JPS63137475A - 光電変換素子 - Google Patents
光電変換素子Info
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- JPS63137475A JPS63137475A JP61284977A JP28497786A JPS63137475A JP S63137475 A JPS63137475 A JP S63137475A JP 61284977 A JP61284977 A JP 61284977A JP 28497786 A JP28497786 A JP 28497786A JP S63137475 A JPS63137475 A JP S63137475A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—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
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/1828—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof the active layers comprising only AIIBVI compounds, e.g. CdS, ZnS, CdTe
-
- 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
- Y02E10/543—Solar cells from Group II-VI materials
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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、たとえばファクシミリや文字画像の読み取り
入力装置などにおいて、カラー原稿を読み取る際に好適
に用いられる光電変換素子に関する。
入力装置などにおいて、カラー原稿を読み取る際に好適
に用いられる光電変換素子に関する。
ｆｆ１Ｊ支 術
従来、ファクシミリや画像読み取り装置などに用いられ
る光電変換素子の光導電膜には、Ｃｄ５（硫化カドミウ
ム）とＣｄＳ ｅ（セレン化カドミウム）とを任意の割
合で混晶化させたＣｄＳｘＳｅ、−に膜（には０以上で
あって１以下、すなわちＯ≦Ｘ≦１である）が用いられ
る。ＣｄＳとＣｄＳｅとの割合によって、主に分光感７
１′特性および光応答速度が変化する。混晶の割合にお
いてＣｄＳｅの割合が大きくなると光応答速度は連（な
るが、分光感度のピークは、５２０ｎｍから７２０ｎｍ
へと可視領域の中心からずれてくる。
る光電変換素子の光導電膜には、Ｃｄ５（硫化カドミウ
ム）とＣｄＳ ｅ（セレン化カドミウム）とを任意の割
合で混晶化させたＣｄＳｘＳｅ、−に膜（には０以上で
あって１以下、すなわちＯ≦Ｘ≦１である）が用いられ
る。ＣｄＳとＣｄＳｅとの割合によって、主に分光感７
１′特性および光応答速度が変化する。混晶の割合にお
いてＣｄＳｅの割合が大きくなると光応答速度は連（な
るが、分光感度のピークは、５２０ｎｍから７２０ｎｍ
へと可視領域の中心からずれてくる。
ｆｊｒＪ７図は、前述したＣｃｌＳとＣｄＳｅとの混晶
の割合に対する分光感度特性を示す図である。第７図に
おいてラインノ１は、前記Ｘの値が１の場合を示し、、
以下同様にして、ラインノ２はｘ＝０．８６、ラインＪ
！３はｘ ＝０．７０．ラインノ４はＸ−０，５０、ラ
イン！５はｘ＝０．３７、ラインノロはに＝０．２８、
ラインノアはｘ＝Ｏの場合をそれぞれ示す。第７図から
明らかなように、ＣｄＳ とＣｄＳｅの混晶の割合に
よって、分光感度のピークは５２Ｏｎｎ付近から７２０
ｎｍ付近まで移行する。
の割合に対する分光感度特性を示す図である。第７図に
おいてラインノ１は、前記Ｘの値が１の場合を示し、、
以下同様にして、ラインノ２はｘ＝０．８６、ラインＪ
！３はｘ ＝０．７０．ラインノ４はＸ−０，５０、ラ
