JPS60250681A - 無秩序性多層半導体構造体 - Google Patents
無秩序性多層半導体構造体Info
- Publication number
- JPS60250681A JPS60250681A JP60101177A JP10117785A JPS60250681A JP S60250681 A JPS60250681 A JP S60250681A JP 60101177 A JP60101177 A JP 60101177A JP 10117785 A JP10117785 A JP 10117785A JP S60250681 A JPS60250681 A JP S60250681A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- electric field
- charge carriers
- amorphous silicon
- alloy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F10/00—Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells
- H10F10/10—Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells having potential barriers
- H10F10/17—Photovoltaic cells having only PIN junction potential barriers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
- H10D62/80—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials
- H10D62/81—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials of structures exhibiting quantum-confinement effects, e.g. single quantum wells; of structures having periodic or quasi-periodic potential variation
- H10D62/815—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials of structures exhibiting quantum-confinement effects, e.g. single quantum wells; of structures having periodic or quasi-periodic potential variation of structures having periodic or quasi-periodic potential variation, e.g. superlattices or multiple quantum wells [MQW]
- H10D62/8161—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials of structures exhibiting quantum-confinement effects, e.g. single quantum wells; of structures having periodic or quasi-periodic potential variation of structures having periodic or quasi-periodic potential variation, e.g. superlattices or multiple quantum wells [MQW] potential variation due to variations in composition or crystallinity, e.g. heterojunction superlattices
- H10D62/8162—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials of structures exhibiting quantum-confinement effects, e.g. single quantum wells; of structures having periodic or quasi-periodic potential variation of structures having periodic or quasi-periodic potential variation, e.g. superlattices or multiple quantum wells [MQW] potential variation due to variations in composition or crystallinity, e.g. heterojunction superlattices having quantum effects only in the vertical direction, i.e. layered structures having quantum effects solely resulting from vertical potential variation
- H10D62/8163—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials of structures exhibiting quantum-confinement effects, e.g. single quantum wells; of structures having periodic or quasi-periodic potential variation of structures having periodic or quasi-periodic potential variation, e.g. superlattices or multiple quantum wells [MQW] potential variation due to variations in composition or crystallinity, e.g. heterojunction superlattices having quantum effects only in the vertical direction, i.e. layered structures having quantum effects solely resulting from vertical potential variation comprising long-range structurally-disordered materials, e.g. one-dimensional vertical amorphous superlattices
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
結晶性材料と類似の合成周期性材料を構成しようとする
試みがこれまで数多く成されて来た。例えば、米国特許
第4,261,771号には分子線エピタキシー法によ
るいわゆる超格子構造体の作製が開示されている。超格
子が形成されるのは、例えば普通は厚さ数十ナノメータ
以下であり交互に繰返す層の組成を周期的に変化させる
ことによって行われる。上記特許にはまた、準超格子お
よび非超格子構造体についても開示されている。準超格
子構造体は均質に積層したパックグラウンド材料の中に
異物を工ぎタキシャル成長させたアイランドを含む。非
超格子構造体は、準超格子構造体の延長で、エピタキシ
ャル成長させたアイランドが均質積層パックグラウンド
を貫通して垂直に延びる柱状部を含んでいる。
試みがこれまで数多く成されて来た。例えば、米国特許
第4,261,771号には分子線エピタキシー法によ
