JP2010232285A - Method of manufacturing photoelectric conversion device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明に係るいくつかの態様は、例えば薄膜太陽電池などの光電変換装置を製造する光電変換装置の製造方法に関する。 Some embodiments according to the present invention relate to a method for manufacturing a photoelectric conversion device for manufacturing a photoelectric conversion device such as a thin film solar cell.
従来、光電変換装置として、基板上に形成される第1の電極層と、第1の電極上に形成され、アモルファスシリコンなどからなる半導体層と、半導体層上に形成される第2の電極層とを備えたものがある。また、第1の電極層、半導体層、第2の電極層に対しレーザーを照射して所定パターンの凹凸を形成することにより、隣接する光電変換素子間で第1の電極と第2の電極とを電気的に接続する電流経路を形成し、複数の光電変換素子の直列接続による集積構造を有するものが知られている(例えば特許文献1参照)。 Conventionally, as a photoelectric conversion device, a first electrode layer formed on a substrate, a semiconductor layer formed on the first electrode and made of amorphous silicon or the like, and a second electrode layer formed on the semiconductor layer There is something with. In addition, the first electrode layer, the semiconductor layer, and the second electrode layer are irradiated with laser to form unevenness of a predetermined pattern, whereby the first electrode and the second electrode are adjacent to each other between adjacent photoelectric conversion elements. Is known which has an integrated structure by forming a current path for electrically connecting the plurality of photoelectric conversion elements in series (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、従来の方法では、所定パターンの凹凸を形成するためにレーザーを照射しており、また、半導体層として用いられるシリコン薄膜などを形成するために、通常、プラズマCVD法(化学気相堆積法)などの真空プロセスを利用していた。このため、レーザー装置や真空装置などの大規模で高価な装置が必要になることや、原料ガスの多くが無駄になる等の不都合が生じ、光電変換装置の製造コストが高価になるという問題があった。 However, in the conventional method, a laser is irradiated to form unevenness of a predetermined pattern, and in order to form a silicon thin film used as a semiconductor layer, a plasma CVD method (chemical vapor deposition method) is usually used. ) And other vacuum processes. For this reason, there is a problem that a large-scale and expensive device such as a laser device or a vacuum device is required, and inconveniences such as a lot of raw material gas are wasted, and the manufacturing cost of the photoelectric conversion device is increased. there were.
本発明のいくつかの態様は前述の問題に鑑みてなされたものであり、製造コストを低減することのできる光電変換装置の製造方法を提供することを目的の1つとする。 Some aspects of the present invention have been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a method for manufacturing a photoelectric conversion device that can reduce manufacturing costs.
本発明に係る光電変換装置の製造方法は、第1の電極層と、第2の電極層と、前記第1の電極層及び前記第2の電極層の間に介在する半導体層と、を有する光電変換装置の製造方法であって、前記第1の電極層、前記半導体層、及び前記第2の電極層のうち少なくとも1つは、溶媒を含む液体を塗布する第1工程と、塗布された液体から前記溶媒を除去した前駆体を生成する第2工程と、前記前駆体を力学的方法により分割する第3工程と、分割された前駆体に熱処理を施す第4工程と、によって形成される。 The manufacturing method of the photoelectric conversion device according to the present invention includes a first electrode layer, a second electrode layer, and a semiconductor layer interposed between the first electrode layer and the second electrode layer. A method for manufacturing a photoelectric conversion device, wherein at least one of the first electrode layer, the semiconductor layer, and the second electrode layer is applied with a first step of applying a liquid containing a solvent. Formed by a second step of generating a precursor obtained by removing the solvent from the liquid, a third step of dividing the precursor by a mechanical method, and a fourth step of performing a heat treatment on the divided precursor. .
かかる構成によれば、第1の電極層、半導体層、及び第2の電極層のうち少なくとも1つが、第1工程、第2工程、第3工程、及び第4工程によって形成される。ここで、第4工程で形成される層と比較して、第2工程で生成される当該層の前駆体は、硬度が低く、加工が容易な状態である。また、第3工程では、例えばスクラッチやスクライブなどの力学的方法により分割するので、従来の製造方法で用いていたレーザー装置が不要となる。さらに、第4工程では、熱処理を施すことにより光電変換装置を構成する層を形成するので、従来の製造方法で用いていた真空装置が不要となる。これにより、分割する際に生じる滓を少なくすることができるとともに、大規模で高価な装置を使用する回数を減らすことができ、光電変換装置の製造コストを低減することができる。 According to this configuration, at least one of the first electrode layer, the semiconductor layer, and the second electrode layer is formed by the first step, the second step, the third step, and the fourth step. Here, as compared with the layer formed in the fourth step, the precursor of the layer generated in the second step has a low hardness and is easily processed. Further, in the third step, for example, since the division is performed by a mechanical method such as scratching or scribing, the laser device used in the conventional manufacturing method becomes unnecessary. Furthermore, in the fourth step, a layer constituting the photoelectric conversion device is formed by performing a heat treatment, so that the vacuum device used in the conventional manufacturing method becomes unnecessary. This can reduce wrinkles generated when dividing, reduce the number of times a large-scale and expensive device is used, and reduce the manufacturing cost of the photoelectric conversion device.
好ましくは、前記半導体層として、p型アモルファスシリコン層、i型アモルファスシリコン層、及びn型アモルファスシリコン層を有するアモルファスシリコン層が形成され、前記液体はシリコン原子を含み、前記p型アモルファスシリコン層、前記i型アモルファスシリコン層、及び前記n型アモルファスシリコン層のうち少なくとも1つは、前記第1工程、前記第2工程、前記第3工程、及び前記第4工程によって形成される。 Preferably, an amorphous silicon layer having a p-type amorphous silicon layer, an i-type amorphous silicon layer, and an n-type amorphous silicon layer is formed as the semiconductor layer, and the liquid contains silicon atoms, and the p-type amorphous silicon layer, At least one of the i-type amorphous silicon layer and the n-type amorphous silicon layer is formed by the first step, the second step, the third step, and the fourth step.
かかる構成によれば、p型アモルファスシリコン層、i型アモルファスシリコン層、及びn型アモルファスシリコン層のうち少なくとも1つが、第1工程、第2工程、第3工程、及び第4工程によって形成される。この場合、前記液体としてシリコン原子を含む液体を用いることにより、アモルファスシリコン層を構成する層のうち1層以上を形成することができる。 According to this configuration, at least one of the p-type amorphous silicon layer, the i-type amorphous silicon layer, and the n-type amorphous silicon layer is formed by the first step, the second step, the third step, and the fourth step. . In this case, by using a liquid containing silicon atoms as the liquid, one or more of the layers constituting the amorphous silicon layer can be formed.
