SE457125B - Fotocellsdon och saett att framstaella detsamma - Google Patents

Description

457 125 2 gör det till underlag för en överlägsen amorf fotocell.

Fluor kan emellertid också vara ett etsmedel, vilket kan vara till last eller förtjänst. I vissa fall är dess negativa sidor att det genom att angripa andra skikt kan förorena det egenledande materialet genom att i dem införliva sådana ämnen som bor och fosfor. För att undvika detta problem och åstadkomma en förbättrad cell beskrives här en uppfinning, i vilken fluor utnyttjas på grund av sina grundläggande överlägsna egenskaper och i vilken ett tunt skikt av ett fluor ej innehållande material utnyttjas som ett gränsskikt mot ett kraftigt dopat kontaktskikt, vilket normalt skulle reagera med fluor, och den resulterande kombinationen ger flera unika fördelar. Möjligheten till förorening av dopmedlen i det fluorinerade materialet är mindre, och det icke-fluorinerade materialet, såsom det från silan avsatta, kan väljas med ett mindre bandgap. Detta ökar utströmmen från ett sådant flerskiktsdon- Eftersom det ej finns något gitter, finns det ej någon bristande gitterpassning, och båda bandgapen kan anpassas utan införande av några andra material som skulle kunna öka tillståndstätheten och därmed försämra donets egenska- per. Det resulterande donet har skarpa övergångar, och andra fördelar kan förutses. I Kisel är basen för den enorma halvledarkristall- industrin samt är det material som har åstadkommit dyrbara, högeffektiva (18%) kristallina solceller för rymdtillämpningar. När halvledarkristalltekniken nådde en kommersiell nivå, blev den grunden till den förhan- denvarande, enorma tillverkningsindustrin för halvle- dardon. Detta var beroende av vetenskapsmannens förmåga att odla väsentligen felfria germaniumkristaller och särskilt kiselkristaller samt sedan omforma dessa till material med störledning i områden med ledningsförmàga av P-typ och N-typ. Detta åstadkoms genom att dopnings- medelsmaterial av donatortyp (N) eller acceptortyp (P) diffunderades in i dessa kristallina material i miljonte- ' 457 125 3 delar såsom substituerande störämnen i de väsentligen rena kristallina materialen i och för ökning av deras elektriska ledningsförmåga och för att ge dem lednings- förmåga av antingen Pw eller N-typ. Tillverkningsproces- serna för framställning av PN-övergångskristaller inbe- griper extremt komplicerade, tidskrävande och dyrbara förfaranden. Dessa kristallina material, som är använd- bara i solceller och strömreglerdon, framställes således under noggrant reglerade förhållanden genom odling av enskilda monokristaller i kisel eller germanium och genom dopning av dessa enkristaller med extremt små och kritiska dopningsmedelsmängder, när PN-övergångar erfordras.

Dessa kristallodlingsförlopp ger sådana relativt små kristaller att solceller kräver sammansättandet av många enkristaller för att omfatta den önskade arean för endast en enda solcellspanel. Den nödvändiga energi- mängden för att framställa en solcell i denna process, den begränsning som förorsakas av kiselkristallens storleksbegränsningar samt nödvändigheten av att skära till och sammansätta ett sådant kristallint nmterial har samtliga resulterat i ett omöjligt ekonomiskt hinder mot storskalig användning av kristallina halvledarsol- celler för energiomvandling. Kristallint kisel har vidare en indirekt optisk kant, som resulterar i dålig ljusabsorption i materialet. På grund av den dåliga ljusabsorptionen måste kristallina solceller vara åtminstone 50 um tjocka för att absorbera det infallande solljuset. Även om enkristallmaterialet ersättes av polykristallint kisel med billigareframställningsproces- ser, kvarstår fortfarande den indirekta optiska kanten, varför materialtjockleken ej reduceras. Det polykristal- lina materialet inbegriper även tillförandet av korn- gränser samt andra problematiska defekter.

Kristallina kiseldon har sammanfattningsvis fasta parametrar, vilka ej är variabla på önskat sätt, kräver stora materialmängder, endast kan framställas med rela- tivt smà areor samt är dyrbara och tidskrävande att 457 125 4 framställa. Pâ amorfa kisellegeringar baserade don kan eliminera dessa nackdelar med kristallint kisel. En amorf kisellegering har en optisk absorptionskant med egenskaper, som liknar de för en halvledare med direkt gap, och enbart en materialtjocklek på 1 um eller mindre är nödvändig för absorbering av samma solljus- mängd som kristallint kisel med en tjocklek pà S0 um.

Amorfa kisellegeringar kan vidare tillverkas snabbare, enklare och med större areor än vad kristallint kisel kan.

Avsevärda ansträngningar har följaktligen gjorts för att utveckla processer för att enkelt avsätta amorfa halvledarlegeringar eller filmer, som vardera enligt önskan kan omfatta relativt stora areor, enbart begrän- sade av storleken av avsättningsutrustningen, och som lätt skulle kunna dopas för att bilda material av P-typ och N-typ, då framställning skall ske av PN-övergángs- don, vilka är ekvivalenta med de som framställes genom deras kristallina motsvarigheter. Under många år var æmanæmihwwækMmræflmnAmfiaMæb eller germaniumfilmer (grupp IV) är normalt fyrfaldigt koordinerade och befanns ha mikroskopiska hàlrum och "dinglande“ bindningar samt andra defekter, som ger hög täthet av lokala tillstånd i deras energigap. Före- komsten av hög täthet av lokala tillstànd i energigapet för amorfa kiselhalvledarfilmer resulterar i lággradig fotoledningsförmàga samt kort livslängd för laddnings- bärare, vilket gör dessa filmer olämpliga för fotokäns- liga tillämpningar. Dessa filmer kan dessutom ej fram- gángsrikt dopas eller på annat sätt modifieras för för- skjutning av Fermi-nivån nära intill lednings- eller valensbanden, vilket gör dem olämpliga för framställning av PN-övergångar för solcells- samt strömreglerdons- tillämpningar.

I ett försök att minimera de ovan nämnda med amorft kisel och germanium sammanhängande problemen utförde W.E. Spear och P.G. Le Comber vid Carnegie paboratory of Physics, University of Dundee, Dundee, Skottland, 457 125 S visst arbete beträffande "Substitutional Doping of Amorphus Silicon", som rapporterats i en artikel, pub- licerad 1 Solid State Communications, vol 17, sid 1193-1196, 1975, i syfte att reducera de lokala tillstànden i energigapet 1 amorft kisel eller germa- nium för att fà dessa att närmare efterlikna egenle- dande, kristallint kisel eller germanium samt att på substituerande sätt dopa de amorfa materialen med lämp- liga, klassiska dopmedel, såsom vid dopning av kristal- lina material, för att göra dem störledande samt ledande av P- eller N-typ.

