"光電子半導体装置において:ヒ化ガリウムGaAsで作られ、一種類のドーピングのみを有する吸収層と;前記吸収層よりも当該装置の裏面の近くに位置するエミッタ層であって、前記吸収層とは異なる材料で作られ、前記吸収層よりも大きいバンドギャップを有しているエミッタ層と;前記エミッタ層と前記吸収層の間に形成されたヘテロ接合と;前記エミッタ層と前記吸収層の間であって、前記ヘテロ接合からオフセットした位置に形成されたp-n接合とを具えており、当該装置が装置の前面で光に露出されることに反応して、前記p-n接合が当該装置に電圧を生成することを特徴とする光電子半導体装置。請求項1に記載の光電子半導体装置において、前記p-n接合が前記ヘテロ接合の2空乏長さの範囲内に配置されることを特徴とする光電子半導体装置。請求項1に記載の光電子半導体装置において、前記ヘテロ接合からの前記p-n接合のオフセット量が前記吸収層と前記エミッタ層の間に位置する中間層によってもたらされ、前記中間層は前記吸収層と同じ種類のドーピングを有し、異なる材料を含んでいることを特徴とする光電子半導体装置。請求項3に記載の光電子半導体装置において、前記中間層が、前記吸収層に近い側のGaAsから前記エミッタ層の前記異なる材料までの材料の段階的な変化を有する傾斜層と、段階的な変化を有さず、前記異なる材料のほぼ均一な組成を有する後窓層とを有することを特徴とする光電子半導体装置。請求項1に記載の光電子半導体装置において、前記エミッタ層の材料が、ヒ化アルミニウムガリウムAlGaAsであることを特徴とする光電子半導体装置。請求項1に記載の光電子半導体装置において、前記光電子半導体装置が、単一キャリア輸送の太陽電池であることを特徴とする光電子半導体装置。請求項3に記載の光電子半導体装置がさらに:当該装置の前面に配置されたn型金属接点と;当該装置の裏面に配置されたp型金属接点とを具え、前記前面は前記裏面の上に配置され;前記n型金属接点の上に配置された反射防止コーティングと;前記前面と裏面の間に配置され、p型積層体の上に配置されたn型積層体を有する電池とを具えており:前記n型積層体は、n型ヒ化ガリウムを含む前記吸収層の上に配置され、n型ヒ化アルミニウムガリウムを含む前記中間層の上に配置されたn型前窓の上に位置する、ヒ化ガリウムを含むn型接触層を有し;前記p型積層体は、p型ヒ化ガリウムを含むp型接触層の上に配置された、p型ヒ化アルミニウムガリウムを含む前記エミッタ層を有することを特徴とする光電子半導体装置。請求項3に記載の光電子半導体装置がさらに:当該装置の裏面に配置されたn型金属接点およびp型金属接点と;当該装置の前面に配置された反射防止コーティングとを具え、前記前面は前記裏面の上に配置され;前記前面と裏面の間に配置され、p型積層体の上に配置されたn型積層体を有する電池とを具えており:前記n型積層体は、n型ヒ化ガリウムを含む前記吸収層の上に配置され、n型ヒ化アルミニウムガリウムを含む前記中間層の上に配置されたn型前窓の上に位置する、ヒ化ガリウムを含むn型接触層を有し、前記p型積層体は、p型接触層の上に配置されたエミッタ層を有しており、前記n型金属接点は前記吸収層に接続され、前記p型金属接点は前記p型接触層に接続されることを特徴とする光電子半導体装置。ヒ化ガリウムGaAsで作られ、一種類のドーピングのみを有する吸収層と;前記吸収層とは異なる材料で作られ、前記吸収層よりも大きいバンドギャップを有するエミッタ層と;前記吸収層と前記エミッタ層の間に設けられ、前記吸収層と同じ種類のドーピングを有する中間層であって、前記吸収層に近い側のGaAsから前記エミッタ層に近い側の前記エミッタ層の前記異なる材料までの材料の段階的な変化を有する中間層と;前記エミッタ層と前記吸収層の間に形成されたヘテロ接合と;前記エミッタ層と前記吸収層の間であって、少なくとも部分的には前記異なる材料の範囲内で前記ヘテロ接合からオフセットした位置に形成されたp-n接合とを具える太陽電池であって、当該電池が電池の前面において光に露出されることに反応して、前記p-n接合が当該電池に電圧を生成することを特徴とする太陽電池。請求項9に記載の太陽電池において、前記中間層が、段階的な変化を有する傾斜層と、段階的な変化を有さずに前記異なる材料のほぼ均一な組成を有している後窓層とを有することを特徴とする太陽電池。請求項10に記載の太陽電池において、前記傾斜層が前記吸収層に近接して配置されており、前記後窓層は前記傾斜層と前記エミッタ層の間に配置されることを特徴とする太陽電池。請求項9に記載の太陽電池において、前記エミッタ層の材料が、ヒ化アルミニウムガリウムAlGaAsであることを特徴とする太陽電池。請求項11に記載の太陽電池において、前記中間層が、前記エミッタ層から前記吸収層の方向に、約30のアルミニウムと70のGaAsから約100のGaAsまでの材料の段階的な変化を有することを特徴とする太陽電池。請求項9に記載の太陽電池において、前記エミッタ層が前記吸収層よりも前記装置の裏面の近くに配置され、これにより単一キャリア輸送が装置に提供されることを特徴とする太陽電池。ヒ化ガリウムGaAsで作られ、一種類のドーピングのみを有する吸収層と;前記吸収層とは異なる材料で作られ、前記吸収層よりも大きいバンドギャップを有するエミッタ層と;前記エミッタ層と前記吸収層の間に形成されたヘテロ接合と;前記エミッタ層と前記吸収層の間であって、少なくとも部分的には前記異なる材料の範囲内で前記ヘテロ接合からオフセットした位置に形成されたp-n接合とを具える光電池であって、前記吸収層の大部分は前記p-n接合によって形成された空乏領域の外側であり、当該電池が電池の前面において光に露出されることに反応して、前記p-n接合が当該電池に電圧を生成することを特徴とする光電池。請求項15に記載の光電池において、前記p-n接合が、前記ヘテロ接合の2空乏長さの範囲内に位置することを特徴とする光電池。請求項15に記載の光電池において、前記エミッタ層の材料が、ヒ化アルミニウムガリウムAlGaAsであることを特徴とする光電池。請求項15に記載の光電池において、前記ヘテロ接合からの前記p-n接合のオフセット量が前記吸収層と前記エミッタ層の間に位置する中間層によってもたらされ、前記中間層は前記吸収層と同じ種類のドーピングを有し、前記吸収層に近い側のGaAsから前記エミッタ層の前記異なる材料までの材料の段階的な変化を有することを特徴とする光電池。