JPS58101471A - 光電池 - Google Patents
光電池Info
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- JPS58101471A JPS58101471A JP56200043A JP20004381A JPS58101471A JP S58101471 A JPS58101471 A JP S58101471A JP 56200043 A JP56200043 A JP 56200043A JP 20004381 A JP20004381 A JP 20004381A JP S58101471 A JPS58101471 A JP S58101471A
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- 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
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- H01L31/068—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、化金物半導体表ＩＩＫ形成される表−反転層
と化食物半導体基体との接金における光従来の光電池は
例えば第１ＩＩＫ示すように構成されていた。すなわち
、従来の光電池は、主に、ＧａＡａ ＠の化合物半導体
基体ｌの上に基体とは伝導形の異なる表１ｉｒａム１層
１を塾拡款、イオン注入、エピタキシャル成長法などで
彫成し、得られるＰ１接合３における光起電力効果を利
用したものであった。しかしながら、ＱａＡａ等の化合
物中導体においては、表面再結会速度が高く、また熱拡
散等によって形成された表面層コの少数キャリア寿命は
低く、光照射によって誘起された中ヤリアＫｌｌする表
面層コの収集効率は極めて低く、従って変換効率は低く
抑えられていた。
と化食物半導体基体との接金における光従来の光電池は
例えば第１ＩＩＫ示すように構成されていた。すなわち
、従来の光電池は、主に、ＧａＡａ ＠の化合物半導体
基体ｌの上に基体とは伝導形の異なる表１ｉｒａム１層
１を塾拡款、イオン注入、エピタキシャル成長法などで
彫成し、得られるＰ１接合３における光起電力効果を利
用したものであった。しかしながら、ＱａＡａ等の化合
物中導体においては、表面再結会速度が高く、また熱拡
散等によって形成された表面層コの少数キャリア寿命は
低く、光照射によって誘起された中ヤリアＫｌｌする表
面層コの収集効率は極めて低く、従って変換効率は低く
抑えられていた。
さらに、表面層２における表面再結會の影響を抑制する
目的で、第１Ｈ（示すように、基体ｌと表面層１とから
成るＧａム一層参上にＧａＡ１ム―層！を組成を変えな
がらエピタキシャル成長させ、このＧａＡＩＡ一層ｓｐ
ｃおける自薦電界により光誘起キャリアなＧａＡ一層２
にドラフトさせ、収集効率の向上をはかることも試みら
れている。この構造は、素子構造が複雑で、８１１作が
ｗｉｓではないことに加えて、ヘテロエピタキシャル成
長、グレーデッドエピタキシャル成長に伴ないＧａＡｌ
Ａｓ −Ｇ＊ム―界画＆（は昇一単位が発生し、界画再
結含が生ずると共に、ＧａＡｌＡｓ ＠ ｊ 、 Ｇ
ａＡｓ層−の少数キャリア寿命は低く１層コとＩから威
る表面層７における光−起キャダアの収集効率は低いな
どの欠点があった。
目的で、第１Ｈ（示すように、基体ｌと表面層１とから
成るＧａム一層参上にＧａＡ１ム―層！を組成を変えな
がらエピタキシャル成長させ、このＧａＡＩＡ一層ｓｐ
ｃおける自薦電界により光誘起キャリアなＧａＡ一層２
にドラフトさせ、収集効率の向上をはかることも試みら
れている。この構造は、素子構造が複雑で、８１１作が
ｗｉｓではないことに加えて、ヘテロエピタキシャル成
長、グレーデッドエピタキシャル成長に伴ないＧａＡｌ
Ａｓ −Ｇ＊ム―界画＆（は昇一単位が発生し、界画再
結含が生ずると共に、ＧａＡｌＡｓ ＠ ｊ 、 Ｇ
ａＡｓ層−の少数キャリア寿命は低く１層コとＩから威
る表面層７における光−起キャダアの収集効率は低いな
