SE455554B - FOTOSPENNINGSDON - Google Patents

FOTOSPENNINGSDON

Info

Publication number
SE455554B
SE455554B SE8105277A SE8105277A SE455554B SE 455554 B SE455554 B SE 455554B SE 8105277 A SE8105277 A SE 8105277A SE 8105277 A SE8105277 A SE 8105277A SE 455554 B SE455554 B SE 455554B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
alloy
amorphous
hydrogen
fluorine
deposition
Prior art date
Application number
SE8105277A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE8105277L (en
Inventor
S R Ovshinsky
D Adler
Original Assignee
Energy Conversion Devices Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US06/185,520 external-priority patent/US4342044A/en
Application filed by Energy Conversion Devices Inc filed Critical Energy Conversion Devices Inc
Publication of SE8105277L publication Critical patent/SE8105277L/en
Publication of SE455554B publication Critical patent/SE455554B/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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 method of coating
    • C23C16/455Chemical 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 method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523Pulsed gas flow or change of composition over time
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/04Semiconductor 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/0021Reactive sputtering or evaporation
    • C23C14/0026Activation or excitation of reactive gases outside the coating chamber
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24Vacuum evaporation
    • C23C14/32Vacuum evaporation by explosion; by evaporation and subsequent ionisation of the vapours, e.g. ion-plating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22Chemical 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/16Semiconductor 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 Table
    • H01L29/1604Amorphous materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/04Semiconductor 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
    • H01L31/06Semiconductor 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 potential barriers
    • H01L31/065Semiconductor 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 potential barriers the potential barriers being only of the graded gap type
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/20Processes 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
    • H01L31/202Processes 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 Table
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/20Processes 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
    • H01L31/202Processes 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 Table
    • H01L31/204Processes 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 Table including AIVBIV alloys, e.g. SiGe, SiC
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547Monocrystalline silicon PV cells
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)
  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Description

455 554 2 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. By culturing individual monocrystals in silicon or germanium and by doping these single crystals with extremely small and critical amounts of dopant, when PN transitions are required.

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 ener- gimängden för att framställa en solcell i denna process, den begränsning som förorsakas av kiselkristallens stor- leksbegränsningar samt nödvändigheten av att skära till och sammansätta ett sådant kristallint material har samtliga resulterat i ett omöjligt ekonomiskt hinder mot storskalig användning av kristallina halvledarsol- celler för energiomvandling. Kristallint kisel har vida- re en indirekt optisk kant, som resulterar i dålig ljus- absorption i materialet. På grund av den dåliga ljusab- sorptionen måste kristallina solceller vara åtminstone 50 um tjocka för att absorbera det infallande solljuset. Även om enkristallmaterialet ersättes av polykristallint kisel med billigare framställningsprocesser, kvarstår fortfarande den indirekta optiska kanten, varför mate- rialtjockleken ej reduceras. Det polykristallina mate- rialet inbegriper även tillförandet av korngränser samt andra problematiska defekter.These crystal culture processes yield such relatively small crystals that solar cells require the composition of many single crystals to cover the desired area for only a single solar cell panel. The amount of energy required to produce a solar cell in this process, the limitation caused by the size limitations of the silicon crystal, and the necessity of cutting and assembling such a crystalline material have all resulted in an impossible economic obstacle to the large-scale use of crystalline semiconductor crystals. cells for energy conversion. Crystalline silicon also has an indirect optical edge, which results in poor light absorption in the material. Due to the poor light absorption, crystalline solar cells must be at least 50 μm thick to absorb the incident sunlight. Even if the single crystal material is replaced by polycrystalline silicon with cheaper manufacturing processes, the indirect optical edge still remains, so the material thickness is not reduced. The polycrystalline material also includes the addition of grain boundaries and other problematic defects.

En ytterligare nackdel med det kristallina mate- rialet för soltillämpningar är den att kristallint ki- sels bandgap på ungefär l,l eV i sig ligger under det optimala bandgapet på ungefär 1,5 eV. Ehuru en inbland- ning av germanium är möjlig, gör denna bandgapet sma- lare, vilket ytterligare minskar solljusomvandlings- verkningsgraden. ' Q Kristallina kiseldon har sammanfattningsvis fasta parametrar, vilka ej är variabla på önskat sätt, kräver stora materialmängder, endast kan framställas med rela- 455 554 3 tivt små areor samt är dyrbara och tidskrävande att framställa. På amorft kisel baserade don kan eliminera dessa nackdelar hos kristallint kisel. Amorft kisel har en optisk absorptionskant med egenskaper, som lik- nar de för en halvledare med direkt gap, och enbart en materialtjocklek pà l um eller mindre är nödvändig för absorbering av samma solljusmängd som kristallint kisel med en tjocklek pà 50 um. Amorft kisel kan vida- re tillverkas snabbare, enklare och med större areor än vad kristallint kisel kan.A further disadvantage of the crystalline material for solar applications is that the band gap of crystalline silicon of approximately 1.1 eV itself is below the optimal band gap of approximately 1.5 eV. Although a mixture of germanium is possible, this narrows the band gap, which further reduces the sunlight conversion efficiency. In summary, crystalline silicon devices have fixed parameters which are not variable in the desired manner, require large amounts of material, can only be produced with relatively small areas and are expensive and time-consuming to produce. Amorphous silicon-based devices can eliminate these disadvantages of crystalline silicon. Amorphous silicon has an optical absorption edge with properties similar to those of a semiconductor with a direct gap, and only a material thickness of 1 μm or less is necessary for absorbing the same amount of sunlight as crystalline silicon with a thickness of 50 μm. Furthermore, amorphous silicon can be produced faster, easier and with larger areas than crystalline silicon can.

Avsevärda ansträngningar har följaktligen gjorts för att utveckla processer för att enkelt avsätta amor- fa halvledarlegeringar eller filmer, som vardera enligt önskan kan omfatta relativt stora areor, enbart begrän- sat 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-övergàngs- don, vilka är ekvivalenta med de som framställes genom deras kristallina motsvarigheter. Under manga år var detta arbete i huvudsak utan resultat. Amorfa kisel- 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 tillstànd 1 deras energigap. Före- komsten av hög täthet av lokala tillstànd i energigapet för amorfa kiselhalvledarfilmer resulterar i làggradig fotoledningsförmàga samt kort livslängd för laddnings- bärare, vilket gör dessa filmer olämpliga för fotokåns- liga tilllämpningar. Dessa filmer kan dessutom ej fram- gàngsrikt dopas eller pà annat sätt modifieras för för- skjutning av Fermi-nivå nära intill lednings- eller valensbanden, vilket gör dem olämpliga för framställning av PN-övergångar för solcells- samt strömreglerdóns- tillämpningar.Consequently, considerable efforts have been made to develop processes for easily depositing amorphous semiconductor alloys or films, each of which may, if desired, comprise relatively large areas, limited only by the size of the deposition equipment, and which could be easily doped to form material of P-type and N-type, when production is to take place of PN junctions, which are equivalent to those produced by their crystalline counterparts. For many years this work was largely without result. Amorphous silicon or germanium films (Group IV) are normally quadrupled and were found to have microscopic cavities and "dangling" bonds as well as other defects, which give high density of local states 1 their energy gap.The occurrence of high density of local states in the energy gap for Amorphous silicon semiconductor films result in low-grade photoconductivity and short charge life for charge carriers, making these films unsuitable for photovoltaic applications, and these films can not be successfully doped or otherwise modified to displace Fermi levels close to or valence bands, making them unsuitable for the fabrication of PN junctions for solar cell and current control applications.

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 Laboratory 455 554, 4 of Physics, University of Dundee, Dundee, Skottland, visst arbete beträffande "Substitutional Doping of Amor- phous Silicon", såsom rapporterats i en artikel, publi- cerad i Solid State Communications, Vol. 17, sid ll93- -ll96, 1975, i syfte att reducera de lokala tillstånden i energigapet i amorft kisel eller germanium för att få dessa att närmare efterlikna egenledande, kristallint kisel eller germanium samt att på substituerande sätt dopa de amorfa materialen med lämpliga, klassiska dop- medel, sàsom vid dopning av kristallina material, för att-göra dem störledande samt ledande av P- eller N-typ.In an attempt to minimize the above-mentioned problems associated with amorphous silicon and germanium, W.E. Spear and P.G. Le Comber at Carnegie Laboratory 455 554, 4 of Physics, University of Dundee, Dundee, Scotland, some work on "Substitutional Doping of Amorphous Silicon", as reported in an article published in Solid State Communications, Vol. 17, pp. Ll93- -ll96, 1975, in order to reduce the local conditions in the energy gap in amorphous silicon or germanium in order to make them more closely mimic self-conducting, crystalline silicon or germanium and to substitute the amorphous materials with suitable, classical dopants, as in the doping of crystalline materials, to make them conductive and P- or N-type conductive.

Reduceringen av de lokala tillstànden ástadkoms genom glimurladdningsavsättning av amorfa kiselfilmer, varvid en silangas (SiH4) fördes genom ett reaktions- rör, där gasen sönderdelades genom en radiofrekvent glimurladdning samt avsattes pá ett substrat vid en substrattemperatur på ungefär 500-GOOOK (227-327°C).The reduction of the local conditions was accomplished by glow discharge deposition of amorphous silicon films, passing a silane gas (SiH 4) through a reaction tube, where the gas was decomposed by a radio frequency glow discharge and deposited on a substrate at a substrate temperature of about 500 ° C (227-327 ° C). C).

Det pà substratet så avsatta materialet var ett eget- ledande amorft material, bestående av kisel och väte.The material deposited on the substrate was a self-conducting amorphous material, consisting of silicon and hydrogen.

För àstadkommande av ett dopat amorft material blanda- des en fosfingas (PH3) för ledningsförmàga av N-typ eller en diborangas (BZHG) för ledningsförmàga av P-typ i förväg med silangasen samt fördes genom glimurladd- ningsreaktionsröret under samma driftsförhàllanden.To produce a doped amorphous material, a phosphorus gas (PH3) for N-type conductivity or a diborane gas (BZHG) for P-type conductivity were mixed in advance with the silane gas and passed through the glow discharge reaction tube under the same operating conditions.

Gaskoncentrationen av de använda dopmedlen låg mellan ungefär 5xlO'6 och 10-2 volymdelar. Det så avsatta ma- terialet innefattade troligen substituerande fosfor- eller bordopmedel och visades vara störledande samt ledande av en N- eller P-typ.The gas concentration of the dopants used was between about 5x10 6 and 10-2 parts by volume. The material thus deposited probably contained substituting phosphorus or table tops and was shown to be an interfering conductor and an N- or P-type conductor.

Ehuru dessa forskare ej kände till det är det nu genom andras arbete känt att vätet i silanet vid en optimal temperatur kombinerar med många av de "dinglan- de" bindningarna i kislet under glimurladdningsavsätt- ningen för att väsentligt minska tätheten av de lokala tillstánden i energigapet i syfte att bringa det amor- 455 554 fa materialets elektroniska egenskaper att närmare appro- ximera egenskaperna hos motsvarande kristallina mate- rial.Although these researchers did not know it, it is now known through the work of others that the hydrogen in the silane at an optimal temperature combines with many of the "dangling" bonds in the silicon during the glow discharge deposition to significantly reduce the density of local conditions in the energy gap. in order to bring the electronic properties of the amorphous material closer to the properties of the corresponding crystalline material.

D.I. Jones, W.E. Spear, P.G. Le Comber, S. Li och R. Martins arbetade också med framställning av a-Ge:H ur GeH4 under användning av likartade avsättningstek- niker. Det erhållna materialet vittnade om en hög tät- het av lokala tillstànd i materialets energigap. Ehuru materialet kunde dopas, var verkningsgraden väsentligt minskad i förhållande till den som kunde uppnås med a-Si:H. I detta arbete, rapporterat i Philsophical Maga- zine B, V01. 39, sid 147 (1979) drar författarna den slutsatsen att pà grund av den stora tätheten av gap- tillstànd det erhållna materialet är ".... a less attrac- tive material than a-Si for doping experiments and pos- sible applications".D.I. Jones, W.E. Spear, P.G. Le Comber, S. Li and R. Martins also worked on the production of a-Ge: H from GeH4 using similar deposition techniques. The material obtained testified to a high density of local conditions in the material's energy gap. Although the material could be doped, the efficiency was significantly reduced relative to that which could be achieved with a-Si: H. In this work, reported in Philsophical Magazine B, V01. 39, p. 147 (1979), the authors conclude that due to the high density of gap condition the material obtained is ".... a less attractive material than a-Si for doping experiments and possible applications". .

Vid arbete med ett likartat sätt för glimurladd- ningstillverkade amorfa kiselsolceller under utnyttjande av silan försökte D.E. Carlson att utnyttja germanium i cellerna för att dra samman det optiska gapet mot det optimala solcellsvärdet pá ungefär 1,5 eV i hans bästa, tillverkade solcellsmaterial, som har ett“band- gap pà 1,65 - 1,70 ev. (D.E. Carlson, Journal of Non Crystalline Solids,'Vol. 35 och 36 (1980), s 707-717, lämnad vid "8th International Conference on Amorphous and Liquid Semi-Conductors", Cambridge, Mass., 27-31 augusti 1979). Carlson har emellertid vidare meddelat, att tilllägget av germanium ur germangas ej var fram- gàngsrikt, eftersom det förorsakar betydande reduce- ringar i alla de fotovoltiska parametrarna för solcel- lerna. Carlson angav att försämringen av de fotovoltiska egenskaperna antyder, att defekter i energigapet skapas i de avsatta filmerna. (D.E. Carlson, Tech. Dig. 1977 IEDM, Washington, D.C., s 214).In working with a similar method for glow discharge fabricated amorphous silicon solar cells utilizing the silane, D.E. Carlson to use germanium in the cells to narrow the optical gap to the optimal solar cell value of approximately 1.5 eV in his best, manufactured solar cell material, which has a “band gap of 1.65 - 1.70 ev. (DE Carlson, Journal of Non Crystalline Solids, Vol. 35 and 36 (1980), pp. 707-717, presented at the 8th International Conference on Amorphous and Liquid Semi-Conductors, Cambridge, Mass., 27-31 August 1979 ). However, Carlson has further announced that the addition of germanium from germangas was not successful, as it causes significant reductions in all the photovoltaic parameters of the solar cells. Carlson stated that the deterioration of the photovoltaic properties suggests that defects in the energy gap are created in the deposited films. (D.E. Carlson, Tech. Dig. 1977 IEDM, Washington, D.C., p 214).

I en rapport nyligen beträffande ökning av cell- verkningsgraden för flera övergångar uppvisande (stap- 455 554 6 lade) solceller av amorft kisel (a-Si:H), avsatta från silan på ovannämnda sätt, rapporterade författarna att "lglermanium har befunnits vara en skadlig förorening i a-Si:H, som sänker dess Jsc exponentiellt med ökande Ge....“ Ur sitt arbete liksom Carlsons drog de den slut- satsen, germanium och “har visat sig ha dåliga fotovoltiska egenskaper” och att således nya "fotovoltiska filmcellsmaterial måste återfinnas, vilka har spektralt fär 1 um för effektiva staplade cellkombinationer med a-Si:H“. (J.J. Hanak, Pellicane, presenterat vid 14th IEEE Photovoltaic Specia- att legeringar av amorft kisel, väte gensvar vid unge- B. Faughnan, V. Korsun och J.P, lists Conference", San Diego, California, 7-lO januari 1980).In a recent report on increasing the cell efficiency of several transitions exhibiting (stacked) solar cells of amorphous silicon (a-Si: H), deposited from the silane in the above-mentioned manner, the authors reported that "gglermanium has been found to be a harmful pollution in a-Si: H, which lowers its Jsc exponentially with increasing Ge .... "From their work like Carlsons they drew that conclusion, germanium and" have been shown to have poor photovoltaic properties "and that thus new" photovoltaic film cell materials must be found which have spectral colors of 1 μm for efficient stacked cell combinations with a-Si: H (J.J. Hanak, Pellicane, presented at the 14th IEEE Photovoltaic Specia- that alloys of amorphous silicon, hydrogen response at approx. B. Faughnan, V. Korsun and J.P, lists Conference ", San Diego, California, 7-10 January 1980).

