NL8104138A - Amorfe meercellige fotoresponsie-inrichting. - Google Patents
Amorfe meercellige fotoresponsie-inrichting. Download PDFInfo
- Publication number
- NL8104138A NL8104138A NL8104138A NL8104138A NL8104138A NL 8104138 A NL8104138 A NL 8104138A NL 8104138 A NL8104138 A NL 8104138A NL 8104138 A NL8104138 A NL 8104138A NL 8104138 A NL8104138 A NL 8104138A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- cell
- alloy
- amorphous
- hydrogen
- fluorine
- Prior art date
Links
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 118
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 113
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 62
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 62
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 31
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims description 24
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 12
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims description 4
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 98
- 239000000463 material Substances 0.000 description 62
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 54
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 50
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 42
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 42
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 40
- 229910000808 amorphous metal alloy Inorganic materials 0.000 description 39
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 38
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 35
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 35
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 35
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 28
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 26
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 21
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 20
- 150000002221 fluorine Chemical class 0.000 description 20
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 description 18
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 14
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 12
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 12
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 11
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 11
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 description 10
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 9
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 9
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 9
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 9
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 description 8
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 8
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 description 7
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 7
- 230000006870 function Effects 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 7
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 6
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 6
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 4
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 description 4
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 3
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N Phosphine Chemical compound P XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 2
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N silicon tetrafluoride Chemical compound F[Si](F)(F)F ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 229940071182 stannate Drugs 0.000 description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 2
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005019 vapor deposition process Methods 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 241000398147 Aleurodiscus amorphus Species 0.000 description 1
- 101100348341 Caenorhabditis elegans gas-1 gene Proteins 0.000 description 1
- 241000272470 Circus Species 0.000 description 1
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 1
- 229910001188 F alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000208152 Geranium Species 0.000 description 1
- 229910000878 H alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 101100447658 Mus musculus Gas1 gene Proteins 0.000 description 1
- -1 SiF2 Chemical class 0.000 description 1
- 229910004016 SiF2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910008310 Si—Ge Inorganic materials 0.000 description 1
- 206010044565 Tremor Diseases 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000001447 compensatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000002939 deleterious effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- MGNHOGAVECORPT-UHFFFAOYSA-N difluorosilicon Chemical compound F[Si]F MGNHOGAVECORPT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 208000035475 disorder Diseases 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 210000003746 feather Anatomy 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- QUZPNFFHZPRKJD-UHFFFAOYSA-N germane Chemical compound [GeH4] QUZPNFFHZPRKJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052986 germanium hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 150000004678 hydrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052909 inorganic silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- JVJQPDTXIALXOG-UHFFFAOYSA-N nitryl fluoride Chemical compound [O-][N+](F)=O JVJQPDTXIALXOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000073 phosphorus hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 108091008695 photoreceptors Proteins 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier
- H01L31/075—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PIN type
- H01L31/076—Multiple junction or tandem solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N70/00—Solid-state devices without a potential-jump barrier or surface barrier, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/0021—Reactive sputtering or evaporation
- C23C14/0026—Activation or excitation of reactive gases outside the coating chamber
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/24—Vacuum evaporation
- C23C14/32—Vacuum evaporation by explosion; by evaporation and subsequent ionisation of the vapours, e.g. ion-plating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/16—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic System
- H01L29/1604—Amorphous materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/036—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes
- H01L31/0376—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including amorphous semiconductors
- H01L31/03762—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including amorphous semiconductors including only elements of Group IV of the Periodic System
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/043—Mechanically stacked PV cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier
- H01L31/07—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the Schottky type
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/20—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials
- H01L31/202—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials including only elements of Group IV of the Periodic System
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Description
* Λ .....VO 2288 ....... ................ - a 1
Amorfe meercellige fotoresponsie-inridating.
De uitvinding heeft "betrekking op een verbeterde amorfe legeringinrichting met verbeterde fotoresponsieve eigenschappen. De belangrijkste toepassing van de uitvinding is de vervaardiging van meercellige fotoresponsieve legeringinrichtingen met op maat gesneden band-5 openingen voor specifieke fotoresponsieve toepassingen, waaronder foto-voltarische inrichtingen zoals zonnecellen van een p-i-n, Schottky of MIS (metaal-isolator-half geleider) type.
Silicium is de basis van de reusachtige kristallijne halfgeleiderindustrie en is het materiaal dat kostbare, zeer efficiënte 10 (18£) kristallijne zonnecellen voor ruimtetoepassingen heeft geleverd.
Toen de kristallijne halfgeleidertechnologie een commercieel stadium bereikte, werd het de basis voor de huidige reusachtige industrie voor het vervaardigen van halfgeleiderinrichtingen. Dit was te wijten aan het vermogen van de wetenschapper om nagenoeg defectvrije germanium en in 15 het bijzonder siliciumkristallen te groeien, en ze daarna tot extrinsieke materialen met gebieden van p-type en n-type geleiding daarin om te zetten. Dit werd gerealiseerd door in een dergelijk kristallijn materiaal delen per miljoen van donor (n) of acceptor (p) doteringsmaterialen te diffunderen, die als substitutionele verontreinigingen in de vrijwel 20 zuivere kristallijne materialen werden geïntroduceerd, waardoor hun elek-• ‘ trische geleidingsvermogen werd vergroot en geregeld werd dat ze hetzij een p hetzij een n geleidingstype waren. De vervaardigingsprocédé1 s voor het maken van p-n overgangszonekristallen omvatten buitengewoon complexe, tijdrovende en kostbare procedures. Deze kristallijne materialen 25 die bruikbaar zijn in zonnecellen en gangbare regelinrichtingen worden derhalve geproduceerd onder zeer nauwkeurig beheerste omstandigheden door individuele silicium of germanium eenkristallen te groeien en wanneer p-n overgangszones vereist zijn, door dergelijke eenkristallen te doteren met buitengewoon kleine en kritische hoeveelheden doterings-30 middelen.
Deze kristalgroeiprocedé's produceren dermate betrekkelijk kleine kristallen dat zonnecellen de samenvoeging vereisen van vele eenkristallen om het gewenste oppervlak van slechts één enkel zonnecel-paneel te omvatten. De hoeveelheid energie die nodig is om een zonnecel 8104138 * $ 2 . 1 in dit procédé te maken, de door de grote beperkingen van het silicium-kristal veroorzaakte beperking, en de noodzaak om een dergelijk kristallijn materiaal te snijden en samen te voegen met andere hebben alle tezamen geleid tot een onneembare economische barrière voor toepassing op 5 grote schaal van kristallijne halfgeleider-zonnecellen voor energieconversie. Verder heeft kristallijn silicium een indirecte.optische kant die leidt tot een slechte lichtabsorptie in het materiaal. Vanwege de slechte lichtabsorptie moeten kristallijne zonnecellen ten minste 50 ^urn. dik zijn om het invallende zonlicht te absorberen. Zelfs wanneer 10 het eenkristal materiaal vervangen wordt door polykristallijn silicium met goedkoperproduktiewerkwijzen, blijft toch nog de indirecte optische " kant behouden; de materiaaldikte wordt derhalve niet verminderd. Het polykristallijne materiaal, omvat ook de toevoeging van korrelgrenzen en andere problemen-gevende defecten.
15 Een extra tekortkoming van,het kristallijnen materiaal voor zonneceltoepassingen, is dat de bandopening, van kristallijn silicium van ongeveer 1,1 eV inherent beneden de optimale bandopening van ongeveer 1,5 eV'is. Mengen met germanium, hoewel mogelijk, vernauwt verder de bandopening waardoor het conversie-rendement van de zonnecel 20 verder wordt verlaagd.
In het kort hebben kristallijne siliciuminrichtingen vaste parameters die niet naar wens kunnen worden gevarieerd, vereisen ze grote_- hoeveelheden materiaal, zijn ze slechts in betrekkelijk kleine gebieden te produceren en is hun produktie kostbaar en tijdrovend. In-25 richtingen die gebaseerd zijn op amorf silicium kunnen deze nadelen van kristallijn silicium elimineren. Amorf silicium heeft een optische absorptiekant met eigenschappen gelijkend op die van een directe opening-halfgeleider en er is slechts een materiaaldikte van 1 ^um of minder nodig om dezelfde hoeveelheid zonlicht te absorberen als het 50 ƒ urn dikke 30 kristallijne silicium. Verder kan amorf silicium sneller, gemakkelijker en in grotere gebieden dan kristallijn silicium worden gemaakt.
Derhalve zijn aanzienlijke inspanningen verricht om werkwijzen te ontwikkelen waarmee gemakkelijk amorfe halfgeleiderlege-ringen of films kunnen worden af ge zet, die elk desgewenst betrekkelijk 35 grote gebieden kunnen omvatten, slechts beperkt door de grootte van de afzettingsapparatuur, en die gemakkelijk zouden kunnen worden gedoteerd 8104138 * * 3 onder vanning van materialen van het p—type en n—type wanneer daaruit p-n overgangszone-inrichtingen moeten worden gemaakt die equivalent zijn aan die welke uit hun kristallijne -tegenhangers zijn gemaakt. Gedurende vele jaren.was dergelijk werk vrijwel onproduktief. Amorfe sili-5 cium of germanium (groep 17) films hehhen gewoonlijk een vier-coordinai-tie en hleken microscopische holten te bezitten en hengelende handen en 'andere defecten die een hoge dichtheid van gelocaliseerde toestanden in de energie-opening daarvan geven. De aanwezigheid van een hoge dichtheid van gelocaliseerde toestanden in de energie-opening van amorfe silieium-10 halfgeleiderfilms heeft een lage graad van fotogeleiding en een korte dragerlevensduur ten gevolge, waardoor dergelijke films ongeschikt wor- -den voor fotoresponsieve toepassingen. Bovendien kunnen dergelijke films niet met succes worden gedoteerd of anderszins worden gemodificeerd om het Fermi-niveau dichter naar de geleidingsbanden of valentiébanden te 15 verschuiven, waardoor ze ongeschikt zijn voor het maken van p-n overgangszones voor zonnecel en gangbare regelinrichting-toepassingen.
In een poging om de bovenstaand genoemde problemen bij amorf silicium en germanium te minimaliseren, is door W.E. Spear en P.G.
Le Ccmber van Carnegie Laboratory of Physics, universiteit van Dundee, 20 in Dundee, Schotland, enig werk verricht aan "Substitutional Doping of Amorhous Silicon", Solid State Communications, vol. 17» blz. 1193-119^» 1975» gericht op een vermindering van de gelocaliseerde toestanden in de energie-opening in amorf silicium of germanium ten einde dit dichter intrinsiek kristallijn silicium of germanium te doen benaderen en op sub-25 stitutioneel doteren van de amorfe materialen met geschikte klassieke doteringsmiddelen, zoals bij het doteren van kristalli jne materialen, ten einde ze extrinsiek te maken en van het p of n geleidingstype.
De vermindering van de gelocaliseerde toestanden werd gerealiseerd door glimontladingafzetting van amorfe siliciumfilms waarbij 30 een gas van silaan (SiE^) werd geleid door een reactiebuis, waarin het gas werd ontleed door een radiofrequente glimontlading en werd afgezet op een substraat met een sub straat temperatuur van ongeveer 227 - 327°C.
Het aldus op het substraat afgezette materiaal was een intrinsiek amorf materiaal, bestaande uit silicium en waterstof. Ten einde een gedoteerd 35 amorf materiaal te maken, werden vooraf een gas van fosfine (PH^) voor n-type geleiding of een gas van diboraan (B^Hg) voor p-type geleiding ge- 8104138 f * ♦ • u * mengd met het silaangas en door de glimontlading-reactiebuis geleid onder dezelfde bedrijfsomstandigheden. De gasconcentratie Tan de toege- —6 “2 paste doteringsmiddelen lag tussen ongeveer 5 x 10’ en 10 delen per volume. Het aldus af gezette materiaal omvatte vermoedelijk substitutio-5 neel fosfor of hoor doteringsmiddel en bleek extrinsiek te zijn en van het n- of p-geleidingstype.
Hoewel het aan deze onderzoekers niet bekend was, is thans als gevolg van het werk van andere bekend, dat de waterstof in het silaan bij een optimale temperatuur combineert· met vele van de 10 bengelende banden van het silicium gedurende de glimontlading-afzetting., waardoor de dichtheid van de gelocaliseerde toestanden in de energie-qpening aanzienlijk wordt verminderd met het doel om de elektronische eigenschappen van het amorfe materiaal dichter die van het overeenkomstige kristallijne materiaal te doen benaderen.
15 Door D.I. Jones, F.E. Spear, P.G. LeComber, S. Li, en R. Martins is eveneens gewerkt aan de bereiding van een Ge:H uit GeH^ onder toepassing van soortgelijke afzettingstechnieken. Het verkregen materiaal leverde bewijs voor een hoge dichtheid van gelocaliseerde toestanden in de energie-opening daarvan. Hoewel het materiaal kon worden 20 gedoteerd, was het rendement aanzienlijk lager dan dat· verkregen met een Si:E. In een artikel van deze onderzoekers in Philosophical Magazine B, vol. 39, blz. iVf ¢1979) werd geconcludeerd dat vanwege de grote dichtheid van toestanden in de opening het verkregen materiaal "een minder aantrekkelijk materiaal dan a-Si voor doteringsproeven en mogelijke toe-25 passingen" is.
