JPS62188284A - イソタイプヘテロ接合光・電力変換素子 - Google Patents
イソタイプヘテロ接合光・電力変換素子Info
- Publication number
- JPS62188284A JPS62188284A JP61237781A JP23778186A JPS62188284A JP S62188284 A JPS62188284 A JP S62188284A JP 61237781 A JP61237781 A JP 61237781A JP 23778186 A JP23778186 A JP 23778186A JP S62188284 A JPS62188284 A JP S62188284A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor
- junction
- power conversion
- conversion element
- isotypic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 title 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 35
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 3
- 229910005542 GaSb Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 2
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 2
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000257465 Echinoidea Species 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000012776 electronic material Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、電力効率を改善したイソタイプヘテロ接合
光・電力変換素子に関する。
光・電力変換素子に関する。
イソタイプヘテロ接合（ｎ−ｎまたはｐ−ｐへテロ接合
）を用いた光電変換素子として、従来、ｎ形５ｎ０２と
ｎ形Ｓｉのへテロ接合から成る光電変換素子が研究され
てきた。この光電変換素子の開放電圧と曲線因子は、報
告によって種々の値があり、同一の条件下で作成しても
再現性を得るのは困難であった。
）を用いた光電変換素子として、従来、ｎ形５ｎ０２と
ｎ形Ｓｉのへテロ接合から成る光電変換素子が研究され
てきた。この光電変換素子の開放電圧と曲線因子は、報
告によって種々の値があり、同一の条件下で作成しても
再現性を得るのは困難であった。
しかるに、開放電圧に主眼を置いた製造方法の改良は、
Ｓｉウェハの表面に意図的に薄い５ｉｎ２を生成してか
らＳｎＯ□を成長させることによって行なうことができ
る。
Ｓｉウェハの表面に意図的に薄い５ｉｎ２を生成してか
らＳｎＯ□を成長させることによって行なうことができ
る。
このＳｉＯ□の膜厚は、通常、数十℃以下の空気中放置
、または酸化性の酸処理によってＳｉウニ八衣表面自然
に生ずる膜厚よりも厚くなければ再現性の点で問題があ
る。ただし上限もあり、トンネル効果によって電流が流
れ得る程度の薄い値には留めなければならない。
、または酸化性の酸処理によってＳｉウニ八衣表面自然
に生ずる膜厚よりも厚くなければ再現性の点で問題があ
る。ただし上限もあり、トンネル効果によって電流が流
れ得る程度の薄い値には留めなければならない。
しかし、こうした製造方法上からだけの対策では、出力
を電力として得ようとした場合、曲線因子がＳ ｉｎ２
の膜厚の微妙な変化によって大きく変わるという欠点が
生じた。
を電力として得ようとした場合、曲線因子がＳ ｉｎ２
の膜厚の微妙な変化によって大きく変わるという欠点が
生じた。
そこで一方、バンド構造にｎ目した研究もなされた。
例えばこの種のイソタイプヘテロ接合を構成するにも、
バンドギャップの広い第一の半導体を、この第一の半導
体と同−導電形であるがこれより狭いバンドギャップを
有し、かつ下記に述べるようなエネルギレベル関係にあ
る第二の半導体に接合させ、バンドギャップの狭い第二
の半導体表面に空乏層または反転層を形成すると、比較
的良好な光電変換特性を得られることが分かった。
バンドギャップの広い第一の半導体を、この第一の半導
体と同−導電形であるがこれより狭いバンドギャップを
有し、かつ下記に述べるようなエネルギレベル関係にあ
る第二の半導体に接合させ、バンドギャップの狭い第二
の半導体表面に空乏層または反転層を形成すると、比較
的良好な光電変換特性を得られることが分かった。
これについては、例えば、雑誌：ｒ電子材料」ＶＯｌ、
１：ｌ 、 Ｎｏ、ｌＯ，１９７４年ｌＯ月発行の第６
３頁１図１等に示されているが、本書においても改めて
簡明に示せば本願添付の第１図のようになり、接合にお
いて広いバンドギャップの第一の半導体重の伝導帯Ｂ３
または充満帯（価電子帯）ａｔが、狭いバンドギャップ
の第二の半導体Ｈの禁制帯Ｂ４内のレベルに位置するの
である。
１：ｌ 、 Ｎｏ、ｌＯ，１９７４年ｌＯ月発行の第６
３頁１図１等に示されているが、本書においても改めて
簡明に示せば本願添付の第１図のようになり、接合にお
いて広いバンドギャップの第一の半導体重の伝導帯Ｂ３
または充満帯（価電子帯）ａｔが、狭いバンドギャップ
