JPS6345870A - 光電変換装置 - Google Patents
光電変換装置Info
- Publication number
- JPS6345870A JPS6345870A JP61188535A JP18853586A JPS6345870A JP S6345870 A JPS6345870 A JP S6345870A JP 61188535 A JP61188535 A JP 61188535A JP 18853586 A JP18853586 A JP 18853586A JP S6345870 A JPS6345870 A JP S6345870A
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components 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
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
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、複数半導体受光素子を同一基板上に設けた光
電変換装置に関する。
電変換装置に関する。
一般に各々直列接続されたフォトダイオードが同一基板
上に設けられた７オトダイオードアレフオトセルに例え
ば点光源の光を照射する場合、各フォトセルが受光する
光強度は異なり、光源から離れたフォトセルはど光強度
は弱くなる。等面積の７オトセルから得られる光電流は
照射される光強度に比例し、光源から離れたフォトセル
の光電流は光源に近いフォトセルの光電流より小さくな
る。これらのセルが直列に接続さｒＬ＆フォトダイオー
ドアレイに流れる短絡社流は光源から最も離れたセルに
流れる電流すなわち最小の光電流に決まる。一方１つの
フォトセルの開放電圧は光強度に大きく依存されずフォ
トダイオードアレイの線間放電圧は、各セルの開放電圧
の総和となるので受光面積を効率良く便用することがで
きなかった０ 〔発明が解決する問題点〕 従来の等面積の７オトセルで構成されたフォトダイオー
ドアレイにおいて例えば点光源のように各７オトセルに
不均一な光が照射される場合、フォトセルが直列接線さ
れたフォトダイオードアレイに流れる電流が、各セルに
流れ得る電流のうち最小値に決まりてしまうことから光
源に近く受光強度の大きいフォトセルからより大きい電
流を得ることができず、−ａ流と電圧が制限されて、７
オトダイオードアレイの効率が悪いという欠点があった
。
上に設けられた７オトダイオードアレフオトセルに例え
ば点光源の光を照射する場合、各フォトセルが受光する
光強度は異なり、光源から離れたフォトセルはど光強度
は弱くなる。等面積の７オトセルから得られる光電流は
照射される光強度に比例し、光源から離れたフォトセル
の光電流は光源に近いフォトセルの光電流より小さくな
る。これらのセルが直列に接続さｒＬ＆フォトダイオー
ドアレイに流れる短絡社流は光源から最も離れたセルに
流れる電流すなわち最小の光電流に決まる。一方１つの
フォトセルの開放電圧は光強度に大きく依存されずフォ
トダイオードアレイの線間放電圧は、各セルの開放電圧
の総和となるので受光面積を効率良く便用することがで
きなかった０ 〔発明が解決する問題点〕 従来の等面積の７オトセルで構成されたフォトダイオー
ドアレイにおいて例えば点光源のように各７オトセルに
不均一な光が照射される場合、フォトセルが直列接線さ
れたフォトダイオードアレイに流れる電流が、各セルに
流れ得る電流のうち最小値に決まりてしまうことから光
源に近く受光強度の大きいフォトセルからより大きい電
流を得ることができず、−ａ流と電圧が制限されて、７
オトダイオードアレイの効率が悪いという欠点があった
。
本発明では、一定面積の７オトダイオードアレイにおい
て各セルからより大きい電圧及び電流が得られ、効率の
良い光電変換装置を提供することを目的とする。
て各セルからより大きい電圧及び電流が得られ、効率の
良い光電変換装置を提供することを目的とする。
本発明の光゛ＷＬ変換装置は、半導体基板上に複数設け
られる半導体受光素子の面積が各々半導体受光素子に照
射される光強度に対応して異なることを特徴とする。
られる半導体受光素子の面積が各々半導体受光素子に照
射される光強度に対応して異なることを特徴とする。
点光源から照射される光の強度は点光源からの距離によ
し決まり、点光源から離れる程、光強度が弱くなる。本
発明では、一定面積の光電変換装置において点光源から
近い半導体受光素子の受光面積を小さく、点光源から遠
い半導体受光素子の受光面積を大きく構成することによ
り、各セルに流れる短絡電流が略等しくなるようにした
。本発明では、従来の等面積の半導体受光素子で構成さ
れた光電変換装置のように得られる光電流が、最小値に