るいわゆる超格子構造体の作製が開示されている。超格
子が形成されるのは、例えば普通は厚さ数十ナノメータ
以下であり交互に繰返す層の組成を周期的に変化させる
ことによって行われる。上記特許にはまた、準超格子お
よび非超格子構造体についても開示されている。準超格
子構造体は均質に積層したパックグラウンド材料の中に
異物を工ぎタキシャル成長させたアイランドを含む。非
超格子構造体は、準超格子構造体の延長で、エピタキシ
ャル成長させたアイランドが均質積層パックグラウンド
を貫通して垂直に延びる柱状部を含んでいる。
積層超格子構造体の作製には、これまで気相堆積法も用
いられて来ている。層の厚さの制御は、シャッタ、材料
源に対する基板の運動、処理ガスの分圧調節、あるいは
これらの技術を組合せることによって行われる。
いられて来ている。層の厚さの制御は、シャッタ、材料
源に対する基板の運動、処理ガスの分圧調節、あるいは
これらの技術を組合せることによって行われる。
はとんどどんな種類の半導体デバイスを製造する場合で
も、半導体材料忙ドープを行なうことが必要である。従
来、無秩序半導体材料にドープすると、輸送及び他の電
気的性質に悪影響を及埋すようにバンドギャップに付加
的欠陥状態を生じさせるのが普通である。
も、半導体材料忙ドープを行なうことが必要である。従
来、無秩序半導体材料にドープすると、輸送及び他の電
気的性質に悪影響を及埋すようにバンドギャップに付加
的欠陥状態を生じさせるのが普通である。
多層半導体構造体においては、半導体層の電子的特性が
、隣接する1つまたは複数の層中に生成される電場の影
響によって変更乃至修飾される場合がある。この変更は
ある面でドープに似ている九め、このような変更を近接
ドープまたはトランスファ、あるいは変調ドープと言う
。例えば、深くトラップされた荷電キャリアを含む薄い
電場誘導層であれば、近接する真性材料体に電場を誘導
することになる。誘導された電場が真性半導体材料のフ
ェルミ準位の位置を変えて、自由な荷電キャリアの密度
を変える。この効果は、半導体材料未化学的にドープし
た場合と等価である。電場誘導層と半導体材料との界面
近傍でエネルギ帯が曲がって、その界面に向かう乃至界
面からはなれる方向の荷電キャリアの動きを高める。電
場は真性半導体材料のバルク全体に亘っては誘導されな
いかもしれない。電場誘導層は、電場誘導層中と隣接す
る真性半導体層中、とでのフェルミ準位の相対的な位置
が異なることによってもつ(られる場合がある。この場
合、それぞれのフェルミ準位を界面において一致させる
ようK、界面を横切って隣接し合う層の一方または両方
から界面を横切って荷電キャリアが動く。
、隣接する1つまたは複数の層中に生成される電場の影
響によって変更乃至修飾される場合がある。この変更は
ある面でドープに似ている九め、このような変更を近接
ドープまたはトランスファ、あるいは変調ドープと言う
。例えば、深くトラップされた荷電キャリアを含む薄い
電場誘導層であれば、近接する真性材料体に電場を誘導
することになる。誘導された電場が真性半導体材料のフ
ェルミ準位の位置を変えて、自由な荷電キャリアの密度
を変える。この効果は、半導体材料未化学的にドープし
た場合と等価である。電場誘導層と半導体材料との界面
近傍でエネルギ帯が曲がって、その界面に向かう乃至界
面からはなれる方向の荷電キャリアの動きを高める。電
場は真性半導体材料のバルク全体に亘っては誘導されな
いかもしれない。電場誘導層は、電場誘導層中と隣接す
る真性半導体層中、とでのフェルミ準位の相対的な位置
が異なることによってもつ(られる場合がある。この場
合、それぞれのフェルミ準位を界面において一致させる
ようK、界面を横切って隣接し合う層の一方または両方
から界面を横切って荷電キャリアが動く。
これらの技術を用いることによって、真性導電形のアモ
ルファスシリコン・水素合金は、アモルファスシリコン
・窒素・水素合金など、固定された正の荷電キャリアを
過剰に含む比較的薄い(厚さ1〜10ナノメ一トM))
電場誘導層を該真性アモルファスシリコン・水素合金の
上に重ね合わせることKより、n形溝電性の物質として
ふるまうようにされ得る。真性半導体層中には物理的に
はドープ原子は存在しないため、近接ドープすることに
よって、バンドギャップ中に新たな欠陥状態が導入され
ることはない。同じように、真性半導体材料に効果的に
p形ドープすることができる。
ルファスシリコン・水素合金は、アモルファスシリコン
・窒素・水素合金など、固定された正の荷電キャリアを
過剰に含む比較的薄い(厚さ1〜10ナノメ一トM))
電場誘導層を該真性アモルファスシリコン・水素合金の
上に重ね合わせることKより、n形溝電性の物質として
ふるまうようにされ得る。真性半導体層中には物理的に
はドープ原子は存在しないため、近接ドープすることに
よって、バンドギャップ中に新たな欠陥状態が導入され
ることはない。同じように、真性半導体材料に効果的に
p形ドープすることができる。
近縛ドープはすでにドープされている材料のふるまいを
変えるために用いられてもよい。例えば、近接トーンは
、p形材料を、ドープの程度の強いp形層としてふるま
わせるために、または弱いp形層としてふるまわせるた
めに用いてもよい。光応答性デバイスの半導体も、近接
ドープした多層アモルファス半導体材料を含ませること
で品質向上できる。
変えるために用いられてもよい。例えば、近接トーンは
、p形材料を、ドープの程度の強いp形層としてふるま
わせるために、または弱いp形層としてふるまわせるた
めに用いてもよい。光応答性デバイスの半導体も、近接
ドープした多層アモルファス半導体材料を含ませること
で品質向上できる。
次に本発明による好ましい具体例を図面に基づいて説明
する。
する。
第1図中、101は電場誘導層、102は半導体材料、
103は伝導帯、104は帯電予電をさす。
103は伝導帯、104は帯電予電をさす。
第1図に示された従来の多層構造体では、電場を誘導す
る層と電場が誘導される層との界面の両側において、周
期的電場誘導層が周期的半導体のエネルギ帯を均等釦下
側に曲げている。層を横断する方向、すなわち第1図の
左から右、又は右から左へ向かって多層構造体を通過す
る荷電キャリアは、あたかも背中合わせに接続された2
つのp−n接合またはショットキ#ダイオ−1を通って
流れる時のような妨害を受ける。
る層と電場が誘導される層との界面の両側において、周
期的電場誘導層が周期的半導体のエネルギ帯を均等釦下
側に曲げている。層を横断する方向、すなわち第1図の
左から右、又は右から左へ向かって多層構造体を通過す
る荷電キャリアは、あたかも背中合わせに接続された2
つのp−n接合またはショットキ#ダイオ−1を通って
流れる時のような妨害を受ける。
第2図は本発明に従って製造された近接ドープされた無
秩序多層半導体構造体の価電子帯及び伝導帯を概略的に
示している。この構造体には、望ましくは真性導電性の
半導体層8とこれを分離する電場誘導層20とを複数回
交互に繰返したものが含まれる。各電場誘導層20は所
定の導電形のトラップされた荷電キャリアを含む電場生
成層部22と、高密度の欠陥状態を含む電場影響要部2
4とを含む。電場生成層部22は普通、第1図に関連し
て説明したアモルファスシリコン・水素・窒場影響全部
24はバンドギャップ中に非常に高密度の欠陥状態を有
する半導体材料の比較的薄い(厚さ1〜5ナノメート閾
)別個の層として形成できる。あるいはまた、電場誘導
層20と真性半導体層8の界面に隣接したところにドー
プ物質および/または他の不純物を含ませることにより
、真性半導体層8の一部として電場影響要部24を形成
しても良い。同様に、層8に隣接する電場生成層部22
にドープ材料を導入して、電場影響要部を形成すること
もできる。
秩序多層半導体構造体の価電子帯及び伝導帯を概略的に
示している。この構造体には、望ましくは真性導電性の
半導体層8とこれを分離する電場誘導層20とを複数回
交互に繰返したものが含まれる。各電場誘導層20は所
定の導電形のトラップされた荷電キャリアを含む電場生
成層部22と、高密度の欠陥状態を含む電場影響要部2
4とを含む。電場生成層部22は普通、第1図に関連し
て説明したアモルファスシリコン・水素・窒場影響全部
