CN1175095A - 光电器件 - Google Patents

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Abstract

具有多个PIN结构的一种光电器件,该PIN结构从光入射侧开始按照顺序包括第一PIN结构、第二PIN结构和第三PIN结构,且这些结构每一个都具有一个i型半导体层,且第一PIN结构的i型半导体层包括非晶硅,第二PIN结构的i型半导体层包括微晶硅且第三PIN结构的i型半导体层包括非晶硅锗或微晶硅锗。根据本发明的光电器件提供了优越的光电转换效率且不容易发生光衰退。

Description

光电器件
本发明涉及一种光电器件—诸如太阳能电池或检测器，它具有多个叠置的PIN结构。
光电层用非晶半导体制成的薄膜光电器件的优点，在于可以制成比单晶光电器件面积大且厚度小的膜，且这些膜可以淀积在任何基底材料上。这种光电器件被认为大有发展前途。
作为改善利用非晶半导体的光电器件的光电转换效率的一种手段，尝试例如把包含锗以使带隙变窄，从而提高对长波光的灵敏度。
然而，被称为非晶硅锗的半导体材料通常随着锗的含量的增大而造成光电导性的降低。具体地，包含35原子％或更多锗的非晶硅锗经常造成光电导性的显著下降。因此，对在i型半导体层中采用大锗含量的非晶硅锗的光电器件，已经难于实现高的光电转换效率。
这被认为是由于局部的带隙中的能级随着锗的含量的增大而增大，从而使导带端部和价电子带端部处的尾态能级增大，从而使电子和空穴的扩散长度变短。
作为改善光电器件的光电转换效率的另一种方法，美国专利第2,949,498公布了采用所谓的叠层电池。叠层的电池是这样的电池—其中具有单元器件结构的多个光电器件被叠置。这种叠层电池是一个电池，其中具有不同带隙的器件被叠置起来以便以良好的效率吸收太阳光谱中的每一个部分，从而使光电转换效率得到改善，且这种电池得到适当设计以使在所谓的底层—它位于处于叠置器件的光入射侧上的顶层之下—中的带隙窄于顶层的带隙。这使得对太阳光谱具有良好的吸收，从而改善光电转换效率；见K.Miyachi等人，Proc.11th，E.C.Photovoltaic SolarEnergyConf.，Montreux，Switzerland，88，1992或K.Nomoto等人，″a-SiAlloy Three-Stacked Solar Cells with High Stabilized Efficiency″，7th Photovoltaic Science and Engineering Conf.，Nagoya，275，1993。
然而，非晶硅和非晶硅锗具有一个问题，即由于光的照射而使膜的质量降低，即所谓的Stebler-Ronskie效应。这是非晶半导体特有的一个现象，它在晶体系统中是没有的。因此，在已有的环境下，它们在被用于电力的目的时的可靠性是很差的，这是它们进入实际应用的一个障碍。
同时，近年来，不仅对非晶/非晶系统的叠层电池而且对非晶/晶体系统的叠层电池进行了研究，且报告了光电器件的光电转换效率的改善；见Hamakawa，Y等人″Device Physics and Optimum Design of a-Si/Poly Si Tandem Solar Cells″，Proceedings of4thInternational PVSEC，pp.403-408，Feb.1989，A.Shah，H.keppner等人，″Intrinsic Microcrystalline Silicon(u-c-Si：H)-APromisingNew Thin-film Solar Cell Material″，IEEE  First WorldConference onPhotovoltaic Energy Conversion，pp.409-412，Dec.1994，或Michell，R.L.等人，″The DOE/SERI PolycrystallineThin-filmSubcontract Program，Proceedings of 20th IEEEPhotovoltaicSpecialists Conference，pp.1469-1476，Sept.1988.
然而，考虑到叠层电池中光所产生的电流的平衡，在光入射侧(具有宽的带隙)上的电池必须具有大的厚度，造成了当膜具有大的厚度时发生光退化的问题。
本发明的一个目的，是解决上述问题以提供具有优异的光电转换效率和较小的光退化的光电器件。
本发明提供了一种光电器件，它具有多个PIN结构，其中：
该PIN结构从光入射侧按照顺序包括第一PIN结构、第二PIN结构和第三PIN结构，其每一个都具有一个i型半导体层；且第一PIN结构的i型半导体层包括非晶硅，第二PIN结构的i型半导体层包括微晶硅且第三PIN结构的i型半导体层包括非晶硅锗或微晶硅锗。
图1是横截面图，示意显示了根据本发明的光电器件的一个例子的层配置；
图2是横截面图，示意显示了根据本发明的光电器件的另一个例子的层配置。
图3是横截面图，示意显示了根据本发明的光电器件的另一个例子的层配置。
图4A显示了适合于连续制造本发明的光电器件的制造设备。图4B是其一个部分的放大图。
图5显示了适合于在连续的片形基底上连续制造本发明的光电器件的制造设备。
(1)本发明的光电器件具有多个PIN结构，从光入射侧按照顺序包括第一PIN结构、第二PIN结构和第三PIN结构，每一个都具有一个i型半导体层，且其特征在于第一PIN结构的i型半导体层包括非晶硅，第二PIN结构的i型半导体层包括微晶硅且第三PIN结构的i型半导体层包括非晶硅锗或微晶硅锗。
这是基于一个发现—即具有叠置成三组的PIN结构的三层型的光电器件所造成的光退化可能比具有叠置成两组的PIN结构的两类型光电器件所造成的光退化小。当采用相同类型的半导体材料时，三层型器件中每一个PIN结构中由光产生的电流被认为是小于双类型器件的，从而造成了空穴与电子的再结合的减少，而这种结合会造成非晶半导体的光退化。
在以下的描述中，从光入射侧按照顺序的第一、第二和第三PIN结构经常分别被称为顶电池、中间电池和底电池。
微晶硅对长波的光比非晶硅灵敏，因而该器件具有一种结构—其中顶电池的i型半导体层具有非晶硅且中间电池的i型半导体层具有微晶硅，从而使顶电池吸收具有较短波长的光且中间电池吸收具有较长波长的光。
底电池的i型半导体层具有非晶硅锗，从而使底电池能够对较长波长的光比中间电池灵敏。另外，底电池的i型半导体层可以具有微晶硅锗，从而使底电池对波长长得多的光灵敏并可以造成较小的光退化。
由于中间电池的i型半导体层具有微晶硅，中间电池也可造成较小的光退化。在其中在底电池中使用非晶硅锗的情况下，已经发现中间电池i型半导体层可以较好地具有300nm至2200nm的层厚度，且更好地是500nm至2000nm。在其中在底电池中采用微晶硅锗的情况下，已经发现中间电池i型半导体层可较好地具有500nm至2500nm且更好地是600nm至2200nm的层厚度。
如果层厚度小于上述下限，光所产生的电流太小而使三重电池所需的光电转换效率降低。如果它大于上述的上限，中间电池中产生的电流可以是充足的但进入底电池的光量会减小，从而使底电池中产生的电流变得太小而不能调节相应的电池的电流值，从而使光电转换效率降低。
顶电池的i型半导体层较好地是具有从50nm至250nm且更好地是从70nm至150nm的层厚度。在其中在底电池中采用非晶硅锗的情况下，已经发现底电池的i型半导体层较好地是具有从60nm至250nm且更好地是从80nm至180nm的层厚度。在其中在底电池中采用微晶硅锗的情况下，已经发现底电池的i型半导体层较好地是具有从200至2000nm的层厚度。
(2)中间电池中的i型半导体层微晶硅可包含少量的硼。因此，在光产生电流时的空穴迁移性能够得到改善，从而保持高光电转换效率并防止光退化。所包含的硼的含量可以不超过8ppm。因此，微晶硅的微晶的生长未被禁止，且膜的质量的降低由于没有过量的惰性硼而能够得到防止。
(3)中间电池的一个n型半导体层可具有微晶硅或由微晶硅与非晶硅形成的叠置结构。这已经被发现在以下方面是有效的：
1)形成在n型层上的i型半导体层能够以高淀积速率形成，因而能够尽可能地防止杂质并能够形成良好质量的微晶硅。
2)形成在n型层上的i型半导体层的微晶硅能够从淀积的初始阶段在几乎没有非晶成分的状态形成形成，因而能够形成良好质量的微晶硅。
3)形成在n型层上的i型半导体层的微晶硅，能够在比以前研究的淀积基底温度高得多的温度下淀积，因而能够形成更良好质量的微晶硅。
4)在淀积形成在n型层上的i型半导体层的微晶硅的初始阶段，n型半导体层受到的氢离子的损坏较小，因而能够保持光退化较小的高光电转换效率。
(4)底电池的i型半导体层的非晶硅锗较好地是具有从45原子％至90原子％的含量，且更好地是从48原子％至75原子％的含量。这使得非晶硅锗的带隙更小，并使得能够利用更长波长的光。因此，即使当底电池具有小的层厚度时，所产生的电流的值也可以得到保持。
在其中底电池的i型半导体层是微晶硅锗的情况下，该微晶硅锗可较好地是具有从40原子％至90原子％且更好地是从45原子％至75原子％的含量，且在800nm较好地是具有10000cm-1或更高的光吸收系数。这使得能够利用波长长得多的光。
(5)在底电池的p型层与i型层之间，可以设置由一个非晶硅层或非晶硅碳层组成的缓冲层。这使得PIN结构的扩散势能增大，从而改善光电器件的开路电流电压(Voc)。也可以在n型层与i型非晶硅锗层之间另外再设置该缓冲层，从而能够改善光电转换效率。
该缓冲层较好地是具有从30埃至450埃且更好地是从50埃至350埃的厚度。即使当设置了具有这样的层厚度的缓冲层时，光电器件的光退化速率几乎没有增大。
(6)非晶硅锗层中的锗含量沿着层厚度方向可以以如下方式改变—即在从p型层侧上的缓冲层界面算起深度不超过整个非晶硅锗层的层厚度1/4之处锗含量被设定为最大。这使开路电流电压(Voc)和填充因子(FF)得到了改善。
在非晶半导体中，对于光产生的电子和空穴，空穴被认为是具有比电子短的扩散长度且速率确定全部的特性，因而当非晶硅锗的带隙沿着层厚度方向改变从而使带隙最小的位置被设定在p型层的附近时，光载流子比当带隙在层厚度方向中为均匀的情况下更为分布在p型层附近。对于光载流子中的空穴，它们在i型半导体层中的移动距离变短。因此，这些被认为是造成了填充因子(FF)的改善。
还认为，非晶硅锗的带隙可以连续地改变，从而使价电子带具有一个渐变，从而使光载流子中空穴的扩散能够得到促进，从而改善光电器件的开路电流电压(Voc)和填充因子(FF)。
以下结合附图对本发明进行更详细的描述。
图1示意地显示了根据本发明的叠层型光电器件的横截面图。图1所示的叠层型光电器件具有这样的结构—即其中叠置了三层的PIN结构。标号150表示了一个第一PIN结构(顶电池)；140表示了一个第二.PIN结构(中间电池)；且130表示了一个第三PIN结构(底电池)；它们是按照从光入射侧的顺序的。这三个PIN结构被叠置在形成在一个基底100上的背电极101上，且在这三个PIN结构的最上部形成了一个透明电极115和一个集电极电极116以形成叠层型光电器件。
这些PIN结构分别由n型半导体层103、109和112、i型半导体层104(一个缓冲层)、105、106(一个缓冲层)、110和113以及p型半导体层107、111和114组成。
在本发明中，非晶硅被用作第一PIN结构的i型半导体层113，微晶硅被用作第二PIN结构的i型半导体层110且非晶硅锗或微晶硅锗被用作第三PIN结构的i型半导体层105。
图2显示的光电器件具有如图1所示的结构相同的结构，只是第二PIN结构240的n型半导体层具有由n型非晶半导体208和n型微晶半导体209形成的叠置结构。更具体地说，标号250表示了一个第一PIN结构，且230表示了一个第三PIN结构；且标号200表示了一个基底；201表示一个背电极；202表示一个扩散防止层；203、209和212表示n型半导体层；204、205、206、210和213表示i型半导体层(204和206表示缓冲层)；且207、211和214表示p型半导体层。
图3显示了一种光电器件，它具有这样的层配置—即其中第三PIN结构330的n型半导体层具有由n型非晶半导体317和n型微晶半导体303形成的叠置结构。另外，只有一层被作为i型半导体层305的缓冲层306而提供。其他的部分与图1所示的相同。更具体地说，标号350表示了一个第一PIN结构，且340表示了一个第二PIN结构；且标号300表示一个基底；301表示一个背电极；302表示一个扩散防止层；308和312表示n型半导体层；310和313表示i型半导体层；且307、311和314表示p型半导体层。
这些器件还可以具有这样的层配置—即其中在PIN结构中的i型半导体层和p型半导体层彼此取代。
下面对本发明的叠层型光电器件的结构进行更详细的描述。
—基底—
由于半导体层103至114是最厚约3μm的薄膜，它们被淀积在适当的基底上。这样的一个基底100可以是单晶或非晶的，并可具有导电或绝缘性。它还可以是透光或不透光的，但最好是不受变形或应力的，并具有所希望的强度。它可以具体地包括诸如Fe、Ni、Cr、Al、Mo、Au、Nb、Ta、V、Ti、Pt和Pb的金属及其合金(如黄铜或不锈钢)或它们的复合物的薄片；耐热树脂的膜或片—如聚酯、聚乙烯、聚碳酸酯、醋酸纤维、聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酰亚胺和环氧树脂或它们中的任何材料与玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、金属纤维等等的复合物；受到借助溅射、真空淀积、电镀等表面涂覆从而使它们的表面覆盖上由不同的材料形成的金属薄膜的这些材料，以及SiO2、Si3N4、Al2O3、AlN3等等；以及玻璃、陶瓷等等。
当上述基底被用作光电器件的基底且该基底用诸如金属的导电材料制成时，可以可以被用作电极以直接汇集电流。当它是用诸如合成树脂的电绝缘材料制成时，其淀积有膜的表面侧最好事先通过单个金属、合金或透明导电氧化物(TCO)—诸如Al、Ag、Pt、Au、Ni、Ti、Mo、W、Fe、V、Cr、Cu、不锈钢、青铜、镍铬合金、SnO2、In2O3、ZnO和ITO的电镀、真空淀积或溅射进行表面处理，以形成用于收集电流的电极。
当然，当基底是用诸如金属的导电材料制成时，可以在基底上形成有淀积膜的一侧上提供一个不同金属的层，以例如改善基底表面的长波长光的反射率并防止基底材料与淀积膜的组成元素之间的彼此扩散。当基底比较透明且光电器件具有其中光入射到基底侧上的层配置时，最好事先借助淀积而形成一个导电薄膜—诸如上述透明导电氧化物或金属薄膜。
对于该基底的表面特性，它可以是平滑的表面，或者可以具有细小的不调整的表面。当基底具有细小不规则表面时，它可以具有球面、圆锥或金字塔形的不规则，且它们的最大高度(Rmax)最好从0.05μm至2μm。这使得光从表面的反射变得不规则，以增大反射光的光程。基底可以具有例如板、连续的带或筒形的形状。它可以具有尽可能小的厚度，只要在需要使光电器件具有柔性或在光从基底一侧入射时它能够良好地显示出基底的作用。然而，考虑到基底的生产和处理以及机械强度，它通常具有至少10μm的厚度。
—背电极或光反射层—