請求項15に記載の光電池において、前記エミッタ層が前記吸収層よりも当該電池の裏面の近くに配置され、これにより単一キャリア輸送が当該電池内に提供されることを特徴とする光電池。光電子半導体装置を形成する方法において、当該方法が:吸収層上に中間層を形成するステップであって、前記吸収層はヒ化ガリウムGaAsで作られて一種類のドーピングのみを有し、前記中間層は前記吸収層と同じ種類のドーピングを有するステップと;前記中間層上にエミッタ層を形成するステップとを含んでおり、前記エミッタ層は前記吸収層よりも前記装置の裏面の近くに配置され、前記吸収層とは異なる材料で作られて前記吸収層よりも大きいバンドギャップを有しており、前記中間層は前記エミッタ層の前記異なる材料を含み、ヘテロ接合は前記エミッタ層と前記吸収層の間に形成され、p-n接合は、前記エミッタ層と前記吸収層の間であって、前記ヘテロ接合からオフセットした位置に形成されており、前記装置が光に露出されることに反応して、前記p-n接合が前記装置に電圧を生成することを特徴とする方法。請求項20に記載の方法において、前記中間層が、前記吸収層に近い側のGaAsから前記エミッタ層に近い側の前記エミッタ層の前記異なる材料までの材料の段階的な変化を有することを特徴とする方法。請求項20に記載の方法において、前記光電子半導体装置が、単一キャリア輸送の太陽電池であることを特徴とする方法。本発明の実施形態は一般に光起電性装置を含む光電子半導体装置およびプロセスに関し、より具体的には、光電池、およびこのような光電池および金属接点を形成する製造プロセスに関するものである。この製造プロセスの一部は、エピタキシャルリフトオフELOプロセスによって更に処理されるヒ化ガリウム材料の薄膜をエピタキシャルに成長させるステップを含む。本書に記載の光電池の幾つかの実施形態は、n型積層体が前面または太陽側を向いてp型積層体が電池の裏面にあるように、p型積層体の上に配置されたn型積層体を有するヒ化ガリウムベースの電池を提供する。一実施形態では、光電池は両面光電池であって、前面に配置されたn型金属接点を有しており、p型金属接点は電池の裏面に配置される。他の実施形態では、光電池は片面光電池であって、電池の裏面に配置されたn型金属およびp型金属接点を有する。光電子装置の実施形態は、吸収層と、エミッタ層と、エミッタ層と吸収層の間に形成されたヘテロ接合と、以下に詳しく記載するように、エミッタ層と吸収層の間であってヘテロ接合からオフセットした位置におけるp-n接合とを有している。記載の手法により、光起電性装置について従来の太陽電池と比較して優れた性能および柔軟性が可能となる。本発明の幾つかの実施形態は、約10μm/hr以上、約20μm/hr以上、約30μm/hr以上、約100μm/hr以上または約120μm/hr以上を含む約60μm/hr以上といった、5μm/hrよりも高い成長率でグループIII-V材料をエピタキシャルに成長させるプロセスを提供している。グループIII-V材料は、ヒ化ガリウム、ヒ化アルミニウムガリウム、リン化アルミニウムガリウムインジウム、リン化アルミニウムガリウムまたはそれらの組み合わせを含有する、エピタキシャルに成長した層の薄膜である。図1Aは、間に配置された犠牲層104によって成長ウエハ101と連結したヒ化ガリウムベースの電池140を有する太陽光発電装置90の断面図を示している。様々な組成を含有するエピタキシャル材料の複数の層は、緩衝層102、犠牲層104、更にはヒ化ガリウムベースの電池140内に含まれる層の多くを有する太陽光発電装置90内に蒸着される。エピタキシャル材料の様々な層は、化学気相成長CVDプロセス、有機金属CVDMOCVDプロセス、または分子線エピタキシーMBEプロセスといった蒸着プロセスによって成長または形成することができる。本書に記載の他の実施形態では、エピタキシャルリフトオフELOプロセスの際に犠牲層104をエッチングし、ヒ化ガリウムベースの電池140を成長ウエハ101から分離させるために、太陽光発電装置90を湿式エッチング溶液に曝してもよい。この湿式エッチング溶液は一般にフッ化水素酸を含み、さらに様々な添加物、緩衝剤、および/または界面活性剤を含みうる。湿式エッチング溶液は選択的に犠牲層104をエッチングし、ヒ化ガリウムベースの電池140および成長ウエハ101を保護する。一旦分離すると、図1Bに示すようなヒ化ガリウムベースの電池140は更に処理されて、本書の幾つかの実施形態に記載するような光電池やモジュールを含む、様々な光起電性装置を形成することができる。グループIII-V材料は、特にヒ化ガリウム、ヒ化アルミニウムガリウムを含有するエピタキシャルに成長した層の薄膜である。窓層といった幾つかの層は、リン化アルミニウムガリウムインジウム、リン化アルミニウムガリウム、またはその組み合わせを含む、更なる材料を含有しうる。エピタキシャルに成長した層は、高成長率の蒸着プロセスの際にグループIII-V材料が成長することで形成できる。高成長率の蒸着プロセスにより、従来観察されていた5μm/hr未満の蒸着速度と比較して、約10μm/hr以上、約20μm/hr以上、約30μm/hr以上、約100μm/hr以上または約120μm/hr以上を含む約60μm/hr以上といった、5μm/hrよりも高い成長率が可能となる。このプロセスは、処理システム内で約550°C以上の蒸着温度までウエハを加熱するステップと、ヒ化ガリウムの蒸着プロセスのためにウエハをガリウム前駆体ガスおよびヒ化水素などの化学的前駆体を含有する蒸着ガスに曝すステップと、ウエハ上にヒ化ガリウムを含有する層を蒸着させるステップとを含む。高成長率の蒸着プロセスは、ヒ化ガリウム、ヒ化アルミニウムガリウム、リン化アルミニウムガリウム、リン化アルミニウムガリウムインジウム、リン化アルミニウムインジウム、それらの合金、それらのドーパント変形物、またはそれらの組み合わせを含む、様々な材料を蒸着させるために利用できる。蒸着プロセスの幾つかの実施形態では、蒸着温度が約550°C乃至約900°Cの範囲内であってもよい。他の例では、蒸着温度は約600°C乃至約800°Cの範囲内であってもよい。