专利名称：光电转换器件、摄像装置和太阳能电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及采用有机光电转换材料的光电转换器件，还涉及设置有该光电转换器件的摄像装置和太阳能电池。
背景技术：
在具有相关技术的结构的图像传感器中，光电二极管设置于硅基板上并且在光电·二级管上形成有滤色器，在这样的图像传感器中，由于滤色器造成的光的损失而导致了光的利用效率的劣化。另外，由于透过滤色器的光的波长是受到限制的，所以为了防止当颜色再现时产生伪色(false color)，光学低通滤波器是必需的，而该光学低通滤波器也导致了光的损失。为了对这样的问题进行改善，曾提出了采用有机光电转换材料的光电转换器件(例如，参见专利文献 JP-A-2003-332551、JP-A-2005-303266 和 JP-A-2006-100767)。在彩色摄像装置(图像传感器)中使用了采用有机光电转换材料的光电转换器件的情况下，能够在有机光电转换材料的内部对入射光进行光电转换，而不会产生由于滤色器而导致的任何损失。因此,能够改善光的利用效率。例如可以按照如下方式来构造采用有机光电转换材料的光电转换器件在第一电极和第二电极之间设置由有机光电转换材料形成的光电转换膜，并且在位于光照射侧的那个电极上使用具有透光性的导电材料。上述具有透光性的导电材料的示例包括铟锡氧化物(Indium Tin Oxide ；ΙΤ0)等,并且该导电材料通常具有大的功函数。这里,在曾经提出的光电转换器件中，使用诸如喹B丫唳酮衍生物(quinacridonederivative)等有机光电转换材料作为光电转换膜。在使用喹吖唳酮衍生物的情况下，优点之一是改善了光电转换效率。然而，由于喹π丫唳酮衍生物的电离势(ionization potential)小,所以当向具有大的功函数的电极施加正电压时易于产生空穴注入漏电流。结果，即使在无光的状态下电流值仍较大，也就是说，暗时电流增大了，因而灵敏度降低了。因此，为了减小空穴注入漏电流并提高灵敏度，曾提出了采用除上述光电转换膜之外的功函数调整膜等的技术(例如，参照专利文献JP-A-2007-81137)。然而，当采用除光电转换膜之外的功函数调整膜等并且形成了多层时，由于膜的数量的增加，因而结构和制造工艺就变得复杂。于是，材料成本和制造成本增大。另外，当采用了功函数调整膜等并且形成了多层时，由于界面电阻等增大了，所以也减小了作为信号的光电流的值，并且降低了光电转换器件的量子效率。
发明内容
鉴于上述问题，本发明期望提供一种如下结构的光电转换器件在该结构的光电转换器件中，具有足够的灵敏度且能够实现低成本。本发明还期望提供设置有该光电转换器件的摄像装置和太阳能电池。本发明一个实施方案的光电转换器件具有光电转换层，所述光电转换层被形成得包含硫靛衍生物(thioindigo derivative)。 本发明另一个实施方案的摄像装置设置有固体摄像器件，在所述固体摄像器件中形成有分别包含光电转换部的多个像素。所述摄像装置包括将入射光会聚的聚光光学部。所述固体摄像器件包括光电转换层，所述光电转换层被布置于所述光电转换部的上方并且包含硫靛衍生物；以及有机滤色器层，所述有机滤色器层被布置于所述光电转换部的上方。此外，本发明上述实施方案的所述摄像装置还包括信号处理部。所述固体摄像器件通过接收由所述聚光光学部会聚的光来进行光电转换。所述信号处理部对经过光电转换后的信号进行处理。本发明又一个实施方案的太阳能电池因照射到光电转换层上的光而产生电动力。所述太阳能电池包括第一电极，所述第一电极是由透光性导电材料制成的；第二电极；以及所述光电转换层，所述光电转换层被夹置于所述第一电极与所述第二电极之间并且包含硫靛衍生物。根据本发明上述实施方案的所述光电转换器件的结构，由于具有包含硫靛衍生物的光电转换层，所以所述光电转换层的电离势更高。因此，能够抑制由于空穴注入漏电流而导致的暗时电流的产生。而且，因为仅在所述光电转换层中就能够抑制由于空穴注入漏电流而导致的暗时电流的产生，所以不需要设置用于抑制空穴注入的功函数调整膜等以致于形成多层。根据本发明上述实施方案的所述摄像装置的结构，设置有这样的固体摄像器件在该固体摄像器件中，光电转换层以及有机滤色器层布置于光电转换部的上方，所述光电转换层包含硫靛衍生物。因此，在所述光电转换层中，能够抑制由于空穴注入漏电流而导致的暗时电流的产生。而且，由于仅在所述光电转换层中就能够抑制由于空穴注入漏电流而导致的暗时电流的产生，所以不需要设置用于抑制空穴注入的功函数调整膜等以致于形成多层。根据本发明上述实施方案的所述太阳能电池的结构，设置有包含硫靛衍生物的光电转换层。因此，在所述光电转换层中，能够抑制由于空穴注入漏电流而导致的暗时电流的产生。
