JP2003209270A - 炭素系光電素子およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】高い量子効率を有し、製造工程が簡略であり廉
価な光電素子とその製造方法を提供する。 【解決手段】バック電極１５と、ｎ型半導体層１４と、
フラーレンまたはカーボンナノチューブからなるナノカ
ーボン分子層１３と、ｐ型半導体層１２と、表面電極１
１とからなる炭素系光電素子であって、前記ｐ型半導体
層１２は、アモルファスであることを特徴とする。ここ
で、ｐ型半導体層１２であるアモルファス層は、カーボ
ンナノ分子層の最表面にレーザ光を照射して構造変化さ
せた層であることが望ましい。また、フラーレンはＣ₆₀
であることが好ましく、ｎ型半導体層１４は、シリコン
基板であることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、炭素系の光電素子
及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在実用化されている太陽電池は、単結
晶、多結晶あるいはアモルファス状のシリコンを用いて
製造されている。しかし、これら従来の光電素子は、原
料シリコンとして極めて高純度のものを用いることが必
要であるため、その製造工程が複雑で、コストが高くな
るという問題があった。また、製造法が簡単な有機系の
光電素子の開発も進められているが、有機系の色素は一
般に耐候性や導電性が低いなどの問題を有しているため
実用的な素子の開発にまで至っていないのが現状であ
る。

【０００３】近年、グラファイトのレーザ処理やアーク
放電等によって得られるフラーレンやカーボンナノチュ
ウーブなどが新しい炭素材料として注目され、製造方法
や用途開発といった研究が盛んに進められている。フラ
ーレンは炭素が結合してサッカーボール状の閉殻構造を
有する大型分子であって、Ｃ₆₀、Ｃ₇₀、Ｃ₈₄など多くの
構造が知られている。これらの特異な構造に由来する物
性の中で、最近フラーレンＣ₆₀自体に光電変換機能があ
ることが見出されいる。

【０００４】例えば、特開平５−３３５６１４号公報で
は、高輝度の光源でも光劣化が少ないなど耐候性にも優
れ、しかも製造が容易である光電変換素子として、透明
基材上の透明電極状に、ｐ型半導体層、フラーレン層お
よびバック電極を順次積層した光電変換素子について開
示している。

【０００５】しかし、この場合には光電素子の形成は、
真空容器内で三つもしくは二つの異なる層を積層するこ
ととなるため、別々の真空容器を用いて蒸着もしくはド
ープして形成することとなる。したがって、積層される
層と層との界面に不純物を介在させたり欠陥を生じたり
する可能性が大きく、光電素子としての充分な量子効率
を得ることが困難となる。また、異なる真空容器での処
理を余儀なくされるために、工程が複雑で素子の製造コ
ストが高くなるという問題も生じる。

【０００６】また、カーボンナノチューブは、炭素の同
素体で単層グラファイトであるグラフェンを丸めた円筒
状の材料である。直径が約０．５ｎｍないし１０ｎｍで
長さが約数μｍ程度の微細な材料である。そして、すで
に実用化されている冷陰極をはじめとして、半導体集積
回路や繊維材料、水素吸蔵体など多方面にわたってその
応用が図られており、将来性のある材料として鋭意研究
開発がなされている。ところが、カーボンナノチューブ
とｎ型半導体との組合わせによる炭素系光電素子は、原
理的には可能とされていたが、具体的な構造は示されて
いなかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記の事情
に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、高い量
子効率を有し、製造工程が簡略であり廉価な光電素子と
その製造方法を提供しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明になる炭素系光電
素子は、バック電極と、ｎ型半導体層と、フラーレンま
たはカーボンナノチューブからなるナノカーボン分子層
と、ｐ型半導体層と、表面電極とからなる炭素系光電素
子であって、前記ｐ型半導体層は、アモルファスである
ことを特徴とする。ここで、ｐ型半導体層であるアモル
ファス層は、カーボンナノ分子層の最表面にレーザ光を
照射して構造変化させた層であることが望ましい。ま
た、フラーレンは、Ｃ₆₀であることが好ましく、ｎ型半
導体層は、シリコン基板とすることができる。