Bij zijn werken met een soortgelijke methode van door glimontlading gemaakt amorf silicium zonnecellen onder gebruikmaking van silaan, is door D.E. Carlson getracht om germanium te gebruiken in de cellen ten einde de optische opening te vernauwen naar de optimale zonne-30 celwaarde van ongeveer 1,5 eV uitgaande van het beste zonnecelmateriaal dat hij had gemaakt met een bandopening van 1,65 - 1,70 eV. (D.E. Carlson, Journal of Hon Crystalline Solids, vol. 35 en 36 (198Ο) blz. 707 - 717» 8th International Conference on Amorphous and Liquid Semi-Conductors, Cambridge, Mass,,Aug. 27-31, 1979)· Carlson heeft echter verder vermeld 35 dat de toevoeging van germanium uit GeH^ gas geen succes was omdat daardoor significante verlagingen werden veroorzaakt in alle fotovolta_is che parameters van de zonnecellen. Carlson merkte op dat de verslechtering 8104138 ♦ » 5 van de fotovoltarische eigenschappen betekent dat defecten in de ener-gie-opening in de af gezette films worden gecreëerd ('D.E. Carlson, Tech.
Dig. 1977 TEEM, Washington, D.C., hlz. 2t4).
Het concept van het gebruiken van meerdere cellen om 5 het rendement van de fotovolta_ische inrichting te vergroten, werd ten minste reeds in 1955 in het Amerikaanse oetrooischrift 2.9^-9.^-98 besproken. De besproken meercellige structuren maakten gebruik van p-n overgangszone kristallijne halfgeleiderinrichtingen, maar de concepten van rendementvergroting zijn gelijk of men nu amorfe of kristallijne in-10 richtingen gebruikt. In essentie is het concept gericht op het gebruik van inrichtingen met verschillende bandopeningen ten einde verschillende delen van het zonnespectrum meer doelmatig te verzamelen en om Voc te vergroten. De gestapelde celinrichting heeft twee of meer cellen waarbij het licht in serie door elke cel wordt geleid, waarbij een materiaal met 15 grote bandopening wordt gevolgd door een materiaal met kleinere bandopening om het licht te absorberen dat door de eerste cel of laag is gepasseerd.
* Vele artikelen over kristallijne gestapelde cellen vol gens Jackson (auteur van het Amerikaanse oetrooischrift 2.9^-9-^98) zijn 20 verschenen en meer recent zijn verschillende artikelen verschenen met betrekking tot het gebruik in gestapelde cellen van aSi-H materialen.
Door Marfaing is voorgesteld om silaan afgezette amorfe Si-Ge legeringen te gebruiken in gestapelde cellen, maar over de uitvoerbaarheid hiervan wordt niet gesproken (Y. Marfaing, Froc. 2nd European) Communities Γ 25 Photovoltaic Solar Energy Conf., Berlijn, West Duitsland, biz. 287, (1979).
' Door Hamakawa et al, is de uitvoerbaarheid besproken van het gebruik van a-SiH in een configuratie die hier zal worden gedefinieerd als een cascade-type meervoudige cel. De cascade-cel wordt hier 30 verder aangeduid als een meervoudige cel zonder een scheiding of isolatielaag tussen elk van de cellen. Elk van de cellen werd gemaakt uit a-Si:H materiaal met dezelfde bandopening in een p-i-n overgangszone-configuratie. Getracht werd om de kortsluitstroom (Jsc) te evenaren door de dikte van de cellen in het in serie gelegen lichtpad te vergroten.
35 Zoals verwacht steeg de totale Voc van de inrichting en was deze evenredig aan het aantal -cellen.
8104138 * · 5 & 6
In een recent verslag over vergroting van het celrende-ment van meervoudige overgangsfase (gestapelde) zonnecellen van amorf silicium (a-Si:H) op de bovenstaand vermelde wijze afgezet uit silaan, werd opgemerkt dat "gebleken is dat- germanium· een schadelijke verontrei-5 niging in a-Si:H is, omdat hij zijn J exponentieel met .toenemende hoeveelheid Ge verlaagt". Uit· hun werk en uit dat van Carlson, Marfaing en Hamakawa concludeerden zij dat legeringen van amorf silicium, germaniua en waterstof "slechte fotovoltaièche eigenschappen hebben getoond" en dat dus nieuwe "fotovoltaische filmcel-materialen moeten wórden gevonden 10 net spectraalresponsie bij ongeveer 1 ^um voor efficiënte gestapelde celcombinaties met a-Si:H". (J.J. Hanak, B. Faughnan, V. Korsun, en J.P. Pellicane, 1^th IEEE Photovoltaic Specialists Conference, San Diego, California, 7 - 10 januari 19Ö0).
De opname van waterstof in de bovenstaande methode 15 heeft niet alleen beperkingen gebaseerd op de vaste verhouding van waterstof tot silicium in silaan, maar ook introduceerden verschillende Si:H binding configuraties nieuwe antibindingstoestanden die nadelige gevolgen in deze mat eri al en" kunnen hebben. Wellicht het meest belangrijk is dat waterstof niet in staat is om defecttoestanden die verkregen zijn 20 door het invoeren van germanium in de legering, te compenseren of te verwijderen. Er zijn derhalve basisbeperkingen in de vermindering van de dichtheid van' gelocaliseerde toestanden in deze materialen die bijzonder schadelijk zijn in termen van zowel effectieve p als n dotering.
De verkregen toestandendichtheid van de silaan-afgezette materialen leidt 25 tot een nauwe grenslaagbreedte ("depletion width"), die op zijn beurt de rendementen van zonnecellen en andere inrichtingen waarvan de werking afhangt van de drift van vrije dragers, beperkt. De methode voor het t maken van deze materialen door het gebruik van alleen silicium en waterstof leidt ook tot een hoge dichtheid van oppervlaktoestanden die alle 30 bovenstaande parameters beïnvloedt. Verder hebben de eerdere pogingen om de bandopening van het materiaal te verkleinen, hoewel succesvol in verkleining van de opening, tegelijkertijd toestanden in de opening toegevoegd. De toename van toestanden in de bandopening leidt tot een vermindering of totaal verlies van fotogeleidingsvermogen en is derhalve 35 contraproduktief in de produktie van fotoresponsieve inrichtingen.
ladat de ontwikkeling van de glimontlading-afzetting van 8104138 7 silicium uit silaangas was uitgevoerd, verd werk verricht aan afzetting door sputteren van amorfeL siliciumfilms in de atmosfeer van een mengsel van argon (vereist door het sputterafzettingsprocéde) en moleculaire waterstof, ten einde de. resultaten vast te stellen, van dergelijke mole-5 culaire waterstof aan de eigenschappen van de afgezette amorfe silicium-film. Dit onderzoek liet zien dat de waterstof als compenserend middel optrad dat op. een zodanige wijze hond dat de gelocaliseerde toestanden in de energie-opening werden verminderd. De mate waarin de gelocaliseer-de toestanden in de energie-opening in het sputterafzettingsprocéde 10 werden verminderd was echter veel minder dan gerealiseerd werd met bo- * venbeschreven silaaaafzettingswerkwijze. De bovenbeschreven p en n do-teringsmiddelgassen werden ook ingeleid in het sputterprocéde voor het produceren van p en n gedoteerde materialen. Deze materialen hadden een lager doteringsrendement dan de materialen verkregen in het glimont-15 ladingsprocédé. Geen van deze werkwijzen gaf efficiënte p-gedoteerde materialen met voldoend hoge acceptorconcentraties voor het produceren van commerciële p-n of p-i-n overgangszone-inrichtingen. Het n-doterings-rendement lag beneden wenselijke aanvaardbare commerciële niveaus en de p-dotering was bijzonder ongewenst omdat deze de breedte van de band-20 opening verlaagde en het aantal gelocalis eerde toestanden in de bandopening vergrote.
De eerdere afzetting van amorf silicium, welke veranderd was door waterstof uit het silaangas in een poging caa het meer op kristallijn silicium te doen gelijken en dat gedoteerd was op een wijze zoals 25 kristallijn silicium werd gedoteerd, heeft eigenschappen die in alle belangrijke opzichten inferieur zijn aan die van gedoteerd kristallijn silicium. Derhalve werden inadequate dot eringsrendement en en geleidings-vermogens in het- bijzonder in het p-type materiaal gerealiseerd, en de fotovoltaische kwaliteiten van deze siliciumfilms lieten veel te wensen 30 over.
Sterk verbeterde amorfe siliciumlegeringen met aanzienlijk verminderde concentraties gelocaliseerde toestanden in de energie-openingen daarvan en elektronische eigenschappen van hoge kwaliteit zijn bereid door glimontlading zoals volledig beschreven in het Amerikaanse 35 octrooischriffc k.226,898, Amorphous Semiconductors Equivalent to Crystalline Semiconductors, van Stanford R. Ovshinsky en Arun Madan, en door 8104138 * i . Μ 8 dampafzetting zoals volledig te schreven in'het Amerikaanse octrooischrift Ιί.217.371* met dezelfde titel als het eerdergenoemde octrooischriftj van Stanford R. Ovshinsky en Masatsugu Izu. Zoals in deze octroóischrif-' ten beschreven, wordt fluor in de amorfe siliciumhalfgeleider ingeleid . 5 om de dichtheid van gelocaliseerde toestanden daarin aanzienlijk te ver-: kleinen.
Geactiveerd fluor diffundeert en bindt bijzonder gemakke-: lijk met het amorfe.silicium in het amorfe lichaam, waardoor in.hoge mate de dichtheid van gelocaliseerde defecttoestanden daarin wordt vermin-10 · derd, omdat de kleine grootte van de fluoratomen ze in staat, stelt om ·* gemakkelijk in het amorfe lichaam te worden ingeleid. Het fluor bindt met de bengelende banden van'het silicium en vormt naar men aanneemt een gedeeltelijk ionogene stabiele band met flexibele bindingshoeken, hetwelk resulteert in een stabielere en efficientere compensatie of ver-15 andering dan gevormd wordt door waterstof, en andere compenserings- of veranderingsmiddelen. Fluor wordt geacht een efficiënter compenserings— of veranderingselement te zijn dan waterstof bij gebruik alleen of met waterstof vanwege zijn buitengewoon kleine grootte, hoge”reactiviteit, specificiteit in chemische binding en hoogste elektronegativiteit. Daar-20 door is fluor kwalitatief verschillend van andere halogenen en wordt derhalve als een superhalogeen beschouwd.
Bij wijze van voorbeeld kan compensatie worden gerealiseerd met fluor alleen of in combinatie met waterstof onder toevoeging van dit element (deze elementen) in zeer kleine hoeveelheden (bijvoor-25 beeld fracties van 1 atoomprocent). De liefst toegepaste hoeveelheden fluor eh waterstof zijn echter veel groter dan dergelijke kleine percentages, zodat een silicium-waterstof-fluor legering wordt gevormd. Der-gelijke legering-vormende hoeveelheden van fluor en waterstof kunnen bijvoorbeeld in het gebied van T — 5% of hoger liggen. Aangenomen wordt 30 dat de aldus gevormde nieuwe legering een lagere dichtheid van defecttoestanden in de energie-opening heeft dan verkregen wordt door louter neutralisatie van bengelende banden en soortgelijke defecttoestanden.
Een dergelijke grotere hoeveelheid van in het bijzonder fluor neemt naar men aanneemt wezenlijk deel in een nieuwe structurele configuratie van 35 een amorf silicium-houdend materiaal en vergemakkelijkt de toevoeging van andere legeringsmaterialen zoals germanium. Gemeend wordt dat fluor naast zijn andere hier genoemde eigenschappen een organisator van de 8104138 J· *.
- 9 ΐ plaatselijke structuur in de silicium-houdende legering is door middel Tan inductieve en ionogene effecten. Gemeend -wordt dat fluor ook de binding van waterstof "beïnvloedt door op gunstige wijze te werken waardoor de dichtheid van defecttoestanden die waterstof bijdraagt wordt 5 verlaagd, verder werkt als een element dat de dichtheid van toestanden vermindert. De ionogene rol die fluor speelt in een dergelijke legering • is naar men aanneemt een belangrijke factor in termen van de betrekkingen tussen naaste buren.
De niet optimale spectraalresponsie van amorfe foto-10 responsieve inrichtingen volgens de standaardtechniek wordt volgens de uitvinding overwonnen door te voorzien in twee of meer amorfe foto-responsieve legeringcellen met ingestelde bandopening ten einde de bandopening van de inrichting in te stellen op de optimale gebruikseigen-schappen voor bepaalde toepassingen zonder dat de schadelijke toestanden 15 in de opening wezenlijk worden vermeerderd. De elektronische eigenschappen van hoge kwaliteit van het materiaal worden derhalve niet wezenlijk beïnvloed in de vorming van de nieuwe meercellige inrichtingen met ingestelde bandopening. N
De amorfe legeringen bevatten bij voorkeur ten minste 20 een element dat de dichtheid van. toestanden, vermindert, fluor. Het compenserende of veranderende element fluor en/of andere elementen kunnen tijdens de afzetting of daarna worden toegevoegd. Het instelelement (de instelelementen) kan worden geactiveerd en kan in dampafzetting, sputter-of glimontladingsprocéde’s worden toegevoegd. De bandopening kan zoals 25 vereist door een specifieke toepassing van de inrichting worden ingesteld door de noodzakelijke hoeveelheid van een of meer van de instelelementen te introduceren in de afgezette legeringcellen in ten minste het gebied van fotostroomgeneratie daarvan voor ten minste enkele van de cellen van de inrichting.
