(57)【要約】  本発明は、基板、電極層と機能層を含むペロブスカイト光電素子を開示し、前記電極層は基板表面に配置され、機能層は電極層の間に配置され、機能層は少なくともペロブスカイト層を含む。前記ペロブスカイト層は自己集積化多重量子井戸構造を有するペロブスカイト材料であり、材料組成を調整することにより、多重量子井戸の幅を制御することができ、多重量子井戸間の効果的なエネルギー移動を実現することができる。発光色は近紫外、可視光および近赤外光であり、既存のペロブスカイト材料膜の不連続性および不十分な安定性の問題を効果的に解決することができる。本発明のペロブスカイト光電素子の製造は、プロセスが簡単で低コストであり、大面積、低コスト、フレキシブル基板、高性能素子の工業化生産に広く用いることに適する。また、本発明は、フォトルミネッセンス、エレクトロルミネッセンス、光起電性と薄膜のトランジスタ素子に用いることができるペロブスカイト材料を開示する。【選択図】図１
2019504454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、電極層と、機能層とを含み、
前記電極層は基板表面に配置され、前記機能層は電極層の間に配置され、前記機能層は少なくともペロブスカイト層を含み、
前記ペロブスカイト層は自己集積化多重量子井戸構造を有するペロブスカイト材料であり、多重量子井戸間の効果的なエネルギー移動を実現できることを特徴とするペロブスカイト光電素子。
【請求項２】
前記自己集積化多重量子井戸構造は複数のエネルギーギャップ量子井戸構造を含み、エネルギーギャップ幅が狭から広へ、広から狭へ、あるいはランダム分布で、禁制帯幅が０．１ｅＶ〜５ｅＶであることを特徴とする請求項１に記載のペロブスカイト光電素子。
【請求項３】
前記ペロブスカイト材料はＡＸ１：ＢＸ２：ＭＸ３２のモル比１〜１００：１〜１００：１〜１００で製造され、
ＡはＲ１−Ｙ+であり、Ｒ１は１〜５０個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基、５〜１００個の炭素原子を有する脂環式炭化水素基、６〜１００個の炭素原子を有する任意に置換できるアリール基又は３〜１００個の炭素原子を有する任意に置換できるヘテロ環基であり、Ｙ+はアミン系、ピリジン系またはイミダゾール系の有機カチオンのいずれか１つであり、
ＢはＲ２−ＮＨ３+、フォルムアミジンイオン又はアルカリ金属イオンであり、Ｒ２は１個の炭素原子を有する官能基であり、
Ｍは金属元素であり、
Ｘ１、Ｘ２とＸ３はそれぞれ独立なハロゲン元素であることを特徴とする請求項１に記載のペロブスカイト光電素子。
【請求項４】
前記ＡはＲ１−Ｙ+であり、Ｒ１が１〜２０個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基、５〜５０個の炭素原子を有する脂環式炭化水素基、６〜５０個の炭素原子を有する任意に置換できるアリール基又は３〜５０個の炭素原子を有する任意に置換できるヘテロ環基で、Ｙ+はアミン系、ピリジン系またはイミダゾール系の有機カチオンのうちのいずれか１つであることを特徴とする請求項３に記載のペロブスカイト光電素子。
【請求項５】
前記Ａは以下の有機基のうちのいずれか１つであるかまたはこれらの任意の組み合わせであることを特徴とする請求項４に記載のペロブスカイト光電素子。
【化１】
2019504454.tif 000011
【請求項６】
前記ＡはＲ１−(Ｙ+)２であり、Ｒ１は１〜２０個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基、５〜５０個の炭素原子を有する脂環式炭化水素基、６〜５０個の炭素原子を有する任意に置換できるアリール基、３〜５０個の炭素原子を有する任意に置換できるヘテロ環基で、Ｙ+はアミン系、ピリジン系またはイミダゾール系の有機カチオンのうちのいずれか１つ又はこれらの任意の組み合わせであることを特徴とする請求項３に記載のペロブスカイト光電素子。
【請求項７】
前記Ａは以下の有機基のうちのいずれか１つ又はいくつかであることを特徴とする請求項６に記載のペロブスカイト光電素子。
【化２】
2019504454.tif 000012
【請求項８】
前記Ｂは有機アミン基であるメチルアミノ、フォルムアミジン、Ｋ+、Ｒｂ+とＣｓ+のうちのいずれか１つ又はこれらの任意の組み合わせであることを特徴とする請求項３に記載のペロブスカイト光電素子。
【請求項９】
前記金属元素Ｍは、第４Ａ族金属のＰｂ２+、Ｇｅ２+、Ｓｎ２+のうちのいずれか１つ、または遷移金属のＣｕ２+、Ｎｉ２+、Ｃｏ２+、Ｆｅ２+、Ｍｎ２+、Ｃｒ２+、Ｐｄ２+、Ｃｄ２+、Ｅｕ２+、Ｙｂ２+のうちのいずれか１つ、または前記金属元素のうちの任意の組み合わせであることを特徴とする請求項３に記載のペロブスカイト光電素子。
【請求項１０】
前記Ｘ１、Ｘ２とＸ３はそれぞれＣｌ、Ｂｒ及びＩからなる群から選出されたいずれか１つ又はこれらの任意の組み合わせであることを特徴とする請求項３に記載のペロブスカイト光電素子。
【請求項１１】
前記ペロブスカイト材料は、ＡＸ１、ＢＸ２とＭＸ３２から配合された前駆体溶液を基板上にスピンコートし、蒸着法を用いて前記前駆体材料を蒸着するか、又は蒸着法と溶液法との組み合わせによって製造され、自己集積化多重量子井戸構造を有し、多重量子井戸の間にエネルギー移動を実現できることを特徴とする請求項３に記載のペロブスカイト光電素子。
【請求項１２】
請求項１に記載のペロブスカイト光電素子の製造方法であって、
前記方法は、
基板を、順次にアセトン溶液、エタノール溶液及び脱イオン水で超音波洗浄を行い、洗浄した後に乾燥させるステップ（１）と、
基板を真空室に転送し、真空室内で電極層を製造するステップ（２）と、
電極層を製造した基板を真空室に移し、酸素等のイオン前処理を行うステップ（３）と、
処理後の基板を素子構造に従って溶液法で順次に機能層薄膜の製造を行うステップ（４）と、
機能層薄膜の製造が終了後、真空蒸着室において他の電極層の製造を行うステップ（５）と、
製造した素子をグローブボックス内でパッケージングし、グローブボックスは不活性ガス雰囲気であるステップ（６）と、を備え、
前記機能層は少なくともペロブスカイト層を含み、また、電子及び／又は正孔輸送層、電子および／または正孔ブロック層のうちのいずれか１つ又はいくつかを選択的に含むことを特徴とするペロブスカイト光電素子の製造方法。
【請求項１３】
前記ステップ（４）において、処理済の基板を真空蒸着室において蒸着法で機能層を製造し、素子構造に従って機能層を順次に蒸着するか、または処理後の基板を高真空室において蒸着法と溶液法の組み合わせ方法で素子構造層に従って順次に機能層を製造することを特徴とする請求項１２に記載のペロブスカイト光電素子の製造方法。
【請求項１４】
ＡＸ１：ＢＸ２：ＭＸ３２のモル比１〜１００：１〜１００：１〜１００で製造され、
ＡはＲ１−Ｙ+であり、Ｒ１は１〜５０個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基、５〜１００個の炭素原子を有する脂環式炭化水素基、６〜１００個の炭素原子を有する任意に置換できるアリール基又は３〜１００個の炭素原子を有する任意に置換できるヘテロ環基であり、Ｙ+はアミン系、ピリジン系またはイミダゾール系の有機カチオンのいずれか１つであり、
ＢはＲ２−ＮＨ３+、フォルムアミジンイオン又はアルカリ金属イオンであり、Ｒ２は１個の炭素原子を有する官能基であり、
Ｍは金属元素であり、
Ｘ１、Ｘ２とＸ３はそれぞれ独立なハロゲン元素であることを特徴とするペロブスカイト材料。
【請求項１５】
前記ＡはＲ１−Ｙ+であり、Ｒ１は１〜２０個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基、５〜５０個の炭素原子を有する脂環式炭化水素基、６〜５０個の炭素原子を有する任意に置換できるアリール基又は３〜５０個の炭素原子を有する任意に置換できるヘテロ環基であり、Ｙ+はアミン系、ピリジン系またはイミダゾール系の有機カチオンのうちのいずれか１つであることを特徴とする請求項１４に記載のペロブスカイト材料。
【請求項１６】
前記Ａは以下の有機基のうちのいずれか１つ、またはいくつかの組み合わせであることを特徴とする請求項１５に記載のペロブスカイト材料。
【化３】
2019504454.tif 000013
【請求項１７】
