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DE3280455T2 - Biegsame photovoltaische Vorrichtung. - Google Patents

Biegsame photovoltaische Vorrichtung.

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Publication number
DE3280455T2
DE3280455T2 DE3280455T DE3280455T DE3280455T2 DE 3280455 T2 DE3280455 T2 DE 3280455T2 DE 3280455 T DE3280455 T DE 3280455T DE 3280455 T DE3280455 T DE 3280455T DE 3280455 T2 DE3280455 T2 DE 3280455T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
semiconductor
layer
amorphous
microcrystalline
group
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
DE3280455T
Other languages
English (en)
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DE3280455D1 (de
DE3280455T3 (de
Inventor
Yoshihiro Hamakawa
Masanobu Izumina
Yoshihisa Tawada
Kazunori Tsuge
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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.)
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Publication date
Priority claimed from JP56177685A external-priority patent/JPS5878475A/ja
Priority claimed from JP56203155A external-priority patent/JPS58103178A/ja
Priority claimed from JP56213119A external-priority patent/JPS58115872A/ja
Priority claimed from JP57060109A external-priority patent/JPS58176977A/ja
Application filed by Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd filed Critical Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Publication of DE3280455D1 publication Critical patent/DE3280455D1/de
Publication of DE3280455T2 publication Critical patent/DE3280455T2/de
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Description

  • Die vorliegende Erfindung ist eine Ausscheidung aus der Patentanmeldung EP-A-82 110 122.7 (EP-B-0 078 541).
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine flexible photoelektrische Einrichtung, die umfaßt ein Substrat aus einer Metallfolie und einem elektrisch isolierenden dünnen Film und einen photoelektrischen Einrichtungskörper aus einem Nicht-Einkristall-Halbleiter, wobei der Körper über dem genannten elektrisch isolierenden dünnen Film angeordnet ist und sich eine Elektrodenschicht zwischen dem Körper und dem elektrisch isolierenden dünnen Film befindet.
  • Photoelektrische Einrichtungen, wie z. B. Solarzellen und Photodetektoren, sind in der Lage, Sonnenstrahlung in nutzbare elektrische Energie umzuwandeln. Bei Einrichtungen dieses Typs tritt jedoch das große Problem auf, das überwunden werden muß, daß die Erzeugungskosten sehr hoch sind im Vergleich zu anderen Einrichtungen zur Erzeugung von elektrischer Energie. Die Hauptgründe dafür sind, daß der Wirkungsgrad der Ausnutzung eines Halbleiter-Materials, das den Körper der Einrichtung aufbaut, gering ist und daß viel Energie erforderlich ist zur Herstellung des Halbleiter-Materials. In den letzten Jahren wurde vorgeschlagen, amorphes Silicium als Halbleiter-Material zu verwenden, und dieser Vorschlag wird als eine Methode angesehen, welche die Möglichkeit bietet, die obengenannten Probleme zu überwinden. Amorphes Silicium kann billig und in großen Mengen durch Glimmentladungszersetzung von Siliciumverbindungen, wie Silan und Fluorosilan, hergestellt werden. Das so hergestellte amorphe Silicium weist eine niedrige durchschnittliche Dichte des lokalisierten Zustands in dem freien Energieband (Energiebandlücke) auf, nämlich von nicht mehr als 10¹&sup7; eV&supmin;¹·cm&supmin;³, und es ist eine Verunreinigungs-Dotierung vom N-Typ oder P-Typ möglich auf die gleiche Weise wie bei der Herstellung von kristallinem Silicium.
  • Eine repräsentative Solarzelle gemäß Stand der Technik, in der amorphes Silicium verwendet wird, ist eine solche, die hergestellt wird durch Bildung einer transparenten Elektrode auf einem Glassubstrat, das sichtbare Strahlung hindurchlassen kann, durch Bildung einer amorphen Siliciumschicht vom P-Typ, einer nicht-dotierten amorphen Siliciumschicht und einer amorphen Siliciumschicht vom N-Typ auf der transparenten Elektrode in der genannten Reihenfolge durch Glimmentladung und durch Aufbringen einer Ohm'schen Kontakt-Elektrode auf die Schicht vom N-Typ. Wenn Licht durch das Glassubstrat und die transparente Elektrode hindurch in die Schicht vom P-Typ, in die nicht-dotierte Schicht und in die Schicht vom N-Typ eindringt, werden in der nicht-dotierten Schicht hauptsächlich Elektronen-Loch- Paare gebildet. Sie werden angezogen von einem inneren elektrischen Feld mit einer PIN-Übergangszone, das durch jede der obengenannten zu übertragenden Schichten erzeugt wird und an der Ohm'schen Kontakt-Elektrode gesammelt unter Erzeugung einer Spannung zwischen den beiden Elektroden. In Solarzellen dieses Typs beträgt die Leerlauf-Spannung etwa 0,8 V und daher werden die Zellen in dieser Form nicht als Energiequelle für Vorrichtungen verwendet, die eine hohe Energiequellen-Spannung benötigen.
  • Um diesen Nachteil zu überwinden, wurde vorgeschlagen, die Spannung zu erhöhen durch getrennte Erzeugung mehrerer Generatorzonen auf einem einzigen Substrat und Inkontaktbringen der jeweiligen Generatorzone in Reihe, wie in der ungeprüften japanischen Patentpublikation (Tokyo Kokai) Nr. 107 276/1980 beschrieben. Die nach diesem Vorschlag hergestellten Solarzellen haben jedoch noch den Nachteil, daß eine große Oberfläche erforderlich ist wegen des geringen Wirkungsgrades und daß das Verbinden mehrerer Einrichtungen in Reihe erforderlich ist, weil die Spannung pro Einrichtung nur etwa 0,8 V beträgt. Außerdem weist die Solarzelle keine Flexibilität auf wegen der Verwendung eines starren Substrats wie Glas. Andererseits werden auf dem Gebiet der elektronischen Vorrichtungen flexible Solarzellen benötigt wegen der Entwicklung einer flexiblen Leiterplatte (gedruckten Schaltung) und eines Flüssigkristall-Film-Displays.