Reduceringen av de lokala tillstànden ástadkommes genom glimurladdningsavsättning av amorfa kiselfilmer, varvid en silangas (SiH4) fördes genom ett reaktionsrör, där gasen sönderdelades genom en radiofrekvent glim- urladdning samt avsattes på ett substrat vid en substrat- temperatur på ungefär soc-soo°x (221-327°c). Den på substratet så avsatta materialet var ett egenledande amorft material, bestående av kisel och väte. För åstad- kommande av ett dopat amorft material blandades en fos- fingas (PH3) för ledningsförmàga av N-typ eller en di- borangas (B2H6) för ledningsförmága av P-typ i förväg med silangasen samt fördes genom glimurladdningsreak- tionsröret under samma driftsförhállanden. Gaskoncentra- tionen av de använda dopmedlen låg mellan ungefär s x 105 den 1o'2 visades vara störledande samt ledande av N- eller P-typ.

Ehuru dessa forskare ej kände till det är det nu genom andras arbete känt att vätet i silanet vid volymdelar. Det så avsatta materialet en optimal temperatur kombinerar med många av de "dinglande" bindningarna i kislet under glimurladdnings- avsättningen för att väsentligt minska tätheten av de lokala tillstánden i energigapet i syfte att bringa det amorfa materialets elektroniska egenskaper att närmare approximera egenskaperna hos motsvarande kris- tallina material.

Införlivandet av väte i ovannämnda förfarande har emellertid begränsningar pà grundval av det fasta för- 457 125 io 6 hàllandet mellan väte och kisel i silan samt en mängd olika Si:H-bíndningskonfigurationer, som inför nya bind- ningshindrande tillstånd. Det finns därför grundläggande begränsningar vid reducering av tätheten av lokala till- stånd i dessa material.

Kraftigt förbättrade amorfa kisellegeringar med väsentligt minskade koncentrationer av lokala tillstànd i legeringarnas energigap samt högkvalitativa elektro- niska egenskaper har framställts genom glimurladdning, såsom fullständigt beskrivet i US patentskriften 4 226 898, och genom avsättning från àngfasen, såsom fullständigt beskrivet i US patentskriften 4 217 374. Såsom avslöjats i dessa patentskrifter, till vilka härmed hänvisas, införes fluor i den amorfa kiselhalvledarlegeringen för att väsentligt minska tätheten av lokala tillstànd däri. Aktiverat fluor diffunderar särskilt lätt in i och binder vid det amorfa kislet i den amorfa stommen för att väsentligt minska tätheten av lokala feltill- stånd däri, eftersom fluoratomernas ringa storlek gör det möjligt för dem att lätt införas i den amorfa stommen.

Fluoret binder vid kislets dinglande bindningar och bildar vad som tros vara en delvis jonisk stabil bind- ning med flexibla bindningsvinklar, vilket resulterar i en mer stabil och mer effektiv kompensering eller förändring än vad som bildas av väte och andra kompenseran- de eller förändrande medel. Fluor kombinerar också på föredraget sätt med kisel och väte, varvid väte utnyttjas på ett mer önskvärt sätt, eftersom väte har åtskilliga bindningsval. Utan fluor kan väte ej binda på ett önsk- värt sätt i materialet utan förorsakar extra feltill- stånd i bendgapet liksom i själva materialet. Fluor anses därför vara ett mer effektivt, kompenserande eller förändrande ämne än väte, när det utnyttjas ensamt eller tillsammans med väte, detta på grund av dess höga reak- tionsförmåga, specificitet i kemisk bindning samt höga elektronegativitet.

Som ett exempel kan kompensering uppnås med fluor enbart eller i kombination med väte med tillägget av 457 125 7 detta eller dessa ämnen i mycket små mängder (t ex bråk- delar av 1 atom-%). De mängder av fluor och väte som är mest önskvärda att använda är emellertid mycket större än dessa små procenttal, så att en kisel-väte- fluorlegering bildas. Dessa legerande mängder av fluor Och väte kan exempelvis ligga i området 1-5% eller större. Det är troligt att den legering som bildas pà så sätt har en lägre täthet av defekta tillstànd i energigapet än vad som uppnås genom blott och bart neu- tralisering av dinglande bindningar och likartade de- fekta tillstånd. Denna större mängd av fluor tros sär- skilt väsentligen delta i en ny strukturkonfiguration av ett amorft kisel innehållande material samt under- lättar tillägget av andra legerande material, såsom germanium. Utöver sina andra ovan nämnda egenskaper är det troligt att fluor organiserar den lokala struk- turen i den kisel innehållande legeringen genom induk- tiva och joniska effekter. Det är troligt att fluor också inverkar på vätebindningen genom att på ett gynn- samt sätt verka för minskning av tätheten av defekta tillstånd, som väte bidrar till samtidigt som det verkar som ett tillståndstäthetsreducerande ämne. Den joniska roll som fluor spelar i en sådan legering tros vara en betydelsefull faktor uttryckt i förhållandena till närmsta granne.

Amorfa kisellegeringar, som innehåller fluor enbart eller tillsammans med väte, har således visat kraftigt förbättrade egenskaper för fotocellstillämpningar, detta i jämförelse med amorfa kisellegeringar, som innehåller bara väte enbart som ett tillstàndstäthetsreducerande ämne. Det har emellertid iakttagits, att då fluor innehållande, amorfa kisellegeringar avsättes på dopade amorfa kisellegeringsskikt, exempelvis genom glimur- laddningsavsättning av kiseltetrafluorid och väte, små mängder av materialet, som innefattar dopmedlet för det tidigare avsatta, dopade skiktet, kan avlägsnas och på nytt avsättas tillsammans med det nya legerings- skiktet. Detta kan skapa ett relativt tunt materialomràde 457 125 8 mellan det dopade skiktet och det egenledande skiktet med flera faser, möjliga potentialgradienter och en hög tillstàndstäthet, vilket allt kan ofördelaktigt påverka de elektriska och fotokänsliga egenskaperna hos fotocellsdonen, i vilka de utnyttjas. Det är troligt att utgàngsmaterialen till kisel-fluorlegeringen vid sönderdelning i glimurladdningsplasmat blir etsmedel av det tidigare avsatta skiktet samt avlägsnar små mängder av materialet genom etsning av detsamma. Denna etsning fortsätter under endast en kort tidsperiod, tills en i huvudsak ren, amorf kisel-fluorlegering börjar avsättas, vilket resulterar i det relativt tunna omrâdet av skadligt material mellan de tvâ skikten.

Det ovanstående blir särskilt betydelsefullt vid framställningen av fotocellsdon av PIN-konfigurationen.

Don av denna typ kräver avsättandet av ett första dopat skikt följt av avsättningen av ett egenledande skikt.

Om de överlägsna egenskaperna hos amorfa kisel-fluor- legeringar skall uppnås fullt ut, är det nödvändigt att de amorfa, egenledande kisel-fluor-vätelegeringarna avsättes utan att det dopade skiktets material avlägsnas och på nytt avsattes.