前記ＡはＲ１−(Ｙ+)２であり、Ｒ１は１〜２０個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基、５〜５０個の炭素原子を有する脂環式炭化水素基、６〜５０個の炭素原子を有する任意に置換できるアリール基、３〜５０個の炭素原子を有する任意に置換できるヘテロ環基であり、Ｙ+はアミン系、ピリジン系またはイミダゾール系の有機カチオンのうちのいずれか１つ又はこれらの任意の組み合わせであることを特徴とする請求項１４に記載のペロブスカイト材料。
【請求項１８】
前記Ａは以下の有機基のうちのいずれか１つ又はいくつかであることを特徴とする請求項１７に記載のペロブスカイト材料。
【化４】
2019504454.tif 000014
【請求項１９】
前記Ｂは有機アミン基であるメチルアミノ、フォルムアミジン、Ｋ+、Ｒｂ+とＣｓ+のうちのいずれか１つ又はこれらの任意の組み合わせであることを特徴とする請求項１４に記載のペロブスカイト材料。
【請求項２０】
前記金属元素Ｍは、第４Ａ族金属のＰｂ２+、Ｇｅ２+、Ｓｎ２+のうちのいずれか１つ、または遷移金属のＣｕ２+、Ｎｉ２+、Ｃｏ２+、Ｆｅ２+、Ｍｎ２+、Ｃｒ２+、Ｐｄ２+、Ｃｄ２+、Ｅｕ２+、Ｙｂ２+のうちのいずれか１つ、または前記金属元素のうちの任意の組み合わせであることを特徴とする請求項１４に記載のペロブスカイト材料。
【請求項２１】
前記Ｘ１、Ｘ２とＸ３はそれぞれＣｌ、ＢｒおよびＩからなる群から選出されたいずれか１つ又はこれらの任意の組み合わせであることを特徴とする請求項１４に記載のペロブスカイト材料。
【請求項２２】
前記ペロブスカイト材料はＡＸ１、ＢＸ２とＭＸ３２から配合された前駆体溶液を基板表面にスピンコート後、蒸着法を用いて前記前駆体材料を蒸着するか、又は蒸着法と溶液法との組み合わせによって製造され、自己集積化多重量子井戸構造を有し、多重量子井戸の間にエネルギー移動を実現できることを特徴とする請求項１４に記載のペロブスカイト材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自己集積化多重量子井戸構造を有するペロブスカイト材料の素子、その製造方法及び自己集積化多重量子井戸構造を有するペロブスカイト材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
２１世紀に入ってから、社会の進歩や生活水準の向上に伴い、エネルギーと環境問題が深刻化しており、低消費電力、環境に配慮した新しい素子の開発が急務となっている。近年、原料が安価で、低温溶液プロセスで低コスト、大面積に光電素子を製作する有機−無機ハイブリッドペロブスカイト材料が注目されている。ペロブスカイト薄膜は、数少ない電荷輸送性に優れた結晶薄膜であり、同時に低欠陥密度の直接バンドギャップ半導体材料としても、優れた発光特性を有し、そのフォトルミネッセンス量子効率が７０％にも達し、また発光波長をバンドエンジニアリングにより調整することができる。
【０００３】
しかし、現在三次元ペロブスカイト材料成膜の品質と安定性が悪いという問題が発光素子および光起電力素子の性能を制限する上で重要な因子となっている。二次元層状ペロブスカイト薄膜が好適な成膜性と安定性を有するが、薄膜の発光量子効率が低く、素子を発光させるには低温条件下で実現する必要がある。したがって、さらにペロブスカイト材料および素子構成を最適化することを通して素子の性能および安定性を向上させることが必要となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の技術に存在する課題を解決するために、本発明は、発光効率の高い自己集積化多重量子井戸構造を有するペロブスカイト材料及びその光電素子を提供する。
また、本発明が解決しようとする課題は、前記ペロブスカイト材料の応用及びその応用方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係るペロブスカイト光電素子は、基板と、電極層と、機能層とを含み、前記電極層は基板表面に配置され、機能層は電極層の間に配置され、機能層は少なくともペロブスカイト層を含み、前記ペロブスカイト層は自己集積化多重量子井戸構造を有するペロブスカイト材料であり、多重量子井戸の間においてエネルギー移動を実現できる。
【０００６】
さらに、前記自己集積化多重量子井戸構造は多エネルギーギャップの量子井戸構造を含み、そのエネルギーギャップの幅が狭から広へ、広から狭へ、あるいはランダム分布で、禁制帯幅が０．１ｅＶ〜５ｅＶである。
【０００７】
さらに、前記ペロブスカイト材料はＡＸ１：ＢＸ２：ＭＸ３２のモル比１〜１００：１〜１００：１〜１００で製造され、
ＡはＲ１−Ｙ+であり、Ｒ１は１〜５０個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基、５〜１００個の炭素原子を有する脂環式炭化水素基、６〜１００個の炭素原子を有する任意に置換できるアリール基又は３〜１００個の炭素原子を有する任意に置換できるヘテロ環基であり、Ｙ+はアミン系、ピリジン系またはイミダゾール系の有機カチオンのうちのいずれか１つであり、
ＢはＲ２−ＮＨ３+、フォルムアミジンイオン又はアルカリ金属イオンでありあり、Ｒ２は１個の炭素原子を有する官能基であり、
Ｍは金属元素であり、
Ｘ１、Ｘ２とＸ３はそれぞれ独立なハロゲン元素である。
【０００８】
さらに、前記ＡはＲ１−Ｙ+であり、Ｒ１は１〜２０個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基、５〜５０個の炭素原子を有する脂環式炭化水素基、６〜５０個の炭素原子を有する任意に置換できるアリール基又は３〜５０個の炭素原子を有する任意に置換できるヘテロ環基であり、Ｙ+はアミン系、ピリジン系またはイミダゾール系の有機カチオンのうちのいずれか１つである。
【０００９】
さらに、前記Ａは以下の有機基のうちのいずれか１つであるかまたはこれらの任意の組み合わせである。
【化１】
2019504454.tif 000003
【００１０】
さらに、前記ＡはＲ１−(Ｙ+)２であり、Ｒ１は１〜２０個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基、５〜５０個の炭素原子を有する脂環式炭化水素基、６〜５０個の炭素原子を有する任意に置換できるアリール基、３〜５０個の炭素原子を有する任意に置換できるヘテロ環基であり、Ｙ+はアミン系、ピリジン系またはイミダゾール系の有機カチオンのうちのいずれか１つ又はこれらの任意の組み合わせである。
【００１１】
さらに、前記Ａは以下の有機基のうちのいずれか１つ又はいくつかである。
【化２】
2019504454.tif 000004
【００１２】
さらに、前記Ｂは有機アミン基であるメチルアミノ、フォルムアミジン、Ｋ+、Ｒｂ+とＣｓ+のうちのいずれか１つ又はこれらの任意の組み合わせである。
【００１３】
さらに、前記金属元素Ｍは、第４Ａ族金属のＰｂ２+、Ｇｅ２+、Ｓｎ２+のいずれか１つ、または遷移金属のＣｕ２+、Ｎｉ２+、Ｃｏ２+、Ｆｅ２+、Ｍｎ２+、Ｃｒ２+、Ｐｄ２+、Ｃｄ２+、Ｅｕ２+、Ｙｂ２+のうちのいずれか１つ、または前記金属元素のうちの任意の組み合わせである。
【００１４】
さらに、前記Ｘ１、Ｘ２及びＸ３がそれぞれＣｌ、ＢｒおよびＩからなる群から選出されたいずれか１つ又はこれらの任意の組み合わせである。
【００１５】
さらに、前記ペロブスカイト材料は、ＡＸ１、ＢＸ２とＭＸ３２から配合された前駆体溶液を基板表面にスピンコート後、蒸着法を用いて前記前駆体材料を蒸着するか、又は蒸着法と溶液法との組み合わた方法によって製造され、自己集積化多重量子井戸構造を有し、多重量子井戸の間にエネルギー移動を実現することができる。
【００１６】
本発明に記載のペロブスカイト光電素子の製造方法は、以下のステップを含む。
基板を、順次にアセトン溶液、エタノール溶液及び脱イオン水で超音波洗浄を行い、洗浄した後に乾燥させるステップ（１）と、
基板を真空室に転送し、真空室内で電極層を製造するステップ（２）と、
電極層を製造した基板を真空室に移し、酸素等のイオン前処理を行うステップ（３）と、
処理後の基板を素子構造に従って溶液法で順次に機能層薄膜の製造を行う。前記機能層は少なくともペロブスカイト層を含み、また、電子及び/又は正孔輸送層、電子および/または正孔ブロック層のうちのいずれか１つ又はいくつかを選択的に含むステップ（４）と、
機能層薄膜の製造が終了後、真空蒸着室において他の電極層の製造を行うステップ（５）と、