どの欠点があった。
本実−はこれらの欠点を除去するためになされたもので
、その目的は、素子構造が単純で製作が容易な高効率光
電池を提供することにある。
、その目的は、素子構造が単純で製作が容易な高効率光
電池を提供することにある。
かかる■的を達成するために、本発明では、Ｉｍム−、
ＩｍＰなどの化金物半導体基体のａｍに＊画反転層を形
成し、その表置反転層と化金物半導体基体との接合にお
ける光起電力効果な利用する。
ＩｍＰなどの化金物半導体基体のａｍに＊画反転層を形
成し、その表置反転層と化金物半導体基体との接合にお
ける光起電力効果な利用する。
以下に、図−を参雇しながら、実施例を用いて。
本発明の詳細な説明するが、これら実施例は本発明の例
示に過ぎず、本発明の範囲内で種々の改嵐や変形をなし
得ることは勿論である。
示に過ぎず、本発明の範囲内で種々の改嵐や変形をなし
得ることは勿論である。
第３図は、本発明光電池の構成の一例を示す。
ｆｌＫ、 ｘｍムＳなどの化合物半導体においては、
何んらの処震を施す必要なく、表面反転層が廖威される
。ｊＩ１図は、こうした表面反転層を利用した本発明光
電池の構成を、！勤ム−を例にして示す。
何んらの処震を施す必要なく、表面反転層が廖威される
。ｊＩ１図は、こうした表面反転層を利用した本発明光
電池の構成を、！勤ム−を例にして示す。
ここで、ｐ形！１ム−基＠／／ｆ）ｐ−にはｎ形の表面
反転層／Ｊが形成され、こうした＊１ｉｒｘ転層／Ｊと
化合物半導体基体／／との接合／ＪＷＣおける光起電力
効果を利用することにより光電池な構成できる。光電池
を構成するには、さらに、表向電極ｌ亨をｉＩ！画反転
層ｌコ上に形成し％ｐ十層／ｊおよび裏面電極１１を基
板ｉｉの下１ｉＫ付加するだけで良い。１１面反転層１
２は、拡散、イオン注入、エピタキシャル成長等のＪ６
ｓを施していないので、純度も高く、格子欠陥も少ない
ことから少数中ヤリア寿命は高く、この表１１ｊｉＥ転
層ｌコにおける収集効率は高く、シたがって光電池とし
て高い変換効率が得られる。また、表１ＩＩＬ転層ｌλ
は自然に形成されるものであり、電極／参、／４および
ｐ土層／１をも含めても、素子構造が単純であり、製作
が容易であるとい５利点がある。
反転層／Ｊが形成され、こうした＊１ｉｒｘ転層／Ｊと
化合物半導体基体／／との接合／ＪＷＣおける光起電力
効果を利用することにより光電池な構成できる。光電池
を構成するには、さらに、表向電極ｌ亨をｉＩ！画反転
層ｌコ上に形成し％ｐ十層／ｊおよび裏面電極１１を基
板ｉｉの下１ｉＫ付加するだけで良い。１１面反転層１
２は、拡散、イオン注入、エピタキシャル成長等のＪ６
ｓを施していないので、純度も高く、格子欠陥も少ない
ことから少数中ヤリア寿命は高く、この表１１ｊｉＥ転
層ｌコにおける収集効率は高く、シたがって光電池とし
て高い変換効率が得られる。また、表１ＩＩＬ転層ｌλ
は自然に形成されるものであり、電極／参、／４および
ｐ土層／１をも含めても、素子構造が単純であり、製作
が容易であるとい５利点がある。
１１４１１は１本発明光電池の構成の他の例を示す。
一般（、ＩｍＰなどの化合物半導体においては、陽極酸
化やグッズマ酸化などによって形成した酸化膜を亭導体
表１ＩＫ付加することにより表面反転層が廖威される。
化やグッズマ酸化などによって形成した酸化膜を亭導体
表１ＩＫ付加することにより表面反転層が廖威される。
そこで、第４園では、こうした表両反転層を利用した本
発明光電池の構成を、！−を例に、して示す。ここで、
ｐ形ｒａｐ基１［Ｊ／を陽極酸化すると酸化膜ＪＪｔＩ
Ｘ彫威され、それによる酸化膜−Ｉｓ＋Ｐ界１ｅｃｌ！
−反転層ＪＪが形成される。
発明光電池の構成を、！−を例に、して示す。ここで、
ｐ形ｒａｐ基１［Ｊ／を陽極酸化すると酸化膜ＪＪｔＩ
Ｘ彫威され、それによる酸化膜−Ｉｓ＋Ｐ界１ｅｃｌ！
−反転層ＪＪが形成される。
本例では、ζうした表−反転層ＪＪと化食物中導体基板
Ｊ／との接金Ｊダにおける光起電力効果な利用すること
により光電池を構成する。光電池を構成するには、さら
に、表面透明電極Ｊｊを酸化膜ＪＪ上に彫成し、基体Ｊ
／の下ｍに裏面電極Ｊ６を付加するだけで良い。＊ｉｉ
