JPS63261882A - 半導体素子 - Google Patents
半導体素子Info
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- JPS63261882A JPS63261882A JP62096696A JP9669687A JPS63261882A JP S63261882 A JPS63261882 A JP S63261882A JP 62096696 A JP62096696 A JP 62096696A JP 9669687 A JP9669687 A JP 9669687A JP S63261882 A JPS63261882 A JP S63261882A
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Links
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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)
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、異なった波長を同時に光電変換する太陽電池
、光検出器等に適用するのに好適な半導体素子に関する
。
、光検出器等に適用するのに好適な半導体素子に関する
。
光応用技術の発達に伴い、システムを構成する素子には
多種多様な機能が要求されている。その−例として異な
った波長の光を同時に発振あるいは受光する素子が挙げ
られる。これらの素子は、禁止帯幅の小さな半導体のｐ
ｎ接合層の上部に禁止帯幅の大きな半導体のｐｎ接合を
積層した構造を共通して持っていることが特徴である。
多種多様な機能が要求されている。その−例として異な
った波長の光を同時に発振あるいは受光する素子が挙げ
られる。これらの素子は、禁止帯幅の小さな半導体のｐ
ｎ接合層の上部に禁止帯幅の大きな半導体のｐｎ接合を
積層した構造を共通して持っていることが特徴である。
以下、高効率が期待されるモノリシック型多接合太陽電
池を例に挙げて説明する。このタイプの太陽電池では、
１つの基板上に２つ以上の太陽電池を直列に積層し、太
陽電池間をトンネル接合層により電気接続するものであ
る。理論計算によれば、多接釡太陽電池は、単−接合等
の他のタイプに比べ、最高効率を示すことが予測されて
いる。
池を例に挙げて説明する。このタイプの太陽電池では、
１つの基板上に２つ以上の太陽電池を直列に積層し、太
陽電池間をトンネル接合層により電気接続するものであ
る。理論計算によれば、多接釡太陽電池は、単−接合等
の他のタイプに比べ、最高効率を示すことが予測されて
いる。
この素子の動作原理は、短波長光を上部の太陽電池（以
後上部セルと呼ぶ）で、長波長光を下部の太陽電池（以
後下部セルと呼ぶ）で波長分割して受光し、各セルで誘
起される電圧を加算して出力として取り出す。製作上の
観点から２つの太陽電池の構成材料としては、格子不整
合がほとんどないＧａＡｓとＭ Ｇ ａ Ａ ｓの組み
合せが最も有望である。
後上部セルと呼ぶ）で、長波長光を下部の太陽電池（以
後下部セルと呼ぶ）で波長分割して受光し、各セルで誘
起される電圧を加算して出力として取り出す。製作上の
観点から２つの太陽電池の構成材料としては、格子不整
合がほとんどないＧａＡｓとＭ Ｇ ａ Ａ ｓの組み
合せが最も有望である。
第２図（ａ）に、従来のＡｕＧａＡｓ−ＧａＡｓ２接合
