专利名称：用于光伏器件的多频带半导体组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于光伏器件的新材料，更具体涉及用于高能量转换效率太阳能电池 的多频带半导体。
背景技术：
适合用于光伏器件的各种材料是众所周知的，例如四面体的非晶态半导体(举例 来说，非晶硅、非晶硅锗和非晶碳化硅)以及包括IV族(Si)、II-VI族化合物半导体(举 例来说，CdTe)和III-V族化合物半导体(举例来说，GaAs、GalnP、GaAlAs)的多晶和单晶 半导体。传统的太阳能电池使用通过将杂质离子注入或热扩散到硅(Si)或砷化镓(GaAs) 的单晶基体中或者通过杂质掺杂层在这种单晶基体上的外延生长而形成的pn结。然而，这 种单结太阳能电池只具有有限的效率，这是因为它们对全部太阳光谱的有限部份都是敏感 的。通过使用与具有对太阳光谱的不同部分敏感的不同能带的半导体所形成的大量p/n结 可以提高效率。这个概念在多结或串接太阳电池(J.M. 01son，T.A.Gessert，M.M.AlJasim， Proc. 18th IEEE PhotovoltaicSpecialists Conference,552,Las Vegas,Oct. 21-25,1985, 其全部内容并入本文作为参考)如GaAs/GInP双结或Ge/GaAs/GalnP三结电池中得以实 现。在这种电池的最先进型中已经达到37%的能量转换效率。设计的复杂性和高的制造成 本限制了这种电池在太空技术上的应用(M.Yamaguchi，Solar Energy Mat. & Solar Cells, 75,261 (2003)) o其它改进太阳能电池效率的方法基于多频带半导体的概念(M.Wolf，Proc. IRE, 48，1246 (1960)以及 A. Luque, A. Marti.，Phys. Rev. Lett.，78，5014 (1997))。人们已经假 设，可以使用一个具有多个吸收来自太阳光谱不同部分光子的吸收边缘的半导体来代替使 用几个具有不同带隙的半导体。高效率太阳能电池的这种设计最重要的优点在于它们只 需要一个单一的p/n结，从而大大简化电池设计并且降低生产成本。理论上已经预测，在 使用具有优化的三条和四条能带的材料所制造的太阳能电池中，可以分别得到高达63%和 72%的理想的能量转换效率。能够用于太阳能电池的多频带半导体的实际实现是相当困难的。曾有一些努力想 引入大浓度的能够在标准半导体如Si或GaAs的带隙中形成额外窄带的杂质或缺陷。这些 努力没有成功，因为杂质和缺陷改变了材料关键的电性能，从而不能制造正常工作的太阳 能电池。迄今为止还没有经证实的基于多频带半导体概念上的工作的太阳能电池的示范。
近年来出现了一类新的半导体，其基本性能通过将相对小部分的基质原子被非常 不同电负性的元素所取代而大大改性，其称作高错配合金(HMAs)。其中第V族阴离子被等 价 N 部分取代的 III-V 合金[Semiconductor Science and Technology 17，2002，Special Issue :III-N-V半导体合金，其全部内容并入本文作为参考]或其中第VI族阴离子被0部 分取代的 II-VI 合金[K. M. Yu, ff. ffalukiewicz, J. ffu, J. ff. Beeman, J. ff. Ager, E. E. Haller, I. Miotkowski, A. K. Ramdas 和 P. Becla, Appl. Phys. Lett. 80，1571 (2002)，其全部内容并入 本文作为参考]是众所周知的HMA的例子。例如，当只是1 %的As原子被N取代时，GaNxASl_x 表现出强的180meV的带隙降低。已经预测并经实验论证，这种HMA的电子带结构由固定的 0或N态和半导体基体的广延态之间的反交叉相互作用所决定[W.Walukiewicz，ff. Shan, K. M. Yu, J. ff. Ager III, E. E. Haller, I. Miotlowski, M. J. Seong, H. Alawadhi, A. K. Ramdas, Phys. Rev. Lett. 85，1552 (2000)，其全部内容并入本文作为参考]。交互作用将导带分成两 个非抛物线形的次能带E+和E_。