製造した素子をグローブボックス内でパッケージ化し、グローブボックスは不活性ガス環境であるステップ（６）と、を備える。
【００１７】
さらに、前記ステップ（４）において、処理済の基板を真空蒸着室において蒸着法で機能層を製造し、素子構造に従って機能層を順次に蒸着するか、または処理後の基板を高真空室において蒸着法と溶液法の組み合わせ方法で素子構造層に従って順次に機能層を製造する。
【００１８】
本発明に係るペロブスカイト材料は、ＡＸ１：ＢＸ２：ＭＸ３２のモル比１〜１００：１〜１００：１〜１００で製造され、
ＡはＲ１−Ｙ+であり、Ｒ１は１〜５０個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基、５〜１００個の炭素原子を有する脂環式炭化水素基、６〜１００個の炭素原子を有する任意に置換できるアリール基又は３〜１００個の炭素原子を有する任意に置換できるヘテロ環基であり、Ｙ+はアミン系、ピリジン系またはイミダゾール系の有機カチオンのうちのいずれか１つであり、
ＢはＲ２−ＮＨ３+、フォルムアミジンイオン又はアルカリ金属イオンであり、Ｒ２は１個の炭素原子を有する官能基であり、
Ｍは金属元素であり、
Ｘ１、Ｘ２とＸ３はそれぞれ独立なハロゲン元素である。
【００１９】
さらに、前記ＡはＲ１−Ｙ+であり、Ｒ１は１〜２０個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基、５〜５０個の炭素原子を有する脂環式炭化水素基、６〜５０個の炭素原子を有する任意に置換できるアリール基又は３〜５０個の炭素原子を有する任意に置換できるヘテロ環基であり、Ｙ+はアミン系、ピリジン系またはイミダゾール系の有機カチオンのうちのいずれか１つである。
【００２０】
さらに、前記Ａが以下の有機基のうちのいずれか１つ、またはいくつかの組み合わせである。
【化３】
2019504454.tif 000005
【００２１】
さらに、前記ＡはＲ１−(Ｙ+)２であり、Ｒ１は１〜２０個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基、５〜５０個の炭素原子を有する脂環式炭化水素基、６〜５０個の炭素原子を有する任意に置換できるアリール基、３〜５０個の炭素原子を有する任意に置換できるヘテロ環基であり、Ｙ+はアミン系、ピリジン系またはイミダゾール系の有機カチオンのうちのいずれか１つ又はこれらの任意の組み合わせである。
【００２２】
さらに、前記Ａは以下の有機基のうちのいずれか１つ又はいくつかである。
【化４】
2019504454.tif 000006
【００２３】
さらに、前記Ｂは有機アミン基であるメチルアミノ、フォルムアミジン、Ｋ+、Ｒｂ+とＣｓ+のうちのいずれか１つ又はこれらの任意の組み合わせである。
【００２４】
さらに、前記金属元素Ｍは、第４Ａ族金属のＰｂ２+、Ｇｅ２+、Ｓｎ２+のいずれか１つ、または遷移金属のＣｕ２+、Ｎｉ２+、Ｃｏ２+、Ｆｅ２+、Ｍｎ２+、Ｃｒ２+、Ｐｄ２+、Ｃｄ２+、Ｅｕ２+、Ｙｂ２+のうちのいずれか１つ、または前記金属元素のうちの任意の組み合わせである。
【００２５】
さらに、前記Ｘ１、Ｘ２とＸ３がそれぞれＣｌ、ＢｒおよびＩからなる群から選出されたいずれか１つ又はこれらの任意の組み合わせである。
【００２６】
さらに、前記のペロブスカイト材料は、ＡＸ１、ＢＸ２とＭＸ３２から配合された前駆体溶液を基板表面にスピンコート後、蒸着法を用いて前記前駆体材料を蒸着するか、又は蒸着法と溶液法との組み合わせによって製造され、自己集積化多重量子井戸構造を有し、多重量子井戸の間にエネルギー移動を実現することができる。
【発明の効果】
【００２７】
従来の技術に比べて、本発明が開示したペロブスカイト光電素子は、基板と、電極層と、機能層とを含み、前記電極層は基板表面に配置され、機能層は電極層の間に配置され、機能層は少なくともペロブスカイト層を含む。そのうちのペロブスカイト層は自己集積化多重量子井戸構造を有するペロブスカイト材料であり、材料組成を調整することにより、多重量子井戸の幅と薄膜バンドギャップを制御することができ、多重量子井戸間の効果的なエネルギー移動を実現することができる。薄膜発光色が近紫外、可視光および近赤外光であり、既存のペロブスカイト材料膜の不連続性および不十分な安定性の問題を効果的に解決することができる。
【００２８】
当該材料は発光材料として好ましく、素子の発光効率や寿命を大きく向上させることができる。また、光増感層として光装置へ適用し、素子の開放電圧と光電変換効率を効果的に向上させることできる。同時に該当材料はキャリア輸送層としても、装置性能を効果的に向上させることができる。本発明が製造した層状ペロブスカイト材料は溶液法又は真空蒸着法を用いて製造し、プロセスが簡単で低コスト、大面積、フレキシブル基板、高性能素子の工業化生産に極めて好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明のペロブスカイト型素子の構造図である。
【図２】本発明のペロブスカイト材料の構造図である。
【図３】本発明の実施例２に係るペロブスカイト材料の吸収とフォトルミネッセンスのスペクトル図である。
【図４】本発明の実施例２に係るペロブスカイト膜の光励起スペクトルである。
【図５】本発明の実施例２に係るペロブスカイト膜のエネルギー移動プロセス図である。
【図６】本発明の実施例２に係るペロブスカイト膜のＡＦＭ像である。
【図７】本発明の実施例２に係るペロブスカイト膜の時間分解能の過渡ＰＬ減衰図である。
【図８】本発明の実施例３に係るペロブスカイト材料の吸収とフォトルミネッセンスのスペクトル図である。
【図９】本発明の実施例３に係るペロブスカイト膜のＡＦＭ像である。
【図１０】本発明の実施例３に係るペロブスカイト膜の時間分解能の過渡ＰＬ減衰図である。
【図１１】本発明の実施例４に係るペロブスカイト材料の吸収とフォトルミネッセンスのスペクトル図である。
【図１２】本発明の実施例４に係るペロブスカイト膜のＡＦＭ像である。
【図１３】本発明の実施例５に係るペロブスカイト材料の吸収とフォトルミネッセンスのスペクトル図である。
【図１４】本発明の実施例５に係るペロブスカイト膜のＡＦＭ像である。
【図１５】本発明の実施例６に係るペロブスカイト材料のフォトルミネッセンスのスペクトル図である。
【図１６】本発明の実施例７に係るＭＱＷ  ＬＥＤ素子の構造図である。
【図１７】本発明の実施例７に係るＭＱＷ  ＬＥＤ素子のエネルギー準位設計図である。
【図１８】本発明の実施例７に係るＭＱＷ  ＬＥＤ素子におけるペロブスカイト層の元素分布図である。
【図１９】本発明の実施例７に係るＭＱＷ  ＬＥＤ素子におけるペロブスカイト層のＨＲＴＥＭおよびＦＦＴ図である。
【図２０】本発明の実施例７に係るＭＱＷ  ＬＥＤ素子の発光スペクトルとＭＱＷ ＬＥＤ素子の写真である。
【図２１】本発明の実施例７に係るＭＱＷ  ＬＥＤ素子の電流密度−放射強度−電圧関係を示すグラフである。
【図２２】本発明の実施例７に係るＭＱＷ  ＬＥＤ素子の外部量子効率−電気光変換効率−電流密度関係を示すグラフである。
【図２３】本発明の実施例７に係るＭＱＷ  ＬＥＤ素子の性能統計図である。
【図２４】本発明の実施例８に係るＭＱＷ  ＬＥＤ素子の発光スペクトル及び広範囲ＭＱＷ ＬＥＤ素子の写真である。
【図２５】本発明の実施例８に係るＭＱＷ  ＬＥＤ素子の電流密度−放射強度−電圧関係を示すグラフである。
【図２６】本発明の実施例８に係るＭＱＷ  ＬＥＤ素子の外部量子効率−電気光変換効率−電流密度関係を示すグラフである。
【図２７】本発明の実施例８に係るＭＱＷ  ＬＥＤ素子の性能統計図である。
【図２８】本発明の実施例８に係るＭＱＷ  ＬＥＤ素子の安定性である。
【図２９】本発明の実施例９に係るＭＱＷ  ＬＥＤ素子の発光スペクトル図である。
【図３０】本発明の実施例１０に係るＭＱＷ  ＬＥＤ素子の発光スペクトル図である。
【図３１】本発明の実施例１０に係るＭＱＷ  ＬＥＤ素子の電流密度−電圧関係を示すグラフである。
【図３２】本発明の実施例１０に係るＭＱＷ  ＬＥＤ素子の外部量子効率−電流密度関係を示すグラフである。
【図３３】本発明の実施例１１に係るＭＱＷ  ＬＥＤ素子の発光スペクトル図である。
【図３４】本発明の実施例１１に係るＭＱＷ  ＬＥＤ素子の電流密度−電圧関係を示すグラフである。
【図３５】本発明の実施例１１に係るＭＱＷ  ＬＥＤ素子の外部量子効率−電流密度関係を示すグラフである。
【図３６】本発明の実施例１２に係るＭＱＷ  ＬＥＤ素子の発光スペクトル図である。