太陽電池の断面構造を（基板の導電型がＰ型の場合を一
例として）示す。
太陽電池の断面構造を（基板の導電型がＰ型の場合を一
例として）示す。
図において、１００は半導体基板、１は下部セル、２は
上部セル、３は下部セル１および上部セル２とを電気的
に接続するトンネル接合層、４は裏面電界層、５は窓層
、６は電極層である。
上部セル、３は下部セル１および上部セル２とを電気的
に接続するトンネル接合層、４は裏面電界層、５は窓層
、６は電極層である。
太陽光は、上部セル２の晟。−３５Ｇａｏ−ｓｇ Ａｓ
電池で０．６７−以下の波長の光が、下部セル１のＧａ
Ａｓ電池で０．６７〜０．９ｔ！ｍの光が各々吸収され
、各セルにはともに１ｖ程度の電圧が誘起される。トン
ネル接合層３は、２つのセルで形成されたキャリアを電
圧損失なく電気接続するという重要な役割を果たす。最
表面のＧａＡｓ層６は電極用、Ａｌ。、。
電池で０．６７−以下の波長の光が、下部セル１のＧａ
Ａｓ電池で０．６７〜０．９ｔ！ｍの光が各々吸収され
、各セルにはともに１ｖ程度の電圧が誘起される。トン
ネル接合層３は、２つのセルで形成されたキャリアを電
圧損失なく電気接続するという重要な役割を果たす。最
表面のＧａＡｓ層６は電極用、Ａｌ。、。
Ｇａｏ、１Ａｓの窓層５は上部セル２で形成されたキャ
リアの表面再結合を軽減するため、ＡＱｏ、。
リアの表面再結合を軽減するため、ＡＱｏ、。
Ｇａ０．、Ａｓの裏面電界Ｍ４は上部セル２中のキャリ
アを効率良く収集するため、に各々形成される。
アを効率良く収集するため、に各々形成される。
上部セル２であるＭ Ｇ ａ Ａ ｓ太陽電池の特性は
、膜形成時の温度（以後成長温度と呼ぶ）に敏感で、成
長温度が上昇するにつれて特性は著しく向上する。一方
、トンネル接合層３は、その形成後に、裏面電界Ｈ４、
上部セル２、窓層５、電極層６の成長が終るまで高温に
さらされるが、これら歳ＧａＡｓ層あるいはＧａＡｓ層
の成長温度の上昇とともにトンネル接合の特性は急速に
劣化する。下部セル１のＧａＡｓ太陽電池の特性は成長
温度に敏感ではない。
、膜形成時の温度（以後成長温度と呼ぶ）に敏感で、成
長温度が上昇するにつれて特性は著しく向上する。一方
、トンネル接合層３は、その形成後に、裏面電界Ｈ４、
上部セル２、窓層５、電極層６の成長が終るまで高温に
さらされるが、これら歳ＧａＡｓ層あるいはＧａＡｓ層
の成長温度の上昇とともにトンネル接合の特性は急速に
劣化する。下部セル１のＧａＡｓ太陽電池の特性は成長
温度に敏感ではない。
したがって、第２図（ａ）の構造を作製する際、上部セ
ル２の成長温度が低い場合にはＡｕＧａＡｓｆｆｉ中に
結晶欠陥が多数形成されるため、セル内で形成されたキ
ャリアがこれらの欠陥で消滅し、その結果、２接合電池
の特性が電流の小さいＭ Ｇ ａ Ａ ｓセルで制限さ
れてしまい、光電効率の低下を招いていた。
ル２の成長温度が低い場合にはＡｕＧａＡｓｆｆｉ中に
結晶欠陥が多数形成されるため、セル内で形成されたキ
ャリアがこれらの欠陥で消滅し、その結果、２接合電池
の特性が電流の小さいＭ Ｇ ａ Ａ ｓセルで制限さ
れてしまい、光電効率の低下を招いていた。
一方、上部セル２を十分な太陽電池特性が得られる高温
で成長した場合は、トンネル接合層３にｎ型およびｐ型
ドーパントがいずれも１０１″ａｍ−３程度に高濃度ド
ープされているので、ドーパントが熱拡散し、トンネル
電流が減少する。例えば、文献（ジャーナルオブアプラ
イドフイジックス（Ｊ、＾ｐｐ１． Ｐｈｙｓ、 ）（
１９８２年）５３巻７４４頁）によれば、６５５℃、２
