JPS6235681A - 光電変換素子 - Google Patents
光電変換素子Info
- Publication number
- JPS6235681A JPS6235681A JP60174238A JP17423885A JPS6235681A JP S6235681 A JPS6235681 A JP S6235681A JP 60174238 A JP60174238 A JP 60174238A JP 17423885 A JP17423885 A JP 17423885A JP S6235681 A JPS6235681 A JP S6235681A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- type
- metal electrode
- photoelectric conversion
- type layer
- 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.)
- Pending
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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
Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
- Photovoltaic Devices (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】
［産業上の利用分野］
本発明は光電変換素子に係り、特に構造の簡単化、光電
変換効率および生産性の向上を企図した光電変換素子に
関する。
変換効率および生産性の向上を企図した光電変換素子に
関する。
本発明は、たとえばファクシミリの光入力装置やカメラ
の測光装置等に適用される。
の測光装置等に適用される。
［従来技術］
第３図〜第５図は、各々非晶質シリコン（以下、ａ−９
ｉとする。）を用いた光電変換素子の従来例を示す概略
的断面図である。
ｉとする。）を用いた光電変換素子の従来例を示す概略
的断面図である。
第３図に示す第一従来例では、ガラス等の透明基板ｌ上
に、ＩＴＯやＳｎ０２等の透引導電膜による透明電極２
．ｐ型半導体特性を有するａ−３ｉ （以下、ｐ層と
する。）３、ノンドープの又は真性半導体特性を有する
ａ−Ｓｉ （以下、１層とする。）４、ｎ型半導体特性
を有するａ−Ｓｉ （以下、ｎ層とする。）５および金
属電極６が順次積層形成されている。このような構成に
おいて、光は透明基板１側から入射し、励起されたキャ
リアの移動によって２層３およびｎ層５間に光起電力が
発生する。
に、ＩＴＯやＳｎ０２等の透引導電膜による透明電極２
．ｐ型半導体特性を有するａ−３ｉ （以下、ｐ層と
する。）３、ノンドープの又は真性半導体特性を有する
ａ−Ｓｉ （以下、１層とする。）４、ｎ型半導体特性
を有するａ−Ｓｉ （以下、ｎ層とする。）５および金
属電極６が順次積層形成されている。このような構成に
おいて、光は透明基板１側から入射し、励起されたキャ
リアの移動によって２層３およびｎ層５間に光起電力が
発生する。
第４図に示す第二従来例では、ステンレス等の導電性基
板７上に、２層８．１層９．ｎ層１０および透明電極１
１が順次積層されている。この構成において、光は透明
電極１１側から入射し、第一従来例と同様にして２層８
および１層１０間に光起電力（電位差）が発生する。
板７上に、２層８．１層９．ｎ層１０および透明電極１
１が順次積層されている。この構成において、光は透明
電極１１側から入射し、第一従来例と同様にして２層８
および１層１０間に光起電力（電位差）が発生する。
第５図に示す第三従来例では、導電性基板７上に、ｎ層
１２．１層１３および半透明金属電極１４が順次積層さ
れている。この構成において、光は半透明金属電極１４
側から入射し、１層１３および半透明金属電極１４の接
合部のショットキ障壁によってｎ層１２および半透明金
属電極１４間に光起電力が発生する。
１２．１層１３および半透明金属電極１４が順次積層さ
れている。この構成において、光は半透明金属電極１４
側から入射し、１層１３および半透明金属電極１４の接
合部のショットキ障壁によってｎ層１２および半透明金
属電極１４間に光起電力が発生する。
［発明が解決しようとする問題点］
しかしながら、上記従来の光電変換素子は、次にような
問題点を有していた。
問題点を有していた。
第一従来例では、２層３を通して光が１層４に入射する
が、ｐ型ａ−９ｉは製造法によってはバンドギャップが
小さくなり易く、そのために光吸収係数が大きくなり、
光電変換効率が低下する。
が、ｐ型ａ−９ｉは製造法によってはバンドギャップが
小さくなり易く、そのために光吸収係数が大きくなり、
光電変換効率が低下する。
また、第一および第二従来例では、透明電極２およびス
テンレス等の導電性基板７上に２層３および２層８を形
成しているために、剥離が生じ易く、製造歩留りが低く
なる。
テンレス等の導電性基板７上に２層３および２層８を形
成しているために、剥離が生じ易く、製造歩留りが低く
なる。
第三従来例では、半透明金属電極１４による光の反射量
が大きく、１層１３に入射する。光の量が少なくなり、
光電変換効率が低下する。また、実効的な入射光量を大
