JP2009283886A - 高性能な光電デバイス - Google Patents
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Abstract
【課題】Ｐ型半導体基板とＮ型透明非結晶酸化物半導体層とを含む、光電デバイス用に採用されるダイオードを提供し、製作プロセスを簡単にするとともに、製造コストを低減する。
【解決手段】光電デバイスが提供される。光電デバイスが、Ｐ型半導体基板と、Ｐ型半導体基板の一表面上に位置するＮ型透明非結晶酸化物半導体（ＴＡＯＳ）層と、Ｐ型半導体基板の他表面上にある後電極とを含む。Ｎ型ＴＡＯＳ層がＰ−Ｎダイオードの一部を構成するとともに、ウインドウ層および前電極として供される。
【選択図】図２
【解決手段】光電デバイスが提供される。光電デバイスが、Ｐ型半導体基板と、Ｐ型半導体基板の一表面上に位置するＮ型透明非結晶酸化物半導体（ＴＡＯＳ）層と、Ｐ型半導体基板の他表面上にある後電極とを含む。Ｎ型ＴＡＯＳ層がＰ−Ｎダイオードの一部を構成するとともに、ウインドウ層および前電極として供される。
【選択図】図２
Description
この発明は、光電デバイスのために採用されたダイオードおよび、そのダイオードを使用する太陽電池に関する。
太陽電池（solar cell）は、太陽エネルギーを電気に直接変換できる。化石燃料（fossil fuel）の汚染ならびに不足が到来する時、太陽電池の開発が急務となる。
太陽電池は、主要に光起電効果（photo-voltaic effect）を介して光電気を生成する。一般に、光起電効果は、光子がＰ−Ｎダイオードに注入された後に出力電圧を生成して、Ｐ−Ｎダイオードの２端電極が電流を発生させる効果を言う。
典型的な太陽電池において、Ｎ型ドープト層が拡散によりＰ型シリコン基板上に形成され、Ｐ型シリコン基板の両サイドに前電極および後電極が形成される。前電極が金属により形成され、Ｎ型ドープト層をその下に必然的にカバーする。結果として、Ｎ型ドープト層へ入射する光子量が減少し、かつ太陽電池のエネルギー変換効率が深刻な影響を受ける。更に、光子の進入を可能にするウインドウ層が通常は入射光の反射を減少させるために前電極およびＮ型ドープト層間に配置される。そのような配置は、製造プロセスを複雑にするだけでなく、その製作コストを増大させる。
（発明の目的）
（発明の目的）
この発明は、新しいＰ−Ｎダイオード構造を提供する。
この発明は、更に、Ｐ−Ｎダイオードの光電デバイスを提供し、単純なプロセスにより製造されて製作コストを減少させる。
この発明は、光電デバイス用に採用されるダイオードを提供するものであり、Ｐ型半導体基板と、Ｎ型透明非結晶酸化物半導体（transparent amorphous oxide semiconductor = TAOS）層とを含む。
この発明の実施形態に従い、前記したダイオード中のＮ型透明非結晶酸化物半導体層が、主要に亜鉛酸化物（ZnO）・錫酸化物および亜鉛酸化物の混合体（以下、ZnO-SnO2混合体）または亜鉛酸化物およびインジウム酸化物の混合体（以下、ZnO-In2O3混合体）から形成され、更に、他の元素を含む。前記した他の元素が、アルミニウム・ガリウム・インジウム・ホウ素・イットリウム・スカンジウム・フッ素・バナジウム・シリコン・ゲルマニウム・ジルコニウム・ハフニウム・窒素・ベリリウムまたは、その組み合わせを含む。
この発明の実施形態に従い、前記したダイオード中、前記Ｐ型半導体基板が、Ｐ型シリコンウェハー・Ｐ型シリコン薄膜または他のＰ型半導体材料を含む。
この発明は、更に、光電デバイスを提供するものであり、Ｐ型半導体基板と、Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層と、後電極とを含む。Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層がＰ型半導体基板の一表面上に配置される。Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層およびＰ型半導体基板がＰ−Ｎダイオード構造を構成する。後電極がＰ型半導体基板の他の表面に配置される。
この発明の実施形態に従い、前記した光電デバイス中、Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層がウインドウ層および前電極（front electrode）層として供される。
この発明の実施形態に従い、前記した光電デバイス中、前記Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層が、主要にZnO・ZnO-SnO2混合体またはZnO-In2O3混合体から形成されるとともに、更に、他の元素を含む。前記した他の元素が、アルミニウム・ガリウム・インジウム・ホウ素・イットリウム・スカンジウム・フッ素・バナジウム・シリコン・ゲルマニウム・ジルコニウム・ハフニウム・窒素・ベリリウムまたは、その組み合わせを含む。この発明の実施形態に従い、前記した光電デバイス中、前記Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層が、単一導電型材料層から形成される。
