涂覆到區(qū)域18。替代地，第IIB/VA族半導(dǎo)體可沉積到包括背側(cè)電接點(diǎn)區(qū)域20及任選支撐件18的襯底上。
[0048]將絕緣區(qū)域22提供于區(qū)域14上，且電耦合到區(qū)域14。任選地，可將一或多個(gè)層(未展示)插入于區(qū)域22與區(qū)域14之間。舉例來說，以上描述的金屬化/退火/去除處理可傾向于形成最接近區(qū)域14的經(jīng)處理的表面的薄合金區(qū)域。為了說明的目的，將絕緣區(qū)域22展示為直接形成于區(qū)域14上，而未展示出有任何插入任選層。
[0049]若所得合金包含基于所述合金的總金屬含量的從0.1到99.9原子百分比、優(yōu)選地從I到99原子百分比的金屬物質(zhì)，則將所屬金屬考慮為可在所述合金中成合金?？沙珊辖鸬奈镔|(zhì)區(qū)別于摻雜劑，摻雜劑以實(shí)質(zhì)上較低濃度(例如，在Ix 120Cm 3JlJ Ix 10 15Cm 3或甚至以下的范圍中的濃度)并入到半導(dǎo)體膜或類似者內(nèi)。
[0050]將可與磷族元素化物膜組合物成合金的示范性金屬物質(zhì)包含以下中的一或多者:Mg、Ca、Be、L1、Cu、Na、K、Sr、Rb、Cs、Ba、Al、Ga、B、In、Sn、Cd 及這些的組合。Mg 為更優(yōu)選的。以實(shí)例說明，Mg可與Zn3P2成合金，以形成Mg 3xZn3>Kl Χ)Ρ2合金，其中χ具有一值，使得所述Mg含量可在基于Mg與Zn的總量的百分之0.8到百分之99.2的金屬(或陽離子)原子百分比中。更優(yōu)選地，χ具有在從百分之I到百分之5的范圍中的值。合金與磷族元素化物半導(dǎo)體一起的使用進(jìn)一步描述于受讓人的與本申請(qǐng)案在同一日期以金布爾等人的名義申請(qǐng)、題為“使用金屬化/退火/去除技術(shù)制造并有改善的磷族元素化物半導(dǎo)體膜的光伏打裝置的方法(METHOD OF MAKING PHOTOVOLTAIC DEVICES INCORPORATING IMPROVED PNICTIDESEMICONDUCTOR FILMS USING METALLIZAT1N/ANNEALING/REMOVAL TECHNIQUES) ”且具有代理人案號(hào)71956 (D0W0056P1)的同在申請(qǐng)中的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)案中，出于所有目的，所述臨時(shí)專利申請(qǐng)案的全部被以引用的方式并入本文中。
[0051]在優(yōu)選實(shí)施例中，關(guān)于區(qū)域22的術(shù)語“絕緣”意謂區(qū)域22具有一電阻率及厚度，使得區(qū)域22展現(xiàn)區(qū)域14與整流區(qū)域24之間的隧道勢皇功能性。區(qū)域22可具有廣泛范圍的厚度。然而，若區(qū)域22過厚，則電阻可過高，從而降低隧道勢皇性質(zhì)且藉此使電性能降級(jí)。若層過薄，則充當(dāng)隧道勢皇的鈍化效應(yīng)及能力可比所要的要減小很多。為了平衡這些關(guān)注問題，區(qū)域22的說明性實(shí)施例理想地具有在從0.5nm到nm、優(yōu)選地Inm到15nm、更優(yōu)選地Inm到1nm的范圍中的厚度。這些厚度比充當(dāng)異質(zhì)接面搭配物的類似材料的層的厚度小約一個(gè)數(shù)量級(jí)，但盡管如此，薄層并不通常充當(dāng)MIS及SIS結(jié)構(gòu)中的優(yōu)異的隧道勢皇。區(qū)域22的電阻率也可在廣泛范圍內(nèi)。在許多實(shí)施例中，區(qū)域22具有大于區(qū)域14或24的電阻率且為至少10 1Ohm-Cm或更大、優(yōu)選地至少103ohm-cm或更大、更優(yōu)選地至少105ohm-cm或更大或甚至至少107ohm-cm或更大的電阻率。在許多實(shí)施例中，區(qū)域22的電阻率小于1012ohm-cm，或甚至小于lC^ohm-cm。