の第二の半導体Ｈの禁制帯Ｂ４内のレベルに位置するの
である。
なお、こうした関係を満足する材料の組合せにも種々あ
るが、中でも既述したＳｎＯ２とＳｉの組合せが適当で
ある。また、第１図中、Ｂ２は第一半導体Ｉの禁制帯、
■は空乏層ないし反転層、Ｆはフェルミ準位を示してい
る。
るが、中でも既述したＳｎＯ２とＳｉの組合せが適当で
ある。また、第１図中、Ｂ２は第一半導体Ｉの禁制帯、
■は空乏層ないし反転層、Ｆはフェルミ準位を示してい
る。
しかし、こうしたバンド構造を取る従来例においては、
光電流の取り出しに接合の界面準位のみをあてにしてい
た。
光電流の取り出しに接合の界面準位のみをあてにしてい
た。
すなわち、従来のイソタイプヘテロ接合光電変換素子に
おいては、第二の半導体Ｈの接合近傍において光励起さ
れた少数キャリアが、接合界面の少数キャリア再結合準
位（界面準位より成る）を介して多数キャリアと再結合
し、第一の半導体１内を多数キャリア電流として流れな
ければ光電流として取り出せなかったし、開放（光）電
圧も、上記のように原理的には優れていると考えられる
バンド構造から予想される程には増加しなかった。
おいては、第二の半導体Ｈの接合近傍において光励起さ
れた少数キャリアが、接合界面の少数キャリア再結合準
位（界面準位より成る）を介して多数キャリアと再結合
し、第一の半導体１内を多数キャリア電流として流れな
ければ光電流として取り出せなかったし、開放（光）電
圧も、上記のように原理的には優れていると考えられる
バンド構造から予想される程には増加しなかった。
また、このように界面準位のみをあてにしていたのでは
、その密度の再現性、安定性に劣るし、絶対量の不足も
予想された。
、その密度の再現性、安定性に劣るし、絶対量の不足も
予想された。
本発明は、上記問題点を解決するために成されたもので
あり、接合を形成する二つの半導体領域間にあって、当
該接合におけるバンド構造関係に全く新規なる関係を提
案するものである。
あり、接合を形成する二つの半導体領域間にあって、当
該接合におけるバンド構造関係に全く新規なる関係を提
案するものである。
以下、この発明を第２図に示す基本的な実施例に即して
説明する。
説明する。
本発明においては、広いバンドギャップの第一の半導体
重と、これより狭いバンドギャップの第二の半導体Ｈに
関し、それぞれの材料には接合において禁制帯［１，、
Ｂ、が互いに重なり合う部分のないものを選ぶ。
重と、これより狭いバンドギャップの第二の半導体Ｈに
関し、それぞれの材料には接合において禁制帯［１，、
Ｂ、が互いに重なり合う部分のないものを選ぶ。
このようにすると、第２図に示すように、狭いバンドギ
ャップの第二の半導体■の表面で光によって励起され、
接合まで輸送された少数キャリアをバンド間のトンネル
で矢印Ａで示すように第一の半導体エヘ輸送し、多数キ
ャリア電流として外部に取り出すことができる。
ャップの第二の半導体■の表面で光によって励起され、
接合まで輸送された少数キャリアをバンド間のトンネル
で矢印Ａで示すように第一の半導体エヘ輸送し、多数キ
ャリア電流として外部に取り出すことができる。
この場合は第一の半導体重の領域は接合においてすでに
再結合準位の少ない低抵抗の半導体で良く、したがって
電力の外部端子からの取り出しも効率良く行なうことが
できる。
再結合準位の少ない低抵抗の半導体で良く、したがって
電力の外部端子からの取り出しも効率良く行なうことが
できる。
この組合せの具体例としては、第一の半導体Ｉとしてｐ
形ＧａＳｂ 、第二の半導体としてｐ形１ｎＡｓ 。
形ＧａＳｂ 、第二の半導体としてｐ形１ｎＡｓ 。
同様にｎ形ＧａＳｂとｎ形１ｎＳｂ、ｐ形Ｇｅとｐ形Ｔ
ｎＡｓが挙げられる。
ｎＡｓが挙げられる。
以上′のように、この発明によれば、制御困難で再現性
の劣るペテロ接合の界面準位をあてにすることなく、イ
ソタイプのへテロ接合におけるバンド構造関係の特定に
よって高電力変換効率の光・電力変換素子が得られるの
で、特に太陽電池産業に寄与する所、大である。
の劣るペテロ接合の界面準位をあてにすることなく、イ
ソタイプのへテロ接合におけるバンド構造関係の特定に
よって高電力変換効率の光・電力変換素子が得られるの
で、特に太陽電池産業に寄与する所、大である。
第１図は本発明による改良対象としての光電変換素子の
エネルギーバンドを示す図、第２図はこの発明の一実施
例のエネルギーバンドを示す図である。 図中、工は第一の半導体、■は第二の半導体、■は空乏
層または反転層、Ｂ、は第一半導体の充満帯、Ｂ２は第
−半４体の禁制帯、Ｂ３は第一半導体の伝導帯、Ｂ４は
第二半導体の禁ル１帯、である。 佐藤孝３Ｖ： じ−−−６
エネルギーバンドを示す図、第２図はこの発明の一実施
例のエネルギーバンドを示す図である。 図中、工は第一の半導体、■は第二の半導体、■は空乏
層または反転層、Ｂ、は第一半導体の充満帯、Ｂ２は第
−半４体の禁制帯、Ｂ３は第一半導体の伝導帯、Ｂ４は
第二半導体の禁ル１帯、である。 佐藤孝３Ｖ： じ−−−６
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 広いバンドギャップの第一半導体領域と、この第一半導
体領域と同一導電形であるがこれより狭いバンドギャッ
プの第二の半導体領域と、該二つの半導体領域間の接合
と、該接合の界面近傍において上記第二の半導体に誘起
された空乏層または反転層とから成る光電変換素子であ
って； 上記二つの半導体領域の禁制帯は、上記接合において互
いに重なり合うエネルギーレベルがないことを特徴とす
