ハロゲン化鉛ペロブスカイトは、高い光吸収係数、長いキャリア拡散長、高い蛍光量子効率などの優れた光電特性を持ち、現在の光電検出器（PDs）研究分野のホットスポットとなっています。しかし、ハロゲン化鉛ペロブスカイトの高い生物毒性と低い環境安定性はこれらのデバイスの発展と応用を制限しており、低毒性で安定した材料の探索が特に重要です。これまでにSn、Ge、Sb、Biなどの材料が研究されており、その中でビスマス系ペロブスカイトは安定性、無毒性、広いバンドギャップの特徴から有力な候補材料の一つとなっています。PDsの性能に影響を与える要因は多く、その中で暗電流の抑制はデバイス性能向上の重要な手段の一つです。本稿では、溶液スピンコーティングによる無機化合物CuSCNを従来のPEDOT∶PSSに代えてホール輸送層（HTL）として使用し、ITO/CuSCN/Cs₃Bi₂I₆Br₃/ZnO/Ag構造のp‐i‐n型光電検出器を作製しました。CuSCNの最低空軌道（LUMO）エネルギーレベルは -1.5 eVで、ITOとの電子注入障壁が最大3.3 eVとPEDOT∶PSSとITO間の電子注入障壁（1.8 eV）より遥かに高く、逆バイアス時にITO電極からの電子の注入を効果的に防止し、検出器の暗電流を低減しています。自己給電条件下で425 nm単色光照射時の光電流は6.87×10^-6 Aに達し、暗電流は3.52×10^-11 Aまで低く、スイッチング比は10⁵を超え、PEDOT∶PSSベースの検出器と比べて2桁の向上を示しました。さらに、立ち上がり時間と立ち下がり時間はともに0.12 s未満であり、PEDOT∶PSSベースの検出器より優れており、これはCuSCNがPEDOT∶PSSよりも高いキャリア移動度を持つためと考えられます。結果は、ITO/CuSCN/Cs₃Bi₂I₆Br₃/ZnO/Ag構造の光電検出器が自己給電、高スイッチング比、安定性、無毒性などの利点を持ち、商業化実現のための有望な戦略であることを示しています。

無鉛ペロブスカイト;光電検出器;ホール輸送層;暗電流