限定されることがない。
し決まり、点光源から離れる程、光強度が弱くなる。本
発明では、一定面積の光電変換装置において点光源から
近い半導体受光素子の受光面積を小さく、点光源から遠
い半導体受光素子の受光面積を大きく構成することによ
り、各セルに流れる短絡電流が略等しくなるようにした
。本発明では、従来の等面積の半導体受光素子で構成さ
れた光電変換装置のように得られる光電流が、最小値に
限定されることがない。
本発明の一実施例を第１図に示した例えばＬＥＤのよう
な点光源１に対向して設置されたフォトダイオードアレ
イ２において説明する。同一半導体基板３上に各々が直
列接続されたフォトダイオードからなる複数のフォトセ
ル４が形成され、フォトダイオードアレイ２を構成して
いる。各々のフォトダイオード（フォトセル）４は、点
光源ｌからの距離によって受光面積を異にしており、点
光源１から最短距離に設置されたフォトセル４０は最小
面積に形成され、点光源１から最長距離に設置されたフ
ォトセル４ｂは、最大面積に形成される。各々の７オト
セルは配線５により直列に接続されている。
な点光源１に対向して設置されたフォトダイオードアレ
イ２において説明する。同一半導体基板３上に各々が直
列接続されたフォトダイオードからなる複数のフォトセ
ル４が形成され、フォトダイオードアレイ２を構成して
いる。各々のフォトダイオード（フォトセル）４は、点
光源ｌからの距離によって受光面積を異にしており、点
光源１から最短距離に設置されたフォトセル４０は最小
面積に形成され、点光源１から最長距離に設置されたフ
ォトセル４ｂは、最大面積に形成される。各々の７オト
セルは配線５により直列に接続されている。
上述し九−実施例の具体的実験例について説明する。こ
の実験は、全受光面積が一定のフォトダイオードプレイ
において、第２図に示す従来のような各々等しい受光面
積のフォトセルに光強度の異なる光を照射したものと、
本発明を施した第３図及び第４図に示すような各々受光
面積の異なるフォトセルに光強度の異なる光を照射した
ものとを使用した。これらのフォトセルに色温１ｉ２８
７０にの標準タングステン電球から光を照射する。光強
度は照度計により測定し、照射する際、光強度の強い側
はフォトセルの受光面積を小さく、光強度の弱い側はフ
ォトセルの受光面積を大きく設定する。それぞれの７オ
トダイオードアレイの開放電圧及び短絡電流を各々電圧
計、電流計により測定し、比較をする。以下に測定の結
果を示す。
の実験は、全受光面積が一定のフォトダイオードプレイ
において、第２図に示す従来のような各々等しい受光面
積のフォトセルに光強度の異なる光を照射したものと、
本発明を施した第３図及び第４図に示すような各々受光
面積の異なるフォトセルに光強度の異なる光を照射した
ものとを使用した。これらのフォトセルに色温１ｉ２８
７０にの標準タングステン電球から光を照射する。光強
度は照度計により測定し、照射する際、光強度の強い側
はフォトセルの受光面積を小さく、光強度の弱い側はフ
ォトセルの受光面積を大きく設定する。それぞれの７オ
トダイオードアレイの開放電圧及び短絡電流を各々電圧
計、電流計により測定し、比較をする。以下に測定の結
果を示す。
第２図（ａｌはフォトダイオードプレイの平面図。
（ｂ）は等価回路であり、フォトセル１１及び１２ｔｉ
それぞれ受光面積ａ、７（＋ａＪ］の等しいフォトセル
であり、フォトセル１１には１．０ （ｍＷ／ｃｄ 〕
の光、フォト七ル１２には２．０ （ｍＷ／ｄ ）の光
を照射した結果、フォトセル１１とフォトセル１２とが
直列接続されたフォトダイオードアレイ １３から６４
０（ｍＶ）の開放電圧、 １１［μ入〕の短絡電流が
得られた。
それぞれ受光面積ａ、７（＋ａＪ］の等しいフォトセル
であり、フォトセル１１には１．０ （ｍＷ／ｃｄ 〕
の光、フォト七ル１２には２．０ （ｍＷ／ｄ ）の光
を照射した結果、フォトセル１１とフォトセル１２とが
直列接続されたフォトダイオードアレイ １３から６４
０（ｍＶ）の開放電圧、 １１［μ入〕の短絡電流が
得られた。
次に第３図に示したフォトダイオードアレイ１７は、受
光面積が８．７（Ｊ）の７オトセル１４と、受光面積が
４．ａ５（ｊ）の７オトセル２個１５．１６とから構成
される。フォトダイオード１４に１．０ （ｍＷ／ｄ）
の光、フォトタイオード１５及び１６に２．０ （ｍＷ
／、１４ ）の光を照射した結果、７オトダイオードア
レイ１７から９ａｏ（ｍｙ）の開放電圧、１１〔μ人〕
の短絡電流が得られた。
光面積が８．７（Ｊ）の７オトセル１４と、受光面積が
４．ａ５（ｊ）の７オトセル２個１５．１６とから構成
される。フォトダイオード１４に１．０ （ｍＷ／ｄ）
の光、フォトタイオード１５及び１６に２．０ （ｍＷ
／、１４ ）の光を照射した結果、７オトダイオードア
レイ１７から９ａｏ（ｍｙ）の開放電圧、１１〔μ人〕
