(57)【要約】人工アモルファス半導体材料、およびその材料から作られた接合部は、誘電体材料のマトリクスまたは誘電体材料の薄層（２１、２２）を介して３次元的に十分均一に分布されかつ均一に隔てられた複数の結晶質半導体材料量子ドット（２３）を持つ。この材料は、半導体材料の化合物を有する誘電体材料の複数の層を最初に形成し、化学量論的誘電体材料（２１）の層と半導体富裕誘電体材料（２２）の層のそれぞれの交互層を形成することによって形成される。次にこの材料は加熱され、量子ドット（２３）が、誘電体材料を介して３次元的に均一に分布されかつ均一に隔てられた状態で、誘電体材料の半導体富裕層内に形成される。この材料のバンドギャップと移動度は、量子ドットの大きさ、マトリックスの組成、および量子ドットの半導体材料、を含む材料パラメータを、好ましいパラメータが得られるように選ぶことによって、決定される。
2007535806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御されたバンドギャップと移動度を持ち、誘電体材料のマトリクスまたは誘電体材料の薄層を介して３次元的に十分均一に分布されかつ規則的に隔てられた複数の結晶質半導体材料量子ドットを有する人工アモルファス半導体材料であって、前記材料のバンドギャップと移動度が、量子ドットの大きさ、マトリックスの組成、および量子ドットの半導体材料、を含む材料パラメータを選ぶことによって、決定されることを特徴とする人工アモルファス半導体材料。
【請求項２】
前記量子ドットは前記人工アモルファス材料全体の層にわたって分布されることを特徴とする請求項１に記載の人工アモルファス半導体材料。
【請求項３】
前記量子ドットは、異なるドープがなされた隣接した領域に量子ドットがある状態で、重ねられた領域内に位置していることを特徴とする請求項１または２に記載の人工アモルファス半導体材料。
【請求項４】
前記異なるドープがなされた領域はｎ型かｐ型領域、または真性領域を有し、また前記それぞれの領域は２０個から５０個の範囲の量子ドットの層を含むことを特徴とする請求項３に記載の人工アモルファス半導体材料。
【請求項５】
それぞれの領域が２５個の量子ドットの層を含むことを特徴とする請求項４に記載の人工アモルファス半導体材料。
【請求項６】
前記ｎ型およびｐ型領域は、それぞれ７５〜２００ｎｍ厚さの範囲にあることを特徴とする請求項４または５に記載の人工アモルファス半導体材料。
【請求項７】
前記ｎ型およびｐ型領域は、それぞれ９０〜２００ｎｍ厚さの範囲にあることを特徴とする請求項６に記載の人工アモルファス半導体材料。
【請求項８】
前記量子ドットの層と、前記量子ドットの層の間にある前記誘電体材料の層は、それぞれ１．５〜２．５ｎｍ厚さの範囲にあることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の人工アモルファス半導体材料。
【請求項９】
前記量子ドットの層と、前記量子ドットの層の間にある前記誘電体材料の層は、それぞれ１．９〜２．１ｎｍ厚さの範囲にあることを特徴とする請求項８に記載の人工アモルファス半導体材料。
【請求項１０】
前記量子ドットの半導体材料はシリコンであることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の人工アモルファス半導体材料。
【請求項１１】
前記量子ドットの半導体材料はシリコン合金であることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の人工アモルファス半導体材料。
【請求項１２】
前記量子ドットの半導体材料はゲルマニウムで合金化されたシリコンであることを特徴とする請求項１１に記載の人工アモルファス半導体材料。
【請求項１３】
前記誘電体材料は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、およびシリコンカーバイドから選択されることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の人工アモルファス半導体材料。
【請求項１４】
前記誘電体材料は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、およびシリコンカーバイドから選択された１つまたはそれ以上の材料の層を含む構造を持つことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の人工アモルファス半導体材料。
【請求項１５】
前記誘電体材料の構造は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、およびシリコンカーバイド以外の材料の層を含むことを特徴とする請求項１４に記載の人工アモルファス半導体材料。
【請求項１６】
制御されたバンドギャップと移動度を持つ人工アモルファス半導体材料を形成する方法であって、
半導体材料の化合物を有する複数の誘電体材料の層を形成し、その状況で、交互層がそれぞれ化学量論的誘電体材料層と半導体富裕誘電体材料層であり、そして、
前記誘電体材料の層を加熱して、量子ドットを誘電体材料の半導体富裕層内に形成し、それによって、それらが誘電体材料を介して３次元的に十分均一に分布されかつ規則的に隔てられ、
その状況で、前記バンドギャップと前記移動度は、量子ドットの大きさ、マトリックスの組成、および量子ドットの半導体材料、を含む材料パラメータを、好ましいパラメータが得られるように選ぶことによって、決定される
ことを特徴とする人工アモルファス半導体材料を形成する方法。
【請求項１７】
前記誘電体材料の層は重ねられた領域内に形成され、前記誘電体材料の半導体富裕層はドープされていないか、またはｎ型またはｐ型材料となるようにドープされ、その状況で、隣接した領域は異なるドープがなされていることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
それぞれの前記異なるドープがなされた領域は、化学量論的層および半導体富裕誘電体材料層のそれぞれによる２０個から５０個の範囲の層を形成することによって形成されることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