００秒のアニールによりトンネル電流は１／８に減少す
る。
で成長した場合は、トンネル接合層３にｎ型およびｐ型
ドーパントがいずれも１０１″ａｍ−３程度に高濃度ド
ープされているので、ドーパントが熱拡散し、トンネル
電流が減少する。例えば、文献（ジャーナルオブアプラ
イドフイジックス（Ｊ、＾ｐｐ１． Ｐｈｙｓ、 ）（
１９８２年）５３巻７４４頁）によれば、６５５℃、２
００秒のアニールによりトンネル電流は１／８に減少す
る。
熱劣化がさらに進行すると、トンネル接合Ｍ３は逆方向
ダイオードに変質するため、トンネル接合部分に大きな
逆起電力が発生し、２つのセルで発生した起電圧の数ｌ
Ｏ％を減少させる。その結果。
ダイオードに変質するため、トンネル接合部分に大きな
逆起電力が発生し、２つのセルで発生した起電圧の数ｌ
Ｏ％を減少させる。その結果。
２接合太陽電池の効率は低下する。第２図（ｂ）に、６
５０℃で作製した場合の従来の太陽電池の出力特性の実
例が示され、暗状態ではビルトイン電圧が約２ｖを示す
が、太陽光照射時には開放端電圧は１．４ｖに減少する
。
５０℃で作製した場合の従来の太陽電池の出力特性の実
例が示され、暗状態ではビルトイン電圧が約２ｖを示す
が、太陽光照射時には開放端電圧は１．４ｖに減少する
。
このように、ＡｕＧａＡｓ−ＧａＡｓ２接合型太陽電池
は理論的には３０％の効率が予想されているが、製作上
の雑魚から現実には１５％以下のものしか得られていな
かった。
は理論的には３０％の効率が予想されているが、製作上
の雑魚から現実には１５％以下のものしか得られていな
かった。
本発明の目的は、Ａｌ Ｇ ａ Ａ ｓ層の形成に必要
な高温成長において、その時に生ずるＧ ａ Ａ ｓ
トンネルダイオードの熱劣化を解決する構造を有する半
導体素子を提供することにある。
な高温成長において、その時に生ずるＧ ａ Ａ ｓ
トンネルダイオードの熱劣化を解決する構造を有する半
導体素子を提供することにある。
本発明は、ＡＩｌ Ｇ ａ Ａ ｓ上部セルとＧ ａ
Ａ ｓ下部セルの間にＧａＡｓトンネル接合層を設けて
少なくとも２個のセルを一体化した半導体素子において
、トンネル接合層と下部セルの間にＡｌｌ Ｇ ａ Ａ
ｓを成分とする熱劣化防止層を付加したことを構成上
の特徴とする。
Ａ ｓ下部セルの間にＧａＡｓトンネル接合層を設けて
少なくとも２個のセルを一体化した半導体素子において
、トンネル接合層と下部セルの間にＡｌｌ Ｇ ａ Ａ
ｓを成分とする熱劣化防止層を付加したことを構成上
の特徴とする。
このようにすれば、トンネル接合層の特性を劣化するこ
となく、上部に設けられるＡｌ Ｇ ａ Ａ ｓを成分
とする上部セルを高温で成長（形成）できるので、特性
の優れた多波長用半導体素子を容易に実現できる。
となく、上部に設けられるＡｌ Ｇ ａ Ａ ｓを成分
とする上部セルを高温で成長（形成）できるので、特性
の優れた多波長用半導体素子を容易に実現できる。
以下、Ａ立Ｑ Ｂ Ａ ５− Ｇ ａ Ａ ｓ ２接合
太陽電池に適用した実施例について述べる。モノリシッ
ク型多接合太陽電池の基礎データを得るために、トンネ
ル接合層のみを分子線エピタキシャル法で作製し、その
熱劣化特性を調べた。試料の構成は、第３図（ａ）、（
ｂ）に示すように、ＧａＡＳトンネル接合層３をｕ Ｘ
Ｇ ａ□−ｘＡｓ層でサンドインチした構造となってい
る。
太陽電池に適用した実施例について述べる。モノリシッ
ク型多接合太陽電池の基礎データを得るために、トンネ
ル接合層のみを分子線エピタキシャル法で作製し、その