En gradering av bandgapet hos kristallina fotovol- tiska PN-övergàngskiselsolceller föreslogs 1960 av Wolf: ”Limitations and Possibilities for Improvements of Photovoltaic Solar Energy Converters“, Proc IRE, vol 48, s 1246-1263, 1960. Vid tidpunkten för sin rap- port drog Wolf den slutsatsen att framställandet av kristallina halvledarmaterial med var tekniskt möjligt, men användningen av dem i foto- voltiska celler syntes ej vara särskilt nyttig på grund av förlusten i Voc: I den ovan omnämnda artikeln av D.E. Carlson, nal of Noncrystalline Solids", vol 35 och 36 (1980), sid 707-717 föreslog också Carlson att gradering av bandgapet i de fràn silan avsatta donen "kan förbättra graderade energigap “Jour- donens egenskaper”. Inget förslag lämnades om hur band- gapet skulle graderas över ett väsentligt område annat vilket Carlson också Inget som helst förslag än förslaget om tillägg av Ge, har rapporterat som en brist. lämnades om ökning av bandgapet. att bandgapet hos amorfa Carlson föreslog senare kiselsolceller kan graderas i en silanomgivning för àstadkommande av en potentialgradient, som Skulle hjälpa till vid uppsamlandet av fotogenererade laddningsbärare. 455 554 7 Det var emellertid ej känt hur en sådan gradering skul- le kunna åstadkommas utan tillägg av germanium till a~Si:H, vilket, såsom tidigare påpekats, Carlson insåg förorsaka betydande reducering i alla de fotovoltiska parametrarna för solcellerna. Inbegripandet av väte i ovanstående silanförfarande har inte endast begräns- ningar pà grund av det fasta förhållandet mellan väte och kisel i silan utan, vilket är mest betydelsefullt, olika Si:H-bindningskonfigurationer inför nya antibind- ningstillstànd, som kan ha skadliga följder i dessa material. Det finns därför grundläggande begränsningar i reduceringen av tätheten av lokala tillstànd i dessa material, vilka begränsningar är särskilt ofördelaktiga uttryckt 1 effektiv P- liksom N-dopning. Den resulte- rande tillstàndstätheten i silanavsatta material leder till en snäv utarmningsbredd, som i sin tur begränsar verkningsgraderna hos solceller och andra don, vilkas arbete är beroende på driften av fria laddningsbärare.A gradation of the band gap of crystalline photovoltaic PN transition silicon solar cells was proposed in 1960 by Wolf: "Limitations and Possibilities for Improvements of Photovoltaic Solar Energy Converters", Proc IRE, vol 48, pp. 1246-1263, 1960. At the time of his report Wolf concluded that the production of crystalline semiconductor materials was technically possible, but their use in photovoltaic cells did not appear to be very useful due to the loss of Voc: In the above-mentioned article by DE Carlson, nal of Noncrystalline Solids ", vol 35 and 36 (1980), pages 707-717, Carlson also suggested that grading the band gap in the silane-deposited devices" can improve graded energy gaps "Jourdonen properties". No proposal was made on how the band gap would be graded over a significant area other than what Carlson also No proposal other than the proposal for the addition of Ge, has reported as a shortcoming. was submitted on widening the band gap. that the bandgap of amorphous Carlson later suggested silicon solar cells could be graded in a silane environment to provide a potential gradient, which would assist in the collection of photogenerated charge carriers. 455 554 7 However, it was not known how such a grading could be achieved without the addition of germanium to a ~ Si: H, which, as previously pointed out, Carlson realized caused a significant reduction in all the photovoltaic parameters of the solar cells. The inclusion of hydrogen in the above silane process not only has limitations due to the fixed ratio of hydrogen to silicon in the silane but, most importantly, different Si: H bond configurations to new anti-binding states, which can have detrimental consequences therein. material. There are therefore fundamental limitations in the reduction of the density of local conditions in these materials, which limitations are particularly disadvantageous in terms of effective P- as well as N-doping. The resulting state density in silane-deposited materials leads to a narrow depletion width, which in turn limits the efficiencies of solar cells and other devices, the work of which depends on the operation of free charge carriers.

Sättet att framställa dessa material genom användandet av enbart kisel och väte resulterar också i en hög tät- het av yttillstånd, som påverkar alla ovannämnda para- metrar. Ehuru de tidigare försöken att minska materialets bandgap var framgångsrika vad gäller gapreduceringen, har de samtidigt vidare tillfört tillstànd i gapet. Ökningen av tillstand i bandgapet resulterar i en minsk- ning eller total förlust av fotoledningsförmàga och är därmed motverkande vid framställning av fotokänsliga don.The method of producing these materials by using only silicon and hydrogen also results in a high density of surface conditions, which affect all the above-mentioned parameters. Although the previous attempts to reduce the band gap of the material were successful in terms of gap reduction, they have at the same time further added condition to the gap. The increase in condition in the bandgap results in a decrease or total loss of photoconductivity and is thus counterproductive in the production of photosensitive devices.

Efter det att glimurladdningsavsättningen av kisel ur silangas utvecklades, utfördes arbete beträffande förstoftningsavsättning av amorfa kiselfilmer i atmos- fären av en blandning av argon (erfordrad av förstoft- ningsavsättningsprocessen) samt molekylärt väte för bestämning av resultaten av detta molekylära väte på egenskaperna hos den avsatta amorfa kiselfilmen. Denna forskning antydde att vätet verkade Som ett kompense- rande medel, vilket bands på sådant sätt att det min- 455 554 lO 8 skade de lokala tillstànden i energigapet. Graden, i vilken de lokala tillstånden i energigapet reducera- des vid förstoftningsavsättningsprocessen, var emeller- tid mycket mindre än den som uppnàddes genom det ovan beskrivna silanavsättningsförloppet. Defovan beskrivna P- och N-dopmedelsgaserna infördes också i förstoft- ningsförloppet för framställning av P- och N-dopade material. Dessa material hade en lägre dopningsverk- ningsgrad än de material som alstrades i glimurladd- ningsförloppet. Ingetdera förloppet framställde effek- tiva P-dopade material med tillräckligt höga acceptor- koncentrationer för framställning av kommersiella PN- eller PIN-övergàngsdon. N-dopningsverkningsgraden låg under önskvärda godtagbara kommersiella nivåer och P- -dopningen var särskilt oönskad, eftersom den minska- de bandgapets bredd och ökade antalet lokala tillstànd i bandgapet.After the glow discharge deposition of silane gas silicon gas was developed, work was performed on sputtering deposition of amorphous silicon films in the atmosphere of a mixture of argon (required by the sputtering deposition process) and molecular hydrogen to determine the results of this molecular hydrogen on the amorphous properties of the amorphous hydrogen. silicon films. This research suggested that hydrogen acted as a compensatory agent, which was bound in such a way that it reduced the local conditions in the energy gap. However, the degree to which the local conditions in the energy gap were reduced in the sputtering deposition process was much smaller than that achieved by the silane deposition process described above. The P- and N-dopant gases described by Defovan were also introduced in the sputtering process for the production of P- and N-doped materials. These materials had a lower doping efficiency than the materials generated in the glow charging process. Neither process produced efficient P-doped materials with sufficiently high acceptor concentrations for the production of commercial PN or PIN junction devices. The N-doping efficiency was below desired acceptable commercial levels and the P-doping was particularly undesirable, as it reduced the bandgap width and increased the number of local conditions in the bandgap.

Den tidigare avsättningen av amorft kisel, vilket har förändrats med väte ur silangasen i ett försök att få det att närmare efterlikna kristallint kisel och vilket har dopats på ett sätt som liknar det för dop- ning av kristallint kisel, har egenskaper, som i alla betydelsefulla avseenden är sämre än de hos dopat kri- stallint kisel. Otillräckliga dopningsverkningsgrader och ledningsförmåga uppnàddes således särskilt i mate- rialet av P-typ, och de fotovoltiska egenskaperna hos dessa kiselfilmer lämnade mycket övrigt att önska.The earlier deposition of amorphous silicon, which has been modified with hydrogen from the silane gas in an attempt to make it more closely mimic crystalline silicon and which has been doped in a manner similar to that for crystallization of crystalline silicon, has properties which in all significant respects are worse than those of doped crystalline silicon. Insufficient doping efficiencies and conductivity were thus achieved especially in the P-type material, and the photovoltaic properties of these silicon films left much to be desired.

Kraftigt förbättrade amorfa kisellegeringar med väsentligt minskade koncentrationer av lokala tillstànd i sina energigap och högkvalitativa elektroniska egenska- per har framställts genom glimurladdning, såsom fullstän- digt beskrivet i US patentskriften 4 226 898, och genom avsättning från àngfasen, såsom fullständigt beskrivet i US patentskriften 4 217 374. Såsom beskrivet i dessa patentskrifter införes fluor i den amorfa kiselhalvledaren för att väsentligt minska tätheten av lokala tillstànd i denna. Aktiverat fluor diffunderar särskilt lätt in 455 554 9 och binder vid det amorfa kislet i den amorfa stommen för att väsentligt minska tätheten av lokala defekta tillstånd däri, eftersom fluoratomernas ringa storlek gör det möjligt för dem att lätt införas i den amorfa stommen. Fluor binder vid de dinglande-bindningarna hos kislet och bildar vad som tros vara en delvis jonisk, stabil bindning med flexibla bindningsvinklar, vilket resulterar i en mer stabil och mer effektiv kompensering eller förändring än vad som bildas av väte och andra kompenserande eller förändrande medel. Fluor anses vara ett mer effektivt, kompenserande eller förändrande ämne än väte, då det utnyttjas ensamt eller tillsammans med väte, som följd av dess utomordentligt ringa storlek, höga reaktivitet, specificitet i kemisk bindning och högsta elektronegativitet. Fluor är således kvalitativt skilt från andra halogener, och betraktas därmed som en superhalogen.Significantly improved amorphous silicon alloys with significantly reduced concentrations of local states in their energy gaps and high quality electronic properties have been produced by glow charging, as fully described in U.S. Pat. No. 4,226,898, and by vapor phase deposition, as fully described in U.S. Pat. 217,374. As described in these patents, fluorine is introduced into the amorphous silicon semiconductor to substantially reduce the density of local states therein. Activated fluorine diffuses particularly readily into 455 554 9 and binds to the amorphous silicon in the amorphous body to significantly reduce the density of local defective states therein, since the small size of the fluorine atoms allows them to be easily introduced into the amorphous body. Fluorine binds to the dangling bonds of the silicon and forms what is believed to be a partially ionic, stable bond with flexible bonding angles, resulting in a more stable and more effective compensation or change than that formed by hydrogen and other compensating or altering agents. Fluorine is considered to be a more effective, compensating or altering substance than hydrogen, when used alone or in combination with hydrogen, due to its extremely small size, high reactivity, chemical bond specificity and highest electronegativity. Fluorine is thus qualitatively different from other halogens, and is thus considered a superhalogen.

Som ett exempel kan kompensering uppnås med fluor enbart eller i kombination med väte, varvid det eller dessa ämnen är tillagda i mycket små mängder (t ex bråk- delar av l atom-%). De mängder fluor och väte som det är mest önskvärt att använda är emellertid mycket större än dessa små procentsatser, så att en kisel-väte-fluor- legering bildas. Dessa legerande ämnen av fluor och väte kan exempelvis ligga i området l-5 i eller mer.As an example, compensation can be achieved with fluorine alone or in combination with hydrogen, the substance or substances being added in very small amounts (eg fractions of 1 atom%). However, the amounts of fluorine and hydrogen that are most desirable to use are much greater than these small percentages, so that a silicon-hydrogen-fluorine alloy is formed. These alloying substances of fluorine and hydrogen may, for example, be in the range 1-5 or more.

Det är troligt att den nya legering som bildas på detta sätt har en lägre täthet av defekta tillstånd i energi- gapet än vad som uppnås genom blott och bart neutrali- sering av dinglande bindningar och liknande defekta tillstànd. Dessa större mängder av speciellt fluor tros bidraga väsentligt till en ny strukturell konfiguration av ett amorft, kisel innehållande material samt under- lättar tillägget av andra legerande material, såsom germanium. Utöver sina andra här nämnda egenskaper tros fluor organisera den lokala strukturen i den kisel inne- hållande legeringen genom induktiva och joniska effek- ter. Det är troligt att fluor också påverkar vätebind- 455 554 ningen genom att pà ett gynnsamt sätt verka för att minska tätheten av defekta tillstànd, som väte bidrar med samtidigt som det verkar som ett tillstándstäthets- reducerande ämne. Den joniska roll som fluor spelar i en sådan legering tros vara en betydelsefull faktor uttryckt i förhållandet till närmsta granne.It is probable that the new alloy formed in this way has a lower density of defective states in the energy gap than is achieved by simply neutralizing dangling bonds and similar defective states. These larger amounts of fluorine in particular are believed to contribute significantly to a new structural configuration of an amorphous, silicon-containing material and facilitate the addition of other alloying materials, such as germanium. In addition to its other properties mentioned here, fluorine is believed to organize the local structure of the silicon containing the alloy through inductive and ionic effects. It is probable that fluorine also affects hydrogen bonding by acting in a beneficial way to reduce the density of defective states, which hydrogen contributes to while acting as a state density reducing substance. The ionic role that fluorine plays in such an alloy is believed to be a significant factor expressed in relation to the nearest neighbor.

Ett förbättrat spektralt gensvar hos amorfa fotokäns- liga kiseldon samt förbättrad uppsamling av fotogenerera- de laddningsbärare däri åstadkommas i överensstämelse med föreliggande uppfinning genom tillägg av ett eller flera bandgapsjusterande ämnen i kontinuerligt varieran- de mängder till en amorf, fotokänslig legering åtminstone i en eller flera delar av dess fotoströmsalstrande omrâde för gradering av bandgapsbredden för särskilda tillämp- ningar utan väsentlig ökning av de skadliga tillstànden i gapet. Materialets högkvalitativa elektroniska egen- skaper påverkas således ej vid bildande av legeringen med graderat bandgap.An improved spectral response of amorphous photosensitive silicons and improved collection of photogenerated charge carriers therein is achieved in accordance with the present invention by adding one or more bandgap adjusting substances in continuously varying amounts to an amorphous, photosensitive alloy at least in one parts of its photocurrent generating area for grading the bandwidth gap for special applications without significantly increasing the harmful conditions in the gap. The material's high - quality electronic properties are thus not affected by the formation of the alloy with a graded bandgap.

Den amorfa legeringen inbegriper åtminstone ett tillstándstäthetsreducerande ämne, fluor. Det kompen- serande eller förändrande ämnet, fluor, och/eller andra ämnen kan tilläggas under avsättningen eller därefter.The amorphous alloy includes at least one state density reducing agent, fluorine. The compensating or changing substance, fluorine, and / or other substances may be added during the sale or thereafter.

Det eller de justerande ämnena kan aktiveras och kan tilläggas vid àngavsättnings-, förstoftnings- eller glimurladdningsprocesser. Bandgapet kan graderas efter behov för en särskild tillämpning genom införande av varierande mängder av ett eller flera justerande ämnen i den avsatta legeringen, åtminstone i en eller flera delar av dennas fotoströmsalstringsomràde.The adjusting substance or substances can be activated and can be added during vapor deposition, sputtering or glow discharge processes. The band gap can be graded as needed for a particular application by introducing varying amounts of one or more adjusting substances into the deposited alloy, at least in one or more parts of its photocurrent generation area.

Bandgapet graderas utan väsentlig höjning av an- talet tillstànd i legeringens och donens bandgap tack vare förekomsten av fluor i legeringen. De tidigare - silanavsatta filmerna avsättes typiskt på substrat, som är upphettade till 250-350°C, för att maximera in- i fil- merna. De tidigare försöken att minska bandgapet genom begripandet och kompenseringen av kisel med väte att addera germanium till denna film misslyckades på l5 455 554 ll grund av att väte-germaniumförbindningen är alltför svag för att vara stabil i den erfordrade temperaturen för avsättning pà substratet.The band gap is graded without a significant increase in the number of states in the band gap of the alloy and the devices due to the presence of fluorine in the alloy. The previously silane-deposited films are typically deposited on substrates heated to 250-350 ° C to maximize inside the films. The previous attempts to reduce the band gap by the understanding and compensation of silicon with hydrogen to add germanium to this film failed on the basis because the hydrogen-germanium compound is too weak to be stable in the required temperature for deposition on the substrate.

Närvaron av fluor i legeringen enligt uppfinningen ger en kisellegering, som skiljer sig fysiskt, kemiskt och elektrokemiskt från andra kisellegeringar på grund av att fluor inte endast binder kovalent till kislet utan också på positivt sätt åstadkommer den strukturel- la närordningen i materialet. Detta tillåter justerings- ämnen, såsom germanium, tenn, kol eller kväve, att effek- tivt adderas till legeringen, eftersom fluor bildar starkare och mer stabila bindningar än vad väte gör.The presence of fluorine in the alloy of the invention produces a silicon alloy which differs physically, chemically and electrochemically from other silicon alloys because fluorine not only covalently binds to the silicon but also positively achieves the structural alignment of the material. This allows adjusters, such as germanium, tin, carbon or nitrogen, to be effectively added to the alloy, as fluorine forms stronger and more stable bonds than hydrogen does.

