JP2011249560A - Semiconductor layer manufacturing method and photoelectric conversion device manufacturing method - Google Patents

Semiconductor layer manufacturing method and photoelectric conversion device manufacturing method Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide, using a simple method, a semiconductor layer having a large crystal grain size and a photoelectric conversion device having a high photoelectric conversion efficiency.SOLUTION: A semiconductor layer manufacturing method includes: a step for forming a material coating by applying a material solution containing group III-VI compound semiconductor particles and group I-III-VI compound semiconductor particles having a hexagonal crystal system structure onto a substrate; and a step for producing a group I-III-VI compound semiconductor layer having a tetragonal crystal system structure by heating the material coating to thereby cause a reaction between the group III-VI compound semiconductor particles and the group I-III-VI compound semiconductor particles.

Description

本発明は、半導体層の製造方法およびそれを用いた光電変換装置の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor layer and a method for manufacturing a photoelectric conversion device using the same.

太陽電池として、CIGS等のカルコパライト系のI−III−VI族化合物半導体から成る光吸収層を具備する光電変換装置を用いたものがある。この光電変換装置は、例えば、ソーダライムガラスからなる基板上に裏面電極となる、例えば、Moからなる第1の電極層が形成され、この第1の電極層上にI−III−VI族化合物半導体からなる光吸収層が形成されている。さらに、その光吸収層上には、ZnS、CdSなどからなるバッファ層を介して、ZnOなどからなる透明の第2の電極層が形成されている。   Some solar cells use a photoelectric conversion device including a light absorption layer made of a chalcopyrite-based I-III-VI group compound semiconductor such as CIGS. In this photoelectric conversion device, for example, a first electrode layer made of, for example, Mo is formed on a substrate made of soda-lime glass, and the I-III-VI group compound is formed on the first electrode layer. A light absorption layer made of a semiconductor is formed. Further, a transparent second electrode layer made of ZnO or the like is formed on the light absorption layer via a buffer layer made of ZnS, CdS or the like.

このような光吸収層を構成する半導体層を形成するための製法としては、従来用いられていたスパッタ法など真空系の装置を用いる高コストの製法に代わり、低コスト化を目的とした種々の製法の開発が行われている。   As a manufacturing method for forming such a semiconductor layer constituting the light absorption layer, various methods aimed at lowering cost can be used instead of a high-cost manufacturing method using a vacuum system such as a sputtering method that has been conventionally used. Manufacturing methods are being developed.

例えば、特許文献1には、CuS等の金属カルコゲナイドをヒドラジン(N)に溶解させて金属ヒドラジニウム系の前駆体の溶液を形成した後、この溶液を、電極層を有する基板のその電極上に塗布して前駆体層を形成し、次いで、この前駆体層を熱処理することにより金属カルコゲナイド膜(化合物半導体層)を得ることのできる技術が開示されている。 For example, in Patent Document 1, a metal chalcogenide such as Cu 2 S is dissolved in hydrazine (N 2 H 4 ) to form a metal hydrazinium-based precursor solution, and this solution is added to a substrate having an electrode layer. A technique is disclosed in which a metal chalcogenide film (compound semiconductor layer) can be obtained by coating on the electrode to form a precursor layer and then heat-treating the precursor layer.

米国特許第7341917号明細書US Pat. No. 7,341,917

しかしながら、特許文献1に示すような金属ヒドラジニウム系の前駆体を用いて作製した化合物半導体層は、結晶粒径が小さく、光電変換効率が小さいものになるという問題がある。   However, a compound semiconductor layer manufactured using a metal hydrazinium precursor as shown in Patent Document 1 has a problem that the crystal grain size is small and the photoelectric conversion efficiency is low.

本発明は、上記従来の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、簡易な方法で結晶粒径の大きい半導体層および光電変換効率の高い光電変換装置を提供することである。   The present invention has been completed in view of the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a semiconductor layer having a large crystal grain size and a photoelectric conversion device having high photoelectric conversion efficiency by a simple method.