好ましくは、前記液体はシラン高分子及びドーパントを含み、前記第1工程、前記第2工程、前記第3工程、及び前記第4工程によって、前記p型アモルファスシリコン層が形成される。 Preferably, the liquid includes a silane polymer and a dopant, and the p-type amorphous silicon layer is formed by the first step, the second step, the third step, and the fourth step.
かかる構成によれば、p型アモルファスシリコン層が、第1工程、第2工程、第3工程、及び第4工程によって形成される。この場合、前記液体としてシラン高分子(例えば水酸化ポリシラン)及びドーパント(例えばボロン化合物)を含む液体を用いることにより、p型アモルファスシリコン層を形成することができる。 According to this configuration, the p-type amorphous silicon layer is formed by the first process, the second process, the third process, and the fourth process. In this case, a p-type amorphous silicon layer can be formed by using a liquid containing a silane polymer (for example, polysilane hydroxide) and a dopant (for example, a boron compound) as the liquid.
好ましくは、前記液体はシラン高分子を含み、前記第1工程、前記第2工程、前記第3工程、及び前記第4工程によって、前記i型アモルファスシリコン層が形成される。 Preferably, the liquid includes a silane polymer, and the i-type amorphous silicon layer is formed by the first step, the second step, the third step, and the fourth step.
かかる構成によれば、i型アモルファスシリコン層が、第1工程、第2工程、第3工程、及び第4工程によって形成される。この場合、前記液体としてシラン高分子(例えば水酸化ポリシラン)を含む液体を用いることにより、i型アモルファスシリコン層を形成することができる。 According to this configuration, the i-type amorphous silicon layer is formed by the first step, the second step, the third step, and the fourth step. In this case, an i-type amorphous silicon layer can be formed by using a liquid containing a silane polymer (for example, polysilane hydroxide) as the liquid.
好ましくは、前記液体はシラン高分子及びドーパントを含み、前記第1工程、前記第2工程、前記第3工程、及び前記第4工程によって、前記n型アモルファスシリコン層が形成される。 Preferably, the liquid includes a silane polymer and a dopant, and the n-type amorphous silicon layer is formed by the first step, the second step, the third step, and the fourth step.
かかる構成によれば、n型アモルファスシリコン層が、第1工程、第2工程、第3工程、及び第4工程によって形成される。この場合、前記液体としてシラン高分子(例えば水酸化ポリシラン)及びドーパント(例えばリン化合物)を含む液体を用いることにより、n型アモルファスシリコン層を形成することができる。 According to this configuration, the n-type amorphous silicon layer is formed by the first step, the second step, the third step, and the fourth step. In this case, an n-type amorphous silicon layer can be formed by using a liquid containing a silane polymer (for example, polysilane hydroxide) and a dopant (for example, a phosphorus compound) as the liquid.
好ましくは、前記シラン高分子は水酸化ポリシランである。
かかる構成によれば、前記液体として水酸化ポリシランを含む液体を用いられるので、良質なシリコン層を得ることができる。
Preferably, the silane polymer is a hydroxylated polysilane.
According to this configuration, since a liquid containing polysilane hydroxide is used as the liquid, a high-quality silicon layer can be obtained.
好ましくは、前記n型アモルファスシリコン層の上に酸化亜鉛層を形成する工程を含む。 Preferably, the method includes a step of forming a zinc oxide layer on the n-type amorphous silicon layer.
かかる構成によれば、n型アモルファスシリコン層の上に酸化亜鉛層が形成されるので、酸化亜鉛層は、基板、第1の電極層、及びアモルファスシリコン層を透過した光の反射を増強する反射増強層として作用するとともに、例えば酸化亜鉛層の上に形成される第2の電極層に含まれる金属微粒子が、n型アモルファスシリコン層に拡散するのを防ぐ拡散防止層として作用する。 According to this configuration, since the zinc oxide layer is formed on the n-type amorphous silicon layer, the zinc oxide layer is a reflection that enhances reflection of light transmitted through the substrate, the first electrode layer, and the amorphous silicon layer. While acting as an enhancement layer, for example, it acts as a diffusion preventing layer for preventing metal fine particles contained in the second electrode layer formed on the zinc oxide layer from diffusing into the n-type amorphous silicon layer.
好ましくは、前記第1工程、前記第2工程、前記第3工程、及び前記第4工程によって、前記第2の電極層が形成され、前記第3工程は、前記第2の電極層の前駆体のみを分割する。 Preferably, the second electrode layer is formed by the first step, the second step, the third step, and the fourth step, and the third step is a precursor of the second electrode layer. Only split.
かかる構成によれば、第2の電極層が第1工程、第2工程、第3工程、及び第4工程によって形成され、第3工程において第2の電極層の前駆体のみが分割される。ここで、従来の製造方法では、第2の電極層を形成した後、レーザーを照射して第2の電極層を分割していた。この場合、第2の電極層のみならずアモルファスシリコン層もレーザーを吸収するため、アモルファスシリコン層も分割される。一方、本発明の製造方法では、第2の電極層の前駆体のみを分割するので、従来の製造方法と比較して、アモルファスシリコン層の面積を増加することができる。これにより、光電変換装置の光電変換効率を向上させることができる。 According to this configuration, the second electrode layer is formed by the first step, the second step, the third step, and the fourth step, and only the precursor of the second electrode layer is divided in the third step. Here, in the conventional manufacturing method, after forming the second electrode layer, the second electrode layer is divided by irradiating a laser. In this case, since not only the second electrode layer but also the amorphous silicon layer absorbs the laser, the amorphous silicon layer is also divided. On the other hand, in the manufacturing method of the present invention, since only the precursor of the second electrode layer is divided, the area of the amorphous silicon layer can be increased as compared with the conventional manufacturing method. Thereby, the photoelectric conversion efficiency of a photoelectric conversion apparatus can be improved.
好ましくは、前記基板及び前記第1の電極層は、光透過性を有する。
かかる構成によれば、基板及び第1の電極層が、光透過性を有するので、基板及び第1の電極層に入射する光がアモルファスシリコン層まで到達する。これにより、半導体層(アモルファスシリコン層)に入射する光量を増加することができ、光電変換装置の光電変換効率を向上させることができる。
Preferably, the substrate and the first electrode layer are light transmissive.
According to such a configuration, since the substrate and the first electrode layer have optical transparency, light incident on the substrate and the first electrode layer reaches the amorphous silicon layer. Accordingly, the amount of light incident on the semiconductor layer (amorphous silicon layer) can be increased, and the photoelectric conversion efficiency of the photoelectric conversion device can be improved.
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
最初に、図1を参照して本実施形態における光電変換装置の構成について説明する。図1は本発明の製造方法により製造された光電変換装置の構成を説明する側断面図である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the configuration of the photoelectric conversion device in this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a side sectional view for explaining the structure of a photoelectric conversion device manufactured by the manufacturing method of the present invention.
