(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機半導体と有機導電体とが接合されてショットキー接合を有するショットキー型接合素子であって、
上記無機半導体がサファイア基板上に形成されたＧａＮであり、上記有機導電体がポリアニリン系の有機導電体である、ショットキー型接合素子。
【請求項２】
請求項１に記載のショットキー型接合素子を用い、光を電気に変換する変換部が前記ショットキー接合を含んで構成されている、太陽電池。
【請求項３】
請求項１に記載のショットキー型接合素子を用い、光を電気に変換する変換部が前記ショットキー接合を含んで構成されている、光電変換素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無機半導体と有機導電体とでショットキー接合を有するショットキー型接合素子とこれを用いた光電変換素子及び太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属と半導体とを接合したショットキー接合が知られている。このショットキー接合は、Ｓｉの集積回路でバイポーラトランジスタや電界効果トランジスタと組み合わされて使用されている。
非特許文献１には、ｎ型半導体とＡｕ，Ｐｄなど５ｅＶ以上の仕事関数を有する金属薄膜とによりショットキー障壁を形成するショットキー型接合光電変換素子が示されている。非特許文献１に記載のような従来のショットキー型接合光電変換素子では、金属薄膜電極において入射光の著しい減衰があるため、光電変換素子としての性能が充分に引き出せないという欠点があり、太陽電池としては実用化できないという欠点があった。【０００３】
特許文献１，２及び非特許文献２，３，４には、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳやニッケルフタロシアニンなどの有機導電体、Ａｕ，Ｐｄ等の金属薄膜と、ＴｉＯ２やＳｒＴｉＯ３などの酸化物半導体とによりショットキー障壁が形成されたショットキー型接合光電変換素子が示されている。ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳやニッケルフタロシアニンなどの有機導電体は、光透過率が金属薄膜電極よりも高いため、入射光の著しい減衰という問題は回避することができると考えられている。【０００４】
しかしながら、ショットキー型接合光電変換素子では、半導体としてＴｉＯ２やＳｒＴｉＯ３などの大きな光学的バンドギャップを有する酸化物が用いられているため、光電変換素子として感度を有することのできる波長が３８０ｎｍよりも小さな領域に限られていた。このことにより、主に波長４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の可視光領域に対する分光感度が必要となる太陽電池として使用することができなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２４４００６号公報
【特許文献２】特開２００４−２１４５４７号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】K. M.Tracy et al., J. Appl. Physics Vol. 94, p.3939 (2003).
【非特許文献２】J. Yamamura et al., Appl. Phys. Lett. Vol. 83, p.2097 (2003).
【非特許文献３】M. Nakano et al., Appl. Phys. Lett. Vol. 91, p.142113 (2007).
【非特許文献４】M. Nakano et al., Appl. Phys. Lett. Vol. 93, p.123309 (2008).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、高いショットキー障壁を持つショットキー型接合素子とこれを用いた光電変換素子及び太陽電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明のショットキー型接合素子は、無機半導体と有機導電体とが接合されてショットキー接合を有するショットキー型接合素子であって、無機半導体がサファイア基板上に形成されたＧａＮであり、有機導電体がポリアニリン系の有機導電体であることを特徴とする。
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の太陽電池は、本発明のショットキー型接合素子を用い、光電変換部がショットキー接合を含んで構成されていることを特徴とする。
