CN1096713C - 具有一个有特定不规则表面结构的不透明衬底的光电器件 - Google Patents

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Abstract

一种光电器件，包括具有不规则表面结构的不透明的衬底，所述不规则表面结构包括在其中排列的许多线性不规则处或槽，以及形成在所述衬底的所述不规则表面结构上的光电转换层，其中的多个线性不规则处或槽当沿着平形于线性不规则处或槽的方向扫描时，具有15n到300nm中心线平均粗糙度Ra(X)，当沿着垂直于线性不规则处或槽的方向扫描时，具有20nm到600nm的中心线平均粗糙度Ra(Y)，并且Ra(X)/Ra(Y)之比为0.8或更小。

Description

具有一个有特定不规则表面结构的 不透明衬底的光电器件
本发明涉及一种在用于太阳能电池和用于在各种电设备中的电源的光电器件中的改进。特别是，本发明涉及一种具有一个有特定不规则表面结构的不透明衬底的光电器件(或一个光电转换器件)，该不规则表面结构增加了在光电转换区域(或光电半导体区域)中入射光的利用效率并提供了改进的光电转换效率。
为了获得一种具有一个改进的光电转换效率的光电器件，已知一种在与光电转换层的光入射侧相反的侧上设置一个金属反射层(所谓的金属背反射层)。此外，已知在一个光电转换层和一个金属背反射层之间设置一个透明导电层的情况下、能够获得具有下列优点的光电器件：防止金属背反射层被扩散到光电转换层中，防止过电流流动，和光电转换层具有一个改进的粘合力(参见，日本专利公开号.43101/1984，41878/1985，和84888/1985)。
此外，已知一种包括一个透明导电层的光电器件，该透明导电层由设置在一个光电转换层和一个金属背反射层之间的TiO2构成(参见Y.Hmakawaetal.，Appl.Phys.Lett.，43，p.644(1983))。
另一方面，已知一种包括一个透明导电层的光电器件，该透明导电层具有一种网纹表面结构，该网纹表面结构设置有许多与一个光电转换层接触的微小不规则处，在光电转换层中光被扩散在透明导电层与光电转换层之间的界面上，由此改进了在光电转换层中入射光的利用率(参见.H.Deckman et al.Proc.，16th IEEE Photovoltaic Specialist Conf.p.1425(1982))。
然而，在通过采用包含具有网纹表面结构的透明导电层的一个电极(或一个背电极)结构来产生一种光电器件的情况下，有时存在与灵活性和耐久性相关的问题，如将在下面描述的。
在此，已经基本考虑到：在一个光电器件的情况下常规的所谓网纹表面结构是典型的这样具有许多锥状不规则处的一种结构，如在T.Tiedje et al.Proc.16th IEEE Photovoltaic Specialist Conf.p.1423(1982))中所述的并且它提供了一个非常好的光限制效果。
然而，在通过提供一个具有设置有许多锥状不规则处的一个不均匀表面的衬底(此后该不均匀表面将被称为锥状不规则表面)和在所述衬底的锥状不规则表面上形成一个小电极和一个作为光电转换层的光电半导体层来制造一个光电器件的情况下，容易产生的问题是：所产生的光电器件有时使由于在光电半导体层中存在的一个缺陷或类似情况引起的漏电流增加，因此获得一个高效率是困难的。除此之外，在这种情况下，容易产生的另一个问题是：由于在衬底的锥状不规则表面上形成的光电转换层的有效厚度比在一个衬底的抛光表面上形成的光电转换层的厚度更薄，所以特别是它构成的搀杂层区域(在一个相当薄的厚度上形成的)进一步变薄，结果所产生的光电器件最终在Voc(开路电压)和F.F.(占空因数)方面比在衬底的抛光表面上形成的光电器件更差。
另外地，在光电器件具有一个由银(Ag)和铜(Cu)组成的金属背反射层的情况下，当在高湿度环境条件下提供一个正偏压给金属背反射层时，容易产生的问题是：作为金属背反射层的组成部分的Ag和Cu被迁移与位于光入射侧上的电极(上电极)电接触，在那里光电器件遭受一个旁路(或一个短路)。在金属背反射层具有一个尺寸与入射光的波长类似的不规则表面(或一个网纹表面结构)的情况下这种现象是明显的。
对于具有一个由铝(Al)组成的金属背反射层的光电器件，虽然在利用由银(Ag)或铜(Cu)组成的金属背反射层的情况下产生的这种迁移不存在，但是当具有一个由铝(Al)组成的金属背反射层被制造成具有一个网纹表面时，具有一种减小反射率的趋势。此外，在透明导电层被叠加在Al背反射层的网纹表面上的情况下，具有明显地减小反射率的趋势。
随便说说，对于被利用在一个光电器件中的衬底，已知该衬底的表面状态与在其上形成的一个半导体膜的光电特性紧密相关，和当衬底表面的粗糙度增加时，半导体膜的特性下降(参见，Japanese Journal of AppliedPhysics，Vol，21(1982)Supplement 21-2，PP.287-290)。因此，为了以高效率产生一个具有所希望的光电特性的光电器件，已知认识到：希望利用一个具有尽可能小的表面粗糙度的衬底以致于它与一个抛光表面(镜面)类似。
然而，在每个衬底和背反射层的表面被制造成不是不均匀表面而是一个抛光表面的情况下，容易产生的问题是：在背侧中的光反射是相当的小，由于这个原因，在光电半导体层中入射光的利用率不充分的，并且根据构成衬底的材料和构成背反射层的材料的一种组合物，衬底与背反射层的粘合力变为不充分，使在一个光电器件的制造期间在衬底和背反射层之间的界面上产生层分离。另外，为了得到一个抛光表面而对被利用在一个光电器件中的衬底进行处理使衬底的生产费用提高了，它导致了使所产生的光电器件的费用提高。
在采用这样的一个光电器件产生过程的情况下，即在实际中通过利用一个由树脂膜、不锈钢部件或类似物组成的一个低价格的衬底或通过利用提高一个光电半导体层的形成速度来提高光电器件产生速度的方法使光电器件产生过程的费用更低的情况下肯定能够产生上述问题，其中特别是一个光电器件的效率被降低了。
为了使在一个光电器件中利用的透明导电层具有加在上面所述的不规则表面，已知一种制造具有一个不规则表面的衬底(在该衬底上形成有所述的透明导电层)的方法。特别是在这方面，日本未审查的专利公开号.205879/1991公开了一种太阳能电池(属于光电器件)，在该太阳能电池中利用了一个具有不规则表面的玻璃衬底。然而，该方法的问题是：在玻璃衬底上的所述不规则表面是一个具有任意粗糙度的锥状不规则表面，由于这个原因，上面所述的问题容易发生。
日本未审查的专利公开号.147783/1987公开了一种太阳能电池(属于光电器件)，它包括一个淀积在一个金属衬底上的非晶硅(a-Si)光电半导体层，该金属衬底的表面具有一个能够引入射光绕射的特殊的规则表面。然而，在这种情况下利用特殊的刻蚀过程进行在金属衬底上所述特殊的规则表面的形成，由于这个原因，太阳能电池是高费用的。
因此，增加了对制造高可靠光电器件的需要，在该光电器件中入射光的利用率和光电转率进一步被改进，它擅长于实用性并且能够以一种合理的生产费用被有效地产生。
本发明的一个目的是消除上述在现有技术中发现的问题和满足上述的要求：
本发明的一个目的是提供一种高可靠的光电器件，它没有关于上述在现有技术中发现的实用性、可靠性和产生费用的问题，并且在该光电器件中由光电半导体层吸收的入射光(或入射光的利用率)被大大地改进了，以及它擅长于实用性和可靠性。为了获得上述目的，本发明是以本发明人通过试验研究获得的一种发现为基础的，即利用具有一个由许多线性不规则处或凹槽构成的特定不规则表面结构的不透明衬底能够获得一个高可靠性的光电器件，该光电器件没有涉及在现有技术中发现的实用性、可靠性和产生费用的问题，并且在该光电器件中由光电转换层吸收的入射光(或入射光的利用率)被大大地改进了，它擅长于实用性并且能够以一种合理的生产费用被有效地产生。
一种根据本发明的光电器件，其特征是具有一个由许多直线不规则处或凹槽构成的特定不规则表面结构的不透明衬底，该线性不规则处或凹槽能够使光电转换层更有效地利用入射光(或更有效地吸收入射光)，由此在光电转换率方面提供一种改进。
在本发明中不透明衬底上的不规则结构中的直线不规则处或凹槽可以采用：一种以直线形式设置线性不规则处或凹槽的直线型图形，一种波状形式设置线性不规则处或凹槽的波状型图形，和一种以螺旋形式设置线性不规则处或凹槽的螺旋型图形。
特别是在一个长衬底薄板被用在一个所谓的滚筒对滚筒膜形成过程中的情况下，本发明具有的明显优点是：在用于产生所述衬底模板的一个滚压的过程中，在该衬底薄板上能够有效地形成上述不规则表面结构，由于这个原因，所以能够获得一个经过加工的具有上述不规则表面结构的衬底薄板。
对于以线性形式设置线性不规则处或凹槽的线状型图形，本发明人发现：线性不规则处或凹槽最好位于一个特殊的数值范围之内。特别是，当在与线性不规则处或凹槽平行的方向上进行扫描时获得的一个中线平均粗糙度被作为是Ra(X)和在与线性不规则处或凹槽垂直的方向上进行扫描时获得的一个中线平均粗糙度被作为是Ra(Y)时，Ra(X)是在从15nm到300nm的范围之内，Ra(Y)是在从20nm到600nm的范围之内，Ra(X)/Ra(Y)是0.8或更小。
在此，中线平均粗糙度Ra由下面的等式(I)来限定。
在等式(I)中，L是在一个给定方向上的一个测量长度，和
Figure C9710999900081
(x)对应于一个高度，该高度是以在衬底的表面中的一个给定的位置上的不规则处的中线为基础的。
对于用于限定表面粗糙度的参数，能够利用一个最大高度值Rmax来表示。但是，由本发明人得到的试验结果显示：利用中线平均粗糙度Ra是最适合的，因为它与一个光电器件的效率和特性密切相关。考虑这个原因的理由是：当仅有一个大尺寸的不规则处存在时，Rmax相应地变大，另一方面，对于在本发明中的线性不规则处或凹槽的表面，Ra提供了更平均的评价。在此，对于由许多简单的三角形不规则处组成的不规则表面，认为Rmax大约是Ra的4四倍。另一方面，对于由在本发明中的线性不规则处或凹槽组成的不规则表面，由本发明人的试验结果发现：在最大在情况下Rmax大约是Ra的5倍。
下面将描述在一个光电器件中利用具有根据本发明的上述特定不规则表面结构的衬底具有的各种优点。
在光电器件的产生中与利用一个具有均匀(镜面)表面的衬底的情况相比，在衬底和在其上淀积的一个膜之间的粘合力被显著地改进了。由于这个原因，在一个光电器件的产生中的可控性和灵活性被扩大了，以便能够有效地产生所希望的高效的光电器件。所获得的光电器件擅长于耐气候和耐久性。并且该光电器件具有好的光电特性。特别是，由于衬底的特定不规则表面结构，在光电器件的背部区域中光的不规则反射被明显地改进了，以致于没有被光电半导体层吸收而保留下来的长波长的光被有效地扩散到光电半导体层中，以便使在光电半导体层中的光径长度延长，其中串联电阻被很大地减小和在短路电流(Jsc)和占空因数(F.E.)方面得到了明显的改进。到目前为止，光电器件呈现出了一个改进的光电转换效率。
在光电器件的产生中与利用一个具有设置许多锥状型不规则处的一个不均匀表面的衬底的情况相比，利用具有根据本发明的特定不规则表面结构能够有效地产生一个所希望的光电器件，该光电器件擅长于耐气候和耐久性并且以较高的效率改进了光电特性。该光电器件在包括开路电压(Voc)和占空因数(F.F.)的光电特性方面具有明显的改进，问时巴短路电流(Jsc)维持在一个高电平。并且该光电器件呈现出了一个改进的光电转换效率。对于利用具有根据本发明的特定不规则表面的衬底提供这些明显的优点的机械原因，到目前为止还不十分清楚。但是它被认为是下列原因。在利用具有一个设置许多锥状型不规则处的不均匀表面的衬底的情况下，当为了获得在光扩散效果方法的改进使锥状型不规则处的尺寸增加时，在这个不规则衬底表面上形成的一个半导体层具有一个在锥状型不规则处的顶部上产生缺陷部分的趋势。另一方面，在利用具有根据本发明的特定不规则表面结构的衬底的情况下，不存在这样的问题。特别是，根据本发明的特定不规则表面结构没有这样的锥状的顶部而被形成有波峰，由于这个原因，电场被集中在这种缺陷半导体层部分几乎不存在的波峰上是很困难的。
此外，对于在锥状型不规则处结构上形成的一个半导体层，它的有效厚度比在一个抛光的衬底表面(镜面)上的一个半导体层的厚度更薄。在该半导体层是一个搀杂层或类似物(它通常被设计具有一个薄的厚度)的情况下，它的有效厚度被过分地变薄了。在开路电压(Voc)和占空因数(F.F.)方面，一个具有这种过分薄的搀杂层的光电器件次于在抛光的衬底表面上形成的一个光电器件。在产生一个的利用具有根据本发明的特定不规则表面结构的衬底的光电器件在情况下，由于根据本发明的衬底的特定不规则表面结构的表面区域比锥状型衬底结构的表面区域更小，所以形成特定不规则表面结构的半导体层(包括一个搀杂层)被变为不希望的薄是困难的，如与在利用锥状不规则衬底表面的情况中的半导体层相比，其中在开路电压(Voc)和占空因数(F.F.)方面，所获得的光电器件优于在锥状不规则衬底表面形成的光电器件，同时能够把短路电流(Jsc)维持在一个高电平。
图1是说明根据本发明的光电器件的一个例子的层结构的视图。
图2是说明根据本发明的光电器件的另一个例子的层结构的视图。
图3(a)是说明设置在根据本发明的一个不透明衬底上的一个不规则表面结构的一个例子的视图，该结构包括许多以一种纵向形式布置的线性不规则处或凹槽。
图3(b)是说明设置在根据本发明的一个不透明衬底上的一个不规则表面结构的另一个例子的视图，该结构包括许多以一种波状形式布置的线性不规则处或凹槽。
图3(c)是说明设置在根据本发明的一个不透明衬底上的一个不规则表面结构的又一个例子的视图，该结构包括许多以一种螺旋形式布置的线性不规则处或凹槽。
图3(d)是说明设置在根据本发明的一个不透明衬底上的一个不规则表面结构的又一个例子的视图，该结构包括许多以一种纵向形式布置的第一线性不规则处或凹槽和许多在与所述第一线性不规则处或凹槽垂直的方向上布置的第二线性不规则处或凹槽。
图4是说明使用在根据本发明的光电器件中的一个集电极图形的例子的平面图。
图5是说明一种溅射装置的一个例子的视图，该溅射装置用于制造一个具有被使用在根据本发明的光电器件中的前述特定不规则表面结构的衬底。
图6是说明用于制造一个根据本发明的光电器件的制造装置的一个例子的视图。
图7(a)和(b)是说明用于制造一个根据本发明的光电器件的一个滚筒对滚筒型制造装置的一个例子的视图。
图8(a)是表示关于对于根据本发明的光电器件和将在后面描述的例2中的常规光电器件的效率的评价结果的图表。
图8(b)是表示关于在耐久实验之后对于根据本发明的光电器件和将在后面描述的例2中的常规光电器件的特性的评价结果的图表。
图9(a)是表示对于根据本发明的光电器件和将在后面描述的例3中的常规光电器件的效率的评价结果的图表。
图9(b)是表示关于在耐久实验之后对于根据本发明的光电器件和将在后面描述的例3中的常规光电器件的特性的评价结果的图表。
下面将参照附图来描述本发明。
根据本发明的光电器件可以是一种单元件型或像双元件型、三元件型或类似型这样的多元件型。
图1是说明根据本发明的光电器件的一个单元件型的例子的层结构的视图。
图2是说明根据本发明的光电器件的一个多元型的例子的层结构的视图。
在图1中所示的单元件型光电器件包括一个单pin结器件。特别是在图1中所示的光电器件包括一个金属背反射层102、一个透明导电层103、一个n型半导体层104(即，一个n型搀杂半导体层)、一个i型半导体层105(即，一个i型非搀杂半导体层)、一个p型半导体层106(即，一个p型搀杂半导体层)、一个透明电极层107，该透明电极层107具有一个设置有许多第一线性不规则处109的不规则表面，第一线性不规则处109设置有许多在与第一线性不规则处垂直的方向上布置的微小线性不规则处110、和一个集电极108，它倦一个不透明衬底101特定不规则表面结构上以指定的顺序被叠加起来。在图1所示的光电器件中，n型半导体层104、i型半导体层105和p型半导体层106构成一pin结器件。在图1所示的光电器件中，光通过透明电极层107侧面被射入。
在图1所示的光电器件可以还包括一个被插入在不透明衬底101和金属背反射层102之间的接触层(没有示出)，以便改进金属背反射层102与不透明衬底101的粘合力。
在图1所示的光电器件中，不仅搀杂半导体层的位置而且电极的位置根据光入射的方向可以被改变。
在图2中所示的多元件型光电器件是一个由三pin结器件叠加成的三元型的光电器件。特别地，在图2中所示的三元件型光电器件包括一个不透明衬底202、一个透明导电层203、一个第一pin结器件217、一个第二pin结器件216、一个第三pin结器件215、一个透明电极213，该透明电极层具有一个设置有许多第一线性不规则处218的不规则表面，第一线性不规则处218设置有许多在与第一线性不规则处垂直的方向上布置的微小线性不规则处219、和一个集电极214，它们在一个不透明衬底201特定不规则表面结构上以指定的顺序被叠加起来。在这个光电器件中，第一pin结器件217包括一个n型半导体层204、一个i型半导体层205和一个p型半导体层206，它们从不透明衬底201侧开始以指定的顺序被叠加起来，第二pin结器件216包括一个n型半导体层207、一个i型半导体层208和一个p型半导体层209，它们从不透明衬底201侧开始以指定的顺序被叠加起来，和第三pin结器件215包括一个n型半导体层210、一个i型半导体层211和一个p型半导体层212，它们从不透明衬底201侧开始以指定的顺序被叠加起来。在图2中所示的多元件型光电器件中，光通过第三pin结器件215的侧面被射入。