図1に示すように、光電変換装置1は、基板10と、透明電極層(第1の電極層)20と、p型アモルファスシリコン層31、i型アモルファスシリコン層32、及びn型アモルファスシリコン層33を有するアモルファスシリコン層(半導体層)30と、酸化亜鉛層34と、裏面電極層(第2の電極層)40とを備える。
As shown in FIG. 1, the
ここで、p型とはホウ素などのp型不純物を、n型とはリンなどのn型不純物を有し、i型(真性、intrinsic)とは、不純物が注入されておらず、p型又はn型の層と比較して不純物濃度が低い層を意味する。 Here, the p-type has a p-type impurity such as boron, the n-type has an n-type impurity such as phosphorus, and the i-type (intrinsic) means that no impurity is implanted. It means a layer having a lower impurity concentration than the n-type layer.
基板10は例えばガラスなどから構成される基板であり、透明電極層20は、この基板10の一面上に形成され、例えばスズ添加酸化インジウム(ITO)などの導電体からなる。また、透明電極層20は、後述するスクラッチ工程により分割されている。アモルファスシリコン層30は、この透明電極層20の上に形成され、後述するスクラッチ工程により分割されている。酸化亜鉛層34はアモルファスシリコン層30の上に形成される。裏面電極層40は、酸化亜鉛層34上に形成され、後述するスクラッチ工程により分割されている。このように、透明電極層20、アモルファスシリコン層30、及び裏面電極層40を分割することにより、図1において点線矢印で示すような電流経路を形成し、光電変換装置1は直列集積構造を有している。
The
なお、基板10及び透明電極層20は、光透過性を有することが好ましい。光透過性を有する基板10としてはガラス基板を挙げることができ、光透過性を有する透明電極層20としては、ITOの他に、アンチモン添加酸化スズ(ATO)、フッ素添加酸化スズ(FTO)、アルミニウム添加酸化亜鉛(AZO)、ガリウム添加酸化亜鉛(GZO)などを挙げることができる。これにより、図1において下方から基板10及び透明電極層20に入射する光がアモルファスシリコン層30まで到達する。
In addition, it is preferable that the board |
次に、図2乃至図7を参照して光電変換装置1の製造方法について説明する。図2は、図1に示した透明電極層を形成する工程を説明する図である。
Next, a method for manufacturing the
<透明電極層の形成>
(第1工程)
図2(A)に示すように、無機又は有機金属化合物を溶媒に溶解させたものに金属微粒子を分散した液体20Aを、基板10の一方の面の表面にスプレー法で塗布する。例えば、透明電極層20としてITOを形成する場合に、粒径0.1μm以下のITOの微粉末を溶媒に分散したものや、ジブチルスズジアセテート(DBTDA)及びインジウムアセチルアセテート(InAA)をアセチルアセトンなどの有機溶媒に溶解させたものを、基板10に塗布する液体20Aとして用いることができる。この場合、スズを2〜10重量パーセント添加するとよい。なお、液体を塗布する方法としては、スプレー法には限定されず、スピンコート法、インクジェット法などの他の方法を用いてもよい。液体を塗布する方法が限定されないのは、以下の説明においても同様である。
<Formation of transparent electrode layer>
(First step)
As shown in FIG. 2A, a liquid 20A in which metal fine particles are dispersed in an inorganic or organometallic compound dissolved in a solvent is applied to the surface of one surface of the
(第2工程)
次に、第1工程で基板10の上に塗布された液体20Aに、熱処理を施して透明電極層20の前駆体20Bを生成する。「前駆体」とは、特定物質を得るための前段階の物質をいう。熱処理の条件は、溶媒の種類に依存するが、例えば100〜150℃の温度で、塗布された液体20A中から溶媒が除去されるように当該液体20Aを乾燥する。このとき、液体中に溶けているものや分散しているものが変質しないように熱処理を行う。ここで、後述の第4工程で形成される透明電極層20と比較して、第2工程で生成される透明電極層20の前駆体20Bは、硬度が低く、加工が容易な状態である。
(Second step)
Next, the liquid 20A applied on the
(第3工程)
次に、図2(B)に示すように、スクラッチ(削り出し)やスクライブ(切り出し)などの力学的方法により、数十μmの幅の凹部(ライン又は溝)を形成するように、第2工程で生成された透明電極層20の前駆体20Bを分割する。これにより、スクラッチやスクライブなどの力学的方法により分割するので、従来の製造方法で用いていたレーザー装置が不要となる。なお、スクラッチの場合は、例えば針、グラインダ、刃物などを用いて物理的・機械的に削り取る。また、図2(B)を上側から見た上面図(平面図)である図2(C)に示すように、形成される凹部(ライン又は溝)は、一方向のみであってもよいし、二方向以上であってもよい。以下の説明においても同様である。
(Third step)
Next, as shown in FIG. 2B, the second recess is formed so as to form a recess (line or groove) having a width of several tens of μm by a mechanical method such as scratching or scribing. The
(第4工程)
次に、図2(D)に示すように、第3工程で分割された透明電極層20の前駆体20Bに熱処理を施し、透明電極層20を形成する。熱処理は、例えば150〜400℃の温度で透明電極層20の前駆体20Bを焼成する。
(4th process)
Next, as illustrated in FIG. 2D, the
なお、第1工程で基板10に塗布する液体20Aに含まれる無機又は有機金属化合物は、インジウム(In)、スズ(Sn)、亜鉛(Zn)、チタン(Ti)、ガリウム(Ga)、タングステン(W)、セリウム(Ce)、鉛(Pb)のうち少なくとも1つを含有する金属化合物、特にインジウム化合物やスズ化合物などが好ましい。具体的には、トリ−i−プロポキシインジウム、酢酸インジウム、蟻酸インジウム、オクチル酸インジウム、インジウムアセチルアセテート、塩基性酢酸インジウム、塩基性オクチル酸インジウム、二酢酸ジ−n−ブチルスズアセテート、酢酸スズ、蟻酸スズ、オクチル酸スズ、スズアセチルアセトナート、塩基性酢酸スズ、塩基性オクチル酸スズ、テトラ−n−ブトキシスズ、t−ブトキシスズ、Tiアルコキシドなどの有機金属化合物、塩化インジウム、硝酸インジウム、塩化スズ、硝酸スズ、塩化亜鉛などの無機塩を使用することができる。これらの他にも、亜鉛、チタン、ガリウム、タングステン、セリウム鉛などの無機又は有機化合物を用いてもよい。また、数種のイオン化数の金属を混入することで、電荷のバランスをとるために電子が供給され、導電性を改善させる効果を得ることができる。
The inorganic or organometallic compound contained in the liquid 20A applied to the
また、基板10に塗布する液体20Aの溶媒としては、無機又は有機化合物に含まれる金属及び金属微粒子に配位可能なものであって、向き又は有機化合物を溶解するものを用いる。具体的には、エタノール、イソプロビルアルコール、N−メチルピロリドン、NN’−ジメチルホルムアミド、NN’−ジメチルホルムアミド、トルエン、キシレンなどあるいはこれらの化合物が用いられる。
Further, as the solvent of the liquid 20A applied to the