发明内容
本发明提供了一类新的多频带隙半导体材料。这类多频带材料可以用于高效率太 阳能电池的设计。在一个实施方案中，依照本发明的材料包含第II-VI族化合物半导体，其 中一小部分第VI族的原子被氧原子取代形成11-0,-VIh合金。在一个实施方案中，可以使 用离子注入接着通过脉冲激光熔融和/或热退火来制造材料。在另一个实施方案中，材料 也可以作为外延膜利用脉冲激光沉积以及包括分子束外延和有机金属化学汽相沉积的各 种外延生长工艺而合成。在一个实施方案中，在上述材料中通过形成一个单p/n结而制造 太阳能电池。
通过连同附图的后面详细描述，可以很容易地理解本发明图1为3. 3% 0+注入的Zn0.88Mn0.12Te样品接着在0. 04-0. 3J/cm2增加的能量注量 下被脉冲激光熔融而得到的一系列光调制反射率(PR)谱。图中也列出了处于生长状态的 Zn0.88Mn0.12Te晶体的冊谱以用于比较。可以观察到从价带边缘到下层的以及上层的导带边 缘的两个吸收边缘，说明形成了一个另外的导带。图2为3. 3% 0+注入的ZnQ.88MnQ.12Te样品在注量为0. 15J/cm2的PLM后接着在300 和700°C之间的温度下进行10秒钟的RTA而得到的一系列冊谱。图3为不同x值的ZnQ.88MnQ. 120xTei_x合金的E_和E+能量位置。图4用示意图表示了 x 0. 02的Zna88Mnai20xTei_x中不同能带之间的光学跃迁。 计算得到的能带结构(左段)以及态密度(右段)。图的右段显示了三个可能的光学跃迁。 图1中较低的(较高的)能量峰对应于EV_(EV+)跃迁。图5为在多频带半导体上制造的p型p/n结的伏安(I/V)特性曲线以及光电压 (PV)的光谱关系曲线。结由用0和C1离子注入的p型Zna88Mnai2Te基体组成。顶端的注 入层被脉冲激光熔融。0原子部分取代Te原子形成另外的导带。C1离子取代Te原子而提 供n型掺杂。在p型基体和n型顶层之间形成p/n结。图6为计算得出的由3-频带Zna 88Mn0.120xTei_x合金随0含量的变化所制造的太阳能电池的能量转换效率。实线为计算数据的经验多项式拟合。图7为GaNxASl_x_yPy中相对于导带能量最小值和Ex的氮能量即EN能级的位置。图8为GaN/ShieP^中上面的导带E+和中间E_导带的能量与N含量x的关系 曲线。
具体实施例方式现在将详细说明本发明的一些具体实施方案。在附图中举例说明这些具体实施方 案的实施例。当连同这些具体实施方案一起描述本发明时，可以理解为并不是将本发明限 于所描述的实施方案。相反，它将包括如附加权利要求书所限定的包含在本发明的精神和 范围之内的供选方案、更改以及等价方案。在以下的描述中，阐述了许多具体细节以便提供 对本发明的完全理解。缺少一些或所有的这些具体细节也可以实践本发明。在其它情况下， 没有详细描述众所周知的过程操作，这不是为了对本发明进行不必要地遮掩。为所有目的 起见，这里所引用的全部参考文献的全部内容特意做为参考而在这里被引用。在本说明书以及附加的权利要求书中，除非上下文做额外的明确规定，否则单数 形式也包括所提及内容的复数形式。除非另作规定，否则这里所使用的所有专门科学术语 与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的具有同样的含义。