それぞれの前記異なるドープがなされた領域は、化学量論的層および半導体富裕誘電体材料層のそれぞれによる２５個の層を形成することによって形成されることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記異なるドープがなされた領域は、それぞれ７５〜２００ｎｍ厚さの範囲にあるように形成されることを特徴とする請求項１８または１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記異なるドープがなされた領域は、それぞれ９０〜１１０ｎｍ厚さの範囲にあるにあるように形成されることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記化学量論的層および前記半導体富裕誘電体材料層はそれぞれ１．５〜２．５ｎｍ厚さの範囲で形成されることを特徴とする請求項１６から２１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２３】
前記化学量論的層および前記半導体富裕誘電体材料層はそれぞれ１．９〜２．１ｎｍ厚さの範囲で形成されることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記半導体富裕誘電体材料層の半導体材料はシリコンであることを特徴とする請求項１６から２３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２５】
前記半導体富裕誘電体材料層の半導体材料はシリコン合金であることを特徴とする請求項１６から２３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２６】
前記半導体富裕誘電体材料層の半導体材料はゲルマニウムで合金化されたシリコンであることを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記誘電体材料は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、およびシリコンカーバイドから選択されることを特徴とする請求項１６から２６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２８】
前記誘電体材料は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、およびシリコンカーバイドから選択された１つまたはそれ以上の材料の層を形成することを有する方法により重ねられた構造に形成されることを特徴とする請求項１６から２６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２９】
酸化ケイ素、窒化ケイ素、およびシリコンカーバイド以外の１つまたはそれ以上の材料の層を形成することをさらに有することを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
人工アモルファス材料のｐ型領域に隣接する人工アモルファス材料のｎ型領域を有して両者間に接合部を形成する光電池の接合部であって、ｎ型およびｐ型の人工アモルファス材料が、複数の結晶質半導体材料量子ドットが十分規則的に分散された誘電体材料のマトリクスとして一体的に形成され、その状況で、ｎ型およびｐ型の領域がｎ型およびｐ型ドーパント原子によってそれぞれドープされることを特徴とする光電池の接合部。
【請求項３１】
ドープされていないか、ｎ型およびｐ型ドーパントの均衡を保ち、それによって前記領域が真性材料として振る舞う、人工アモルファス材料のｎ型およびｐ型領域の間の接合部近傍における領域をさらに有することを特徴とする請求項３０に記載の光電池の接合部。
【請求項３２】
前記量子ドットは前記人工アモルファス材料全体の層にわたって分布されることを特徴とする請求項３０または３１に記載の光電池の接合部。
【請求項３３】
前記ｎ型およびｐ型領域はそれぞれ２０個から５０個の範囲の量子ドットの層を含むことを特徴とする請求項３０、３１または３２のいずれか１項に記載の光電池の接合部。
【請求項３４】
それぞれの前記領域は２５個の量子ドットの層を含むことを特徴とする請求項３３に記載の光電池の接合部。
【請求項３５】
前記ｎ型およびｐ型領域はそれぞれ７５〜２００ｎｍ厚さの範囲にあることを特徴とする請求項３３または３４に記載の光電池の接合部。
【請求項３６】
前記ｎ型およびｐ型領域はそれぞれ９０〜１１０ｎｍ厚さの範囲にあることを特徴とする請求項３５に記載の光電池の接合部。
【請求項３７】
前記量子ドットの層と、前記量子ドットの層の間にある前記誘電体材料の層は、それぞれ１．５〜２．５ｎｍ厚さの範囲にあることを特徴とする請求項３０から３６のいずれか１項に記載の光電池の接合部。
【請求項３８】
前記量子ドットの層と、前記量子ドットの層の間にある前記誘電体材料の層は、それぞれ１．９〜２．１ｎｍ厚さの範囲にあることを特徴とする請求項３７に記載の光電池の接合部。
【請求項３９】
前記量子ドットの半導体材料はシリコンであることを特徴とする請求項３０から３８のいずれか１項に記載の光電池の接合部。
【請求項４０】
前記量子ドットの半導体材料はシリコン合金であることを特徴とする請求項３０から３８のいずれか１項に記載の光電池の接合部。
【請求項４１】
前記量子ドットの半導体材料はゲルマニウムで合金化されたシリコンであることを特徴とする請求項４０に記載の光電池の接合部。
【請求項４２】
前記誘電体材料は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、およびシリコンカーバイドから選択される
ことを特徴とする請求項３０から４１のいずれか１項に記載の光電池の接合部。
【請求項４３】
前記誘電体材料は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、およびシリコンカーバイドから選択された１つまたはそれ以上の材料の層を含む構造を持つことを特徴とする請求項３０から４１のいずれか１項に記載の光電池の接合部。
【請求項４４】
前記誘電体材料の構造は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、およびシリコンカーバイド以外の材料の層を含むことを特徴とする請求項４３に記載の光電池の接合部。
【請求項４５】
タンデムにスタックされた請求項３０から４４のいずれか１項に記載の複数の光電池の接合部を有する人工アモルファス材料光電池セル。
【請求項４６】
タンデムにスタックされた請求項３０から４４のいずれか１項に記載の結晶質半導体材料接合部および光電池の接合部を有する人工アモルファス材料光電池セル。
【請求項４７】
前記結晶半導体接合部は、多結晶質シリコン接合部であることを特徴とする請求項４４に記載の人工アモルファス材料光電池セル。
【請求項４８】
