JPH0754852B2 - 光電変換装置の製造方法 - Google Patents
光電変換装置の製造方法Info
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- JPH0754852B2 JPH0754852B2 JP60281677A JP28167785A JPH0754852B2 JP H0754852 B2 JPH0754852 B2 JP H0754852B2 JP 60281677 A JP60281677 A JP 60281677A JP 28167785 A JP28167785 A JP 28167785A JP H0754852 B2 JPH0754852 B2 JP H0754852B2
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- photoelectric conversion
- thin film
- conversion device
- oxide
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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- Photovoltaic Devices (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、鉛とクロムとを含む酸化物の薄膜によって構
成される光電変換装置の製造方法に関する。
成される光電変換装置の製造方法に関する。
［発明の技術的背景とその問題点］ 光電変換装置としてはＰ−ｎ又はＰ−ｎ−Ｐの導電型の
半導体の接合、又は半導体と金属との接合を使用した光
電変換装置が広く使用されていることは周知である。こ
れらの光電変換装置は光をあてると自ら起電力を発生す
るので外部起電力の必要はない。
半導体の接合、又は半導体と金属との接合を使用した光
電変換装置が広く使用されていることは周知である。こ
れらの光電変換装置は光をあてると自ら起電力を発生す
るので外部起電力の必要はない。
また、本出願人は上述のような接合を使用することな
く、酸化物誘電体材料の研究を行っていた過程で誘電体
材料の光電変換現象を発見し、鉛とクロムとを含む酸化
物に導電層を形成して成る光電変換装置を先に特願昭53
-91297号（特開昭55-17971号）として出願した。この光
電変換装置によると酸化物に入射した光は酸化物内で電
流に変換され、導電層を経て光電変換装置の外部へ取出
される。この酸化物が薄膜の場合は入射光に対応して起
電力を生じ光感応性を示し、また酸化物の厚さが大きい
場合は蓄電気効果を示した。
く、酸化物誘電体材料の研究を行っていた過程で誘電体
材料の光電変換現象を発見し、鉛とクロムとを含む酸化
物に導電層を形成して成る光電変換装置を先に特願昭53
-91297号（特開昭55-17971号）として出願した。この光
電変換装置によると酸化物に入射した光は酸化物内で電
流に変換され、導電層を経て光電変換装置の外部へ取出
される。この酸化物が薄膜の場合は入射光に対応して起
電力を生じ光感応性を示し、また酸化物の厚さが大きい
場合は蓄電気効果を示した。
ところでこの出願で示されている光電変換装置の製造方
法は、酸化鉛と酸化クロムとを混合した後これらを焼結
して焼結体となし、この焼結体に導電層を形成するよう
にしている。
法は、酸化鉛と酸化クロムとを混合した後これらを焼結
して焼結体となし、この焼結体に導電層を形成するよう
にしている。
しかしながらこのような焼結法によって誘電体材料の薄
膜体を形成する場合はその厚さに限度があり、また気孔
の少ない均一な薄膜体を形成するのが困難であるという
問題がある。またこの薄膜体は光透過性を有してないた
め、各種光電変換装置に適用する場合変換効率を高くす
ることができない。
膜体を形成する場合はその厚さに限度があり、また気孔
の少ない均一な薄膜体を形成するのが困難であるという
問題がある。またこの薄膜体は光透過性を有してないた
め、各種光電変換装置に適用する場合変換効率を高くす
ることができない。
［発明の目的］ 本発明は、光透過性を有する薄膜体を形成できるように
した光電変換装置の製造方法を提供することを目的とす
るものである。
した光電変換装置の製造方法を提供することを目的とす
るものである。
［発明の概要］ 上記目的を達成するための本発明は、鉛をPbOに換算し
て30〜99.5mol％及びクロムをCr2O3に換算して0.5〜70m
ol％の組成に対して、金属元素ＶをV2O5に換算して20mo
l％含む酸化物をターゲットとして用い真空中において
上記鉛とクロムとを含む酸化物の薄膜を形成し、次にこ
の薄膜を少なくとも鉛を含む雰囲気内において熱処理す