24はバンドギャップ中に非常に高密度の欠陥状態を有
する半導体材料の比較的薄い(厚さ1〜5ナノメート閾
)別個の層として形成できる。あるいはまた、電場誘導
層20と真性半導体層8の界面に隣接したところにドー
プ物質および/または他の不純物を含ませることにより
、真性半導体層8の一部として電場影響要部24を形成
しても良い。同様に、層8に隣接する電場生成層部22
にドープ材料を導入して、電場影響要部を形成すること
もできる。
第1図と対照的に、電場生成層部22とタンデムに配置
された電場影響要部24は、電場影響要部24に隣接す
る層8の価電子帯および伝導帯を非対称的に曲げる。階
部24と層8の界面において、特に電場影響要部24の
領域内において、エネルギ帯が%にはっきりと下向き忙
曲がる。層8のエネルギ帯は、電場生成層部22と真性
層8との界面において、(電場影響要部24のエネルギ
帯よりは)緩やかに曲がる。電場影響要部24内部でエ
ネルギ帯が強く曲がるのは、その欠陥状態の密度が高い
ために他ならない。第2図は仮想線26と26′ を含
んでいるが、これらはこの構造伴に電場影響要部24が
ないとした場合の伝導帯と価電子帯の位置をそれぞれ示
すものである。電場がこのように非対称的であることに
よって、電場誘導層20と半導体層8の界面に向かうか
又は界面からはなれる荷電キャリアの速度が早められ、
構造体の横方向における荷電キャリアの収集効率を向上
できる。このような結果が得られるのは、界面において
それぞれの帯端が整合するよう釦なって、電場生成層部
22において深くトラップされた荷電キャリアが電場生
成層部24と隣接する真性半導体材料層8との間に電場
を誘導するためである。電場は荷電キャリア金薄い電場
影響要部24の中に流入させて、エネルギ帯を強く曲げ
る。このため構造体を横断する方向に流れる荷電キャリ
アは界面に接近する際はとんど抵抗を受けず、薄い電場
影響要部24と電場生成層部22とをトンネリング忙よ
り容易に通り抜ける。
された電場影響要部24は、電場影響要部24に隣接す
る層8の価電子帯および伝導帯を非対称的に曲げる。階
部24と層8の界面において、特に電場影響要部24の
領域内において、エネルギ帯が%にはっきりと下向き忙
曲がる。層8のエネルギ帯は、電場生成層部22と真性
層8との界面において、(電場影響要部24のエネルギ
帯よりは)緩やかに曲がる。電場影響要部24内部でエ
ネルギ帯が強く曲がるのは、その欠陥状態の密度が高い
ために他ならない。第2図は仮想線26と26′ を含
んでいるが、これらはこの構造伴に電場影響要部24が
ないとした場合の伝導帯と価電子帯の位置をそれぞれ示
すものである。電場がこのように非対称的であることに
よって、電場誘導層20と半導体層8の界面に向かうか
又は界面からはなれる荷電キャリアの速度が早められ、
構造体の横方向における荷電キャリアの収集効率を向上
できる。このような結果が得られるのは、界面において
それぞれの帯端が整合するよう釦なって、電場生成層部
22において深くトラップされた荷電キャリアが電場生
成層部24と隣接する真性半導体材料層8との間に電場
を誘導するためである。電場は荷電キャリア金薄い電場
影響要部24の中に流入させて、エネルギ帯を強く曲げ
る。このため構造体を横断する方向に流れる荷電キャリ
アは界面に接近する際はとんど抵抗を受けず、薄い電場
影響要部24と電場生成層部22とをトンネリング忙よ
り容易に通り抜ける。
矢印で示した方向に層8を通って移動する電子28は、
平導体材料層8と電場生成層部22の界面に隣接したと
ころで誘導電場をまず受ける。電場は距離dだけ、層8
の中に延びている。電子はエネルギ準位の低一方へと動
くため、電場誘導層20に向かう電子28の運動は電場
によって促進される。電場影響要部24内では電場生成
層部22よりもエネルギ帯が鋭く下に曲がっている、要
部24から延びる電場の距離dIは比較的短かいもので
、実質的に電場影響要部24の厚みに限定されている。
平導体材料層8と電場生成層部22の界面に隣接したと
ころで誘導電場をまず受ける。電場は距離dだけ、層8
の中に延びている。電子はエネルギ準位の低一方へと動
くため、電場誘導層20に向かう電子28の運動は電場
によって促進される。電場影響要部24内では電場生成
層部22よりもエネルギ帯が鋭く下に曲がっている、要
部24から延びる電場の距離dIは比較的短かいもので
、実質的に電場影響要部24の厚みに限定されている。
従って、電場影響要部と半導体材料の界面から出た電子
28が逆電場の最も強い部分を受けるのは、比較的短か
い距離だけである、電場の拡がりが小さいため、電子は
電場を通り抜けることができる。電子28が真性半導体
層8の加速電場にさらされるととKよって得たエネルギ
は、要部24中の逆向きの電場にさらされることで失わ
れることなく、正味の加速が行なわれる。その結果、多
層半導体構造体を横断する方向で通る荷電キャリアの収
集効率が増すのである。
28が逆電場の最も強い部分を受けるのは、比較的短か
い距離だけである、電場の拡がりが小さいため、電子は
電場を通り抜けることができる。電子28が真性半導体
層8の加速電場にさらされるととKよって得たエネルギ
は、要部24中の逆向きの電場にさらされることで失わ
れることなく、正味の加速が行なわれる。その結果、多
層半導体構造体を横断する方向で通る荷電キャリアの収
集効率が増すのである。
第3図の多層半導体構造体も第2図のものと同様に、電
場誘導層10にはさまれた真性半導体の層8を複数個含
んでいる。電場誘導層10は少なくとも2つの要部を含
み、それぞれの要部がトラップされた1つの極性の荷電
キャリアを含んでおり、両層部がトラップされた反対の
極性の荷電キャリアを含む。例えば、層8はアモルファ
スシリコン・水素合金で形成されてもよく、電場誘導層
10はアモルファスシリコン・水素・窒素合金で形成し
た第1層部12とアモルファスシリコン・水素・炭素合
金で形成した第2層部14とを含むものとしてもよい。
場誘導層10にはさまれた真性半導体の層8を複数個含
んでいる。電場誘導層10は少なくとも2つの要部を含
み、それぞれの要部がトラップされた1つの極性の荷電
キャリアを含んでおり、両層部がトラップされた反対の
極性の荷電キャリアを含む。例えば、層8はアモルファ
スシリコン・水素合金で形成されてもよく、電場誘導層
10はアモルファスシリコン・水素・窒素合金で形成し
た第1層部12とアモルファスシリコン・水素・炭素合
金で形成した第2層部14とを含むものとしてもよい。
要部12と14はそれぞれ逆の極性の荷電を含むため、
半導体材料8のエネルギ帯が曲げられており、半導体層
8と電場誘導層10との界面に向かう及び該界面からの
荷電キヤ11了のWlhキが強めへれふ一層8の価電子
帯と伝導帯は層8と要部12との界面16で下向きに曲
がり、層8のエネルギ帯は層8と要部14との界面18
で上向きに曲がる。逆の極性の電場誘導層を隣接して含
む無秩序性の多層半導体構造体を横断する方向に移動す
る荷電キャリアは界面16に接近する際、常に下向きに
曲がったエネルギ帯に遭遇することになる。従って、電
場誘導層10に向かい且つ該層10から禍キャリアの運
動が曲がったエネルギ帯によって強められることになる
。
半導体材料8のエネルギ帯が曲げられており、半導体層
8と電場誘導層10との界面に向かう及び該界面からの
荷電キヤ11了のWlhキが強めへれふ一層8の価電子
帯と伝導帯は層8と要部12との界面16で下向きに曲
がり、層8のエネルギ帯は層8と要部14との界面18
で上向きに曲がる。逆の極性の電場誘導層を隣接して含
む無秩序性の多層半導体構造体を横断する方向に移動す
る荷電キャリアは界面16に接近する際、常に下向きに
曲がったエネルギ帯に遭遇することになる。従って、電
場誘導層10に向かい且つ該層10から禍キャリアの運
動が曲がったエネルギ帯によって強められることになる
。
このようにして、第3図の近接ドープした半導体の多層
構造体を横断する方向に通る荷電キャリアの収集が鳴i
、ゆれる。
構造体を横断する方向に通る荷電キャリアの収集が鳴i
、ゆれる。
遮へい要部32を含む改良された無秩序性の多層半導体
構造体が第4図に示されている。複数の半導体層8が、
