(57)【要約】【課題】  電子および正孔の収集過程で生じる再結合確率を低減して、発電効率の優れた光起電力素子を得る。【解決手段】  光吸収部（２５）の受光面とは反対側である裏面に電極（４、５）を配置した裏面電極型の光起電力素子において、光吸収部（２５）に、受光面から裏面にまで延在する一伝導型領域（２２）と反対伝導型領域（２３）とを設け、さらにこれらの領域（２２、２３）間に不純物をドーピングしない真性半導体領域（２４）を設ける。一伝導型領域（２２）と反対伝導型領域（２３）によってキャリアが分離されると共に、欠陥の少ない真性半導体領域（２４）の存在によって、光吸収部（２５）全体のキャリアの平均のライフタイムが向上し、発電効率が向上する。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光吸収部の受光面とは反対側である裏面に電極を配置した裏面電極型の光起電力素子において、前記光吸収部が、前記受光面から前記裏面にまで延在する一伝導型領域と反対伝導型領域とさらにこれらの領域間に設けた真性半導体領域とからなることを特徴とする、光起電力素子。
【請求項２】
請求項１に記載の光起電力素子において、前記真性半導体領域を前記受光面側で前記裏面側より大きくし、かつ前記一伝導型領域と反対伝導型領域とを前記裏面側で前記受光面側より大きくしたことを特徴とする、光起電力素子。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光起電力素子において、前記真性半導体領域と前記一伝導型領域または反対伝導型領域とのそれぞれの界面に、水素またはハロゲン元素添加領域を形成したことを特徴とする、光起電力素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、裏面電極型の光起電力素子に関し、特にその発電効率を改善した光起電力素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
裏面電極型の光起電力素子（光電池、太陽電池等を含む）は特許文献１〜４等により知られている。共通する基本構造を図１に示す。光起電力素子１００を構成する半導体基板１０（ｐ型またはｎ型の単結晶半導体）の主要部である光吸収部１において、光吸収により正負のキャリアとしての電子および正孔が発生する。基板１０の裏面側（図の下面側）には、光吸収部１で発生したキャリア収集層としてのｎ＋層（電子収集層）２およびｐ＋層（正孔収集層）３が不純物拡散により形成されており、基板１０の下面に形成された負電極４、正電極５はそれぞれｎ＋層２、ｐ＋層３と接続している。この接続部以外において基板１０の下面は表面保護膜（絶縁膜）８Ｂにより被覆されている。基板１０の受光面側（図の上面側）に形成された拡散層６（ｐ＋層またはｎ＋層）は、基板表面でのキャリアの再結合を防止するためのポテンシャル障壁として機能する（特許文献２参照）。この受光面側拡散層６の表面は、下面と同様の保護膜（絶縁膜）８Ａにより被覆されており、更にその上に反射防止膜９が形成されている。
【０００３】
上記従来の光起電力素子では、光吸収部１はｎまたはｐのいずれか一方の伝導型を有し、単一のキャリア濃度で形成されているので、光吸収によって発生した電子と正孔はキャリアの収集層即ちｎ＋層２とｐ＋層３に到達するまでに、共に光吸収部１内を通過する。そのため、光吸収部１内で電子と正孔が再結合して消滅する確率が高く、再結合損失により発電効率が低下するという問題があった。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３１７５３３号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】特開平１１−３１２８１４号公報（特許請求の範囲）
【特許文献３】特開２００１−２８４６６６号公報（特許請求の範囲）
【特許文献４】特開２００１−８５７１８号公報（特許請求の範囲）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
