[其他]半导体器件

说明书

本发明涉及到一半导体器件，特别是涉及到包括在光辐射下具有高的开路电压的光电池的半导体器件或者光电池的光电转换效率得以提高的半导体器件。

到目前为止，作为光电转换器的材料，例如太阳电池，采用的是一种含有非晶半导体的半导体材料诸如a-Si：H，a-Si₁-x：Cx：H，a-Si₁-xGex：H，a-Si：F：H，a-Si₁-xNxH，a-Ge：H，a-Si₁-xGex：F：H，a-Si：H，uc-Si：H，uc-Si₁-xGex：H（其中x满足关系式0＜X＜1）或者部分地包含这些非晶半导体的半导体材料。

通常的太阳电池具有层状的Pin，（niP，PinPin…或niPniP…等结构，它们是通过顺序地沉积同种类的非晶半导体或者只是在它们的掺杂层内沉积具有宽能隙的不同种类的非晶半导体。除了由于在器件生产期间及以后的热扩散引起的掺杂剂的分布外，在P型或n型层中的掺杂密度在厚度方向上是均匀的，通常为0.01到5原子百分数。

图9示出了使用三层结构的Pin型半导体制成的通常的太阳电池所采用的半导体器件。在图9中，数码31是一玻璃衬底，一透明电极32附着其上。在透明电极32上，依次形成P型半导体层34，i型半导体层35和n型半导体层36。然后在n型半导体层36上形成一电极37。半导体器件38由玻璃衬底31、透明电极32、P型半导体层34、i型半导体层35、n型半导体层36和电极37构成。

在上述半导体器件38上，光沿着图9中箭头指出的方向射入玻璃衬底31，并透过玻璃衬底31和电极32，然后辐照到P型半导体层34、i型半导体层35和n型半导体层36。由于这种辐照，在每一个半导体层34、35和36中产生电子和空穴时。然后电子被收集在n型层中而空穴收集在P型层中，因此在透明电极32上产生正电荷，在电极37上产生负电荷。它样就产生光电转换，并使半导体器件38具有作为光电池的功能。

然而，具有以上结构的半导体器件其缺点是当光辐照时在开路条件下它不能提高电压值（这以下用Voc表示），因为这种半导体器件在提高内部电场方面是有限制的。

例如，在利用上述器件情况下，当要求电动势大于Voc时，为了克服上述缺点，可把多个器件串联起来。然而，即使如此，假设每一个器件的Voc能提高的话，那么串联的器件数可以减少。进一步，即便在所有器件的总的面积有限制的情况下，通过使每一个半导体层的面积增大的方法可以料想到器件的性能可以大大改善。

当注意到半导体器件的结构时，有效的研究结果是，我们发明家发现在不增加所有器件的总的面积和串联器件数量的情况下，找出了比通常的半导体器件具有更高的Voc和在特定电压下更高的电流（工作电流）的半导体器件，并且实现了本发明中的这种半导体器件。

此外，一般都知道，在通常的半导体器件中，当杂质密度变得大时，在P型半导体层和在P型层侧的电极之间及在n型半导体层和n型层侧的电极之间的接触电阻变小。使这接触电阻变小是人们所希望的，因为当P型半导体层和n型半导体层用作光电池器件时，例如太阳电池，此电阻降低了光电池器件的占空因子。因此，从此观点出发，希望增加杂质密度。然而，如n型和P型半导体层的杂质密度变得太高，会引起的问题是作为光电池器件的特性会变坏，这是由于在含有杂质的那些部分有大的光吸收损失。

本发明是为了解决上述问题，其目的是提供一在光辐照下具有的高的开路电压的半导体器件及光电转换效率得到提高的半导体器件。

根据本发明，它提供了一种半导体器件，它由第一和第二电极以及由含有非晶部分的P型、i型和n型的堆积半导体层所组成。或由包含非晶部分及在两个主要表面上的电极的n型、i型和P型的堆积半导体层所组成。其特征在于至少有一界面层是由半导体或绝缘体制成，其电阻率高于邻近于界面层的半导体，此界面层处在半导体层之间或半导体和电极之间。

本发明进一步提供由含有非晶半导体层的Pin型和niP型层和至少两个电极所组成的半导体器件，其特征在于在P型和n型层中的掺杂量会在P｜i或n｜i的一个结界面上最低，并且在趋向P｜电极或n｜电极的界面的方向上逐渐增加。