会具有小 于1的斜率。
[0034] 由于真实材料的原子性质可导致第一衍生物的局部不连续性，测量在真实材料中 材料性质的第一衍生物意味着对在限定的维度和长度规格之上材料性质求平均。根据本发 明的一些实施方案的目的非线性分布是在从正面接触到背接触的轴上，该轴会被称为Z-轴 或Z-维度。因此，为了测量沿着Z-轴性质分布的非线性，可能有用的是对在垂直的轴x，y之 上测量的性质求平均，W使得晶界和其它局部不均一性对测量的影响最小化。
[0035] 通过材料的极化子半径，设定平均窗口的下限，其标度在真实材料内载流子 (charge carrier)的典型的"尺寸"：
其中h为Planck常数，m为载流子的有效质量，和CO为晶格(其通常为光学声子）的典型 振动的最高角频率。在蹄化儒(CdTe )中，电子的有效质量为约0.1 Hle，其中Hle为在自由空间 中电子的质量，声子角频率为约2.1 X l〇u。因此，计算的极化子半径为约5 nm，而计算的极 化子直径为约10 nm。由于原-典型高斯或指数波函数具有它们的标称特性尺寸约2-3倍的 显著的幅度，则在基于CdTe的材料中，载流子'尺寸'的估计值为约30 nm。在CdTe类型材料 中典型的载流子将在任何给定的时间取样30 nm直径球体，并且其性能(behavior)将在很 大程度上由在该球体内的平均物理性质来决定。因此，为了测定与根据本发明的一些实施 方案的光生伏打电池的性能相关的非线性程度，可能不需要分辨(resovle)在低于约30 nm 的长度标度下给定的性质或组成分布的非线性。通过沿着Z轴取样足够数量的点（即，3)的 需求，设定所需求平均的上限，使得可测定分布的线性。
[0036] 在一些实施方案中，存在横过吸收剂层120的厚度的砸的浓度的逐步变化。在运样 的情况下，对于一些部分的厚度，砸浓度可保持基本上恒定。在此情境下使用的术语"基本 上恒定"意味着横过该部分厚度，浓度变化小于5%。
[0037] 在一些实施方案中，横过吸收剂层120的厚度，砸的浓度连续变化。此外，在运样的 情况下，砸浓度的变化可为单调的或非单调的。在某些实施方案中，横过吸收剂层的厚度， 砸的浓度非单调变化。在一些情况下，浓度变化率本身可通过厚度变化，例如，在厚度的一 些区域中提高，而在厚度的其它区域中降低。合适的砸分布型可包括任何较高阶非线性分 布型。合适的砸分布型的非限制性实例包括指数分布型，顶帽分布型、逐步变化分布型、矩 形波分布型、幕律分布型(其中指数大于1或小于1)，或它们的组合。如本领域普通技术人员 所理解的，在加工步骤之后，砸浓度的分布型可进一步变化，并且最终装置可包括此处讨论 的分布型的扩展的版本。
[003引在一些实施方案中，横过吸收剂层120的厚度，砸浓度降低，其方向远离层堆叠 110。在一些实施方案中，横过吸收剂层120的厚度，砸浓度单调降低，其方向远离层堆叠 110。在一些实施方案中，横过吸收剂层120的厚度的某些部分，砸浓度连续降低，而在吸收 剂层120的厚度的一些其它部分中，进一步基本上恒定。
[0039] 在某些实施方案中，吸收剂层120包括不同浓度的砸，使得相对于背界面(更接近 半导体层130的界面），在前界面(更接近层堆叠110的界面)附近，存在较低浓度的砸。在某 些实施方案中，吸收剂层120包括不同浓度的砸，使得相对于背界面(更接近半导体层130的 界面），在前界面(更接近层堆叠110的界面)附近，存在较高浓度的砸。
[0040] 在某些实施方案中，横过吸收剂层120的厚度，在吸收剂层120中的带隙可变化。在 一些实施方案中，横过吸收剂层120的厚度，砸的浓度可变化，使得在前界面附近的带隙低 于在背界面附近的带隙。
[0041] 不束缚于任何理论，认为相对于背界面，在前界面附近，较高浓度的砸可进一步允 许较高部分的入射的福射在吸收剂层120中被吸收。此外，砸可改进晶界和界面的纯化，运 可通过较高的体寿命(bulk lifetime)和降低的表面复合而看到。此外，通过光子限制，在 前界面附近较低的带隙材料可增强效率。
[0042] 在一些实施方案中，如在图2中指示的，吸收剂层120包括第一区域122和第二区域 124。如在图2在中说明的，相对于第二区域124,第一区域122紧邻层堆叠110布置。在一些实 施方案中，在第一区域122中砸的平均原子浓度大于在第二区域124中砸的平均原子浓度。
[0043] 在一些实施方案中，横过相应的区域的厚度，在第一区域122、第二区域124或两个 区域中的砸浓度可进一步变化。在一些实施方案中，横过相应的区域的厚度，在第一区域 122、第二区域124或两个区域中的砸浓度可连续变化。如较早提到的，在一些情况下，通过 第一区域122、第二区域124或两个区域，浓度的变化率本身可变化，例如，在一些部分中提 高，而在其它部分中降低。
[0044] 在一些实施方案中，横过相应的区域的厚度，在第一区域122、第二区域124或两个 区域中的砸浓度可基本上恒定。在一些其它实施方案中，在第一区域122、第二区域124或两 个区域的至少一部分中，砸浓度可基本上恒定。在此情境下使用的术语"基本上恒定"意味 着横过该部分或区域，浓度变化小于5%。