En ny donkonstruktion och ett nytt sätt att till- verka denna har upptäckts i samband med uppfinningen, som medger ett förverkligande av alla fördelarna hos amorfa kisel-fluorlegeringar i ett fotocellsdon av exempelvis PIN-konfigurationen utan att det tidigare nämnda skadliga området bildas mellan det första dopade skiktet och det egenledande skiktet. Donen och sättet enligt föreliggande uppfinning kan vidare också med fördel utnyttjas i flercellskonstruktioner med ett fler- tal enkelcellsenheter. Uppfinningen medger också juste- ring av bandgapen hos de egenledande och dopade skikten för maximering av deras fotokänslighetsegenskaper samt framställandet av amorfa, enkel- och flercellshalvle- darefotocellsdon med förstärkt strömkapacitet och verk- ningsgrad. _ Kortslutningsströmmen och verkningsgraden för den 457 125 9 tidigare teknikens amorfa, fotokänsliga halvledardon förstärkes i enlighet med föreliggande uppfinning genom att pà ett tidigare avsatt, dopat, amorft halvledar- legeringsskikt avsättes en kropp av egenledande, amorfa halvledarlegeringar, innefattande ett första egenledande skikt invid det dopade skiktet, som är bildat genom avsättningen av ett icke-etsande utgàngsmaterial, och ett andra egenledande skikt, vars sammansättning skiljer sig från det första egenledande skiktets. Det andra egenledande skiktet innefattar företrädesvis kisel och fluor liksom väte, medan det första egenledande, amorfa legeringsskiktet ej inbegriper fluor, Det första egen- ledande skiktet kan bildas genom glimurladdningssönder- delning av enbart silangas. Tjocklekarna av de första och andra egenledande skikten justeras lämpligen på sådant sätt, att de passar till respektive skikts po- tentialfall, varvid det första egenledande skiktet är relativt tunt i jämförelse med det andra egenledande skiktet. Majoriteten av de fotogenererade elektron-hàl- paren alstras således i den föredragna amorfa kisel- fluor-vätelegeringen.

Det andra, egenledande och amorfa legeringsskiktet tillåtes därför inbegripa det föredragna tillstàndstät- hetsreducerande ämnet, fluor. Det kompenserande eller förändrande ämnet, fluor, och/eller andra ämnen kan tillföras under avsättningen eller därefter. Alla för- delarna hos amorfa kisel-fluorlegeringar kan därmed förverkligas utan att något skadligt omrâde skapas mel- lan det första dopade skiktet och den egenledande krop- pen eller stommen.

Kortslutningsströmmen förstärkas vidare pà grund av att genom glimurladdningssönderdelningen av silan utan bandgapsjusterande ämnen avsatta, amorfa kisel- legeringar har ett smalare bandgap än vad utan band- gapsjusterande ämnen avsatta, amorfa kisel-fluor1ege- ringar har. Det första egenledande skiktet har således ett mindre bandgap än det andra egenledande.skiktet.

Bandgapsjusterande ämnen kan också tillföras-legeringarna 457 125 för justering av varje legeringsskikts bandgap eller gradering av bandgapet för hela den egenledande stommen för ytterligare förhöjning av kortslutningsströmmen.

Bandgapsminskande ämnen, såsom germanium, tenn eller bly, och bandgapsökande ämnen, såsom kol och kväve, kan exempelvis adderas till den egenledande legerings- stommen under avsättningen.

Donen och sättet enligt föreliggande uppfinning kan också utnyttjas vid framställningen av flercellsdon, sàsom tandemceller. Som följd av att de egenledande skiktens bandgap kan justeras kan åter varje cells strömalstringsförmàga maximeras för en given, särskild del av solljusspektrumet. Multipelceller för åstadkom- mande av förhöjd kortslutningsström kan därmed också tillverkas under utnyttjande av föredragna amorfa, egen- ledande kisellegeringar utan skapande av ett skadligt område mellan det första dopade skiktet och den egen- ledande stommen.

Föreliggande uppfinning är särskilt användbar vid framställning av fotocellsdon av PIN-konfigurationen.

Ett ytterligare, dopat, amorft kisellegeringsskikt avsättes pà den egenledande stommen för skapande av ett inre fält genom hela det egenledande skiktet 1 och för åstadkommande av uppsamlingen av de fotoalstrade elektron-hàlparen. P- eller N-legeringar med brett band- gap kan utnyttjas till de dopade skikten och en bakre reflektor kan också inrättas.

Ett första ändamål med uppfinningen är följaktligen att åstadkomma ett fotocellsdon med flera skikt av halv- ledarlegeringar avsatta pà ett substrat, vilket don ger ökad kortslutningsström och innefattar en stomme av ett egenledande, amorft halvledarskikt avsatt pä ett första, dopat halvledarlegeringsskikt, och ett ytter- ligare, dopat, amorft halvledarlegeringsskikt, som är avsatt pà det egenledande skiktet samt har motsatt typ av ledningsförmåga i förhållande till det första dopade halvledarskiktet, vilket don kännetecknas därav, att den egenledande stommen innefattar ¿tt första skikt 457 125 ll invid det dopade skiktet samt ett andra skikt, vilket har annan sammansättning än det första skiktet och be- finner sig invid det dopade legeringsskiktet.

Ett andra ändamål med uppfinningen är att åstad- komma ett fotocellsdon med flera celler, vilket don är bildat av flera skikt av amorfa halvledarlegeringar, avsatta på ett substrat, som innefattar ett flertal enkelcellsenheter anordnade i serieförhållande, varvid varje enkelcellsenhet innefattar en stomme av ett egen- ledande, amorft halvledarskikt, avsatt pà ett första dopat halvledarlegeringsskikt, och ett ytterligare, dopat, amorft halvledarlegeringsskikt, vilket har mot- satt typ av ledningsförmâga relativt det första, dopade halvledarskiktet, vilket don kännetecknas därav, att den egenledande stommen innefattar ett första skikt invid det första dopade skiktet samt ett andra skikt, som har annan sammansättning än det första skiktet och befinner sig invid det ytterligare, dopade skiktet.

Ett tredje ändamàlnea uppfinningen är att åstad- komma ett sätt att framställa ett fotocellsdon med flera skikt av amorfa halvledarlegeringar avsatta pà ett substrat, vilket sätt innefattar åtgärderna att avsätta en stomme av ett egenledande, amorft halvledarskikt pà ett första, dopat, amorft halvledarskikt samt ett ytterligare, dopat amorft halvledarskikt på den egen- ledande stommen, vilket sätt kännetecknas därav, att åtgärden att avsätta den egenledande stommen innefattar åtgärderna att avsätta ett första, egenledande, amorft halvledarlegeringsskikt från ett icke-etsande utgångs- material pà det första dopade skiktet samt avsätta ett andra egenledande, amorft halvledarlegeringsskikt på det första egenledande skiktet från ett annat utgångs- material än det icke-etsande utgângsmaterialet.