熱劣化特性を調べた。試料の構成は、第３図（ａ）、（
ｂ）に示すように、ＧａＡＳトンネル接合層３をｕ Ｘ
Ｇ ａ□−ｘＡｓ層でサンドインチした構造となってい
る。
（ａ）は、ｎ型ＧａＡｓ基板上に本発明による熱劣化防
止層７、すなわちｎ型Ａ立ｘＧａ１−ｘＡｓ層（キャリ
ア濃度３ Ｘ １０” ａｎ−’、膜厚Ｏ，Ｓ、） 、
次にトンネル接合層３、すなわちｎ＋＋型Ｇ ａ Ａ
ｓＭ（６×１０”ａ＋＋−’、０．０５虜） 、 Ｐ”
＋型Ｇａ’Ａｓ店（１，５Ｘ１０”ａｃ−”、０．０５
１１ｍ） 、裏面電界層４のＡＱＸ Ｇ ａ、 −ＸＡ
ｓ層（５Ｘ １０” ａｎ−’、１岬）、さらに電極層
６のＧ ａ Ａ ｓ Ｍを順に積層したもので、（ｂ）
は、膜厚およびキャリア濃度を（ａ）と同一とし、伝導
型をすべて逆にした構造である。前者をＰ＋＋−ｎ←タ
イプ、後者をｎ＋＋ 、＋＋タイプと呼ぶことにする
６なお、裏面電界層４は５第２図の２接合太陽電池の構
造に合わせるために設けたもので、以下に述べるＧ ａ
Ａ ｓ トンネルダイオードの熱劣化特性には何ら影
響を及ぼさない。ｎ型ドーパントにはＢｅ（ベリリウム
）、ｎ型ドーパントにはＳｉ（シリコン）を用いた。
止層７、すなわちｎ型Ａ立ｘＧａ１−ｘＡｓ層（キャリ
ア濃度３ Ｘ １０” ａｎ−’、膜厚Ｏ，Ｓ、） 、
次にトンネル接合層３、すなわちｎ＋＋型Ｇ ａ Ａ
ｓＭ（６×１０”ａ＋＋−’、０．０５虜） 、 Ｐ”
＋型Ｇａ’Ａｓ店（１，５Ｘ１０”ａｃ−”、０．０５
１１ｍ） 、裏面電界層４のＡＱＸ Ｇ ａ、 −ＸＡ
ｓ層（５Ｘ １０” ａｎ−’、１岬）、さらに電極層
６のＧ ａ Ａ ｓ Ｍを順に積層したもので、（ｂ）
は、膜厚およびキャリア濃度を（ａ）と同一とし、伝導
型をすべて逆にした構造である。前者をＰ＋＋−ｎ←タ
イプ、後者をｎ＋＋ 、＋＋タイプと呼ぶことにする
６なお、裏面電界層４は５第２図の２接合太陽電池の構
造に合わせるために設けたもので、以下に述べるＧ ａ
Ａ ｓ トンネルダイオードの熱劣化特性には何ら影
響を及ぼさない。ｎ型ドーパントにはＢｅ（ベリリウム
）、ｎ型ドーパントにはＳｉ（シリコン）を用いた。
第４図に、熱劣化防止層７であるＡＱｘ Ｇ ａｌ−Ｘ
Ａ ｓＭのＡｆ１組成をパラメータにとった場合の、
２接合太陽電池のトンネルピーク電流密度と熱処理温度
との関係を示す。試料は成長温度５５０℃（ｘ ＝ ０
の試料）あるいは６３０℃（ｘ＝０．６．０．９の試料
）で作製し、分子線エピタキシャル装置内でＡｓ分子線
を照射しながら各温度で熱処理を行なった。
Ａ ｓＭのＡｆ１組成をパラメータにとった場合の、
２接合太陽電池のトンネルピーク電流密度と熱処理温度
との関係を示す。試料は成長温度５５０℃（ｘ ＝ ０
の試料）あるいは６３０℃（ｘ＝０．６．０．９の試料
）で作製し、分子線エピタキシャル装置内でＡｓ分子線
を照射しながら各温度で熱処理を行なった。
熱処理時間は、２接合太陽電池の上部セル、窓層、電極
層の成長時間を考慮して２時間とした。同図から明らか
なように、熱処理温度が上昇するにつれて、ピーク電流
密度は急激に減少するが、（ａ）のｐ＋＋−ｎ＋＋およ
び（ｂ）のｎ＋４−ｐ＋＋タイプともに、減少の程度は
Ａｉの組成Ｘに大きく依存する。
層の成長時間を考慮して２時間とした。同図から明らか
なように、熱処理温度が上昇するにつれて、ピーク電流
密度は急激に減少するが、（ａ）のｐ＋＋−ｎ＋＋およ
び（ｂ）のｎ＋４−ｐ＋＋タイプともに、減少の程度は
Ａｉの組成Ｘに大きく依存する。
すなわち、Ｘが増加するにつれて、ピーク電流の減少は
少ないことがわかる。上部セルと下部セルの電流整合値
