JPS6068664A - 半導体ダイアモンド及びそれを用いた電力発生装置 - Google Patents
半導体ダイアモンド及びそれを用いた電力発生装置Info
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- JPS6068664A JPS6068664A JP59130803A JP13080384A JPS6068664A JP S6068664 A JPS6068664 A JP S6068664A JP 59130803 A JP59130803 A JP 59130803A JP 13080384 A JP13080384 A JP 13080384A JP S6068664 A JPS6068664 A JP S6068664A
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- Japan
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- diamond
- semiconductor layer
- type semiconductor
- power generation
- generation device
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
- H10F77/10—Semiconductor bodies
- H10F77/12—Active materials
- H10F77/122—Active materials comprising only Group IV materials
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F10/00—Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells
- H10F10/10—Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells having potential barriers
- H10F10/14—Photovoltaic cells having only PN homojunction potential barriers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
- Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（発明の背景）
本発明は半導体ダイアモンドに関する。
太陽電池は太陽のエネルギーを電気のエネルギーに変換
する光電池である。これらの太陽電池は適当な半導体物
質の中にｐ −ｎ接合を含む、このｐ −ｎ接合を太陽
からの照射エネルギーに露出することによって電位差を
誘起し、それによって該太陽電池が含まれている回路に
電流を発生させる。
する光電池である。これらの太陽電池は適当な半導体物
質の中にｐ −ｎ接合を含む、このｐ −ｎ接合を太陽
からの照射エネルギーに露出することによって電位差を
誘起し、それによって該太陽電池が含まれている回路に
電流を発生させる。
太陽電池としてしばしば用いられる半導体物質は、シリ
コンおよびゲルマニュームである。しかしこのような太
陽電池は、吸収した照射エネルギーがきわめて小さい割
合で電気エネルギーに変換されるという不利益な影響を
受ける。
コンおよびゲルマニュームである。しかしこのような太
陽電池は、吸収した照射エネルギーがきわめて小さい割
合で電気エネルギーに変換されるという不利益な影響を
受ける。
（発明の要約）
本発明は、ｐ−形半導体層と、ｎ−形半導体層と、ｐ−
ｎ接合とを含み、光電池として用いるためのダイアモン
ドあるいはダイアセント様物質を提供する。
ｎ接合とを含み、光電池として用いるためのダイアモン
ドあるいはダイアセント様物質を提供する。
本発明のもう１つの特徴によれば、ｐ−形半導体層と、
ｎ−形半導体層と、ｐ−ｎ接合とを含み、それらの層の
内の１つを輻射に露出したダイアモンドあるいはそれに
類似する物質と、前記各層上に設けたオーミック接点と
、２つの接点を電気回路に接続する電気導体とを備えた
電力発生装置が提供される。
ｎ−形半導体層と、ｐ−ｎ接合とを含み、それらの層の
内の１つを輻射に露出したダイアモンドあるいはそれに
類似する物質と、前記各層上に設けたオーミック接点と
、２つの接点を電気回路に接続する電気導体とを備えた
電力発生装置が提供される。
（発明の詳細な記述）
ｐ−形およびｎ−形半導体特性を有するダイアモンド物
質は公知である。ｐ−形半導体特性を有する自然的なダ
イアモンド、すなわちＩＩｂ形ダイアモンドは公知であ
り、また例えば第ｍａ属原子のようなドーパント原子を
用いて非導電性ダイアモンドをドーピングすることによ
って人工的に製造することも出来る。ｎ−形半導体特性
を有するダイアモンドは非導電性ダイアモンドをドーピ
ングすることによって、例ぼりチュームイオンを打ち込
むことによって、あるいはまた炭素その他のイオンを打
ち込むことによって、非導電性ダイアモンドを破損させ
て製造する事が出来る。