在本发明的一个实施方案中，公开了一种包括三元或四元合金的半导体组合物， 所述合金包含第II族元素、第VI族元素、氧以及任选的第三种元素“A”，其中所述合金具 有(II族)(1_y) (A)y0x(VI族)(1_x)的摩尔分数组成，并且0彡y < 1、0 < x < 1，“A”包括镁。 在一个实施方案中，公开了一种包含ZnQ.88Aai20xTei_x的合金，其中0 < x < 0. 05。优选地， x在约0.01和0. 05之间。在另一个实施方案中，提出了一种CdhMgyOJe^合金，0 < y < 1并且0 < x < 005，优选地，x在约0. 01和0. 05之间。在本发明的又一个实施方案中，公开了一种包括三元或四元合金的半导体组合 物，所述合金包含第II族元素、第VI族元素、氧以及任选的第三种元素“A”，其中所述合金 具有(II族)(1-y) (A)y0x(VI族)(1-x)的摩尔分数组成，0彡y < 1、0 < x < 0. 05，“A”由锰或 镁组成，并且其中第II族元素不包括镉。优选地，x在约0. 01和0. 05之间。在本发明的再一个实施方案中，公开了一种包含三元或四元合金的半导体组合物 以及它们在光伏器件中的应用，所述合金包含第II族元素、任选的另一种第II族元素“A”， S或Se、氧以及碲组合物，其中所述合金具有(II族)(x) (A) (1_x) (S或Se) (1_y_z) (Te) (y) (0) (z)的 摩尔分数组成，并且0 < x彡l，0<z<0. 10，0<y<0.2。用于光伏应用的多频带材料 的概念可以扩展到ZnSeOTe合金的四个带，其中形成两个附加带、一个与Te相关的位于靠 近价带的带以及另外一个与0相关的位于靠近导带的带。在本发明的优选实施方案中，提 供了 Zr^MnhSed-yyTeyOz 合金，其中 0 < x 彡 1，0 < z < 0. 04 并且 0 < y < 0. 2。在本发明的又一个实施方案中，公开了一种包括合金的半导体组合物，所述合金 包含 GaNxASl_x_yPy，其中 0. 3 彡 y < 0. 5 并且 0 < x < 0. 05。在本发明的再一个实施方案中，公开了一种包括合金的半导体组合物，所述合金 包含 GahlnyNxPh，其中 0. 4 彡 y < 0. 6，并且 0 < x < 0. 05。所有这里公开的组合物都适合于用于光伏器件的膜。
就“第II-VI族”化合物及它们的合金来说，其意味着包括所有组成的化合物半导 体材料如ZnTe、CdTe及所有其它的各族元素的二元、三元和四元合金。第II族元素包括 Mn、Mg、Zn*Cd。第VI族元素包括0、S、Se和Te。第III族元素包括B、Al、Ga、In和T1。 第V族元素包括N、P、As和Sb。可以理解的是，本发明包括掺杂的或非掺杂的(即纯的本征半导体)、并且可以排 列以形成各种具有诸如pn、pnp、npn、pin、pip等的结的半导体器件的半导体材料。在某些 实施方案中，材料可以以传统的方式被掺杂。例如，可以使用常用的掺杂剂例如B、P、As、In 和Al。掺杂剂可以选自第II、III、IV、V、VI等族。作为本发明一个实施方案的一个非限制性的实施例，使用90和30key的0+进 行多个能量注入到ZiVyMriyTe (y = 0和0. 12)单晶中以形成约0. 2 y m厚的层，其相对于 0.0165-0. 044的0摩尔分数来说具有相对恒定的0浓度。要注意的是本发明提出用Mg取代 Mn。将0+注入的样品在空气中使用FWHM脉冲持续时间为38ns的KrF激光(\ = 248nm) 进行脉冲激光熔融，正如其全部内容这里作为参考文献而引用的K. M. Yu，ff. ffalukiewicz, M. A. Scarpulla, 0. D. Dubon, J. Jasinski, Z. Li 1 iental-ffeber, J. ffu, J. ff. Beeman, M. R. Pillai, M. J. Aziz, J. Appl. Phys. 94,1043(2003)中所述。