欠陥により形成されるトラップ準位を介した電子と正孔の挙動は、図２に示す４つの過程で表される（ＳＲＨモデル）。図において、過程〔１〕は伝導帯にある電子がトラップ準位に捕獲される場合を示し、過程〔２〕はトラップ準位に捕獲されていた電子が伝導帯に放出される場合を示し、過程〔３〕は価電子帯にある正孔がトラップ準位に捕獲される場合を示し、さらに過程〔４〕はトラップ準位に捕獲されていた正孔が価電子帯に放出される場合を示している。過程〔３〕、〔４〕における破線は、電子の遷移でこれらの過程を表したものである。なお、図において、Ｅｃは伝導帯の下端のエネルギーレベルを、Ｅｖは価電子帯の上端のエネルギーレベルを、Ｅｔはトラップ準位のエネルギーレベルを示す。
【０００６】
トラップ準位を介した電子と正孔の再結合は、図中の〔１〕と〔３〕の過程が生じ、トラップ準位に電子と正孔の対が存在することにより発生する。伝導帯とトラップ準位間または価電子帯とトラップ準位間のエネルギーギャップは、伝導帯と価電子帯間のエネルギーギャップに比べて小さく、そのため光吸収部に欠陥が多く存在すると電子と正孔がこれらの欠陥に捕獲され易く、トラップ準位において再結合を生じて発電効率を低下させる。
【０００７】
したがって、発電効率の高い光起電力素子を得るためには、光吸収部における欠陥濃度をなるべく小さくすると共に、電子と正孔とがなるべく分離してそれぞれの収集層まで移動できるようにしなければならない。電子と正孔とを分離するためには、光吸収部中に不純物を拡散してｎ型領域とｐ型領域を形成し、電子をｎ型領域に、正孔をｐ型領域に選択的に移動させればよい。しかしながら、この場合、不純物のドーピングによって欠陥が増加しキャリアのライフタイムが短くなる。ドーピング量を減少させるとライフタイムは向上するが、一方でｎ型領域とｐ型領域間にキャリアを分離するための充分なエネルギー障壁を形成することができない。即ち、キャリアの分離機能を維持しつつ光吸収部全体の平均的なライフタイムを向上させることは困難であった。
【０００８】
本発明は、かかる点に関してなされたもので、光吸収部においてキャリアの分離機能を維持しつつこの層全体の平均的なライフタイムを向上することが可能な新規な構造の光起電力素子を提供し、その発電効率の向上を図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、第１の発明では、光吸収部の受光面とは反対側の裏面に電極を配置した裏面電極型の光起電力素子において、光吸収部が、受光面から裏面にまで延在する一伝導型領域と反対伝導型領域とさらにこれらの領域間に設けた真性半導体領域とを有するように構成する。
【００１０】
また、第２の発明においては、真性半導体領域を受光面側において裏面側より大きくする。このとき、真性半導体領域と一伝導型領域または反対伝導型領域とのそれぞれの界面を階段状にし、あるいは平面状または曲面状とする。
【００１１】
また、第３の発明においては、真性半導体領域と一伝導型領域または反対伝導型領域とのそれぞれの界面に、水素またはハロゲン元素添加領域を形成する。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明にかかる光起電力素子では、光吸収部中に、受光面から裏面側まで延在する一伝導型領域と反対伝導型領域とが形成されているので、電子または正孔はエネルギー的に安定して存在し得るいずれかの領域に選択的に集まり、その領域を移動して正または負の電極に達する。そのため、これらの領域では電子または正孔のいずれかが優勢となり、正負キャリア数のバランスが大きく崩れるので、キャリアの再結合確率が低下する。さらに、一伝導型領域と反対伝導型領域間に、電子または正孔を捕獲する電気的な欠陥が少ない真性半導体領域が設けられているので、この領域を移動するキャリアが欠陥に捕獲される確率が低くなり、結果的に光吸収部におけるキャリアの平均的なライフタイムが向上する。これらの結果、素子の発電効率が向上する。
【００１３】
第２の発明にかかる光起電力素子では、光吸収部において光の吸収量の多い受光面側で真性半導体領域を大きくしているため、キャリアのライフタイムがさらに向上する。さらに、電流密度の高い裏面側で電子または正孔の移動領域を形成する一伝導型領域および反対伝導型領域とが広く形成されているので、抵抗損失が低減する。これらの結果から、さらに素子の発電効率が向上する。
【００１４】
