JP2016046455A - Photoelectric conversion device - Google Patents
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Abstract
【課題】 光電変換効率の低下を低減し、長期にわたり光電変換効率を高く維持することが可能な光電変換装置を提供する。【解決手段】 光電変換装置は、基板と、該基板上に位置する金属を主として含む電極層と、該電極層上に位置する光電変換可能な半導体層と、該半導体層上に位置する上部電極層とを具備しており、前記電極層は内部に複数の空隙を有している。【選択図】 図3PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photoelectric conversion device capable of reducing a decrease in photoelectric conversion efficiency and maintaining a high photoelectric conversion efficiency over a long period of time. A photoelectric conversion device includes a substrate, an electrode layer mainly including a metal located on the substrate, a semiconductor layer capable of photoelectric conversion located on the electrode layer, and an upper electrode located on the semiconductor layer. The electrode layer has a plurality of voids inside. [Selection] Figure 3
Description
本発明は、金属から成る電極層を有する光電変換装置に関するものである。 The present invention relates to a photoelectric conversion device having an electrode layer made of metal.
太陽光発電等に使用される光電変換装置として、1つの基板上に複数の光電変換体に相当するセルが設けられたものがある。このセルには、例えば下部電極層と化合物半導体を含む半導体膜と上部電極とがこの順に積層されている。そしてこの下部電極層は、モリブデン(Mo)などの金属薄膜をスパッタリング法などにより作製されることが知られている。(例えば、特許文献1、特許文献2)
As a photoelectric conversion device used for solar power generation or the like, there is one in which cells corresponding to a plurality of photoelectric conversion bodies are provided on one substrate. In this cell, for example, a lower electrode layer, a semiconductor film containing a compound semiconductor, and an upper electrode are stacked in this order. The lower electrode layer is known to be produced by sputtering a metal thin film such as molybdenum (Mo). (For example,
ところで、光電変換装置の作製時における加熱工程あるいは光電変換装置の使用時において温度変化が生じる。光電変換装置の下部電極層が金属等の薄膜で作製される場合、このような温度変換が生じたときに、基板と下部電極層の熱膨張率の差異によって応力が発生し、下部電極層にクラックが発生する可能性がある。この下部電極層のクラックの進行によって、光電変換装置の直列抵抗成分が増大し、光電変換効率が低下する場合がある。 By the way, a temperature change arises at the time of the heating process at the time of manufacture of a photoelectric conversion apparatus, or use of a photoelectric conversion apparatus. When the lower electrode layer of the photoelectric conversion device is made of a thin film such as metal, when such temperature conversion occurs, stress is generated due to the difference in thermal expansion coefficient between the substrate and the lower electrode layer, and the lower electrode layer Cracks may occur. Due to the progress of cracks in the lower electrode layer, the series resistance component of the photoelectric conversion device may increase and the photoelectric conversion efficiency may decrease.
本発明の1つの目的は、光電変換効率の低下を低減し、長期にわたり光電変換効率を高く維持することが可能な光電変換装置を提供することにある。 One object of the present invention is to provide a photoelectric conversion device capable of reducing a decrease in photoelectric conversion efficiency and maintaining high photoelectric conversion efficiency over a long period of time.
本発明の一態様に係る光電変換装置は、基板と、該基板上に位置する金属を主として含む電極層と、該電極層上に位置する光電変換可能な半導体層と、該半導体層上に位置する上部電極層とを具備しており、前記電極層は内部に複数の空隙を有している。 A photoelectric conversion device according to one embodiment of the present invention includes a substrate, an electrode layer mainly including a metal located on the substrate, a semiconductor layer capable of photoelectric conversion located on the electrode layer, and a position on the semiconductor layer. The electrode layer has a plurality of voids inside.
本発明によれば、光電変換効率の低下を低減し、長期にわたり光電変換効率を高く維持することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to reduce the fall of photoelectric conversion efficiency and to maintain high photoelectric conversion efficiency over a long period of time.