[0052]絕緣區(qū)域22包括至少一種硫族元素化物化合物。術(shù)語“硫族元素化物”或“硫族元素化合物”指包含至少一個(gè)硫族元素及至少一個(gè)不同于硫族元素的元素的分子。術(shù)語“硫族元素”指來自元素周期表的第16族的任何元素。硫族元素包含0、S、Se和/或Te。優(yōu)選硫族元素化物為硫化物、砸化物、碲化物或含有0、S、Se和/或Te中的兩者或兩者以上的化合物。適合于在區(qū)域22中使用的硫族元素化物組合物可屬于i型、η型或P型。若η型或P型，則η或P特性通常大體上弱，使得材料的電阻率仍相對(duì)高，使得材料如在絕緣材料中起作用。更優(yōu)選地，例如1-ZnS的i型硫族元素化物膜優(yōu)選地用于在區(qū)域22中使用。一i型硫族元素化物膜為本質(zhì)上摻雜的膜。
[0053]除了硫族元素之外，硫族元素化物的其它元素可為一或多種金屬和/或非金屬。在一些實(shí)施例中，非金屬可包含一或多個(gè)半導(dǎo)體。合適的金屬和/或半導(dǎo)體的實(shí)例包含S1、Ge、第IIB族金屬(Zn、Cd、Hg)、Al、GA、In、Tl、Sn、Pb、其它過渡金屬、包含于鑭系元素系中的金屬、這些的組合及類似者。除了以上指出的半導(dǎo)體材料之外，非金屬的其它實(shí)例包含B、S、Se、Te、C、0、F、H、這些的組合及類似者。非金屬硫族元素化物的實(shí)例包含硫化硼、砸化硼、硫砸化硼、這些的組合及類似者。除了一或多種硫族元素之外也包含金屬及非金屬兩種成分的硫族元素化物在本文中被稱作混合硫族元素化物。
[0054]硫族元素化物組合物也理想地具有大于半導(dǎo)體區(qū)域14的帶隙的帶隙。在一些實(shí)踐模式中，合適硫族元素化物組合物的帶隙對(duì)區(qū)域14的帶隙的比率理想地為1.2: I或以上，或甚至2: I或以上，或甚至3: I或以上。在說明性實(shí)施例中，硫族元素化物組合物具有至少2.2eV、優(yōu)選地至少3.2eV或甚至至少5eV的帶隙。以實(shí)例說明，i_ZnS具有3.68eV的帶隙。
[0055]在優(yōu)選實(shí)施例中，在區(qū)域22中使用的硫族元素化物包含一或多種第II族金屬及一或多種第VI族硫族元素。第II族金屬為在其外電子殼中包含兩個(gè)電子的金屬。這些包含Zn、Mg、Be、Ca、Sr、Ba、Ra、Cd和/或Hg。ZnS、ZnSe或硫砸化鋅為此類型的優(yōu)選硫族元素化物。ZnS為更優(yōu)選的。在優(yōu)選實(shí)施例中，絕緣區(qū)域22包括含鋅的硫族元素化物，例如，硫化鋅、砸化鋅、硫砸化鋅、碲化鋅、硫碲化鋅、砸碲化鋅及硫砸碲化鋅。硫化鋅為優(yōu)選的，明確地說，當(dāng)半導(dǎo)體區(qū)域14包含磷化鋅時(shí)。有利地，硫化鋅具有與分別為IeV及1.2eV的傳導(dǎo)帶偏移及價(jià)帶偏移的I型頻帶對(duì)準(zhǔn)。根據(jù)在克勞特等人的物理評(píng)論快報(bào)44，1620(1980)及克勞特等人的物理評(píng)論B 28,1965(1983)中描述的克勞特方法，使用高解析度X射線光電子光譜判定這些偏移。
[0056]硫族元素化物合金也可用于區(qū)域22中。在一些實(shí)施例中，合金可為合乎需要的，以便調(diào)諧頻帶對(duì)準(zhǔn)、晶格匹配或類似者。合金包含三元及四元合金。示范性合金為M1 xZnxS、ZnS1 ySe、MxZni ,S1 ySey中的一或多者，其中每一 M獨(dú)立地為不同于Zn的另一金屬，每一 χ及y獨(dú)立地處于從優(yōu)選地0.0Ol到0.999的范圍中。在一些情況下，將過多M并入到合金內(nèi)可不當(dāng)?shù)販p少所要的特性(例如，穩(wěn)定性)。舉例來說，包含相對(duì)于Mg與Zn的總量大于約60原子百分比的Mg的合金可在空氣中具有比所需要差的穩(wěn)定性。因此，在這些實(shí)施例中，Mg的含量限于避免不當(dāng)穩(wěn)定性減小。此對(duì)應(yīng)于在從0.4到0.999的范圍中的χ值。