第１、第２の発明にかかる光起電力素子では、この素子の製造に当って熱処理を行うと、一伝導型領域または反対伝導型領域中の不純物が領域界面を越えて真性半導体領域中に拡散し、電気的な欠陥を形成する。この欠陥により、キャリアのライフタイムが短くなり、素子の発電効率が低下する。したがって、第３の発明では、この界面に水素またはハロゲン元素を添加して電気的な欠陥を不活性化している。これによって、キャリアのライフタイムが長くなり、素子の発電効率がさらに向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明にかかる光起電力素子の構造を説明する前に、まず、光吸収部におけるキャリアの分離機能およびその問題点について説明する。
【００１６】
図１に示す光起電力素子１００では、受光することによって光吸収部１に生成された電子と正孔は共に層１中を移動しながら、電子は電子収集層２に、正孔は正孔収集層３により収集され各電極４、５を介して出力として取り出される。このとき、電子と正孔が同じ伝導型の均一なキャリア濃度を有する層１を通過することから、その通過中に電子と正孔が出会い、再結合する確率が高くなる。したがって、光吸収部１を、主に電子が移動する電子移動領域と主に正孔が移動する正孔移動領域に分割することが考えられる。このように、電子と正孔の移動領域を別個に設けることで、電子と正孔の再結合確率が低下し出力の向上が期待される。
【００１７】
図３に示す構造の光起電力素子２００は、上記の考えに基づいて構成されたものである。図示するように、光起電力素子２００は、光吸収部２１に電子移動領域（ｎ層）２２と正孔移動領域（ｐ層）２３を交互に設けた構造を有する。これらの領域２２、２３は、光吸収部２１の受光面側から裏面側に延在して設けられる。電子移動領域２２は電子収集層２を含む領域であり、ｎ型不純物がドーピングされている。正孔移動領域２３は正孔収集層３を含む領域であり、ｐ型不純物がドーピングされている。これによって、領域２２、２３間にｐｎ接合が形成される。その他の構造は、図１に示す光起電力素子１００と同じであるので、その説明は省略する。
【００１８】
図４（ａ）および（ｂ）に、光起電力素子２００の素子中央部における横方向（受光面と平行な方向）のエネルギーバンド図を示す。図３に示す構造の光起電力素子では、隣接する領域の伝導型を相違させているため、横方向に繰り返してｐｎ接合が形成されることとなる。
【００１９】
図４（ａ）は、光吸収部２１が光を吸収した直後のバンド構造を示す。受光によって、電子および正孔はｐｎ接合に関係なく光吸収部２１全体で発生するが、その後、エネルギーレベルの違いにより、ｐ層２３において発生した電子はｎ層２２に移動し、また、ｎ層２２において発生した正孔はｐ層２３に移動する。移動後の電子および正孔は、両側のｐｎ接合で形成されるエネルギー障壁によって各層内に留まる。
【００２０】
その結果、図（ｂ）に示すように、電子移動領域２２には電子が、正孔移動領域２３には正孔がそれぞれ分離して存在する状態が形成される。即ち、電子移動領域２２では正孔の濃度が電子の濃度に比べて極端に低く、一方、正孔移動領域２３では電子の濃度が正孔の濃度に比べて極端に低くなる。この状態では、電子と正孔の再結合確率が小さくなり、再結合損失が減少して発電効率が向上する。
【００２１】
ところが、図３に示す構造の光起電力素子２００では、光吸収部２１中に電子移動領域もしくは正孔移動領域を設けるために、バルク半導体に不純物をドーピングしてｎ層あるいはｐ層としなければならない。不純物ドーピングによって結晶中には欠陥が増加して捕獲中心が多く形成される。そのため、ｐ層２３で生成された電子が電子移動領域（ｎ層）２２に達するまでに正孔と再結合して消滅する確率、およびｎ層２２で生成された正孔が正孔移動領域（ｐ層）２３に達するまでに電子と再結合して消滅する確率が高くなり、その分再結合損失が増加する。
【００２２】
図４のエネルギーバンド図は、このようなキャリアの再結合を考慮して示している。即ち、図４の例では、ｐ層２３からｎ層２２に移動する電子と、ｎ層２２からｐ層２３に移動する正孔のうち、半数のものがそれぞれの移動領域に達するまでに再結合により消失すると仮定して、電子、正孔の移動を表している。具体的に説明すると、電子移動領域２２には、両側の正孔移動領域２３からその領域２３に存在する電子の半分づつが供給され、再結合が無い場合、図（ｂ）の電子移動領域２２には合計８個の電子が存在するようになる。ところが、移動中に半数の電子が正孔との再結合によって消失するので、結果として、図示するように６個の電子が電子移動領域２２に存在することになる。正孔についても同じである。