るイソタイプヘテロ接合光・電力変換素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61237781A JPS62188284A (ja) | 1986-10-06 | 1986-10-06 | イソタイプヘテロ接合光・電力変換素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61237781A JPS62188284A (ja) | 1986-10-06 | 1986-10-06 | イソタイプヘテロ接合光・電力変換素子 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3337777A Division JPS53118994A (en) | 1977-03-28 | 1977-03-28 | Iso type hetero junction photo electric conversion element and its manufacture |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62188284A true JPS62188284A (ja) | 1987-08-17 |
| JPH0426792B2 JPH0426792B2 (ja) | 1992-05-08 |
Family
ID=17020336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61237781A Granted JPS62188284A (ja) | 1986-10-06 | 1986-10-06 | イソタイプヘテロ接合光・電力変換素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62188284A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008541429A (ja) * | 2005-05-04 | 2008-11-20 | ザ・ボーイング・カンパニー | アイソタイプヘテロ接合ダイオードを有する太陽電池アレイ |
-
1986
- 1986-10-06 JP JP61237781A patent/JPS62188284A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008541429A (ja) * | 2005-05-04 | 2008-11-20 | ザ・ボーイング・カンパニー | アイソタイプヘテロ接合ダイオードを有する太陽電池アレイ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0426792B2 (ja) | 1992-05-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4477721A (en) | Electro-optic signal conversion | |
| US5853497A (en) | High efficiency multi-junction solar cells | |
| JPS6148799B2 (ja) | ||
| JPH0831613B2 (ja) | 改良光電池ヘテロ接合構造体 | |
| JPH05114747A (ja) | 改良されたモノリシツクなタンデム型太陽電池 | |
| JP3646940B2 (ja) | 太陽電池 | |
| JPS62188284A (ja) | イソタイプヘテロ接合光・電力変換素子 | |
| US4544799A (en) | Window structure for passivating solar cells based on gallium arsenide | |
| Perez-Albuerne et al. | Photovoltaic materials | |
| JPH11274532A (ja) | 太陽電池 | |
| JP3368854B2 (ja) | 太陽電池 | |
| JPS62296569A (ja) | タンデム構造太陽電池 | |
| JPS5996777A (ja) | 光起電力素子 | |
| JPS6249754B2 (ja) | ||
| JPH0582812A (ja) | 太陽電池 | |
| JPS6219080B2 (ja) | ||
| Rolland et al. | Computational design of high performance hybrid perovskite on silicon 2-T tandem solar cells based on a tunnel junction | |
| JPS633471A (ja) | タンデム構造太陽電池 | |
| JPH04137769A (ja) | 化合物半導体太陽電池 | |
| JPH07122763A (ja) | 高効率光起電力素子 | |
| JPS63194373A (ja) | 太陽電池 | |
| Makita et al. | Low concentration GaAs/CuInGaSe and GaAs/Si multi-junction solar cells with smart stack technology | |
| SU344781A1 (ru) | Полупроводниковый фотоэлемент | |
| JPS6251272A (ja) | マルチジヤンクシヨン形太陽電池 | |
| SU598470A1 (ru) | Солнечный фотоэлемент |