30 De bandopening van de cellen wordt ingesteld zonder dat het aantal toestanden in de bandopening van de legering wezenlijk wordt vergroot, als gevolg van de aanwezigheid van fluor in de legering.
De bekende silaan-afgezette films worden typerend afgezet op substraten die op 250 - 350°C zijn verwarmd, om de opname en compensatie van sili-35 cium met waterstof in de films te maximaliseren. De eerdere pogingen om germanium aan deze film toe te voegen falen als gevolg van het feit dat 8104138 * 10 * *· i de waterstof-germanium-binding te zwak is om bij de vereiste substraat^? temperatuur bij de afzetting stabiel te zijn.
De aanwezigheid van fluor in de legering volgens de uitvinding verschaft een siliciumlegerïng die fysisch, chemisch en elektro--5 · chemisch verschilt van andere siliciumlegeringen omdat fluor niet alleen ' covalent· bindt aan het silicium maar ook op positieve wijze de structurele orde over korte afstanden van "het materiaal beïnvloedt. Hierdoor wordt het mogelijk.om instelelementen zoals germanium, tin, koolstof of stikstof doelmatig aan de legering toe te voegen omdat fluor de ster-10 kere en meer stabiele bindingen vormt dan waterstof . Fluor compenseert of verandert silicium alsook germanium en de andere bandinstelelementen “ in de legering meer efficiënt dan waterstof, vanwege, de sterkere, thermisch meer stabiele bindingen, en meer flexibele bindingconfiguraties als gevolg van de ionogene aard van de fluorbinding. Het gebruik van fluor 15" leidt tot de legering of film zoals beschreven in het Amerikaanse oc-trooischrift 4.217*374, waarin de toestandendichtheid in de bandopening veel lager is dan die verkregen door een combinatie van silicium en waterstof zoals van silaan. .Omdat het bandinstelelement (de bandinstelelementen) op maat gebracht is in de cellen zonder toevoeging van wezen-20 lijk schadelijke toestanden, als gevolg van de invloed van fluor, behoudt de nieuwe cellegering elektronische eigenschappen en fotogeleidingsver-mogen van hoge kwaliteit wanneer het instelelement. (de instelelementen) worden toegevoegd om de golflengbeëïgenschappen van de inrichting voor een specifieke fotoresponsietoepassing op maat te maken. Waterstof verbe-25 tert verder de fluor-gecompenseerde of veranderde legering.en kan tijdens de afzetting met fluor of na de afzetting worden toegevoegd, zoals fluor en andere veranderings element en. kunnen worden toe gevoegd. De opname na de afzetting van waterstof is voordelig wanneer het gewenst is om de door fluor toegelaten hogere substraattemperaturen in de afzetting te 30 gebruiken.
Hoewel de principes van de uitvinding van toepassing zijn op elk van de bovengenoemde afzettingsprocêdê's, worden hier bij wijze van toelichting een damp en een plastma geactiveerde dampafzettin^-amgeving beschreven. Het in het Amerikaanse octrooischrift 4.226.898 be-35 schreven glimontladingssysteem heeft andere procesvariabelen die voordelig met de principes van de uitvinding kunnen worden toegepast.
8104138 i ; 11 /
Derhalve is een. eerste doel van de uitvinding om te voorzien in een verbeterde amorfe meercellige fotoresponsie-inrichting met ten minste twee cellen» waarbij elk van deze cellen een legering omvat- die silicium "bevat en waarin ten minste een element ter verlaging . - 5 van de toestandendiehtheid is opgenomen, welk^eleoent fluor is» gekenmerkt doordat elke van deze eellegeringen daarin opgenomen een element voor het instellen van de bandopening heeft, zonder dat de toestanden in de opening wezenlijk worden vermeerderd» waarbij elk van deze cel-legeringen een bandopening heeft die ingesteld is voor een bepaalde 10 fotoresponsie-golflengte-functieverschil van elke andere eellegering.
Een tweede doel van de uitvinding is te voorzien in een' verbeterde meercellige f otoresponsie-inrichting, welke inrichting ten minste twee op elkaar geplaatste cellen van verschillende materialen omvat, waarbij ten minste een cel een amorfe meerlaagse halfgeleider-15 legering omvat met een actief fotoresponsiegebied.’met daarin een band-. opening waarop straling kan vallen onder vorming van ladingdragers, welke legering ten minste een element voor het: verlagen van de toestandendichtheid omvat, welk element fluor is, gekenmerkt doordat deze legering verder een element voor het instellen, van de bandopening omvat in ten 20 minste het fot or esponsi eve gebied om de stralingabsorptie daarvan te vergroten zonder wezenlijk de toestanden in de opening te vermeerderen, waarbij de bandopening van de legering is ingesteld voor een bepaalde fotoresponsiegolflengte-functie die verschilt van genoemde tweede cel.
De voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding zal thans 25 bij wijze van voorbeeld onder verwijzing naar de tekening worden beschreven. Di deze tekening is:
Figuur 1 een schematische weergave van min of meer conventionele vacuum-afzettingsapparatuur, waaraan elementen zijn tce-gevoegd voor het uitvoerèn van de toevoeging van fluor (en waterstof), 30 door de toevoeging van moleculaire fluor of fluor-bevattende verbindingen zoals SiF^, en waterstofinlaten en eenheden voor het opwekken van geactiveerde fluor en waterstof die het moleculaire fluor en waterstof binnen de geëvacueerde ruimte van de dampafzettingsapparatuur ontleden, om moleculair fluor en waterstof om te zetten in geactiveerd fluor en 35 waterstof en om ëên of beide tegen een substraat te richten tijdens de afzetting van een silicium-bevattende amorfe legering; 8104138 3 te —r------ ----------- | ; ; figuur 2 toont vacuum-afzettings-apparatuur zoals ge- ; toond in figuur 1, met middelen voor het.vormen van geactiveerde fluor l ; j ; (en waterstof), omvattende, een "bron voor ultraviolet licht waarmee het • : substraat tijdens’het-proces van .afzetting van.de amorfe legering kan : 5! worden bestraald, waarbij deze lichtbron de.geactiveerde fluor en water- • ; stof generatoreenheden die in figuur .1 zijn getoond .vervangt, en met in- ; - st elelement genereermi ddelen ; ΐ · figuur 3 toont de vacuum-afzettingsapparatuur voor fi-u : i i ! guur 1, waaraan extra middelen zijn toegevoegd voor het doteren van de 10. af te zetten legering met een materiaal dat n of p geleiding geeft; figuur U toont een toepassing waarbij de afzetting van ' de amorfe legering en de'toepassing van geactiveerde fluor en waterstof als afzonderlijke trappen en in afzonderlijke ruimten kunnen worden uitgevoerd; 15 figuur 5 toont een voorbeeld van een.apparatuur voor het diffunderen van geactiveerde waterstof in· een vooraf af ge zette amorfe legering; figuur 6 toont een uitvoeringsvorm, .van een gestapelde meercellige inrichting' volgens de uitvinding; 20 figuur 7 toont een uitvoeringsvorm van een cascade of tandem meervoudige celinrichting volgens da uitvinding; figuur 8 is een fragmentair aanzicht in doorsnede van een gestapelde meercellige inrichting volgens de uitvinding, omvattende meerdere Schottky barrière zonnecellen die elk een amorfe halfgeleider- 25 fotoreceptieve legering volgens de uitvinding omvatten; figuur 9 is een fragmentair aanzicht in doorsnede van een tandem of cascade meervoudige celinrichting, omvattende meerdere Schottky barrière zonnecellen die elk een amorfe halfgeleiderlegering volgens de uitvinding omvatten; 30 figuur 10 is een fragmentair aanzicht in doorsnede van eên gestapelde meervoudige celinrichting omvattende meerdere p-i-n zonnecellen die elk een amorfe halfgeleiderlegering volgens de uitvinding omavtten; figuur 11 is een fragmentair aanzicht in doorsnede van 35 een tandem of cascade meercellige inrichting, omvattende meerdere p-i-n zonnecellen die elk een amorfe halfgeleiderlegering volgens de uitvinding 8 10 4 13 8 : 13 r ' i . : omvatten; figuur 12 is een schematische 'weergave van een plasma ; geactiveerd dampafzettings systeem voor het af zetten van de amorfe lege-ringeellen met daarin het (de) instelelement(en) volgens de uitvinding; ; 5; en figuur 13 is een zonnespectrumuitstralingskaart, die •. · de standaard-zonlichtgolflengten toont die voor verschillende fotorespon- • ! sieve toepassingen beschikbaar zijn.
j In figuur 1 .wordt een dampafzettingsapparatuur, algemeen * 10 aangeduid met werwijzingscijfer 10, getoond, die een conventionele dampafzettingsapparatuur kan zijn waaraan een nog te beschrijven middel -. voor het injecteren van geactiveerd compenserings- of ver ander in gsmat eri-; aal is toegevoegd. De weergegeven apparatuur omvat een stolp 12 of soortgelijke omhulling, die een geëvacueerde ruimte 1U omgeeft waarin : 15 zich een of meer kroesjes zoals kroesje 16 bevinden, die het op een substraat 18 af te zetten amorfe halfgeleiderfilm-producerende element (of elementen) bevat. In de weergegeven uitvoeringsvorm van de uitvinding bevat het kroesje 16 aanvankelijk silicium voor het vormen van een amorfe legering die silicium bevat op het substraat 18 dat bijvoorbeeld een me— 20 taal, kristallijn of polykristallijn halfgeleider of ander materiaal kan ' zijn waarop de vorming van de legeringcellen volgens de uitvinding gewenst is. Een" bron 20 voor een elektronenbundel ligt tegen het kroesje 16 aan, welke bron voor een elektronenbundel, schematisch weergegeven, gewoonlijk een verhitte draad en middelen voor het afbuigen van de bun-25 del (niet weergegeven) omvat, waardoor een bundel van elektronen naar het in het kroesje 16 aanwezige silicium wordt gevoerd ten einde dit te verdpipen.
Een gelijkstroombron 22 met hoog voltage geeft een geschikt hoog voltage van bijvoorbeeld 10 000 Volt gelijkstroom, waarbij 30 de positieve zijde daarvan door middel van een regeleenheid 2k en een geleider 26 is verbonden met het kroesje 16. De negatieve zijde van de stroombron is door de regeleenheid 2k en een geleider 28 verbonden met de draad van de bron 20 voor de elektronenbundel. De regeleenheid 2k omvat relais en dergelijke voor het onderbreken van de verbinding van de 35 stroombron 22 met de geleiders 26 ea 28 wanneer de filmdikte van een eenheid 30 voor het bemonsteren van de legeringafzetting in de geëvacu- -----------8104 138 * ' fc “—p-r-:-:------------------- i
" * I
' : 14 l [ | ; eerde ruimte 14 een bepaalde waarde bereikt, die is ingesteld met een I ! bandregelaar 32 op een regelpaneel 34 van de regeleenbeid 24. De eenheid .. I , ! ; 30 voor het bemonsteren van de legering omvat een kabel. 36 die zich uit- I strekt tot de. regeleenheid 24 welke bekende middelen omvat voor het 5’ responderen op zowel de· dikte van de op de eenheid 30 voor het bemonste-j ! ren van de legering afgezette legering als de afzettingssnelheid daar- ! ; van. Een handregelaar 38 op het regelpaneel 34 kan aanwezig zijn omu'de f } ' , é # ' i gewenste afzettingssnelheid van de legering vast te leggen, beheerst deor > ) ; de hoeveelheid stroom die aan de draad van de bron voor de elektronen- ! . .
! 10' bundel door een geleider 40 wordt toegevoerd op een op zichzelf bekende 1 . ·» •'wijze.
! Het substraat 18 bevindt zich op een substraathouder I * 42 waarop een verhitter 44 is gemonteerd. Een kabel 46 verzorgt de toevoer van stroom aan de verhitter 44 die de temperatuur van de substraat-15 houder 42 en het. substraat 18 regelt in overeenstemming met een tempe-ratuurinstelling op een handregelaar 48 op het regelpaneel 34 van de : regeleenheid 24.
De stolp 12 strekt zich volgens figuur 1 naar boven uit vanaf een dragerbasis 50 van waaruit de verschillende kabels en 20 andere verbindingen naar de componenten binnen de stolp 12 zich kunnen - uitstrekken. De. dragerbasis 50 is gemonteerd op een ruimt;e 52 waarmee een leiding 54 in verbinding staat die aangesloten is op een vacuum-pomp 56. De vacuumpomp 56, die continu bedreven kan worden, evacueert de ruimte 14 binnen de stolp 12. De gwenste druk van de stolp wordt in-25 gesteld met behulp van regelknop 58 op het regelpaneel 3^. In deze vorm van de uitvinding wordt door deze instelling het drukniveau geregeld waarbij de stroom van geactiveerde fluor (en waterstof) in de stolp 12 wordt geregeld. Wanneer de regelknop wordt ingesteld op een stölpdruk van 10”^ torr, zal de stroom van fluor (en waterstof) in de stolp 12 30 zo zijn dat deze druk in de stolp behouden blijft wanneer de vacuumpomp 56-blijft werken.