複数の電場誘導層30の間に交互にはさまれている。各
々の電場誘導11i30は3つの要部12.14.32
を含む。第3図の実竺態様と同様、第1の電場生成層部
12は7モルファスシリコン・水素・窒素合金で形成す
るのが望ましい。要部12が電場を誘導して、層8のエ
ネルギ帯を層8と要部12の界面において曲げる。電場
生成層部14はアモルファスシリコン・水素・炭素合金
で形成するのが望ましく、電場を誘導して、層8と要部
14の界面において層8のエネルギ帯を上向きに曲げる
。
構造体が第4図に示されている。複数の半導体層8が、
複数の電場誘導層30の間に交互にはさまれている。各
々の電場誘導11i30は3つの要部12.14.32
を含む。第3図の実竺態様と同様、第1の電場生成層部
12は7モルファスシリコン・水素・窒素合金で形成す
るのが望ましい。要部12が電場を誘導して、層8のエ
ネルギ帯を層8と要部12の界面において曲げる。電場
生成層部14はアモルファスシリコン・水素・炭素合金
で形成するのが望ましく、電場を誘導して、層8と要部
14の界面において層8のエネルギ帯を上向きに曲げる
。
相互に反対に帯電された2つの要部、電場生成層部12
と14の各々の間にはさまれて配置されるのが荷電キャ
リア遮へい要部32である。遮へい要部32がなしと、
隣接する電場生成層部12と14により誘導される反対
極性の電場が再結合を促進して、構造体の効率が高めら
れるのを減少させる傾向にある。遮へい要部32は要部
12と14により誘導された電場を所望の方向に向ける
。
と14の各々の間にはさまれて配置されるのが荷電キャ
リア遮へい要部32である。遮へい要部32がなしと、
隣接する電場生成層部12と14により誘導される反対
極性の電場が再結合を促進して、構造体の効率が高めら
れるのを減少させる傾向にある。遮へい要部32は要部
12と14により誘導された電場を所望の方向に向ける
。
遮へい要部32を効果的にするためKは、高密度の自由
な荷電キャリアを与えることができ、高い導雷、惠−ま
た感光性デノ々イスの場合では高い透光率を示す材料で
この要部32を形成する必要がある。遮へ込全部32に
より提供される自由な荷電キャリアは電場生成層部12
.14中の自由な荷電キャリアとの「再結合」を促進し
、これらの要部により誘導される電場を方向づける。第
4図の界面に向かい該界面からはなれる荷電キャリアの
動きを説明するために用いられる時の荷電キャリアの「
再結合」という用語は、第3図で用いられた「再結合」
と同じものではない。第3図の構造体では、自由な荷電
キャリアが再結合して、誘導される電場の効果を小さく
する。これに対して、第4図の構造体では、遮へい要部
をタンデムデバイスの1つのセルの終わりであると共に
次のセルの始まりとして考えることができる。タンデム
デバイスの中間の接合の場合と同様に、接合で生じる再
結合は荷電キャリアがデバイスの収集効率に貢献するの
を妨げるものではない。むしろ、本発明の電場生成層部
に収集される荷電キャリアは(タンデムデバイスの各セ
ルにおける反対の導電形の層の場合と同様)、最終的に
収集されるまで多重層を通って動き続ける。アモルファ
スシリコン半導体合金についても、先に述べたアモルフ
ァス半導体合金と同様、必要な程度の再結合を行うため
には1cr/lあたり自由荷電キャリアがほぼtolm
という面積あたりの自由な荷電キャリア密度が必要であ
る。しかし、荷電キャリアの密度は使用す−る個々の材
料や多層構造体の形状により変化する。
な荷電キャリアを与えることができ、高い導雷、惠−ま
た感光性デノ々イスの場合では高い透光率を示す材料で
この要部32を形成する必要がある。遮へ込全部32に
より提供される自由な荷電キャリアは電場生成層部12
.14中の自由な荷電キャリアとの「再結合」を促進し
、これらの要部により誘導される電場を方向づける。第
4図の界面に向かい該界面からはなれる荷電キャリアの
動きを説明するために用いられる時の荷電キャリアの「
再結合」という用語は、第3図で用いられた「再結合」
と同じものではない。第3図の構造体では、自由な荷電
キャリアが再結合して、誘導される電場の効果を小さく
する。これに対して、第4図の構造体では、遮へい要部
をタンデムデバイスの1つのセルの終わりであると共に
次のセルの始まりとして考えることができる。タンデム
デバイスの中間の接合の場合と同様に、接合で生じる再
結合は荷電キャリアがデバイスの収集効率に貢献するの
を妨げるものではない。むしろ、本発明の電場生成層部
に収集される荷電キャリアは(タンデムデバイスの各セ
ルにおける反対の導電形の層の場合と同様)、最終的に
収集されるまで多重層を通って動き続ける。アモルファ
スシリコン半導体合金についても、先に述べたアモルフ
ァス半導体合金と同様、必要な程度の再結合を行うため
には1cr/lあたり自由荷電キャリアがほぼtolm
という面積あたりの自由な荷電キャリア密度が必要であ
る。しかし、荷電キャリアの密度は使用す−る個々の材
料や多層構造体の形状により変化する。
遮へい要部材料のlばあだり10謁の自由荷電キャリア
という必要荷電キャリア密度は、金属や高縮退半導体合
金などの材料を用いることによって。
という必要荷電キャリア密度は、金属や高縮退半導体合
金などの材料を用いることによって。
容易に達成することができる。ただし、金属層は、活性
半導体材料中でより好ましくは用いられる太陽スペクト
ルの一部分を固有の性質忙より吸収するため、光起電力
の用途に金属を用いるのは望ましくない。金属合金で形
成した遮へい要部は金属合金中での非生産的な光吸収が
重要な意味をもたない光起電力の用途、又は照光されな
い半導体デパイスデノなどに用いられてもよい。ただし
、大抵の光起電力用途では、遮へい要部32を照光に対
して比較的透明にする必要がある。このため、透明で導
電性のあるインジウム・スズ酸化物、酸化スズ、高度に
ドープしたアモルファスシリコン合金、その他実質的忙
および/または高度に縮退した透明半導体合金材料を用
いることができる。厚さほぼ1〜10ナノメートルの遮
へい要部で、トラップされた荷電キャリアの極性が反対
である隣接層を十分遮へいできることが分かつている。
半導体材料中でより好ましくは用いられる太陽スペクト
ルの一部分を固有の性質忙より吸収するため、光起電力
の用途に金属を用いるのは望ましくない。金属合金で形
成した遮へい要部は金属合金中での非生産的な光吸収が
重要な意味をもたない光起電力の用途、又は照光されな
い半導体デパイスデノなどに用いられてもよい。ただし
、大抵の光起電力用途では、遮へい要部32を照光に対
して比較的透明にする必要がある。このため、透明で導
電性のあるインジウム・スズ酸化物、酸化スズ、高度に
ドープしたアモルファスシリコン合金、その他実質的忙
および/または高度に縮退した透明半導体合金材料を用
いることができる。厚さほぼ1〜10ナノメートルの遮
へい要部で、トラップされた荷電キャリアの極性が反対
である隣接層を十分遮へいできることが分かつている。
遮へい要部の材料は感光デバイスに用いた場合は高い透
光性をもつ必要があり、良好な導電率を示すと共和、必
要な密度の自由荷電キャリアを与えるものでなければな
らない。
光性をもつ必要があり、良好な導電率を示すと共和、必
要な密度の自由荷電キャリアを与えるものでなければな
らない。
第5図においては、光電池(光起電力セル)40が基板
41上に形成されており、この基板41は、導電性であ
る場合には、電池の第1電極として機能するものである
。基板41は透明で、ステンレス鋼、アルミニウム、タ
ンタル、モリブデン、りシムなどの金属材料の上に絶縁
層を形成するか形成しないで製造しても良いし、あるい
はガラスなどの絶縁性材料に金属粒子を埋め込むか埋め
込まずに製造することができる。用途によっては、半導
体材料をデポジットする前に、薄す導電性の酸化物層、
および/または薄い抵抗性バリヤ層、および/または一
連のベース接触をデポジットする必要のある場合もある
。従って「基板」という用語には軟質フィルムだけでな
く、予備処理でそれに加えられるあらゆる素子も含まれ
るのである。
41上に形成されており、この基板41は、導電性であ