Fluor kompenserar eller förändrar kisel liksom det eller de bandjusterande ämnena i legeringen mer effektivt än väte tack vare de starkare, mer termiskt stabila bindningarna samt mer flexibla bindningskonfigurationer- na som följd av fluorbindningens joniska natur. Använd- ningen av fluor åstadkommer legeringen eller filmen, som finns beskriven i US patentskriften 4 217 374, i vilken tillstàndstätheten i bandgapet är mycket lägre än de som àstadkommes av en kombination av kisel och väte, såsom ur silan. Eftersom det eller de bandjuste- rande ämnena skräddarsytts till materialet för gradering av bandgapet utan tïlllägg av väsentliga skadliga till- stånd som följd av inverkan av fluor, bibehåller den nya legeringen högkvalitativa elektroniska egenskaper och fotoledningsförmâga, samt åstadkommer vidare ett elektriskt fält genom hela halvledaren för förbättring av fotovoltisk solenergiomvandling genom höjning av laddningsbäraruppsamlingsverkningsgraden. Väte förbätt- rar ytterligare den fluorkompenserade eller -förändrade legeringen och kan tilläggas under avsättningen till- sammans med fluor eller efter avsättningen, liksom är fallet med fluor och andra förändrande ämnen. Inbegri- pandet av väte efter avsättningen är fördelaktigt, då man önskar utnyttja de högre substrattemperaturer för avsättning som fluor tillåter. »35 455 554 12 Ehuru föreliggande uppfinnings principer gäller för var och en av de ovan nämnda avsättníngsprocesser- na, beskrives här i àskàdliggörande syfte en ånga samt en plasmaaktiverad àngavsättningsomgivning. Det i US patentskriften 4 226 898 avslöjade glimurladdningssy- vilka med fördel kan utnyttjas i förening med föreliggande uppfinnings stemet har andra processvariabler, principer.Fluorine compensates or changes silicon as well as the band-adjusting substance or substances in the alloy more efficiently than hydrogen thanks to the stronger, more thermally stable bonds and the more flexible bond configurations due to the ionic nature of the fluorine bond. The use of fluorine provides the alloy or film described in U.S. Patent No. 4,217,374, in which the state density of the band gap is much lower than that provided by a combination of silicon and hydrogen, such as from silane. Since the band-adjusting substance or substances are tailored to the material for grading the bandgap without the addition of significant harmful conditions due to the action of fluorine, the new alloy retains high-quality electronic properties and photoconductivity, and also provides an electric field throughout the semiconductor for improving photovoltaic solar energy conversion by increasing the charge carrier collection efficiency. Hydrogen further improves the fluorine-compensated or altered alloy and can be added during deposition together with fluorine or after deposition, as is the case with fluorine and other altering substances. The inclusion of hydrogen after deposition is advantageous, as it is desired to use the higher substrate temperatures for deposition allowed by fluorine. Although the principles of the present invention apply to each of the above-mentioned deposition processes, a vapor and a plasma-activated vapor deposition environment are described herein for the purpose of illustration. The glow discharge systems disclosed in U.S. Patent No. 4,226,898 which can be advantageously used in conjunction with the stem of the present invention have other process variables, principles.

Ett första ändamål med uppfinningen är följaktli- gen att åstadkomma ett fotospänningsdon, som innefattar överlagrade skikt av olika material, inbegripet en amorf halvledarlegeringskropp med ett aktivt fotokänsligt område, innefattande ett bandgap, vilket område kan träffas av strålning för âstadkommande av laddnings- bärare, varvid den amorfa legeringen innefattar åtmin- stone ett tillstàndstäthetsminskande ämne, som är fluor.Accordingly, a first object of the invention is to provide a photovoltaic device comprising superimposed layers of various materials, including an amorphous semiconductor alloy body having an active photosensitive region, comprising a bandgap, which region can be struck by radiation to provide a charge carrier, wherein the amorphous alloy comprises at least one state-reducing substance, which is fluorine.

Ett fotospänningsdon av inledningsvis angivet slag kännetecknas enligt uppfinningen därav, att legeringen vidare i åtminstone den ena cellen innefattar germaníum som ett bandgapsjusterande ämne i varierande mängder åtminstone i det fotokänsliga omrâdet för att förbättra dess stràlningsabsorption utan att väsentligt öka till- stànden i gapet, varvid legeringens bandgap är graderat för ett angivet fotokänslighetsvàglängdsfunktionsområde.A photovoltaic device of the type indicated in the introduction is characterized according to the invention in that the alloy further comprises in at least one cell germanium as a bandgap adjusting substance in varying amounts at least in the photosensitive range to improve its radiation absorption without significantly increasing the state of the gap. bandgap is graded for a specified photosensitivity wavelength range.

I en föredragen utföringsform kan det fotokänsliga områdets bandgap vara mindre än 1,6 eV.In a preferred embodiment, the bandgap of the photosensitive area may be less than 1.6 eV.

Vidare kan väte utnyttjas som ett andra tillstånds- täthetsreducerande ämne. Legeringen är lämpligen avsatt genom glimurladdningsavsättning.Furthermore, hydrogen can be used as a second state density-reducing substance. The alloy is suitably deposited by glow discharge deposition.

Legeringsstommen innafattar med fördel justerings- ämnet i väsentligen diskreta skikt och/eller i varierande mängder. _ Den uppfinningsenliga legeringsstommen kan slutligen utgöra del av en Schottky-barriärsolcell, en MIS-solcell, ett PN-övergångsdon, ett PIN-don, ett fotodetektor eller en anordning för åstadkommande av en elektrisk bild.The alloy body advantageously comprises the adjusting substance in substantially discrete layers and / or in varying amounts. The alloy body according to the invention may finally form part of a Schottky barrier solar cell, a MIS solar cell, a PN adapter, a PIN device, a photodetector or a device for producing an electrical image.

Den föredragna utföringsformen av uppfinningen skall nu beskrivas i exemplífierande syfte under hän- 455 554 13 visning till medföljande ritningarna. Fig 1 åskådliggör en typ av PIN-solcell med ett bandgap, som år graderat i överensstämmelse med föreliggande uppfinning. Fig 2 är en schematisk bild av mer eller mindre konventio- nell vakuumavsättningsutrustning, till vilken har lagts ämnen för utförande av tillägget av fluor (och väte) genom tilllägget av molekylärt fluor eller fluor inne- hållande fluorföreningar, såsom SiF4, samt väteinlopp liksom genereringsenheter för aktiverat fluor och väte, vilka enheter sönderdelar det molekylära fluoret och vätet i ångavsättningsutrustningens evakuerade utrymme för omvandling av det molekylära fluoret och vätet till aktiverat fluor och väte samt ledning av ett eller båda mot substratet under avsättningen av en amorf legering, som innehåller kisel. Fig 3 åskådliggör vakuumavsätt- ningsutrustning, som är likartad den i fig 2 visade, tillsammans med genereringsorgan för aktiverat fluor (och väte), vilka organ innefattar en källa för ultra- violett ljus, som bestràlar substratet under förloppet för avsättning av den amorfa legeringen, varvid denna ljuskälla ersätter de generatorenheter för det aktive- rade fluoret och vätet som är visade i fig 2 liksom organen för alstring av justeringsämnet. Fig 4 åskåd- liggör vakuumavsättningsutrustningen i fig 2, till vil- ken har lagts ytterligare organ för dopning av avsätt- ningslegeringen med ett material, som åstadkommer N- eller P-ledningsförmàga. Fig 5 åskådliggör en tillämp- ning, där avsättningen av amorf legering och tillfö- randet av det aktiverade fluoret och vätet kan utföras som separata steg och i separata höljen. Fig 6 åskåd- liggör en exemplifierande apparat för diffundering av aktiverat väte in i en tidigare avsatt amorf legering.The preferred embodiment of the invention will now be described, by way of example, with reference to the accompanying drawings. Fig. 1 illustrates a type of pin solar cell with a bandgap, which is graded in accordance with the present invention. Fig. 2 is a schematic view of more or less conventional vacuum deposition equipment, to which substances have been added for carrying out the addition of fluorine (and hydrogen) by the addition of molecular fluorine or fluorine containing fluorine compounds, such as SiF4, and hydrogen inlets as well as generating units for activated fluorine and hydrogen, which units decompose the molecular fluorine and hydrogen in the evacuated space of the vapor deposition equipment to convert the molecular fluorine and hydrogen to activated fluorine and hydrogen and conducting one or both to the substrate during the deposition of an amorphous alloy containing silicon. Fig. 3 illustrates vacuum deposition equipment similar to that shown in Fig. 2, together with activating means for activated fluorine (and hydrogen), which means comprise a source of ultraviolet light, which irradiates the substrate during the process of depositing the amorphous alloy, this light source replacing the generator units for the activated fluorine and hydrogen shown in Fig. 2 as well as the means for generating the adjusting substance. Fig. 4 illustrates the vacuum deposition equipment of Fig. 2, to which additional means have been added for doping the deposition alloy with a material which provides N- or P-conductivity. Fig. 5 illustrates an application where the deposition of amorphous alloy and the addition of the activated fluorine and hydrogen can be carried out as separate steps and in separate casings. Fig. 6 illustrates an exemplary apparatus for diffusing activated hydrogen into a previously deposited amorphous alloy.

Fig 7 är en fragmentarisk tvärsnittsvy av en utförings- form av en Schottky-barriärsolcell för åskådliggörande av en tillämpning av de amorfa fotokänsliga halvledar- legeringarna, vilka framställts genom processen enligt uppfinningen. Pig 8 är en fragmentarisk tvärsnittsvy av ett PN-övergàngssolcellsdon, som innefattar en dopad 455 554 14 amorf halvledarlegering, framställd genom sättet enligt uppfinningen. Pig 9 är en fragmentarisk tvärsnittsvy av ett fotodetekteringsdon, som innefattar en amorf halvledarlegering, som framställts genom sättet enligt uppfinningen. Fig 10 är en fragmentarisk tvärsnittsvy av en xerografitrumma, som innefattar en amorf halv- ledarlegering, som framställts genom sättet enligt upp- finningen. Fig ll är en fragmentarisk tvärsnittsvy av ett PIN-övergàngssolcellsdon. Fig 12 är en fragmentarisk tvärsnittsvy av ett NIP-övergångssolsellsdon. Pig 13 är en schematisk bild av ett plasmaaktiverat àngavsätt- ningssystem för avsättning av de amorfa legeringarna tillsammans med justeringsämnet eller -ämnena enligt uppfinningen, vilka är införlivade i legeringarna. Fig 14 är ett solspektrumstràlningsdiagram, som åskådliggör de normala solljusvàglängder, som är tillgängliga för olika fotokänsliga tillämpningar.Fig. 7 is a fragmentary cross-sectional view of an embodiment of a Schottky barrier solar cell illustrating an application of the amorphous photosensitive semiconductor alloys produced by the process of the invention. Fig. 8 is a fragmentary cross-sectional view of a PN junction solar device comprising a doped amorphous semiconductor alloy made by the method of the invention. Fig. 9 is a fragmentary cross-sectional view of a photodetector comprising an amorphous semiconductor alloy made by the method of the invention. Fig. 10 is a fragmentary cross-sectional view of a xerography drum comprising an amorphous semiconductor alloy prepared by the method of the invention. Fig. 11 is a fragmentary cross-sectional view of a PIN transition solar cell. Fig. 12 is a fragmentary cross-sectional view of a NIP transition solar device. Fig. 13 is a schematic view of a plasma-activated vapor deposition system for depositing the amorphous alloys together with the adjusting substance or substances according to the invention, which are incorporated in the alloys. Fig. 14 is a solar spectrum radiation diagram illustrating the normal sunlight wavelengths available for various photosensitive applications.

I fig l vartill först hänvisas, visas en PIN-sol- cell med ett bandgap, som är graderat pâ ett sätt enligt föreliggande uppfinning. Bandgapet för det egenledande området från N+-området till P+-området är graderat från 1,2 ev till 1,8 eV, exempelvis genom tillägg av ett eller flera bandjusterande ämnen. Det egenledan- de (I) området kan bildas av amorft Si:F, avsatt på ett i det följande~beskrivet sätt. Det minsta bandgapet på 1,2 eV kan uppnås genom tillägg av germanium eller tenn till det egenledande omrâdet, allteftersom detta avsättes. Gapet kan ökas från det värdet genom minsk- ning av den mängd germanium som tillägges under avsätt- ningen av det egenledande skiktet. Det slutliga band- gapsvärdet på 1,8 eV kan nås genom att man upphör med tillägget av det eller de bandjusterande ämnena germa- nium eller tenn nära slutet av avsättningen av det egen- ledande skiktet före avsättningen av P+-skiktet. Genom tillägg av ett eller flera justerande ämnen, som ökar bandgapet såsom kväve eller kol, kan bandgapet vidare ökas till l,8 eV eller mer nära P+-området. Kvävet kan tilläggas i form av ammoniak (NH3) och kolet kan tilläg- 455 554 gas i form av metan (CH4). Såsom kommer att beskrivas i detalj längre fram kan det eller de bandjusterande ämnena tilläggas för åstadkommande av det graderade bandgapet samtidigt som högkvalitativa elektroniska egenskaper och fotoledningsförmåga bibehàlles i cellen som följd av inbegripandet av fluor (och väte) i lege- ringen.In Fig. 1, to which reference is first made, a pin solar cell is shown with a bandgap which is graduated in a manner according to the present invention. The band gap for the self-conducting region from the N + region to the P + region is graded from 1.2 ev to 1.8 eV, for example by adding one or more band-adjusting substances. The self-conducting (I) region can be formed by amorphous Si: F, deposited in a manner described below. The smallest band gap of 1.2 eV can be achieved by adding germanium or tin to the self-conducting range, as this is deposited. The gap can be increased from that value by decreasing the amount of germanium added during the deposition of the self-conducting layer. The final band gap value of 1.8 eV can be achieved by discontinuing the addition of the band-adjusting substance (s) germanium or tin near the end of the deposition of the self-conducting layer before the deposition of the P + layer. By adding one or more adjusting substances, which increase the band gap such as nitrogen or carbon, the band gap can be further increased to 1.8 eV or more near the P + range. The nitrogen can be added in the form of ammonia (NH3) and the carbon can be added in the form of methane (CH4). As will be described in detail later, the band-adjusting substance or substances can be added to create the graded band gap while maintaining high quality electronic properties and photoconductivity in the cell due to the inclusion of fluorine (and hydrogen) in the alloy.

Som följd av det graderade bandgapet uppnås förbätt- rat utnyttjande av solenergi för alstringen av elektron- -hålpar. På grund av att det eller de bandjusterande ämnena kan tilläggas i vilka som helst mängder kan vida- re en mängd olika former av gradering (dvs kontinuerlig, intermittent eller stegvis gradering) uppnås. Dessutom kan N+- och P+-skikten också graderas pà samma sätt eller genom selektiv dopning. Bandgapet kan göras snä- vare än 1,2 eV genom införande av tenn i legeringen.As a result of the graduated band gap, improved utilization of solar energy is achieved for the generation of electron holes. Furthermore, because the band-adjusting substance or substances can be added in any amounts, a variety of different forms of grading (ie, continuous, intermittent or stepwise grading) can be achieved. In addition, the N + and P + layers can also be graded in the same way or by selective doping. The band gap can be made narrower than 1.2 eV by introducing tin into the alloy.

Det graderade bandgapet åstadkommer inte endast förbättrat solenergiutnyttjande utan skapar också ett elektriskt fält väsentligen genom hela donet, vilket fält hjälper till vid laddningsbäraruppsamling. Såsom kommer att framgå dominerar volymrekombination i a-Si:F vid frånvaron av elektriska fält. Detta minskar uppsam- lingsverkningsgraden, eftersom utanför utarmningsområdet fotogenererade laddnlngsbärare går förlorade. Som följd av det graderade bandgapet skapas emellertid ett inbyggt elektriskt fält, som minskar övergångstiden i jämförelse med laddningsbärarnas livslängd, så att väsentligen alla laddningsbärare uppsamlas, förutsatt att fältet överstiger ett minsta värde genom hela halvledarområdet.The graduated band gap not only provides improved solar energy utilization but also creates an electric field substantially throughout the device, which field assists in charge carrier collection. As will be seen, volume recombination in a-Si: F dominates in the absence of electric fields. This reduces the collection efficiency, as photogenerated charge carriers are lost outside the depletion area. However, due to the graduated band gap, a built-in electric field is created, which reduces the transition time compared to the life of the charge carriers, so that substantially all charge carriers are collected, provided that the field exceeds a minimum value throughout the semiconductor region.

Det framgår också av fig l att valensbandet har lutats. Såsom åskådliggjort är det snedställt från N+- -skiktet till P+-skiktet. Denna svaga lutning tillåter fotonalstrande hål att driva mot P+-skiktet för üppsam- ling. Denna lutning kan åstadkommas genom selektiv dop- ning i små mängder, då det egenledande skiktet avsät- tes. En sådan verkan kan också uppnås genom uppbyggande av en rymdladdning istället för genom dopning. När väl ett sådant rymdladdningsområde förefinns, kommer de 455 554 16 alstrade hålen att vara fria att röra sig mot P+-skiktet för uppsamling.It can also be seen from Fig. 1 that the valence band has been tilted. As illustrated, it is inclined from the N + layer to the P + layer. This slight slope allows photon-generating holes to drift toward the P + layer for collection. This slope can be achieved by selective doping in small amounts, when the self-conducting layer is deposited. Such an effect can also be achieved by building a space charge instead of by doping. Once such a space charge region is present, the holes generated will be free to move toward the P + layer for collection.