在通过多棱镜均化器后，样 品处的注量范围在0. 020和0. 3J/cm2之间。PLM后将样品中的一部分在流动的N2中于300 和700°C之间的温度下进行10秒钟的RTA。本发明的半导体组合物在光伏应用中是有用的。在改进太阳能电池效率方面所 作的努力导致了新材料和电池设计上广泛的实验和理论研究。到目前为止，使用基于标准 半导体材料的多结太阳能电池已经达到37%的最高能量转换效率，参见P. K. Chiang等， Proc. 25thIEEE Photovoltaic Specialists Conference (IEEE New York,1996)第 183 页；S. R. Kurtz 等，Proc. 26th IEEE PhotovoltaicSpecialists Conf. , (IEEE, New York, 1997)第 875 页以及 R. R. King等，Proc. 29th IEEE Photovoltaic Specialists Conf. , New Orleans, 2002 (IEEE New York, 2002)第852-5页，其所有三个文献的全部内容并入本文作 为参考。利用处于太阳能谱范围内的多带隙，Zni_yMny0xTei_x提供了一种优异的用于太阳能 电池的材料。图1所示为在由0. 04至0. 3J/cm2增加的激光能量注量下PLM后注入有3. 3% 0+的ZnQ.88MnQ.12Te样品的一系列冊谱。由用彡0. 08J/cm2注量PLM后的样品可以清楚地观 察到显然与基体的基本带隙跃迁(Em = 2. 32eV)不同的两个 1. 8和2. 6eV的光学跃迁。 相同的在未注入以及Ne+注入的ZnMnTe样品上的PLM处理没有表现出这种跃迁，这表明它 们不是由注入损伤引起的。这些结果说明，在0+注入以及能量注量彡0.08J/cm2的PLM后， 形成Zna88Mnai20xTei_x层。两个光学跃迁可以归因于从价带到两个由于固定的0态和延伸的 ZnMnTe导带态的杂交所形成的导次能带E+( 2. 6eV) ( 1.8eV)的跃迁。处 的强信号表明对于跃迁来说这些电子状态以及实际振子强度的延伸特性。Zna88Mnai20xTei_x 合金(x约为001)情况下的能带结构和态密度如图4所示。广延态&的0衍生窄带和上 面的次能带E+之间大约分隔0.7eV。在这个带结构中，三类光学跃迁是可能的(1)从价带 到 E+ 次能带，Ev+ = E+(k = 0)-Ev(k = 0) = 2. 56eV, (2)从价带到 E_ 次能带，Ev_ = E_(k = 0) -Ev (k = 0) = 1. 83eV 以及(3)从 E_ 到 E+，E+ = E+(k = 0)_E_(k = 0) = 0. 73eV。这三 个吸收边缘覆盖大部分太阳光谱，因而这些合金对于预计用于高效率光伏器件的多频带半导体来说是优异的候选材料。图2为3. 3% 0+注入的Zn謂Mn0.12Te样品在注量为0. 15J/cm2的PLM接着在300 和700°C之间的温度下进行10秒钟的RTA后的一系列冊谱。在高于350°C的RTA温度下 能够观察到E_和E+能量转换的下降。这说明，Zna88Mna 120jei_x合金在直到 350°C的温度 下是热稳定的。在700°C的RTA温度下，只观察到原始的EM跃迁。这可以认为处于Te位置 的0原子扩散超出了 Te的位置，可能形成0气泡。也值得注意的是，BAC模型预测当E—跃 迁接近固定的0能级时，比如在样品于400和555°C之间的温度下RTA后的情况下，最低的 次能带极小值的特性变得更加固定化。