在图2中所示的光电器件可以还包括一个被插入在不透明衬底201和金属背反射层202之间的接触层(没有示出)，以便改进金属背反射层202与不透明衬底201的粘合力。
在图2所示的光电器件中，不仅搀杂半导体层的位置而且电极的位置根据光入射的方向可以被改变。
下面将对根据本发明的光电器件的每个组成部分进行描述。
                        衬底
本发明的基本特征在于利用具有一种特定不规则表面结构(或图形)的不透明衬底作为衬底(101，201)。
设置在该衬底上的特定不规则表面结构包括：
一种在图3(a)中所示的不规则表面图形，该图形包括许多以一种纵向形式布置的线性不规则处或凹槽；
一种在图3(b)中所示的不规则表面图形，该图形包括许多以一种波状形式布置的线性不规则处或凹槽；
一种在图3(c)中所示的不规则表面图形，该图形包括许多以一种螺旋形式布置的线性不规则处或凹槽；或
一种在图3(d)中所示的不规则表面图形，该图形包括许多以一种纵向形式布置的第一线性不规则处或凹槽和许多在与所述第一线性不规则处或凹槽垂直的方向上布置的微小不规则处或凹槽。
这是以通过本发明人的实验研究所获得的发现为基础的，因为利用具有在图3(a)到3(d)中所示的任何一种不规则表面图形的不透明衬底能够得到一种高可靠性的光电器件，该光电器件没有前面所述的涉及在现有技术中发现的可加工性、可靠性和生产费用的问题，在该光电器件中由光敏半导体层(或光电转换层)吸收的入射光(或利用入射光的效率)被大大地改进，并且擅长于可加工性和能够以合理的生产费用被有效地制造。具体地说，已经发现：利用具有在图3(a)、3(b)或3(c)中所示的一种不规则表面图形的不透明衬底能够得到以高效率产生的一种高可靠性的光电器件，该光电器件在防止漏电流产生方面被改进了，并且在该光电器件中，在衬底区域中光的不规则反射被改进了，以便延长在光敏半导体层(或光电转换层)中的光通路长度，因此由光敏半导体层吸收的光被增加，导致了在短路电流(Jsc)中的增加。
根据在图3(a)到3(c)中所示的不规则表面图形，本发明人通过实验研究获得了下面的发现。
当在与线性不规则处或凹槽平行的方向上进行扫描时获得的一个中线平均粗糙度被作为是Ra(X)和在与线性不规则处或凹槽垂直的方向上进行扫描时获得的一个中线平均粗糙度被作为是Ra(Y)时，
希望Ra(X)最好是在从15nm到300nm的范围之内，更好是在从20nm到200nm的范围之内，最佳是在从25nm到150nm的范围之内。
希望Ra(Y)最好是在从20nm到600nm的范围之内，更好是在从20nm到400nm的范围之内，最佳是在从60nm到300nm的范围之内，和
希望Ra(X)/Ra(Y)最好是0.8或更小，更好是0.6或更小，最佳是0.4或更小。
另外，希望线性不规则处或凹槽具有一个间距(也就是，在相邻的不规则处或凹槽之间的间隔)，该间距最好是在0.5μm到20μm的范围之内，更好是在从1μm到15μm的范围之内，最佳是在从2μm到10μm的范围之内。在线性不规则处或凹槽之间的这些间距不需要是均匀，只要它们在所述范围之内就可以。
在图3(d)中所示的不规则表面图形是在图3(a)中所示的不规则表面图形的一种变型，以致于许多长度为20μm或更小的第二微小线性不规则处或凹槽在与纵向地设置在图3(a)中的线性不规则处或凹槽垂直的方向上被附加地设置。具体地说，在图3(d)中所示的不规则表面图形中，许多第一直线不规则处或凹槽以一种纵向布置形式隔开地被设置，如在图(a)中所示，和许多长度为20μm或更小的第二微小线性不规则处或凹槽在与第一线性不规则处或凹槽垂直的方向上隔开地被设置。
由本发明人研究的实验结果所得到的结果揭示了在图3(d)中所示的线性不规则处或凹槽具有明显的优点。特殊地，利用具有在图3(d)中所示的线性不规则处或凹槽的一个不透明衬底能够高效率地获得非常可靠的光电器件，该光电器件在防止漏电流产生方面被改进了，并且在该光电器件中，在衬底区域中光的不规则反射被改进了，以便延长在光敏半导体层(或光电转换层)中的光通路长度，由此由光敏半导体层吸收的光被增加，导致了在短路电流(Jsc)中的增加。
对于第二微小线性不规则处或凹槽，希望它们的长度是如上所述的20μm或更小。最好是15μm或更小，最佳是10μm或更小。
衬底(101、201)可以由一个单晶材料或一个非单晶材料构成，这种材料可以是导电的或是电绝缘的。总之，希望衬底是由一种适合的材料构成，该材料不容易被损坏和被变形并且具有一个足够的物理强度。
特别地衬底可以从下列金属组成的组中选择一种金属：Fe、Ni、Cr、Al、Mo、Au、Nb、Ta、V、Ti、Pt和Pb；从由例如黄铜和不锈钢这样的这些金属的合金组成的组中选择一种合金；或从由这些合金的组合构成的组中选择一种结构要素。
此外，衬底可以包括一个膜或一个耐热合成树脂的薄片，例如：聚酯、聚乙烯、聚碳酸酯纤维、乙酸纤维素、聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚苯乙烯、酰胺、聚酰亚胺、或环氧树脂；或从由这些膜或具有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维或金属纤维的薄片的合成物组成的组中选择一种结构要素。
除了这些元素之外，构成衬底的材料能够包括由上述金属、合成树脂薄片或陶瓷制品构成的薄板，上述金属具有一个利用溅射、真空淀积和电镀方法涂有一层由不同金属构成的金属薄膜或/和一层由SiO2、Si3N4、Al2O或AlN构成的电绝缘薄膜的表面；上述合成树脂薄片具有一个利用溅射、真空淀积和电镀方法涂有一层由不同金属构成的金属薄膜或/和一层由SiO2、Si2N4、Al2O3或AlN构成的电绝缘薄膜的表面。
根据上述作为衬底的组成部分的材料，不锈钢是最适合的，因为它们擅长于可加工性、耐久性和适宜性，此外它们擅长于在形成上述不规则表面图形中的适用性。
在衬底由一种导电材料构成的情况下，它可以这样地被设计以致于它也作为一个电流输出电极。在衬底由一种电绝缘材料构成的情况下，希望通过电镀、真空淀积和溅射方向在其上形成有一层淀积膜的表面上利用像Al、Ag、Pt、Au、Ni、Ti、Mo、W、Fc、V、Cr或Cu这样的金属；像不锈钢、黄铜或镍络合金这样的合金；或像SnO2、In2O3、ZnO或ITO这样的透明和导电氧化物材料实施导电表面处理，以便建立一个电流输出端。
即使在衬底由一种包括一种金属材料的导电材料构成的情况下，希望由一种与衬底的组成金属材料不同的金属组成的金属层被淀积在该衬底的一个表面上，在该衬底上待形成一层淀积膜以便改进在该衬底的表面上长波长光的反射和防止该衬底的组成部分和淀积膜的组成部分相互扩散。
衬底可以是像板状的、带状的或圆筒型这样的任何一种结构，根据实际应用能够适当地确定它们的结构。
在衬底被用在滚筒对滚筒膜形成过程中的情况下，该过程包括一个用于产生一个具有上述不规则表面图形的轧制步骤和一个用于在衬底上形成一个淀积膜的膜形成步骤，希望它是包括一个长边薄板条衬底的带状形状。在这种情况下，在使衬底经过在膜形成步骤中的膜形成之前的轧制步骤中，不规则表面图形能够在长边薄板条衬底上被连续地形成，该长边薄板条衬底朝着膜形成步骤被移动。到这时，一个根据本发明的光电器件能够以一个高的产生率和一个合理产生费用被连续地被制造。
对于衬底的厚度，它能够被适当地被确定以致于能够获得一个所希望的光电器件。在对光电器件需要适应性的情况下，在能够充分地提供作为衬底的功能的范围之内尽可能地使衬底的厚度更薄。然而，考虑到制造和加工或衬底的机械强度，厚度通常大于10μm。
下面将描述在衬底上形成上述不规则表面图形。
根据衬底的组成材料的种类，利用一个适当的方法来进行在衬底上形成不规则表面图形。
然而，能够利用像将在下面描述的方法一样的方法。
为了形成一种包括许多在衬底的一个表面上的给定方向上间隔设置的线性不规则处或凹槽的不规则表面图形，能够利用一种滚压方法、抛光方法、模压方法或刻蚀方法。在这些方法中，能够附加地利用热处理。
滚压方法适合于在衬底由一种金属材料构成的情况。它特别适合在形成图3(a)中所示的不规则表面图形的情况。
滚压能够包括冷轧和热轧。借助于一种反向型四滚筒滚压机、森氏极薄钢板20滚筒滚压机和一种表皮光轧机可以进行冷轧。在利用冷轧的情况下，例如，当衬底是由一种奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢或一种马氏体不锈钢构成时，利用2D精轧的方法，2B精轧的方法或BA精轧的方法，能够形成一种所希望的包括许多在衬底的一个表面上的给定方向上间隔设置的线性不规则处或凹槽的不规则表面图形。
下面将描述利用滚压的方法在一个不锈钢板的一个表面上形成一个包括许多根据本发明的线性不规则处或凹槽的不规则表面图形的方法。
用于产生一个不锈钢板的过程总地包括一个冶炼过程、一个热轧过程、一个冷轧过程和一个精加工处理。在这些过程中，对于形成根据本发明的不规则表面图形来说精加工处理是最重要的。通过选择用于由最后滚压、最后抛光和类似方法进行的最后表面处理的最佳条件，在一个希望的状态下，在不锈钢的表面上能够形成根据本发明的不规则表面图形。
在冶炼过程中，一种原材料利用一个电弧炉熔炼和精炼，接着利用一个L.D.变换器使其脱碳。随后，对于生成物借助于一个真空脱气容器适当地调单pin结不锈钢成分和温度，接着，利用一个连续的铸造机形成平板。
在热轧过程中，利用一个表面抛光机把平板磨光，然后利用一个炉使平板再加热到一个所谓的热线圈状态，随后通过一个粗轧机对其进行处理，随后利用一个热轧机对其进行处理，由此厚度大于100mm的平板被热轧成一个具有厚度为2到3mm的平板。
在冷轧过程中，在铁素体不锈钢或一种马氏体不锈钢的情况下，在利用一个浮筒式退火炉进行暂时退火处理之后，在奥氏体不锈钢的情况下，不进行暂时的退火处理，利用一个连续的退火和酸洗线进行退火处理和酸洗，以便除去在不锈钢表面上存在的氧化物(称为“锈氧化皮”)使其成为一种能够容易地被冷轧的状态。利用森氏极薄钢板20滚筒滚压机或一个串级式森氏极薄钢板滚筒滚压机对所产生的结果进行冷轧处理，由此它被加工和被变硬成厚度小于1mm的一个板。在冷轧处理之后，D当2D或2B精加工正在进行时，为了用于不锈钢的再熔炼、软化和碳溶液，利用一个连续的退火和酸洗线对冷轧的带进行退火处理和酸洗。在进行BA精加工的情况下，利用一个连续的光亮退火线在一个惰性气体中进行热处理。在这种情况中，由于没有像氧化皮存在并且能够获得很强的光泽，所以不需要进行酸洗。
在精加工处理中，利用具有一个工作滚筒的精加工滚压机的精加工滚压或利用具有一个接触滚筒的精加工抛光机的精加工抛光被进行，以便获得具有一个希望的厚度和具有包括根据本发明的许多线性不规则处或凹槽的不规则表面图形的一个表面的不锈钢板，该不锈钢板完全适合用于制造根据本发明的一个光电器件。对于不锈钢板的厚度，它最好是在从0.05mm到1mm的范围之内，更好的是在从0.1mm到0.5mm的范围之内。
作为上述的精加工滚压机，能够利用一个4滚筒冷轧，12滚筒冷轧或一个表皮光轧机。
作为精加工滚压机的工作滚筒或作为精加工抛光机的接触滚筒，利用具有一个表面平整度分别为下列值的一个工作滚筒或接触滚筒能够分别地形成包括根据本发明的许多线性不规则处或凹槽的不规则表面图形，如所希望的不规则表面图形。也就是，对于工作滚筒或接触滚筒的表面平整度，当在滚筒(圆柱形的形状)的圆周方向上进行扫描时获得的一个中线平均粗糙度被作为是Ra(L)和在滚筒的母线方向上进行扫描时获得的一个中线平均粗糙度被作为是Ra(H)时，希望Ra(H)最好是在从5nm到500nm的范围之内，或更好是在从10nm到300nm的范围之内，和希望Ra(H)最好是在从10nm到1000nm的范围之内，或更好是在从20nm到600nm的范围之内。
在利用一个精加工滚压或精加工抛光处理不能形成一个所希望的包括根据本发明的许多线性不规则处或凹槽的不规则表面图形的情况下，利用附加地进行适当的抛光处理或刻蚀处理能够把所产生的不规则表面图形修整到一个所希望的状态。例如，在通过进行BA精加工获得的并且具有一个不充足的Ra(X)和Ra(Y)值的不规则表面图形的不锈钢板的情况下，通过利用将在下面描述的刻蚀方法轻微地刻蚀不锈钢板的表面，能够获得一个所希望的不规则表面图形的形成，该不规则表面图形在Ra(X)和Ra(Y)值上是足够的。在通过进行2D或2B精加工获得的并且具有一个过大的Ra(X)值和过大Ra(Y)值的不规则表面图形的不锈钢板的情况下，通过重复几次精加工滚压处理或精加工抛光处理，能够获得一个所希望的不规则表面图形的形成，该不规则表面图形在Ra(X)和Ra(Y)值上是足够的。
在精加工处理中，可以附加地进行精加工热处理或用于校正不锈钢板的翘曲的处理，例如滚压或拉伸。
利用一种适当抛光方法而不进行滚压处理能够形成根据本发明的在图3(a)、3(b)和3(c)中所示的不规则表面图形。在非金属衬底的情况下可以利用该抛光方法。
利用带抛光、磨轮抛光、刷子抛光或研磨抛光可以实现其中的抛光方法。
此外，通过利用一个滚子的表面处理可以实现该抛光方法。在这种情况下，利用一个具有上述Ra(L)和Ra(H)值的不规则表面的滚子，能够获得一个所希望的不规则表面图形的形成，该不规则表面图形在根据本发明的Ra(X)和Ra(Y)值上是足够的。
该抛光方法可以是一种利用磨粒的抛光方法。希望被使用的磨粒具有一个平均的粒径，该粒径最好是在从0.1μm到100μm的范围之内，更好是在从0.2μm到50μm的范围之内。
能够利用磨屑或上述多个抛光方法的组合来进行抛光处理。
通过利用模压的方法可以形成根据本发明的在图3(a)、3(b)和3(c)中所示的任一不规则表面图形，其中具有一个设置有与在图3(a)、3(b)和3(c)中所示的任一不规则表面图形对应图形的一个表面的模具与衬底的表面模压接触。在其表面上具有这样表面图形的模具可以利用像抛光、刻蚀或构图这样的方法来制造。
在上述中，在利用滚压或抛光的表面处理之前或之后，对于衬底的表面能够进行刻蚀或退火处理。在这种情况下的刻蚀处理能够包括汽相刻蚀处理和液相刻蚀处理。
汽相刻蚀处理能够包括气体刻蚀处理、等离子体刻蚀处理和离子刻蚀处理。气体刻蚀处理可以利用下列一种适当的刻蚀气体来进行，例如：CF4、C2F6、C3F8、C4F10、CHF3、CH2F2、Cl2、ClF3、CCl4、CCl2F2、CClF3、CHClF2、C2Cl2F4、BCl3、PCl3、CBrF3、SF6、SiF4、SiCl4、HF、O2、N2、H2、He、Ne、Ar、或Xe。这些气体的两个或多个气体的混合气体也可以被用作为刻蚀气体。
等离子体刻蚀处理可以利用由从上述这些气体中选择的一种或多种气体所产生的一种等离子体来进行，其中所述等离子体是在1×103到1Torr的气压下通过施加一个D.C/或A.C.电源、一个具有振荡频率为1到100MHz的RF电源，或像具有振荡频率为0.1到10GHz的微波电源这样的其它高频电源来产生的。对于产生等离子体的一个最好的能量范围，在利用一个D.C.电源的情况下是在从100到2000V的范围之内。在利用A.C.或RF电源的情况下，它是在从0.001到5W/cm3的范围之内。在利用微波电源的情况下，它是在从0.01到1W/cm3的范围之内。对于在进行刻蚀处理时的衬底温度，它最好是在从10到400℃的范围之内，更好是在从20到300℃的范围之内。对于在进行刻蚀处理期间的时间周期，它最好是在从0.5到100分钟范围之内，更好是在从2到60分钟范围之内。
利用一种适当地刻蚀液体可以进行液相刻蚀处理。在这种情况下的刻蚀液体能够包括酸类系列刻蚀液体和碱类系列刻蚀液体。
酸类系列刻蚀液体的具体例子是包括下列酸类的刻蚀液体：硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、氢氟酸、铬酸、氨基磺酸、草酸、酒石酸、柠檬酸、甲酸、乳酸、乙醇酸、乙酸、葡糖酸、马来酸、苹果酸、这些化合物的水稀释、或这些化合物的混合物。碱类系列刻蚀液体的具体例子是包括下列碱类系列刻蚀液体：氢氧化钠、氢氧化铵、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、倍半碳酸钠、硫酸二氢钠、硫酸氢二钠、硫酸钠、焦磷酸钠、三聚磷酸钠、四聚磷酸钠、三偏硫酸钠、四偏磷酸钠、六偏磷酸钠、原硅酸钠、偏硅酸钠、这些化合物的水稀释、或这些化合物的混合物。
在液相刻蚀处理的情况下，能够加热刻蚀液体或给刻蚀液体一个超声波的能量。
在酸系列或碱系列刻蚀液体被水稀释的情况下，希望酸或碱的浓度最好是在从1到80容量％的范围之内，更好是在从5到50容量％。对于在进行刻蚀时酸系列或碱系列刻蚀液体的温度，它最好是在从10到80℃的范围之内，更好是在从20到60℃的范围之内。对于在进行刻蚀处理期间的时间周期，它最好是在从5秒到30分钟范围之内，更好是在从10秒到10分钟范围之内。