【図３７】本発明の実施例１２に係るＭＱＷ  ＬＥＤ素子の電流密度−電圧関係を示すグラフである。
【図３８】本発明の実施例１２に係るＭＱＷ  ＬＥＤ素子の外部量子効率−電流密度関係を示すグラフである。
【図３９】本発明の実施例１３に係るＭＱＷ  ＬＥＤ素子の発光スペクトル図である。
【図４０】本発明の実施例１３に係るＭＱＷ  ＬＥＤ素子の電流密度−電圧関係を示すグラフである。
【図４１】本発明の実施例１３に係るＭＱＷ  ＬＥＤ素子の外部量子効率−電流密度関係を示すグラフである。
【図４２】本発明の実施例１４に係るＭＱＷ  ＬＥＤ素子の発光スペクトルである。
【図４３】本発明の実施例１４に係るＭＱＷ  ＬＥＤ素子の電流密度−電圧関係を示すグラフである。
【図４４】本発明の実施例１４に係るＭＱＷ  ＬＥＤ素子の外部量子効率−電流密度関係を示すグラフである。
【図４５】本発明の実施例１５に係るＭＱＷ  ＬＥＤ素子の発光スペクトルである。
【図４６】本発明の実施例１５に係るＭＱＷ  ＬＥＤ素子の電流密度−電圧関係を示すグラフである。
【図４７】本発明の実施例１５に係るＭＱＷ  ＬＥＤ素子の外部量子効率−電流密度関係を示すグラフである。
【図４８】本発明の実施例１６に係るＭＱＷ  ＬＥＤ素子の発光スペクトルである。
【図４９】本発明の実施例１６に係るＭＱＷ  ＬＥＤ素子の電流密度−電圧関係を示すグラフである。
【図５０】本発明の実施例１６に係るＭＱＷ  ＬＥＤ素子の外部量子効率−電流密度関係を示すグラフである。
【図５１】本発明の実施例１７に係るＭＱＷ  ＬＥＤ素子の発光スペクトルである。
【図５２】本発明の実施例１７に係るＭＱＷ  ＬＥＤ素子の電流密度−電圧関係を示すグラフである。
【図５３】本発明の実施例１７に係るＭＱＷ  ＬＥＤ素子の外部量子効率−電流密度関係を示すグラフである。
【図５４】本発明の実施例１８に係るペロブスカイト光起電力素子の電圧−電流密度関係を示すグラフである。
【図５５】本発明の実施例１９に係るペロブスカイト光起電力素子の電圧−電流密度関係を示すグラフである。
【図５６】本発明の実施例２０に係るＭＱＷ  ＬＥＤ素子の発光スペクトルである。
【図５７】本発明の実施例２０に係るＭＱＷ  ＬＥＤ素子の外部量子効率−電流密度関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の上記の目的、特徴および利点をより明瞭に理解しやすくするために、以下に本発明の具体的な実施例について、詳細に説明する。
【００３１】
本発明の技術案は、ペロブスカイト光電素子を提供する。図１に示すように、素子は、下から上へ透明基板１、陰極層２、電子輸送層３、発光層４、正孔輸送層５と陽極層６の順であり、透明基板１の表面に陰極層２が位置し、素子が外部電源７によって駆動される。ここで、ペロブスカイト層は自己集積化多重量子井戸構造を有するペロブスカイト材料であり、図２に示すように、該当材料の一般構造式が層状ペロブスカイト材料であり、ＡＸ１、ＢＸ２とＭＸ３２のモル比ａ：ｂ：ｃで製造した。
【００３２】
ａ：ｂ：ｃ＝(１〜１００)：(１〜１００)：(１〜１００)であり、ＡはＲ１−Ｙ+であり、Ｒ１は１〜５０個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基、５〜１００個の炭素原子を有する脂環式炭化水素基、６〜１００個の炭素原子を有する任意に置換できるアリール基又は３〜１００個の炭素原子を有する任意に置換できるヘテロ環基であり、Ｙ+はアミン系、ピリジン系またはイミダゾール系の有機カチオンのうちのいずれか１つである。
【００３３】
ＢはＲ２−ＮＨ３+、フォルムアミジンイオン又はアルカリ金属イオンであり、Ｒ２は１個の炭素原子を有する官能基である。
Ｍは金属元素である。
Ｘ１、Ｘ２とＸ３はそれぞれ独立なハロゲン元素である。
Ｘ１、Ｘ２とＸ３をまとめてＸとするとき、その構造式は、ペロブスカイト材料の無機骨格の層数をＮとすると、Ａ２ＢＮ-１ＭＮＸ３Ｎ+１で表すことができる。
ＡＸ１、ＢＸ２とＭＸ３２の組成を調整することにより、異なる組成の自己集積化多重量子井戸構造を有する層状ペロブスカイト材料を実現することができる。
使用した代表的な材料ＡＸ１はＣ１０Ｈ７ＣＨ２ＮＨ３Ｉ、Ｃ１０Ｈ７ＣＨ２ＮＨ３Ｂｒ、Ｃ６Ｈ５ＣＨ２ＮＨ３Ｉ、Ｃ６Ｈ５(ＣＨ２)２ＮＨ３Ｉ、Ｃ６Ｈ５(ＣＨ２)４ＮＨ３Ｉで、ＢＸ２はＣＨ３ＮＨ３Ｉ、ＮＨ２ＣＨ=ＮＨ２Ｉ、ＮＨ２ＣＨ=ＮＨ２Ｂｒ、ＮＨ２ＣＨ=ＮＨ２Ｃｌ、ＣｓＩ、ＣｓＢｒ、ＣｓＣｌで、ＭＸ３はＰｂＩ２、ＰｂＢｒ２、ＰｂＣｌ２であるが、これに限定されない。
【００３４】
以上が本発明の核心思想であり、以下に本発明に係る実施例における添付図と結合して本発明に係る実施例における技術解決方法の詳細を明確に、完全に説明する。当然、記載の実施例は本発明に係る実施例の一部に過ぎず、全ての実施例ではない。本発明における実施例にもとづき、当業者は、創造性作業を行わないことを前提として、取得したその他の実施例は、本発明の保護範囲に属する。
【００３５】
（実施例１）ＡＸ１の製造
ＡＸ１はＡをテトラヒドロフランに溶解した後、ヨウ化水素酸を６０分間添加して反応液のｐＨを４にする。溶媒を回転蒸発によって除去した後、固体粉末を得た。得られた粉末をジエチルエーテルで３回吸引濾過した。Ｃ１０Ｈ７ＣＨ２ＮＨ３Ｉを例にとると、まず、芳香族アミンＣ１０Ｈ７ＣＨ２ＮＨ２をテトラヒドロフランに溶解させた後、ヨウ化水素酸を６０分間添加して反応溶液のｐＨを４にする。回転蒸発によって溶媒を除去した後、固体粉末が得られる。得られた粉末をジエチルエーテルで３回吸引洗浄し、Ｃ１０Ｈ７ＣＨ２ＮＨ３Ｉの白色粉末を得た。 この方法によって、それぞれＣ１０Ｈ７ＣＨ２ＮＨ３Ｂｒ、Ｃ１０Ｈ７ＣＨ２ＮＨ３Ｃｌ、Ｃ６Ｈ５ＣＨ２ＮＨ３Ｉ、Ｃ６Ｈ５(ＣＨ２)２ＮＨ３Ｉ、Ｃ６Ｈ５(ＣＨ２)４ＮＨ３Ｉを合成する。
【００３６】
（実施例２）層状ペロブスカイト材料の製造
Ｃ１０Ｈ７ＣＨ２ＮＨ３Ｉ、ＮＨ２ＣＨ=ＮＨ２Ｉ及びＰｂＩ２のモル比２：１：２で前駆体溶液を製造し、この前駆体溶液を基板上にスピンコートし、アニール後に多重量子井戸構造を有する層状ペロブスカイト膜を得た（略称ＮＦＰＩ７）。
【００３７】
図３に示すように、ＮＦＰＩ７膜は、５６９ｎｍに顕著な励起子吸収ピークを有し、このペロブスカイト材料に存在する主材料はＮ＝２（(Ｃ１０Ｈ７ＣＨ２ＮＨ３)２(ＮＨ２ＣＨ＝ＮＨ２)[Ｐｂ２Ｉ７]）であることを示し、同時に、ＮＦＰＩ７膜はＮ＝１（(Ｃ１０Ｈ７ＣＨ２ＮＨ３)２ＰｂＩ４）及びＮ＝４（(Ｃ１０Ｈ７ＣＨ２ＮＨ３)２(ＮＨ２ＣＨ＝ＮＨ２)３[Ｐｂ４Ｉ１３]）を含むことが分かる（Ｘ.  Ｈｏｎｇ  ｅｔ  ａｌ.,  Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ  Ｅｆｆｅｃｔ  ｏｎ  Ｅｘｃｉｔｏｎｓ  ｉｎ  ＰｂＩ４−Ｂａｓｅｄ  Ｌａｙｅｒｅｄ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ.  Ｐｈｙｓ.  ＲｅＶ.  Ｂ.  ４５,  ６９６１−６９６４  (１９９２)；Ｋ.  Ｔａｎａｋａ  ｅｔ  ａｌ.,  Ｂａｎｄｇａｐ  ａｎｄ  ｅｘｃｉｔｏｎ  ｂｉｎｄｉｎｇ  ｅｎｅｒｇｉｅｓ  ｉｎ  ｌｅａｄ−ｉｏｄｉｄｅ−ｂａｓｅｄ  ｎａｔｕｒａｌ  ｑｕａｎｔｕｍ−ｗｅｌｌ  ｃｒｙｓｔａｌｓ.  Ｓｃｉ.  Ｔｅｃｈｎｏｌ.  Ａｄｖ.  Ｍａｔｅｒ.  ４,  ５９９−６０４  (２００３).）。
【００３８】
図３は、膜のフォトルミネッセンスピークが主として７６５ｎｍに位置し、３次元ペロブスカイト材料の発光ピーク位置に近く、Ｎ＝１、Ｎ＝２、およびＮ＝４のペロブスカイト材料の発光も膜中に存在することを示す。薄膜の吸収スペクトルと発光スペクトルから、より大きな励起子エネルギー量子井戸からより小さな励起子エネルギー量子井戸へのエネルギー移動がＮＦＰＩ７薄膜に存在することが分かる。
【００３９】
図４は、ＮＦＰＩ７膜の励起スペクトルを示しており、発光ピークの位置が異なっても励起ピークはすべて５６９ｎｍであり、ＮＦＰＩ７膜にはＮ＝２量子井戸から低エネルギールミネッセンスへのエネルギー移動が存在することがさらに確認される。
【００４０】
図５は、多重量子井戸構造を有するＮＦＰＩ７膜中に存在する段階的エネルギー移動の概略図である。
【００４１】
図６は、ＮＦＰＩ７膜の表面モフォロジー（ＡＦＭ）を示しており、ＮＦＰＩ７膜は良好な膜形成を有し、表面の二乗平均粗さはわずか２．６ｎｍであることを示している。