２０ｍ Ａ ／ ａｍ ”を目安にすると、昇温可能な
上限の温度は、Ｘ＝０では６００℃、ｘ ＝０．６で６
６０℃、ｘ ＝０．９では７３０℃である。
少ないことがわかる。上部セルと下部セルの電流整合値
２０ｍ Ａ ／ ａｍ ”を目安にすると、昇温可能な
上限の温度は、Ｘ＝０では６００℃、ｘ ＝０．６で６
６０℃、ｘ ＝０．９では７３０℃である。
ところで、ＡＥＩ Ｇ ａ Ａ ｓ太陽電池では、成長
温度が６３０℃以上のとき、温度の上昇とともに特性が
著しく向上し、７００’Ｃ以上で特性が飽和することが
知られている。したがって、第４図の結果より、ｘ＝０
．６以上のＭＸＧａ１＋ＸＡｓ層を熱劣化防止層として
用いれば、トンネル接合層の特性を劣化させることなく
ＡＡＧａＡｓセルを高温で成長できることが導かれる。
温度が６３０℃以上のとき、温度の上昇とともに特性が
著しく向上し、７００’Ｃ以上で特性が飽和することが
知られている。したがって、第４図の結果より、ｘ＝０
．６以上のＭＸＧａ１＋ＸＡｓ層を熱劣化防止層として
用いれば、トンネル接合層の特性を劣化させることなく
ＡＡＧａＡｓセルを高温で成長できることが導かれる。
第１図（ａ）に、本発明の一実施例のＭ Ｇ ａ Ａ
５−ＧａＡｓ２接合太陽電池の断面構造を（基板の導電
型がｐ型の場合を一例として）示す。
５−ＧａＡｓ２接合太陽電池の断面構造を（基板の導電
型がｐ型の場合を一例として）示す。
上記の結果に基づいて、この図に示す２接合太陽電池の
構造、すなわち、ｐ型ＧａＡｓ基板１００上にｐ型Ｇａ
Ａｓ層（キャリア濃度８ Ｘ １０” ａｍ −’ 、
膜厚３４）、ｎ型ＧａＡｓ層（２，５Ｘ １０” ａｎ
−’、ｏ、１．ｍ）、ｎ型Ｍｏ、、Ｇａ０．、Ａｇ層（
２，５Ｘ１０”ａｎ−３，０，！ｇａｎ）ｎ ＋＋型Ｇ
ａＡｓ層（６ＸＩＯ”ａｍ−”、ｏ、ｏｓ、ｍ）、ｐ０
型Ｇ ａ Ａ ｓＭ（１，５Ｘ １０１ｇｃｘｎ−”、
０．０５４） 、 ｐ型ＡＱｏ、ｓＧａ、、４Ａｓ層
（５Ｘ １０” ａｔｒ−’、０．２ρ）、ｐ型Ｍ。、
、Ｇａ、、、Ａｓ層（８Ｘ１０”ａｍ’″’、２虜）、
ｎ型Ａ１１．、、 Ｇａ、、、 Ａｓ層（２，５Ｘ １
０”ｃｍ−’、ｏ、ｏｓ、ｍ）、ｎ型Ｍ。、、Ｇａ、、
、Ａｓ層（２，５Ｘ １０” ｃｍ−”、０．１ｇｎ）
、ｎ型ＧａＡｓ層（２，５Ｘ １０” ａｎ−’、０．
０５虜）の順に７００℃の成長温度で積層した。１００
は半導体躯板、１は下部セル、７は熱劣化防止層、３は
トンネル接合層、４は裏面電界層、２は上部セル、５は
窓層、６は電極層である。
構造、すなわち、ｐ型ＧａＡｓ基板１００上にｐ型Ｇａ
Ａｓ層（キャリア濃度８ Ｘ １０” ａｍ −’ 、
膜厚３４）、ｎ型ＧａＡｓ層（２，５Ｘ １０” ａｎ
−’、ｏ、１．ｍ）、ｎ型Ｍｏ、、Ｇａ０．、Ａｇ層（
２，５Ｘ１０”ａｎ−３，０，！ｇａｎ）ｎ ＋＋型Ｇ
ａＡｓ層（６ＸＩＯ”ａｍ−”、ｏ、ｏｓ、ｍ）、ｐ０
型Ｇ ａ Ａ ｓＭ（１，５Ｘ １０１ｇｃｘｎ−”、
０．０５４） 、 ｐ型ＡＱｏ、ｓＧａ、、４Ａｓ層
（５Ｘ １０” ａｔｒ−’、０．２ρ）、ｐ型Ｍ。、
、Ｇａ、、、Ａｓ層（８Ｘ１０”ａｍ’″’、２虜）、
ｎ型Ａ１１．、、 Ｇａ、、、 Ａｓ層（２，５Ｘ １
０”ｃｍ−’、ｏ、ｏｓ、ｍ）、ｎ型Ｍ。、、Ｇａ、、
、Ａｓ層（２，５Ｘ １０” ｃｍ−”、０．１ｇｎ）
、ｎ型ＧａＡｓ層（２，５Ｘ １０” ａｎ−’、０．
０５虜）の順に７００℃の成長温度で積層した。１００
は半導体躯板、１は下部セル、７は熱劣化防止層、３は
トンネル接合層、４は裏面電界層、２は上部セル、５は