前記スタックされた接合部のバンドギャップは、セル内で接合部から接合部へと変化することを特徴とする請求項４５、４６または４７のいずれか１項に記載の人工アモルファス材料光電池セル。
【請求項４９】
人工アモルファス半導体材料光電池セルを形成する方法であって、
半導体材料の化合物を有する複数の誘電体材料の層を形成し、その状況で、交互層がそれぞれ化学量論的誘電体材料層と半導体富裕誘電体材料層であり、そして、
ｐ型およびｎ型のドーパントのいずれかでその形態により同時に、または続けて複数の誘電体材料の層の領域をドープし、
前記誘電体材料の層を加熱して、量子ドットを前記半導体富裕層内に形成し、
その状況で、バンドギャップと移動度が、量子ドットの大きさ、マトリックスの組成、および量子ドットの半導体材料、を含む材料パラメータを、好ましいパラメータが得られるように選ぶことによって、決定される、
ことを特徴とする方法。
【請求項５０】
ドープされていないか、ｎ型およびｐ型ドーパントの均衡を保ち、かつ人工アモルファス材料のｎ型およびｐ型領域の間にある領域を形成することをさらに有することを特徴とする請求項４６に記載の方法。
【請求項５１】
それぞれの前記異なるドープがなされた領域は、化学量論的層および半導体富裕誘電体材料層のそれぞれによる２０個から３０個の範囲の層を形成することによって形成されることを特徴とする請求項４９または５０に記載の方法。
【請求項５２】
それぞれの前記異なるドープがなされた領域は、化学量論的層および半導体富裕誘電体材料層のそれぞれによる２５個の層を形成することによって形成されることを特徴とする請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
前記異なるドープがなされた領域は、それぞれ７５〜２００ｎｍ厚さの範囲にあるように形成されることを特徴とする請求項５１または５２に記載の方法。
【請求項５４】
前記異なるドープがなされた領域は、それぞれ９０〜１１０ｎｍ厚さの範囲にあるように形成されることを特徴とする請求項５３に記載の方法。
【請求項５５】
前記化学量論的層および前記半導体富裕誘電体材料層はそれぞれ１．５〜２．５ｎｍ厚さの範囲で形成されることを特徴とする請求項４９から５４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５６】
前記化学量論的層および前記半導体富裕誘電体材料層はそれぞれ１．９〜２．１ｎｍ厚さの範囲で形成されることを特徴とする請求項５５に記載の方法。
【請求項５７】
前記半導体富裕誘電体材料層の半導体材料はシリコンであることを特徴とする請求項４９から５６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５８】
前記半導体富裕誘電体材料層の半導体材料はシリコン合金であることを特徴とする請求項４９から５６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５９】
前記半導体富裕誘電体材料層の半導体材料はゲルマニウムで合金化されたシリコンであることを特徴とする請求項５８に記載の方法。
【請求項６０】
前記誘電体材料は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、およびシリコンカーバイドから選択されることを特徴とする請求項４９から５９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６１】
前記誘電体材料は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、およびシリコンカーバイドから選択された１つまたはそれ以上の材料の層を形成することを有する方法により重ねられた構造に形成されることを特徴とする請求項４９から５９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６２】
酸化ケイ素、窒化ケイ素、およびシリコンカーバイド以外の１つまたはそれ以上の材料の層を形成することをさらに有することを特徴とする請求項６１に記載の方法。
【請求項６３】
複数の交互のｐ型とｎ型領域を形成して、複数の光電池の接合部を形成することを有することを特徴とする請求項４９から６２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６４】
人工アモルファス材料光電池セルでタンデムにスタックされた結晶質半導体材料接合部を形成することを有することを特徴とする請求項４９から６３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６５】
前記結晶半導体接合部は、多結晶質シリコン接合部であることを特徴とする請求項６４に記載の方法。
【請求項６６】
前記スタックされた接合部のバンドギャップは、セル内で接合部から接合部へと変化することを特徴とする請求項６３、６４または６５のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は全般的に太陽電池の分野に関わり、特に本発明は材料の新しい種類とその材料を使った薄膜太陽電池セルを形成する方法を提供する。
【背景技術】
【０００２】
［背景］
本出願は、２００４年４月３０日に出願した特許文献１の優先権を主張し、その内容はここに参考として組み入れられている。
【０００３】
太陽電池セルを使った日光の電気への変換は、世界的な将来エネルギー資源を生成するために尚も提案されつつある最も魅力的な方法の１つである。
【０００４】
現在、太陽電池セルは、マイクロエレクトロニクスで使われるようなものに類似する半導体シリコンのウェーハをベースとしている。これらのウェーハのコストは最終的な太陽電池モジュールの総コストの大きな部分を占め、このアプローチ(approach：取り組み)による低コストで大規模な電気生成の可能性を制限している。
【０００５】
いくつかの「薄膜」太陽電池セルのアプローチは、支持基板またはスーパーストレート(superstrate)、通常はガラス上に半導体の薄層を堆積（蒸着）することによるこれらのウェーハコストを避けるために発展途上にある。より低コストの可能性が提案されるにもかかわらず、これらの技術の商品化はこれまで遅かった。なぜなら、このような努力の焦点であった材料（アモルファス−シリコン／水素合金、銅インジウム二セレン化物、およびカドミウムテルル化物）が不安定で、水分に敏感で、限定された供給量において有毒な材料または材料類を含んでおり、あるいはそれらの欠点の組み合わせを示してきたからである。
【０００６】