この発明の実施形態に従い、前記した光電デバイス中、前記Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層が、同一な導電型を有するけれど異なる導電率を備える２つの材料層からなるとともに、より低い導電率を有する前記材料層が前記Ｐ型半導体基板に近いものである。
この発明の実施形態に従い、前記した光電デバイス中、前記Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層が、導電率勾配を有する材料層によって形成されるとともに、前記材料層の一部がより低い導電率を有して前記Ｐ型半導体基板に近く、一方、他の部分がより高い導電率を有して前記Ｐ型半導体基板から離れているものである。
この発明の実施形態に従い、前記した光電デバイスが更に金属・透明導電酸化物またはその組み合わせにより形成される前電極層を含む。前記した前電極層が前記透明非結晶酸化物半導体層上に配置される
この発明の実施形態に従い、前電極を形成するための金属がアルミニウム・銀・モリブデン・チタン・鉄・銅・マンガン・コバルト・ニッケル・金・亜鉛・錫・インジウム・クロム・プラチナ・タングステンまたは、その合金を含む。
この発明の実施形態に従い、前電極を形成するための透明導電酸化物が、インジウム錫酸化物・フッ素ドープト錫酸化物・アルミニウムドープト亜鉛酸化物・ガリウムドープト亜鉛酸化物または、その組み合わせを含む。
この発明の実施形態に従い、前記した光電デバイス中、Ｐ型半導体基板が、Ｐ型シリコンウェハー・Ｐ型シリコン薄膜または他のＰ型半導体材料を含む。
この発明の実施形態に従い、光電デバイスが太陽電池である。
この発明のＰ−Ｎダイオードが光電デバイスに応用できるものである。
この発明の光電デバイスが簡単なプロセスおよび、より少ない材料で製作されて、製造コストを削減するものである。
この発明は、Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層およびＰ型シリコンウェハーにより形成されたＰ−Ｎダイオードを光電デバイスとして利用するので、そのデバイスが充分な変換効率を有する。Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層が充分な導電率を有する。太陽電池として供給される時、Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層がＰ−Ｎダイオードの一部を構成するだけでなく、光子を吸収するウインドウ層ならびに前電極として供される。結果として、ウインドウ層および前電極を追加的に形成する必要がない。従って、製作プロセスが単純化され、必要とされる材料が削減され、製造コストが低減される。
以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、この発明の実施形態にかかる光電デバイスのために採用されたダイオードを示す概略的な断面図である。
図１は、この発明の実施形態にかかる光電デバイスのために採用されたダイオードを示す概略的な断面図である。
図１において、この実施形態中のダイオード１００は、Ｐ型半導体基板１０およびＮ型透明非結晶酸化物半導体層１２を備える。Ｐ型半導体基板１０は、例えば、Ｐ型シリコンウェハーまたはＰ型シリコン薄膜のような、ウェハーあるいは薄膜であることができる。Ｐ型半導体基板１０は、また、他のＰ型半導体材料で作られることもできる。Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層１２がＰ型半導体基板１０上に配置される。Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層１２は、例えば、ZnO, ZnO-SnO2混合体、またはZnO-In2O3混合体から主要に形成されるとともに、更に他の元素を含む。前記した他の元素がアルミニウム・ガリウム・インジウム・ホウ素・イットリウム・スカンジウム・フッ素・バナジウム・シリコン・ゲルマニウム・ジルコニウム・ハフニウム・チッ素・ベリリウムまたは、その組み合わせを含む。
この実施形態中、Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層１２は、アルミニウムドープト亜鉛酸化物（ZnO:Al）により形成される。Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層１２は、物理的気相成長（physical vapor deposition = PVD）・化学的気相成長（chemical vapor deposition = CVD）・スピンコートプロセス・ゾル−ゲルプロセスまたはスパッタリングプロセスにより形成することができる。