窓層、６は電極層である。
第４図（ｂ）に、この太陽電池の出力特性を示す。この
図に示すように、開放端電圧２ｖが得られ、トンネル接
合による電圧損失は０．０５Ｖ以下であった。この結果
は、７００℃においてもトンネル接合の劣化が少なく、
十分なピーク電流を維持しているこｉが分かり、第４図
の結果を裏付けている。太陽電池の効率は２０％で、こ
の値は１ ｓｕｎの照射条件では世界最高値であるが、
理論値に比べまだ小さい。これは各層の膜厚、キャリア
濃度等が最適化されていないからであり、今後、これら
のパラメータを検討することにより改善できることは言
うまでもない。なお、第１図に示した実施例ではｐ型基
板を用い、前述のｐ＋＋−ｎ＋＋タイプの構造を有する
場合について示したが、第４図に示すように、ｐ＋＋−
ｎ＋＋よりも若干熱劣化特性は劣るが、従来構造に比べ
充分に特性の改良が期待できる構造として、ｎ型基板を
用い、ｎ＋＋−ｐ＋＋タイプの構造を含む構造（すなわ
ち、第１図（ａ）の構造において、各層の導電型をすべ
て逆にした構造）も、熱劣化抑止の作用を奏することは
言うまでもない。
図に示すように、開放端電圧２ｖが得られ、トンネル接
合による電圧損失は０．０５Ｖ以下であった。この結果
は、７００℃においてもトンネル接合の劣化が少なく、
十分なピーク電流を維持しているこｉが分かり、第４図
の結果を裏付けている。太陽電池の効率は２０％で、こ
の値は１ ｓｕｎの照射条件では世界最高値であるが、
理論値に比べまだ小さい。これは各層の膜厚、キャリア
濃度等が最適化されていないからであり、今後、これら
のパラメータを検討することにより改善できることは言
うまでもない。なお、第１図に示した実施例ではｐ型基
板を用い、前述のｐ＋＋−ｎ＋＋タイプの構造を有する
場合について示したが、第４図に示すように、ｐ＋＋−
ｎ＋＋よりも若干熱劣化特性は劣るが、従来構造に比べ
充分に特性の改良が期待できる構造として、ｎ型基板を
用い、ｎ＋＋−ｐ＋＋タイプの構造を含む構造（すなわ
ち、第１図（ａ）の構造において、各層の導電型をすべ
て逆にした構造）も、熱劣化抑止の作用を奏することは
言うまでもない。
このように、本発明の構造をＡＱＧａＡｓ−ＧａＡｓ２
接合太陽電池に適用した実施例では、Ａｌ Ｇ ａ Ａ
ｓ上部セルを良好な特性が得られる高温で形成しても
トンネル接合層の熱劣化がないので、効率の高い太Ｐｈ
１ｌ池を得ることができる。
接合太陽電池に適用した実施例では、Ａｌ Ｇ ａ Ａ
ｓ上部セルを良好な特性が得られる高温で形成しても
トンネル接合層の熱劣化がないので、効率の高い太Ｐｈ
１ｌ池を得ることができる。
以上、太陽電池を一例として説明したが、第１図（ａ）
の構造はそのままの形で、多波長の光検出器に適用でき
る。さらに、同図において、上部および下部セルのｐｎ
接合部分をダブルへテロ構造にすることにより、多波長
発振レーザに適用できる。このように、本発明による構
造を有する半導体素子は、光電変換素子として幅広く適
用できる。
の構造はそのままの形で、多波長の光検出器に適用でき
る。さらに、同図において、上部および下部セルのｐｎ
接合部分をダブルへテロ構造にすることにより、多波長
発振レーザに適用できる。このように、本発明による構
造を有する半導体素子は、光電変換素子として幅広く適
用できる。
以上説明したように、本発明によれば、Ｇ ａ Ａ ｓ
下部セルとＧ ａ Ａ ｓ トンネル接合層との間にＭ
Ｇ ａＡｓを成分とする熱劣化防止層を挿入したこと
により、ＡＩｌ Ｇ ａ Ａ ｓ上部セルを良好な特性