上記目的を達成するために、本発明の光電変換素子は、本発明のショットキー型接合素子を用い、光を電気に変換する変換部がショットキー接合を含んで構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、特定の無機半導体上に有機導電体を設けることで高いショットキー障壁を有するショットキー型接合素子を提供することができる。特に、有機導電体が高い光透過率を有しているため、光電変換素子や太陽電池に利用すると良好な機能を発現する。特に、無機半導体として所定のバンドギャップを有する無機半導体を選択することで、吸収波長を紫外光から可視光にシフトすることができる。これにより、可視光領域における光電効果を有効に活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るショットキー型接合素子の概略図であり、実施例１として示す有機導電体と窒化物半導体の接合による太陽電池の構造概略図を示す。
【図２】図１に示す太陽電池の製作工程を模式的に表わす断面図である。
【図３】実施例１において、太陽電池の直線表示による暗電流−電圧特性である。
【図４】実施例１において、太陽電池の片対数表示による暗電流−電圧特性である。
【図５】実施例１において、太陽電池へのキセノンランプ光照射時電流−電圧特性である。
【図６】実施例１において、有機導電体の光透過率測定結果および太陽電池の分光感度測定結果である。
【図７】実施例２において、酸化物導電体と有機導電体と窒化物半導体接合による太陽電池の構造概略図である。
【図８】実施例２において、太陽電池の製作工程を模式的に表わす断面図である。
【図９】実施例２において、太陽電池の直線表示による暗電流−電圧特性である。
【図１０】実施例２において、太陽電池の片対数表示による暗電流−電圧特性である。
【図１１】実施例２において、太陽電池へキセノンランプ光照射時における電流−電圧特性である。
【図１２】実施例２において、太陽電池へキセノンランプ光を照射しながら電流−電圧特性を測定する測定系の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態に係るショットキー型接合素子の概略図である。本発明の実施形態に係るショットキー型接合素子１は、基板２と、基板２上に設けられた無機半導体３と、無機半導体３上に設けられ無機半導体３とショットキー接合する有機導電体４と、無機半導体３上に有機導電体４と並んで離隔して設けられ無機半導体３とオーミック接合する電極５と、を備えることで構成されている。
【００１４】
基板２としては、サファイア基板などを用いることができる。
【００１５】
無機半導体３は、ＧａＮなどのＩＩＩ−Ｖ族半導体、特に窒化物半導体のほか、単結晶Ｓｉ、多結晶Ｓｉ、アモルファスＳｉなどのＳｉ、ＧａＡｓ、ＣｄＳ、ＣｄＴｅ、ＣｕＩｎＧａＳｅ、ＩｎＳｂ、ＰｂＴｅ、ＰｂＳ、Ｇｅ、ＩｎＮ、ＧａＳｂ、ＳｉＣなどが適用できる。
【００１６】
有機導電体４は、ポリチオフェン系、ポリアニリン系、ポリアセチレン系、ポリフェニレン系、ポリピロール系の各種の有機導電体が挙げられる。有機導電体の例を表１に示す。
【００１７】
【表１】
0005540323.tif 000002
【００１８】
ポリチオフェン系では、化学式（１）で示されるポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）・ポリ（スチレンスルホン酸）や、化学式（２）で示されるポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）・ポリ（エチレングリコール）ブロック共重合体、化学式（３）で示されるポリ（チオフェン−３−［２−（２−メトキシエトキシ）エトキシ］−２，５ジイル）などを用いることができる。
【００１９】
【化１】
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【００２０】
【化２】
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【００２１】
【化３】
0005540323.tif 000005
【００２２】
ポリアニリン系では、例えば化学式（４）で示されるポリアニリンを用いることができる。
【００２３】
【化４】
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【００２４】