Genom gradering av bandapet på det sätt som är åskàdliggjort i fíg l kommer en viss svag minskning i Voc att inträffa över en legering med enkelt bandgap på 1,8 eV, eftersom det lägsta bandgapet i den graderade legeringen väsentligen bestämmer Voc. Jsc ökas emel- lertid till följd av den mer effektiva användningen av solenergin för alstringen av elektron-hàlpar samt den mer effektiva uppsamlingen av de alstrade laddnings- bärarna. Donets totala funktionssätt kan därmed för- bättras, särskilt för ett utnyttjande där högre strömmar men lägre spänningar erfordras eller är godtagbara.By grading the band gap in the manner illustrated in Fig. 1, a certain slight decrease in Voc will occur over an alloy with a simple band gap of 1.8 eV, since the lowest band gap in the graded alloy essentially determines Voc. However, Jsc is increased due to the more efficient use of solar energy for the generation of electron aids and the more efficient collection of the generated charge carriers. The overall operation of the device can thus be improved, especially for a use where higher currents but lower voltages are required or acceptable.

En breddning av bandgapet över 1,8 eV ökar också den mängd solljus som är tillgänglig för användning i donet.A widening of the band gap over 1.8 eV also increases the amount of sunlight available for use in the device.

I fig 2, vartill det nu hänvisas, visas en utrust- ning lO för avsättning från ångfasen, vilken utrustning kan vara konventionell ångavsättningsutrustning, till vilken är lagd nedan beskrivna organ för injicering av aktiverat kompenserande eller förändrande material.Fig. 2, to which reference is now made, shows an apparatus 10 for deposition from the vapor phase, which equipment may be conventional vapor deposition equipment, to which are added means described below for injecting activated compensating or changing material.

Såsom àskådliggjort innefattar denna utrustning en glas- klocka 12 eller liknande hölje, som innesluter ett eva- kuerat utrymme 14, i vilket är belägen en eller flera deglar, såsom en degel 16, vilken innehåller det amor- fa, filmalstrande halvledarämnet eller -ämnena, som skall avsättas på ett substrat 18. I den beskrivna fOr' men av uppfinningen innehåller degeln 16 från början kisel för bildande av en amorf legering, som innehål- ler kisel på substratet 18, vilket exempelvis kan vara en metall, en kristallin eller polykristallin halvleda- re eller annat material, pà vilket man önskar forma legeringen, som skall avsättas genom förloppet enligt föreliggande uppfinning. En elektronstràlekälla 20 är anordnad invid degeln 16, vilken schematiskt åskådlig- gjorda elektronstrålekälla vanligen innefattar en glöd- tràd samt stràlavböjningsorgan (ej visade), som leder en elektronstråle mot kislet i degeln 16 för att för- 455 554 17 ånga detta.As illustrated, this equipment comprises a glass bell 12 or similar housing enclosing an evacuated space 14 in which is located one or more crucibles, such as a crucible 16, which contains the amorphous, film-producing semiconductor blank or blanks. to be deposited on a substrate 18. In the described embodiment of the invention, the crucible 16 initially contains silicon to form an amorphous alloy containing silicon on the substrate 18, which may be, for example, a metal, a crystalline or polycrystalline semiconductor. re or other material on which it is desired to form the alloy to be deposited by the process of the present invention. An electron beam source 20 is disposed adjacent to the crucible 16, which schematically illustrated electron beam source typically includes a filament and beam deflection means (not shown) which direct an electron beam toward the silicon in the crucible 16 to vaporize it.

En högspänd likströmskälla 22 lämnar en lämplig hög spänning, exempelvis 10 000 V likspänning, varvid källans positiva anslutning är kopplad via en styren- het 24 och en ledare 26 till degeln 16. Strömkällans negativa anslutning är kopplad via styrenheten 24 och en ledare 28 till elektronstràlekällans 20 glödtràd.A high voltage DC source 22 supplies a suitably high voltage, for example 10,000 V DC, the positive connection of the source being connected via a control unit 24 and a conductor 26 to the crucible 16. The negative connection of the power source is connected via the control unit 24 and a conductor 28 to the electron beam source. 20 filaments.

Styrenheten 24 innefattar reläer eller liknande för avbrytande av förbindningen mellan strömkällan 22 och ledarna 26 och 28, när filmtjockleken hos en legeringe- avsättningen avkännande enhet 30 i det evakuerade ut- rymmet 14 nàr ett givet värde, vilket är inställt genom påverkan av ett manuellt styrorgan 32 pà en styrpanel 34 hos styrenheten 24. Den legeringskännande enheten innefattar en kabel 36, som sträcker sig till styr- enheten 24, vilken innefattar välkända medel för att reagera pá bàde tjockleken av den legering som är av- satt på den legeringskännande enheten 30 samt takten i legeringens avsättning. Ett manuellt styrorgan 38 pà styrpanelen 34 kan vara anordnat för att bestämma den önskade avsättningstakten för legeringen styrt medelst värdet pà den ström som matas till glödtràden i elek- tronstràlekällan via en ledare 40 pà välkänt sätt.The control unit 24 comprises relays or the like for interrupting the connection between the current source 22 and the conductors 26 and 28, when the film thickness of an alloy deposition sensing unit 30 in the evacuated space 14 reaches a given value, which is set by actuation of a manual control means 32 on a control panel 34 of the control unit 24. The alloy sensing unit comprises a cable 36 extending to the control unit 24, which comprises well known means for responding to both the thickness of the alloy deposited on the alloy sensing unit 30 and the rate of alloy deposition. A manual control means 38 on the control panel 34 may be provided to determine the desired rate of deposition of the alloy controlled by the value of the current supplied to the filaments of the electron beam source via a conductor 40 in a well known manner.

Substratet l8'är uppburet på en substrathállare 42, pà vilken en värmare 44 är monterad. En kabel 46 matar drivström till värmaren 44, som styr temperatu- ren hos substrathållaren 42 och substratet 18 i överens- stämmelse med en temperaturinställning, som är bestämd av ett manuellt styrorgan 48 på styrpanelen 34 till styrenheten 24.The substrate 18 'is supported on a substrate holder 42, on which a heater 44 is mounted. A cable 46 supplies drive current to the heater 44, which controls the temperature of the substrate holder 42 and the substrate 18 in accordance with a temperature setting determined by a manual control means 48 on the control panel 34 of the control unit 24.

Klockan 12 är visad såsom sträckande sig uppåt från ett stödunderlag 50, från vilket de olika kablar- na och andra förbindningarna till komponenterna inuti klockan 12 kan sträcka sig. Stödunderlaget 50 är mon- terat pà ett hölje 52, vilket är förbundet med en led- ning 54, som är ansluten till en vakuumpump 56. Vakuum- pumpen 56, som kan arbeta kontinuerligt, evakuerar ut- 455 554 18 rymmet 14 inuti klockan 12. Det önskade trycket i klockan inställes medelst en styrratt 58 på styrpanelen 34.The bell 12 is shown as extending upwardly from a support base 50, from which the various cables and other connections to the components within the bell 12 may extend. The support base 50 is mounted on a housing 52 which is connected to a conduit 54 which is connected to a vacuum pump 56. The vacuum pump 56, which can operate continuously, evacuates the space 14 inside the clock 12. The desired pressure in the clock is set by means of a control knob 58 on the control panel 34.

I denna form av uppfinningen styr denna inställning tryckniván, vid vilken flödet av aktiverat fluor (och väte) regleras in i klockan 12. Om styrratten är in- ställd på ett klocktryck på 10-4 torr, kommer således flödet av fluor (och väte) in i klockan 12 att vara sådant att detta tryck upprätthàlles i klockan alltefter- som vakuumpumpen 56 fortsätter att arbeta.In this form of the invention, this setting controls the pressure level, at which the flow of activated fluorine (and hydrogen) is regulated into the clock 12. If the control knob is set to a clock pressure of 10-4 torr, then the flow of fluorine (and hydrogen) will into the clock 12 to be such that this pressure is maintained in the clock as the vacuum pump 56 continues to operate.

Källor 60 och 62 för molekylärt fluor och väte är visade anslutna via ledningar 64 resp 66 till styr- enheten 24. En tryckkännare 68 i klockan l2 är medelst en kabel 70 kopplad till styrenheten 24. Flödesventiler 72 och 74 styres av styrenheten 24 för upprätthållandet av det inställda trycket i klockan. Ledningar 76 och 78 sträcker sig från styrenheten 24 och passerar genom stödunderlaget 50 in i klockans 12 evakuerade utrymme 14. Ledningarna 76 och 78 är anslutna till enheterna 80 och 82 för generering av aktiverat fluor och väte, vilka enheter omvandlar det molekylära fluoret respek- tive vätet till aktiverat fluor och väte, som kan vara atomära och/eller joniserade former av dessa gaser.Sources 60 and 62 for molecular fluorine and hydrogen are shown connected via lines 64 and 66, respectively, to the control unit 24. A pressure sensor 68 at clock 12 is connected by means of a cable 70 to the control unit 24. Flow valves 72 and 74 are controlled by the control unit 24 for maintaining the set pressure in the watch. Lines 76 and 78 extend from the control unit 24 and pass through the support base 50 into the evacuated space 14 of the bell 12. Lines 76 and 78 are connected to the units 80 and 82 for generating activated fluorine and hydrogen, which units convert the molecular fluorine respectively. hydrogen to activated fluorine and hydrogen, which may be atomic and / or ionized forms of these gases.

Enheterna 80 och 82 för generering av aktiverat fluor _ och väte kan vara upphettade volframtrådar, som höjer de molekylära gaserna till dessas sönderfallstemperatur, eller en plasmagenereringsenhet, som är välkänd inom tekniken för åstadkommande av ett plasma av sönderdela- de gaser. Aktiverat fluor och väte i joniserade former, bildade av plasma, kan också accelereras och injiceras i den sig avsättande legeringen genom påläggande av ett elektriskt fält mellan substratet och den aktive- rande källan. I vartdera fallet är enheterna 80 och_ 82 för generering av aktiverat fluor och väte företrä- desvis placerade i den omedelbara närheten av substratet 18, så att det relativt kortlivade aktiverade fluoret och vätet, som avges från enheterna, omedelbart inji- ceras i substratets 18 närhet, där legeringen avsättes. 455 554 19 Såsom tidigare angivet kommer åtminstone fluor att vara inbegripet i legeringen och väte också företrädesvis inbegripet. Det aktiverade fluoret (och vätet) liksom andra kompenserande eller förändrande ämnen kan också framställas ur föreningar som innehåller ämnena, istäl- let för ur en källa för molekylär gas.The activated fluorine and hydrogen generating units 80 and 82 may be heated tungsten wires which raise the molecular gases to their decomposition temperature, or a plasma generating unit which is well known in the art for producing a plasma of decomposed gases. Activated fluorine and hydrogen in ionized forms, formed by plasma, can also be accelerated and injected into the depositing alloy by applying an electric field between the substrate and the activating source. In either case, the activated fluorine and hydrogen generating units 80 and 82 are preferably located in the immediate vicinity of the substrate 18, so that the relatively short-lived activated fluorine and hydrogen emitted from the units are immediately injected in the vicinity of the substrate 18. , where the alloy is deposited. As previously stated, at least fluorine will be included in the alloy and hydrogen will also preferably be included. The activated fluorine (and hydrogen) as well as other compensating or altering substances can also be produced from compounds containing the substances, instead of from a source of molecular gas.

För framställning av användbara amorfa legeringar, vilka har de önskade egenskaperna för användning i foto- känsliga don, såsom fotomottagare, solceller, PN-över- gångströmregleringsdon, etc, åstadkommer, såsom tidi- gare angivit, de kompenserande eller förändrande medlen, materialen eller ämnena en mycket låg täthet av lokala tillstånd i energigapet utan att ändra den grundläggan- de egenledande egenskapen hos filmen. Detta resultat uppnås med relativt smà mängder av aktiverat fluor och väte, så att trycket i det evakuerade klockutrymmet 14 fortfarande kan vara ett relativt lågt tryck (såsom -4 torr). Gastrycket i generatorn kan vara högre än trycket i klockan genom att storleken på generatorns utlopp justeras. 3 Substratets 18 temperatur justeras för erhållande av maximal reducering i tätheten av lokala tillstånd i energigapet för ifrågavarande amorfa legering. Sub- stratets yttemperatur kommer i allmänhet att vara sådan, att den säkerställer hög rörlighet hos de sig avsättande materialen, och företrädesvis en temperatur under den sig avsättande legeringens kristallisationstemperatur.For the production of useful amorphous alloys which have the desired properties for use in photosensitive devices, such as photoreceptors, solar cells, PN junction current regulators, etc., provide, as previously indicated, the compensating or altering agents, materials or substances. a very low density of local states in the energy gap without changing the basic self-conducting property of the film. This result is achieved with relatively small amounts of activated fluorine and hydrogen, so that the pressure in the evacuated bell space 14 can still be a relatively low pressure (such as -4 torr). The gas pressure in the generator can be higher than the pressure in the clock by adjusting the size of the generator outlet. The temperature of the substrate 18 is adjusted to obtain the maximum reduction in the density of local conditions in the energy gap for the amorphous alloy in question. The surface temperature of the substrate will generally be such as to ensure high mobility of the depositing materials, and preferably a temperature below the crystallization temperature of the depositing alloy.

Substratets yta kan bestrålas med strålningsener- gi för att ytterligare öka rörligheten hos det sig av- sättande legeringsmaterialet, exempelvis genom monte- ring av en källa för ultraviolett ljus (ej visad) i klockutrymmet 14. Istället för generatorenheterna 8Q och 82 för aktiverat fluor och väte i fig 2 kan dessa enheter alternativt ersättas av en källa 84 för ultra- violett ljus, visad i fig 3, vilken källa riktar ultra- violett energi mot substratet 18. Detta ultravioletta ljus kommer att sönderdela det molekylära fluoret (och 455 554 vätet) såväl skilt från som vid substratet 18 för bil- dande av aktiverat fluor (och väte), som diffunderar in i den sig avsättande amorfa legeringen, som konden- seras på substratet 18. Det ultravioletta ljuset för- bättra: också ytrörligheten hos det sig avsättande le- geringsmaterialet.The surface of the substrate can be irradiated with radiant energy to further increase the mobility of the depositing alloy material, for example by mounting a source of ultraviolet light (not shown) in the bell space 14. Instead of the generator units 8Q and 82 for activated fluorine and hydrogen in Fig. 2, these units may alternatively be replaced by a source 84 of ultraviolet light, shown in Fig. 3, which source directs ultraviolet energy towards the substrate 18. This ultraviolet light will decompose the molecular fluorine (and 455 554 hydrogen). both separately from and at the substrate 18 to form activated fluorine (and hydrogen), which diffuses into the depositing amorphous alloy, which is condensed on the substrate 18. The ultraviolet light improves: also the surface mobility of the depositing the alloying material.

I fig 2 och 3 kan de bandgapsjusterande ämnena tilläggas i gasform på identiskt sätt med fluoret och vätet genom utbyte av vätegeneratorn 82 eller genom tillägg av en eller flera generatorer 86 och 88 (fig 3) för aktiverat justeringsämne. Såsom tidigare nämnts varieras mängden av det eller de justerande ämnena under avsättningen för åstadkommande av det graderade bandgapet.In Figs. 2 and 3, the bandgap adjusting blanks can be added in gaseous form in an identical manner to the fluorine and hydrogen by replacing the hydrogen generator 82 or by adding one or more generators 86 and 88 (Fig. 3) for activated adjusting blank. As previously mentioned, the amount of the adjusting blank (s) is varied during the deposition to provide the graduated band gap.

Var och en av dessa generatorer 86 och 88 kommer typiskt att vara tillägnad ett av justeringsämnena, såsom ger- manium eller tenn. Generatorn 36 skulle exempelvis kunna tillföra germanium såsom i form av germangas (GeH4), eller kol i form av metangas (CH4).Each of these generators 86 and 88 will typically be dedicated to one of the adjusting elements, such as germanium or tin. Generator 36 could, for example, supply germanium such as in the form of german gas (GeH4), or carbon in the form of methane gas (CH4).

