JPS61239678A - 光電変換装置 - Google Patents

光電変換装置

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JPS61239678A
JPS61239678A JP60083018A JP8301885A JPS61239678A JP S61239678 A JPS61239678 A JP S61239678A JP 60083018 A JP60083018 A JP 60083018A JP 8301885 A JP8301885 A JP 8301885A JP S61239678 A JPS61239678 A JP S61239678A
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JP
Japan
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light source
light
receiving element
semiconductor
electrode
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JP60083018A
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English (en)
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Shinichi Terazono
信一 寺薗
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H01L31/075—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PIN type
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    • 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
    • Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は光電変換装置に関し、特に受光素子がアモル
ファス半導体からなり、かつ補助光源を用いて感度波長
域、光電流の増幅率を変更できる光電変換装置ｆＧｊ関
するものである。
［従来の技術］ 第５図は従来のフォ１〜ダイオードを用いた光検出回路
を示す図である。初めにこの回路の構成について説明す
る。図において、フォ１〜ダイオード１１はｌｌｊ８Ｍ
＋と陰極どこれらＮ８１ｉ間に接触して設【ノられるｐ
ｎ接合を形成し１；単結晶半導体とを含み１、　　　　
　この単結晶＃−導体はこれに入射した光を光電変換し
て光電流を生じさせる。フォトダイオード１１の陽極は
直流電源１０の陰極に接続され、フォ１−ダイオード１
１の陰極は抵抗１２．電流計９を介して直流電源１０の
陽極に接続される。入来光であるスイッチング光１３は
フォトダイオード１１に照射される。
次にこの回路の動作について説明する。スイッチング光
１３がフォ１−ダイオード１１に照射されたとき、この
光は光電変換され、生じた光電流は出力信号回路の電流
計９で読み取られて光検出が行なわれる。
［発明が解決しようとする問題点］ ところで、従来のフォトダイオードは申結晶半導体から
構成されているため、受光素子自体が小さい上にその形
状、大きさに制約があり、またこのような受光素子は感
度波長域が広く、成る特定波長、たとえば近赤外光のみ
に感度を持たせたい場合には、フィルタなどにより予め
フォトダイオードに照射されるスイッチング光を分光し
なければならず、さらに光電流の増幅率が受光素子自体
で決まりこれを容易に変更することができないなどの問
題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、受光素子の大面積化が可能であるとともにそ
の形状を自在に選択でき、かつ容易に感度波長域、光電
流の増幅率を変更できる光電変換装置を得ることを目的
とする。
［問題点を解決するための手段］ この発明に係る光電変換装置は、第１および第２の電極
間に、光を受光して光電変換作用をするアモルファス半
導体を設け、第１および第２の電極のうちの少なくとも
一方が透明であるようにし、第１および第２の電極とア
モルファス半導体とで受光素子を構成し、入来光が透明
である電極の側から受光素子に照射されるようにし、透
明である電極の側部に受光素子を照射する補助光源を設
けたものである。
［作用］ 受光素子がアモルファス半導体から構成されるので、受
光素子の大面積化が容易になるとともにその形状を自在
に選択できる。また、補助光源の波長２強度の選択によ
り、感度波長域、光電流の増幅率が変更される。
「実ｍ例」 以下、この発明の実施例を図について説明する。
第１図はこの発明の実施例である光電変換装置を用いた
光検出回路を示す図である。初めにこの回路の構成につ
いて説明する。図において、上部透明電ｔｉ３と下部透
明電極４間に、ｐ１ｎ構造のアモルファスシリコンゲル
マニウム半導体１が設けられており、アモルファスシリ
コンゲルマニウム半導体１はこれに入射した光を光電変
換して充電流を生じさせる。１４は上部受光面であり１
５は下部受光面である。上部透明電極３および下部透明
電極４はアモルファスシリコンゲルマニウム半導体１か
ら光電流を取出すためのものである。上部透明電極３．
アモルファスシリコンゲルマニウム半導体１および下部
透明電極４は透明ガラス基板５上に一体に設けられ、こ
れらは受光素子１６を構成する。上部透明電極３は電流
計９を介して下部透明ｉ極４に接続される。入来光であ
るスイッチング光１３は受光素子１６に照射される。ま
−６−゛ た、透明ガラス基板５の側部に、受光素子１６を照射す
るための青色光源または赤色光源である補助光源２が設
（ブられている。
次にこの回路の動作について説明する。補助光源２から
の光が受光素子１６に照射されたとき、この光は透明ガ
ラス基板５．下部透明電極４を透過して下部受光面１５
からアモルファスシリコンゲルマニウム半導体１に入射
される。この状態において、スイッチング光１３が受光
素子１６に照射されたとき、この光は上部透明電極３を
透過して上部受光面１４からアモルファスシリコンゲル
マニウム半導体１に入射される。これらの入射光はアモ
ルファスシリコンゲルマニウム半導体１で光電変換され
、生じた光電流は出力信号回路の電流計９で読み取られ
て光検出が行なわれる。
第２図はこの発明の一実施例に係る、青色補助光源を用
いた場合の光電変換装置の感度の波長依存性を示す図で
ある。補助光源２に青色光源を用（い’／’Ｃ’！　ｆ
ｌ　ｋ：　Ｉｔ　、　＠　２゜１ｏ−よう１ｏ、ユイ、
アアグ光１３として青色光が受光素子１６に照射されて
も十分な光電流は得られず、近赤外光が照射されるとき
にのみ十分な光電流が得られることになり、近赤外域の
感度を選択的に増幅することができる。
第３図はこの発明の一実施例に係る、青色補助光源を用
いた場合の光電変換装置の７５０ｎｍ波長感度の光源強
度依存性を示す図である。補助光源２に青色光源を用い
た場合には、７５０ｎｍの波長のスイッチング光１３が
受光素子１６に照射されるとき、第３図に示すように、
青色光源の強度を増加することによって光電変換＠置の
感度を増加させることができ、光電流の増幅率を自在に
変更することができる。
第４図はこの発明の他の実施例に係る、赤色補助光源を
用いた場合の光電変換装置の感度の波長依存性を示す図
である。補助光源２に赤色光源を用いた場合には、第４
図に示すように、４００　ｎｌから６００　ｎｍ程度の
波長域の感嘆を選択的に増幅でき、青色補助光源を用い
た場合とは異なる感度波長域を持った光電変換＠胃を得
ることができる。
また、この光電変換装置においては、受光素子がアモル
ファス半導体から構成されるので、受光素子の大面積化
が容易になるとともにその形状を自在に選択することが
できる。
なお、上記実施例では、補助光源２を透明ガラス基板５
の側部に配置する場合について示したが、補助光源２は
上部透明電極３の側部に配置してもよく、この場合にも
上記実施例と同様の効果を奏する。
また、上記実施例では、受光素子が１個である場合につ
いて示したが、複数の受光素子をマトリックス状に形成
した２次元アレイ素子に対してもこの発明は適用できる
。
また、上記実施例では、受光素子としてｐ１ｎ構造の素
子を用いる場合について示したが、ショットキーダイオ
ード構造の素子を用いてもよく、この場合にも上記実施
例と同様の効果を奏する。
また、上記実施例では、受光素子がアモルファスシリコ
ンゲルマニウム半導体から構成される場合について示し
たが、アモルファスシリコン半導９一 体から構成してもよく、この場合についても上記実施例
と同様の効果を奏する。
［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、第１および第２の電極
間に、光を受光して光電変換作用をするアモルファス半
導体を設け、第１および第２の電極のうちの少なくとも
一方が透明であるようにし、第１および第２の電極とア
モルファス半導体とで　・受光素子を構成し、入来光が
透明である電極の側から受光素子に照射されるようにし
、透明である電極の側部番ご受光素子を照射する補助光
源を設けだので、受光素子の大面積化が容易になるとと
もにその形状を自在に選択でき、また補助光源の波長９
強度の選択により感度波長域、光電流の増幅率の変更が
容易に行なえる。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の実施例に係る光電変叱責換装−を用
いた光検出回路を示す図である。 第２図はこの発明の一実施例に係る、青色補助　　　　
　４光源を用いた場合の光電変換装置の感度の波長値−
１０−： 存性を示す図である。 第３図はこの発明の一実施例に係る、青色補助光源を用
いた場合の光＊＊ｍ装置の７５０ｎＩＢ波長感度の光源
強度依存性を示す図である。 第４図はこの発明の他の実施例に係る、赤色補助光源を
用いた場合の光電変換装置の感度の波長依存性を示Ｖ図
である。 第５図は従来のフオトダ・イオードを用いた光検出回路
を示す図である。 図において、１はアモルファスシリコンゲルマニウム半
導体、２は補助光源、３は上部透明電極、４は下部透明
電極、５は透明ガラス基板、９は電流計、１０は直流電
源、１′１はフォトダイオード、１２は抵抗、１３はス
イッチング光、１４は上部受光面、１５は下部受光面、
１６は受光素子である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代　　理　　人　　　　　大　　岩　　増　　雄一へ（
Ｔ’ｌぐの 毀　叫 架　　報 ソＶ 第３図 第４履 第５図 波長（ｎｍ）