他の例では、蒸着温度は約650°C乃至約750°Cの範囲内であってもよい。他の例では、蒸着温度は約650°C乃至約720°Cの範囲内であってもよい。一実施形態では、シャワーヘッドに入るまたは通過する前に、ガスマニフォールド内の2、または3以上の化学的前駆体を組み合わせる、あるいは混合することによって蒸着ガスを形成することができる。他の実施形態では、シャワーヘッドを通過した後に、反応領域内の2、または3以上の化学的前駆体を組み合わせる、あるいは混合することによって蒸着ガスを形成することもできる。蒸着ガスはさらに、シャワーヘッドを通過する前か通過した後に前駆体ガスと組み合わせる、あるいは混合することができる、1、または2以上のキャリアガスを含有していてもよい。蒸着ガスは、ガリウム、アルミニウム、インジウム、ヒ素、リン、または他の1または複数の化学的前駆体を含有しうる。蒸着ガスは、トリメチルガリウムまたはトリエチルガリウムといったアルキルガリウム化合物であるガリウム前駆体ガスを含有しうる。蒸着ガスはさらに、トリメチルアルミニウムまたはトリエチルアルミニウムといったアルキルアルミニウム前駆体であるアルミニウム前駆体ガスを含有しうる。蒸着ガスはさらに、トリメチルインジウムといったアルキルインジウム化合物であるインジウム前駆体ガスを含有しうる。幾つかの実施形態では、蒸着ガスはさらにキャリアガスを含む。キャリアガスは、水素H2、窒素N2、水素と窒素の混合、アルゴン、ヘリウム、またはそれらの組み合わせを含有しうる。多くの例では、キャリアガスは、水素、窒素、または水素と窒素の混合を含有する。蒸着ガスはそれぞれ、約5sccm立方センチメートル毎分乃至約300sccmの流量で処理チャンバに与えることができる。キャリアガスは、約500sccm乃至約3,000sccmの流量で処理チャンバに与えることができる。他の実施形態では、蒸着ガスは、約3以上、約4以上、約5以上、約6以上、または約7以上のヒ化水素/ガリウム前駆体比でヒ化水素およびガリウム前駆体ガスを含有している。幾つかの例では、ヒ化水素/ガリウム前駆体比は、約5対約10の範囲内であってもよい。他の実施形態では、グループIII-V材料は、約30:1、40:1、50:1、60:1、またはそれより高いグループV前駆体とグループIII前駆体の比率を含む蒸着ガスから形成または成長させることができる。幾つかの例では、蒸着ガスは約50:1のリン化物/グループIII前駆体を有する。処理システムは、約20トール乃至約1,000トールの範囲の内圧を有しうる。幾つかの実施形態では、内圧は、約760トール乃至約1,000トールというように、環境中と同じか環境よりも高くてもよい。幾つかの例では、内圧は約800トール乃至約1,000トールの範囲内であってもよい。他の例では、内圧は約800トール乃至約850トールというように、約780トール乃至約900トールの範囲内であってもよい。他の実施形態では、内圧は、約20トール乃至約760トール、好適には約50トール乃至約450トール、より好適には約100トール乃至約250トールの範囲内というように、環境中と同じか環境より低くてもよい。本書に記載するようなグループIII-V材料を蒸着または形成する蒸着プロセスは、単一ウエハ蒸着チャンバ、複数のウエハ蒸着チャンバ、定常蒸着チャンバ、または連続供給蒸着チャンバ内で実施することができる。グループIII-V材料の成長、蒸着、または形成に利用できる連続供給蒸着チャンバの1つが、同一出願人により双方とも2009年5月29日に出願された米国特許第12/475,131号および第12/475,169号に開示されており、参照により本書に組み込まれる。一実施形態では、太陽光発電装置90の形成を開始するため、1以上の緩衝層102が成長ウエハ101上に形成される。成長ウエハ101はn型または半絶縁性の材料を含有し、その後に蒸着される1以上の緩衝層と同一または類似した材料を含有しうる。例えば、成長ウエハ101は、ヒ化ガリウムまたはn型ドープのヒ化ガリウムの緩衝層を生成する場合、ヒ化ガリウムまたはn型ドープヒ化ガリウムを含有しうる。p型ドーパントは炭素、マグネシウム、亜鉛、またはその組み合わせから選択され、n型ドーパントはシリコン、セレン、テルル、またはその組み合わせから選択できる。幾つかの実施形態では、p型ドーパント前駆体は、炭素ドーパントとして四臭化炭素CBr4、マグネシウムドーパントとしてビスシクロペンタジエニルマグネシウムCp2Mg、亜鉛ドーパントとしてジメチル亜鉛またはジエチル亜鉛を含むジアルキル亜鉛化合物を含みうる。他の実施形態では、n型のドーパント前駆体は、シリコンドーパントとしてシランSiH4またはジシランSi2H6、セレンドーパントとして水素セレン化合物H2Se、およびテルルドーパントとしてジメチルテルル、ジエチルテルル、およびジイソプロピルテルルを含むジアルキルテルル化合物を含みうる。1または複数の緩衝層102は、様々なエピタキシャル層が形成されたときに異なる結晶構造に適応できる、成長ウエハ101と最後の太陽光発電装置の半導体層の間の媒介を提供することができる。1以上の緩衝層102は、約100nm乃至約600nm、例えば約500nmの厚さといった厚さに蒸着できる。1以上の緩衝層102はそれぞれ、最後の太陽光発電装置の所望の組成に応じて、ヒ化ガリウムなどのグループIII-V化合物半導体を含有しうる。緩衝層102はさらに、例えばn型ドープのヒ化ガリウムなどのn型ドープ材などでドープされてもよい。犠牲層104は緩衝層102の上に蒸着することができる。この犠牲層104はヒ化アルミニウムまたはヒ化アルミニウム合金などの適切な材料を含有し、約5nm乃至約10nm、例えば約10nmといった約3nm乃至約20nmの厚さを有するよう蒸着できる。犠牲層104はさらに、n型ドープ材、例えばn型ドープのヒ化アルミニウムなどでドープできる。犠牲層104は剥離層としても知られており、ELOプロセスの際に成長ウエハ101からヒ化ガリウムベースの電池140を分離しながら、エッチングして除去される。エッチングされる前に、犠牲層104は、n型接触層105といったヒ化ガリウムベースの電池140内に含まれる、次にエピタキシャルに成長する層について格子構造を形成するためにも利用される。