  • Eine Solarzelle, in der ein dünner Polymerfilm mit einer hohen Flexibilität und einer hohen Wärmebeständigkeit, beispielsweise aus Polyimid, als Substrat verwendet wird, ist in der ungeprüften japanischen Patentpublikation Nr. 149 489/1979 beschrieben. Die Verwendung des Polymerfilms als Substrat hat jedoch den Nachteil, daß das Substrat sich während der Abscheidung bei der Herstellung von amorphem Silicium einrollt und keine ebene Solarzelle erhalten wird und daß das Substrat nicht gleichmäßig erhitzt wird wegen der Verformung während der Abscheidung und weil keine einheitlichen amorphen Siliciumschichten gebildet werden.
  • Ein Ziel der Erfindung besteht darin, eine flexible photoelektrische Einrichtung zu schaffen.
  • Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine flexible und wärmebeständige photoelektrische Einrichtung zu schaffen.
  • Ein anderes Ziel der Erfindung besteht darin, eine flexible, klein dimensionierte photoelektrische Einrichtung zu schaffen, die eine Vielzahl von Generatorzonen auf einem einzigen Substrat aufweist.
  • Ein noch weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine flexible integrierte Solarzelle zu schaffen, die in der Lage ist, eine erhöhte Leerlaufspannung zu erzeugen.
  • Diese und weitere Ziele der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die obengenannte photoelektrische Einrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der isolierende dünne Film eine Schicht aus einem anorganischen Material mit einer elektrischen Leitfähigkeit von nicht mehr als 10&supmin;&sup7; (Ohm · cm)&supmin;¹ während des Auftreffens von Licht ist, wobei das anorganische Material ein Vertreter ist, der ausgewählt wird aus der Gruppe, die besteht aus Si(1-x)Cx, Si(1-y)Ny, Si(1-x-y)CxNy, ihren Hydriden und ihren Fluoriden.
  • Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen photoelektrischen Einrichtung;
  • Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Apparatur zur Erzeugung eines amorphen oder semi-amorphen dünnen Halbleiterfilms und eines amorphen oder semi-amorphen photoelektrischen Halbleiter-Einrichtungskörpers, der besteht aus den amorphen oder semi-amorphen dünnen Halbleiterfilmschichten der erfindungsgemäßen photoelektrischen Einrichtung durch Anwendung eines Plasma-Glimmentladungsverfahrens oder eines Zerstäubungsverfahrens;
  • Fig. 3A zeigt eine schematische Darstellung, welche die Grundstruktur einer photoelektrischen Einrichtung mit PIN-Übergangszone des Typs erläutert, bei dem das Licht auf die P-Schicht-Seite auftrifft;
  • Fig. 3B zeigt eine schematische Darstellung, welche die Grundstruktur einer photoelektrischen Einrichtung mit PIN-Übergangszone des Typs erläutert, bei dem das Licht auf die N-Schicht-Seite auftrifft;
  • Fig. 4 ist ein Diagramm, das ein Energiebandprofil der erfindungsgemäßen photoelektrische Einrichtung mit PIN-Heteroübergangszone zeigt;
  • Fig. 5A zeigt in Form einer schematischen Draufsicht eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen photoelektrischen Einrichtung, bei der eine Vielzahl von Generatorzonen, die auf einem einzigen Substrat vorgesehen sind, in Reihe miteinander verbunden sind;
  • Fig. 5B stellt eine vertikale Querschnittsansicht entlang der Linie X-X der Fig. 5A dar; und
  • Fig. 5C stellt eine vertikale Querschnittsansicht entlang der Linie Y-Y der Fig. 5A dar.
  • Unter dem hier verwendeten Ausdruck "nicht-einkristallin" ist "amorph", "semi-amorph" und "mikrokristallin" zu verstehen.
  • Das erfindungsgemäß verwendete Substrat ist eine elektrisch isolierte Metallfolie, d. h. mit anderen Worten, eine Metallfolie, auf die ein elektrisch isolierender dünner Film aufgebracht worden ist. Das Substrat ist flexibel und wärmebeständig und rollt sich daher während der Abscheidung von nicht-einkristallinen Halbleitern nicht ein und kann auf die gleiche Weise wie konventionelle Substrate, beispielsweise eine Glasplatte und eine Platte aus rostfreiem Stahl, zur Herstellung von flexiblen photoelektrischen Einrichtungen verwendet werden.
  • Erfindungsgemäß wird als Metallfolie, die das flexible Substrat aufbaut, eine Folie oder ein dünner Film aus einem Metall mit einem Young'schen Modul von nicht weniger als 8 · 10³ kg/m² verwendet. Das Metall umfaßt beispielsweise Aluminium, Kupfer, Eisen, Nickel, rostfreien Stahl und dgl. Die Dicke der Metallfolie wird ausgewählt aus dem Bereich von 5 um bis 2 mm, vorzugsweise von 50 um bis 1 mm.
  • Als Materialien für den elektrisch isolierenden dünnen Film werden anorganische Materialien mit einer elektrischen Leitfähigkeit von nicht mehr als 10&supmin;&sup7; (Ohm · cm)&supmin;¹, vorzugsweise von nicht mehr als etwa 10&supmin;&sup9; (Ohm · cm)&supmin;¹, zum Zeitpunkt des Auftreffens von Licht verwendet.
  • Zwischen die Metallfolie und den Film aus dem anorganischen Material kann ein flexibler und wärmebeständiger dünner Polymerfilm gelegt werden und er kann bestehen aus einem Polyimid, Polyamid, Polyamidimid, Polyhydantoin, Polyparabansäure, Poly-p-xylylen, Silicon und cyclisiertem Polybutadien-Homopolymer und -Copolymeren. Die Dicke der Polymerschicht beträgt 100 nm (1000 Å) bis 100 um, vorzugsweise 1 bis 20 um. Der Polymerfilm wird unter Anwendung eines üblichen Auftragsverfahrens gebildet. So wird beispielsweise ein Firnis hergestellt durch Auflösen eines Polymers oder eines Vorläufers desselben in einem Lösungsmittel, diese wird durch Aufsprühen, Eintauchen, Beschichten oder Aufdrucken auf die Oberfläche einer Metallfolie aufgebracht und dann getrocknet und gehärtet durch Erhitzen, Ionenbombardierung oder Bestrahlung mit ultravioletten Strahlen, β-Strahlen, γ-Strahlen oder Elektronenstrahlen.