の短絡電流が得られた。
続いて第４図に示したフォトダイオードアレイ２０は、
受光面積が１０．８８ （−〕の７オトセル１８と受光
面積が６．５２（ｊ）のフォトセル１９とかう構成され
る。フォトセル１８に１．ＯＣ”Ｗ／ｃｆｆｌ〕の光、
フォトセル１９に２．０（ｍＷ／ｄ）の光を照射した結
果、フォトダイオードアレイ２０から６４０（ｍｖ）の
開放電圧、１６〔μ人〕の短絡電流が得られた。
受光面積が１０．８８ （−〕の７オトセル１８と受光
面積が６．５２（ｊ）のフォトセル１９とかう構成され
る。フォトセル１８に１．ＯＣ”Ｗ／ｃｆｆｌ〕の光、
フォトセル１９に２．０（ｍＷ／ｄ）の光を照射した結
果、フォトダイオードアレイ２０から６４０（ｍｖ）の
開放電圧、１６〔μ人〕の短絡電流が得られた。
以上の結果より、等面積に構成された（セル）にそれぞ
れ照射される光強度が異なる場合（第２図）に比べ、第
３図のように光強度の強いフォトセルを分割して直列接
続した場合は、半導体受光素子アレイの総開放電圧がお
よそ１．５倍に向上した。また、第４図のように光強度
の弱いフォトセルの受光面積の占める割合を大きくとる
と７オトダイオードアレイの短絡電流は、およそ１．５
倍に向上した。このように光強度によってフォトセルの
受光面積を最適化すれば、光源から照射された不均一の
光を一定面積の受光装置で受ける場合、従来に比べ、光
電変換装置に流れる短絡電流、及び総開放電圧を大きく
することができて、受光面積に対する効率が上る。
れ照射される光強度が異なる場合（第２図）に比べ、第
３図のように光強度の強いフォトセルを分割して直列接
続した場合は、半導体受光素子アレイの総開放電圧がお
よそ１．５倍に向上した。また、第４図のように光強度
の弱いフォトセルの受光面積の占める割合を大きくとる
と７オトダイオードアレイの短絡電流は、およそ１．５
倍に向上した。このように光強度によってフォトセルの
受光面積を最適化すれば、光源から照射された不均一の
光を一定面積の受光装置で受ける場合、従来に比べ、光
電変換装置に流れる短絡電流、及び総開放電圧を大きく
することができて、受光面積に対する効率が上る。
本実施例では、半導体受光素子アレイを形成するフォト
セルとしてフォトダイオードを使用したがこれに限定さ
れることはない。また、光源から離れたフォトセルを互
いに並列に接続して１−りの大きなフォトセルとして光
源からより近い７オトセルち直列に接続することにより
、開放電圧を向上させるもできる。
セルとしてフォトダイオードを使用したがこれに限定さ
れることはない。また、光源から離れたフォトセルを互
いに並列に接続して１−りの大きなフォトセルとして光
源からより近い７オトセルち直列に接続することにより
、開放電圧を向上させるもできる。
本発明によれば、半導体受光装置の基板上に複数形成さ
れた半導体受光素子の受光面積を光強度に対応して異な
らせたことにより、一定面積の光電変換装置から得られ
る総開放電圧及び短絡電流が向上し、変換効率の良い光
電変換装置が得られた。
れた半導体受光素子の受光面積を光強度に対応して異な
らせたことにより、一定面積の光電変換装置から得られ
る総開放電圧及び短絡電流が向上し、変換効率の良い光
電変換装置が得られた。
第１図は本発明の一実施例を示し、第２図（ａ） ｆｂ
） 。 第３図（ａ） （ｂ）及び第４図（ａ） （ｂ）は本発
明の実験例を示す０
） 。 第３図（ａ） （ｂ）及び第４図（ａ） （ｂ）は本発
明の実験例を示す０
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 半導体基板と、 この半導体基板上に複数個形成され、第１導電型領域と
この第１導電型領域内に各々形成された第２導電型領域
とからなる半導体受光素子と、互いに隣合った前記半導
体受光素子を電気的に直列接続する手段とからなり、 前記第１導電型領域及び第２導電型領域の表面を受光面
とする前記半導体受光素子の受光面積は、半導体受光素
子に照射される光強度に対応して異なり、受光強度の強
い半導体受光素子が受光強度の弱い半導体受光素子より
小さく形成されることを特徴とする光電変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61188535A JPH073881B2 (ja) | 1986-08-13 | 1986-08-13 | 光電変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61188535A JPH073881B2 (ja) | 1986-08-13 | 1986-08-13 | 光電変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6345870A true JPS6345870A (ja) | 1988-02-26 |