質は公知である。ｐ−形半導体特性を有する自然的なダ
イアモンド、すなわちＩＩｂ形ダイアモンドは公知であ
り、また例えば第ｍａ属原子のようなドーパント原子を
用いて非導電性ダイアモンドをドーピングすることによ
って人工的に製造することも出来る。ｎ−形半導体特性
を有するダイアモンドは非導電性ダイアモンドをドーピ
ングすることによって、例ぼりチュームイオンを打ち込
むことによって、あるいはまた炭素その他のイオンを打
ち込むことによって、非導電性ダイアモンドを破損させ
て製造する事が出来る。
上記物質は０．５■よりも薄い厚さを有していることが
ｔＩｆましい。
ｔＩｆましい。
光電池は、典型的には、太陽電池すなわち太陽の輻射を
電気のエネルギーに変換する電池である。
電気のエネルギーに変換する電池である。
そのような装置においてはｐ−形導体層を露出させるこ
とが好ましい。
とが好ましい。
ダイアモンドｐ −ｎ接合を含む光電池は、シリコンま
たはゲルマニュームを半導体物質として利用する同様な
電池に比べて極めて高い電圧を発生することが出来、こ
のこと、は公知である。
たはゲルマニュームを半導体物質として利用する同様な
電池に比べて極めて高い電圧を発生することが出来、こ
のこと、は公知である。
ダイアモンドｐ−’ｎ接合は、Ｐ−形あるいはｎ−形半
導体特性を有するダイアモンドを用い、その上に他の形
の半導体特性を有するダイアモンドの層を作ることによ
って製造することができる。ダイアモンドｐ −ｎ接合
を製造する１つの好ましい方法は、ＩＩ ｂ形のダイア
モンドを用い、その表面に適当な温度で炭素イオンを打
ち込むことである。打ち込まれた層は、準安定ダイアモ
ンドの再構成によってｎ−形半導体特性を有する。この
ような炭素イオンをダイアモンド表面に打ち込むには、
好ましくは、正の強力なイオンでダイアモンドをボンバ
ードする公知の技術を用いる。イオンはダイアモンド基
質に侵入し、その基質の表面上および表面内に薄膜を形
成する。この方法を実行すＺ、装置は、イオンビームを
発生するソースと、イオンを加速する加速装置と、望ま
しくなし）イオンをビームから取り除くためのフィルタ
ーとを含む。数ｅＶから数ＭｅＶにいたる広範囲のイオ
ンエネルギーを用いることが出来る。（炭素イオンの）
イオン打ち込みは、ビーム自身による温度発生を排除し
てダイアモンド成長が発生する温度よりも低い温度でお
こなわれる。ｎ−形層の再構成は、同じ！！量、同じ温
度で、同じ中間ｎ−導電形構造を形成する他の適当なイ
オン打ち込みによっても得られる。花ガスイオンでさえ
も用いることが出来る。Ｖａ属のイオンは、それを使用
するなら、ｎ−導電形に付加される。
導体特性を有するダイアモンドを用い、その上に他の形
の半導体特性を有するダイアモンドの層を作ることによ
って製造することができる。ダイアモンドｐ −ｎ接合
を製造する１つの好ましい方法は、ＩＩ ｂ形のダイア
モンドを用い、その表面に適当な温度で炭素イオンを打
ち込むことである。打ち込まれた層は、準安定ダイアモ
ンドの再構成によってｎ−形半導体特性を有する。この
ような炭素イオンをダイアモンド表面に打ち込むには、
好ましくは、正の強力なイオンでダイアモンドをボンバ
ードする公知の技術を用いる。イオンはダイアモンド基
質に侵入し、その基質の表面上および表面内に薄膜を形
成する。この方法を実行すＺ、装置は、イオンビームを
発生するソースと、イオンを加速する加速装置と、望ま
しくなし）イオンをビームから取り除くためのフィルタ
ーとを含む。数ｅＶから数ＭｅＶにいたる広範囲のイオ
ンエネルギーを用いることが出来る。（炭素イオンの）
イオン打ち込みは、ビーム自身による温度発生を排除し
てダイアモンド成長が発生する温度よりも低い温度でお
こなわれる。ｎ−形層の再構成は、同じ！！量、同じ温
度で、同じ中間ｎ−導電形構造を形成する他の適当なイ
オン打ち込みによっても得られる。花ガスイオンでさえ
も用いることが出来る。Ｖａ属のイオンは、それを使用
するなら、ｎ−導電形に付加される。
このような方法で製造されるｎ−形層は、淡Ｉ／）褐色
から真の黒にいたるまで変化に富む色彩を持つことが出
来、それゆえに全スペクトルにわたって光を吸収するこ
とが出来る。ダイアモンドの線量及び温度、イオン打ち
込み後の焼きなまし、あるいはイオンエネルギー、また
はその組合せを適当に選択することによって、ｎ−形層
はそれよりも前のｐ−形層において紫外線が吸収された
後に残っているすべてのを吸収するための正確な吸収係
数を持つよう精製することが出来る。さらにまた、電池
はｐ−ｎ接合のｎ−形層の空乏層にこれらの総ての吸収
が発生することを確実にするように付勢され、より一層
効果的にされる。半導体ダイアモンドの薄膜は、例えば
、米国特許第３，９Ｈ，１０３号に記載されている方法
を用いて、基板上にダイアモンド゛様物質の薄膜をデボ
ジー／ ）し、同時に、ｐ−形あるいはｎ−形半導体特
性を与えるのに適当な原子を用いてダイアモンド様物質
にドープし、ダイアモンド様物質を炭素相ダイアグラム
のダイアモンド安定範囲における温度と圧力にすること
によって製造することが出来る。
から真の黒にいたるまで変化に富む色彩を持つことが出
来、それゆえに全スペクトルにわたって光を吸収するこ