在利用退火处理的情况下，退火处理可以在包括下列气体的气体气氛中进行，例如：空气、水蒸气、氮气、氢气、氧气、惰性气体、或在一个适当的退火处理温度上和用于根据衬底的组成类型所选择的适合退火处理的时间周期的其它适合的气体。对于退火温度，通常希望它最好是在从200到800℃的范围之内，更好是在从400到700℃的范围之内。对于退火的时间周期，通常希望它最好是在从1到100分钟范围之内，更好是在从2秒到60分钟范围之内。
现在，通过进行上述精加工处理，同时或是利用一个精加工滚压机或是利用一个精加工抛光机可以形成在图3(d)中所示的不规则表面图形，其中在不规则表面图形中许多第一线性不规则处或凹槽以一种纵向布置形式(此后它将被称为第一不规则图形)被设置和许多长度为20μm或更小的第二微小不规则处或凹槽(此后它将被称为第二不规则图形)以与第一线性不规则处或凹槽垂直的方向被设置，所述精加工滚压机具有一个工作滚筒，该滚筒具有包括在工作滚筒的母线方向上许多长度为20μm或更小，高度为0.5μm或更小和宽度为0.5μm或更小的不规则表面图形，所述精加工抛光机具有一个接触滚筒，该滚筒具有包括在接触滚筒的母线方向上许多长度为20μm或更小，高度为0.5μm或更小和宽度为0.5μm或更小的不规则表面图形。
此外，通过进行上述精加工处理，同时或是利用一个精加工滚压机或是利用一个精加工抛光机可以形成在图3(d)中所示的不规则表面图形，其中所述精加工滚压机具有一个工作滚筒，该滚筒具有上述不规则表面图形，该不规则表面图形具有在工作滚筒的母线方向上平均间距为20μm或更小的不规则处和附加淀积的液体，所述精加工抛光机具有一个接触滚筒，该滚筒具有上述不规则表面图形，该不规则表面图形具有在接触滚筒的母线方向平均间距为20μm或更小的不规则处和附加淀积的液体。
通过独立地利用一个适当的抛光方法形成在先的不规则图形和利用一个滚压或抛光方法在与在先的不规则图形垂直的方向上形成后面的不规则图形的方法可以形成在图3(d)中所示的不规则表面图形，其中在不规则表面图形中许多第一线性不规则处或凹槽以一种纵向布置形式(此后它将被称为第一不规则图形)被设置和许多长度为20μm或更小的第二微小线性不规则处或凹槽(此后它将被称为第二不规则图形)以与第一线性不规则处或凹槽垂直的方向被设置。在这个方法中，由后形成的不规则表面图形把在先形成的不规则表面图形的一部分截断了，使剩余部分作为第二不规则图形，其中后形成的不规则图形变为第一不规则图形。此外，通过产生后形成的图形以致于对于线性不规则处或凹槽它具有一个20μm或更小的平均间距(d)，第二不规则图形能够如所希望的被形成。
除此之外，通过一个利用适当的滚压或抛光方法形成第一不规则图形和利用一个在与第一不规则图形的线性不规则处或凹槽垂直的方向上具有许多长薄开口的掩膜使第一不规则图形的表面经过刻蚀处理来形成第二不规则图形的方法可以形成在图3(d)中所示的不规则表面图形。
                     背反射层
在衬底(101、201)上设置的上述规定的不均匀表面结构的表面上形成背反射层(102、202)。
背反射层用于把由光电转换层没有吸收的并且达到衬底的光反射到光电转换层中以致于光在光电转换层中被再利用。背反射层也用作为一个背电极(或一个下电极)。
背反射层包括一个由像一个金属或合金这样适当的金属材料构成的金属层。
所述金属的具体例子是：Au、Ag、Cu、Al、Mg、Ni、Fe、Mo、W、Ti、Co、Ta、Nb和Zr。所述合金的具体例子是所述金属的合金，例如：不锈钢、和由所述金属和包含作为一个添加剂的硅(Si)组成的合金。相对于可见光到红外线光具有一个高光反射率的金属Al、Mg、Cu、Ag和Au和主要由两个或多个这些金属和加有硅(Si)组成的合金是最适合的。
利用像电子束反射、溅射、CVD、电镀或网板印刷这样的常规方法可以形成由上述任一金属材料构成的背反射层。
背反射层可以是一个单层结构或一个多层结构。在衬底是由导电材料构成的情况下，不总是需要设置背反射层。
背反射层可以被设计具有一个均匀表面或一个不均匀表面。在背反射层具有一个不均匀表面的情况下，其优点是：反射到光敏半导体层中的光的光径长度被伸长以便提供在短路电流中的增加。
如前面所述，在衬底上设置的上述规定的不均匀表面结构的表面上形成了背反射层。因此，背反射层是在随着衬底的不均匀表面结构的状态中被形成。由于这个原因，背反射层具有一个与衬底结合的改进的粘合力。这种情况提供的明显优点是：在光电器件的生产中的灵活性和可控性被增加了，一个光电器件的效率被改进了，并且所获得的光电器件在耐气候性和寿命方面是足够的。
此外，在背反射层主要由相对于可见光到红外线光具有一个高光反射率的金属Al、Mg、Cu、Ag和Au构成的情况下，能够获得一个希望光电器件，在该光电器件中衬底区域的反射率被明显地改进，以便使由光敏半导体层吸收的光量明显地增加，由此提供了明显改进的短路电流(Jsc)。
顺便说说，在一种光电器件设置有一个由上述在一个衬底的网纹结构表面(具有许多锥状形不规则处)上具有高光反射率的金属材料组成的背反射层或一个具有一个网纹结构表面(具有许多锥状形不规则处)的背反射层(由上述具有一个高光反射率的金属材料组成)的情况下，构成背反射层的金属材料趋向于通过一个旁路扩散或迁延到光敏半导体层中。然而，在本发明中不存在这样的问题。特别是，在根据本发明的设置有由在衬底的特定不规则表面图形上形成的具有高光反射率的金属材料组成的背反射层一个光电器件中，构成背反射层的金属材料几乎不被扩散或迁延到光敏半导体层中和能够获得一个高不规则光反射和一个高的短路电流(Jsc)。此外，漏电流被明显地减小和在开路电压(Voc)和占空因数(F.F)方面提供了明显的改进。并且具有这些优点的光电器件能够被以高效率地生产。
利用Al作为背反射层的主要成分是最合适的，因为它具有相对低的费用和与利用Ag或Cu相比更不容易地被迁延。然而，在一种光电器件设置有一个由在一个衬底的网纹结构表面(具有许多锥状形不规则处)上形成的Al组成的背反射层或一个具有一个网纹结构表面(具有许多锥状形不规则处)的背反射层(由Al组成)的情况下，背反射层的表面上总的光反射率通常是不希望有的低。并且在像Al背反射层上形成一个透明导电层的情况下，背反射层的表面上总的以射率易于进一步减小。此外，在一个光电器件设置有在一个抛光的衬底表面上形成的Al组成的背反射层的情况下，其存在一个抛光的衬底表面上形成的Al组成的背反射层的情况下，其存在的问题是：在Al背反射层和光电转换层之间的界面上光不充分地被漫射并且在Al背反射层和光电转换层之间的界面上层脱皮容易产生。然而，在本发明中不存在这些问题。特别是，在根据本发明的设置有由在衬底的特定不规则表面图形上形成的Al组成的背反射层一个光电器件中，光在光电器件的背部区域中有效地被漫射而在Al背反射层的表面上总的光反射率中没有减小，其中由光敏半导体层吸收的光量被增加以便提供一个改进短路电流(Jsc)。此外，在衬底和Al背反射层之间的粘合力被希望地改进了。此外，该光电器件擅长于耐气候性和耐用性。更进一步的是，在光电器件的生产中的灵活性和可控性被扩大以便有效地产生一个具有上述优点的光电器件。
到目前为止，在本发明中，对于在背反射层上形成的透明导电层所具有的优点是：透明导电层变为具有一个改进的方向性，并且在由一个多晶物质构成的透明导电层的情况下，作为透明导电层的组成的多晶物质变成具有一个大的平均晶径和少量的晶径变化。这种情况能够产生一种希望的光电器件，该光电器件具有相当小的串联电阻和改进的占空因数(F.F)，并且在该光电器件中光被有效地漫射在透明导电层与光电转换层之间的界面上以便提供一个改进的短路电流(Jsc)。
对于在衬底的不均匀表面结构上形成的背反射层的表面状态，它根据背反射层的厚度的大小是不同的。当背反射层被设计成具有一个相对薄的厚度，例如为：0.1μm或更小时，背反射层具有一个随着衬底的不均匀表面结构变化的不均匀表面。另一方面，当背反射层被设计成具有具有一个相对薄的厚度，例如为：超过1μM的厚度时，背反射层趋向于具有一个实际上均匀的表面。
在背反射层的表面是均匀的情况下，它能够使该表面经过抛光或刻蚀，由此使该表面成为具有设置有许多线性不规则处或凹槽的不规则表面。
                     透明导电层
透明导电层(103，203)用于不仅增加入射光而且增加反射光的不规则反射，由此延长在光敏半导体层中光径的长度，导致了在由光电器件提供的短路电流(Jsc)中的增加。此外，透明导电层用于防止作为背反射层的金属层的组成扩散或迁延到光敏半导体层中，由此产生光电器件被旁路。
此外，通过制造具有一个适当的电阻的透明导电层，背反射层(102，202)和透明电极层(107，213)能够被有效地防止由像在光敏半导体层中存在的一个针孔这样的缺陷引起的短路。
对于具有能够由光敏半导体层吸收的一个波长的光来说，希望透明导电层具有一个足够的透光度，并且希望具有这样一个适合的电阻。对于具有一个波长为650nm或更大的光来说，透光度最好是80％或更大，更好是85％，最佳是90％。电阻最好是在从1×10-4到1×106Ωcm的范围之内，更好是在从1×10-2到5×104Ωcm的范围之内。
透明导电层是由从下列无机氧化物组成的组和这些无机氧化物的混合物中选择的一种导电材料构成的，例如：In2O3、SnO2、ITO(In2O3-SnO2)、ZnO、CdO、Cd2SnO4、TiO2、Ta2O5、Bi2O3、MoO3和NaxWO3。这些导电材料的任一材料可以包含一种控制导电率的搀杂物。
例如，在透明导电层是由ZnO组成的情况下，作为这种搀杂物，能够利用Al、In、B、Ga、F和Si。在透明导电层是由In2O3组成的情况下，能够利用Sn、F、Te、Ti、Sb和Pb作为搀杂物。在透明导电层是由SnO2组成的情况下，能够利用F、Sb、P、As、In、Tl、Te、W、Cl、Br和I作为搀杂物。
由上述提及的材料中的任一种材料构成的透明导电层可以利用像电子束发射、溅射、CVD、喷涂、旋涂或浸涂这样的一种常规方法来形成。
透明导电层可以被设计成具有一个均匀表面或一个不均匀的表面。在透明导电层被制造成具有一个不均匀表面的情况下，该不均匀表面可以是一种不规则表面，该不规则表面根据衬底的不均匀表面结构设置有许多线性不规则处或凹槽。
透明导电层的组成物可以是单晶体。在这种情况下，有一种诱因：单晶体组成物被生长以便提供一种设置有以生长的单晶体组成物为基础的许多不规则处的不均匀表面。此外，在透明导电层的组成物是单晶体的情况下，单晶体组成物变为是在具有一个大的平均晶径和由于衬底的不均匀表面结构引起的少量的晶径变化的一种状态中。这种情况能够产生一种希望的光电器件，在该光电器件中光被有效地漫射在透明导电层与光电转换层之间的界面上以便提供一个改进的短路电流(Jsc)。
                      光电转换层
光电转换层意味着一种起着进行光电转换作用的半导体层。在图1和2中的单pin结器件对应于该光电转换层。
光电转换层可以包括一种像非晶半导体材料、微晶半导体材料或多晶硅半导体材料这样的非单晶半导体材料。另一方面，它可以包括一种非单晶复合半导体材料。
这样的非单晶半导体材料能够包括：例如，属于像Si、C、Ge、或类似物这样的周期表中第IV族的一个元素(此后该元素将称为第IV族元素)的非单晶半导体材料和像SiGe、SiC、SiSn、或类似物这样的周期表中第IV族合金元素的非单晶半导体材料。这些非单晶半导体材料中的任一材料可以包含例如原子量为0.1到40％的氢原子(H，D)或/和卤素原子(X)。此外，这些非单晶半导体材料中的任一材料可以包含例如原子量为0.1到40％的氧原子(O)或/和氮原子(N)。
作为这些非单晶半导体材料的特别优选的例子，能够利用非晶、多晶或微晶Si：H、Si：F、Si：H：F、SiGcH、SiGe：F、SiGe：H：F、SiC：H、SiC：F、和SiC：H：F。
非单晶复合半导体材料能够包括：例如像CdS、CdTe、ZnO、ZnSe、和类似物这样的包含II-VI族元素的复合半导体材料和像CuInSe2、Cu(InGa)Se2、XCuInS2、CuIn(Se，S)2、CuInGaSeTe和类似物这样的包含I-III-VI族元素的复合半导体材料。
总之，由上述非单晶半导体材料中的任一材料组成的光电转换层可以是一个具有多层单pin结(对应于图1和2中单pin结器件)的叠层结构，该多层单pin结包括一个n型半导体层、一个i型半导体层和一个p型半导体层，或是具有一个包括一个n型半导体层和一个p型半导体层的多层单pin结的叠层结构。
下面将对n型半导体层、i型半导体层和p型半导体层的每一个进行描述。
i型半导体层(或本征层)包括上述非单晶半导体材料中的任一材料并且它相对于辐射光起着产生一个载体和传送该载体的作用。
i型半导体层可以是一种稍微p型或n型性质的半导体层。
i型半导体层可以是一种单层结构或一种可以包括一种所谓缓冲层的多层结构。
希望i型半导体层是由上述包含原子量为1到40％的氢原子(H，D)或/和卤素原子(X)的非单晶半导体材料中的任一材料构成的，例如：像a-Si：H、a-Si：F、a-Si：H：F、a-SiGc：H、a-SiGe：F或类似物这样的一种非晶(a-Si)半导体材料或一种非晶硅锗(a-SiGe)半导体材料。希望氢原子(H，D)或/和卤素原子(X)被包含在i型半导体层中，以致于它们的浓度分布不仅在i型半导体层和n型半导体层之间的界面的侧面上被增加，而且也在i型半导体层和p型半导体层之间的界面的侧面上被增加。
对于设置在位于光照射侧附近一个位置上的单pin结器件中的i型半导体层，希望它是由具有一个宽晶带间隙的非单晶半导体材料构成的。对于设置在位于远离光照射侧的一个位置上的单pin结器件中的i型半导体层，希望它是由具有一个窄晶带间隙的非单晶半导体材料构成的。
每一个n型半导体层和p型半导体层是由上述包含原子量为1到40％的氢原子(H，D)或/和卤素原子(X)的非单晶半导体材料中的任一材料并且添加有高浓度的n型或p型的价电子控制剂所构成的。n型价电子控制剂能够包括：例如像P、As、Sb、和Bi这样的第V族元素。p型价电子控制剂能够包括：例如像B、Al、Ga、In和Tl这样的第III族元素。
这种添加有n型或p型的价电子控制剂的非单晶半导体材料最好的例子是：像a-Si：H、a-Si：HX、a-SiC：H、a-SiC：HX、a-SiGe：H、a-SiGc：HX、a-SiGcC：H、a-SiGeC：HX、a-SiO：H、a-SiO：HX、a-SiN：H、a-SiN：HX、a-SiON：H、a-SiON：HX、a-SiOCN：H、和a-SiOCN：HX这样的并且添加有高度浓度的n型或p型的价电子控制剂的非晶(a-)含硅半导体材料；像uc-Si：H、uc-Si：HX、uc-SiC：H、uc-SiC：HX、uc-SiGe：H、uc-SiGe：HX、uc-SiGcC：H、uc-SiGeC：HX、uc-SiO：H、uc-SiO：HX、uc-SiN：H、uc-SiN：HX、uc-SiON：H、uc-SiON：HX、uc-SiOCN：H、和uc-SiOCN：HX这样的并且添加有高浓度的n型或p型的价电子控制剂的微晶(uc-)含硅半导体材料；像poly-Si：H、poly-Si：HX、poly-SiC：H、poly-SiC：HX、poly-SiGe：H、poly-SiGc：HX、poly-SiGeC：H、poly-SiGeC：HX、poly-SiO：H、poly-SiO：HX、poly-SiN：H、poly-SiN：HX、poly-SiON：H、poly-SiON：HX、poly-SiOCN：H、和poly-SiOCN：HX这样的并且添加有高浓度的n型或p型的价电子控制剂的多晶(poly-)含硅半导体材料。
对于被包含在每个n型和p型半导体层中的氢原子(H，D)或/和卤素原子(X)，希望包含它们以致于它们的浓度分布不仅在与i型半导体层的界面的侧面上被增加。
对于设置在光照射侧面上的n型或p型半导体层，希望它是由具有一个宽晶带间隙和不容易吸收光的一种结晶半导体材料构成的。
希望每个n型或p型半导体层具有一个激活能最好为0.2eV或更小，更好为0.1eV或更小，和一个电阻率最好为100Ωcm或更小，更好为1Ωcm或更小。
光电转换层可以被设计成具有一个均匀表面或一个不均匀表面。在光电转换层被制成具有一个不均匀表面的情况下，不均匀表面可以是一种设置有根据衬底的不均匀表面结构的许多直线不规则处或凹槽的不规则表面。
利用一种常规的微波(uW)等离子体CVD方法或一种常规的高频(RF)等离子体CVD方法可以形成所希望的光电转换层。
例如，在下列方式中利用一种微波(uW)等离子体CVD装置可以进行利用微波(uW)等离子体CVD方法的光电转换层的形成，该微波(uW)等离子体CVD装置包括：一个能够被抽真空和设置有一个微波功率引入装置(包括一个微波传送口(由铝陶瓷或类似物组成的)和一个传播微波功率源的波导)的淀积室、一个具有一个真空泵的抽真空系统、和一个原料气体引入装置。