ヒ化ガリウムベースの電池140は、p型ドープのヒ化ガリウム材料を含有するp型積層体130の上に蒸着した、n型ドープのヒ化ガリウム材料を含有するn型積層体120を有する。n型積層体120およびp型積層体130はそれぞれ、ヒ化ガリウム材を含む様々な材料の組成の複数の層を個々に含んでいる。一実施形態では、n型積層体120は、n型接触層105と、n型前窓106と、n型前窓106に隣接して形成されたn型吸収層108と、任意に中間層114とを有する。p型積層体130は、p型エミッタ層110と、p型エミッタ層110上に形成されたp型接触層112とを有する。製造プロセスの際、一実施形態に記載するように、n型接触層105または界面層が、犠牲層104上に堆積されることがある。このn型接触層105は、最後の太陽光発電装置の所望の組成に応じて、ヒ化ガリウムなどのグループIII-V材料を含有する。n型接触層105はn型ドープされ、幾つかの実施形態については、ドーピング濃度は、6×1018atoms/cm3、例えば約1×1018atoms/cm3乃至約1×1019atoms/cm3といった、約1×1018atoms/cm3よりも高い範囲であってもよい。n型接触層105は、約25nm乃至約75nm、例えば約50nmといった、約10nm乃至約1,000nmまたは約10nm乃至約100nmの厚さに形成されうる。n型接触層105は、ELOプロセスの前にヒ化ガリウムベースの電池140の一部として、この段階で形成することができる。代替的に、他の実施形態では、n型接触層105はELOプロセスに続く後の段階で形成することができる。ELOプロセスの前にヒ化ガリウムベースの電池140の一部としてn型接触層105を形成することの利点の1つは、ELOプロセスの際の犠牲層104のエッチングといった次の処理のステップ中に、n型接触層105が望ましくない損傷または材料の混入からn型前窓106を保護する効果があることである。n型前窓106は保護層としても知られており、犠牲層104、またはある場合には、任意の接触層105の上に形成することができる。n型前窓106は、アルミニウムガリウム、ヒ化アルミニウムガリウム、その合金、またはそれらの組み合わせといったグループIII-V材料を含有しうる。n型前窓106の材料はn型ドープされ、幾つかの実施形態については、ドーピング濃度は、3×1018atoms/cm3、例えば約1×1018atoms/cm3乃至約1×1019atoms/cm3といった、約1×1018atoms/cm3より高い範囲であってもよい。n型前窓106の材料はドープされないでもよい。ヒ化アルミニウムガリウムは、AlXGa1-XAsの分子比の公式、例えばAl0.3Ga0.7Asの分子比を有しうる。n型前窓106は、約5nm乃至約75nm、例えば約30nmまたは約40nmの範囲の厚さを有するように蒸着することができる。n型前窓106は透過性であり、光子がヒ化ガリウムベースの電池140の前面におけるn型前窓106を通って他の下にある層に通過できるようにしてもよい。代替的に、n型前窓106は、リン化アルミニウムガリウム、リン化アルミニウムガリウムインジウム、その合金、その派生物、またはそれらの組み合わせといった材料を含有しうる。これらのリン化アルミニウムガリウムの組成は約2.2eVといった大きいバンドギャップをもたらし、さらにはn型前窓106内に用いられた場合に低波長での高い捕集率をもたらす。吸収層108は前窓106上に形成することができる。吸収層108は、ヒ化ガリウムなどのグループIII-V組成の半導体を含みうる。吸収層108は単結晶であってもよい。吸収層108は例えばn型ドーピングなどの一種類のみドーピングがなされ、幾つかの実施形態については、n型吸収層108のドーピング濃度は、約1×1016atoms/cm3乃至約1×1019atoms/cm3、例えば約1×1017atoms/cm3といった範囲内であってもよい。n型吸収層108の厚さは、約1,000nm乃至約2,000nm約1.0μm乃至約2.0μm、例えば2,000nmといった、約300nm乃至約3,500nmの範囲内であってもよい。図1Bに図示するように、幾つかの実施形態では後窓層とも称されるエミッタ層110を吸収層108に近接して形成することができる。エミッタ層110は、例えばp型ドープされてもよい。p型エミッタ層110は、n型吸収層108とのヘテロ接合を形成するグループIII-V組成の半導体を含みうる。例えば、n型吸収層108がヒ化ガリウムを含有する場合、p型エミッタ層110は、ヒ化アルミニウムガリウムなどの異なる半導体材料を含有しうる。p型エミッタ層110およびn型前窓106の双方がヒ化アルミニウムガリウムを含有する場合、p型エミッタ層110のAlXGa1-XAsの組成は、n型前窓106のAlyGa1-yAsの組成と同一または異なっていてもよい。例えばp型エミッタ層110は、Al0.3Ga0.7Asの分子比を有しうる。p型エミッタ層110は単結晶であってもよい。p型エミッタ層110は高密度にp型ドープされてもよく、幾つかの実施形態については、p型ドープのエミッタ層のドーピング濃度は、約1×1019atoms/cm3といった、約1×1017atoms/cm3乃至約1×1020atoms/cm3の範囲内であってもよい。p型エミッタ層110の厚さは、約100nm乃至約500nmの範囲内、例えば約300nmであってもよい。幾つかの実施形態については、n型吸収層108は約800nm未満、約500nm未満、約100nm乃至約500nmの範囲内といった厚さを有しうる。幾つかの実施形態では、n型吸収層108とp型エミッタ層110の接点が光子を吸収するp-n界面層を生成する。n型吸収層108がある材料ヒ化ガリウムなどを含有し、p型エミッタ層110が吸収層108ヒ化アルミニウムガリウムなどの材料とは異なるバンドキャップを有する異なる材料を含有している本発明の実施形態では、p-n界面層はヘテロ接合である。本書の実施形態に記載されるようなヘテロ接合は、従来の光起電性材料のホモ接合と比較して、暗電流の減少、電圧生成の向上、および放射再結合の向上があると認められる。本書に記載された実施形態では、p型エミッタ層110の材料はn型吸収層108の材料よりも大きいバンドギャップを有する。