  • Erfindungsgemäß wird das anorganische Material für den Film, der als elektrische Isolierschicht des Substrats verwendet wird, ausgewählt aus kristallinem oder amorphem Siliciumcarbid, Siliciumnitrid und Siliciumkohlenstoffnitrid, d. h. Si(1-x)Cx, Si(1-y)Ny, Si(1-x-y)CxNy, ihren Hydriden, d. h. Si(1-x)Cx:H, Si(1-y)Ny:H und Si(1-x-y)CxNy:H, und ihren Fluoriden, d. h. Si(1-x)Cx:F:H, Si(1-y)Ny:F:H und Si(1-x-y)CxNy:F:H.
  • Der dünne Film aus der obengenannten kristallinen oder amorphen Siliciumverbindung kann erhalten werden durch Zerstäuben oder Glimmentladungszersetzung. Im Falle des Zerstäubens wird der gewünschte dünne Film erhalten durch Verwendung von polykristallinem SiC oder Si&sub3;N&sub4; als Target (Ziel) oder durch Verwendung von Si und Graphit und dgl. als Target (Ziel). Im Falle der Glimmentladungszersetzung wird der gewünschte dünne Film erhalten durch eine Glimmentladung in einer Mischung aus einer Siliciumverbindung wie Silan und einer Kohlenstoff- und/oder Stickstoffverbindung. In diesem Falle wird vorzugsweise kein Dotierungsgas verwendet, sondern die Siliciumverbindung kann mit einer Verunreinigung wie Bor oder Phosphor dotiert werden, so lange die elektrische Leitfähigkeit des erhaltenen dünnen Films nicht mehr als 10&supmin;&sup7; (Ohm · cm)&supmin;¹, vorzugsweise nicht mehr als 10&supmin;&sup9; (Ohm · cm)&supmin;¹, zum Zeitpunkt des Auftreffens von Licht beträgt.
  • Die Dicke des Films aus dem anorganischen Material, der als elektrische Isolierschicht verwendet wird, unterliegt keinen speziellen Beschränkungen, so lange eine Metallfolie oder ein Metallfilm elektrisch isoliert ist. Die Dicke wird in der Regel ausgewählt aus dem Bereich von 10 nm (100 Å) bis 20 um.
  • Die elektrisch isolierende Schicht kann sein eine Kombination aus dem dünnen Polymerfilm, der an die Metallfolie angrenzt, und einem dünnen Film aus einem anorganischen Material, der an eine untere Elektrode der photoelektrischen Einrichtung, die hergestellt werden soll, angrenzt. In diesem Falle kann erforderlichenfalls mindestens eine Zwischenschicht aus einem anderen Material zwischen dem dünnen Polymerfilm und dem dünnen Film aus dem anorganischen Material vorgesehen sein. Die Verwendung einer Kombination aus dem Polymerfilm und dem Film aus dem anorganischen Material als elektrische Isolierschicht ist vorteilhaft insofern, als dadurch eine Verschlechterung der Einrichtungseigenschaften vermieden wird, die auftreten kann, wenn während der Herstellung der Einrichtung nur ein Polymerfilm als isolierende Schicht verwendet wird, wegen der Bildung eines Gases aus dem Polymer, wegen des Auftretens einer Freisetzung an der Grenzfläche zwischen der Isolierschicht und der Einrichtung oder wegen des Auftretens von Rissen in der Einrichtung und weil die Flexibilität verbessert wird durch Verringerung der Dicke des Films aus dem anorganischen Material und darüber hinaus werden die Isolierung und die Oberflächenglätte des Substrats verbessert.
  • In der Fig. 1, die eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen flexiblen dünnen Film-Solarzelle zeigt, hat das Substrat die Ziffer 1. Eine elektrisch isolierende Schicht 1b, z. B. ein flexibler, wärmebeständiger dünner Film aus einem anorganischen Material befindet sich auf einer Metallfolie 1a. Auf die andere Oberfläche der isolierenden Schicht 1b ist eine untere Elektrode 2, die mit einem nicht-einkristallinen Halbleiter vom P-Typ oder N-Typ in Ohm'schen Kontakt kommt, in dem gewünschten Muster in einer Dicke von etwa 50 nm (500 Å) bis etwa 1 um aufgebracht durch Abscheidung oder Zerstäubung. Beispiele für das Material der Elektrode 2 sind Metalle, wie Aluminium, Molybdän, rostfreier Stahl, Nickel, Platin, Gold und Silber, sowie Metalloxide, wie SnO&sub2;, In&sub2;O&sub3; und ITO (Indiumzinnoxid) (In&sub2;O&sub3; + SnO&sub2;). Auf der Oberfläche der Elektrode 3 befindet sich ein photoelektrischer Einrichtungskörper 3, der besteht aus nicht-einkristallinen Halbleiterschichten, beispielsweise amorphen Silicium-Halbleiterschichten. Der photoelektrische Einrichtungskörper 3 wird in einer Dicke von 0,2 bis 2 um hergestellt durch Anwendung eines Plasma-Glimmentladungsverfahrens oder eines Zerstäubungsabscheidungsverfahrens. Eine transparente Elektrodenschicht 4, die als potentielle Sperrschicht für den photoelektrischen Einrichtungskörper 3 wirkt und die der größte Teil des Lichtes passieren kann, z. B. aus Pt, ITO, SnO&sub2; oder ein Gemisch aus ITO und SnO&sub2;, ist auf den photoelektrischen Einrichtungskörper 3 aufgebracht durch Abscheidung in einer Dicke von 50 bis 300 nm (500 bis 3000 Å). Auf der transparenten Elektrodenschicht 4 befindet sich ein kammförmiges Elektrodengitter 5 aus Al, Ag, Ti-Ag, Pd oder dgl. Falls erforderlich, kann auch eine Reflexions-inhibierende Schicht 6, beispielsweise ein Zirkoniumoxidfilm, vorgesehen sein. Erforderlichenfalls kann auch ein Passivierungsfilm auf der die Reflexion inhibierenden Schicht 6 vorgesehen sein.