本发明中采用的背电极(一个金属层)是设置在对着光入射方向的半导体层的背面的一个电极。因此，它被设置在图1中的位置101，或者在其中基底100是透明的且光入射到该基底的侧面的情况下，它被设置在位置115。用于该背电极的材料可以包括诸如金、银、铜、铝、镍、铁、铬、钼、钨、钛、钴、钽、铌和锆的金属或诸如不锈钢的合金。具体地，诸如铝、铜、银和金的具有高反射率的金属是较好的。当采用具有高反射率的金属时，背电极还可被用作反射没有被半导体层所完全吸收的光以使其返回半导体层的光反射层。
该背电极可以具有平整的形状，且较好地可以具有不规则的形状以使光散射。在背电极具有这种散射光的不规则形状的情况下，没有被半导体层完全吸收的光都能够得到散射以延长半导体层中的光程，从而使光电器件对长波光的灵敏度得到改善，以增大其短路电流，并改善光电转换效率。至于散射光的不规则形状，不规则的凸起与凹下之间的高度差(Rmax)较好地是从0.2μm至2.0μm。然而，当基底还被用作背电极时，在某些情况下不需要形成背电极。
该背电极可以用真空淀积、溅射、电镀或印刷形成。当背电极具有散射光的不规则形状时，如此形成的金属或合金膜可被干蚀刻或湿蚀刻，或得到喷砂或加热，以形成不规则。或者，上述金属或合金可在受到加热的同时被真空淀积在基底上，以提供散射光的不规则形状。
在背电极101与n型半导体层103之间还可提供一个由导电氧化锌等形成的扩散防止层(一个透明导电层)102。该扩散防止层102不仅能够防止构成背电极101的金属元素散射到n型半导体层中，而且当它具有一点电阻时还防止了由于诸如背电极101与透明电极115之间的管脚孔的不完善而造成的短路—其中透明电极115是用于把半导体层保持在背电极101与透明电极115之间的，并把在薄膜造成的多重干涉之后入射的光限制在光电器件中。其表面较好地是具有不规则的形状。
—i型半导体层—
在本发明的光电器件中，非晶硅被用作构成第一PIN结构的i型半导体层113的半导体材料，微晶硅被用作构成第二PIN结构的i型半导体层110的半导体材料，且非晶硅锗被用作构成第三PIN结构的i型半导体层105的半导体材料。轻p型或轻n型的层也可被用作i型半导体层。
IV-IV族或III-V族型非晶半导体材料包含氢原子(H，D)或卤原子(X)，并补偿了i型层中的未键合臂(悬空键)以改善i型层中载流子的迁移率与寿命的积。因此，它们补偿着p型层与i型层之间以及n型层与i型层之间的界面的界面能级，并具有改善光电器件的光电力、光电电流和光响应的作用。
包含在i型层中的氢原子和/或卤原子的优选含量可以从1至40原子％。具体地，作为一种较好的分布形式，氢原子和/或卤原子可以在p型层与i型层之间和n型层与i型层之间的界面侧具有较大的含量。在这些界面附近，氢原子和/或卤原子的含量较好地可以是它们在体中的含量的1.05至2倍。另外较好地是氢原子和/或卤原子的含量与硅原子的含量相对应地改变。
根据补偿悬空键的元素的不同，非晶硅、微晶硅和非晶硅锗分别用a-Si∶H、a-Si∶F、a-Si∶H：F、μc-Si∶H、μc-Si∶F、μc-Si∶H∶F、a-SiGe∶H、a-SiGe∶F或a-SiGe∶H∶F表示。
更具体地说，作为用于本发明的光电器件中较好的第一PIN结构的i型半导体层113的材料，它可以包括i型氢化非晶硅(a-Si∶H)，具有诸如从1.60eV至1.9eV的光学带隙(Eg)，从1.0％至25.0％的氢原子含量(CH)，当暴露在AM 1.5和100mW/cm2的人造太阳光下时具有1.0×10-5S/cm或更大的光电导率(σp)，1.0×10-9S/cm或更低的暗电导率(σd)，用恒定光电流法(CPM)测量有55me或更低的Urback能，以及1017/cm3的局部能级密度。使用这种材料是较好的。
—p型层或n型层—
p型层和n型层的非晶材料(在这里是“a-”)和微晶材料(在这里是“μc-”)可包括例如：诸如a-Si∶H、a-Si∶HX、a-SiC∶H、a-SiC∶HX、a-SiGe∶H、a-SiGeC∶H、a-SiO∶H、a-SiN∶H、a-SiON∶HX、a-SiOCN∶HX、μc-Si∶H、μc-SiC∶H、μc-Si∶HX、μc-SiC∶HX、μc-SiGe∶H、μc-SiO∶H、μc-SiGeC∶H、μc-SiN∶H、μc-SiON∶HX以及μc-SiOCN∶HX，在这些材料中已经加入了高浓度的p型价电子控制剂(周期表中的III族原子B、Al、Ga、In或Tl)或n型价电子控制剂(周期表中的V族原子P、As、Sb或Bi)。多晶材料(这里的“poly-”)可包括诸如poly-Si∶H、poly-Si∶HX、poly-SiC∶H、poly-SiC∶HX、poly-SiGe∶H、poly-Si、poly-SiC以及poly-SiGe—其中加入了高浓度的p型价电子控制剂(周期表中的III族原子B、Al、Ga、In或Tl)或n型价电子控制剂(周期表中的V族原子P、As、Sb或Bi)。
具有较小的吸收的晶体半导体层或具有宽带隙的非晶半导体层特别适合于光入射侧上的p型层或n型层。
周期表中的III族原子至p型层的加入以及周期表中的V族原子至n型层的加入的优化量，均在从0.1至50原子％的范围中。
包含在p型层或n型层中的氢原子(H，D)或卤族原子(X)也对p型层或n型层中的未键合臂进行补偿，以改善p型层或n型层的掺杂效率。氢原子或卤族原子加入p型层或n型层的优化含量可以在从0.1至40原子％的范围内。特别是当p型层或n型层是晶体时，氢原子或卤族原子加入的优化含量在从0.1至8原子％。另外，作为一种较好的分布形式，氢原子和/或卤原子在p型层与i型层之间以及n型层与i型层之间的界面侧可以具有较大的含量。在这些界面的附近，作为一种较好的范围，氢原子和/或卤原子的含量可以是它们在体中的含量的1.05至2倍。当氢原子或卤族原子的的含量以此方式在p型层与i型层之间和n型层与i型层之间的界面附近变得较大时，本发明的光电器件在这些界面附近的缺陷能级和机械应力以及光电力和光电电流都能够得到增大。
作为光电器件的p型层和n型层的电特性，这些层较好地是具有0.2eV或更低的激活能，并较好地是具有100Ω·cm或更低且更好地是1Ω·cm以下的电阻率。p型层和n型层均较好地是具有从1nm至50nm且更好地是从3至10nm的层厚度。
—半导体层的形成—
作为本发明的光电器件的半导体层的IV族和III-V族合金型非晶半导体层较好地是由微波等离子体CVD或RF(射频)等离子体CVD形成。
该微波等离子体CVD是这样的过程—即其中诸如形成膜的气体和稀释气体的气体被供给到一个能够被置于真空状态的淀积腔(真空腔)中，该淀积腔的内部压强在借助一个真空泵对其进行抽真空的情况下被保持为恒定，且借助一个微波电源产生的微波通过一个波导或同轴电缆并经过一个与淀积腔电绝缘的导体(用Ni、W或SUS不锈钢制成的杆)被引入到该淀积腔中，其中使材料气体的等离子体分解，从而在设置在淀积腔中的基底上形成所希望的淀积膜。因此，能够在广泛的淀积条件下形成可应用于光电器件的淀积膜。
在其中借助微波等离子体CVD进行淀积的情况下，淀积腔中的基底温度较好被设定在从300至45℃的范围，内部压强在从0.5至50毫乇，微波功率从0.01至1W/cm3，且微波频率从0.1至10GHz。
在其中借助RF等离子体CVD进行淀积的情况下，淀积腔中的基底温度较好被设定在从100至350℃的范围中，内部压强在从0.1至10乇的范围，RF功率从0.01至5.0W/cm3，且淀积速率从0.1至15埃/秒。
作为适合于形成本发明的光电器件中的半导体层的淀积膜形成方法，可以采用美国专利第4,400,409号中公布的辊—至—辊系统。
在这种淀积膜形成方法中，多个辉光放电区沿着相继通过它们的一个通路设置，且一个带状基底沿着纵向方向被连续地传送，同时在相应的辉光放电区中在该基底上淀积并形成具有所需的传导类型的半导体层。因此，能够连续地形成具有所希望的半导体结构的光电器件。
适合于淀积在本发明的光电器件中为较好的IV族和III-V族合金型非晶半导体层的材料气体，可包括包含硅原子的可气化化合物、包含锗原子的可气化化合物、包含碳原子的可气化化合物、包含氮原子的可气化化合物、包含氧原子的可气化化合物、以及这些化合物中的任何一些的混合气体。
具体地说，作为包含硅原子的可气化化合物，可采用链或环硅烷化合物，具体包括，例如，诸如硅SiH4、Si2H6、SiFH3、SiF2H2、SiF3H、Si3H8、SiD4、SiHD3、SiH2D2、SiH3D、SiFD3、SiF2D2、Si2D3H3、(SiF2)5、(SiF2)6、(SiF2)4、Si2F6、Si3F8、Si2H2F4、Si2H3F3、SiCL4、(SiCL2)5、SiBr4、(SiBr2)5、Si2CL6、SiHCL3、SiH2Br2、SiH2CL2和Si2CL3F3等气态的或容易气化的化合物。
包含锗原子的可气化化合物具体可包括GeH4、GeD4、GeF4、GeFH3、GeF2H2、GeF3HGeHD3、GeH2D2、GeH3D、Ge2H6和Ge2D6。
包含碳原子的可气化化合物可具体包括CH4、CD4CnH2n+2(n是整数)、CnH2n(n是整数)、C2H2、C6H6、C和CO。
包含氮的化合物可包括N2、NH3、ND3、NO、NO2和N2O。
包含氧的化合物可包括O2、CO、CO2、NO、NO2、N2O、CH3CH2OH和CH3OH。
包含在p型层或n型层中以控制价电子的材料，可包括周期表的III族原子和V族原子。
有效地用作包含III族原子的起始材料的材料，可具体包括：作为用于包含硼原子的材料，诸如B2H6、B4H10、B5H9、B5H11、B6H10、B6H12和B6H14的硼的氢化物，以及诸如BF3和BCL3的卤化硼。另外，这些材料还可包括AlCL3、GaCL3、InCL3和TlCL3。B2H6和BF3是特别适合的。
可有效地用作包含V族原子的起始材料的材料，可具体包括：作为用于包含磷原子的材料，诸如PH3和P2H4的磷的氢化物以及诸如PH4I、PF3、PF5、PCL3、PCL5、PBr3、PBr5和PI3的卤化磷。另外，这些材料还可包括AsH3、AsF3、AsCL3、AsBr3、AsF5、SbH3、SbF3、SbF5、SbCL3、SbCL5、BiH3、BiCL3和BiBr3。PH3和PF3是特别适合的。
这些可气化化合物可在它们被诸如H2、He、Ne、Ar、Xe或Kr的气体所适当稀释之后被送进到淀积腔中。
特别是当淀积具有较小的吸收或宽带隙的层—诸如微晶半导体层和a-SiC∶H层—时，材料气体较好地用氢气稀释到1/2至1/100，然后供给较高功率的微波功率或RF功率。
—透明电极—
在本发明中，透明电极115是设置在光入射侧上的光透射电极，并在得到控制从而具有优化的层厚度时被作为反射防止膜。透明电极115必须在半导体层能够吸收光的波长范围内具有高透射率，并具有低反射率。它在550nm较好地是具有80％以上且更好地是85％以上的透射率。它还较好地是具有5×10-3Ω·cm或更低的电阻率，更好地是具有1×10-3Ω·cm或更低的电阻率。作为用于其的材料，较好地是采用诸如In2O3、SnO2、ITO(In2O3+SnO2)、ZnO、CdO、Cd2SnO4、TiO2、Ta2O5、Bi2O3、MoO3以及NaxWO3等导电氧化物或这些材料中的任何材料的混合物。还可以在这些化合物中加入能够改变传导性(即掺杂物)的元素。
作为能够改变传导性的元素(掺杂物)，在其中透明电极115是用ZnO制成的情况下较好地是采用Al、In、B、Ga、Si和F；当用In2O3制成时采用Sn、F、Te、Ti、Sb和Pb，当用SnO2制成时采用F、Sb、P、As、In、Tl、Te、W、Cl、Br和I。
作为形成透明电极的方法，较好地是采用真空淀积、CVD、喷涂、旋涂处理(spin-on processing)和浸渍。
—集电电极—
在本发明中，当不能使透明电极115具有足够低的电阻率时，可在透明电极115的一部分上设置集电电极116，并使集电电极116起减小电极的电阻并减小光电器件的串联电阻的作用。用于其的材料可包括诸如金、银、铜、铝、镍、铁、铬、钼、钨、钛、钴、钽、铌和锆的金属或诸如不锈钢的合金，以及利用粉末金属的导电糊。作为其形状，该电极可以被形成为分支形的，从而使入射到半导体层上的光尽可能不被遮断。
在光电器件的全部区域中，集电电极较好地是覆盖不超过15％的面积，更好地是不超过10％，且最好是不超过5％。
集电电极的图案可以用掩膜形成，且作为其方法，可以借助真空淀积、溅射、镀、印刷等。
当利用本发明的光电器件制造具有所希望的输出电压和输出电流的光电设备时，把本发明的多个光电器件串联或并联，在顶表面和背表面上形成保护膜，并连接上用于集电极输出的电极。在其中本发明的光电器件串联的情况下，在某些情况下包含了用于防止反向电流的二极管。
例子
例1至8是底电池中的i型半导体层105是由非晶硅锗形成的例子。在例9至20中，底电池中的i型半导体层105是用微晶硅锗制成的。
例1
图1所示的光电器件是利用图4A和4B所示的淀积设备制成的。
在图4A和4B中，标号400表示一个多腔分离式淀积设备；401表示一个装载锁定腔(装载腔)；402表示一个n型层(或p型层)输送腔；403表示一个MW(微波)或RFi型半导体层输送腔；404表示一个p型层(或n型层)输送腔；405表示一个卸载腔；406、407、408和409表示门阀；410、411和412表示基底加热器；413表示基底输送轨；417表示n型层(或p型层)淀积腔；420表示RF形成杯；422表示RF电源；418表示MW或RFi型半导体层淀积腔；425表示MW引入窗口；426表示MW引入波导；427表示MWi型层淀积快门(shutter)；428表示偏置电极(偏置杆)；424表示偏压施加电源；419表示p型层(或n型层)淀积腔；421表示RF形成杯；423表示RF电源；429表示气体输送管，430、431、432、433、434、441、442、443和444表示停止阀；且436、437、438和439表示流量控制器，它们构成了n型层(或p型层)淀积的气体供给系统；449表示气体输送管，450、451、452、453、454、455、461、462、463、464、和465表示停止阀，且456、457、458、459和460表示流量控制器，它们构成了MW或RFi型层淀积的气体供给系统；且469表示气体输送管，470、471、472、473、474、481、482、483和484表示停止阀，且476、477、478、和479表示流量控制器，它们构成了p型层(或n型层)淀积的气体供给系统。
淀积设备400能够进行MWPCVD(微波等离子体化学汽相淀积)和RFPCVD(射频等离子体化学汽相淀积)。利用这种设备，在具有光反射层101和102的基底490上形成了相应的半导体层。
(准备设置)
材料气体筒(未显示)通过气体输送管与淀积设备相连。该材料气体筒都是净化至极高纯度的，并连接了一个Si4气体筒、一个CH4气体筒、一个GeH4气体筒、一个Si2H6气体筒、一个PH3/H2(稀释：2.0％)气体筒、一个B2H6/H2(稀释：2.0％)气体筒、一个H2气体筒、一个He气体筒、一个SiCL2H2气体筒和一个SiH4/H2(稀释：2％)气体筒。
随后，其上形成了金属层101和透明导电层102的基底490被置于设置在装载腔401中的基底输送轨413上，且装载腔401的内部借助一个真空泵(未显示)被抽真空，以具有约1×10-3乇的压强。