<光電変換装置の構成>
図1は、光電変換装置の一例を示す斜視図である。図2は、図1の光電変換装置のXZ断面図である。また、図3は、図2の光電変換装置のXZ断面をさらに拡大した要部拡大断面図である。なお、図1〜図3には、光電変換セル10の配列方向(図1の図面視左右方向)をX軸方向とする右手系のXYZ座標系を付している。
<Configuration of photoelectric conversion device>
FIG. 1 is a perspective view illustrating an example of a photoelectric conversion device. 2 is an XZ sectional view of the photoelectric conversion device of FIG. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part in which the XZ cross section of the photoelectric conversion device of FIG. 2 is further enlarged. 1 to 3 are provided with a right-handed XYZ coordinate system in which the arrangement direction of photoelectric conversion cells 10 (the horizontal direction in the drawing in FIG. 1) is the X-axis direction.
光電変換装置11は、基板1の上に複数の光電変換セル10が並設された構成を有している。図1では、図示の都合上、2つの光電変換セル10のみが示されているが、実際の光電変換装置11には、図面のX軸方向、或いは更に図面のY軸方向に、多数の光電変換セル10が平面的に(二次元的に)配列されている。
The
各光電変換セル10は、下部電極層2、光電変換可能な半導体層(第1の半導体層3および第2の半導体層4)、上部電極層5および集電電極7を主に備えている。光電変換装置11では、上部電極層5および集電電極7が設けられた側の主面が受光面となっている。
Each
基板1は、複数の光電変換セル10を支持するものであり、例えば、ガラス、セラミックス、樹脂、または金属等の材料で構成されている。本実施形態では、基板1として、1〜3mm程度の厚さを有する青板ガラス(ソーダライムガラス)が用いられている例を示している。
The
下部電極層2は、基板1の一主面の上に設けられた導電層であり、モリブデン(Mo)等の金属を主として含んでいる。なお、下部電極層2が金属を主として含むとは、金属を70mol%以上含むことをいう。また、下部電極層2は、0.1〜1μm程度の厚さを有する。
The
そして、下部電極層2は、図3に示すように、その内部に複数の空隙2aを有している。このような構成であれば、光電変換装置11の光電変換効率の低下を低減し、長期にわたり光電変換効率を高く維持することが可能となる。つまり、光電変換装置11の作製時における加熱工程において温度変化が生じた場合、あるいは光電変換装置11の使用時において温度変化が生じた場合、基板1と下部電極層2の熱膨張率の差異によって応力が発生し、下部電極層2にクラックが発生しやすくなるが、下部電極層2中の空隙2aが応力を良好に吸収し、下部電極層2にクラックが生じるのを有効に低減できる。また、下部電極層2にクラックが生じたとしても空隙2aでクラックの進行を止めることができる。その結果、クラックによる光電変換装置の直列抵抗成分の増大を抑制し、光電変換効率を高く維持することが可能となる。
The
このような空隙2aは、下部電極層2の層に垂直な方向に切断した断面(XZ断面)において、各空隙2aの最大径の平均値が1〜30nm程度であればよい。なお、空隙2a同士が繋がっていてもよい。また、下部電極層2の上記XZ断面における複数の空隙2aの占有面積は0.5〜5%程度であればよい。
光電変換可能な半導体層Pは光を吸収して光電変換を行なう半導体層である。本実施形態では、光電変換可能な半導体層Pが、光吸収層として機能する第1の半導体層3と、バッファ層として機能する第2の半導体層4との積層体である例を示している。
The semiconductor layer P capable of photoelectric conversion is a semiconductor layer that absorbs light and performs photoelectric conversion. In the present embodiment, an example in which the photoelectrically convertible semiconductor layer P is a stacked body of a