[0057]圖2說明對(duì)于n-ZnS/Zn3P2界面的一可能頻帶對(duì)準(zhǔn)。將n_ZnS直接用作與磷化鋅的P-n異質(zhì)接面搭配物。圖2展示如通過EPS測量實(shí)驗(yàn)上判定的所提議的n-ZnS/p-Zn3P2異質(zhì)接面太陽能電池的頻帶對(duì)準(zhǔn)。圖2展示對(duì)于此異質(zhì)接面界面的大傳導(dǎo)帶峰值。此指示不良質(zhì)量異質(zhì)接面，因?yàn)榭缃缑娴妮d體輸送將受到抑制。然而，有利地，本發(fā)明了解，所述界面雖然不適合于用作P-n裝置中的異質(zhì)接面，但至少部分歸因于I型頻帶對(duì)準(zhǔn)，將為并有此界面的MIS或SIS裝置中的優(yōu)異隧道勢皇。因此，本發(fā)明的方面的至少一部分為了解具有與磷族元素化物半導(dǎo)體的I型頻帶對(duì)準(zhǔn)的硫族元素化物可在S層中的至少一者包含至少一個(gè)磷族元素化物半導(dǎo)體的MIS及SIS裝置中形成隧道勢皇(即，I層)。
[0058]p-n異質(zhì)接面通常形成于具有較高帶隙的材料與具有較小帶隙的第二材料之間，其中帶隙為每一材料的傳導(dǎo)帶與價(jià)帶之間的間隙。兩個(gè)材料之間的帶隙可以不同方式對(duì)準(zhǔn)。圖5展示I型對(duì)準(zhǔn)100、II型對(duì)準(zhǔn)120及III型對(duì)準(zhǔn)140。I型頻帶對(duì)準(zhǔn)指發(fā)生在p_n異質(zhì)接面中的對(duì)準(zhǔn)，其中較小帶隙材料的傳導(dǎo)帶及價(jià)帶邊緣全部駐留于較大帶隙材料的傳導(dǎo)帶及價(jià)帶邊緣內(nèi)。在I型對(duì)準(zhǔn)100中，較大帶隙材料分別具有傳導(dǎo)帶102及價(jià)帶104。較小帶隙材料分別具有傳導(dǎo)帶106及價(jià)帶108。注意，頻帶106及108全部在頻帶102與104之間，以提供也被稱作跨越間隙對(duì)準(zhǔn)的I型對(duì)準(zhǔn)。
[0059]II型對(duì)準(zhǔn)120展示分別用于大帶隙材料的傳導(dǎo)帶122及價(jià)帶124，及用于較小帶隙材料的傳導(dǎo)帶126及價(jià)帶128。頻帶126與128之間的帶隙重疊頻帶122與124之間的帶隙。II型對(duì)準(zhǔn)也被稱作交錯(cuò)的間隙對(duì)準(zhǔn)。
[0060]III型對(duì)準(zhǔn)140展示分別用于大帶隙材料的傳導(dǎo)帶142及價(jià)帶144，及用于較小帶隙材料的傳導(dǎo)帶146及價(jià)帶148。頻帶146與148之間的帶隙在頻帶142與144之間的帶隙下方，且不具有與頻帶142與144之間的帶隙的重疊。III型對(duì)準(zhǔn)也被稱作破壞型間隙對(duì)準(zhǔn)。
[0061]不希望受到理論束縛，相信，至少部分歸因于ZnS鈍化Zn3P2和/或ZnS與Zn 3P2之間的界面的能力而引起隧道勢皇功能性。此通過展示在ZnS為與S1、Cu (In, Ga)Se2、CdTe及GaAs的較合適p-n異質(zhì)接面搭配物的應(yīng)用中ZnS鈍化異質(zhì)接面接口的實(shí)驗(yàn)報(bào)告來建議。G.A.蘭蒂斯、J.J.洛弗爾斯基、R.柏里歐、P.A.塞庫拉莫斯、S.M.弗農(nóng)、M.B.斯必茨及 C.J.基夫尼，IEEE 電子裝置匯刊(IEEE Trans.Elect.Dev.) 37, 372 (1990) ;Y.H 金、S.Y安、J.Y.李、1.金、K.N.吳、S.U.金、M.J.樸及T.S.李，應(yīng)用物理學(xué)期刊，85，7370 (1999)；T.中田、M.水谷、Y.萩原及A.國岡，太陽能材料與太陽能電池(Sol.Energy Mater.Sol.Cells) 67，255 (2001) ；J.M.伍道爾、G.D.佩蒂、T.夏