【００２３】
したがって本発明では、キャリアの分離機能を有する光起電力素子において、移動中のキャリアの再結合損失をなるべく低減することが可能な新規な構造を提案する。
【００２４】
（実施形態１）
図５に、本発明の実施形態１にかかる光起電力素子２０の断面構造を示す。なお、図５以下において、図１または図３と同じ符号は同じかまたは類似の構成要素を示すので、それらについて重複した説明は行わない。図示するように、本実施形態の光起電力素子２０は、光吸収部２５を、ｎ型半導体で構成される電子移動領域２２とｐ型半導体で構成される正孔移動領域２３とこれらの領域間に設けた不純物をドーピングしない真性半導体領域（ｉ層）２４とで構成している。即ち、電子移動領域２２と正孔移動領域２３間に、不純物のドーピングが無くしたがって欠陥の少ない真性半導体領域２４設けることによって、キャリアの分離機能を維持したまま、不純物ドーピング領域を小さくしている。
【００２５】
図５に示す構造の光吸収部２５は、種々の製造方法により製造することができるが、例えば、真性半導体基板上に、ｐ層およびｎ層をｉ層を挟んで順にエピタキシャル成長させることにより、容易に実現することができる。あるいは、真性半導体のバルク基板に対して、イオン注入法等によってｎ型、ｐ型の不純物を所定の領域にドーピングすることによっても、形成することができる。
【００２６】
図６に、光起電力素子２０の素子中央部における横方向のエネルギーバンド図を示す。図（ａ）は、光吸収直後であってキャリア分離前のエネルギーバンド構造を示し、図（ｂ）はキャリア分離後のエネルギーバンド構造を示す。以下に、これらの図を参照して、実施形態１にかかる光起電力素子２０の作用効果を説明する。
【００２７】
図（ａ）に示すように、光吸収部２５が受光することによって層２５の全体で電子および正孔が生成される。しかしながら、ｐ層即ち正孔移動領域２３で生成された電子およびｉ層２４で生成された電子は、時間の経過と共にエネルギー的に安定なｎ層、即ち電子移動領域２２に移動し、その領域に閉じ込められる。また、ｎ層即ち電子移動領域２２で生成された正孔およびｉ層２４で生成された正孔は、時間の経過と共にエネルギー的に安定なｐ層、即ち正孔移動領域２３に移動し、その領域に閉じ込められる。その結果、図（ｂ）に示すように、正孔は正孔移動領域２３に、電子は電子移動領域２２に分離された状態が形成される。
【００２８】
この場合、図４と同じ仮定、即ちｐ層またはｎ層中の半分の電子または正孔が、それぞれの移動領域への移動中に再結合によって消失するものとすると、ｎ層２２に両側のｉ層を介して隣接する２個のｐ層２３で生成された電子Ａ、Ｂのいずれか一方がｎ層への移動中に消失する。一方、ｉ層２４で形成された電子は再結合を生じず、ｎ層２２中に移動する。その結果、図（ｂ）に示すように、電子移動領域２２に最終的に７個の電子が存在するようになる。正孔の場合も同じ結果となる。
【００２９】
この結果を図４の結果と比較すると、本実施形態にかかる光起電力素子において、電子移動領域２２および正孔移動領域２３に最終的に存在する電子、正孔の数が１個増え、その分光起電力素子２０の発電効率が向上することが理解される。
【００３０】
本実施形態１による光起電力素子３０を構成する材質の具体例を下記に示す。なお、光起電力素子２０を構成するバルクは、単結晶Ｓｉによって形成されているものとする。
【００３１】
電子移動領域２２：ｎ型Ｓｉ層（厚さ１５０μｍ、キャリア濃度１×１０14ｃｍ-3）
正孔移動領域２３：ｐ型Ｓｉ層（厚さ１５０μｍ、キャリア濃度１×１０14ｃｍ-3）
真性半導体領域２４：ｉ型Ｓｉ層（厚さ１５０μｍ、キャリア濃度１．５×１０10ｃｍ-3）
電子収集層２：ｎ＋型Ｓｉ層（拡散深さ１μｍ、キャリア濃度１×１０19ｃｍ-3）
正孔収集層３：ｐ＋型Ｓｉ層（拡散深さ１μｍ、キャリア濃度１×１０19ｃｍ-3）
負電極４：Ａｌ層、膜厚２μｍ
正電極５：Ａｌ層、膜厚２μｍ
受光面側拡散層６：ｐ＋型Ｓｉ層（拡散深さ０．５μｍ、キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）