Bronnen 60 en 62 voor moleculaire fluor en waterstof zijn weergegeven, die door respectievelijke leidingen 64 en 66 zijn verbonden met de regeleenheid 24. Een druksensor 68 in de stolp 12 is 35 door een kabel 70 verbonden met de.regeleenheid 24. Stromingskleppen ____ 72 en 74 worden bestuurd door de regeleenheid 24 om de in de stolp ingest elde druk te handhaven. Leidingen 76 en 78 strekken zich van de ~~ΊΠΤ4' f38" .....—......- ✓ > J—J :-;--: : ί : I t - i ; 15 regeleenheid 2k uit en. lopen door de dragerbasis 50 tot in de geevacu-; eerde ruimte van de stolp 12. Leidingen 76 respectievelijk J8 verbin-j , den met eenheden -80 respectievelijk. 82 voor het genereren van geacti-: veerde fluor en -waterstof, -waardoor de moleculaire fluor respectievelijk 5- waterstof worden omgezet in geactiveerde fluor respectievelijk geactiveer-: de waterstof, die atomaire en/of geïoniseerde vormen van deze gassen kunnen zijn. De geactiveerde fluer-en waterstof-generatie-eenheden 80 en ; ‘ 82 kunnen verwarmde volfraamdraden zijn die de moleculaire gassen qp hun ontledingstemperaturen brengen of een plasma-generatie-eenheid die op 10 zichzelf bekend is voor het geven van een plasma van ontlede gassen.
• Ook kunnen geactiveerde fluor en waterstof in geïoniseerde vormen, ge-: vormd door plasma, worden versneld en geïnjecteerd in de zich afzettende legering door een elektrisch veld aan te leggen tussen het substraat en de activeringsbron. In elk geval worden de geactiveerde fluor» en waten-15 stofgeneratoreenheden 80 en 82 bij voorkeur in de onmiddellijke nabijheid geplaatst van. het substraat 18, zodat de daardoor geleverde geactiveerde fluort en waterstof met betrekkelijk korte levensduur onmiddellijk in de nabijheid van het substraat 18 waar de cellegering wordt af gezet, worden geïnjecteerd. Zoals eerder vermeld zal ten minste fluor 20 in de legering worden opgenomen en zal bij voorkeur ook waterstof worden opgenomen. De geactiveerde fluor (en waterstof) alsmede andere com-penserings- of veranderingsèlementen kunnen ook worden geproduceerd uit verbindingen die de elementen bevatten in' plaats van uit een moleculaire gasbron.
25 Zoals eerder gezegd is voor het produceren van nuttige amorfe legeringen die de gewenste eigenschappen voor toepassing in meercellige fotoresponsieve inrichtingen zoals fotoreceptoren, zonnecellen, p-n overgangszone-stroomregelinrichtingen enz. hebben, nodig dat de compenserings- of veranderingsmiddelen, materialen of elementen een 30 zeer lage dichtheid geven van gelocaliseerde toestanden in de energie-opening zonder dat het in de basis intrinsieke karakter van de legering wordt veranderd. Dit resultaat wordt bereikt met betrekkelijk kleine hoeveelheden geactiveerde fluor en waterstof zodat de druk in de geêva-cueerde stolpruimte 1U nog een betrekkelijk lage druk (bijvoorbeeld 10 35 torr) kan zijn. De druk van het gas in de generator kan hoger zijn dan ______ de druk in de stolp door de grootte van de uitlaat van de generator in 8TÖ 4 13 8 .......
·* w ^ . . —— - - I - ...
; i : ·. ’ ‘te stellen.
De temperatuur van het substraat 18 wordt ingesteld . | om de maximale vermindering van de dichtheid van de gelocaliseerde ! toestanden in de energie-opening van de desbetreffende amorfe legering ! 5! te verkrijgen. De substraatoppervlaktemper&tuur zal in het algemeen zo , ; zijn dat deze een hoge mobiliteit van de af te zetten materialen, ver- i ! j ! zekert, bij voorkeur een temperatuur beneden de kristallisatietempera-| ' tuur van de zich afzettende legering.
r 1 ! Het oppervlak van het substraat kan worden bestraald 10' met stralingsenergie om de mobiliteit van het zich afzettende legerings-materiaal verder te vergroten, bijvoorbeeld door een bron voor ultraviolet licht (niet weergegeven) te monteren in de stolpruimte 14. Anderzijds kunnen in plaats van de geactiveerde fluor— en waterstofgenerator- ' eenheden 80 en 82 van figuur 1, deze eenheden, vervangen worden door een 15 bron 84 voor ultraviolet-licht, .zoals weergegeven in figuur 2, welke ultraviolette energie richt op het substraat 18. Dit ultraviolette licht zal de moleculaire fluor (en waterstof) zowel op een afstand van als aan het substraat 18 ontleden, onder vorming van geactiveerde fluor (en waterstof) dat in de zich afzettende amorfe legering, diffundeert die 20 op het substraat 18 condenseert. Het ultraviolette licht vergroot ook de oppervlakmobiliteit van het zich afzettende legeringmateriaal.
Ih de figuren 1 en 2 kunnen de elementen voor het instellen van de bandopening in gasvorm worden toegevoegd op identieke wijze als de fluor en waterstof door de. waterstofgenerator 82 te vervan-25 gen of door een of meerdere geactiveerde inste.lelementgeneratoren 86 en 88 toe te voegen (figuur 2). ink van de generatoren 86 en 88 zal typerend gereserveerd zijn' voor één van de instelelementen zoals. germanium, tin, koolstof of stikstof. De generator 86 zal bijvoorbeeld germanium kunnen toevoeren, bijvoorbeeld in de vorm van germaniumhydridegas (GeH^).
30 In figuur 3 worden toevoegingen aan de apparatuur van figuur 1 getoond voor het toevoegen van andere middelen of elementen aan de af te zetten cellegering. Bijvoorbeeld kan aanvankelijk een n-gelei-dingsvermogen-doteringsmiddel zoals fosfor of arseen worden, toegevoegd om de intrinsiek bescheiden n-type legering te maken tot een wezenlijker 35 n-type legering, en daarna kan een p-doteringsmiddel zoals aluminium, gallium of indium worden toegevoegd om een goede p-n overgangszone bin- —8104138 « 1 ; π nen de cellegering te vormen. Een kroes 90 wordt getoond voor opname ' van een doteringsmiddel zoals arseen dat door ‘bombarderen daarvan met een elektronenbundel uit een bron 92 zoals de eerder beschreven bron 20 wordt verdampt. De snelheid waarmee het doteringsmiddel verdampt in de . 5 atmosfeer van de stolp 12, welke bepaald wordt door de intensiteit van de door de bron 92 voor een elektronenbundel geproduceerde elektronen-: bundel, wordt ingesteld met een handregelaar 9¼ op het regelpaneel 3^, t waarmee de stroom wordt geregeld die aan de draad wordt toegevoerd die ' deel uitmaakt van deze bron voor de elektronenbundel ten einde de in-10 gestelde ver dampings snelheid te verkrijgen. De verdampingssnelheid wordt *» gemeten door een eenheid 96 voor het bemonsteren van de dikte op welke eenheid het doteringsmateriaal zich afzet en die een signaal geeft langs een kabel 98 die zich tussen de eenheid 96, en de regeleenheid 2k uitstrékt, welk signaal een indicatie geeft· van densnelheid waarmee 15 het doteringsmateriaal op de. eenheid 96 wordt af gezet.
Nadat de gewenste dikte van amorfe legering met de gewenste graad van n-geleiding is af ge zet, wordt de verdamping van silicium en het n-geleidingdoteringsmiddel beëindigd en wordt de kroes 90 (of een andere niet weergegeven kroes) voorzien van een p-geleiding-20 doteringsmiddel zoals beschreven, waarna de werkwijze voor het afzetten van de amorfe legering en het doteringsmiddel-voortschrijdt ..zoals tevoren, waardoor de dikte wordt vergroot van de amorfe cellegering met een gebied van p-geleiding daarin.
De bandinstelelementen kunnen ook op soortgelijke wijze 25 worden toegevoegd als beschreven is voor het doteringsmiddel door een ander kroesje te gebruiken dat vergelijkbaar is met het kroesje 90.
’ In het geval dat de amorfe legeringen twee of meer ele menten omvatten die bij kamertemperatuur vast zijn, is het gewüonlijk gewenst om elk element afzonderlijk te verdampen, geplaatst in een af-30 zonderlijk kroesje, en de afzettingssnelheid daarvan op elke geschikte wijze te regelen, bijvoorbeeld door instelling van regelaars op het regelpaneel 3¾ dat samen met- de eenheden voor het. bemonsteren van de afzettingssnelheid en dikte, de dikte en samenstelling van de zich af zettende legering regelt.
35 Hoewel gemeend wordt dat geactiveerde fluor (en water stof) de meest voordelige campenseringsmiddelen zijn voor het compenseren ---------8104138 f Γ - -"Μ
ί I
I ; : rvan de amorfe cellegeringen die silicium "bevatten, kunnen overeenkomstig ! ruimere aspecten van de uitvinding andere compenserings- of veranderings-i ί middelen worden gebruikt. Bijvoorbeeld kunnen koolstof en zuurstof nut- : i j. i tig zijn voor bet verminderen van de dichtheid van 'gelocaliseerde toe-: 5; standen in de energie-opening 'wanneer ze in kleine hoeveelheden worden ί i gebruikt zodat de intrinsieke eigenschappen van de cellegering niet | i wordt gewijzigd." ί ! Zoals eerder gezegd, hoewel geprefereerd wordt dat i · !. compenserings- en andere middelen in de amorfe cellegering worden opge- ; TO nomen terwijl deze wordt afgezet, kan volgens een ander aspect van de . uitvinding het. procédé voor afzetting van amorfe cellegering en het pro-" cede voor het injecteren van de compenserings- en andere middelen in de halfgeleiderlegering worden uitgevoerd in -een volledig gescheiden omgeving van de afzetting van de amorfe cellegering. Dit kan·.een voordeel ;15 hébben in bepaalde toepassingen omdat de omstandigheden voor het injecteren van dergelijke middelen dan volledig onafhankelijk van de omstandigheden voor de afzetting van de legering zijn. Ook wordt, zoals eerder uitgelegd, wanneer de dampafzettingswerkvijze een poreuze cellegering geeft, de porositeit van de legering.in bepaalde gevallen gemakkelijker 20 vermindert door omgevingsomstandigheden die geheel verschillend zijn van die welke aanwezig zijn in de dampafzettingswerkwijze. Ih dit verband wordt verwezen naar de figuren ^ en 5 die laten zien dat de amorfe celafzettingswerkwijze en de werkwijze voor het diffunderen van compenserings- of veranderingsmiddel worden uitgevoerd als afzonderlijke trappen 25 in volledig verschillende omgevingen, waarbij figuur 5 apparatuur toont voor het uitvoeren van de latere compensatiediffusiewerkwijze.
Zoals getoond is een lagedruk houderlichaam 100 aanwezig dat een lagedrukkamer 102 heeft.met een opening 104 aan de bovenzijde daarvan. Deze opening 104 wordt afgesloten door een kap 106 met schroef-30 draad 108 om een corresponderend. schroef deel aan de buitenzijde van het houderlichaam 100. Een afsluitende 0-ring 110 is gelegen tussen de kap 106 en het bovenvlak van het houderlichaam. Een monsterhoudende elektrode 112 is gemonteerd op een isolerende bodemwand 114 van de kamer 100. Een substraat 116 waarop reeds een amorfe halfgeleidercellegering 118 is af-35 gezet, wordt geplaatst op de elektrode 112. Het bovenvlak van het substraat 116 bevat de amorfe cellegering T18 die op de thans te beschrijven wijze moet worden veranderd of gecompenseerd.
810 4 13 8 i , i ; · 19 ί i ! i Op een afstand boven het substraat 116 bevindt zich ; een elektrode 120. De elektroden 112 en 120 zijn verbonden door kabels ; 122 en 12k met een gelijkstroom of radiofrequent bron 126 die een spanning aanlegt tussen de elektrode 112 en 120 waardoor een geactiveerd ; 5 plasma wordt verkregen van het compenserings- of veranderingsgas. (of gas-l ; sen), bijvoorbeeld fluor, waterstof en dergelijke, die in de kamer 102 5 worden gevoerd. Voor de eenvoud toont, figuur 5 slechts de toevoer van ; ; moleculaire waterstof in de kamer 102 door middel van een inlaatleiding ,· 128 die door de kap 106 is gevoerd en zich uitstrekt vanaf een toevoervat : 10 130 van moleculaire waterstof. Andere compenserings- of veranderings-gassen (zoals, fluor en dergeli-jke) kunnen eveneens op' soortgelijke wijze in de kamer 102 worden geleid. De leiding 128 is volgens figuur 5 verbonden met een klep 132 nabij het vat 130. Een stromingssnelheids-meter 131* is volgens deze figuur voorbij de klep 132 verbonden met de 15 inlaatleiding 128.
Geschikte middelen zijn aanwezig voor het verwarmen van het inwendige van de kamer 102 zodat de substraattemperatuur wordt verhoogd tot- bij-voorkeur een temperatuur beneden, maar nabij de kristalli-satietemperatuur van de cellegering 118. Bij wijze van voorbeeld zijn 20' wikkelingen van verhittingsdraad 136 in de bodemwand 1lk van de kamer 102 getoond, met welke wikkelingen een kabel is verbonden (.niet weergegeven) die door de wanden van het houderliehaam 100 is gevoerd, naar een stroombron voor verhitting daarvan.