第1の半導体層3は、第1の導電型(ここではp型の導電型)を有しており、下部電極層2の+Z側の主面2aの上に、例えば、1〜3μm程度の厚さで設けられている。第1の半導体層3は、金属カルコゲナイド等の化合物半導体やシリコン等の半導体が採用され得る。数μm程度の薄膜でも高い光電変換効率を得るという観点からは、第1の半導体層3は金属カルコゲナイドであってもよい。
The
金属カルコゲナイドとは、金属元素とカルコゲン元素との化合物である。また、カルコゲン元素とは16族元素(VI−B族元素ともいう)のうちの硫黄(S)、セレン(Se)、テルル(Te)をいう。金属カルコゲナイドとしては、11族元素(I−B族元素ともいう)と13族元素(III−B族元素ともいう)と16族元素との化合物であるI−III−VI族化合物、11族元素と12族元素(II−B族元素ともいう)と14族元素(IV−B族元素ともいう)と16族元素との化合物であるI−II−IV−VI族化合物および12族元素と16族元素との化合物であるII−VI族化合物等が採用され得る。
A metal chalcogenide is a compound of a metal element and a chalcogen element. The chalcogen element refers to sulfur (S), selenium (Se), and tellurium (Te) among group 16 elements (also referred to as group VI-B elements). Metal chalcogenides include
I−III−VI族化合物としては、例えば、CuInSe2(二セレン化銅インジウム、
CISともいう)、Cu(In,Ga)Se2(二セレン化銅インジウム・ガリウム、CIGSともいう)、Cu(In,Ga)(Se,S)2(二セレン・イオウ化銅インジウム・ガリウム、CIGSSともいう)が挙げられる。あるいは、第1の半導体層4は、薄膜の二セレン・イオウ化銅インジウム・ガリウム層を表面層として有する二セレン化銅インジウム・ガリウム等の多元化合物半導体薄膜にて構成されていてもよい。
Examples of the I-III-VI group compound include CuInSe 2 (indium diselenide,
CIS), Cu (In, Ga) Se 2 (also called copper indium gallium selenide, CIGS), Cu (In, Ga) (Se, S) 2 (diselen copper indium gallium indium gallium, CIGSS). Alternatively, the first semiconductor layer 4 may be formed of a multi-component compound semiconductor thin film such as copper indium selenide / gallium having a thin film of selenite / copper indium sulfide / gallium as a surface layer.
I−II−IV−VI族化合物としては、例えば、Cu2ZnSnS4(CZTSともいう)、Cu2ZnSn(S,Se)4(CZTSSeともいう)、およびCu2ZnSnSe4(CZTSeともいう)が挙げられる。また、II−VI族化合物としては、例えば、CdTe等が挙げられる。 Examples of the I-II-IV-VI group compound include Cu 2 ZnSnS 4 (also referred to as CZTS), Cu 2 ZnSn (S, Se) 4 (also referred to as CZTSSe), and Cu 2 ZnSnSe 4 (also referred to as CZTSe). Can be mentioned. Moreover, as a II-VI group compound, CdTe etc. are mentioned, for example.
第1の半導体層3は、スパッタリング法、蒸着法などのいわゆる真空プロセスによって形成可能であるほか、いわゆる塗布法あるいは印刷法と称されるプロセスによって形成することもできる。塗布法あるいは印刷法と称されるプロセスは、第1の半導体層3の構成元素の錯体溶液等を下部電極層2の上に塗布し、その後、乾燥・熱処理を行うプロセスである。
The
第2の半導体層4は、第1の導電型の第1の半導体層3とは異なる第2の導電型(ここではn型の導電型)を有する半導体層であり、第1の半導体層3と電気的に接合している。なお、第1の導電型および第2の導電型とは、p型およびn型の一方および他方をいう。第1の導電型がp型であれば第2の導電型はn型であり、第1の導電型がn型であれば第2の導電型はp型である。第1の半導体層3と第2の半導体層4とで光照射により生じた正負のキャリアの電荷分離を良好に行うことができる。
