半導体用語集
光起電力効果
英語表記：photo voltaic effect
結晶に光が照射されると結品に起電力が発生する。 この効果を光起電力効果という。 pn接合ダイオードに逆バ イアスをかけると空乏層幅がのび、 そこへバンドギャップ以上のエネルギーを持つ光を入射させると表面に当たった光は表面近くに自由な電子と正孔を作る。 励起された電子と正孔は接合部まで拡散していき、このため結晶のp 型部分は正に、n型部分は負に帯電する。このため外部からは起電力とみなされる機能を持つ。外部回路が開の時、電位差だけが生じ光により生成されn領域へ行く電子と、n領域内から拡散していく電子と均衡が保たれる。半導体内では電子・正孔の再結合により吸収した光のエネルギーは、光または熱として消費されることになる。外部回路を閉じると、p領域から回路を通りn領域へ電流が流れることになる。半導体を用いて大きな光起電力をえるには、光の波長分布と半導体の禁制帯幅を適合させること、pn接合部を表面に十分近い所に作って表面層の厚さをキャリアの拡散距離より小さくし、表面にできた電子正孔封が再結合する機会がないように、接合部まで拡散できるようにすること、 一方表面層の導伝率は大きい方がよいこと、表面反射・接触抵抗などを減少させることが必要である。
光起電力効果は光エネルギーを電気エネルギーに変換する機能を有しており、このためにはパワー変換率が重要な指標となる。 入射光のスペクトルと合致した光吸収スペクトルを持ち均一で欠陥のない物質が求められている。
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