  • Die Fig. 2 zeigt in Form einer schematischen Darstellung eine Vakuumapparatur zur Erzeugung eines dünnen Films aus amorphem Silicium und zur Herstellung des photoelektrischen Einrichtungskörpers 3 aus amorphem Silicium einschließlich der dünnen Filmschichten aus amorphem Silicium durch Anwendung eines Plasma-Glimmentladungsverfahrens oder eines Zerstäubungsabscheidungsverfahrens. In der Fig. 2 bezeichnen die Ziffern 8 und 9 Elektroden und die Ziffer 10 bezeichnet ein Ventil zur Einführung eines vorgegebenen Gases in eine Vakuumkammer 7. Ein Substrat 1 mit einer unteren Elektrode 2 für die photoelektrische Einrichtung ist so auf der Elektrode 9 befestigt, daß die untere Elektrode 2 nach oben zeigt. Im Falle des Plasma-Glimmentladungsverfahrens wird nach dem Evakuieren der Kammer 7 bis auf einen Druck von 1·10&supmin;&sup6; bis 10·10&supmin;&sup6; Torr (1 Torr = 133,32 Pa) ein Gas wie SiH&sub4; durch das Ventil 10 in die Kammer eingeleitet bis zu einem Druck von 10&supmin;² bis 5 Torr zusammen mit oder ohne ein Dotierungsgas. Dann wird an die Elektroden 8 und 9 eine Gleichspannung oder eine RF-Spannung von 1 bis mehreren 10 MHz angelegt, wodurch die Bildung eines Plasmas bewirkt wird. Dieser Zustand wird mehrere 10 min lang aufrechterhalten, wodurch der photoelektrische Einrichtungskörper 3, der beispielsweise umfaßt eine dünne Filmschicht aus an sich amorphem Silicium mit einer Dicke von 0,1 bis 1 um, einer Trägerlebensdauer von nicht weniger als 10&supmin;&sup7; s, einer Dichte im lokalisierten Zustand von nicht mehr als 10¹&sup7; (cm³ · eV)&supmin;¹ und einer Trägermobilität von nicht weniger als 10&supmin;³ cm²/V · s auf der Oberfläche der Elektrode 2 gebildet wird.
  • Im Falle des Zerstäubungs-Abscheidungsverfahrens wird nach dem Evakuieren der Kammer 7 bis auf einen Druck von 1·10&supmin;&sup6; bis 10·10&supmin;&sup6; Torr ein Gasgemisch aus Wasserstoff oder dgl. und einem Inertgas wie Argon durch das Ventil 10 in die Kammer eingeführt bis zu einem Druck von 5·10&supmin;³ bis 10&supmin;¹ Torr. Dann wird an die Elektrode 8, die ein Target aufweist und an die Elektrode 9, auf welcher das Substrat mit der unteren Elektrode 2 für die photoelektrische Einrichtung befestigt ist, eine RF-Spannung oder eine Wechselspannung von 1 bis mehreren 10 MHz angelegt, um dadurch die Bildung eines Plasmas in der Kammer zu bewirken. Eine Spannung von etwa 1 bis 3 kV, ein elektrischer Strom von 100 bis 300 mA und eine Energie (Leistung) von 100 bis 300 W sind ausreichend. Wenn der obengenannte Zustand etwa 60 min lang aufrechterhalten wird, erhält man den photoelektrischen Einrichtungskörper 3 aus amorphem Silicium einschließlich einer dünnen Filmschicht aus amorphem Silicium mit einer Dicke von 0,1 bis 1 um, einer Trägerlebensdauer von nicht weniger als 10&supmin;&sup7; s, einer Dichte im lokalisierten Zustand von nicht mehr als 10¹&sup7; (cm³ · eV)&supmin;¹ und einer Trägerbeweglichkeit von nicht weniger als 10&supmin;³ cm² /V. s.
  • Der hier verwendete Ausdruck "nicht-einkristalliner Halbleiter" steht für amorphe, semi-amorphe und mikrokristalline Halbleiter. Bei Verwendung solcher Halbleiter in photoelektrischen Einrichtungen ist eine geringe Dicke ausreichend, weil sie einen hohen optischen Absorptionskoeffizienten aufweisen, und daher sind solche Halbleiter geeignet für die Verwendung in flexiblen Solarzellen. Konkret ist unter dem nicht-einkristallinen Halbleiter zu verstehen ein amorpher, semi-amorpher oder mikrokristalliner Halbleiter, der besteht aus einem Element der Gruppe IV des Periodischen Systems der Elemente, wie Si, Ge oder Sn, oder ein amorpher, semi-amorpher oder mikrokristalliner Mehrkomponenten-Halbleiter, der besteht aus mindestens zwei Elementen, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus Si, Ge, Sn, N und C, und die Halbleiter, deren freie Bindungen durch ein Element, wie Wasserstoff oder ein Halogen, abgesättigt sind, sind bevorzugt. Ein amorpher Halbleiter und ein mikrokristalliner Halbleiter können in Kombination verwendet werden zur Herstellung eines photoelektrischen Einrichtungskörpers. Bei der Herstellung der Einrichtung kann eine Struktur, wie z. B. eine Schottki-Sperrschicht, PN, PIN, PINPIN oder eine Kombination davon verwendet werden. Bevorzugt sind insbesondere Einrichtungen, in denen als I-Schicht amorphes Si, SiN, SiGe, SiSn oder SiC, das H oder F enthält, verwendet wird. Bei Bedarf können Halbleiter in der Reihenfolge der großen optischen Energiebandlücke bei der Herstellung von photoelektrischen Einrichtungen mit PIN-Übergangszone angeordnet sein.
  • Die untere Elektrode 2 für den Ohm'schen Kontakt und die Transportelektrode 4 können unter Anwendung eines Widerstandserhitzungsverfahrens, eines Elektronenstrahlabscheidungsverfahrens oder eines Zerstäubungsabscheidungsverfahrens hergestellt werden.