Nu hänvisas till fig 4, som åskådliggör tillägg till den i fig 2 visade utrustningen för tillförande av andra medel eller ämnen till den sig avsättande lege- ringen. Ett dopmedel med ledningsförmåga av N-typ, så- som fosfor eller arsenik, kan exempelvis tilläggas från början för att göra den màttligt egenledande legeringen av N-typ till en legering~av mer väsentlig N-typ, och sedan kan ett P-dopmedel, såsom aluminium, gallium eller indium, tillföras för bildande av en god PN-övergång inuti legeringen. En degel 90 är visad för mottagning av ett sådant dopmedel som arsenik, vilket föràngas genom att det bombarderas med en elektronstràle från en elektronstrålekälla 92, såsom den tidigare beskriv- na strålekällan 20. Takten, i vilken dopmedlet förångas till atmosfären i klockan 12 och vilken är bestämd av intensiteten hos den elektronstràle som alstras av elek- tronstràlekällan 92, är inställd medelst ett manuellt styrorgan 94 på styrpanelen 34, vilket organ styr den 455 554 21 ström Som matas till den glödtràdsbildande delen i den- na stràlkälla för âstadkommande av den inställda föràng- ningstakten. Förångningstakten mätes medelst en tjock- leksavkännande enhet 96, på vilken dopmedelsmaterialet avsättes och vilken alstrar en signal på en kabel 98, som sträcker sig mellan enheten 96 och styrenheten 24, vilken signal anger takten, i vilken dopmedelsmateria- let avsättes på enheten 96.Reference is now made to Fig. 4, which illustrates additions to the equipment shown in Fig. 2 for supplying other agents or substances to the depositing alloy. For example, an N-type conductive dopant, such as phosphorus or arsenic, may be added from the beginning to make the moderately self-conducting N-type alloy a more substantial N-type alloy, and then a P-dopant may be added. , such as aluminum, gallium or indium, are added to form a good PN junction inside the alloy. A crucible 90 is shown for receiving a dopant such as arsenic, which is vaporized by being bombarded with an electron beam from an electron beam source 92, such as the previously described radiation source 20. The rate at which the dopant evaporates to the atmosphere at 12 o'clock and which is determined by the intensity of the electron beam generated by the electron beam source 92, is set by means of a manual control means 94 on the control panel 34, which means controls the current supplied to the filament forming part in this radiation source to provide the set the rate of evaporation. The rate of evaporation is measured by means of a thickness sensing unit 96, on which the dopant material is deposited and which generates a signal on a cable 98 extending between the unit 96 and the control unit 24, which signal indicates the rate at which the dopant material is deposited on the unit 96.

Efter det att den önskade tjockleken av amorf lege- ring med den önskade graden av N-ledningsförmåga har avsatts, avslutas föràngningen av kisel och av dopmedlet med ledningsförmàga av N-typ och degeln 90 (eller en annan ej visad degel) förses med ett beskrivet dopmedel med ledningsförmåga av P-typ, varefter avsättningsför- loppet för den amorfa legeringen och dopmedlet fortsät- ter som tidigare för ökning av den amorfa legeringens tjocklek med ett område i legeringen med ledningsför- màga av P-typ.After the desired thickness of amorphous alloy with the desired degree of N-conductivity has been deposited, the evaporation of silicon and of the N-type conductivity dopant is completed and the crucible 90 (or another crucible not shown) is provided with a described P-type conductivity dopant, after which the deposition process of the amorphous alloy and the dopant continue as before to increase the thickness of the amorphous alloy by an area in the P-type conductivity alloy.

Det eller de bandjusterande ämnena kan också tilläg- gas genom ett förlopp, som är likartat det som beskrivits för dopmedlet, genom utnyttjande av en annan degel, likartad degeln 90.The band-adjusting substance or substances can also be added by a process similar to that described for the dopant, by using another crucible, similar to crucible 90.

I det fall dà_de amorfa legeringarna innefattar två eller flera ämnen, vilka är fasta vid rumstempera- tur, sä är det vanligen önskvärt att var för sig för- ånga vartdera ämnet, placerat i en särskild degel, och att styra avsättningstakten av respektive ämne pà nagot lämpligt sätt, exempelvis medelst inställningsstyrorgan pà styrpanelen 34, vilka i förening med avsättningstak- ten och avsättningstjockleken avkännande enheter styr den sig avsättande legeringens tjocklek och sammansätt- ning. q Ehuru aktiverat fluor (och väte) tros vara de mest fördelaktiga kompenserande medlen för användning vid kompensering av amorfa legeringar, som innefattar kisel, kan i överensstämmelse med uppfinningens vidare aspek- ter andra kompenserande eller förändrande medel använ- 455 554 22 das. Exempelvis kan kol och syre vara användbara för att minska tätheten av lokala tillstånd i energigapet, då dessa ämnen användes i små mängder för att ändra legeringens egenledande egenskap.In the case where the amorphous alloys comprise two or more substances which are solid at room temperature, it is usually desirable to individually evaporate each substance, placed in a separate crucible, and to control the rate of deposition of each substance on something. in a suitable manner, for example by means of setting control means on the control panel 34, which in conjunction with the deposition rate and the deposition thickness sensing units control the thickness and composition of the deposition alloy. Although activated fluorine (and hydrogen) are believed to be the most advantageous compensating agents for use in compensating for amorphous alloys comprising silicon, other compensating or altering agents may be used in accordance with the further aspects of the invention. For example, carbon and oxygen may be useful in reducing the density of local states in the energy gap, as these substances are used in small amounts to change the self-conducting property of the alloy.

Ehuru, såsom tidigare angivet, det är föredraget att kompenserande samt andra medel införlivas i den amorfa legeringen, allteftersom denna avsättes, kan förloppet för avsättning av amorf legering samt för- loppet för injicering av det kompenserande samt andra medel i halvledarlegeringen utföras i en omgivning, som är fullständigt skild från avsättningen av den amor- fa legeringen. Detta kan ge en fördel i vissa tillämp- ningar, eftersom förhållandena för injicering av sådana medel då är fullständigt oberoende av förhållandena för legeringens avsättning. Om ångavsättningsförloppet åstadkommer en porös legering, kan, såsom tidigare för- klarats, legeringens porositet i vissa fall lättare minskas medelst helt annorlunda omgivningsförhållanden än de som förefinns vid ângavsättningsförloppet. För detta ändamål hänvisas nu till fig 5 och 6, som åskådlig- gör det amorfa avsättningsförloppet, varvid förloppet för diffusion av det kompenserande eller förändrande medlet utföres som separata steg i fullständigt skilj- aktiga omgivningar; Fig 6 åskådliggör en apparat för utförande av kompensationsdiffusionsförloppet i efter- hand.Although, as previously stated, it is preferred that compensating and other agents be incorporated into the amorphous alloy as it is deposited, the process of depositing amorphous alloy and the process of injecting the compensating and other agents into the semiconductor alloy may be performed in an environment. which is completely separate from the deposition of the amorphous alloy. This can give an advantage in certain applications, since the conditions for injecting such agents are then completely independent of the conditions for the alloy deposition. If the vapor deposition process produces a porous alloy, as previously explained, the porosity of the alloy can in some cases be more easily reduced by means of completely different environmental conditions than those present in the vapor deposition process. For this purpose, reference is now made to Figures 5 and 6, which illustrate the amorphous deposition process, the process for diffusion of the compensating or altering agent being carried out as separate steps in completely different environments; Fig. 6 illustrates an apparatus for performing the compensation diffusion process afterwards.

Såsom visat är en lågtrycksbehàllarestomme 100 anordnad, vilken har en làgtryckskammare 102 med en öppning 104 vid sin övre del. Denna öppning lO4 är slu- ten medelst en kåpa 106 med gängor 108, som gör ingrepp kring ett motsvarande gängat parti på ytterdelen av behàllarstommen 100. En tätande 0-ring 110 är inlagd mellan kåpan 106 och den övre ytan hos behàllarstom- men. En provhållande elektrod ll2 är monterad på en isolerande bottenvägg ll4 i kammaren 100. Ett substrat 116, på vilket en amorf halvledarlegering 118 redan har avsatts, är placerat på elektroden ll2. Substratets 455 554 23 116 övre yta innehåller den amorfa legeringen 118, som skall förändras eller kompenseras på det sätt som nu skall beskrivas.As shown, a low pressure container body 100 is provided, which has a low pressure chamber 102 with an opening 104 at its upper part. This opening 104 is closed by means of a cover 106 with threads 108, which engage around a corresponding threaded portion on the outer part of the container body 100. A sealing O-ring 110 is inserted between the cover 106 and the upper surface of the container body. A sample holding electrode 111 is mounted on an insulating bottom wall 114 in the chamber 100. A substrate 116, on which an amorphous semiconductor alloy 118 has already been deposited, is placed on the electrode 111. The upper surface of the substrate 455 554 23 116 contains the amorphous alloy 118, which is to be altered or compensated in the manner now to be described.

Pà avstånd över substratet 116 finns en elektrod 120. Elektroderna 112 och 120 är medelst kablar 122 och 124 kopplade till en likströms- eller radiofrekvens- matningskälla 126, som pålägger en spänning mellan elek- troderna 112 och 120 för âstadkommande av ett aktiverat plasma av den kompenserande eller förändrande gasen eller gaserna, såsom fluor, väte och liknande, vilka matas in i kammaren 102. För enkelhets skull åskådlig- gör fig 6 endast inmatning av molekylärt väte i kamma- ren 102 medelst en inloppsledning 128, som går genom kåpan 106 och sträcker sig från en förrádsbehàllare 130 av molekylärt väte. Andra kompenserande eller för- ändrande gaser (såsom fluor och liknande) kan också på likartat sätt matas in i kammaren 102. Rörledningen 128 är visad ansluten till en ventil 132 nära behållaren 130. Ett flödeshastighetsindikerande mätdon 134 är visat anslutet till inloppsledningen 128 bortom ventilen 132.At a distance above the substrate 116 is an electrode 120. The electrodes 112 and 120 are connected by means of cables 122 and 124 to a direct current or radio frequency supply source 126, which applies a voltage between the electrodes 112 and 120 to provide an activated plasma of the compensating or changing the gas or gases, such as fluorine, hydrogen and the like, which are fed into the chamber 102. For simplicity, Fig. 6 illustrates only the introduction of molecular hydrogen into the chamber 102 by means of an inlet line 128 passing through the housing 106 and extends from a molecular hydrogen storage container 130. Other compensating or changing gases (such as fluorine and the like) may also be similarly fed into the chamber 102. The pipeline 128 is shown connected to a valve 132 near the container 130. A flow rate indicating gauge 134 is shown connected to the inlet line 128 beyond the valve 132. .

Lämpliga organ är anordnade för uppvärmning av kammarens 102 inre, så att substratets temperatur lämp-_ ligen höjes till en temperatur under men nära filmens 118 kristalliseringstemperatur. Värmetràdslindningar 136 är visade i kammarens 102 bottenvägg 114, till vilka lindningar en ej visad kabel är ansluten, vilken kabel går genom behàllarestommens 100 väggar till en ström- källa för uppvärmning av bottenväggen.Suitable means are provided for heating the interior of the chamber 102 so that the temperature of the substrate is suitably raised to a temperature below but close to the crystallization temperature of the film 118. Heating wire windings 136 are shown in the bottom wall 114 of the chamber 102, to which windings a cable (not shown) is connected, which cable passes through the walls of the container body 100 to a power source for heating the bottom wall.

Den höga temperaturen tillsammans med ett gasplas- ma, som innehåller ett eller flera kompenserande ämnen och är utvecklat mellan elektroderna 112 och 120, åstad- kommer en reducering av de lokala tillstånden i lege- ringens bandgap. Kompenseringen eller förändringen av den amorfa legeringen 118 kan förstärkas genom besträl- ning av den amorfa legeringen 118 med stràlningsenergi fràn en källa 138 för ultraviolettljus, vilken källan är visad utanför behàllarstommen 100 och riktar ultra- 455 554 24 violett ljus in mellan elektroderna 112 och 120 genom ett kvartsfönster 140, som är monterat i sidoväggen till behållarstommen lOO.The high temperature together with a gas plasma, which contains one or more compensating substances and is developed between the electrodes 112 and 120, causes a reduction of the local conditions in the band gap of the alloy. The compensation or change of the amorphous alloy 118 can be enhanced by irradiating the amorphous alloy 118 with radiant energy from a source 138 of ultraviolet light, which source is shown outside the container body 100 and directs ultraviolet light between the electrodes 112 and 120. through a quartz window 140 mounted in the side wall of the container body 100.

Det låga trycket eller vakuumet i kammaren 102 kan utvecklas av en ej visad vakuumpump, såsom pumpen 56 i fig 2. Kammarens 102 tryck kan vara av storleksord- ningen O,3-2 torr med en substrattemperatur av storleks- ordningen 200-450°C. Det aktiverade fluoret (och vätet) liksom andra kompenserande eller förändranden ämnen kan också framställas ur föreningar, som innehåller ämnena, istället för ur en källa för molekylär gas, såsom tidigare nämnd.The low pressure or vacuum in the chamber 102 may be developed by a vacuum pump (not shown), such as the pump 56 in Fig. 2. The pressure of the chamber 102 may be of the order of 3-2 dry with a substrate temperature of the order of 200-450 ° C . The activated fluorine (and hydrogen) as well as other compensating or altering substances can also be prepared from compounds containing the substances, instead of from a source of molecular gas, as previously mentioned.

En mängd olika användningar av de förbättrade amor- fa legeringar som framställes genom de unika proces- serna enligt uppfinningen är åskådliggjorda i fig 7-12.A variety of uses of the improved amorphous alloys produced by the unique processes of the invention are illustrated in Figures 7-12.

Fig 7 visar en Schottky-barriärsolcell 142 i fragmen- tariskt tvärsnitt. Solcellen l42 innefattar ett substrat eller en elektrod 144 av ett material med goda elektriska ledningsegenskaper samt förmåga att göra ohmsk eller spärrfri kontakt med en amorf legering 146, vilken kom- penserats eller förändrats för àstadkommande av låg täthet av lokala tillstànd i energigapet samt har ett bandgap, som är optimerat genom processerna enligt före- liggande uppfinning. Substratet 144 kan innefatta en metall av låg arbetsfunktion, såsom aluminium, tantal, rostfritt stål eller annat material, som är anpassat till den amorfa legering 146 som är avsatt därpå, vilken legering företrädesvis innefattar kisel kompenserat eller förändrat på sättet för de tidigare beskrivna legeringarna, så att den har låg täthet av lokala till- stånd i energigapet på företrädesvis ej mer än lOl6 per cm3 per elektronvolt. Mest föredraget är att lege- ringen har ett område l48 närmast elektroden 144, vil- ket område bildar en kraftigt dopad gränsyta med led- ningsförmåga av N+-typ och med låg resistans mellan elektroden och ett odopat område 150 med relativt hög mörkerresistans, vilket området är ett egenledande om- 455 554 ràde med låg ledningsförmåga av N-typ och graderat band- gap, såsom tidigare beskrivits.Fig. 7 shows a Schottky barrier solar cell 142 in fragmentary cross section. The solar cell 142 comprises a substrate or an electrode 144 of a material having good electrical conductivity properties and the ability to make ohmic or barrier-free contact with an amorphous alloy 146, which is compensated or altered to achieve low density of local conditions in the energy gap and has a band gap. , which is optimized by the processes of the present invention. The substrate 144 may comprise a low performance metal, such as aluminum, tantalum, stainless steel or other material adapted to the amorphous alloy 146 deposited thereon, which alloy preferably comprises silicon compensated or altered in the manner of the previously described alloys. so that it has a low density of local conditions in the energy gap of preferably not more than 1016 per cm 3 per electron volt. Most preferably, the alloy has an area 148 closest to the electrode 144, which area forms a heavily doped N + type conductivity interface and with low resistance between the electrode and an undoped area 150 with relatively high dark resistance, which area is a self-conducting area with low N-type conductivity and graded band gap, as previously described.

Sàsom sedd i fig 7 ansluter den amorfa legeringens 146 övre yta till ett metallomràde 152, varvid gräns- ytan mellan detta metallområde och den amorfa legeringen 146 bildar en Schottky-barriär 154. Metallområdets 152 är genomsynligt eller halvgenomsynligt för solstràl- ning, har god elektrisk ledningsförmåga samt har en hög arbetsfunktion (exempelvis 4,5 ev eller större, exempelvis alstrad av guld, platina, palladium, etc) relativt den för den amorfa legeringen 146. Metallom- rådet 152 kan vara ett enda skikt av en metall eller kan bestå av flera skikt. Den amorfa legeringen 146 kan ha en tjocklek pà ungefär 0,5-l um och metallområdet 152 kan ha en tjocklek på ungefär 100 A för att vara halvgenomsynlig för solstrålning.As seen in Fig. 7, the upper surface of the amorphous alloy 146 connects to a metal area 152, the interface between this metal area and the amorphous alloy 146 forming a Schottky barrier 154. The metal area 152 is transparent or semi-transparent to solar radiation, has good electrical conductivity and has a high work function (e.g. 4.5 possibly or greater, e.g. generated from gold, platinum, palladium, etc.) relative to that of the amorphous alloy 146. The metal region 152 may be a single layer of a metal or may consist of several layers. The amorphous alloy 146 may have a thickness of about 0.5 μm and the metal region 152 may have a thickness of about 100 Å to be semi-transparent to solar radiation.