ることを特徴とするものである。
て30〜99.5mol％及びクロムをCr2O3に換算して0.5〜70m
ol％の組成に対して、金属元素ＶをV2O5に換算して20mo
l％含む酸化物をターゲットとして用い真空中において
上記鉛とクロムとを含む酸化物の薄膜を形成し、次にこ
の薄膜を少なくとも鉛を含む雰囲気内において熱処理す
ることを特徴とするものである。
［発明の実施例］ 以下本発明の実施例を説明する。
実施例１ 出発原料として酸化鉛PbO,酸化クロムCr2O3及び酸化バ
ナジウムV2O5を用いてPb2CrO5の組成となした成分に、V
2O5を20mol％添加した組成となる如く秤量した。この原
料をポリエチレン製ポットで10〜15時間湿式混合し、乾
燥後400〜500℃にて２時間にわたって仮焼成を行った。
仮焼成後ボールミルにて10〜15時間粉砕を行い粒径約１
μ程度とした。この仮焼成粉末にバインダーを加え、1t
on/cm2で加圧成形した。更に成形体を650〜900℃にて２
時間焼成し焼結体を得た。
ナジウムV2O5を用いてPb2CrO5の組成となした成分に、V
2O5を20mol％添加した組成となる如く秤量した。この原
料をポリエチレン製ポットで10〜15時間湿式混合し、乾
燥後400〜500℃にて２時間にわたって仮焼成を行った。
仮焼成後ボールミルにて10〜15時間粉砕を行い粒径約１
μ程度とした。この仮焼成粉末にバインダーを加え、1t
on/cm2で加圧成形した。更に成形体を650〜900℃にて２
時間焼成し焼結体を得た。
次にこのPb2CrO5から成る成分に、金属元素Ｖの酸化物
であるV2O5が20mol％添加された焼結体をターゲット
（蒸発源）として用い、次のように電子ビーム蒸着法に
よってガラス基板上にPb2CrO5の薄膜を形成した。すな
わち、電子ビーム蒸着装置の真空容器内に上記V2O5を含
むPb2CrO5焼結体を直径15.6mm、厚さ3.0mmの円板状とな
したターゲットとガラス基板とを配置し、ガラス基板を
350℃、電子銃の加速電圧を4kvに保った状態で、容器内
の真空度が１×10-7Torrに達したとき蒸着を開始した。
蒸着時間を約１〜２時間に設定することにより、ガラス
基板上に0.5〜1.5μｍのPb2CrO5の薄膜が形成された。
尚、蒸着中の真空度は４×10-5Torrに保たれた。
であるV2O5が20mol％添加された焼結体をターゲット
（蒸発源）として用い、次のように電子ビーム蒸着法に
よってガラス基板上にPb2CrO5の薄膜を形成した。すな
わち、電子ビーム蒸着装置の真空容器内に上記V2O5を含
むPb2CrO5焼結体を直径15.6mm、厚さ3.0mmの円板状とな
したターゲットとガラス基板とを配置し、ガラス基板を
350℃、電子銃の加速電圧を4kvに保った状態で、容器内
の真空度が１×10-7Torrに達したとき蒸着を開始した。
蒸着時間を約１〜２時間に設定することにより、ガラス
基板上に0.5〜1.5μｍのPb2CrO5の薄膜が形成された。
尚、蒸着中の真空度は４×10-5Torrに保たれた。
次にこのようにして得られたガラス基板を、Pb2CrO5焼
結粉末をアルミナるつぼに保持した雰囲気内で、450℃
で1.5時間熱処理を行なった。この熱処理によって電子
ビーム蒸着された非晶質状態のPb2CrO5薄膜は結晶化さ
れる。Pb2CrO5粉末はPb2CrO5薄膜からPbの成分分離を防
止するために用いられる。得られたPb2CrO5薄膜はオレ
ンジ色を呈し、第１図のような透過特性Ａ及び反射特性
Ｂを示す。横軸は反射された光の波長（Å）、縦軸は透
過率及び反射率（％）を示している。
結粉末をアルミナるつぼに保持した雰囲気内で、450℃
で1.5時間熱処理を行なった。この熱処理によって電子
ビーム蒸着された非晶質状態のPb2CrO5薄膜は結晶化さ
れる。Pb2CrO5粉末はPb2CrO5薄膜からPbの成分分離を防
止するために用いられる。得られたPb2CrO5薄膜はオレ
ンジ色を呈し、第１図のような透過特性Ａ及び反射特性
Ｂを示す。横軸は反射された光の波長（Å）、縦軸は透
過率及び反射率（％）を示している。
ここで透過特性Ａは本発明によって得られる独自のもの
であり、従来のような焼結体の場合はこのような透過特
性は得られない。
であり、従来のような焼結体の場合はこのような透過特
性は得られない。
続いて、Pb2CrO5薄膜上に電極となる第２図に示すよう
なパターン及び寸法の一対の導電層1.2を、金を真空蒸
着することによって形成した。これによって、ガラス基
板、Pb2CrO5薄膜及び金層から構成された光電変換装置
が得られる。この光電変換装置を第３図に示すような測
定装置を利用して光起電力を測定することにより、第４
図及び第５図のような特性が得られた。第３図におい
て、３は光源、４はチョッパー、５はモノクロメータ、