最近の技術では、よく実証されたウェーハ技術で使われるような、同じタイプで一般的な品質の結晶質シリコンの薄層をガラスの上に堆積することに基づいた報告がなされた。今日までのエネルギー変換効率が控えめ（商用のウェーハベースモジュールに対する１０〜１５％と比べて８〜９％）であったにもかかわらず、シリコンのみを使うことから、この技術の特長は素晴らしい安定性と耐久性である。
【０００７】
薄膜太陽電池セルの性能を伸ばす１つの方法は、増加していくバンドギャップのセルを互いの上にスタックする（積み重ねる）タンデム（直列）セル概念によるものである。このようにして、それぞれのセルが、高い総合的効率を可能にする太陽スペクトル中で波長の狭いバンドだけを変換する。理想的には、２つのセルをスタックすることは、相対的に４０％の性能を改善し、一方３つのセルをスタックすることは、相対的に６０％の性能を改善する。しかしながら、結晶質シリコン・セルの上にスタックするべき適切な材料を見出すことは、問題となる。
【０００８】
［超格子］
材料サンプルの少なくとも１つの空間規模を制限することによって得られる量子閉じ込めの効果は、少なくとも１９６０年代以来理解されてきたし、超格子は１９７０年以来知られていた。当初考えられていたように、低いバンドギャップ材料の半導体材料の量子井戸は、量子井戸の規則的な間隔およびそれぞれの井戸の規則的な幅を備えた高いバンドギャップの半導体障壁領域によって分離される（図１）。このようなデバイスは、その当時、ＩＩＩ〜Ｖ族化合物半導体技術で適用可能なエピタキシャル成長技術によって製造できた。それらの準備はさらに問題ではあったが、規則的な量子ドット超格子の概念がまもなく出現した。
【０００９】
図１で概略的に示したように、量子ドットおよび量子井戸超格子１１において、量子ドットまたは井戸におけるキャリアに利用できるエネルギーは、井戸間の障壁領域の範囲が減少するにつれて、可能エネルギー１２、１３、１４、１５、１６のバンド中に広がる。そして、これらの「ミニバンド」中の電子の伝導が可能になる。結果としての材料の有効なバンドギャップは主に量子ドットまたは量子の大きさによって制御され、そしてミニバンドの幅とその中のキャリア移動度は井戸間の距離によって制御される。
【００１０】
［シリコン量子ドット］
シリコン量子ドットの製造のためのいくつかの技術が実証されてきた。多分最も有名なのは、熱的に成長させた酸化ケイ素中へのシリコンのイオン注入である。次に加熱により、酸化物中に導入された過剰なシリコンを種々の大きさの量子ドットとして析出させる。他の技術は、スパッタリングまたは反応蒸着による非化学量論的な二酸化ケイ素の直接的析出である。ＳｉＯ２絶縁層によって分離されたアモルファスマトリックス中にシリコンナノ結晶を含んだ層が、シリコン富裕領域を準備するために水素還元を利用する反応マグネトロンスパッタリングによって準備された。関連した技術は、ＳｉＯｘ／ＳｉＯ２アモルファス層超格子（ｘ≒１）の蒸着と、その後シリコン量子ドットを高温のＳｉＯｘ層中で大きく析出させることである。
【特許文献１】オーストラリア特許仮出願第２００４９０２２９９号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の局面によれば、本発明は、制御されたバンドギャップと移動度を持ち、誘電体材料のマトリクスまたは誘電体材料の薄層を介して３次元的に十分均一に分布されかつ規則的に隔てられた複数の結晶質半導体材料量子ドットを有する人工アモルファス半導体材料であって、前記材料のバンドギャップと移動度が、量子ドットの大きさ、マトリックスの組成、および量子ドットの半導体材料、を含む材料パラメータを選ぶことによって、決定されることを特徴とする人工アモルファス半導体材料、にある。
【００１２】
本発明の第２の局面によれば、本発明は、制御されたバンドギャップと移動度を持つ人工アモルファス半導体材料を形成する方法であって、
半導体材料の化合物を有する複数の誘電体材料の層を形成し、その状況で、交互層がそれぞれ化学量論的誘電体材料層と半導体富裕誘電体材料層であり、そして、
前記誘電体材料の層を加熱して、量子ドットを誘電体材料の半導体富裕層内に形成し、それによって、それらが誘電体材料を介して３次元的に十分均一に分布されかつ規則的に隔てられ、
その状況で、前記バンドギャップと前記移動度は、量子ドットの大きさ、マトリックスの組成、および量子ドットの半導体材料、を含む材料パラメータを、好ましいパラメータが得られるように選ぶことによって、決定される
ことを特徴とする人工アモルファス半導体材料を形成する方法、にある。
【００１３】
第３の局面によれば、本発明は、人工アモルファス材料のｐ型領域に隣接する人工アモルファス材料のｎ型領域を有して両者間に接合部を形成する光電池の接合部であって、ｎ型およびｐ型の人工アモルファス材料が、複数の結晶質半導体材料量子ドットが十分均一に分散された誘電体材料のマトリクスとして一体的に形成され、その状況で、ｎ型およびｐ型の領域がｎ型およびｐ型ドーパント原子によってそれぞれドープされることを特徴とする光電池の接合部、にある。
【００１４】
本発明の第４の局面によれば、本発明は、人工アモルファス半導体材料光電池セルを形成する方法であって、
半導体材料の化合物を有する複数の誘電体材料の層を形成し、その状況で、交互層がそれぞれ化学量論的誘電体材料層と半導体富裕誘電体材料層であり、そして、
ｐ型およびｎ型のドーパントのいずれかでその形態により同時に、または続けて複数の誘電体材料の層の領域をドープし、
前記誘電体材料の層を加熱して、量子ドットを前記半導体富裕層内に形成し、
その状況で、バンドギャップと移動度が、量子ドットの大きさ、マトリックスの組成、および量子ドットの半導体材料、を含む材料パラメータを、好ましいパラメータが得られるように選ぶことによって、決定される、ことを特徴とする方法、にある。
【００１５】
人工アモルファス材料のｎ型およびｐ型領域の間の接合部近傍における領域は、ドープされていないか、ｎ型およびｐ型ドーパントの均衡を持つことができ、それによって、前記領域が真性材料として振る舞う。
【００１６】
量子ドットは人工アモルファス材料全体の層にわたって分布され、それぞれのｎ型およびｐ型領域は、通常、２０個から５０個の範囲の量子ドットの層を含み、好ましくは２５個の層を含み、それはその数の交互の化学量論的誘電体材料層と半導体富裕誘電体材料層を提供することによって形成されることになる。ｎ型およびｐ型領域は、通常、それぞれ７５〜２００ｎｍ厚さの範囲にあり、好ましくは１００ｎｍ厚さである。これは、１．５〜２．５ｎｍの範囲、好ましくは１．９〜２．１ｎｍの範囲にある厚さで誘電体材料のそれぞれの層を作り、それぞれのドープされた領域に化学量論的層および半導体富裕誘電体材料層のそれぞれによる２５個の層（すなわち全部で５０層）を提供することによって達成され、１５０から２５０ｎｍ、好ましくは２００ｎｍの厚さを持ったセルを与える。