随后，门阀406被打开，以把基底输送到借助真空泵(未显示)事先抽真空的输送腔402中，且随后该基底通过向下移动基底加热器410而被推下到淀积腔417中。随后，基底490以使其背面与基底加热器410相紧密接触的方式而得到加热。随后，淀积腔417的内部借助真空泵(未显示)被抽真空，以具有约1×10-5乇的压强。
(第三PIN结构的RFn型层的形成)
H2气体通过气体输送管429被送进到淀积腔417中。随后，阀441、431和430被打开，且H2气体的流量借助流量控制器436而得到控制，从而处于300sccm。淀积腔417内的压强借助一个导通阀(未显示)而得到控制，从而处于1.0乇。基底加热器410得到设定，从而使基底490的温度达到380℃。在基底温度变得稳定时，阀443、433、444和434被打开，以通过气体输送管429而供给SiH4气体和PH3/H2气体至淀积腔417中。这里，SiH4气体的流量、H2气体流量和PH3/H2气体流量借助流量控制器436、438和439而得到控制，从而分别为2.2sccm、80sccm和100sccm，且淀积腔417内的压强被控制在1.3乇。
随后，高频(以下称为RF)电源422的功率被设定为0.05W/cm3、且RF功率被提供到等离子体形成杯420，以产生辉光放电。因此，在基底上开始形成第三PIN结构的RFn型层，且形成具有10nm的层厚度的层，此时关断RF电源以停止辉光放电，从而完成第三PIN结构的RFn型层103的形成。SiH4气体、PH3/H2气体和H2气体停止流入淀积腔417，且随后淀积腔内部和气体管内部被抽真空以具有1×10-4乇的压强。基底加热器410返回到原始位置，且基底490(和如此形成的层)被送回到基底输送轨413上。
(第三PIN结构的i型层的形成)
随后，以如下方式相继地形成由a-Si构成的RFi型层104(一个缓冲层)、由a-SiGe构成的MWi型层105和由a-Si构成的一个RFi型层106-它们都是第三PIN结构的。
首先，门阀407被打开，以把基底490(和形成在其上的层)送入借助真空泵(未显示)而事先抽真空的输送腔403和i型层淀积腔418中。基底490以使其背面与基底加热器411相紧密接触的方式而得到加热。随后，i型层淀积腔418的内部借助一个真空泵(未显示)而被抽真空，从而具有约1×10-5乇的压强。
为了形成第三PIN结构的RFi型层104，基底加热器411得到设定以使基底490的温度达到300℃。在基底被加热好时，阀464、454、450、463和453被缓慢地打开，以使Si2H6和H2气体通过气体输送管449流入i型层淀积腔418。这里，Si2H6气体流量和H2气体流量借助相应的流量控制器459和458而分别被控制在3.5sccm和100sccm。i型层淀积腔418内的压强，通过调节导通阀(未显示)的打开，而被控制在0.65乇。
随后，RF电源424的功率被设定为0.008W/cm3，并被加到偏压杆428，以产生辉光放电，且快门427被打开。因此，开始在RFn型层上形成i型层，且形成了层厚度为10nm的i型层，此时停止RF辉光放电并停止来自RF电源424的输出，以完成RFi型层104的形成。
阀464、454、453和450被关闭，以使Si2H6气体和H2气体停止流入i型层淀积腔418，且随后i型层淀积腔418的内部和气体管的内部被抽真空至1×10-5乇的压强。
为了形成第三PIN结构的MWi型层105，基底加热器41得到设定，从而使基底490的温度达到380℃。在基底被加热好时，阀461、451、450、462、452、463和453被缓慢打开，以使SiH4气体、GeH4气体和H2气体通过气体输送管449流入i型层淀积腔418。这里，Si4气体流量、GeH4气体流量和H2气体流量通过相应的流量控制器456、457和458而分别被控制在48sccm、51sccm和170sccm。i型层淀积腔418内部的压强，通过调节导通阀(未显示)的打开，而被控制在10毫乇。
RF电源424的功率被设定为0.32W/cm3，并被加到偏压杆428上。  随后，微波电源(2.45GHz)(未显示)的功率被设定为0.10W/cm3，且该微波功率通过波导426和微波引入窗口425而被引入i型层淀积腔418，以产生辉光放电，且快门427被打开。因此，开始在第三PIN结构的RFi型层上形成第三PIN结构的MWi型层，且形成了层厚度为0.17μm的i型层，此时停止微波辉光放电和来自偏压电源424的输出被停止，以完成第三PIN结构的MW i型层105的形成。阀451、452和453被关闭，以停止至i型层淀积腔418的SiH4、GeH4和H2气体流入，且随后i型层淀积腔418的内部和气体管内部被抽真空至1×10-5乇的压强。
以下结合一个放大图(图4B)对i型层淀积腔418的内部进行描述。
为了形成第三PIN结构的RF i型层106，基底加热器41得到设定以使基底490的温度达到300℃。当基底被加热好时，阀464、454、450、463和453被缓慢打开，以使Si2H6和H2气体通过气体输送管449而流入i型层淀积腔418。这里，Si2H6气体流量和H2气体流量，借助相应的流量控制器459和458而分别被控制在3.5sccm和100sccm。i型层淀积腔418内的压强，通过调节导通阀(未显示)的打开，而被控制为0.65乇。
随后，RF电源424的功率被设定为0.008W/cm3并被加到偏压杆428，以产生辉光放电，且快门427被打开。因此，开始在第三PIN结构的MWi型层上形成第三PIN结构的RF i型层，且形成了层厚度为23nm的i型层，此时RF辉光放电被停止和从RF电源424的输出被停止，以完成第三PIN结构的RF i型层106的形成。阀464、454、453和450被关闭，以使Si2H6和H2气体停止流入i型层淀积腔418，且随后i型层淀积腔418和气体管内部的被抽真空至1×10-5乇的压强。
(第三PIN结构的RF p型层的形成)
为了形成由SiC构成的第三PIN结构的RF p型层107，首先打开门阀408以把基底490(和形成在其上的层)送到输送腔404和借助真空泵(未显示)事先抽真空的p型层淀积腔419中。基底490以使其背面与基底加热器412相紧密接触的方式，而得到加热。随后，p型层淀积腔419的内部借助真空泵(未显示)被抽真空至1×10-5乇的压强。
基底加热器412得到设定，以使基底490的温度达到300℃。当基底温度变得稳定时，阀481、471、470、482、472、483、473、484和474得到操作，以把H2、SiH4/H2、B2H6/H2气体和CH4气体通过气体输送管469送到淀积腔419中。这里，H2气体流量、SiH4/H2气体流量、B2H6/H2气体流量和CH4气体流量分别借助流量控制器476、477、478和479而被控制在80sccm、3sccm、9sccm和0.1sccm，且淀积腔419内部的压强通过调节导通阀(未显示)的打开而被控制在1.8乇。
随后，RF电源423的功率被设定为0.07W/cm3，且该RF功率被供给到等离子体形成杯421，以产生辉光放电。因此，开始在i型层上形成第三PIN结构的RF p型层，且形成了层厚度为10nm的RF p型层，此时关断RF电源，以停止辉光放电，从而完成第三PIN结构的RF p型层107的形成。阀472、482、473、483、474、484、471、481和470被关闭，以停止SiH4/H2、B2H6/H2、CH4和H2气体至p型层淀积腔419的流入，且随后p型层淀积腔419和气体管内部被抽真空至1×10-5乇的压强。
(第二PIN结构的RF n型层的形成)
为了形成第二PIN结构的RF n型层109，门阀408被打开，以把基底490(和所形成的上述层)运送到借助真空泵(未显示)事先抽真空的输送腔403中，且门阀407也被打开以把基底490输送到借助一个真空泵(未显示)事先抽真空的输送腔402和n型层淀积腔417中。
基底490以使其背面与基底加热器410相紧密接触的方式而得到加热。随后，借助一个真空泵(未显示)把n型层淀积腔417的内部抽真空至约1×10-5乇的压强。
基底加热器410得到设定，以使基底490的温度达到320℃。当基底温度变得稳定时，操作阀443、433、444和434以把SiH4和PH3/H2气体通过气体输送管429送入淀积腔417。这里，SiH4气体流量、H2气体流量和PH3/H2气体流量借助流量控制器438、436和439而分别被控制在1sccm、150sccm和8sccm，且淀积腔41内部的压强被控制在1.2乇。
随后，RF电源422的功率被设定为0.07W/cm3，且RF功率被送到等离子体形成杯420以产生辉光放电。因此，开始在第三PIN结构的RF p型层上形成第二PIN结构的RF n型层，且形成层厚度为100nm的RF n型层，此时关断RF电源停止辉光放电，从而完成第二PIN结构的RF n型层109的形成。SiH4、PH3/H2和H2气体至淀积腔41的流入被停止，且随后淀积腔的内部和气体管的内部被抽真空至1×10-5乇的压强。
(第二PIN结构的i型层的形成)
为了形成包括μc-Si的第二PIN结构的i型层110，门阀407被打开以把基底490(和形成的上述层)送入借助一个真空泵(未显示)事先抽真空的输送腔403和i型层淀积腔418中。
基底加热器411得到设定以使基底490的温度达到380℃。当基底被加热好时，阀461、451、450、462、452、463和453被缓慢打开，以使SiH4和H2气体通过气体输送管449流入i型层淀积腔418。这里，SiH4气体流量和H2气体流量借助相应的流量控制器456和458而分别被控制在50sccm和1500sccm。i型层淀积腔418的内部通过调节导通阀(未显示)的打开而被控制在0.03乇。
随后，RF电源424的功率被设定为0.15W/cm3，并被加到偏压杆428上。随后，微波电源(0.5GHz)(未显示)被设定为0.10W/cm3，且该微波功率通过偏压杆428而被馈送到i型层淀积腔418中，以产生辉光放电。因此，开始在第二PIN结构的RF n型层上形成第二PIN结构的i型层，并形成层厚度为1.5μm的层，此时停止辉光放电和来自偏压电源424的输出，以完成第二PIN结构的i型层110的形成。阀451和453被关闭，以使SiH4和H2气体停止流入i型层淀积腔418，且随后i型层淀积腔418和气体管的内部被抽真空至1×10-5乇的压强。
(第二PIN结构的RF p型层的形成)
为了形成包括SiC的第二PIN结构的RF p型层111，基底490(和形成在上面的层)以与第三PIN结构的RF p型层107相同的方式得到运送。用于第三PIN结构的RF p型层的随后的步骤得到重复，只是借助流量控制器把H2气体流量、SiH4/H2气体流量、B2H6/H2气体流量和CH4气体流量分别控制在80sccm、3sccm、9sccm和0.2sccm，且淀积在260℃的基底温度下进行。
(第一PIN结构的RF n型层的形成)
为了形成由a-Si构成的第一PIN结构的RF n型层112，首先打开门阀408以把基底490(和形成在上面的层)运送到借助一个真空泵(未显示)事先抽真空的输送腔403中，且门阀407也被打开以把基底490输送到借助一个真空泵(未显示)事先抽真空的输送腔402和n型层淀积腔417中。
用于第二PIN结构的RF n型层的随后的步骤得到重复，只是借助流量控制器438、436和439把SiH4气体流量、H2气体流量和PH3/H2气体流量分别控制在1.1sccm、50sccm和10sccm，淀积腔417内部的压强被控制在1.05乇，且基底加热器410得到设定以使基底490的温度达到230℃。因此，形成了第一PIN结构的RF n型层112。
(第一PIN结构的RF i型层的形成)
为了形成包括a-Si的第一PIN结构的RF i型层113，以与形成第三PIN结构的RF i型层104相同的方式运送基底490(和形成在上面的层)。用于第三PIN结构的RF i型层104的随后的步骤得到重复，只是基底温度被设定为190℃，Si2H6气体流量和H2气体流量借助相应的流量控制器464和463而分别被控制在2sccm和200sccm，淀积腔417内部的压强被控制在0.8乇，且RF功率被设定为0.007W/cm3。因此，形成了层厚度0.09μm的RF i型层113。
(第一PIN结构的RF p型层的形成)
为了形成包括SiC的第一PIN结构的RF p型层114，以与形成第三PIN结构的RF p型层107相同的方式运送基底490(和形成在上面的层)。用于第三PIN结构的RF p型层的随后的步骤得到了重复，只是H2气体流量、SiH4/H2气体流量、B2H6/H2气体流量和CH4气体流量借助流量控制器而分别被控制在90sccm、3sccm、8sccm和0.4sccm，且淀积是在170℃的基底温度下进行的。
随后，门阀409被打开以把基底490(和形成在上面的层)运送到借助真空泵(未显示)事先抽真空的卸载腔405中，且一个泄漏阀(未显示)被打开以使--气体从卸载腔405中逃出。
(透明导电层和集电电极)
随后，在第一PIN结构的RF p型层114上，借助真空淀积淀积出层厚度70nm的ITO，作为透明电极115。
随后，在透明电极115上，设置带有梳状开口的掩膜，且借助真空淀积形成包括Cr(40nm)/Ag(1000nm)/Cr(40nm)的梳状集电电极116。
因此，完成了本例的光电器件的制作。该光电器件在此被称为SCEx-1。
比较例1-1
在例1中，第三PIN结构的n型层具有a-Si，第三PIN结构的i型层具有a-SiGe、第二PIN结构的n型层具有a-Si且第二PIN结构的i型层具有a-Si，它们都是利用RF功率形成的。因此，产生了光电器件SCCp-1-1。上述以外的p型、i型和n型层也是用与例1中相同的方式形成的。
气体流量和其他的条件如表5所示。
对光电器件SCEx-1和SCCp-1-1中的每一个，制备了五个样品，且测量它们的起始光电转换效率、短路电流、在35℃暴露于AM 1.5(100mW/cm3)2000小时(以下称为“光衰退速率”)时效率相对于初始效率的损失、在85℃和80％RH的湿度下在暗处2000小时之后的效率(以下称为“耐热性衰退速率”)、电池耐压、以及输出。初始光电转换效率是通过在把所产生的光电器件暴露于AM 1.5(100mW/cm3)的光时测量V-I特性而确定的。作为测量的结果，以SCEx-1的特性为1时SCCp-1-1的特性如下：初始光电转换效率：0.89倍；短路电流：0.92倍；光衰退速率：1.08倍；耐热性衰退速率：1.15倍；电池耐压：0.94倍；输出量：0.94倍。
其中所有i型层中只有中间电池i型层是微晶的器件的特性比其中所有i型层都是非晶的器件的好。
比较例1-2
重复例1的步骤，只是只利用RF功率形成包括非晶硅锗的第三PIN结构的MW i型半导体层105，SiH4气体流量、GeH4气体流量和H2气体流量借助相应的流量控制器456、457和458而分别被控制在4sccm、3sccm和200sccm，且i型层淀积腔418内部的压强被控制在0.8乇，从而形成了层厚度为0.1μm的RF i型半导体层。