ポリアセチレン系では、例えば化学式（５）で示されるポリ［１，２−ビス（エチルチオ）］アセチレンを用いることができる。
【００２５】
【化５】
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【００２６】
ポリフェニレン系では、化学式（６）で示されるポリ（１，４−フェニレンスルフィド）を用いることができる。
【００２７】
【化６】
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【００２８】
ポリピロール系では、例えば化学式（７）で示されるポリピロールを用いることができる。
【００２９】
【化７】
0005540323.tif 000009
【００３０】
本発明の実施形態では、無機半導体３と有機導電体４との間で、ショットキー接合が形成されている。無機半導体３がｎ型半導体であれば、有機導電体４は、ホール伝導型を用いてショットキー接合を実現しうる。その際、無機半導体３は、その電子親和力が５．０ｅＶより小さいものであればよい。ここで、無機半導体３の電子親和力がｐ型有機半導体の仕事関数より小さければ理論的にはショットキー障壁が形成されるが、実際には１ｅＶ程度の差がないとショットキー特性は得られないため、無機半導体３の電子親和力がｐ型有機半導体の仕事関数よりも１ｅＶ以上小さいことが好ましい。以下説明する実施例１〜３では、有機導電体４の仕事関数が５ｅＶ程度であり、無機半導体３の電子親和力が約３．５±０．３ｅＶである。よって、有機導電体４の仕事関数と無機半導体３の電子親和力の差が１ｅＶ以上あることから、良好なショットキー接合を実現しうる。
【００３１】
本発明の実施形態はショットキー型接合素子１であるが、それを用いた各種の光電変換素子、例えば紫外線センサ、赤外線センサ、太陽電池のほか、電圧制御のためのダイオード素子、可変容量ダイオード素子にもショットキー型接合を適用することができる。
【００３２】
すなわち、本発明の実施形態としての太陽電池は、ショットキー型接合素子１を用い、光を電気に変換する変換部がショットキー接合を含んで構成されている。
本発明の実施形態としての光電変換素子は、ショットキー型接合素子１を用い、光と電気とを相互変換する変換部がショットキー接合を含んで構成されている。
【００３３】
以下に説明する本発明の実施例においては、有機導電体４にはポリアニリン系高分子である高導電性ポリアニリン系有機溶媒液（ＯＲＭＥＣＯＮ）を用い、窒化物半導体には窒化ガリウムを用いた。なお、高導電性ポリアニリン系有機溶媒液は、溶媒として水が用いられており、２５℃測定環境下では粘度が１６ｍＰａ・ｓで、ｐＨが１．８で、スピンコートにて製膜して求めた導電率が１８０Ｓ／ｃｍであるものを用いた。しかし、有機導電体４としてはＰＥＤＯＴ：ＰＳＳをはじめとして他のホール伝導型有機材料に置換すること、および、無機半導体３としては結晶Ｓｉ、多結晶Ｓｉ、アモルファスＳｉ、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＣｄＳ、ＣｄＴｅ、ＣｕＩｎＧａＳｅなど多種多様の無機半導体に置換することによっても同様のショットキー接合を得られるであろうことは容易に類推できる。ＯＲＭＥＣＯＮの仕事関数およびＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの仕事関数は、いずれも５．０ｅＶと推定されている。この材料に対してショットキー接合を形成しうるｎ型無機半導体は、その電子親和力が５．０ｅＶよりも小さなものであればよい。すなわち、ＣｄＳ、ＣｄＴｅ、ＧａＡｓ、Ｓｉ、ＣｕＩｎＧａＳｅの各電子親和力は、それぞれ４．８ｅＶ、４．３ｅＶ、４．０７ｅＶ、４．０５ｅＶ、４．０ｅＶであるので、これらのｎ型無機半導体を用いればショットキー接合を形成しうることは一般的な半導体物理の知識をもって類推できる。
【実施例１】
【００３４】
図１と同じ構造の太陽電池を製造した。図１を援用して説明すると、本実施例の太陽電池１の構造は、サファイア基板２上に、ＧａＮ膜３を介して、有機導電体（ＯＲＭＥＣＯＮ）４と、インジウム電極５が併置されている構造である。【００３５】
図２は、図１の太陽電池を製造する方法を示すフローである。
ステップＳＴ１において、サファイア（０００１）基板２を用意し、ステップＳＴ２において、サファイア（０００１）基板２上にトリメチルガリウム、アンモニアおよび水素を原料として、有機金属気相成長法を用いて窒化ガリウム（以下、ＧａＮ）を厚さ３μｍにエピタキシャル成長させてＧａＮ膜３を形成する。実施例１では、ＧａＮ膜３を表面に有するサファイア基板２の市販品を用いた。このサファイア基板２は、(株)パウデック社製のｎ−ＧａＮエピウエファでウエファＮｏ．ＰＴ０１ＡＢ０４Ｈ２６４９１１２１のものであり、サファイア基板（０００１）面上に非ドープ層厚１μｍとドープ層厚２μｍとがこの順に積層されており、合計膜厚が３μｍであった。【００３６】