本発明の一実施形態に係る半導体層の製造方法は、III−VI族化合物半導体粒子と六方晶系構造のI−III−VI族化合物半導体粒子とを含む原料溶液を基板上に塗布して原料皮膜を形成する工程と、該原料皮膜を加熱して前記III−VI族化合物半導体粒子と前記I−III−VI族化合物半導体粒子とを反応させることによって正方晶系構造のI−III−VI族化合物半導体層を作製する工程とを具備することを特徴とする。   A method for producing a semiconductor layer according to an embodiment of the present invention includes applying a raw material solution containing III-VI compound semiconductor particles and a hexagonal structure I-III-VI compound semiconductor particle on a substrate, Forming a film; and heating the raw material film to react the group III-VI compound semiconductor particles with the group I-III-VI compound semiconductor particles to form a group I-III-VI having a tetragonal structure And a step of producing a compound semiconductor layer.

本発明の一実施形態に係る光電変換装置の製造方法は、基板上に上記の半導体層の製造方法によって前記I−III−VI族化合物半導体層を作製する工程と、前記I−III−VI族化合物半導体層上に該I−III−VI族化合物半導体層とは異なる導電型の半導体層を作製する工程とを具備することを特徴とする。   A method for manufacturing a photoelectric conversion device according to an embodiment of the present invention includes a step of producing the group I-III-VI compound semiconductor layer on a substrate by the method for manufacturing a semiconductor layer, and the group I-III-VI. And a step of forming a semiconductor layer having a conductivity type different from that of the I-III-VI group compound semiconductor layer on the compound semiconductor layer.

本発明の半導体層の製造方法によれば、簡易な方法により、結晶粒径の大きい半導体層を作製することができる。   According to the method for producing a semiconductor layer of the present invention, a semiconductor layer having a large crystal grain size can be produced by a simple method.

また、本発明の光電変換層の製造方法によれば、簡易な方法により、光電変換効率の高い光電変換装置を作製することができる。   Moreover, according to the manufacturing method of the photoelectric converting layer of this invention, a photoelectric conversion apparatus with high photoelectric conversion efficiency is producible with a simple method.

半導体層を用いた光電変換装置の実施の形態の一例を示す斜視図である。It is a perspective view showing an example of an embodiment of a photoelectric conversion device using a semiconductor layer. 図1の光電変換装置の断面図である。It is sectional drawing of the photoelectric conversion apparatus of FIG.

図1は、本発明の半導体層の製造方法を用いて作製した光電変換装置の実施の形態の一例を示す斜視図であり、図2はその断面図である。光電変換装置10は、基板1と、第1の電極層2と、第1の半導体層3と、第2の半導体層4と、第2の電極層5とを含んで構成される。本実施例においては、第1の半導体層3が光吸収層であり、第2の半導体層4が第1の半導体層3に接合されたバッファ層である例を示すがこれに限定されない。   FIG. 1 is a perspective view illustrating an example of an embodiment of a photoelectric conversion device manufactured using the method for manufacturing a semiconductor layer of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view thereof. The photoelectric conversion device 10 includes a substrate 1, a first electrode layer 2, a first semiconductor layer 3, a second semiconductor layer 4, and a second electrode layer 5. In this embodiment, an example in which the first semiconductor layer 3 is a light absorption layer and the second semiconductor layer 4 is a buffer layer bonded to the first semiconductor layer 3 is shown, but the present invention is not limited to this.