ｉ反転層ＪＪは、拡散、イオン注入、エピタキシャル成
長等の逃場を施していないので、純度も高く、格子欠陥
も少ないことから少数キャリア寿命は高く１表面反転層
ＪＪにおける収集効率は高く、シーたがって高い変換効
率が得られる。ここで、酸化膜−反転層界函λ７に形成
される界面単位がキャシア収集効率を低下させることが
懸念されるが、本夷論例において用いた陽極酸化法では
、酸化膜−反転層界面コツの界面準位密度は／Ｘ１０（
１に一意・ｅｙ−１以下であり、収集効率を低下させる
ことはなかった。酸化膜影威には、陽極酸化法やプテズ
マ酸化法などの低温度形成法が好適であり、熱酸化洗、
１窒化法、ｃｖｎ法などは高温度ではＩＩＩＮ反転層の
少数キャリア寿命を低下させることになるので、で幹る
だけ低温度で絶縁膜を形成する必要がある。また、本例
の光電池の構成においても、素子構造が単純で、製作が
容易であるという利点がある。
Ｊ／との接金Ｊダにおける光起電力効果な利用すること
により光電池を構成する。光電池を構成するには、さら
に、表面透明電極Ｊｊを酸化膜ＪＪ上に彫成し、基体Ｊ
／の下ｍに裏面電極Ｊ６を付加するだけで良い。＊ｉｉ
ｉ反転層ＪＪは、拡散、イオン注入、エピタキシャル成
長等の逃場を施していないので、純度も高く、格子欠陥
も少ないことから少数キャリア寿命は高く１表面反転層
ＪＪにおける収集効率は高く、シーたがって高い変換効
率が得られる。ここで、酸化膜−反転層界函λ７に形成
される界面単位がキャシア収集効率を低下させることが
懸念されるが、本夷論例において用いた陽極酸化法では
、酸化膜−反転層界面コツの界面準位密度は／Ｘ１０（
１に一意・ｅｙ−１以下であり、収集効率を低下させる
ことはなかった。酸化膜影威には、陽極酸化法やプテズ
マ酸化法などの低温度形成法が好適であり、熱酸化洗、
１窒化法、ｃｖｎ法などは高温度ではＩＩＩＮ反転層の
少数キャリア寿命を低下させることになるので、で幹る
だけ低温度で絶縁膜を形成する必要がある。また、本例
の光電池の構成においても、素子構造が単純で、製作が
容易であるという利点がある。
以上、ｆｆ１−Ｖ族化金物亭導体であるＩｎムｍ、Ｉｎ
ＰＫｌｌする実験結果をもとに本実！Ｊ１党電池の構成
を説明して来たけれども、他の■−マ族化舎物半導体あ
るいはＺｔｓＢｅやＣａｘ勢の１−１１３Ｉ化舎物半導
体を１板として用いる場合にも本発明を適用し得ること
は明らかであろう。
ＰＫｌｌする実験結果をもとに本実！Ｊ１党電池の構成
を説明して来たけれども、他の■−マ族化舎物半導体あ
るいはＺｔｓＢｅやＣａｘ勢の１−１１３Ｉ化舎物半導
体を１板として用いる場合にも本発明を適用し得ること
は明らかであろう。
以上説明したように１本発明の光電池は化金物中導体＊
ＩｆＫ形成される表面反転層を利用しているので ＊鎧
層におけるキャリアの収集効率が高く、シかも素子構造
が単純、製作が容ａ″ｅあるなどの刹点がある。
ＩｆＫ形成される表面反転層を利用しているので ＊鎧
層におけるキャリアの収集効率が高く、シかも素子構造
が単純、製作が容ａ″ｅあるなどの刹点がある。
表図面の簡単なｌ！―
第１ｗＡおよび第２＠は、それぞれ、従来の光電池の構
成例を示す断面図、第３図は本尭―党電池の春虞の一例
な示す断４ｇ、第４図は本発明光電−の他の構成例を示
す断面図である。
成例を示す断面図、第３図は本尭―党電池の春虞の一例
な示す断４ｇ、第４図は本発明光電−の他の構成例を示
す断面図である。
Ｉ・・・化金物半導体基体。
コ・・・表向層、 Ｊ・・・ｐ−ｔｓ １１合
。
。
ダ−Ｇａｌｎ層、 ｊ ・” ＧａＡ１ム一層、
Ａ ・＝ ＧａムＩＡａ−Ｇａムａ＊向、！・・・表面
層、 ／ハ・・ｐ形１ｍＡ−基板、／コ・・
・表面反転層、 ／Ｊ・・・接合、ｌゲ・・・表面
電極、 １ｇ・・・ｐ牛用。
Ａ ・＝ ＧａムＩＡａ−Ｇａムａ＊向、！・・・表面
層、 ／ハ・・ｐ形１ｍＡ−基板、／コ・・
・表面反転層、 ／Ｊ・・・接合、ｌゲ・・・表面
電極、 １ｇ・・・ｐ牛用。
１４・・・裏面電極、 Ｊ／・・・ｐ形ＩａＰ基
板、ココ・・・酸化膜、 コＪ・・・表面反転層
、Ｊ４’・・・接合、 Ｊｊ・・・＊ｉｉｔ遥
明電極。
板、ココ・・・酸化膜、 コＪ・・・表面反転層