きくするために、半透明金属電極１４の厚さを薄くする
こともできるが、膜厚の制御が困難となり製造工程の複
雑化および歩留りの低下を招来する。
が大きく、１層１３に入射する。光の量が少なくなり、
光電変換効率が低下する。また、実効的な入射光量を大
きくするために、半透明金属電極１４の厚さを薄くする
こともできるが、膜厚の制御が困難となり製造工程の複
雑化および歩留りの低下を招来する。
［問題点を解決するための手段］
本発明による光電変換素子は、光が入射する側から、透
明電極、ｎ型半導体特性を有する第一非晶質半導体層、
真性半導体特性を有する第二非晶質半導体層、および金
属電極が積層されたことを特徴とする。
明電極、ｎ型半導体特性を有する第一非晶質半導体層、
真性半導体特性を有する第二非晶質半導体層、および金
属電極が積層されたことを特徴とする。
［作用］
このように構成することで、上記第二非晶質半導体層お
よび上記金属電極の接合部のショットキ障壁を利用して
光起電力を得ることができる。また、光吸収係数が大き
く、又剥離し易い２層が不要となり、さらに金属電極が
光の入射方向における最奥部に設けられているために、
構造が簡単化されるとともに、光電変換効率が大きく改
善される。
よび上記金属電極の接合部のショットキ障壁を利用して
光起電力を得ることができる。また、光吸収係数が大き
く、又剥離し易い２層が不要となり、さらに金属電極が
光の入射方向における最奥部に設けられているために、
構造が簡単化されるとともに、光電変換効率が大きく改
善される。
［実施例］
以下１本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。
第１図は、本発明による光電変換素子の一実施例の概略
的断面図である。
的断面図である。
同図において、ガラス等の透明基板１０１上には、膜厚
１２００人のＩＴＯによる透明電極１０２、原料ガスの
ＰＨ３／ ＳｉＨ４を５０００ｐｐｍとしグロー放電分
解法によって得られた膜厚２００人の１層１０３、グロ
ー放電法によって得られた膜厚７０００人の１層１０４
、そしてＣｒによる金属電極１０５が順次積層形成され
ている。１層１０３は透明電極１０２とオーミックコン
タクトを有している。金属電極１０５と１層１０４との
接合部には、ショットキ障壁が形成され、１層１０４の
エネルギバンドの湾曲により１層１０４には空乏層が広
がっている。
１２００人のＩＴＯによる透明電極１０２、原料ガスの
ＰＨ３／ ＳｉＨ４を５０００ｐｐｍとしグロー放電分
解法によって得られた膜厚２００人の１層１０３、グロ
ー放電法によって得られた膜厚７０００人の１層１０４
、そしてＣｒによる金属電極１０５が順次積層形成され
ている。１層１０３は透明電極１０２とオーミックコン
タクトを有している。金属電極１０５と１層１０４との
接合部には、ショットキ障壁が形成され、１層１０４の
エネルギバンドの湾曲により１層１０４には空乏層が広
がっている。
このような構成において、光は透明基板１０１゜透明電
極１０２を透過し、１層１０３および１層１０４・でキ
ャリアを励起することで吸収される。励起されたキャリ
アのうち正孔は金属電極１０５へ移動し、電子はｎ等１
０３側へ移動して、光起電力が発生する。
極１０２を透過し、１層１０３および１層１０４・でキ
ャリアを励起することで吸収される。励起されたキャリ
アのうち正孔は金属電極１０５へ移動し、電子はｎ等１
０３側へ移動して、光起電力が発生する。
第２図は、本発明の他の実施例の概略的断面図である。
同図において、絶縁性基板１１１上には、Ｏｒによる金
属電極１１２．グロー放電分解法にょる膜厚７０００人
の１層１１３、原料ガスＰＨ３／ＳｉＨ４を５０００ｐ
ｐｍとしグロー放電分解法によって得られた膜厚２００
人のｎ層１１４、膜厚１２００人のＩＴＯによる透明電
極１１５が順次積層形成されている０本実施例では、積
層する順が逆で、光が透明電極１１５側から入射する点
が第１図の実施例と異なるだけであり、光電変換動作等
は同一である。
属電極１１２．グロー放電分解法にょる膜厚７０００人
の１層１１３、原料ガスＰＨ３／ＳｉＨ４を５０００ｐ
ｐｍとしグロー放電分解法によって得られた膜厚２００
人のｎ層１１４、膜厚１２００人のＩＴＯによる透明電
極１１５が順次積層形成されている０本実施例では、積
層する順が逆で、光が透明電極１１５側から入射する点
が第１図の実施例と異なるだけであり、光電変換動作等
は同一である。
なお、上記実施例でのＰＨ３濃度、各層の膜厚は一例で
あり、他のＰＨ３濃度および各層の厚さでもよい、ただ
し、光電変換効率を高めるには、できるだけ１層１０４
の空乏層内でキャリアを励起することが望ましい、その
ためには、１層１０３をオーミックコンタクトを形成す
る最小限の膜厚にして入射光を実質的に透過させ、１層
１０４で吸収させるようにすれば良い、１層１０４の厚
さは、光を十分吸収し、且つ空乏層が全域に広がるだけ
の厚さ（約０．５〜ｌルｍ）が必要である。
あり、他のＰＨ３濃度および各層の厚さでもよい、ただ
し、光電変換効率を高めるには、できるだけ１層１０４
の空乏層内でキャリアを励起することが望ましい、その
ためには、１層１０３をオーミックコンタクトを形成す
る最小限の膜厚にして入射光を実質的に透過させ、１層
１０４で吸収させるようにすれば良い、１層１０４の厚
さは、光を十分吸収し、且つ空乏層が全域に広がるだけ