図1、図2において、光電変換装置10は複数並べて形成されている。そして、光電変換装置10は、第1の半導体層3の基板1側に第1の電極層2と離間して設けられた第3の電極層6を具備している。そして、第1の半導体層3に設けられた接続導体7によって、第2の電極層5と第3の電極層6とが電気的に接続されている。この第3の電極層6は、隣接する光電変換装置10の第1の電極層2と一体化されている。この構成により、隣接する光電変換装置10同士が直列接続されている。なお、一つの光電変換装置10内において、接続導体7は第1の半導体層3および第2の半導体層4を貫通するように設けられており、第1の電極層2と第2の電極層5とで挟まれた第1の半導体層3と第2の半導体層4とで光電変換が行なわれる。   1 and 2, a plurality of photoelectric conversion devices 10 are formed side by side. The photoelectric conversion device 10 includes a third electrode layer 6 provided on the substrate 1 side of the first semiconductor layer 3 so as to be separated from the first electrode layer 2. The second electrode layer 5 and the third electrode layer 6 are electrically connected by the connection conductor 7 provided in the first semiconductor layer 3. The third electrode layer 6 is integrated with the first electrode layer 2 of the adjacent photoelectric conversion device 10. With this configuration, adjacent photoelectric conversion devices 10 are connected in series. In one photoelectric conversion device 10, the connection conductor 7 is provided so as to penetrate the first semiconductor layer 3 and the second semiconductor layer 4, and the first electrode layer 2 and the second electrode layer are provided. The first semiconductor layer 3 and the second semiconductor layer 4 sandwiched between 5 and 5 perform photoelectric conversion.

基板1は、光電変換装置10を支持するためのものである。基板1に用いられる材料としては、例えば、ガラス、セラミックス、樹脂および金属等が挙げられる。   The substrate 1 is for supporting the photoelectric conversion device 10. Examples of the material used for the substrate 1 include glass, ceramics, resin, and metal.

第1の電極層2および第3の電極層6は、Mo、Al、TiまたはAu等の導電体が用いられ、基板1上にスパッタリング法または蒸着法等で形成される。   The first electrode layer 2 and the third electrode layer 6 are made of a conductor such as Mo, Al, Ti, or Au, and are formed on the substrate 1 by a sputtering method or a vapor deposition method.

第1の半導体層3は、正方晶系に属するカルコパイライト構造のI−III−VI族化合物半導体である。I−III−VI族化合物半導体とは、I−B族元素(11族元素ともいう)とIII−B族元素(13族元素ともいう)とVI−B族元素(16族元素ともいう)との化合物半導体である。I−III−VI族化合物半導体としては、例えば、Cu(In,Ga)Se(CIGSともいう)、Cu(In,Ga)(Se,S)(CIGSSともいう)、およびCuInS(CISともいう)が挙げられる。なお、Cu(In,Ga)Seとは、CuとInとGaとSeとから主に構成された化合物をいう。また、Cu(In,Ga)(Se,S)とは、CuとInとGaとSeとSとから主に構成された化合物をいう。 The first semiconductor layer 3 is a group I-III-VI compound semiconductor having a chalcopyrite structure belonging to the tetragonal system. The group I-III-VI compound semiconductor is a group IB element (also referred to as a group 11 element), a group III-B element (also referred to as a group 13 element), and a group VI-B element (also referred to as a group 16 element). It is a compound semiconductor. Examples of the I-III-VI group compound semiconductor include Cu (In, Ga) Se 2 (also referred to as CIGS), Cu (In, Ga) (Se, S) 2 (also referred to as CIGSS), and CuInS 2 (CIS). Also called). Cu (In, Ga) Se 2 refers to a compound mainly composed of Cu, In, Ga, and Se. Cu (In, Ga) (Se, S) 2 refers to a compound mainly composed of Cu, In, Ga, Se, and S.

このような第1の半導体層3は、次のようにして作製される。先ず、第1の電極層2を有する基板1上に、III−VI族化合物半導体粒子と六方晶系構造のI−III−VI族化合物半導体粒子とを含む原料溶液を塗布することにより前駆体としての原料皮膜を形成する。これらの原料皮膜は、異なる組成の複数の積層体であってもよい。   Such a first semiconductor layer 3 is manufactured as follows. First, a raw material solution containing III-VI group compound semiconductor particles and hexagonal I-III-VI group compound semiconductor particles is applied onto a substrate 1 having a first electrode layer 2 as a precursor. The raw material film is formed. These raw material films may be a plurality of laminated bodies having different compositions.