【０００９】また、本発明になる炭素系光電素子の製造
方法は、ｎ型半導体層上にフラーレンまたはカーボンナ
ノチューブを積層する積層工程と、ナノカーボン分子層
の最表面層をレーザー照射してアモルファスカーボン層
とするレーザー照射工程と、形成された前記積層体にバ
ック電極および表面電極を形成する電極形成工程と、か
らなることを特徴とする。積層工程は、分子線エピタキ
シ（ＭＢＥ）法による工程であり、レーザ照射工程は、
ＫｒＦエキシマレーザ光を照射する工程であることが望
ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明は、基板にカーボンナノチ
ューブあるいはフラーレン等からなるナノカーボン分子
層を形成し、これにレーザ光を照射することによって、
形成したナノカーボン分子層の最表面層のみを構造変化
させて光電素子を形成するものである。 本発明になる
炭素系光電素子の構造を図１に示す。すなわち、１１は
表面電極、１２はレーザー照射によりナノカーボン分子
がアモルファス化した層、１３はナノカーボン分子層、
１４はｎ型半導体層、１５はバック電極、１６、１７は
配線である。

【００１１】本発明の素子の構成要素として用いるバッ
ク電極は、各種の導電性を有する材料のものによって構
成することができる。このバック電極としては、例え
ば、Ａｌ、Ａｕ、Ｍｇ−Ａｇ合金、あるいはＡｕ−Ｓｂ
合金などの金属電極が好適に使用されるが、必ずしも金
属系のものに限定されるものではない。例えば、必要に
応じて導電性酸化物や導電性樹脂などの金属電極以外の
ものも使用することができる。

【００１２】本発明の素子の構成要素としてのｎ型半導
体層は特に制限はなく、ｎ型半導体特性を有するもので
あればよい。例えば、ゲルマニウム、シリコンなどの無
機系のｎ型半導体、ポイピロール、ポリアセチレン、フ
タロシアニン、ポリパラフェニレン等の有機系化合物か
らなる各種のｎ型半導体などを挙げることが出来る。こ
れらの中でも、通常は、アモルファスシリコンのｎ型半
導体が好適に使用される。このｎ型半導体層の厚さは、
５０ｎｍ以上であることが望ましい。５０ｎｍ未満では
欠陥やバンドのゆがみによってキャリアがトラップされ
る可能性が高くなるからである。

【００１３】本発明の素子のナノカーボン分子層は、各
種のフラーレン類、あるいはカーボンナノチューブ類か
らなる層として構成される。フラーレン類としては、例
えば、Ｃ₆₀、Ｃ₇₀、Ｃ₈₄等の各種の炭素数のフラーレン
を挙げることが出来る。これらは１種単独で使用するこ
ともできるし、あるいは２種以上を混合物などとして併
用することもできる。１種単独で使用する場合にはフラ
ーレンＣ₆₀が好適に使用できる。

【００１４】また、カーボンナノチューブ類としては、
例えば、直径が０．１〜数十ｎｍ程度、長さが約１μｍ
以下程度である通常合成されるものを使用することがで
きる。カーボンナノチューブの立体構造には制限はな
く、いわゆるカイラルチューブ型、アームチェア型およ
びジグザグチューブ型など、いずれの構造のものを用い
てもよく、これらの立体構造を有するものが混合されて
いてもかまわない。さらに、カーボンナノチューブの粒
子の堆積方向は特に限定されるものではない。すなわ
ち、針状形状などの柱状をなすカーボンナノチューブの
長手方向と、基材平面が平行であっても角度を有してい
てもよい。

【００１５】なお、これらフラーレン類やカーボンナノ
チューブ類には必要に応じて、適当なドーピング材を適
宜添加してもよい。その際、予めドーピングしたフラー
レン類やカーボンナノチューブ類を用いてナノカーボン
分子層を形成してもよい。また、これらフラーレン類や
カーボンナノチューブ類のナノカーボン分子層には、本
発明の目的を阻害しない範囲で他の成分を含有してもよ
い。あるいは必要に応じて適宜成分を添加して層形成さ
れたものであってもよい。すなわち、ナノカーボン分子
層の形成材料として、高純度のフラーレンやカーボンナ
ノチューブを用いてもよく、あるいは少量の不純物を含
有するこれらナノカーボン分子材料を用いてもよい。ま
た、適当なバインダーを利用してナノカーボン分子層を
形成させてもよい。

