基、月桂基硫基及三氟甲硫基。

「環烷硫基」所具有的環烷基可為單環的基，亦可為多環的基。環烷硫基可具有取代基。環烷硫基的碳原子數不包括取代基的碳原子數，通常為3~30，較佳為12~19。

作為可具有取代基的環烷硫基的例子，可列舉環己硫基。

「芳硫基」的碳原子數不包括取代基的碳原子數，通常為6~60，較佳為6~48。

芳硫基可具有取代基。作為芳硫基的例子，可列舉：苯硫基、C1~C12烷氧基苯硫基(C1~C12表示緊隨其後記載的基的碳原子數為1~12。以下亦相同)、C1~C12烷基苯硫基、1-萘硫基、2-萘硫基及五氟苯硫基。

「p價雜環基」(p表示1以上的整數)是指自可具有取代基的雜環式化合物除去與構成環的碳原子或雜原子直接鍵結的氫原子中的p個氫原子後殘留的原子團。

p價雜環基亦可更具有取代基。p價雜環基的碳原子數不包括取代基的碳原子數，通常為2~30，較佳為2~6。

作為雜環式化合物可具有的取代基，例如可列舉：鹵素原子、烷基、芳基、烷氧基、芳氧基、烷硫基、芳硫基、一價雜環基、取代胺基、醯基、亞胺殘基、醯胺基、醯亞胺基、取代氧基羰基、烯基、炔基、氰基及硝基。p價雜環基包括「p價芳香族雜環基」。

「p價芳香族雜環基」是指自可具有取代基的芳香族雜環式化合物除去與構成環的碳原子或雜原子直接鍵結的氫原子中的p個氫原子後殘留的原子團。p價芳香族雜環基亦可更具有取代基。

芳香族雜環式化合物中，除了包含雜環本身顯示芳香族性的化合物以外，亦包含雜環本身不顯示芳香族性但於雜環中縮環有芳香環的化合物。

芳香族雜環式化合物中，作為雜環本身顯示芳香族性的化合物的具體例，可列舉：噁二唑、噻二唑、噻唑、噁唑、噻吩、吡咯、磷雜環戊二烯、呋喃、吡啶、吡嗪、嘧啶、三嗪、噠嗪、喹啉、異喹啉、咔唑及二苯并磷雜環戊二烯。

芳香族雜環式化合物中，作為芳香族雜環本身不顯示芳香族性而於雜環上縮環有芳香環的化合物的具體例，可列舉：啡噁嗪、啡噻嗪、二苯并硼雜環戊二烯、二苯并噻咯及苯并吡喃。

一價雜環基的碳原子數不包括取代基的碳原子數，通常為2~60，較佳為4~20。

一價雜環基可具有取代基，作為一價雜環基的具體例，例如可列舉：噻吩基、吡咯基、呋喃基、吡啶基、哌啶基、喹啉基、異喹啉基、嘧啶基、三嗪基及該些基中的氫原子被烷基、烷氧基等取代而成的基。

「取代胺基」是指具有取代基的胺基。作為胺基所具有的取代基的例子，可列舉烷基、芳基及一價雜環基，較佳為烷基、芳基或一價雜環基。取代胺基的碳原子數通常為2~30。

作為取代胺基的例子，可列舉：二甲基胺基、二乙基胺基等二烷基胺基；二苯基胺基、雙(4-甲基苯基)胺基、雙(4-第三丁基苯基)胺基、雙(3,5-二-第三丁基苯基)胺基等二芳基胺基。

「醯基」可具有取代基。醯基的碳原子數不包括取代基的碳原子數，通常為2~20，較佳為2~18。作為醯基的具體例，可列舉：乙醯基、丙醯基、丁醯基、異丁醯基、三甲基乙醯基、苯甲醯基、三氟乙醯基及五氟苯甲醯基。

「亞胺殘基」是指自亞胺化合物除去1個與構成碳原子-氮原子雙鍵的碳原子或氮原子直接鍵結的氫原子後殘留的原子團。「亞胺化合物」是指分子內具有碳原子-氮原子雙鍵的有機化合物。作為亞胺化合物的例子，可列舉醛亞胺、酮亞胺及醛亞胺中的與構成碳原子-氮原子雙鍵的氮原子鍵結的氫原子被烷基等取代而成的化合物。

亞胺殘基通常碳原子數為2~20，較佳的是碳原子數為2~18。作為亞胺殘基的例子，可列舉下述結構式所表示的基。

「醯胺基」是指自醯胺上除去1個與氮原子鍵結的氫原子後殘留的原子團。醯胺基的碳原子數通常為1~20，較佳為1~18。作為醯胺基的具體例，可列舉：甲醯胺基、乙醯胺基、丙醯胺基、丁醯胺基、苯甲醯胺基、三氟乙醯胺基、五氟苯甲醯胺基、二甲醯胺基、二乙醯胺基、二丙醯胺基、二丁醯胺基、二苯甲醯胺基、二-三氟乙醯胺基、及二-五氟苯甲醯胺基。

「醯亞胺基」是指自醯亞胺上除去1個與氮原子鍵結的氫原子後殘留的原子團。醯亞胺基的碳原子數通常為4~20。作為醯亞胺基的具體例，可列舉下述結構式所表示的基。

「取代氧基羰基」是指R'-O-(C=O)-所表示的基。此處，R'表示烷基、芳基、芳烷基、或一價雜環基。

取代氧基羰基的碳原子數不包括取代基的碳原子數，通常為2~60，較佳為2~48。

作為取代氧基羰基的具體例，可列舉：甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧基羰基、異丙氧基羰基、丁氧基羰基、異丁氧基羰基、第三丁氧基羰基、戊氧基羰基、己氧基羰基、環己氧基羰基、庚氧基羰基、辛氧基羰基、2-乙基己氧基羰基、壬氧基羰基、癸氧基羰基、3,7-二甲基辛氧基羰基、十二烷基氧基羰基、三氟甲氧基羰基、五氟乙氧基羰基、全氟丁氧基羰基、全氟己氧基羰基、全氟辛氧基羰基、苯氧基羰基、萘氧基羰基、及吡啶氧基羰基。

「烯基」可為直鏈狀、分支狀及環狀中的任一者。直鏈狀的烯基的碳原子數不包括取代基的碳原子數，通常為2~30，較佳為3~20。分支狀或環狀的烯基的碳原子數不包括取代基的碳原子數，通常為3~30，較佳為4~20。

烯基可具有取代基。作為烯基的具體例，可列舉：乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、3-戊烯基、4-戊烯基、1-己烯基、5-己烯基、7-辛烯基及該些基中的氫原子被烷基、烷氧基、芳基、氟原子取代而成的基。

「環烯基」可為單環的基，亦可為多環的基。環烯基可具有取代基。環烯基的碳原子數不包括取代基的碳原子數，通常為3~30，較佳為12~19。

作為環烯基的例子，可列舉：環己烯基等不具有取代基的環烯基、及該些基中的氫原子被烷基、烷氧基、芳基、氟原子取代而成的基。

作為具有取代基的環烯基的例子，可列舉甲基環己烯基及乙基環己烯基。

「炔基」可為直鏈狀、分支狀及環狀中的任一者。直鏈狀的炔基的碳原子數不包括取代基的碳原子數，通常為2~20，較佳為3~20。分支狀或環狀的炔基的碳原子數不包括取代基的碳原子數，通常為4~30，較佳為4~20。

炔基可具有取代基。作為炔基的具體例，可列舉乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基、2-丁炔基、3-丁炔基、3-戊炔基、4-戊炔基、1-己炔基、5-己炔基及該些基中的氫原子被烷氧基、芳基、氟原子取代而成的基。

「環炔基」可為單環的基，亦可為多環的基。環炔基可具有取代基。環炔基的碳原子數不包括取代基的碳原子數，通常為4~30，較佳為12~19。

作為環炔基的例子，可列舉環己炔基等不具有取代基的環炔基、及該些基中的氫原子被烷基、烷氧基、芳基、氟原子取代而成的基。

作為具有取代基的環炔基的例子，可列舉甲基環己炔基及乙基環己炔基。

「烷基磺醯基」可為直鏈狀，亦可為分支狀。烷基磺醯基可具有取代基。烷基磺醯基的碳原子數不包括取代基的碳原子數，通常為1~30。作為烷基磺醯基的具體例，可列舉：甲基磺醯基、乙基磺醯基及十二烷基磺醯基。

化學式中可標註的符號「*」表示鍵結鍵。

「π共軛系」是指π電子非局部存在化於多個鍵上的體系。

「油墨」是指用於塗佈法的液狀體，並不限定於已著色的液體。另外，「塗佈法」包括使用液狀物質來形成膜(層)的方法，例如可列舉：槽模塗佈法、狹縫塗佈法、刮刀塗佈法、旋塗法、澆鑄法、微凹版塗佈法、凹版塗佈法、棒塗法、輥塗法、線棒塗佈法、浸塗法、噴霧塗佈法、網版印刷法、凹版印刷法、柔版印刷法、平版印刷法、噴墨印刷法、分配器印刷法、噴嘴塗佈法及毛細管塗佈法。

油墨可為溶液，亦可為乳液(乳濁液)、懸浮液(懸濁液)等分散液。

「吸收波峰波長」為基於於規定的波長範圍內測定的吸收光譜的吸收波峰而確定的參數，且是指吸收光譜的吸收波峰中吸光度最大的吸收波峰的波長。

「外部量子效率」亦被稱為EQE(External Quantum Efficiency)，且是指對於所產生的電子中可取出至光電轉換元件的外部的電子的數目相對於照射至光電轉換元件上的光子的數目，以比率(%)表示的值。

1.光電轉換元件

本實施方式的光電轉換元件包括陽極、陰極以及設置於該陽極與該陰極之間的活性層，其中所述活性層包含至少一種的p型半導體材料以及至少兩種的n型半導體材料，所述至少一種的p型半導體材料的分散能量漢森溶解度參數δD(P)以及所述至少兩種的n型半導體材料的第一分散能量漢森溶解度參數δD(Ni)及第二分散能量漢森溶解度參數δD(Nii)滿足下述必要條件(i)及必要條件(ii)，必要條件(i)：2.1MPa^0.5<|δD(P)-δD(Ni)|+|δD(Ni)-δD(Nii)|<4.0MPa^0.5

必要條件(ii)：0.8MPa^0.5<|δD(P)-δD(Ni)|且0.2MPa^0.5<|δD(Ni)-δD(Nii)|

(式(1)中，a為1以上的整數，且表示所述活性層中所含的p型半導體材料的種類數，b為1以上的整數，且表示所述活性層中所含的p型半導體材料的重量的值以從大到小的順序排列時的位次， W_b表示位次為b位的p型半導體材料(P_b)的活性層中所含的重量，δD(P_b)表示p型半導體材料(P_b)的分散能量漢森溶解度參數。)

[數式8]δD(N')=δD(N₁) (2)

[數式9]

(漢森溶解度參數)

此處，首先對作為與本實施方式的光電轉換元件及其活性層中所含的半導體材料相關的指標來使用的漢森溶解度參數(Hansen Solubility Parameter，HSP)進行說明。

所謂漢森溶解度參數(HSP)為溶解度參數的一種，且用於高分子化合物中的溶劑探索、混合多種高分子化合物時的溶解性的研究、添加劑的配方設計等。

漢森溶解度參數包括起因於凡得瓦(van der Waals)相互作用且可成為分散力的指標的分散項(分散能量漢森溶解度參數)δD、起因於靜電相互作用且可成為偶極間力的指標的極性項 (極化能量漢森溶解度參數)δP、起因於氫鍵且可成為氫鍵結力的指標的氫鍵項(氫鍵能量漢森溶解度參數)δH的三個成分。該些可三維地表示。

關於漢森溶解度參數所涉及的定義及計算方法等，例如可由查爾斯M.漢森(Charles M.Hansen)、漢森溶解度參數(Hansen solubility parameters)：用戶手冊(A Users handbook)、及B，約翰(B,John)、溶解度參數(solubility parameters)：理論與應用(theory and application)，圖書和紙業集團年報第三卷(The Book and paper group annual vol.3)而眾所周知，於本實施方式中亦可適當使用。

另外，漢森溶解度參數(δD、δP及δH)例如可使用實踐中的漢森溶解度參數(Hansen solubility parameters in practice，HSPiP)等市售的電腦軟體，並基於化合物的化學結構算出。

本實施方式的光電轉換元件的活性層如上所述為包含至少一種的p型半導體材料以及至少兩種的n型半導體材料、且包含相分離結構的本體異質接面型結構的活性層。

於本體異質接面型結構的活性層的情況下，就形成良好的相分離結構的觀點而言，一般而言以p型半導體材料與n型半導體材料的相容性不會變高的方式調整。然而，若p型半導體材料與n型半導體材料的相容性低，則例如於加熱處理時，有時半導體材料會於活性層中凝聚或結晶化。作為其結果，會引起EQE的降低，進而會引起暗電流的增大等，因此需要於活性層中使半導體材料適度地分散。因此，於本實施方式中，使用了漢森溶解度參數的三個成分中可成為分散力的指標的分散能量漢森溶解度參數(δD)。

(漢森溶解度參數的算出方法)

此處，對使用電腦軟體(例如HSPiP)算出本實施方式的分散能量漢森溶解度參數(δD)的算出方法進行說明。

首先，確定半導體材料(p型半導體材料及n型半導體材料)的化學結構。由於所確定的化學結構複雜或冗長，而無法直接利用電腦軟體算出時，進行按照常規方法的以下的程序[1]~[3]。

[1]首先，將所確定的半導體材料的化學結構切斷而分割為多個部分結構，藉此於所生成的鍵結鍵上分別附加氫原子，形成包含該部分結構的部分化合物。於半導體材料為包含多個構成單元的高分子化合物的情況下，按照每一個構成單元或每兩個以上適當的構成單元進行分割。此處，於半導體材料為富勒烯衍生物的情況下，於復原富勒烯的同時，對自富勒烯骨架切出的官能基的鍵結鍵附加氫原子。

此處，分割(切斷)半導體材料的位置只要以(i)為不形成環結構的碳-碳鍵(於半導體材料為富勒烯衍生物的情況下，可為最接近富勒烯骨架並且可將附加至富勒烯骨架的官能基切斷而分割的多個鍵)、及(ii)藉由分割而切出的部分結構的數目最小(於切出的部分結構的數目最小的分割方式存在多種的情況下，選擇使所切出的部分結構中分子量最小的部分結構的分子量變得最大的分割方式。進而，於切出的部分結構的數目最小且部分結構中分子量最小的部分結構的分子量變得最大的分割方式存在多種的情況下，選擇使最終計算出的δD的值變得更大的位置。)為條件來決定即可。

[2]針對由所獲得的部分結構生成的每個部分化合物，算出δD。作為富勒烯衍生物的部分結構的富勒烯的δD使用文獻值。

[3]將所計算出的每個部分化合物的δD值與亦考慮到個數比的部分化合物的重量(分子量)分率相乘而得的值相加，將最終獲得的值設為分割前的半導體材料的分散能量漢森溶解度參數(δD)。

(必要條件(i))

本實施方式的光電轉換元件的活性層包含至少一種的p型半導體材料以及至少兩種的n型半導體材料(關於p型半導體材料及n型半導體材料的詳細情況將後述。)。

於本實施方式中，至少一種的p型半導體材料的分散能量漢森溶解度參數δD(P)以及至少兩種的n型半導體材料的第一分散能量漢森溶解度參數δD(Ni)及第二分散能量漢森溶解度參數δD(Nii)以滿足必要條件(i)：2.1MPa^0.5<|δD(P)-δD(Ni)|+|δD(Ni)-δD(Nii)|<4.0MPa^0.5的方式選擇。

換言之，至少一種的p型半導體材料的分散能量漢森溶解度參數δD(P)以及至少兩種的n型半導體材料的第一分散能量漢森溶解度參數δD(Ni)及第二分散能量漢森溶解度參數δD (Nii)只要以自p型半導體材料的分散能量漢森溶解度參數δD(P)的值減去n型半導體材料的第一分散能量漢森溶解度參數(δD(Ni))的值後的值的絕對值與自第一分散能量漢森溶解度參數(δD(Ni))的值減去第二分散能量漢森溶解度參數(δD(Nii))的值後的值的絕對值的和的值大於2.1MPa^0.5且小於4.0MPa^0.5的方式選擇即可。

就使p型半導體材料與n型半導體材料的相容性成為較佳的狀態的觀點而言，必要條件(i)的所述參數的值較佳為2.14MPa^0.5以上，更佳為2.5MPa^0.5以上，進而佳為2.7MPa^0.5以上。就使p型半導體材料與n型半導體材料的相容性成為較佳的狀態的觀點而言，必要條件(i)的所述參數的值較佳為3.8MPa^0.5以下，更佳為3.4MPa^0.5以下，進而佳為3.2MPa^0.5以下。