ステップＳＴ３において、有機導電体４のスピンコートによる塗布と焼成を行った。スピンコートは、まず有機導電体の原液（ｐ型導電性高分子ポリアニリン、ＯＲＭＥＣＯＮ）２ｍＬをピペットによりＧａＮ膜３上に均一に被覆するように塗布したのち、１０秒間で１０００ｒｐｍまで回転加速し、１０００ｒｐｍを１０秒間保持したのち、次の１０秒間で４０００ｒｐｍまで回転加速し、４０００ｒｐｍで３０秒間保持した後、１０秒間で０ｒｐｍまで回転減速する作業を１セットとし、これを４セットおこなった。スピンコート後、設定温度１５０℃に加熱したホットプレート上に１０分間載置し、乾燥・焼成した。上記の作業は全て大気中で行った。焼成後の有機導電体４の平均膜厚を表面段差計で計測したところ、１７３ｎｍであった。【００３７】
ステップＳＴ４において、有機導電体４の不要個所を剥離除去した。ＧａＮ膜３上に均一に被覆された有機導電体４をステンレス製ピンセットで剥除し、２．７ｍｍ×３．１ｍｍの素子寸法領域のみ残してＧａＮ膜３表面を露出させた。【００３８】
ステップＳＴ５において、インジウム電極５を形成した。ＳＴ４で露出させたＧａＮ膜３表面の一部に、インジウム金属をはんだ付けしオーミック接触したインジウム電極５を形成した。【００３９】
図３は、太陽電池１に対して電流−電圧測定を行った結果から求めた電流密度−電圧特性を示す図である。なお、太陽電池１の素子面積は０．０８３７ｃｍ２であった。算出した電流密度−電圧特性から、太陽電池１は整流特性を示し、有機導電体４とＧａＮ膜３によってショットキー障壁が形成されることがわかった。【００４０】
図４は、図３の電流密度−電圧特性を片対数表示した図である。片対数表示における線形領域にフィッティングした直線のｙ切片より、ダイオード理想値ｎと飽和電流密度Ｊ0が算出される。また、このＪ0からショットキー障壁高さφBが算出できる。フィッティング結果から、ｎ＝１．２、φB＝１．２５ｅＶであった。
【００４１】
図５は、太陽電池１の上面からキセノンランプ光を照射しながら電流−電圧測定を行った結果から求めた電流密度−電圧特性を示す図である。なお、太陽電池１の素子面積は０．０８３７ｃｍ２であった。光電変換による効果を見やすいように、電流値の正負を反転し、一部を拡大して表示してある。開放端電圧値ＶＯＣ、短絡電流密度ＪＳＣ、最大出力Ｐｍａｘおよび曲線因子ＦＦは、それぞれ０．７５Ｖ、０．７１ｍＡ／ｃｍ２、０．２７ｍＷ／ｃｍ２、０．５１であった。【００４２】
図６は、有機導電体４の光透過率測定結果および太陽電池１の分光感度測定結果を示す図である。有機導電体４の光透過率測定は、厚さ０．４ｍｍの石英基板上にステップＳＴ３の方法にて膜厚１７３ｎｍのＯＲＭＥＣＯＮを塗布し焼成することにより試料を作成することで実施した。【００４３】
有機導電体４の透過率測定結果から、有機導電体４は、波長２５０ｎｍから波長２８０ｎｍの領域で７５％〜８５％の透過率、波長２８０ｎｍよりも長波長の領域約９０％の透過率を有することが分かった。
太陽電池１の分光感度測定結果から分かるように、ＧａＮの光学的バンド端波長である３６０ｎｍを中心として短波長側に向かって急峻に分光感度が増加し、３００ｎｍで０．３に達した。
【実施例２】
【００４４】
図７は、実施例２に係る太陽電池６の構造を示す斜視図である。太陽電池６は、透明導電酸化物７と有機導電体４と無機半導体３とが接合されて構成されている。太陽電池６は、サファイア基板２上に、無機半導体３としてのＧａＮ膜を介して、有機導電体４としてＯＲＭＥＣＯＮ（高導電性ポリアニリン系有機溶媒液）と、インジウム電極５とが併置され、有機導電体４表面上に透明導電性酸化物７が設けられた構造を有している。【００４５】
図８は、図７に示す太陽電池６の製作工程を示す。
ステップＳＴ６においてサファイア基板２を用意し、ステップＳＴ７においてサファイア基板２上に無機半導体３としてのＧａＮ膜を設け、ステップＳＴ８において無機半導体３としてのＧａＮ膜上に有機導電体４を設けた点は、実施例１のステップＳＴ１、ステップＳＴ２、ステップＳＴ３と同様であるので説明を省略する。
【００４６】