【００４２】
図７は、時間相関単一光子計数（ＴＣＳＰＣ）によって測定されたＮＦＰＩ７膜の過渡光ルミネッセンス（ＰＬ）減衰図であり、短波長発光では寿命が短く、７６５ｎｍでＰＬが長い（１０ｎｓ）ことがわかる。ＮＦＰＩ７膜中のＮ個のより大きい量子井戸材料が非常に低い欠陥密度を有することを示している。
【００４３】
（実施例３）層状ペロブスカイト材料の製造
Ｃ１０Ｈ７ＣＨ２ＮＨ３Ｉ、ＮＨ２ＣＨ＝ＮＨ２ＢｒおよびＰｂＩ２によって２：１：２のモル比で前駆体溶液を配合して、当該前駆体溶液を基板上にスピンコートし、アニール後に自己集積化多重量子井戸構造を有する層状ペロブスカイト膜を得た（略称ＮＦＰＩ６Ｂ）。
【００４４】
図８に示すように、ＮＦＰＩ６Ｂ膜は、５５７ｎｍに顕著な励起子吸収ピークを有し、フォトルミネッセンスピークは、実施例２のＮＦＰＩ７膜と同様に、主に７５０ｎｍに位置する。図９は、ＮＦＰＩ６Ｂ膜の表面モフォロジーを示しており、ＮＦＰＩ６Ｂ膜が良好な膜形成を有し、表面の二乗平均粗さがわずか２．６ｎｍであることを示している。
【００４５】
図１０は、ＮＦＰＩ６Ｂ膜のＴＣＳＰＣ測定結果を示し、膜のＰＬ寿命は、７５０ｎｍに３０ｎｓでより長いことが分かる。
【００４６】
（実施例４）層状ペロブスカイト材料の製造
Ｃ１０Ｈ７ＣＨ２ＮＨ３Ｉ、ＣｓＩ及びＰｂＩ２のモル比２：１：２で前駆体溶液を配合、上記前駆体溶液を基板上にスピンコートして、自己集積化多重量子井戸構造を有する層状ペロブスカイト膜を得た（略称ＮＣｓＰＩ７）。
【００４７】
図１１に示すように、ＮＣｓＰＩ７膜は５０９ｎｍと５５４ｎｍに明確な吸収ピークを持ち、フォトルミネッセンスピークは主に６８１ｎｍに位置しており、実施例２のＮＦＰＩ７膜と類似である。
【００４８】
図１２は、ＮＣｓＰＩ７膜の表面モフォロジーであり、ＮＦＰＩ７膜が良好な膜形成を有し、表面二乗平均粗さがわずか２．１ｎｍであることを示す。
【００４９】
（実施例５）層状ペロブスカイト材料の製造
Ｃ１０Ｈ７ＣＨ２ＮＨ３Ｉ、ＣｓＣｌ及びＰｂＩ２のモル比２：１：２で前駆体溶液を配合、上記前駆体溶液を基板上にスピンコートし、アニール後に自己集積化多重量子井戸構造を有する層状ペロブスカイト膜を得た（略称ＮＣｓＰＩ６Ｃ）。
【００５０】
図１３に示すように、ＮＣｓＰＩ６Ｃ膜は５０６ｎｍと５５１ｎｍに明確な吸収ピークを持ち、フォトルミネッセンスピークは主に６９２ｎｍに位置しており、実施例２のＮＦＰＩ７膜と類似である。
【００５１】
図１４は、ＮＣｓＰＩ６Ｃ薄膜の表面モフォロジーを示しており、ＮＣｓＰＩ６Ｃ薄膜は良好な膜形成特性を有し、表面の二乗平均粗さはわずか２．２ｎｍであることを示している。
【００５２】
（実施例６）層状ペロブスカイト材料の製造
Ｃ１０Ｈ７ＣＨ２ＮＨ３Ｉ、ＮＨ２ＣＨ＝ＮＨ２ＩおよびＰｂＩ２のモル比６：２：５、１０：４：９、２：１：２、２：２：３、２：３：４、２：４：５、２：５：６、２：６：７、２：７：８で前駆体溶液を配合し、前記前駆体溶液を基板上にスピンコートして、自己集積化多重量子井戸構造を有する層状ペロブスカイト膜を得た。
【００５３】
図１５に示すように、ＮＨ２ＣＨ＝ＮＨ２Ｉの含有量が増加すると、ペロブスカイト膜の発光ピークが７３０ｎｍから７８９ｎｍに徐々にシフトする。
【００５４】
（実施例７）層状ペロブスカイト材料系発光素子（ＭＱＷ  ＬＥＤ）
図１６および図１７に示すように、基板はガラス−ＩＴＯの組み合わせであり、電子輸送−正孔ブロック層はＺｎＯ／ＰＥＩＥであり、発光層はＮＦＰＩ７であり、正孔輸送−電子ブロック層はＴＦＢであり、上部電極はＭｏＯｘ／Ａｕである。素子構造全体は、ガラス基板／ＩＴＯ／ＺｎＯ−ＰＥＩＥ（２０ｎｍ）／ＮＦＰＩ７（３０ｎｍ）／ＴＦＢ（４０ｎｍ）／ＭｏＯｘ（７ｎｍ）／Ａｕ（１００ｎｍ）と記載される。
【００５５】
（製造方法）
製造方法は以下の通りである。
（１）透明導電性基板ＩＴＯガラスの超音波洗浄は、アセトン溶液、エタノール溶液および脱イオン水を用いて行い、洗浄後、乾燥窒素で乾燥させた。ガラス基板上のＩＴＯ膜を素子の陽極層として用い、ＩＴＯ膜のシート抵抗は１５Ω／□である。
（２）乾燥した基板を真空室内に移動させ、ＩＴＯガラスを酸素圧環境下で１０分間紫外線オゾン前処理を行った。
（３）処理した基板上にＺｎＯとＰＥＩＥをスピンコートし、アニールした後、窒素グローブボックスに移す。基板上にＣ１０Ｈ７ＣＨ２ＮＨ３Ｉ、ＮＨ２ＣＨ＝ＮＨ２Ｉ、ＰｂＩ２を２：１：２のモルで調整した前駆体溶液をピンコートし、アニールした後、多重量子井戸構造を有するペロブスカイト膜ＮＦＰＩ７を得た。このＴＦＢ溶液を正孔輸送層として発光層上にスピンコートした。
（４）各機能層を製造した後、ＭｏＯｘ／Ａｕ複合電極を製造し、ガス圧を６×１０-７Ｔｏｒｒ、蒸着速度を０．１ｎｍ／sとし、蒸発速度および厚さは、膜厚計によって監視される。
（５）製造した素子を、９９．９％窒素雰囲気のグローブボックス中でパッケージングした。
（６）素子の電流−電圧−放射強度を測定し、同時に素子の発光スペクトルパラメータを測定する。
【００５６】
図１６の素子のＳＴＥＭ画像から、ＮＦＰＩ７膜にＮＦＰＩ７／ＴＦＢ界面により明るい部分があることが分かる。これはより大きなＮ値のペロブスカイト材料がＮＦＰＩ７膜の表面上に蓄積するためで、図１８のＳＴＥＭ元素分布図に一致する。
【００５７】
また、高分解能透過電子顕微鏡（ＨＲＴＥＭ）および高速フーリエ変換（ＦＦＴ）分析により、ＮＦＰＩ７／ＴＦＢの界面におけるペロブスカイト材料は、図１９に示すように、非常に大きなＮ値の３次元ペロブスカイト材料を有する立方体構造であることが示された。
【００５８】
図２０は、素子のエレクトロルミネッセンススペクトルおよび素子画像を示す。近赤外発光素子の発光ピークは７８６ｎｍである。図２１は素子の電流密度−電圧−放射強度を示す。
【００５９】
近赤外発光のペロブスカイト型ＬＥＤは、１−５Ｖの低いターンオン電圧を達成することができる。この素子は、３．６Ｖの駆動電圧で５５Ｗ／（ｓｒ・ｍ２）の最大放射強度を達成することができる。最も高い外部量子効率は９．６％であり、素子の外部量子効率−電気光変換効率−電流密度の関係は図２２を参照されたい。
【００６０】
素子性能は良好な均一性を持っている。図２３の素子性能図を参照されたい。
【００６１】
（実施例８）層状ペロブスカイト材料系発光素子
素子は、実施例７と同じ素子構造を採用する。発光層はＮＦＰＩ６Ｂであり、素子構造全体は、ガラス基板／ＩＴＯ／ＺｎＯ−ＰＥＩＥ（２０ｎｍ）／ＮＦＰＩ６Ｂ（３０ｎｍ）／ＴＦＢ（４０ｎｍ）／ＭｏＯｘ（７ｎｍ）／Ａu（１００ｎｍ）である。
【００６２】
製造方法は実施例７と同様であり、基板上に、Ｃ１０Ｈ７ＣＨ２ＮＨ３Ｉ、ＮＨ２ＣＨ＝ＮＨ２Ｂｒ、ＰｂＩ２＝２：１：２のモル比を有する前駆体溶液をスピンコートし、アニール後にペロブスカイト構造を有するＮＦＰＩ６Ｂ膜を得た。
【００６３】
図２４は、素子のエレクトロルミネッセンススペクトルと素子の写真を示しており、近赤外発光素子のピークは７６３ｎｍであり、同時に８ｍｍ×８ｍｍの大面積を得ることができる。
【００６４】
この素子の電流密度−電圧−放射強度関係を図２５に示す。
近赤外発光ペロブスカイト型ＬＥＤは、１．３Ｖの低いターンオン電圧を達成することができ、３．６Ｖの駆動電圧で最大放射強度８２Ｗ／（ｓｒ・ｍ2）を達成する。
【００６５】
外部量子効率の最大値は１１．７％であり、内部量子効率は５２％であり、電流密度が１００ｍＡ／ｃｍ２の場合、対応する電気光変換効率は５．５％に達する。図２６素子外部量子効率−電気光変換効率−電流密度関係グラフを参照されたい。
【００６６】
素子性能は良好な均一性を持つ。図２７素子性能図を参照されたい。同時に、素子の安定性は良好で、図２８の１０ｍＡ／ｃｍ２で駆動される素子の外部量子効率対時間のグラフを参照されたい。
【００６７】
（実施例９）層状ペロブスカイト材料系発光素子
素子は、実施例７と同じ素子構造を採用する。発光層は、ＮＦＰＩ５Ｂ２，ＮＦＰＩ４Ｂ３，ＮＦＰＩ３Ｂ４，ＮＦＰＩ２Ｂ５，ＮＦＰＢ７であり、全体の構造は、ガラス基板／ＩＴＯ／ＺｎＯ−ＰＥＩＥ（２０ｎｍ）／発光層（３０ｎｍ）／ＴＦＢ（４０ｎｍ）／ＭｏＯｘ（８ｎｍ）／Ａｕ（１００ｎｍ）である。
【００６８】