６は試料、７はペンレコーダ、８は測定回路である。第
４図及び第５図において、横軸は時間（分）及び光強度
（mW/cm2）、縦軸は共に光起電力（Ｖ）を示している。
なパターン及び寸法の一対の導電層1.2を、金を真空蒸
着することによって形成した。これによって、ガラス基
板、Pb2CrO5薄膜及び金層から構成された光電変換装置
が得られる。この光電変換装置を第３図に示すような測
定装置を利用して光起電力を測定することにより、第４
図及び第５図のような特性が得られた。第３図におい
て、３は光源、４はチョッパー、５はモノクロメータ、
６は試料、７はペンレコーダ、８は測定回路である。第
４図及び第５図において、横軸は時間（分）及び光強度
（mW/cm2）、縦軸は共に光起電力（Ｖ）を示している。
第４図は光電変換装置に対して照射する光をオン，オフ
操作した場合の光起電力特性を示し、オンしたときは光
起電力は０から増加し、オフしたときは光起電力は０方
向に減少する。すなわち、光をオン，オフ操作すること
によって、光起電力を発生させ、又は消失させることが
できる。
操作した場合の光起電力特性を示し、オンしたときは光
起電力は０から増加し、オフしたときは光起電力は０方
向に減少する。すなわち、光をオン，オフ操作すること
によって、光起電力を発生させ、又は消失させることが
できる。
第５図は光電変換装置に対して照射する光の強度を変化
させた場合の光起電力特性を示し、光の強度に比例して
光起電力は増加する。
させた場合の光起電力特性を示し、光の強度に比例して
光起電力は増加する。
第１図，第４図及び第５図のような本発明の特性を光起
電力素子、光センサ素子などに適用すれば、その光透過
性を利用することにより素子動作の変換効率を高くする
ことができる。これは受光部が透過型及び反射型のいず
れかにおいても同様である。これらの作用，効果は本発
明によれば、光透過性を有するPb2CrO5薄膜体を形成す
ることができるという事実に基いている。しかも気孔が
ほとんどない均一な薄膜を形成することができる。
電力素子、光センサ素子などに適用すれば、その光透過
性を利用することにより素子動作の変換効率を高くする
ことができる。これは受光部が透過型及び反射型のいず
れかにおいても同様である。これらの作用，効果は本発
明によれば、光透過性を有するPb2CrO5薄膜体を形成す
ることができるという事実に基いている。しかも気孔が
ほとんどない均一な薄膜を形成することができる。
実施例２ 実施例１と同一組成比、同一条件でガラス基板上にPb2C
rO5薄膜を形成した。次にこのようにして得られたガラ
ス基板を温度条件を変えて熱処理を行ない、同一条件で
一対の導電層を形成して光電変換装置を形成した。
rO5薄膜を形成した。次にこのようにして得られたガラ
ス基板を温度条件を変えて熱処理を行ない、同一条件で
一対の導電層を形成して光電変換装置を形成した。
得られた光電変換装置の光感応性を測定したところ、上
記熱処理温度が150°以下では光感応性が得られないこ
とを確かめた。
記熱処理温度が150°以下では光感応性が得られないこ
とを確かめた。
実施例３ 実施例１と同様な出発原料を用いてPb5CrO8及びPbCrO4
の組成となした２種類の成分を用意し、各々にV2O5を20
mol％添加して２種類の焼結体を形成した。次にこれら
をターゲットとして用いてそれぞれPb5CrO8薄膜及びPbC
rO4薄膜を形成した後、熱処理及び導電層を形成して２
種類の光電変換装置を形成した。いずれの光電変換装置
においても光感応性が得られることを確かめた。
の組成となした２種類の成分を用意し、各々にV2O5を20
mol％添加して２種類の焼結体を形成した。次にこれら
をターゲットとして用いてそれぞれPb5CrO8薄膜及びPbC
rO4薄膜を形成した後、熱処理及び導電層を形成して２
種類の光電変換装置を形成した。いずれの光電変換装置
においても光感応性が得られることを確かめた。
実施例４ 実施例１と同様にPbO,Cr2O3及びV2O5を出発原料として
用い、これらの比率を順次変化させて配合して種々の組
成比のクロム酸鉛の焼結体を形成した。これをターゲッ
トとして種々のクロム酸鉛薄膜を形成し、熱処理後導電
層を形成して複数種類の光電変換装置を形成した。これ
らの光電変換装置の光起電力特性を測定したところ次の
結果が得られた。すなわち、PbOが99.5mol％以上の薄膜
の場合及びCr2O3が70mol％以上の薄膜の場合は光起電力
はほとんど発生しなかった。同様に、V2O5が55mol％以
上の薄膜の場合も起電力はほとんど発生しなかった。
尚、PbOとCr2O3との組成比において、PbCrO4よりCr2O3
が過剰な場合はPbCrO4とCr2O3との混晶が形成されて存
在することが確かめられた。同様にして、Pb5CrO8よりP
