Гетерофотоэлемент

Предложение относится к процессам создания гетеропереходных структур, предназначенных для расширения функционального диапазона приборов.

Гетерофотоэлемент включает стекло 1, одна поверхность которой имеет светопрозрачное металлическое покрытие 2 (Ni, Mo), к которой плотно примыкает диэлектрический контур в виде кольца 3 и соединенный с ним полупроводник 4 (Si, GaAs), с пленкой 1 и полупроводником 4 посредством медных контактов 5 соединены клеммы 6 омических контактов; между пленкой 1 и полупроводником 4 плотно контактно зажат полимер 7 полисопряженных элементоорганических полисалицилиденазометинов (ПСМ<Мn, Со, Сu>). При попадании светового излучения (h)на поверхность пластины 1 возникает разделение носителей заряда на границе полимер-полупроводник и устройство выполняет функцию фоточувствительного гетероперехода, что позволяет рекомендовать его для использования в оптоэлектронике при создании целевых широкополосных фотопреобразователей. Ил.-1; Форм. 5 п.

Предложение относится к процессам создания гетеропереходных структур, предназначенных для расширения функционального диапазона приборов, использующих целевые широкополосные фотопреобразователи.

В настоящее время известны научно-технические направления решения данной проблемы, из которой наиболее характерными являются технические решения, содержащие конструктивную композицию из светопроницаемой пластины (например, стекло), преобразователь светового излучения, полупроводник, электроконтактные пары [Алферов Ж.И., ФТП, 32, 8, 1998.;

Рудь В.Ю. и др., ФТП, 38, 1056, 2004.; RU 54932, 2000; RU 2008119540, 20.05.2008.] Последнее из указанных технических решений является наиболее близким по сущности и достигаемому результату по отношению к заявляемому гетерофотоэлементу.

Существенными недостатками указанных аналогов и Прототипа являются: сложность технологического процесса, требующего наличия вакуумных установок и шкафов, что увеличивает трудо - и материальные затраты; низкая фоточувствительность при облучении в различных волновых диапазонах. Эти недостатки сужают области использования данных технических решений..,

Технической задачей и положительным результатом предлагаемого гетерофотоэлемента является существенное упрощение его получения при безвакуумной технологии, а также повышение фоточувствительности при его облучении светом в области фундаментального поглощения полупроводника. Эта задача и положительный результат достигаются за счет разработки оригинального гетерофотоэлемента, содержащего светопроницаемую пластину, преобразователь светового излучения, полупроводник и электроконтакты, при этом, его светопроницаемая пластина имеют металлическое покрытие в виде пленки, нанесенной с одной ее стороны, с которой посредством диэлектрического кольцевого контура соединен полупроводник, между светопроницаемой пластиной и полупроводником введен преобразователь светового излучения -политрансаннулярносопряженный элементо-содержащий полисалицилиденазометин, контактно соединенный с ограничивающими его поверхностями светопроницаемой пластины и полупроводника и ограниченный по сторонам диэлектрическим кольцевым контуром.

Гетерофотоэлемент имеет электроконтакты, соединенные с полупроводником посредством металлических пластинок, имеющих низкоомное сопротивление.

Гетерофотоэлемент включает металлическое покрытие, выполненное из пленки никеля или молибдена.

Гетерофотоэлемент включает полупроводник, выполненный из кремния (Si) или арсенида галия (GaAs).

Гетерофотоэлемент использует в качестве полимера элементоорганические полисалицилиденазометины ПСМ<Мn, Со, Сu>.

На прилагаемом чертеже фиг.1 показан общий вид и конструктивное выполнение гетерофотоэлемента; На фиг.2 приведены графики функций эффективности фотопреобразования при попадании неполяризованного излучения.

Гетерофотоэлемент включает светопроницаемую пластину, например, стекло 1, одна поверхность которой имеет светопрозрачное металлическое покрытие 2 (Ni, Mo), к которой плотно примыкает диэлектрический контур в виде кольца 3 и соединенный с ним полупроводник 4 (Si, GaAs), с пленкой 2 и полупроводником 4 посредством медных контактов 5 соединены клеммы 6 омических контактов; между пленкой 2 и полупроводником 4 плотно контактно зажат полимер 7 полисопряженных элементоорганических полисалицилиденазометинов (ПСМ<Мn, Со, Сu>).

Работа гетерофотоэлемента осуществляется следующим образом. Поток светового излучения h падает на поверхность пластины 1, проникая на светопрозрачную металлическую пленку 2, воздействует на полимер 7, расположенный в диэлектрическом контуре 3 и контактирующий с полупроводником 4. Проникающее излучение возбуждает фотовольтаический эффект, определяемый энергетическим барьером, возникающим на контакте полимер 7 - полупроводник 4; возбуждаемый ток поступает на электроконтакты 5, соединенные с клеммами 6. Эффективность работы гетерофотоэлемента определена на фиг.2, где приведены спектральные зависимости относительной Квантовой эффективности фотопреобразования гетеропереходов (пленка nCM)/Si(GaAs) при освещении неполяризованным излучением со стороны пленки ПСМ:

(ПСМ<Мn>/р-81 - кривая 1, ПСМ<Со>/р-81 - кривая 2, ПСМ<Сu>/р-81 -кривая 3, nCM<Co>/p-GaAs - кривая 4). Для исключения наложения спектры (h) смещены вдоль оси . Энергетическое положение спектральных особенностей указано у стрелок.

Таким образом, разработанный гетерофотоэлемент обладает высокой эффективностью без использования при его получение вакуум-процессов, что существенно упрощает процесс изготовления. Гетерофотоэлемент проявляет максимальную вольтовую фоточувствительность своей структуры (фиг.1) при освещении в диапазоне 1-3.5 эВ, это позволяет рекомендовать его в качестве гетеропереходов - широкополосных фотопреобразователей.

1. Гетерофотоэлемент, содержащий светопроницаемую пластину, преобразователь светового излучения, полупроводник и электроконтакты, отличающийся тем, что светопроницаемая пластина имеют металлическое покрытие, нанесенной с одной ее стороны, с которой посредством диэлектрического контура соединен полупроводник, между светопроницаемой пластиной и полупроводником плотно зажат полимер, ограниченный по сторонам диэлектрическим контуром, а контакты соединены с полупроводником посредством металлических пластинок.

2. Гетерофотоэлемент по п.1, отличающийся тем, что металлическое покрытие выполнено из пленки никеля или молибдена.

3. Гетерофотоэлемент по п.1, отличающийся тем, что полупроводник выполнен из кремния или арсенида галия, а преобразователь светового излучения выполнен из полимерного материала, включающего Мn, Со, Сu.