<アモルファスシリコン層の形成>
(第1工程)
図3及び図4は図1に示したアモルファスシリコン層を形成する工程を説明する図である。図3(A)に示すように、ポリシランを有機溶媒に溶解させたものであって、ボロンやホウ素などのp型不純物を加えた(ドープした)もの、例えば水素化ポリシランとボロン化合物とを含む液体31Aを透明電極層20の上にスピンコート法で塗布する。なお、透明電極層20の上に塗布する液体31Aは、ポリシランを有機溶媒に溶解させたものであって、ドーパントソースとなる化合物、例えばデカボランを加えたものであってもよい。ここで「ポリシラン」とは、一般式SinH2n+2(n<2)で表される化合物をいう。具体例としては、シクロペンタシラン(Si5H10)など、1個以上の環状構造を持ったものに、紫外線を照射することによって光重合させて高次シランとしたものが挙げられる。以下の説明においても同様である。
<Formation of amorphous silicon layer>
(First step)
3 and 4 are diagrams for explaining a process of forming the amorphous silicon layer shown in FIG. As shown in FIG. 3 (A), polysilane is dissolved in an organic solvent and added (doped) with p-type impurities such as boron and boron, for example, hydrogenated polysilane and a boron compound. The liquid 31A is applied on the
(第2工程)
次に、第1工程で透明電極層20の上に塗布した液体31Aに、熱処理を施してp型アモルファスシリコン層31の前駆体31Bを生成する。熱処理の条件としては、溶媒の種類に依存するが、例えば100〜150℃の温度で、塗布された液体31A中から溶媒が除去されるように当該液体31Aを乾燥する。このとき、液体中に溶けているものや分散しているものが変質しないように、具体的にはアモルファス化しない温度で熱処理を行う。ここで、後述の第4工程で形成されるp型アモルファスシリコン層31と比較して、第2工程で生成されるp型アモルファスシリコン層31の前駆体31Bは、硬度が低く、加工が容易な状態である。
(Second step)
Next, the liquid 31A applied on the
(第1工程)
次に、図3(B)に示すように、ポリシランを有機溶媒に溶解させたもの、例えば水素化ポリシランを含む液体32Aを、p型アモルファスシリコン層31の前駆体31Bの上にスピンコート法で塗布する。
(First step)
Next, as shown in FIG. 3B, a solution obtained by dissolving polysilane in an organic solvent, for example, a liquid 32A containing hydrogenated polysilane is applied onto the
(第2工程)
次に、第1工程でp型アモルファスシリコン層31の前駆体31Bの上に塗布した液体32Aに、熱処理を施してi型アモルファスシリコン層32の前駆体32Bを生成する。熱処理の条件としては、溶媒の種類に依存するが、例えば100〜150℃の温度で、塗布された液体32A中から溶媒が除去されるように当該液体32Aを乾燥する。このとき、液体中に溶けているものや分散しているものが変質しないように、具体的にはアモルファス化しない温度で熱処理を行う。ここで、後述の第4工程で形成されるi型アモルファスシリコン層32と比較して、第2工程で生成されるi型アモルファスシリコン層32の前駆体32Bは、硬度が低く、加工が容易な状態である。
(Second step)
Next, the liquid 32A applied on the
(第1工程)
図3(C)に示すように、ポリシランを有機溶剤に溶解させた液体であって、リンなどのn型不純物を加えた(ドープした)液体33Aを、i型アモルファスシリコン層32の前駆体32Bの上にスピンコート法で塗布する。なお、i型アモルファスシリコン層32の前駆体32Bの上に塗布する液体33Aは、ポリシランを有機溶媒に溶解させたものであって、ドーパントソースとなる化合物、例えば黄燐(P4)を加えたものであってもよい。
(First step)
As shown in FIG. 3C, a liquid 33A in which polysilane is dissolved in an organic solvent and doped (doped) with an n-type impurity such as phosphorus is used as a
(第2工程)
次に、第1工程でi型アモルファスシリコン層32の前駆体32Bの上に塗布した液体33Aに、熱処理を施してn型アモルファスシリコン層33の前駆体33Bを生成する。熱処理の条件としては、溶媒の種類に依存するが、例えば100〜150℃の温度で、塗布された液体33A中から溶媒が除去されるように当該液体33Aを乾燥する。このとき、液体中に溶けているものや分散しているものが変質しないように、具体的にはアモルファス化しない温度で熱処理を行う。ここで、後述の第4工程で形成されるn型アモルファスシリコン層33と比較して、第2工程で生成されるn型アモルファスシリコン層33の前駆体33Bは、硬度が低く、加工が容易な状態である。
(Second step)
Next, the liquid 33A applied on the
(第3工程)
次に、図4(D)に示すように、スクラッチ(削り出し)やスクライブ(切り出し)などの力学的方法により、数十μmの幅の凹部(ライン又は溝)を形成するように、p型アモルファスシリコン層31の前駆体31B、i型アモルファスシリコン層32の前駆体32B、及びn型アモルファスシリコン層33の前駆体33B、すなわちアモルファスシリコン層30の前駆体30Bを分割する。スクラッチの場合は、例えば針、グラインダ、刃物などを用いて物理的・機械的に削り取る。これにより、スクラッチやスクライブなどの力学的方法により分割するので、従来の製造方法で用いていたレーザー装置が不要となる。なお、図4(E)は図4(D)を上側から見た上面図(平面図)である。
(Third step)
Next, as shown in FIG. 4D, p-type so as to form a recess (line or groove) having a width of several tens of μm by a mechanical method such as scratching (cutting) or scribing (cutting). The
(第4工程)
次に、図4(F)に示すように、第3工程で分割されたアモルファスシリコン層30の前駆体30Bに熱処理を施し、p型アモルファスシリコン層31、i型アモルファスシリコン層32、及びn型アモルファスシリコン層33、すなわちアモルファスシリコン層30を形成する。熱処理は、例えば300〜400℃の温度でアモルファスシリコン層30の前駆体30Bを焼成する。なお、形成されたアモルファスシリコン層30の各層の厚さは、p型アモルファスシリコン層31は数十nm程度、i型アモルファスシリコン層32は300nm程度、n型アモルファスシリコン層33は数十nm程度が好ましい。
(4th process)
Next, as shown in FIG. 4F, the