这可以用来说明图2中所观察到的跃迁的扩展。图3绘出了不同x的ZnQ.88Mnai20xTei_x合金的的能量位置。采自以不同量 的0 (1. 65，2. 2和4. 4% )注入以及用不同能量注量进行PLM的样品的数据也绘于图3。这 里我们注意的是，随着高于熔融阈值( 008J/cm2)的能量注量的增加，x降低；这可能是由 于更深的熔融深度引起的更长的熔融持续时间和/或稀释。BAC模型所预测的两个跃迁的 能量位置以实线绘出。这里，由于x的值是从&跃迁计算的，因此E_没有给出误差线。倘 若E+跃迁的线宽宽的话，对于具有不同0摩尔分数的样品来说，它们会相当好地与计算值 相一致。退火处理可以由热退火(TA)通过加热或脉冲激光熔融(PLM)而进行。当然，在 半导体中术语PLA(脉冲激光退火)和PLM(脉冲激光熔融)都用来描述同样的退火现象 过程。热退火在低于晶片半导体熔点的温度下进行。通常温度在500和1200°C之间，持 续时间以秒计。脉冲激光退火依照Yu等人的Applied Physics Letters Vol. 80，No. 21， 3958-3960(2000)进行，其全部内容并入本文作为参考。为了说明本发明的半导体组合物在太阳能电池应用中的效率，用图4所示的电子 带结构计算了材料的太阳能电池能量转换效率。即使对于这种非最佳的带隙配置，我们计 算能量转换效率也为45%，其高于任何一种基于单隙半导体中单结的太阳能电池的理想效 率，并且还可与三结电池的效率相比。p-n结的形成通过如图5所示的伏安(I-V)测量的整流行为来说明。图5所示的 还有这个结构的光伏效应，其清楚地表明了在更低的 1. 7eV带隙处的强吸收。本发明设想通过将ZnQ.88MnQ.120xTei_x中的x增加到 0. 05，就会将E+和E_之间的 间隔增加到leV，从而得到56%的能量转换效率。计算得出的由3-带Zna88Mn(1.120xTei_x合 金制造的太阳能电池的能量转换效率与0含量的关系曲线如图6所示。所要注意的是，在以下实施例中，用于加热的时间间隔尽可能短是优选的。通常加 热的时间和所使用的温度之间存在着一个反比关系。对于特定的第II-vi族半导体来说， 一个本领域的普通技术人员能够很容易地优化适宜的参数。实施例室温下利用光调制反射率(PR)测量依照本发明制备的组合物和膜的带隙。将从 300瓦卤钨灯发出的并被0. 5m单色仪分散的辐射聚焦到样品上成为探测射束。一束断续 HeCd激光束(X = 442或325nm)提供光调制。使用对相位变化灵敏的同步放大电路系统 由Si光电二极管探测PP信号。通过将冊谱拟合成Aspnes三阶导数函数形式测定带隙和 线宽的值，参见D.E.Aspnes，Surf. Sci. 37，418 (1973)，其全部内容并入本文作为参考。实施例1 (II 族)(x) (A) (1_x) (S 或 Se) (1_y_z) (Te) (y) (0) z，其中 0 < x 彡 1，0 < z < 0. 04
8并且0 < y < 0. 2。材料可以按下列方法制备。将基体ZnSei_yTey(0 <7<0.2)用1 4% 的0注入。采用激光的短脉冲熔融顶层。顶层、四个带层可以以n-型掺杂并与p-型基体 形成p/n结。实施例2 使用这里所描述的半导体材料制备太阳能电池。将p-型基体 ZiVyMriyTe (或类似材料)用1 4原子％的0和0 1原子％的C1注入。然后用短激光 脉冲熔融顶部的注入层。带有1017 1019cm_3电子浓度的再生n-型层与p_型基体形成p/ n结。在基体的背面形成金属欧姆触点。使用透明导体如ZnO或InSnO合金形成n-型层的 前触点。实施例3 (II 族)(1_y) (A)y0x(VI 族)(1_x)的制备，其中 0 彡 y < 1，0 < x < 0. 1， 并且“A”包括镁。