De hoge temperatuur tezamen met een plasma van gas dat 25 een of meerdere compenseringselementen bevat, ontwikkeld tussen de elektroden 112 en 120, bewerken een vermindering van de gelocaliseerde toestanden in de bandopening van de cellegering. De compensatie of verandering van de amorfe legering 118 kan worden versterkt door bestraling van de amorfe legering 118 met stralingsenergie afkomstig van een bron 30 138 voor ultraviolet licht, welke buiten het houderlichasm 100 is getoond, en ultraviolet licht tussen de elektroden 112 en 120 richt door een kwartsraam 1^0 dat in de zijwand van het houderlichaam 100 is gemonteerd.
De lage druk of het vacuum in de kamer 102 kan worden gerealiseerd met een niet weergegeven vacuumpomp zoals pomp 58 in figuur 35 1. De druk van de kamer 102 kan van de orde van grootte van 0,3 tot 2 torr bedragen, met een substraattemperatuur in de orde van grootte van 8104138 ι—i-:-'---:-------------:--*- ! ' -i'll 20 I 1 ! ; i ; 200 tot 1*50g. De geactiveerde fluor (en waterstof) alsmede andere com- „ \ ! penserings- of veranderingselementen kunnen eveneens worden verkregen : ' uit verbindingen die de elementen te vatten in plaats van uit een molecu- ! I · ' ! laire gasbron, zoals eerder vermeld.
j i | 5 1 Figuur 6 toont een. gestapelde meervoudige fotovoltaische i ' cel-inrichting lU 1 met drie elektrisch gescheiden, individuele foto-I : voltaische cellen 1^3, 1^5 en 1^7. Deze individuele cellen kunnen fysisch j gescheiden zijn, waarbij elke cel op zijn eigen afzonderlijke substraat * ; » ' | i is vervaardigd, of ze kunnen fysisch aaneengesloten zijn, gescheiden door 1 10 · een afgezette elektrisch, isolerende laag. De bijvoorbeeld drie cellen j * ! . . hebben afhemende bandopeningen, bij voorkeur gekozen om de door elk van de cellen opgewekte, stroom te evenaren. De cellen zijn verbonden door externe verbindingen tk9 en 151 die belasting-evenarende kringlopen kun- ; nen omvatten of roosters kunnen zijn die tussen elke cel zijn geïso-'! 15 leêrd. Cellen 143 kunnen bijvoorbeeld gemaakt zijn van een a-Si: F: H legering met een'opening .van ongeveer 1,9 eV. Cel 1^5 kan gemaakt zijn met een kleine hoeveelheid dampinstelelement zoals germanium met een opening van 1,5 eT. Een derde cel 1^7 kan gemaakt zijn met een grotere hoeveelheid bandinstelelement' (of elementen), met een opening van 1,2 eV. 20 De door elke cel geabsorbeerde foton-energieên zijn aangegeven met de golflijntjes 153, 155 en 157* De lijntjes 153, 155 en 157 stellen respectievelijk foton-energieën. van boven 1,9 eV, 1,5 eV en 1,2 eV voor. De cellen kunnen ook desgewenst getrapte bandopeningen hebben. Door de door elke cel gegenereerde stromen grotendeels te evenaren 25 wordt het totale open-kringloopvoltage van de inrichting Voc verbeterd zonder dat de kortsluitstroom J wezenlijk wordt verminderd.
SC
In figuur 7 wordt een tandem of cascade meercellige inrichting 159 weergegeven. Deze inrichting kan worden gemaakt met de cellen van figuur 6 waarbij de stromen van elk van de cellen zijn geëven-30 aard. De geëvenaarde stroom cellen 1^3', 1^5* en 1471 absorberen dezelfde foton-energieën die met . 153, 155 en 157 zijn aangegeven. De cellen hebben geen externe verbindingen daartussen, maar maken in plaats daarvan gebruik van overgangszones 161 en 163 als elektrische verbindingen tussen de cellen. Hoewel de boven besproken stralingsnergie typerend 35 van het zonnespectrum is, kunnen volgens de uitvinding ook andere meer-__voudige celtoepassingen gebruikmakend van andere lichtbronnen worden ge- — "........810 4 138 j - : - t t ï ; 21 realiseerd. Hoewel de celsubstraten voor de cellen 1^3 en 1^-5 in hoofdzaak transparant moeten zijn voor de van belangzijnde foton-energie, ; zijn de substraten voor de cellen ihj en ikj* in dat opzicht niét be-: perkt. De externe verbindingen van de cellen 141 en 159 zijn niet weer-.
5 gegeven.
Verschillende typen amorfe legeringcellen kunnen in de ' meercellige inrichtingen volgens de uitvinding worden toegepast. Bij wij-; ze van voorbeeld kan de cel 1^3 een grotere bandopening hebben zoals . is beschreven. Als ander voorbeeld kan cel 1^5 in hoofdzaak intrinsiek 10 zijn of een bandopeninginstelling hebben. De cel lhf kan een bandope-ninginstelling hebben en elk van de cellen kan getrapt zijn.
Figuur 8 toont een gestapelde meercellige inrichting ïh2. in fragmentaire doorsnede welke meerdere Schottky barriere-zonne-cellen omvat. De. zonnecelinrichting 1^2 omvat drie Schottky barrière-15 zonnecellen itóa, lU2b en lh2c. Zoals in de figuur is aangegeven kan de inrichting 1U2 desgewenst extra cellen omvatten.
De zonnecel ïk2a, omvat een substraat of elektrode iVl· van een materiaal met goede elektrische geleidingseigenschappen, en het vermogen om een ohmisch contact te maken met een amorfe legering 1^6a 20 ' die gecompenseerd of veranderd is om een lage dichtheid van gelocaliseer-de toestanden in de energie-opening te verkrijgen en met een bandopening die door de werkwijze volgens de uitvinding is geoptimaliseerd. Het substraat lUh kan een semi-transparant metaal of een metaal met lage werkfunctie omvatten, bijvoorbeeld aluminium, tantaal, roestvrij staal 25 of ander materiaal dat past bij de daarop af gezette amorfe legering lU6a welke bij voorkeur silicium of germanium omvat, gecompenseerd of veranderd op de wijze van de legeringen zoals eerder beschreven, zodat hij een lage dichtheid van geloealiseerde toestanden in de energie-opening heeft. De grootste voorkeur heeft dat de legering een gebied 1^8a heeft 30 naast de elektrode ihh, welk gebied een n-plus geleiding, sterk gedoteerd, grensvlak met geringe weerstand vormt tussen de elektrode en een niet gedoteerd, betrekkelijk sterk donker weerstandsgebied 150a dat een intrinsiek, maar laag n-geleidinggebied is.
Het bovenvlak van de amorfe legering lk6a zoals getoond 35 in figuur 8 iigc tegen een metallisch gebied 152a aan, waarbij een grensvlak tussen dit metallische gebied en de amorfe legering lk6a een Schot&y ........8104138 s -1--—----------------;- I 22 ! · .
* . *“ j I : barrière 15^a vormt. Het metallische gebied 152a is transparant tot semi- i .
| ; transparant voor zonnestraling, heeft een goed elektrisch geleidingsver- ; ; mogen en heeft een hoge werkfunctie (bijvoorbeeld k95 eV of groter, ge- ij· ; maakt uit bijvoorbeeld goud, platina, palladium, enz.), in verhouding | 5 · tot dat van de amorfe legering 1^6a. Het metallische gebied 152a kan • i ; een enkele laag: van een metaal zijn of kan. uit meerdere lagen bestaan..
I j De amorfe legering Tl*6a kan een dikte hebben van ongeveer 0,5-1 ^um . ,-J I en het metallische gebied 152a kan een dikte hebben van ongeveer 10 mm I ; ten einde voor zonnestraling semi-transparant te zijn.
I , ‘ 10' Op het oppervlak van het metallische gebied 152 wordt I : een roosterelektrode 15&a af gezet, gemaakt van een metaal met goed elek-" i , | trisch geleidingsvermogen. Het rooster kan onderling orthogonale lijnen s t . .
i ! omvatten van geleidend materiaal dat slechts een ondergeschikt deel van het oppervlak van het metallische gebied in-beslag neemt, waarbij de '15 rest aan zonne-energie moet worden blootgesteld. Bij wijze van voorbeeld is mogelijk dat het rooster 156a slechts ongeveer 5 - 10# van het gehele oppervlak van het- metallische gebied 152 in beslag neemt. De roosterelektrode 156a verzamelt uniform, stroom van het metallische gebied 152a onder verzekering van een goede lage serieweerstand voor de inrichting.
20 Een isolerende laag 158a wordt aangebracht over de , roosterelektrode 156a om de cel lk2a te isoleren van de naburige cel lk2b. De isolerende laag 158a kan bijvoorbeeld SiOg of zijn.
De cel 1 tób in elk van de andere tussengelegen cellen tussen de bodemcel 1^2a en de bovencel itóc omvatten een roosterelektro-25 de l60b, die af gezet is op de isolerende laag van de naastgelegen cel zoals isolerende laag 158a van cel lU2a. Het rooster l60d is bij voorkeur. identiek aan rooster 156a en daarmede in lijn om onnodige schaduwvorming te verhinderen. Over het rooster l60b wordt een transparant of semitransparent metallisch gebied 162b afgezet. Het metallisch gebied 30 162b is bij voorkeur van een goed geleidingsvermogen en met een hoge werkfunctie zoals gebied 152a.
Over het metallische gebied 162b wordt een andere amorfe legering itób af gezet die bij voorkeur silicium omvat en op de wijze van de eerder beschreven legeringen gecompenseerd of veranderd wordt. De le— 35 ' gering lU6b bevat een gebied lU8b naast het metaal 1 h-2b waardoor een n-plus geleiding, sterk gedoteerd, grensvlak met lage weerstand‘tussen 8104138 I ! I : ί ; I ': 23 » ï het metaal'162¾- en' een. niet gedoteerd betrekkelijk, sterk donker veer-. standsgebièd. 150b. wordt gevormd welk. gebied een . intrinsiek, maar laag n-geleidinggeb£ed/.is. Bij voorkeur, wordt de legering 1½¾ wat band-opening betreft ingesteld; op een wijze .zoals eerder beschreven, zodat i 5 de bandopening van de legering ltób hoger is dan de bandopening van de ? legering lh6&. . *
Evenals eel lU2a omvat de cel 3^2b een. transparant of | ; semitransparent metallisch gebied. .152b dat een Schottky barrière vormt bij 15^b èn' een roosterëlèktrode 156b. over het gebied 152b. .Afgezet over 10 de roost er elektrode. 156b is een andere isolerende, laag 158b om de cel 1^2b. te isoleren van de cel 1^2c.
De bovencel' 142c is in wezen identiek aan de tussenge-legen cel itób, met .dien verstande dat deze niet een isolerende laag omvat maar in plaats daarvan- een antirefleetielaag. 163 heeft, die af gezet 15 is over de roost er elektrode 156c. Ook is de amorfe legering lU6c, omvattende het n-plus gebied ih8c en.·het weinig n-geleiding, intrinsieke, en sterk, donker weerstandsgebxed 150c wat .bandopening betreft ingesteld op een bandopening die groter is dan. de bandopening- van. de legering 1^6b.
Een antireflexlaag 163 kan over de roosterelektrode 156c 20 en de oppervlakken van bet metallische gebied 152c tussen de roosterelek-trodeoppervlakken worden' aangebracht. De. antirefleetielaag 163 heeft een zonnestralingxhvaloppervlak 16b waarop de zonnestraling, valt. De anti-reflectielaag 163 kan bijvoorbeeld een dikte hebben in de orde van grootte van de golflengte van het maximum, energiepunt van het zonnestralings-25 spectrum, gedeeld door vier keer de brekingsindex van de antireflectie-laag 163. Fanneer het metallische gebied. 152c platine is met een dikte van ‘IQ nm, zou een geschikte'antirefleetielaag J63 zirkoonoxyde zijn met een dikte van ongeveer 50 nm. met een brekingsindex van 2,1.
De een of meerdere bandinstelelementen worden toegevoegd 30 aan ten minste de fotostroomgeneratiegebieden 150a, 150b en 150c. De Schottky barrières 15^a, 15^b. en 15^c, die gevormd zijn. aan het grensvlak tussen de gebieden 150a en 152a, respectievelijk 150b en 152b, respectievelijk 150c en 152e maken mogelijk dat de fotonen van de zonnestralen stroomdragers .vormen in.de legeringen lU6a, lU6b en 1^6c, die 35 alg stroom worden verzameld door de roosterelektrode 156a, 156b en 156c. Alle roosters zijn bij voorkeur in lijn om onnodige schaduwvorming te 8104138 s *-
II
t ‘
| ; · 2U
i : .
j ! verhinderen. Ook kan een oxydelaag (niet weergegeven) met een dikte in j | j ί de orde van grootte van 3 nm tussen elk van de lagen 150a en 152a, 150h ! i en 152h, en 150c en 152c. worden toegevoegd-om een gestapelde MIS (me- i . ; taalisolator-half geleider) zonnecelinrichting te produceren.
ij .
: 5 ' Figuur 9 toont, een tandem of cascade ..meervoudige cel- i j | inrichting 166 ia fragmentaire. doorsnedewelke eveneens meerdere i i Schottky barrière-zonnecellen' omvat. De zonnecelinrichting 166 omvat s . t ......
| I' drie Schottky harrièrè-zonneeellen. 166a, 166b en 166c. Zoals in· de fi-; guur aangegeven kan de inrichting .166 desgwenst extra cellen omvatten.