一个在其上待形成一个淀积膜的衬底被设置在淀积室中。利用真空泵暂时地把淀积室的内部抽到一个所希望的真空度。该衬底保持在一个所希望的温度上(例如，100到450℃)。一种给定膜形成原料气体(在形成一个n型和p型的搀杂淀积膜的情况下与一个给定搀杂气体一起)，如果需要，与一种稀释气体一起通过原料气体引入装置被引入到淀积室中。利用一个真空泵把在淀积室中的气体压力控制在一个希望的值上(例如，0.5到30m Torr)。当在淀积室中的气体压力在所述值上变为恒定时，微波电源被接通以便把具有一个希望的振荡频率(例如，0.1到10GHz)和一个希望的瓦特(例如，0.01到1W/cm3)的微波功率提供给淀积室，在淀积室中等离子体辉光放电被产生以便分解原料气体，由此产生一种等离子体，导致在衬底上以一个希望的淀积率(例如，0.05到20nm/sec.)形成一个作为一个半导体层的淀积膜。
例如，在下列方式中利用一种RF等离子体CVD装置可以进行利用RF等离子体CVD方法的光电转换层的形成，该RF等离子体CVD装置包括：一个能够被抽真空和设置有一个具有RF电源的RF功率引入装置的淀积室、一个具有一个真空泵的抽真空系统、和一个原料气体引入装置。
一个在其上形成一个淀积膜的衬底被设置在淀积室中。利用真空泵暂时地把淀积室的内部抽到一个所希望的真空度。该衬底被保持在一个所希望的温度上(例如，100到350℃)。一种给定膜形成原料气体(在形成一个n型和p型的搀杂淀积膜的情况下与一个给定的搀杂气体一起)。如果需要，与一种稀释气体一起通过原料气体引入装置被引入到淀积室中。利用一个真空泵把在淀积室中的气体压力控制在一个希望的值上(例如，0.1到10Torr)。当在淀积室中的气体压力在所述值上变为恒定时，RF电源被接通以便把具有一个希望的振荡频率(例如，0.1到100MHz)和一个希望的瓦特(例如，0.001到5.0W/cm3)的RF功率提供给淀积室，在淀积室中的等离子体辉光放电被产生以便分解原料气体，由此产生一种等离子体，导致在衬底上以一个希望的淀积率(例如，0.01到3nm/sec.形成一个作为一个半导体层的淀积膜。
                     透明电极层
透明电极层(107，213)作为一个具有在光入射侧上传送光的特性的电极。当透明电极的厚度被适当地调单pin结时，它也起着一个防止反射层的作用。
对于具有能够由光敏半导体吸收的一个波长的光来说，希望透明电极层具有一个足够的透光度，并且希望具有一个足够低的电阻。对于具有一个波长为550nm或更大的光来说，透光度最好是80％或更大，更好是85％，最佳是90％。电阻最好是5×10-3Ωcm或更小，好是1×10-3Ωcm或更小。
透明电极层是由从下列无机氧化物组成的组和这些无机氧化物的混合物中选择的一种导电材料构成的，例如：In2O3、SnO2、ITO(In2O3-SnO2)、ZnO、CdO、Cd2SnO4、TiO2、Ta2O5、Bi2O3、MoO3和NaxWO3。这些导电材料的任一材料可以包含一种控制导电率的搀杂物。
例如，在透明电极层是由ZnO组成的情况下，作为这种搀杂物，能够利用Al、In、B、Ga、F和Si。在透明电极层是由In2O3组成的情况下，能够利用Sn、F、Te、Ti、Sb和Pb作为搀杂物，在透明电极层是由SnO2组成的情况下，能够利用F、Sb、P、As、In、Tl、Te、W、Cl、Br和I作为搀杂物。
由上述提及的材料中的任一种材料构成的透明电极层可以利用像电子束发射、溅射、CVD、喷涂、旋涂或浸涂这样的一种常规方法来形成。
透明电极层可以被设计成具有一个均匀表面或一个不均匀的表面。在透明电极层被制造成具有一个不均匀表面的情况下，该不均匀表面可以是一种不规则表面，该不规则表面根据衬底的不均匀表面结构设置有许多直线不规则处或凹槽。
                       集电极
集电极(108，214)(或栅极)用于有效地收集所产生的电流。集电极不总是需要被使用。当透明电极的电阻很困难被充分地降低时，如果需要，集电极被设置在透明电极(107，213)的一部分表面上。在这种情况下，集电极起着降低透明电极的电阻的作用。
集电极可以由从Au、Ag、Cu、Al、Ni、Fe、Cr、Mo、W、Ti、Co、Ta、Nb、和Zr组成的组中选择的一种金属或从像Ti、Cr、Mo、W、Al、Ag、Ni、Cu、Sn这样的金属或这些金属的合金组成的组中选择的一种合金构成。另一方面，集电极可以由一种导电胶形成。该导电胶能够包括由粉状Ag、AU、Cu、Ni或在一种适合的粘合剂树脂中扩散的碳组成的导电胶。
集电极可以由从Au、Ag、Cu、Al、Ni、Fc、Cr、Mo、W、Ti、Co、Ta、Nb、和Zr组成的组中选择的一种金属或从像Ti、Cr、Mo、W、Al、Ag、Ni、Cu、Sn这样的金属或这些金属的合金组成的组中选择的一种合金构成。另一方面，集电极可以由一种导电胶形成。该导电胶能够包括由粉状Ag、AU、Cu、Ni或在一种适合的粘合剂树脂中扩散的碳组成的导电胶。
集电极可以利用蒸发、溅射或电镀、或利用一个掩膜图形来形成。
通过使导电胶经过网纹印刷能够进行利用上述导电胶形成集电极。
随便说说，在利用根据本发明的光电器件制造一个光电池组件或控制板的情况下，例如，利用下面的方法可以进行这种产生。
设置许多具有上述组成部分的光电器件，它们根据一个所希望的输出电压或输出电流被串联连接或并联连接集成在一起。在所获得的集成件的每个表面和背面上设置有一个保护件并且一对功率输出端被固定到生成物上。对于串联连接的集成件，在其中可以安置一个适当的反向电流保护二极管。
下面将结合例子来详细地描述本发明。应该理解的是：本发明不限于这些例子。
                         例1
在这个例子中，通过下面的方法利用一个根据本发明的具有一个特定不规则表面结构的衬底来制造一个在图1中所示结构的光电器件。
(1)衬底的制造：
提供一个利用上述冶炼、热轧、冷轧和精加工处理方法获得的不锈钢板。使该不锈钢板经过光亮退火，随后利用一个表皮光轧机使其经受表面精加工，由此获得一个大小为50mm×50mm，厚度为0.15μm的不锈钢板(对应于在JIS标准中描述的一个SUS430BA板)。然后利用一个氟硝酸化合物(包括在摩尔比为1∶3∶15的HF、HNO3和H2O)使不锈钢板在施加如在表1-1中所示的超声波振荡的条件下经过表面刻蚀处理30秒。到此，获得了一个作为衬底101的具有一种不规则表面的不锈钢衬底，该不规则表面具有一种特定不规则表面结构。利用这种方法制造出许多具有一种特定不规则表面结构的不锈钢衬底。这些不锈钢衬底中的一个衬底保留作为用于评价的试样(衬底试样Ex.1-1)，它将在后面被描述。
其余的不锈钢衬底要经受膜形成。
(2)背反射层和透明导电层的形成：
对于每个其余的不锈钢衬底，在它的不规则表面结构的表面上按顺序地形成一个厚度为0.05μm的Al膜作为背反射层和一个厚度为1.0μm的ZnO膜作为透明导电层。
通过下面的方法，在表1-1中所示的条件下，利用在图5中所示的一个DC磁控管溅射装置来进行Al背反射层的形成。
不锈钢衬底被引入到DC磁控管溅射装置的一个淀积室501中，和不锈钢衬底(在图5中为502)被设置在具有一个在其中安装有电加热器的组装台503上。在淀积室501的内部通过一个利用导通阀513与一个油扩散泵(没有示出)连接的抽气口被抽到真空度为1×10-6Torr的真空。当淀积室501中的内部压力在所述真空度上被保持恒定时，一个阀514被打开以便把从一个蓄气筒(没有示出)来的Ar气以50sccm的流速引入到淀积室501中，同时调单pin结一个流量控制器516。调单pin结导通阀513以便把淀积室501内部的压力调单pin结到7mTorr上。一个靶挡板507被打开。从一个环形线圈506来的-380V的D.C.电源被施加到一个A1-靶504上以便Ar产生等离子体。到此为止，在衬底101的不规则表面结构的表面上形成了一个厚度为0.05μm的Al膜作为背反射层102。
在背反射层102形成之后，靶挡板507被关闭，并且施加的D.C.电源和引入的Ar气体被终止。
在表1-1中所示的条件下，通过利用在图5中所示磁控管溅射装置重复地进行上述膜形成过程在形成作为背反射层102的Al膜上形成一个ZnO膜作为透明导电层103。在ZnO膜的形成中，Ar气以40sccm的流速被引入到淀积室501中，在膜形成时的衬底温度被控制到200℃，在膜形成时的内部压力被控制到5mTorr。从一个D.C电源510来的-500V的D.C.功率被施加到一个ZnO-靶508上以便产生Ar等离子体，并且一个靶挡板511被打开。到此为止，在作为背反射层102的Al膜上形成一个厚度为1.0μm的ZnO膜作为透明导电层103。
在透明导以103形成之后，靶挡板511被关闭，并且施加的D.C.电源和引入的Ar气体被终止。
利用这种方法，制造了许多由在衬底101上按规定顺序叠加的背反射层102和透明导电层103组成的衬底产品。
这些衬底产品中的一个产品被保留作为一个用于评价的试样(衬底产品试样Ex.1-2)，它将在后面被描述。
其余的衬底产品要经受半导体层形成。
(3)半导体层的形成：
对于每个其余的衬底产品，在表1-1中所示的条件下，利用一个在图6中所示的多室的膜形成装置在它的ZnO膜(作为透明导电层103)上形成一个三层半导体层(包括：一个由a-Si材料构成的n型层104、一个由a-Si材料构成的i型层105和一个由多晶Si材料(一个uc-Si材料)构成的p型层106，它们从衬底侧开始规定的顺序被叠加在一起)。
利用一种RF等离子体CVD方法来形成n型和p型层。利用一种RF等离子体CVD方法和一种微波等离子体CVD方法来形成i型层。在此，i型层具有一个三层结构，该三层结构包括：一个由RF等离子体CVD方法形成的i型层(该i型层在此后将称为第一RF i型层)、一个由微波等离子体CVD方法来形成i型层，(该i型层在此后将称为MW i型层)和一个由RF等离子体CVD方法形成的第二RF i型层)。
利用下面的方法来形成具有一个pin结的三层半导体层。
首先，在图6所示装置的所有传送系统和淀积室被抽真空到大约为10-6Torr的真空度。衬底产品(在上述步骤(2)中得到的)被固定一个衬底保持器690的背面，随后把它引入到一个负载摇动室601中，在那衬底保持器690被定位在一个输送轨道613上。利用一个由一个机械升压泵和一个旋转泵(没有示出)构成的抽真空装置把负载摇动室601的内部抽真空到大约为10-3Torr的真空度，随后利用一个涡轮分子泵(没有示出)抽真空到大约为10-6Torr的真空度。
n型层的形成：
然后，一个关闭控制阀606被打开，和衬底保持器690被移动到一个n型层输送室602中，该输送室602包括一个对于形成一个n型层的淀积室617。关闭控制阀606被关闭。然后，衬底保持器690被移动到淀积室617的一个衬底温度控制装置610的下面，在那里氢气被流出以便产生n型层输送室602的内部压力，以致于它实际上与在进行n型层的膜形成时的过程是相同的。然后，衬底温度控制装置610被下降以便利用该衬底温度控制装置把衬底产品加热到330℃并且维持在330℃上。通过一个由流量控制器636-639和停止阀630-634和641-644组成的原料气体供应系统，在表1-1中所示的用于形成n型层的原料气体被引入到淀积室617中。利用一个抽真空泵(没有示出)把淀积室617的内部压力控制到1.2Torr并且维持在这个值上。然后，一个RF电源622被接通以便把一个2W的RF功率通过一个RF功率引入槽620提供给淀积室617，在那里辉光放电被产生以便在作为透明导电层的ZnO膜上形成一个作为n型层的厚度为20nm的n型a-Si半导体膜。在这之后，RF功率的供应和原料气体的引入被终止。然后，利用一个涡轮分子泵(没有示出)把淀积室602的内部抽真空到大约为10-6Torr的一个真空度。
衬底温度控制装置610被上升，关闭控制阀607被打开，衬底保持器690被移动到一个i型层输送室603中，该输送室603包括一个用于形成一个i型层的淀积室618。关闭控制阀607被关闭。第一RF i型层的形成：
然后，衬底保持器690被移动到淀积室618的一个衬底温度控制装置611的下面，在那里氢气被流出以便产生输送室603的内部压力，以致于它实际上与在进行第一RF i型层的膜形成时的过程是相同的。然后，衬底温度控制装置611被下降以便利用该衬底温度控制装置把衬底温度控制到300℃并且维持在300℃上。通过一个由气体引入管649、流量控制器656-660和停止阀650-655和661-665组成的原料气体供应系统，在表1-1中所示的条件下，在表1-1中所示的用于形成第一RFi型层的原料气体被引入到淀积室618中。利用一个抽真空泵(没有示出)把淀积室618的内部压力控制到0.5Torr并且维持在这个值上。在把淀积室618的挡板695维持在一个关闭状态时，一个RF电源624被接通以便把一个1.7W的RF功率通过一个RF偏移功率引入电极6280提供给淀积室618以便产生辉光放电，由此在淀积室618中产生一种等离子体。当该等离子体变为稳定时，挡板650被打开以便在n型层上形成一个作为第一RFi型层的厚度为10nm的i型a-Si半导体膜。
在这之后，挡板695被关闭，并且RF功率的供应和原料气体的引入被终止。然后，利用一个涡轮分子泵(没有示出)把淀积室603的内部抽真空到大约为10-6Torr的一个真空度。MWi型层的形成：
然后，氢气被流出以便产生输送室603的内部压力，以致于它实际上与在进行MWi型层的膜形成时的过程是相同的。此后，利用衬底温度控制装置611把衬底温度控制到380℃并且维持在380℃上。通过上述的原料气体供应系统，在表1-1中所示的条件下，在表1-1中所示的用于形成MWi型层的原料气体被引入到淀积室618中。利用一个抽真空泵(没有示出)然后，微波功率源(未示出)被接通，以便提供200W的微波功率，通过波导626和微波引入窗625被加于淀积室618，与此同时，一自RF偏置功率源(未示出)的700W的RF偏置功率通过电极628被加入淀积室618，在电极628上产生辉光放电，从而在淀积室618中产生等离子体。当等离子体变得稳定时，挡板695被打开，从而在第一RF i型层上形成70nm厚的i型Si半导体膜作为MW i型层。
此后，挡板695被关闭，并终止MW功率和RF偏置功率的施加和原料气体的引入。然后，淀积室602的内部用涡轮分子泵(未示出)抽空到大约10-6乇的真空度。
第二RF i型层的形成
重复上述形成第一RF i型层的步骤，以便在MW i型层上形成20nm厚的i型Si半导体膜作为第二RF i型层。
此后，终止RF功率的施加和原料气体的引入。然后，用涡轮分子泵(未示出)把输送室603的内部抽成大约10-6乇的真空度。
升高衬底温度控制装置611，打开控制阀608，并把衬底保持器690移进包括用来形成p型层的淀积室619的P型层输送室604，关断控制阀608。
氢气等离子体处理：
然后，衬底保持器690被移向淀积室619的衬底温度控制装置612下方的位置，在那里通过包括停止阀670-674和681-684的原料气体供应系统和流量控制器676-679，把氢气(H2气体)引入淀积室619，使得输送室604的内部压力基本和对第二RF i型层的表面进行氢气等离子体处理时的压力(2.0乇相同。然后，使衬底温度控制装置612下降，通过衬底温度控制装置把衬底温度控制并维持在200℃(见表1-1)。当氢气的流量变为恒定的80sccm的流量时，接通RF功率源623，通过RF功率引入杯621向淀积室619送入30W的RF功率，借以在氢气中产生辉光放电，形成氢气等离子体，用它对第二RF i型层的表面处理30秒钟。这一氢气等离子体处理的条件示于表1-1。
p型层的形成：
除去表1-1所示的用于形成p型层的原料气体在表1-1所示的条件下通过以上原料气体供应系统引入淀积室619之外，重复上述氢等离子体处理的步骤，借以在第二RF i型层的氢等离子体处理的表面上形成20nm厚的p型uc-Si半导体膜作为p型层。
此后，终止RF功率的施加和原料气体的引入。升高衬底温度控制装置612。然后使氢气流入p型层输送室5分钟。以后，终止氢气的引入。然后，把输送室604的内部用涡轮分子泵(未示出)抽空到大约10-6乇的真空度。关闭控制阀609，把衬底保持器690移入卸载室605，在那里使产品冷却。然后把它从膜形成装置中取出。
在产品的p型层上，用电阻加热真空淀积处理形成70nm厚的In2O3膜作为透明电极层107。
最后，在透明电极层107上，通过真空蒸发处理形成包括Cr(100nm)/Ag(1μm)/Cr(100nm)的梳状集电极(具有图4所示的结构)。
这样，便形成了如图1所示结构的光电池器件。
用这种方式，制备了5个光电池器件试件，作为用于评价的元件抽样实验1-1，如后所述。
                      对照例1-1
除去在例1的SUS板的表面处理中附加地进行研磨抛光和软皮抛光之外，重复例1的步骤，借以获得作为用于评价的衬底试件对照1-1的衬底试样，作为用于评价的衬底产品试件对照1-4的衬底产品，和作为用于评价的元件试样对照1-1的5个光电元件试样。
                     对照例1-2
除去在例1的SUS板的表面处理中附加地进行软皮抛光电解抛光和研磨抛光之外，重复例1的步骤，借以获得用于评价的作为衬底试样对照例1-2的衬底试样，用于评价的作为衬底产品试样对照例1-5的衬底产品和用于评价的作为元件试样对照例1-2的5个光电池器件试样。
                     对照例1-3
除去在例1中的SUS板的表面处理中在光亮退火之后在0.5kgf/cm2气压下通过吹珠(beadsblasting)处理进行表面结构处理外，重复例1的步骤，借以获得用于评价的衬底试样为衬底试样对照例1-3，用于评价的作为衬底产品试样对照例1-6的衬底产品和用于评价的作为元件试样对照例1-3的5个光电器件试样。