只要以滿足必要條件(i)的方式選擇至少一種的p型半導體材料以及至少兩種的n型半導體材料，則p型半導體材料與n型半導體材料間的相容性成為較佳的狀態，可形成良好的相分離結構。藉此，特別是即使於200℃以上的加熱溫度下加熱，亦可抑制n型半導體材料凝聚或結晶化，結果，可抑制EQE的降低，進而降低暗電流，提高耐熱性。

(必要條件(ii))

於本實施方式中，至少一種的p型半導體材料的分散能量漢森溶解度參數δD(P)以及至少兩種的n型半導體材料的第一分散能量漢森溶解度參數δD(Ni)及第二分散能量漢森溶解度參數 δD(Nii)以滿足必要條件(ii)：0.8MPa^0.5<|δD(P)-δD(Ni)|且0.2MPa^0.5<|δD(Ni)-δD(Nii)|的方式選擇。

換言之，至少一種的p型半導體材料的分散能量漢森溶解度參數δD(P)以及至少兩種的n型半導體材料的第一分散能量漢森溶解度參數δD(Ni)及第二分散能量漢森溶解度參數δD(Nii)只要以自p型半導體材料的分散能量漢森溶解度參數δD(P)的值減去n型半導體材料的第一分散能量漢森溶解度參數δD(Ni)的值後的值的絕對值大於0.8MPa^0.5、且自n型半導體材料的第一分散能量漢森溶解度參數δD(Ni)的值減去第二分散能量漢森溶解度參數δD(Nii)的值後的值的絕對值大於0.2MPa^0.5的方式選擇即可。

必要條件(ii)的參數|δD(Ni)-δD(Nii)|的值較佳為0.25MPa^0.5以上，更佳為0.30MPa^0.5以上，進而佳為0.40MPa^0.5以上。另外，必要條件(ii)的參數|δD(P)-δD(Ni)|的值較佳為0.95MPa^0.5以上，更佳為1.15MPa^0.5以上，進而佳為1.30MPa^0.5以上。

只要以滿足必要條件(ii)的方式選擇至少一種的p型半導體材料以及至少兩種的n型半導體材料，則p型半導體材料與n型半導體材料間的相容性及多種n型半導體材料間的相容性成為較佳的狀態，可形成良好的相分離結構。藉此，特別是即使於200℃以上的加熱溫度下加熱，亦可抑制n型半導體材料凝聚或結晶化，結果，可抑制EQE的降低，進而降低暗電流，提高耐熱性。

再者，於所述必要條件(i)及必要條件(ii)中，於活性層中包含兩種以上的p型半導體材料的情況下，δD(P)只要設為藉由下述式(1)如下述般計算出的值即可。

式(1)中，a為1以上的整數，且表示活性層中所含的p型半導體材料的種類數，b為1以上的整數，且表示活性層中所含的p型半導體材料的重量的值以從大到小的順序排列時的位次，W_b表示位次為b位的p型半導體材料(P_b)的活性層中所含的重量，δD(P_b)表示p型半導體材料(P_b)的分散能量漢森溶解度參數。

換言之，關於使用兩種以上的p型半導體材料時的δD(P)，設為針對所含的p型半導體材料而分別計算出的δD的值與p型半導體材料各自的重量分率相乘而得的值的總和。

於所述必要條件(i)及必要條件(ii)中，於活性層中包含兩種以上的n型半導體材料的情況下，δD(Ni)及δD(Nii)基於由下述式(2)及式(3)算出的δD(N')及δD(N")決定，當將|δD(P)-δD(N')|的值與|δD(P)-δD(N")|的值加以比較時，成為更小值的分散能量漢森溶解度參數設為δD(Ni)，成為更大值的分散能量漢森溶解度參數設為δD(Nii)。其中，於重量的值以從大到小的順序排列時的位次為最大的材料存在兩種以上的情況下，所述兩種以上的材料中，將分散能量漢森溶解度參數(δD)的值最大的材料的值設為δD(N')。

[數式11]δD(N')=δD(N₁) (2)

式(2)中，δD(N₁)表示兩種以上的n型半導體材料中於活性層中所含的重量的值最大的n型半導體材料的分散能量漢森溶解度參數。

式(3)中，c為2以上的整數，且表示活性層中所含的n型半導體材料的種類數，d為1以上的整數，且表示活性層中所含的n型半導體材料的重量的值以從大到小的順序排列時的位次，W_d表示位次為d位的n型半導體材料(N_d)的活性層中所含的重量，δD(N_d)表示n型半導體材料(N_d)的分散能量漢森溶解度參數。

換言之，關於使用兩種以上的n型半導體材料時的第一分散能量漢森溶解度參數δD(Ni)及第二分散能量漢森溶解度參數δD(Nii)，將兩種以上的n型半導體材料中於活性層中所含的重量的值最大的n型半導體材料的分散能量漢森溶解度參數設為δD(N')，將針對活性層中所含的剩餘的n型半導體材料而分別計算出的δD的值與剩餘的n型半導體材料各自的重量分率相乘而得的值的總和設為δD(N")，進而，當將|δD(P)-δD(N')|的值與|δD(P)-δD(N")|的值加以比較時，將成為更小的值的分散能量漢森溶解度參數設為δD(Ni)，將成為更大值的分散能量漢森溶解度參數設為δD(Nii)。

根據本實施方式的光電轉換元件，藉由如上所述般設定至少一種的p型半導體材料的分散能量漢森溶解度參數δD(P)、至少兩種的n型半導體材料的第一分散能量漢森溶解度參數δD(Ni)、及第二分散能量漢森溶解度參數δD(Nii)，可抑制特別是於200℃以上的加熱溫度下進行加熱時產生的n型半導體材料的凝聚或結晶化，結果可抑制因光電轉換元件的製造步驟、或組裝至應用光電轉換元件的器件中的步驟等中的加熱處理引起的光電轉換元件的EQE的降低，進而可降低暗電流，有效地提高耐熱性。

此處，對於本實施方式的光電轉換元件可採用的構成例進行說明。圖1是示意性地表示本實施方式的光電轉換元件的結構的圖。

如圖1所示，光電轉換元件10設置於支持基板11上。光電轉換元件10包括：以與支持基板11相接的方式設置的陽極12、以與陽極12相接的方式設置的電洞傳輸層13、以與電洞傳輸層13相接的方式設置的活性層14、以與活性層14相接的方式設置的電子傳輸層15、以及以與電子傳輸層15相接的方式設置的陰極16。於所述構成例中，以與陰極16相接的方式進而設置有密封構件17。

以下，對本實施方式的光電轉換元件中可包含的構成要素進行具體說明。

(基板)

光電轉換元件通常形成於基板(支持基板)上。另外，亦存在進而由基板(密封基板)密封的情況。於基板上通常形成包含陽極及陰極的一對電極中的一個。基板的材料只要為於形成特別是包含有機化合物的層時不發生化學變化的材料則並無特別限定。

作為基板的材料，例如可列舉玻璃、塑膠、高分子膜、矽。於使用不透明的基板的情況下，較佳為與設置於不透明的基板側的電極相反一側的電極(換言之，遠離不透明基板的一側的電極)為透明或半透明的電極。

(電極)

光電轉換元件包括作為一對電極的陽極及陰極。陽極及陰極中的至少一個電極為了使光入射，較佳設為透明或半透明的電極。

作為透明或半透明的電極的材料的例子，可列舉導電性的金屬氧化物膜、半透明的金屬薄膜。具體而言，可列舉氧化銦、氧化鋅、氧化錫、及作為該些的複合物的銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、NESA等導電性材料、金、鉑、銀、銅。作為透明或半透明的電極的材料，較佳為ITO、IZO、氧化錫。另外，作為電極，可採用使用聚苯胺及其衍生物、聚噻吩及其衍生物等有機化合物作為材料的透明導電膜。透明或半透明的電極可為陽極亦可為陰極。

若一對電極中的一個電極為透明或半透明，則另一電極可為透光性低的電極。作為透光性低的電極的材料的例子，可列舉金屬、及導電性高分子。作為透光性低的電極的材料的具體例，可列舉鋰、鈉、鉀、銣、銫、鎂、鈣、鍶、鋇、鋁、鈧、釩、鋅、釔、銦、鈰、釤、銪、鋱、鐿等金屬以及該些中的兩種以上的合金；或者該些中的一種以上的金屬與選自由金、銀、鉑、銅、錳、鈦、鈷、鎳、鎢及錫所組成的群組中的一種以上的金屬的合金；石墨、石墨層間化合物、聚苯胺及其衍生物、聚噻吩及其衍生物。作為合金，可列舉鎂-銀合金、鎂-銦合金、鎂-鋁合金、銦-銀合金、鋰-鋁合金、鋰-鎂合金、鋰-銦合金、及鈣-鋁合金。

(活性層)

本實施方式的光電轉換元件所包括的活性層具有本體異質接面型的結構，包含p型半導體材料以及n型半導體材料(關於詳細情況將後述。)。

於本實施方式中，活性層的厚度並無特別限定。考慮到暗電流的抑制與所產生的光電流的取出的平衡，活性層的厚度可設為任意適合的厚度。特別是就進一步減少暗電流的觀點而言，活性層的厚度較佳為100nm以上，更佳為150nm以上，進而佳為200nm以上。另外，活性層的厚度較佳為10μm以下，更佳為5μm以下，進而佳為1μm以下。

再者，於活性層中，作為p型半導體材料及n型半導體材料中的哪一個發揮作用可根據所選擇的化合物(聚合物)的最高佔據分子軌域(Highest Occupied Molecular Orbital，HOMO)的能階的值或最低未佔分子軌域(Lowest Unoccupied Molecular Orbital，LUMO)的能階的值相對地決定。活性層中所含的p型半導體材料的HOMO及LUMO的能階的值與n型半導體材料的HOMO及LUMO的能階的值的關係可適宜設定於光電轉換元件運作的範圍。

於本實施方式中，活性層藉由包括於200℃以上的加熱溫度下進行加熱的處理的步驟形成(詳細情況將後述。)。

此處，對作為本實施方式的活性層的材料而適合的p型半導體材料(P)及n型半導體材料進行說明。

(1)p型半導體材料(P)

p型半導體材料(P)較佳為具有規定的聚苯乙烯換算的重量平均分子量的高分子化合物。

此處，聚苯乙烯換算的重量平均分子量是指使用凝膠滲透層析法(gel permeation chromatography，GPC)，並使用聚苯乙烯的標準試樣計算出的重量平均分子量。

特別是就提高於溶劑中的溶解性的觀點而言，p型半導體材料(P)的聚苯乙烯換算的重量平均分子量較佳為3000以上且500000以下。

於本實施方式中，p型半導體材料(P)較佳為包含施體構成單元(亦稱為D構成單元)及受體構成單位(亦稱為A構成單位)的π共軛高分子化合物(亦稱為D-A型共軛高分子化合物)。再者，哪個為施體構成單元或受體構成單元可根據HOMO或LUMO的能階相對地決定。

此處，施體構成單元是π電子過剩的構成單元，受體構成單元是π電子缺乏的構成單元。

於本實施方式中，可構成p型半導體材料(P)的構成單元中亦包括施體構成單元與受體構成單元直接鍵結而成的構成單元、以及施體構成單元與受體構成單元經由任意適合的間隔物(基或構成單元)鍵結而成的構成單元。

關於作為高分子化合物的p型半導體材料(P)，例如可列舉：聚乙烯基咔唑及其衍生物、聚矽烷及其衍生物、於側鏈或主鏈中包含芳香族胺結構的聚矽氧烷衍生物、聚苯胺及其衍生物、聚噻吩及其衍生物、聚吡咯及其衍生物、聚伸苯基伸乙烯基及其衍生物、聚伸噻吩基伸乙烯基及其衍生物、聚茀及其衍生物。

本實施方式的p型半導體材料(P)較佳為包含下述式(I)所表示的構成單元的高分子化合物。於本實施方式中，下述式(I)所表示的構成單元通常為施體構成單元。

式(I)中，Ar¹及Ar²表示可具有取代基的三價芳香族雜環基，Z表示下述式(Z-1)~式(Z-7)所表示的基。

式(Z-1)~式(Z-7)中，R表示氫原子、鹵素原子、可具有取代基的烷基、可具有取代基的芳基、可具有取代基的環烷基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的環烷氧基、可具有取代基的芳氧基、可具有取代基的烷硫基、可具有取代基的環烷硫基、可具有取代基的芳硫基、可具有取代基的一價雜環基、可具有取代基的取代胺基、可具有取代基的醯基、可具有取代基的亞胺殘基、可具有取代基的醯胺基、可具有取代基的醯亞胺基、可具有取代基的取代氧基羰基、可具有取代基的烯基、可具有取代基的環烯基、可具有取代基的炔基、可具有取代基的環炔基、氰基、硝基、-C(=O)-R^a所表示的基、或-SO₂-R^b所表示的基。此處，R^a及R^b分別獨立地表示氫原子、可具有取代基的烷基、可具有取代基的芳基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的芳氧基、或可具有取代基的一價雜環基。式(Z-1)~式(Z-7)的各個中，存在兩個R時，兩個R彼此可相同亦可不同。

於可構成Ar¹及Ar²的芳香族雜環中，除了包含雜環本身顯示芳香族性的單環及縮合環以外，亦包含構成環的雜環本身不顯示芳香族性但於雜環中縮合有芳香環的環。

可構成Ar¹及Ar²的芳香族雜環分別可為單環，亦可為縮合環。於芳香族雜環為縮合環的情況下，構成縮合環的環的全部可為具有芳香族性的縮合環，亦可僅一部分為具有芳香族性的縮合環。於該些環具有多個取代基的情況下，該些取代基可相同亦可不同。

作為可構成Ar¹及Ar²的芳香族碳環的具體例，可列舉苯環、萘環、蒽環、稠四苯環、稠五苯環、芘環及菲環，較佳為苯環及萘環，更佳為苯環。該些環可具有取代基。

作為芳香族雜環的具體例，可列舉作為芳香族雜環式化合物而已說明的化合物所具有的環結構，可列舉：噁二唑環、噻二唑環、噻唑環、噁唑環、噻吩環、吡咯環、磷雜環戊二烯環、呋喃環、吡啶環、吡嗪環、嘧啶環、三嗪環、噠嗪環、喹啉環、異喹啉環、咔唑環及二苯并磷雜環戊二烯環、以及啡噁嗪環、啡噻嗪環、二苯并硼雜環戊二烯環、二苯并噻咯環及苯并吡喃環。該些環可具有取代基。

式(I)所表示的構成單元較佳為下述式(II)或式(III)所表示的構成單元。換言之，本實施方式的p型半導體材料(P)較佳為包含下述式(II)或下述式(III)所表示的構成單元的高分子化合物。

式(II)及式(III)中，Ar¹、Ar²及R如所述定義般。

作為式(I)及式(III)所表示的適合的構成單元的例子，可列舉下述式(097)~式(100)所表示的構成單元。

式(097)~式(100)中，R如所述定義般。於存在兩個R時，存在兩個的R可相同亦可不同。

另外，式(II)所表示的構成單元較佳為下述式(IV)所表示的構成單元。換言之，本實施方式的p型半導體材料(P)較佳為包含下述式(IV)所表示的構成單元的高分子化合物。

式(IV)中，X¹及X²分別獨立地為硫原子或氧原子，Z¹及Z²分別獨立地為=C(R)-所表示的基或氮原子，R如所述定義般。

作為式(IV)所表示的構成單元，較佳為X¹及X²為硫原子、且Z¹及Z²為=C(R)-所表示的基的構成單元。

作為式(IV)所表示的適合的構成單元的例子，可列舉下述式(IV-1)~式(IV-16)所表示的構成單元。

[化17]

本實施方式的作為p型半導體材料(P)的高分子化合物較佳為包含下述式(V)所表示的構成單元。於本實施方式中，下述式(V)所表示的構成單元通常為受體構成單元。

[化18]-Ar³- (V)

式(V)中，Ar³表示二價芳香族雜環基。

Ar³所表示的二價芳香族雜環基的碳原子數通常為2~60，較佳為4~60，更佳為4~20。Ar³所表示的二價芳香族雜環基可具有取代基。作為Ar³所表示的二價芳香族雜環基可具有的取代基的例子，可列舉：鹵素原子、可具有取代基的烷基、可具有取代基的芳基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的芳氧基、可具有取代基的烷硫基、可具有取代基的芳硫基、可具有取代基的一價雜環基、可具有取代基的取代胺基、可具有取代基的醯基、可具有取代基的亞胺殘基、可具有取代基的醯胺基、可具有取代基的醯亞胺基、可具有取代基的取代氧基羰基、可具有取代基的烯基、可具有取代基的炔基、氰基及硝基。