The second semiconductor layer 4 is a semiconductor layer having a second conductivity type (here, n-type conductivity type) different from that of the first conductivity type
リーク電流が低減される観点から言えば、第2の半導体層4は、1Ω・cm以上の電気抵抗率を有するものであってもよい。また、第2の半導体層4は、第1の半導体層3の一主面の法線方向に厚さを有する。この厚さは、例えば5〜200nmに設定される。また、第2の半導体層4は複数層であってもよい。
From the viewpoint of reducing the leakage current, the second semiconductor layer 4 may have an electrical resistivity of 1 Ω · cm or more. The second semiconductor layer 4 has a thickness in the normal direction of one main surface of the
第2の半導体層4としては、CdS、ZnS、ZnO、In2Se3、In(OH,S)、(Zn,In)(Se,OH)、および(Zn,Mg)O等が挙げられる。第2の半導体層4は、例えばケミカルバスデポジション(CBD)法等で形成される。なお、In(OH,S)とは、InとOHとSとを主成分として含む化合物をいう。(Zn,In)(Se,OH)は、ZnとInとSeとOHとを主成分として含む化合物をいう。(Zn,Mg)Oは、ZnとMgとOとを主成分として含む化合物をいう。第2の半導体層4は、第1の半導体層3の吸収効率を高めるため、第1の半導体層3が吸収する光の波長領域に対して高い光透過性を有するものであってもよい。第2の半導体層4の厚みは、例えば5〜200nmである。
Examples of the second semiconductor layer 4 include CdS, ZnS, ZnO, In 2 Se 3 , In (OH, S), (Zn, In) (Se, OH), and (Zn, Mg) O. The second semiconductor layer 4 is formed by, for example, a chemical bath deposition (CBD) method. Note that In (OH, S) refers to a compound containing In, OH, and S as main components. (Zn, In) (Se, OH) refers to a compound containing Zn, In, Se, and OH as main components. (Zn, Mg) O refers to a compound containing Zn, Mg, and O as main components. In order to increase the absorption efficiency of the
上部電極層5は、第2の半導体層4の上に設けられた透明導電膜であり、光吸収層3に
おいて生じた電荷を取り出す電極である。上部電極層5は、第2の半導体層4よりも低い抵抗率を有する物質によって構成されている。上部電極層5には、いわゆる窓層と呼ばれるものも含まれ、この窓層に加えて更に透明導電膜が設けられる場合には、これらが一体の上部電極層5とみなされても良い。
The
上部電極層5は、禁制帯幅が広く且つ透明で低抵抗の材料を主に含んでいる。このような材料としては、例えば、ZnO、In2O3およびSnO2等の金属酸化物半導体等が採用され得る。これらの金属酸化物半導体には、Al、B、Ga、InおよびF等のうちの何れかの元素が含まれても良い。このような元素が含まれた金属酸化物半導体の具体例としては、例えば、AZO(Aluminum Zinc Oxide)、BZO(Boron Zinc Oxide)GZ
O(Gallium Zinc Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、ITO(Indium Tin Oxide
)、FTO(Fluorine tin Oxide)等がある。
The
O (Gallium Zinc Oxide), IZO (Indium Zinc Oxide), ITO (Indium Tin Oxide)
) And FTO (Fluorine tin Oxide).