光がp-n界面層の近くに吸収されて電子正孔対が生成されると、p-n接合によって起こる内部電界が正孔をp型ドープ側に、電子をn型ドープ側に押しやることがある。この自由電荷の移動によってn型吸収層108とp型エミッタ層110の間に電圧差が生じ、これにより、抵抗がこれらの層に接続された端子にわたって連結された場合に電子流が流れることができる。本書に記載の幾つかの実施形態では、p型エミッタ層110はn型吸収層108よりも電池140の裏面に近い、すなわち、n型吸収層は電池140の前面に近い。エミッタ層が吸収層の下側に位置する配置は、幾つかの実施形態では太陽電池に単一キャリア輸送を設けることができ、エミッタ層およびp-n接合は、吸収層が当該装置における殆どの入射光子を吸収してキャリアの殆どを生成するように電池の裏面の近くに設けられ、これにより、実質的に一種類のキャリアが生成される。例えば、吸収層よりも大きいバンドギャップの材料で作られたエミッタ層110では、装置の深部まで浸透せず、その結果、それほど多くない光子のみが吸収層108よりも頂部から遠いエミッタ層に達する青色スペクトルの光子を吸収するのにより適している。本書に記載の実施形態による薄いベース/吸収層を製造するステップは、n型ドープされたベース/吸収層の使用を可能にする。p型ドープされた層におけるホール移動性と比較して高いn型ドープされた層における電子の移動性は、本書の実施形態に記載されるようなn型吸収層108における低いドーピング密度に通ずる。他の実施形態は、p型ドープされたベース/吸収層およびn型ドープされたバック/エミッタ層を利用してもよい。例えば、キャリアの拡散距離のために、厚い吸収層を有する実施形態ではベース/吸収層はp型ドープされてもよい。他の実施形態では、図1Bに示すように、中間層114はn型吸収層108とp型エミッタ層110の間に形成されうる。中間層114は、n型吸収層108とp型エミッタ層110の間の材料遷移をもたらす。図1Cは、吸収層108と、中間層114と、エミッタ層110とを有する電池140の一実施形態150の一部を図示している。幾つかの実施形態では、中間層114は、エミッタ層110がヒ化アルミニウムガリウムを含有する実施形態ではヒ化アルミニウムガリウムといった、エミッタ層110と同一またはほぼ同一の材料を含有している。さらに、中間層114は、吸収層108と同じ種類のドーピングがなされる。例えば、中間層はAlXGa1-XAsの分子比の公式、例えばAl0.3Ga0.7Asの分子比を有し、約1×1016atoms/cm3乃至約1×1019atoms/cm3の範囲、例えば1×1017atoms/cm3の範囲でn型ドープされうる。ドーパント濃度は、n型吸収層108と同一または実質的に同一であってもよい。幾つかの実施形態では、中間層114は約2倍の空乏長さの厚みを有することができ、空乏長さはp-n接合の周りに形成された空乏領域の幅である。例えば、幾つかの実施形態では、中間層114は約0乃至200nmの範囲の厚さを有することができる。電池140の実施形態は、電圧を生成するp-n接合が、電池について異なるバンドギャップを有する材料によってもたらされたヘテロ接合からオフセットできる構造を提供している。例えば、p-n接合152は、エミッタ層110と中間層114のn型およびp型の材料の間の境界である。従って、記載された一実施形態では、p-n接合がエミッタ層110および中間層114が構成するバンドギャップが大きい材料例えば、AlGaAs内に少なくとも部分的に設けられ、ヘテロ接合122は、中間層114と吸収層108の間の境界例えばGaAsとAlGaAsの間の境界に位置している。このオフセットは、同時にp-n接合およびヘテロ接合に幾つかの利点を提供する。例えば、AlGaAsの層の間に設けられたオフセットしたp-n接合は、AlGaAsとGaAsの層の間の境界の障壁効果を低減させることができる。幾つかの実施形態では、吸収層108の大部分は、p-n接合により形成された空乏領域の外側である。幾つかの実施形態では、ヘテロ接合154は、p-n接合152の2倍の空乏長さの範囲内に位置している。例えば、幾つかの実施形態では、空乏領域は約1000100nmの幅であってもよい。空乏領域は通常この領域を超えて、p-n接合の約2倍の空乏領域の幅空乏距離の範囲内に空乏効果を有している。p-n接合からこの距離よりも更に遠くに位置するヘテロ接合により空乏効果がヘテロ接合の境界に及ぶことはなく、従って、障壁が存在する。図1Dに示すように、中間層114の他の実施形態160では、中間層114は、吸収層108とエミッタ層110の間に位置する傾斜層115と後窓層117とを有する。例えば、n型傾斜層115はn型吸収層108の上に形成することができ、n型後窓層117の上にp型エミッタ層110を形成する前に、n型傾斜層115の上にn型後窓層117を形成することができる。傾斜層115およびn型後窓層117はそれぞれn型ドープされてもよく、幾つかの実施形態については、ドーピング濃度は約1×1016atoms/cm3乃至約1×1019atoms/cm3の範囲、例えば1×1017atoms/cm3であってもよく、ドーパント濃度はn型吸収層108と同一またはほぼ同一であることが好ましい。傾斜層115および後窓層117の厚さは異なる実施形態においては多様であってもよく、中間層114全体では標準的な厚さ例えば、幾つかの実施形態では0乃至200nmの範囲といった約2倍の空乏長さを維持することができる。後窓層117はさらに不動態化をもたらして、吸収層108の表面における再結合を減少させることができる。160の実施形態は、n型ドープされた層117とp型ドープされた層110の間に形成されたp-n接合162を有する。p-n接合162は、異なるバンドギャップを有する2つの材料の間に設けられたヘテロ接合164からオフセットしている。実施形態160の例では、これらの材料は、吸収層108におけるGaAsおよび傾斜層115におけるAlGaAsである。例示するために傾斜層の中間点におけるヘテロ接合164が図1Dに図示されているが、材料の段階的な変化により、ヘテロ接合は層115内の任意の地点であってもよく、あるいはこの層の幅全体がヘテロ接合とみなしてもよい。図1Cの実施形態のように、p-n接合は2倍の空乏長さの範囲内でヘテロ接合からオフセットしていることが好ましい。