る場合には、電池の第1電極として機能するものである
。基板41は透明で、ステンレス鋼、アルミニウム、タ
ンタル、モリブデン、りシムなどの金属材料の上に絶縁
層を形成するか形成しないで製造しても良いし、あるい
はガラスなどの絶縁性材料に金属粒子を埋め込むか埋め
込まずに製造することができる。用途によっては、半導
体材料をデポジットする前に、薄す導電性の酸化物層、
および/または薄い抵抗性バリヤ層、および/または一
連のベース接触をデポジットする必要のある場合もある
。従って「基板」という用語には軟質フィルムだけでな
く、予備処理でそれに加えられるあらゆる素子も含まれ
るのである。
光電池40は、少なくともシリコン合金、ゲルマニウム
合金、またはシリコン/・ゲルマニウム合金ヲ含ムアモ
ルファス半導体合金本体を用いて製造される。この電池
に含まれるのが、n形溝電性の半導体層44、真性半導
体層46、p形溝電性半導体層48である。
合金、またはシリコン/・ゲルマニウム合金ヲ含ムアモ
ルファス半導体合金本体を用いて製造される。この電池
に含まれるのが、n形溝電性の半導体層44、真性半導
体層46、p形溝電性半導体層48である。
透明の導電性酸化物(TCO)層42は、好適な実施態
様ではインジウム・スズ酸化物(ITO)で形成されて
、第2電極とも呼べるものであるが、これが半導体材料
本体の上にデポジットされている。電極グリッド43の
形をとる金属ノ3ターンも加えることKよりTOOを通
るキャリア経路を短かくして電流収集効率を増すように
することもできる。
様ではインジウム・スズ酸化物(ITO)で形成されて
、第2電極とも呼べるものであるが、これが半導体材料
本体の上にデポジットされている。電極グリッド43の
形をとる金属ノ3ターンも加えることKよりTOOを通
るキャリア経路を短かくして電流収集効率を増すように
することもできる。
入射光がTCO層42とノ々ンドギャップの広いn形層
44とを通過して、真性層46中で吸収され、そこで電
子とホールの対が生成される。n形層44とp形層48
とが真性層46を通る電場を形成し、このポテンシャル
によって、入射光の形成する電子とホールの対が分離さ
れている。この電場の影響下で、自動荷電キャリア、す
なわち電子とホールとがそれぞれの収集用電極に移動す
る。
44とを通過して、真性層46中で吸収され、そこで電
子とホールの対が生成される。n形層44とp形層48
とが真性層46を通る電場を形成し、このポテンシャル
によって、入射光の形成する電子とホールの対が分離さ
れている。この電場の影響下で、自動荷電キャリア、す
なわち電子とホールとがそれぞれの収集用電極に移動す
る。
光電池40は単一のp−1−n形光電池であるが、複数
のp−1−n層を積重ねて、一般に「タンデム光電池デ
ノ々イスJと言われるものを形成することもできる。積
重ね式またはタンデム光電池デバイスの中でも、最初の
セルを太陽スペクトルの波長の短かいもののみ吸収する
バンドギャップの広い材料で形成する一方、後のセルに
は太陽スペクトルの波長の長いものを吸収する。2ンド
ギヤツプの小さな材料を用いたものを使用すると特に有
利である。
のp−1−n層を積重ねて、一般に「タンデム光電池デ
ノ々イスJと言われるものを形成することもできる。積
重ね式またはタンデム光電池デバイスの中でも、最初の
セルを太陽スペクトルの波長の短かいもののみ吸収する
バンドギャップの広い材料で形成する一方、後のセルに
は太陽スペクトルの波長の長いものを吸収する。2ンド
ギヤツプの小さな材料を用いたものを使用すると特に有
利である。
第6図の改良された光電池デバイス50は、第5図の従
来の光電池デノ々イス40と共通の層をいくつかもって
いる。デバイス40と50の層のうち、構造と動作にお
いて共通するものKついては、同じ参照符号を付しであ
る。光電池デバイス5゜は基板411を含み、その上に
例えばp形溝電性の半導体材料などの層48がデポジッ
トされる。層48の上にデポジットされるのが、多層式
真性半導体構造体52で、これは全体として第4図に関
連して説明した構造と類似している。電場誘導層30は
2つの電場生成層部12と14で形成されておシ、これ
らの要部12と14はそれぞれ極性が反対のトラップさ
れた荷電キャリアを含んでおシ、荷電キャリア遮へい要
部32により分離されている。多層構造52が第5図の
デバイス4oに上では、層48の反対側に例えばn形半
導体材料などの層44である。TCO層42とグリッド
43を含ませて電流収集を助けるようにしても良い。
来の光電池デノ々イス40と共通の層をいくつかもって
いる。デバイス40と50の層のうち、構造と動作にお
いて共通するものKついては、同じ参照符号を付しであ
る。光電池デバイス5゜は基板411を含み、その上に
例えばp形溝電性の半導体材料などの層48がデポジッ
トされる。層48の上にデポジットされるのが、多層式
真性半導体構造体52で、これは全体として第4図に関
連して説明した構造と類似している。電場誘導層30は
2つの電場生成層部12と14で形成されておシ、これ
らの要部12と14はそれぞれ極性が反対のトラップさ
れた荷電キャリアを含んでおシ、荷電キャリア遮へい要
部32により分離されている。多層構造52が第5図の
デバイス4oに上では、層48の反対側に例えばn形半
導体材料などの層44である。TCO層42とグリッド
43を含ませて電流収集を助けるようにしても良い。
電場生成層部12は例えばアモルファスシリコン・水素
・窒素合金で形成し、電場生成層部14は例えばシリコ
ン・水素・炭素合金で形成する。
・窒素合金で形成し、電場生成層部14は例えばシリコ
ン・水素・炭素合金で形成する。
第6図に示すように、半導体構造52の各層は、重ねた
ものと考えて良く、その各々は全体として第5図の単連
p−1−n光電池デバイスに類似している。真性半導体
材料の各層の厚さを漸次変えるのが望ましいというのは
、各セル内部で生み出される光生成された電流を実質的
に整合することによシ、デバイスの効率が最適化される
ためである。例えばアモルファスシリコン合金で形成さ
れた光電池デバイス5oにおいては、真性半導体材料の
第1層54aの厚さはほぼ1oナノメートルである。真
性半導体材料の層54bの厚さがほぼ20〜30ナノメ
ートル、真性半導体層54cの厚さはほぼ50〜60ナ
ノメートルであり、真性半導体層54dの厚さがほぼ2
00ナノメートルである。第6図に示されているのは4
つの半導体材料層、従って4つ積重ねたセルだけである
が、5つめのセルを加えても良い。第5のセルを用いる
とすれば、厚さほぼ400〜500ナノメートルの真性
半導体材料の層を含むことになる。しかし厚さ400〜
500ナノメートルの半導体材料層は厚すぎて、電場誘
導層によシ誘導される電場によってステブラ、 C1ン
スキー(Staebler −Wronski劣化を防
止させることはできない。真性半導体材料層が太陽スペ
クトルから特定波長の光を吸収するべく最適化されたバ
ンドギャップを有しておシ、また個々のセルにより生成
された電流が整合されている限シ、積重ねセルの数をよ
り少なくしても良い。
ものと考えて良く、その各々は全体として第5図の単連
p−1−n光電池デバイスに類似している。真性半導体
材料の各層の厚さを漸次変えるのが望ましいというのは
、各セル内部で生み出される光生成された電流を実質的
に整合することによシ、デバイスの効率が最適化される
ためである。例えばアモルファスシリコン合金で形成さ
れた光電池デバイス5oにおいては、真性半導体材料の
第1層54aの厚さはほぼ1oナノメートルである。真
性半導体材料の層54bの厚さがほぼ20〜30ナノメ
ートル、真性半導体層54cの厚さはほぼ50〜60ナ
ノメートルであり、真性半導体層54dの厚さがほぼ2
00ナノメートルである。第6図に示されているのは4
つの半導体材料層、従って4つ積重ねたセルだけである
が、5つめのセルを加えても良い。第5のセルを用いる
とすれば、厚さほぼ400〜500ナノメートルの真性
半導体材料の層を含むことになる。しかし厚さ400〜
500ナノメートルの半導体材料層は厚すぎて、電場誘
導層によシ誘導される電場によってステブラ、 C1ン
スキー(Staebler −Wronski劣化を防
