JPH0620157B2 - 光電変換装置の製造方法 - Google Patents
光電変換装置の製造方法Info
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- JPH0620157B2 JPH0620157B2 JP60281671A JP28167185A JPH0620157B2 JP H0620157 B2 JPH0620157 B2 JP H0620157B2 JP 60281671 A JP60281671 A JP 60281671A JP 28167185 A JP28167185 A JP 28167185A JP H0620157 B2 JPH0620157 B2 JP H0620157B2
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- Japan
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- photoelectric conversion
- conversion device
- thin film
- oxide
- cro
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Non-Insulated Conductors (AREA)
- Manufacturing Of Electric Cables (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、鉛とクロムとを含む酸化物の薄膜によって構
成される光電変換装置の製造方法に関する。
成される光電変換装置の製造方法に関する。
［発明の技術的背景とその問題点］ 光電変換装置としてはＰ−ｎ又はＰ−ｎ−Ｐの導電型の
半導体の接合、又は半導体と金属との接合を使用した光
電変換装置が広く使用されていることは周知である。こ
れらの光電変換装置は光をあてると自ら起電力を発生す
るので外部起電力の必要はない。
半導体の接合、又は半導体と金属との接合を使用した光
電変換装置が広く使用されていることは周知である。こ
れらの光電変換装置は光をあてると自ら起電力を発生す
るので外部起電力の必要はない。
また、本出願人は上述のような接合を使用することな
く、酸化物誘電体材料の研究を行っていた過程で誘電体
材料の光電変換現象を発見し、鉛とクロムとを含む酸化
物に導電層を形成して成る光電変換装置を先に特願昭53
-20583号（特公昭55-35874号）として出願した。この光
電変換装置によると酸化物に入射した光は酸化物内で電
流に変換され、導電層を経て光電変換装置の外部へ取出
される。この酸化物が薄膜の場合は入射光に対応して起
電力を生じ光感応性を示し、また酸化物の厚さが大きい
場合は蓄電気効果を示した。
く、酸化物誘電体材料の研究を行っていた過程で誘電体
材料の光電変換現象を発見し、鉛とクロムとを含む酸化
物に導電層を形成して成る光電変換装置を先に特願昭53
-20583号（特公昭55-35874号）として出願した。この光
電変換装置によると酸化物に入射した光は酸化物内で電
流に変換され、導電層を経て光電変換装置の外部へ取出
される。この酸化物が薄膜の場合は入射光に対応して起
電力を生じ光感応性を示し、また酸化物の厚さが大きい
場合は蓄電気効果を示した。
ところでこの出願で示されている光電変換装置の製造方
法は、酸化鉛と酸化クロムとを混合した後これらを焼結
して焼結体となし、この焼結体に導電層を形成するよう
にしている。
法は、酸化鉛と酸化クロムとを混合した後これらを焼結
して焼結体となし、この焼結体に導電層を形成するよう
にしている。
しかしながらこのような焼結法によって誘電体材料の薄
膜体を形成する場合はその厚さに限度があり、また気孔
の少ない均一な薄膜体を形成するのが困難であるという
問題がある。またこの薄膜体は光透過性を有していない
ため、各種光電変換装置に適用する場合変換効率を高く
することができない。
膜体を形成する場合はその厚さに限度があり、また気孔
の少ない均一な薄膜体を形成するのが困難であるという
問題がある。またこの薄膜体は光透過性を有していない
ため、各種光電変換装置に適用する場合変換効率を高く
することができない。
［発明の目的］ 本発明は、光透過性を有する薄膜体を形成できるように
した光電変換装置の製造方法を提供することを目的とす
るものである。
した光電変換装置の製造方法を提供することを目的とす
るものである。
［発明の概要］ 上記目的を達成するための本発明は、鉛とクロムとを含