                        评价
1、对于每个衬底试样实验1-1，对照例1-1，对照例1-2和对照例1-3，用电子显微镜观察其表面形状。
所得的观察结果被集中示于表1-2中。
从表1-2所示的结果中，可以看出试样实验1-1具有含有沿给定方向排列的线性不规则处的不规则的表面形状，试样对照例1-1具有不含线性不规则处的基本上平的表面形状，试样对照例1-2具有不含线性不规则处的比对照例1-1较平的表面形状，试样对照例1-3具有含有在整个表面区域上分布的不规则的组织结构并不含线性不规则性的表面形状。
2、对于每个衬底产生试样实验1-2，对照例1-4，对照例1-5以及对照例1-6，用常规方式检查作为背反射层的ZnO膜的平均颗粒尺寸比。
此外，对于每个衬底产品试样，使用具有积分球(integrating sphere)的光谱仪检查总的反射率(规则的反射率和漫反射率之和)和漫反射率。
所得的检查结果集中示于表1-3。表1-3中所示的值根据对于实验1-2的衬底产品试样获得的值被归一化。
从表1-3所示的结果可看到如下事实。衬底产品试样实验1-2对于ZnO膜具有明显大的平均颗粒尺寸比，并且总反射率和漫反射率良好。每个衬底产品试样对照例1-4和对照例1-5对于ZnO膜具有相对小的平均颗粒比和差的漫散射率。衬底产品试样对照例1-6虽然其漫反射率相当高，但其总反射率差。
3、对于每个包括5个光电器件试样的元件试样实验1-1、对照例1-1、对照例1-2和对照例1-3中的每一个，其中每个元件试样的5个光电器件试样中的每一个被分为具有相同面积的25个元件。这样对每个元件试样区获得125个元件。
对每个元件试样使用所得元件对以下方面进行评价：(1)产量，(2)附着强度，(3)初始光电转换效率，(4)光退化，(5)HHRB试验中的退化以及(6)在按以下方式进行的温度和温度循环试验中的退化。所得的评价结果集中示于表1-4。
(1)产量的评价：
对于每个元件试样的125个元件中的每一个，在把元件保持在黑暗环境中的同时加上-1.0V的反向偏压，测量旁路电阻。检查在实际上可接受的呈现至少为3.0×104Ωcm的电阻的元件的数量。检查的数量作为产量示于表1-4。
表1-4中所示的值是相对值把元件试样实验1-1的产量设为1。
(2)粘附强度的评价：
按下述方式用常规的粘附强度试验进行这一评价。从每个元件试样的125个元件中随机地选出一个，在其表面以1mm的间隔交叉地形成10个切痕，从而形成含有100个格子的格状图案。然后，在格状图案上充分地贴上粘合胶带，然后瞬时地剥除胶带，并检查元件被剥除的面积。把经过这样检查得的面积作为粘附强度。
所获得的评价结果被集中地示于表1-4中。表1-4所示的值是相对于元件试样实验1-1的剥离面积的值，它的值被设为1。
(3)初始光电转换效率的评价。
按如下方式进行这一评价。从每个元件试样的125个元件中随机地选出一个，用强度为100mW/cm2的AM 1.5的光照射，然后测量其V-I特性，从而获得初始的光电转换效率。
所获得的测量结果集中示于表1-4中，其中所示的值是相对于元件试样实验1-1的初始光电转换效率的值，其值被设为1.0。
(4)光老化的评价：
按如下方式进行这一评价。对在上述(3)中进行过初始光电转换效率测量的每个元件试样的元件再次用强度为100mW/cm2的AM 1.5的光在25℃/50％RH的大气中照射500小时，然后，以和上述(3)相同的方式在强度为100mW/cm2的AM 1.5的光的照射下测量其充电转换效率。用初始光电转换效率和耐用性试验之后的光电效率之间的变化率评价其老化。
所得的评价结果示于表1-4中，其中的值是相对于元件试样实验1-1的变化率的值，其值被设为1。
(5)HHBR试验中的老化评价：
用下述方式通过常规的HHRB(高温高湿反偏)试验进行这一评价。从每个实验试样中和剩余元件中随机地选出一个，用和(3)相同的方式测量其初始光电转换效率。然后，对元件施加0.8V的偏压在80℃/80％RH的黑暗环境中放置100小时。此后，以和(3)相同的方式在强度为100mW/cm2的AM 1.5的光的照射下测量其光电转换效率。把初始光电转换效率和试验后的光电转换效率之间的变化率(或减少率)作为这一性能的评价。
所得的评价结果集中示于表1-4中。其中的值是相对于元件试样实验1-1的变化率的值被设为1。
(6)在温度和湿度循环试验中的老化评价：
以下述方式用常规的温度和湿度循环试验进行这一评价。从每个元件试样的剩余元件中随机地选出一个，以和上述(3)相同的方式测量其初始光电转换效率。然后，把元件置于85℃/85％ RH的黑暗环境中以3小时为一周期，置于-40℃的环境中以70分钟为一周期，并置于85℃/85％RH的环境中以70分钟为一周期交替地重复20次。此后，在强度为100mW/cm2的AM 1.5的光的照射下以和(3)相同的方式测量其光电转换效率。把初始光电转换效率和在试验之后的光电转换效率之间的变化率(或减少率)作为评价。
所得的评价结果被集中地示于表1-4。其中所示的值是相对于元件试样实验1-1的变化率的值，其值被设为1。
根据表1-4所示的结果可以看出以下事实。在产量和粘附强度方面，元件试样对照例1-1和对照例1-2明显比元件试样实验1-1的差。
并且，在其它的评价项目方面，元件试样对照例1-1和对照例1-2也比元件试样实验1-1的差。元件试样对照例1-1和对照例1-2比元件试样实验1-1如此差的原因，据认为主要是由于因为粘附强度的不充分使串联电阻增加而引起的占空因数(F.F.)减少。
在初始光电转换效率和试验之后的光电转换效率方面，元件试样对照例1-3明显地比元件试样实验1-1差。其原因据认为是在元件试样对照例1-3中不规则性的程度过大，并因而使得在半导体层部分中发生某种缺陷，引起并联电阻减小，从而导致占空因数(F.F.)的减少和开路电压(VOC)的减少。
因而，可以看出，光电器件(元件试样实验1-1)在光电特性方面明显地比任何常规的光电器件(元件试样对照例1-1，对照例1-2和对照例1-3)差。
                          例2
在本例中，用下述方式制备了多个其结构如图1所示的光电器件。
(1)衬底的制备：
提供几个通过前述的冶炼、热轧、冷轧和精加工处理获得的不锈钢板。对每块不锈钢板进行表2-1所示的不同方式的表面粗糙处理，具体地说，进行光亮退火或/与进行退火和酸洗组合处理或/与通过表皮光轧机进行或不进行表面抛光，并进行机械抛光(皮带抛光，软皮抛光或滚筒抛光)或电解抛光。
这样，获得了几块0.2mm厚5mm×50mm大小的不锈钢板，每块具有特定不规则表面结构的不同的不规则表面，包括如图3(a)、(b)、(c)所示的多个线性不规则处或槽。
用这种方式，对于每个具有特定不规则表面结构的不锈钢板，制备许多不锈钢板。
在表2-1所示的条件下，用下述方式对得到的不锈钢板进行处理。
不锈钢板被引入图5所示的DC磁控管溅射装置的淀积室501中，将不锈钢板(图5的502)置于安装有电加热器的安装台503上。不锈钢板的通过加热器被控制并被维持在RT温度200℃。然后，通过经导通阀513和油扩散泵(未示出)相连的排气口抽到1×10-6乇的真空度。当淀积室501的内部压力在所述真空度下成为恒定时，阀514被打开，同时调节流量控制器516在50sccm的流量下向淀积室501从气源(未示出)引入气体。调节导通阀513，把淀积室501的内部压力调整到6m乇。从溅射功率源506向不锈钢板提供100至600瓦的RF功率，使得产生辉光放电，借以在淀积室501内产生Ar等离子体，辉光放电产生Ar等离子体持续2至10分钟，借以使不锈钢板的表面被Ar等离子体刻蚀。在此之后，终止RF功率的施加和Ar气的引入。把不锈钢衬底冷却到室温，然后从设备中取出。这样，每个不锈钢板的不规则的表面结构的表面被Ar等离子体刻蚀。
用这种方式，在每种情况下，获得一组衬底试样。
对于在每种情况下这样获得的衬底试样，保留一个用于评价。
(2)制备光电器件：
在每个剩余的衬底试样上，在表2-1所示的条件下以和例1相同的方式形成具有pin结的叠层结构的光电转换层，并在表2-1所示条件下，以例1相同的方式在光电转换层上形成包括In2O3的透明电极和集电极。这样，便得到光电器件。
用这种方式，对每个不同的衬底试样，制备一组光电器件试样。
                         评价
1、对于每个被保留用于评价的衬底试样，使用外形仪(ALPHASTEP：商标名，由Dencor公司生产)检查不规则表面的形状：测量沿平形于线性不规处的方向的中心线平均粗糙度(Ra(X)，和沿垂直于线性不规则处的方向的中心线平均粗糙度Ra(Y)，其中对400μm的长度L进行扫描并对每个1μm的长度测量5点。
结果，发现每个衬底试样的RaX处于5至350nm的范围内，Ra(Y)处于8至650nm的范围内。
2、对于按上述获得的光电器件试样，以例1相同的方式进行关于(a)产量、(b)粘附强度、(c)HHRB试验老化和(d)温度与湿度循环试验老化。
2-(1)、关于产量的评价结果相对于Ra(X)和Ra(Y)被集中地示于图8(a)中。
在图8(a)中，发现其中使用Ra(X)为30nm，Ra(Y)为50nm和0.6Ra(X)/Ra(Y)的衬底产品试样的光电器件试样在产量(a)方面是满意的，并用标号○表示作为标准。对于在产量方面优于标准的光电器件试样，用符号◎表示，对于低于标准的光电器件试样，用△表示。对于在产量方面明显低于标准的器件，用符号●表示。
从图8(a)所示的结果中，可以看出如下事实。在使用Ra(X)为15至300nm，Ra(Y)为20至600nm和Ra(X)/Ra(Y)为0.8或更小的衬底试样的情况下，所需的光电器件的产量是满意的。具体地说，在使用Ra(X)为25至50nm，Ra(Y)为60至300nm以及Ra(X)/Ra(Y)为0.8或更小的衬底试样的情况下，所需的光电器件的产量明显地优异。
在另一方面，在使用Ra(X)超过300nm、Ra(Y)超过600nm或Ra(Y)小于20nm且Ra(X)/Ra(Y)小于0.8的衬底试样的情况下，实际上可以使用的光电器件的产量明显变差。发现其原因是由于过大的线性不规则处使分流电阻减小所致。
此外，在使用Ra(X)为300nm或更小且Ra(Y)小于20nm或Ra(X)小于15nm且Ra(Y)为600nm或更小的衬底试样的情况下，实际上能够使用的光电器件的产量明显变差。发现其原因主要是因为层剥离。
2-(2)关于HHRB试验(c)老化和温度湿度循环试验老化(d)的评价结果相对于Ra(X)和Ra(Y)被集中示于图8(b)中。
在图8(b)中，使用Ra(X)为30nm，Ra(Y)为50nm且Ra(X)/Ra(Y)为0.6的衬底试样并发现在评价项(c)和(d)是满意的光电器件试样作为标准由○表示。对于在评价项目(c)和(d)方面优于标准的光电器件试样，用标记◎表示。对于在评价项目(c)和(d)方面低于标准光电器件试样，用标号△表示。对于在评价项目明显低于标准的光电器件试样，用●表示。
由图8(b)所示的结果，可以看到以下事实。在使用Ra(X)为15至300nm，Ra(Y)为20至600nm，Ra(X)/Ra(Y)为0.8或更小的不规则表面结构的衬底试样的情况下，所得的任何光电试样在评价项目(c)和(d)方面都是十分满意的。具体地说，在使用Ra(X)为25至150nm，Ra(Y)为60至300nm，Ra(X)/Ra(Y)为0.8或更小的不规则表面结构的衬底试样的情况下，所得的任何所需的光电器件试样在评价项目(c)和(d)方向是明显优异的。
在另一方面，对于使用Ra(X)超过300nm的衬底试样、Ra(Y)超过600nm的衬底试样、或Ra(Y)小于20nm且Ra(X)/Ra(Y)超过0.8的衬底试样获得的光电器件，在经受评价项目(c)或(d)的评价试验之后，尤其是开路电压(Voc)明显减少。因而，其光电特性的任何方面都不好。
此外，对于使用Ra(X)为300nm或更少并且Ra(Y)小于20nm的衬底试样或Ra(X)小于15nm且Ra(Y)为600nm或更少的衬底试样获得的光电器件试样，发现全部器件主要由于在评价项目(c)或(d)的评价期间的层剥离而引起串联电阻的明显增加。因而，全部器件的光电特性明显较差。
此外，图8(a)和8(b)所示的试样已被使用超细研磨颗粒沿R(Y)方向进行皮带抛光作为机械抛光。在表2-2中集中示出了对这些试样进行皮带抛光和表面刻蚀处理的条件。
根据上述结果，可以看到使用具有Ra(X)为15至300nm，Ra(Y)为20至600nm以及Ra(X)/Ra(Y)为0.8或更小的特定不规则表面的不规则表面的衬底能够高效率地生产高产量的高质量的光电特性优异的光电器件。
                        例3
在本例中，以下述方式制备一组图1所示结构的光电器件。
(1)衬底的制备：
提供一组通过前述的冶炼、热轧、冷轧和精加工处理获得的不锈钢板。对每块不锈钢板进行表3-1所示的不同方式的表面粗糙处理，具体地说，进行光亮退火或/与进行退火和酸洗组合处理或/与通过表皮光轧机进行或不进行表面抛光，并进行机械抛光(皮带抛光、软皮抛光或滚筒抛光)或电解抛光。
这样，便获得了几块0.2mm厚50mm×50mm大小的不锈钢板，每块具有特定的不规则表面结构的不同的不规则表面，包括如图3(a)、(b)、(c)所示的多个直线不规则处或槽。
用这种方式，对于每个具有特定不规则表面结构的不锈钢板，制备许多不锈钢板。
在表3-1所示的条件下，使用象例2中的溅射设备相同的方式对所得到的不锈钢板进行表面刻蚀处理。
用这种方式，在每种情况下，获得一组衬底试样。
对于在每种情况下这样获得的衬底试样，保留一个用于评价。
(2)制成背反射层和透明的导电层：
在表3-1所示条件下  以和例1相同的方式在每个剩余的衬底试样上，按顺序形成100nm厚的AlSi膜作为背反射层和1μm厚的ZnO膜作为透明的导电层，从而获得衬底产品试样。
用这种方式，对于每个不同的不同衬底试样制备一组衬底产品试样。
对于在每种情况下这样获得的衬底产品试样，保留一个用于评价。
(3)制备光电器件：
使用在每种情况下剩余的衬底产品试样，在其上通过在表3-1所示条件下以例1相同的方式按顺序形成具有pin结的光电转换层、透明电极(包括In2O3)和集电极，从而制备一组光电器件试样。
                        评价
1、对于每个被留作评价用的衬底试样，以例2相同的方式检查不规则的表面形状。
结果发现，每个衬底试样的Ra(X)处于5到350nm的范围内，Ra(Y)处于8到650nm的范围内。
2、对于每个被留作评价用的衬底产品试样，以例1相同的方式检查作为背反射层的ZnO膜的平均颗粒尺寸和总的反射率以及漫反射率。
结果得到了以下的事实。
当Ra(X)为15nm或更多且Ra(Y)为20nm或更多时，生成ZnO膜的连续的结晶物质，从而具有所需的大的平均颗粒尺寸。
当Ra(X)超过300nm或Ra(X)超过600nm，或者Ra(Y)超过20nm且Ra(X)/Ra(Y)为0.8时，在漫反射率减小的同时总反射率也减小。尤其是在Ra(X)为300nm或更小与Ra(Y)为200nm或更小的情况下，还有在Ra(X)小于15nm且Ra(Y)为600nm或更小的情况下，虽然总的反射率满意但漫反射率减小。
在另一方面，在Ra(X)处于15至300nm的范围内，Ra(Y)处于20至600nm的范围内以及Ra(X)/Ra(Y)为0.8或更小的情况下，总反射率和漫反射率都是优异的。尤其是Ra(X)处于25至150nm的范围内，Ra(Y)处于60至300nm的范围内以及Ra(X)/Ra(Y)为0.8或更小的情况下，总反射率和漫反射率特别优异。
3、对于按上述获得的光电器件试样，以例1相同的方式对(a)产量，(b)粘附温度，(c)HHRB试验中的老化以及(d)在温度和湿度循环试验中的老化进行评价。
3-(1)对于产量(a)的评价结果相对于Ra(X)和Ra(Y)被集中地示于图9(a)中。
在图9(a)中，其中使用Ra(X)为30nm，Ra(Y)为50nm且Ra(X)/Ra(Y)为0.6的衬底产品试样的并被发现在产量(a)方面是满意的光电器件试样由符号○表示作为标准。对于在产量方面优于标准的光电器件试样，用符号◎表示。对于在产量方面低于标准的光电器件试样，用符号△表示。对于在产量方面明显低于标准的光电器件试样，用符号●表示。
由图9(a)所示的结果可看出以下事实。在使用Ra(X)为15至300nm，Ra(Y)为20至600nm且Ra(X)/Ra(Y)为0.8或更小的衬底试样的情况下，所需的光电器件的产量是满意的。尤其是在使用Ra(X)为25到150nm，Ra(Y)为60至300nm，且Ra(X)/Ra(Y)为0.8或更小的衬底试样的情况下，所需光电器件的产量特别优异。
在另一方面，在使用Ra(X)超过300nm的衬底试样，Ra(Y)超过600nm的衬底试样或Ra(Y)小于20nm且Ra(X)/Ra(Y)小于0.8的衬底产品试样的情况下，实际上能用的光电器件的产量明显较差。据发现其原因是因为线性不规则性的过大程度而引起的分层电阻的减少。