bOが過剰な場合にはPb5CrO8とPbOとの混晶が、また中間
領域ではPbO,Cr2O3，Pb2CrO5，Pb5CrO8，PbCrO4Pb2V2O6
及びV2O5の何らかの組合せの混晶がそれぞれ存在するこ
とが確かめられた。
用い、これらの比率を順次変化させて配合して種々の組
成比のクロム酸鉛の焼結体を形成した。これをターゲッ
トとして種々のクロム酸鉛薄膜を形成し、熱処理後導電
層を形成して複数種類の光電変換装置を形成した。これ
らの光電変換装置の光起電力特性を測定したところ次の
結果が得られた。すなわち、PbOが99.5mol％以上の薄膜
の場合及びCr2O3が70mol％以上の薄膜の場合は光起電力
はほとんど発生しなかった。同様に、V2O5が55mol％以
上の薄膜の場合も起電力はほとんど発生しなかった。
尚、PbOとCr2O3との組成比において、PbCrO4よりCr2O3
が過剰な場合はPbCrO4とCr2O3との混晶が形成されて存
在することが確かめられた。同様にして、Pb5CrO8よりP
bOが過剰な場合にはPb5CrO8とPbOとの混晶が、また中間
領域ではPbO,Cr2O3，Pb2CrO5，Pb5CrO8，PbCrO4Pb2V2O6
及びV2O5の何らかの組合せの混晶がそれぞれ存在するこ
とが確かめられた。
さらに、光起電力特性に優れているのはPb2CrO5，Pb5Cr
O8及びPbCrO4の単一の酸化物に近い薄膜の場合であるこ
とを確かめた。
O8及びPbCrO4の単一の酸化物に近い薄膜の場合であるこ
とを確かめた。
以上の各実施例において、金属元素Ｖの酸化物が添加さ
れたPb2CrO5のような鉛とクロムとを含む酸化物の形成
手段は一例として電子ビーム蒸着法の場合について述べ
たが、これに限らず他にもスパッタリング法，イオンビ
ーム蒸着法などのその他の真空中における薄膜形成手段
を用いることができ、これによっても同様な作用、効果
を得ることができる。また、導電層の材料としては一例
として金の場合について述べたが、他にもアルミニウ
ム、銅などの材料を用いることができる。
れたPb2CrO5のような鉛とクロムとを含む酸化物の形成
手段は一例として電子ビーム蒸着法の場合について述べ
たが、これに限らず他にもスパッタリング法，イオンビ
ーム蒸着法などのその他の真空中における薄膜形成手段
を用いることができ、これによっても同様な作用、効果
を得ることができる。また、導電層の材料としては一例
として金の場合について述べたが、他にもアルミニウ
ム、銅などの材料を用いることができる。
薄膜を形成すべき基板としてもガラスに限ることなく他
の材料を選ぶことができる。このように基板上に薄膜を
形成するようにすれば、基板を含めた薄膜体の厚さに制
約を受けることなく気孔の少ない均一な薄膜を有する光
電変換装置を得ることができる。
の材料を選ぶことができる。このように基板上に薄膜を
形成するようにすれば、基板を含めた薄膜体の厚さに制
約を受けることなく気孔の少ない均一な薄膜を有する光
電変換装置を得ることができる。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、真空中において金
属元素Ｖの酸化物が添加された鉛とクロムとを含む酸化
物の薄膜を形成し、次にこの薄膜を熱処理するようにし
たので、次のような効果が得られる。
属元素Ｖの酸化物が添加された鉛とクロムとを含む酸化
物の薄膜を形成し、次にこの薄膜を熱処理するようにし
たので、次のような効果が得られる。
（１）光透過性を有する薄膜が得られるので、光電変換
装置の動作の変換効率を高めることができる。
装置の動作の変換効率を高めることができる。
（２）気孔のほとんどない均一な薄膜を形成することが
できるので、高品質及び高信頼度の光電変換装置を得る
ことができる。
できるので、高品質及び高信頼度の光電変換装置を得る
ことができる。
（３）真空技術の利用によって大量生産が可能なので、
ローコストで光電変換装置を製造することができる。
ローコストで光電変換装置を製造することができる。
第１図は本発明実施例によって得られる光電変換装置の
透過率及び反射率を示す特性図、第２図は本発明実施例
によって得られる光電変換装置の電極を示すパターン
図、第３図は本発明実施例によって得られる光電変換装
置に対する測定装置を示す構成図、第４図及び第５図は
共に本発明実施例によって得られる光電変換装置の光起
電力を示す特性図である。 1,2…導電層、３…光源、４…チョッパー、５…モノク
ロメータ、６…試料、７…ペンコーダ、８…測定回路。
透過率及び反射率を示す特性図、第２図は本発明実施例
によって得られる光電変換装置の電極を示すパターン
図、第３図は本発明実施例によって得られる光電変換装
置に対する測定装置を示す構成図、第４図及び第５図は