; 10; De zonnecel l66a omvat een substraat of elektrode 167 *·** * \ van een materiaal met' goede elektrische.geleidingseigenschappen, met het .} ; vermogen om een ohmiseh. contact te maken .met een amorfe legering 168a, i die gecompenseerd of veranderd .is., ten einde een lage dichtheid van gelo— caliseerde toestanden'.in. de energie-opening te verkrijgen en met een hand- J I .
! 15 opening, die door de werkwijzen volgens de .uitvinding is geoptimaliseerd- Het substraat 167 kan een transparant of semi-transparant metaal of een metaal met lage werkfunctie omvatten zoals, aluminium,, tantaal, roestvrij staal of ander, materiaal dat past. hij de daarop afgezette amorfe legering 168 a die hij voorkeur silicium of .germanium omvat, ge com— 20 penseerd of veranderd' op de wijze .van de eerder beschreven, .legeringen zodat hij een lage dichtheid van gelocaliseerde toestanden in de energie-opening heeft. De meeste voorkeur heeft dat de legeringen gehied 169a heeft naast de elektrode I67, welk gehied een n-rplus geleiding, sterk gedoteerd, grensvlak met lage weerstand vormt tussen de elektrode en een 25 niet gedoteerd, hetrekkelijk sterk, donker weerstandsgehied 170a dat een -intrinsiek, maar laag n-geleidlnggehied is.
Hst hovenvlak van de amorfe legering 168a zoals getoond in figuur 9 ligt tegen een metallisch gehied. 171a,.waarbij het grensvlak. tussen dit metallische, gebied, en de amorfe legering. 168a een Schotiky 30 barrière 172a vormt . Het metallische gehied 171a is transparant of semi-transparant- voor zonnestraling, heeft een goed elektrisch geleidings-vermogen en heeft een'hoge werkfunctie (bijvoorbeeld k,5 eV of groter, vervaardigd uit bijvoorbeeld goud,- platina, palladium, enz.) in vergelijking tot die van de amorfe legering 168a. Het metallisch gebied 171a 35 kan een enkele laag van een metaal zijn. of uit meerdere lagen bestaan.
___ De amorfe legering 168a kan een dikte hebben van ongeveer 0,5 - 1 ƒum en -----0 4 1 3 8 -.........— (— ' : : : • I ! . 25 t ( 1 ; · het metallische gebied' JJla kan. een dikte hebben ran ongeveer 10 nm ten !· einde voor zonnestraling semx-transparant te zijn.
Be cel! l66b en alle andere tussengelegen cellen tussen • de bedemcel l66a en de-boveneel l66c omvatten, een. amorfe legering 168b =. 5 die bij voorkeur silicium, omvat .en gecompenseerd of veranderd is op de ; «ijze van de eerder beschreven-legeringen.. De .legering 168b omvat een i . · - ; gebied l69b: naast het'metaal 171a welke een π-plus-geleiding* sterk gedo-i ; teerd, grensvlak met lage .weërstand vormt.tussen- het’ metaal 171a en een niet gedoteerd, betrekkelijk sterk donker, veerstandsgebied 170b dat • to een intrinsiek, maar laag n-geleidinggebied is. Bij. voorkeur wordt de legering léBkten minste in gebied 170b wat bandopening, betreft ingesteld op een wijze zoals, eerder.-beschreven, zodat de bandopening van.de legering l£8b groter'-is dan de /handopening van de legering .l68a. Evenals cel l66a omvat de cei-lifóh een transparant of semi-transparant metals 15 lisch. gebied 171b' dat.een Schottky barrière bij 172b vormt.
De bovencel l£6c is in. hoofdzaak.identiek aan .de tussengelegen cel l6Öh, met' dien verstande dat .deze verder een .roosterelektro— de 173 en een' anti-reflectielaag 17¾ omvat, afgezet over de roosterelek-trode 173. Ook wordt de amorfe legering l68c*.. die. het. n-plus gebied l69c 20 en het'geringe n-geleid£ng, intrinsieke en. sterk donker weerstandsgebied 170c. omvat, «at handopening betreft ingesteld,, ten minste in gebied 170c, ten einde een bandopening te hebben, die. groter is- dan de., baadopening van de legering 168b.
Be roosterelektrode 173 op het oppervlak van het metal-25 lische gebied 152 is gemaakt van een metaal met goed elektrisch gelei-dingsvermogen. Het rooster kan onderling orthogonale lijnen omvatten van geleidend materiaal, die slechts een ondergeschikt deel van het oppervlak van het metallische gebied in beslag nemen, waarbij de rest aan zonne-energie moet worden blootgesteld. Het rooster 173 kan bijvoorbeeld 30 slechts ongeveer 5-10$ van het gehele oppervlak van het metallische gebied 171c in beslag nemen. De roosterelektrode 173 verzamelt uniform, stroom van het metallische gebied 171c ten einde een goede lage serie-weerstand van de inrichting te verzekeren.
De anti-reflectielaag 17¾ kan worden aangebracht over 35 de roosterelektrode 173 en de oppervlakken van het metallische gebied 171c tussen de roosterelektrode-oppervlakken. De anti-reflectielaag 17¾ -8104138 —j— -: ~ ' I ' ; i 26 / l ...
; heeft een zonnest raling-invaloppervlak 175 "waarop de zonnestraling valt. j De anti-reflectielaag 17^ kan bijvoorbeeld een dikte hebben in de orde l e .
j van grootte van de golflengte van het maxxmum-energxepunt van het zonne- ; stralingspectrum, gedeeld door vier keer de kwekingsindex van de anti- j ; 5: reflectielaag 17^· Wanneer het metallische gebied 171c platina is met i een dikte van 10 nm, zou een geschikte anti-reflectielaag 17^ zirkoon-' oxyde zijn met een dikte van ongeveer 50 nm met een brekingsindex van ; 2,1. · i ' De een of meer bandinstelelementen worden aan de foto- i : · ! T0: stroomgeneratiegebieden 170a, 170b en 170c toegevoegd. De Schottky bar-| : rières 172a, 172b en 172c, die gevormd zijn aan het grensvlak tussen de j j gebieden 170a en 171a, respectievelijk 170b en 17Tb, respectievelijk f .' 170c en 171 c? maken mogelijk dat de fotonen van de zonnestraling stroom- ! > dragers in de legeringen 168a, 168b en 168c vormen, die als stroom worden ! 1 ; 15' verzameld door de roosterelektrode 173. Een niet weergegeven oxydelaag met een dikte in de orde van- 3 nm kan worden toegèvoegd tussen de lagen " 170a en 171a, 170b en 171b en 170c en 171c onder vorming van een tandem of cascade van MIS (metaalisolatorhalfgeleider) meervoudige zonnecel-. inrichting.
20 De hier gebruikte termen "compenseringsmiddelen of materialen en veranderingsmiddelen, elementen of materialen” hebben de betekenis van materialen, die in een amorfe cellegering worden opgenomen om de structuur daarvan te veranderen of te wijzigen, bijvoorbeeld geactiveerde fluor (en waterstof) opgenomen in de amorfe legering die sili-25. eium bevat onder vorming van een amorfe silicium/fluor/waterstof bevattende legering met een gewenste bandopening en een lage dichtheid van gela-caliseerde toestanden in de energie-opening. De geactiveerde fluor (en waterstof) is gebonden aan het silicium in de legering en vermindert de dichtheid van de gelocaliseerde toestanden daarin en als gevolg van de 30 kleine grootte van de fluor- en waterstofatomen worden ze beide gemakkelijk in de amorfe legering geïntroduceerd zonder wezenlijke dislocatie van sili c inmat omen en hun relaties in de amorfe legering. Dit is vooral waar vanwege de extreme elektronegativiteit, specificiteit, kleine grootte en reactiviteit van fluor, welke eigenschappen allemaal helpen 35 bij het "beïnvloeden en organiseren van de locale ordening van de legerin-___ gen. In de creatie van deze nieuwe legering is het sterke inductieve ver- 810 4 13 8 (—ΐ · - : : ' ! s ' 2Τ Μ · . ' \ · ! mogen van fluor en zijn vermogen om als een organisator van ordening i , * : op korte afstanden te fungeren van belang, let vermogen van fluor om | ! te binden metazowel silicium als waterstof leidt tot de vorming van t * : < nieuwe en superieure legeringen met een minimum aan gelocaliseerde de- . i ! 5! fecttoestanden in de energie-opening. Fluor en waterstof worden der-I halve zonder wezenlijke vorming van andere gelocaliseerde toestanden in I ; de energie-opening geïntroduceerd onder vorming van de nieuwe legerin-{ : gen.
t 1 < JBehalve de gestapelde en tandem of cascade Schottky ‘10 barrière of MIS meervoudige zonnecellen die in figuren 8 en 9 zijn getoond» bestaan er ook zonnecelconstructies die p-i-n overgangszones ge- -! brui ken in het lichaam van de amorfe legering die een deel daarvan uit- ! ! maakt, gevoimd overeenkomstig opeenvolgende afzetting, compensatie of I verandering en doteringstrappen zoals eerder beschreven. Deze andere : 15 vormen van zonnecellen worden op generieke wijze in de figuren 10 en 11 getoond.
In figuur 10 wordt een gestapelde meervoudige celinrich-ting 180 welke meerdere p-i-n zonnecellen 181a, 181b..en 181c omvat, getoond. De bodemcel 181a heeft een substraat 182 dat transparant of semi-20 transparant kan zijn of gevormd kan zijn uit roestvrij staal of aluminium. Het substraat 182 beeft een breedte en lengte naar wens en is bij voorkeur ten minste J6 jum. dik. Over het substraat 182 wordt een lage lichtabsorptie, hoge geleiding n-plus laag 183 afgezet. Over de n-plus laag 183 wordt een intrinsieke legeringlaag 18¾ afgezet met een ingestel-25 de bandopening, hoge lichtabsorptie, lage donkergeleiding en hoge foto-geleiding welke voldoende hoeveelheden omvat van een of meer instelele-menten om de bandopening daarvan te optimaliseren. Afgezet over de intrinsieke laag 18¾ is een p-plus laag 185 met lage lichtabsorptie en hoog geleidingsvermogen. Over de p-plus laag 185 wordt een ICO (transparant 30 geleidend ozyde) laag 186 aangebracht die bijvoorbeeld indiumtinoxyde (ITO), cadmiumstannaat (CdgSnO^), of gedoteerd tinoxyde (SnOg) kan zijn. Een elektroderooster 187 wordt toegevoegd aan de TCO laag 186 welke rooster de vorm kan hebben van de eerder beschreven roosters.
Cel 181 a moet geïsoleerd worden van zijn naburige cel 35 l8lb. Daartoe wordt een isolerende laag 188 aangebracht over het rooster 187 welke laag 188 gevormd kan zijn uit bijvoorbeeld SiOg of Si^ïï^.
8104138......
** ' · t . ' l ., I 28 . , f / { * * ; De cel l8Tb en alle andere tussengelegen cellen die I i [ I zoals in de figuur aan gegeven kunnen worden toegevoegd, omvatten een j ! amorf legeringlichaam 1.89 dat een n-plus laag 190, een intrinsieke laag ; ; 191* en een p-plus laag 192 omvat. Elk van deze lagen vertoont bij 5: voorkeur dezelfde elektrische en fotogeleidende eigenschappen als de ! corresponderende lagen van de cel 181a. De intrinsieke laag 191 is ech— \ ; ter wat bandopening betreft ingesteld op een bandopening die groter is ! ! · . | j dan de bandopening van de intrinsieke laag 18¾.
f ! Om stroomverzameling te vergemakkelijken zijn een trans- 1 1 " i-10! parent of semitransparent contactoxyde 193 en roosterelektrode 19¾ aan-. ] ‘ wezig tussen de n-plus laag 190 en de isolerende laag 188. De laag 193 I I ·**.·.*. · « j kan gevormd zijn uit bijvoorbeeld tinoxyde. Ook zijn een TCO laag 195 | i en een roost er elektrode 196 naast de p-plus laag 192 aanwezig. De tus- ; I senliggende cel 181b wordt geïsoleerd van de bovencel l8tc door een laag t , I 15 -van isolerend materiaal 19? zoals bijvoorbeeld SiO^ of Si^H^· : De bovencel 181c is in hoofdzaak identiek aan de tussen- ! gelegen cel l8lb. Hij omvat tevens een roosterelektrode I98, een trans- ' parent of semitransparant. contactoryde 199» een n-plus gebied 200, een ! ' intrinsiek gebied 201, een p-plus gebied 202, een TCO laag 203, en een 20 roosterelektrode 20¾. Bovendien wordt een antireflectielaag 205 aangebracht over de roosterelektrode 20¾ en het intrinsieke gebied wordt bij voorkeur wat bandopening betreft ingesteld op een wijze zoals eerder beschreven, ten einde een bandopening te verkrijgen die groter is dan de bandopening van de intrinsieke laag 191 van cel 181b.
25 Om een maximum celrendement te verzekeren, dienen de roosters bij voorkeur allemaal in lijn te zijn om onnodige schaduw-; vorming te verhinderen. Ook kan, zoals men zal begrijpen, een n-i-p meervoudige celinrichting worden verkregen door de volgorde van de n-plus en p-plus lagen of gebieden om te keren.