【００１６】これらフラーレンまたはカーボンナノチュ
ーブからなるナノカーボン分子層の厚さは、アモルファ
ス化された層の厚さを除いて、、以下とすることが適当
である。このナノカーボン分子層の厚さが０の場合、す
なわち、ｎ型半導体上に積層したナノカーボン分子をレ
ーザ光照射によって全てアモルファスカーボンとした場
合には、炭素系光電素子の構造はｐ−ｎ構造となる。ま
た、アモルファス化されないナノカーボン分子の積層部
分が残存する場合には、炭素系光電素子は、ｐ−ｉ−ｎ
構造として機能することとなる。すなわち、この場合の
ナノカーボン分子層はｉ型半導体として機能するので、
厚さが１０ｎｍ未満では光電変換の効果が少なく、８μ
ｍを越えると光の透過がほとんど認められないために光
電変換を行うことができなくなる。かえって欠陥の増加
等により性能が低下したり、コスト高となるなどの不都
合が生じることがある。

【００１７】本発明の素子に用いるｐ型半導体層は、ア
モルファスカーボン層である。このアモルファスカーボ
ンは、フラーレンやカーボンナノチューブなどのナノカ
ーボン分子にレーザ光を照射して構造変化させることに
より得ることが出来る。このようにして得られるｐ型半
導体層の厚さは、５〜５００ｎｍが望ましい。この厚さ
が、５ｎｍ未満では、例えば、ｐ−ｎ接合に由来する光
電流効率、整流特性などの向上というｐ型半導体として
の効果が十分に発揮されない場合があり、他方、この厚
さが５００ｎｍを越えるようにしても、厚さの増加に見
合った効果のさらなる向上は見られず、かえって欠陥の
増加などによって性能が低下するなどの不都合が生じる
ことがある。より好ましくは２０〜２００ｎｍの範囲で
ある。

【００１８】本発明の素子に用いる表面電極には特に制
限はなく、公知の太陽電池などの光電素子に用いられる
ものなど各種の充分な導電性を有するものが使用可能で
ある。例えば、ＩＴＯ膜電極、ＮＥＳＡ膜電極等の金属
酸化物系透明電極、Ａｌ薄膜やＡｕ薄膜などの透明性を
有する金属系薄膜状電極、あるいは、Ａｌ製の櫛形また
は格子型電極などを挙げることができる。これらの中で
もＡｌ製の櫛形または格子型電極が好適に使用され、特
に、多結晶シリコン太陽電池の場合には櫛形のアルミニ
ウム電極が好適に採用される。

【００１９】なお、前記表面電極およびバック電極のそ
れぞれの厚さには特に制限はなく、使用目的に応じて適
宜適当な厚さに選定すればよい。

【００２０】本発明の素子には、通常行われるように適
宜のリード線を設け外部回路に接続する機構を設けるこ
とができる。

【００２１】本発明の素子の光電素子としての使用時に
おいては、照射光が表面電極側から素子内に照射導入さ
れるこになる。その際に効率よく光起電力が発生し、高
い整流性を示す。この素子の場合、光照射によって、表
面電極が正極となり、バック電極が負極となるので、使
用時には図１に示す方向の光電流が流れることになる。

【００２２】本発明の炭素系光電素子の製造法は、以下
の方法によることが好ましい。

【００２３】まず、所望のｎ型半導体基板上に、フラー
レンまたはカーボンナノチューブからなるナノカーボン
分子を積層させる。ナノカーボン分子層は、真空蒸着、
スパッタリング、溶液や分散液の塗布および乾燥など各
種の公知の方法を適用して形成することができる。しか
し、高い量子効率を得るためには不純物の混入や欠陥の
発生を極力避ける必要がある。従って、ナノカーボン分
子層は、超高真空（１０^-10Ｔｏｒｒ）を用いる分子線
エピタキシ（ＭＢＥ）法で形成することが好ましい。

【００２４】次に、ｎ型半導体上に積層したナノカーボ
ン分子層の最表面層にレーザ光を照射してアモルファス
カーボン層を形成する。図２にナノカーボン分子層表面
へのレーザ照射方法の一例を示す。図２はＫｒＦエキシ
マレーザ光の照射方法である。２１はエキシマレーザシ
ステム、２２はレーザの照射エネルギーを調製するため
のアテネータであり、２３はナノカーボン分子を積層し
たｎ型半導体である。レーザ光の波長は１５０〜３８０
ｎｍで、パルス幅は１０〜２００ナノ秒であることが望
ましい。また、レーザの繰返しは１〜１０００Ｈ_Zの範
囲であることが好ましく、レーザ光照射のエネルギー密
度は、１０〜３００ｍＪ／ｃｍ²の範囲が適当である。