本実施形態では、塗布する液体31A,32A,33Aとして、ポリシランを含む液体を用いたが、他のケイ素化合物を重合させて用いてもよい。ケイ素化合物としては、SinXmで表されるケイ素化合物を用いることができる。m=2n+2である化合物の具体例としては、トリシラン、テトラシラン、ペンタシラン、ヘキサシラン、ヘプタシランなどの水素化シラン、またこれらの水素原子の一部又は全てをハロゲン原子に置換したものが挙げられる。m=2nである具体例としては、シクロトリシラン、シクロテトラシラン、上述のシクロペンタシラン、シリルシクロペンタシラン、シクロヘキサシラン、シリルシクロヘキサシラン、シクロヘプタシラン、などの一個の環系を有する水素化ケイ素化合物及びこれらの水素原子の一部又は全てをハロゲン原子に置換したヘキサクロルシクロトリシラン、トリクロルシクロトリシラン、オクタクロルシクロテトラシラン、テトラクロルシクロテトラシラン、デカクロルシクロペンタシラン、ペンタクロルシクロペンタシラン、ドデカクロルシクロヘキサシラン、ヘキサクロルシクロヘキサシラン、テトラデカクロルシクロヘプタシラン、ヘプタクロルシクロヘプタシラン、ヘキサブロモシクロトリシラン、トリブロモシクロトリシラン、ペンタブロモシクロトリシラン、テトラブロモシクロトリシラン、オクタブロモシクロテトラシラン、テトラブロモシクロテトラシラン、デカブロモシクロペンタシラン、ペンタブロモシクロペンタシラン、ドデカブロモシクロヘキサシラン、ヘキサブロモシクロヘキサシラン、テトラデカブロモシクロヘプタシラン、ヘプタブロモシクロヘプタシランなどのハロゲン化環状ケイ素化合物が挙げられる。m=2n−2である化合物の具体例としては、1、1'−ビスシクロブタシラン、1、1'−ビスシクロペンタシラン、1、1'−ビスシクロヘキサシラン、1、1'−ビスシクロヘプタシラン、1、1'−シクロブタシリルシクロペンタシラン、1、1'−シクロブタシリルシクロヘキサシラン、1、1'−シクロブタシリルシクロヘプタシラン、1、1'−シクロペンタシリルシクロヘキサシラン、1、1'−シクロペンタシリルシクロヘプタシラン、1、1'−シクロヘキサシリルシクロヘプタシラン、スピロ[2、2]ペンタシラン、スピロ[3、3]ヘプタタシラン、スピロ[4、4]ノナシラン、スピロ[4、5]デカシラン、スピロ[4、6]ウンデカシラン、スピロ[5、5]ウンデカシラン、スピロ[5、6]ドデカシラン、スピロ[6、6]トリデカシランなどの2個の環系を有する水素化ケイ素化合物及びこれらの水素原子の一部又は全てをSiH3基やハロゲン原子に置換したケイ素化合物が挙げられる。また、m=nである化合物や、これらの水素原子の一部又は全てを部分的にSiH3基やハロゲン原子に置換したケイ素化合物、また、一般式SiaXbYcで表わされるケイ素化合物を用いてもよい。これらの化合物は2種以上を混合して使用することができる。また、重合に際しては、上記紫外線の他、熱や他のエネルギー線を用いてもよい。 In this embodiment, the liquid 31A, 32A, 33A to be applied is a liquid containing polysilane, but other silicon compounds may be polymerized. As the silicon compound, a silicon compound represented by Si n X m can be used. Specific examples of the compound where m = 2n + 2 include hydrogenated silanes such as trisilane, tetrasilane, pentasilane, hexasilane, and heptasilane, and those obtained by substituting some or all of these hydrogen atoms with halogen atoms. Specific examples of m = 2n include one ring system such as cyclotrisilane, cyclotetrasilane, the above-mentioned cyclopentasilane, silylcyclopentasilane, cyclohexasilane, silylcyclohexasilane, and cycloheptasilane. Silicon hydride compounds and hexachlorocyclotrisilane, trichlorocyclotrisilane, octachlorocyclotetrasilane, tetrachlorocyclotetrasilane, decachlorocyclopentasilane, pentane in which some or all of these hydrogen atoms are substituted with halogen atoms Chlorcyclopentasilane, dodecachlorocyclohexasilane, hexachlorocyclohexasilane, tetradecachlorocycloheptasilane, heptachlorocycloheptasilane, hexabromocyclotrisilane, tribromocyclotrisilane, penta Lomocyclotrisilane, tetrabromocyclotrisilane, octabromocyclotetrasilane, tetrabromocyclotetrasilane, decabromocyclopentasilane, pentabromocyclopentasilane, dodecabromocyclohexasilane, hexabromocyclohexasilane, tetradecabromo Examples thereof include halogenated cyclic silicon compounds such as cycloheptasilane and heptabromocycloheptasilane. Specific examples of the compound in which m = 2n-2 include 1,1′-biscyclobutasilane, 1,1′-biscyclopentasilane, 1,1′-biscyclohexasilane, 1,1′-bis. Cycloheptasilane, 1,1′-cyclobutasilylcyclopentasilane, 1,1′-cyclobutasilylcyclohexasilane, 1,1′-cyclobutasilylcycloheptasilane, 1,1′-cyclopentasilylcyclohexasilane Lan, 1,1′-cyclopentasilylcycloheptasilane, 1,1′-cyclohexasilylcycloheptasilane, spiro [2,2] pentasilane, spiro [3,3] heptatasilane, spiro [4,4] nonasilane, Spiro [4,5] decasilane, spiro [4,6] undecasilane, spiro [5,5] undecasilane, spiro [5,6] dodecasilane, spiro [6 6] Silicon hydride compounds having two ring systems such as tridecasilane, and silicon compounds in which some or all of these hydrogen atoms are substituted with SiH 3 groups or halogen atoms. Further, compounds in which m = n, silicon compounds in which some or all of these hydrogen atoms are partially substituted with SiH 3 groups or halogen atoms, and silicon compounds represented by the general formula Si a X b Y c May be used. These compounds can be used in combination of two or more. In the polymerization, in addition to the ultraviolet rays, heat or other energy rays may be used.