イン！５はｘ＝０．３７、ラインノロはに＝０．２８、
ラインノアはｘ＝Ｏの場合をそれぞれ示す。第７図から
明らかなように、ＣｄＳ とＣｄＳｅの混晶の割合に
よって、分光感度のピークは５２Ｏｎｎ付近から７２０
ｎｍ付近まで移行する。
そしてピーク付近の感度特性が急峻となっているため、
ピーク値から少しずれると感度が急速に低下する。した
がって赤色、青色、緑色などの各色に亘って充分な明暗
比を得ることは困難であった。
ピーク値から少しずれると感度が急速に低下する。した
がって赤色、青色、緑色などの各色に亘って充分な明暗
比を得ることは困難であった。
発明が解決しようとする間ｍ点
本発明の目的は、上述したような技術的探足を解決し、
可視光領域の広い範囲に亘って、充分な分光感度を有す
る充電変換素子を提供することである。
可視光領域の広い範囲に亘って、充分な分光感度を有す
る充電変換素子を提供することである。
問題、貞を解決するための手段
本発明は、ＣｄＳとＣｄＳｅとの混晶体から成る光導電
膜を有する充電変換素子において、前記光導電膜は、光
の入射方向側の表面から光導電膜内方に向かって、Ｃｄ
Ｓｅに対するＣｄ、Ｓの組成比が順次小さくなっていく
ように設けられていることを特徴とする充電変換素子で
ある。
膜を有する充電変換素子において、前記光導電膜は、光
の入射方向側の表面から光導電膜内方に向かって、Ｃｄ
Ｓｅに対するＣｄ、Ｓの組成比が順次小さくなっていく
ように設けられていることを特徴とする充電変換素子で
ある。
作 用
本発明に従えば、ＣｄＳｅに対するＣｄＳの組成比が光
導電膜の表面から内方に向かっていくにしたがい、順次
小さくなるように設けられているので、禁止帯幅が光導
電膜内において連続的に変化し、それぞれ異なった波長
の光が効率よく吸収される。
導電膜の表面から内方に向かっていくにしたがい、順次
小さくなるように設けられているので、禁止帯幅が光導
電膜内において連続的に変化し、それぞれ異なった波長
の光が効率よく吸収される。
実施例
第１図は本発明の一実施例の光電変換素子１の断面図で
あり、第２図は充電変換素子１の一部斜視図である。光
電変換素子１は、たとえばガラスなどから成る基板２と
、後述するように形成される光導電膜３と、たとえばＴ
ｉ（チタン）などから成る電極４，５とから構成される
。このような構成を有する光電変換素子１の製造方法お
よび動作について以下に詳述する。
あり、第２図は充電変換素子１の一部斜視図である。光
電変換素子１は、たとえばガラスなどから成る基板２と
、後述するように形成される光導電膜３と、たとえばＴ
ｉ（チタン）などから成る電極４，５とから構成される
。このような構成を有する光電変換素子１の製造方法お
よび動作について以下に詳述する。
前記光導電膜３はＣｄＳとＣｄＳｅの混晶体から成り、
原料であるＣｄＳおよびＣｄＳｅの粒体材料は、化学的
析出法によって析出され、その平均粒径は０．５μ論程
度である。このようなＣｄＳ およびＣｄＳｅの粒体材
料は、それぞれ別々にＣｕＣ１２（塩化銅）ある”いは
ＡｇＣ１（塩化銀）が不純物として添加され、不活性ガ
ス雰囲気中で焼成され、活性化処理される。
原料であるＣｄＳおよびＣｄＳｅの粒体材料は、化学的
析出法によって析出され、その平均粒径は０．５μ論程
度である。このようなＣｄＳ およびＣｄＳｅの粒体材
料は、それぞれ別々にＣｕＣ１２（塩化銅）ある”いは
ＡｇＣ１（塩化銀）が不純物として添加され、不活性ガ
ス雰囲気中で焼成され、活性化処理される。
このように予め活性化熱処理を施したＣｄＳ 粉体と
ＣｃＪＳｅ粉体とをこの順序でモル比で２対８に混合し
たものと、Ｃｄのハロゲン化物、たとえばＣｄＣ１２を
５モル％と、低融点ガラス７リツトを少量と、エチルセ
ルロースを含む適量のａ−テルピネオールとを混合して
、充分に分散する。このようにして第１の塗膜用ペース
ト材料が形成される。
ＣｃＪＳｅ粉体とをこの順序でモル比で２対８に混合し
たものと、Ｃｄのハロゲン化物、たとえばＣｄＣ１２を
５モル％と、低融点ガラス７リツトを少量と、エチルセ
