P3HT／n－Si有機無機接合ヘテロダイオードの電荷注入機構と発電特性の解析

摘要

塗布プロセスによって簡易な成膜が可能であり高移動度p型有機半導体として知られるP3HTを用いてn－Siとのヘテロ接合ダイオードを試作した。ダイオードは良好な整流特性を示すほか、そのJ－Ⅴ特性からMIS型ショットキーダイオードとして動作することを明らかにした。J－ⅤとC－V解析から、ショットキーダイオードとしての諸特性、すなわちショットキー障壁￠_B、内蔵電位￠_(bi)をそれぞれ求めた。また理想係数nが2.8～3.3と高い数値が得られていることから、有機無機ヘテロ界面に薄い絶縁層が形成されていることもわかった。また内蔵電位は0.40Vであり、Si層の界面付近に空乏層が形成されており、光が入射するとそこで電荷分離が起こり、発電動作が起きることも分かった。本ダイオードは、試作太陽電池では0.378％程度の発電効率があり、整流素子としての用途のほかに光センサーとしての活用も期待される。