Uppfinningen skall beskrivas närmare i det följande under hänvisning till medföljande ritningar. Pig l är en schematisk bild av ett glimurladdningsavsättnings- system, som kan utnyttjas vid utövande av sättet enligt föreliggande uppfinning för framställning av fotocells- 457 125 12 donen enligt uppfinningen. Pig 2 är en tvärsnittsvy av en del av systemet i fig l längs linjen 2-2 i denna figur. Pig 3 är en tvärsnittsvy av ett PIN-fotocellsdon, som är uppbyggt enligt en första utföringsform av före- liggande uppfinning. Fig 4 är ett diagram, som åskåd- liggör potentialprofilen i rymdladdningsomràdet för legeringar av amorft kisel-väte och amorft kisel-fluor, som kan utnyttjas för justering av tjockleken av de första och andra egenledande skikten för anpassning av deras respektive potentialfall i överensstämmelse med föreliggande uppfinning. Fig 5 är en tvärsnittsvy av ett annat PIN-fotocellsdon enligt föreliggande upp- finning. Fig 6 är en tvärsnittsvy av ett PIN-fotocells- don, som utnyttjar en stomme av egenledande legeringar, innefattande tre egenledande skikt i överensstämmelse med en ytterligare utföringsform av uppfinningen. Fig 7 är en tvärsnittsvy av en multipelsolcell, innefattande ett flertal PIN-fotocellseneter anordnade i tandemkon- figuration i överensstämmelse med föreliggande uppfin- ning.

I fig l, vartill nu särskilt hänvisas, visas ett glimurladdningsavsättningssystem 10 med ett hus l2.

Huset 12 omsluter en vakuumkammare l4 och innefattar en inloppskammare l6 samt en utloppskammare 18. Ett katodhállarelement 20 är monterat i vakuumkammaren 14 medelst en isolator 22.

Hàllarelementet 20 innefattar en isolerande hylsa 24, som i omkretsled omsluter hàllarelementet 20. En mörk rymdskärm 26 är skild från och omger i omkretsled hylsan 24. Ett substrat 28 är fäst vid en inre ände av hàllarelementet 20 medelst ett fästorgan 32. Fäst- organet 32 kan vara fastskruvat vid eller på annat kon- ventionellt sätt fastgjort vid hàllarelementet 20 i elektrisk kontakt med detta.

Katodhàllarelementet 20 innefattar en hålighet 34, i vilken ett elektriskt värmeelement 36 är infört för uppvärmning av hållarelementet 20 och därmed substra- tet 28. Katodhållarelementet 20 innefattar också en 457 125 13 temperaturkänslig sond 38 för mätning av hàllarelemen- tets 20 temperatur. Temperatursonden 38 utnyttjas för att styra strömmatningen av värmeelementet 36 för att bibehålla hållarelementet 20 och substratet 28 på någon önskad temperatur.

Systemet 10 innefattar också en elektrod 40, vilken sträcker sig från huset 12 in i vakuumkammaren 14 skilt från katodhàllarelementet 20. Elektroden 40 innefattar en skärm 42, som omger elektroden 40 och som i sin tur uppbär ett på skärmen monterat substrat 44. Elektroden 4o innefattar en naiiçnet 46, 1 vliken ett elektron- värmeelement 48 är infört. Elektroden 40 innefattar också en temperaturkänslig sond 50 för mätning av tempe- raturen hos elektroden 40 och därmed substratet 44.

Sonden 50 utnyttjas för att styra strömmatningen av värmeelementet 48 för bibehållande av elektroden 40 och substratet 44 på någon önskad temperatur, oberoende av elementet 20.

Ett glimurladdningsplasma utvecklas i ett utrymme 52 mellan substraten 28 och 44 av den effekt som alstras från en reglerad radiofrekvens-, växelströms- eller likströmskälla, som är kopplad till katodhàllarelementet , över utrymmet S2 till elektroden 40, som är kopplad till jord. Vakuumkammaren 14 evakueras till detihshmb trycket medelst en vakuumpump 54, som är kopplad till kammaren 14 via en partikelfälla 56. En tryckmätare 58 är kopplad till vakuumsystemet och utnyttjas för att styra pumpen 54 att hålla systemet 10 vid det öns- kade trycket.

Husets 12 inloppskammare 16 är företrädesvis för- sedd med ett flertal rörledningar 60 för införande av material i systemet 10, vilka material skall blandas 1 systemet och avsättas i kammaren 14 i glimurladdnings- plasmautrymmet 52 pà substraten 28 och 44. Om önskat kan inloppskammaren 16 vara belägen pà ett avlägset ställe och gaserna kan blandas i förväg, innan de matas in i kammaren 14. De gasformiga materialen_matas in i rörledningarna 60 via ett filter eller annat renings- 457 125 l4 don 62 i en medelst en ventil 64 styrd hastighet.

Dà ett material fràn början ej är i gasform utan i stället i vätskeform eller fast form, kan det placeras i en sluten behållare 66, såsom angivet vid hänvisnings- numret 68. Materialet 68 upphettas då medelst ett värme- element 70 för höjning av dess ângtryck i behållaren 66. En lämplig gas, såsom argon, matas genom ett ned- doppat rör 72 in i materialet 68 för att fånga ángorna av materialet 68 och transportera àngorna genom ett filter 62' och en ventil 64' in i rörledningarna 60 och därmed in i systemet 10. Inloppskammaren 16 och utloppskammaren 18 är företrädesvis försedda med skärm- organ 74 för att begränsa plasmat i kammaren 14 och detta i princip till utrymmet mellan substraten 28 och 44.

De genom rörledningarna 60 inmatade materialen blandas i inloppskammaren 16 och matas sedan in i glim- urladdningsutrymmet 52 för upprätthållande av plasmat och avsättning av legeringen pà substraten med inför- livandet av kisel, fluor, syre och andra önskade för- ändringsämnen, såsom väte, och/eller dopmedel eller andra önskade material.

För avsättning av skikt av egenledande, amorfa kisellegeringar pumpas i drift systemet 10 först ned till ett önskat avsättningstryck, såsom mindre än 20 mtorr, före avsättningen. Utgàngsmaterialen eller reak- tionsgaserna, såsom ett icke-etsande utgångsmaterial, exempelvis silangas (SiH4) eller kiseltetrafluorid (SiF4) och molekylärt väte (H2) och/eller silan, matas in i inloppskammaren 16 via separata rörledningar 60 samt blandas sedan i inloppskammaren. Gasblandningen matas in i vakuumkammaren för upprätthållande av ett partialtryck i denna på ungefär 0,6 torr. Ett plasma alstras i utrymmet S2 mellan substraten 28 och 44 under användning av antingen en större likspänning än 1000 V eller genom en radiofrekvenseffekt på ungefär 50 W vid en frekvens på 13,56 MHz eller annan önskad frekvens. lO 457 125 Utöver de egenledande, amorfa kisellegeringarna, avsatta pà det ovan beskrivna sättet, utnyttjar donen enligt föreliggande uppfinning, såsom àskàdliggjord i de olika, längre fram beskrivna utföringsformerna, också dopade, amorfa kisellegeringar. Dessa dopade lege- ringsskikt har ledningsförmàga av P-, P+-, N- eller N+-typ samt kan bildas genom införande av ett lämpligt dopmedel i vakuumkammaren enbart tillsammans med det icke-etsande, egenledande utgàngsmaterialet, såsom silan (SiH4), eller utgángsmaterialet kiseltetrafluorid (SiF4) och/eller väte och/eller silan.