【００２５】このような条件で積層されたナノカーボン
分子層の最表面の所望範囲にレーザ光を１〜１０００回
照射して、最表面層をアモルファスカーボンとなす。照
射回数は、積層されたナノカーボン分子が全面にわたっ
てアモルファス化するのに必要で、かつアモルファス層
の厚さを１００〜５００ｎｍとするのに充分な回数であ
ることが望ましい。

【００２６】ナノカーボン分子は、そのままでは絶縁体
であることが知られている。ところが、前記のようにレ
ーザ光を照射することにより構造変化して半導体の特性
が得られることを確認した。図３は、１ＨｚのＫｒＦエ
キシマレーザを８５ｍＪ／ｃｍ²でフラーレンＣ₆₀の表
面に照射した時の、照射時間によるフラーレンＣ₆₀の抵
抗値の変化を測定した結果である。図３で横軸はレーザ
の照射時間を、また、縦軸は抵抗値を対数で示す。フラ
ーレンＣ₆₀の抵抗値は、レーザ照射時間の増加に伴って
急激に減少し、照射時間が２５秒では約２０ＫΩ・ｃｍ
にまで低下しており、半導体として構造変化しているこ
とが分る。

【００２７】また、ナノカーボン分子のレーザ光照射に
よるアモルファス化は、ラマン分光スペクトルを用いる
ことにより確認することができる。その一例を図４に示
す。図４はフラーレンＣ₆₀を積層した表面に、１Ｈｚの
ＫｒＦエキシマレーザを８５ｍＪ／ｃｍ²で１００秒間
照射した場合のラマン分光スペクトルである。フラーレ
ンＣ₆₀の層による１４６８ｃｍ^-1のピークが小さくな
り、アモルファスカーボンの１３５２ｃｍ^-1と１５９０
ｃｍ^-1の二つのピークが明瞭に観察されて、アモルファ
スカーボンの形成されていることが分る。また、形成さ
れたアモルファスカーボン層の厚さは、紫外光によるス
キンデプス（線吸収係数の逆数：１／α）から推測する
ことができる。すなわち、ＭＢＥ法で積層した厚さが既
知（ｔ）のフラーレンＣ₆₀に波長２４８ｎｍの紫外光を
照射し、透過する紫外光の透過前後の強度比（Ｉ／
Ｉ₀）を求めた後、線吸収係数αとの関係式、Ｉ／Ｉ₀＝
ｅｘｐ（−ｔ・α）から求める方法である。

【００２８】さらに、ナノカーボン分子をアモルファス
化して得られた半導体層が、ｐ型半導体であることは、
次の方法によって知ることができる。すなわち、アモル
ファス層に両端の電圧を負荷する端子と、内側の電圧を
測定する端子とを取付け、測定端子のプラス側を何らか
の方法で加熱すると（例えば、加熱したこてをあてが
う）、ｐ型であればホールが励起されて電圧測定してい
る二極間の電位が上がり、他方、電位が下がれば電子が
励起されたわけであるから、ｎ型であると判定すること
ができる。

【００２９】しかる後に、表面電極およびバック電極を
形成する。これらの電極の形成方法については、公知の
各種の方法を採用することができる。例えば、表面電極
として櫛形のアルミニウム電極を装着する場合には、公
知の方法である電子ビーム蒸着法によることができる。
また、バック電極にＡｕ−Ｓｂ合金を用いる場合にはゾ
ルーゲル法などの方法によることができる。電極にはさ
らに、外部回路に接続するために、例えば、金、銅、あ
るいはアルミニウムなどのリード線を表面電極とバック
電極に、ボールボンディングまたは超音波接合などの方
法で取付けることが望ましい。

【００３０】以上詳細に説明したように、本発明の炭素
系光電素子は、ｎ型半導体表面にフラーレンやカーボン
ナノチューブなどのナノカーボン分子を積層し、このナ
ノカーボン分子層の最表面層をレーザ照射することによ
ってｐ型半導体のアモルファスカーボン層として、これ
らに表面電極およびバック電極を配置した積層構成とし
たものである。したがて、従来技術では電気的性質の異
なる層を複数回に亘って積層する必要があるために、そ
の接合界面には不純物の混入や欠陥部を生じるおそれが
あったが、本発明によれば、ｎ型半導体層にナノカーボ
ン分子層という一つの層を積層したのち、簡単なレーザ
処理によってｐ−ｉ−ｎまたはｐ−ｎ接合を形成するこ
とができるので、その接合面には不純物の混入や欠陥の
発生する可能性が極めて低い。ゆえに、本発明の炭素系
光電素子は、キャリアのトラップが少なく、高い量子効
率を実現することができる。