而且，由于仅在所述光电转换层中就能够抑制由于空穴注入漏电流而导致的暗时电流的产生，所以不需要设置用于抑制空穴注入的功函数调整膜等以致于形成多层。根据本发明的上述各实施方案，因为能够抑制由于空穴注入漏电流而导致的暗时电流的广生，所以能够提闻灵敏度。由于不需要设置用于抑制空穴注入的功函数调整膜等以致于形成多层，所以能够简化包含上述光电转换层的光电转换器件及固体摄像器件的结构，并且能够实现材料成本和制造成本的降低。另外，根据本发明的各实施方案，能够实现如下结构的光电转换器件和摄像装置按照该结构，能够实现足够的灵敏度和低成本的制造。
图I是第一实施方案的光电转换器件的结构概要图(截面图)； 图2图示了当在图I所示光电转换器件的两侧的电极间施加有电压的状态下进行光照射时电流密度的变化；图3比较了在使用硫靛衍生物作为光电转换层的材料的情况下的暗时电流密度与在使用喹吖啶酮衍生物作为光电转换层的材料的情况下的暗时电流密度；图4A和图4B是在如图3中所示分别使用上述两种材料时的能量图；图5是第二实施方案的固体摄像器件的结构概要图(其是示出了部分截面的立体图)；图6A和图6B图示了图5所示固体摄像器件的有机光电转换膜和有机滤色器层的平面排列；图7是第二实施方案的摄像装置的结构概要图(框图)；以及图8是第三实施方案的太阳能电池的结构概要图(截面图)。
具体实施例方式下面，将说明用于实现本发明的优选实施方案(下文中称为实施方案)。这里，将按照下面的顺序进行说明。I.第一实施方案(光电转换器件)2.第二实施方案(固体摄像器件和摄像装置)3.第三实施方案(太阳能电池)I.第一实施方案(光电转换器件)图I中示出了第一实施方案的光电转换器件的结构概要图(截面图)。图I中示出的光电转换器件10是通过把由有机材料形成的光电转换层12夹置于透光电极11与对置电极13之间而构成的。作为透光电极11的材料，例如，可使用诸如铟锡氧化物(Indium Tin Oxide ；ITO)、氧化锡、氧化锌或氧化钛等透光性导电材料。作为对置电极13的材料，例如，可使用诸如Al、Pt、Pd、Cr、Ni、Ag、Ta、W、Cu、Ti、
In、Sn、Fe、Co或Mo等金属元素或者包含这些金属元素的合金等。上述透光性导电材料具有大的功函数，并且由于透光电极11用作取出电子的阳极电极，所以在对置电极13中使用了用作取出空穴的阴极电极且具有小的功函数的材料。在本实施方案的光电转换器件10中，特别地，使用硫靛衍生物作为光电转换层12的材料。例如，可使用具有下面所示的结构的物质基团作为硫靛衍生物。
权利要求
1.一种光电转换器件，所述光电转换器件包括光电转换层，所述光电转换层包含硫靛衍生物。
2.根据权利要求I所述的光电转换器件，其中，所述硫靛衍生物包含至少一个吸电子基团。
3.根据权利要求I所述的光电转换器件，其中，所述硫靛衍生物具有下面的结构(I)
4.根据权利要求3所述的光电转换器件，其中，所述结构(I)中的&至1 7以及R/至R/中的至少一者是吸电子基团。
5.一种摄像装置，所述摄像装置包括 聚光光学部，所述聚光光学部将入射光会聚； 固体摄像器件，在所述固体摄像器件中形成有分别包含光电转换部的多个像素，并且所述固体摄像器件通过接收由所述聚光光学部会聚的光来进行光电转换；以及信号处理部，所述信号处理部对经过光电转换后的信号进行处理， 其中所述固体摄像器件包括光电转换层，所述光电转换层布置于所述光电转换部的上方并且包含硫靛衍生物；以及有机滤色器层，所述有机滤色器层布置于所述光电转换部的上方。
6.根据权利要求5所述的摄像装置，其中，所述光电转换层的所述硫靛衍生物包含至少一个吸电子基团。
7.一种太阳能电池，所述太阳能电池包括 第一电极，所述第一电极由透光性导电材料制成； 第二电极；以及 光电转换层，所述光电转换层被夹置于所述第一电极与所述第二电极之间并且含有硫靛衍生物， 所述太阳能电池因光照射至所述光电转换层上而产生电动力。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池，其中，所述光电转换层中的所述硫靛衍生物包含至少一个吸电子基团。
全文摘要
本发明涉及光电转换器件、摄像装置和太阳能电池。所述光电转换器件包括光电转换层，所述光电转换层包含硫靛衍生物。所述摄像装置包括将入射光会聚的聚光光学部、通过接收由所述聚光光学部会聚的光来进行光电转换的固体摄像器件、以及对经过光电转换后的信号进行处理的信号处理部，在所述固体摄像器件中形成有分别包含光电转换部的多个像素，其中所述固体摄像器件包括光电转换层和有机滤色器层，所述光电转换层布置于所述光电转换部的上方并且包含硫靛衍生物，所述有机滤色器层布置于所述光电转换部的上方。根据本发明所提供的光电转换器件的结构，具有足够的灵敏度且能够实现低成本，并提供了设置有该光电转换器件的摄像装置和太阳能电池。
文档编号H01L51/46GK102903852SQ201210253909
公开日2013年1月30日 申请日期2012年7月20日 优先权日2011年7月28日
发明者榎修, 二瓶歩未 申请人:索尼公司