傾斜層115は吸収層から後窓層117におよぶ材料の段階的な変化を有する傾斜層であってもよく、段階的な変化は吸収層に近い傾斜層側における吸収層の材料から、後窓層に近い側における後窓層117の材料にまで及ぶ。従って、上記の例示的な材料を用いて、この段階的に変化する材料はn型吸収層108に近接するヒ化ガリウムから始まり、アルミニウムの量が増加してGaAsの量が減少する後窓層の方向へと変化し、これにより、この傾斜は後窓層117の材料とほぼ同一のヒ化アルミニウムガリウム材料分子比の状態でn型後窓層117に近接して終了する。多くの例では、段階的に変化した窓端部におけるヒ化アルミニウムガリウムはAlXGa1-XAsの分子比の公式を有し、例えば、Al0.3Ga0.7Asの分子比を利用してもよい。傾斜層115の段階的な変化は、放物線状、指数関数的または直線的な変化であってもよい。n型後窓層117はさらにヒ化アルミニウムガリウムを含有し、AlXGa1-XAsの分子比の公式、例えばAl0.3Ga0.7Asの分子比を有しうる。他の実施形態では、中間層114は傾斜層115のみを有し、あるいは図1Cに示すように中間層114は非傾斜の後窓層117のみを有する。任意に、p型接触層112はp型エミッタ層110上に形成できる。p型接触層112は、ヒ化ガリウムのようなグループIII-V組成の半導体を含みうる。p型接触層112は一般に単結晶であってp型ドープされ、幾つかの実施形態については、p型接触層112のドーピング濃度は、約6×1018atoms/cm3乃至約2×1019atoms/cm3、例えば約1×1019atoms/cm3といった、1×1018atoms/cm3より高くてもよい。p型エミッタ層110は、約10nm乃至約100nmの範囲内、例えば約50nmの厚さを有しうる。一旦p型エミッタ層110が形成されると、下に位置するベースのn型吸収層108に達するほど深く、空洞部または凹部図示せずをp型エミッタ層110または任意にp型接触層112に形成することができる。このような凹部は、フォトリソグラフィを利用してマスクをp型エミッタ層110または任意にp型接触層112に適用し、例えば、湿式または乾式エッチングなどの技術を用いてマスクで覆われていないp型エミッタ層110および任意にp型接触層112の材料を除去することにより形成できる。この方法では、ヒ化ガリウムベースの電池140の裏面を介してn型吸収層108にアクセスすることができる。他の実施形態では、対照的な種類のドーピングを上記の層に使用できる、および/または、記載したヘテロ接合およびp-n接合を提供する他の材料を使用できる。さらに、他の実施形態では、上述の順番とは異なる順序で層を蒸着または形成することができる。この方法で作られた太陽光発電装置は、数マイクロメートルの厚さの従来の太陽光ユニットと比較して、著しく薄い吸収層例えば、500nm未満を有している。吸収層の厚さは、太陽光発電装置における暗電流レベルに比例する例えば、吸収層が薄いほど、暗電流は低くなる。暗電流は、光子が装置に入らないときでさえ、太陽光発電装置または光ダイオードなどの他の同様の感光性装置を通って流れる微電流である。熱電子放出または他の影響の結果としてバックグラウンド電流が起こることもある。感光性の半導体装置における暗電流が低下すると開回路の電圧Vocが増加するため、薄い吸収層は所与の光度に対してVocを増加させやすく、従って効率を高めることができる。吸収層が光を捕捉できる限り、吸収層の厚さが減少するほど性能は高くなる。吸収層の薄さは、薄膜技術およびELOの性能によってのみ制限されうる。例えば、吸収層の厚さによって効率は高まるが、吸収層は電流を送達する程度に厚くなくてはならない。しかしながら、高いドーピングレベルにより、非常に薄い吸収層においても電流が流れることが可能となりうる。従って、向上したドーピングを利用して、優れた効率を有する非常に薄い吸収層を製造することができる。従来の光起電性装置は体積再結合の影響を欠点として有していたため、このような従来の装置は吸収層において高ドーピングを利用していない。吸収層のシート抵抗も適切な厚さを決定するときに考慮される。本書に記載するような薄い吸収層を有する光起電性装置は、数マイクロメートルの厚さを有する従来の太陽電池よりも一般に柔軟である。さらに、本書に記載の薄い吸収層は、従来の太陽電池よりも優れた高い性能を提供する。従って、本発明の実施形態による太陽光発電装置は、従来の太陽電池よりもさらに多くの分野に適応しうる。図2は両面の光起電性装置である光電池200の一実施形態を図示しており、光電池200の反対側に配置された、p型金属接触層204およびn型金属接触層208といった接点をそれぞれ有している。n型金属接触層208は前側または太陽側に配置されて光210を受け取り、p型金属接触層204は光電池200の裏面に配置される。図1Bに示し、本書の実施形態に記載するように、光電池200はヒ化ガリウムベースの電池140から形成することができる。一実施形態では、n型金属接触層208がn型接触層105上に蒸着され、その後にn型金属接触層208およびn型接触層105を通って凹部が形成されて、光電池200の前側にn型前窓106が露出する。代替的な実施形態では、凹部がn型接触層105に最初に形成され、光電池200の前側にn型前窓106を露出させてもよい。その後、n型金属接触層208は、n型前窓106を露出した状態でn型接触層105の残っている部分に形成される。n型接触層105は、約6×1018atoms/cm3乃至約1×1019atoms/cm3の範囲内といった約3×1018atoms/cm3より高いドーパント濃度を有しうるn型ドープのヒ化ガリウム材料を含有する。反射防止コーティングARC層202は、本発明の実施形態に応じて、露出したn型前窓106、さらにはn型接触層105およびn型金属接触層208の上に配置することができる。ARC層202は、ARC層202の表面を通って光が通過できる材料を含有し、表面からの光の反射を防いでいる。例えば、ARC層202は、フッ化マグネシウム、硫化亜鉛、酸化チタン、酸化シリコン、それらの派生物、またはそれらの組み合わせを含有しうる。ARC層202は、スパッタなどの技術によってn型前窓106に適用できる。