  • Der photoelektrische Einrichtungskörper 3 hat vorzugsweise einen 3-Schichten-Aufbau. So ist beispielsweise die erste Schicht ein dünner Film aus amorphem Silicium vom P-Typ mit einer Borkonzentration von nicht weniger als 10¹&sup9; (cm³)&supmin;¹, die zweite Schicht ist ein dünner Film aus an sich amorphem Silicium und die dritte Schicht ist ein dünner Film aus amorphem Silicium vom N-Typ mit einer Phosphorkonzentration von nicht weniger als 10¹&sup9; (cm³)&supmin;¹. Die erste Schicht kann eine elektrische Leitfähigkeit vom N-Typ haben und die dritte Schicht kann eine elektrische Leitfähigkeit vom P-Typ haben. Der Kurzschlußstrom und die Leerlaufspannung können stark verbessert werden durch Verwendung eines amorphen oder mikrokristallinen Silicium- Halbleiters vom P-Typ oder N-Typ, der eine optische Energiebandlücke von nicht weniger als etwa 1,85 eV, eine elektrische Leitfähigkeit von nicht weniger als etwa 10&supmin;&sup8; (Ohm · cm)&supmin;¹ bei 20ºC und ein Diffusionspotential (bestimmt in der PIN-Übergangszone) von nicht weniger als etwa 1,1 Volt aufweist, mindestens als Fenstermaterial. Im Falle der Verwendung des obengenannten photoelektrischen Einrichtungskörpers 3 als Solarzelle ist die Solarzelle so aufgebaut, daß eine Leerlaufspannung außen abgenommen werden kann durch Bestrahlung mit Licht von der Seite der transparenten Elektrode 4, beispielsweise der Pt- oder ITO-Elektrode her, wodurch bewirkt wird, daß in dem photoelektrischen Einrichtungskörper 3 durch das Licht Elektronen-Loch-Paare erzeugt werden und bewirkt wird, daß diese Elektronen und Löcher einen Verarmungsschicht-Bereich erreichen.
  • In den Fig. 3A und 3B sind jeweils Beispiele für den Grundaufbau der erfindungsgemäßen photoelektrischen Einrichtung dargestellt. Die Fig. 3A zeigt eine photoelektrische Einrichtung des Typs, bei dem Licht auf die P-Schicht-Seite auftrifft. Die Einrichtung dieses Typs hat beispielsweise den folgenden Aufbau: Folie aus rostfreiem Stahl - isolierender Film - Elektrode - N-I-P-transparente Elektrode. In der Fig. 3B ist eine photoelektrische Einrichtung des Typs dargestellt, bei dem das Licht auf die N-Schicht-Seite auftrifft. Die Einrichtung dieses Typs hat beispielsweise den folgenden Aufbau: Folie aus rostfreiem Stahl - isolierender Film - Elektrode - P-I-N-transparente Elektrode. Gegebenenfalls können auch andere Konstruktionen erzeugt werden durch Anordnen einer dünnen isolierenden Schicht oder einer dünnen Metallschicht zwischen der P-Schicht oder der N-Schicht und der transparenten Elektrode. Es ist jeder beliebige Aufbau geeignet, sofern die PIN-Übergangszone als Grundkomponente darin enthalten ist.
  • In der obengenannten PIN-Übergangszone wird als I-Schicht der photoelektrischen Einrichtung ein an sich amorphes Silicium (nachstehend als "a-Si vom I-Typ" bezeichnet) mit einer Träger-Lebensdauer von nicht weniger als etwa 10&supmin;&sup7; s, einer Dichte im lokalisierten Zustand von nicht mehr als etwa 10¹&sup7; cm&supmin;³ · eV&supmin;¹ und einer Beweglichkeit von nicht weniger als 10&supmin;³ cm²/V · s verwendet, die hergestellt wird durch eine Glimmentladungszersetzung von Silan oder seinen Derivaten, Fluorsilan oder seinen Derivaten oder einer Mischung davon. Eine solche a-Si-Schicht vom I-Typ wird mit dotierten amorphen oder mikrokristallinen Silicium-Halbleitern vom P-Typ und N-Typ vereinigt unter Bildung einer PIN-Übergangszonen-Struktur. Vorzugsweise besteht mindestens eine der P-Schicht und der N-Schicht aus einem dotierten amorphen oder mikrokristallinen Halbleiter mit einer optischen Energiebandlücke von nicht weniger als etwa 1,85 eV, einer elektrischen Leitfähigkeit von nicht weniger als etwa 10&supmin;&sup8; (Ohm · cm)&supmin;¹ bei 20ºC und einem Diffusionspotential (vorliegend in der PIN-Übergangszone) von nicht weniger als etwa 1,1 V. Natürlich kann ein solcher Halbleiter sowohl in der P-Schicht als auch in der N-Schicht verwendet werden. Die dotierten Schichten werden erhalten durch Dotieren der obengenannten a-Si-Schicht vom I-Typ mit jeweils einem Element der Gruppe III des Periodischen Systems der Elemente zur Herstellung einer a-Si-Schicht vom P-Typ oder mit einem Element der Gruppe V des Periodischen Systems der Elemente zur Herstellung einer a-Si-Schicht vom N-Typ. Wenn nur Flexibilität erwünscht ist, kann eine PIN-Homo-Übergangszone gebildet werden.
  • Die amorphen oder mikrokristallinen Halbleiter vom P-Typ und N-Typ unterliegen keinen speziellen Beschränkungen. Zu Beispielen für bevorzugte amorphe oder mikrokristalline Halbleiter gehören amorphes oder mikrokristallines Siliciumcarbid der Formel a-Si(1-x)Cx, amorphes oder mikrokristallines Siliciumnitrid der Formel a-Si(1-y)Ny, amorphes oder mikrokristallines Siliciumkohlenstoffnitrid der Formel a-Si(1-x-y)CxNy und ihre Hydride und Fluoride. Diese amorphen oder mikrokristallinen Siliciumverbindungen und ihre hydrierten und fluorierten Derivate werden hergestellt durch Glimmentladung in einem Gemisch aus einer Wasserstoff- oder Fluorverbindung von Silicium wie Silan oder Fluorsilan, einer Wasserstoff- oder Fluorverbindung von Kohlenstoff oder Stickstoff, wie einem Kohlenwasserstoff oder Ammoniak, und einem Dotierungsgas.