む酸化物をターゲットとして用い真空中において上記鉛
とクロムとを含む酸化物の薄膜を形成し、次にこの薄膜
を少なくとも鉛を含む雰囲気内において熱処理すること
を特徴とするものである。
む酸化物をターゲットとして用い真空中において上記鉛
とクロムとを含む酸化物の薄膜を形成し、次にこの薄膜
を少なくとも鉛を含む雰囲気内において熱処理すること
を特徴とするものである。
［発明の実施例］ 以下本発明の実施例を説明する。
実施例１ 出発原料として酸化鉛ＰｂＯ及び酸化クロムＣｒ２Ｏ３
を用いＰｂ２ＣｒＯ５の組成比となる如く秤量した。こ
の原料をポリエチレン製ポットで１０〜１５時間湿式混
合し、乾燥後４００〜５００℃にて２時間にわたって仮
焼成を行った。仮焼成後ボールミルにて１０〜１５時間
粉砕を行い粒径１μ程度とした。この仮焼成粉末にバイ
ンダーを加え、１ton ／cm2で加圧成形した。更に成形
体を６５０〜９００℃にて２時間焼成し焼結体を得た。
を用いＰｂ２ＣｒＯ５の組成比となる如く秤量した。こ
の原料をポリエチレン製ポットで１０〜１５時間湿式混
合し、乾燥後４００〜５００℃にて２時間にわたって仮
焼成を行った。仮焼成後ボールミルにて１０〜１５時間
粉砕を行い粒径１μ程度とした。この仮焼成粉末にバイ
ンダーを加え、１ton ／cm2で加圧成形した。更に成形
体を６５０〜９００℃にて２時間焼成し焼結体を得た。
次にこのＰｂ２ＣｒＯ５から成る焼結体をターゲット
（蒸発源）として用い、次のように電子ビーム蒸着法に
よってガラス基板上にＰｂ２ＣｒＯ５の薄膜を形成し
た。すなわち、電子ビーム蒸着装置の真空容器内に上記
Ｐｂ２ＣｒＯ５焼結体を直径１５．６mm、厚さ３．０mm
の円板状となしたターゲットとガラス基板とを配置し、
ガラス基板を３５０℃、電子銃の加速電圧を４ｋｖに保
った状態で、容器内の真空度が１×１０-7Torrに達した
とき蒸着を開始した。蒸着時間を約１〜２時間に設定す
ることにより、ガラス基板上に０．５〜１．５μｍのＰ
ｂ２ＣｒＯ５の薄膜が形成された。尚、蒸着中の真空度
は４×１０-5Torrに保たれた。
（蒸発源）として用い、次のように電子ビーム蒸着法に
よってガラス基板上にＰｂ２ＣｒＯ５の薄膜を形成し
た。すなわち、電子ビーム蒸着装置の真空容器内に上記
Ｐｂ２ＣｒＯ５焼結体を直径１５．６mm、厚さ３．０mm
の円板状となしたターゲットとガラス基板とを配置し、
ガラス基板を３５０℃、電子銃の加速電圧を４ｋｖに保
った状態で、容器内の真空度が１×１０-7Torrに達した
とき蒸着を開始した。蒸着時間を約１〜２時間に設定す
ることにより、ガラス基板上に０．５〜１．５μｍのＰ
ｂ２ＣｒＯ５の薄膜が形成された。尚、蒸着中の真空度
は４×１０-5Torrに保たれた。
次にこのようにして得られたガラス基板を、Ｐｂ２Ｃｒ
Ｏ５焼結粉末をアルミナるつぼに保持した雰囲気内で、
４５０℃で１．５時間熱処理を行なった。この熱処理に
よって電子ビーム蒸着された非晶質状態のＰｂ２ＣｒＯ
５薄膜は結晶化される。Ｐｂ２ＣｒＯ５粉末はＰｂ２Ｃ
ｒＯ５薄膜からＰｂの成分分離を防止するために用いら
れる。得られたＰｂ２ＣｒＯ５薄膜はオレンジ色を呈
し、第１図のような透過特性Ａ及び反射特性Ｂを示す。
横軸は反射された光の波長（Å）、縦軸は透過率及び反
射率（％）を示している。
Ｏ５焼結粉末をアルミナるつぼに保持した雰囲気内で、
４５０℃で１．５時間熱処理を行なった。この熱処理に
よって電子ビーム蒸着された非晶質状態のＰｂ２ＣｒＯ
５薄膜は結晶化される。Ｐｂ２ＣｒＯ５粉末はＰｂ２Ｃ
ｒＯ５薄膜からＰｂの成分分離を防止するために用いら
れる。得られたＰｂ２ＣｒＯ５薄膜はオレンジ色を呈
し、第１図のような透過特性Ａ及び反射特性Ｂを示す。
横軸は反射された光の波長（Å）、縦軸は透過率及び反
射率（％）を示している。
ここで透過特性Ａは本発明によって得られる独自のもの
であり、従来のような焼結体の場合はこのような透過特
性は得られない。
であり、従来のような焼結体の場合はこのような透過特
性は得られない。
続いて、Ｐｂ２ＣｒＯ５薄膜上に電極となる第２図に示
すようなパターン及び寸法の一対の導電層１，２を、金
を真空蒸着することによって形成した。これによって、
ガラス基板、Ｐｂ２ＣｒＯ５薄膜及び金属から構成され
た光電変換装置が得られる。この光電変換装置を第３図
に示すような測定装置を利用して光起電力を測定するこ
とにより、第４図及び第５図のような特性が得られた。
第３図において、３は光源、４はチョッパー、５はモノ
クロメータ、６は試料、７はペンレコーダ、８は測定回