ルロースを含む適量のａ−テルピネオールとを混合して
、充分に分散する。このようにして第１の塗膜用ペース
ト材料が形成される。
次に上記ｔｊ４１塗膜用ペースト材料を基板２上に、い
わゆるスクリーン印刷法によってｆｊ＆２図示のように
帯状に塗布する。そして不活性ガス、たとえばＮ２（窒
素）ガス雰囲気中で昇温し、乾燥させ第１膜層が形成さ
れる。そして前記第１塗膜用ペースト材料の作成方法と
同様にして、ＣｄＳ 粉体とＣｄＳｅ粉体との前記比
率を８対２として混合したものと、ＣｄＣｆ２ と低融
点ガラス７リツトと、α−テルビネオールとを混合して
、分散する。このようにして得られた第２塗膜用ペース
ト材料を、前記乾燥処理された第１膜層の表面上に、ス
クリーン印刷法によって塗布する。そしてＮ２．ｆスな
どの不活性γス雰囲気中で昇温、乾燥させて第２膜層が
形成される。
わゆるスクリーン印刷法によってｆｊ＆２図示のように
帯状に塗布する。そして不活性ガス、たとえばＮ２（窒
素）ガス雰囲気中で昇温し、乾燥させ第１膜層が形成さ
れる。そして前記第１塗膜用ペースト材料の作成方法と
同様にして、ＣｄＳ 粉体とＣｄＳｅ粉体との前記比
率を８対２として混合したものと、ＣｄＣｆ２ と低融
点ガラス７リツトと、α−テルビネオールとを混合して
、分散する。このようにして得られた第２塗膜用ペース
ト材料を、前記乾燥処理された第１膜層の表面上に、ス
クリーン印刷法によって塗布する。そしてＮ２．ｆスな
どの不活性γス雰囲気中で昇温、乾燥させて第２膜層が
形成される。
第３図は、基板２上に形成された第１膜層６と第２膜Ｗ
ｉ７との断面を示す図である。第３図に示すような状態
で、たとえば５００℃の温度で２時間熱処理する。この
熱処理の過程において、前述したようなＣｄＣ１２が融
剤として働き、ＣｄＳとＣｄＳｅとが混晶化しながら粒
成長を遂げ、最終的に、平均粒径が１〜２μ−であるよ
うな粒体の集合によって光導電膜３が形成される。この
光導電膜３が形成される際に、ＣｄＳとＣｄＳｅとの組
成比が２対８であるｍｉｘ層６と、前記組成比が８対２
である第２膜Ｎ７どの境界面Ｆ（第３図参照）近傍では
、第１膜層６とｔｔｓ２ｍ層７とが入り混じりなから混
晶化し、粒成長するために、光導電膜３は、ＣｄＳとＣ
ｄＳｅとの組成比が２対８から８対２まで連続的に変化
していくよ２うな構造の膜となる。
ｉ７との断面を示す図である。第３図に示すような状態
で、たとえば５００℃の温度で２時間熱処理する。この
熱処理の過程において、前述したようなＣｄＣ１２が融
剤として働き、ＣｄＳとＣｄＳｅとが混晶化しながら粒
成長を遂げ、最終的に、平均粒径が１〜２μ−であるよ
うな粒体の集合によって光導電膜３が形成される。この
光導電膜３が形成される際に、ＣｄＳとＣｄＳｅとの組
成比が２対８であるｍｉｘ層６と、前記組成比が８対２
である第２膜Ｎ７どの境界面Ｆ（第３図参照）近傍では
、第１膜層６とｔｔｓ２ｍ層７とが入り混じりなから混
晶化し、粒成長するために、光導電膜３は、ＣｄＳとＣ
ｄＳｅとの組成比が２対８から８対２まで連続的に変化
していくよ２うな構造の膜となる。
第４図は、光導電膜３における前記組成比が連続的に変
化していることを示す図である。第４図（１）に示され
ている光導電膜３のＣｄＳと ＣｄＳｅとの組成比Ｘと
光導電膜３の光の入射側表面からの深さｄとの関係が第
４図（２）のライン！１０に示されている。このように
光導電膜３においては、光の入射側表面から基板２に向
かうにしたがいＣｄＳｅに対するＣｄＳの組成比Ｘが順
次小さくなるように連続的に変化する。そして光導電膜
３内において前記組成比Ｘが変化している深さｄａは、
５μ加以下となるように設けられている。
化していることを示す図である。第４図（１）に示され
ている光導電膜３のＣｄＳと ＣｄＳｅとの組成比Ｘと
光導電膜３の光の入射側表面からの深さｄとの関係が第
４図（２）のライン！１０に示されている。このように
光導電膜３においては、光の入射側表面から基板２に向
かうにしたがいＣｄＳｅに対するＣｄＳの組成比Ｘが順
次小さくなるように連続的に変化する。そして光導電膜