作为类似地进行的测量的结果，以SCEx-1的特性为1时SCCp-1-2的特性如下：初始光电转换效率：0.92倍；光衰退速率：1.05倍；耐热性衰退速率1.13倍；电池耐压：0.96倍；输出量：0.98倍。
如上所述，与只利用RF功率进行的膜形成相比，利用微波功率进行的膜形成增大了膜形成的速率并能够进行高温膜形成，因而还增大了先质的迁移性以产生出具有良好质量的膜。与只利用RF功率形成的膜相比，在光衰退速率方面也获得了更好的结果。
例2
在例1中，包括μc-Si的第二PIN结构的i型半导体层是利用微波电源(2.45GHz)代替微波电源(0.5GHz)而以如下方式形成的。
基底加热器411得到设定，从而使基底490的温度达到380℃。当基底被加热好时，阀461、451、450、462、452、463和453被缓慢打开，以使SiH4和H2气体通过气体输送管449流入i型层淀积腔418。这里，SiH4气体流量和H2气体流量借助相应的流量控制器456和458而分别被控制在25sccm和500sccm。i型层淀积腔418内部的压强，通过调节导通阀(未显示)的打开，而被控制在0.02乇。
随后，RF电源424的功率被设定为0.15W/cm3，并被加到偏压杆428。随后，微波电源(2.45GHz)的功率被设定为0.10W/cm3，且该微波功率通过偏压杆428被馈送到i型层淀积腔418中，以造成辉光放电。因此，开始在第二PIN结构的RF n型层上形成第二PIN结构的i型层，且形成层厚度为0.5μm的i型层，此时停止辉光放电和来自偏压电源424的输出，以完成第二PIN结构的i型层110的形成。
阀451和453被关闭，以使SiH4气体和H2气体停止流入i型层淀积腔418，且随后i型层淀积腔418的内部和气体管的内部被抽真空至1×10-5乇的压强。
如此获得的光电器件被称为SCEx-2。气体流量和其他条件如表6所示。
比较例2
在例2中，第三PIN结构的n型层具有a-Si，第三PIN结构的i型层具有a-SiGe，第二PIN结构的n型层具有a-Si，且第二PIN结构的i型层具有a-Si，它们都是利用RF功率形成的。因此，产生了光电器件SCCp-2。上述以外的p型、i型和n型层是以与例1中相同的方式形成的。
气体流量和其他条件如表7所示。
对于光电器件SCCp-2和SCEx-2中的每一个，都制备了四个样品，且测量它们的初始光电转换效率、短路电流、光衰退速率、耐热性衰退速率、电池耐压和输出量。
作为测量结果，以SCEx-2的特性为1的SCCp-2的特性如下：初始光电转换效率：0.89倍；短路电流：0.94倍；光衰退速率：1.12倍；耐热性衰退速率：1.13倍；电池耐压：0.95倍；输出量：0.93倍。
可见本发明的光电器件具有优越的特性。
例3
在例1中，包括μc-Si的第二PIN结构的i型层110以如下改变的气体流量而形成。
SiH4气体流量和H2气体流量借助相应的流量控制器456和458而分别被控制在50sccm和1500sccm。i型层淀积腔418内部的压强，通过调节导通阀(未显示)的打开，而被控制在0.03乇。随后，RF电源424的功率被设定为0.15W/cm3，并被加到偏压杆428。随后，微波电源(0.5GHz)(未显示)被设定为W/cm3，且该微波功率通过偏压杆428而被馈送到i型层淀积腔418中，以造成辉光放电。因此，开始在第二PIN结构的RF n型层上形成第二PIN结构的i型层，且形成具有层厚度1.0μm的i型层，此时停止辉光放电和从偏压电源424的输出，以完成第二PIN结构的i型层110的形成。以相同的方式，制备八个样品，其中只有包括μc-Si的第二PIN结构的i型层110的层厚度在0.1μm至2.5μm的范围中改变，且它们的初始光电转换效率、短路电流、开路电压、填充因子、光衰退速率和输出量得到测量。
所获得的结果如表1所示。
对于初始光电转换效率，当包括μc-Si的第二PIN结构的i型层110的层厚度从0.3μm至2.2μm时，获得了具有优越特性的器件。填充因子显示了随着第二PIN结构的i型层110的层厚度的增大而减小的趋向，且光衰退速率显示了随着第二PIN结构的i型层110的层厚度的增大而增大的趋向。对于短路电流、开路电压和输出量，随着第二PIN结构的i型层110的层厚度的增大，显示出良好的结果。
例4
在例1中，第二PIN结构的n型层109是以相同的方式形成的，且包括μc-Si的第二PIN结构的i型层110是在如下改变的气体流量下形成的。
SiH4气体流量和H2气体流量借助相应的流量控制器456和458而分别被控制在50sccm和1500sccm，且B2H6/H2气体流量借助流量控制器460而得到控制以使第二PIN结构的i型层110的微晶硅中硼的含量在0ppm至10.0ppm的范围内，从而制成光电器件。其他的p型、i型和n型层以与例1相同的方式形成。第二PIN结构的i型层110中的硼含量是利用CAMECA公司制造的IMF-4F(交易名)测量的。所获得的结果显示在表2中。
当第二PIN结构的i型层110的硅中的硼含量为8.0ppm或更低时，获得了具有优越初始光电转换效率、稳定的光电转换效率、光衰退速率和热退化之后的输出量的良好质量的i型层。
例5
在例1中，第三PIN结构的MW i型层105是以如下改变的气体流量而形成的。
SiH4气体流量和H2气体流量分别借助相应的流量控制器456和458而分别被控制在50sccm和150sccm，且GeH4气体流量借助流量控制器457而得到控制，以在膜形成过程中增大。其他的p型、i型和n型层以与例1中相同的方式形成。
所获得的结果显示在表3和4中。
当i型半导体层的非晶硅锗的锗含量处于45原子％或更大的范围时，不论GeH4的气体流量是恒定还是渐变的，在本发明的光电器件中第三PIN结构的i型层都具有适合于吸收长波光的带隙，且在第三PIN结构中获得了足够的电流，从而改善了整体的效率。
例6
制成了光电器件SCEx-6，其中例1中的第二PIN结构的n型半导体层被改变成具有如图2中所示的叠置结构—它包括非晶半导体和微晶半导体。在图2中，标号208表示一个n型非晶半导体(a-Si)层且209表示一个n型微晶半导体(μc-Si)层。
为了形成包括a-Si的RF n型层208，在形成了第三PIN结构的p型半导体层207之后，阀443、433、444和434被打开，以通过气体输送管429把SiH4和PH3/H2气体送到淀积腔417中。这里，SiH4气体流量、H2气体流量和PH3/H2气体流量，借助流量控制器438、436和439，分别被控制在2sccm、100sccm和5sccm，且淀积腔417内部的压强被控制在1.0乇。
随后，RF电源422的功率被设定为0.03W/cm3，且该RF功率被馈送到等离子体形成杯420，以造成辉光放电。因此，开始在第三PIN结构的p型层207上形成第二PIN结构的RF n型层，且形成层厚度为20nm的RF n型层，此时关断RF电源，以停止辉光放电，从而完成第二PIN结构的RF n型层208的形成。流入淀积腔417的SiH4气体、PH3/H2气体和H2气体被停止，且随后淀积腔内部和气体管内部被抽真空至1×10-5乇的压强。
其他淀积层的形成方式与例1中的相同。
比较例3
在例1中，第二PIN结构的RF n型层具有a-Si，且第二PIN结构的i型层具有a-Si，从而产生了光电器件SCCp-3。上述以外的p型、i型和n型层是以与例1中相同的方式形成的。
对于光电器件SCCp-3和SCEx-6之每一种，都制备六个样品，且测量它们的初始光电转换效率、短路电流、光衰退速率、耐热性衰退速率、电池耐压和输出量。
作为测量结果，以SCEx-6的特性为1时SCCp-3的特性如下：初始光电转换效率：0.93倍；短路电流：0.93倍；光衰退速率：1.08倍；耐热性衰退速率：1.13倍；电池耐压：0.96倍；输出量：0.94倍。
可见本发明的光电器件具有优越的特性。
例7
图1所示的三层型光电器件是利用采用图5所示的辊—至—辊系统的淀积设备而制成的。
在图5中，标号5010表示一个用于馈送片状基底的装载腔，5011表示一个排放管，5012表示一个排放泵，5201表示一个气体门，5301表示至该气体门的一个气体输送管，5020表示用于第三PIN结构的p型层的一个淀积腔，5021表示一条排放管，5022表示一个排放泵，5023表示用于RF电源的一条同轴电缆，5024表示一个RF电源，5025表示材料气体馈送管，5026表示一个混合系统，5202表示一个气体门，5302表示至该气体门的一个气体输送管，5030表示用于第三PIN结构的RF i型半导体层(n/i)的淀积腔，5031表示一条排放管，50332表示一个排放泵，5033表示用于RF电源的同轴电缆，5034表示一个RF电源，5035表示一个材料气体馈送管，5036表示一个混合系统，5203表示一个气体门，5303表示至该气体门的气体输送管，5040表示用于第三PIN结构的MWi型半导体层的淀积腔，5041表示一个排放管，5042表示一个排放泵(带有一个扩散泵)，5043表示一个MW引入波导，5044表示一个MW电源，5045表示一条材料气体馈送管，5046表示一个混合系统，5204表示一个气体门，5304表示至该气体门的一条气体输送管，5050表示用于第三PIN结构的RFi型半导体层(p/i)的淀积腔，5051表示一个排放管，5052表示一个排放泵，5053表示用于RF电源的一条同轴电缆，5054表示一个RF电源，5055表示一条材料气体馈送管，5056表示一个混合系统，5205表示一个气体门，5305表示进行该气体门的一个气体输送管，5060表示用于第三PIN结构的p型半导体层的淀积腔，5061表示一个排放管，5062表示一个排放泵，5063表示一个用于RF电源的同轴电缆，5064表示一个RF电源，5065表示一条材料气体馈送管，5066表示混合系统，5206表示一个气体门，5306表示至该气体门的气体输送管，5070表示用于第二PIN结构的n型半导体层的淀积腔，5071表示一个排放管，5072表示一个排放泵，5073表示用于RF电源的一条同轴电缆，5074表示一个RF电源，5075表示一条材料气体馈送管，5076表示一个混合系统，5207表示一个气体门，5307表示进行该气体门的一条气体输送管，5090表示用于第二PIN结构的MW i型半导体层的淀积腔，5091表示排放泵，5092表示排放泵(带有一个扩散泵)，5093表示MW引入波导，5094表示一个微波电源，5095表示材料气体馈送管，5096表示一个混合系统，5210表示一个气体门，5310表示至该气体门的一个气体输送管，5110表示用于第二PIN结构的p型半导体层的淀积腔，5111表示一个排放管，5112表示一个排放泵，5113表示用于RF电源的同轴电缆，5114表示一个RF电源，5115表示一条材料气体馈送管，5116表示一个混合系统，5211表示一个气体门，5311表示至该气体门的一条气体输送管，5120表示用于第一PIN结构的n型半导体层的淀积腔，5121表示一条排放管，5122表示一个排放泵，5123表示用于RF电源的一条同轴电缆，5124表示一个RF电源，5125表示一条材料气体馈送管，5126表示一个混合系统，5212表示一个气体门，5312表示至该气体门的一条气体输送管，5130表示用于第一PIN结构的RFi型半导体层的淀积腔，5131表示一条排放管，5132表示一个排放泵，5133表示用于RF电源的一条同轴电缆，5134表示一个RF电源，5135表示一条材料气体馈送管，5136表示一个混合系统，5213表示一个气体门，5313表示至该气体门的一条气体输送管，5140表示用于第一PIN结构的p型半导体层的淀积腔，5141表示一条排放管，5142表示一个排放泵，5143表示用于RF电源的一条同轴电缆，5144表示一个RF电源，5145表示一条材料气体馈送管，5146表示一个混合系统，5214表示一个气体门，5314表示至该气体门的一个气体输送管，5150表示一个卸载腔，5151表示一条排放管，5152表示一个排放泵，5400表示卷绕在一个卷轴上的基底，且5402表示一个卷绕夹具。
作为基底，采用了300m长30cm宽且0.2mm厚的片状基底—在其上事先形成有金属层和透明导电层。形成半导体层的条件如表8所示。
带有光反射层(金属层和透明导电层)的片状基底被置于装载腔5010中，以馈送基底。该片状基底通过所有的淀积腔和所有的气体门并与卸载腔5150中的片卷绕夹具相连。相应的淀积腔借助排放系统(未显示)被抽真空至10-3乇。所希望的材料气体从淀积膜形成混合系统5026、5036、5046、5056、5066、5076、5096、5116、5126、5136和5146被馈送到相应的淀积腔中。从相应的门气体馈送系统，气体被送到气体门5201、5202、5203、5204、5205、5206、5207、5010、5211、5212、5213和5214。
该基底借助各个淀积系统中的基底加热器而被加热，且真空度通过调节各个排放系统的排放阀的打开而得到控制。在基底温度和真空度变得稳定之后，开始输送基底，且用于产生等离子体的RF功率或MW(频率：0.5GHz，2.45GHz)功率被提供到各个淀积腔。以此方式，在100m长的片状基底上形成了具有如图1所示的叠置三PIN结构的三重式光电器件。在第二PIN结构的i型半导体层的形成中，施加了微波功率(0.5GHz)。
随后，在RF p型层114上，借助真空淀积，淀积出层厚度为70nm的ITO，作为透明电极115。在透明电极115上，设置带有梳状开口的掩膜，且借助真空淀积形成包括Cr(40nm)/Ag(1000nm)/Cr(40nm)的梳状集电电极116。因此，完成了本例的光电器件(SCEx-7)的制造。
这种光电器件，象在前述例中的器件一样，具有优越的特性，并保证了非常高的产量。
比较例4
在与例7相同的条件下，利用上述辊—至—辊系统产生出一个光电器件SCCp-4，只是第二PIN结构的RF n型层具有a-Si，且第二PIN结构的i型层具有a-Si。
作为测量的结果，以SCEx-7的特性为1，则SCCp-4的特性如下：初始光电转换效率：0.93倍；短路电流：0.92倍；光衰退速率：1.09倍；耐热性衰退速率：1.12倍；电池耐压：0.97倍；输出量：0.92倍。
可见本发明的光电器件具有优越的特性。
例8
在例7中，第二PIN结构的i型半导体层是利用微波功率(2.45GHz)取代微波功率(0.5GHz)而形成的，且如图1所示的三重式光电器件是利用采用如图5所示的辊—至—辊系统的淀积设备产生的。这种光电器件，SCEx-8，象前述的例的器件一样，具有优越的特性，并还具有非常高的产量。把这种器件与比较例4的相比，获得了以下的结果。
作为测量的结果，以SCEx-8的特性为1，则SCCp-4的特性如下：初始光电转换效率：0.89倍；短路电流：0.95倍；光衰退速率：1.09倍；耐热性衰退速率：1.08倍；电池耐压：0.96倍；输出量：0.95倍。
可见本发明的光电器件具有优越的特性。
例9
利用图4A和4B中显示的淀积设备，制成如图1所示的光电器件。在本例中，层105是用微晶硅锗形成的，且没有提供缓冲层104。
淀积设备400能够进行MWPCVD和RFPCVD。利用这种设备，可以在具有光反射层101和102的基底490上形成相应的半导体层。
(准备设定)