作為式(V)所表示的構成單元，較佳為下述式(V-1)~式(V-8)所表示的構成單元。

式(V-1)~式(V-8)中，X¹、X²、Z¹、Z²及R如所述定義般。於存在兩個R時，存在兩個的R可相同亦可不同。

就原料化合物的獲取性的觀點而言，式(V-1)~式(V-8)中的X¹及X²較佳為均為硫原子。

p型半導體材料較佳為包含含有噻吩骨架的構成單元、且包含π共軛系的π共軛高分子化合物。

作為Ar³所表示的二價芳香族雜環基的具體例，可列舉下述式(101)~式(190)所表示的基。

[化21]

[化22]

[化23]

式(101)~式(190)中，R為與上述相同的含義。於存在多個R時，存在多個的R彼此可相同亦可不同。

本實施方式的作為p型半導體材料(P)的高分子化合物較佳為包含式(I)所表示的構成單元作為施體構成單元、並且包含式(V)所表示的構成單元作為受體構成單元的π共軛高分子化合物。

作為p型半導體材料(P)的高分子化合物可包含兩種以上的式(I)所表示的構成單元，亦可包含兩種以上的式(V)所表示的構成單元。

例如，就提高於溶劑中的溶解性的觀點而言，本實施方式的作為p型半導體材料(P)的高分子化合物亦可包含下述式(VI)所表示的構成單元。

[化24]-Ar⁴- (VI)

式(VI)中，Ar⁴表示伸芳基。

Ar⁴所表示的伸芳基是指自可具有取代基的芳香族烴除去2個氫原子後殘留的原子團。芳香族烴中亦包括具有縮合環的化合物、選自由獨立的苯環及縮合環所組成的群組中的兩個以上直接或經由伸乙烯基等二價基鍵結而成的化合物。

作為芳香族烴可具有的取代基的例子，可列舉與作為雜環式化合物可具有的取代基而例示的取代基同樣的取代基。

Ar⁴所表示的伸芳基的碳原子數不包括取代基的碳原子數，通常為6~60，較佳為6~20。包含取代基的伸芳基的碳原子數通常為6~100。

作為Ar⁴所表示的伸芳基的例子，可列舉：伸苯基(例如，下述式1~式3)、萘-二基(例如，下述式4~式13)、蒽-二基(例如，下述式14~式19)、聯苯-二基(例如，下述式20~式25)、聯三苯-二基(例如，下述式26~式28)、縮合環化合物基(例如，下述式29~式35)、茀-二基(例如，下述式36~式38)、及苯并茀-二基(例如，下述式39~式46)。

[化27]

[化29]

式中，R如所述定義般。存在多個的R彼此可相同亦可不同。

式(VI)所表示的構成單元較佳為下述式(VII)所表示的構成單元。

式(VII)中，R如所述定義般。存在兩個的R彼此可相同亦可不同。

構成作為p型半導體材料(P)的高分子化合物的構成單元可為選自所述構成單元中的兩種以上的構成單元兩個以上組合連結而成的構成單元。

於作為p型半導體材料(P)的高分子化合物包含式(I)所表示的構成單元及/或式(V)所表示的構成單元的情況下，當將高分子化合物所包含的所有構成單元的量設為100莫耳%時，式(I)所表示的構成單元與式(V)所表示的構成單元的合計量通常為20莫耳%~100莫耳%，出於可提高作為p型半導體材料(P)的電荷傳輸性的原因，較佳為40莫耳%~100莫耳%，更佳為50莫耳%~100莫耳%。

本實施方式的作為p型半導體材料(P)的高分子化合物的具體例可列舉下述式(P-1)~式(P-12)所表示的高分子化合物。

[化35]

[化37]

式中，R如所述定義般。存在多個的R彼此可相同亦可不同。

就抑制EQE的降低或進一步提高EQE、進而抑制暗電流的增加或進一步降低暗電流以使該些的平衡良好，提高耐熱性的觀點而言，作為P型半導體材料(P)的高分子化合物的所述具體例中，較佳使用所述式P-1~式P-5所表示的高分子化合物。

(2)n型半導體材料

本實施方式的n型半導體材料可為低分子化合物，亦可為高分子化合物。

關於作為低分子化合物的n型半導體材料的例子，可列舉：噁二唑衍生物、蒽醌二甲烷及其衍生物、苯醌及其衍生物、萘醌及其衍生物、蒽醌及其衍生物、四氰基蒽醌二甲烷及其衍生物、茀酮衍生物、二苯基二氰基乙烯及其衍生物、聯苯醌衍生物、8-羥基喹啉及其衍生物的金屬錯合物、以及2,9-二甲基-4,7-聯苯-1,10-啡啉等菲衍生物。

關於作為高分子化合物的n型半導體材料的例子，可列舉：聚乙烯基咔唑及其衍生物、聚矽烷及其衍生物、於側鏈或主鏈中具有芳香族胺結構的聚矽氧烷衍生物、聚苯胺及其衍生物、聚噻吩及其衍生物、聚吡咯及其衍生物、聚伸苯基伸乙烯基及其衍生物、聚伸噻吩基伸乙烯基及其衍生物、聚喹啉及其衍生物、聚喹噁啉及其衍生物以及聚茀及其衍生物。

本實施方式的光電轉換元件的活性層可包含非富勒烯化合物作為n型半導體材料。以下，對本實施方式的活性層中可包含的n型半導體材料進行說明。

(i)非富勒烯化合物

非富勒烯化合物是指並非富勒烯及富勒烯衍生物中的任一者的化合物。作為非富勒烯化合物，大多數化合物是公知的，已市售，從而能夠獲取。

本實施方式的作為n型半導體材料的非富勒烯化合物較佳為包含具有供電子性的部分DP及具有受電子性的部分AP的化合物。

包含部分DP及部分AP的非富勒烯化合物更佳為非富勒烯化合物中的部分DP包含相互進行π鍵結的一對以上的原子。

此種非富勒烯化合物中不含酮結構、亞碸結構及碸結構中的任一者的部分可成為部分DP。作為部分AP的例子，可列舉包含酮結構的部分。

本實施方式的作為n型半導體材料的非富勒烯化合物較佳為包含苝四羧酸二醯亞胺結構的化合物。作為非富勒烯化合物的包含苝四羧酸二醯亞胺結構的化合物的例子可列舉下述式所表示的化合物。

[化40]

[化41]

[化44]

[化45]

[化46]

[化47]

[化48]

[化49]

式中，R如所述定義般。存在多個的R彼此可相同亦可不同。

本實施方式的作為n型半導體材料的非富勒烯化合物較佳為下述式(VIII)所表示的化合物。下述式(VIII)所表示的化合物為包含苝四羧酸二醯亞胺結構的化合物。

[化50]

式(VIII)中，R₁表示氫原子、鹵素原子、可具有取代基的烷基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的一價芳香族烴基或可具有取代基的一價芳香族雜環基。存在多個的R₁可相同亦可不同。

式(VIII)中，R₁較佳為可具有取代基的烷基。R₁較佳為-(CH₂)_nCH₃所表示的基、-CH(C_nH_2n+1)₂所表示的基或-(CH₂)_nCH₃所表示的基中的一個以上的氫原子被氟原子取代的烷基，更佳為-(CH₂)(CF₂)_n-1CF₃所表示的基。再者，n是指整數，於R₁為-(CH₂)_nCH₃所表示的基的情況下，n的下限值較佳為1，更佳為5，進而佳為7，n的上限值較佳為30，更佳為25，進而佳為15。另外，於R₁為-(CH₂)(CF₂)_n-1CF₃所表示的基的情況下，n的下限值較佳為1，更佳為3，n的上限值較佳為10，更佳為7，進而佳為5。

R₂表示氫原子、鹵素原子、可具有取代基的烷基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的一價芳香族烴基或可具有取代基的一價芳香族雜環基。就能階的觀點而言，R₂較佳為吸電子性基，更佳為鹵素原子、包含一個以上的鹵素原子作為取代基的烷基、包含一個以上的鹵素原子作為取代基的烷氧基、包含一個以上的鹵素原子作為取代基的一價芳香族烴基或包含一個以上的鹵素原子作為取代基的一價芳香族雜環基，進而佳為溴原子、氟原子、包含一個以上的氟原子作為取代基的烷基、包含一個以上的氟原子作為取代基的烷氧基、包含一個以上的氟原子作為取代基的一價芳香族烴基或包含一個以上的氟原子作為取代基的一價芳香族雜環基，最佳為包含一個以上的氟原子作為取代基的烷基。存在多個的R₂可相同亦可不同。

式(VIII)中，較佳為R₁及R₂中的至少一者為氟原子、包含氟原子作為取代基的烷基、包含氟原子作為取代基的烷氧基、包含氟原子作為取代基的一價芳香族烴基或包含氟原子作為取代基的一價芳香族雜環基，更佳為R₁為包含一個以上的氟原子作為取代基的烷基，R₂為氫原子。

作為於本實施方式中可適合使用的n型半導體材料的例子，可列舉式(VIII)中R₁為-CH₂(CF₂)₂CF₃所表示的基、且R₂為氫原子的化合物，及R₁為-CH(C₅H₁₁)₂所表示的基、且存在多個的R₂中的至少一個為-CF₃所表示的基的化合物。

作為本實施方式中可適合使用的式(VIII)所表示的n型半導體材料的具體例，可列舉下述式(N-1)~式(N-13)所表示的化合物。

[化52]

[化53]

[化54]

[化55]

本實施方式的作為n型半導體材料的非富勒烯化合物較佳為下述式(IX)所表示的化合物。

A¹-B¹⁰-A² (IX)

式(IX)中，A¹及A²分別獨立地表示拉電子性基，B¹⁰表示包含π共軛系的基。再者，A¹及A²相當於具有受電子性的部分AP，B¹⁰相當於具有供電子性的部分DP。

關於作為A¹及A²的拉電子性基的例子，可列舉-CH=C(-CN)₂所表示的基、及下述式(a-1)~式(a-9)所表示的基。

式(a-1)~式(a-7)中，T表示可具有取代基的碳環、或可具有取代基的雜環。碳環及雜環可為單環，亦可為縮合環。於該些環具有多個取代基的情況下，存在多個的取代基可相同亦可不同。

關於作為T的可具有取代基的碳環的例子，可列舉芳香族碳環，較佳為芳香族碳環。關於作為T的可具有取代基的碳環的具體例，可列舉苯環、萘環、蒽環、稠四苯環、稠五苯環、芘環及菲環，較佳為苯環、萘環及菲環，更佳為苯環及萘環，進而佳為苯環。該些環可具有取代基。

關於作為T的可具有取代基的雜環的例子，可列舉芳香族雜環，較佳為芳香族碳環。關於作為T的可具有取代基的雜環的具體例，可列舉吡啶環、噠嗪環、嘧啶環、吡嗪環、吡咯環、呋喃環、噻吩環、咪唑環、噁唑環、噻唑環及噻吩并噻吩環，較佳為吡啶環、吡嗪環、噻唑環及噻吩環，更佳為噻吩環。該些環可具有取代基。

關於作為T的碳環或雜環可具有的取代基的例子，可列舉鹵素原子、烷基、烷氧基、芳基及一價雜環基，較佳為氟原子及/或碳原子數1~6的烷基。

X⁴、X⁵及X⁶分別獨立地表示氧原子、硫原子、亞烷基或=C(-CN)₂所表示的基，較佳為氧原子、硫原子或=C(-CN)₂所表示的基。

X⁷表示氫原子或鹵素原子、氰基、可具有取代基的烷基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的芳基或一價雜環基。

R^a1、R^a2、R^a3、R^a4及R^a5分別獨立地表示氫原子、可具有取代基的烷基、鹵素原子、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的芳基或一價雜環基，較佳為可具有取代基的烷基或可具有取代基的芳基。

[化57]

於式(a-8)及式(a-9)中，R^a6及R^a7分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、可具有取代基的烷基、可具有取代基的環烷基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的環烷氧基、可具有取代基的一價芳香族碳環基或可具有取代基的一價芳香族雜環基，存在多個的R^a6及R^a7可相同亦可不同。

關於作為A¹及A²的拉電子性基，較佳為下述的式(a-1-1)~式(a-1-4)以及式(a-6-1)及式(a-7-1)所表示的基。此處，存在多個的R^a10分別獨立地表示氫原子或取代基，較佳為表示氫原子、鹵素原子或烷基。R^a3、R^a4及R^a5分別獨立地與以上所述為相同含義，較佳為表示可具有取代基的烷基或可具有取代基的芳基。

[化58]

關於作為B¹⁰的包含π共軛系的基的例子，可列舉後述的式(X)所表示的化合物中的-(S¹)_n1-B¹¹-(S²)_n2-所表示的基。

本實施方式的作為n型半導體材料的非富勒烯化合物較佳為下述式(X)所表示的化合物。

A¹-(S¹)_n1-B¹¹-(S²)_n2-A² (X)

式(X)中，A¹及A²分別獨立地表示拉電子性基。A¹及A²的例子及較佳例與關於所述式(IX)中的A¹及A²加以說明的例子及較佳例相同。

S¹及S²分別獨立地表示可具有取代基的二價碳環基、可具有取代基的二價雜環基、-C(R^s1)=C(R^s2)-所表示的基(此處，R^s1及R^s2分別獨立地表示氫原子、或取代基(較佳為氫原子、鹵素原子、可具有取代基的烷基、或可具有取代基的一價雜環基))、或-C≡C-所表示的基。

作為S¹及S²的可具有取代基的二價碳環基及可具有取代基的二價雜環基可為縮合環。於二價碳環基或二價雜環基具有多個取代基的情況下，存在多個的取代基可相同亦可不同。

式(X)中，n1及n2分別獨立地表示0以上的整數，較佳為分別獨立地表示0或1，更佳為同時表示0或1。

如上所述般，式(X)所表示的非富勒烯化合物具有部分DP、部分AP藉由作為間隔物(基、構成單元)的S¹及S²連結而成的結構。

作為二價碳環基的例子，可列舉二價芳香族碳環基。

作為二價雜環基的例子，可列舉二價芳香族雜環基。

於二價芳香族碳環基或二價芳香族雜環基為縮合環的情況下，構成縮合環的環的全部可為具有芳香族性的縮合環，亦可僅一部分為具有芳香族性的縮合環。

作為S¹及S²的例子，可列舉作為已說明的Ar³所表示的二價芳香族雜環基的例子而列舉的、式(101)~式(172)、式(178)~式(185)中的任一者所表示的基、以及該些基中的氫原子被取代基取代而成的基。

S¹及S²較佳為分別獨立地表示下述式(s-1)及式(s-2)中的任一者所表示的基。

[化59]

於式(s-1)及式(s-2)中，X³表示氧原子或硫原子。

R^a10如所述定義般。

S¹及S²較佳為分別獨立地為式(142)、式(148)、式(184)所表示的基、或該些基中的氫原子被取代基取代而成的基，更佳為所述式(142)或者式(184)所表示的基、或式(184)所表示的基中的一個氫原子被烷氧基取代而成的基。

B¹¹為選自由碳環結構及雜環結構所組成的群組中的兩個以上的結構的縮合環基，並且表示不含鄰-迫位縮合結構且可具有取代基的縮合環基。

作為B¹¹的縮合環基亦可包含將彼此相同的兩個以上的結構縮合而成的結構。

於作為B¹¹的縮合環基具有多個取代基的情況下，存在多個的取代基可相同亦可不同。

作為可構成作為B¹¹的縮合環基的碳環結構的例子，可列舉下述式(Cy1)及式(Cy2)所表示的環結構。

作為可構成作為B¹¹的縮合環基的雜環結構的例子，可列舉下述式(Cy3)~式(Cy9)所表示的環結構。

式中，R如所述定義般，B¹¹較佳為選自由所述式(Cy1)~式(Cy9)所表示的結構所組成的群組中的兩個以上的結構縮合而成、並且不含鄰-迫位縮合結構且可具有取代基的縮合環基。B¹¹亦可包含式(Cy1)~式(Cy9)所表示的結構中的兩個以上的相同結構縮合而成的結構。

B¹¹更佳為選自由式(Cy1)~式(Cy5)及式(Cy7)所表示的結構所組成的群組中的兩個以上的結構縮合而成、並且不含鄰-迫位縮合結構且可具有取代基的縮合環基。

作為B¹¹的縮合環基可具有的取代基較佳為可具有取代基的烷基、可具有取代基的芳基、可具有取代基的烷氧基及可具有取代基的一價雜環基。由B¹¹所表示的縮合環基可具有的芳基例如可經烷基取代。

關於作為B¹¹的縮合環基的例子，可列舉：下述式(b-1)~式(b-14)所表示的基及該些基中的氫原子被取代基(較佳為可具有取代基的烷基、可具有取代基的芳基、可具有取代基的烷氧基或可具有取代基的一價雜環基)取代而成的基。