表面保護膜８Ａ：ＳｉＯ2層、膜厚１０ｎｍ
表面保護膜８Ｂ：ＳｉＯ2層、膜厚０．３μｍ
反射防止膜９：ＭｇＦ2／ＺｎＳの２層膜（膜厚１１０ｎｍ／５０ｎｍ）
【００３２】
なお、上記の例では、バルク材料としてＳｉを挙げているが、Ｇｅ、ＳｉＧｅ、ＳｉＣ、Ｃ等の材料を用いても同様な効果を得ることができる。
【００３３】
（実施形態２）
図７に、本発明の実施形態２にかかる光起電力素子４０の断面構造を示す。光起電力素子４０では、光吸収部２６の受光面側において、ｉ層２７の幅を広げ、かつ電子移動領域２８、正孔移動領域２９の幅を狭くしている。これにより、裏面側では、電子移動領域２８、正孔移動領域２９が大きくなる。
【００３４】
本実施形態の光起電力素子４０では、基本的な作用効果は実施形態１に示す光起電力素子２０と同じであるが、光吸収量の大きい表面側でｉ層２７の占める体積が大きく、その分生成されたキャリアの再結合確率が実施形態１に示す光起電力素子２０の場合よりも低下する効果を有している。また、光吸収部２６において発生したキャリアは、電子と正孔それぞれの移動領域２８、２９内を光起電力素子４０の裏面側に向かって移動するため、各領域２８、２９内では素子の表面側よりも裏面側の方が電流密度が高くなる。本実施形態の光起電力素子４０では、裏面側で電子と正孔移動領域２８、２９の幅が広くなっているため、実施形態１に示す光起電力素子３０に比べて抵抗損失をより低減することができる。これらの効果により、実施形態１の光起電力素子２０よりも発電効率が向上する。
【００３５】
本実施形態２による光起電力素子４０を構成する材質の具体例を下記に示す。なお、光吸収部２６は、バルク状の単結晶Ｓｉによって形成されているものとする。
【００３６】
電子移動領域２８：ｎ型Ｓｉ層（厚さ１５０μｍ、キャリア濃度１×１０14ｃｍ-3）
正孔移動領域２９：ｐ型Ｓｉ層（厚さ１５０μｍ、キャリア濃度１×１０14ｃｍ-3）
真性半導体領域２７：ｉ型Ｓｉ層（厚さ１５０μｍ、キャリア濃度１．５×１０10ｃｍ-3）
電子収集層２：ｎ＋型Ｓｉ層（拡散深さ１μｍ、キャリア濃度１×１０19ｃｍ-3）
正孔収集層３：ｐ＋型Ｓｉ層（拡散深さ１μｍ、キャリア濃度１×１０19ｃｍ-3）
負電極４：Ａｌ層、膜厚２μｍ
正電極５：Ａｌ層、膜厚２μｍ
受光面側拡散層６：ｐ＋型Ｓｉ層（拡散深さ０．５μｍ、キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）
表面保護膜８Ａ：ＳｉＯ2層、膜厚１０ｎｍ
表面保護膜８Ｂ：ＳｉＯ2層、膜厚０．３μｍ
反射防止膜９：ＭｇＦ2／ＺｎＳの２層膜（膜厚１１０ｎｍ／５０ｎｍ）
【００３７】
なお、上記の例では、バルク材料としてＳｉを挙げているが、Ｇｅ、ＳｉＧｅ、ＳｉＣ、Ｃ等の材料を用いても同様な効果を得ることができる。
【００３８】
図７に示す光起電力素子４０では、素子表面側の真性半導体領域２７の幅を広くするために、電子移動領域２８、正孔移動領域２９の真性半導体領域２７との界面に直線状の傾斜を設けているが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。例えば、真性半導体領域２７と電子または正孔移動領域の界面を階段状にしても、あるいは曲線状としても良い。
【００３９】
図８は、真性領域２７と電子または正孔移動領域との界面３１を階段状とした光起電力素子４１を示し、図９は、界面３１を曲線状とした光起電力素子４２を示している。いずれの例でも、図７に示した光起電力素子４０と同様の作用効果を得ることができる。なお、図８および９に示した光起電力素子４１、４２も、図７に示した光起電力素子４０と同様に、電子移動領域２８および正孔移動領域２９にイオン注入によって不純物をドーピングすることにより、形成することができる。界面３１の形状は、素子表面と平行方向に走査しながら電圧を変えてイオン注入を行うことによって、所望の形状が得られる。
【００４０】
（実施形態３）