使用90和30keV的0+进行多能量注入到Zni_yMnyTe (y = 0和0. 12)单 晶中以形成 0. 2 u m厚的层，相对于0. 0165-0. 0440摩尔分数来说0浓度相对恒定。在 空气中使用FWHM脉冲持续时间为 38ns的KrF激光(X = 248nm)对0+注入的样品进行 脉冲激光熔融，正如下面文献所述:K. M. Yu, ff. ffalukiewicz, M. A. Scarpulla, 0. D. Dubon, J. Jasinski, Z. Liliental-ffeber, J. ffu, J. ff. Beeman, M. R. Pillai 禾口 M.J.Aziz, J. Appl. Phys. 94，1043(2003)，其全部内容并入本文作为参考。在通过多棱镜均化器后，样品上的注 量范围在0. 020和0. 3J/cm2之间。PLM后将样品中的一部分在流动的N2中于300和700°C 之间的温度下进行10秒钟的RTA。实施例4 :GaNxASl_x_yPy 的制备，其中 0. 3 彡 y < 0. 5，0 < x < 0. 05。将相对于 0
<x < 0. 05的N摩尔分数来说相对恒定的N浓度N多能量注入到GaASl_yPy(0. 3 < y < 0. 5) 单晶中以形成薄层。使用变化的光子注量对N+注入的样品进行脉冲激光熔融。也可以使用 适当的包括分子束外延和金属有机化学蒸气沉积在内的薄膜外延生长工艺使其中0. 3 < y
<0. 5并且0 < x < 0. 05的GaNxASl_x_yPy生长。图7显示了 GaNxASl_x_yPy中相对于导带能 量极小值和Ex的氮能量En能级的位置。当EN处于下面并且仍然低于Ex极小值 时，会很好地形成中间的氮衍生带。如图7所示这发生在0. 4 < y < 0. 6的时候。图8为GaN/sm.ePu中上面的E+和中间的E_导带的能量与N含量x的关系曲 线。使用带反交叉模型计算曲线。曲线E+_E_代表可以用最大太阳能电池效率的N含量来 调节的最低吸收边缘能量。实施例5 KahlnyNxPh的制备，其中0. 4彡y < 0. 6并且0 < x < 0. 05。将相对于0
<x < 0. 05的N摩尔分数来说相对恒定的N浓度N多能量注入到Gal_yInyP(0. 4彡y彡0. 6) 单晶中以形成薄层。使用变化的光子注量对N+注入的样品进行脉冲激光熔融。也可以使用 适当的包括分子束外延和金属有机化学蒸气沉积在内的薄膜外延生长工艺使其中0. 3 < y
<0. 5 并且 0 < x < 0. 05 的 GahlnyNxPh 生长。当不想被任何一种具体的理论或原理束缚时，人们相信，新近研究的带反交叉 (BAC)模型可以解释本发明中所描述的HMA半导体与众不同的以及意想不到的特性，参见 ff. Shan, ff. ffalukiewicz, J. ff. Ager III, E. E. Haller, J. F. Geisz, D. J. Friedman, J. M. Olson 和S. R. Kurtz,Phys. Rev. Lett. 82，1221 (1999)，其内容并入本文作为参考。依照这个模型， HMAs的电子结构由与N或0原子有关的固定态以及晶核半导体基体的广延态之间的相互作 用而决定。结果导带分裂成两个带有明显非抛物线形分散关系的次能带。结论
尽管我们只是为了清楚理解的目的而详细描述了上述发明，但是本领域的技术人 员还是应该意识到，在不脱离发明的范围和精神的前提下，能够完成对所描述的优选实施 方案的各种修改和更改。因此，所描述的实施方案应该被视为是说明性的并且不是限制性 的，本发明不应只限于这里所给出的细节，而应该由所附权利要求书以及它们的全部等价 范围所限定。
权利要求