製造方法は、実施例７と同様であり、基板上にモル比２：１：２の前駆体溶液Ｃ１０Ｈ７ＣＨ２ＮＨ３Ｂｒ、ＮＨ２ＣＨ＝ＮＨ２ＩおよびＰｂＩ２、Ｃ１０Ｈ７ＣＨ２ＮＨ３Ｂｒ、ＮＨ２ＣＨ＝ＮＨ２ＢｒおよびＰｂＩ２、Ｃ１０Ｈ７ＣＨ２ＮＨ３Ｉ、ＮＨ２ＣＨ=ＮＨ２ＩおよびＰｂＢｒ２、Ｃ１０Ｈ７ＣＨ２ＮＨ３Ｂｒ、ＮＨ２ＣＨ=ＮＨ２ＢｒおよびＰｂＢｒ２をスピンコートし、そしてモル比２：１：１：１のＣ１０Ｈ７ＣＨ２ＮＨ３Ｂｒ、ＮＨ２ＣＨ＝ＮＨ２Ｂｒ、ＰｂＢｒ２およびＰｂＩ２の前駆体溶液をスピンコートする。アニール後に、自己集積化量子井戸構造を有するＮＦＰＩ５Ｂ２、ＮＦＰＩ４Ｂ３、ＮＦＰＩ３Ｂ４、ＮＦＰＢ７及びＮＦＰＩ２Ｂ５のペロブスカイト膜を得た。
【００６９】
図２９は、素子のエレクトロルミネッセンススペクトルを示す。
【００７０】
ペロブスカイト材料のＸ成分を調整することにより、７８６ｎｍ、７６３ｎｍ、７３６ｎｍ、６８５ｎｍ、６６４ｎｍ、６１１ｎｍ、５１８ｎｍで発光する発光素子を実現できることが分かる。
【００７１】
（実施例１０）層状ペロブスカイト材料系発光素子
素子は、実施例７と同じ素子構造を採用する。発光層は、ＮＦＰＩ６Ｃであり、素子構造全体は、ガラス基板／ＩＴＯ／ＺｎＯ−ＰＥＩＥ（２０ｎｍ）／ＮＦＰＩ６Ｃ（３０ｎｍ）／ＴＦＢ（４０ｎｍ）／ＭｏＯｘ（７ｎｍ）／Ａu（１００ｎｍ）である。
【００７２】
製造方法は、実施例７と同様であり、基板上に２：１：２のモル比である前駆体溶液Ｃ１０Ｈ７ＣＨ２ＮＨ３Ｉ、ＮＨ２ＣＨ＝ＮＨ２ＣｌおよびＰｂＩ２をスピンコートする。アニール後、ペロブスカイト構造を有するＮＦＰＩ６Ｃ膜を得た。
【００７３】
図３０は素子のエレクトロルミネッセンススペクトルを示し、近赤外発光素子の発光ピークは７８６ｎｍである。素子の電流密度−電圧特性グラフについて、図３１を参照されたい。
【００７４】
近赤外発光ペロブスカイト型ＬＥＤは、１．３Ｖの低いターンオン電圧、５．６％の最大外部量子効率を達成することができ、図３２の素子の外部量子効率−電流密度グラフを参照されたい。
【００７５】
（実施例１１）層状ペロブスカイト材料系発光素子
素子は、実施例７と同じ素子構造を採用する。発光層はＮＭＰＩ７であり、素子構造全体は、ガラス基板／ＩＴＯ／ＺｎＯ−ＰＥＩＥ（２０ｎｍ）／ＮＭＰＩ７（３０ｎｍ）／ＴＦＢ（４０ｎｍ）／ＭｏＯｘ（７ｎｍ）／Ａｕ（１００ｎｍ）である。
【００７６】
製造方法は実施例７の方法と同様であり、基板上にＣ１０Ｈ７ＣＨ２ＮＨ３Ｉ、ＣＨ３ＮＨ３ＩとＰｂＩ２のモル比２：１：２の前駆体溶液をスピンコートし、アニール後にペロブスカイト構造を有するＮＭＰＩ７膜を得た。
【００７７】
図３３は、素子のエレクトロルミネセンススペクトルを示す。近赤外発光素子の発光ピークは、７８４ｎｍである。素子の電流密度−電圧特性グラフについては、図３４を参照されたい。
【００７８】
近赤外発光ペロブスカイト型ＬＥＤは、１．４Ｖの低いターンオン電圧、４．１％の最大外部量子効率を達成することができる。図３５素子の外部量子効率−電流密度グラフを参照されたい。
【００７９】
（実施例１２）層状ペロブスカイト材料系発光素子
素子は、実施例７と同じ素子構造を採用する。発光層はＰＦＰＩ６Ｂであり、素子構造全体は、ガラス基板／ＩＴＯ／ＺｎＯ−ＰＥＩＥ（２０ｎｍ）／ＰＦＰＩ６Ｂ（３０ｎｍ）／ＴＦＢ（４０ｎｍ）／ＭｏＯｘ（７ｎｍ）／Ａｕ（１００ｎｍ）である。
【００８０】
製造方法は実施例７の方法と同様であり、基板上にＣ６Ｈ５ＣＨ２ＮＨ３Ｉ、ＮＨ２ＣＨ=ＮＨ２ＢｒとＰｂＩ２のモル比２：１：２の前駆体溶液をスピンコートし、アニール後にペロブスカイト構造を有するＰＦＰＩ６Ｂ膜を得た。
【００８１】
図３６は素子のエレクトロルミネッセンススペクトルを示す。近赤外発光素子の発光ピークは７８５ｎｍである。素子の電流密度−電圧特性グラフについては、図３７を参照されたい。
【００８２】
近赤外発光ペロブスカイト型ＬＥＤは、１．５Ｖの低いターンオン電圧、２．０％の最大外部量子効率を達成することができる。図３８の素子外部量子効率−電流密度グラフを参照されたい。
【００８３】
（実施例１３）層状ペロブスカイト材料系発光素子
素子は、実施例７と同じ素子構造を採用する。発光層はＰＥＡＦＰＩ６Ｂであり、素子構造全体は、ガラス基板／ＩＴＯ／ＺｎＯ−ＰＥＩＥ（２０ｎｍ）／ＰＥＡＦＰＩ６Ｂ（３０ｎｍ）／ＴＦＢ（４０ｎｍ）／ＭｏＯｘ（７ｎｍ）／Ａｕ（１００ｎｍ）である。
【００８４】
製造方法は実施例７の方法と同様であり、基板上にモル比２：１：２のＣ６Ｈ５(ＣＨ２)２ＮＨ３Ｉ、ＮＨ２ＣＨ=ＮＨ２ＢｒとＰｂＩ２の前駆体溶液をスピンコートし、アニール後にペロブスカイト構造を有するＰＥＡＦＰＩ６Ｂ膜を得た。
【００８５】
図３９は素子のエレクトロルミネッセンススペクトルを示し、近赤外発光素子の発光ピークは７８５ｎｍである。素子の電流密度−電圧特性グラフについては、図４０を参照されたい。
【００８６】
近赤外発光ペロブスカイトＬＥＤは、１．５Ｖの低いターンオン電圧、２．９％の最大外部量子効率を達成することができる。図４１の素子外部量子効率−電流密度グラフを参照されたい。
【００８７】
（実施例１４）層状ペロブスカイト材料系発光素子
素子は、実施例７と同じ素子構造を採用する。発光層はＰＢＡＦＰＩ６Ｂであり、素子構造全体は、ガラス基板／ＩＴＯ／ＺｎＯ−ＰＥＩＥ（２０ｎｍ）／ＰＢＡＦＰＩ６Ｂ（３０ｎｍ）／ＴＦＢ（４０ｎｍ）／ＭｏＯｘ（７ｎｍ）／Ａｕ（１００ｎｍ）である。
【００８８】
製造方法は実施例７の方法と同様であり、基板上にモル比２：１：２のＣ６Ｈ５(ＣＨ２)４ＮＨ３Ｉ、ＮＨ２ＣＨ＝ＮＨ２ＢｒとＰｂＩ２の前駆体溶液をスピンコートし、アニール後にペロブスカイト構造を有するＰＢＡＦＰＩ６Ｂ膜を得た。
【００８９】
図４２は、素子のエレクトロルミネッセンススペクトルを示す。近赤外発光素子の発光ピークは、７７７ｎｍである。
【００９０】
素子の電流密度−電圧特性については、図４３を参照されたい。近赤外発光ペロブスカイト型ＬＥＤは、１．７Ｖの低いターンオン電圧、最大外部量子効率０．６％を達成することができる。図４４素子外部量子効率−電流密度グラフを参照されたい。
【００９１】
（実施例１５）層状ペロブスカイト材料系発光素子
素子は、実施例７と同じ素子構造を採用する。発光層材料は、実施例４のＮＣｓＰＩ７を採用し、素子構造全体は、ガラス基板／ＩＴＯ／ＺｎＯ−ＰＥＩＥ（２０ｎｍ）／ＮＣｓＰＩ７（３０ｎｍ）／ＴＦＢ（４０ｎｍ）／ＭｏＯｘ（７ｎｍ）／Ａｕ（１００ｎｍ）である。
【００９２】
製造方法は実施例７の方法と同様である。
【００９３】
図４５は、素子のエレクトロルミネセンススペクトルを示す。赤色発光素子の発光ピークは、６８６ｎｍである。
【００９４】
素子の電流密度−電圧特性については、図４６を参照されたい。赤色発光ペロブスカイトＬＥＤは、１．８Ｖの低いターンオン電圧、２．０％の最大外部量子効率を達成することができる。図４７素子外部量子効率−電流密度グラフを参照されたい。
【００９５】
（実施例１６）層状ペロブスカイト材料系発光素子
素子は、実施例７と同じ素子構造を採用する。発光層材料は、実施例５のＮＣｓＰＩ６Ｃを採用し、素子構造全体は、ガラス基板／ＩＴＯ／ＺｎＯ−ＰＥＩＥ（２０ｎｍ）／ＮＣｓＰＩ６Ｃ（３０ｎｍ）／ＴＦＢ（４０ｎｍ）／ＭｏＯｘ（７ｎｍ）／Ａｕ（１００ｎｍ）である。
【００９６】
製造方法は実施例７の方法と同様である。
【００９７】
図４８は、素子のエレクトロルミネッセンススペクトルを示す。赤色発光素子の発光ピークは、６８６ｎｍである。
【００９８】
素子の電流密度−電圧特性については、図４９を参照されたい。赤色発光ペロブスカイトＬＥＤは、１．８Ｖの低いターンオン電圧、２．７％の最大外部量子効率を達成することができる。図５０素子外部量子効率−電流密度グラフを参照されたい。
【００９９】
（実施例１７）層状ペロブスカイト材料系発光素子
素子は、実施例７と同じ素子構造を採用する。発光層はＮＦＣｓＰＩ６Ｂであり、素子構造全体は、ガラス基板／ＩＴＯ／ＺｎＯ−ＰＥＩＥ（２０ｎｍ）／ＮＦＣｓＰＩ６Ｂ（３０ｎｍ）／ＴＦＢ（４０ｎｍ）／ＭｏＯｘ（７ｎｍ）／Ａｕ（１００ｎｍ）である。
【０１００】
製造方法は実施例７と同様であり、基板上にモル比２：０．９：０．１：２のＣ１０Ｈ７ＣＨ２ＮＨ３Ｉ、ＮＨ２ＣＨ=ＮＨ２Ｂｒ、ＣｓＢｒとＰｂＩ２の前駆体溶液をスピンコートし、アニールした後、ペロブスカイト構造を有するＮＦＣｓＰＩ６Ｂ膜を得た。
【０１０１】
図５１は、素子のエレクトロルミネッセンススペクトルを示す。素子の発光ピークは、７３８ｎｍである。素子の電流密度−電圧特性については、図５２を参照されたい。
【０１０２】
近赤外発光のペロブスカイト型ＬＥＤは、１．７Ｖの低いターンオン電圧、５．４％の最大外部量子効率を達成することができる。図５３素子の外部量子効率−電流密度グラフを参照されたい。