３内において前記組成比Ｘが変化している深さｄａは、
５μ加以下となるように設けられている。
次に、基板２上に形成された光導電膜３表面に、いわゆ
るす７トオ７法によってＴｉ（チタン）などから成る電
極４，５を複数列対向するように形成する。電極４と電
極５との間隔りは５０μｍであり、それぞれの電極４，
５の幅Ｗは６０μ論であり、電極ピッチＰは１２５μ階
であるように設けられている。このようにして作製され
た光電変換素子１の動作について以下に説明する。
るす７トオ７法によってＴｉ（チタン）などから成る電
極４，５を複数列対向するように形成する。電極４と電
極５との間隔りは５０μｍであり、それぞれの電極４，
５の幅Ｗは６０μ論であり、電極ピッチＰは１２５μ階
であるように設けられている。このようにして作製され
た光電変換素子１の動作について以下に説明する。
第５図は、充電変換素子１のエネルギ準位を示す図であ
る。第５図の横軸は光導電膜３の光の入射側表面からの
深さｄを示し、縦軸はエネルギ準位を表わしている。
る。第５図の横軸は光導電膜３の光の入射側表面からの
深さｄを示し、縦軸はエネルギ準位を表わしている。
第５図においてライン、／２０は、いわゆる伝導帯の下
端を示し、ライン！２１は価電子帯の上端を示している
。ラインで２０とラインノ２１とによって挾まれた領域
は、いわゆる禁止帯を表わしている。
端を示し、ライン！２１は価電子帯の上端を示している
。ラインで２０とラインノ２１とによって挾まれた領域
は、いわゆる禁止帯を表わしている。
光電変換素子１に入射される光のエネルギＥは、その光
の波長をＶとすると、第１式で表わすことができる。
の波長をＶとすると、第１式で表わすことができる。
Ｅ＝ｈｌｌ ・・・（１）
第１式においてｈはブランク定数である。このようなエ
ネルギＥを有する光が光導電ＦＩ３に入射すると、価電
子帯のエネルギ準位を有する電子が光励起され、伝導帯
のエネルギ準位を有するようになり、導電性が上昇し、
いわゆる光導電効果が表われる。前記エネルギＥが禁止
帯幅Ｅｇと等しいとき、最も高感度である。
第１式においてｈはブランク定数である。このようなエ
ネルギＥを有する光が光導電ＦＩ３に入射すると、価電
子帯のエネルギ準位を有する電子が光励起され、伝導帯
のエネルギ準位を有するようになり、導電性が上昇し、
いわゆる光導電効果が表われる。前記エネルギＥが禁止
帯幅Ｅｇと等しいとき、最も高感度である。
本発明の光電変換素子１は、ＣｄＳとＣｄＳｅとの組成
比を変化させることによって、第５図に示すように禁止
帯幅Ｅｇを連続的に変化させている。
比を変化させることによって、第５図に示すように禁止
帯幅Ｅｇを連続的に変化させている。
このようなエネルギ準位を有していることによって、た
とえば異なった波長シ１．ν２．ν３を有する尤が入射
した場合でも、それぞれの光エネルギｂν１ 、ｈＶ
２ 、ｈＶ ３に対応する禁止帯幅Ｅｇｌ ＋ＥＩ？ｌ
Ｅｇ３を有する領域１．ＩＩ、Ｉ［［において各波長の
光が効率よく吸収される。すなわち、領域Ｉにおいて波
長ν１を有する光が電子を励起し、領域■において波長
ν２を有する光が電子を励起し、そして領域■において
は、波長ν３を有する光が電子を励起して、光導電効果
が効率よく達成される。
とえば異なった波長シ１．ν２．ν３を有する尤が入射
した場合でも、それぞれの光エネルギｂν１ 、ｈＶ
２ 、ｈＶ ３に対応する禁止帯幅Ｅｇｌ ＋ＥＩ？ｌ
Ｅｇ３を有する領域１．ＩＩ、Ｉ［［において各波長の
光が効率よく吸収される。すなわち、領域Ｉにおいて波
長ν１を有する光が電子を励起し、領域■において波長
ν２を有する光が電子を励起し、そして領域■において
は、波長ν３を有する光が電子を励起して、光導電効果
が効率よく達成される。
第６図は、充電変換素子１の分光感度特性を示す図であ
る。第６図に示すように、本発明によ、る光電変換素子
１は、青色（波長４５０ ｒ＋ｍ）から赤色（波長７０
０ ｎ＋１）まで高範囲の領域に亘って充分な光感度を
備えている。
る。第６図に示すように、本発明によ、る光電変換素子