此外，在使用Ra(X)为300nm或更少且Ra(Y)小于20nm的衬底试样或在使用Ra(X)小于15nm，Ra(Y)为600nm或更小的衬底试样的情况下，实际上能用的光电器件的产量明显变差。其原因发现主要是由于层剥离。
3-(2)。关于HHRB试验老化(c)和温度湿度循环试验老化(d)的评价结果相对于Ra(X)和Ra(Y)被集中地示于图9(b)中。
在图9(b)中，其中使用Ra(X)为30nm，Ra(Y)为50nm且Ra(X)/Ra(Y)为0.6的衬底产品试样的并被发现在评价项目(c)和(d)方面满意的光电器件试样由符号○表示，作为标准。对于在评价项目(c)和(d)方面优于标准的光电器件试样，由符号◎表示。对于在评价项目(c)和(d)方面优于标准的光电器件试样，用符号△表示。对于在评价项目(c)和(d)方面显著低于标准的光电器件试样，由符号●表示。
从图9(b)可看到如下的事实。在使用Ra(X)为15至300nm，Ra(Y)为20至600nm且Ra(X)/Ra(Y)为0.8或更小的衬底试样的情况下，所得的任何光电器件试样在评价项目(c)和(d)方面是十分满意的。
在另一方面，对于使用Ra(X)超过300nm的衬底试样、Ra(Y)超过600nm的衬底试样或Ra(Y)小于20nm且Ra(X)/Ra(Y)超过0.8的衬底试样所得的光电器件试样，发现它们全部在经过评价项目(c)、(d)的试验之后，尤其是其开路电压、(Voc)明显减小。因而，发现这些器件的光电特性是差的。
此外，对于使用Ra(X)为300nm或更小且Ra(Y)小于20nm的衬底试样或使用Ra(X)小于15nm且Ra(Y)为600nm或更小的衬底试样获得的光电器件试样，发现它们全部由于在评价项目(c)或(d)的试验期间的层剥离而导致串联电阻明显增加。因而，发现它们的光电特性明显较差。
另外，图9(a)和9(b)所示的试样已被使用超细研磨颗粒沿Ra(Y)方向进行皮带抛光作为机械抛。在表3-2中，集中示出了对这些试样进行皮带抛光和表面刻蚀处理的条件。
根据上述结果，可以看出，使用具有Ra(X)为15至300nm，Ra(Y)为20至600nm以及Ra(X)/Ra(Y)为0.8或更小的特定的不规则表面结构的不规则表面的衬底能够高效率地生产光电特性优异的高产量的高质量的光电器件。
                        例4
在本例中，制备了一组如图1所示结构的光电器件，其制备方式如下。
(1)衬底的制备：
提供一组通过前述的冶炼、热轧、冷轧和精处理获得的铁的不锈钢板。对每块不锈钢板进行表4-1所示的不同方式的表面粗糙处理，具体地说，进行光亮退火或/与进行退火和酸洗组合处理或/与通过表皮光轧机进行或不进行表面抛光。
这样，获得0.20mm厚的50mm×50mm尺寸的不同的铁的不锈钢板，每个具有图3(a)、(b)或(c)所示的不同的不规则的表面形状。
用这种方式，对于每个具有不同特定不规则表面结构的铁的不锈钢板，制备多个铁的不锈钢板。
把每个制成的不锈钢板引入退火设备(未示出)中，在600℃的温度下对其表面进行退火处理，然后逐渐冷却到室温(见表4-1)。
用这种方式，在每种情况下，获得一组衬底试样。
对于这样在每种情况下获得的衬底试样，保留一个用于评价。
(2)制成背反射层和透明导电层：
在表4-1所示的条件下，用例1相同的方式，在每个剩余的衬底试样上，按顺序形成50nm厚的AlTi膜作为背反射层和1μm厚的ZnO膜作为透明导电层，从而获得衬底产品试样。
用这种方式，对每个不同的不同衬底试样制备一组衬底产品试样。
对于在每种情况下这样获得的衬底产品试样，保留一个用于评价。
(3)制备光电器件：
使用在每种情况下的剩余的衬底产品试样，通过在其上面在表4-1所示条件下以和例1相同的方式按顺序形成具有pin结的光电转换层，透明电极(包括In2O3)和集电极，制备一组光电器件试样。
       评价
以和例2相同的方式对于留作用于评价的每个衬底试样，检查其不规则的表面形状。
结果发现，每个衬底试样的Ra(X)处于5至350nm的范围内，Ra(Y)处于8至650nm的范围内。
在这些衬底试样当中，对于在例3中呈现优异结果的其参数为Ra(X)15至300nm，Ra(Y)20至600nm以及Ra(X)/Ra(Y)为0.8或更小的衬底试样，对于这些衬底试样的每一个，检查其直线不规则处的间距d。结果，发现其间距d在0.2至30μm的范围内。
2、对于分别根据间距d中0.2至30μm的衬底试样的衬底产品试样中的每一个，对其总的反射率和漫反射率进行评价。评价结果集中地示于表4-2中。表4-2中的值是相对于在间距d为5.0μm的情况下的相应值的值，在5.0μm情况下的相对值被设为1.0。
根据表4-2的结果，可以看出以下事实。在间距范围为0.5至20μm的情况下，总的反射率和漫反射率足够高。在间距d小于0.5μm的情况下，总反射率变差，并因而漫反射率也相应变差。在间距d超过20μm的情况下，总反射率相对较高但漫反射率变差，使其类似于通常的抛光表面的情况。
3、对于分别根据间距d为0.2至30μm的衬底产品试样制成的光电器件试样，以和例1相同的形式进行关于(a)产量，(b)粘附强度，(c)HHRB试验老化，(d)温度和湿度循环试验老化的评价。
3-(1)关于产量(a)的评价结果被集中地示于表4-3。表4-3所示的值是相对于间距d为5.0μm下的产量的值，其值被设为1.0。
根据表4-3所示的结果，可以看出以下的事实。在间距d处于0.5至20μm的范围内的情况下，理想的光电器件的产量相当满意。
在另一方面，在间距d小于0.5μm的情况下，实际可用的光电器件的产量是差的。其原因发现是由于开路电压(Voc)的减少占空因数(F.F.)的减少。
此外，在间距d超过20μm的情况下，实际可用的光电器件的产量较差。发现其原因主要是由于层剥离所致。
3-(2)关于HHRB老化试验(c)和温度湿度循环试验(d)老化试验的评价结果被集中地示于表4-4。在表4-4中所示的值是相对于间距d为0.5μm情况下相应值的值。
根据表4-4所示的结果，可以看出以下的事实。在间距d处于0.5至20μm的情况下，任何所制的光电器件试样在评价项目(c)和(d)方面是十分满意的。
在另一方面，在间距d小于0.5μm的情况下，发现在进行评价项目(c)或(d)的试验之后所制的光电器件试样都不仅开路电压(Voc)明显减少而且占空因数(F.F.)也明显减少。因而，它们的光电特性都不好。
此外，在间距d超过20μm的情况下，发现所得光电器件试样的串联电阻明显增加，这主要是由于在评价项目(c)或(d)的试验期间发生的层剥离所致。因而，可以看到它们的光电特性都明显地不好。
根据上述结果，可以看到使用具有Ra(X)为15到300nm，Ra(Y)为20至600nm，以及Ra(X)/Ra(Y)为0.8或更少且间距d为0.5至20μm的特定不规则表面结构的不规则表面的衬底能够高效率地生产高质量的高产量的光电特性优异的光电器件。
                        例5
在本例中，按下述方式制备一组图1所示结构的光电器件。
(1)衬底的制备：
通过前述的冶炼、热轧、冷轧和精处理提供一组铁不锈钢板。用表5-1所示的不同方式对每个不锈钢板进行表面粗糙处理，具体地说进行退火、酸洗并通过表皮光轧机进行或不进行表面抛光处理。
这样，获得了各种厚度为0.20mm，尺寸为50mm×50mm的不锈钢板，每个具有如图3(a)、(b)和(c)所示的不同的不规则表面形状。
这样，对于具有不同的特点不规则表面结构的每个不锈钢板，制备许多不锈钢板。
把每个制成的不锈钢板引入退火装置(未示出)中，在650℃的温度下对其表面进行退火处理，然后逐渐冷却到室温(见表5-1)。
用这种方式，获得了许多衬底试样。
对于在每种情况下这样获得的衬底试样，留下一个用于评价。
(2)形成背反射层和透明导电电极层：
在表5-1所示的条件下，以和例1相同的方式，在每个剩余的衬底试样上按顺序形成50nm厚的Cu膜作为背反射层和1μm厚的ZnO膜作为透明导电层，从而获得衬底产品试样。
用这种方式，对每个不同的不同衬底试样，制备一组衬底产品试样。
对在每种情况下这样获得的衬底产品试样，留下一个用于评价。
(3)制备光电器件：
使用在每种情况下的剩余的衬底产品试样，以和例1相同的方式在其上通过按顺序形成具有pin结的光电转换层、透明电极(包括In2O3)和集电极，从而制备多个光电器件试样。
      评价
1、发现每个被留下评价的衬底试样具有如图3(d)所示的不规则表面图形，其中多个第一线性不规则处以直线排列形状排列，许多第二线性不规则处沿垂直于第一线性不规则处的方向排列。
对于每个衬底试样的不规则表面形状，以和例2相同的方式检查Ra(X)和Ra(Y)。
结果发现，每个衬底试样的Ra(X)在4至400nm范围内，Ra(Y)在7到700nm的范围内。
在这些衬底试样当中，对于具有参数Ra(X)为15至300nm，Ra(Y)为20至600nm以及Ra(X)/Ra(Y)为0.8或更少并且呈现例3中的优异结果的衬底试样，检查其每个的线性不规则处的间距d，结果发现，间距d处于0.2至30μm的范围内。
在这些衬底试样当中，选择d值在0.5至20μm范围内的衬底试样。对于每个选择的衬底试样，检查其在不规则表面形状中沿垂直于第不规则处的方向排列的第二线性不规则处的平均长度l。结果发现，这些选择的衬底试样的平均长度l在从测量极限到25μm的范围内。
2、对于分别基于平均长度l从测量极限到25μm的衬底试样的衬底产品试样，对于总反射率和漫反射率进行评价。其结果集中示于表5-2。表5-2中的值是相对值，以平均长度l为5.0μm的情况下的相应的值为基准，其相对值设为1.0。
根据表5-2所示的结果，可以看到以下事实。在长度l为20μm或更小的情况下，总反射率和漫反射率是足够高的。在长度l超过20μm的情况下，总反射率变差，并因此漫反射率也相应地变差。
(3)对于分别基于长度l从测量极限到25μm的衬底产品试样，以和例1相同的方式进行关于(a)产量，(b)粘附强度，(c)HHRB试验老化和(d)温度与湿度循环试验老化的评价。
3-(1)关于产量(a)的评价结果被集中地示于表5-3中。表5-3的值是相对值，以长度l为5.0μm情况下的相应值为基准，其相对值被设为1.0。
根据表5-3所示的结果，可以看到以下的事实。在长度为20μm或更小的情况下，理想的光电器件的产量是十分满意的。
在另一方面，在长度l超过20μm的情况下，实际能用的光电器件的产量较差。发现其原因是由于开路电压(Voc)的减少也由于占空因数(F.F.)的减少。
3-(2)关于HHRB老化试验(c)和温度湿度循环老化试验(d)的评价结果被集中示于表5-4。表5-4所示的值是相对值，以长度l为5.0μm的相应值为基准，其值被设为1.0。
根据表5-4所示的结果，可以看到以下事实。在长度l为20μm或更小的情况下，所有最终的光电器件试样在评价项目(c)和(d)方面都是十分满意的。
在另一方面，在长度l超过20μm的情况下，发现所有制成的光电器件试样在经过评价项目(c)或(d)的评价之后，不仅开路电压(Voc)明显减小而且占空因数(F.F.)也明显减小。因而，发现全部光电器件试样的光电特性较差。
根据上述结果，可以看到使用具有Ra(X)为15至300nm，Ra(Y)为20至600nm，以及Ra(X)/Ra(Y)为0.8或更少且间距d为0.5至20μm，长度l为20μm或更少的特定不规则表面结构的不规则表面的衬底能够高效率地生产高产量的光电特性优异的高质量的光电器件。
                       例6
在本例中，以下述方式制备一组图2所示结构的三元件型光件器件。
1、衬底的制备：
提供一组通过前述的冶炼、热轧、冷轧及最后处理获得的不锈钢板。对每个不锈钢板用表6-1所示的不同方式进行表面粗糙处理，具体地说通过退火、酸洗并通过表皮光轧机进行或不进行表面抛光。
这样，获得各种长度为100m，宽度为30cm厚度为0.13mm的不锈钢板，每个具有图3(a)、(b)和(c)所示的不同的不规则表面形状。
对每个不锈钢板的不规则的表面，以下述方式进行退火处理。
制成的每个不锈钢板被绕在旋转输出卷筒(未示出)上。其上绕有不锈钢板的输出卷筒被设置在具有反应室和冷却室(未示出)的退火装置中。用来接收由输出卷筒释放的不锈钢板的旋转接收卷筒(未示出)也被设置在退火装置上。在这种情况下，输出卷筒和接收卷筒被这样定位，使得它们通过退火设备彼此相对。在输出卷筒上的不锈钢板的一部分被释放，以便固定接收卷筒，同时使不锈钢板在退火设备的反应室和冷却室内伸展。不锈钢板的不规则的表面在反应室中在550至650℃的温度范围内进行退火处理，然后在冷却室被冷却到室温，同时通过转动输出和接收滚筒使不锈钢板连续地通过反应室和冷却室。
用这种方式，获得一组不同的衬底板试样。
对于这样获得的每个衬底板试样，切下其中一部分得到用于评价的试样(这在下面被称为衬底试样)。
2、形成背反射层和透明导电层：
在表6-1所示条件下，以和例1相同的方式在每个衬底板试样上，通过常规的辊对辊成膜工艺按顺序形成80nm厚的A/Mg膜作为背反射层以及0.75μm厚的ZnO膜作为透明导电层，借以获得衬底板产品试样。
用这种方式，制备一组不同的衬底板产品试样。
对于这样获得的每个衬底板试样，切下一部分得到用于评价的试样(以后称为衬底板产品试样)。
3、光电器件的制备：
使用每个衬底板产品试样，以下述方式制备一组光电器件。
3-(1)形成光电转换层：
在每个衬底板产品试样的ZnO膜上(作为透明导电层)，在表6-1所示条件下，使用滚筒对滚筒型多室等离子体CVD设备(图7(a)、(b)的利用常规的滚筒对滚筒成膜工艺从衬底侧按下述的顺序形成层叠的包括pin结底元件(包括n型层，三层的i型层(包括RF i型层，MW i型层和RF i型层)和p型层)的多层光电转换层，pin结中元件(包括n型层，三层的i型层(包括RF i型层，MW i型层和RF i型层)和p型层)以及pin结顶元件(包括n型层，单层的i型层(包括RF i型层和P型层)。以和例1形成光电转换层相同的方式，形成每个pin结元件。
这里说明图7(a)和7(b)所示的等离子体CVD设备。图7(a)是说明等离子CVD设备的结构示意图。图7(b)是说明图7(a)所示的等离子体CVD设备中多室装置的示意图，是从多室装置的上方看的。
图7(a)和7(b)所示的等离子体CVD设备包括衬底挤出室729，含有输出滚筒721，其上绕有衬底板740(它相当于前述的衬底板试样)，几个淀积室701-713，以及衬底接收室730，其中含有接收滚筒723，用来接收输送的衬底板740。每个相邻的室由隔离通路714隔离。每个室具有从真空装置延伸的使得可以抽空室的内部的排气口。
从输出滚筒721输出的衬底板740通过隔离通道被输送入淀积室701。用这种方式，衬底板740被送入相邻的室702-713，最后在接收室730被接收并被绕在接收滚筒724上。等离子体CVD设备被这样构成，使得所需的原料气体被引入各个淀积室，同时使清洗气体流入各个隔离通道714，通过隔离通道可以使在每个淀积室中的成膜工艺可以独立地进行而不影响相邻的燃烧室。每个淀积室具有衬底温度控制装置(未示出)，用来维持衬底板740在成膜所需的合适温度下。
具体地说，每个淀积室701-713具有从原料气体供应系统(未示出)延伸的原料气体引入口715，和与真空泵例如油扩散泵、机械增压泵之类相连的排气孔716。每个淀积室701，702，704-707以及709-713具有和RF功率源(未示出)电气相连的RF功率引入电极717。每个淀积室703和708具有从微波功率源(未示出)延伸的微波施加器718和与RF功率源(未示出)电气相连的偏压电极720。每个隔离通道714具有用于流入清除气体的入口719。清除气体沿图7(b)所示的方向流入。
输出室719具有输出滚筒722，用于通过各个淀积室朝向接收室730输送来自输出滚筒721的衬底板。接收室730具有导向滚筒724，用于把衬底板740以足够的张力保持在水平状态。
在上述的等离子体CVD设备中按下述方式形成光电转换层。在上述步2中获得的衬底板产品被绕在接收滚筒721(具有30cm曲率的平均半径)上。接收滚筒721被设置在输出室729中，衬底板产品714通过各个淀积室被输出，其头部被固定在接收室730中的接收滚筒上。等离子体CVD设备的整个内部被抽空，并且操作在每个淀积室中的衬底湿度控制装置，使得衬底板产品可以在淀积室中维持在所需的温度下。当等离子体CVD设备的整个内部成为小于1m托时，通过图7(b)所示的各个入口719使清除气体流入等离子体设备，同时朝向接收室730沿图7(a)箭头所示方向移动衬底板产品714，衬底板产品通过被绕在接收滚筒723上被连续地接收。所需的原料气体被引入每个淀积室，通过适当调整引入各个隔离通道的清除气体的流量或各个淀积室的内部压力，使原料气体避免扩散进入相邻的淀积室。然后，通过在每个淀积室701，702，704-707以及709-713中引入RF功率，并在每个淀积室703和708中引入微波功率和RF偏置功率，产生辉光放电，从而在每个淀积室中产生等离子体。这样，在衬底板产品740的ZnO膜的表面上，在表6-1所示条件下，以和例1相同的方式在包括淀积室701-705的第一区内，其中已在淀积室7021中形成有m型a-S，在淀积室702中已形成RF i型a-Si层，在淀积室703中已形成有MW i型a-Si层，在淀积室704中已形成有RF i型a-Si层，以及在淀积室705中已形成p型微晶Si层，继续形成底pin结元件；在包括淀积室706-710的第二区内其中在淀积室706中已形成有n型a-Si层，在淀积室707中已形成有i型a-Si层，在淀积室708中已形成有MW i型a-Si层，在淀积室709中已形成有R地i型a-Si层，在淀积室710中已形成有p型微晶Si层，继续形成中pin结元件；并在包括淀积室711-713的第三区中，其中在淀积室711中已形成有n型a-Si层，在淀积室712中已形成有RF i型a-Si层，在淀积室712中已形成有RF i型a-Si层，以及在淀积室713中已形成有p型微晶Si层，继续形成顶pin结元件。关于形成这些层所用的原料气体和成膜条件使用表1-1中所述的那些。