【００３１】また、同様の理由から、従来技術に比較し
て工程の簡略化が図られるとともに製造コスト低減する
ことができる。

【００３２】従って、本発明の光電素子は、例えば、太
陽電池を始め、受光センサ、光センサなどの用途分野に
おける光電素子として好適に用いることができる。

【００３３】

【実施例】（実施例１）ｎ型シリコン基板（１０ｍｍ×
１０ｍｍ、厚さ０．８ｍｍ）に、分子線エピタキシ（Ｍ
ＢＥ）法でフラーレンの一種であるＣ₆₀を２００ｎｍ積
層させた。

【００３４】この積層したフラーレンＣ₆₀の最表面層に
レーザーを照射した。レーザーは、繰返しが１Ｈｚで、
波長が２４８ｎｍ、パルス幅５０ナノ秒のＫｒＦエキシ
マレーザー光を１０ｍｍ×２６ｍｍのサイズとして、２
０秒間フラーレンＣ₆₀層の最表面層に照射した。フラー
レンＣ₆₀層の表面へのレーザー光照射は図２の方法で実
施した。

【００３５】これによりフラーレンＣ₆₀の最表面層が約
２０ｎｍの深さまでアモルファス化された。アモルファ
ス化された領域については、別途に行った波長２４８ｎ
ｍの紫外光に対するスキンデプス（線吸収係数の逆数：
１／α）から推測した。

【００３６】次に、レーザー照射側に櫛形のアルミニウ
ム電極を電子ビーム蒸着法で形成し、これに銅のリード
線を施した。また、シリコン基板側には、基板の裏面に
２μｍの金−アンチモンのバック電極をゾルーゲル法で
取付、これに銅のリード線を施して炭素系光電素子を得
た。

【００３７】以上のようにして得られた炭素系光電素子
について分光感度測定を実施した。図５は、入射光波長
に対する量子効率（電子／光子）を示すグラフであり、
横軸は入射光の波長を、また、縦軸は量子効率を示す。
■は、レーザ光の照射時間が６０秒の場合の入射光波長
による量子効率の変化を示し、○は照射時間が１６０秒
の場合の入射光波長による量子効率の変化を示す。いず
れの場合も入射光の波長が約８００ｎｍの近赤外領域で
量子効率はピークを示し、特に１６０秒照射の場合に
は、５０％という高い量子効率を得ることが出来た。な
お、この時の入射光であるレーザ光の照射条件は、繰返
しが１Ｈｚで、波長が２４８ｎｍ、パルス幅５０ナノ秒
で、エネルギー密度は１１５ｍＪ／ｃｍ²であった。 （実施例２）ナノカーボン分子をカーボンナノチューブ
とした以外は、実施例１と同様にして炭素系光電素子を
得た。

【００３８】ここで、カーボンナノチューブは、レーザ
アプレーション法でニッケルを触媒として８００℃で形
成して得られたものを使用した。なお、カーボンナノチ
ューブは、ほとんどがシングルウオールの形態であっ
た。

【００３９】得られた炭素系光電素子について、実施例
１と同様の方法で分光感度測定を実施した。レーザ光を
１６０秒照射したところ、波長が８００ｎｍ付近で４０
％の量子効率を得ることが出来た。 （比較例１）従来技術になる光電素子を比較例とした。
すなわち、ＩＴＯ膜付きガラス基板のそのＩＴＯ膜上に
ｐ型半導体としてＣｕフタロシアニンを４０ｎｍの厚さ
で真空蒸着し、その上に、フラーレンＣ₆₀を４０ｎｍの
厚さで真空蒸着し、このフラーレンＣ₆₀層の面上にバッ
ク電極としてマグネシウム−銀合金を蒸着して光電素子
を形成した。

【００４０】得られた光電素子について、実施例１と同
様の方法で分光感度測定を実施した。レーザ光を１６０
秒照射したところ、量子効率のピークは、波長が８００
ｎｍ付近で１０％であった。