För N- eller P-dopade skikt kan materialet vara dopat med 5 - l00 ppm av dopmedelsmaterialet, då det avsättes. För N+- eller P+-dopade skikt dopas materialet med 100 ppm till över 1% av dopmedelsmaterialet, då det avsättes. N-dopmedlen kan vara fosfor, arsenik, antimon eller volfram. De N-dopade skikten avsättes företrädesvis genom glimurladdningssönderdelning av åtminstone kiseltetrafluorid (SiF4) och fosfin (PH3).

Väte och/eller silangas (SiH4) kan också tilläggas denna blandning.

P-dopmedlen kan vara bor, aluminium, gallium, indium eller tallium. De P-dopade skikten avsättes före- trädesvis genom glimurladdningssönderdelning av åtmins- tone silan och díboran (BZHB) eller kiseltetrafluorid och diboran. Väte och/eller silan kan också adderas till kiseltetrafluorid och diboran.

Donens dopade skikt avsättes vid olika temperaturer 1 omradet från zoo°c till ungefär 1ooo°c 1 beroenae av det använda materialets form och det använda subst- ratets typ. För aluminiumsubstrat bör den övre tempera- turen ej ligga över ungefär 600°C och för rostfritt stål skulle den kunna ligga över ungefär l000°C. För de egenledande och dopade legeringarna, som fràn början kompenseras med väte, exempelvis de som avsättes från utgángsmaterialet silangas, bör substrattemperaturen vara lägre än ungefär 400oC och företrädesvis ungefär 3oo°c. d 457 125 16 Andra material och legeringsämnen kan adderas till de egenledande och dopade skikten för uppnâende av opti- mal strömalstring. Dessa andra material och ämnen kommer att beskrivas längre fram i samband med de olika don- konfigurationer enligt föreliggande uppfinning som är àskâdliggjorda i fig 3 och S-7.

Big 3, vartill nu hänvisas, åskådliggör 1 tvärsnitt ett PIN-don, som är uppbyggt enligt en första utförings- form av föreliggande uppfinning. Donet 80 innefattar ett substrat 82, som kan vara glas eller en böjlig, av rostfritt stàl eller aluminium bildad bana. Substra- tet 82 har önskad bredd och längd samt är företrädesvis 76,2 um tjockt. På substratet är ett isolerande skikt 84 avsatt medelst ett konventionellt förfarande, såsom kemisk avsättning, avsättning från àngfasen eller eloxe- ring i fallet med ett aluminiumsubstrat. Skiktet 84, som exempelvis är ungefär 127 um tjockt, kan vara gjort av en metalloxid. För ett aluminiumsubstrat är aluminium- oxid (AIZO3) föredraget och för ett substrat av rost- fritt stål kan det vara kiseldioxid (S102) eller annat lämpligt glas.

En elektrod 86 är avsatt i ett eller flera skikt på skiktet 84 för bildande av en baselektrod för cellen 80. Elektrodens 86 skikt är avsatt eller avsatta genom avsättning från ángfasen, vilket är en relativt snabb avsättningsprocess. Elektrodskikten är företrädesvis reflekterande metallelektroder av silver, molybden, aluminium, krom, koppar eller rostfritt stål för en solcell i ett fotccellsdon. Den reflekterande elektroden är att föredraga, eftersom i en solcell icke-absorberat ljus, som passerar genom donet, reflekteras från elektrod- skikten 86 för förnyad passage genom donet, som då absor- berar mer av ljusenergin för ökning av donets verknings- grad.

Substratet 82 placeras sedan i glimurladdningsav- sättningsmiljön. Ett första dopat, amorft kisellegerings- skikt 88 avsättes på substratet. Såsom visat innefattar skiktet 88 ett P+-område 88a och ett P-område 88b. 457 125 17 P+-omrâdet är så tunt som möjligt eller av storleks- ordningen 50 - 150 Å, vilket är tillräckligt för att P+-området skall göra god spärrfri kontakt med elek- troden 86. P-området 88b har en tjocklek i storleksord- ningen 50 - 500 A och tjänar till att upprätta en poten- tialgradient över donet för att underlätta uppsamlingen av fotoinducerade elektron-halpar som elektrisk ström.

P+-området 88a och P-området 88b kan avsättas fràn vil- ken som helst av de gasblandningar som tidigare omnämnts för avsättningen av sådant material.

En stomme av egenledande, amorf kisellegering 90 avsättes därnäst över det första dopade skiktet 88.

Den egenledande kroppen eller stommen 90 innefattar ett första skikt 90a invid det första dopade skiktet 80 samt ett andra skikt 90b. Det första egenledande skiktet 90a är relativt tunt, av storleksordningen 500 Å, och avsättes från ett icke-etsande utgàngsmaterlal, såsom silangas (SiH4). Det andra egenledande skiktet 90b är relativt tjockt, av storleksordningen 4500 Å, och avsättes fràn kiseltetrafluorid och väte och/eller silan. Som följd av förekomsten av det första egenle- dande skiktet frilägges den sönderdelade kiseltetra- fluoridens plasmapartiklar ej för det tidigare avsatta, dopade materialet för etsning och förnyad avsättning.

Den övergång som bildas mellan det första dopade skiktet 88 och den egenledande stommen innefattar därför ej nagot smalt område av skadligt material med hög till- stàndstäthet, potentialgradienter eller blandade faser.

Huvuddelen av den egenledande stommen innehåller emel- lertid den föredragna amorfa kisellegeringen kompenserad med fluor, där majoriteten av elektron-hálparen alstras.

Donets kortslutningsström förhöjes därmed genom de kom- binerade effekterna av den rena övergången mellan det första dopade skiktet 88 och den egenledande stommen 90 samt av att den elektron-hålalstrande delen i första hand är en amorf kisel-fluorlegering.

Pâ den egenledande stommen 90 invid det andra egen- ledande skiktet 90b avsättes ett ytterliflare, dopat 457 125 18 skikt 92, vilket har motsatt typ av ledningsförmága till det första dopade skiktet 88. Det innefattar ett område 92a med ledningsförmàga av N-typ samt ett område 92b med ledningsförmàga av N+-typ. N-omrâdet och N+-om- rådet avsättes från någon av de gasblandningar som tidi- gare omnämnts för avsättningen av sådant material.

N-området 92a avsattes till en tjocklek på 50 -S00 A.

N+-området 92b avsattes till en tjocklek på 50 - l50 A såsom ett kontaktskikt.