III−VI族化合物半導体粒子は、III−B族元素とVI−B族元素との化合物半導体を含む粒子である。このような材料としては、例えば、InSe、GaSe、InS、GaS等がある。このようなIII−VI族化合物半導体粒子は、反応性を高め、大きな結晶粒を有する第1の半導体層3を良好に作製するという観点からは、平均粒径が0.1μm以下のものを用いることが望ましい。より好ましくは、六方晶系構造のI−III−VI族化合物半導体粒子との反応性を高めるという観点からは50〜300nmとすることが好ましい。 The group III-VI compound semiconductor particles are particles containing a compound semiconductor of a group III-B element and a group VI-B element. Examples of such a material include In 2 Se, Ga 2 Se, In 2 S, and Ga 2 S. As such III-VI group compound semiconductor particles, those having an average particle diameter of 0.1 μm or less are used from the viewpoint of improving the reactivity and favorably producing the first semiconductor layer 3 having large crystal grains. It is desirable. More preferably, the thickness is preferably 50 to 300 nm from the viewpoint of increasing the reactivity with the hexagonal structure I-III-VI group compound semiconductor particles.

六方晶系構造のI−III−VI族化合物半導体粒子は、I−B族元素とIII−B族元素とVI−B族元素との化合物半導体を含む、六方晶系構造の粒子である。I−III−VI族化合物半導体は、六方晶系構造に比べ正方晶系構造の方が安定であるため、六方晶系構造の方が高い活性力を示す。そこで、このような活性力の高い六方晶系構造のI−III−VI族化合物半導体粒子を、III−VI族化合物半導体粒子とともに加熱処理することにより、結晶化が促進され、結晶粒径の大きいI−III−VI族化合物半導体から成る第1の半導体層3を形成することができる。   The hexagonal structure I-III-VI group compound semiconductor particles are particles having a hexagonal structure including a compound semiconductor of a group I-B element, a group III-B element, and a group VI-B element. Since the I-III-VI group compound semiconductor is more stable in the tetragonal structure than in the hexagonal structure, the hexagonal structure shows higher activity. Therefore, by heat-treating such a highly active hexagonal structure I-III-VI group compound semiconductor particle together with the III-VI group compound semiconductor particle, crystallization is promoted and the crystal grain size is large. The first semiconductor layer 3 made of an I-III-VI group compound semiconductor can be formed.

また、このようなI−III−VI族化合物半導体粒子は、反応性を高め、大きな結晶粒を有する第1の半導体層3を良好に作製するという観点からは、平均粒径が0.1μm以下のものを用いることが望ましい。より好ましくは反応性を高めるという観点からは50〜300nmとすることが好ましい。   In addition, such an I-III-VI group compound semiconductor particle has an average particle size of 0.1 μm or less from the viewpoint of improving the reactivity and satisfactorily producing the first semiconductor layer 3 having large crystal grains. It is desirable to use those. More preferably, the thickness is preferably 50 to 300 nm from the viewpoint of increasing the reactivity.