  • Die oben beispielhaft genannten amorphen oder mikrokristallinen Halbleiter weisen eine breite optische Energiebandlücke auf und zeigen daher eine sehr hohe Leerlaufspannung (Voc), obgleich natürlich zu berücksichtigen ist, daß die Kurschluß-Stromdichte (Jsc) erhöht wird, wenn sie als Fenstermaterial für eine photoelektrische Einrichtung mit PIN-Übergangszone verwendet werden. In einer photoelektrischen Einrichtung mit PIN-Übergangszone, in der die obengenannten amorphen oder mikrokristallinen Halbleiter verwendet werden, besteht eine Korrelation zwischen dem Diffusionspotential (Vd) und der Leerlauf-Spannung der Einrichtung, wie durch das Energieband-Profil der Fig. 4 dargestellt. Der Trend der Beziehung ist fast der gleiche ohne Bezugnahme auf die Art des amorphen oder mikrokristallinen Halbleiters, der auf der Seite, auf die Licht auftrifft, angeordnet ist. Das Diffusionspotential (Vd) ist die Differenz, die erhalten wird, wenn man die Summe der Aktivierungsenergien der P- und N-dotierten Schichten von der optischen Energiebandlücke (Eg.opt) des amorphen oder mikrokristallinen Halbleiters abzieht, der auf der Seite angeordnet ist, die dem Licht ausgesetzt ist. Wie in Fig. 4 dargestellt, kann dann, wenn Ecn für das Energieniveau des elektrischen Leitungsbandes auf der N-Seite steht und Evp für das Energieniveau des Valenz- Bandes auf der P-Seite steht, die Aktivierungsenergie ΔEp und ΔEn bestimmt werden auf der Basis der Abhängigkeit der elektrischen Leitfähigkeit von der Temperatur. Da ΔEp = Ef - Evp für den P-Typ und ΔEn = Ecn - Ef für den N-Typ, gilt, daß eVd = Eg.opt - (ΔEp + ΔEn). Beim Auftreffen von Licht, das auf die N-Seite auftrifft, wird in gleicher Weise das Diffusionspotential erhalten durch Subtraktion der Fermi- Werte (Ef) der P- und N-Schichten von der optischen Energiebandlücke (Eg.opt) des Halbleiters vom N-Typ.
  • Vorzugsweise wird ein amorpher oder mikrokristalliner Halbleiter mit einer optischen Energiebandlücke von mindestens etwa 1,85 eV und einem Diffusionspotential von mindestens etwa 1,1 V verwendet. Im Falle der Herstellung einer photoelektrischen Einrichtung mit einer Heteroübergangszone durch Verwendung eines solchen amorphen oder mikrokristallinen Halbleiters können die Kurzschluß-Stromdichte (Jsc) und die Leerlauf-Spannung (Voc) stark verbessert werden. Außerdem wird ein amorpher oder mikrokristalliner Halbleiter mit einer elektrischen Leitfähigkeit von mindestens 10&supmin;&sup8; (Ohm · cm)&supmin;¹ bei Raumtemperatur bevorzugt verwendet, da dann, wenn die elektrische Leitfähigkeit weniger als 10&supmin;&sup8; (Ohm · cm)&supmin;¹ beträgt, der Kurvenfüllungsfaktor (FF) klein ist und kein praktikabler Umwandlungswirkungsgrad erzielt wird.
  • Die erfindungsgemäße photoelektrische Einrichtung mit PIN-Heteroübergangszone wird nachstehend näher beschrieben. Bei einem typischen Aufbau, wie er in Fig. 3A dargestellt ist, ist diese Einrichtung eine solche des Typs, bei dem Licht auf die P-Schicht-Seite auftrifft, und sie besteht aus einer Metallfolie 1a, einer elektrisch isolierenden dünnen Filmschicht 1b, einer Elektrode 2, einem amorphen oder mikrokristallinen Silicium-Halbleiter vom N-Typ 3a, amorphem Silicium vom I-Typ 3b, einem amorphen oder mikrokristallinen Halbleiter vom P-Typ 3c und einer transparenten Elektrode 4. Die transparenten Elektrode 4 soll aus ITO und SnO&sub2;, insbesondere SnO&sub2; hergestellt werden und sie wird durch Dampfabscheidung direkt aufgebracht auf den amorphen Halbleiter vom P-Typ. Die transparente Elektrode hat vorzugsweise eine Zwei-Schichten-Struktur und außerdem ist eine SnO&sub2;-Schicht mit einer Dicke von 3 bis 10 nm (30-100 Å) an der Grenzfläche zwischen der ITO-Schicht und der Halbleiterschicht vom P-Typ vorgesehen. Die amorphe oder mikrokristalline Halbleiterschicht vom P-Typ 3c, die auf der Seite angeordnet ist, auf die das Licht auftrifft, soll eine Dicke von 3 bis 30 nm (30-300 Å), insbesondere von 5 bis 20 nm (50-200 Å), haben. Obgleich die Dicke der a-Si-Schicht vom I-Typ keiner spezifischen Beschränkung unterliegt, wird sie im allgemeinen ausgewählt aus dem Bereich von 250 bis 1000 nm (2500-10 000 Å). Auch die Dicke der amorphen oder mikrokristallinen Silicium-Halbleiterschicht vom N-Typ unterliegt keinen spezifischen Beschränkungen, sie wird jedoch in der Regel ausgewählt aus dem Bereich von 15 bis 60 nm (150-600 Å). Eine Heteroübergangszone aus amorphen oder mikrokristallinen Halbleitern kann auf der Seite verwendet werden, die der Seite gegenüberliegt, auf die das Licht auftrifft.
  • Bei einem anderen typischen Aufbau, wie er in Fig. 3B dargestellt ist, besteht die Einrichtung aus einer transparenten Elektrode 4, einem amorphen oder mikrokristallinen Halbleiter vom N-Typ 3a, amorphem Silicium vom I-Typ 3b, einem amorphen oder mikrokristallinen Halbleiter vom P-Typ 3c, einer Elektrode 2, einem elektrisch isolierenden dünnen Film 1b und einer Metallfolie 1a und die transparente Elektroden-Seite ist dem Licht ausgesetzt. Beispielsweise hat die photoelektrische Einrichtung dieses Typs mit Heteroübergangszone den folgenden Aufbau: transparente Elektrode - Si(1-x)Cx:H von N-Typ - a-Si:H vom I-Typ - a-Si:H vom P-Typ - Elektrode - isolierende Schicht - Metallfolie. Der amorphe Halbleiter vom N-Typ auf der Seite, auf die das Licht auftrifft, soll eine Dicke von 3 bis 30 nm (30-300 Å), vorzugsweise von 5 bis 20 nm (50-200 Å), haben.