【０１０３】
（実施例１８）層状ペロブスカイト材料系光起電力素子
素子は、ＮＦＰＩ７を感光層として使用し、素子構造全体は、ガラス基板／ＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（４０ｎｍ）／ＮＦＰＩ７（１００ｎｍ）／ＰＣＢＭ（４０ｎｍ）／Ａｌ（１００ｎｍ）である。
【０１０４】
図５４は、上記ペロブスカイト型光起電力素子の光照射条件下における電流−電圧グラフであり、素子の開回路電圧Ｖｏｃ＝１．２Ｖ、短絡電流密度ＪＳＣ＝３.７ｍＡ／ｃｍ２、フィルファクタＦＦ＝０．４６、効率２％である。
【０１０５】
（実施例１９）層状ペロブスカイト材料系光起電力素子
素子は、ＮＦＰＩ７を感光層として使用し、素子構造全体は、ガラス基板／ＩＴＯ／ｃ−ＴｉＯｘ（４０ｎｍ）／ｍ−ＴｉＯｘ（１００ｎｍ）／ＮＦＰＩ７（１００ｎｍ）／Ｓｐｉｒｏ−ＯＭｅＴＡＤ（１１０ｎｍ）／Ａｌ（１００ｎｍ）である。
【０１０６】
図５５は、上記ペロブスカイト型光起電力素子の光照射条件下における電流−電圧グラフであり、素子の開回路電圧ＶＯＣ＝０．５Ｖ、短絡電流密度ＪＳＣ＝１．７ｍＡ／ｃｍ２、フィルファクタＦＦ＝０．３３、効率０.３％ある。
【０１０７】
（実施例２０）層状ペロブスカイト材料系発光素子
実施例７と同じ素子構造を採用する。発光層はＢｍｚＦＰＢであり、素子構造全体はガラス基板／ＩＴＯ／ＺｎＯ−ＰＥＩＥ／ＢｍｚＦＰＢ／ＴＦＢ／ＭｏＯｘ／Ａｌである。
【０１０８】
製造方法は実施例７と同様であり、基板上に０．３４：１．０：０．９２モル比のベンズイミダゾールブロミド（Ｃ９Ｈ７Ｎ２Ｂｒ）、ＮＨ２ＣＨ=ＮＨ２ＢｒとＰｂＢｒ２の前駆体溶液をスピンコーし、アニール後にペロブスカイト構造を有するＢｍｚＦＰＢ膜を得た。
【０１０９】
図５６は、素子のエレクトロルミネッセンススペクトルを示す。素子の発光ピークは５３０ｎｍである。
【０１１０】
緑色発光ペロブスカイトＬＥＤは、２．１Ｖの低いターンオン電圧、１．５％の最大外部量子効率を達成することがでる。図５７の素子外部量子効率−電流密度グラフを参照されたい。
【０１１１】
上述した自己集積化多重量子井戸構造を有する層状ペロブスカイト材料は、製造プロセスが簡単で、成膜品質が高く、安定した性能を有し、低コスト、大面積、フレキシブル基板装置の工業的製造に非常に適している。本発明の材料から製造されたデバイスは、太陽電池、フラットパネルディスプレイデバイス、完全透明ディスプレイデバイス、フレキシブルディスプレイデバイス、内部または外部照明/信号光源、レーザプリンタ、モバイル電話、車両などの広範囲の製品に組み込むことができる。
【０１１２】
本明細書中の各実施形態は漸進的に記載されており、各実施形態は他の実施形態との相違点に着目しており、各実施形態の中で同様または類似の部分を相互に参照されたい。
【０１１３】
開示された実施形態の上記説明は、当業者が本出願を実施または使用することを可能にする。これらの実施形態への様々な変形形態は、当業者にとっては明らかであろう、本明細書で定義された一般的な原理は、本発明の設計思想と類似するレーザ装置を含み、本願の精神から逸脱しない範囲内で、他の実施形態において、実施され得る。
【０１１４】
本明細書に開示された原理および特徴に基づいて、同等の変換または等価代替によって形成される任意の技術的方法は、すべて本発明の保護範囲内に属するものと解される。
【０１１５】
（付記）
（付記１）
基板と、電極層と、機能層とを含み、
前記電極層は基板表面に配置され、前記機能層は電極層の間に配置され、前記機能層は少なくともペロブスカイト層を含み、
前記ペロブスカイト層は自己集積化多重量子井戸構造を有するペロブスカイト材料であり、多重量子井戸間の効果的なエネルギー移動を実現できることを特徴とするペロブスカイト光電素子。
【０１１６】
（付記２）
前記自己集積化多重量子井戸構造は複数のエネルギーギャップ量子井戸構造を含み、エネルギーギャップ幅が狭から広へ、広から狭へ、あるいはランダム分布で、禁制帯幅が０．１ｅＶ〜５ｅＶであることを特徴とする付記１に記載のペロブスカイト光電素子。
【０１１７】
（付記３）
前記ペロブスカイト材料はＡＸ１：ＢＸ２：ＭＸ３２のモル比１〜１００：１〜１００：１〜１００で製造され、
ＡはＲ１−Ｙ+であり、Ｒ１は１〜５０個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基、５〜１００個の炭素原子を有する脂環式炭化水素基、６〜１００個の炭素原子を有する任意に置換できるアリール基又は３〜１００個の炭素原子を有する任意に置換できるヘテロ環基であり、Ｙ+はアミン系、ピリジン系またはイミダゾール系の有機カチオンのいずれか１つであり、
ＢはＲ２−ＮＨ３+、フォルムアミジンイオン又はアルカリ金属イオンであり、Ｒ２は１個の炭素原子を有する官能基であり、
Ｍは金属元素であり、
Ｘ１、Ｘ２とＸ３はそれぞれ独立なハロゲン元素であることを特徴とする付記１に記載のペロブスカイト光電素子。
【０１１８】
（付記４）
前記ＡはＲ１−Ｙ+であり、Ｒ１が１〜２０個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基、５〜５０個の炭素原子を有する脂環式炭化水素基、６〜５０個の炭素原子を有する任意に置換できるアリール基又は３〜５０個の炭素原子を有する任意に置換できるヘテロ環基で、Ｙ+はアミン系、ピリジン系またはイミダゾール系の有機カチオンのうちのいずれか１つであることを特徴とする付記３に記載のペロブスカイト光電素子。
【０１１９】
（付記５）
前記Ａは以下の有機基のうちのいずれか１つであるかまたはこれらの任意の組み合わせであることを特徴とする付記４に記載のペロブスカイト光電素子。
【化５】
2019504454.tif 000007
【０１２０】
（付記６）
前記ＡはＲ１−(Ｙ+)２であり、Ｒ１は１〜２０個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基、５〜５０個の炭素原子を有する脂環式炭化水素基、６〜５０個の炭素原子を有する任意に置換できるアリール基、３〜５０個の炭素原子を有する任意に置換できるヘテロ環基で、Ｙ+はアミン系、ピリジン系またはイミダゾール系の有機カチオンのうちのいずれか１つ又はこれらの任意の組み合わせであることを特徴とする付記３に記載のペロブスカイト光電素子。
【０１２１】
（付記７）
前記Ａは以下の有機基のうちのいずれか１つ又はいくつかであることを特徴とする付記６に記載のペロブスカイト光電素子。
【化６】
2019504454.tif 000008
【０１２２】
（付記８）
前記Ｂは有機アミン基であるメチルアミノ、フォルムアミジン、Ｋ+、Ｒｂ+とＣｓ+のうちのいずれか１つ又はこれらの任意の組み合わせであることを特徴とする付記３に記載のペロブスカイト光電素子。
【０１２３】
（付記９）
前記金属元素Ｍは、第４Ａ族金属のＰｂ２+、Ｇｅ２+、Ｓｎ２+のうちのいずれか１つ、または遷移金属のＣｕ２+、Ｎｉ２+、Ｃｏ２+、Ｆｅ２+、Ｍｎ２+、Ｃｒ２+、Ｐｄ２+、Ｃｄ２+、Ｅｕ２+、Ｙｂ２+のうちのいずれか１つ、または前記金属元素のうちの任意の組み合わせであることを特徴とする付記３に記載のペロブスカイト光電素子。
【０１２４】
（付記１０）
前記Ｘ１、Ｘ２とＸ３はそれぞれＣｌ、Ｂｒ及びＩからなる群から選出されたいずれか１つ又はこれらの任意の組み合わせであることを特徴とする付記３に記載のペロブスカイト光電素子。
【０１２５】
（付記１１）
前記ペロブスカイト材料は、ＡＸ１、ＢＸ２とＭＸ３２から配合された前駆体溶液を基板上にスピンコートし、蒸着法を用いて前記前駆体材料を蒸着するか、又は蒸着法と溶液法との組み合わせによって製造され、自己集積化多重量子井戸構造を有し、多重量子井戸の間にエネルギー移動を実現できることを特徴とする付記３に記載のペロブスカイト光電素子。
【０１２６】
（付記１２）
付記１に記載のペロブスカイト光電素子の製造方法であって、
前記方法は、
基板を、順次にアセトン溶液、エタノール溶液及び脱イオン水で超音波洗浄を行い、洗浄した後に乾燥させるステップ（１）と、
基板を真空室に転送し、真空室内で電極層を製造するステップ（２）と、
電極層を製造した基板を真空室に移し、酸素等のイオン前処理を行うステップ（３）と、
処理後の基板を素子構造に従って溶液法で順次に機能層薄膜の製造を行うステップ（４）と、