材料气体筒(未显示)通过气体输送管与该淀积设备相连。这些材料气体筒都被提纯到了极高的纯度，且一个SiH4气体筒、一个CH4气体筒、一个GeH4气体筒、一个Si2H6气体筒、一个PH3/H2(稀释：2.0％)气体筒、一个B2H6/H2(稀释：0.2％)气体筒、一个H2气体筒、一个He气体筒、一个SiCL2H2气体筒和一个SiH4/H2(稀释：2％)气体筒得到了连接。
随后，其上已经形成有光反射层101和102的基底490被置于设置在装载腔401中的基底输送轨413上，且装载腔401的内部借助真空泵(未显示)而被抽真空至约1×10-5乇的压强。
随后，门阀406被打开，以把基底输送到借助真空泵(未显示)而事先抽真空的输送腔402中，且随后该基底通过向下移动基底加热器410而被推下到淀积腔417中。随后，基底490以使其背面与基底加热器410紧密接触的方式而得到加热。随后，淀积腔417的内部借助一个真空泵(未显示)被抽真空至约1×10-5乇的压强。
(第三PIN结构的RF n型层的形成)
H2气体通过气体输送管429被馈送到淀积腔417。随后，阀441、431和430被打开，且H2气体流量借助流量控制器436而被控制在300sccm。淀积腔417内部的压强借助一个导通阀(未显示)而被控制在1.0乇。基底加热器410得到设定，以使基底490的温度达到380℃。当基底温度稳定时，阀443、433、444和434被打开，以把SiH4气体和PH3/H2气体通过气体输送管429馈送到淀积腔417中。这里，SiH4气体流量、H2气体流量和PH3/H2气体流量，借助流量控制器438、436和439而分别被控制在1.2sccm、150sccm和8sccm，且淀积腔417内部的压强被控制在1.3乇。
随后，高频(以下称为“RF”)电源422的功率被设定为0.07W/cm3，且RF功率被馈送到等离子体形成杯420以造成辉光放电。因此，开始在基底上形成第三PIN结构的RF n型层，且形成了层厚度0.1μm的RF n型层，此时关断RF电源以停止辉光放电，从而完成包括μc-Si的第三PIN结构的RF n型层103的形成。SiH4气体、PH3/H2气体和H2气体至淀积腔417的流入被停止，且随后淀积腔和气体管的内部被抽真空至1×10-5乇的压强。
(第三PIN结构的i型层的形成)
随后，以如下的方式相继形成第三PIN结构的包括μc-SiGe的MW i型层105和包括a-Si的RF i型层106(一个缓冲层)。
首先，门阀407被打开，以把基底490(和形成在上面的层)运送到借助一个真空泵(未显示)事先抽真空的输送腔403和i型层淀积腔418中。基底490，以使其背面与基底加热器411相紧密接触的方式，得到了加热。随后，i型层淀积腔418的内部借助一个真空泵(未显示)被抽真空至至约1×10-5乇的压强。
为了形成第三PIN结构的MW i型层105，基底加热器411得到设定，以使基底490的温度达到420℃。当基底被加热好时，使阀461、451、450、462、452、463、和453缓慢打开，以使--SiH4、GeH4和H2气体通过气体输送管449流入i型层淀积腔418。这里，SiH4气体流量、GeH4气体流量和H2气体流量，借助相应的流量控制器456、457和458，而分别被控制在40sccm、40sccm和1500sccm。i型层淀积腔418内部的压强，通过调节导通阀(未显示)的打开，而被控制在30毫乇。
随后，RF电源424的功率被设定为0.15W/cm3，并被加到偏压杆428。随后，微波电源(0.5GHz)(未显示)的功率被设定为0.10W/cm3，且该微波功率通过偏压杆428而被馈送到i型层淀积腔418中，以造成辉光放电，且快门427被打开。因此，第三PIN结构的MW i型层开始在第三PIN结构的RF n型层上形成，且形成层厚度为1.5μm的i型层，此时停止微波辉光放电，且来自偏压电源424的输出被停止，以完成第三PIN结构的MWi型层105的形成。阀451、452和453被关闭，以使SiH4气体、GeH4气体和H2气体停止流入i型层淀积腔418，且随后i型层淀积腔418内部和气体管内部被抽真空至1×10-5乇的压强。
为了形成第三PIN结构的RF i型层106，基底加热器411得到设定，以使基底490的温度达到300℃。当基底被加热好时，阀464、454、450、463和453被缓慢打开，以使Si2H6气体和H2气体通过气体输送管449而流入i型层淀积腔418。这里，Si2H6气体流量和H2气体流量，借助相应的流量控制器459和458，而分别被控制在3.5sccm和100sccm。i型层淀积腔418内部的压强，通过调节导通阀(未显示)的打开，而被控制在0.65乇。
随后，RF电源424的功率被设定为0.008W/cm3并被加到偏压杆428，以造成辉光放电，且快门427被打开。因此，开始在第三PIN结构的MW i型层上形成第三PIN结构的RF i型层，且形成层厚度23nm的i型层，此时停止RF辉光放电，且RF电源424的输出被停止，以完成第三PIN结构的RF i型层106的形成。
阀464、454、453和450被关闭，以使Si2H6和H2气体停止流入i型层淀积腔418，且随后i型层淀积腔418的内部和气体管的内部被抽真空至至1×10-5乇的压强。
(第三PIN结构的RF p型层的形成)
为了形成包括SiC的第三PIN结构的RF p型层107，首先门阀408被打开，以把基底490(和形成在上面的层)运送到借助一个真空泵(未显示)而事先抽真空的输送腔404和p型层淀积腔419中。基底490以使其背面与基底加热器412相紧密接触的方式而得到加热。随后，p型层淀积腔419的内部借助真空泵(未显示)而被抽真空至约1×10-5乇的压强。
基底加热器412得到设定，以使基底490的温度达到300℃。在基底温度变得稳定时，阀481、471、470、482、472、483、473、484和474得到操作，以把H2、SiH4/H2、B2H6/H2和CH4气体通过气体输送管469馈送到淀积腔419中。这里，H2气体流量、SiH4/H2气体流量、B2H6/H2气体流量和CH4气体流量，借助流量控制器476、477、478和479，而分别被控制在80sccm、3sccm、9sccm和0.1sccm，且淀积腔419内部的压强通过调节导通阀(未显示)的打开而被控制在1.8乇。
随后，RF电源423的功率被设定为0.07W/cm3，且该RF功率被馈送到等离子体形成杯421以造成辉光放电。因此，开始在i型层上形成第三PIN结构的RF p型层，且形成层厚度为10nm的RF p型层，此时关断RF电源以停止辉光放电，从而完成第三PIN结构的RF p型层107的形成。阀472、482、473、483、474、484、471、481和470被关闭，以使SiH4/H2、B2H6/H2、CH4和H2气体停止流入p型层淀积腔419，且随后p型层淀积腔419的内部和气体管的内部被抽真空至1×10-5乇的压强。
(第二PIN结构的RF n型层的形成)
为了形成表示μc-Si的第二PIN结构的RF n型层109，门阀408被打开，以把基底490(和形成在上面的层)运送到借助一个真空泵(未显示)而事先抽真空的输送腔403中，且门阀407也被打开以把基底490输送到借助一个真空泵(未显示)而事先抽真空的输送腔402和n型层淀积腔417中。
基底490以使其背面与基底加热器410紧密接触的方式得到加热，然后，n型层淀积腔417的内部，借助一个真空泵(未显示)，被抽真空至约1×10-5乇的压强。基底加热器410得到设定以使基底490的温度达到320℃。在基底温度变稳定时，阀443、433、444和434得到操作，以把SiH4和PH3/H2气体通过气体输送管429而馈送到淀积腔417中。这里，SiF4气体流量、H2气体流量和PH3/H2气体流量，借助流量控制器438、436和439，而分别被控制在1sccm、150sccm和8sccm，且淀积腔417内部的压强被控制在1.2乇。
随后，RF电源422的功率被设定为0.07W/cm3，且该RF功率被馈送到等离子体形成杯420，以造成辉光放电。因此，开始在第三PIN结构的RFp型层上形成第二PIN结构的RF n型层，且形成层厚度100nm的RF n型层，此时关断RF电源以停止辉光放电，从而完成第二PIN结构的RF n型层109的形成。使SiH4、PH3/H2和H2气体停止流入淀积腔417，且随后淀积腔的内部和气体管的内部被抽真空至1×10-5乇的压强。
(第二PIN结构的i型层的形成)
为了形成包括μc-Si的第二PIN结构的i型层110，首先门阀407被打开，以把基底490(和形成在上面的层)运送到借助一个真空泵(未显示)而事先抽真空的输送腔403和i型层淀积腔418中。基底490以使其背面与基底加热器411相紧密接触的方式而得到加热。随后，i型层淀积腔418的内部，借助一个真空泵(未显示)，被抽真空至约1×10-5乇的压强。
基底加热器411得到设定，以使基底490的温度达到380℃。在基底被加热好时，阀461、451、450、463和453被缓慢打开，以使SiH4气体和H2气体通过气体输送管449而流入i型层淀积腔418。这里，SiH4气体流量和H2气体流量，借助相应的流量控制器456和458，而分别被控制在50sccm和1500sccm。i型层淀积腔418内部的压强，通过调节导通阀(未显示)的打开，被控制在0.03乇。
随后，RF电源424的功率被设定为0.15W/cm3，并被加到偏压杆428上。随后，微波电源(0.5GHz)(未显示)被设定为0.10W/cm3，且该微波功率通过偏压杆428而被馈送到i型层淀积腔418中，以造成辉光放电。因此，开始在第二PIN结构的RF n型层上形成第二PIN结构的i型层，且形成层厚度为1.5μm的层，此时停止辉光放电，且偏压电源424的输出被停止，以完成第二PIN结构的i型层110的形成。阀451和453被关闭，以使SiH4和H2气体停止流入i型层淀积腔418，且随后i型层淀积腔418的内部和气体管的内部被抽真空至至1×10-5乇的压强。
(第二PIN结构的RF p型层的形成)
为了形成包括SiC的第二PIN结构的RF p型层111，基底490(和形成在上面的层)以与形成第三PIN结构的RF p型层107相同的方式得到运送。用于第三PIN结构的RF p型层的随后步骤得到重复，只是H2气体流量、SiH4/H2气体流量、B2H6/H2气体流量和CH4气体流量，借助流量控制器，而分别被控制在80sccm、3sccm、9sccm和0.2sccm，且淀积在260℃的基底温度进行。
(第一PIN结构的RF n型层的形成)
为了形成包括a-Si的第一PIN结构的RF n型层112，首先门阀408被打开，以把基底490(和形成在上面的层)运送到借助一个真空泵(未显示)而事先抽真空的输送腔403中，且门阀407被打开以把基底490输送到借助一个真空泵(未显示)而事先抽真空的输送腔402和n型层淀积腔417中。
用于第二PIN结构的RF n型层的随后的步骤得到重复，只是SiH4气体流量、H2气体流量和PH3/H2气体流量，借助流量控制器438、436和439，而分别被控制在1.1sccm、50sccm和10sccm，淀积腔417内部的压强被控制在1.05乇，且基底加热器410得到设定以使基底490的温度达到230℃。因此，形成了第一PIN结构的RF n型层112。
(第一PIN结构的RF i型层的形成)
为了形成包括a-Si的第一PIN结构的RF i型层113，以与第三PIN结构的RF i型层104的形成相同的方式运送基底490(和形成在上面的层)。用于第三PIN结构的RF i型层的随后的步骤得到重复，只是基底温度被设定为190℃，Si2H6气体流量和H2气体流量借助相应的流量控制器464和463而分别被控制在2sccm和200sccm，淀积腔417内部的压强被控制在0.8乇，且RF功率被设定为0.07W/cm3。因此，形成了层厚度为0.1μm的RF i型层113。
(第一PIN结构的RF p型层的形成)
为了形成包括SiC的第一PIN结构的RF p型层114，基底490(和形成在上面的层)以与第三PIN结构的RF p型层107的形成相同的方式得到运送。用于第三PIN结构的RF p型层的随后步骤得到重复，只是H2气体流量、SiH4/H2气体流量、B2H6/H2气体流量和CH4气体流量借助流量控制器而分别被控制在90sccm、3sccm、8sccm和0.4sccm，且淀积是在170℃的基底温度下进行的。
随后，门阀409被打开，以把基底490(和形成在上面的层)运送到借助一个真空泵(未显示)而事先抽真空的卸载腔405中，且一个泄漏阀(未显示)被打开以使气体从卸载腔405排出。
随后，在第一PIN结构的RF p型层114上，借助真空淀积淀积出层厚度为70nm的IT0，作为透明电极115。
随后，在透明电极115上，设置具有梳状开口的掩膜，且借助真空淀积形成包括Cr(40nm)/Ag(1000nm)/Cr(40nm)的梳状集电电极116。
因此，完成了本发明的光电器件的制造。这种光电器件在此把称为SCEx-9。
比较例5-1
在例9中，第三PIN结构的n型层具有a-Si，第三PIN结构的i型层具有a-SiGe，第二PIN结构的n型层具有a-Si，且第二PIN结构的i型层具有a-Si，它们都是利用RF功率而形成的。因此，制成了光电器件SCCp-5-1。上述以外的p型、i型和n型层都是以与例9中相同的方式形成的。
气体流量和其他条件如表9所示。
对于光电器件SCCp-5-1和SCEx-9中的每一种，都制备五个样品，并测量它们的特性。作为测量的结果，以SCEx-9的特性为1，则SCCp-5-1的特性如下：
初始光电转换效率：0.85倍；短路电流：0.90倍；光衰退速率：1.12倍；耐热性衰退速率：1.17倍；电池耐压：0.93倍；输出量：0.94倍。
比较例5-2
在例9中，利用RF功率形成的第一PIN结构的i型层具有μc-Si。因此，制成了光电器件SCCp-5-2。上述以外的p型、i型和n型层都是以与例9中相同的方式形成的。
对于光电器件SCEx-9和SCCp-5-2中的每一种，都制备五个样品，并测量它们的特性。作为测量结果，以SCEx-9的特性为1，则SCCp-5-2的特性如下：
初始光电转换效率：0.81倍；短路电流：1.01倍；光衰退速率：0.98倍；耐热性衰退速率：1.03倍；电池耐压：0.91倍；输出量：0.92倍。
如从比较例5-1和5-2可见，其中顶电池的i型层是非晶或中间和底电池的i型层是微晶的器件的特性好于其中所有i型层都是非晶或所有i型层都是微晶的器件。
比较例5-3
重复例9的步骤，只是第三PIN结构的、包括微晶硅锗的MWi型半导体层105是只利用RF功率形成的。因此，制成了光电器件光电器件SCCp-5-3。作为以类似方式进行的测量的结果，以SCEx-9的特性为1，则SCCp-5-3的特性如下：
初始光电转换效率：0.93倍；光衰退速率：1.06倍；耐热性衰退速率：1.12倍；电池耐压：0.97倍；输出量：0.97倍。
可见本发明的光电器件具有优越的特性。
例10
用与例9中相同的方式但在表10显示的淀积条件下制成光电器件。这被称为SCEx-10。
比较例6
在例9中，第三PIN结构的n型层具有a-Si，第三PIN结构的i型层具有a-SiGe，第二PIN结构的n型层具有a-Si，且第二PIN结构的i型层具有a-Si，它们都是利用RF功率形成的。因此，制成了光电器件SCCp-6。上述以外的p型、i型和n型层是以与例9中相同的方式形成的。
