同理，通式为1-xY的金属短缺的非整比化合物，具有正离子空穴，则属于p型半导体。 它们的导电性是由价电子从低氧化态金属离子向高氧化态离子跃迁来实现的，比如电子 从一个M+离子跳到一个M2+离子上，因而表面上可看作是2+在运动，即正“空穴”运 动而导电的。其情形与n型半导体恰好相反。在Cu20、Fe0、Ni0和FeS等低氧化态金 属氧化物或硫化物中都可见到这类半导体。 由氧化物、硫化物等缺陷半导体出发，还可获得三元或多元化合物半导体。如有控制地 掺入某些成分，可使其导电性能增加1010倍，因而这类化合物半导体，被称为控价半 导体，是缺陷半导体中最重要的一类。 2.非晶硅及太阳能电池 如前所述，晶体硅是电子技术中人们瞩目的中心。20世纪70年代以来，非晶硅又以其 特殊的性质及其重要应用而进入新材料的世界。 近代测试证明，与晶体硅不同，非晶态硅中每个硅原子与周围另外的4个S1相配位， 而其平均配位数仅为3.8：Si-Si键比单晶硅长出1.3%1.7%，键角扭歪±10°。这样， 在非晶态硅中存在着大量没有电子配对的所谓“悬键”和其他形式的不规则键。据计， 其“悬键”密度达1/1000。这样大的缺陷密度，无法通过掺杂来改变其导电性能。因此， 纯粹的非晶硅，并非理想的半导体材料。 1975年，英国Spear用硅烷SiH掺入少量的PB或B2H6,在0.01Pa的真空下，经“辉 光放电”分解并沉积在不锈钢上，成功地制得了型和p型非晶硅半导体。这是一项 理论上和技术上突破性的进展。这种半导体材料实际上是Si-H合金（其中含氢的原子 分数可达10%30%)，氢原子与“悬键”中未配对电子相结合，使缺陷密度大减。因此， 少量的掺杂就能改变这种非晶硅的能级和导电性能，掺磷得到型，掺硼则得p型半导 体。非品硅是用作太阳能电池最有希望的材料。它的出现是人类利用太阳能的一个重大 进展。单晶硅制成的太阳能电池，光电转换效率约为15%，已用作人造卫星的电源。但 制作时，需将高纯的单晶硅切制、研磨成200300μm的薄片，加工费用高而导致其成 本增高，难于工业化。目前，非品态硅的转换效率虽较低(8%10%)，但制作方便，可 大面积成卷生产，成本可较晶态硅降低50%，且耐热性、化学稳定性都好，尺寸稳定， 可靠性高。更令人感兴趣的是，周期表中的大部分元素均可以非理论配比量熔入非晶态 22• • 22 同理，通式为 M1-xY 的金属短缺的非整比化合物，具有正离子空穴，则属于 p 型半导体。 它们的导电性是由价电子从低氧化态金属离子向高氧化态离子跃迁来实现的，比如电子 从一个 M+离子跳到一个 M2+离子上，因而表面上可看作是 M2+在运动，即正“空穴”运 动而导电的。其情形与 n 型半导体恰好相反。在 Cu2O、FeO、NiO 和 FeS 等低氧化态金 属氧化物或硫化物中都可见到这类半导体。 由氧化物、硫化物等缺陷半导体出发，还可获得三元或多元化合物半导体。如有控制地 掺入某些成分，可使其导电性能增加 1010 倍，因而这类化合物半导体，被称为控价半 导体，是缺陷半导体中最重要的一类。 2. 非晶硅及太阳能电池 如前所述，晶体硅是电子技术中人们瞩目的中心。20 世纪 70 年代以来，非晶硅又以其 特殊的性质及其重要应用而进入新材料的世界。 近代测试证明，与晶体硅不同，非晶态硅中每个硅原子与周围另外的 4 个 Si 相配位， 而其平均配位数仅为 3.8;Si-Si 键比单晶硅长出 1.3%~1.7%，键角扭歪±10°。这样， 在非晶态硅中存在着大量没有电子配对的所谓“悬键”和其他形式的不规则键。据计， 其“悬键”密度达 1/1000。这样大的缺陷密度，无法通过掺杂来改变其导电性能。因此， 纯粹的非晶硅，并非理想的半导体材料。 1975 年，英国 Spear 用硅烷 SiH4 掺入少量的 PH3 或 B2H6，在 0.01Pa 的真空下，经“辉 光放电”分解并沉积在不锈钢上，成功地制得了 n 型和 p 型非晶硅半导体。 这是一项 理论上和技术上突破性的进展。这种半导体材料实际上是 Si-H 合金（其中含氢的原子 分数可达 10%~30%），氢原子与“悬键”中未配对电子相结合，使缺陷密度大减。因此， 少量的掺杂就能改变这种非晶硅的能级和导电性能，掺磷得到 n 型，掺硼则得 p 型半导 体。非晶硅是用作太阳能电池最有希望的材料。它的出现是人类利用太阳能的一个重大 进展。单晶硅制成的太阳能电池，光电转换效率约为 15%，已用作人造卫星的电源。但 制作时，需将高纯的单晶硅切割、研磨成 200~300μm 的薄片，加工费用高而导致其成 本增高，难于工业化。目前，非晶态硅的转换效率虽较低（8%~10%），但制作方便，可 大面积成卷生产，成本可较晶态硅降低 50%，且耐热性、化学稳定性都好，尺寸稳定， 可靠性高。更令人感兴趣的是，周期表中的大部分元素均可以非理论配比量熔入非晶态