機能層薄膜の製造が終了後、真空蒸着室において他の電極層の製造を行うステップ（５）と、
製造した素子をグローブボックス内でパッケージングし、グローブボックスは不活性ガス雰囲気であるステップ（６）と、を備え、
前記機能層は少なくともペロブスカイト層を含み、また、電子及び／又は正孔輸送層、電子および／または正孔ブロック層のうちのいずれか１つ又はいくつかを選択的に含むことを特徴とするペロブスカイト光電素子の製造方法。
【０１２７】
（付記１３）
前記ステップ（４）において、処理済の基板を真空蒸着室において蒸着法で機能層を製造し、素子構造に従って機能層を順次に蒸着するか、または処理後の基板を高真空室において蒸着法と溶液法の組み合わせ方法で素子構造層に従って順次に機能層を製造することを特徴とする付記１２に記載のペロブスカイト光電素子の製造方法。
【０１２８】
（付記１４）
ＡＸ１：ＢＸ２：ＭＸ３２のモル比１〜１００：１〜１００：１〜１００で製造され、
ＡはＲ１−Ｙ+であり、Ｒ１は１〜５０個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基、５〜１００個の炭素原子を有する脂環式炭化水素基、６〜１００個の炭素原子を有する任意に置換できるアリール基又は３〜１００個の炭素原子を有する任意に置換できるヘテロ環基であり、Ｙ+はアミン系、ピリジン系またはイミダゾール系の有機カチオンのいずれか１つであり、
ＢはＲ２−ＮＨ３+、フォルムアミジンイオン又はアルカリ金属イオンであり、Ｒ２は１個の炭素原子を有する官能基であり、
Ｍは金属元素であり、
Ｘ１、Ｘ２とＸ３はそれぞれ独立なハロゲン元素であることを特徴とするペロブスカイト材料。
【０１２９】
（付記１５）
前記ＡはＲ１−Ｙ+であり、Ｒ１は１〜２０個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基、５〜５０個の炭素原子を有する脂環式炭化水素基、６〜５０個の炭素原子を有する任意に置換できるアリール基又は３〜５０個の炭素原子を有する任意に置換できるヘテロ環基であり、Ｙ+はアミン系、ピリジン系またはイミダゾール系の有機カチオンのうちのいずれか１つであることを特徴とする付記１４に記載のペロブスカイト材料。
【０１３０】
（付記１６）
前記Ａは以下の有機基のうちのいずれか１つ、またはいくつかの組み合わせであることを特徴とする付記１５に記載のペロブスカイト材料。
【化７】
2019504454.tif 000009
【０１３１】
（付記１７）
前記ＡはＲ１−(Ｙ+)２であり、Ｒ１は１〜２０個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基、５〜５０個の炭素原子を有する脂環式炭化水素基、６〜５０個の炭素原子を有する任意に置換できるアリール基、３〜５０個の炭素原子を有する任意に置換できるヘテロ環基であり、Ｙ+はアミン系、ピリジン系またはイミダゾール系の有機カチオンのうちのいずれか１つ又はこれらの任意の組み合わせであることを特徴とする付記１４に記載のペロブスカイト材料。
【０１３２】
（付記１８）
前記Ａは以下の有機基のうちのいずれか１つ又はいくつかであることを特徴とする付記１７に記載のペロブスカイト材料。
【化８】
2019504454.tif 000010
【０１３３】
（付記１９）
前記Ｂは有機アミン基であるメチルアミノ、フォルムアミジン、Ｋ+、Ｒｂ+とＣｓ+のうちのいずれか１つ又はこれらの任意の組み合わせであることを特徴とする付記１４に記載のペロブスカイト材料。
【０１３４】
（付記２０）
前記金属元素Ｍは、第４Ａ族金属のＰｂ２+、Ｇｅ２+、Ｓｎ２+のうちのいずれか１つ、または遷移金属のＣｕ２+、Ｎｉ２+、Ｃｏ２+、Ｆｅ２+、Ｍｎ２+、Ｃｒ２+、Ｐｄ２+、Ｃｄ２+、Ｅｕ２+、Ｙｂ２+のうちのいずれか１つ、または前記金属元素のうちの任意の組み合わせであることを特徴とする付記１４に記載のペロブスカイト材料。
【０１３５】
（付記２１）
前記Ｘ１、Ｘ２とＸ３はそれぞれＣｌ、ＢｒおよびＩからなる群から選出されたいずれか１つ又はこれらの任意の組み合わせであることを特徴とする付記１４に記載のペロブスカイト材料。
【０１３６】
（付記２２）
前記ペロブスカイト材料はＡＸ１、ＢＸ２とＭＸ３２から配合された前駆体溶液を基板表面にスピンコート後、蒸着法を用いて前記前駆体材料を蒸着するか、又は蒸着法と溶液法との組み合わせによって製造され、自己集積化多重量子井戸構造を有し、多重量子井戸の間にエネルギー移動を実現できることを特徴とする付記１４に記載のペロブスカイト材料。
【図１】
2019504454.tif 000015
【図２】
2019504454.tif 000016
【図３】
2019504454.tif 000017
【図４】
2019504454.tif 000018
【図５】
2019504454.tif 000019
【図６】
2019504454.tif 000020
【図７】
2019504454.tif 000021
【図８】
2019504454.tif 000022
【図９】
2019504454.tif 000023
【図１０】
2019504454.tif 000024
【図１１】
2019504454.tif 000025
【図１２】
2019504454.tif 000026
【図１３】
2019504454.tif 000027
【図１４】
2019504454.tif 000028
【図１５】
2019504454.tif 000029
【図１６】
2019504454.tif 000030
【図１７】
2019504454.tif 000031
【図１８】
2019504454.tif 000032
【図１９】
2019504454.tif 000033
【図２０】
2019504454.tif 000034
【図２１】
2019504454.tif 000035
【図２２】
2019504454.tif 000036
【図２３】
2019504454.tif 000037
【図２４】
2019504454.tif 000038
【図２５】
2019504454.tif 000039
【図２６】
2019504454.tif 000040
【図２７】
2019504454.tif 000041
【図２８】
2019504454.tif 000042
【図２９】
2019504454.tif 000043
【図３０】
2019504454.tif 000044
【図３１】
2019504454.tif 000045
【図３２】
2019504454.tif 000046
【図３３】
2019504454.tif 000047
【図３４】
2019504454.tif 000048
【図３５】
2019504454.tif 000049
【図３６】
2019504454.tif 000050
【図３７】
2019504454.tif 000051
【図３８】
2019504454.tif 000052
【図３９】
2019504454.tif 000053
【図４０】
2019504454.tif 000054
【図４１】
2019504454.tif 000055
【図４２】
2019504454.tif 000056
【図４３】
2019504454.tif 000057
【図４４】
2019504454.tif 000058
【図４５】
2019504454.tif 000059
【図４６】
2019504454.tif 000060
【図４７】
2019504454.tif 000061
【図４８】
2019504454.tif 000062
【図４９】
2019504454.tif 000063
【図５０】
2019504454.tif 000064
【図５１】
2019504454.tif 000065
【図５２】
2019504454.tif 000066
【図５３】
2019504454.tif 000067
【図５４】
2019504454.tif 000068
【図５５】
2019504454.tif 000069
【図５６】
2019504454.tif 000070
【図５７】
2019504454.tif 000071
【国際調査報告】
2019504454.tif 000072
2019504454.tif 000073
2019504454.tif 000074
2019504454.tif 000075
2019504454.tif 000076
2019504454.tif 000077