ステップＳＴ９において、透明導電酸化物７として酸化インジウムスズをマグネトロンスパッタリング法により成膜した。スパッタリング成膜は、ステップＳＴ８で得られた試料上に、直径０．７５ｍｍの円形孔が開口したステンレス製マスクを密着させた状態で行い、直径０．７５ｍｍの円形成膜領域を得られるようにした。スパッタリング条件は次のとおりである。ターゲット材料として酸化インジウムスズを用い、アルゴン流量を１９．２ｓｃｃｍ、酸素流量を０．８ｓｃｃｍとし、高周波電力を２００Ｗとした。そのときの反応圧力は０．２９Ｐａであった。成膜後、透明導電酸化物７の平均膜厚を表面段差計で計測したところ、１２４ｎｍであった。【００４７】
ステップＳＴ１０において、有機導電体４の不要個所を剥除した。ＧａＮ膜３上に均一に被覆された有機導電体４をステンレス製ピンセットで剥除し、１．６ｍｍ×２．０ｍｍの長方形素子領域のみ残してＧａＮ膜３表面を露出させた。【００４８】
ステップＳＴ１１において、インジウム電極５を形成した。ステップＳＴ１０で露出させたＧａＮ膜３表面の一部に、インジウム金属をはんだ付けしオーミック接触したインジウム電極５を形成した。【００４９】
図９は、実施例２で作製した太陽電池６の直線表示による暗電流−電圧特性を示す図である。太陽電池６に対して電流−電圧測定を行った結果から電流密度−電圧特性を算出した。太陽電池６の素子面積は０．０３２ｃｍ２であった。電流密度−電圧特性の直線表示から、太陽電池６は整流特性を示し、有機導電体４とＧａＮ膜３によってショットキー障壁が形成されることがわかった。また、透明導電性酸化物７のマグネトロンスパッタリング成膜によって、下地の有機導電体４がダメージを受けることなく良好な有機導電体４とＧａＮ膜３との界面が形成されうることがわかった。【００５０】
図１０は、太陽電池６の片対数表示による暗電流−電圧特性を示す図である。電流密度−電圧特性の片対数表示における線形領域にフィッティングした直線のｙ切片より、ダイオード理想値ｎと飽和電流密度Ｊ0を算出した。また、このＪ0からショットキー障壁高さφBを算出した。フィッティング結果から、ｎ＝１．２、φB＝１．２ｅＶであった。
【００５１】
図１１は、太陽電池６へのキセノンランプ光照射時電流−電圧特性を示す図である。図１２は太陽電池へキセノンランプ光を照射しながら電流−電圧特性を計測するために用いた測定系１０の模式図である。測定系１０は、図１２に示すように、キセノンランプ光源支持および上下機構１１上にキセノンランプ光源１２を載置し、キセノンランプ光１３を照射する。キセノンランプ光源１２から照射されたキセノンランプ光１３は、反射鏡（例えばアルミ蒸着薄膜反射鏡）１４により、試料台１５に載置されたサンプル（光電変換素子）１７に向きを変えて照射する。試料台１５には、探針位置調整機構１６のプローブがサンプル１７の電極に接触しており、プローブは電圧印加・電流計測用導線の配線１８により電流・電圧測定器１９に接続されている。電流・電圧測定器１９はデータ処理コンピュータ２０に接続されており、データ処理コンピュータ２０は、プログラムにより電流・電圧測定器１９を制御し、電流・電圧測定器１９が電極間に印加する電圧を変えながら電極間に流れる電流を測定する。電流・電圧測定器１９で測定されたデータは、データ処理コンピュータ２０に取り込まれ、ディスプレイ装置２１に表示される。【００５２】
太陽電池６の上面からキセノンランプ光１３を照射しながら電流−電圧測定を行い、電流密度−電圧特性を算出した。なお、太陽電池６の素子面積は０．０３２ｃｍ２であった。光電変換による効果を見やすいように、電流値の正負を反転し、一部を拡大して表示してある。開放端電圧値ＶＯＣ、短絡電流密度ＪＳＣ、最大出力密度Ｐｍａｘおよび曲線因子ＦＦはそれぞれ０．６９Ｖ、０．７０ｍＡ／ｃｍ２、０．２３８ｍＷ／ｃｍ２、０．４９であった。
【実施例３】
【００５３】
実施例３として、無機半導体３を厚さ１μｍのノンドープＧａＮ膜とし、有機導電体４を厚さ１０μｍのＰＥＤＯＴ：ＰＳＳとし、電極５を厚さ１００μｍのＡｇ膜として、実施例１と同様の手順で素子を作製した。【００５４】
実施例１と同様に電流−電圧特性を測定し、電流密度−電圧特性を求めた。実施例３で作製した素子では、ダイオード理想値ｎは１．８であり、理想値飽和電流密度Ｊ0は６．５×１０-12Ａ、ショットキー障壁高さφBは１．８ｅＶであった。
【００５５】
実施例１と同様にキセノンランプ光を照射しながら電流−電圧測定を行って、開放端電圧値ＶＯＣ、短絡電流ＩＳＣ、最大出力Ｐｍａｘおよび曲線因子ＦＦを求めたところ、それぞれ０．４４Ｖ、３．８４ｎＡ、０．６４ｎＷ、０．３８であった。【００５６】
実施例１乃至実施例３の結果を表２に纏めて示す。【００５７】
【表２】
0005540323.tif 000010
【００５８】