路である。第４図及び第５図において、横軸は時間
（分）及び光強度（ｍＷ／cm2）、縦軸は共に光起電力
（Ｖ）を示している。
すようなパターン及び寸法の一対の導電層１，２を、金
を真空蒸着することによって形成した。これによって、
ガラス基板、Ｐｂ２ＣｒＯ５薄膜及び金属から構成され
た光電変換装置が得られる。この光電変換装置を第３図
に示すような測定装置を利用して光起電力を測定するこ
とにより、第４図及び第５図のような特性が得られた。
第３図において、３は光源、４はチョッパー、５はモノ
クロメータ、６は試料、７はペンレコーダ、８は測定回
路である。第４図及び第５図において、横軸は時間
（分）及び光強度（ｍＷ／cm2）、縦軸は共に光起電力
（Ｖ）を示している。
第４図は光電変換装置に対して照射する光をオン、オフ
操作した場合の光起電力特性を示し、オンしたときは光
起電力は０から増加し、オフしたときは光起電力は０方
向に減少する。すなわち、光をオン、オフ操作すること
によって、光起電力を発生させ、又は消失させることが
できる。
操作した場合の光起電力特性を示し、オンしたときは光
起電力は０から増加し、オフしたときは光起電力は０方
向に減少する。すなわち、光をオン、オフ操作すること
によって、光起電力を発生させ、又は消失させることが
できる。
第５図は光電変換装置に対して照射する光の強度を変化
させた場合の光起電力特性を示し、光の強度に比例して
光起電力は増加する。
させた場合の光起電力特性を示し、光の強度に比例して
光起電力は増加する。
第１図，第４図及び第５図のような本発明の特性を光起
電力素子、光センサ素子などに適用すれば、その光透過
性を利用することにより素子動作の変換効率を高くする
ことができる。これは受光部が透過型及び反射型のいず
れにおいても同様である。これらの作用，効果は本発明
によれば、光透過性を有するＰｂ２ＣｒＯ５薄膜体を形
成することができるという事実に基いている。しかも気
孔がほとんどない均一な薄膜を形成することができる。
電力素子、光センサ素子などに適用すれば、その光透過
性を利用することにより素子動作の変換効率を高くする
ことができる。これは受光部が透過型及び反射型のいず
れにおいても同様である。これらの作用，効果は本発明
によれば、光透過性を有するＰｂ２ＣｒＯ５薄膜体を形
成することができるという事実に基いている。しかも気
孔がほとんどない均一な薄膜を形成することができる。
実施例２ 実施例１と同一組成比、同一条件でガラス基板上にＰｂ
２ＣｒＯ５薄膜を形成した。次にこのようにして得られ
たガラス基板を温度条件を変えて熱処理を行ない、同一
条件で一対の導電層を形成して光電変換装置を形成し
た。
２ＣｒＯ５薄膜を形成した。次にこのようにして得られ
たガラス基板を温度条件を変えて熱処理を行ない、同一
条件で一対の導電層を形成して光電変換装置を形成し
た。
得られた光電変換装置の光感応性を測定したところ、上
記熱処理温度が１５０゜以下では光感応性が得られない
ことを確かめた。
記熱処理温度が１５０゜以下では光感応性が得られない
ことを確かめた。
実施例３ 実施例１と同様な出発原料を用いてＰｂ５ＣｒＯ８及び
ＰｂＣｒＯ４の組成比となる如くそれぞれ焼結体を形成
し、これらをターゲットとして用いてそれぞれＰｂ５Ｃ
ｒＯ８薄膜及びＰｂＣｒＯ４薄膜を形成した後、熱処理
及び導電層を形成して２種類の光電変換装置を形成し
た。いずれの光電変換装置においても光感応性が得られ
ることを確かめた。
ＰｂＣｒＯ４の組成比となる如くそれぞれ焼結体を形成
し、これらをターゲットとして用いてそれぞれＰｂ５Ｃ
ｒＯ８薄膜及びＰｂＣｒＯ４薄膜を形成した後、熱処理
及び導電層を形成して２種類の光電変換装置を形成し
た。いずれの光電変換装置においても光感応性が得られ
ることを確かめた。
実施例４ 実施例１と同様にＰｂＯ及びＣｒ２Ｏ３を出発原料とし
て用い、両者の比率を順次変化させて配合して種々の組
成比のクロム酸鉛の焼結体を形成した。これらをターゲ
ットとして種々のクロム酸鉛薄膜を形成し、熱処理後導
電層を形成して複数種類の光電変換装置を形成した。こ
れらの光電変換装置の光起電力特性を測定したとこう次
の結果が得られた。すなわち、ＰｂＯが９９．５mol ％
以上の薄膜の場合及びＣｒ２Ｏ３が７０mol ％以上の薄
膜の場合は光起電力はほとんど発生しなかった。なお、
ＰｂＯとＣｒ２Ｏ３との組成比において、ＰｂＣｒＯ４
よりＣｒ２Ｏ３が過剰な場合はＰｂＣｒＯ４とＣｒ２Ｏ
３との混晶が形成されて存在することが確かめられた。
同様にして、Ｐｂ５ＣｒＯ８よりＰｂＯが過剰な場合に