１は、青色（波長４５０ ｒ＋ｍ）から赤色（波長７０
０ ｎ＋１）まで高範囲の領域に亘って充分な光感度を
備えている。
効 果
以上のように本発明によれば、光導電膜の受光表面から
内方に向けてＣｄＳｅに対するＣｄＳの組成比が順次小
さくなるように設けられていることによって、光の感度
領域を可視光の広い範囲に亘って拡げることができる。
内方に向けてＣｄＳｅに対するＣｄＳの組成比が順次小
さくなるように設けられていることによって、光の感度
領域を可視光の広い範囲に亘って拡げることができる。
第１図は本発明の一実施例の光電変換素子１の断面図、
ｔＪＳ２図は光電変換素子１の一部斜視図、第３図は基
板２上に形成された第１膜層６と第２膜Ｗｉ７どの断面
を示す図、第４図は光導電膜３における組成比Ｘが連続
的に変化していることを示す図、ｐｔＳｓ図は光電変換
素子１のエネルギ準位を示す図、ＰＩＳ６図は充電変換
素子１の分光感度を示す図、第７図はＣｄＳとＣｄＳｅ
との混晶の割合に対する分光感度特性を示す図である。 １・・・充電変換素子、２・・・基板、３・・・光導電
膜、４．５・・・電極、６・・・第１膜層、７゛・・・
第２膜層、Ｘ・・・組成比、Ｅ ｇ １ ｒ Ｅ ｇ
２ ＋ Ｅ ｇ３・・・禁止帯幅代理人 弁理士 画
数 圭一部 第１図 第３図 第２図 第４図
ｔＪＳ２図は光電変換素子１の一部斜視図、第３図は基
板２上に形成された第１膜層６と第２膜Ｗｉ７どの断面
を示す図、第４図は光導電膜３における組成比Ｘが連続
的に変化していることを示す図、ｐｔＳｓ図は光電変換
素子１のエネルギ準位を示す図、ＰＩＳ６図は充電変換
素子１の分光感度を示す図、第７図はＣｄＳとＣｄＳｅ
との混晶の割合に対する分光感度特性を示す図である。 １・・・充電変換素子、２・・・基板、３・・・光導電
膜、４．５・・・電極、６・・・第１膜層、７゛・・・
第２膜層、Ｘ・・・組成比、Ｅ ｇ １ ｒ Ｅ ｇ
２ ＋ Ｅ ｇ３・・・禁止帯幅代理人 弁理士 画
数 圭一部 第１図 第３図 第２図 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ＣｄＳとＣｄＳｅとの混晶体から成る光導電膜を有する
光電変換素子において、 前記光導電膜は、光の入射方向側の表面から光導電膜内
方に向かって、ＣｄＳｅに対するＣｄＳの組成比が順次
小さくなっていくように設けられていることを特徴とす
る光電変換素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61284977A JPS63137475A (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | 光電変換素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61284977A JPS63137475A (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | 光電変換素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63137475A true JPS63137475A (ja) | 1988-06-09 |
Family
ID=17685531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61284977A Pending JPS63137475A (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | 光電変換素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63137475A (ja) |
-
1986
- 1986-11-28 JP JP61284977A patent/JPS63137475A/ja active Pending
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