Ett genomsynligt, ledande oxidskikt (TCO) 94 av- sättes sedan över det ytterligare, dopade skiktet 92.

TCO-Skiktet 94 kan avsättas 1 en ángavsättningsmiljö och kan exempelvis vara indiumtennoxid (ITQ), kadmium- stanat (Cd2Sn04) eller dopad tennoxid (Sn02).

På ytan av TCO-skiktet 94 avsattes en gallerelek- trod 96, som består av en metall med god elektrisk led- ningsförmága. Gallret kan innefatta ortogonalt relate- rade ledningar av ledande material, vilka upptar endast en liten del av det metalliska områdets area, medan resten av området är frilagt för solenergi. Gallret 96 kan exempelvis uppta enbart ungefär 5-10% av hela arean för det metalliska omrâdet 152. Gallerelektroden 96 samlar likformigt upp ström från TCO-skiktet 94 för säkerställande av en god låg serieresistans för donet.

För att fullständiga donet 80 anbringas ett anti- reflexskikt (AR) 98 över gallerelektroden 96 och TCO- skiktets 94 områden mellan gallerelektrodomràdena. AR- skiktet 98 har en solstràlningsinfallsyta 100, vilken träffas av solstrålningen. AR-skiktet 98 kan exempelvis ha en tjocklek av samma storleksordning som våglängden för punkten för maximal energi i solstrålningsspektrumet dividerad med fyra gånger brytningsindexet för anti- reflexskiktet 98. Ett lämpligt AR-skikt 98 skulle vara zirkoniumoxid med en tjocklek pà ungefär 500 Å vid ett brytningsindex pá 2,1.

Donets kortslutningsström förhöjes också på grund av att de första och andra egenledande skikten 90a och 90b har olika bandgap. Bandgapet för skiktet 90a, som 457 125 19 är en amorf kisel-vätelegering, är ungefär 1,6 - 1,7 eV, medan bandgapet för skiktet 90b, som är en amorf kisel- fluorlegering, är ungefär 1,7 - 1,8 eV. Det andra egen- ledande skiktets 90b bandgap är således större än det första egenledande skiktets 90a bandgap. Detta medger ett effektivare utnyttjande av den infallande solenergin för alstring och uppsamling av elektron-hàlpar.

De egenledande skiktens 90a och 90b bandgap kan justeras för särskilda fotokänslighetsegenskaper.

Exempelvis kan ett eller flera bandgapsreducerande äm- nen, sâsom germanium, tenn eller bly, inbegripas i det första egenledande skiktet 90a för att reducera dettas bandgap (se exempelvis US patentskriften 4 342 044).

Detta kan exempelvis åstadkommas genom införande av germangas (GeH4) i gasblandningen, fràn vilken skiktet 90a avsättes. Ett eller flera bandgapsökande ämnen, såsom kväve eller kol, kan också inbegripas i det andra egenledande skiktet 90b för att öka dettas bandgap.

Detta kan exempelvis åstadkommas genom införande av ammoniakgas (NH3) eller metangas (CH4) i gasblandningen, från vilken skíktet 90b avsättes.

För att helt dra fördel av de nya och förbättrade donen enligt föreliggande uppfinning är det högst önsk- värt att tjocklekarna av de första och andra egenledande skikten 90a och 90b justeras pá sådant sätt, att de svarar mot respektive spänningsfall vid deras gränsyta.

Detta kan bäst visas med hänvisning till fig 4, som àskàdliggör potentialprofilen för den amorfa kisel- vätelegeringen och den amorfa kisel-fluor-vätelegeringen i dess av den Schottky-barriär 102 skapade rymdladd- ningsomràde.

Den amorfa kisel-vätelegeringens utarmningsbredd representeras av Wl och den amorfa kisel-fluorlegering- ens utarmningsbredd representeras av W2. Det påpekas, 457 125 att för en tjocklek dl på det första egenledande a-Si:H- legeringsskiktet det resulterande potentialfallet repre- senteras av en punkt 104. Den lämpliga tjockleken av det andra egenledande a-Si:F-legeringsskiktet är bestämd av skärningen av a-Si:F-potentialprofilen med det av punkten l04 bestämda potentialfallet. Detta resulterar i en punkt 106. Tjockleken av det egenledande a-Si:F- legeringsskiktet mäste vara tillräckligt för att sträcka sig från punkten 106 till änden av dess utarmningsbredd.

Tjockleken av det andra egenledande skiktet mäste så- ledes vara d2 för att passa till det första egenledande legeringsskiktets potentialfall.

I fig 5, vartill nu hänvisas, visas ett annat don 110 enligt föreliggande uppfinning. Donet 110 är likar- tat donet i fig 3 med undantag för en annan substrat- konfiguration samt omkastning av skikten av P- och N-typ.

Donets ll0 substrat 112 kan exempelvis vara glas eller rostfritt stål samt är belagt med ett reflekterande skikt 114. Det reflekterande skiktet 114 kan avsättas med någon av de för ett sådant skikt tidigare omnämnda förfarandena och kan exempelvis bildas av silver, alu- minium eller koppar.

Pa det reflekterande skiktet 114 avsattes ett första dopat skikt 116, vilket har ledningsförmága av N+-typ, såsom visat. N+-skiktet 116 kan innefatta ett bandgapsökande ämne, såsom kväve eller kol, för bildande av ett N+-skikt med brett bandgap.

En egenledande stomme 118 är avsatt pà N+-skiktet ll6 och innefattar i likhet med den egenledande stommen 90 i donet 80 ett första amorft, egenledande Si:H- legeringsskikt ll8a, som är bildat av ett icke-etsande utgängsmaterial, såsom silan, samt ett andra amorft, egenledande legeringsskikt ll8b, vars sammansättning är en annan än det första skiktets ll8a, Det andra egen- ledande skiktet ll8b är företrädesvis en amorf kisel- fluorlegering med sådan tjocklek, att skiktets ll8b potentialfall passar till skiktets l18a potentialfall. 457 125 21 På den egenledande stommen 118 är ett ytterligare, dopat skikt 120 avsatt, vilket har motsatt typ av led- ningsförmàga till det första dopade skiktet 116. Det ytterligare, dopade skiktet 120 har således lednings- förmàga av P+-typ och är företrädesvis ett P--skikt med brett bandgap, vilket skikt innefattar kol och/eller kväve.

Donet fullständigas genom bildandet av ett TCO- skikt 122 över P+-skiktet 120, en gallerelektrod 124 på TCO-skiktet 122 samt ett antireflexskikt 126. Dessa åtgärder kan utföras på samma sätt som beskrivits för donet 80 i fig 3.

Liksom fallet var i den föregående utföringsformen kan bandgapen för det ena eller båda av de egenledande skikten ll8a och l18b justeras för en särskild foto- känslighetskarakteristik genom införlivandet av band- gapsökande eller -minskande ämnen i skikten. P+-skiktet 120 och N+-skiktet 116 kan också kastas om, så att P+-skiktet befinner sig invid substratet och N+-skiktet befinner sig invid det andra egenledande skiktet 1l8b.