  • Obgleich die Dicke des a-Si vom I-Typ keiner spezifischen Beschränkung unterliegt, wird sie im allgemeinen ausgewählt aus dem Bereich von 250 bis 1000 nm (2500-10 000 Å). Die Dicke der amorphen oder mikrokristallinen Halbleiterschicht vom P-Typ, die keinen speziellen Beschränkungen unterliegt, wird im allgemeinen ausgewählt aus dem Bereich von 15 bis 60 nm (150-600 Å). Das Material für die transparente Elektrode und das Verfahren zur Vakuumabscheidung derselben sind die gleichen wie vorstehend beschrieben. Obgleich in der obigen Beschreibung eine Heteroübergangszone der Halbleiter auf der Seite verwendet wird, auf die das Licht auftrifft, kann auch eine Heteroübergangszone von amorphen oder mikrokristallinen Halbleitern auf der Seite verwendet werden, die der Seite gegenüberliegt, auf die das Licht auftrifft.
  • Eine Vielzahl von Generatorzonen, die jeweils in Reihe elektrisch miteinander verbunden sind, von denen jede den Grundaufbau hat, wie er in den Fig. 3A und 3B dargestellt ist, kann auf einem einzigen Substrat, nämlich einer elektrisch isolierenden Metallfolie, vorgesehen sein zur Erzielung einer flexiblen, kleindimensionierten photoelektrischen Einrichtung, die eine erhöhte photoelektromotorische Kraft erzeugen kann.
  • In den Fig. 5A, 5B und 5C, die eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen photoelektrischen Einrichtung mit einer Vielzahl von Generatorzonen zeigen, bezeichnet die Ziffer 11 eine Metallfolie, die Ziffer 12 bezeichnet eine elektrisch isolierende dünnen Filmschicht und die Ziffern 13, 14 und 15 stehen für eine erste, zweite und dritte Generatorzone, die auf der-isolierenden Schicht 17 des Substrats gebildet werden. Jede der Generatorzonen besteht aus einer Halbleiterschicht 16 mit Homoübergangszone oder Heteroübergangszone, einer ersten Elektrode 17 und einer zweiten Elektrode 18, wobei beide Elektroden auf beiden Seiten der Schicht 16 angeordnet sind. Die Homoübergangsschicht oder Heteroübergangsschicht 16 hat beispielsweise den in Fig. 3A dargestellten Aufbau und sie umfaßt eine Schicht vom N-Typ, die auf das Substrat aufgebracht ist, eine nicht-dotierte Schicht (d. h. eine Schicht vom I-Typ) und eine Schicht vom P-Typ. Die Schicht 16 kann sich kontinuierlich über die erste, zweite und dritte Generatorzone hinweg erstrecken oder sie kann diskret (begrenzt) sein, wie in den Figuren dargestellt.
  • Die erste Elektrode 17 besteht aus einem Material, das in der Lage ist, mit dem Halbleiter in Ohm'schen Kontakt zu kommen, beispielsweise einem Metall, wie Ni, Cr, Pt oder Mo, und einem Metalloxid, wie SnO&sub2;, In&sub2;O&sub3;, ITO (In&sub2;O&sub3;+xSnO&sub2;, x ≤ 0,1) oder ITO/Ag. Die erste Elektrode 17 ist vorzugsweise ein ITO-Film, auf den ein SnO&sub2;-Film mit einer Dicke von 5 bis 50 nm (50-500 Å) aufgebracht ist. Die zweite Elektrode 18 ist eine transparente Elektrode aus SnO, SnO&sub2;, In&sub2;O&sub3; oder einem Gemisch aus SnO&sub2; und ITO, die auf das SnO&sub2; aufgebracht ist.
  • Die ersten und zweiten Elektroden 17 und 18 jeder der ersten, zweiten und dritten Generatorzonen 13, 14 und 15 weisen Abschnitte 19 und 20 auf, die sich bis auf die Außenseite der jeweiligen Generatorzonen innerhalb des Substrats erstrecken. Der Verlängerungsabschnitt 20 der zweiten Elektrode 18 der ersten Generatorzone 13 überlappt den Verlängerungsabschnitt 19 der ersten Elektrode 17 der zweiten Generatorzone 14, um sie elektrisch miteinander zu verbinden. In entsprechender Weise sind der Verlängerungsabschnitt 20 der zweiten Elektrode 18 der zweiten Generatorzone 14 und der Verlängerungsabschnitt 19 der ersten Elektrode 17 der dritten Generatorzone miteinander verbunden. Ein Verbindungsabschnitt 21 aus den gleichen Materialien wie die zweite Elektrode 18 kann bei Bedarf an dem Verlängerungsabschnitt 19 der ersten Elektrode 17 der ersten Generatorzone 13 befestigt sein.
  • Die in den Fig. 5A bis 5C dargestellte photoelektrische Einrichtung wird wie folgt hergestellt:
  • Auf das Substrat, nämlich die Metallfolie 11, die mit der Isolierschicht 12 isoliert ist, werden jeweils die erste Elektrode 17 mit dem Verlängerungsabschnitt 19 zuerst gebildet durch selektives Ätzen, selektives Zerstäuben oder selektive Dampfabscheidung. In der zweiten Stufe wird die Homoübergangs- oder Heteroübergangsschicht 16 gebildet über die ersten, zweiten und dritten Generatorzonen hinweg. In diesem Falle muß das Vorliegen der Schicht 16 auf den Verlängerungsabschnitten 19 vermieden werden und die Schicht 16 wird nur auf dem gewünschten Abschnitt gebildet durch Verwendung einer Maske, welche den unerwünschten Abschnitt abdeckt, oder nach der Bildung der Schicht 16 auf der gesamten Oberfläche des mit der Elektrode 17 versehenen Substrats wird die Schicht 16 durch selektives Ätzen von dem unerwünschten Abschnitt entfernt. In der nachfolgenden letzten Stufe werden die zweiten Elektroden 18 und der Verbindungsabschnitt 21 durch ein selektives Zerstäubungs- oder Dampfabscheidungsverfahren gebildet.
  • Wenn Licht in die Homoübergangs- oder Heteroübergangsschicht 16 durch die zweite Elektrode 18 eintritt, wird in jeder der ersten, zweiten und dritten Generatorzonen eine Spannung erzeugt. Da die Generatorzonen 13, 14 und 15 an den Verlängerungsabschnitten 19 und 20 der ersten und zweiten Elektroden 17 und 18 in Reihe miteinander verbunden sind, addieren sich die in den jeweiligen Zonen erzeugten Spannungen und die so addierte Spannung wird zwischen dem Verbindungsabschnitt 21 als negativer Elektrode und dem Verbindungsabschnitt 20 der dritten Generatorzone als positiver Elektrode erzeugt.