前記したダイオードは、光電デバイスに応用できる。以下の実施形態中、太陽電池がダイオードの応用を説明するために例としてあげられる。
図２は、この発明の実施形態にかかる太陽電池を示す概略的な断面図である。
図２において、この実施形態中の太陽電池２００は、Ｐ型半導体基板１０と、後電極（rear electrode）１４と、Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層１２とからなる。Ｐ型半導体基板１０は、例えば、Ｐ型シリコンウェハーまたはＰ型シリコン薄膜のような、Ｐ型半導体により形成することができる。Ｐ型半導体基板１０は、また、他のＰ型半導体材料により形成することもできる。後電極１４がＰ型半導体基板１０の一表面に配置されるとともに、金属・透明導電酸化物（transparent conductive oxide = TCO）または、その組み合わせから形成される。金属は、例えば、アルミニウム・銀・モリブデン・チタン・鉄・銅・マンガン・コバルト・ニッケル・金・亜鉛・錫・インジウム・クロム・プラチナ・タングステンまたは、その合金である。透明導電酸化物は、例えば、インジウム錫酸化物・フッ素ドープト（fluorine-doped）錫酸化物・アルミニウムドープト亜鉛酸化物・ガリウムドープト亜鉛酸化物または、その組み合わせから形成される。
Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層１２がＰ型半導体基板１０の他表面に配置される。また、Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層１２は、例えば、ZnO, ZnO-SnO2混合体、またはZnO-In2O3混合体から主要に形成されるとともに、更に他の元素を含む。前記した他の元素がアルミニウム・ガリウム・インジウム・ホウ素・イットリウム・スカンジウム・フッ素・バナジウム・シリコン・ゲルマニウム・ジルコニウム・ハフニウム・チッ素・ベリリウムまたは、その組み合わせを含む。この実施形態中、Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層１２は、例えば、アルミニウムドープト亜鉛酸化物（ZnO:Al）から形成される。
この実施形態中、Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層１２およびＰ型半導体基板１０がＰ−Ｎダイオードを構成し、光電変換デバイスとして供される。また、Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層１２が光子を吸収するウインドウ層ならびに前電極としても供される。従って、この実施形態の太陽電池は、追加的なウインドウ層および追加的な前電極を必要としない。その結果、光が前電極にブロックされることなくＮ型透明非結晶酸化物半導体層１２へ直接入射されることができて、Ｐ型半導体基板１０の接合（junction）中に電流を発生させる。
もちろん、この発明は、上記した実施形態に限定されるものではない。さまざまな変更または改変をこの発明に加えることができる。この発明の他の実施形態は、以下に詳述される。
図３は、この発明の他の実施形態にかかる透明薄膜太陽電池を示す概略的な断面図である。
図３において、この実施形態中、透明薄膜太陽電池３００は、Ｐ型半導体基板１０と後電極１４とＮ型透明非結晶酸化物半導体層１８とからなる。Ｐ型半導体基板１０の材料および後電極１４の材料は、上記した実施形態中のものと同一である。従って、その記述をここでは省略する。Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層１８は、Ｐ型半導体基板１０の他表面上に配置される。また、Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層１８は、本質的にＮ型材料から形成され、２つの透明材料層１８ａ，１８ｂからなり、異なる導電率を有する。材料層１８ａは、より低い導電率を有しており、Ｐ型半導体基板１０に近接しており；材料層１８ｂは、より高い導電率を有しており、Ｐ型半導体基板１０から離れている。
実施形態中、より低い導電率を有する透明材料層１８ａの成分は、より高い導電率を有する透明材料層１８ｂのそれと同一であるけれども、成分の割合が変化していて、異なる導電率を有する。Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層１８は、例えば、主要にZnO, ZnO-SnO2混合体、またはZnO-In2O3混合体から形成されるとともに、更に他の元素を含む。前記した他の元素がアルミニウム・ガリウム・インジウム・ホウ素・イットリウム・スカンジウム・フッ素・バナジウム・シリコン・ゲルマニウム・ジルコニウム・ハフニウム・チッ素・ベリリウムまたは、その組み合わせを含む。