ARC層202は、約50nm乃至約150nmといった約25nm乃至約200nmの範囲の厚さを有しうる。幾つかの実施形態については、n型前窓106、p型エミッタ層110、および/またはp型接触層112が、ARC層202を適用する前に粗面化またはテクスチャ出しされる。n型前窓106、p型エミッタ層110、および/またはp型接触層112はそれぞれ、湿式エッチングプロセスまたは乾式エッチングプロセスなどのエッチングプロセスによって粗面化できる。ARC層202を適用する前にポリスチレン球などの小さい粒子をn型前窓106の表面に適用することにより、テクスチャ出しすることができる。n型前窓106、p型エミッタ層110、および/またはp型接触層112を粗面化またはテクスチャ出しすることにより、異なる屈折率を有するARC層202とn型前窓106の間の境界で異なる角度がもたらされる。この方法では、スネルの法則により光子の入射角は非常に大きいため、より多くの入射光子がARC層202とn型前窓106の間の境界から反射されずにn型前窓106内に伝達されうる。従って、n型前窓106、p型エミッタ層110、および/またはp型接触層112を粗面化またはテクスチャ出しすると、光の捕捉を増加させることができる。幾つかの実施形態では、n型前窓106は複数の窓層を含みうる。これらの実施形態について、最も外側の窓層例えば、光電池200の前面に最も近い窓層は、図2に示すように、ARC層202が適用される前に上述のように粗面化またはテクスチャ出しされうる。一実施形態では、n型前窓106は、n型吸収層108に近接して位置する第1の窓層図示せずと、第1の窓層とARC層202の間に挟まれた第2の窓層図示せずとを含む。第1および第2の窓層はヒ化アルミニウムガリウムなどの上記のようなn型前窓106に適した材料を含有しうるが、一般には異なる組成である。例えば、第1の窓層はAl0.3Ga0.7Asを含有し、第2の窓層はAl0.1Ga0.9Asを含有しうる。さらに、幾つかの実施形態については、複数の窓層の一部がドープされ、その他の窓層はドープされないでもよい。例えば、第1の窓層はドープされ、第2の窓層はドープされなくてもよい。p型金属接触層204および/またはn型金属接触層208はそれぞれ、金属または金属合金といった導電性の接触材料を含有する。好適には、p型金属接触層204および/またはn型金属接触層208内に含まれる接触材料は、光電池200の製造時に利用される処理ステップの際に、半導体層などの他の層を通って拡散しない。通常、p型金属接触層204およびn型金属接触層208はそれぞれ、同一または異なる接触材料の複数の層を有する。接触材料は、1×10-3Ωcm2未満の特定の接触抵抗を有することが好ましい。好適な接触材料は更に、約1×1018atoms/cm3のキャリア濃度で約0.8eV以上のショットキー障壁高さΦbnを有する。適切な接触材料は、金、銅、銀、アルミニウム、パラジウム、白金、チタン、ジルコニウム、ニッケル、クロム、タングステン、タンタル、ルテニウム、亜鉛、ゲルマニウム、パラジウムゲルマニウム合金、それらの派生物、それらの合金、またはそれらの組み合わせを含みうる。本書に記載の幾つかの実施形態では、p型金属接触層204および/またはn型金属接触層208は、フォトレジスト、フォトリソグラフィ、スクリーン印刷、あるいは抵抗マスク、ワックス、または他の保護材で部分的に覆われた光電池200の露出した表面に単に蒸着させることによる真空蒸発などの方法によって、光電池200上に製造することができる。任意に、金属保護層、または金属接着層は、p型金属接触層204の上に蒸着させることができる。この金属保護層は、ニッケル、クロム、チタン、それらの合金、またはそれらの組み合わせを含む材料を含有しうる。金属保護層は、p型ドープのヒ化ガリウムへの優れた密着力を示すことが好ましい。一実施形態の例では、金属保護層は約5Å乃至約20Åの範囲の厚さに蒸着され、約80以上の反射率を有しうる。好適には、金属保護層の材料および蒸着厚さは、p型金属接触層204の反射性との干渉を最小限にするように蒸着される。金属保護層は、スパッタリングプロセスとしても知られている電子線蒸着プロセスまたはPVDプロセスによって蒸着させることができる。p型金属接触層204、n型金属接触層208、および他の接点、接着、および電池200の接触層に使用するのに適した反射体層の幾つかの例の実施形態が、本書と同日に出願された、同時係属中の米国特許出願、名称光起電性装置の金属接点およびその低温製造プロセスMetallicContactsforPhotovoltaicDevicesandLowTemperatureFabricationProcessesThereofに記載されており、参照により本書に組み込まれる。金属の接触層の他の種類、構造、および材料を電池200にも使用することができる。図3は、片面の光起電性装置であって、その結果、本書の他の実施形態に示すように、光電池300の同じ側に配置された、p型金属接点302およびn型金属接点312といった両方の接点を有する光電池300が図示されている。図3に示すように、p型金属接点302およびn型金属接点312の双方が光電池300の裏面にあり、ARC層202は光320を受ける光電池300の太陽側または正面にある。本書に記載の幾つかの実施形態では、p型金属接点302はp型金属接触層306上に配置されたp型金属接触層304を含み、n型金属接点312はn型金属合金の接点310上に配置されたn型金属接触層308を含む。幾つかの実施形態では、光電池300は図1Bのヒ化ガリウムベースの電池140から形成することができる。一例では、抵抗マスクがp型接触層112の露出した表面に形成され、フォトリソグラフィプロセスの際にパターン化した凹部および孔部を形成することができる。パターン化した凹部および孔部はp型接触層112、p型エミッタ層110、n型後窓層117、および傾斜層115を通り、n型吸収層108内に部分的に延在する。その後、抵抗マスクが除去され、光電池300の裏面を向いた2次元透視図に見られるように、光電池300の裏面の露出表面としてn型吸収層108およびp型接触層112を露わにする。