【００１７】
誘電体材料は、好ましくは、酸化ケイ素、窒化ケイ素、およびシリコンカーバイドであるか、あるいは場合によっては他の材料の層が含まれた状態でそれらの材料の１つまたはそれ以上の層を含む構造である。量子ドットの半導体材料は、好ましくはシリコンまたはシリコン合金であり、例えばゲルマニウムで合金化されたシリコンである。
【００１８】
人工アモルファス材料光電池セルは、他の人工アモルファス材料光電池セルと、および／または、多結晶シリコン・セルなどの、より従来的な材料のセルと共に、タンデムにスタックされうる。複数のセルがタンデムにスタックされるとき、人工アモルファス材料セルのバンドギャップはセルからセルへと（そしてどれかのベースのシリコン・セルに対して）変化する。それによって、それぞれのセルは、タンデム構造上への入射光の種々の波長に対して最適化される。従来の材料も人工アモルファス材料に隣接して使用することができ、その人工的なアモルファス物質への接続を助ける。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
さて、本発明の実施形態を、添付の図面を参照しながら説明する。
【００２０】
これから、人工アモルファス半導体材料を形成し、人工アモルファス半導体材料を使って薄膜タンデム太陽電池セルを製造する方法を詳細に説明する。これの利点は、可変的なバンドギャップを同一材料系の中で得ることができ、そしてこの材料系が、シリコンウェーハベースの製品の優秀な安定度と耐久性と調和しているだけでなく、ガラス上の結晶質シリコン薄膜をベースとしている、ということである。以下の例はベースの半導体材料としてシリコンを使うが、本発明は、ゲルマニウム、ガリウムヒ素、またはインジウムリン化物のような他の半導体材料に適用できる。
【００２１】
［一般的なプレパラートのアプローチ］
図２を参照すると、対象とする人工アモルファス材料を準備するために、化学量論的酸化ケイ素、窒化ケイ素、またはシリコンカーバイド２１の交互層を、同じ型のシリコン富裕材料２２の層を用いて散在させる。これらの層は、特定の用途に応じてガラス、セラミック、または他の適切な材料とできる基板２４上に形成される。加熱の際に、過剰なシリコンの結晶化がシリコン富裕層内で起こる。図３に示すように、それらの自由エネルギーを最小にするために、結晶化した領域２３は、シリコン富裕層の幅によって決定される半径からなる概ね球形であり、この層内に概ね均一に分散させられる。散在した化学量論的材料２１の層が十分に薄いならば、自由エネルギーの最小化は、誘電体材料の隣接する平面の量子ドット２３の対称的な配置（示された密集した配置か、または相関のある対称の形態の配置）を助長する。これによって、それらは誘電体材料を介して３次元的に均一に分布され、かつ規則的に隔てられる。
【００２２】
層２１、２２に対する適切な堆積手法（アプローチ）は、スパッタリングまたは蒸着のような反応的な環境でのものを含んだ物理的堆積（蒸着）、プラズマ強化処理を含んだ化学的気相蒸着、あるいは関連する材料の堆積のための何らかの他の適切な処理を含む。適切な加熱処理は、ベルト炉またはステッパー炉を含んだ適切な炉での加熱、あるいはその他のものの中でもランプまたはレーザー照明を含めた急速熱処理による加熱を含む。堆積の際に層内への水素の取り入れをもたらす手法のために、高い結晶化温度にさらす前に水素を放出することが可能な、いくつかの加熱段階を必要としうる。
【００２３】
量子ドット２３をドープすることは、いずれかの型の層２１、２２の堆積の際に標準的なシリコンドーパント（シリコンドープ剤）を組み込むことによって達成される。これらのいくつかは、近くの量子ドット２３に取り入れられ、隣接する原子に電子を与えるか、またはそれから受け取って、ドナーまたはアクセプターの特性を授かる。あるいは、人工的な原子としてのドット２３に関して、Ｇｅの取り入れによるような隣接するものとは化学的に異なるドットについても、類似のドナーまたはアクセプターの特性を与えることができる。ドーパントは、マトリクスに取り入れられるか、またはドットの形成後にマトリクスを介してドット中に分散することもできる。
【００２４】
［マトリクス特性］
材料の観点からは、アモルファスシリコンのカーバイド、窒化物、または酸化物は量子ドット２３を埋め込むのに理想的なマトリックスである。シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、および酸化ケイ素（ＳｉＯ２）に対するバルクバンド(bulk band：帯、エネルギー帯、エネルギーバンド)配置を図４（ａ）、図４（ｂ）、および図４（ｃ）にそれぞれ示す。
【００２５】
すべてのドット２３が同じ大きさならば、それらは同一原子のように振る舞うであろう。もし相互作用するのに十分近いならば、原子に似たレベルはバンド中にまで広がるであろう。量子ドットの価電子帯内への閉じ込めに起因したそれらは、ほとんど満杯となるが、一方で、伝導帯の閉じ込めに起因したそれらはほとんど空となるであろう。量子ドットが３つのすべての空間次元において完全な周期性を持っていないので、これはアモルファスタイプの半導体材料を生じさせる。
【００２６】
ドットの大きさに依存して離れた最も高い価電子帯と最も低い伝導帯のバンド幅、およびそれに対応するバンド端のエネルギーは最隣接のものとの距離に依存するであろうし、それ故に、量子ドット座標の完全でない周期性に起因して位置が変動するであろう。有効な移動度はドット間隔に依存する。ドットは、用途に特有な電流密度の、それらの間のトンネリングを可能にするのに十分近くになければならない。光電池の用途に対しては、広範囲のスペクトル応答を可能にするのに比較的大きなバンド幅が必要となる。重なったバンドは、特に価電子帯において、バンド幅の増加に寄与する。
【００２７】
最も簡単な理論では、量子ドット間の相互作用の度合いを決める重要なパラメータは、ｍ*ΔＥｄ２であり、ここにｍ*はマトリックスのそれぞれのバンドにおける有効質量であり、ΔＥはバルクバンドと量子ドット相互作用によって形成されるバンドの間のエネルギー差であり、ｄはドット間の間隔である。図４（ａ）、図４（ｂ）、および図４（ｃ）に表されたΔＥの異なる値に起因して、ドットの間隔は酸化物で最も近く、それに続いて窒化物、そしてカーバイドの順序とならなければならない。
【００２８】
［バンドギャップ制御］