På ytan av metallomrádet 152 är en av en metall med god elektrisk ledningsförmàga framställd gallerelek- trod 156 avsatt. Gallret kan innefatta ortogonalt rela- terade linjer av ledande material, som upptar endast en mindre andel av metallomràdets area, medan resten av området skall friläggas för solenergi. Gallret 156 kan exempelvis uppta endast ungefär 5-10 % av metall- områdets 152 hela area. Gallerelektroden 156 samlar likformigt upp ström från metallomràdet 152 för säker- ställande av en god, làg serieresistans för donet.On the surface of the metal area 152, a grid electrode 156 made of a metal with good electrical conductivity is deposited. The grid may comprise orthogonally related lines of conductive material, which occupy only a small proportion of the area of the metal area, while the rest of the area shall be exposed to solar energy. The grid 156 can, for example, occupy only about 5-10% of the entire area of the metal area 152. The grid electrode 156 uniformly collects current from the metal area 152 to ensure a good, low series resistance for the device.

Ett anti-reflexskikt 158 kan vara påfört över gal- lerelektroden 156 och metallomràdets 152 områden mel- lan gallerelektrodomràdena. Anti-reflexskiktet 158 har en solstràlningsmottagande yta 160, mot vilken solstrál- ning infaller. Anti-reflexskiktet 158 kan exempelvis ha en tjocklek av samma storleksordning som storleken av våglängden för punkten för maximal energi i solstràl- ningsspektrumet, dividerad med 4 ggr brytningsindexet för anti-reflexskiktet.l58. Om metallområdet 152 består av platina med en tjocklek på 100 Å, skulle ett lämp- 455 554 26 ligt anti-reflexskikt 158 bestå av zirkoniumoxid med en tjocklek på ungefär 500 Å och ett brytningsindex på 2,1.An anti-reflective layer 158 may be applied over the grid electrode 156 and the areas of the metal area 152 between the grid electrode areas. The anti-reflective layer 158 has a solar radiation receiving surface 160, against which solar radiation is incident. For example, the anti-reflective layer 158 may have a thickness of the same order of magnitude as the magnitude of the wavelength of the point of maximum energy in the solar radiation spectrum, divided by 4 times the refractive index of the anti-reflective layer.158. If the metal area 152 consists of platinum with a thickness of 100 Å, a suitable anti-reflective layer 158 would consist of zirconia with a thickness of approximately 500 Å and a refractive index of 2.1.

Det eller de bandjusterande ämnena tillföres det fotoströmsalstrande området 150 i varierande mängder under avsättningen. Den vid gränsytan mellan områdena 150 och 152 bildade Schottky-barriären 154 gör det möj- ligt för fotoner från solstràlningen att åstadkomma laddningsbärare i legeringen 146, vilka uppsamlas som ström av gallerelektroden 156. Ett ej visat oxidskikt kan tilläggas mellan skikten 150 och 152 för åstadkom- mande av en MIS (metall-isolator-halvledare)~s0lcell.The band-adjusting blank (s) is applied to the photocurrent generating area 150 in varying amounts during deposition. The Schottky barrier 154 formed at the interface between regions 150 and 152 allows photons from solar radiation to provide charge carriers in the alloy 146, which are collected as current by the grid electrode 156. An oxide layer (not shown) may be added between layers 150 and 152 to provide - mande of a MIS (metal-insulator-semiconductor) ~ s0lcell.

Utöver den i fig 7 visade Schottky-barriärsolcel- len eller MIS-solcellen finns det solcellskonstruktioner, vilka utnyttjar PN-övergångar i stommen av den amorfa legeringen, som bildar del av solcellen och är bildad i överensstämmelse med successiva avsättnings-, kompen- serings- eller förändrings- samt dopningssteg, såsom de tidigare beskrivna. Dessa andra former av solceller är allmänt åskàdliggjorda i fig 8 liksom i fig ll och 12.In addition to the Schottky barrier solar cell or MIS solar cell shown in Fig. 7, there are solar cell structures which utilize PN junctions in the body of the amorphous alloy, which form part of the solar cell and are formed in accordance with successive deposition, compensation or modification and doping steps, such as those previously described. These other forms of solar cells are generally illustrated in Fig. 8 as well as in Figs. 11 and 12.

Dessa konstruktioner 162 innefattar allmänt en genomsynlig elektrod 164, genom vilken solstràlningsenergi tränger in i ifrågakommande solcellsstomme. Mellan denna genomsynliga elektrod och en motsatt elektrod 166 är en amorf legering 168 avsatt, vilken legering företrädes- vis innefattar kisel och fràn början är kompenserad på det tidigare beskrivna sättet. I denna amorfa lege- ring 168 finns åtminstone två intilliggande områden 170 och 172, där den amorfa legeringen har motsatt dopa- de områden, varvid området l7O är visat såsom ett område med ledningsförmàga av N-typ och området 172 är visat som ett omrâde med ledningsförmága av P-typ. Dopningen av områdena 170 och 172 är endast tillräcklig för att flytta Fermi-nivåerna till de ifràgakommande valens- och ledningsbanden, så att mörkerledningsförmàgan för- . 455 554 27 blir på ett lågt värde, vilket uppnås genom bandjuste- rings- och kompenserings- eller förändringssättet enligt uppfinningen. Legeringen 168 har kraftigt dopade, spärr- fria gränsytomràden 174 och 176 med hög ledningsförmåga och samma ledningsförmåga som legeringens_l68 intillig- gande omràde. Legeringsområdena 174 och 176 gör kontakt med elektroder 164 resp 166. Justeringsämnet eller -ämne- na är tillagda åtminstone områdena 170 och/eller 172 för gradering av bandgapet.These structures 162 generally comprise a transparent electrode 164, through which solar radiation energy penetrates into the solar cell body in question. Between this transparent electrode and an opposite electrode 166 an amorphous alloy 168 is deposited, which alloy preferably comprises silicon and is initially compensated in the manner previously described. In this amorphous alloy 168 there are at least two adjacent areas 170 and 172, where the amorphous alloy has oppositely doped areas, the area 107 being shown as an area of N-type conductivity and the area 172 being shown as an area of P-type conductivity. The doping of areas 170 and 172 is only sufficient to move the Fermi levels to the valence and conduction bands in question, so that the dark conduction capacity increases. 455 554 27 becomes at a low value, which is achieved by the band adjustment and compensation or change method according to the invention. The alloy 168 has heavily doped, barrier-free interface areas 174 and 176 with high conductivity and the same conductivity as the alloy_l68 adjacent area. The alloy areas 174 and 176 make contact with electrodes 164 and 166, respectively. The adjusting blank or blanks are added to at least the areas 170 and / or 172 for grading the band gap.

I fig 9, vartill det nu hänvisas, àskådliggöres en annan användning av en amorf legering, utnyttjad i ett fotodetektordon 178, vars resistans varierar med den mängd ljus som träffar det. En amorf legering 180 i donet är bandgapsjusterad och -kompenserad eller -för- ändrad i överensstämmelse med uppfinningen, har inga PN-övergàngar som i utföringsformen enligt fig 8 och är belägen mellan en genomsynlig elektrod 182 och en substratelektrod 184. I ett fotodetektordon är det önsk- värd att ledningsförmågan i mörker är minimal och där- för har den amorfa legeringen 180 ett odopat, men kom- penserat eller förändrat område 186 samt kraftigt dopa- de områden 188 och 190 av samma typ av ledningsförmåga, vilka senare områden bildar en spärrfri kontakt med låg resistans med elektroderna 182 och 184, som kan bilda ett substrat'för legeringen 180. Det eller de justerande ämnena är tillagda åtminstone till Områået 186 för att gradera dess bandgap för bättre känslighet.Fig. 9, to which reference is now made, illustrates another use of an amorphous alloy utilized in a photodetector device 178, the resistance of which varies with the amount of light hitting it. An amorphous alloy 180 in the device is bandgap adjusted and compensated or altered in accordance with the invention, has no PN junctions as in the embodiment of Fig. 8 and is located between a transparent electrode 182 and a substrate electrode 184. In a photodetector device it is It is desirable that the conductivity in the dark is minimal and therefore the amorphous alloy 180 has an undoped, but compensated or altered area 186 and heavily doped areas 188 and 190 of the same type of conductivity, which later areas form a barrier-free low resistance contact with the electrodes 182 and 184, which may form a substrate for the alloy 180. The adjusting blank or blanks are added at least to the Area 186 to grade its bandgap for better sensitivity.

I fig 10, vartill hänvisas, àskàdliggöres en an- ordning 192 för åstadkommande av elektrostatisk bild (såsom en xerografitrumma). Donet 192 har en odopad eller svagt P-dopad amorf legering 194 med låg lednings- förmåga i mörker och selektiv vàglängdströskel, vilken legering är avsatt på ett lämpligt substrat 196, såsom en trumma. Det eller de justerande ämnena är tillagda legeringen 194 för att gradera bandgapet för förbättrad känslighet.In Fig. 10, to which reference is made, a device 192 for producing an electrostatic image (such as a xerography drum) is illustrated. The device 192 has an undoped or weakly P-doped amorphous alloy 194 with low conductivity in the dark and selective wavelength threshold, which alloy is deposited on a suitable substrate 196, such as a drum. The adjusting substance (s) are added to the alloy 194 to grade the band gap for improved sensitivity.

Såsom använda häri avser termerna kompenserande 455 554 28 medel eller material och förändrande medel, ämnen eller material sådana material som är inbegripna i den amorfa legeringen för förändring eller ändring av dennas struk- tur, såsom aktiverat fluor (och väte), inbegripet i den amorfa legeringen som innehåller kisel för bildan- de av en amorf legering med sammansättningen kisel- fluor-väte, med ett önskat bandgap samt en låg täthet av lokala tillstànd i energigapet. Det aktiverade fluoret (och vätet) är bundet vid kislet i legeringen samt redu- cerar tätheten av lokala tillstånd i denna. Som följd av den ringa storleken hos fluor- och väteatomerna kan de båda enkelt införas i den amorfa legeringen utan väsentlig dislokation av kiselatomerna och dessas sam- band i den amorfa legeringen. Detta är alldeles sär- skilt sant pà grund av fluorets extrema elektronegati- vitet, specifikhet, ringa storlek och reaktionsförmåga, vilka egenskaper samtliga hjälper till att påverka och organisera legeringarnas lokala ordning. Vid skapandet av denna nya legering är fluors starka induktiva krafter och dess förmåga att verka organiserande på närordningen av betydelse. Fluors förmåga att binda både kisel och väte resulterar i bildandet av nya och överlägsna le- geringar med ett minimum av lokala defekta tillstànd i energigapet. Fluor och väte införes följaktligen utan väsentligt bildande av andra lokala tillstånd i energi- gapet i och för bildande av de nya legeringarna.As used herein, the terms compensating agent or material and modifying agent, substances or materials include those materials included in the amorphous alloy for altering or altering its structure, such as activated fluorine (and hydrogen), including the amorphous alloy. the alloy containing silicon to form an amorphous alloy with the composition silicon-fluorine-hydrogen, with a desired band gap and a low density of local conditions in the energy gap. The activated fluorine (and hydrogen) is bound to the silicon in the alloy and reduces the density of local conditions in it. Due to the small size of the fluorine and hydrogen atoms, they can both be easily introduced into the amorphous alloy without significant dislocation of the silicon atoms and their relationship in the amorphous alloy. This is especially true due to the extreme electronegativity, specificity, small size and reactivity of fluorine, all of which properties help to influence and organize the local order of the alloys. In the creation of this new alloy, the strong inductive forces of fluorine and its ability to have an organizing effect on the local system are important. Fluorine's ability to bind both silicon and hydrogen results in the formation of new and superior alloys with a minimum of local defective conditions in the energy gap. Fluorine and hydrogen are consequently introduced without significant formation of other local conditions in the energy gap in order to form the new alloys.

I fig ll, vartill nu hänvisas, åskådliggöres en PIN-solcell 198 med ett substrat 200, som kan vara glas eller en böjlig väv, bildad av rostfritt stål eller aluminium. Substratet 200 har önskad bredd och längd samt företrädesvis en tjocklek på åtminstone 76,2 um.In Fig. 11, to which reference will now be made, a pin solar cell 198 is illustrated with a substrate 200, which may be glass or a flexible fabric, formed of stainless steel or aluminum. The substrate 200 has the desired width and length and preferably a thickness of at least 76.2 μm.

På substratet är ett isolerande skikt 202 avsatt genom ett konventionellt förfarande såsom kemisk avsättning, avsättning från ångfasen eller eloxidering i fallet med aluminiumsubstrat. Skiktet 202, som exempelvis är um tjockt, kan bestå av en metalloxid. För ett alu- miniumsubstrat är det företrädesvis en aluminiumoxid 455 554 29 (Al2O3) och för ett substrat av rostfritt stål kan det vara kiseldioxid (Si02) eller annat lämpligt glas.On the substrate, an insulating layer 202 is deposited by a conventional method such as chemical deposition, vapor phase deposition or anodizing in the case of aluminum substrates. The layer 202, which is, for example, um thick, may consist of a metal oxide. For an aluminum substrate it is preferably an alumina (Al 2 O 3) and for a stainless steel substrate it may be silica (SiO 2) or other suitable glass.

En elektrod 204 är avsatt i ett eller flera skikt ovanpå skíktet 202 för bildande av en baselektrod för cellen 198. Elektrodskiktet eller -skikten 204 är avsat- ta från àngfasen, vilket är en relativt snabb avsätt- ningsprocess. Elektrodskikten är företrädesvis reflek- terande metallelektroder av molybden, aluminium, krom eller rostfritt stål för en solcell eller fotovoltiskt don. Den reflekterande elektroden är att föredraga, eftersom i en solcell ej absorberat ljus, vilket pas- serar genom halvledarlegeringen, reflekteras från elek- trodskikten 204, där det åter passerar genom halvledar- legeringen, som dà absorberar mer av ljusenergin för höjning av donets verkningsgrad.An electrode 204 is deposited in one or more layers on top of the layer 202 to form a base electrode for the cell 198. The electrode layer or layers 204 are deposited from the vapor phase, which is a relatively rapid deposition process. The electrode layers are preferably reflective metal electrodes of molybdenum, aluminum, chromium or stainless steel for a solar cell or photovoltaic device. The reflective electrode is preferable, since in a solar cell unabsorbed light passing through the semiconductor alloy is reflected from the electrode layers 204, where it again passes through the semiconductor alloy, which then absorbs more of the light energy to increase the efficiency of the device.

Substratet 200 placeras sedan i avsättningsomgiv- ningen. De särskilda exempel som är visade i fig ll och 12 áskàdliggör nâgra PIN-övergàngsdon, vilka kan framställas under utnyttjande av förbättrade sätt och material enligt uppfinningen. Vart och ett av de i fig ll och l2 åskàdliggjorda donen har en legeringsstomme med en total tjocklek pà mellan ungefär 3000 och 30 000 Å.The substrate 200 is then placed in the depositional environment. The particular examples shown in Figures 11 and 12 illustrate some PIN connectors which may be fabricated using improved methods and materials of the invention. Each of the devices illustrated in Figures 11 and 12 has an alloy body with a total thickness of between about 3000 and 30,000 Å.

Denna tjocklek säkerställer att där ej finns nâgra nal- stick eller andra fysiska defekter i strukturen samt att ljusabsorptionsverkningsgraden är maximal. Ett tjocka- re material kan absorbera mer ljus, men vid någon tjock- lek kommer ej mer ström att alstras, eftersom den stör- re tjockleken tillåter mer rekombination av de ljusalstra- de elektron-hàlparen (det inses att tjocklekarna för de olika skikten som är visade i fig 7-12 ej är ritade i skala).This thickness ensures that there are no needle sticks or other physical defects in the structure and that the light absorption efficiency is maximum. A thicker material can absorb more light, but at any thickness no more current will be generated, as the greater thickness allows more recombination of the light-generated electron-halves (it will be appreciated that the thicknesses of the different layers are shown in Figs. 7-12 are not drawn to scale).

Vad först gäller bildandet av NIP-donet l98 formas detta genom att avsättning först sker av ett kraftigt dopat N+-legeringsskiktet 206 på elektroden 204. När väl N+-skiktet 206 är avsatt, avsättes ett egenledande (I) legeringsskikt 208 ovanpå skiktet 206. Det egenledan- de skiktet 208 följes av ett kraftigt dopat, ledande 455 554 P+-legeringsskiktet 210, vilket avsättes som det sista halvledarskiktet. Legeringsskikten 206, 208 Och 210 bildar de aktiva skikten i NIP-donet 198.As for the formation of the NIP member 98, this is formed by first depositing a heavily doped N + alloy layer 206 on the electrode 204. Once the N + layer 206 is deposited, a self-conducting (I) alloy layer 208 is deposited on top of the layer 206. the self-conducting layer 208 is followed by a strongly doped, conductive 455 554 P + alloy layer 210, which is deposited as the last semiconductor layer. The alloy layers 206, 208 and 210 form the active layers in the NIP member 198.

Ehuru vartdera av de i fíg ll och l2 áskådliggjor- da donen kan ha andra användningsområden, skall de nu beskrivas såsom fotovoltiska don. Utnyttjat som ett fotovoltiskt don är det valda yttre P+-skiktet 210 ett kraftigt ledande legeringsskikt med låg ljusabsorption.Although each of the devices illustrated in FIGS. 11 and 12 may have different uses, they will now be described as photovoltaic devices. Utilized as a photovoltaic device, the selected outer P + layer 210 is a highly conductive alloy layer with low light absorption.

