ｐｎ接合で光励起が起きるとどうなるか

こういった内部電界のあるｐｎ接合で、６章で述べたような光による電子の励起が起きたらどうなるでしょう。

いやまずは、半導体の何の変哲もない場所で光励起が起きたとしましょう。

その結果として、それまで価電子帯にあった電子は自由電子として伝導帯に移ります。

その結果、そこには正孔が出現します。

しかし、せっかくできた自由電子は、遠からず、その正孔と再結合してしまうでしょう。

結合する時に、伝導帯から価電子帯に飛び降りるので、そこで光が発生しますが、これではトータルとして何のことはない、光を吸収して今度は光を放出して終わりということです。

これでは電池としての効果は何もありません。

ところが内部電界があると話は違います。

励起されて発生した自由電子は、負の電荷を帯びていますから、すかさず電界の正の側すなわちｎ型の方に引き寄せられます。

逆に正孔は、負の側すなわちｐ型の方に引き寄せられます。

こうなると両者は、その場で再結合することはありません。

もちろん光が当たり続けたとしても、その結果自由電子がｎ型に流れ込むだけなら、やがてはそちらが負に帯電するようになり、この動きも止まります。

しかし流れ込んだ自由電子がさらに外部に流れ出せば、すなわち回路的に接続されていれば、光をきっかけとしたこの電子の流れは永続することになります。

すなわち発電したことになるのです。