とが出来る。ダイアモンドの線量及び温度、イオン打ち
込み後の焼きなまし、あるいはイオンエネルギー、また
はその組合せを適当に選択することによって、ｎ−形層
はそれよりも前のｐ−形層において紫外線が吸収された
後に残っているすべてのを吸収するための正確な吸収係
数を持つよう精製することが出来る。さらにまた、電池
はｐ−ｎ接合のｎ−形層の空乏層にこれらの総ての吸収
が発生することを確実にするように付勢され、より一層
効果的にされる。半導体ダイアモンドの薄膜は、例えば
、米国特許第３，９Ｈ，１０３号に記載されている方法
を用いて、基板上にダイアモンド゛様物質の薄膜をデボ
ジー／ ）し、同時に、ｐ−形あるいはｎ−形半導体特
性を与えるのに適当な原子を用いてダイアモンド様物質
にドープし、ダイアモンド様物質を炭素相ダイアグラム
のダイアモンド安定範囲における温度と圧力にすること
によって製造することが出来る。
基板には半導体ダイアモンドの薄い層が設けられ、その
薄い層がその上に形成された他の形の半導体物質の層を
有する。ポロン、リン、あるいはヒ素を用いるダイアモ
ンド様物質層のドーピングは、例えばメタンの様な炭素
含有ガスのグロー放電下でジポラン、リン化水素、ある
いはヒ素を用いることによって達成することが出来る。
薄い層がその上に形成された他の形の半導体物質の層を
有する。ポロン、リン、あるいはヒ素を用いるダイアモ
ンド様物質層のドーピングは、例えばメタンの様な炭素
含有ガスのグロー放電下でジポラン、リン化水素、ある
いはヒ素を用いることによって達成することが出来る。
−例として、９．５ｍｍのＩＩ ｂ形ダイアモンドが打
ち込まれた。そのダイアモンドは３００°Ｃの温度で維
持された。ｎ−形層には金を用い、ｐ−形層には銀を用
いて電気的接点が作られた。太陽光線の下に保持すると
、１．４ボルト以上の開路電圧が記録された。ダイアモ
ンドをより薄くし、より良ｌ／Ｘ電気接点を設けること
によって効率は改善することが出来る。
ち込まれた。そのダイアモンドは３００°Ｃの温度で維
持された。ｎ−形層には金を用い、ｐ−形層には銀を用
いて電気的接点が作られた。太陽光線の下に保持すると
、１．４ボルト以上の開路電圧が記録された。ダイアモ
ンドをより薄くし、より良ｌ／Ｘ電気接点を設けること
によって効率は改善することが出来る。
ＩＩ ｂ形ダイアモンドは自然物質であってもよｌ、Ｎ
し、人工的に製造されたものであってもよＩ／）。
し、人工的に製造されたものであってもよＩ／）。
上述したダイアモンド、あるいはダイアモンド様物質は
、有用な電気的エネルギーを発生させることが出来る電
気回路に含まれることが出来る。
、有用な電気的エネルギーを発生させることが出来る電
気回路に含まれることが出来る。
そのような回路の一例が、添伺した図面に図解されてい
る。この図面を参照すれば、ライン１６に沿って互い接
触するｐ−形半導体層１２とｎ−形半導体層１４とを有
するダイアモンドあるし）はダイアモンド様物質１０が
示されている。物質１０は、従ってラインＩＢに沿うｐ
−ｎ接合を看する光電池を構成する。各層はオーミック
接点１Ｂを有し、２つの接点１８は導体２０を介して電
気回路に電気的に接続されている。使用に際して、エネ
ルギーに直接露出されるのはｐ−形半導体層１４である
。
る。この図面を参照すれば、ライン１６に沿って互い接
触するｐ−形半導体層１２とｎ−形半導体層１４とを有
するダイアモンドあるし）はダイアモンド様物質１０が
示されている。物質１０は、従ってラインＩＢに沿うｐ
−ｎ接合を看する光電池を構成する。各層はオーミック
接点１Ｂを有し、２つの接点１８は導体２０を介して電
気回路に電気的に接続されている。使用に際して、エネ
ルギーに直接露出されるのはｐ−形半導体層１４である
。
図面は本発明による光電池を含む電気回路を示す構成図
である。 １００．ダイアモンドあるいはダイアモンド様物質、１
２、、 ｐ−形半導体層、１４．、 ｎ−形半導体層、
１８．。 電極。 図面の浄３（内容に変更なし） 手続補正書（方式） 昭和、（１２年／ρ月ジＶ日 特許庁長官殿 １、事件の表示 昭和夛テ年特許願第１．．）ＩＯ？ａ３ 号事件との関
係 特ｄ′ｆ出願人 ４、代理人 昭和子７年 ７８２１日 ６、補正により増加する発明の数 ７、補正の対象 委任状、及びその訳文各１通 １．４！Ｉ ｉＩ法人格
証明７）及びその訳文各１通 ８、補正の内容 別紙のとおり 図面の浄書 （内容に変更なし）
である。 １００．ダイアモンドあるいはダイアモンド様物質、１
２、、 ｐ−形半導体層、１４．、 ｎ−形半導体層、
１８．。 電極。 図面の浄３（内容に変更なし） 手続補正書（方式） 昭和、（１２年／ρ月ジＶ日 特許庁長官殿 １、事件の表示 昭和夛テ年特許願第１．．）ＩＯ？ａ３ 号事件との関
係 特ｄ′ｆ出願人 ４、代理人 昭和子７年 ７８２１日 ６、補正により増加する発明の数 ７、補正の対象 委任状、及びその訳文各１通 １．４！Ｉ ｉＩ法人格
証明７）及びその訳文各１通 ８、補正の内容 別紙のとおり 図面の浄書 （内容に変更なし）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１） ｐ−形半導体層と、ｎ−形半導体層と、Ｐ−ｎ