上部電極層5は、例えば0.05〜3μmの厚さを有するように形成される。ここで、第1の半導体層3から電荷が良好に取り出される観点から言えば、上部電極層5は、1Ω・cm未満の抵抗率と、50Ω/□以下のシート抵抗とを有するものとすることができる。
The
上部電極層5は、スパッタリング法、蒸着法、または化学的気相成長(CVD)法等で形成することができる。
The
また、上部電極層5の上に集電電極7が設けられていてもよい。集電電極7は、Y軸方向に離間して設けられ、それぞれがX軸方向に延在している。集電電極7は、導電性を有する電極であり、例えば、銀(Ag)等の金属を含む。
In addition, the collecting
集電電極7は、第1の半導体層4において発生して上部電極層5において取り出された電荷を集電する役割を担う。集電電極7が設けられれば、上部電極層5の薄層化が可能となる。
The collecting
集電電極7および上部電極層5によって集電された電荷は、第1の半導体層3、第2の半導体層4および上部電極層5を分断する溝部P2に設けられた接続導体6を通じて、隣の光電変換セル10に伝達される。接続導体6は、例えば、図2に示されるように集電電極7のY軸方向への延在部分によって構成されている。これにより、光電変換装置11においては、隣り合う光電変換セル10の一方の下部電極層2と、他方の集電電極7とが、溝部P2に設けられた接続導体6を介して電気的に直列に接続されている。なお、接続導体6は、これに限定されず、上部電極層5の延在部分によって構成されていてもよい。
The electric charges collected by the
集電電極7は、良好な導電性が確保されつつ、第1の半導体層4への光の入射量を左右する受光面積の低下が最小限にとどめられるように、50〜400μmの幅を有するものとすることができる。
The
<光電変換装置の変形例>
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良などが可能である。
<Modification of photoelectric conversion device>
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes and improvements can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、光電変換装置の他の例として、図4に示すような構成であってもよい。図4の光電変換装置111は、下部電極層12が、複数の金属層12−1〜12−3の積層体から成り、複数の空隙12aは、これらの複数の金属層12−1〜12−3の層間に位置している点で光電変換装置11と異なっている。なお、図4の光電変換装置111において、図3の光電変換装置11と同じ構成のものには、同じ符号を付しており、詳細な説明は省略する。
For example, as another example of the photoelectric conversion device, a configuration illustrated in FIG. 4 may be used. In the
このように、複数の空隙12aが、複数の金属層12−1〜12−3の層間に位置している構成であると、応力によって下部電極層12にクラックが発生したとしても、クラックが金属層同士の界面に沿って進行しやすくなり、クラックが第1の半導体層3や基板1にまで達するのを有効に低減できる。
Thus, when the plurality of
また、上記複数の金属層12−1〜12−3のそれぞれは、図4に示すように、複数の結晶粒からなり、これらの複数の結晶粒のそれぞれが下部電極層12の厚み方向(Z方向)に湾曲状に延びる柱状体から成るものであってもよい。 Further, as shown in FIG. 4, each of the plurality of metal layers 12-1 to 12-3 is composed of a plurality of crystal grains, and each of the plurality of crystal grains is in the thickness direction of the lower electrode layer 12 (Z It may be composed of a columnar body extending in a curved direction.
このような構成であれば、下部電極層12で生じたクラックが第1の半導体層3や基板1にまで達するのをさらに有効に低減できる。つまり、下部電極層12で生じたクラックが下部電極層12の厚み方向に進行しようとしても、湾曲した結晶粒において、クラックの進行が止まりやすくなる。
With such a configuration, it is possible to more effectively reduce the cracks generated in the lower electrode layer 12 from reaching the
この結晶粒のXY断面の形状は、例えば、略楕円形状を成している。このとき、結晶粒の長径は10〜50nm程度、短径は3〜20nm程度である。また、結晶粒の+Z方向における長さは、0.2〜1μm程度である。なお、結晶粒2pのXY断面の形状は、楕円形状に限らず、直線および曲線で外形を成した細長い形状であってもよい。また、結晶粒の湾曲が確認され得る断面(図4ではXZ断面)で見たときに、結晶粒界がX軸に対して120〜170度程度の角度を成していれば、クラックの進行が止まりやすい。 The shape of the crystal grain in the XY section is, for example, a substantially elliptical shape. At this time, the major axis of the crystal grains is about 10 to 50 nm, and the minor axis is about 3 to 20 nm. The length of the crystal grains in the + Z direction is about 0.2 to 1 μm. In addition, the shape of the XY cross section of the crystal grain 2p is not limited to an elliptical shape, and may be an elongated shape having an outer shape with straight lines and curves. Further, if the crystal grain boundary forms an angle of about 120 to 170 degrees with respect to the X axis when viewed in a cross section (XZ cross section in FIG. 4) where the curvature of the crystal grain can be confirmed, the progress of cracks Tends to stop.
<下部電極層の製造方法>
ここで、上記構成を有する光電変換装置の下部電極層の製造方法の一例について、図5〜図8を参考にしながら説明する。
<Manufacturing method of lower electrode layer>
Here, an example of a method for manufacturing the lower electrode layer of the photoelectric conversion device having the above-described structure will be described with reference to FIGS.