[化62]

[化63]

式(b-1)~式(b-14)中，R^a10如所述定義般。

式(b-1)~式(b-14)中，存在多個的R^a10分別獨立地較佳為可具有取代基的烷基、或可具有取代基的芳基。

作為式(IX)或式(X)所表示的化合物的例子，可列舉下述式所表示的化合物。

[化64]

[化65]

[化66]

[化67]

[化68]

[化69]

[化70]

[化71]

[化72]

[化73]

[化74]

[化75]

[化76]

[化77]

[化78]

所述式中，R如所述定義般，X表示氫原子、鹵素原子、氰基或可具有取代基的烷基。

所述式中，R較佳為氫原子、可具有取代基的烷基、可具有取代基的芳基或可具有取代基的烷氧基。

作為式(IX)或式(X)所表示的化合物，較佳為下述式N-14~式N-17所表示的化合物。

[化79]

[化80]

作為非富勒烯化合物，為了可抑制因光電轉換元件的製造步驟或組裝至應用光電轉換元件的器件中的步驟等中的加熱處理引起的EQE的降低或進一步提高EQE，進而抑制暗電流的增加或進一步降低暗電流，使該些的平衡良好，提高耐熱性，較佳為使用所述式(N-1)或式(N-2)或者式(N-14)~式(N-17)所表示的非富勒烯化合物。

另外，於本實施方式中，活性層中所含的至少兩種的n型半導體材料中的至少一種較佳為非富勒烯化合物。

於本實施方式中，活性層可包含兩種以上的非富勒烯化合物作為至少兩種的n型半導體材料，活性層中所含的至少兩種的n型半導體材料均可為非富勒烯化合物。

於本實施方式中，「n型半導體材料」可為已說明的式(VIII)所表示的兩種以上的化合物，可為式(IX)所表示的兩種以上的化合物，亦可為式(X)所表示的兩種以上的化合物，進而亦可為選自由式(VIII)所表示的化合物、式(IX)所表示的化合物及式(X)所表示的化合物所組成的群組中的兩種以上的化合物的組合。

作為至少兩種的n型半導體材料均為非富勒烯化合物時的具體例，可列舉已說明的化合物N-1與化合物N-2的組合、化合物N-1與化合物N-3的組合、化合物N-1與化合物N-4的組合、化合物N-1與化合物N-14的組合、化合物-1與化合物N-17的組合、以及化合物N-14與化合物N-17的組合。

根據此種組合，可抑制因光電轉換元件的製造步驟或組裝至應用光電轉換元件的器件中的步驟等中的加熱處理引起的EQE的降低或進一步提高EQE，進而抑制暗電流的增加或進一步降低暗電流，使該些的平衡良好，提高耐熱性。

(ii)富勒烯衍生物

本實施方式的n型半導體材料可包含「富勒烯衍生物」。本實施方式中，較佳為至少兩種的n型半導體材料中的至少一種為非富勒烯化合物，且剩餘的n型半導體材料為富勒烯衍生物。較佳為活性層中所含的兩種n型半導體材料中的一種為非富勒烯化合物，且另一種n型半導體材料為富勒烯衍生物。

於本實施方式中，至少兩種的n型半導體材料均可為富勒烯衍生物。

此處，富勒烯衍生物是指富勒烯(C₆₀富勒烯、C₇₀富勒烯、C₇₆富勒烯、C₇₈富勒烯及C₈₄富勒烯)中的至少一部分經修飾而成的化合物。換言之，是指於富勒烯骨架上附加有一個以上的官能基的化合物。以下，有時特別將C₆₀富勒烯的富勒烯衍生物稱為「C₆₀富勒烯衍生物」，將C₇₀富勒烯的富勒烯衍生物稱為「C₇₀富勒烯衍生物」。

本實施方式中可用作n型半導體材料的富勒烯衍生物只要不損害本發明的目的，則並無特別限定。

作為本實施方式中可使用的C₆₀富勒烯衍生物的具體例子，可列舉下述化合物。

[化81]

式中，R如所述定義般。存在多個R時，存在多個的R彼此可相同亦可不同。

作為C₇₀富勒烯衍生物的例子，可列舉下述化合物。

[化82]

本實施方式中，作為n型半導體材料的富勒烯衍生物較佳為下述式所表示的化合物N-18([C60]PCBM)或化合物N-19([C70]PCBM)。

[化83]

於本實施方式中，活性層中，特別是作為n型半導體材料，可僅包含一種富勒烯衍生物，亦可包含兩種以上的富勒烯衍生物。

作為至少兩種的n型半導體材料包含非富勒烯化合物、且進而包含富勒烯衍生物時的具體例，可列舉作為已說明的非富勒烯化合物的化合物N-1~化合物N-17中的一個以上與化合物N-18及化合物N-19中的一個以上的組合。

特別是就抑制作為富勒烯衍生物的n型半導體材料的凝聚或結晶化，使EQE及暗電流等的特性變得良好，提高耐熱性的觀點而言，較佳為化合物N-1與化合物N-18的組合、化合物N-1與化合物N-19的組合、化合物N-2與化合物N-18的組合、化合物N-2與化合物N-19的組合、化合物N-3與化合物N-18的組合、化合物N-3與化合物N-19的組合、化合物N-4與化合物N-18的組合、化合物N-4與化合物N-19的組合、化合物N-14與化合物N-18的組合、化合物N-14與化合物N-19的組合、化合物N-15與化合物N-18的組合、化合物N-15與化合物N-19的組合、化合物N-16與化合物N-18的組合、化合物N-16與化合物N-19的組合、化合物N-17與化合物N-18的組合以及化合物N-17與化合物N-19的組合。

若設為此種組合，則可抑制n型半導體材料的凝聚或結晶化，抑制因光電轉換元件的製造步驟或組裝至應用光電轉換元件的器件中的步驟等中的加熱處理引起的EQE的降低或進一步提高EQE，進而抑制暗電流的增加或進一步降低暗電流，使該些的平衡良好，提高耐熱性。

(中間層)

如圖1所示，本實施方式的光電轉換元件中，作為用於提高光電轉換效率等的特性的構成要素，例如較佳為包括電荷傳輸層(電子傳輸層、電洞傳輸層、電子注入層、電洞注入層)等中間層(緩衝層)。

另外，作為中間層中使用的材料的例子，可列舉：鈣等金屬、氧化鉬、氧化鋅等無機氧化物半導體、及PEDOT(聚(3,4- 乙烯二氧噻吩))與PSS(聚(4-苯乙烯磺酸鹽))的混合物(PEDOT：PSS)。

如圖1所示，光電轉換元件較佳為於陽極與活性層之間包括電洞傳輸層。電洞傳輸層具有自活性層向電極傳輸電洞的功能。

有時將與陽極相接地設置的電洞傳輸層特別地稱為電洞注入層。與陽極相接地設置的電洞傳輸層(電洞注入層)具有促進電洞向陽極注入的功能。電洞傳輸層(電洞注入層)可與活性層相接。

電洞傳輸層包含電洞傳輸性材料。作為電洞傳輸性材料的例子，可列舉聚噻吩及其衍生物、芳香族胺化合物、包含具有芳香族胺殘基的構成單元的高分子化合物、CuSCN、CuI、NiO、氧化鎢(WO₃)及氧化鉬(MoO₃)。

中間層可藉由先前公知的任意適合的形成方法來形成。中間層可藉由真空蒸鍍法或與活性層的形成方法相同的塗佈法來形成。

本實施方式的光電轉換元件較佳為中間層為電子傳輸層，且具有基板(支持基板)、陽極、電洞傳輸層、活性層、電子傳輸層、陰極以依次彼此相接的方式積層的結構。

如圖1所示，本實施方式的光電轉換元件較佳為於陰極與活性層之間包括電子傳輸層作為中間層。電子傳輸層具有自活性層向陰極傳輸電子的功能。電子傳輸層可與陰極相接。電子傳輸層亦可與活性層相接。

有時將與陰極相接地設置的電子傳輸層特別地稱為電子注入層。與陰極相接地設置的電子傳輸層(電子注入層)具有促進活性層中產生的電子向陰極注入的功能。

電子傳輸層包含電子傳輸性材料。作為電子傳輸性材料的例子，可列舉：聚伸烷基亞胺及其衍生物、包含茀結構的高分子化合物、鈣等金屬、金屬氧化物。

作為聚伸烷基亞胺及其衍生物的例子，可列舉藉由常規方法將伸乙基亞胺、伸丙基亞胺、伸丁基亞胺、二甲基伸乙基亞胺、伸戊基亞胺、伸己基亞胺、伸庚基亞胺、伸辛基亞胺等碳原子數2~8的伸烷基亞胺、特別是碳原子數2~4的伸烷基亞胺的一種或兩種以上聚合而獲得的聚合物、以及使該些與各種化合物反應並進行化學改質而得的聚合物。作為聚伸烷基亞胺及其衍生物，較佳為聚乙烯亞胺(PEI)及乙氧基化聚乙烯亞胺(PEIE)。

作為包含茀結構的高分子化合物的例子，可列舉聚[(9,9-雙(3'-(N,N-二甲基胺基)丙基)-2,7-茀)-鄰-2,7-(9,9'-二辛基茀)](PFN)及PFN-P2。

作為金屬氧化物的例子，可列舉氧化鋅、鎵摻雜氧化鋅、鋁摻雜氧化鋅、氧化鈦及氧化鈮。作為金屬氧化物，較佳為包含鋅的金屬氧化物，其中較佳為氧化鋅。

作為其他電子傳輸性材料的例子，可列舉聚(4-乙烯基苯酚)、苝二醯亞胺。

(密封構件)

本實施方式的光電轉換元件更包括密封構件，且較佳為設為由所述密封構件密封而得的密封體。

密封構件可使用任意適合的先前公知的構件。作為密封構件的例子，可列舉作為基板(密封基板)的玻璃基板與UV硬化性樹脂等密封材(接著劑)的組合。

密封構件亦可為一層以上的層結構的密封層。作為構成密封層的層的例子，可列舉阻氣層、阻氣性膜。

密封層較佳為由具有阻擋水分的性質(水蒸氣阻隔性)或阻擋氧的性質(氧阻隔性)的材料形成。作為適合作為密封層的材料的材料的例子，可列舉：三氟化聚乙烯、聚三氟化氯乙烯(PCTFE)、聚醯亞胺、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯、脂環式聚烯烴、乙烯-乙烯醇共聚物等有機材料、氧化矽、氮化矽、氧化鋁、類金剛石碳(Diamond-like Carbon)等無機材料等。

密封構件由可耐受加熱處理的材料構成，所述加熱處理通常於組裝至應用光電轉換元件的、例如下述應用例的器件中時實施。

(光電轉換元件的用途)

作為本實施方式的光電轉換元件的用途，可列舉光檢測元件、太陽電池。

更具體而言，本實施方式的光電轉換元件於對電極間施加電壓(反向偏置電壓)的狀態下自透明或半透明的電極側照射光，藉此可使光電流流通，可作為光檢測元件(光感測器)運作。另外，亦可藉由聚集多個光檢測元件而用作圖像感測器。如此，本實施方式的光電轉換元件可特別適合用作光檢測元件。

另外，本實施方式的光電轉換元件藉由照射光，可使電極間產生光電動勢，可作為太陽電池運作。亦可藉由聚集多個光電轉換元件而製成太陽電池模組。

(光電轉換元件的應用例)

本實施方式的光電轉換元件作為光檢測元件而可適合地應用於工作站、個人電腦、便攜式資訊終端、出入室管理系統、數位相機、及醫療設備等各種電子裝置所包括的檢測部中。

本實施方式的光電轉換元件可適合地應用於所述例示的電子裝置所包括的例如X射線攝像裝置及互補式金氧半導體(complementary metal oxide semiconductor，CMOS)圖像感測器等固態攝像裝置用的圖像檢測部(例如X射線感測器等圖像感測器)、指紋檢測部、面部檢測部、靜脈檢測部及虹膜檢測部等檢測生物體的部分既定特徵的生物體資訊認證裝置的檢測部(例如近紅外線感測器)、脈衝血氧儀等光學生物感測器的檢測部等中。

本實施方式的光電轉換元件作為固態攝像裝置用的圖像檢測部，進而亦可適合地應用於飛行時間(Time-of-flight，TOF)型距離測定裝置(TOF型測距裝置)。

TOF型測距裝置中藉由利用光電轉換元件接收來自光源的放射光於測定對象物中被反射而得的反射光來測定距離。具體而言，檢測自光源放射出的照射光被測定對象物反射並作為反射光返回之前的飛行時間，以求出至測定對象物為止的距離。TOF型中存在直接TOF方式以及間接TOF方式。直接TOF方式中直接測量自光源照射光的時刻與利用光電轉換元件接收反射光的時刻的差，間接TOF方式中藉由將依存於飛行時間的電荷累積量的變化換算成時間變化來測量距離。間接TOF方式中所使用的藉由電荷累積獲得飛行時間的測距原理中，有根據來自光源的放射光與被測定對象反射的反射光的相位求出飛行時間的連續波(特別是正弦波)調製方式以及脈衝調製方式。

以下參照圖式對可適合地應用本實施方式的光電轉換元件的檢測部中的固態攝像裝置用的圖像檢測部及X射線攝像裝置用的圖像檢測部、生物體認證裝置(例如指紋認證裝置或靜脈認證裝置等)用的指紋檢測部及靜脈檢測部以及TOF型測距裝置(間接TOF方式)的圖像檢測部的構成例進行說明。

(固態攝像裝置用的圖像檢測部)

圖2是示意性表示固態攝像裝置用的圖像檢測部的構成例的圖。

圖像檢測部1包括：CMOS電晶體基板20；以覆蓋CMOS電晶體基板20的方式設置的層間絕緣膜30；設置於層間絕緣膜30上的本發明的實施方式的光電轉換元件10；以貫通層間絕緣膜30的方式設置、且將CMOS電晶體基板20與光電轉換元件10電連接的層間配線部32；以覆蓋光電轉換元件10的方式設置的密封層40；以及設置於密封層40上的濾色器50。

CMOS電晶體基板20按照與設計相應的方式包括先前公知的任意適合的結構。

CMOS電晶體基板20包括於基板的厚度內形成的電晶體、電容器等，包括用於實現各種功能的CMOS電晶體電路(金屬氧化物半導體(metal oxide semiconductor，MOS)電晶體電路)等功能元件。

作為功能元件，例如可列舉浮動擴散元件、複位電晶體、輸出電晶體、選擇電晶體。

藉由此種功能元件、配線等，於CMOS電晶體基板20上製作訊號讀出電路等。

層間絕緣膜30可由例如氧化矽、絕緣性樹脂等先前公知的任意適合的絕緣性材料構成。層間配線部32可由例如銅、鎢等先前公知的任意適合的導電性材料(配線材料)構成。層間配線部32例如可為與配線層的形成同時形成的孔內配線，亦可為與配線層分開形成的埋入插頭。

以可防止或抑制可能使光電轉換元件10發生功能劣化的氧、水等有害物質的滲透為條件，密封層40可由先前公知的任意適合的材料構成。密封層40可設為與已說明的密封構件17同樣的結構。

作為濾色器50，可使用由先前公知的任意適合的材料構成、且與圖像檢測部1的設計相對應的例如原色濾色器。另外，作為濾色器50，亦可使用與原色濾色器相比可減薄厚度的補色濾色器。作為補色濾色器，例如可使用(黃色、青色、品紅色)此三種、(黃色、青色、透明)此三種、(黃色、透明、品紅色)此三種、及(透明、青色、品紅色)此三種組合而成的濾色器。該些可以能夠生成彩色圖像資料為條件，形成與光電轉換元件10及CMOS電晶體基板20的設計相對應的任意適合的配置。

光電轉換元件10經由濾色器50所接收的光由光電轉換元件10轉換成與受光量相應的電訊號，經由電極以受光訊號、即，與拍攝對象相對應的電訊號的形式輸出至光電轉換元件10外。

接著，自光電轉換元件10輸出的受光訊號經由層間配線部32被輸入至CMOS電晶體基板20，藉由於CMOS電晶體基板20上製作的訊號讀出電路被讀出，藉由未圖示的另外的任意適合的先前公知的功能部進行訊號處理，藉此生成基於拍攝對象的圖像資訊。

(指紋檢測部)

圖3是示意性表示與顯示裝置一體地構成的指紋檢測部的構成例的圖。

便攜式資訊終端的顯示裝置2包括：包含本發明的實施方式的光電轉換元件10作為主要構成要素的指紋檢測部100；以及設置於該指紋檢測部100上、對規定圖像進行顯示的顯示面板部200。