本発明の実施例１及び２ではポリアニリン系の有機導体４とＧａＮ膜３との接合によって構成されるショットキー型接合素子について、実施例３ではポリチオフェン系の有機導電体とＧａＮ膜との接合によって構成されるショットキー型接合素子について、太陽電池をモデルとして示した。本発明の実施形態としては、有機導電体がポリチオフェン系有機導電体、ポリアニリン系有機導電体に限ることなく、また、例えば、表１に示す各種の有機導電体であってもよい。無機半導体としては、ＧａＮに限られることなく、表３に示す各種の無機半導体を用いることができる。よって、表４に示すように、ショットキー型接合素子は、有機材料のＡ〜Ｅの何れかと、半導体材料の何れかとの組み合わせで実現しうる。
【００５９】
【表３】
0005540323.tif 000011
【００６０】
【表４】
0005540323.tif 000012
【００６１】
本発明の実施形態では、特に実施例で説明したように、無機半導体３としてのＧａＮ膜上に導電性高分子膜を塗布し無機半導体３と有機導電体４との間で１．２ｅＶを超える高いショットキー障壁を形成した。この無機半導体３と有機導電体４とでなるショットキー接合が高い光透過率を有している。そのため、このショットキー接合を光電変換素子や太陽電池における光電変換部に利用しても、良好な機能を発現することができる。【００６２】
また、無機半導体３のバンドギャップを制御することにより、吸収波長を紫外光から可視光にシフトすることができるので、可視光領域における光電効果を利用することも可能である。例えば、ＧａＮにＩｎを混晶化させてＩｎｘＧａ１−ｘＮとすると、バンドギャップが小さくなり、最終的にｘ＝１とすると、バンドギャップは０．７ｅＶとなる。このように、組成を変化させることで、３．４ｅＶから０７ｅＶに連続的にバンドギャップを制御することができる。【００６３】
本発明の実施形態では、特に実施例１〜３で説明したように、フォトリソグラフィーやドライエッチングといったプロセスを用いることなく、極めて簡単な手法でデバイスを作製することができる。
従来、ショットキー障壁を得るために必須とされた電極材料、例えばＡｕ、Ｐｄなどの希少金属や貴金属に比較して入手し易い有機薄膜等の材料により構成できるので、高い実用性を有する。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明の光電変換素子においては、太陽電池としての利用方法以外に、例えば以下の利用方法が考えられる。【００６５】
第１の利用として紫外線（強度）センサがある。すなわち、バイアスを印加せずに、紫外光強度に比例した電流を出力し、環境紫外光強度を計測するセンサとして利用し得る。たとえば、屋外における日焼け注意ディテクタや、殺菌用紫外灯による環境紫外線が適正な範囲にあるか計測するセンサなどへの応用が考えられる。【００６６】
第２の利用として赤外線センサがある。 半導体部をバンドギャップの小さい半導体で構成することにより赤外センサとなりうる。そのような半導体としては、ＩｎＳｂ、ＰｂＴｅ、ＰｂＳ、Ｇｅ、ＩｎＮ、ＧａＳｂがある。バンドギャップは、ＩｎＳｂでは０．１７ｅＶ、ＰｂＴｅでは０．３１ｅＶ、ＰｂＳでは０．４１ｅＶ、Ｇｅでは０．６６ｅＶ、ＩｎＮでは０．７ｅＶ、ＧａＳｂでは０．７２ｅＶであるからである。放射温度計、人検知センサなどへの応用が考えられる。【００６７】
第３の利用として種々立ち上がり電圧を有するダイオードがある。半導体部分の電子親和力によって、ショットキーバリア高さが変化する。これは、電子親和力の異なる半導体材料を選ぶことによりダイオードの立ち上がり電圧を変えることができる。電圧抑制のためにダイオードを用いる際に有効である。【００６８】
第４の利用として可変容量ダイオードがある。従来のダイオードと同じく、逆方向の印加電圧によって空乏層幅が変化し、容量が変化するため可変容量ダイオードとしての利用ができる。
【符号の説明】
【００６９】
１，６：太陽電池（ショットキー型接合素子）
２：基板
３：無機半導体（ＧａＮ膜）
４：有機導電体
５：電極（インジウム電極）
７：透明導電性酸化物
１０：測定系
１１：キセノンランプ光源支持及び上下機構
１２：キセノンランプ光源
１３：キセノンランプ光
１４：反射鏡
１５：試料台
１６：探針位置調整機構
１７：サンプル
１８：配線
１９：電流・電圧測定器
２０：データ処理コンピュータ
２１：ディスプレイ装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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