基板1上への下部電極層の形成においては、例えば、図5で示されているスパッタリング装置200が用いられる。スパッタリング装置200は、ロードロック室21、成膜室22およびアンロードロック室23を備えている。これらの室には、搬送機構24(24a〜24c)、ゲートバルブ25(25a〜25d)、供給ライン26(26a〜26c)および真空ポンプ27(27a〜27c)が設けられている。
In forming the lower electrode layer on the
ロードロック室21は、成膜室22を外部雰囲気から遮断する機能を有している。これにより、成膜室22内の真空の確保および汚染等の発生を低減できるため、成膜処理の効率が向上する。ロードロック室21は、スパッタリング装置200の外部から搬送機構24aによってロードロック室21内に搬送される基板1を収容する。そして、ロードロック室21では、室内に設けられたヒーター28で基板1を昇温させることができる。
The load lock chamber 21 has a function of blocking the
成膜室22は、スパッタリング法により基板1に下部電極層12を成膜する機能を有している。成膜室22の内部には、下部電極層12を構成する金属から成るスパッタリングターゲット29が配置されている。このスパッタリングターゲット29は、成膜室22内のほぼ中央部に配置されている。また、成膜室22の外部には、DC電源30が設けられている。また、成膜室22には、成膜室22内部を一端部から他端部へ所定の速度で基板1を搬送する搬送機構24bが設けられている。この搬送機構24bは、成膜処理を行なっている際、速度の変更、停止および逆走等も可能である。なお、電源はDC電源に限らず、RF電源でもAC電源でもよい。
The
アンロードロック室23は、成膜室22を外部雰囲気から遮断する機能を有している。これにより、成膜室22内の真空の確保および汚染等の発生を低減できるため、成膜処理
の効率が向上する。アンロードロック室23は、成膜室22からアンロードロック室23内に搬送された基板1が収容される。基板1は、搬送機構24cによってスパッタリング装置200の外部に搬送される。
The unload
搬送機構24(24a〜24c)は、例えば、サーボモーターにより駆動されたチェーンによって基板1を搬送する機構を有している。さらに、各搬送機構24は、それぞれの搬送機構の間で、基板1を受け渡せる機構を有している。
The transport mechanism 24 (24a to 24c) has a mechanism for transporting the
次に、スパッタリング装置200の動作について説明する。まず、成膜面が下になるように基板1を搬送機構24aにセットする。次いで、ロードロック室21内の供給ライン26aによって窒素ガスを供給してロードロック室21を大気圧に戻す。次に、ゲートバルブ25aを開けて、搬送機構24aにより基板1をロッドロック室21内に搬送する。次いで、窒素ガスの供給を止めて、ゲートバルブ25aを閉じるとともに真空ポンプ27aによってロードロック室21内部を所定の圧力まで減圧する。次に、ヒーター28により基板1を50〜250℃程度に昇温する。
Next, the operation of the
次いで、ゲートバルブ25bを開閉して、基板1を成膜室22に搬送する。次に、真空ポンプ27bにより成膜室22を所定の圧力に減圧した後、アルゴン(Ar)ガスをマスフローコントローラーなどにより流量を制御して、成膜室22内部に導入する。次いで、DC電源30により、スパッタリングターゲット29と基板1との間に電圧を印加して、スパッタリングを開始する。このとき、成膜室22内部の圧力は、0.1〜10Pa程度であれば良い。
Next, the gate valve 25 b is opened and closed, and the
スパッタリングを行なっているときに、搬送機構24によって基板1をゲートバルブ25b側からゲートバルブ25c側に向かって搬送する。これにより、スパッタリングされる粒子は、基板1に向かって飛来する方向が徐々に変化することになる。例えば、図5で示されるように、粒子が基板1に飛来する方向は、基板1の位置A1〜A3に応じて変わる。まず、基板1が位置A1にあるときは、進行方向の逆方向となる。また、基板1がスパッタリングターゲット29の直上付近の位置A2にあるときは、進行方向と垂直方向になる。また、基板1が位置A3にあるときは、進行方向と同じ方向となる。そして、基板1がスパッタリングターゲット29の直上付近の位置A2を通過するときの速度は、基板1の位置A1および位置A3を通過するときの速度よりも速い。このように、スパッタリングを行なっているときに、基板1に対する粒子の飛来方向を変化させることにより、下部電極層12の結晶の成長方向も当該飛来方向に伴って変化させることができ、図6に示すような、湾曲した結晶粒から成る金属層12−1が形成され得る。このとき、基板1の移動速度、スパッタリングの印加電圧、あるいはプラズマ放電に用いるアルゴン等のガスの流量を調整することによって、それぞれの結晶粒の先端が結晶粒界部よりも突出した凹凸形状の表面から成る金属層12−1とすることができる。具体的には、基板1の移動速度を遅くするほど結晶粒の先端の突出高さが高くなる。あるいは、印加電圧を低くするほど結晶粒の先端の突出高さが高くなる。あるいは、プラズマ放電に用いるアルゴン等のガスの流量を多くするほど結晶粒の先端の突出高さが高くなる。