所述構成例中，於與顯示面板部200的顯示區域200a 一致的區域設置有指紋檢測部100。換言之，於指紋檢測部100的上方一體地積層有顯示面板部200。

僅於顯示區域200a中的部分區域進行指紋檢測的情況下，僅與該部分區域對應地設置指紋檢測部100即可。

指紋檢測部100包括本發明的實施方式的光電轉換元件10作為發揮實質性功能的功能部。指紋檢測部100能夠以與可獲得所期望的特性的設計相對應的方式包括未圖示的保護膜(protection film)、支持基板、密封基板、密封構件、阻隔膜、帶通濾光片、紅外線截止膜等任意適合的先前公知的構件。指紋檢測部100中亦可採用已說明的圖像檢測部的結構。

光電轉換元件10能夠以任意的方式包含於顯示區域200a內。例如，多個光電轉換元件10可配置為矩陣狀。

如已說明般，光電轉換元件10設置於支持基板11上，於支持基板11上例如以矩陣狀設置有電極(陽極或陰極)。

光電轉換元件10所接收的光由光電轉換元件10轉換成與受光量相應的電訊號，並經由電極以受光訊號、即，與所拍攝的指紋相對應的電訊號的形式輸出至光電轉換元件10外。

顯示面板部200於所述構成例中以包括觸控感測器面板的有機電致發光顯示面板(有機EL顯示面板)的形式構成。代替有機EL顯示面板，顯示面板部200例如亦可由包括背光源等光源的液晶顯示面板等具有任意適合的先前公知的結構的顯示面板構成。

顯示面板部200設置於已說明的指紋檢測部100上。顯示面板部200包括有機電致發光元件(有機EL元件)220作為發揮實質性功能的功能部。顯示面板部200能夠以與所期望的特性相對應的方式進一步包括任意適合的先前公知的玻璃基板等基板(支持基板210或密封基板240)、密封構件、阻隔膜、圓偏光板等偏光板、觸控感測器面板230等任意適合的先前公知的構件。

於以上說明的構成例中，有機EL元件220被用作顯示區域200a中的畫素的光源，並且亦被用作指紋檢測部100中的指紋拍攝用的光源。

此處，對指紋檢測部100的運作進行簡單說明。

於執行指紋認證時，指紋檢測部100使用自顯示面板部200的有機EL元件220放射的光對指紋進行檢測。具體而言，自有機EL元件220放射的光透過存在於有機EL元件220與指紋檢測部100的光電轉換元件10之間的構成要素，由以與顯示區域200a內的顯示面板部200的表面相接的方式載置的手指的指尖的皮膚(指表面)進行反射。由指表面反射的光中的至少一部分透過存在於其間的構成要素而被光電轉換元件10所接收，並被轉換成與光電轉換元件10的受光量相應的電訊號。然後，由轉換成的電訊號構成與指表面的指紋相關的圖像資訊。

包括顯示裝置2的便攜式資訊終端藉由先前公知的任意適合的步驟將所獲得的圖像資訊與預先記錄的指紋認證用的指紋資料進行比較來進行指紋認證。

(X射線攝像裝置用的圖像檢測部)

X射線攝像裝置用的圖像檢測部1包括：CMOS電晶體基板20；以覆蓋CMOS電晶體基板20的方式設置的層間絕緣膜30；設置於層間絕緣膜30上的本發明的實施方式的光電轉換元件10；以貫通層間絕緣膜30的方式設置、且將CMOS電晶體基板20與光電轉換元件10電連接的層間配線部32；以覆蓋光電轉換元件10的方式設置的密封層40；設置於密封層40上的閃爍體42；以覆蓋閃爍體42的方式設置的反射層44；以及以覆蓋反射層44的方式設置的保護層46。

CMOS電晶體基板20包括於基板的厚度內形成的電晶體、電容器等，包括用於實現各種功能的CMOS電晶體電路(MOS電晶體電路)等功能元件。

閃爍體42可由與X射線攝像裝置用的圖像檢測部1的設計相對應的先前公知的任意適合的材料構成。作為閃爍體42的適合材料的例子，可使用CsI(碘化銫)或NaI(碘化鈉)、ZnS(硫化鋅)、GOS(硫氧化釓)、GSO(矽酸釓)等無機材料的無機結晶、或蒽、萘、二苯乙烯等有機材料的有機結晶、或使二苯基噁唑(PPO)或聯三苯(TP)等有機材料溶解於甲苯、二甲苯、二噁烷等有機溶劑中而得的有機液體、氙或氦等氣體、塑膠等。

以閃爍體42將所入射的X射線轉換成具有以可見區域為中心的波長的光並可生成圖像資料為條件，所述構成要素可設為與光電轉換元件10及CMOS電晶體基板20的設計相對應的任意適合的配置。

反射層44反射由閃爍體42轉換的光。反射層44可減少轉換後的光的損失，增大檢測靈敏度。另外，反射層44亦可阻擋自外部直接入射的光。

以可防止或抑制可能使閃爍體42發生功能劣化的氧、水等有害物質的滲透為條件，保護層46可由先前公知的任意適合的材料構成。

此處，對具有所述結構的X射線攝像裝置用的圖像檢測部1的運作進行簡單說明。

當X射線或γ射線等的放射線能量入射至閃爍體42時，閃爍體42吸收放射線能量，並轉換為以可見區域為中心的自紫外區域至紅外區域的波長的光(螢光)。然後，藉由閃爍體42轉換的光由光電轉換元件10接收。

如此，經由閃爍體42而由光電轉換元件10接收的光藉由光電轉換元件10轉換為與受光量相應的電訊號，經由電極以受光訊號、即，與拍攝對象相對應的電訊號的形式輸出至光電轉換元件10外。作為檢測對象的放射線能量(X射線)可自閃爍體42側、光電轉換元件10側的任一側入射。

接著，自光檢測元件10輸出的受光訊號經由層間配線部32被輸入至CMOS電晶體基板20，藉由於CMOS電晶體基板20上製作的訊號讀出電路被讀出，藉由未圖示的另外的任意適合的先前公知的功能部進行訊號處理，藉此生成基於拍攝對象的圖像資訊。

(靜脈檢測部)

靜脈認證裝置用的靜脈檢測部300包括：蓋部306，限定於測定時供作為測定對象的手指(例如，一個以上的手指的指尖、手指及手掌)插入的插入部310；光源部304，設置於蓋部306、且對測定對象照射光；光電轉換元件10，經由測定對象接收自光源部304照射的光；支持基板11，支持光電轉換元件10；以及玻璃基板302，以與支持基板11夾著光電轉換元件10而相向的方式配置、且以規定的距離遠離蓋部306，並與蓋部306一同限定插入部310。

於所述構成例中，示出了光源部304以於使用時夾著測定對象與光電轉換元件10分離的方式與蓋部306一體地構成的透過型攝影方式，但光源部304未必需要位於蓋部306側。

亦可採用以可將來自光源部304的光有效率地照射至測定對象為條件，例如自光電轉換元件10側照射測定對象的反射型攝影方式。

靜脈檢測部300包括本發明的實施方式的光電轉換元件10作為發揮實質性功能的功能部。靜脈檢測部300能夠以與可獲得所期望的特性的設計相對應的方式包括未圖示的保護膜(protection film)、密封構件、阻隔膜、帶通濾光片、紅外線透過濾光片、可見光截止膜、手指放置導件膜等任意適合的先前公知的構件。靜脈檢測部300中亦可採用已說明的圖像檢測部1的結構。

光電轉換元件10能夠以任意的方式被包含。例如，多個光電轉換元件10可配置為矩陣狀。

光電轉換元件10所接收的光由光電轉換元件10轉換成與受光量相應的電訊號，並經由電極以受光訊號、即，與所拍攝的靜脈相對應的電訊號的形式輸出至光電轉換元件10外。

於靜脈檢測時(使用時)，測定對象可與光電轉換元件10側的玻璃基板302接觸，亦可不接觸。

此處，對靜脈檢測部300的運作進行簡單說明。

於靜脈檢測時，靜脈檢測部300使用自光源部304放射的光來檢測測定對象的靜脈圖案。具體而言，自光源部304放射的光透過測定對象並轉換為與光電轉換元件10的受光量相應的電訊號。然後，由轉換後的電訊號構成測定對象的靜脈圖案的圖像資訊。

於靜脈認證裝置中，藉由先前公知的任意適合的步驟，將所獲得的圖像資訊與預先記錄的靜脈認證用的靜脈資料進行比較，進行靜脈認證。

(TOF型測距裝置用圖像檢測部)

圖6是示意性地表示間接方式的TOF型測距裝置用圖像檢測部的構成例的圖。

TOF型測距裝置用圖像檢測部400包括：CMOS電晶體基板20；以覆蓋CMOS電晶體基板20的方式設置的層間絕緣膜30；設置於層間絕緣膜30上的本發明的實施方式的光電轉換元件 10；以夾著光電轉換元件10的方式分開配置的兩個浮動擴散層402；以覆蓋光電轉換元件10以及浮動擴散層402的方式設置的絕緣層40；以及設置於絕緣層40上並相互分開配置的兩個光電門404。

絕緣層40的一部分自分開的兩個光電門404的間隙露出，剩餘的區域被遮光部406遮蔽。CMOS電晶體基板20與浮動擴散層402藉由以貫通層間絕緣膜30的方式設置的層間配線部32電連接。

在所述構成例中，絕緣層40可採用由氧化矽構成的場氧化膜等先前公知的任意適合的結構。

光電門404可由例如多晶矽等先前公知的任意適合的材料構成。

TOF型測距裝置用圖像檢測部400包括本發明的實施方式的光電轉換元件10作為發揮實質性功能的功能部。TOF型測距裝置用圖像檢測部400能夠以與可獲得所期望的特性的設計相對應的方式包括未圖示的保護膜(protection film)、支持基板、密封基板、密封構件、阻隔膜、帶通濾光片、紅外線截止膜等任意適合的先前公知的構件。

此處，對TOF型測距裝置用圖像檢測部400的運作進行簡單說明。

自光源照射光，來自光源的光自測定對象反射，藉由光電轉換元件10接收反射光。於光電轉換元件10與浮動擴散層402之間設置有兩個光電門404，藉由交替施加脈衝，將由光電轉換元件10產生的訊號電荷傳送至兩個浮動擴散層402中的任一者，電荷蓄積於浮動擴散層402。若相對於打開兩個光電門404的時機，光脈衝以均等跨越的方式到達，則蓄積於兩個浮動擴散層402的電荷量等量。若相對於光脈衝到達其中一個光電門404的時機，光脈衝延遲到達另一個光電門404，則蓄積於兩個浮動擴散層402的電荷量之間產生差異。

蓄積於浮動擴散層402的電荷量的差依存於光脈衝的延遲時間。由於至測定對象為止的距離L使用光的往返時間td以及光的速度c而處於L=(1/2)ctd的關係，因此若可根據兩個浮動擴散層402的電荷量之差來推測延遲時間，則可求出至測定對象為止的距離。

光電轉換元件10所接收的光的受光量作為蓄積於兩個浮動擴散層402的電荷量之差而被轉換為電訊號，並以受光訊號、即，與測定對象相對應的電訊號的形式輸出至光電轉換元件10外。

接著，自浮動擴散層402輸出的受光訊號經由層間配線部32被輸入至CMOS電晶體基板20，藉由於CMOS電晶體基板 20上製作的訊號讀出電路被讀出，藉由未圖示的另外的任意適合的先前公知的功能部進行訊號處理，藉此生成基於測定對象的距離資訊。

於組裝至應用本實施方式的光電轉換元件的所述應用例所涉及的器件中的步驟中，例如有時進行用於搭載於配線基板等的回流步驟等的加熱處理。例如，於製造圖像感測器時，有時實施包括於200℃以上的加熱溫度下加熱光電轉換元件的處理的步驟。

根據本實施方式的光電轉換元件，作為活性層的材料，可使用滿足已說明的必要條件(i)及必要條件(ii)的至少一種的p型半導體材料以及至少兩種的n型半導體材料。藉此，於活性層的形成步驟中(關於詳細情況將後述)，於活性層的形成後的光電轉換元件的製造步驟中，或者於將所製造的光電轉換元件組裝至圖像感測器或生物體認證裝置的步驟等中，即使進行於200℃以上的加熱溫度下加熱的處理，亦抑制n型半導體材料的凝聚或結晶化，進而即使進行於220℃以上的加熱溫度下加熱的處理，亦可抑制EQE的降低或進一步提高EQE，進而抑制暗電流的增加或進一步降低暗電流，有效地提高耐熱性。

具體而言，關於EQE，以光電轉換元件的製造方法的活性層的形成步驟中的後烘烤步驟的加熱溫度設為100℃的光電轉換元件中的EQE的值為基準，利用將後烘烤步驟的加熱溫度變更為更高溫的200℃以上(例如200℃、220℃)的光電轉換元件中的EQE的值進行除法運算來進行標準化而得的值(以下稱為「EQE_heat/EQE_100℃」)較佳為0.80以上，更佳為0.85以上，進而佳為1.0以上。

EQE_heat/EQE_100℃例如於將後烘烤步驟的溫度設為200℃或220℃、將加熱時間設為1小時時，較佳為0.80以上，更佳為0.85以上，進而佳為1.0以上。

另外，關於光電轉換元件的密封體的EQE，針對光電轉換元件的密封體，以於組裝時未進行追加的加熱處理的密封體中的EQE的值為基準，利用實施了200℃以上(例如200℃、220℃)的加熱處理的密封體中的EQE的值進行除法運算來進行標準化而得的值(以下稱為「EQE_heat/EQE_unheat」)較佳為0.80以上，更佳為0.85以上，進而佳為1.0以上。

於本實施方式中，EQE_heat/EQE_unheat例如於將追加的加熱處理的溫度設為200℃、將加熱時間設為1小時時，較佳為0.80以上，更佳為0.85以上，進而佳為1.0以上。

關於暗電流，以後烘烤步驟中的加熱溫度設為100℃的光電轉換元件中的暗電流的值為基準，利用將後烘烤步驟的加熱溫度變更為更高溫的200℃以上(例如200℃、220℃)的光電轉換元件中的暗電流的值進行除法運算來進行標準化而得的值(以下稱為「暗電流_heat/暗電流_100℃」)較佳為7.0以下，更佳為2.0以下，進而佳為1.20以下。

暗電流_heat/暗電流_100℃例如於將後烘烤步驟的溫度設為 200℃或220℃、將加熱時間設為1小時時，較佳為7.0以下，更佳為2.0以下，進而佳為1.20以下。

另外，關於光電轉換元件的密封體的暗電流，針對光電轉換元件的密封體，以於組裝步驟中未進行追加的加熱處理的密封體中的暗電流的值為基準，利用實施了200℃以上(例如200℃、220℃)的加熱處理的密封體中的暗電流的值進行除法運算來進行標準化而得的值(以下稱為「暗電流_heat/暗電流_unheat」)較佳為7.0以下，更佳為2.0以下，進而佳為1.20以下。

於本實施方式中，暗電流_heat/暗電流_unheat例如於將追加的加熱處理的溫度設為200℃或220℃、將加熱時間設為1小時時，較佳為7.0以下，更佳為2.0以下，進而佳為1.20以下。

2.光電轉換元件的製造方法

本實施方式的光電轉換元件的製造方法並無特別限定。本實施方式的光電轉換元件可藉由組合適合於形成構成要素時所選擇的材料的形成方法來製造。

本實施方式的光電轉換元件的製造方法中可包括含有於200℃以上的加熱溫度下進行加熱的處理的步驟。更具體而言，活性層藉由包括於200℃以上或220℃以上的加熱溫度下進行加熱的處理的步驟形成，及/或於形成活性層的步驟之後，可包括含有於200℃以上或220℃以上的加熱溫度下進行加熱的處理。

以下，作為本發明的實施方式，對具有基板(支持基板)、陽極、電洞傳輸層、活性層、電子傳輸層、陰極依次相互相接的結構的光電轉換元件的製造方法進行說明。

(準備基板的步驟)

於本步驟中，例如準備設置有陽極的支持基板。另外，自市場獲取設置有由已說明的電極的材料形成的導電性薄膜的基板，視需要，藉由對導電性薄膜進行圖案化而形成陽極，可準備設置有陽極的支持基板。

於本實施方式的光電轉換元件的製造方法中，於支持基板上形成陽極時的陽極的形成方法並無特別限定。陽極可藉由真空蒸鍍法、濺射法、離子鍍法、鍍敷法、塗佈法等先前公知的任意適合的方法將已說明的材料形成於應形成陽極的結構(例如支持基板、活性層、電洞傳輸層)上。

(電洞傳輸層的形成步驟)