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）第１の電極と、 　前記第１の電極と間隔を隔てて設けられる第２の電極
    とを備え、 少なくとも前記第１および第２の電極の一方は透明であ
    り、 前記第１および第２の電極間に該第１および第２の電極
    に接触して設けられ、光を受光して光電変換作用をする
    アモルファス半導体とを備え、前記第１および第２の電
    極と前記アモルファス半導体とは受光素子を構成し、 入来光が前記透明である前記電極の側から前記受光素子
    に照射されるようにし、 前記透明である前記電極の側部に設けられ、前記受光素
    子を照射する補助光源とを備えた光電変換装置。
  2. （２）前記アモルファス半導体はアモルファスシリコン
    半導体である特許請求の範囲第１項記載の光電変換装置
    。
  3. （３）前記アモルファス半導体はアモルファスシリコン
    ゲルマニウム半導体である特許請求の範囲第１項記載の
    光電変換装置。
  4. （４）前記第１および第２の電極は透明であり、 前記入来光が前記第１の電極の側から前記受光素子に照
    射されるようにし、 前記補助光源は前記第１の電極の側部に設けられる特許
    請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の光電
    変換装置。
  5. （５）前記第１および第２の電極は透明であり、 前記入来光が前記第１の電極の側から前記受光素子に照
    射されるようにし、 前記補助光源は前記第２の電極の側部に設けられる特許
    請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の光電
    変換装置。
  6. （６）前記補助光源は青色光源である特許請求の範囲第
    １項ないし第５項のいずれかに記載の光電変換装置。
  7. （７）前記補助光源は赤色光源である特許請求の範囲第
    １項ないし第５項のいずれかに記載の光電変換装置。
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