在接收滚筒723上绕上全部的衬底板产品之后，终止RF功率源和微波功率源以及RF偏置功率源的引入，与此同时，终止原料气体和清除气体的引入。并且，使等离子体CVD设备的整个内部压力恢复到大气压，从等离子体CVD设备中取出接收滚筒723。
这样，在每个衬底板产品上形成具有pin-pin-pin结构的光电转换层。
3-(2)透明电极和集电极的形成。
在每个衬底板产品的顶部pin结元件的p型层上，通过使用常规的反应溅射设备形成75nm厚的ITO膜作为透明电极，然后利用常规的电阻加热蒸发形成包括50μm厚的铜丝的丝栅格作为集电极，铜丝上具有用包括尿烷树脂的粘结剂粘结的Ag包层和碳层。
这样，制备了一组不同长的光电器件。
切割每种长度的光电器件获得250mm×10m小的光电器件试样。
        评价
发现留下用于评价的每个衬底试样具有如图3(d)所示的不规则的表面形状，其中多个第一线性不规则处以直线形式排列，多个第二直线规则处以垂直于第一线性不规则处的方向排列。
对于每个衬底试样的不规则的表面形状，以和例2相同的方式检查Ra(X)和Ra(Y)。
结果发现，每个衬底试样的Ra(X)处于3到350nm的范围内，Ra(Y)处于5到650nm的范围内。
在这些衬底试样当中，对在例3中呈现优异结果的具有参数Ra(X)为15到300nm，Ra(Y)为20到600nm，Ra(X)/Ra(Y)为0.8或更小的衬底试样检查这些衬底试样中每一个的线性不规则性间距d。结果发现间距d的范围为0.2至30μm。
在这些衬底试样当中，选择其d值范围为0.5至20μm的衬底试样。对于每种选择的试样，检查在不规则表面形状中沿垂直于第一不规则处的方向排列的第二线性不规则处的平均长度l。结果发现，这些选择的衬底试样的平均长度l为25μm或更少。
2、对于分别基于平均长度l为25μm或更小的衬底试样的衬底产品试样，对于总反射率和漫反射率进行评价，评价结果集中示于表6-2。表6-2所示的值是相对值，以平均长度l为5.0μm情况下的相应值为基准，其相对值被设为1.0。
根据表6-2所示的结果，可以看出下列事实。在长度l为20μm或更小的情况下，总反射率和漫反射率足够高。在长度l超过20μm的情况下，总反射率变劣，并因而漫反射率也相应地变劣。
3、对于分别基于长度l为25μm或更小的衬底产品试样的最终的光电器件试样，以和例1相同的方式进行关于(a)产量，(b)粘附强度，(c)HHRB试验中的老化和(d)温度湿度循环试验中的老化进行评价。
3-(1)关于产量(a)的评价结果集中地示于表6-3。表6-3的值是相对值，以长度l为5.0μm情况下的产量为基准，其值被认为1.0。
根据表6-3所示的结果，可以看出以下的事实。在长度l为20μm或更小的情况下，理想的光电器件的产量是十分满意的。
在另一方面，在长度l超过20μm的情况下，实际上可用的光电器件的产量较差。发现其原因是由于开路电压(Voc)以及占空因数(F.F.)的减少。
3-(2)关于HHRB老化试验(c)和温度湿度循环老化试验(d)的评价结果被集中示于表6-4。表6-4的值是相对值，以在长度l为5.0μm情况下的相应值为基准，其值被设为1.0。
根据表6-4的结果，可以看到以下的事实。在长度l为20μm或更小的情况下，所得的光电器件试样在评价项目(c)和(d)方面都是十分满意的。
在另一方面，在长度l超过20μm的情况下，发现所得的任何光电器件试样不仅开路电压(Voc)而且占空因数(F.F.)在经过项目(c)和(d)的评价之后都明显地减小。因而，可以看到这些器件的任何器件的光电特性都较差。
根据上述的结果，可以看到使用具有Ra(X)为15到300nm，Ra(Y)为20到600nm，以及Ra(X)/Ra(Y)为0.8或更小且间距d为0.5到20μm，长度l为20μm或更小的特定不规则表面结构的不规则表面的衬底能够高效率地生产高质量的高产量的光电特性优异的光电器件。
                       例7
在本例中，按下述方式制备图1所示结构的光电器件。
1、衬底的制备：
提供通过使用前述的冶炼、热轧、冷轧和最终处理获得的不锈钢板。通过进行退火和借助于表皮光轧机进行表面抛光进行表面粗糙处理。
这样，获得具有如图3(a)所示的不规则表面形状的不锈钢板。
把所得的不锈钢板放入干刻蚀设备(未示出)中，在包括CCl4或Cl2气体的气体环境中在RT温度下进行刻蚀处理5分钟，同时施加200W的RF功率，然后冷却到室温(见表7-1)。
用这种方式，便得到了衬底。把所得衬底的一部分切下得到用于评价的试样(该试样以后叫作衬底试样例7-1)。
2、形成背反射层和透明导电层：
在表7-1所示条件下以和例5相同的方式在上述步1获得的衬底上按顺序形成35nm厚的AlSiTi层作为背反射层和1μm厚的ZnO层作为透明导电层，从而获得衬底产品。
把所得的衬底产品的一部分切下获得用于评价的试样(这试样以后被叫作衬底产品试样例7-2)。
3、制备光电器件：
使用上述步1获得的衬底产品，通过用和例1相同的方式在衬底产品上按顺序形成具有pin结的光电转换层，透明电极(包括In2O3)和集电极制备光电器件。所得光电器件以后叫作元件例7-1。
                    对照例7-1
除去在厚度为10μm衬底温度为450℃的条件下进行形成ZnO透明电极层之外，重复例7的步骤，以便获得衬底试样(对照例7-1)，衬底产品试样(对照例7-2)和光电器件(元件对照例7-1)。
                      评价
对于衬底试样例7-1，衬底试样对照例7-1，衬底产品试样例7-2，衬底产品试样地照例7-2，元件例7-1和元件对照例7-1中的每一个，用电子显微镜(SEM)检查其表面状态。
结果发现，每个试样例7-1和例7-2具有包括图3(a)所示的以直线排列形式排列的多个线性不规则处的不规则表面形状。并发现这不规则的表面形状已经对光电器件的表面产生影响。
发现每个衬底试样对照例7-1和衬底产品试样对照例7-2具有和每个衬底试样例7-1和衬底产品试样例7-2的情况下的不规则表面形状。不过，发现元件对照例7-1的表面没有象在元件例7-1情况下的这种线性不规则处，而个有似乎基于ZnO颗粒边界的另外的不规则处。
通过使用电子显微镜作的检查结果被集中示于表7-2。
2、对于每个元件例7-1和元件对照例7-1，以和例1相同的方式进行关于(a)产量，粘附强度，初始光电转换效率，光老化，HHRB老化试验，以及温度湿度老化试验的评价。
所得评价结果被集中示于表7-3。
表7-3所示的元件对照例7-1的值是相对值，以元件例7-1的相应值为基准，其值被设为1.0。
根据表7-3所示结果，可以看到如下事实。在所有评价项目方面，元件例7-1都劣于元件对照例7-1。其原因据认为是由于占空因数(F.F.)的减少，这主要是由于不足的粘附强度引起的串联电阻的增加所致。
                      例8
在本例中，以下述方式制备一组图1所示结构的光电器件。
1、衬底的制备：
提供通过前述的冶炼、热轧、冷轧和最后处理所获得的一组不锈钢板，对每个不锈钢板用表8-1所示的不同方式进行表面粗糙处理，具体地说进行退火、酸洗并通过表皮光轧机进行或不进行表面抛光。
这样，获得厚度为0.20mm，50mm×50mm大小的不同的不锈钢板，每个具有不同的不规则表面形状。
用这种方式，对于每个不锈钢板，制备许多不锈钢板。
把所制得的每个不锈钢板引入退火设备(未示出)中，在650℃的温度下对其表面进行处理，然后被逐渐冷却到室温(见表8-1)。
用这种方式，在每种情况下，获得一组衬底试样。
对于在每种情况下这样获得的衬底试样，留下一个用于评价。
2、形成背反射层和透明导电层：
在表8-1所示条件下，用和例5相同的方式，在每个剩余的衬底试样上按顺序形成100nm厚的AlSi膜作为背反射层和1μm厚的ZnO膜作为透明导电层，从而获得衬底产品试样。
用这种方式，对于每个不同的不同衬底试样，制备一组衬底产品试样。
对于在每种情况下这样获得的衬底产品试样，留下一个用于评价。
3、光电器件的制备
在每种情况下，使用剩余的衬底产品试样以如下方式制备一但光电器件试样。
使用具有氢助等离子体CVD淀积室的用于在表8-1所示条件下形成多晶淀积膜的多室等离子体CVD设备(未示出)，在每个衬底产品试样的ZnO膜上，以相同方式按顺序形成由a-Si材料构成的n′型层，在氢助等离子体CVD室内，由多晶Si材料构成的i型层以及以和例5相同的方式微晶硅材料构成的p型层。
这样，在所述的ZnO膜上形成具有pin结的光电转换层。
然后，在表8-1所示条件下，在光电转换层的p型层上用常规的反应蒸发技术按顺序形成透明电极(包括70nm厚的In2O3膜)，并以和例1相同的方式形成集电极。
             评价
发现留下用作评价的每个衬底试样具有如图3(d)所示的不规则的表面形状，其中许多第一线性不规则处以直线形式排列，许多第二线性不规则处以垂直于第一线性不规则处的方向排列。
对于每个衬底试样的不规则表面形状，以例2相同的方式检查Ra(X)和Ra(Y)。
结果发现每个衬底试样的Ra(X)处于3至350nm的范围内，Ra(Y)处于12至630nm的范围内。
在这些衬底试样当中，对于在例3中提供优异结果的具有Ra(X)为15至300nm，Ra(Y)为20至600nm以及Ra(X)/Ra(Y)为0.8或更小的衬底试样，检查这些衬底试样中的每一个线性不规则处的间距d。结果发现，其间距d的广围为0.3至25μm。
在这些衬底当中，选择具有0.5至20μm的d值的衬底试样。对于每种选择的衬底试样，检测沿在不规则表面形状中沿垂直于第一不规则处的方向排列的第二线性不规则处的平均长度l。结果发现，这些选择的衬底试样的平均长度l的范围为从测量极限到25μm。
2、对于分别基于平均长度l的范围为从测量极限到25μm的衬底试样的衬底产品试样，进行了关于总反射和漫反射的评价。评价结果集中地示于表8-2。表8-2的值是相对值，以平均长度l为7.5μm情况下的相应值为基准，其值被设为1.0。
根据表8-2所示的结果，可以看到以下的事实。在长度l为20μm或更小的情况下，总反射率和漫反射率都足够高。在长度l超过20μm的情况下，总反射率变差，并因而漫反射率也相应变差。
3、对于分别基于长度l从测量极限到25μm的衬底产品试样的衬底光电器件试样，以和例1相同的方式进行(a)产量，(b)粘附强度，(c)HHRB试验老化，(d)温度湿度循环老化试验方面的评价。
3-(1)关于产量(a)的评价结果集中示于表8-3。表8-3所示的值是相对值，以长度l为7.5μm情况下的产量的为基准，其值被设为1.0。
根据表8-3所示的结果，可以看到以下的事实。在长度l为20μm或更小的情况下，理想的光电器件的产量是十分满意的。
在另一方面，在长度l超过20μm的情况下，实际上可用的光电器件的产量是较差的。发现其理由是由于开路电压(Voc)和占空因数(F.F.)的减少。
3-(2)关于HHRB老化试验(c)和温度湿度循环老化试验(d)的评价结果集中地示于表8-4。其中所示的值是相对值，以长度l为7.5μm的情况下的相应值为基准，其值被设为1.0。
根据表8-4所示的结果，可以看到如下事实。在长度l为20μm或更小的情况下，任何所得的光电器件试样在评价项目(c)和(d)方向是十分满意的。
在另一方面，在长度l超过20μm的情况下，发现任何所得的光电器件度样在经过评价项目(c)和(d)的评价之后不仅开路电压(Voc)明显减少而且占空因数也明显减少。因而，可见这些光电器件的光电特性都很差。
表1-1
SUS处理：滚压处理/光亮退火
皮表滚压：进行
皮面抛光：不进行
表面处理：氟氮酸(HF∶HNO3∶H2O＝1∶3∶15)
          超声振动30秒
背反射层：Al：50nm，衬底温度：RT
透明导电层：ZnO：1μm，衬底温度：200℃
n型层：SiH4：1sccm，H2：45sccm
 PH3(用H2稀释到1％)：0.5sccm，
 内部压力：1.2乇，RF功率：2W
 衬底温度：300℃，层厚：20nmRFi：型层：Si2H6：4sccm，H2：90sccm
内部压力：0.5乇，RF功率：1.7W
衬底温度：300℃，层厚10nmMwi 型层：SiH4：40sccm，GeH4：40sccm，
H2：150sccm，
内部压力：8m乇，Mw功率：200w
RF偏置功率：700W
衬底温度：380℃，层度：70nmRFi 型层：Si2H6：4sccm，H2：90sccm，
      内部压力：0.5乇，RF功率：1.7W
      衬底温度：300℃，层厚：20nm，氢等离子体处理：H2，80sccm，
            内部压力：2.0乇，RF功率：30W
            衬底温度：200℃p型层：SiH4(用氢稀释到10％)：0.25sccm，
   H2：35sccm
   BF3(用氢稀释到2％)：2sccm，
   内部压力：2乇，RF功率：30W，
   衬底温度：200℃透明电极：In2O3，反应蒸发，层厚：70nm集电极：
      Cr(100nm)/Ag(1μm)/Cr(100nm)表1-2
Figure C9710999900621
                   表1-3
试样编号 平均的平均颗粒大小比   总反射率   漫反射率
衬底试样例1-2     1.0     1.0     1.0
衬底产品试样对照例1-4     0.87     0.98     0.72
衬底产品试样对照例1-5     0.89     0.98     0.72
衬底产品试样对照例1-6     0.93     0.75     0.93
                               表1-4
器件试样编号 产量 粘附强度 衬始光电转换效率 光老化(在试验之后的光电转换效率) HHRB试验(在试验之后的光电转换效率) 温度和湿度循环试验(在试验之后的光电转换效率
元件试样例1-1  1.0  1.0    1.0  1.0  1.0     1.0
元件试样对照例1-1  0.87  0.84    0.91  0.92  0.88     0.87
元件试样对照例1-2  0.81  0.81    0.89  0.89  0.90     0.90
元件试样对照例1-3  0.91  0.91    0.83  0.81  0.83     0.85
表2-1SUS处理：滚压处理/光亮退火/退火/酸洗皮表滚压：进行/不进行表面抛光：从机械抛光(带抛光/软皮抛光/滚筒抛光)。
      电解抛光，不抛光中选择表面处理：用Ar等离子体RF溅射，
      RF 100W-600W，2-80分钟，
      衬底温度：RT-200℃n型层：SiH4：1sccm，H2：45sccm，
   PH3(用H2稀释到1％)：0.5sccm，
   内部压力：1.2乇，RF功率：2W，
   衬底温度：330℃，层厚：20nm，RFi型层：Si2H6：4sccm，H2：90sccm
     内部压力0.5乇，RF功率1.7W
     衬底温度：300℃，层厚：10nmMwi型层：SiH4：40sccm，GeH4：40sccm，
     H2：150sccm，
     内部压力：8m乇，Mw功率：200w
     RF偏置功率：700w
     衬底温度：380℃层厚：70nm，RFi型层：Si2H6：4sccm，H2：90sccm，
     内部压力：0.5乇，RF功率1.7w
     衬底温度：300℃，层厚：20nm氢等离子体处理：H2：80sccm，
            内部压力：2.0乇，RF功率：30w
            衬底温度：200℃p型层：SiH4(用H2稀释到10％)：0.25sccm，
   H2：35sccm，
   BF3(用H2稀释到2％)：2sccm，
   内部压力：2乇，RF功率：30W，
             衬底温度：200℃透明电极：In2O3，反应蒸发，层厚70nm集电极：Cr(100nm)/Ag(1μm)/Cr(100nm)
                                              表2-2
表面抛光处理的时间*(分)                           在表面刻蚀处理中施加RF功率的时间
    2   5   10   15   20   30   50   70   80