气体流量和其他的条件如表11所示。
对于光电器件SCEx-10和SCCp-6，制备出四个样品，并测量它们的特性。作为测量的结果，以SCEx-10的特性为1，则SCCp-6的特性如下：
初始光电转换效率：0.86倍；短路电流：0.93倍；光衰退速率：1.12倍；耐热性衰退速率：1.14倍；电池耐压：0.96倍；输出量：0.94倍。
可见本发明的光电器件具有优越的特性。
例11
在例9中，为了形成包括μc-Si的第二PIN结构的i型层110，SiH4气体流量和H2气体流量借助相应的流量控制器456和458而分别被控制在50sccm和1500sccm。i型层淀积腔418内部的压强通过调节导通阀(未显示)的打开而被控制在0.03乇。随后，RF电源424的功率被设定为0.15W/cm3，并被加到偏压杆428上。随后，微波电源(0.5GHz)(未显示)的功率被设定为0.1W/cm3，且该微波功率通过偏压杆428而被馈送到i型层淀积腔418，以造成辉光放电。因此，开始在第二PIN结构的RF n型层上形成第二PIN结构的i型层，且形成具有1.0μm的层厚度的i型层，此时辉光放电被停止和从偏压电源424的输出被停止，以完成第二PIN结构的i型层110的形成。以相同的方式，制备出八个样品—其中只有包括μc-Si的第二PIN结构的i型层110的层厚度在从0.1μm至3.0μm的范围中变化，且它们的初始光电转换效率、短路电流、开路电压、填充因子、光衰退速率、和输出量都得到测量。
所获得的结果如表12所示。对于初始光电转换效率，当i型层以从0.5μm至2.8μm的层厚度形成时，得到了实际使用中令人满意的器件。填充因子显示了随着第二PIN结构的i型层110的层厚度的增大而减小的趋向，且光衰退速率显示出随着第二PIN结构的i型层110的层厚度的增大而增大的趋向。对于短路电流、开路电压和输出量，随着第二PIN结构的i型层110的层厚度的增大，显示出良好的结果。
当包括μc-Si的第二PIN结构的i型层110具有从0.5μm至2.5μm的层厚度时，获得了具有优越的特性的光电器件。
例12
在例9中，为了形成具有μc-Si的第三PIN结构的i型层105，SiH4气体流量、GeH4气体流量和H2气体流量，借助相应的流量控制器456、457和458，而分别被控制在40sccm、40sccm和1500sccm。i型层淀积腔418内部的压强，通过调节导通阀(未显示)的打开，而被控制在0.03乇。随后，RF电源424的功率被设定为0.15W/cm3，并被加到偏压杆428。随后，微波电源(0.5GHz)(未显示)的功率被设定为0.1W/cm3，且该微波功率通过偏压杆428而被馈送到i型层淀积腔418中，以造成辉光放电。因此，开始在第三PIN结构的RF n型层上形成第三PIN结构的i型层，且形成层厚度为1.0μm的i型层，此时辉光放电被停止且来自偏压电源424的输出被停止，以完成第三PIN结构的i型层105的形成。以相同的方式，制备出八个样品—其中只有包括μc-Si的第三PIN结构的i型层105的层厚度在从0.1μm至2.5μm的范围中改变，且它们的初始光电转换效率、短路电流、开路电压、填充因子、光衰退速率、和输出量都得到测量。
所获得的结果如表13所示。对于初始光电转换效率，当i型层的层厚度从0.2μm至2.3μm时，获得了实际使用中令人满意的器件。填充因子显示出随着第三PIN结构的i型层105的层厚度的增大而减小的趋向，且光衰退速率显示出随着第三PIN结构的i型层105的增大而增大的趋向。对于短路电流、开路电压和输出量，随着第三PIN结构的i型层105的层厚度的增大而显示出良好的结果。
例13
在例9中，第二PIN结构的n型层109以相同的方式形成。为了形成包括μc-Si的第二PIN结构的i型层110，SiH4气体流量和H2气体流量借助相应的流量控制器456和458而分别被控制在50sccm和1500sccm，且B2H6/H2气体流量借助流量控制器460而得到控制以使第二PIN结构的i型层110的微晶硅中硼含量处于从0ppm至10.0ppm的范围中，从而制成光电器件。其他的p型、i型和n型层都以与例9中相同的方式形成。第二PIN结构的i型层110的硼含量是利用CAMECA公司制造的IMF-4F(交易名)测量的。
当第二PIN结构的i型层110具有8.0ppm或更低的硅中硼含量时，获得了在热退化之后具有优越的初始光电转换效率、稳定的光电转换效率、光衰退速率和输出量的质量良好的i型层。这些结果显示在表14中。
例14
在例9中，第三PIN结构的i型层103是以相同的方式形成的。为了形成包括μc-SiGe的第三PIN结构的i型层105，SiH4气体流量、GeH4气体流量和H2气体流量借助相应的流量控制器456、457和458而分别被控制在40sccm、40sccm和1500sccm，且B2H6/H2气体流量借助流量控制器460而得到控制以使第三PIN结构的i型层105的微晶硅中的硼含量处于从0ppm至10.0ppm的范围中，从而制成光电器件。其他的p型、i型和n型层都以与例9中的相同的方式形成。第三PIN结构的i型层105中的硼含量是利用CAMECA公司制造的IMF-4F(交易名)测量的。
当第三PIN结构的i型层105具有8.0ppm或更低的硅锗中的硼含量时，获得了在热退化之后具有优越的初始光电转换效率、稳定的光电转换效率、光衰退速率和输出量的质量良好的i型层。这些结果显示在表15中。
例15
在例9中，制成了一个光电器件SCEx-15—其中第二PIN结构的n型层得到了改变而具有如图2所示地组成的、包括一个非晶半导体层和一个微晶半导体层的叠置结构。但没有设置缓冲层204。在图2中，标号208表示一个n型非晶半导体(a-Si)且209表示一个n型微晶半导体(μc-Si)层。
为了形成包括a-Si的第二PIN结构的RF n型层208，阀443、433、444和434得到操作，以通过气体输送管429把SiH4和PH3/H2气体馈送到淀积腔417中。这里，SiH4气体流量、H2气体流量和PH3/H2气体流量，借助流量控制器438、436和439，而分别被控制在2sccm、100sccm和5sccm，且淀积腔417内部的压强被控制在1.0乇。
随后，RF电源422的功率被设定为0.03W/cm3，且RF功率被馈送到等离子体形成杯420以造成辉光放电。因此，开始在第三PIN结构的p型层207上形成第二PIN结构的RF n型层，且形成层厚度为15nm的RF n型层，此时关断RF电源以停止辉光放电，从而完成第二PIN结构的RF n型层208的形成。使SiH4、PH3/H2和H2气体停止流入淀积腔417，且随后淀积腔和气体管的内部被抽真空至1×10-3乇的压强。
其他的淀积层的形成方式与例9中的相同。
比较例7
在与例15相同的条件下制成一个光电器件SCCp-7，只是第二PIN结构的RF n型层具有a-Si，且第二PIN结构的i型层具有a-Si。
对于光电器件SCEx-1 5和SCCp-7中的每一种，都制备出六个样品，并测量它们的特性。作为测量结果，以SCEx-15的特性为1，则SCCp-7的特性如下：
初始光电转换效率：0.87倍；短路电流：0.91倍；光衰退速率：1.12倍；耐热性衰退速率：1.13倍；电池耐压：0.94倍；输出量：0.94倍。
可检测本发明的光电器件具有优越的特性。
例16
制成一种光电器件SCEx-16，其中第三PIN结构的n型层得到改变而具有一种叠置结构—该叠置结构包括一个非晶半导体层和一个微晶半导体层。该组成在图3中显示。在图3中，标号317表示一个n型非晶半导体(a-Si)层，且303表示一个n型微晶半导体(μc-Si)层。作为第三PIN结构的i型层305的缓冲层，设置了一个层306。
为了形成包括a-Si的第三PIN结构的RF n型层317，阀443、433、444和434得到操作，以通过气体输送管429把SiH4和PH3/H2气体馈送到淀积腔417中。这里，SiH4气体流量、H2气体流量和PH3/H2气体流量，借助流量控制器438、436和439，而分别被控制在2sccm、100sccm和5sccm，且淀积腔417内部的压强被控制在1.0乇。
随后，RF电源422的功率被设定为0.03W/cm3，且RF功率被馈送到等离子体形成杯420以造成辉光放电。因此，第三PIN结构的RF n型层开始在基底上形成，且形成层厚度为20nm的RF n型层，此时RF电源被关断以停止辉光放电，从而完成第三PIN结构的RF n型层317的形成。使SiH4、PH3/H2和H2气体停止流入淀积腔417，且随后淀积腔和气体管的内部被抽真空至1×10-5乇的压强。
图3中显示的其他的淀积层的形成方式与例9中的相同。
比较例8
在与例16中的条件相同的条件下，制成一个光电器件SCCp-8，只是第三PIN结构的RF n型层具有a-Si，且第二PIN结构的i型层具有a-SiGe。
对于光电器件SCEx-16和SCCp-8中的每一种，都制备六个样品，并测量它们的特性。作为测量结果，以SCEx-16的特性为1，则SCCp-8的特性如下：
初始光电转换效率：0.88倍；短路电流：0.89倍；光衰退速率：1.13倍；耐热性衰退速率：1.12倍；电池耐压：0.95倍；且输出量：0.95倍。
可检测本发明的光电器件具有优越的特性。
例17
在例9中，为了形成第三PIN结构的MW i型层105，借助相应的流量控制器456和458而分别把SiH4气体流量和H2气体流量控制在50sccm和1500sccm，且GeH4气体流量得到改变，以处于20原子％至60原子％的范围。因此，制成了一种光电器件。第三PIN结构的MW i型层105中的锗含量是利用CAMECA公司制造的IMF-4F(交易名)测量的。所获得的结果显示在表16和17中。
当i型半导体层的微晶硅锗中的锗含量为40原子％或更高时，不论GeH4气体流量是恒定还是渐变的，本发明的光电器件中的第三PIN结构的i型层都具有适合于吸收长波光的带隙且在第三PIN结构中获得了足够的电流，从而改善了整体的效率。
例18
在第三PIN结构的MW i型层105即微晶硅锗层的形成中，膜形成气体SiH4、GeH4和H2的流量得到改变，以产生具有不同光吸收系数的光电器件。在进行测量中层厚度是均匀的0.3μm。光吸收系数是利用分光光度计测量的。
获得了具有低光衰退速率和优越的填充因子以及稳定的转换效率的光电器件，它们具有10000cm-1或更高的光吸收系数。在具有高光吸收系数的i型半导体层中，当厚度较小时，可以形成具有低得多的光衰退速率的膜并可以取低的开路电压。
例19
利用采用如图5所示的辊—至—辊系统的淀积设备制成如图1所示的三重式光电器件。然而，第三PIN结构的i型层105由微晶硅锗形成且没有提供缓冲层104。
作为基底，采用了300m长、30cm宽和0.2mm厚并具有光反射层(一个金属层和一个透明导电层)的片状基底。随后，在表8显示的其他淀积层的条件下，以如下方式制成三重式光电器件。
具有光反射层的片状基底被置于用于馈送基底的装载腔5010中。使该片状基底通过所有的淀积腔和所有的气体门并连接到卸载腔5150中的片卷绕夹具。相应的淀积腔借助排放系统(未显示)而被抽真空至1×10-3乇或更低。所希望的材料气体从淀积膜形成混合系统5026、5036、5046、5056、5066、5076、5096、5116、5126、5136和5146被馈送到相应的淀积腔中。从相应的门气体馈送系统，气体被送到气体门5201、5202、5203、5204、5205、5206、5207、5010、5211、5212、5213和5214。
该基底借助各个淀积系统中的基底加热器而被加热，且真空度通过调节各个排放系统的排放阀的打开而得到控制。在基底温度和真空度变得稳定之后，开始输送基底，且用于产生等离子体的RF功率或MW(频率：0.5GHz，2.45GHz)功率被提供到各个淀积腔。以此方式，在100m长的片状基底上形成了具有如图1所示的叠置三PIN结构的三重式光电器件。在第二PIN结构的i型半导体层的形成中，施加了微波功率(0.5GHz)。
随后，在RF p型层114上，借助真空淀积，淀积出层厚度为70nm的ITO，作为透明电极115。
随后，在透明电极115上，设置带有梳状开口的掩膜，且借助真空淀积形成包括Cr(40nm)/Ag(1000nm)/Cr(40nm)的梳状集电电极116。
因此，完成了本例的光电器件的制造。该光电器件被称为SCEx-19。
比较例9
在与例19相同的条件下制成光电器件SCCp-9，只是第三PIN结构的RF n型层具有μc-Si，且第二PIN结构的i型层具有μc-SiGe。
对于光电器件SCEx-19和SCCp-9之每一种，都制备八个样品，并测量它们的特性。作为测量结果，以SCEx-19的特性为1，则SCCp-9的特性如下：
初始光电转换效率：0.88倍；短路电流：0.93倍；光衰退速率：1.07倍；耐热性衰退速率：1.08倍；电池耐压：0.94倍；输出量：0.95倍。
可见本发明的光电器件具有优越的特性。
例20
在例9中，第三PIN结构的i型半导体层是利用微波功率(2.45GHz)代替微波功率(0.5GHz)而形成的，且利用采用如图5所示的辊—至—辊系统的淀积设备制成与例9的器件相同的三重式光电器件。该光电器件被称为SCEx-20。
作为测量结果，以SCEx-20的特性为1，则SCCp-9的特性如下：
初始光电转换效率：0.89倍；短路电流：0.91倍；光衰退速率：1.08倍；耐热性衰退速率：1.10倍；电池耐压：0.94倍；输出量：0.96倍。
可见本发明的光电器件具有优越的特性。
表1第二PIN的i型层的层厚度(μm)：
               0.1  0.2  0.3  1.0  1.5  2.2  2.4  3.0初始光电转换效率：  C    B    B    A    A    A    B    C短路电流：          C    C    B    A    A    A    B    C开路电压：          B    B    A    A    A    A    A    B填充因子：          A    A    A    A    A    B    B    B光衰退速率：        A    A    A    A    A    A    A    B输出量：            C    B    A    A    A    A    A    AA：对于实际使用来说最佳B：对于实际使用来说令人满意C：对于实际使用来说不令人满意
表2微晶硅中的硼含量(ppm)：
               0 ppm   1 ppm  3 ppm  8 ppm  10 ppm初始光电转换效率：   A       A      A      B      C稳定光电转换效率：   A       A      A      A      B光衰退速率：         A       A      A      A      B热衰退后的输出量：   A       A      A      B      CA：对于实际使用来说最佳B：对于实际使用来说令人满意C：对于实际使用来说不令人满意