凹部および孔部の側面はp型接触層112、p型エミッタ層110、n型後窓層117、および傾斜層115の露出した面、およびn型吸収層108を部分的に露わにする。一実施形態では、p型金属接触層306はp型接触層112の露出した部分に形成され、n型金属合金の接点310はn型吸収層108の露出した部分に形成される。その後、p型金属接触層306およびn型金属合金の接点310を含む全ての露出した表面を覆うように、絶縁層216が光電池300の表面の上に蒸着される。次いで、p型金属接触層306およびn型金属合金の接点310の露出した表面は、リソグラフィプロセスによってパターン化した孔部を絶縁層216内にエッチングすることで露わになる。幾つかの実施形態では、p型金属接触層306およびn型金属合金の接点310はELOプロセスの際に成長ウエハ101からヒ化ガリウムベースの電池140を分離させる前に形成され、絶縁層216はELOプロセスの後に形成される。p型金属接触層304はp型金属接触層306および絶縁層216の一部の上に形成することができ、n型金属接触層308はn型金属合金の接点310および絶縁層216の他の部分の上に形成され、図3に示すような光電池300を形成する。幾つかの例では、p型金属接触層304およびn型金属接触層308は、互いに材料が同一の組成の層を含有するよう形成することができ、他の例では、p型金属接触層304およびn型金属接触層308は、同一の金属被覆ステップ中に光電池300に同時に形成される。代替的な実施形態では、p型金属接点302およびn型金属接点312の全部または一部が製造され、次いで、p型金属接点302とn型金属接点312の間、およびその周りの凹部の側壁に絶縁層216が形成される。他の代替的な実施形態では、p型金属接点302およびn型金属接点312を形成する前に、全部または一部の絶縁層216を光電池300に形成することができる。p型金属接点302およびn型金属接点312といった全ての接点が光電池300の裏面にあり、日陰を減少させているにもかかわらず、時間と温度に対する暗電流およびその安定性は、光電池300などの効率的な光起電性装置を設計する場合には未だに懸念事項となりうる。従って、幾つかの実施形態については、光電池300の裏面に絶縁層216が蒸着されるか形成されうる。この絶縁層216は、光電池300内の暗電流を減少させる効果がある電気的に絶縁した材料またはグラウトを含む。絶縁層216は、酸化シリコン、二酸化けい素、酸窒化けい素、窒化けい素、ポリシロキサンまたはシリコーン、ゾルゲル材料、酸化チタン、酸化タンタル、硫化亜鉛、それらの派生物、またはそれらの組み合わせといった、電気的に絶縁した材料またはグラウトを含みうる。絶縁層216は、スパッタリングプロセス、蒸発プロセス、スピンコートプロセス、またはCVDプロセスなどのパッシベーション法によって形成することができる。他の実施形態では、絶縁層216は、p型金属接点302とn型金属接点312の間に起こる電気的短絡をなくすか、大幅に減少させる。絶縁層216は、約1MΩ乃至約5MΩの範囲、またはそれ以上といった少なくとも0.5MΩミリオンオーム以上の電気抵抗を有する、電気的に絶縁したグラウトおよび/または他の電気的に絶縁した材料を含有する。例示的なグラウトまたは他の電気的に絶縁した材料は、エチレン酢酸ビニルEVA、ポリイミド、ポリウレタン、それらの派生物、またはそれらの組み合わせといった高分子材料を含有しうる。一例では、電気的に絶縁したグラウトは、感光性のポリイミドコーティングを含む。他の例では、電気的に絶縁したグラウトは熱硬化性の高分子材料を含む。多くの実施形態では、n型金属合金の接点310は低温のプロセスで形成することができ、このプロセスは、低温の熱アニールプロセスが続く低温の蒸着プロセスを含む。低温の蒸着プロセスによりn型金属合金の接点310に蒸着される適切な接触材料は、特に、パラジウム、ゲルマニウム、パラジウムゲルマニウム合金、チタン、金、ニッケル、銀、銅、白金、それらの合金、またはそれらの組み合わせを含みうる。他の実施形態では、n型金属合金の接点310は、パラジウムゲルマニウム合金を含む導体材料の複数の層を含有しうる。n型金属合金の接点310は、強力な抵抗接点をその間に設けるべく、n型吸収層108とn型金属接触層308の間に配置される。n型金属合金の接点310内のパラジウムゲルマニウム合金は、n型吸収層108内のヒ化ガリウム材料からn型金属合金の接点310にわたり、n型金属接触層308までの電位の高伝導性を可能にする。n型金属合金の接点310はさらに、例えばパラジウムゲルマニウム合金の層上に設けられた金属キャッピング層を含む。幾つかの実施形態では、キャッピング層は接着層と高伝導性の層を含みうる。例えば、接着層は、伝導性の層が合金の層に付着できるようにする。幾つかの例では、接着層はチタン、スズ、亜鉛、それらの合金、またはそれらの組み合わせを含有し、高伝導性の層は金、銀、ニッケル、銅、アルミニウム、それらの合金、またはそれらの組み合わせ、あるいは複数の異なる金属の層および/または合金の層の堆積を含みうる。一例では、n型金属合金の接点310はチタンを含有する接着層上に配置された金を含有する高伝導性の層を含み、これはパラジウムゲルマニウム合金の上に配置される。電池200におけるp型金属接触層204および/またはn型金属接触層208について上述したものと同様の製造方法および実施形態は、光電池300におけるp型金属接触層306に利用することができる。n型金属合金の接点304、p型金属接点302、n型金属接点312、n型金属合金の接点310、および電池300の接触層での利用に適した他の層の例示的な実施形態の幾つかが、同一日に出願され同時係属中の特許出願、名称光起電性装置の金属接点およびその低温製造プロセスMetallicContactsforPhotovoltaicDevicesandLowTemperatureFabricationProcessesThereofに記載されており、参照により本書に組み込まれる。金属接点の層の他の種類、構造、および材料は、電池300にも利用することができる。前述は本発明の実施形態に関するものであるが、本発明の他および更なる実施形態はその根本的な範囲から逸脱することなく想到することができ、その範囲は以下の特許請求の範囲によって確定される。"