また、溶媒としてはケイ素化合物を溶解し、溶媒と反応しないものであれば特に限定されないが、具体例として、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、n−デカン、ジシクロペンタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、ディレン、インデン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、スクワランなどの炭化水素計溶媒の他、ジプロピルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、テトラヒドロピラン、1,2−ジメトキシエタン、ビス(2−メトキシエチル)エーテル、p−ジオキサンなどのエーテル系溶、さらにプロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、クロロホルムなどの極性溶媒を挙げることができる。これらのうち、ケイ素化合物及び変性ケイ素化合物との溶解性と当該溶液の安定性の点で、炭化水素系溶媒、エーテル系溶媒が好ましく、炭化水素系溶媒がさらに好ましい。これらの溶媒は、単独でも、あるいは2種以上の混合物としても使用することができる。特に炭化水素系溶媒は、ケイ素化合物の溶解性を向上させ、熱処理時のケイ素化合物の残留を抑制する点で好ましい。 The solvent is not particularly limited as long as it dissolves a silicon compound and does not react with the solvent. Specific examples include n-hexane, n-heptane, n-octane, n-decane, dicyclopentane, benzene, Hydrocarbon solvents such as toluene, xylene, dilene, indene, tetrahydronaphthalene, decahydronaphthalene, squalane, dipropyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol methyl ethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether , Ethers such as diethylene glycol methyl ethyl ether, tetrahydropyran, 1,2-dimethoxyethane, bis (2-methoxyethyl) ether, p-dioxane Soluble, it can be cited as propylene carbonate, .gamma.-butyrolactone, N- methyl-2-pyrrolidone, dimethyl formamide, acetonitrile, dimethyl sulfoxide, a polar solvent such as chloroform. Of these, hydrocarbon solvents and ether solvents are preferred, and hydrocarbon solvents are more preferred from the viewpoints of solubility in silicon compounds and modified silicon compounds and stability of the solution. These solvents can be used alone or as a mixture of two or more. In particular, a hydrocarbon solvent is preferable from the viewpoint of improving the solubility of the silicon compound and suppressing the residual silicon compound during the heat treatment.
<酸化亜鉛層の形成>
図5は図1に示した酸化亜鉛層を形成する工程を説明する図である。同図に示すように、酸化亜鉛微粒子を溶媒に分散させた液体をアモルファスシリコン層30の上にスプレー法で塗布した後、熱処理を施して酸化亜鉛層34を形成する。これにより、酸化亜鉛層34は、基板10、透明電極層20、及びアモルファスシリコン層30を透過した光の反射を増強する反射増強層として作用するとともに、酸化亜鉛層34の上に形成される後述の裏面電極層40に含まれる金属微粒子が、n型アモルファスシリコン層33に拡散するのを防ぐ拡散防止層として作用する。なお、酸化亜鉛層34は加工する必要がないため、例えばスパッタ法や蒸着法などの物理気相堆積法によって酸化亜鉛層34を形成してもよい。
<Formation of zinc oxide layer>
FIG. 5 is a diagram illustrating a process of forming the zinc oxide layer shown in FIG. As shown in the figure, after a liquid in which zinc oxide fine particles are dispersed in a solvent is applied onto the
<裏面電極層の形成>
(第1工程)
図6は図1に示した裏面電極層を形成する工程を説明する図、図7は従来の製造方法により製造された光電変換装置の構成を説明する図である。図6(A)に示すように、金属微粒子を含む液体、例えば粒径100nm以下の銀微粒子を、アルキルアミン、カルボン酸アミド、アミノカルボン酸塩の中から選択された少なくとも1つの溶媒に分散させた液体40Aを、酸化亜鉛層34の上にインクジェット法で塗布する。
<Formation of back electrode layer>
(First step)
6 is a diagram for explaining a process of forming the back electrode layer shown in FIG. 1, and FIG. 7 is a diagram for explaining a configuration of a photoelectric conversion device manufactured by a conventional manufacturing method. As shown in FIG. 6 (A), a liquid containing metal fine particles, for example, silver fine particles having a particle size of 100 nm or less, is dispersed in at least one solvent selected from alkylamine, carboxylic acid amide, and aminocarboxylate. The liquid 40A is applied onto the
(第2工程)
次に、第1工程で酸化亜鉛層34の上に塗布した液体40Aに、熱処理を施して裏面電極層40の前駆体40Bを生成する。熱処理の条件としては、溶媒の種類に依存するが、例えば25(室温)〜80℃の温度で、塗布された液体40A中から溶媒が除去されるように当該液体40Aを乾燥する。このとき、液体中に溶けているものや分散しているものが変質しないように熱処理を行う。ここで、後述の第4工程で形成される裏面電極層40と比較して、第2工程で生成される裏面電極層40の前駆体40Bは、硬度が低く、加工が容易な状態である。
(Second step)
Next, the liquid 40A applied on the
(第3工程)
次に、図6(B)に示すように、スクラッチ(削り出し)やスクライブ(切り出し)などの力学的方法により、数十μmの幅の凹部(ライン又は溝)を形成するように、第2工程で生成された裏面電極層40の前駆体40Bのみを分割する。スクラッチの場合は、例えば針、グラインダ、刃物などを用いて物理的・機械的に削り取る。これにより、スクラッチやスクライブなどの力学的方法により分割するので、従来の製造方法で用いていたレーザー装置が不要となる。なお、図6(C)は図6(B)を下側から見た下面図(平面図)である。
(Third step)
Next, as shown in FIG. 6B, the second recess is formed so as to form a recess (line or groove) having a width of several tens of μm by a mechanical method such as scratching (cutting) or scribing (cutting). Only the
ここで、従来の製造方法では、裏面電極層40を形成した後、通常、波長が532nmのYAGレーザーを照射して裏面電極層40を分割していた。この場合、裏面電極層40のみならずアモルファスシリコン層30もYAGレーザーを吸収するため、図7(A)に示すように、アモルファスシリコン層30も分割されて空間Sが形成される。その結果、図7(A)を下側から見た下面図(平面図)である図7(B)に示すように、基板10及び透明電極層20は透明なので、アモルファスシリコン層30及び裏面電極層40が見える。一方、本発明の製造方法では、裏面電極層40の前駆体40Bのみを分割するので、図6(C)に示したように、アモルファスシリコン層30及び裏面電極層40の前駆体40Bが見える。これにより、従来の製造方法と比較して、アモルファスシリコン層30の面積を増加することができる。
Here, in the conventional manufacturing method, after the
(第4工程)
次に、第3工程で分割された裏面電極層40の前駆体40Bに熱処理を施し、裏面電極層40を形成することで、図1に示した光電変換装置1が製造される。熱処理は、例えば80〜400℃の温度で裏面電極層40の前駆体40Bを焼成する。
(4th process)
Next, the
本実施形態では、酸化亜鉛膜34の上に塗布する液体40Aとして、銀微粒子を、アルキルアミン、カルボン酸アミド、アミノカルボン酸塩の中から選択された少なくとも1つの溶媒に分散させた液体を用いたが、第1級及び第3級アミンを含む溶液中にて金属化合物を加熱・還元することにより金属微粒子を溶液中に分散させた液体を用いてもよい。第3級アミンは、炭素数が2以上のアルキル基を含む。
In the present embodiment, as the liquid 40A applied on the
第3級アミンとしては、メチル基(CH3−)を含まない第3級アミン、すなわちエチル基(C2H5−)やプロビル基(C3H7−)などの炭素数が2以上のアルキル基を含む第3級アミンであることが好ましい。この第3級アミンとしては、例えば、トリエチルアミン((C2H5)3N)、トリプロビルアミン((n−C3H7)3N)、トリブリルアミン((n−C4H9)3N)、トリアミルアミン((n−C5H11)3N)などを挙げることができる。 As the tertiary amine, a tertiary amine not containing a methyl group (CH 3 —), that is, an ethyl group (C 2 H 5 —) or a provir group (C 3 H 7 —) having 2 or more carbon atoms. A tertiary amine containing an alkyl group is preferred. Examples of the tertiary amine include triethylamine ((C 2 H 5 ) 3N), triproviramine ((n-C 3 H 7 ) 3N), and triburylamine ((n-C 4 H 9 ) 3N). , and the like triamylamine ((n-C 5 H 11 ) 3N).
