JP5964683B2 - 光電変換装置の製造方法 - Google Patents
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Description
と、該第1バッファ層の上部を酸性水溶液またはアルカリ性水溶液でエッチングした後、前記第1バッファ層の上側主面をインジウム化合物および硫黄化合物が溶解した第2水溶液に接触させることによって前記第1バッファ層の上側主面上に硫化インジウムを含む第2バッファ層を形成する工程とを具備する。
図1は、本発明の一実施形態に係る光電変換装置の製造方法を用いて作製した光電変換装置11の一例を示す斜視図である。図2は、図1の光電変換装置11のXZ断面図である。なお、図1から図10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座標系が付されている。
素ともいう)とIII−B族元素(13族元素ともいう)とVI−B族元素との化合物である
。また、I−II−IV−VI族化合物は、I−B族元素とII−B族元素とIV−B族元素(14族元素ともいう)とVI−B族元素との化合物である。
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)等が挙げられる。なお、第1の半導体層3は、複数層の積層体であってもよく、例えば、薄膜のCIGSS層を表面層として有するCIGS層にて構成されていてもよい。第1の半導体層3がI−III−VI族化合物を含む場合、硫
化インジウムを含む第2の半導体層4と同様に、第1の半導体層3がIII−B族元素およ
びVI−B族元素を含むため、第1の半導体層3と第2の半導体層4との電気的な接合がより良好となる。
ZO(Indium Zinc Oxide)、ITO(Indium Tin Oxide)、FTO(Fluorine tin Oxid
e)等がある。
図3から図10は、光電変換装置11の製造途中の様子をそれぞれ模式的に示す断面図である。なお、図3から図9で示される各断面図は、図2で示された断面に対応する部分の製造途中の様子を示す。
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。図5は、第1の半導体層3を形成した後の状態を示す図である。
にして、第3溝部P3の形成によって、図1および図2で示された光電変換装置11を製作したことになる。
まず、第1の半導体層3を形成するための原料溶液を作製した。原料溶液としては、米国特許第6992202号明細書に基づいて作製した単一源前駆体をピリジンに溶解したものを用いた。なお、この単一源前駆体としては、CuとInとフェニルセレノールとが1つの錯体分子を形成したものと、CuとGaとフェニルセレノールとが1つの錯体分子を形成したものとの混合体を用いた。
次に、比較試料を作製した。比較試料は、第2の半導体層の作製以外は上記評価試料の作製と同様にして作製した。比較試料の第2の半導体層の作製は、以下のようにして作製した。第1の半導体層までが形成された基板を、8.5mMの塩化インジウムと27mMのチオアセトアミドと4mMの塩酸とが溶解された水溶液に浸漬することで、第1の半導体層の上に、第2の半導体層を30nmの厚みに形成した。
結果を図12に示す。図12より、312cm−1および622cm−1にピークを有していることが分かる。
このようにして作製した評価試料および比較試料の光電変換効率の測定を以下のように実施した。いわゆる定常光ソーラシミュレーターを用いて、光電変換装置の受光面に対する光の照射強度が100mW/cm2であり且つAM(エアマス)が1.5である条件下
での光電変換効率を測定した。その結果、比較試料の光電変換効率は15.0%であったのに対し、評価試料の光電変換効率は15.7%であり、高くなっていることが分かった。
2:下部電極層
3:第1の半導体層
4:第2の半導体層
5:上部電極層
6:接続導体
7:集電電極
10:光電変換セル
11:光電変換装置
Claims (5)
- 化合物半導体を含む光吸収層の上側主面をインジウム化合物および硫黄化合物が溶解した第1水溶液に接触させることによって前記光吸収層の上側主面上に硫化インジウムを含む第1バッファ層を形成する工程と、
該第1バッファ層の上部を酸性水溶液またはアルカリ性水溶液でエッチングした後、前記第1バッファ層の上側主面をインジウム化合物および硫黄化合物が溶解した第2水溶液に接触させることによって前記第1バッファ層の上側主面上に硫化インジウムを含む第2バッファ層を形成する工程と
を具備する光電変換装置の製造方法。 - 前記第1バッファ層の上部をエッチングする工程に酸性水溶液を用い、前記第1水溶液および前記第2水溶液として酸性水溶液を用いる、請求項1に記載の光電変換装置の製造方法。
- 前記第2バッファ層を形成する工程の後に、前記第1バッファ層および前記第2バッファ層をアニールする工程をさらに具備する、請求項1または2に記載の光電変換装置の製造方法。
- 前記第1バッファ層と前記第2バッファ層との積層体は、ラマンスペクトルにおいて297cm−1、357cm−1および622cm−1にピークを有している、請求項1乃至3のいずれかに記載の光電変換装置の製造方法。
- 前記化合物半導体としてI−III−VI族化合物を用いる、請求項1乃至4のいずれかに
記載の光電変換装置の製造方法。
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