光電轉換元件的製造方法可包括形成設置於活性層與陽極之間的電洞傳輸層(電洞注入層)的步驟。

電洞傳輸層的形成方法並無特別限定。就進一步簡化電洞傳輸層的形成步驟的觀點而言，較佳為藉由先前公知的任意適合的塗佈法形成電洞傳輸層。電洞傳輸層例如可藉由使用包含已說明的電洞傳輸層的材料及溶劑的塗佈液的塗佈法或真空蒸鍍法來形成。

(活性層的形成步驟)

本實施方式的光電轉換元件的製造方法中，於電洞傳輸層上形成活性層。作為主要的構成要素的活性層可藉由任意適合的先前公知的形成步驟來形成。於本實施方式中，活性層較佳為藉由使用油墨(塗佈液)的塗佈法來製造。

以下，對本發明的光電轉換元件的作為主要的構成要素的活性層的形成步驟所包括的步驟(i)及步驟(ii)進行說明。

步驟(i)

作為將油墨塗佈於塗佈對象的方法，可使用任意適合的塗佈法。作為塗佈法，較佳為狹縫塗佈法、刮刀塗佈法、旋塗法、微凹版塗佈法、凹版塗佈法、棒塗法、噴墨印刷法、噴嘴塗佈法或毛細管塗佈法，更佳為狹縫塗佈法、旋塗法、毛細管塗佈法或棒塗法，進而佳為狹縫塗佈法或旋塗法。

對本實施方式的活性層形成用的油墨進行說明。再者，本實施方式的活性層形成用的油墨是本體異質接面型活性層的形成用油墨。因此，活性層形成用的油墨包含較佳為以所述組合含有已說明的至少一種p型半導體材料以及已說明的至少兩種n型半導體材料的組成物。本實施方式的活性層形成用的油墨較佳為除了包含該組成物以外，亦包含至少一種或兩種以上的溶劑。

本實施方式的活性層形成用的油墨以已說明的組合的形式包括滿足已說明的必要條件(i)及必要條件(ii)的已說明的至少一種的p型半導體材料以及已說明的至少兩種的n型半導體材料。

藉此，就抑制n型半導體材料的凝聚或結晶化，結果使EQE及暗電流等特性變得良好的觀點而言，可抑制因光電轉換元件的製造步驟或組裝至應用光電轉換元件的器件中的步驟等中的加熱處理引起的EQE的降低或進一步提高EQE，進而抑制暗電流的增加或進一步降低暗電流以使該些的平衡良好，提高耐熱性。

本實施方式的活性層形成用的油墨較佳為使用組合了後述的第一溶劑與第二溶劑的混合溶劑作為溶劑。具體而言，於活性層形成用的油墨包含兩種以上的溶劑的情況下，較佳為包含作為主要成分的主溶劑(第一溶劑)以及為了溶解性的提高等而添加的其他添加溶劑(第二溶劑)

以下，對可適合地用於本實施方式的活性層形成用的油墨的第一溶劑及第二溶劑以及該些的組合進行說明。

(1)第一溶劑

作為第一溶劑，較佳為p型半導體材料能夠進行溶解的溶劑。本實施方式的第一溶劑為芳香族烴。

關於作為第一溶劑的芳香族烴，例如可列舉：甲苯、二甲苯(例如鄰二甲苯、間二甲苯、對二甲苯)、鄰二氯苯、三甲基苯(例如均三甲苯、1,2,4-三甲基苯(假枯烯))、丁基苯(例如正丁基苯、第二丁基苯、第三丁基苯)、甲基萘(例如1-甲基萘)、四氫萘及二氫茚。

第一溶劑可包含一種芳香族烴，亦可包含兩種以上的芳香族烴。第一溶劑較佳為包含一種芳香族烴。

第一溶劑較佳為選自由甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯、對二甲苯、均三甲苯、鄰二氯苯、1,2,4-三甲基苯、正丁基苯、第二丁基苯、第三丁基苯、甲基萘、四氫萘及二氫茚所組成的群組中的一種以上，更佳為甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯、對二甲苯、鄰二氯苯、均三甲苯、1,2,4-三甲基苯、正丁基苯、第二丁基苯、第三丁基苯、甲基萘、四氫萘及二氫茚。

(2)第二溶劑

第二溶劑為就使製造步驟的實施變得更容易且進一步提高光電轉換元件的特性的觀點而言所選擇的溶劑。作為第二溶劑，例如可列舉丙酮、甲基乙基酮、環己酮、苯乙酮、苯丙酮等酮溶劑，乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸苯酯、乙基賽璐蘇乙酸酯、苯甲酸甲酯、苯甲酸丁酯及苯甲酸苄酯等酯溶劑。

就減少暗電流的觀點而言，第二溶劑較佳為苯乙酮、苯丙酮及苯甲酸丁酯。

(3)第一溶劑與第二溶劑的組合

作為第一溶劑與第二溶劑的適宜組合的例子，可列舉四氫萘與苯甲酸乙酯、四氫萘與苯甲酸丙酯及四氫萘與苯甲酸丁酯的組合，更佳為四氫萘與苯甲酸丁酯的組合。

(4)第一溶劑與第二溶劑的重量比

就進一步提高n型半導體材料及p型半導體材料的溶解性的觀點而言，作為主溶劑的第一溶劑相對於作為添加溶劑的第二溶劑的重量比(第一溶劑：第二溶劑)較佳設為85：15~99：1的範圍。

(5)任意其他溶劑

溶劑亦可包含第一溶劑及第二溶劑以外的任意其他溶劑。於將油墨中所含的全部溶劑的合計重量設為100重量%時，任意其他溶劑的含有率較佳為5重量%以下，更佳為3重量%以下，進而佳為1重量%以下。作為任意其他溶劑，較佳為沸點高於第二溶劑的溶劑。

(6)任意成分

於油墨中，除了第一溶劑、第二溶劑、n型半導體材料及p型半導體材料以外，亦可於不損害本發明的目的及效果的限度內包含界面活性劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑、用於使利用所吸收的光來產生電荷的功能增敏的增敏劑、用於增加相對於紫外線的穩定性的光穩定劑等任意成分。

(7)p型半導體材料及n型半導體材料的濃度

關於油墨(組成物)中的至少一種的p型半導體材料、至少兩種的n型半導體材料的濃度，亦考慮到於溶劑中的溶解度等，可於不損害本發明的目的範圍內設為任意適合的濃度。

油墨(組成物)中的「至少一種的p型半導體材料」相對於「至少兩種的n型半導體材料」的重量比(例如聚合物/非富勒烯化合物)通常為1/0.1至1/10的範圍，較佳為1/0.5至1/2的範圍，更佳為1/1.5。

油墨中的「至少一種的p型半導體材料」與「至少兩種的n型半導體材料」的合計濃度通常為0.01重量%以上，更佳為0.02重量%以上，進而佳為0.25重量%以上。另外，油墨中的「至少一種的p型半導體材料」與「至少兩種的n型半導體材料」的合計濃度通常為20重量%以下，較佳為10重量%以下，更佳為7.50重量%以下。

油墨中的「至少一種的p型半導體材料」的濃度通常為0.01重量%以上，更佳為0.02重量%以上，進而佳為0.10重量%以上。另外，油墨中的「至少一種的p型半導體材料」的濃度通常為10重量%以下，更佳為5.00重量%以下，進而佳為3.00重量%以下。

油墨中的「至少兩種的n型半導體材料的濃度通常為0.01重量%以上，更佳為0.02重量%以上，進而佳為0.15重量%以上。另外，油墨中的「至少兩種的n型半導體材料」的濃度通常為10重量%以下，更佳為5重量%以下，進而佳為4.50重量%以下。

於本實施方式中，使用滿足已說明的必要條件(i)及必要條件(ii)的至少一種p型半導體材料以及至少兩種n型半導體材料，結果可抑制EQE的降低，進而降低暗電流，提高耐熱性，因此作為溶劑亦可使用沸點更高的溶劑。因此，光電轉換元件的製造步驟中的原材料的選擇項的寬度變寬，因此可更簡便且容易地製造光電轉換元件。

(8)油墨的製備

油墨可藉由公知的方法製備。例如可藉由將第一溶劑及第二溶劑混合來製備混合溶劑，於所獲得的混合溶劑中添加p型半導體材料及n型半導體材料的方法；於第一溶劑中添加p型半導體材料，於第二溶劑中添加n型半導體材料，之後將添加了各材料的第一溶劑及第二溶劑混合的方法等來製備。

可將第一溶劑、第二溶劑以及p型半導體材料及n型半導體材料加溫至溶劑的沸點以下的溫度來混合。

可將第一溶劑、第二溶劑以及n型半導體材料、p型半導體材料混合後，使用過濾器過濾所獲得的混合物，將所獲得的濾液用作油墨。作為過濾器，例如可使用由聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene，PTFE)等氟樹脂形成的過濾器。

活性層形成用的油墨塗佈於根據光電轉換元件及其製造方法而選擇的塗佈對象上。於光電轉換元件的製造步驟中，活性層形成用的油墨可被塗佈於光電轉換元件所具有的可存在活性層的功能層上。因此，活性層形成用的油墨的塗佈對象根據所製造的光電轉換元件的層結構及層形成的順序而不同。例如，於光電轉換元件具有積層了基板、陽極、電洞傳輸層、活性層、電子傳輸層、陰極的層結構，且先形成更靠左側記載的層的情況下，活性層形成用的油墨的塗佈對象為電洞傳輸層。另外，例如，於光電轉換元件具有積層了基板、陰極、電子傳輸層、活性層、電洞傳輸層、陽極的層結構，且先形成更靠左側記載的層的情況下，活性層形成用的油墨的塗佈對象為電子傳輸層。

步驟(ii)

作為自油墨的塗膜中除去溶劑的方法、即自塗膜中除去溶劑而進行固化的方法，可使用任意適合的方法。作為除去溶劑的方法的例子，可列舉於氮氣等惰性氣體環境下使用加熱板直接加熱的方法、熱風乾燥法、紅外線加熱乾燥法、閃光燈退火乾燥法、減壓乾燥法等乾燥法。

於本實施方式的光電轉換元件的製造方法中，步驟(ii)是用於使溶劑揮發而除去的步驟，亦稱為預烘烤步驟(第一加熱處理步驟)。於本實施方式的光電轉換元件的製造方法中，較佳為於步驟(ii)之後，實施緊接著預烘烤步驟進行、且藉由加熱處理製成固化膜的後烘烤步驟(第二加熱處理步驟)。

關於預烘烤步驟及後烘烤步驟的實施條件即加熱溫度、加熱處理時間等條件，考慮到所使用的油墨的組成、溶劑的沸點等，可設為任意適合的條件。

於本實施方式的光電轉換元件的製造方法中，具體而言，例如可於氮氣環境下使用加熱板來實施預烘烤步驟及後烘烤步驟。

預烘烤步驟及後烘烤步驟中的加熱溫度通常為100℃左右。然而，於本實施方式的光電轉換元件的製造方法中，作為活性層的材料而包含至少一種已說明的p型半導體材料以及至少兩種已說明的n型半導體材料，結果可進一步提高預烘烤步驟及/或後烘烤步驟中的加熱溫度。具體而言，可將預烘烤步驟及/或後烘烤步驟中的加熱溫度設為較佳為200℃以上，更佳為220℃以上。加熱溫度的上限較佳為300℃以下，更佳為250℃以下。

預烘烤步驟及後烘烤步驟中的合計加熱處理時間例如可設為1小時。

預烘烤步驟中的加熱溫度與後烘烤步驟中的加熱溫度可相同亦可不同。

加熱處理時間例如可設為10分鐘以上。加熱處理時間的上限值並無特別限定，但考慮到節拍時間等，例如可設為4小時。

活性層的厚度可藉由適宜調整塗佈液中的固體成分濃度、所述步驟(i)及/或步驟(ii)的條件，設為任意適合的所期望的厚度。

形成活性層的步驟除了包括所述步驟(i)及步驟(ii)以外，亦可以不損害本發明的目的及效果為條件而包括其他步驟。

本實施方式的光電轉換元件的製造方法可為製造包括多個活性層的光電轉換元件的方法，亦可為重覆多次步驟(i)及步驟(ii)的方法。

(電子傳輸層的形成步驟)

本實施方式的光電轉換元件的製造方法包括形成設置於活性層上的電子傳輸層(電子注入層)的步驟。

電子傳輸層的形成方法並無特別限定。就使電子傳輸層的形成步驟變得更簡便的觀點而言，較佳為藉由先前公知的任意適合的真空蒸鍍法來形成電子傳輸層。

(陰極的形成步驟)

陰極的形成方法並無特別限定。陰極例如可藉由塗佈法、真空蒸鍍法、濺射法、離子鍍法、鍍敷法等先前公知的任意適合的方法，將所述例示的電極的材料形成於電子傳輸層上。藉由以上的步驟，製造本實施方式的光電轉換元件。

(密封體的形成步驟)

當形成密封體時，於本實施方式中，使用先前公知的任意適合的密封材(接著劑)及基板(密封基板)。具體而言，以包圍所製造的光電轉換元件的周邊的方式，於支持基板上塗佈例如UV硬化性樹脂等密封材後，藉由密封材無間隙地貼附後，使用UV光的照射等適合於所選擇的密封材的方法，將光電轉換元件密封於支持基板與密封基板的間隙中，藉此可獲得光電轉換元件的密封體。

3.圖像感測器、生物體認證裝置的製造方法

如上所述，作為本實施方式的光電轉換元件的特別是光檢測元件可組裝至圖像感測器、生物體認證裝置中來發揮功能。

此種圖像感測器、生物體認證裝置可藉由包括含有於200℃以上的加熱溫度下加熱光電轉換元件(光電轉換元件的密封體)的處理的步驟的製造方法來製造。

具體而言，當進行將光電轉換元件組裝至圖像感測器或生物體認證裝置中的步驟時，例如藉由進行搭載於配線基板上時進行的回流步驟等，可進行於200℃以上、進而220℃以上的加熱溫度下進行加熱的處理。然而，根據本實施方式的光電轉換元件，使用已說明的n型半導體材料作為活性層的材料。結果可抑制所組裝的光電轉換元件的EQE的降低或進一步提高EQE、進而抑制暗電流的增加或進一步降低暗電流，可有效地提高耐熱性，因此可提高所製造的圖像感測器、生物體認證裝置的檢測精度等的特性。

[實施例]

以下，為了進一步詳細說明本發明，示出實施例。本發明並不限定於以下說明的實施例。

本實施例中，使用下述表1及表2所示的p型半導體材料(供電子性化合物)以及下述表3及表4所示的n型半導體材料(受電子性化合物)。

關於作為p型半導體材料的高分子化合物P-1，參考國際公開第2011/052709號中記載的方法進行合成並使用。

關於作為p型半導體材料的高分子化合物P-2，參考國際公開第2013/051676號中記載的方法進行合成並使用。

關於作為p型半導體材料的高分子化合物P-3，參考國際公開第2011/052709號中記載的方法進行合成並使用。

關於作為p型半導體材料的高分子化合物P-4，參考國際公開第2014/31364號中記載的方法進行合成並使用。

關於作為p型半導體材料的高分子化合物P-5，參考國際公開第2014/31364號中記載的方法進行合成並使用。

關於作為p型半導體材料的高分子化合物P-13，自市場獲取P3HT(商品名，西格瑪奧德里奇(SIGMA-ALDRICH)公司製造)並使用。

關於作為p型半導體材料的高分子化合物P-14，自市場獲取PCE10/PTB7-Th(商品名，1-材料(material)公司製造)並使用。

關於作為n型半導體材料的化合物N-1，自市場獲取diPDI(商品名，1-材料(material)公司製造)並使用。

關於作為n型半導體材料的化合物N-2(diPDI(C11)-2CF3)，如後述的合成例1般合成並使用。

關於作為n型半導體材料的化合物N-14，自市場獲取ITIC(商品名，1-材料(material)公司製造)並使用。

關於作為n型半導體材料的化合物N-15，自市場獲取ITIC-4F(商品名，1-材料(material)公司製造)並使用。

關於作為n型半導體材料的化合物N-16，自市場獲取COi8DFIC(商品名，1-材料(material)公司製造)並使用。

關於作為n型半導體材料的化合物N-17，自市場獲取Y6(商品名，1-材料(material)公司製造)並使用。

關於作為n型半導體材料的化合物N-18，自市場獲取E100(商品名，前沿碳(Frontier Carbon)公司製造)並使用。

關於作為n型半導體材料的化合物N-19，自市場獲取[C70]PCBM(商品名，奈米-C(Nano-C)公司製造)並使用。

此處，關於本實施例中使用的p型半導體材料及n型半導體材料，下述表5中分別示出作為漢森溶解度參數(HSP)的構成成分的分散能量(δD)、極化能量(δP)及氫鍵能量(δH)的值。

再者，表5中，p型半導體材料為高分子化合物P-1與高分子化合物P-2的混合物(P-1+P-2)且其重量比為1：1(重量分率均為0.5)時的漢森溶解度參數如已說明般，例如關於δD，如下述式般算出(對於δP及δH亦同樣地算出)。

δD(P-1+P-2)=δD(P-1)×重量分數(0.5)+δD(P-2)×重量分數(0.5)=18.45

<合成例1>(化合物N-2的合成)

由下述式所表示的化合物1合成下述式所表示的化合物2(化合物N-2)。

於利用氮氣置換了內部的環境的100mL三口燒瓶中，放入利用材料化學雜誌C(J.Mater.Chem.C),2016,4,4134-4137中記載的方法合成的化合物1 295mg(0.190mmol)、4,4'-二-第三丁基-2,2'-聯吡啶107mg(0.399mmol)、(三氟甲基)三(三苯基膦)銅(I)367mg(0.399mmol)、脫水甲苯15mL，獲得溶液。

將所獲得的溶液於80℃(浴溫)下加熱攪拌8小時同時使其反應。反應結束後，將所獲得的反應液冷卻至常溫，分別利用水及10%乙酸水進行分液清洗。

利用無水硫酸鎂將藉由分液清洗所獲得的有機層進行乾燥，並進行過濾，減壓下蒸餾除去溶劑，獲得粗產物。藉由利用矽膠管柱對所獲得的粗產物進行精製，以黑茶色固體的形式獲得作為目標物的化合物2 228mg(0.149mmol，產率78.4%)。

關於所獲得的化合物2，對核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance，NMR)光譜進行解析。結果如下述般。

[¹H NMR(400MHz,CDCl₃)]

δ 9.10(br,2H),8.78(br,2H),8.67(m,2H),8.27(m,6H),5.13(br,4H),2.16(br,8H),1.78(br,8H),1.21(br,48H),0.78(t,24H).

