Патент на изобретение №2282272
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТВЕРДОТЕЛЬНОГО ФОТОГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ЭЛЕМЕНТА С p-i-n-СТРУКТУРОЙ
(57) Реферат:
Изобретение относится к оптоэлектронике, в частности к устройствам, преобразующим лучистую энергию в электрическую, и может быть использовано в приборах для измерения освещенности, интенсивности излучения, дозы ультрафиолетового облучения в агропромышленном комплексе и в качестве датчика для определения концентрации озона в атмосферном слое Земли. Технический результат изобретения – повышение фоточувствительности по фото-ЭДС в области длин волн 400÷500 нм. Сущность: способ включает нанесение фоточувствительного слоя из органического полупроводника на подложку из неорганического полупроводника и размещение их между электродами, один из которых полупрозрачный. В качестве неорганического полупроводника используют арсенид галлия n-типа (n-GaAs), а в качестве органического полупроводника наносят тонкий слой фталоцианина меди р-типа (р-слой), между слоем n-типа и слоем р-типа располагается слой собственного полупроводника (i-слой). 1 ил., 1 табл.
Изобретение относится к оптоэлектронике, в частности к устройствам, преобразующим лучистую энергию в электрическую, и может быть использовано в приборах для измерения освещенности, интенсивности излучения, дозы ультрафиолетового облучения в агропромышленном комплексе и в качестве датчика для определения концентрации озона в атмосферном слое Земли. Известны способы изготовления тонкопленочного фотоэлектрического преобразователя “сэндвичевой” структуры, которые включают нанесение фоточувствительного слоя из неорганического вещества на подложку и размещение его между двумя электродами (патент США №4772335, кл. 136/258, 1988). Фотоэлектрический преобразователь, изготовленный таким образом, обладает фотоэлектрической чувствительностью в области 200-400 нм. Однако в полученных по такому способу ультрафиолетовых электрических преобразователях имеются существенные недостатки: сложность технологии изготовления, невозможность получения высокой фоточувствительности по фото-ЭДС в коротковолновой области видимого света ( Известен способ изготовления твердотельного фотогальванического элемента для преобразования энергии света в электрическую энергию (патент РФ N 2071148, кл. Н 01 L 31/18, 1996), который заключается в следующем: на пластинку арсенида галлия толщиной 0,4 мм, предварительно подвергнутую травлению, наносят тыловой омический электрод из никеля или меди. На противоположную поверхность арсенида галлия наносят в вакууме фоточувствительный слой фталоцианина меди толщиной 20 нм. Слой фталоцианина меди подвергают легированию очищенным кислородом. На слой фталоцианина меди напыляют полупрозрачный электрод из серебра, пропускающий (10÷15)% падающего света. Недостатком данного способа является невысокая фоточувствительность по фото-ЭДС в коротковолновой области видимого света ( Цель изобретения – повышение фоточувствительности по фото-ЭДС в области длин волн 400÷500 нм. Способ изготовления твердотельного фотогальванического элемента с p-i-n-структурой заключается в следующем: на подложку из неорганического полупроводника n-типа арсенида галлия наносят слой органического полупроводника (i-слой) из четырежды возогнанного в вакууме фталоцианина меди; на поверхность i-слоя наносят слой органического полупроводника фталоцианина меди р-типа; на последний наносят верхний металлический полупрозрачный электрод, например из серебра. Новым в предлагаемом способе по сравнению с прототипом является увеличение чувствительности по фото-ЭДС в коротковолновой области видимого света (400÷500 нм) за счет нанесения i-слоя между полупроводником n- и р-типа. На чертеже показаны спектральные характеристики по фото-ЭДС твердотельного фотогальванического элемента на основе GaAs и CuPc с гетеропереходом и с p-i-n-структурой, где 1 – спектральная характеристика Изготовление твердотельного фотогальванического элемента предлагаемым способом позволяет повысить чувствительность по фото-ЭДС в 10 раз по сравнению с твердотельным фотогальваническим элементом с гетеропереходом ( Пример: на пластинку арсенида галлия, сильно легированную донорной примесью, толщиной 0,4 мм, предварительно подвергнутую травлению, наносят тыловой омический электрод из сплава германия и золота. На противоположную поверхность арсенида галлия наносят в вакууме (хорошо очищенный) i-слой фталоцианина меди, толщиной 25 нм. На последний наносят слой р-типа фталоцианина меди, толщиной 20 нм. На слой фталоцианина меди напыляют полупрозрачный электрод из серебра, пропускающий (10÷15)% падающего света.
Сопоставление фотоэлектрических параметров, представленных в таблице, иллюстрирует несомненное преимущество заявленного способа изготовления.
Формула изобретения
Способ изготовления твердотельного фотогальванического элемента с p-i-n-структурой, включающий нанесение фоточувствительного слоя из органического полупроводника на подложку из неорганического полупроводника и размещение их между электродами, один из которых полупрозрачный, а в качестве неорганического полупроводника используют арсенид галлия n-типа (n-GaAs), в качестве органического полупроводника наносят тонкий слой фталоцианина меди р-типа (р-слой), отличающийся тем, что между слоем n-типа и слоем р-типа располагается слой собственного полупроводника (i-слой).
РИСУНКИ
MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 06.04.2007
Извещение опубликовано: 20.07.2008 БИ: 20/2008
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
=400÷500 нм).