実施形態中、Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層１８の材料層１８ｂは、アルミニウムドープト亜鉛酸化物（ZnO:Al）から形成されるとともに、材料層１８ａもまたアルミニウムドープト亜鉛酸化物（ZnO:Al）から形成されるけれども、より高い導電率を有する材料層１８ｂの酸素含有量がより低い。他の実施形態中、より低い導電率を有する材料層１８ａの構成物がより高い導電率を有する材料層１８ｂのそれとは異なっている。より低い導電率を有する材料層１８ａは、ZnO, ZnO-SnO2混合体、またはZnO-In2O3混合体あるいはアルミニウムドープト亜鉛酸化物（ZnO:Al）のような亜鉛合金から形成されることができる。より高い導電率を有する材料層１８ｂは、ZnO, ZnO-SnO2混合体、またはZnO-In2O3混合体あるいはアルミニウムドープト亜鉛酸化物（ZnO:Al）のような亜鉛合金から形成されることができる。実施形態中、Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層１８の材料層１８ｂがアルミニウムドープト亜鉛酸化物（ZnO:Al）により形成されるのに対して、より低い導電率を有する材料層１８ａは、アルミニウムをドーピングしない亜鉛酸化物（non-aluminum-doped ZnO）により成形される。他の実施形態中、Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層１８の材料層１８ｂがインジウム錫酸化物から形成されるのに対して、より低い導電率を有する材料層１８ａは、アルミニウムドープト亜鉛酸化物（ZnO:Al）から形成される。
この実施形態において、Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層１８中のより低い導電率を有する材料層１８ａとＰ型半導体基板１０とがＰ−Ｎダイオードを構成して、光電変換デバイスとして供される。Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層１８中のより高い導電率を有する材料層１８ｂもまたウインドウ層および前電極として供される。従って、この実施形態の太陽電池は、追加的なウインドウ層ならびに追加的な前電極を必要としない。その結果、光が前電極によって遮られることなくＮ型透明非結晶酸化物半導体層１８へ直接入射されることができて、Ｐ型半導体基板１０の接合（junction）に電流を発生させる。
図４は、この発明の別な実施形態にかかる太陽電池を示す概略的な断面図である。
図４において、この実施形態の透明薄膜太陽電池４００は、Ｐ型半導体基板１０と、後電極１４と、Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層２０とを備える。この実施形態中のＰ型半導体基板１０の材料と後電極１４の配置および材料は、図２の実施形態中のそれらに類似している。そこで、ここでは、その記述を省略する。この実施形態および図２の実施形態間の差異は、Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層２０に存在する。同様に、Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層２０は、Ｐ型半導体基板１０の他表面に配置されるとともに、本質的にＮ型材料によって形成される。しかしながら、Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層２０は、Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層２０中で傾斜して分布する導電率を有する材料層により形成される。Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層２０において、Ｐ型半導体基板１０に近い部分がより低い導電率を有し；Ｐ型半導体基板１０から遠い他の部分がより高い導電率を有する。成長（deposition）期間に、Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層２０の成分比例がＮ型透明非結晶酸化物半導体層２０中で勾配のある導電率を有するように変えられることができる。Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層２０は、例えば、主要にZnO, ZnO-SnO2混合体、またはZnO-In2O3混合体から形成されるとともに、更に他の元素を含む。前記した他の元素がアルミニウム・ガリウム・インジウム・ホウ素・イットリウム・スカンジウム・フッ素・バナジウム・シリコン・ゲルマニウム・ジルコニウム・ハフニウム・チッ素・ベリリウムまたは、その組み合わせを含む。この実施形態中、Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層２０は、例えば、アルミニウムドープト亜鉛酸化物（ZnO:Al）により形成され、そのうち、酸素原子の比例がＰ型半導体基板１０に近い部分よりＰ型半導体基板１０から遠い他の部分へと減少する。