はＰｂ５ＣｒＯ８とＰｂＯとの混晶が、また中間領域で
はＰｂＯ，Ｃｒ２Ｏ３，Ｐｂ２ＣｒＯ５，Ｐｂ５ＣｒＯ
８及びＰｂＣｒＯ４の何らかの組合せの混晶がそれぞれ
存在することが確かめられた。
て用い、両者の比率を順次変化させて配合して種々の組
成比のクロム酸鉛の焼結体を形成した。これらをターゲ
ットとして種々のクロム酸鉛薄膜を形成し、熱処理後導
電層を形成して複数種類の光電変換装置を形成した。こ
れらの光電変換装置の光起電力特性を測定したとこう次
の結果が得られた。すなわち、ＰｂＯが９９．５mol ％
以上の薄膜の場合及びＣｒ２Ｏ３が７０mol ％以上の薄
膜の場合は光起電力はほとんど発生しなかった。なお、
ＰｂＯとＣｒ２Ｏ３との組成比において、ＰｂＣｒＯ４
よりＣｒ２Ｏ３が過剰な場合はＰｂＣｒＯ４とＣｒ２Ｏ
３との混晶が形成されて存在することが確かめられた。
同様にして、Ｐｂ５ＣｒＯ８よりＰｂＯが過剰な場合に
はＰｂ５ＣｒＯ８とＰｂＯとの混晶が、また中間領域で
はＰｂＯ，Ｃｒ２Ｏ３，Ｐｂ２ＣｒＯ５，Ｐｂ５ＣｒＯ
８及びＰｂＣｒＯ４の何らかの組合せの混晶がそれぞれ
存在することが確かめられた。
さらに、光起電力特性に優れているのはＰｂ２Ｃｒ
Ｏ５，Ｐｂ５ＣｒＯ８及びＰｂＣｒＯ４の単一の酸化物
に近い薄膜の場合であることを確かめた。
Ｏ５，Ｐｂ５ＣｒＯ８及びＰｂＣｒＯ４の単一の酸化物
に近い薄膜の場合であることを確かめた。
以上の各実施例において、Ｐｂ２ＣｒＯ５のような鉛と
クロムとを含む酸化物の形成手段は一例として電子ビー
ム蒸着法の場合について述べたが、これに限らず他にも
スパッタリング法，イオンビーム蒸着法などのその他の
真空中における薄膜形成手段を用いることができ、これ
によっても同様な作用、効果を得ることができる。ま
た、導電層の材料としては一例として金の場合について
述べたが、他にもアルミニウム、銅などの材料を用いる
ことができる。
クロムとを含む酸化物の形成手段は一例として電子ビー
ム蒸着法の場合について述べたが、これに限らず他にも
スパッタリング法，イオンビーム蒸着法などのその他の
真空中における薄膜形成手段を用いることができ、これ
によっても同様な作用、効果を得ることができる。ま
た、導電層の材料としては一例として金の場合について
述べたが、他にもアルミニウム、銅などの材料を用いる
ことができる。
薄膜が形成すべき基板としてもガラスに限ることなく他
の材料を選ぶことができる。このように基板上に薄膜を
形成するようにすれば、基板を含めた薄膜体の厚さに制
約を受けることなく気孔の少ない均一な薄膜を有する光
電変換装置を得ることができる。
の材料を選ぶことができる。このように基板上に薄膜を
形成するようにすれば、基板を含めた薄膜体の厚さに制
約を受けることなく気孔の少ない均一な薄膜を有する光
電変換装置を得ることができる。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、真空中において鉛
とクロムとを含む酸化物の薄膜を形成し、次にこの薄膜
を熱処理するようにしたので、次のような効果が得られ
る。
とクロムとを含む酸化物の薄膜を形成し、次にこの薄膜
を熱処理するようにしたので、次のような効果が得られ
る。
(1) 光透過性を有する薄膜が得られるので、光電変換
装置の動作の変換効率を高めることができる。
装置の動作の変換効率を高めることができる。
(2) 気孔のほとんどない均一な薄膜を形成することが
できるので、高品質及び高信頼度の光電変換装置を得る
ことができる。
できるので、高品質及び高信頼度の光電変換装置を得る
ことができる。
(3) 真空技術の利用によって大量生産が可能なので、
ローコストで光電変換装置を製造することができる。
ローコストで光電変換装置を製造することができる。
第１図は本発明実施例によって得られる光電変換装置の
透過率及び反射率を示す特性図、第２図は本発明実施例
によって得られる光電変換装置の電極を示すパターン
図、第３図は本発明実施例によって得られる光電変換装
置に対する測定装置を示す構成図、第４図及び第５図は
共に本発明実施例によって得られる光電変換装置の光起
電力を示す特性図である。 １，２……導電層、３……光源、４……チョッパー、 ５……モノクロメータ、６……試料、 ７……ペンコーダ、８……測定回路。
透過率及び反射率を示す特性図、第２図は本発明実施例
によって得られる光電変換装置の電極を示すパターン
図、第３図は本発明実施例によって得られる光電変換装
置に対する測定装置を示す構成図、第４図及び第５図は
共に本発明実施例によって得られる光電変換装置の光起