Som ett ytterligare alternativ kan den egenledande stommens llB bandgap vara graderat pà sådant sätt, att det gradvis ökar fràn gränsytan mellan det första dopade skiktet 116 och det första egenledande skiktet ll8a till det ytterligare, dopade skiktet 120. Då de första och andra egenledande skiktet ll8a och 1l8b avsättes kan exempelvis ett eller flera bandgapsminskande ämnen, såsom germanium, tenn eller bly, införlivas i legeringarna i gradvis minskande koncentrationer. Germangas (GeH4) kan exempelvis införas i glimurladdningsavsättningskammaren från en i bör- jan relativt hög koncentration med en gradvis minskning i det följande under avsättningen av de egenledande skikten fram till en punkt där denna införing avslutas.

Den resulterande egenledande stommen kommer därmed att 457 125 22 ha ett bandgapsminskande ämne, såsom germanium, i sig i gradvis avtagande koncentrationer från gränsytan mot det första egenledande skiktet 1l8a och det första do- pade skiktet ll6 mot det ytterligare, dopade skiktet 120.

Fig 6, vartill nu hänvisas, visar att vilket som helst antal egenledande skikt kan utnyttjas för bildande av den egenledande stommen. Ett don 130 innefattar här et substrat 132, som är bildat av en metall med god ledningsförmåga, såsom rostfritt stål. På substratet är ett P+-skikt l34 avsatt. En egenledande stomme 136 är bilaaa på P*-skixter 134, och ett N*-skikt 138 är avsatt på den egenledande stommen, Donet är färdigställt genom bildandet av ett TCO-skikt 140, ett elektrodgaller 142 och ett antireflexskikt 144.' Den egenledande stommen 136 innefattar tre egen- ledande, amorfa kisellegeringsskikt l36a, l36b och l36c.

Det första egenledande skiktet 136 är avsatt från ett icke-etsande utgångsmaterial, såsom silan, för bildande av en a-Si:H-legering. Det andra egenledande skiktet l36b och det tredje egenledande skiktet l36c är före- trädesvis a-Si:F-legeringar. Tjocklekarna av de egen- ledande skikten l36a, l36b och l36c är företrädesvis så valda, att skiktets l36b potentialfall passar till skiktets l36a pctentialfall och att skiktets l36c po- tentialfall passar till skiktets l36b potentialfall.

Detta val kan utföras på det sätt som beskrivits i sam- band med potentialprofilerna i fig 4.

De tre egenledande skiktens bandgap kan justeras på ett sådant sätt som tidigare beskrivits. Med en strål- ningsenergiinfallsyta 146 hos donet 130 kan det tredje skiktets l36c bandgap ökas exempelvis genom införli- vandet av kväve eller kol i skiktet l36c. Det andra egenledande skiktets l36b bandgap kan vara antingen dess egenledande bandgap på ungefär 1,9 eV eller ett något minskat bandgap genom inbegripandet av germanium, tenn eller bly. Det första egenledande skiktets l36a bandgap kan minskas i större utsträckning genom inför- 457 125 23 livandet i större procentuella andelar av ett eller flera bandgapsreducerande ämnen, sásom germanium, tenn eller bly.

I fig 7, vartill nu hänvisas, visas ett flercells- don 150 i tvärsnittsvy, vilket don är anordnat i tandem- konfiguration. Donet 150 innefattar två enkelcellsen- heter 152 och 154, vilka är anordnade 1 serieförhállande och realiserar föreliggande uppfinning. Det inses att fler enkelcellsenheter än tvâ kan utnyttjas.

Donet 150 innefattar ett substrat 156, som är bil- dat av en metall med god elektrisk ledningsförmága, såsom exempelvis rostfritt stål eller aluminium. Den första cellenheten 152 innefattar ett första dopat amorft P+-kisellegeringsskikt 152, som är avsatt på substratet 156. P+-skiktet kan avsättas från vilket som helst av de tidigare nämnda utgángsmaterialen för avsättning av detta material.

På D+-skiktet är en första egenledande, amorf kisel- legeringsstomme 160 avsatt. Den första, egenledande legeringsstommen 160 innefattar i enlighet med före- liggande uppfinning ett första egenledande skikt l60a och ett andra egenledande skikt l60b. Det första egen- ledande skiktet l60a är avsatt från ett icke-etsande utgàngsmaterial, såsom silan. Det andra egenledande skiktet l60b är avsatt från ett annat utgángsmaterial och är företrädesvis en amorf kisel-fluorlegering. Det andra skiktets l60b tjocklek är företrädesvis vald för anpassning av skiktets l60b spänningsfall till skiktets l60a spänningsfall.

Pà det andra egenledande skiktet l60b är ett ytterligare, dopat, amorft kisellegeringsskikt 162 avsatt. Det har motsatt typ av ledningsförmàga relativt ledningsförmàgan hos det första dopade skiktet 158 och är därmed ett Nflskikt.

Den andra enhetscellen 154 är väsentligen identisk och innefattar ett första dopat P*-skikt 164, en egen- ledande stomme 166, innefattande ett första.egenledande skikt l66a och ett andra egenledande skikt l66b, vilkas 457 125 24 potentialfall är anpassade till varandra, samt ett ytter- ligare, dopat N+-skikt l68. Donet 150 är fullständigat medelst ett TCO-skikt 170, en gallerelektrod 172 och ett antireflexskikt 174.

Liksom i fallet med det tidigare beskrivna donet kan typen av ledningsförmàga hos de olika dopade skikten kastas om. Det dopade skiktet 168 kan också vara ett dopat skikt med brett bandgap till följd av införing av ett eller flera bandgapsökande ämnen, såsom kväve eller kol, på ett tidigare beskrivet sätt.

De egenledande skiktens bandgap justeras företrä- desvis pà sådant sätt, att skiktets l66b bandgap är större än skiktets l66a bandgap, att skiktets l66a band- gap är större än skiktets l60b bandgap och att skiktets l60b bandgap är större än skiktets l60a bandgap. För det ändamålet kan den legering som bildar skiktet l66b innefatta ett eller flera bandgapsökande ämnen, såsom kväve och kol. Den legering som bildar skiktet 166a kan också i lägre koncentration innefatta ett eller flera bandgapsökande ämnen. De egenledande legeringar som bildar de egenledande skikten l60b och l60a kan innefatta ett eller flera bandgapsminskande ämnen, såsom germanium, tenn och bly. Koncentrationen av det eller de bandgapsminskande ämnena i den legering som bildar skiktet l60a är större än koncentrationen av dessa ämnen i skiktets l60b legering. Vid justering av bandgapen för ae egeniaaanae skikten 1661:, lasa, isob och isoa i den nämnda ordningen kan det naturligtvis vara önsk- värt att ett av de egenledande legeringsskikten i donets mitt ej justeras, i detta fall skiktet l60b eller l66a.