の厚さ（約０．５〜ｌルｍ）が必要である。
また、金属電極はＣｒの外にｐｔ等でも良く、透明電極
もＩＴＯ以外にＳｎ０２等でも良い。
もＩＴＯ以外にＳｎ０２等でも良い。
なお、上記実施例では、無バイアス状態の場合の動作を
述べたが、光電流および暗電流の大きさに応じて、逆バ
イアスとなるような電圧を印加すれば、良好なＳ／Ｎ比
を得ることができる。
述べたが、光電流および暗電流の大きさに応じて、逆バ
イアスとなるような電圧を印加すれば、良好なＳ／Ｎ比
を得ることができる。
また、上記実施例を一次元状又は二次元状に配列すれば
、ラインセンサ又はエリアセンサを容易に構成すること
ができる。
、ラインセンサ又はエリアセンサを容易に構成すること
ができる。
［発明の効果］
以上詳細に説明したように、本発明による光電変換素子
は、光吸収係数が大きく、又剥離し易い２層が不要とな
り、さらに金属電極が光の入射方向における最奥部に設
けられているために、構造の簡単化および製造歩留りの
向上が達成され、また実効的な入射光量が増大するため
に、光電変換効率が大きく改善される。
は、光吸収係数が大きく、又剥離し易い２層が不要とな
り、さらに金属電極が光の入射方向における最奥部に設
けられているために、構造の簡単化および製造歩留りの
向上が達成され、また実効的な入射光量が増大するため
に、光電変換効率が大きく改善される。
第１図は、本発明による光電変換素子の一実施例の概略
的断面図、 第２図は、本発明の他の実施例の概略的断面図、 第３図〜第５図は、各々非晶質シリコンを用いた光電変
換素子の従来例を示す概略的断面図である。 １０１ ・・・透明基板 １０２ 、１１５−−−透明電極 ！０３ 、１１４ ｅ ａ ＠ｎ層 １０４ 、１１３ ＊ ＊ ＊ ｉ層 １０５ 、１１２ ・・や金属電極 １１１ ・・・絶縁性基板 代理人 弁理士 山 下 穣 平 等３ 置 ｈｖ 第４ 図 第５図
的断面図、 第２図は、本発明の他の実施例の概略的断面図、 第３図〜第５図は、各々非晶質シリコンを用いた光電変
換素子の従来例を示す概略的断面図である。 １０１ ・・・透明基板 １０２ 、１１５−−−透明電極 ！０３ 、１１４ ｅ ａ ＠ｎ層 １０４ 、１１３ ＊ ＊ ＊ ｉ層 １０５ 、１１２ ・・や金属電極 １１１ ・・・絶縁性基板 代理人 弁理士 山 下 穣 平 等３ 置 ｈｖ 第４ 図 第５図
Claims (1)
- （１）光が入射する側から、透明電極、ｎ型半導体特性
を有する第一非晶質半導体層、真性半導体特性を有する
第二非晶質半導体層、および金属電極が積層されたこと
を特徴とする光電変換素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60174238A JPS6235681A (ja) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | 光電変換素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60174238A JPS6235681A (ja) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | 光電変換素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6235681A true JPS6235681A (ja) | 1987-02-16 |
Family
ID=15975130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60174238A Pending JPS6235681A (ja) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | 光電変換素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6235681A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011111821A1 (ja) | 2010-03-12 | 2011-09-15 | シャープ株式会社 | 光発電素子および多接合薄膜太陽電池 |
| JP2013533645A (ja) * | 2010-08-09 | 2013-08-22 | ザ・ボーイング・カンパニー | ヘテロ接合型太陽電池 |
-
1985
- 1985-08-09 JP JP60174238A patent/JPS6235681A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011111821A1 (ja) | 2010-03-12 | 2011-09-15 | シャープ株式会社 | 光発電素子および多接合薄膜太陽電池 |
| JP5390013B2 (ja) * | 2010-03-12 | 2014-01-15 | シャープ株式会社 | 光発電素子および多接合薄膜太陽電池 |
| JP2013533645A (ja) * | 2010-08-09 | 2013-08-22 | ザ・ボーイング・カンパニー | ヘテロ接合型太陽電池 |
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