電力を示す特性図である。 １，２……導電層、３……光源、４……チョッパー、 ５……モノクロメータ、６……試料、 ７……ペンコーダ、８……測定回路。
Claims (6)
- 【請求項１】鉛とクロムとを含む酸化物をターゲットと
して用い真空中において上記鉛とクロムとを含む酸化物
の薄膜を形成し、次にこの薄膜を少なくとも鉛を含む雰
囲気内において熱処理することを特徴とする光電変換装
置の製造方法 - 【請求項２】前記鉛とクロムとを含む酸化物の薄膜をガ
ラス基板上に形成することを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の光電変換装置の製造方法。 - 【請求項３】前記鉛とクロムとを含む酸化物の薄膜上に
一対の導電層を形成することを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の光電変換装置の製造方法。 - 【請求項４】前記鉛をＰｂＯに換算して３０〜９９．５
mol ％及びクロムをＣｒ２Ｏ３に換算して０．５〜７０
mol ％の組成比を有する酸化物をターゲットとして用い
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光電変
換製造方法。 - 【請求項５】前記酸化物としてＰｂ５ＣｒＯ８，ＰＢ２
ＣｒＯ５及びＰｂＣｒＯ４の少なくとも一種を含むもの
をターゲットとして用いることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の光電変換装置の製造方法。 - 【請求項６】前記酸化物として板状に形成された焼結体
磁器を用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の光電変換装置の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60281671A JPH0620157B2 (ja) | 1985-12-14 | 1985-12-14 | 光電変換装置の製造方法 |
| US06/873,881 US4724157A (en) | 1985-12-14 | 1986-06-13 | Method of manufacturing a photoelectric conversion device |
| US07/108,330 US4835007A (en) | 1985-12-14 | 1987-10-14 | Method of manufacturing a photoelectric conversion device |
| US07/108,180 US4781767A (en) | 1985-12-14 | 1987-10-14 | Photoelectric conversion device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60281671A JPH0620157B2 (ja) | 1985-12-14 | 1985-12-14 | 光電変換装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62140473A JPS62140473A (ja) | 1987-06-24 |
| JPH0620157B2 true JPH0620157B2 (ja) | 1994-03-16 |
Family
ID=17642353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60281671A Expired - Lifetime JPH0620157B2 (ja) | 1985-12-14 | 1985-12-14 | 光電変換装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0620157B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2748458B2 (ja) * | 1988-12-01 | 1998-05-06 | 耕司 戸田 | 光電流発生装置 |
-
1985
- 1985-12-14 JP JP60281671A patent/JPH0620157B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62140473A (ja) | 1987-06-24 |
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