止させることはできない。真性半導体材料層が太陽スペ
クトルから特定波長の光を吸収するべく最適化されたバ
ンドギャップを有しておシ、また個々のセルにより生成
された電流が整合されている限シ、積重ねセルの数をよ
り少なくしても良い。
多層半導体構造体52は、近接ドープした光電池体を用
いて層54の部分全体に高い電場を与える。誘導された
電場が層を横断する方向での導電率を増して、効率の高
い電流収集が達成されると共に、照明下での半導体材料
の劣化を実質的に少なくできる。真性半導体の層54の
バルク部分に誘導された電場が荷電キャリアのドリフト
長を増加させ、従って荷電キャリアの収集効率も増加さ
せる。
いて層54の部分全体に高い電場を与える。誘導された
電場が層を横断する方向での導電率を増して、効率の高
い電流収集が達成されると共に、照明下での半導体材料
の劣化を実質的に少なくできる。真性半導体の層54の
バルク部分に誘導された電場が荷電キャリアのドリフト
長を増加させ、従って荷電キャリアの収集効率も増加さ
せる。
第6図の光電池デバイスは3つ別個の要部12.14.
32で形成される電場誘導層30を用いるものとして説
明されているが、その代わりに第2図および第3図に関
して説明した電場誘導層の構造を太陽電池などの光電池
デバイスの製造に用いることもできる。
32で形成される電場誘導層30を用いるものとして説
明されているが、その代わりに第2図および第3図に関
して説明した電場誘導層の構造を太陽電池などの光電池
デバイスの製造に用いることもできる。
第7図において、光電池デバイス60は金属電極を有す
る金属製または絶縁性の基板41上に形成される。デバ
イス60の素子のうち、他のデバイスに関してすでに説
明したものと同様のものについては、同じ参照符号を付
しである。層48はp形半導体材料であるのが望ましい
が、これが基板41上に配置される。基板41と反対側
の層48の上に多層式真性半導体構造体62が配置され
る。
る金属製または絶縁性の基板41上に形成される。デバ
イス60の素子のうち、他のデバイスに関してすでに説
明したものと同様のものについては、同じ参照符号を付
しである。層48はp形半導体材料であるのが望ましい
が、これが基板41上に配置される。基板41と反対側
の層48の上に多層式真性半導体構造体62が配置され
る。
構造62には、所定極性のトラップされた荷電キャリア
を含む電場誘導層10が少なくとも1つ含まれる。層4
4はn形半導体材料であるのが望ましいが、これが構造
体62の上に配置される。最後に上記の光電池デバイス
の場合と同様、TCO材料の層42と電流収集を助ける
グリッド43とが層44の上に順次配置される。半導体
構造体62は真性半導体材料の層64を含み、この層6
4は少なくとも構造体の片側に、または図中10aと1
0bで示されるようにその両側に配置される単一電場誘
導層10を有している。層10aと10bの各々がトラ
ップされた荷電キャリアを含み、層10a中のキャリア
が一方の極性とすると層10bのキャリアは他方の極性
となる。層10aは例身ば、正の荷電キ、ヤリアを含む
アモルファスシリコン・水素・窒素合金で良い。N10
bは例えば、負の荷電キャリアを含むアモルファスシリ
コン・水素・窒素合金で良い。先にも述べたように、層
10aと10bはエネルギ帯を曲げて、少なくとも真性
半導体材料本体64の一部分において高い電場を誘導し
、電場誘導層に接近したり離れたシする荷電キャリアの
運動を加速する。
を含む電場誘導層10が少なくとも1つ含まれる。層4
4はn形半導体材料であるのが望ましいが、これが構造
体62の上に配置される。最後に上記の光電池デバイス
の場合と同様、TCO材料の層42と電流収集を助ける
グリッド43とが層44の上に順次配置される。半導体
構造体62は真性半導体材料の層64を含み、この層6
4は少なくとも構造体の片側に、または図中10aと1
0bで示されるようにその両側に配置される単一電場誘
導層10を有している。層10aと10bの各々がトラ
ップされた荷電キャリアを含み、層10a中のキャリア
が一方の極性とすると層10bのキャリアは他方の極性
となる。層10aは例身ば、正の荷電キ、ヤリアを含む
アモルファスシリコン・水素・窒素合金で良い。N10
bは例えば、負の荷電キャリアを含むアモルファスシリ
コン・水素・窒素合金で良い。先にも述べたように、層
10aと10bはエネルギ帯を曲げて、少なくとも真性
半導体材料本体64の一部分において高い電場を誘導し
、電場誘導層に接近したり離れたシする荷電キャリアの
運動を加速する。
本発明を組入れた構造体の開路電圧は、従来の構造体に
優るものとなっているが、これは多数荷電キャリアが電
場誘導層をトンネリングによシ通シ抜けねばならず、そ
の結果暗電流が減少するためである。
優るものとなっているが、これは多数荷電キャリアが電
場誘導層をトンネリングによシ通シ抜けねばならず、そ
の結果暗電流が減少するためである。
本発明の構造体の形成には、アモルファスシリコン・水
素合金、・フッ素化アモルファスシリコン合金、アモル
ファスゲルマニウム合金、アモルファスシリコン・ゲル
マニウム合金の他、このような材料をいろいろと組合せ
たものも使用するととができる。通常はアモルファスゲ
ルマニウム半導体合金など、バンドギャップ中に非常に
高い欠陥状態密度を示す低品質の半導体材料に近接ドー
プを施すと良い。近接ドーピングすることによシミ場が
誘導され荷電キャリアのドリフト長が増す。
素合金、・フッ素化アモルファスシリコン合金、アモル
ファスゲルマニウム合金、アモルファスシリコン・ゲル
マニウム合金の他、このような材料をいろいろと組合せ
たものも使用するととができる。通常はアモルファスゲ
ルマニウム半導体合金など、バンドギャップ中に非常に
高い欠陥状態密度を示す低品質の半導体材料に近接ドー
プを施すと良い。近接ドーピングすることによシミ場が
誘導され荷電キャリアのドリフト長が増す。
誘導された電場はステブラ・ロンスキ劣化の開始を遅ら
せると共に、その効果を緩和する。このようにステブラ
・ロンスキ−劣化が緩和され遅延されるのは、少なくと
も部分的には強い誘導電場が存在する仁とによって荷電
キャリアのドリフト長が増加するためである。荷電キャ
リアの収集が電場によシ強められるため、本発明を組入
れたデバイスの安定性が向上する。
せると共に、その効果を緩和する。このようにステブラ
・ロンスキ−劣化が緩和され遅延されるのは、少なくと
も部分的には強い誘導電場が存在する仁とによって荷電
キャリアのドリフト長が増加するためである。荷電キャ
リアの収集が電場によシ強められるため、本発明を組入
れたデバイスの安定性が向上する。
光電池デバイスにおいては、電場誘導層をノζンドギャ
ップの広いアモルファス材料から製造して好ましくない
光の吸収を減少させるのが良いであろう。トランジスタ
等の製造など、他の電子的用途には、バンドギャップの
狭いアモルファス半導体材料を用いるのが望ましかろう
。いろいろな電場誘導層、また電場誘導層を形成する各
層ははつきシと形成された界面をもつものとして図解さ
れているが、本発明を実施する上でこのようにはつきゃ
と形成された界面は必要ない。電場誘導層は段階的にド
ープして、それぞれ反対に帯電したドープ物質の濃度を
中心に向かうに従って小さくしながら層の末端部に相反
する導電性の領域を均等に配置しても良い。さらに、第
1〜4図に示されたエネルギ帯は、単に概略的性格のも
のである。
ップの広いアモルファス材料から製造して好ましくない
光の吸収を減少させるのが良いであろう。トランジスタ
等の製造など、他の電子的用途には、バンドギャップの
狭いアモルファス半導体材料を用いるのが望ましかろう
。いろいろな電場誘導層、また電場誘導層を形成する各
層ははつきシと形成された界面をもつものとして図解さ
れているが、本発明を実施する上でこのようにはつきゃ
と形成された界面は必要ない。電場誘導層は段階的にド
ープして、それぞれ反対に帯電したドープ物質の濃度を
中心に向かうに従って小さくしながら層の末端部に相反
する導電性の領域を均等に配置しても良い。さらに、第
1〜4図に示されたエネルギ帯は、単に概略的性格のも
のである。