Det egenledande legeringsskiktet 208 har en graderad våglängdströskel för fotokänslighet för solljus, hög ljusabsorption, låg mörkerledningsförmåga samt hög foto- ledningsförmåga, innefattande tillräckliga och varieran- de mängder av det eller de justerande ämnena för gra- dering av bandgapet. Det undre legeringsksiktet 204 är ett N+-skikt med låg ljusabsorption och hög lednings- förmåga. Den totala dontjockleken mellan elektrodskik- tets 206 inre yta och P+-skiktets 210 övre yta är, såsom tidigare angivet, av storleken åtminstone ungefär 3000 Å.The self-conducting alloy layer 208 has a graded wavelength threshold for photosensitivity to sunlight, high light absorption, low dark conductivity and high photoconductivity, including sufficient and varying amounts of the adjusting substance or substances for grading the band gap. The lower alloy layer 204 is an N + layer with low light absorption and high conductivity. The total donor thickness between the inner surface of the electrode layer 206 and the upper surface of the P + layer 210 is, as previously indicated, of the size of at least about 3000 Å.

Tjockleken av det N+-dopade skiktet 206 ligger företrä- desvis i omràdet 50 - 500 Å. Tjockleken av den amorfa justeringsämnet innehållande, egenledande legeringen 208 är företrädesvis mellan ungefär 3000 A och 30 000 Å.The thickness of the N + -doped layer 206 is preferably in the range of 50 - 500 Å. The thickness of the amorphous adjusting substance containing the self-conducting alloy 208 is preferably between about 3000 A and 30,000 Å.

Tjockieken av det öyre P+-kantaktskiktet 210 är före- trädesvis också mellan ungefär 50 A och 500 A. Som följd av den kortare diffusionsväglängden för hålen kommer P+-skiktet allmänt att vara så tunt som möjligt och av storleksordningen 50-- 150 Å. Vidare kommer det yttre skiktet (här P+-skiktet 210) att oberoende av om det är av N+- eller P+-typ hållas så tunt som möjligt för undvikande av ljusabsorption i det kontaktskiktet och kommer allmänt ej att innefatta det eller de bandgaps- justerande ämnena. 'u En andra typ av PIN-övergångsdon 212 är åskådlig- gjord 1 fig 12. 1 aetta aan är ett första P+-skikt 214 avsatt på elektrodskiktet 204' följt av ett egenledan- de amorft legeringsskikt 216, som innehåller det eller de bandgapsjusterande ämnena i de varierande mängder- 455 554 31 na för att gradera bandgapet, ett amorft N-legerings- skikt 218 samt ett yttre amorft N+-legeringsskiktet 220. Ehuru det egenledande legeringsskiktet 208 eller 216 (i fig ll och 12) är en amorf legering, är vidare de andra skikten ej begränsade till detta utan kan vara polykristallina, såsom skiktet 214. (Omvändningen av konstruktionen enligt fig ll och 12 är ej åskàdliggjord men kan också utnyttjas).The thickness of the upper P + edge contact layer 210 is preferably also between about 50 A and 500 A. Due to the shorter diffusion path length of the holes, the P + layer will generally be as thin as possible and of the order of 50-150 Å. For example, the outer layer (here, the P + layer 210), regardless of whether it is of the N + or P + type, will be kept as thin as possible to avoid light absorption in that contact layer and will generally not include the bandgap adjusting substance (s). A second type of PIN adapter 212 is illustrated in Fig. 12. This is a first P + layer 214 deposited on the electrode layer 204 'followed by a self-conducting amorphous alloy layer 216 containing the bandgap adjusting blank (s). in the varying amounts of 455 554 31 to grade the band gap, an amorphous N alloy layer 218 and an outer amorphous N + alloy layer 220. Although the conductive alloy layer 208 or 216 (in Figs. 11 and 12) is an amorphous alloy, furthermore, the other layers are not limited to this but may be polycrystalline, such as layer 214. (The inversion of the structure according to Figs. 11 and 12 is not illustrated but can also be used).

Efter avsättningen av de olika halvledarlegerings- skikten i den önskade ordningen för donen 198 och 212, utföres ett ytterligare avsättningssteg, företrädesvis i en separat avsättningsomgivning. Det är önskvärt att en omgivning för avsättning från ångfasen utnyttjas, eftersom den är en snabb avsättningsprocess. I detta steg tillägges ett skikt 222 av genomsynlig, ledande oxid (TCO-skikt), vilket exempelvis kan vara indiumtenn- oxid (ITO), kadmiumstannat (Cd2Sn04), eller dopad tenn- oxid (SnO2). TCO-skiktet kommer att tilläggas efter den i efterhand utförda kompenseringen med fluor (och väte), om filmerna ej avsattes tillsammans med ett eller flera av de önskade kompenserande eller förändrande ämnena i skiktet. De andra, ovan beskrivna kompenseran- de eller förändrande ämnena kan också tilläggas genom kompensering efteråt.After the deposition of the various semiconductor alloy layers in the desired order for the devices 198 and 212, a further deposition step is performed, preferably in a separate deposition environment. It is desirable that an environment for deposition from the vapor phase be utilized, as it is a rapid deposition process. In this step, a layer 222 of transparent conductive oxide (TCO layer) is added, which may be, for example, indium tin oxide (ITO), cadmium stannate (Cd 2 SnO 4), or doped tin oxide (SnO 2). The TCO layer will be added after the subsequent fluorine (and hydrogen) compensation, if the films are not deposited with one or more of the desired compensating or altering substances in the layer. The other compensating or changing substances described above can also be added by compensating afterwards.

Ett elektrodgaller 224 kan tillföras vartdera av donen 198 eller 212, om så önskat. För ett don med till- räckligt liten area är TCO-skiktet 222 i allmännhet tillräckligt ledande, varför gallret 224 ej är nödvän- digt för god donverkningsgrad, Om donet har tillräck- ligt stor area eller om ledningsförmâgan hos TCO-skiktet 222 är otillräcklig, kan gallret 224 placeras pà skiktet 222 för att kortsluta laddningsbärarbanan och öka°led- ningsverkningsgraden hos donen.An electrode grid 224 may be provided by either of the means 198 or 212, if desired. For a diffuser with a sufficiently small area, the TCO layer 222 is generally sufficiently conductive, so that the grid 224 is not necessary for a good diffuser efficiency. If the diffuser has a sufficiently large area or if the conductivity of the TCO layer 222 is insufficient, For example, the grid 224 can be placed on the layer 222 to short-circuit the charge carrier path and increase the conductivity of the devices.

I fig 13, vartill nu hänvisas, àskàdliggöres en utföringsform av en plasmaaktiverad ångavsättningskam- mare 226, i vilken halvledaren och det eller de band- justerande ämnena enligt uppfinningen kan avsättas. :455 554 32 En styrenhet 228 utnyttjas för att styra avsättningspara- metrarna, såsom tryck, flödeshastigheter, etc, pà ett sätt som är likartat det som tidigare beskrivits i sam- band med enheten 24 (fig 2). Trycket skulle upprätt- hållas på ungefär lO_3 En eller flera reaktionsgasrörledningar, såsom ledningar 230 och 232, kan utnyttjas för att tillföra sådana gaser som kiseltetrafluorid (SiF4) och väte (H2) till ett plasmaomráde 234. Plasmaomràdet 234 upprättas torr eller mindre. mellan en spole 236, som matas av en likströmskälla (ej àskàdliggjord), och en anod 238. Plasmat aktiverar den eller de tillförda gaserna för tillförsel av akti- verat fluor (och väte) för avsättning på ett substrat 240. Substratet 240 kan upphettas till den önskade av- sättningstemperaturen medelst värmarorgan, såsom tidi- gare beskrivits.In Fig. 13, to which reference will now be made, an embodiment of a plasma-activated vapor deposition chamber 226 is illustrated, in which the semiconductor and the band-adjusting blank (s) of the invention can be deposited. : 455 554 32 A control unit 228 is used to control the deposition parameters, such as pressure, flow rates, etc., in a manner similar to that previously described in connection with the unit 24 (Fig. 2). The pressure would be maintained at about 10_3 One or more reaction gas pipelines, such as lines 230 and 232, can be used to supply such gases as silicon tetrafluoride (SiF4) and hydrogen (H2) to a plasma region 234. The plasma region 234 is established dry or less. between a coil 236, which is fed by a direct current source (not damaged), and an anode 238. The plasma activates the supplied gas (s) for supplying activated fluorine (and hydrogen) for deposition on a substrate 240. The substrate 240 may be heated to the desired deposition temperature by means of heating means, as previously described.

Det eller de bandjusterande ämnena samt kisel kan tillföras från två eller flera föràngningsdeglar, såsom deglar 242 och 244. Degeln 242 skulle exempelvis kunna innehålla germanium och degeln 244 kisel. Ämnena i deg- larna 242 och 244 kan förángas medelst en elektronstràle eller annat uppvärmningsorgan samt aktiveras av plasmat.The band-adjusting substance or substances and silicon may be supplied from two or more evaporation crucibles, such as crucibles 242 and 244. Crucible 242 may, for example, contain germanium and crucible 244 silicon. The substances in the crucibles 242 and 244 can be evaporated by means of an electron beam or other heating means and activated by the plasma.

En slutare 246 kan utnyttjas för att variera mäng- derna av det eller de bandjusterande ämnen som avsättes i det fotoalstrande.omràdet för gradering av bandgapet.A shutter 246 can be used to vary the amounts of the band-adjusting substance or substances deposited in the photo-generating area for grading the bandgap.

Slutarens rotationshastighet skulle kunna styras selek- tivt för att variera mängden bandjusterande ämne som avsättes vid graderingen av filmen. Det eller de band- justerande ämnena kan således tillföras diskret stegvis eller kontinuerligt i varierande mängder.The shutter speed of the shutter could be selectively controlled to vary the amount of belt adjusting substance deposited during the grading of the film. The belt-adjusting substance or substances can thus be supplied discreetly stepwise or continuously in varying amounts.

Pig 14 åskådliggör det tillgängliga solljusspektru- met. Luftmassa O är det tillgängliga solljuset utap'* atmosfär och med solen i zenit. Luftmassa l motsvarar samma situation efter filtrering genom jordens atmos- fär. Kristallint kisel har ett indirekt bandgap på unge- fär 1,1 - 1,2 eV, vilket motsvarar våglängden på unge- fär 1,0 um. Detta är likställt med förlust, dvs ej alstring 455 554 33 av användbara fotoner, för i huvudsak alla ljusvågläng- der över 1,0 um. Sàsom utnyttjat häri är bandgapet eller den optiska energin E definierad som den extrapolerade skärningen för en kurva (añw)l/2, där u är absorptions- koefficienten och hm (eller e) är fotonenergin. För ljus med en våglängd över den av bandgapet definierade tröskeln är fotonenergierna ej tillräckliga för att alstra ett fotoladdningsbärarpar och tillför därmed ej någon ström till ett speciellt don.Pig 14 illustrates the available sunlight spectrum. Air mass O is the available sunlight utap '* atmosphere and with the sun at its zenith. Air mass l corresponds to the same situation after filtration through the earth's atmosphere. Crystalline silicon has an indirect band gap of approximately 1.1 - 1.2 eV, which corresponds to the wavelength of approximately 1.0 μm. This is equated with loss, ie not generation of useful photons, for essentially all light wavelengths above 1.0 μm. As used herein, the band gap or optical energy E is defined as the extrapolated intersection of a curve (añw) l / 2, where u is the absorption coefficient and hm (or e) is the photon energy. For light with a wavelength above the threshold defined by the band gap, the photon energies are not sufficient to generate a photocurrent carrier pair and thus do not supply any current to a particular device.

En annan fotokänslíg tillämpning avser laservàg- längder, såsom för infrarött gensvar. Ett fotokänsligt material, använt i en snabb, elektrofotografisk dator- utgàngsanordning, som utnyttjar en sådan laser som en HeNe-laser, bör ha en våglängdströsekl, pà ungefär 0,6 um. För fiberoptikbruk, såsom med GaAs-lasrar, bör det fotokänsliga materialets tröskel vara ungefär l um eller därunder. Tillägget av det eller de bandgapsjuste- rande ämnena enligt uppfinningen gör det möjligt att skräddarsy legeringar med ett graderat bandgap för den önskade tillämpningen.Another photosensitive application refers to laser wavelengths, such as for infrared response. A photosensitive material used in a high speed electrophotographic computer output device utilizing such a laser as a HeNe laser should have a wavelength scattering of about 0.6 microns. For fiber optic use, such as with GaAs lasers, the threshold of the photosensitive material should be approximately 1 μm or less. The addition of the bandgap-adjusting substance or substances according to the invention makes it possible to tailor alloys with a graded bandgap for the desired application.

Vart och ett av donens nalvledarlegeringsskikt kan avsättas genom glimurladdning pà baselektrodsubstra- tet med hjälp av en konventionell glimurladdningskamma- re, som finns beskriven i ovannämnda US patentskrift 4 226 898. Legeringsskikten kan också avsättas i en kontinuerlig process. I dessa fall evakueras glimur- laddningssystemet i början till ungefär l mtorr för att rensa ut eller eliminera föroreningar i atmosfären från avsättningssystemet. Legeringsmaterialet matas sedan företrädesvis in i avsättningskammaren i form av en gasformig förening, allra fördelaktigast såsom kiseltetrafluorid (SiF4), väte (H2) och german (Geäéj.Each of the transducer alloy layers of the means may be deposited by glow charging on the base electrode substrate by means of a conventional glow charging chamber, which is described in the aforementioned U.S. Pat. No. 4,226,898. The alloy layers may also be deposited in a continuous process. In these cases, the glow discharge system is initially evacuated to approximately dry to clear or eliminate pollutants in the atmosphere from the deposition system. The alloying material is then preferably fed into the deposition chamber in the form of a gaseous compound, most advantageously such as silicon tetrafluoride (SiF4), hydrogen (H2) and german (Geäéj.

Glimurladdningsplasmat erhålles företrädesvis ur gas- blandningen, avsättningssystemet i US patentskriften 4 226 898 drives företrädesvis vid ett tryck i området pà ungefär 0,3 - 1,5 torr, företrädesvis 0,6 - 1,0 torr, såsom ungefär 0,6 torr. 455 554 34 Halvledarmaterialet avsättes från ett självunder- hållet plasma på substratet, som är uppvärmt, företrädes- vis av infraröda medel, till den önskade avsättnings- temperaturen för varje legeringsskikt. Donens dopade skikt avsättes vid olika temperaturer i området fràn ZOOOC till ungefär lOOO°C i beroende av formen av an- vänt material. Den övre gränsen pà substrattemperaturen är delvis beroende på typen av använt metallsubstrat.The glow discharge plasma is preferably obtained from the gas mixture, the deposition system of U.S. Patent 4,226,898 is preferably operated at a pressure in the range of about 0.3 - 1.5 torr, preferably 0.6 - 1.0 torr, such as about 0.6 torr. The semiconductor material is deposited from a self-sustaining plasma on the substrate, which is heated, preferably by infrared means, to the desired deposition temperature for each alloy layer. The doped layers of the devices are deposited at different temperatures in the range from ZOOOC to about 100 ° C depending on the shape of the material used. The upper limit of the substrate temperature depends in part on the type of metal substrate used.

För aluminium bör den övre temperaturen ej vara över ungefär 600°C och för rostfritt stål skulle den kunna vara över ungefär lOOOoC. Före framställningen av en från början vätekompenserad amorf legering, såsom för bildande av det egenledande skiktet i NIP- eller PIN-don, bör substrattemperaturen vara mindre än ungefär 40000 och företrädesvis ungefär 300°C.For aluminum, the upper temperature should not be above about 600 ° C and for stainless steel it could be above about 100oC. Prior to the production of an initially hydrogen-compensated amorphous alloy, such as to form the self-conducting layer in NIP or PIN devices, the substrate temperature should be less than about 40,000 and preferably about 300 ° C.

Dopningskoncentrationerna varieras för åstadkom- mande av ledningsförmàgan av den önskade P, P+-, N- eller N+-typen, allteftersom legeringsskikten avsättes för varje don. För N- eller P-dopade skikt dopas mate- rialet med 5 - lOO ppm av dopningsmaterialet, alltefter- som det avsättes. För N+- eller P+-dopade skikt dopas materialet med från 100 ppm till över l % av dopnings- medelsmaterialet, allteftersom det avsättes. P-dopnings- medelsmaterialet kan vara konventionella dopmedel, före- trädesvis i omrâdet från lOO ppm till över 5000 ppm för P+-materialet.The doping concentrations are varied to provide the conductivity of the desired P, P +, N or N + type, as the alloy layers are deposited for each device. For N- or P-doped layers, the material is doped with 5 - 100 ppm of the doping material, as it is deposited. For N + or P + doped layers, the material is doped with from 100 ppm to over 1% of the dopant material, as it is deposited. The P-dopant material can be conventional dopants, preferably in the range from 100 ppm to over 5000 ppm for the P + material.