接合とを含み、光電池として用いるだめのダイアモンド
あるいはダイアモンド様物質。 （２、特許請求の範囲第１項の記載において、上記アモ
ンドであることを特徴とする物質。 （３）特許請求の範囲第１項または第２項の記載におい
て、前記ｎ−形半導体層はリチウムのイオン打ち込みを
した非導電性ダイアモンドであることを特徴とする物質
。 （４）特許請求の範囲第１項または第２項の記載におい
て、前記ｎ−形半導体層は炭素あるし１は他の適当なイ
オンを打ち込むことによって破損させた非導電性ダイア
モンドであることを特徴とする物質。 （５）特許請求の範囲第１項、第２項、第３項あるいは
第４項の記載において、厚さを３．５ｍ＋＊よりも薄く
したことを特徴とする物質。 （６）ｐ−形半導体層と、ｎ−形半導体層と、ｐ−１接
合とを含み、それらの層の内の１つを輻射に露出したダ
イアモンドあるいはそれに類似する物質と、前記各層上
に設けたオーミック接点と、２つの接点を電気回路に接
続する電気導体とを備えた電力発生装置。 （７）特許請求の範囲第６項の記載において、前記ｐ−
形半導体層が輻射に露出されていることを特徴とする電
力発生装置。 （８）特許請求の範囲第６項または第７項の記載におい
て、前記輻射は太陽の輻射であることを特徴とする゛電
力発生装置。 （９）特許請求の範囲第６項、第７項又は第８項の記載
において、前記ｐ−形半導体層はＩＩ ｂ形のダイアモ
ンドあるいは周期律表のＩＩｒａ属の原子でドープした
非導電性ダイアモンドであることを特徽とする電力発生
装置。 （１０）特許請求の範囲第６項、第７項、第８項又は第
９項の記載において前記ｎ−形半導体層はリチウムイオ
ンを打ち込んだ非導電性ダイアモンドであることを特徴
とする電力発生装置。 （工１）特許請求の範囲第６項、第７項、第８項又は第
９項の記載において、！１１ｊ記ｎ−形半導体層は炭素
あるいは他の適当なイオンを打ち込んだことによって破
損させた非導電性ダイアモンドであることを４８シ徴と
する電力発生装置。 （１２、特許請求の範囲第６項、ｆ５７項、第８項、第
９項、第１０項、または第１１項の記載において、前記
物質は０．５ｍｍよりも薄い厚さを有することを特徴と
する電力発生装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ZA834629 | 1983-06-24 | ||
| ZA83/4629 | 1983-06-24 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6068664A true JPS6068664A (ja) | 1985-04-19 |
Family
ID=25576782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59130803A Pending JPS6068664A (ja) | 1983-06-24 | 1984-06-25 | 半導体ダイアモンド及びそれを用いた電力発生装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4571447A (ja) |
| JP (1) | JPS6068664A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0180962U (ja) * | 1987-11-20 | 1989-05-30 |
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|---|---|---|---|---|
| GB1599668A (en) * | 1977-06-02 | 1981-10-07 | Nat Res Dev | Semiconductors |
-
1984
- 1984-06-22 US US06/623,773 patent/US4571447A/en not_active Expired - Lifetime
- 1984-06-25 JP JP59130803A patent/JPS6068664A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5581810A (en) * | 1978-12-14 | 1980-06-20 | Pola Chem Ind Inc | Stick of cosmetic |
| JPS5848428A (ja) * | 1981-09-17 | 1983-03-22 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 炭素被膜を有する複合体およびその作製方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0180962U (ja) * | 1987-11-20 | 1989-05-30 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4571447A (en) | 1986-02-18 |
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