[19F NMR(400MHz,CDCl₃)]

δ-55.1

<製備例1>(油墨I-1的製備)

使用作為第一溶劑的四氫萘、作為第二溶劑的苯甲酸丁酯，並將第一溶劑與第二溶劑的體積比設為97：3來製備混合溶劑。

於所獲得的混合溶劑中，將作為p型半導體材料的高分子化合物P-1以成為相對於油墨的總重量而為1.5重量%的濃度的方式、且將作為n型半導體材料的化合物N-1(第一n型半導體材料)以成為相對於油墨的總重量而為1.125重量%的濃度的方式，進而將作為n型半導體材料的化合物N-18(第二n型半導體材料)以成為相對於油墨的總重量而為1.125重量%的濃度的方式(p型半導體材料/n型半導體材料=1/1.5)混合，於60℃下攪拌8小時獲得混合液，將所獲得的混合液使用過濾器進行過濾，獲得油墨(I-1)。

<製備例2~製備例8、製備例14>

藉由下述表6中所示的組合使用p型半導體材料及n型半導體材料，除此以外，藉由與製備例1同樣的方法進行油墨(I-2)~油墨(I-8)、油墨(I-14)的製備。

<製備例9>

於鄰二氯苯中，將作為p型半導體材料的高分子化合物P-3以成為相對於油墨的總重量而為1.2重量%的濃度的方式、且將作為n型半導體材料的化合物N-1(第一n型半導體材料)以成為相對於油墨的總重量而為0.9重量%的濃度的方式，進而將作為n型半導體材料的化合物N-18(第二n型半導體材料)以成為相對於油墨的總重量而為0.9重量%的濃度的方式(p型半導體材料/n型半導體材料=1/1.5)混合，於60℃下攪拌8小時獲得混合液，將所獲得的混合液使用過濾器進行過濾，獲得油墨(I-9)。

<製備例10>

於鄰二氯苯中，將作為p型半導體材料的高分子化合物P-4以成為相對於油墨的總重量而為0.5重量%的濃度的方式、且將作為n型半導體材料的化合物N-1(第一n型半導體材料)以成為相對於油墨的總重量而為0.375重量%的濃度的方式，進而將作為n型半導體材料的化合物N-18(第二n型半導體材料)以成為相對於油墨的總重量而為0.375重量%的濃度的方式(p型半導體材料/n型半導體材料=1/1.5)混合，於60℃下攪拌8小時獲得混合液，將所獲得的混合液使用過濾器進行過濾，獲得油墨(I-10)。

<製備例11>

以下述表6中所示的組合使用p型半導體材料及n型半導體材料，除此以外，藉由與製備例10同樣的方法進行油墨(I-11)的製備。

<製備例12>

將作為p型半導體材料的高分子化合物P-1以成為相對於油墨的總重量而為1.5重量%的濃度的方式、且將作為n型半導體材料的化合物N-1(第一n型半導體材料)以成為相對於油墨的總重量而為2.04重量%的濃度的方式，進而將作為n型半導體材料的化合物N-18(第二n型半導體材料)以成為相對於油墨的總重量而為0.21重量%的濃度的方式(p型半導體材料/n型半導體材料=1/1.5)混合，除此以外，藉由與製備例1同樣的方法進行油墨(I-12)的製備。

<製備例13>

將作為p型半導體材料的高分子化合物P-1以成為相對於油墨的總重量而為1.5重量%的濃度的方式、且將作為n型半導體材料的化合物N-1(第一n型半導體材料)以成為相對於油墨的總重量而為1.875重量%的濃度的方式，進而將作為n型半導體材料的化合物N-18(第二n型半導體材料)以成為相對於油墨的總重量而為0.375重量%的濃度的方式(p型半導體材料/n型半導體材料=1/1.5)混合，除此以外，藉由與製備例1同樣的方法進行油墨(I-13)的製備。

<製備例15>

將作為p型半導體材料的高分子化合物P-1(第一p型半導體材料)以成為相對於油墨的總重量而為0.7重量%的濃度的方式、且將作為p型半導體材料的高分子化合物P-2(第二p型半導體材料)以成為相對於油墨的總重量而為0.7重量%的濃度的方式、進而將作為n型半導體材料的化合物N-1(第一n型半導體材料)以成為相對於油墨的總重量而為1.1重量%的濃度的方式，而且將作為n型半導體材料的化合物N-18(第二n型半導體材料)以成為相對於油墨的總重量而為1.1重量%的濃度的方式(p型半導體材料/n型半導體材料=1/1.57)混合，除此以外，藉由與製備例1同樣的方法進行油墨(I-15)的製備。

<比較製備例1>

將作為p型半導體材料的高分子化合物P-13以成為相對於油墨的總重量而為1.5重量%的濃度的方式、且將作為n型半導體材料的化合物N-14(第一n型半導體材料)以成為相對於油墨的總重量而為0.75重量%的濃度的方式，進而將作為n型半導體材料的化合物N-19(第二n型半導體材料)以成為相對於油墨的總重量而為0.75重量%的濃度的方式(p型半導體材料/n型半導體材料=1/1)混合，除此以外，藉由與製備例1同樣的方法進行油墨(C-1)的製備。

<比較製備例2>

將作為p型半導體材料的高分子化合物P-13以成為相對於油墨的總重量而為1.5重量%的濃度的方式、且將作為n型半導體材料的化合物N-1(第一n型半導體材料)以成為相對於油墨的總重量而為0.75重量%的濃度的方式，進而將作為n型半導體材料的化合物N-19(第二n型半導體材料)以成為相對於油墨的總重量而為0.75重量%的濃度的方式(p型半導體材料/n型半導體材料=1/1)混合，除此以外，藉由與製備例1同樣的方法進行油墨(C-2)的製備。

<比較製備例3>

將作為p型半導體材料的高分子化合物P-14以成為相對於油墨的總重量而為1.5重量%的濃度的方式、且將作為n型半導體材料的化合物N-16(第一n型半導體材料)以成為相對於油墨的總重量而為1.575重量%的濃度的方式，進而將作為n型半導體材料的化合物N-19(第二n型半導體材料)以成為相對於油墨的總重量而為0.675重量%的濃度的方式(p型半導體材料/n型半導體材料=1/1.5)混合，除此以外，藉由與製備例1同樣的方法進行油墨(C-3)的製備。

<比較製備例4>

將作為p型半導體材料的高分子化合物P-14以成為相對於油墨的總重量而為1.5重量%的濃度的方式、且將作為n型半導體材料的化合物N-15(第一n型半導體材料)以成為相對於油墨的總重量而為2.25重量%的濃度的方式，進而將作為n型半導體材料的化合物N-19(第二n型半導體材料)以成為相對於油墨的總重量而為0.45重量%的濃度的方式(p型半導體材料/n型半導體材料=1/1.8)混合，除此以外，藉由與製備例1同樣的方法進行油墨(C-4)的製備。

<比較製備例5>

將作為p型半導體材料的高分子化合物P-1以成為相對於油墨的總重量而為1.5重量%的濃度的方式、且將作為n型半導體材料的化合物N-18(第一n型半導體材料)以成為相對於油墨的總重量而為2.04重量%的濃度的方式，進而將作為n型半導體材料的化合物N-19(第二n型半導體材料)以成為相對於油墨的總重量而為0.21重量%的濃度的方式(p型半導體材料/n型半導體材料=1/1.5)混合，除此以外，藉由與製備例1同樣的方法進行油墨(C-5)的製備。

<實施例1>(光電轉換元件的製造及評價)

(1)光電轉換元件及其密封體的製造

如以下般，製造光電轉換元件及其密封體。再者，為了後述的評價，於各實施例(及比較例)中製造多個光電轉換元件及其密封體。

準備藉由濺射法以50nm的厚度形成有ITO的薄膜(陽極)的玻璃基板，對所述玻璃基板進行作為表面處理的臭氧UV處理。

接著，藉由旋塗法將油墨(I-1)塗佈於ITO的薄膜上來形成塗膜後，於氮氣環境下使用加熱至100℃的加熱板進行10分鐘加熱處理來使其乾燥(預烘烤步驟)。

進而，於氮氣環境下，於加熱至100℃的加熱板上，對於玻璃基板上依次積層有陽極及活性層的結構體進行50分鐘加熱處理(後烘烤步驟)，形成活性層。所形成的活性層的厚度約為300nm。

接著，於電阻加熱蒸鍍裝置內，於所形成的活性層上以約5nm的厚度形成鈣(Ca)層，作為電子傳輸層。

繼而，於所形成的電子傳輸層上以約60nm的厚度形成銀(Ag)層，作為陰極。

藉由以上步驟，於玻璃基板上製造光電轉換元件。將所獲得的結構體作為樣品1。

接著，以包圍所製造的光電轉換元件的周邊的方式，於作為支持基板的玻璃基板上塗佈作為密封材的UV硬化性密封劑，貼合作為密封基板的玻璃基板後，照射UV光，將光電轉換元件密封於支持基板與密封基板的間隙，藉此獲得光電轉換元件的密封體。密封於支持基板與密封基板的間隙的光電轉換元件自其厚度方向觀察時的平面形狀為2mm×2mm的正方形。

(2)光電轉換元件的評價

(i)耐熱性及特性的評價

對所製造的光電轉換元件的密封體施加-5V的反向偏置電壓，分別使用太陽模擬器(CEP-2000、分光計器公司製造)以及數字源表(Sourcemeter)(吉時利(KEITHLEY)2450 Source Meter、吉時利儀器(Keithley Instruments)公司製造)對所述施加電壓下的外部量子效率(EQE)以及暗電流進行評價。

關於EQE，首先於對光電轉換元件的密封體施加-5V的反向偏置電壓的狀態下，測定於300nm至1200nm的波長範圍中每20nm照射一定光子數(1.0×10¹⁶)的光時所產生的電流的電流值，藉由公知的方法求出波長300nm至1200nm的EQE的光譜。

接著，將所獲得的每20nm的多個測定值中最接近吸收波峰波長的波長(λmax)下的測定值作為EQE的值(%)。

當評價光電轉換元件的EQE時，對以後烘烤步驟中的加熱溫度設為100℃的光電轉換元件(樣品1)中的EQE的值為基準，利用變更了後烘烤步驟的加熱溫度的光電轉換元件(樣品2)中的EQE的值進行除法運算來進行標準化而得的值(EQE_heat/EQE_100℃)進行評價。將結果示於下述表7及圖7中。圖7是表示加熱溫度與EQE_heat/EQE_100℃的關係的圖表。

如由表7及圖7明確般，可知關於實施例1的「樣品2」，即便後烘烤步驟中的加熱溫度為220℃，EQE的值亦不會降低，EQE反而有提高的傾向。因此，耐熱性的評價於100℃~220℃的範圍內可以說是「良好(○)」。

<實施例2~實施例15>(光電轉換元件的製造及評價)

除了使用油墨(I-2)~油墨(I-15)來代替油墨(I-1)以外，以與已說明的實施例1同樣的方式製造光電轉換元件的密封體。再者，於實施例2~實施例15的任一者中，「樣品1」的後烘烤步驟中的加熱溫度均設為100℃。

實施例2~實施例3、實施例8~實施例10、實施例12、實施例13、實施例15的「樣品2」的後烘烤步驟中的加熱溫度如表7所示般設為220℃，實施例4~實施例7、實施例11、實施例 14的「樣品2」的後烘烤步驟中的加熱溫度如表7所示般設為200℃。將結果示於圖7。

<比較例1~比較例5>(光電轉換元件的製造及評價)

除了使用油墨(C-1)~油墨(C-5)來代替油墨(I-1)以外，以與已說明的實施例1同樣的方式製造光電轉換元件的封裝體。再者，於比較例1~比較例5的任一者中，「樣品1」的後烘烤步驟中的加熱溫度均設為100℃。比較例1~比較例4的「樣品2」的後烘烤步驟中的加熱溫度如表8所示般設為180℃，比較例5的「樣品2」的後烘烤步驟中的加熱溫度如表8所示般設為170℃。將結果示於圖8。

如由表7及圖7明確般，可知關於實施例2~實施例15的「樣品2」，即便後烘烤步驟中的加熱溫度為200℃以上，「EQE_heat/EQE_100℃」的值亦維持0.85以上，因此EQE的值不會因基於後烘烤步驟的加熱處理而降低。因此，「樣品2」的以EQE為指標的耐熱性的評價於200℃以上亦可以說是「良好(○)」。

另一方面，關於比較例1~比較例5的「樣品2」的耐熱性評價，特別是如由圖8明確般，可知至少180℃以下的範圍內，「EQE_heat/EQE_100℃」的值小於0.85，因此EQE的值會因基於後烘烤步驟的加熱處理而降低。因此，比較例1~比較例5的以EQE為指標的耐熱性的評價可以說是「不良(×)」。

關於暗電流，於未照射光的暗狀態下，對光電轉換元件的密封體施加自-10V至2V的電壓，獲得使用公知的方法所測定的施加-5V的電壓時的電流值作為暗電流的值。

當評價光電轉換元件的暗電流時，對以後烘烤步驟中的加熱溫度設為100℃的光電轉換元件(樣品1)中的暗電流的值為基準，利用變更了後烘烤步驟的加熱溫度的光電轉換元件(樣品2)中的暗電流的值進行除法運算來進行標準化而得的值(暗電流_heat/暗電流_100℃)進行評價。將實施例1~實施例15的評價結果示於下述表9及圖9中。圖9是表示加熱溫度與暗電流_heat/暗電流_100℃的關係的圖表。

如由表9及圖9明確般，關於實施例1~實施例3、實施例8~實施例15的「樣品2」，即便後烘烤步驟中的加熱溫度為220℃，「暗電流_heat/暗電流_100℃」的值亦為1.20以下，關於實施例4~實施例7，即便後烘烤步驟中的加熱溫度為200℃，「暗電流_heat/暗電流_100℃」的值亦為1.20以下。因此，關於實施例1~實施例15的耐熱性的評價，就以「樣品2」的暗電流為指標的觀點而言，於200℃以上亦可以說是「良好(○)」。

關於比較例1~比較例5，亦與所述實施例1~實施例15同樣地對暗電流進行評價。再者，比較例1~比較例5的任一者中「樣品1」的後烘烤步驟中的加熱溫度均設為100℃。比較例1~比較例4的「樣品2」的後烘烤步驟中的加熱溫度如表10所示般設為180℃，比較例5的「樣品2」的後烘烤步驟中的加熱溫度如表10所示般設為130℃。將結果示於下述表10以及圖10及圖11中。

如由表10以及圖10及圖11明確般，可知關於比較例1~比較2、比較例4~比較例5的「樣品2」，至少180℃以下的範圍內，「暗電流heat/暗電流100℃」的值超過1.20，因此暗電流的值會因基於後烘烤步驟的加熱處理而增大。因此，比較例1~比較例2、比較例4~比較例5的以暗電流為指標的耐熱性的評價可以說是「不良(×)」。另一方面，關於比較例3的「樣品2」，於後烘烤步驟中的加熱溫度為180℃的情況下，「暗電流heat/暗電流100℃」的值為1.20以下。因此，以「樣品2」的暗電流為指標的耐熱性的評價可以說是「良好(○)」。然而，以EQE為指標的耐熱性的評價為「不良(×)」，因此作為整體的耐熱性的評價為「不良(×)」。