Glimurladdningsavsättningsprocessen kan innefat- ta ett växelströmssignalalstrat plasma, i vilket mate- rialen införes. Plasmat upprätthålles företrädesvis mellan en katod och en substratanod med en växelströms- signal på från ungefär l kHz till 13,6 MHz.The glow discharge deposition process may include an AC signal generated plasma into which the material is introduced. The plasma is preferably maintained between a cathode and a substrate node with an AC signal of from about 1 kHz to 13.6 MHz.

Ehuru det graderade sättet och -ämnet eller -ämnena enligt uppfinningen kan utnyttjas i don tillsammans med en mängd olika amorfa legeringsskikt, är det att föredraga att de utnyttjas tillsammans med fluor- och vätekompenserade, glimurladdningsavsatta legeringar.Although the graded method and substance or substances of the invention can be used in ballasts together with a variety of amorphous alloy layers, it is preferred that they be used together with fluorine and hydrogen compensated, glow discharge deposited alloys.

I detta fall avsättes en blandning av kiseltetrafluoríd s: 455 554 och väte som ett amorft, kompenserat legeringsmaterial vid eller under ungefär 400°C för ett skikt av N-typ.In this case, a mixture of silicon tetrafluoride s: 455 554 and hydrogen is deposited as an amorphous, compensated alloy material at or below about 400 ° C for an N-type layer.

Det bandgapsgraderade, egenledande amorfa legerings- skiktet och P+-skiktet kan avsättas på eiektroaskiktet vid en högre substrattemperatur över ungefär 450°C, som kommer att ge ett material som är fluorkompenserat.The band gap graded, self-conducting amorphous alloy layer and the P + layer can be deposited on the electrode layer at a higher substrate temperature above about 450 ° C, which will give a material which is fluorine compensated.

Som exempel åstadkommer en blandning av gaserna GeH +Ar+SiF +H 4 4 2 av GeH och SiF4 i området 0,001 - l % fotokänsliga legeriågar med de graderade bandgapen utan förlust av de önskade elektroniska egenskaperna. Blandningen har en kvot på SiF4 relativt H2 på 4:1 - l0:l. Mängden av det eller de graderaxade eller justerande ämnena, här ger- manium, i den resulterande legeringen är mycket stör- re än de procentuella andelarna i gasen och kan vara avsevärt över 20 % i beroende av tillämpningen. Argon är användbart som ett utspädningsmedel men ej nödvändigt med relativa procentuella andelar för processen enligt uppfinningen.As an example, a mixture of the gases GeH + Ar + SiF + H 4 4 2 of GeH and SiF4 in the range 0.001 - 1% produces photosensitive alloy yarns with the graded band gaps without loss of the desired electronic properties. The mixture has a ratio of SiF4 relative to H2 of 4: 1 - 10: 1. The amount of the graded or adjusting substance (s), here germanium, in the resulting alloy is much greater than the percentages in the gas and can be considerably above 20% depending on the application. Argon is useful as a diluent but not necessary with relative percentages for the process of the invention.

Ehuru bandgapsjusteringsämnet eller -ämnena tilläg- ges åtminstone för att gradera donens fotokänsliga om- råde, kan vidare det eller de ämnena också vara använd- bara i de andra legeringsskikten i donen. Såsom tidigare har nämnts kan de andra legeringsskikten än det egen- ledande legeringsskiktet vara andra skikt än amorfa skikt, såsom polykristallina skikt (med termen "amorf“ avses en legering eller ett material, som är oordnat på långt avstånd, fastän det kan vara ordnat pà kort avstånd eller mellanavstànd eller t o m innehålla vissa kristallina inneslutningar).Furthermore, although the bandgap adjusting blank or blanks are added at least to grade the photosensitive range of the devices, the blank or blanks may also be useful in the other alloy layers of the devices. As previously mentioned, the alloy layers other than the self-conducting alloy layer may be layers other than amorphous layers, such as polycrystalline layers (the term "amorphous" refers to an alloy or a material which is disordered at a long distance, although it may be arranged on short distance or intermediate distance or even contain some crystalline inclusions).

Claims (12)

10 15 20 25 30 455 554 36 PATENTKRAV10 15 20 25 30 455 554 36 PATENT REQUIREMENTS 1. Fotospänningsdon, som innefattar flera överlagrade skikt av olika material för bildande av ett staplat don om åtminstone tvâ seriekopplade solceller, inbegripet en amorf halvledarlegeringsstomme med ett aktivt foto- känsligt område, som innefattar bandgap, vilket kan träffas av strålning för àstadkommande av laddningsbärare, varvid den amorfa legeringen innefattar åtminstone ett til1ståndstäthetsreducerande ämne, som är fluor, k ä n - n e t e c k n a t därav, att legeringen (118, 146, 148, 150, 168, 170, 172, 174, 176, 180, 186, 188, 194, 206, 208, 210, 214, 216, 218, 220) vidare i åtminstone den ena cellen innefattar germanium som ett bandgaps- justerande ämne i varierande mängder åtminstone i det fotokänsliga omrâdet (150, 170, 172, 180, 186, 194, 208, 216) för att förbättra dess stràlningsabsorption utan att väsentligt öka tillstånden i gapet, varvid legeringens bandgap är graderat för ett angivet foto- känslighetsvâglängdsfunktionsområde.A photovoltaic device comprising several superimposed layers of different materials to form a stacked device on at least two series-connected solar cells, including an amorphous semiconductor alloy body having an active photosensitive region comprising bandgap which may be struck by radiation to provide charge carriers, wherein the amorphous alloy comprises at least one state density reducing substance which is fluorine, characterized in that the alloy (118, 146, 148, 150, 168, 170, 172, 174, 176, 180, 186, 188, 194, 194, 206, 208, 210, 214, 216, 218, 220) further in at least one cell comprises germanium as a band gap adjusting substance in varying amounts at least in the photosensitive range (150, 170, 172, 180, 186, 194, 208 , 216) to improve its radiation absorption without significantly increasing the conditions in the gap, the alloy band gap being graded for a specified photosensitivity wavelength range. 2. Don enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k - n a t därav, att det fotokänsliga områdets bandgap är mindre än 1,6 ev.2. A device according to claim 1, characterized in that the bandgap of the photosensitive area is less than 1.6 ev. 3. Don enligt'patentkravet 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a t av ett andra til1stándstäthetsreducerande ämne, vilket ämne är väte.3. A donor according to claim 1 or 2, wherein a second density-reducing substance, which substance is hydrogen, is known. 4. Don enligt något av patentkraven 1-3, k ä n n e - t e c k n a t därav, att legeringen (118, 146, 148, 150, 168, 170, 172, 174, 176, 180, 186, 188, 194, 206, 208, 210, 214, 216, 218, 220) är avsatt genom glimur- laddningsavsättning. I"4. A device according to any one of claims 1-3, characterized in that the alloy (118, 146, 148, 150, 168, 170, 172, 174, 176, 180, 186, 188, 194, 206, 208 , 210, 214, 216, 218, 220) is deposited by glare charge deposition. IN" 5. Don enligt något av patentkraven 1-4, k ä n - n e t e c k n a t därav, att legeringsstommen (118, 146, 148, 150, 168, 170, 172, 174, 176, 180, 186, 188, 194, 206, 208, 210, 214, 216, 218, 220) innefattar juste- ringsämnet i väsentligen diskreta skikt. 10 15 20 455 554 375. A device according to any one of claims 1-4, characterized in that the alloy body (118, 146, 148, 150, 168, 170, 172, 174, 176, 180, 186, 188, 194, 206, 208 , 210, 214, 216, 218, 220) comprises the adjusting blank in substantially discrete layers. 10 15 20 455 554 37 6. Don enligt något av patentkraven 1-5, k ä n - n e t e c k n a t därav, att legeringsstommen inne- fattar justeringsämnet i varierande mängder.Device according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the alloy body comprises the adjusting substance in varying amounts. 7. Don enligt något av patentkraven 1-6, k ä n - n e t e c k n a t därav, att legeringsstommen utgör del av en Schottky-barriärsolcell (142).7. A device according to any one of claims 1-6, characterized in that the alloy body forms part of a Schottky barrier solar cell (142). 8. Don enligt något av patentkraven 1-6, k ä n - n e t e c k n a t därav, att legeringsstommen utgör del av en MIS-solcell (142).8. A device according to any one of claims 1-6, characterized in that the alloy body forms part of a MIS solar cell (142). 9. Don enligt något av patentkraven 1-6, k ä n - n e t e c k n a t därav, att legeringsstommen utgör del av ett PN-övergångsdon (164, 168, 166).Device according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the alloy body forms part of a PN adapter (164, 168, 166). 10. Don enligt något av patentkraven 1-6, k ä n - n e t e c k n a t därav, att legeringsstommen utgör del av ett PIN-don (198, 212).Device according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the alloy body forms part of a pin device (198, 212). 11. Don enligt något av patentkraven 1-6, k ä n - n e t e c k n a t därav, att legeringsstommen utgör del av en fotodetektor (178).Device according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the alloy body forms part of a photodetector (178). 12. Don enligt något av patentkraven 1-6, k ä n - n e t e c k n a t därav, att legeringsstommen utgör del av en anordning (192) för åstadkommande av en elek- trostatisk bild.Device according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the alloy body forms part of a device (192) for producing an electrostatic image.
SE8105277A 1980-09-09 1981-09-07 FOTOSPENNINGSDON SE455554B (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/185,520 US4342044A (en) 1978-03-08 1980-09-09 Method for optimizing photoresponsive amorphous alloys and devices
US20657980A 1980-11-13 1980-11-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE8105277L SE8105277L (en) 1982-03-10
SE455554B true SE455554B (en) 1988-07-18

Family

ID=26881211

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE8105277A SE455554B (en) 1980-09-09 1981-09-07 FOTOSPENNINGSDON

Country Status (14)

Country Link
KR (1) KR890000478B1 (en)
AU (1) AU547173B2 (en)
BR (1) BR8105747A (en)
CA (1) CA1192819A (en)
DE (1) DE3135411C2 (en)
ES (1) ES8302361A1 (en)
FR (1) FR2490018B1 (en)
GB (1) GB2083701B (en)
IE (1) IE52207B1 (en)
IL (1) IL63754A (en)
IN (1) IN157458B (en)
IT (1) IT1138202B (en)
NL (1) NL8104140A (en)
SE (1) SE455554B (en)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5795677A (en) * 1980-12-03 1982-06-14 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd Amorphous silicon type photoelectric tranducer
US4523214A (en) * 1981-07-03 1985-06-11 Fuji Photo Film Co., Ltd. Solid state image pickup device utilizing microcrystalline and amorphous silicon
JPS58501975A (en) * 1981-11-20 1983-11-17 クロ−ナ−・コ−ポレイション Band gap control of amorphous semiconductors
US4460669A (en) * 1981-11-26 1984-07-17 Canon Kabushiki Kaisha Photoconductive member with α-Si and C, U or D and dopant
US4460670A (en) * 1981-11-26 1984-07-17 Canon Kabushiki Kaisha Photoconductive member with α-Si and C, N or O and dopant
US4465750A (en) * 1981-12-22 1984-08-14 Canon Kabushiki Kaisha Photoconductive member with a -Si having two layer regions
JPS5914679A (en) * 1982-07-16 1984-01-25 Toshiba Corp Photovoltaic device
JPS59111152A (en) * 1982-12-16 1984-06-27 Sharp Corp Photosensitive body for electrophotography
US4547621A (en) * 1984-06-25 1985-10-15 Sovonics Solar Systems Stable photovoltaic devices and method of producing same
DE8430810U1 (en) * 1984-10-19 1986-05-07 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Solar cell with a gradual energy band gap with a semiconductor body made of amorphous silicon
JPS61104678A (en) * 1984-10-29 1986-05-22 Mitsubishi Electric Corp Amorphous solar cell
CA1269164A (en) * 1986-03-24 1990-05-15 Metin Aktik Photosensitive diode with hydrogenated amorphous silicon layer
FR2630260B1 (en) * 1988-04-19 1991-11-29 Thomson Csf AMORPHOUS SILICON PHOTODETECTOR WITH IMPROVED QUANTUM YIELD
DE19700697A1 (en) * 1997-01-13 1998-07-16 Goeller Christian Inexpensive solar cell production
US6437233B1 (en) * 2000-07-25 2002-08-20 Trw Inc. Solar cell having multi-quantum well layers transitioning from small to large band gaps and method of manufacture therefor
EP1918965A1 (en) 2006-11-02 2008-05-07 Dow Corning Corporation Method and apparatus for forming a film by deposition from a plasma
EP1919264A1 (en) 2006-11-02 2008-05-07 Dow Corning Corporation Device for forming a film by deposition from a plasma
EP1923483A1 (en) 2006-11-02 2008-05-21 Dow Corning Corporation Deposition of amorphous silicon films by electron cyclotron resonance
EP1918414A1 (en) 2006-11-02 2008-05-07 Dow Corning Corporation Film deposition of amorphous films with a graded bandgap by electron cyclotron resonance
EP1918967B1 (en) 2006-11-02 2013-12-25 Dow Corning Corporation Method of forming a film by deposition from a plasma
EP1918966A1 (en) * 2006-11-02 2008-05-07 Dow Corning Corporation Method for forming a film with a graded bandgap by deposition of an amorphous material from a plasma

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1123525A (en) * 1977-10-12 1982-05-11 Stanford R. Ovshinsky High temperature amorphous semiconductor member and method of making same
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
US4226898A (en) * 1978-03-16 1980-10-07 Energy Conversion Devices, Inc. Amorphous semiconductors equivalent to crystalline semiconductors produced by a glow discharge process
JPS5513938A (en) 1978-07-17 1980-01-31 Shunpei Yamazaki Photoelectronic conversion semiconductor device and its manufacturing method
JPS5513939A (en) 1978-07-17 1980-01-31 Shunpei Yamazaki Photoelectronic conversion semiconductor device
DE2950008A1 (en) * 1979-12-12 1981-06-19 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München PERMANENTLY MAGNETIC RUNNER FOR A SYNCHRONOUS MACHINE
ES8302362A1 (en) * 1980-09-09 1982-12-16 Energy Conversion Devices Inc Amorphous semiconductors

Also Published As

Publication number Publication date
FR2490018A1 (en) 1982-03-12
IT8123825A0 (en) 1981-09-07
NL8104140A (en) 1982-04-01
IL63754A0 (en) 1981-12-31
IN157458B (en) 1986-04-05
ES505268A0 (en) 1982-12-16
KR830008406A (en) 1983-11-18
KR890000478B1 (en) 1989-03-18
BR8105747A (en) 1982-05-25
GB2083701B (en) 1985-09-04
GB2083701A (en) 1982-03-24
IT1138202B (en) 1986-09-17
FR2490018B1 (en) 1986-01-17
IE812063L (en) 1982-03-09
CA1192819A (en) 1985-09-03
IL63754A (en) 1984-07-31
DE3135411C2 (en) 1994-07-07
AU547173B2 (en) 1985-10-10
SE8105277L (en) 1982-03-10
ES8302361A1 (en) 1982-12-16
IE52207B1 (en) 1987-08-05
AU7501981A (en) 1982-03-18
DE3135411A1 (en) 1982-09-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE455553B (en) SET TO MAKE A PHOTO-SENSITIVE AMORF ALLOY, ALLOY MANUFACTURED ACCORDING TO THE PHOTO-SENSITIVE DON
SE455554B (en) FOTOSPENNINGSDON
US4522663A (en) Method for optimizing photoresponsive amorphous alloys and devices
US4492810A (en) Optimized doped and band gap adjusted photoresponsive amorphous alloys and devices
US4441113A (en) P-Type semiconductor material having a wide band gap
US4379943A (en) Current enhanced photovoltaic device
JP2008153646A (en) Manufacturing method of semiconductor device
SE451353B (en) PHOTO-SENSITIVE, AMORFT MULTI CELLS
US4485389A (en) Amorphous semiconductors equivalent to crystalline semiconductors
KR890000479B1 (en) Method for producing photoresponsive amorphous alloys,the alloys therefrom and the devices therefrom
SE457300B (en) PHOTOVOLIC DON
US4954182A (en) Multiple cell photoresponsive amorphous photo voltaic devices including graded band gaps
US4891074A (en) Multiple cell photoresponsive amorphous alloys and devices
US4605941A (en) Amorphous semiconductors equivalent to crystalline semiconductors
EP0058543B1 (en) Photoresponsive amorphous semiconductor alloys
US4469715A (en) P-type semiconductor material having a wide band gap
KR900005566B1 (en) Method for optimizing photo responsive amorphous alloys and devices
Adachi Low temperature thin film silicon solar cells prepared by hot-wire chemical vapor deposition
Adachi School of Engineering Science

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed

Ref document number: 8105277-1

Effective date: 19940410

Format of ref document f/p: F