一种半导体组合物，其包括三元或四元合金，所述合金包含第II族元素、第VI族元素、氧以及任选的第三种元素“A”，其中所述合金具有(II族)(1-y)(A)yOx(VI族)(1-x)的摩尔分数组成，并且0≤y＜1，0＜x＜1，“A”包括镁。
2.权利要求1的半导体组合物，其中 所述合金包含Znu/c^OJeh，并且 0 < x < 0. 05。
3.权利要求2的半导体组合物，其中 x在约0.01和0. 05之间。
4.权利要求3的半导体组合物，其中 x在约0. 02和0. 04之间。
5.权利要求1的半导体组合物，其中 所述合金包含CdhMgyOJeh，并且 0 < y < 1，0 < x < 0. 05。
6.权利要求5的半导体组合物，其中 x在约0.01和0. 05之间。
7.权利要求3的半导体组合物，其中x在约0.02和0. 04之间。
8.一种半导体组合物，其包括 三元或四元合金，所述合金包含第II族元素、第VI族元素、氧以及任选的第三种元素“A”，其中 所述合金具有(II族)(1-y)(A)yOx(VI族)(1_x)的摩尔分数组成，并且 0 ^ y < 1,0 < x < 0. 05，“A”包括锰或镁， 并且其中第II族元素不包括CcL
9.权利要求8的半导体组合物，其中 所述合金包含Znu/c^OJeh，并且 0 < x < 0. 05。
10.权利要求9的半导体组合物，其中 x在约0.01和0. 05之间。
11.权利要求10的半导体组合物，其中 x在约0. 02和0. 04之间。
12.—种半导体组合物，其包括第II族元素、任选的另一种第II族元素“A”;还包括S或者Se，并且还包括氧和碲，其中所述组合物具有(II族)w (A) (1_x) (S或Se) (1_y_z) (Te) (y) (0) z的摩尔分数组成，并且 0 < x 彡 1，0 < z < 0. 04，0 < y < 0. 2。
13.权利要求12的半导体组合物，其中 所述组合物包括 ZnxMni_xSe(1_y_z)TeyOz，并且 0 < x 彡 1，0 < z < 0. 04，0 < y < 0. 2。
14.权利要求13的半导体组合物，其中 z在约0.01和0. 04之间。
15.权利要求14的半导体组合物，其中 z在约0. 02和0. 04之间。
16.一种半导体组合物，其包括 包含GaNxASl_x_yPy的合金，其中0. 3 ^ y < 0. 5 并且 0 < x < 0. 05。
17.权利要求16的半导体组合物，其中 0. 01 彡 x 彡 0. 04。
18.权利要求17的半导体组合物，其中 0. 02 彡 x 彡 0. 03。
19.一种半导体组合物，其包括 包含Ga^InyNxPh的合金，其中 0. 4 ^ y < 0. 6,0 < x < 0. 05。
20.权利要求19的半导体组合物，其中0.01 < x < 0. 04。
21.权利要求20的半导体组合物，其中 0. 02 彡 x 彡 0. 03。
22.一种光伏器件，其包括权利要求1的组合物。
23.一种光伏器件，其包括权利要求8的组合物。
24.一种光伏器件，其包括权利要求12的组合物。
25.一种光伏器件，其包括权利要求19的组合物。
全文摘要
使用氧离子注入和脉冲激光熔融相结合的方法合成了高度错配合金Zn1-yMnyOxTe1-x(0≤y＜1并且0＜x＜1)以及其他的第II-IV族的氧注入合金。少量等价氧的掺入导致了狭窄的、位于Zn1-yMnyTe晶核能带隙内的广延态的氧衍生带的形成。由于存在处于太阳能谱范围内的多能带隙，因此Zn1-yMnyOxTel1-x是一种完全满足具有能量转换效率超过50％潜能的单结光伏条件的材料。
文档编号H01L31/068GK101853889SQ20101012958
公开日2010年10月6日 申请日期2004年11月29日 优先权日2003年12月1日
发明者于金曼, 吴俊乔, 弗拉迪斯劳·瓦卢克维兹 申请人:加利福尼亚大学董事会