図５を参照すると、量子ドット２３に閉じ込められた電子に対する最も単純な「有効質量」解は、１Ｄ（一次元）量子井戸の簡単な場合に対するものと非常に類似している。零（０）角運動量の場合について、それらは、
【００２９】
【数１】
2007535806.tif 000003
【００３０】
によって得られる。ここに、ｋは陰関数方程式
【００３１】
【数２】
2007535806.tif 000004
【００３２】
の解であり、ａはドットの半径、ｍ*はシリコンの適切なバンドにおける有効質量、Ｖ０は対応するバンドオフセット(band offset)である。これ（Ｖ０）が無限大に発散するならば、解は、以下の通りとなる。
【００３３】
【数３】
2007535806.tif 000005
【００３４】
これは、井戸の幅があるにもかかわらず、１Ｄ量子井戸の場合と同一の解である。それ故、２ｎｍ直径のドットにおける閉じ込めエネルギーは、１ｎｍ幅の量子井戸におけるものと同じになる。前記計測は、上記のような１ｎｍ幅で１．７ｅＶバンドギャップの井戸における十分な閉じ込めを実証している。上記理論は、この大きさのドットを正確に計測することが難しいにもかかわらず、このようなバンドギャップが２ｎｍ直径のシリコン量子ドット内で得ることができる、ということを示している。これは、バルクシリコン（シリコン塊）上のタンデムの２セルに対する理想的なバンドギャップである。１．４ｎｍ直径の量子ドットは、同様にして２．３Ｖのバンドギャップを与えることになり、同様なバルクシリコン上のタンデムの５セルにおける一番上のセルにとって十分高い。
【００３５】
以下の表現、
【００３６】
【数４】
2007535806.tif 000006
【００３７】
を使って、
【００３８】
【数５】
2007535806.tif 000007
【００３９】
が与えられる。しかし通常はこの量よりも小さい。それ故、小さな閉じ込め障壁は閉じ込めエネルギーを低下することになる（式（４）での制約によりＶ０に限られる）。
【００４０】
［バンド幅と移動度］
零（０）角運動量の場合における量子ドットの外側の波動関数の解は、
【００４１】
【数６】
2007535806.tif 000008
【００４２】
となり、ここにＫは、
【００４３】
【数７】
2007535806.tif 000009
【００４４】
で与えられ、ｍ**は障壁領域における有効質量である。これはドット間の相互のやり取りを記述している。量子ドットの場合の減衰は、１／ｒの項が原因で１Ｄ井戸間よりも少し速くなる。量子ドット間隔は半径に類似していると思われるので、このさらなる減衰は特に深刻ではないであろう。
【００４５】
「強固な束縛近似」を使ってバンド幅と移動度を見積もることが可能である。バルク半導体（半導体塊）において、ブロッホ(Bloch)の理論によれば、電子状態は平面波と格子ポテンシャルの周期関数との積によって記述することができる。同様に、規則的な量子ドット配列において、ｎ番目のミニバンドの状態は、量子ドット間隔の周期的波動関数の、平面波を乗じた一次結合によって記述することができる。隣接するドットによる干渉が大きなものだけであるならば、上述の周期的波動関数が孤立したドットのものと見なすことができるために、この問題は劇的に簡略化される。１Ｄ井戸の場合に対して、
井戸の軸に沿った動きに対する分散相関Ｅ（ｋｚ）は、
【００４６】
【数８】
2007535806.tif 000010
【００４７】
となり、ここに、シフト積分（shift integral）Ｓｎは、一つの井戸の波動関数から隣接する井戸への染み出しを計算するものであり、以下の通りである。
【００４８】
【数９】
2007535806.tif 000011
【００４９】
一方、移動積分(transfer integral)Ｔｎは、中央の井戸と隣接する井戸との波動関数の重複を計算するものであり、以下の通りである。
【００５０】
【数１０】
2007535806.tif 000012
【００５１】
３Ｄ（三次元）幾何学構造のさらなる複雑さを処理するのに詳細部分を変更することにはなるが、類似の定式化が量子ドットに対して行なえる。
【００５２】
量子井戸の１Ｄの場合に対して、式（８）から、バンド幅Δｎ＝４Ｔｎであり、電界ζの下での加速度が以下の通りとなる。
【００５３】
【数１１】
2007535806.tif 000013
【００５４】
拡散時間τを含めて、ドリフト移動度は、以下に等しくなる。
【００５５】
【数１２】
2007535806.tif 000014
【００５６】
キャリア移動度は
【００５７】
【数１３】
2007535806.tif 000015
【００５８】
に等しく、従って、拡散速度τ、そして移動積分Ｔ、バンド幅Δに大いに依存する。妥当な移動度に対して、
【００５９】
【数１４】
2007535806.tif 000016
【００６０】
という量、超格子内の有効質量が電子の静止質量よりあまり大きくなく、あるいはＴがバンド幅に対応する１０−２０ジュール（６０ｍｅＶ）よりあまり小さくなく、ｄ＝１ｎｍに対してΔが２４０ｍｅＶよりあまり小さくない、ということが要求される。
【００６１】
ここで、もし、
【００６２】
【数１５】
2007535806.tif 000017
【００６３】
ならば、式（１０）から、隣接する量子ドットの場所において波動関数が妥当な値を持つ場合に限り、ＴはＶ０の妥当な割合になる、ということがわかる。経験的に、シリコンバンド端近くの電子に対する酸化物内の波動関数は、酸化物の０．４ｎｍ当たり１０倍減少する。従って、１ｎｍの酸化物は約１２ｍｅＶのバンド幅を与えると算定され、妥当な移動度を与える。窒化物またはカーバイドは、その低い障壁高さに起因してさらに良好な結果を与える。これらの計算は、隣接するドット間に起こる共振型効果に起因して非常に保守的（伝統的）である。
【００６４】
このような狭いバンド幅は、広いスペクトル範囲にわたる吸収に対する問題を引き起こす。しかしながら実際のデバイスでは、価電子帯状態は、光および重いホールの原因で重なったバンドによって非常に混乱する。他のバンドが角運動量パラメータｌ≠０の値に対して生ずることになる。量子ドットの位置における決して完全でない周期性も、バンドを広げるようになる。
【００６５】
カーバイドマトリクスは、量子ドット領域のバンド端がカーバイドの連続レベルの非常に近くまで押されるのに応じて、量子ドットが小さいならばこの点において理想的である。キャリアはこれらの連続レベル間の励起によって広いバンド幅にわたって生成され、近くの量子ドットにおいて集めることができる。ドット間のトンネリング輸送がカーバイド内の通常の導通プロセスによって同時に起こる。
【００６６】
［太陽電池利用］