、Ｊ４’・・・接合、 Ｊｊ・・・＊ｉｉｔ遥
明電極。
コ４・・・裏面電極、 コク・・・酸化膜−反転
層外画。
層外画。
第３図
第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ｌ）化食物半導体基体の表面に形成された表面反転層お
よび該表面反転層と前記化合物半導体基体とにより形成
された接合を具備し、鋏接合の光起電力を利用するよ５
に構成したことを特徴とする光電池。 ２）４１許−求の範囲第１１［記載の光電池において、
前記化合物半導体基体は画−Ｖ膝化舎物半導体あるいは
ｌ−１１族化舎物半導体基体であることを特徴とする光
電池。 ３） ４１１ＮｌＩ求の１１ｍ１第２項に記載の光電
池において、前記化合物半導体基体をＩ？ＡＩ ままた
はｒａｔで構成したことを特徴とする光電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56200043A JPS58101471A (ja) | 1981-12-14 | 1981-12-14 | 光電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56200043A JPS58101471A (ja) | 1981-12-14 | 1981-12-14 | 光電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58101471A true JPS58101471A (ja) | 1983-06-16 |
Family
ID=16417874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56200043A Pending JPS58101471A (ja) | 1981-12-14 | 1981-12-14 | 光電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58101471A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05110121A (ja) * | 1991-10-17 | 1993-04-30 | Sharp Corp | 太陽電池 |
| US5609694A (en) * | 1994-04-28 | 1997-03-11 | Sharp Kabushiki Kaisha | Solar cell and a method of manufacturing thereof |
| US7402448B2 (en) | 2003-01-31 | 2008-07-22 | Bp Corporation North America Inc. | Photovoltaic cell and production thereof |
-
1981
- 1981-12-14 JP JP56200043A patent/JPS58101471A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05110121A (ja) * | 1991-10-17 | 1993-04-30 | Sharp Corp | 太陽電池 |
| US5609694A (en) * | 1994-04-28 | 1997-03-11 | Sharp Kabushiki Kaisha | Solar cell and a method of manufacturing thereof |
| EP0680099A3 (en) * | 1994-04-28 | 1997-08-20 | Sharp Kk | Solar cell and manufacturing method. |
| US7402448B2 (en) | 2003-01-31 | 2008-07-22 | Bp Corporation North America Inc. | Photovoltaic cell and production thereof |
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