JPS6311748Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、使用中の特性変化を防止した高信頼
性の光電変換素子に関するものである。

はじめに第１図〜第３図によつて従来の光電変
換素子の構成について説明し、第４図によつてそ
れらの特性を説明する。

第１図は従来のイソタイプヘテロ接合光電変換
素子の構成図で、１は第１の半導体領域、２は前
記第１の半導体領域１の上に接して設けられた同
一導電形で異種の第２の半導体層、１Ｅは裏面電
極、２Ｅは上部電極である。そして、第１の半導
体領域１としては例えばｎ形Siが、第２の半導体
層２としてはSnO₂が用いられる。

第２図は従来の表面障壁型光電変換素子の構成
図で、第１図と同一符号は同一部分を示し、３は
前記第１の半導体領域１の上に接して設けられた
薄膜で、第１の半導体領域１よりバンドギヤツプ
の大きい半導体または絶縁膜からなり、キヤリア
のトンネルが可能な程の薄さを有するものであ
る。４は前記薄膜３の上に設けられ、第１の半導
体領域１と仕事関数の異なる光透過性膜、４Ｅは
上部電極である。そして、第１の半導体領域１と
しては例えばｎ形SiまたはGaAsが、薄膜３とし
てはSiO₂またはSb₂O₅が、光透過性膜４としては
光が透過する程薄い（100Å程度）Au薄膜または
同様の極薄の金属薄膜等が用いられる。

第３図は第２図と異なる構成により形成された
表面障壁型光電変換素子の構成図で、第１図と同
一符号は同一部分を示し、５は前記第１の半導体
領域１の表面に設けられた逆導電形の電流引出し
領域、６は前記第１の半導体領域１の表面に設け
られた表面障壁誘起絶縁膜、５Ｅは上部電極であ
る。そして、第１の半導体領域１としては例えば
ｐ形Siが、電流引出し領域５としてはｎ型Siが、
表面障壁誘起絶縁膜としては正電荷を多量に含ん
だSiO₂が用いられる。

なお、第１図〜第３図において上部電極２Ｅ，
４Ｅ，５Ｅはそれぞれ第２の半導体層２、光透過
性膜４、電流引出し領域５を第１の半導体領域１
の側面または裏面まで引き出すことができれば受
光面側に必ずしも設ける必要がないものである。

さて、上述のイソタイプヘテロ接合光電変換素
子あるいは絶縁膜を半導体表面上に有する表面障
壁型光電変換素子は、半導体層２、光透過性膜
４、薄膜３、絶縁膜６が紫外線透過性である場合
は紫外線を照射すると可視光または赤外光に対す
る出力電圧電流特性が、例えば第４図に示すよう
に変化することが判明した。

従来はイソタイプヘテロ接合光電変換素子ある
いは表面障壁型光電変換素子が紫外線照射によつ
て出力電圧変化や曲線因子が変化することは全く
知られていなかつた。

第４図において曲線ａは紫外線照射前の特性で
あり、曲線ｂは紫外線照射後の特性である。
SnO₂／ｎ形Siイソタイプヘテロ接合光電変換素
子の場合は紫外線照射前で開放出力電圧Voc₁＝
0.52Vであつたものが、長時間照射後では開放出
力電圧Voc₂は0.3V以下になる。Si表面にSiO₂を
設けた表面障壁型光電変換素子では開放出力電圧
Vocの変化とともに曲線ｃの如く出力特性のふく
らみがなくなり曲線因子の変化も著しく観測され
た。

本考案はこれらの光電変換素子の特性変化を防
ぐためになされたものである。以下この考案につ
いて説明する。

第５図は、本考案の一実施例を示すもので、第
１図に示すイソタイプヘテロ接合光電変換素子に
この考案を適用した場合で、１０ｐはガラス等の
紫外線吸収物質である微粒子である。第５図は受
光面である第２の半導体層２、光透過性膜４、表
面障壁誘起絶縁膜６の上に、透明接着剤１１によ
り接着せしめて透明コーテイング層を形成したイ
ソタイプヘテロ接合光電変換素子である。

上述のように微粒子１０ｐで透明コーテイング
層を設けた各光電変換素子においては、上記の光
照射時の出力特性変化は同一強度の紫外線照射に
対しても実験誤差の範囲で変化が観察されなかつ
た。このように上記の種類の光電変換素子に、上
記の具体例で述べたような紫外線を吸収する可視
光透過層を取りはずすことが不可能な状態、すな
わち、一体に受光面側に設けることにより、不注
意により紫外線の成分を含む光を照射しても特性
の変化は起らず、しかも機械的にも保護された状
態となり、光学的にも機械的も高信頼化された光
電変換素子を得ることができる。さらに紫外線を
吸収する可視光透過層の表面に凹凸を設けること
により光の多重反射効果による反射防止層として
も作用されることができるので素子の光電変換効
率を一層向上させることができる。

なお、第５図の実施例は従来の第１図の光電変
換素子にこの考案を適用した場合であつたが、こ
の考案は第２図、第３図に示す従来の光電変換素
子にも適用できることは明らかである。

以上説明したように本考案は、光電変換素子の
受光表面に紫外線を吸収する可視光透過物質の微
粒子を一体に設けたので、紫外線の成分を含む光
を照射しても特性の変化は起らず、かつ機械的に
も保護されるので、光学的にも機械的にも信頼性
が高くかつ光電変換効率の優れた光電変換素子が
得られる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は従来の光電変換素子
の構成図、第４図は従来の光電変換素子の特性
図、第５図は本考案の一実施例を示す構成図であ
る。 図中、１は第１の半導体領域、１Ｅは裏面電
極、２は第２の半導体層、２Ｅは上部電極、３は
薄膜、４は光透過性膜、４Ｅは上部電極、５は電
流引出し領域、５Ｅは上部電極、６は表面障壁誘
起絶縁膜、１０ｐは微粒子、１１は透明接着剤で
ある。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 少なくとも第１の半導体領域とのその受光表面
   側に設けられた第２の半導体層とから構成された
   イソタイプヘテロ接合光電変換素子または少なく
   とも第１の半導体領域とその受光表面側に設けら
   れた絶縁性薄膜とから構成された表面障壁型光電
   変換素子であつて、しかも紫外線照射により出力
   特性が変化する光電変換素子の受光表面に紫外線
   を吸収する可視透過物質の微粒子を一体に設けた
   ことを特徴とする光電変換素子。