第1級アミンとしては、金属微粒子の安定性の観点から、炭素数が8以上の脂肪族第1級アミンであることが好ましい。この炭素数が8以上の脂肪族第1級アミンとしては、例えば、オクチルアミン(CH3(CH2)7NH2)、ノニルアミン(CH3(CH2)8NH2)、デシルアミン(CH3(CH2)9NH2)、ウンデシルアミン(CH3(CH2)10NH2)、ドデシルアミン(CH3(CH2)11NH2)、トリデシルアミン(CH3(CH2)12NH2)、テトラデシルアミン(CH3(CH2)13NH2)、ペンタデシルアミン(CH3(CH2)14NH2)、セチルアミン(CH3(CH2)15NH2)、オイレルアミン(CH3(CH2)17NH2)などを挙げることができる。 The primary amine is preferably an aliphatic primary amine having 8 or more carbon atoms from the viewpoint of the stability of the metal fine particles. Examples of the aliphatic primary amine having 8 or more carbon atoms include octylamine (CH 3 (CH 2 ) 7NH 2 ), nonylamine (CH 3 (CH 2 ) 8NH 2 ), decylamine (CH 3 (CH 2 ) 9NH 2), undecyl amine (CH 3 (CH 2) 10NH 2), dodecylamine (CH 3 (CH 2) 11NH 2), tridecyl amine (CH 3 (CH 2) 12NH 2), tetradecyl amine ( CH 3 (CH 2 ) 13 NH 2 ), pentadecylamine (CH 3 (CH 2 ) 14 NH 2 ), cetylamine (CH 3 (CH 2 ) 15 NH 2 ), euleramine (CH 3 (CH 2 ) 17 NH 2 ), etc. be able to.
この第1級アミン及び第3級アミンを含む溶液は、第1級アミン及び第3級アミンの還元剤としての反応性(還元性)を損なわない範囲で、他の還元剤、例えば脂肪酸、脂肪酸金属塩、アルコール類などを含んでもよいし、他の有機溶媒、例えばジエチルエーテルなどのエーテル系溶媒、エチルメチルケトン、ジエチルケトンなどのケトン系溶媒などを含んでもよい。 The solution containing the primary amine and the tertiary amine is not limited to the reactivity (reducing property) of the primary amine and the tertiary amine as a reducing agent, but other reducing agents such as fatty acids and fatty acids. Metal salts and alcohols may be included, and other organic solvents such as ether solvents such as diethyl ether, ketone solvents such as ethyl methyl ketone and diethyl ketone, and the like may also be included.
金属化合物としては、特に制限はなく、炭酸塩、硝酸塩、酢酸塩、蟻酸塩、クエン酸塩、シュウ酸塩、尿酸塩、フタル酸塩又は有機金属化合物などを用いることができる。この有機金属化合物としては、例えば、ナフテン酸塩、オクチル酸塩、n−デカン酸塩、ステアリン酸塩、安息香酸塩、パラトルイル酸塩などの脂肪酸金属塩、イソプロポキシド、エトキシドなどの金属アルコキシド、金属アセチルアセトネートなどの金属キレート化合物などを挙げることができる。 The metal compound is not particularly limited, and carbonates, nitrates, acetates, formates, citrates, oxalates, urates, phthalates or organometallic compounds can be used. Examples of the organometallic compounds include fatty acid metal salts such as naphthenate, octylate, n-decanoate, stearate, benzoate, and paratoluate, metal alkoxides such as isopropoxide and ethoxide, Examples thereof include metal chelate compounds such as metal acetylacetonate.
また、本実施形態では、透明電極層20、p型アモルファスシリコン層31、i型アモルファスシリコン層32、及びn型アモルファスシリコン層33、及び裏面電極層40の全てを、第1工程〜第4工程によって形成したが、これに限定されず、何れか1つの層だけを形成してもよい。
In the present embodiment, the
このように、本発明に係る光電変換装置1の製造方法によれば、透明電極層20、アモルファスシリコン層30、及び裏面電極層40のうち少なくとも1つが、第1工程、第2工程、第3工程、及び第4工程によって形成される。ここで、第4工程で形成される層と比較して、第2工程で生成される当該層の前駆体は、硬度が低く、加工が容易な状態である。また、第3工程では、例えばスクラッチやスクライブなどの力学的方法により分割するので、従来の製造方法で用いていたレーザー装置が不要となる。さらに、第4工程では、熱処理を施すことにより光電変換装置1を構成する層を形成するので、従来の製造方法で用いていた真空装置が不要となる。これにより、分割する際に生じる滓を少なくすることができるとともに、大規模で高価な装置を使用する回数を減らすことができ、光電変換装置1の製造コストを低減することができる。
As described above, according to the method for manufacturing the
また、p型アモルファスシリコン層31、i型アモルファスシリコン層32、及びn型アモルファスシリコン層33のうち少なくとも1つが、第1工程、第2工程、第3工程、及び第4工程によって形成される。この場合、液体31A,32A,33Aとしてシリコン原子を含む液体を用いることにより、アモルファスシリコン層30を構成する層のうち1層以上を形成することができる。
In addition, at least one of the p-type
また、p型アモルファスシリコン層31が、第1工程、第2工程、第3工程、及び第4工程によって形成される。この場合、液体31Aとしてシラン高分子(例えば水酸化ポリシラン)及びドーパント(例えばボロン化合物)を含む液体を用いることにより、p型アモルファスシリコン層31を形成することができる。
The p-type
また、i型アモルファスシリコン層32が、第1工程、第2工程、第3工程、及び第4工程によって形成される。この場合、液体32Aとしてシラン高分子(例えば水酸化ポリシラン)を含む液体を用いることにより、i型アモルファスシリコン層32を形成することができる。
The i-type
また、n型アモルファスシリコン層33が、第1工程、第2工程、第3工程、及び第4工程によって形成される。この場合、液体33Aとしてシラン高分子(例えば水酸化ポリシラン)及びドーパント(例えばリン化合物)を含む液体を用いることにより、n型アモルファスシリコン層33を形成することができる。
The n-type
また、液体31A,32A,33Aとして水酸化ポリシランを含む液体を用いられるので、良質なシリコン層を得ることができる。
In addition, since a liquid containing polysilane hydroxide is used as the
また、n型アモルファスシリコン層33の上に酸化亜鉛層34が形成されるので、酸化亜鉛層34は、基板10、透明電極層20、及びアモルファスシリコン層30を透過した光の反射を増強する反射増強層として作用するとともに、酸化亜鉛層34の上に形成される裏面電極層40に含まれる金属微粒子が、n型アモルファスシリコン層33に拡散するのを防ぐ拡散防止層として作用する。
In addition, since the
また、裏面電極層40が第1工程、第2工程、第3工程、及び第4工程によって形成され、第3工程において裏面電極層40の前駆体40Bのみが分割される。ここで、従来の製造方法では、裏面電極層40を形成した後、レーザーを照射して裏面電極層を分割していた。この場合、裏面電極層40のみならずアモルファスシリコン層30もレーザーを吸収するため、アモルファスシリコン層30も分割される。一方、本発明の製造方法では、裏面電極層40の前駆体40Bのみを分割するので、従来の製造方法と比較して、アモルファスシリコン層30の面積を増加することができる。これにより、光電変換装置1の光電変換効率を向上させることができる。
Further, the
また、基板10及び透明電極層20が、光透過性を有するので、基板10及び透明電極層20に入射する光がアモルファスシリコン層30まで到達する。これにより、アモルファスシリコン層30に入射する光量を増加することができ、光電変換装置1の光電変換効率を向上させることができる。
In addition, since the
なお、本発明の構成は、前述の実施形態にのみ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内において種々変更を加えてもよい。 In addition, the structure of this invention is not limited only to the above-mentioned embodiment, You may add a various change within the range which does not deviate from the summary of this invention.