[0045] 吸收剂层120可通过相对于第二区域124存在于第一区域122中的砸的浓度来进一 步表征。在一些实施方案中，在第一区域122中砸的平均原子浓度与在第二区域124中砸的 平均原子浓度的比率大于约2。在一些实施方案中，在第一区域122中砸的平均原子浓度与 在第二区域124中砸的平均原子浓度的比率大于约5。在一些实施方案中，在第一区域122中 砸的平均原子浓度与在第二区域124中砸的平均原子浓度的比率大于约10。
[0046] 第一区域122和第二区域124可通过它们的厚度进一步表征。在一些实施方案中， 第一区域122的厚度在约1纳米-约5000纳米范围内。在一些实施方案中，第一区域122的厚 度在约100纳米-约3000纳米范围内。在一些实施方案中，第一区域122的厚度在约200纳米-约1000纳米范围内。在一些实施方案中，第二区域124的厚度在约1纳米-约5000纳米范围 内。在一些实施方案中，第二区域124的厚度在约100纳米-约3000纳米范围内。在一些实施 方案中，第二区域124的厚度在约1000纳米-约3000纳米范围内。
[0047] 再次参考图2,在一些实施方案中，第一区域122的带隙低于第二区域124的带隙。 在运样的情况下，相对于第二区域124,在第一区域122中砸的浓度可在使得第一区域122的 带隙低于第二区域124的带隙的范围。
[0048] 在某些实施方案中，第二区域124基本上不含砸。在此情境下使用的术语"基本上 不含"意味着在第二区域124中砸的原子浓度小于1%。在某些实施方案中，第二区域124完全 不含砸。在某些实施方案中，第二区域124包括蹄化儒。
[0049] 如较早提到的，在吸收剂层120上布置半导体层130。在一些实施方案中，在吸收剂 层120和背接触层140之间插入半导体层130。在一些实施方案中，可在半导体层130和吸收 剂层120之间插入界面层(例如，小于10纳米厚）（未显示）。界面层可为在两层之间的简单 的过渡层或者可包括改进电、化学或光学界面品质的其它原子。在某些实施方案中，与吸收 剂层120直接接触布置半导体层130,如在图1-6中指示的。
[0050] 半导体层130和吸收剂层120之间的价带偏移小于约1.3电子伏特，和半导体层130 的带隙在约1.2电子伏特-约3.5电子伏特的范围内。在一些实施方案中，半导体层和吸收剂 层之间的价带偏移在约-0.1电子伏特至约1.3电子伏特的范围内。在一些实施方案中，半导 体层和吸收剂层之间的价带偏移在约0电子伏特-约0.45电子伏特的范围内。
[0051] 术语在吸收剂层120和半导体层130之间的"价带偏移"或"VB0"通过下式定义： VBO=Ev abs-Ea-Eg 其中Ev_abs为与半导体层130材料相邻的吸收剂层120的价带能量水平，Ea为电子亲和 力，Eg为半导体层130材料的带隙。
[0052] 使用吸收剂层120材料和半导体层130材料的光电子光谱学(例如，紫外光电子光 谱学(UPS)或X-射线光电子光谱学(XPS))，可通过实验测量价带偏移。材料的带隙可使用光 学光谱学例如UV-Vis-IR吸收或反射光谱学或光致发光来测量。此外，溫度依赖性电容-频 率测量可使用于制造的装置，和由观察到的背接触屏障推知的VB0,如通过电容实验测量 的。
[0053] 在一些实施方案中，半导体层130的带隙在约1.2电子伏特-约3.5电子伏特的范围 内。在一些实施方案中，半导体层130的带隙在约1.6电子伏特-约2.7电子伏特的范围内。
[0054] 不束缚于任何理论，认为如果半导体层130的价带接近吸收剂层120的价带，存在 对进入半导体层130的空穴传输的最小屏障。此外，相对于吸收剂层120,可期望半导体层 130的传导带能量水平具有偏移，使得电子在从吸收剂层120移动至半导体层130时遇到能 障。因此，半导体层130可用作电子屏障层，术语"半导体层"和"电子屏障层"在本文中可互 换使用。
[0055] 传导带偏移可最小化或排除在背接触处的不需要的电子复合，特别是，当吸收剂 层相对薄(<3微米)时。在背接触处降低的复合导致在给定的光强度产生的提高的电压，运 导致较高的装置效率。
[0056] 此外，不束缚于任何理论，认为通过提高的电流和提高的电压二者，包括砸的吸收 剂层和电子阻断层的组合提供较高效率的装置。通过降低有效的吸收剂带隙，砸使得较高 的电流成为可能。然而，由于提高的暗电流，运通常W降低的操作电压为代价。加入电子-阻 断层减轻该效果，从而使得减少的带隙材料能够更好地接近其效率权利。
[0057] 在一些实施方案中，半导体层130的厚度可在约1纳米-约3000纳米范围内，在一些 其它实施方案中，在约1纳米-约500纳米范围内。
[005引合适的半导体层130可包括具有式CdxMi-xTe的半导体材料，其中"X"为0-1范围的 数，Cd为儒，Te为蹄，和M包括二价金属。在某些实施方案中，M包括儘、儀、锋，或它们的组合。 在一些实施方案中，半导体层130包括〔(1加山-^6、〔山2111-八6、〔(0%1-立6，或它们的组合。在 某些实施方案中，X为0,并且半导体层包括具有式MTe的材料，例如，蹄化锋。用于半导体层 130的材料的合适的非限制性实例包括蹄化锋、蹄化儘儒，或它们的组合。
[0059] 在一些实施方案中，半导体层130可基本上为本征的，或者，备选地，可为P-渗杂