人工の量子ドット材料の形成に際して堆積されるそれぞれの層の要求される寸法が小さく（図２）、このような材料の光の波長より遥かに小さいので、通常的に太陽電池セルで使われるテクスチャ(texture：表面組織、表面構成、または生地)は量子ドットの間隔よりずっと大きなスケールであることになる。図６を参照すると、図３に示したものに類似する量子ドット構造２１、２２、２３が、ガラス基板１２４のテクスチャ表面上（表面組織上）に形成されていることが示されている。ドット２３の局所的な順序配置は、光学波長上の表面粗度にかかわらず超格子特性を決定することになる。
【００６７】
量子井戸構造に関係する光学発光プロセスの強さが、量子井戸が小さくなるに従って増加することを実験的に究明してきた。バルク材料中でこれらのプロセスを弱くする量子力学的法則が量子的閉じ込めの幾何学的構造において緩和されるので、これは意外なことではない。
【００６８】
シリコン・オン・ガラス技術のためには、１．６ミクロン厚さの結晶層が良好な結果を与えると報告されている。閉じ込めによる光強度の増加は実験の詳細に依存するが、ほぼ１０倍程度である。それ故、量子ドットの人工半導体材料の要求される全体厚さは、材料内の光学波長に匹敵するサブミクロンとなる。これにより、低い「有効媒質」の屈折率に起因して、これらの層が耐反射層を兼ねることが可能になり、また高強度の定常波をこの材料に構築できる設計で利用して、さらに層の吸収特性を高めることが可能になる。
【００６９】
図７は、一般的なタンデム太陽電池セル形態のバンド構造を示し、そこでは、２つの人工アモルファス半導体セル１１１、１１２が第３の人工アモルファスセル１１３の上にスタックされていることが示されている。人工アモルファス半導体セル１１１、１１２、１１３は、ここで説明したように製造された量子ドット超格子である。図７において、ドット幅は上側の方形波で低い方の幅１３１で表され、マトリクス幅（ドット間隔）は上側の方形波で高いエッジ１３２で表される。有効バンドギャップは、価電子帯１１４、１１６、１１８のミニバンドと、それぞれの伝導帯１１５、１１７、１１９との間のギャップとして表され、増加する量子閉じ込め（減少するドット幅）によって増加する。隣接したセル間の相互接続領域１２８、１２９、１３０（１つのセルの価電子帯１１６、１１８から次のものの伝導帯１１５、１１７への接続）は、高濃度にドープされたトンネリング接合部、または高濃度に欠陥を与えられた接合部のいずれかを使って形成される。この手法により、結果的な効率の増加を伴うが、照明光のスペクトル分布に対する性能の面で一層高い検出感度を伴って、望ましいセルの数をお互いの上部にスタックすることが可能になる。
【００７０】
これらのセルは、従来の多結晶シリコン材料を使った薄膜太陽電池セルを利用するよう開発された「シリコン・オン・ガラス」技術に容易に取り入れることができる。図１０を参照すると、テクスチャ・ガラス基板２４上への障壁層２５（例えば窒化ケイ素薄層）の堆積の後に、一極性（一導電型）の人工量子ドット材料２６の層（すなわち、一の導電型ドーパントでドープした超格子構造、例えばｎ＋型層）は、図２を参照して説明した手法を使って堆積され、続いて反対の極性の層２７（反対の導電型層、例えばｐ型層）が堆積される。これらの量子ドット層のそれぞれは、それぞれの層がほぼ４ｎｍ厚さ程度（すなわち個々の誘電体層当たり２ｎｍ）である状態で、ほぼ２５個程度の層のペア（すなわち１つの化学量論的層と１つの半導体富裕層のペア）からなる。人工量子ドット材料層２６、２７、および２８のそれぞれは、プラズマ化学気相蒸着（ＰＥＣＶＤ）または他の適切な堆積（蒸着）処理のような処理によってアモルファスの化学量論的層またはシリコン富裕誘電体層として堆積される。量子ドットを形成する加熱段階は、直ちに、または引き続く処理後に行なうことができる。この後には、以下で説明するセル相互接続層２８の形成を行い、次に他の人工アモルファス材料セルかベースライン・シリコンデバイス(baseline silicon device：基準シリコンデバイス)の形成を行なう。
【００７１】
簡単のために、第１の人工アモルファス材料セルの背後のセルがベースライン・シリコン・セルであるような実施形態を説明する。この場合、ｎ＋型シリコン層２９はｐ＋型相互接続層２８上に堆積される。次にｐ型シリコン層３１がｎ＋型シリコン層２９の上に堆積され、ｐ＋型シリコン層３２がｐ型シリコン層３１の上に堆積される。シリコン層２９、３１、および３２のそれぞれは、プラズマ化学気相蒸着（ＰＥＣＶＤ）または他の適切な堆積（蒸着）処理のような処理によってアモルファスシリコン層として堆積される。次にこのシリコン層は、場合により熱的アニール段階の間に、固相結晶化によって結晶化することができる。アモルファスシリコンの結晶化段階は、前工程段階の温度がそれを完全に起こさせていない場合には、人工アモルファス材料内の量子ドットを結晶化させるのに使うこともできる。あるいは、人工アモルファス材料内の量子ドットを結晶化する段階は、一連の処理の終わりの方でさらなる急速熱的アニール段階の一部として完了させることができる。
【００７２】
コンタクトがデバイス上に形成される前に、個別のセルを切り離すための分離グルーブ３９を作るためにそれはスクライブ(scribe：ケガキ)され、（有機物樹指層などの）誘電体層３３が付加される。次にクレータ３４とディンプル３５が、前面層２６と背面層３２を露出するためにそれぞれ作られ、そして金属層が誘電体上に形成され、前面層２６と背面層３２に接触するようにクレータとディンプルに拡張される。最終的に、その金属はｎ型およびｐ型のコンタクトの間の絶縁グルーブ４１、４２を形成するためにスクライブされ、一方、リンク４３が隣接したセル間の直列接続を提供する場所に残される。
【００７３】
１つの人工量子ドットセルが１．１ｅＶバンドギャップのシリコン・ベースライン・デバイス上に使われるならば、量子ドット材料の最適バンドギャップは１．７ｅＶである。もしこのセルがベースライン・デバイスとして同じ材料品質であるならば、ベースライン・デバイスの性能を超える２５〜３０％の増加を得ることができる。ベースライン・デバイスの上に２つの量子ドットセルが付加されるならば、それらの最適のバンドギャップは３５〜４０％だけ性能が高められ、２．０および１．５ｅＶである。
【００７４】
さらに多くのセルを加えることに対して利益は縮小する。３つのセルを追加して４セル・タンデムを与えることに対して、一つのデバイスでの利得は４０〜４５％に増加し（２．２、１．７、１．４、および１．１ｅＶのバンドギャップ）、５セル・タンデム２に対して４５〜５０％増加するが（２．３、１．９、１．６、１．３、および１．１ｅＶのバンドギャップ）、６セル・タンデムに対しては、依然５０％未満である（２．４、２．０、１．７、１．５、１．３、および１．１ｅＶのバンドギャップ）。ゲルマニウムで合金化することによるベースライン・デバイスのバンドギャップの減少は、さらなる性能改善の１つの方法である。