1…光電変換装置、10…基板、20…透明電極層、30…アモルファスシリコン層、31…p型アモルファスシリコン層、32…i型アモルファスシリコン層、33…n型アモルファスシリコン層、34…酸化亜鉛層、40…裏面電極層、20A,31A,32A,33A,40A…液体、20B,30B,31B,32B,33B,40B…前駆体。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記第1の電極層、前記半導体層、及び前記第2の電極層のうち少なくとも1つは、溶媒を含む液体を塗布する第1工程と、塗布された液体から前記溶媒を除去した前駆体を生成する第2工程と、前記前駆体を力学的方法により分割する第3工程と、分割された前駆体に熱処理を施す第4工程と、によって形成される
ことを特徴とする光電変換装置の製造方法。 A method for manufacturing a photoelectric conversion device comprising: a first electrode layer; a second electrode layer; and a semiconductor layer interposed between the first electrode layer and the second electrode layer,
At least one of the first electrode layer, the semiconductor layer, and the second electrode layer includes a first step of applying a liquid containing a solvent, and a precursor obtained by removing the solvent from the applied liquid. The photoelectric conversion device is manufactured by a second step to be generated, a third step in which the precursor is divided by a mechanical method, and a fourth step in which heat treatment is performed on the divided precursor. Method.
前記液体はシリコン原子を含み、
前記p型アモルファスシリコン層、前記i型アモルファスシリコン層、及び前記n型アモルファスシリコン層のうち少なくとも1つは、前記第1工程、前記第2工程、前記第3工程、及び前記第4工程によって形成される
ことを特徴とする請求項1に記載の光電変換装置の製造方法。 As the semiconductor layer, an amorphous silicon layer having a p-type amorphous silicon layer, an i-type amorphous silicon layer, and an n-type amorphous silicon layer is formed,
The liquid contains silicon atoms;
At least one of the p-type amorphous silicon layer, the i-type amorphous silicon layer, and the n-type amorphous silicon layer is formed by the first step, the second step, the third step, and the fourth step. The method for manufacturing a photoelectric conversion device according to claim 1, wherein:
前記第1工程、前記第2工程、前記第3工程、及び前記第4工程によって、前記p型アモルファスシリコン層が形成される
ことを特徴とする請求項2に記載の光電変換装置の製造方法。 The liquid includes a silane polymer and a dopant,
The method for manufacturing a photoelectric conversion device according to claim 2, wherein the p-type amorphous silicon layer is formed by the first step, the second step, the third step, and the fourth step.
前記第1工程、前記第2工程、前記第3工程、及び前記第4工程によって、前記i型アモルファスシリコン層が形成される
ことを特徴とする請求項2に記載の光電変換装置の製造方法。 The liquid includes a silane polymer;
The method of manufacturing a photoelectric conversion device according to claim 2, wherein the i-type amorphous silicon layer is formed by the first step, the second step, the third step, and the fourth step.
前記第1工程、前記第2工程、前記第3工程、及び前記第4工程によって、前記n型アモルファスシリコン層が形成される
ことを特徴とする請求項2に記載の光電変換装置の製造方法。 The liquid includes a silane polymer and a dopant,
The method for manufacturing a photoelectric conversion device according to claim 2, wherein the n-type amorphous silicon layer is formed by the first step, the second step, the third step, and the fourth step.
ことを特徴とする請求項3乃至5の何れか一項に記載の光電変換装置の製造方法。 The method for manufacturing a photoelectric conversion device according to any one of claims 3 to 5, wherein the silane polymer is a polysilane hydroxide.
ことを特徴とする請求項2乃至6の何れか一項に記載の光電変換装置の製造方法。 The method for manufacturing a photoelectric conversion device according to any one of claims 2 to 6, further comprising a step of forming a zinc oxide layer on the n-type amorphous silicon layer.
前記第3工程は、前記第2の電極層の前駆体のみを分割する
ことを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載の光電変換装置の製造方法。 The second electrode layer is formed by the first step, the second step, the third step, and the fourth step,
The method for manufacturing a photoelectric conversion device according to any one of claims 1 to 7, wherein in the third step, only the precursor of the second electrode layer is divided.
ことを特徴とする請求項1乃至8の何れか一項に記載の光電変換装置の製造方法。 The method for manufacturing a photoelectric conversion device according to any one of claims 1 to 8, wherein the substrate and the first electrode layer have optical transparency.
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JP2009076092A JP2010232285A (en) | 2009-03-26 | 2009-03-26 | Method of manufacturing photoelectric conversion device |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012156423A (en) * | 2011-01-28 | 2012-08-16 | Kyocera Corp | Method of manufacturing photoelectric conversion device |
JP2014534616A (en) * | 2011-09-30 | 2014-12-18 | サンパワー コーポレイション | Dopant ink composition and method for producing solar cell from dopant ink composition |
CN109065719A (en) * | 2018-08-03 | 2018-12-21 | 中国科学院金属研究所 | A kind of method and its application preparing lead halide perovskite thin film |
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JP2014534616A (en) * | 2011-09-30 | 2014-12-18 | サンパワー コーポレイション | Dopant ink composition and method for producing solar cell from dopant ink composition |
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