Det framgår av figuren, att varje andra egenledande skikt i varje enhetscell är tjockare än det motsvarande första egenledande skiktet för att potentialfallsan- passning skall uppnås. Det kan också noteras, att båda de första och andra egenledande skikten i cellenheten 154 är tunnare än de motsvarande första och andra egen- ledande skikten i cellenheten 152. Detta medger utnytt- 457 125 jande av hela det användbara solenergispektrumet för alstring av elektron-hälpar.

Ehuru ett tandemcellsutförande har visat och be- skrivits här, kan enhetscellerna också vara isolerade från varandra av exempelvis oxidskikt för bildande av en staplad multipelcell. Varje cell skulle kunna inne- fatta ett par uppsamlingselektroder för underlättande av seriekopplingen av cellerna med yttre ledningsdrag- ning.

Såsom ett ytterligare alternativ och såsom nämnt i samband med de tidigare beskrivna enkelcellerna kan en eller flera av de egenledande stommarna i enhets- cellerna innefatta legeringar med graderade bandgap.

Vilken eller vilka som helst av de bandgapsökande eller -minskande ämnena, vilka tidigare nämnts, kan vara in- begripna i de egenledande legeringarna för detta ändamål.

För varje här beskriven utföringsform av uppfin- ningen kan de andra legeringsskikten än de egenledande legeringsskikten vara andra skikt än amorfa skikt, såsom polykristallina skikt (med termen "amorf" avses en lege- ring eller ett material, vilket saknar fjärrordning, fastän det kan ha närordning eller mellanordning eller ibland t o m innehålla vissa kristallina inneslutningar).

Modifieringar och variationer av föreliggande upp- finning är möjliga i ljuset av ovan lämnade kunskap.

Claims (12)

457 125 10 15 20 25 30 35 26 PATENTKRAV

1. l. Fotocellsdon, vilket är bildat av flera skikt av på ett substrat avsatta halvledarlegeringar, ger ökad kortslutningsström samt innefattar ett första dopat avsatt på substratet, en stomme halvledarlegering, avsatt på ett ytterligare, dopat halv- är avsatt på den egenledande typ av ledningsförmàga 1 för- halvledarlegeringsskikt, av en egenledande, amorf det dopade skiktet, samt ledarlegeringsskikt, som stommen samt har motsatt hållande till det förstnämnda, dopade amorfa halvle- darlegeringsskiktet, k ä n n e t e c k n a t därav, att den egenledande stommen (90, 118, 136, 160, 166) innefattar ett första skikt (90a, ll8a, l36a, 160a, l66a) invid det dopade skiktet, vilket första skikt är bildat genom avsättning av ett icke-etsande utgångs- material, samt ett andra egenledande skikt (90b, 1l8b, l36b, 160b, 166b) av annan sammansättning än det första skiktet.

2. Don enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k - n a t därav, att vart och ett av de första (90a, ll8a, l36a, l60a, l66a) och andra (90b, 1l8b, l36b, l60b, 166b) egenledande legeringsskikten har ett bandgap samt att det andra egenledande legeringsskiktets bandgap skiljer sig från det första egenledande legeringsskik- tets bandgap.

3. , Don enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k - n a t därav, att det andra egenledande legeringsskik~ tets (90b, l18b, l36b, l60b, l66b) bandgap är större än det första egenledande legeringsskiktets (90a, ll8a, l36a, l60a, 166a) bandgap.

4. Don enligt något av patentkraven l-3, k ä n - n e t e c k n a t därav, att åtminstone ett av de dopade halvledarlegeringsskjkten (88, 92, 116, 120, 134, 138, 158, 162, 164, 168) är polykristallint.

5. Don enligt 'något av patentkraven l-3,' k ä n - n e t e c k n a t därav, att de dopade halvledarskikten 10 15 20 25 30 35 457 125 27 (88, 92, 116, 120, 134, 138, 158, 162, 164, 168) är amorfa.

6. Don enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k - n a t därav, att den egenledande amorfa legeringsstom- men (90, 118, 136, 160, 166) har ett bandgap, som varierar från gränsytan mellan det första dopade lege- ringsskiktet (88, 116, 134, 158, 164) och det första egenledande legeringsskiktet (90a, 118a, 136a, l60a, 166a) till det ytterligare, dopade legeringsskiktet (92, 120, 138, 160, 166).

7. Don enligt patentkravet 6, k ä n n e t e c k - n a t därav, att bandgapet ökar från gränsytan mellan det första dopade legeringsskiktet (88, 116, 134, 158, 164) och det första egenledande legeringsskiktet (90a, l18a, 136a, l60a, 166a) till det ytterligare, dopade legeringsskiktet (92, 120, 138, 162, 168).

8. Don enligt patentkravet 5, k ä n n e t e c k - n a t därav, att de dopade (88, 92, 116, 120, 134, 138, 158, 162, 164, 168) och egenledande amorfa lege- ringsskikten (90a, 90b, 118a, ll8b, 136a, 136b, l60a, l60b, l66a, 166b) innefattar åtminstone kisel,

9. Don enligt patentkravet 8, k ä n n e t e c k - n a t därav, att det andra egenledande, amorfa kisel- legeringsskiktet (90b, 1l8b, 136b, 160b, 166b) inne- fattar åtminstone ett tillståndstäthetsreducerande ämne, vilket är fluor.

10. Don enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k - n a t därav, att det andra egenledande skiktet (90b, 118b, 136b, 160b, 166b) har en förutbestämd tjocklek för anpassning till det första egenledande skiktets (90a, 118a, l36a, l60a, 166a) potentialfall.

11. ll. Don enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k - n a t därav, att det första egenledande skiktet (90a, l18a, l36a, l60a, 166a) är relativt tunt i jämförelse med tjockleken av det andra egenledande skiktet (90b, 118b, 136b, 160b, 166b). 457 125 10 15 20 28

12. Sätt att framställa ett fotocellsdon med flera skikt av amorfa halvledarlegeringar avsatta på ett sub- strat, vilket sätt innefattar åtgärderna att avsätta ett första dopat, amorft halvledarlegeringsskikt på substratet, att avsätta en stomme av ett egenledande, amorft halvledarlegeringsskikt på det första dopade skiktet samt att avsätta ett ytterligare, dopat, amorft halvledarlegeringsskikt på det egenledande skiktet från ett dopningsmedelsutgàngsmaterial, som ger det ytter- ligare, dopade skiktet motsatt typ av ledningsförmàga i förhållande till det första dopade amorfa halvledar- legeringsskiktet, k ä n n e t e c k n a t därav, att åtgärden att avsätta det egenledande skiktet innefattar avsättning av ett första egenledande amorft halvledar- legeringsskikt på det dopade skiktet från ett icke- etsande utgàngsmaterial samt avsättning av ett andra egenledande, amorft halvledarlegeringsskikt pà det första egenledande skiktet från ett utgángsmaterial med annan sammansättning än det icke-etsande utgångs- materialet.