この実施形態中、Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層２０中のより低い導電率を有する部分とＰ型半導体基板１０とがＰ−Ｎダイオードを構成して、光電変換デバイスとして供される。Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層２０中、より高い導電率を有する部分が同時に光子を吸収するウインドウ層および前電極として供される。従って、この実施形態の太陽電池は、追加的なウインドウ層ならびに追加的な前電極を必要としない。その結果、光が前電極によって遮られることなくＮ型透明非結晶酸化物半導体層２０へ直接入射されることができて、Ｐ型半導体基板１０の接合（junction）中に電流を発生させる。
図５は、この発明の更に別な透明薄膜太陽電池を概略的に示す断面図である。
図５において、もしも影になる部分を考慮しなければ、前電極１６を追加的に図１に示した構造中のＮ型透明非結晶酸化物半導体層１２上に形成することができる。前電極１６は、例えば、金属・透明導電性酸化物またはその組み合わせから形成する。金属は、例えば、アルミニウム・銀・モリブデン・チタン・鉄・銅・マンガン・コバルト・ニッケル・金・亜鉛・錫・インジウム・クロム・プラチナ・タングステンまたは、その合金を含む。透明導電性酸化物は、例えば、インジウム錫酸化物・フッ素ドープト錫酸化物・アルミニウムドープト亜鉛酸化物・ガリウムドープト亜鉛酸化物または、その組み合わせから形成される。言い換えれば、この実施形態の透明薄膜太陽電池５００は、Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層１２がＰ型半導体基板１０と結合されて光電変換デバイスとして使用されるＰ−Ｎダイオードを構成すると同時に、Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層１２が光子を吸収するウインドウ層として供される。前電極１６および後電極１４は、従来の金属または透明導電性酸化物により形成することができる。
この実施形態中、Ｐ−Ｎダイオードは、アルミニウムドープト亜鉛酸化物（ZnO:Al）により形成されたＮ型透明非結晶酸化物半導体層およびＰ型シリコンウェハーにより形成されたＰ型半導体基板で構築される。露光（radiation exposure）された時、Ｐ−Ｎダイオードの出力特性曲線を図６に示す。露光を考慮すると、前記したダイオードにより形成される太陽電池から出力される＜電流＞対＜電圧＞の特性曲線を図７に示し、データを表１に示す。
図７に示した出力電流対電圧の測定値に基づいて、アルミニウムドープト亜鉛酸化物の太陽電池は、有利な電流−電圧（Ｉ−Ｖ）特性を有している。それは、光を有効にＰ型シリコンウェハーのジャンクションおよびこのタイプのアルミニウムドープト亜鉛酸化物太陽電池のアルミニウムドープト亜鉛酸化物薄膜間へ伝送することができるので、光電電流（FF=42.03%, VOC=0.22V, ISC=2.94×10-4 A/cm2, η= 0.34%）を有効に発生するために内部電場を形成することを証明している。上記した測定結果に基づいて、アルミニウムドープト亜鉛酸化物薄膜がＮ型半導体層の特性を有しているとともに、アルミニウムドープト亜鉛酸化物薄膜がＰ型シリコンウェハー基板上に直接配置されることができて、太陽電池の製作プロセスを更に簡単にすることが分かる。また、従来の半導体が不透明であるという課題を透明なアルミニウムドープト亜鉛酸化物薄膜を使用することにより克服することができる。更に、Ｐ型シリコンウェハー構造上のアルミニウムドープト亜鉛酸化物の上端サイドが如何なる電極によってもカバーされないものとなるので、より多くの可視光線が有効にPNジャンクションへ入射されて、より多くの電流を発生させることができる。表１のデータは、この発明のＰ−Ｎダイオードが太陽電池の製作にも適用できることを示している。
図８の曲線は、それぞれ蛍光性分光光度計（fluorescence spectrophotometer）により測定した、Ｐ型シリコンウェハーおよび、Ｐ型シリコンウェハー上にアルミニウムドープト亜鉛酸化物を堆積したＮ型透明非結晶酸化物半導体層の＜反射率＞対＜波長＞間の関係を図示している。図８は、短い波長範囲での反射率が低いことを示し、それは、アルミニウムドープト亜鉛酸化物薄膜が短い波長を吸収できることを表しており；Ｐ型シリコンウェハーと比較する時、アルミニウムドープト亜鉛酸化物薄膜は、また、可視光線の範囲において低い反射率を有している。従って、アルミニウムドープト亜鉛酸化物薄膜は、可視光線もまた吸収できる。図８の図解は、350nm-1000nmの波長範囲内で反射率がより低いことを証明しており、それは、アルミニウムドープト亜鉛酸化物が光子の大部分を吸収でき、光電変換デバイスおよびウインドウ層として使用するのに適していることを意味している。