  • Wenn der Abstand zwischen den benachbarten Generatorzonen klein ist, kann das Phänomen beobachtet werden, daß direkt ein elektrischer Strom zwischen den beiden ersten Elektroden 17 der benachbarten Zonen oder den beiden zweiten Elektroden 18 der benachbarten Zonen fließt, d. h. ein Leckstrom auftritt. Das Auftreten eines Leckstromes kann jedoch im wesentlichen eliminiert werden durch Anordnen der Generatorzonen in einem Abstand von mindestens 1 um voneinander, da der Widerstand der Homoübergangsschicht oder Heteroübergangsschicht 16 zum Zeitpunkt des Auftreffens des Lichtes mehrere bis mehrere 10 M beträgt. Erforderlichenfalls kann die Schicht 16 in jeder Generatorzone getrennt gebildet werden und die erste Elektrode kann in Reihe mit der zweiten Elektrode der nächstbenachbarten Generatorzone verbunden werden. Für die praktische Verwendung ist es auch vorteilhaft, die photoelektrische Einrichtung zu schützen durch Bedecken der Einrichtung ab der zweiten Elektroden-Seite mit einem fest haftenden transparenten isolierenden Polymerfilm oder einem transparenten isolierenden Film, beispielsweise einem SiO&sub2;-, amorphen siliciumcarbid-, amorphen Siliciumnitrid- oder amorphen Siliciumkohlenstoffnitrid-Film.
  • Bei der obengenannten Ausführungsform ist eine Vielzahl von Generatorzonen, die jeweils einen photoelektrischen Zellkörper mit Homoübergangszone oder Heteroübergangszone umfassen, in Reihe miteinander verbunden und daher kann eine flexible, klein-dimensionierte photoelektrische Einrichtung gebildet werden, die in der Lage ist, die gewünschte Spannung zu erzeugen. Da die isolierte Metallfolie als Substrat verwendet wird, kann die photoelektrische Einrichtung auch auf die gleiche Weise hergestellt werden wie eine konventionelle photoelektrische Einrichtung, in der ein Glassubstrat verwendet wird, darüber hinaus kann sie in einem Massenproduktionsmaßstab hergestellt werden.

Claims (11)

1. Flexible photoelektrische Einrichtung, die umfaßt ein Substrat (1) aus einer Metallfolie (1a) und einem elektrisch isolierenden dünnen Film (1b) und einen photoelektrischen Einrichtungskörper (3) aus einem Nicht-Einkristall-Halbleiter, der auf den elektrisch isolierenden dünnen Film aufgebracht ist und wobei eine Elektrodenschicht (2) zwischen dem Körper und dem dünnen elektrisch isolierenden Film angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der isolierende dünne Film (1b) eine Schicht aus einem anorganischen Material mit einer elektrischen Leitfähigkeit von nicht mehr als 10&supmin;&sup7; (Ohm · cm)&supmin;¹ während des Auftreffens von Licht ist, wobei das anorganische Material ein Vertreter ist, der ausgewählt wird aus der Gruppe, die besteht aus Siliciumcarbid Si(1-x)Cx, Siliciumnitrid Si(1-y)Ny, Siliciumkohlenstoffnitrid Si(1-x-y)CxNy, ihren Hydriden und ihren Fluoriden.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, in der eine Schicht aus einem wärmebeständigen Polymer zwischen der Metallfolie (1a) und dem an die Elektrode angrenzenden Film aus dem anorganischen Material (1b) angeordnet ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, in der das wärmebeständige Polymer ein Vertreter ist, der ausgewählt wird aus der Gruppe, die besteht aus Polyimid, Polyamid, Polyamidimid, Polyhydantoin, Polyparabansäure, Poly-p-xylylen, Silicon und cyclisiertem Polybutadien-Homopolymer und -Copolymere.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, in der der Nicht-Einkristall-Halbleiter ein amorpher Silicium-Halbleiter oder ein amorpher Mehrkomponenten-Halbleiter aus amorphem Silicium ist, das ein Element aus der Gruppe C, N, Ge und Sn enthält.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, in der der Nicht-Einkristall-Halbleiter ein amorpher Halbleiter aus einem Element, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus Si, Ge und Sn, oder ein amorpher Mehrkomponenten-Halbleiter aus mindestens zwei Elementen, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus Si, C, N, Ge und Sn, ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 1, in der der Nicht-Einkristall-Halbleiter ein mikrokristalliner Silicium-Halbleiter oder ein mikrokristalliner Mehrkomponenten-Halbleiter aus mikrokristallinem Silicium, das ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus C, N, Ge und Sn enthält, ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 1, in der der Nicht-Einkristall-Halbleiter ein mikrokristalliner Halbleiter aus einem Element, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus Si, Ge und Sn, oder ein mikrokristalliner Mehrkomponenten- Halbleiter aus mindestens zwei Elementen, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus Si, C, N, Ge und Sn, ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 1, in der die Nicht-Einkristall-Halbleiter umfassen eine amorphe Halbleiterschicht und eine mikrokristalline Halbleiterschicht, wobei die amorphe Halbleiterschicht aus einem amorphen Si-, Ge- oder Sn-Halbleiter oder einem amorphen Mehrkomponenten-Halbleiter aus mindestens zwei Elementen, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus Si, C, N, Ge und Sn, besteht-und die mikrokristalline Halbleiterschicht aus einem mikrokristallinen Si-, Ge- oder Sn-Halbleiter oder einem mikrokristallinen Mehrkomponenten-Halbleiter aus mindestens zwei Elementen, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus Si, C, N, Ge und Sn, besteht.
9. Einrichtung nach Anspruch 1, in der die Nicht-Einkristall-Halbleiter einen 3-Schichten-Aufbau vom PIN-Übergangszonen-Typ haben.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, in der mindestens eine der P-Schicht und der N-Schicht aus einem Mehrkomponenten- Halbleiter besteht, der seinerseits besteht aus einer Mischung aus amorphem oder mikrokristallinem Silicium und einem Element, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus C, N, Ge und Sn.
11. Einrichtung nach Anspruch 1, in der das Substrat mit einer Vielzahl von photoelektrischen Einrichtungskörpern auf dem elektrisch isolierenden dünnen Film versehen ist zur Erzielung einer Vielzahl von Generatorzonen, die in Reihe miteinander verbunden sind.
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