JP2010514183A - 真性アモルファス界面を有するヘテロ接合 - Google Patents
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Abstract
Description
説明のため、異なるGe濃度に関して、バンドギャップと温度との対応関係を表1に示す。
Claims (24)
- 結晶半導体材料からなり、前面(1)と後面(2)とを有し、前記前面(1)において光子を受け取る、及び/又は、放射する第1の層(10)と
導電性材料からなり、前記後面(2)側に位置するリアコンタクト層(40)とを備える発電用の構造体(100)であって、さらに、
水素化アモルファスシリコンゲルマニウム(a−SiGe:H)からなる第2の単一層(50)を前記第1の層(10)の後面(2)と前記リアコンタクト層(40)との間に備えることを特徴とする構造体(100)。 - 請求項1に記載の構造体(100)において、前記第2の層(50)は、ドープ層か、又は、真性層であることを特徴とする構造体(100)。
- 請求項1又は2に記載の構造体(100)において、前記結晶半導体材料は、単結晶シリコン、ポリ結晶シリコン、又は、マルチ結晶シリコンのいずれかの結晶シリコン(Si)であることを特徴とする構造体(100)。
- 請求項3に記載の構造体(100)において、前記Siはp型ドープされていて、前記a−SiGe:Hは、p−型ドープされている、又は、前記Siはn型ドープされていて、前記a−SiGe:Hはn−型ドープされていることを特徴とする構造体(100)。
- 請求項1から請求項4のいずれかに記載の構造体(100)において、前記第2の層(50)は、さらに炭素を含んでいることを特徴とする構造体(100)。
- 請求項1から請求項5のいずれかに記載の構造体(100)において、前記リアコンタクト層(40)は金属材料、又は、ITOのような、透明導電性酸化物からなることを特徴とする構造体(100)。
- 請求項1から請求項6のいずれかに記載の構造体(100)において、前記第2の層(50)のGe濃度は深さ方向に徐々に変化していることを特徴とする構造体(100)。
- 請求項5又は6のいずれかと請求項7とを組み合わせた構造体(100)において、前記第2の層(50)のGe濃度は、前記リアコンタクト層(30)側で高くなり、前記第1の層(10)側で低くなるように深さ方向に徐々に変化していることを特徴とする構造体(100)。
- 請求項1から請求項8のいずれかに記載の構造体(100)において、随意にドープしたアモルファス半導体材料、又は、ポリモルファス材料からなり、前記第1の層の前面上に設けられた第3の層(20)をさらに備えていることを特徴とする構造体(100)。
- 請求項9に記載の構造体(100)において、前記第3の層(20)は水素化アモルファスSi、又は、水素化アモルファスSiGeであることを特徴とする構造体(100)。
- 請求項4と請求項10とを組み合わせた構造体(100)において、前記第1の層(10)がp型ドープされている場合には、前記第3の層(20)はn型ドープされているか、又は、前記第1の層(10)がn型ドープされている場合には、前記第3の層(20)はp型ドープされていることを特徴とする構造体(100)。
- 請求項9から請求項11のいずれかに記載の構造体(100)において、前記第3の層(20)上に設けられた、透明導電性材料からなるフロントコンタクト層(30)をさらに備えていることを特徴とする構造体(100)。
- 請求項12に記載の構造体(100)において、前記フロントコンタクト層(30)はITOのような透明導電性酸化物からなることを特徴とする構造体(100)。
- 請求項1から請求項13のいずれかに記載の構造体(100)において、前記第2の層(50)は、約1.2eVから1.7eVの間の、さらに具体的には、約1.5eVの禁制帯を有することを特徴とする構造体(100)。
- 発電用の構造体(100)の製造方法であって、
結晶半導体材料からなり、前面(1)と後面(2)とを有し、前記前面(1)において光子を受け取る、及び/又は、放射する第1の層(10)を形成する工程(a)と、
水素化アモルファスシリコンゲルマニウム(a−SiGe:H)を前記第1の層(10)の前記後面(2)上に堆積して前記第2の層(50)を形成する工程(b)と、
前記第2の層(50)上に導電性材料からなるリアコンタクト層(40)を形成する工程(c)とを備えることを特徴とする構造体(100)の製造方法。 - 請求項15に記載の構造体(100)の製造方法であって、前記工程(a)、及び/又は、前記工程(b)は、250℃よりも低い温度、又は、250℃程度で行うことを特徴とする構造体(100)の製造方法。
- 請求項15又は請求項16に記載の構造体(100)の製造方法であって、前記工程(b)は、250℃よりも低い温度、又は、250℃程度で行うことを特徴とする構造体(100)の製造方法。
- 請求項15から請求項17のいずれかに記載の構造体(100)の製造方法であって、前記第2の層(50)のGe濃度が深さ方向に徐々に変化するように前記工程(b)を行うことを特徴とする構造体(100)の製造方法。
- 請求項18に記載の構造体(100)の製造方法であって、前記第2の層(50)のGe濃度は、前記第1の層(10)から徐々に増加していることを特徴とする構造体(100)の製造方法。
- 請求項15から請求項19のいずれかに記載の構造体(100)の製造方法であって、前記第1の層(10)との界面において、価電子帯と導電帯とがそれぞれが所定のバンドの不連続性を有するよう価電子帯と導電帯とを調整するために、前記第2の層(50)の水素濃度を選択する工程をさらに備えることを特徴とする構造体(100)の製造方法。
- 請求項20に記載の構造体(100)の製造方法であって、
前記第2の層(50)は、界面で再結合しないようにホールを界面から十分にはね返すことができるポテンシャル障壁を作るため価電子帯におけるバンドの不連続性が十分に大きくなるよう、かつ、界面での電子の遮断を最小にするため、導電帯におけるバンドの不連続性を十分に弱くなるようにn型ドープし、又は、
前記第2の層(50)は、界面でのホールの遮断を最小にするため、価電子帯におけるバンドの不連続性が十分に弱くなるよう、かつ、界面で再結合しないように電子を界面から十分にはね返すことができるよう、導電帯におけるバンドの不連続性を十分に大きくなるようにp型ドープすることを特徴とする構造体(100)の製造方法。 - 請求項15から請求項21のいずれかに記載の構造体(100)の製造方法であって、前記第2の層(50)の後部を形成する材料の禁制帯が所定の幅を有するように前記第2の層(50)のゲルマニウム濃度を選択する工程をさらに備えることを特徴とする構造体(100)の製造方法。
- 請求項15から請求項22のいずれかに記載の構造体(100)の製造方法であって、随意にドープした水素化アモルファス材料からなる第3の層(30)を前記第1の層(1)の前面(1)上に形成する工程をさらに備えており、前記第3の層(30)は、アモルファス半導体材料、又は、ポリモルファス半導体材料からなることを特徴とする構造体(100)の製造方法。
- 請求項23に記載の構造体(100)の製造方法であって、光子に対して透明な導電性材料からなる電気コンタクト層(30)を前記第3の層(20)上に形成する工程をさらに備えることを特徴とする構造体(100)の製造方法。
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