(ii)基於漢森溶解度參數的評價

首先，關於所述實施例1~實施例15及比較例1~比較例5的光電轉換元件，計算出用作活性層的材料的p型半導體材料、第一n型半導體材料及第二n型半導體材料的漢森溶解度參數的構成成分、即分散能量(分散能量漢森溶解度參數：δD)。算出是使用市售的計算用軟體「Hansen Solubility Parameters in Practice(HSPiP Ver.5.2)」進行。

再者，當計算漢森溶解度參數時，由於實施例1~實施例15及比較例1~比較例5的p型半導體材料、第一n型半導體材料及第二n型半導體材料具有複雜的化學結構，因此無法使用HSPiP直接算出。

藉此，根據常規方法，[1]將p型半導體材料、第一n型半導體材料及第二n型半導體材料的化學結構切斷以分割為多個部分結構，[2]針對每個包含該部分結構且能夠利用HSPiP直接算出的部分化合物算出δD，[3]將計算出的每個部分化合物的δD值與部分化合物的重量分率相乘而得的值相加，將最終獲得的值設為p型半導體材料的分散能量漢森溶解度參數δD(P)、第一n型半導體材料的分散能量漢森溶解度參數(δD(N'))及第二n型半導體材料的分散能量漢森溶解度參數(δD(N"))。作為富勒烯衍生物的部分結構的C₆₀富勒烯的δD使用軟體附屬的e-Book中記載的22.5MPa^0.5，對於C₇₀富勒烯的δD亦設為22.5MPa^0.5。結果如表5所示般。

此處，關於δD(Ni)及δD(Nii)，當將|δD(P)-δD(N')|的值與|δD(P)-δD(N")|的值加以比較時，將成為更小值的分散能量漢森溶解度參數設為δD(Ni)，將成為更大值的分散能量漢森溶解度參數設為δD(Nii)。

將實施例1~實施例15及比較例1~比較例5的結果示於下述表11及表12、以及圖12。圖12是表示|δD(P)-δD(Ni)|與|δD(Ni)-δD(Nii)|的關係的圖表。

如表11及表12以及圖12所示般，證明了具有良好的特性及良好的耐熱性的實施例1~實施例15的光電轉換元件均滿足已說明的必要條件(i)及必要條件(ii)。另一方面，比較例1~比較例5的光電轉換元件不滿足必要條件(i)及必要條件(ii)中的任一者。如此，可知本發明的作用效果與分散能量漢森溶解度參數(δD)所涉及的所述參數群相關。

10:光電轉換元件

11:支持基板

12:陽極

13:電洞傳輸層

14:活性層

15:電子傳輸層

16:陰極

17:密封構件

Claims

一種光電轉換元件，包括陽極、陰極、以及設置於所述陽極與所述陰極之間的活性層，其中所述活性層包含至少一種的p型半導體材料及至少兩種的n型半導體材料，所述至少一種的p型半導體材料的分散能量漢森溶解度參數δD(P)以及所述至少兩種的n型半導體材料的第一分散能量漢森溶解度參數δD(Ni)及第二分散能量漢森溶解度參數δD(Nii)滿足下述必要條件(i)及必要條件(ii)，必要條件(i)：2.1MPa^0.5<|δD(P)-δD(Ni)|+|δD(Ni)-δD(Nii)|<4.0MPa^0.5 必要條件(ii)：0.8MPa^0.5<|δD(P)-δD(Ni)|且0.2MPa^0.5<|δD(Ni)-δD(Nii)|所述必要條件(i)及必要條件(ii)中，δD(P)為由下述式(1)算出的值，
式(1)中，a為1以上的整數，且表示所述活性層中所含的p型半導體材料的種類數， b為1以上的整數，且表示所述活性層中所含的p型半導體材料的重量的值以從大到小的順序排列時的位次，W_b表示位次為b位的p型半導體材料(P_b)的活性層中所含的重量，δD(P_b)表示p型半導體材料(P_b)的分散能量漢森溶解度參數，δD(Ni)及δD(Nii)基於由下述式(2)及式(3)算出的δD(N')及δD(N")決定，當將|δD(P)-δD(N')|的值與|δD(P)-δD(N")|的值加以比較時，成為更小值的分散能量漢森溶解度參數為δD(Ni)，成為更大值的分散能量漢森溶解度參數為δD(Nii)；其中，於重量的值以從大到小的順序排列時的位次為最大的材料存在兩種以上的情況下，所述兩種以上的材料中，將分散能量漢森溶解度參數(δD)的值最大的材料的值設為δD(N')；δD(N')=δD(N₁) (2)式(2)中，δD(N₁)表示兩種以上的n型半導體材料中於所述活性層中所含的重量的值最大的n型半導體材料的分散能量漢森溶解度參數，
式(3)中，c為2以上的整數，且表示所述活性層中所含的n型半導體材料的種類數，d為1以上的整數，且表示所述活性層中所含的n型半導體材料的重量的值以從大到小的順序排列時的位次，W_d表示位次為d位的n型半導體材料(N_d)的活性層中所含的重量，δD(N_d)表示n型半導體材料(N_d)的分散能量漢森溶解度參數。
如請求項1所述的光電轉換元件，其中所述p型半導體材料為具有下述式(I)所表示的構成單元的高分子化合物，
式(I)中，Ar¹及Ar²表示可具有取代基的三價芳香族雜環基，Z表示下述式(Z-1)~式(Z-7)所表示的基，
式(Z-1)~式(Z-7)中，R表示：氫原子、鹵素原子、可具有取代基的烷基、可具有取代基的芳基、可具有取代基的環烷基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的環烷氧基、可具有取代基的芳氧基、可具有取代基的烷硫基、可具有取代基的環烷硫基、可具有取代基的芳硫基、可具有取代基的一價雜環基、可具有取代基的取代胺基、可具有取代基的醯基、可具有取代基的亞胺殘基、可具有取代基的醯胺基、可具有取代基的醯亞胺基、可具有取代基的取代氧基羰基、可具有取代基的烯基、可具有取代基的環烯基、可具有取代基的炔基、可具有取代基的環炔基、氰基、硝基、-C(=O)-R^a所表示的基、或-SO₂-R^b所表示的基，R^a及R^b分別獨立地表示：氫原子、可具有取代基的烷基、可具有取代基的芳基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的芳氧基、或可具有取代基的一價雜環基，式(Z-1)~式(Z-7)中，存在兩個R時，存在兩個的R可相同亦可不同。
如請求項1或請求項2所述的光電轉換元件，其中所述至少兩種的n型半導體材料中的至少一種為非富勒烯化合物。
如請求項3所述的光電轉換元件，其中所述至少兩種的n型半導體材料中的至少一種為非富勒烯化合物，且剩餘的n型半導體材料為富勒烯衍生物。
如請求項3所述的光電轉換元件，其中所述至少兩種的n型半導體材料均為非富勒烯化合物。
如請求項3所述的光電轉換元件，其中所述非富勒烯化合物為下述式(VIII)所表示的化合物，
式(VIII)中，R₁表示氫原子、鹵素原子、可具有取代基的烷基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的一價芳香族烴基或可具有取代基的一價芳香族雜環基；存在多個的R₁可相同亦可不同，R₂表示氫原子、鹵素原子、可具有取代基的烷基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的一價芳香族烴基或可具有取代基的一價芳香族雜環基；存在多個的R₂可相同亦可不同。
如請求項3所述的光電轉換元件，其中所述非富勒烯化合物為下述式(IX)所表示的化合物，A¹-B¹⁰-A² (IX)式(IX)中，A¹及A²分別獨立地表示拉電子性基，B¹⁰表示包含π共軛系的基。
如請求項7所述的光電轉換元件，其中所述非富勒烯化合物為下述式(X)所表示的化合物，A¹-(S¹)_n1-B¹¹-(S²)_n2-A² (X)式(X)中，A¹及A²分別獨立地表示拉電子性基，S¹及S²分別獨立地表示：可具有取代基的二價碳環基、可具有取代基的二價雜環基、-C(R^s1)=C(R^s2)-所表示的基、或-C≡C-所表示的基，R^s1及R^s2分別獨立地表示氫原子或取代基，B¹¹表示包含選自由碳環及雜環所組成的群組中的兩個以上的環結構縮合而成的縮合環、並且不含鄰-迫位縮合結構且可具有取代基的二價基，n1及n2分別獨立地表示0以上的整數。
如請求項8所述的光電轉換元件，其中B¹¹為包含選自由下述式(Cy1)~式(Cy9)所表示的結構所組成的群組中的兩個以上的環結構縮合而成的縮合環、並且可具有取代基的二價基，
式中，R表示：氫原子、鹵素原子、可具有取代基的烷基、可具有取代基的芳基、可具有取代基的環烷基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的環烷氧基、可具有取代基的芳氧基、可具有取代基的烷硫基、可具有取代基的環烷硫基、可具有取代基的芳硫基、可具有取代基的一價雜環基、可具有取代基的取代胺基、可具有取代基的醯基、可具有取代基的亞胺殘基、可具有取代基的醯胺基、可具有取代基的醯亞胺基、可具有取代基的取代氧基羰基、可具有取代基的烯基、可具有取代基的環烯基、可具有取代基的炔基、可具有取代基的環炔基、氰基、硝基、-C(=O)-R^a所表示的基、或 -SO₂-R^b所表示的基，R^a及R^b分別獨立地表示：氫原子、可具有取代基的烷基、可具有取代基的芳基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的芳氧基、或可具有取代基的一價雜環基。
如請求項8所述的光電轉換元件，其中S¹及S²分別獨立地為下述式(s-1)所表示的基或式(s-2)所表示的基，
式(s-1)及式(s-2)中，X³表示氧原子或硫原子；R^a10分別獨立地表示氫原子、鹵素原子或烷基。
如請求項7所述的光電轉換元件，其中A¹及A²分別獨立地為-CH=C(-CN)₂所表示的基、及選自由下述式(a-1)~式(a-7)所組成的群組中的基，
式(a-1)~式(a-7)中，T表示：可具有取代基的碳環、或可具有取代基的雜環，X⁴、X⁵及X⁶分別獨立地表示氧原子、硫原子、亞烷基或=C(-CN)₂所表示的基，X⁷表示氫原子、鹵素原子、氰基、可具有取代基的烷基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的芳基、或可具有取代基的一價雜環基，R^a1、R^a2、R^a3、R^a4及R^a5分別獨立地表示氫原子、可具有取代基的烷基、鹵素原子、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的芳基或一價雜環基。
如請求項1或請求項2所述的光電轉換元件，其中所述活性層藉由包括於200℃以上的加熱溫度下進行加熱的處理的步驟形成。
如請求項1或請求項2所述的光電轉換元件，其為光檢測元件。
一種圖像感測器，包括如請求項13所述的光電轉換元件，且藉由包括含有於200℃以上的加熱溫度下加熱所述光電轉換元件的處理的步驟的製造方法來製造。
一種生物體認證裝置，包括如請求項13所述的光電轉換元件，且藉由包括含有於200℃以上的加熱溫度下加熱所述光電轉換元件的處理的步驟的製造方法來製造。
一種光電轉換元件的製造方法，為如請求項1至請求項11中任一項所述的光電轉換元件的製造方法，其中，形成所述活性層的步驟包括將包括所述至少一種的p型半導體材料以及所述至少兩種的n型半導體材料的油墨塗佈於塗佈對象上以獲得塗膜的步驟(i)、以及自所獲得的塗膜中除去溶劑的步驟(ii)。
如請求項16所述的光電轉換元件的製造方法，更包括於200℃以上的加熱溫度下進行加熱的步驟。
如請求項17所述的光電轉換元件的製造方法，其中於200℃以上的加熱溫度下進行加熱的步驟於所述步驟(ii)之後實施。
一種組成物，包含至少一種的p型半導體材料以及至少兩種的n型半導體材料，所述至少一種的p型半導體材料的分散能量漢森溶解度參數δD(P)以及所述至少兩種的n型半導體材料的第一分散能量漢森溶解度參數δD(Ni)及第二分散能量漢森溶解度參數δD(Nii)滿足下述必要條件(i)及必要條件(ii)，必要條件(i)：2.1MPa^0.5<|δD(P)-δD(Ni)|+|δD(Ni)-δD(Nii)|<4.0MPa^0.5 必要條件(ii)：0.8MPa^0.5<|δD(P)-δD(Ni)|且0.2MPa^0.5<|δD(Ni)-δD(Nii)|所述必要條件(i)及必要條件(ii)中，δD(P)為由下述式(1)算出的值，
式(1)中，a為1以上的整數，且表示所述組成物中所含的p型半導體材料的種類數，b為1以上的整數，且表示所述組成物中所含的p型半導體材料的重量的值以從大到小的順序排列時的位次，W_b表示位次為b位的p型半導體材料(P_b)的組成物中所含的重量，δD(P_b)表示p型半導體材料(P_b)的分散能量漢森溶解度參數，δD(Ni)及δD(Nii)基於由下述式(2)及式(3)算出的δD(N')及δD(N")決定，當將|δD(P)-δD(N')|的值與|δD(P)-δD(N")|的值加以比較時，成為更小值的分散能量漢森溶解度參數為δD(Ni)，成為更大值的分散能量漢森溶解度參數為δD(Nii)；其中，於重量的值以從大到小的順序排列時的位次為最大的材料存在兩種以上的情況下，所述兩種以上的材料中，將分散能量漢森溶解度參數(δD)的值最大的材料的值設為δD(N')，δD(N')=δD(N₁) (2)式(2)中，δD(N₁)表示兩種以上的n型半導體材料中於所述組成物中所含的重量的值最大的n型半導體材料的分散能量漢森溶解度參數，
式(3)中， c為2以上的整數，且表示所述組成物中所含的n型半導體材料的種類數，d為1以上的整數，且表示所述組成物中所含的n型半導體材料的重量的值以從大到小的順序排列時的位次，W_d表示位次為d位的n型半導體材料(N_d)的所述組成物中所含的重量，δD(N_d)表示n型半導體材料(N_d)的分散能量漢森溶解度參數。
如請求項19所述的組成物，其中所述p型半導體材料為具有下述式(I)所表示的構成單元的高分子化合物，
式(I)中，Ar¹及Ar²表示可具有取代基的三價芳香族雜環基，Z表示下述式(Z-1)~式(Z-7)所表示的基，
式(Z-1)~式(Z-7)中， R表示：氫原子、鹵素原子、可具有取代基的烷基、可具有取代基的芳基、可具有取代基的環烷基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的環烷氧基、可具有取代基的芳氧基、可具有取代基的烷硫基、可具有取代基的環烷硫基、可具有取代基的芳硫基、可具有取代基的一價雜環基、可具有取代基的取代胺基、可具有取代基的醯基、可具有取代基的亞胺殘基、可具有取代基的醯胺基、可具有取代基的醯亞胺基、可具有取代基的取代氧基羰基、可具有取代基的烯基、可具有取代基的環烯基、可具有取代基的炔基、可具有取代基的環炔基、氰基、硝基、-C(=O)-R^a所表示的基、或-SO₂-R^b所表示的基，R^a及R^b分別獨立地表示：氫原子、可具有取代基的烷基、可具有取代基的芳基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的芳氧基、或可具有取代基的一價雜環基，式(Z-1)~式(Z-7)中，存在兩個R時，兩個R可相同亦可不同；所述至少兩種的n型半導體材料中的至少一種為非富勒烯化合物。
如請求項20所述的組成物，其中所述至少兩種的n型半導體材料中的至少一種為非富勒烯化合物，且剩餘的n型半導體材料為富勒烯衍生物。
如請求項20所述的組成物，其中所述至少兩種的n型半導體材料均為非富勒烯化合物。
如請求項20至請求項22中任一項所述的組成物，其中所述非富勒烯化合物為下述式(VIII)所表示的化合物，
式(VIII)中，R₁表示氫原子、鹵素原子、可具有取代基的烷基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的一價芳香族烴基或可具有取代基的一價芳香族雜環基；存在多個的R₁可相同亦可不同，R₂表示氫原子、鹵素原子、可具有取代基的烷基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的一價芳香族烴基或可具有取代基的一價芳香族雜環基；存在多個的R₂可相同亦可不同。
如請求項20至請求項22中任一項所述的組成物，其中所述非富勒烯化合物為下述式(IX)所表示的化合物，A¹-B¹⁰-A² (IX)式(IX)中， A¹及A²分別獨立地表示拉電子性基，B¹⁰表示包含π共軛系的基。
一種油墨，包含如請求項19至請求項24中任一項所述的組成物。