During sputtering, the
次に、基板1が成膜室22の終端部まで移動したら、スパッタリングを止め、アンロードロック室23内を真空ポンプ27cにより所定の圧力に減圧する。次いで、ゲートバルブ25cを開閉することにより、基板1をアンロードロック室23内へ移動する。次に、真空ポンプ27cを止め、供給ライン26cにより窒素ガスを供給してアンロードロック室23を大気圧に戻す。次いで、ゲートバルブ25dを開けて、搬送機構24cにより基板1をアンロードロック室23外に搬送する。
Next, when the
次に、この金属層12−1の上に、上記と同様にして湾曲した結晶粒から成る金属層1
2−2を形成する。ここで、金属層12−1の表面は、それぞれの結晶粒の先端が突出した凹凸形状となっているため、基板1の位置A1においては、隣接する結晶粒の突出した先端の影になるため、結晶粒界近傍にはスパッタリングされる粒子が飛来し難くなる。そのため、図7に示すような空隙12aが形成されることとなる。
Next, on this metal layer 12-1, a
2-2 is formed. Here, since the surface of the metal layer 12-1 has a concavo-convex shape in which the tip of each crystal grain protrudes, it becomes a shadow of the tip of the adjacent crystal grain protruding at the position A1 of the
同様に、この金属層12−2の上に、上記と同様にして湾曲した結晶粒から成る金属層12−3を形成することによって、金属層12−2と金属層12−3との界面にも空隙12aを形成することができる。以上のようにして、複数の空隙12aを有する下部電極層12を形成することができる。
Similarly, a metal layer 12-3 made of curved crystal grains is formed on the metal layer 12-2 in the same manner as described above, thereby forming an interface between the metal layer 12-2 and the metal layer 12-3. Can also form the
なお、以上の説明ではスパッタリング装置を例に説明したが、成膜する粒子が飛来する方向を変化させる手法を蒸着法に適用してもよい。 In the above description, the sputtering apparatus has been described as an example, but a method of changing the direction in which particles to be deposited fly may be applied to the evaporation method.
1:基板
2、12:下部電極層
2a、12a:空隙
12−1、12−2、12−3:金属層
P:光電変換可能な半導体層
4:第1の半導体層
5:第2の半導体層
6:上部電極層
10:光電変換セル
11、111:光電変換装置
1:
4: First semiconductor layer 5: Second semiconductor layer 6: Upper electrode layer 10:
Claims (5)
該基板上に位置する金属を主として含む電極層と、
該電極層上に位置する光電変換可能な半導体層と、
該半導体層上に位置する上部電極層とを具備しており、
前記電極層は内部に複数の空隙を有している光電変換装置。 A substrate,
An electrode layer mainly containing a metal located on the substrate;
A semiconductor layer capable of photoelectric conversion located on the electrode layer;
An upper electrode layer located on the semiconductor layer,
The said electrode layer is a photoelectric conversion apparatus which has several space | gap inside.
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