Патент на изобретение №2170994
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТВЕРДОТЕЛЬНОГО ФОТОГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ЭЛЕМЕНТА ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ СВЕТА В ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ ЭНЕРГИЮ
(57) Реферат: Изобретение относится к оптоэлектронике, в частности к устройствам, преобразующим лучистую энергию в электрическую, и может быть использовано в полупроводниковой электронике, в частности оптоэлектронике, и в медицинских технологиях при облучении УФ в физиокабинетах, на предприятиях АПК при облучении животных, в экологии при измерении низких интенсивностей излучения от экранов телевизоров и мониторов компьютеров. Технический результат изобретения заключается в повышении чувствительности по фото-ЭДС. Сущность изобретения: на подложку из неорганического полупроводника арсенида галлия (GaAs), сильно легированного донорной примесью, наносится вакуумным напылением тонкий слой органического полупроводника n-типа хлориндийфталоцианина (ClInPc), обладающего высоким коэффициентом поглощения в УФ-области. Изготовление твердотельного фотогальванического элемента предлагаемым способом позволяет повысить фоточувствительность до 10-4 Вт/м2. 1 табл., 2 ил. 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. Известен способ изготовления тонкопленочного фотоэлектрического преобразователя с p-i-n-структурой на основе  = Si:H (патент США N 4772335, кл. 136/258, 1988).
Этот способ изготовления заключается в следующем: на стеклянную подложку наносят омический тыльный электрод. На электрод наносят тонкий легированный слой p- или n-типа осаждением = Si:H из газообразной фазы. На легированный слой наносят осаждением из газообразной фазы толстый слой из нелегированного = Si: H. На нелегированный слой наносят осаждением из газообразной фазы второй легированный слой p- или n-типа из = Si:H. На второй легированный слой = Si:H наносят верхний электрод в виде проводящей пленки из SnO2. На верхний электрод наносят металлический коллектор. На верхнем электроде размещают кварцевое стекло. Кварцевое стекло покрывают антиотражающим покрытием из CaF2 или MgF2.
Фотоэлектрический преобразователь, изготовленный таким способом, обладает фотоэлектрической чувствительностью в области 200-400 нм. Однако в полученных по такому способу ультрафиолетовых фотоэлектриических преобразователях имеются существенные недостатки: невозможность получения спектральной фоточувствительности в широком интервале 200 – 1000 нм, невозможность получения высокой фоточувствительности по фото-ЭДС для измерения малых интенсивностей, сложность технологии изготовления.
Известен способ изготовления твердотельного фотогальванического элемента для преобразования энергии света в электрическую (патент РФ N 2071148, кл. H 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 сплава германия и золота. 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 напыляют полупрозрачный электрод из серебра, пропускающий 10% падающего света. Недостатком данного способа является невысокая фоточувствительность по фото-ЭДС.
Цель изобретения – повышение фоточувствительности по фото-ЭДС.
Для этого в способе получения ультрафиолетового преобразователя, включающем нанесение на полупроводниковую подложку фоточувствительного слоя, его легирование и нанесение на противоположные стороны электродов, в качестве материала подложки используют неорганический полупроводник арсенид галлия (GaAs), сильно легированный донорной примесью, а фоточувствительный слой наносится вакуумным напылением органического полупроводника n-типа хлориндийфталоцианина (ClInPc), обладающего высоким коэффициентом поглощения и высокой фоточувствительностью в УФ-области (фиг. 1).
Новым в предлагаемом способе по сравнению с прототипом является нанесение фоточувствительного слоя хлориндийфталоцианина (ClInPc) на подложку из арсенида галлия (GaAs), что позволило повысить фоточувствительность до 10-4 Вт/м2 (фиг. 2).
Сущность изобретения поясняется графическим материалом,где на фиг. 1 – спектр поглощения CuPc и ClInPc; на фиг. 2 – зависимость напряжения холостого хода U от интенсивности облучения E в логарифмическом масштабе, построенная на основании данных эксперимента, приведенных в таблице. 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 фоточувствительный слой органического полупроводника n-типа хлориндийфталоцианина (ClInPc) толщиной 20 нм. Слой хлориндийфталоцианина подвергают легированию очищенным кислородом. На слой хлориндийфталоцианина напыляют полупрозрачный электрод из серебра, пропускающий 10% падающего света. Изготовление твердотельного фотогальванического элемента предлагаемым способом позволяет повысить фоточувствитльность до 10-4 Вт/м2. Формула изобретения
РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 06.04.2003
Номер и год публикации бюллетеня: 19-2004
Извещение опубликовано: 10.07.2004
|
||||||||||||||||||||||||||