【００４１】実施例１及び２では、上記のように光電素
子の形成に当って、分子線エピキタシ法によるナノカー
ボン分子層の形成は１回のみである。これに引替え比較
例１では、ＩＴＯ膜上へのＣｕフタロシアニンの積層
と、その上に、フラーレンＣ₆₀の層を形成するために、
２回の真空蒸着工程を要している。比較例１の量子効率
が各実施例の量子効率より低い値となったのは、この２
回の蒸着工程の際に、各層の界面に不純物の混入や欠陥
の発生が生じたためと考えられる。

【００４２】

【発明の効果】本発明になる炭素系光電素子は、ｎ型半
導体表面にフラーレンやカーボンナノチューブなどのナ
ノカーボン分子を積層し、このナノカーボン分子層の最
表面層にレーザ照射することによってｐ型半導体のアモ
ルファスカーボン層として、これらに表面電極およびバ
ック電極を配置した積層構成としたものである。したが
て、従来技術では、電気的性質の異なる層を複数回に亘
って積層する必要があるために、その接合界面には不純
物の混入や欠陥部を生じるおそれがあったが、本発明に
よれば、ｎ型半導体層にナノカーボン分子層という一つ
の層を積層したのち、簡単なレーザ処理によってｐ−ｉ
−ｎまたはｐ−ｎ接合を形成することができるので、そ
の接合面には不純物の混入や欠陥の発生する可能性が極
めて低い。ゆえに、本発明の炭素系光電素子は、キャリ
アのトラップによる損失が少なく、高い量子効率を実現
することができる。

【００４３】また、同様の理由から、従来技術に比較し
て工程の簡略化が図られるとともに製造コスト低減する
ことができる。

【００４４】従って、本発明の光電素子は、例えば、太
陽電池を始め、受光センサ、光センサなどの用途分野に
おける光電素子として好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる炭素系光電素子の構成を示す縦断
面図である。

【図２】フラーレンまたはカーボンナノチューブからな
る層の最表面にエキシマレーザを照射する方法の概略を
示す図である。

【図３】フラーレンＣ₆₀にＫｒＦエキシマレーザ光を照
射した場合の、照射時間とフラーレンＣ₆₀の抵抗値の変
化を示した図である。

【図４】レーザ光を照射したフラーレンＣ₆₀からなる層
の最表面層のラマン分光スペクトルを示す図である。

【図５】実施例１の炭素系光電素子にレーザ光を照射し
た場合の入射光波長による量子効率の変化を示した図で
ある。

【符号の説明】

１１：表面電極 １２：アモルファスカーボン層 １
３：ナノカーボン分子層 １４：ｎ型半導体層 １５：バック電極 ２１：エキシマレーザシステム ２２：アテネータ ２
３：フラーレンまたはカーボンナノチューブ堆積層を有
するｎ型半導体基材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 カナン ラクシミ ナラヤナン 愛知県名古屋市天白区久方２丁目２番地 豊田工業大学第２久方寮102号 Ｆターム(参考） 5F049 MA02 MA04 MB02 MB03 MB05 PA03 PA12 5F051 AA02 AA05 CA02 CA32 CB02 DA03 DA04

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バック電極と、ｎ型半導体層と、フラーレ
   ンまたはカーボンナノチューブからなるナノカーボン分
   子層と、ｐ型半導体層と、表面電極とを順次積層してな
   る光電素子であって、前記ｐ型半導体層は、アモルファ
   スカーボン層であることを特徴とする炭素系光電素子。
2. 【請求項２】前記アモルファスカーボン層は、前記ナノ
   カーボン分子層の最表面にレーザ光を照射して構造変化
   させた層である請求項１に記載の炭素系光電素子。
3. 【請求項３】前記フラーレンは、Ｃ₆₀である請求項１に
   記載の炭素系光電素子。
4. 【請求項４】前記ｎ型半導体層は、シリコン基板である
   請求項１に記載の炭素系光電素子。
5. 【請求項５】ｎ型半導体層上にフラーレンまたはカーボ
   ンナノチューブを積層する積層工程と、 前記ナノカーボン分子層の最表面層をレーザー照射して
   アモルファスカーボン層とするレーザー照射工程と、 形成された前記積層体にバック電極および表面電極を形
   成する電極形成工程と、 からなることを特徴とする炭素系光電素子の製造方法。
6. 【請求項６】前記積層工程は、分子線エピタキシ（ＭＢ
   Ｅ）法による工程である請求項５に記載の炭素系光電素
   子の製造方法。
7. 【請求項７】前記レーザ照射工程は、ＫｒＦエキシマレ
   ーザ光を照射する工程である請求項５に記載の炭素系光
   電素子の製造方法。