以上のごとく、この発明を最良の実施形態により開示したが、もとより、この発明を限定するためのものではなく、当業者であれば容易に理解できるように、この発明の技術思想の範囲内において、適当な変更ならびに修正が当然なされうるものであるから、その特許権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等な領域を基準として定めなければならない。
１０ Ｐ型半導体基板
１２，１８，２０ Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層
１８ａ 導電性が比較的低い材料層
１８ｂ 導電性が比較的高い材料層
１４ 後電極
１６ 前電極
１００ ダイオード
２００，３００，４００，５００ 太陽電池
１２，１８，２０ Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層
１８ａ 導電性が比較的低い材料層
１８ｂ 導電性が比較的高い材料層
１４ 後電極
１６ 前電極
１００ ダイオード
２００，３００，４００，５００ 太陽電池
Claims (14)
- ダイオードであり：
Ｐ型半導体基板と；
前記Ｐ型半導体基板上に配置されるＮ型透明非結晶酸化物半導体（TAOS）層と
を備えるダイオード。 - 前記Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層が、主要に亜鉛酸化物（ZnO）・錫酸化物および亜鉛酸化物の混合体（ZnO-SnO2mixture）または亜鉛酸化物およびインジウム酸化物の混合体（ZnO-In2O3mixture）から形成され、更に、アルミニウム・ガリウム・インジウム・ホウ素・イットリウム・スカンジウム・フッ素・バナジウム・シリコン・ゲルマニウム・ジルコニウム・ハフニウム・窒素・ベリリウムまたは、その組み合わせを含む請求項１記載のダイオード。
- 前記Ｐ型半導体基板が、Ｐ型シリコンウェハー・Ｐ型シリコン薄膜または他のＰ型半導体材料を含む請求項１記載のダイオード。
- 光電デバイスであり：
第１表面および第２表面を備えるＰ型半導体基板と；
前記Ｐ型半導体基板の前記第２表面上に配置される後電極と；
前記Ｐ型半導体基板の前記第１表面上に配置されるＮ型透明非結晶酸化物半導体層とを備え、そのうち、前記Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層および前記Ｐ型半導体基板がＰ−Ｎダイオードを構成する、光電デバイス。 - 前記Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層が、ウインドウ層および前電極層として供される請求項４記載の光電デバイス。
- 前記Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層が、主要にZnO・ZnO-SnO2混合体またはZnO-In2O3混合体から形成され、更に、アルミニウム・ガリウム・インジウム・ホウ素・イットリウム・スカンジウム・フッ素・バナジウム・シリコン・ゲルマニウム・ジルコニウム・ハフニウム・窒素・ベリリウムまたは、その組み合わせを含む請求項５記載の光電デバイス。
- 前記Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層が、単一導電型材料層からなる請求項５記載の光電デバイス。
- 前記Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層が、同一な導電型を有するけれども異なる導電率を備える２つの材料層からなるとともに、より低い導電率を有する前記材料層が前記Ｐ型半導体基板に近い請求項５記載の光電デバイス。
- 前記Ｎ型透明非結晶酸化物半導体層が、導電率勾配を有する材料層によって形成されるとともに、前記材料層の一部がより低い導電率を有して前記Ｐ型半導体基板に近く、一方、他の部分がより高い導電率を有して前記Ｐ型半導体基板から離れている請求項５記載の光電デバイス。
- 更に、金属・透明導電酸化物またはその組み合わせにより形成される前電極層を含むとともに、前記透明非結晶酸化物半導体層上に配置される請求項４記載の光電デバイス。
- 前記金属が、アルミニウム・銀・モリブデン・チタン・鉄・銅・マンガン・コバルト・ニッケル・金・亜鉛・錫・インジウム・クロム・プラチナ・タングステンまたは、その合金を含む請求項１０記載の光電デバイス。
- 前記透明導電酸化物が、インジウム錫酸化物・フッ素ドープト錫酸化物・アルミニウムドープト亜鉛酸化物・ガリウムドープト亜鉛酸化物または、その組み合わせを含む請求項１０記載の光電デバイス。
- 前記Ｐ型半導体基板が、Ｐ型シリコンウェハー・Ｐ型シリコン薄膜または他のＰ型半導体材料を含む請求項４記載の光電デバイス。
- 前記光電デバイスが、太陽電池である請求項４記載の光電デバイス。
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