共に本発明実施例によって得られる光電変換装置の光起
電力を示す特性図である。 1,2…導電層、３…光源、４…チョッパー、５…モノク
ロメータ、６…試料、７…ペンコーダ、８…測定回路。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−17971（ＪＰ，Ａ) Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ ｐｈｙｓｉｃｓ，57〔12〕（1985−６− 15）米 ｐ．5325−5329
Claims (4)
- 【請求項１】鉛をPbOに換算して30〜99.5mol％及びクロ
ムをCr2O3に換算して0.5〜70mol％の組成に対して、金
属元素ＶをV2O5に換算して20mol％含む酸化物をターゲ
ットとして用い真空中において上記鉛とクロムとを含む
酸化物の薄膜を形成し、次にこの薄膜を少なくとも鉛を
含む雰囲気内において熱処理することを特徴とする光電
変換装置の製造方法。 - 【請求項２】前記鉛とクロムとを含む酸化物の薄膜をガ
ラス基板上に形成することを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の光電変換装置の製造方法。 - 【請求項３】前記鉛とクロムとを含む酸化物の薄膜上に
一対の導電層を形成することを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の光電変換装置の製造方法。 - 【請求項４】前記酸化物として板状に形成された焼結体
磁器を用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の光電変換装置の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60281677A JPH0754852B2 (ja) | 1985-12-14 | 1985-12-14 | 光電変換装置の製造方法 |
| US06/873,881 US4724157A (en) | 1985-12-14 | 1986-06-13 | Method of manufacturing a photoelectric conversion device |
| US07/108,180 US4781767A (en) | 1985-12-14 | 1987-10-14 | Photoelectric conversion device |
| US07/108,330 US4835007A (en) | 1985-12-14 | 1987-10-14 | Method of manufacturing a photoelectric conversion device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60281677A JPH0754852B2 (ja) | 1985-12-14 | 1985-12-14 | 光電変換装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62140479A JPS62140479A (ja) | 1987-06-24 |
| JPH0754852B2 true JPH0754852B2 (ja) | 1995-06-07 |
Family
ID=17642442
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60281677A Expired - Lifetime JPH0754852B2 (ja) | 1985-12-14 | 1985-12-14 | 光電変換装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0754852B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5517971A (en) * | 1978-07-26 | 1980-02-07 | Tdk Electronics Co Ltd | Photoelectric converter |
-
1985
- 1985-12-14 JP JP60281677A patent/JPH0754852B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄｐｈｙｓｉｃｓ，５７〔１２〕（１９８５−６−１５）米ｐ．５３２５−５３２９ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62140479A (ja) | 1987-06-24 |
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