実際には誘導電場が真性半導体材料の領域全体に延びる
場合もある。
場合もある。
第1図は交互の電場誘導層の内部にあるトラップされた
荷電キャリアにより曲げられた真性半導体材料の交互の
層の価電子帯および伝導帯の概略図、第2図は、交互の
二重要部式電場誘導層のそ。 れぞれの要部にトラップされた荷電キャリアによる真性
半導体材料の交互の層の価電子帯および伝導体の曲がシ
方を示す概略図、第3図は交互の電場誘導層部による真
性半導体材料の交互の層の価電子帯および伝導帯の曲が
り方を示す概略図、第4図は、遮へい層を含む交互の二
重要部式電場誘導層のそれぞれの要部にトラップされた
荷電キャリアによる7真性半導体材料の交互の層の価電
子帯および伝導帯の曲がシ方を示す概略図、′#I5図
は連続的なp−1−n形溝電層からなる従来方法で製造
された光電池の断面図、第6図は、第4図に示した3層
部式電場誘導層を用いて真性半導体材料の層が製造され
ている光電池の断面図、第7図は、第3図に示したよう
な2層部式電場誘導層を含めて真性半導体材料の層が製
造されている光電池の断面図である。 8・・・半導体層、 10.20.30・・・電場誘導
層、12.22・・・電場生成層部、14.24・・・
電場影響要部、32・・・遮へい要部、 旬・・・光電
池、 41・・・基板、42・・・T2O層、招・・・
電極グリッド、材・・・n形半導体層、46・・・真性
半導体層、48・・・p形牛導体層、 50 、60・
・・光電池デバイス、52 、62・・・多層真性半導
体構造、54 、64・・・真性半導体層。 什■人弁理士月1 口 義 雄 図面の浄書(内容に変更なし) 1/2 /lyU’#、λ/−λ 手続補正書 昭和60年6月llP日 2、発明の名称 無秩序性多層半導体構造体3、補正を
する者 事件との関係 特許出願人 名 称 エナージー・コンバージョン・デバイセス・イ
ンコーホレーテッド 6、補正により増加する発明の数 7、補正の対象 願出中、出願人の代表者の欄、図面及
び委任状(3)委任状及び同訳文を別紙の通り補充する
。 尚、同日付にて本願に関する優先権主張証明書差出口を
提出いたしました。
荷電キャリアにより曲げられた真性半導体材料の交互の
層の価電子帯および伝導帯の概略図、第2図は、交互の
二重要部式電場誘導層のそ。 れぞれの要部にトラップされた荷電キャリアによる真性
半導体材料の交互の層の価電子帯および伝導体の曲がシ
方を示す概略図、第3図は交互の電場誘導層部による真
性半導体材料の交互の層の価電子帯および伝導帯の曲が
り方を示す概略図、第4図は、遮へい層を含む交互の二
重要部式電場誘導層のそれぞれの要部にトラップされた
荷電キャリアによる7真性半導体材料の交互の層の価電
子帯および伝導帯の曲がシ方を示す概略図、′#I5図
は連続的なp−1−n形溝電層からなる従来方法で製造
された光電池の断面図、第6図は、第4図に示した3層
部式電場誘導層を用いて真性半導体材料の層が製造され
ている光電池の断面図、第7図は、第3図に示したよう
な2層部式電場誘導層を含めて真性半導体材料の層が製
造されている光電池の断面図である。 8・・・半導体層、 10.20.30・・・電場誘導
層、12.22・・・電場生成層部、14.24・・・
電場影響要部、32・・・遮へい要部、 旬・・・光電
池、 41・・・基板、42・・・T2O層、招・・・
電極グリッド、材・・・n形半導体層、46・・・真性
半導体層、48・・・p形牛導体層、 50 、60・
・・光電池デバイス、52 、62・・・多層真性半導
体構造、54 、64・・・真性半導体層。 什■人弁理士月1 口 義 雄 図面の浄書(内容に変更なし) 1/2 /lyU’#、λ/−λ 手続補正書 昭和60年6月llP日 2、発明の名称 無秩序性多層半導体構造体3、補正を
する者 事件との関係 特許出願人 名 称 エナージー・コンバージョン・デバイセス・イ
ンコーホレーテッド 6、補正により増加する発明の数 7、補正の対象 願出中、出願人の代表者の欄、図面及
び委任状(3)委任状及び同訳文を別紙の通り補充する
。 尚、同日付にて本願に関する優先権主張証明書差出口を
提出いたしました。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 11) 少な(とも2つで1組を成す層を少なくとも1
組含み、その組のうち第1層は半導体合金で形成されて
いる無秩序性多層半導体構造体であって、前記組の第2
層が第1層部と第2層部で形成されており、各全部は、
前記第1層部m場を誘導するように総体として一方の極
性のトラップされた荷電キャリアを含んでおり、前記第
1および第2層部は総体として相反する極性の荷電キャ
リアを含んでいることを特徴とする構造体。 (2)前記第1層部がアモルファスシリコン・水素・炭
素合金で形成されており、前記第2層部がアモルファス
シリコン・水素・窒素合金で形成されていることを特徴
とする特許請求の範囲第1項(記載の構造体。 (3)前記第4層が真性導電形の半導体合金で形成され
ていることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の
構造体。 (4) 少なくとも2つで1組を成す層を少なくとも1
組含み、その組のうち第1の層が半導体合金で形成され
ている無秩序性多層半導体構造体であって、前記組の第
2の層が少なくとも第1層部と第2層部で形成されてお
り、第1層部は、少な°(とも前記第1層に電場を誘導
すべく総体として第1の極性のトラップされた荷電キャ
リアを含んでおり、第2層部は誘導される電場の大きさ
と方向に影響を与える欠陥状態を含む材料で形成されて
いることを特徴とする構造体。 (51前記第2層部が前記第1層部と前記第1層との間
に配置されていることを特徴とする特許請求の範囲第4
項に記載の構造体。 (6)第1層部が総体として正極性のトラップされ次荷
電キャリアを含むアモルファスシリコン・水素・炭素合
金で形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
4項または第5項に記載の構造体。 (7)第1層部が総体として負極性のトラップされた荷
電キャリアを含むアモルファスシリコン・水素・窒素合
金で形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
4項またはlas項に記載の構造体。 (8)第2層が少な(とも第1、第2および第3層部で
形成され、第2層部は第1層部の総体としての極性と反
対の総体としての極性のトラップされた荷電キャリアを
含み、前記第3層部は前記第1および第2層部により誘
導される電場の拡がりを制限すべく前記第1層部と第2
層部との間に配置されていることを特徴とする特許請求
の範囲第4項Vcす載の構造体。− (9111層がアモルファスシリコン・水素合金であり
、第1層部と第2層部とはアモルファスシリコン・水素
・窒素合金およびアモルファスシリコン・水素・炭素合
金のうちの一つであることを特徴とする特許請求の範囲
第8項に記載の構造体。 al 第2層部がl−あたり約10JJという荷電キャ
リアの面積密度を有する導電性材料で形成されているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第9項に記載の構造体@
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US61022684A | 1984-05-14 | 1984-05-14 | |
| US610226 | 1984-05-14 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60250681A true JPS60250681A (ja) | 1985-12-11 |
Family
ID=24444201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60101177A Pending JPS60250681A (ja) | 1984-05-14 | 1985-05-13 | 無秩序性多層半導体構造体 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0168132A3 (ja) |