| JPH073881B2 JPH073881B2 (ja) | 1995-01-18 |
Family
ID=16225403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61188535A Expired - Lifetime JPH073881B2 (ja) | 1986-08-13 | 1986-08-13 | 光電変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH073881B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6426863U (ja) * | 1987-03-25 | 1989-02-15 | ||
| JP2002005738A (ja) * | 2000-06-23 | 2002-01-09 | Matsushita Electric Works Ltd | 照度センサ |
| JP2010161300A (ja) * | 2009-01-09 | 2010-07-22 | Sharp Corp | 薄膜太陽電池モジュール及び薄膜太陽電池アレイ |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4390790A (en) * | 1979-08-09 | 1983-06-28 | Theta-J Corporation | Solid state optically coupled electrical power switch |
| JPS5984478A (ja) * | 1982-11-04 | 1984-05-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 太陽電池モジユ−ル |
| JPS619775A (ja) * | 1984-06-25 | 1986-01-17 | Matsushita Electric Works Ltd | 画像処理装置 |
| JPS6184527A (ja) * | 1984-10-02 | 1986-04-30 | Asahi Glass Co Ltd | 光センサ− |
| JPS6190474A (ja) * | 1984-10-09 | 1986-05-08 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置 |
-
1986
- 1986-08-13 JP JP61188535A patent/JPH073881B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4390790A (en) * | 1979-08-09 | 1983-06-28 | Theta-J Corporation | Solid state optically coupled electrical power switch |
| JPS5984478A (ja) * | 1982-11-04 | 1984-05-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 太陽電池モジユ−ル |
| JPS619775A (ja) * | 1984-06-25 | 1986-01-17 | Matsushita Electric Works Ltd | 画像処理装置 |
| JPS6184527A (ja) * | 1984-10-02 | 1986-04-30 | Asahi Glass Co Ltd | 光センサ− |
| JPS6190474A (ja) * | 1984-10-09 | 1986-05-08 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6426863U (ja) * | 1987-03-25 | 1989-02-15 | ||
| JP2002005738A (ja) * | 2000-06-23 | 2002-01-09 | Matsushita Electric Works Ltd | 照度センサ |
| JP2010161300A (ja) * | 2009-01-09 | 2010-07-22 | Sharp Corp | 薄膜太陽電池モジュール及び薄膜太陽電池アレイ |
| JP4726962B2 (ja) * | 2009-01-09 | 2011-07-20 | シャープ株式会社 | 薄膜太陽電池モジュール及び薄膜太陽電池アレイ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH073881B2 (ja) | 1995-01-18 |
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