が得られる高温で形成してもトンネル接合層の熱劣化を
防止でき、特性の優れた半導体素子を得ることができる
。
下部セルとＧ ａ Ａ ｓ トンネル接合層との間にＭ
Ｇ ａＡｓを成分とする熱劣化防止層を挿入したこと
により、ＡＩｌ Ｇ ａ Ａ ｓ上部セルを良好な特性
が得られる高温で形成してもトンネル接合層の熱劣化を
防止でき、特性の優れた半導体素子を得ることができる
。
第１図（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本発明の一実施例の
モノリシック型２接合Ｍ Ｇ ａ Ａ ｓ −Ｇ ａ
Ａ ｓ太陽電池ｄ断面構造と出力特性を示す図、第２図
（ａ）、（ｂ）は、それぞれ従来のモノリシック型２接
合Ａｌｌ Ｇ ａ Ａ ｓ −Ｇ ａ Ａ ｓ太陽電池
の断面構造と出力特性を示す図、第３図（、）、（ｂ）
は、それぞれ熱劣化試験に用いたトンネル接合を有する
試料の断面構造を示す図、第４図は、ＧａＡｓトンネル
ダイオードのピーク電流の熱劣化特性を示す図である。 １・・・下部セル ２・・・上部セル ３・・・トンネル接合層 ４・・・裏面電界層 ５・・・窓層 ６・・・電極層 ７・・・熱劣化防止層 １００・・・半導体基板
モノリシック型２接合Ｍ Ｇ ａ Ａ ｓ −Ｇ ａ
Ａ ｓ太陽電池ｄ断面構造と出力特性を示す図、第２図
（ａ）、（ｂ）は、それぞれ従来のモノリシック型２接
合Ａｌｌ Ｇ ａ Ａ ｓ −Ｇ ａ Ａ ｓ太陽電池
の断面構造と出力特性を示す図、第３図（、）、（ｂ）
は、それぞれ熱劣化試験に用いたトンネル接合を有する
試料の断面構造を示す図、第４図は、ＧａＡｓトンネル
ダイオードのピーク電流の熱劣化特性を示す図である。 １・・・下部セル ２・・・上部セル ３・・・トンネル接合層 ４・・・裏面電界層 ５・・・窓層 ６・・・電極層 ７・・・熱劣化防止層 １００・・・半導体基板
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、半導体基板上にＧａＡｓｐｎ接合層とＡｌＧａＡｓ
ｐｎ接合層が少なくとも１組積層され、両者の間に介在
されたＧａＡｓトンネル接合層により両者が電気的に接
続され、かつ、上記ＧａＡｓｐｎ接合層と上記ＧａＡｓ
トンネル接合層との間にＡｌ＿ｘＧａ＿１＿−＿ｘＡｓ
層が挿入された構造を少なくとも有することを特徴とす
る半導体素子。 ２、上記Ａｌ＿ｘＧａ＿１＿−＿ｘＡｓ層のＡｌ組成ｘ
が約０．６以上であることを特徴とする半導体素子。 ３、上記半導体基板がＧａＡｓから成ることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の半導体素子。 ４、上記半導体基板がＳｉから成ることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の半導体素子。 ５、上記構造によりモノリシック型ＡｌＧａＡｓ−Ｇａ
Ａｓ２接合太陽電池が構成されていることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の半導体素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62096696A JPS63261882A (ja) | 1987-04-20 | 1987-04-20 | 半導体素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62096696A JPS63261882A (ja) | 1987-04-20 | 1987-04-20 | 半導体素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63261882A true JPS63261882A (ja) | 1988-10-28 |