| JP (1) | JPS60250681A (ja) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55111180A (en) * | 1979-02-19 | 1980-08-27 | Sharp Corp | Thin-film solar battery of high output voltage |
| JPS55141765A (en) * | 1979-04-19 | 1980-11-05 | Rca Corp | Amorphous silicon solar battery |
| JPS5664476A (en) * | 1979-08-30 | 1981-06-01 | Plessey Overseas | Armophous silicon solar battery |
| JPS577166A (en) * | 1980-06-16 | 1982-01-14 | Nec Corp | Amorphous thin solar cell |
| JPS57153478A (en) * | 1981-03-19 | 1982-09-22 | Agency Of Ind Science & Technol | Photoelectric conversion device |
| JPS57160175A (en) * | 1981-03-28 | 1982-10-02 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Photoelectric converter |
| JPS58122783A (ja) * | 1982-01-14 | 1983-07-21 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4163237A (en) * | 1978-04-24 | 1979-07-31 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | High mobility multilayered heterojunction devices employing modulated doping |
| US4695857A (en) * | 1983-06-24 | 1987-09-22 | Nec Corporation | Superlattice semiconductor having high carrier density |
-
1985
- 1985-04-30 EP EP85303059A patent/EP0168132A3/en not_active Withdrawn
- 1985-05-13 JP JP60101177A patent/JPS60250681A/ja active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55111180A (en) * | 1979-02-19 | 1980-08-27 | Sharp Corp | Thin-film solar battery of high output voltage |
| JPS55141765A (en) * | 1979-04-19 | 1980-11-05 | Rca Corp | Amorphous silicon solar battery |
| JPS5664476A (en) * | 1979-08-30 | 1981-06-01 | Plessey Overseas | Armophous silicon solar battery |
| JPS577166A (en) * | 1980-06-16 | 1982-01-14 | Nec Corp | Amorphous thin solar cell |
| JPS57153478A (en) * | 1981-03-19 | 1982-09-22 | Agency Of Ind Science & Technol | Photoelectric conversion device |
| JPS57160175A (en) * | 1981-03-28 | 1982-10-02 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Photoelectric converter |
| JPS58122783A (ja) * | 1982-01-14 | 1983-07-21 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0168132A2 (en) | 1986-01-15 |
| EP0168132A3 (en) | 1987-04-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7076938B2 (ja) | 二次元物質を含む半導体素子及びその製造方法 | |
| US8395042B2 (en) | Quantum dot solar cell with quantum dot bandgap gradients | |
| US10304986B2 (en) | Contact for silicon heterojunction solar cells | |
| JP5193434B2 (ja) | 表面パシベーティッド光起電装置 | |
| US8158880B1 (en) | Thin-film photovoltaic structures including semiconductor grain and oxide layers | |
| EP0289579A1 (en) | Solar cell having improved front surface metallization. | |
| CN113035992A (zh) | 互补势垒超晶格长波红外探测器 | |
| US20120222737A1 (en) | Hot carrier energy conversion structure and method of fabricating the same | |
| JPS61174714A (ja) | 半導体膜の製造方法及び光起電力構造体の製造方法 | |
| WO1992020104A1 (en) | Advanced solar cell | |
| EP0153043A2 (en) | Ohmic contact layer | |
| BRPI0619150A2 (pt) | célula fotovoltaica | |
| EP0168132A2 (en) | Static field-induced semiconductor structures | |
| EP3186839B1 (en) | Tandem junction photovoltaic cell | |
| CN105874610B (zh) | 光伏电池 | |
| JP2018163989A (ja) | ヘテロ接合太陽電池 | |
| JP7627056B2 (ja) | 直接遷移型半導体ソーラ装置の改善 | |
| JPH0550872B2 (ja) | ||
| Bencherrat et al. | Numerical simulation and optimization of Cu2O/MASnI3/TiO2 coaxial nanowire solar cells: toward high-efficiency lead-free photovoltaics | |
| CN112466979A (zh) | 光伏器件 | |
| JPH0574950B2 (ja) | ||
| JP2021040117A (ja) | 光電変換素子 | |
| JPH03208376A (ja) | 非晶質半導体太陽電池 | |
| WO1994028589A1 (en) | Advanced solar cell | |
| HK1242469B (en) | Tandem junction photovoltaic cell |