図１０に、本発明の実施形態３の光起電力素子５０を示す。本実施形態では、基本的な構造は図７に示す実施形態２の素子と同じであるが、真性半導体領域２７と電子移動領域２８、および真性半導体領域２７と正孔移動領域２９との界面に、水素もしくはハロゲン元素を添加した領域３３を形成したことにおいて相違している。図７に示す構造の光起電力素子４０では、領域２８、２９に不純物の拡散後、熱処理を行うと、これらの領域２８、２９中にドーピングされた不純物が領域界面を越えて真性半導体領域２７中に拡散し、界面近傍に電気的な欠陥を多く含む拡散層を形成する。そのため、本実施形態では、この界面近傍（領域３３）に水素またはハロゲン元素を添加することにより、この電気的な欠陥を不活性化するようにしている。その結果、領域３３での再結合損失が低減し、実施形態２に示す光起電力素子４０に比べてセル出力が増加する。
【００４１】
なお、界面における不純物の熱拡散は、実施形態１の光起電力素子２０であっても同様に発生するので、素子２０においてｉ層２４とｎ層２２およびｉ層２４とｐ層２３間に水素もしくはハロゲン元素を添加しても、実施形態３の場合と同様の効果が得られる。
【００４２】
本実施形態３にかかる光起電力素子５０を構成する材質の具体例を、下記に示す。なお、光吸収部２６は、バルク状の単結晶Ｇｅによって形成されているものとする。
【００４３】
電子移動領域２８：ｎ型Ｇｅ層（厚さ１５０μｍ、キャリア濃度１×１０15ｃｍ-3）
正孔移動領域２９：ｐ型Ｇｅ層（厚さ１５０μｍ、キャリア濃度１×１０15ｃｍ-3）
真性半導体領域２７：ｉ型Ｇｅ層（厚さ１５０μｍ、キャリア濃度２．５×１０13ｃｍ-3）
電子収集層２：ｎ＋型Ｇｅ層（拡散深さ１μｍ、キャリア濃度１×１０19ｃｍ-3）
正孔収集層３：ｐ＋型Ｇｅ層（拡散深さ１μｍ、キャリア濃度１×１０19ｃｍ-3）
負電極４：Ａｌ層、膜厚２μｍ
正電極５：Ａｌ層、膜厚２μｍ
受光面側拡散層６：ｐ＋型Ｇｅ層（拡散深さ０．５μｍ、キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）
表面保護膜８Ａ：ＳｉＮx層、膜厚１０ｎｍ
表面保護膜８Ｂ：ＳｉＮx層、膜厚０．３μｍ
反射防止膜９：ＳｉＯ2／ＴｉＯ2の２層膜（膜厚１００ｎｍ／６０ｎｍ）
領域３３：水素添加Ｇｅ層（水素含有量１×１０19ｃｍ-3、厚さ１μｍ）
【００４４】
なお、上記の例では、バルク材料としてＧｅを挙げているが、Ｓｉ、ＳｉＧｅ、ＳｉＣ、Ｃ等の材料を用いても同様な効果を得ることができる。また、領域３３に添加する元素として水素を用いているが、ハロゲン元素を用いても同様な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】従来の裏面電極型光起電力素子の基本構造を示す断面図。
【図２】結晶欠陥により形成されるトラップ準位を介した電子と正孔の挙動についてのＳＲＨモデルに基づく４つの過程を示す図。
【図３】図１に示す基本構造に対して電子および正孔移動領域を設けた光起電力素子の構造を示す断面図。
【図４】図３に示す光起電力素子のキャリア分離前とキャリア分離後のエネルギーバンド構造を示す図。
【図５】本発明の実施形態１にかかる光起電力素子の構造を示す断面図。
【図６】図５に示す光起電力素子のキャリア分離前とキャリア分離後のエネルギーバンド構造を示す図。
【図７】本発明の実施形態２にかかる光起電力素子の構造を示す断面図。
【図８】図７に示す光起電力素子の変形例を示す断面図。
【図９】図７に示す光起電力素子の別の変形例を示す断面図。
【図１０】本発明の実施形態３にかかる光起電力素子の構造を示す断面図。
【符号の説明】
【００４６】
２    電子収集層
３    正孔収集層
４    負電極
５    正電極
６    受光面側拡散層
８Ａ、８Ｂ    表面保護膜
９    反射防止膜
２０、４０、４１、４２、５０    光起電力素子
２２    電子移動領域
２３    正孔移動領域
２４    真性半導体領域
２５、２６    光吸収部
３１    界面
３３    水素またはハロゲン元素の添加領域
【図１】
2006173381.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2006173381.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2006173381.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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