【００７５】
セル間の相互接続設計は特別な考慮を必要とする。バルク結晶デバイスでは、これらの相互接続は、図８にエネルギー図を示すようなトンネル接合部によって通常達成される。両方の領域が高濃度にドープされるならば、ｎ＋型半導体材料の伝導帯５１の電子は、反対の極性（すなわちｐ＋型）材料の価電子帯５２に接合部を通ってトンネリングができる。あるいは、両側が高濃度にドープされるか、または故意に欠陥がその領域に付加される時にしばしば起こるような、ひどく短絡(shunt)された低品質の接合部は、同じ効果を達成することができる。関係する界面が高い再結合速度表面として機能する物理的に同じ効果を両者は持っており、セル性能を損なう可能性がある。
【００７６】
このような領域を分離するのに種々の方法が使える。最も効果的なのは、小さく、高濃度にドープされた量子ドットをこの領域で使うことであり、その領域での有効なバンドギャップを増加させる。これは、結晶タンデムセル設計でのように、この領域に吸収される光量を減少させることになる（再び図８を参照）。しかしながら、図９を参照すると、非常に薄いが高濃度にドープされたベースラインｎ＋材料層５３、およびｐ＋材料５４もまたこの領域で使うことができる。これは前記の利点を持っていないが、このような層内でのキャリアの高い移動度に起因して、デバイスの横方向の電気抵抗の減少に関する利点を産み出す。
【００７７】
図１０と関連する説明は、初めに基板またはスーパーストレート全領域に堆積された材料を個々のセルに分割し、次にそれらを相互接続することを示す。しっかり確立された他の方法による変形もまた適している。
【００７８】
［逆タンデムセル］
シリコン・オン・ガラスおよび関連したベースライン技術によって実証された優秀な光捕獲によって、新規なタンデムセル配置が可能になる。例えば、十分薄い場合には、高いバンドギャップセルの上に低いバンドギャップセルを置くことが可能であるが、一方、妥当な割合の性能利得を依然として維持する。例えば、１．０〜１．５ミクロン厚さのベースラインセル背面に位置させた約１．６ｅＶセルは、性能を依然２０％高めることができる。
【００７９】
特に、コンタクト形成の面からの利点は、ベースライン材料がスタックの上面および仮面の両方で使えるセルが可能である。このタイプの最も簡単な３セルスタックは、サブミクロン厚さで１．１ｅＶベースラインの最上部セル、次に約１．８ｅＶバンドギャップデバイス、次に第２の１．１ｅＶサブミクロンデバイスをもつことができ、すべてのセルが類似の品質であると仮定してやはり２０％の向上が得られる。
【００８０】
要求されるセル厚さとバンドギャップは光捕獲理論からなる品質の敏感な作用であって、詳細な実験によって決定される。
【００８１】
特定の実施形態において示したものとしての本発明に対して、概括的に説明した本発明の精神または範囲から逸脱することなく、数多くの変形および／または変更をなすことができる、ということが当技術分野の当業者には評価できるであろう。ゆえに、現在の実施形態は、あらゆる点で例示的であり、制限的なものではないと考えるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】ミニバンドを示す超格子構造に対するエネルギー図を示す。
【図２】交互の化学量論層とシリコン富裕層の堆積（蒸着）によって形成された超格子構造を図式的に示す。
【図３】高温処置後の図２の層であって、結晶質シリコン量子ドットを示す。
【図４】図（ＦＩＧ．）４（ａ）、図４（ｂ）、および図４（ｃ）は、結晶質シリコンとそのカーバイド（炭化物）、窒化物、および酸化物の、それぞれの間のバルクバンド配置（推定）を示す。
【図５】量子ドットパラメータを図式的に示す。
【図６】テクスチャ(texture：表面組織、表面構成、または生地)表面上に形成された量子ドットアレイを示す（縮尺通りではない）。
【図７】量子ドット材料の超格子をベースとする一般的なタンデムセル設計を図式的に示す。
【図８】ＩＩＩ〜ＩＶ族結晶デバイスにおけるトンネル接合部接合部結合のエネルギー図である。
【図９】低バンドギャップ・ベースライン材料をベースとするトンネル接合部のエネルギー図である。
【図１０】本発明によって作られた、結晶質シリコン・オン・ガラス技術（ＣＳＧ）を利用したベースラインセルと人工アモルファス材料セルを含むタンデムセル構造を有するデバイスを図式的に示す。
【符号の説明】
【００８３】
１１  量子井戸超格子
１２、１３、１４、１５、１６  可能エネルギー
２１  化学量論的材料層（シリコンカーバイド；量子ドット構造）
２２  シリコン富裕材料（量子ドット構造）
２３  量子ドット（量子ドット構造）
２４  基板（テクスチャ・ガラス基板）
２５  障壁層
２６  ｎ＋型層（人工量子ドット材料層）
２７  ｐ型層（反対の導電型層、人工量子ドット材料層）
２８  ｐ＋型セル相互接続層（人工量子ドット材料層）
２９  ｎ＋型シリコン層
３１  ｐ型シリコン層
３２  ｐ＋型シリコン層
３３  誘電体層
３４  クレータ
３５  ディンプル
３９  分離グルーブ
４１  絶縁グルーブ
４３  リンク
５１  伝導帯
５２  価電子帯
５３  ベースラインｎ＋材料層
５４  ｐ＋材料
１１１  人工アモルファス半導体セル
１１４、１１６、１１８  価電子帯
１１５、１１７、１１９  伝導帯
１２４  ガラス基板
１２８、１２９、１３０  相互接続領域
【図１】
2007535806.tif 000018
【図２】
2007535806.tif 000019
【図３】
2007535806.tif 000020
【図４（ａ）】
2007535806.tif 000021
【図４（ｂ）】
2007535806.tif 000022
【図４（ｃ）】
2007535806.tif 000023
【図５】
2007535806.tif 000024
【図６】
2007535806.tif 000025
【図７】
2007535806.tif 000026
【図８】
2007535806.tif 000027
【図９】
2007535806.tif 000028
【図１０】
2007535806.tif 000029
【国際調査報告】
2007535806.tif 000030
2007535806.tif 000031
2007535806.tif 000032