表3非晶SiGe中的锗含量(原子％)：
                 20％    30％    45％    50％    55％    60％    75％初始光电转换效率：    C       B       A        A       A       A       A稳定光电转换效率：    C       C       A        A       A       A       A开路电压：            A       A       A        A       A       A       A短路电流：            C       B       A        A       A       A       AA：对于实际使用来说最佳B：对于实际使用来说令人满意C：对于实际使用来说不令人满意
表4非晶SiGe中的平均锗含量(原子％)：
               30％(20-40％)    50％(40-60％)    70％(60-80％)初始光电转换效率：       C                A                A稳定光电转换效率：       C                A                A开路电压：               A                A                A短路电流：               C                A                AA：对于实际使用来说最佳B：对于实际使用来说令人满意C：对于实际使用来说不令人满意
表5(比较例1)
                          PH3  B2H6 SiH4SiH4 Si2H6CH4 GeH4 H2  /H2  /H2 /H2
                                                  MW     RF流量  流量  流量  流量  流量  流量  流量  流量  压强  功率  功率  基底温度  层厚度(sccm)(sccm)(sccm)(sccm)(sccm)(sccm)(sccm)(sccm)(Torr)(W/cm3) (W/cm3) (℃)   (nm)RF n型层(103)：2.2    -     -     -     80    10     -    -    1.3     -       0.05     380    10RF i型层(104)：-    3.5    -     -    100    -      -    -    0.65    -      0.008     300    10MW i型层(105)：48    -     -     51   170    -      -    -    0.01   0.1      0.32     380   170RF i型层(106)：-    3.5    -     -    100    -      -    -    0.65    -      0.008     300    23RF p型层(107)：-     -   0.1     -     80    -      9    3     1.8    -       0.07     300    10RF n型层(109)：2.0    -     -     -    70      8     -    -     1.2     -      0.07      320    10MW i型层(110)：50     -     -     -    250    -      -    -    0.02   0.1      0.205     320    150RF p型层(111)：-     -    0.2    -     80    -      9    3     1.7    -       0.07      260    10RF n型层(112)：1.1    -     -     -     50    10     -    -    1.05    -       0.04      230    10RF i型层(113)：-    2.0    -     -    200    -      -    -     0.8    -       0.007     190    90RF p型层(114)：-     -    0.4    -     90    -      8    3     1.6    -       0.07      170    10
表6(例2)
                          PH3 B2H6 SiH4SiH4 Si2H6 CH4 GeH4 H2 /H2 /H2 /H2
                                                  MW    RF流量  流量  流量  流量  流量  流量  流量  流量  压强  功率    功率  基底温度  层厚度(sccm)(sccm)(sccm)(sccm)(sccm)(sccm)(sccm)(sccm)(Torr)(W/cm3)(W/cm3)  (℃)    (nm)RF n型层(103)：2.2     -    -    -      75    10     -    -     1.3    -       0.05      380     10RF i型层(104)：-     4.0   -    -     100     -     -    -    0.65    -      0.008      290     10MW i型层(105)：48      -    -    51    170     -     -    -    0.01   0.10     0.32      380    170RF i型层(106)：-     4.0   -    -     100     -     -    -    0.65    -      0.008      290     23RF p型层(107)：-      -   0.1   -      80     -     9    4    1.8     -       0.08      300     10RF n型层(109)：1.0     -    -    -     150     8     -    -    1.2     -       0.08      320    100MW i型层(110)：45     -    -    -     800     -     -    -    0.02   0.15     0.12      370    1,500RF p型层(111)：-      -   0.2   -      80     -     9    4    1.7     -       0.08      260     10RF n型层(112)：1.1     -    -    -      50     10    -    -    1.05    -       0.04      220     10RF i型层(113)：-     2.0   -    -     200     -     -    -    0.8     -      0.007      190     90RF p型层(114)：-      -   0.4   -      90     -     8    4    1.6     -       0.08      160     10
表7(比较例2)                      PH3 B2H6 SiH4SiH4 Si2H6 CH4 GeH4 H2 /H2 /H2 /H2
                                                   MW     RF流量  流量  流量  流量  流量  流量   流量  流量  压强  功率    功率  基底温度  层厚度(sccm)(sccm)(sccm)(sccm)(sccm)(sccm)(sccm)(sccm)(Torr)(W/cm3)(W/cm3)(℃)    (nm)RF n型层(103)：
2.2    -    -    -    80    10    -    -    1.3    -      0.05      370    10RFi型层(104)：
-     3.5   -    -    90    -     -    -    0.65   -      0.008     300    10MW i型层(105)：
48     -    -    53  170    -     -    -    0.02  0.1     0.32      370   170RF i型层(106)：
-    3.5    -    -    90    -     -    -    0.67   -      0.008     300    20RF p型层(107)：
-      -   0.1   -    80    -     8    3    1.8    -      0.07      300    10RF n型层(109)：
2.0    -    -    -    70    8     -    -    1.2    -      0.07      320    10MW i型层(110)：
50     -    -    -   250    -     -    -    0.02  0.1     0.205     320   150RF p型层(111)：
-      -   0.2   -    80    -     8    3    1.8    -      0.07      250    10RF n型层(112)：
1.3    -    -    -    50   10     -    -    1.05   -      0.04      230    10RF i型层(113)：
-     2.0   -    -   100    -     -    -    0.8    -      0.007     180    90RF p型层(114)：
-      -   0.4   -    90    -     8    3    1.6    -      0.07      170    10
表8(例7)                        PH3 B2H6 SiH4SiH4 Si2H6 CH4 GeH4 H2 /H2 /H2 /H2
                                                   MW     RF流量  流量  流量  流量  流量  流量  流量  流量  压强   功率    功率    基底温度  层厚度
(sccm)(sccm)(sccm)(sccm)(sccm)(sccm)(sccm)(sccm)(Torr)(W/cm3)(W/cm3)  (℃)  (nm)RF n型层(103)：
2.2     -     -     -     80    10     -     -    1.3    -      0.05      380    10RF i型层(104)：
-     3.5     -     -    100     -     -     -    0.65   -      0.008     300    10MW i型层(105)：
48      -     -    51    170     -     -     -    0.010  0.10    0.32     380   170RF i型层(106)：
-      3.5    -     -    100     -     -     -    0.65    -      0.008    300    23RF p型层(107)：
-       -    0.1    -     80     -     9     3    1.8     -      0.07     300    10RF n型层(109)：
1.0     -     -     -    150     8     -     -    1.2     -      0.07     320   100MW i型层(110)：
50      -     -     -    1,500   -     -     -    0.03   0.1     0.15     380  1,500RF p型层(111)：
 -      -    0.2    -     80     -     9     3    1.7     -      0.07     260    10RF n型层(112)：
1.1     -     -     -     50    10     -     -    1.05    -      0.04     230    10RF i型层(113)：
 -     2.0    -     -    200     -     -     -    0.8     -      0.007    190    90RF p型层(114)：
 -      -    0.4    -     90     -     8     3    1.6     -      0.07    170    10
表9(比较例5-1)                   PH3 B2H6 SiH4SiH4 Si2H6 CH4 GeH4 H2 /H2 /H2 /H2
                                                    MW    RF流量  流量  流量  流量  流量  流量  流量  流量  压强   功率     功率  基底温度  层厚度(sccm)(sccm)(sccm)(sccm)(sccm)(sccm)(sccm)(sccm)(Torr)(W/cm3)(W/cm3)  (℃)     (nm)RF n型层(103)：
1.2    -    -    -     50    5    -    -    1.2    -      0.06      370         10MW i型层(105)：
5      -    -    5    140    -    -    -    1.5    -      0.08      370        120RF i型层(106)：
-     3.5   -    -    100    -    -    -    0.65   -      0.008     310         23RF p型层(107)：