    2   ●56   ●51
    5  △55  △49  △48  △54  △53  △52
    10  ○50  ○46  ○47   ●45
    15   △41  ○44  ○39  ○38  ○42   ●21   ●36
    20   ●19  ○43  ○31  ○30  ◎22  ○37   ●20   ●28
    30  ○40  ○26  ◎25  ◎23  ○29  ○33   ●11
    40  ○34  ○18  ○17  ○16  ○24  ○12   ●9
    50  △35  △32  △27  ○13  △6  ○10   ●2
    60  △15  △14  ○5   ●1
    70  ●4  △7  ●3  △8
*：使用超细研磨颗粒进行带抛光处理表3-1SUS处理：滚压处理/光亮退火/退火/酸洗皮表滚压：进行/不进行表面抛光：从机械抛光(带抛光/软皮抛光/滚筒抛光)。
      电解抛光，不抛光中选择表面处理：RF溅射，
      RF 100W-600W，2-80分钟，
      衬底温度：RT-200℃背反射层：AlSi：100μm，衬底温度：RT，透明导电层：
      ZnO，1μm，衬底温度：300℃n型层：SiH4：1sccm，H2：50sccm，
   PH3(用H2稀释到1％)：0.5sccm，
   内部压力：1.2乇，RF功率：2W，
   衬度温度：330℃，层厚：20nm，RFi型层：Si2H6：4sccm，H2：90sccm
     内部压力0.5乇，RF功率1.7W
     衬底温度：300℃，层厚：10nmMwi型层：SiH4：50sccm，GeH4：50sccm，
     H2：200sccm，
     内部压力：8m乇，Mw功率：200w
     RF偏置功率：700w
     衬底温度：380℃层厚：70nm，RFi型层：Si2H6：4sccm，H2：90sccm，
     内部压力：0.5乇，RF功率1.7w
     衬底温度：300℃，层厚：20nm氢等离子体处理：H2：80sccm，
            内部压力：2.0乇，RF功率：30w
            衬底温度：200℃p型层：SiH4(用H2稀释到10％)：0.25sccm，
   H2：35sccm，
BF3(用H2稀释到2％)：2sccm，
内部压力：2乇，RF功率：30W，
          衬底温度：200℃透明电极：In2O3，反应蒸发，层厚70nm集电极：Cr(100nm)/Ag(1μm)/Cr(100nm)
                                           表3-2
表面抛光处理的时间*(分)                         在表面刻蚀处理中施加RF功率的时间
  2   5   10   15   20   30   50   70   80
    2  ●49  △47  ●41  ●46
    5  ○45  △48  ○43  ○42  ●31
    10  △40  ○44  ○34  ○38  ○32  ●27
    15  ○37  ○39  ○26  ○33  ○28  ●25
    20  ●19  △36  ○35  ◎21  ○17  ●20
    30  △30  ○29  ○23  ◎22  ○14  ●13
    40  △24  ○18  ○15  ○10  ●7
    50  △12  △16  △11  ○8  ●3
    60  ●5  ●6  ●2
    70  ●9  ●4   ●1
*：使用超细研磨颗粒进行带抛光处理表4-1SUS处理：滚压处理/光亮退火/酸洗皮表滚压：进行/不进行表面抛光：不抛光表面处理：退火：600℃背反射层：AlSi：50nm，衬底温度：RT，透明导电层：
      ZnO，1μm，衬底温度：300℃n型层：SiH4：1sccm，H2：50sccm，
   PH3(用H2稀释到1％)：0.5sccm，
   内部压力：1.2乇，RF功率：1.5W，
   衬度温度：330℃，层厚：10nm，RFi型层：Si2H6：4sccm，H2：90sccm
     内部压力0.5乇，RF功率2.0W
     衬底温度：300℃，层厚：10nmMwi型层：SiH4：50sccm，GeH4：45sccm，
     H2：250sccm，
     内部压力：8m乇，Mw功率：250w
     RF偏置功率：700w
     衬底温度：380℃层厚：70nm，RFi型层：Si2H6：4sccm，H2：90sccm，
     内部压力：0.5乇，RF功率1.7w
     衬底温度：300℃，层厚：20nm氢等离子体处理：H2：100sccm，
            内部压力：2.0乇，RF功率：30w
            衬底温度：200℃p型层：SiH4(用H2稀释到10％)：0.25sccm，
   H2：35sccm，
   BF3(用H2稀释到2％)：2sccm，
   内部压力：2乇，RF功率：30W，
   衬底温度：200℃透明电极：In2O3，反应蒸发，层厚70nm集电极：Cr(100nm)/Ag(1μm)/Cr(100nm)
         表4-2
  间距(d)(μm)   0.2   0.4   0.5   0.9   5.0   10   20   21   25   30
  总反射率   0.87   0.90   0.98   0.99   1.0   1.01   0.98   0.96   0.95   0.96
漫反射率 0.95 0.94 0.98 0.98 1.0 0.97 0.98 0.89 0.86 0.81
                        表4-3
  间距(d)(μm)   0.2   0.4   0.5   0.9   5.0   10   20   21   25   30
  产量   0.85   0.89   0.98   1.01   1.0   0.99   0.98   0.85   0.82   0.80
                                         表4-4
  间距(d)(μm)   0.2   0.4   0.5   0.9   5.0   10   20   21   25   30
  HHRB试验 0.92 0.94 0.99 1.01 1.0 1.0 0.99 0.86 0.85 0.85
  温度与湿度循环试验   0.94   0.94   0.98   0.99   1.0   0.98   0.89   0.88   0.86   0.84
表5-1
SUS处理：滚压处理/退火/酸洗
表皮滚压：进行/不进行
皮面抛光：不抛光
表面处理：退火：650℃
背反射层：Cu：50nm，衬底温度：RT
透明导电层：ZnO：1μm，衬底温度：350℃
                                                    表5-2
  长度(l)(μm)   0   0.5   1.2   3.0   5.0   15   20   21   23   25
  总反射率   0.97   0.96   1.0   0.98   1.0   1.0   0.97   0.85   0.82   0.81
  漫反射率   0.97   0.97   0.98   0.99   1.0   0.98   0.98   0.93   0.91   0.92
                                           表5-3
  长度(l)(μm)   0   0.5   1.2   3.0   5.0   15   20   21   23   25
  产量   0.97   1.0   1.0   0.98   1.0   0.98   0.99   0.85   0.83   0.81
                                           表5-4
  长度(l)(μm)   0   0.5   1.2   3.0   5.0   15   20   21   23   25
  HHRB试验 0.97 0.98 1.0 0.99 1.0 0.99 0.98 0.85 0.83 0.82
  温度与湿度循环试验   1.0   1.0   0.98   0.97   1.0   0.99   0.98   0.93   0.90   0.91
                      表6-1
SUS处理：滚压处理/退火/酸洗表皮滚压：进行/不进行表面抛光：不抛光表面处理：退火：550-650℃背反射层：AlMg：80nm，衬底温度：RT透明导电层：ZnO：0.75μm，衬底温度：200℃
底元件  n-型层：a-Si层，厚：20nmRFi-型层：a-Si层，厚：10nmMWi-型层：a-Si层，厚：60nmRFi-型层：a-Si层，厚：18nmp-型层：μc-Si层，厚：15nm
中元件  n-型层：a-Si层，厚：10nmRFi-型层：a-Si层，厚：10nmMWi-型层：a-Si层，厚：50nmRFi-型层：a-Si层，厚：18nmp-型层：μc-Si层，厚：15nm
顶元件  n-型层：a-Si，厚：10nmRFi：a-Si型层，厚：90nmp-型层：μc-Si型层，厚：20nm
透明电极：ITO层，厚：75nm集电极：Cu丝，厚：50μm
                                                 表6-2
长度l(μm)  0   0.2   1.0   2.5   5.0   13   20   22   24   25
总反射率  0.98   0.97   0.99   0.97   1.0   0.99   1.0   0.82   0.81   0.84
漫反射率  0.98   0.98   0.99   0.99   1.0   0.97   0.99   0.89   0.86   0.87
                                                 表6-3
  长度l(μm)   0   0.2   1.0   2.5   5.0   13   20   22   24   25
  产量   0.98   0.99   1.0   0.98   1.0   1.0   1.0   0.83   0.82   0.82
                                                表6-4
  长度l(μm)   0   0.2   1.0   2.5   5.0   13   20   22   24   25
  HHRB试验 0.98 0.99 0.98 1.0 1.0 0.98 0.97 0.85 0.83 0.83
  温度与湿度循环试验   0.99   1.0   0.99   0.97   1.0   0.98   0.98   0.92   0.90   0.90
  表7-1SUS处理：滚压/光亮退火表皮滚压：进行表面滚压：不进行表面处理：干刻蚀RF：200W，5分钟，衬底温度：RT背反射层：AlSiTi：35nm，衬底温度：RT透明导电层：ZnO：1μm，衬底温度：200℃表7-2
                                 表7-3
器件试样编号 产量 粘附强度  衬始光电转换效率 光老化(在试验之后的光电转换效率) 试验(在试验之后的光电转换效率) 温度和温度循环试验(在试验之后的光电转换效率
元件试样例7-1  1.0  1.0  1.0  1.0  1.0     1.0
元件试样对照例7-1  0.90  0.92  0.89  0.87  0.88     0.89
表8-1SUS处理：滚压处理/退火/酸洗表皮滚压：进行/不进行表面抛光：不抛光表面处理：退火：600℃背反射层：AlSi：100nm，衬底温度：RT透明导电层：ZnO：1μm，衬底温度：150℃n′型层：SiH4：1sccm，H2：50sccm，
       PH3(用H2稀释至1％)：3sccm，
       内部压力：1.2Torr，RF功率：2W，
       衬底温度：300℃i-型层(多晶)：SiF4：85sccm，H2：150sccm，
        Ar：150sccm，
        内部压力：0.5Torr，MW功率：600W，
        衬底温度：300℃p-型层：SiH4(用H2稀释至10％)：0.5sccm，
    H2：100sccm，
    BF3(用H2稀释至2％)：5sccm，
    内部压力：2Torr，RF功率：40W，衬底温度：150℃透明电极：In2O3，反应蒸发，层厚：70nm集电极：Cr(100nm)/Ag(1μm)/Cr(100nm)
                      表8-2
长度l(μm)  0   0.3   1.5   5.5   7.5   18.5   20   20.5  21.5   22
总反射率  0.98   0.98   0.99   1.0   1.0   0.97   0.98   0.86  0.84   0.85
漫反射率  0.98   0.97   0.97   0.96   1.0   0.99   0.97   0.92  0.90   0.88
                      表8-3
  长度l(μm)   0   0.3   1.5   5.5   7.5   18.5   20   20.5   21.5   22
  产量   0.98   0.99   0.99   0.97   1.0   1.0   0.98   0.84   0.82   0.83
                                                表8-4
  长度l(μm)   0   0.3   1.5   5.5   7.5   18.5   20   20.5   21.5   22
  HHRB试验 0.98 0.99 0.99 1.0 1.0 0.97 0.98 0.89 0.90 0.91
  温度与湿度循环试验   0.99   0.97   0.98   0.97   1.0   1.0   0.97   0.90   0.91   0.89

Claims (20)

1、一种光电器件，包括具有不规则表面结构的不透明的衬底，所述不规则表面结构包括在其中排列的许多线性不规则处或槽，以及形成在所述衬底的所述不规则表面结构上的光电转换层。
2、如权利要求1所述的光电器件，其中的多个线性不规则处或槽按直线形式排列。
3、如权利要求1所述的光电器件，其中的多个线性不规则处或槽以波浪状形式排列。
4、如权利要求1所述的光电器件，其中的多个线性不规则处或槽以螺旋形式排列。
5、如权利要求1所述的光电器件，其中的多个线性不规则处或槽当沿着平行于线性不规则处或槽的方向扫描时，具有15nm到300nm的中心线平均粗糙度Ra(X)，当沿着垂直于直线不规则处或槽的方向扫描时，具有20nm到600nm的中心线平均粗糙度Ra(Y)，并且Ra(X)/Ra(Y)之比为0.8或更小。
6、如权利要求2所述的光电器件，其中的多个线性不规则处或槽具有其范围为0.5到20μm的间距。
7、如权利要求1所述的光电器件，其中的不规则表面结构包括以直线形式排列的多个第一线性不规则处或槽以及以垂直于所述第一线性不规则处或槽的方向排列的多个第二线性不规则处或槽。
8、如权利要求7所述的光电器件，其中第二线性不规则处或槽的长度为20μm或更小。
9、如权利要求1所述的光电器件，其中不透明的衬底由金属材料或合金材料构成。
10、如权利要求1所述的光电器件，其中不透明的衬底具有柔性。
11、如权利要求1所述的光电器件，其中还包括置于不透明的衬底和光电转换层之间的背反射层。
12、如权利要求11所述的光电器件，其中背反射层含有从Au、Ag、Cu、Al和Mg构成的组中选出的至少一种元素。
13、如权利要求12所述的光电器件，其中背反射层还含有Si。
14、如权利要求11所述的光电器件，其中背反射层是一种多层结构。
15、如权利要求12所述的光电器件，其中还包括置于背反射层和光电转换层之间的透明的导电层。
16、如权利要求15所述的光电器件，其中透明的导电层含有氧化锌。
17、如权利要求1所述的光电器件，其中光电转换层具有包括在其中排列的多个直线不规则处或槽的不规则表面结构。
18、如权利要求1所述的光电器件，其中光电转换层具有多层结构。
19、如权利要求1所述的光电器件，其中光电转换层包括非单晶硅半导体材料。
20、如权利要求1所述的光电器件，其中不透明的衬底是长形的不透明衬底。
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