ГЕТЕРОФОТОЭЛЕМЕНТ

Предложение относится к процессам создания гетеропереходных структур, предназначенных для расширения функционального диапазона приборов, использующих целевые широкополосные фотопреобразователи.
В настоящее время известны научно-технические направления решения данной проблемы, из которой наиболее характерными являются технические решения, содержащие конструктивную композицию из светопроницаемой пластины (например, стекло), преобразователь светового излучения, полупроводник, электроконтактные пары [Алферов Ж.И., ФТП, 32, 8, 1998.;
Рудь В.Ю. и др., ФТП, 38, 1056, 2004.; RU 54932, 2000; RU 2008119540, 20.05.2008.] Последнее из указанных технических решений является наиболее близким по сущности и достигаемому результату по отношению к заявляемому гетерофотоэлементу.
Существенными недостатками указанных аналогов и Прототипа являются: сложность технологического процесса, требующего наличия вакуумных установок и шкафов, что увеличивает трудо - и материальные затраты; низкая фоточувствительность при облучении в различных волновых диапазонах. Эти недостатки сужают области использования данных технических решений..,
Технической задачей и положительным результатом предлагаемого гетерофотоэлемента является существенное упрощение его получения при безвакуумной технологии, а также повышение фоточувствительности при его облучении светом в области фундаментального поглощения полупроводника. Эта задача и положительный результат достигаются за счет разработки оригинального гетерофотоэлемента, содержащего светопроницаемую пластину, преобразователь светового излучения, полупроводник и электроконтакты, при этом, его светопроницаемая пластина имеют металлическое покрытие в виде пленки, нанесенной с одной ее стороны, с которой посредством диэлектрического кольцевого контура соединен полупроводник, между светопроницаемой пластиной и полупроводником введен преобразователь светового излучения -политрансаннулярносопряженный элементо-содержащий полисалицилиденазометин, контактно соединенный с ограничивающими его поверхностями светопроницаемой пластины и полупроводника и ограниченный по сторонам диэлектрическим кольцевым контуром.
Гетерофотоэлемент имеет электроконтакты, соединенные с полупроводником посредством металлических пластинок, имеющих низкоомное сопротивление.
Гетерофотоэлемент включает металлическое покрытие, выполненное из пленки никеля или молибдена.
Гетерофотоэлемент включает полупроводник, выполненный из кремния (Si) или арсенида галия (GaAs).
Гетерофотоэлемент использует в качестве полимера элементоорганические полисалицилиденазометины ПСМ<Мn, Со, Сu>.
На прилагаемом чертеже фиг.1 показан общий вид и конструктивное выполнение гетерофотоэлемента; На фиг.2 приведены графики функций эффективности фотопреобразования при попадании неполяризованного излучения.
Гетерофотоэлемент включает светопроницаемую пластину, например, стекло 1, одна поверхность которой имеет светопрозрачное металлическое покрытие 2 (Ni, Mo), к которой плотно примыкает диэлектрический контур в виде кольца 3 и соединенный с ним полупроводник 4 (Si, GaAs), с пленкой 2 и полупроводником 4 посредством медных контактов 5 соединены клеммы 6 омических контактов; между пленкой 2 и полупроводником 4 плотно контактно зажат полимер 7 полисопряженных элементоорганических полисалицилиденазометинов (ПСМ<Мn, Со, Сu>).
Работа гетерофотоэлемента осуществляется следующим образом. Поток светового излучения hω падает на поверхность пластины 1, проникая на светопрозрачную металлическую пленку 2, воздействует на полимер 7, расположенный в диэлектрическом контуре 3 и контактирующий с полупроводником 4. Проникающее излучение возбуждает фотовольтаический эффект, определяемый энергетическим барьером, возникающим на контакте полимер 7 - полупроводник 4; возбуждаемый ток поступает на электроконтакты 5, соединенные с клеммами 6. Эффективность работы гетерофотоэлемента определена на фиг.2, где приведены спектральные зависимости относительной Квантовой эффективности фотопреобразования гетеропереходов (пленка nCM)/Si(GaAs) при освещении неполяризованным излучением со стороны пленки ПСМ:
(ПСМ<Мn>/р-81 - кривая 1, ПСМ<Со>/р-81 - кривая 2, ПСМ<Сu>/р-81 -кривая 3, nCM<Co>/p-GaAs - кривая 4). Для исключения наложения спектры η(hω) смещены вдоль оси η. Энергетическое положение спектральных особенностей указано у стрелок.
Таким образом, разработанный гетерофотоэлемент обладает высокой эффективностью без использования при его получение вакуум-процессов, что существенно упрощает процесс изготовления. Гетерофотоэлемент проявляет максимальную вольтовую фоточувствительность своей структуры (фиг.1) при освещении в диапазоне 1-3.5 эВ, это позволяет рекомендовать его в качестве гетеропереходов - широкополосных фотопреобразователей.