-     -    0.2   -    80     -    8    4    1.8    -      0.06      310         10RF n型层(109)：
1.0   -     -    -    130    8    -    -    1.2    -      0.06      320        100MW i型层(110)：
5     -     -    -    120    -    -    -    1.3    -      0.08      380        150RF p型层(111)：
-     -    0.3   -     70    -    8    4    1.7    -      0.06      260         10RF n型层(112)：
1     -     -    -     55    6    -    -    1.3    -      0.06      230         10RF i型层(113)：
-    2.0    -    -    220    -    -    -    0.8    -      0.006     190        100RF p型层(114)：
-     -    0.3   -    150    -    8    4    1.5    -      0.06      160         10
表10(例10)
                          PH3 B2H6 SiH4SiH4 Si2H6 CH4 GeH4 H2 /H2 /H2 /H2
                                                  MW     RF流量  流量  流量  流量  流量  流量  流量  流量  压强  功率    功率  基底温度  层厚度(sccm)(sccm)(sccm)(sccm)(sccm)(sccm)(sccm)(sccm)(Torr)(W/cm3)(W/cm3)(℃)    (nm)RF n型层(103)：
1.2    -    -    -    150    8    -    -    1.3    -      0.07      380    100MW i型层(105)：
30     -    -    30   800    -    -    -    0.03  0.1     0.15      420   1,500RF i型层(106)：
-     3.5   -    -    100    -    -    -    0.65   -      0.008     300     23RF p型层(107)：
-     -    0.1   -     80    -    9    3     1.8   -      0.07      300     10RF n型层(109)：
1.0   -     -    -    150    8    -    -     1.2   -      0.07      320    100MW i型层(110)：
25    -     -    -    500    -    -    -    0.02  0.1     0.15      380  1,200RF p型层(111)：
-     -    0.2   -     80    -    9    3     1.7   -      0.07      260     10RF n型层(112)：1.1    -     -    -     50   10    -    -    1.05   -      0.04      230     10RF i型层(113)：
-    2.0    -    -    200    -    -    -     0.8   -     0.007      190    100RF p型层(114)：
-     -    0.4   -     90    -    8    3     1.6   -      0.07      170     10
表11(比较例6)
                             PH3 B2H6 SiH4SiH4 Si2H6 CH4 GeH4    H2 /H2 /H2 /H2
                                                     MW     RF流量   流量   流量   流量  流量  流量  流量  流量  压强  功率    功率  基底温度  层厚度(sccm)(sccm) (sccm) (sccm)(sccm)(sccm)(sccm)(sccm)(Torr)(W/cm3)(W/cm3) (℃)    (nm)RF n型层(103)：1.2    -      -      -     45    5     -     -    1.2     -      0.07      380    10MW i型层(105)：4     -      -      4    150    -     -     -    1.5     -      0.08      380   120RF i型层(106)：-    3.5     -      -    100    -     -     -    0.65    -      0.01      300    23RF p型层(107)：-     -     0.1     -     80    -     9     3    1.8     -      0.07      300    10RF n型层(109)：1.0    -      -      -    150    8     -     -    1.2     -      0.07      320   100MW i型层(110)：5     -      -      -    120    -     -     -    1.3     -      0.08      380   150RF p型层(111)：-     -     0.2     -     90    -     9     3    1.5     -      0.07      260    10RF n型层(112)：1     -      -      -     50    6     -     -    1.3     -      0.06      230    10RF i型层(113)：-     2.0    -      -    180    -     -     -    0.8     -      0.01      190    100RF p型层(114)：-     -     0.2     -    100    -     8     3    1.5     -      0.07      160    10
表12第二PIN的i型层的层厚度(μm)：
                 0.1  0.5  1.0  1.5  2.0  2.5  2.8  3.0初始光电转换效率：    C    B    A    A    A    A    B    C短路电流：            C    B    A    A    A    B    B    C开路电压：            B    A    A    A    A    A    A    B填充因子：            A    A    A    A    A    B    B    B光衰退速率：          A    A    A    A    A    A    B    B输出量：              B    A    A    A    A    A    A    AA：对于实际使用来说最佳B：对于实际使用来说令人满意C：对于实际使用来说不令人满意
表13第二管脚的i型层的层厚度(μm)：
                 0.1  0.2  0.5  1.0  1.5  2.0  2.3  2.5初始光电转换效率：    C    B    A    A    A    A    B    C短路电流：            C    B    A    A    A    A    B    C开路电压：            B    A    A    A    A    A    B    B填充因子：            A    A    A    A    A    B    B    B光衰退速率：          A    A    A    A    A    A    B    B输出量：              B    A    A    A    A    A    A    AA：对于实际使用来说最佳B：对于实际使用来说令人满意C：对于实际使用来说不令人满意
表14微晶硅中的硼含量(ppm)：
               0 ppm  1 ppm  3 ppm  8 ppm  10 ppm初始光电转换效率：    A     A      A      B       C稳定光电转换效率：    A     A      A      A       B光衰退速率：          A     A      A      B       C热衰退后的输出量：    A     A      A      B       CA：对于实际使用来说最佳B：对于实际使用来说令人满意C：对于实际使用来说不令人满意
表15微晶硅锗中的硼含量(ppm)：
                0 ppm  1 ppm  3 ppm   8 ppm  10 ppm初始光电转换效率：    A      A      A      B       C稳定光电转换效率：    A      A      A      A       B光衰退速率：          A      A      A      A       B热衰退后的输出量：    A      A      A      B       CA：对于实际使用来说最佳B：对于实际使用来说令人满意C：对于实际使用来说不令人满意
表16微晶硅锗中的锗含量(原子％)：
                20％    30％    40％    50％    60％   75％初始光电转换效率：    C       B      A        A      A      A稳定光电转换效率：    C       C      A        A      A      A开路电压：            A       A      A        A      A      A短路电流：            C       B      A        A      A      AA：对于实际使用来说最佳B：对于实际使用来说令人满意C：对于实际使用来说不令人满意    表17微晶硅锗中的平均锗含量(原子％)：
              25％(20-30％)    45％(40-50％)    65％(60-70％)初始光电转换效率：      C                A                A稳定光电转换效率：      C                A                A开路电压：              A                A                A短路电流：              C                A                AA：对于实际使用来说最佳B：对于实际使用来说令人满意C：对于实际使用来说不令人满意

Claims (21)

1.一种具有多个PIN结构的光电器件，其中：
该PIN结构从光入射侧按照顺序包括第一PIN结构、第二PIN结构和第三PIN结构—它们每一个都具有一个i型半导体层；且第一PIN结构的i型半导体层包括非晶硅，第二PIN结构的i型半导体层包括微晶硅且第三PIN结构的i型半导体层包括非晶硅锗。
2.根据权利要求1的光电器件，其中第二PIN结构的i型半导体层具有从300nm至2200nm的层厚度。
3.根据权利要求1的光电器件，其中第二PIN结构的i型半导体层包括硼且其硼的含量不超过8ppm。
4.根据权利要求1的光电器件，其中第二PIN结构的n型半导体层包括微晶硅。
5.根据权利要求1的光电器件，其中第二PIN结构的n型半导体层具有一种叠置结构—该结构由包括微晶硅的一个层和包括非晶硅的一个层构成。
6.根据权利要求1的光电器件，其中第三PIN结构的i型半导体层中的非晶硅锗的平均锗含量不超过45原子％。
7.根据权利要求1的光电器件，其中第三PIN结构的i型半导体层的层厚度从60nm至250nm。
8.根据权利要求1的光电器件，其中第三PIN结构的i型半导体层的非晶硅锗是通过微波等离子体化学汽相淀积而形成的。
9.根据权利要求1的光电器件，其中第三PIN结构的i型半导体层至少在其一个界面上具有不包含锗的一个缓冲层。
10.根据权利要求1的光电器件，其中其中第一PIN结构的i型半导体层具有从50nm至250nm的层厚度。
11.一种具有多个PIN结构的光电器件，其中：
该PIN结构从光入射侧按照顺序包括第一PIN结构、第二PIN结构和第三PIN结构—它们每一个都具有一个i型半导体层；且第一PIN结构的i型半导体层包括非晶硅，第二PIN结构的i型半导体层包括微晶硅且第三PIN结构的i型半导体层包括微晶硅锗。
12.根据权利要求11的光电器件，其中第二PIN结构的i型半导体层具有从500nm至2500nm的层厚度。
13.根据权利要求11的光电器件，其中第二PIN结构的i型半导体层包括硼，且硼的含量不超过8ppm。
14.根据权利要求11的光电器件，其中第二PIN结构的n型半导体层包括微晶硅。
15.根据权利要求11的光电器件，其中第二PIN结构的n型半导体层具有一种叠置结构—该叠置结构由包括微晶硅的一个层和包括非晶硅的一个层组成。
16.根据权利要求11的光电器件，其中第三PIN结构的i型半导体层中的微晶硅锗具有不超过40原子％的平均锗含量。
17.根据权利要求11的光电器件，其中第三PIN结构的i型半导体层具有从200nm至2000nm的层厚度。
18.根据权利要求11的光电器件，其中第三PIN结构的i型半导体层中的微晶硅锗是借助微波等离子体化学汽相淀积而形成的。
19.根据权利要求11的光电器件，其中其中第三PIN结构的i型半导体层至少在其一个界面上具有不包含锗的一个缓冲层。
20.根据权利要求11的光电器件，其中第一PIN结构的i型半导体层具有从50nm至250nm的层厚度。
21.根据权利要求11的光电器件，其中第三PIN结构的i型半导体层的微晶硅锗具有10000-1或更高的光吸收系数。
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