Family
ID=14171931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62096696A Pending JPS63261882A (ja) | 1987-04-20 | 1987-04-20 | 半導体素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63261882A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05326996A (ja) * | 1992-05-20 | 1993-12-10 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
| JPH07283428A (ja) * | 1994-04-15 | 1995-10-27 | Hitachi Cable Ltd | 太陽電池 |
| JPH08162659A (ja) * | 1994-12-06 | 1996-06-21 | Japan Energy Corp | 太陽電池 |
| JPH09283778A (ja) * | 1996-02-28 | 1997-10-31 | Hitachi Ltd | 太陽電池 |
| JP2015518283A (ja) * | 2012-04-23 | 2015-06-25 | ナンヤン テクノロジカル ユニヴァーシティー | セル配列 |
| JP2020517121A (ja) * | 2017-04-17 | 2020-06-11 | 中国科学院蘇州納米技術与納米▲ファン▼生研究所 | マルチスタック積層レーザ太陽電池及びその製造方法 |
-
1987
- 1987-04-20 JP JP62096696A patent/JPS63261882A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05326996A (ja) * | 1992-05-20 | 1993-12-10 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
| JPH07283428A (ja) * | 1994-04-15 | 1995-10-27 | Hitachi Cable Ltd | 太陽電池 |
| JPH08162659A (ja) * | 1994-12-06 | 1996-06-21 | Japan Energy Corp | 太陽電池 |
| JPH09283778A (ja) * | 1996-02-28 | 1997-10-31 | Hitachi Ltd | 太陽電池 |
| JP2015518283A (ja) * | 2012-04-23 | 2015-06-25 | ナンヤン テクノロジカル ユニヴァーシティー | セル配列 |
| JP2020517121A (ja) * | 2017-04-17 | 2020-06-11 | 中国科学院蘇州納米技術与納米▲ファン▼生研究所 | マルチスタック積層レーザ太陽電池及びその製造方法 |
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