30 In figuur 11 wordt een tandem of cascade meervoudige cel inrichting 206 getoond die ook meerdere p-i-n zonnecellen 20?a, 207b en 207c omvat. De bodemcel 207a heeft een substraat 208 dat transparant of semitransparant kan zijn of gevormd kan zijn uit roestvrij staal of aluminium. Elk van de cellen 207a, 207b en 207c omvat een amorf legering-35 lichaam 209a, respectievelijk 209b, respectievelijk 209c dat ten minste silicium bevat. Elk van de legeringlichamen omvat een n-plus gebied of 81 0 4 13 8 ’ - / ' ' I · ‘ : : 1 1 j ’ , ί . 29 I f \ · laag 210a, 210b en 210c, een intrinsiek gebied ,of laag 211a, 211b en : ; 211c, en een p-plus gebied of een laag 212a, 212b en 212c. Cel 207b om- ; vat een tussengelegen cel en zoals in de figuur- aangegeven kunnen extra ; « ! i tussengelegen cellen in de inrichting desgewenst zijn opgenomen. Ook l 5! kan een n-i-p meervoudige celinrichting worden verkregen in de volgorde | i van de n-plus en p-plus lagen of. gebieden om te keren, j > Voor elk van de cellen 207a, 207b en 207c die in figuur I ! 11 zijn getoond, zijn de p+ lagen lage lichtabsorptie, hoge geleiding- ! s i ; legeringlagen. De intrinsieke legeringlagen hebben een ingestelde golf-' 10 lengtedrempel voor een zonlichtfotoresponsie, hoge lichtabsorptie, lage f donker-geleiding en hoge fotogeleiding, omvattende voldoende hoeveelheden van een of meer instelelementen om de bandopening voor de celtoepassing . te optimaliseren. Bij voorkeur zijn de intrinsieke lagen wat bandopening betreft ingesteld zodat, cel 207a de laagste bandopening heeft, cel 15. 207c de hoogste bandopening heeft' én cel 207b een bandopening tussen de andere twee heeft. De hodemlegeringlagen zijn een lage lichtabsorptie, hoge geleiding n laag. De'dikte van de n gedoteerde lagen is bij voorkeur gelegen in een gebied van ongeveer 5 - 50 cm. De dikte van de amorfe instelelement bevattende intrinsieke legeringlagen is. bij voorkeur ge-20 legen tussen ongeveer 300 en 3 000 nm. De dikte van de p lagen is eveneens bij voorkeur gelegen tussen ongeveer 5 en 50 nm. Als gevolg van de kortere diffusielengte van de gaten, zullen de p+ lagen in het algemeen zo dun mogelijk zijn in de orde van grootte van 5-15 run. Verder zal de buitenste laag (hier p laag 212c) zo dun mogelijk worden gehouden om 25 absorptie van licht in die contactlaag te vermijden en zal in het algemeen geen elementen voor het instellen van de bandopening omvatten.
Ba de afzetting van de verschillende halfgeleider-legeringlagen in de gewenste volgorde voor de cellen 209a, 209b en 209c, wordt een verdere afzettingstrap uitgevoerd, bij voorkeur in een aparte 30 afzettingsomgeving. Desgewenst wordt een dampafzettingsomgeving gebruikt, candat dit een snelle afzettingswerkwijze is. In deze trap wordt een TCO laag 213 (transparant geleidend oxyde) toegevoegd die bijvoorbeeld in-diumtinoxyde (ITO), cadmiumstannaat (Cd^SnO^), of gedoteerd tin oxyde (SnOg) kan zijn. De TCO laag zal worden toegevoegd volgend op de later 35 uitgevoerde compensatie van fluor (en waterstof) wanneer de legeringen niet met een of meer van de gewenste compenserings- of veranderingsele- ---------81 04 1 38 - — — / i t- k _ ’ ...
: -Ί “ , I * / » j -! meuten daarin waren afgezet.
i I
I Een elektroderooster 21¾ kan desgewenst aan de inrich- I ' ! t ting worden toegevoegd. Voor een inrichting met een voldoende klein op- ! i .
! j pervlak, is de TCO laag 213 in'het algemeen voldoende geleidend zodat ; 5! hét rooster 21¾ voor een goed rendement vanr-de inrichting niet nodig is.
; * .. j ! Vanneer de inrichting een voldoende groot oppervlak heeft of wanneer i ! - -!· j het geleidingsvermogen van de TCO laag 213 onvoldoende is» kan het roos- | . ! ter 21¾ op de laag 213 worden geplaatst om de dragerweg te verkorten en i * i i-het geleidingsrendement van de inrichting te vergroten.
i.
J 10! De handopeningen van elk van de cellen die de in- richtingen van de figuren 8, 9» 10 en 11 vormen, kunnen eveneens getrapt' ; zijn in het intrinsieke of actieve fotoresponsieve gehied daarvan. Een dergelijke, getrapte uitvoering kan worden gerealiseerd op een. wij ze zo- als volledig beschreven in een gelijktijdig hiermee ingediende samenhan-; 15 gende octrooiaanvrage (Case 53T)·
In figuur 12 wordt een uitvoeringsvorm van een plasma • geactiveerde dampafzettingskamer 226 getoond waarin de halfgeleider en..
een of meer bandinstelelementen volgens de uitvinding kunnen worden afgezet. Een regeleenheid 228 wordt gebruikt om de afzettingsparameters 20 zoals druk, stromingssnelheden enz. te regelen op een wijze zoals eerder is "beschreven in verband met eenheid 2¾ (figuur 1). De druk zal op onge- 1 -3 veer 10 torr of lager worden gehouden.
Een of meer reactiegasleidingen zoals 230 2n 232 kunnen worden gebruikt om gassen zoals silieiumtetrafluoride (SiF^) en wa-25 terstof (Hg) in een plasmagebied 23¾ toe te voeren. Het plasmagebied 23¾ wordt gerealiseerd tussen een wikkeling 236, gevoed met een gelijkstroom- - bron (niet weergegeven) en een plaat 238. Het plasma activeert het toe-gevoerde gas of de toegevoerde gassen voor het leveren van geactiveer- - de fluor (en waterstof) die op een substraat 2^ moet worden afgezet.
30 Het substraat 2¾Q kan tot op de gewenste afzettingstemperatuur worden verhit met behulp van verhittingsmiddelen zoals eerder beschreven.
Een of meer bandstelelementen en silicium kunnen vanuit twee of meer verdampingsbootjes zoals 2¾2 en 2¾¾ worden toegevoegd. Het bootje 2¾2 zou bijvoorbeeld germanium kunnen bevatten en het bootje 2¾¾ 35 zou silicium kunnen bevatten. De elementen in de boten 2¾2 en 2¾¾ kunnen worden verdampt door een elektronenbundel of ander verhittingsmiddel ----------810 413 8 .............
31 :> %
‘ I
en worden door het plasma geactiveerd.
Wanneer het gewenst is dat de een of meer bandinstel-elementen worden gelaagd in het fotogeneratiegehied van de film die wordt afgezet, kan een sluiter 2k6 worden gebruikt. De sluiter kan rote-5 ren waardoor lagen worden gevormd van afzonderlijke bandinstelelemen-ten uit twee of meer van de bootjes of kan worden gebruikt voor het rege-: len van de afzetting'van het handinstelelement vanuit bootje 2k2 (of andere) ten einde lagen in de film te krijgen of de hoeveelheid van het in de film afgezette handinstelelement tervariëren. De een of meer band-10 instelelementen kunnen derhalve afzonderlijk in lagen, in nagenoeg constante of in variërende hoeveelheden worden toegevoegd.
Siguur 15 toont het beschikbare zonlichtspectrum. Lucht— massa 0 (MO) is het zonlicht dat ter beschikking staat wanneer er geen atmosfeer is en de zon er direct boven staat. Ml correspondeert met de-15 zelfde situatie na filtratie door de atmosfeer van de aarde. Kristallijn silicium heeft een indirecte bandopening van ongeveer 1,1 - 1,2 eV, hetwelk overeenstemt met de golflengte van ongeveer 1,0 ^um. Dit is gelijk aan een verlies, d.w.z. niet genereren van bruikbare fotonen, voor vrijwel alle golflengten van het licht boven 1,0 ^um. Zoals hier gebruikt 20 worden bandopening of E optisch gedefinieerd als het geëxtrapoleerde snijpunt van een grafiek van (a "fr ω )*^, waarin <x de absorptiecoëfficiënt is en ui (of e) de foton-energie is. Voor licht met een golflengte boven de door de bandopening gedefiniëerde drempel, zijn.de fotonenergieën niet voldoende om een fotodragerpaar te genereren en geven der-25 halve geen enkele toevoeging van stroom aan een specifieke inrichting.
Elk van de halfgeleiderlegeringlagen van. de inrichting kan .door glimontlading worden afgezet op het basiselektrodesubstraat met behulp van een conventionele glimontladingkamer, zoals beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 4.226.898. De legeringlagen kannen ook in een 30 continu proces worden afgezet. In deze gevallen wordt het glimontladings-systeem aanvankelijk geëvacueerd tot ongeveer 1' millitorr om verontreinigingen in de atmosfeer vanuit het afzettingssysteem te spoelen of te elimineren. Het legeringsmateriaal wordt daarna bij voorkeur in de af-zettingskamer gevoerd in de vorm van een gasvormige verbinding, bij voor-35 keur siliciumtetrafluoride (SiF^), waterstof (H^) en bijvoorbeeld ger-maniumhydride (GeH^). Het glimontladingplasma wordt bij voorkeur verkre- 810 4 138 *· ^ :,..¾ f ί : .
i I - ,
I I I
32
. I
gen van het gasmengsel» Het af zettingssysteem in Het Amerikaanse· oc- ' ! trooischrift ^226.898 wórdt bij voorkeur bedreven bij een druk iiL-het ; ’ gebied van ongeveer 0,3 - 1,5 torr, bij voorkeur tussen 0,6 en 1,0 torr, / . | ; bijvoorbeeld ongeveer 0,6 torr.
• 5! Het Half gelei dermateriaal wordt afgezet vanuit een zich- ; zelf in stand houdend plasma op het substraat dat verhit wordt,, bij voor-; keur met behulp van infrarood tot op de gewenste afzettingstemperatuur -! voor elke legeringslaag. De gedoteerde lagen van de inrichtingen worden . ' ; bij verschillende temperaturen afgezet in het gebied van 200°C tot onge- ; 10.' veer 1 000°C, afhankelijk van de vorm van het gebruikte materiaal. De bovengrens voor de substraattemperatuur is ten dele te wijten aan het type metaalsubstraat dat gebruikt wordt. Voor aluminium, is de boven-grens voor de temperatuur bij voorkeur niet hoger dan ongeveer 600 C en voor roestvrij staal zou hij boven ongeveer 1 000°C kunnen liggen. Voor ί 15 de produktie van een aanvankelijk door waterstof gecompenseerde amorfe legering, bijvoorbeeld voor de vorming van de intrinsieke laag in n-i-p of p-i-n inrichtingen, dient de substraattemperatuur bij voorkeur beneden ongeveer 1(-00°C en liefst beneden ongeveer 300°C te liggen.
De doteringsconcentraties worden gevarieerd ten einde 20 het gewenste p, p , n of n type geleidingsvermogen te verkrijgen, wanneer de legeringslagen voor elke inrichting worden af gezet. Voor n of p gedoteerde lagen wordt het materiaal gedoteerd met' 5 - 100 dpm doterings-materiaal wanneer dit wordt afgezet. Voor n+ of p+ gedoteerde lagen wordt het materiaal gedoteerd met 100 dpm tot meer dan \% doteringsmate-25 riaal wanneer het wordt af gezet. Het n doteringsmateriaal kan een conventioneel doteringsmateriaal zijn, dat bij de respectievelijke substraat— temperaturen wordt afgezet bij voorkeur in het gebied van 100 dpm tot boven 5 000 dpm voor het p+ materiaal.
Het glimontladingsafzettingsprocede kan een wissel-30 stroomsignaal gegenereerd plasma omvatten waarin de materialen worden geïntroduceerd. Het plasma wordt bij voorkeur in stand gehouden tussen een kathode en substraatanode met een wisselstroomsigaaal van ongeveer 1 kHz tot 13,6 mHz.
Hoewel de meercellige inrichtingen volgens de uitvin-35 ding verschillende amorfe legeringslagen kunnen gebruiken, heeft het de voorkeur dat ze cellen gebruiken met door fluor en waterstof gecompen- _____ » ------------8t(T4T38 “ Γ“ i -- — ——— \ 33 seerde, door glimontlading afgezette legeringen. In dit geval wordt een , mengsel van siliciunrfeetrafluoride en waterstof af gezet als een amorf gecompenseerd legeringmateriaal bij of beneden ongeveer 400°C voor bet n~ : type laag. De hand-ïngestelde intrinsieke amorfe legeringlaag en de p+ 5 - laag kunnen op de elektrodelaag worden afgezet bij een hogere substraat-. temperatuur boven ongeveer 450°C, waardoor een materiaal zal worden verkregen dat met fluor is gecompenseerd.
Bij wijze van voorbeeld geeft een mengsel van de gassen GeH^ + Ar + SiF^ + H^ met een relatief percentage GeH^ tot SiF^ in het 10 gebied van 0,001 - 1%, fotoresponsieve legeringen met de ingestelde band-openingen zonder dat de gewenste elektronische eigenschappen verloren gaan. Hat mengsel heeft een verhouding van SiF^ tot Hg van 4-1 tot 10 — '1. De hoeveelheid van de éên of meer instelelementen in de verkregen legering is veel groter dan de gaspereentages en kan aanzienlijk 15 boven 2Q% liggen» afhankelijk van de toepassing. Argon is bruikbaar als verdimningsmiddel maar niet essentieel.
Hoewel de êên of meer handopeninginstelelementen worden toegevoegd aan ten minste het fotoresponsieve gebied van de cellen, kunnen de elementen verder ook nuttig zijn in de andere legeringslagen van 20 de inrichtingen. Zoals eerder vermeld kunnen de andere legeringslagen dan de intrinsieke legeringslaag anders zijn dan amorfe lagen, bijvoorbeeld polykristallijne lagen zijn. (Met de term "amorf'* wordt bedoeld een legering of materiaal dat wanorde over grote afstanden beeft, hoewel het over korte of tussengelegen afstanden orde kan- bezitten of zelfs 25 scans enige kristallijne insluitingen kan bevatten).
< 8 1 0 4 1 3 8 '
Claims (7)
- 3. Meervoudige cel volgens conclusie 1 of 2, met het ken merk, dat het instelelement gekozen is uit de groep germanium, tin, koolstof of stikstof. 30 k. Meervoudige cel volgens een of meer van de conclusies 1-3, met het kenmerk, dat elke eellegering een actief fotoresponsief gebied daarin heeft en het instelelement ten minste in dit gebied (ll*6a, ll*6b, 1 l+6c, 168a, 168b, 168c, 18U, 191, 201, 211a, 211b, 211c) is opge- • * ~810 4138 ' 35 μ % t nomen. ,5* Meervoudige cel volgens een of meer van de conclusies 1-1*, met het kenmerk, dat ten minste een cel (ll*2a, ll*2b, ll*2c, 11*3, 11*3', 1^5» 1U5*, H*T» 1^7*. 15^a, 15^, 15Uc, 186a, I66b,’l88c, 181a, 5 181b, 181c» 207a, 207b, 207c) verder een tweede element voor bet verla gen van de toestandendiehtheid daarin opgenomen omvat, welk element waterstof is.
- 8. Meervoudige cel volgens een of meer van de conclusies • 1 - 5, met het kenmerk, dat ten minste êln cel (ll*2a, ll*2b, ll*2c, 11*3, 10 ll*3’, U*5, ll*5f, 1VT, iVf*» 15¾¾. 151*, 15Ue, 188a, l66b, 168c, 181a, 181b, l8lc, 207a, 207b, 207c) is afgezet door glimontladingsafzetting.
- 7· Meervoudige cel volgens een of meer van de conclusies 1 - 6, met het kenmerk, dat ten minste een cel Cll*2a, ll*2b, ll*2c» ll*3, 143', 11*5, ll*5f, H*7, 1^7*» 15^a, 15*6, 15Uc, 186a, l66b, 168c, 181a, 15 181b, l8lc, 207a, 207b, 207c) het instelelement in hoofdzakelijk' aparte lagen omvat.
- 8. Meervoudige cel volgens een of meer van de conclusies 1-7, met het kenmerk, dat ten minste een cel (ll*2a, ll*2b, ll*2c, 11*3, ll*3l, 1l*5, 11*5», 11*7, 11*7', 15¾¾. I5to, 188a, 186b, 188c, 181a, 181b, 20 181c, 207a, 207b, 207c) het instelelement in variërende hoeveelheden cssvat.
- 9. Inrichting volgens een of meer van de conclusies k - 8, met het kenmerk, dat de bandopening van het fotoresponsieve gebied (ll*6a, ll*6b, ll*6c, 168a, 168b, 168c, 181*, 191, 201, 211a, 211b, 211c) minder 25 dan 1,8 eV bedraagt. 1Q. Inrichting volgens een of meer van de conclusies 1-9, met het kenmerk, dat het instelelement germanium, is.
- 11. Inrichting volgens een of meer van de conclusies 1-10, met het kenmerk, dat de legering deel uitmaakt van een Schottky barrière 30 zonnecel (ll*2a, ll*2b, ll*2c, 15ka, 15¾¾, 15**c, l66a, 186b, 188c).
- 12. Inrichting volgens een of meer van de conclusies 1-11, met het kenmerk, dat de legering deel uitmaakt van een MIS zonnecel (ll*2a). 13- Inrichting volgens ëén of meer van de conclusies 1-12, met het kenmerk, dat de legering deel uitmaakt van een p-i-n inrichting 35 (180, 208). .........8104 1 58
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US18552080 | 1980-09-09 | ||
| US06/185,520 US4342044A (en) | 1978-03-08 | 1980-09-09 | Method for optimizing photoresponsive amorphous alloys and devices |
| US20658080A | 1980-11-13 | 1980-11-13 | |
| US20658080 | 1980-11-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL8104138A true NL8104138A (nl) | 1982-04-01 |
Family
ID=26881212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL8104138A NL8104138A (nl) | 1980-09-09 | 1981-09-07 | Amorfe meercellige fotoresponsie-inrichting. |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR890004497B1 (nl) |
| AU (1) | AU547646B2 (nl) |
| BR (1) | BR8105748A (nl) |
| CA (1) | CA1172742A (nl) |
| DE (1) | DE3135353A1 (nl) |
| ES (1) | ES8302365A1 (nl) |
| FR (1) | FR2490013B1 (nl) |
| GB (1) | GB2083705B (nl) |
| IE (1) | IE52209B1 (nl) |
| IL (1) | IL63756A0 (nl) |
| IN (1) | IN157288B (nl) |
| IT (1) | IT1138583B (nl) |
| NL (1) | NL8104138A (nl) |
| SE (1) | SE451353B (nl) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58139478A (ja) * | 1982-02-15 | 1983-08-18 | Agency Of Ind Science & Technol | アモルフアス太陽電池 |
| DE3308269A1 (de) * | 1983-03-09 | 1984-09-13 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh | Solarzelle |
| AU2549384A (en) * | 1983-03-11 | 1984-09-13 | Exxon Research And Engineering Company | Multi-layered amorphous semiconductor material |
| US4598164A (en) * | 1983-10-06 | 1986-07-01 | Exxon Research And Engineering Co. | Solar cell made from amorphous superlattice material |
| JPS6177375A (ja) * | 1984-09-21 | 1986-04-19 | Sharp Corp | カラ−センサ |
| US4638111A (en) * | 1985-06-04 | 1987-01-20 | Atlantic Richfield Company | Thin film solar cell module |
| US4713493A (en) * | 1985-10-11 | 1987-12-15 | Energy Conversion Devices, Inc. | Power generating optical filter |
| JPS62136885A (ja) * | 1985-12-11 | 1987-06-19 | Canon Inc | 光起電力素子、その製造方法及びその製造装置 |
| JPS62136871A (ja) * | 1985-12-11 | 1987-06-19 | Canon Inc | 光センサ−、その製造方法及びその製造装置 |
| JPH0647730B2 (ja) * | 1985-12-25 | 1994-06-22 | キヤノン株式会社 | 堆積膜形成法 |
| JPH0651906B2 (ja) * | 1985-12-25 | 1994-07-06 | キヤノン株式会社 | 堆積膜形成法 |
| JPH0746729B2 (ja) * | 1985-12-26 | 1995-05-17 | キヤノン株式会社 | 薄膜トランジスタの製造方法 |
| JPH0651908B2 (ja) * | 1985-12-28 | 1994-07-06 | キヤノン株式会社 | 薄膜多層構造の形成方法 |
| JP2566914B2 (ja) * | 1985-12-28 | 1996-12-25 | キヤノン株式会社 | 薄膜半導体素子及びその形成法 |
| EP0248953A1 (en) * | 1986-06-10 | 1987-12-16 | The Standard Oil Company | Tandem photovoltaic devices |
| DD292519A5 (de) * | 1990-03-13 | 1991-08-01 | Veb Feinmesszeugfabrik Suhl,De | Transparentes fotoelektrisches element |
| NL1000264C2 (nl) * | 1995-05-01 | 1996-11-04 | Frans Willem Saris | Zonnecel met meerlaagsstructuur van dunne films silicium. |
| GB0519599D0 (en) * | 2005-09-26 | 2005-11-02 | Imp College Innovations Ltd | Photovoltaic cells |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4342044A (en) * | 1978-03-08 | 1982-07-27 | Energy Conversion Devices, Inc. | Method for optimizing photoresponsive amorphous alloys and devices |
| US4217374A (en) * | 1978-03-08 | 1980-08-12 | Energy Conversion Devices, Inc. | Amorphous semiconductors equivalent to crystalline semiconductors |
| JPS5513938A (en) | 1978-07-17 | 1980-01-31 | Shunpei Yamazaki | Photoelectronic conversion semiconductor device and its manufacturing method |
| IL63755A (en) * | 1980-09-09 | 1984-07-31 | Energy Conversion Devices Inc | Photoresponsive amorphous alloys having increased band gap,their production and devices made therefrom |
-
1981
- 1981-09-07 IE IE2065/81A patent/IE52209B1/en not_active IP Right Cessation
- 1981-09-07 KR KR1019810003330A patent/KR890004497B1/ko active
- 1981-09-07 IN IN1005/CAL/81A patent/IN157288B/en unknown
- 1981-09-07 IT IT23829/81A patent/IT1138583B/it active
- 1981-09-07 NL NL8104138A patent/NL8104138A/nl not_active Application Discontinuation
- 1981-09-07 GB GB8126968A patent/GB2083705B/en not_active Expired
- 1981-09-07 FR FR8116958A patent/FR2490013B1/fr not_active Expired
- 1981-09-07 DE DE19813135353 patent/DE3135353A1/de not_active Ceased
- 1981-09-07 ES ES505270A patent/ES8302365A1/es not_active Expired
- 1981-09-07 SE SE8105279A patent/SE451353B/sv not_active IP Right Cessation
- 1981-09-07 IL IL63756A patent/IL63756A0/xx not_active IP Right Cessation
- 1981-09-08 CA CA000385346A patent/CA1172742A/en not_active Expired
- 1981-09-08 BR BR8105748A patent/BR8105748A/pt unknown
- 1981-09-08 AU AU75018/81A patent/AU547646B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE451353B (sv) | 1987-09-28 |
| CA1172742A (en) | 1984-08-14 |
| IT1138583B (it) | 1986-09-17 |
| ES505270A0 (es) | 1982-12-16 |
| IN157288B (nl) | 1986-02-22 |
| SE8105279L (sv) | 1982-03-10 |
| IT8123829A0 (it) | 1981-09-07 |
| IE52209B1 (en) | 1987-08-05 |
| FR2490013B1 (fr) | 1985-11-08 |
| KR890004497B1 (ko) | 1989-11-06 |
| AU547646B2 (en) | 1985-10-31 |
| FR2490013A1 (fr) | 1982-03-12 |
| AU7501881A (en) | 1982-03-18 |
| IE812065L (en) | 1982-03-09 |
| DE3135353A1 (de) | 1982-07-08 |
| KR830008402A (ko) | 1983-11-18 |
| GB2083705A (en) | 1982-03-24 |
| ES8302365A1 (es) | 1982-12-16 |
| BR8105748A (pt) | 1982-05-25 |
| GB2083705B (en) | 1985-07-03 |
| IL63756A0 (en) | 1981-12-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4522663A (en) | Method for optimizing photoresponsive amorphous alloys and devices | |
| US4342044A (en) | Method for optimizing photoresponsive amorphous alloys and devices | |
| NL8104138A (nl) | Amorfe meercellige fotoresponsie-inrichting. | |
| US4492810A (en) | Optimized doped and band gap adjusted photoresponsive amorphous alloys and devices | |
| US4441113A (en) | P-Type semiconductor material having a wide band gap | |
| US4521447A (en) | Method and apparatus for making layered amorphous semiconductor alloys using microwave energy | |
| EP0106698A2 (en) | Method and apparatus for making layered amorphous semiconductor alloys using microwave energy | |
| EP0104907A2 (en) | Method of making amorphous semiconductor alloys and devices using microwave energy | |
| NL8204754A (nl) | Fotovoltaische inrichting. | |
| SE454225B (sv) | Fotovoltiskt don samt anvendning av donet | |
| KR890000478B1 (ko) | 비정질합금의 제조방법 | |
| US4485389A (en) | Amorphous semiconductors equivalent to crystalline semiconductors | |
| US4891074A (en) | Multiple cell photoresponsive amorphous alloys and devices | |
| US4954182A (en) | Multiple cell photoresponsive amorphous photo voltaic devices including graded band gaps | |
| NL8104139A (nl) | Werkwijze voor het maken van amorfe legeringen met vergrote bandafstand alsmede daaruit gemaakte inrichtingen. | |
| US4605941A (en) | Amorphous semiconductors equivalent to crystalline semiconductors | |
| GB2111534A (en) | Making photoresponsive amorphous alloys and devices by reactive plasma sputtering | |
| EP0058543B1 (en) | Photoresponsive amorphous semiconductor alloys | |
| US4469715A (en) | P-type semiconductor material having a wide band gap | |
| NL8104142A (nl) | Werkwijze voor het maken van amorfe germaniumlegeringen, alsmede daaruit vervaardigde inrichtingen. | |
| Wang | Novel Concepts in the PECVD Deposition of Silicon Thin Films: from Plasma Chemistry to Photovoltaic Device Applications | |
| JPH08127873A (ja) | シリコンと炭素を含有する薄膜の形成方法及び該薄膜を有する半導体装置 | |
| JPS63108351A (ja) | 半導体素子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BT | A notification was added to the application dossier and made available to the public | ||
| A85 | Still pending on 85-01-01 | ||
| BV | The patent application has lapsed |