III−VI族化合物半導体粒子のIII−B族元素と、六方晶系構造のI−III−VI族化合物半導体粒子のIII−B族元素とは、同じ元素であってもよく、異なるものであってもよい。同様に、III−VI族化合物半導体粒子のVI−B族元素と、六方晶系構造のI−III−VI族化合物半導体粒子のVI−B族元素とは、同じ元素であってもよく、異なるものであってもよい。これらの組み合わせによって、形成される第1の半導体層3を容易に所望の組成比とすることが可能となる。つまり、六方晶系構造のI−III−VI族化合物半導体粒子だけでは各元素の組成比を制御するのに限界があるが、六方晶系構造のI−III−VI族化合物半導体粒子とIII−VI族化合物半導体粒子とを反応させることにより、形成される第1の半導体層3の組成比を広範囲に容易に変化させることが可能となる。   The group III-B element of the III-VI compound semiconductor particle and the group III-B element of the hexagonal I-III-VI compound semiconductor particle may be the same element or different. May be. Similarly, the VI-B group element of the III-VI group compound semiconductor particle and the VI-B group element of the I-III-VI group compound semiconductor particle having a hexagonal structure may be the same element or different. It may be a thing. By combining these, the formed first semiconductor layer 3 can easily have a desired composition ratio. That is, there is a limit in controlling the composition ratio of each element only with the hexagonal structure I-III-VI group compound semiconductor particles, but the hexagonal structure I-III-VI group compound semiconductor particles and III- By reacting with the group VI compound semiconductor particles, the composition ratio of the first semiconductor layer 3 to be formed can be easily changed over a wide range.

六方晶系構造のI−III−VI族化合物半導体粒子において、III−B族元素のI−B族元素に対する原子数比は、カルコパイライト構造のI−III−VI族化合物半導体を良好に形成するという観点からは、1.0〜1.3倍であることが好ましい。また、反応性を高めるという観点からは、III−VI族化合物半導体粒子と六方晶系構造のI−III−VI族化合物半導体粒子とは、III−VI族化合物半導体粒子のIII−B族元素と六方晶系構造のI−III−VI族化合物半導体粒子のIII−B族元素の合計原子数が、六方晶系構造のI−III−VI族化合物半導体粒子のI−B族元素の原子数の1.1〜1.3倍となるように混合することが好ましい。   In the I-III-VI group compound semiconductor particles having a hexagonal structure, the atomic ratio of the III-B group element to the IB group element forms a chalcopyrite-structured I-III-VI group compound semiconductor satisfactorily. From the viewpoint, it is preferably 1.0 to 1.3 times. Further, from the viewpoint of enhancing the reactivity, the III-VI group compound semiconductor particles and the hexagonal I-III-VI group compound semiconductor particles are the III-B group semiconductor elements of the III-VI group compound semiconductor particles. The total number of group III-B elements in the hexagonal structure I-III-VI compound semiconductor particles is equal to the number of atoms in the group I-B elements in the hexagonal structure I-III-VI compound semiconductor particles. It is preferable to mix so that it may become 1.1 to 1.3 times.

六方晶系構造のI−III−VI族化合物半導体粒子は、例えば、以下のようにして作製することができる。まず、Cu等のI−B族元素、および、GaやIn等のIII−B族元素を、カルコゲン元素含有有機化合物とルイス塩基性有機化合物とを含む混合溶媒(以下、カルコゲン元素含有有機化合物とルイス塩基性有機化合物とを含む混合溶媒を単に混合溶媒Sともいう)に溶解して溶液を作製する。なお、この溶液に、さらにSe等のVI−B族元素も溶解させておいてもよい。次に、この溶液を、150〜200℃の温度条件で1分〜20時間加熱することにより、六方晶系構造のI−III−VI族化合物半導体粒子を析出させることができる。   The hexagonal structure I-III-VI group compound semiconductor particles can be produced, for example, as follows. First, a mixed solvent containing a chalcogen element-containing organic compound and a Lewis basic organic compound (hereinafter referred to as a chalcogen element-containing organic compound) and a group I-B element such as Cu and a group III-B element such as Ga or In. A mixed solvent containing a Lewis basic organic compound is simply dissolved in the mixed solvent S) to prepare a solution. Note that a VI-B group element such as Se may be further dissolved in this solution. Next, this solution is heated under a temperature condition of 150 to 200 ° C. for 1 minute to 20 hours, whereby I-III-VI group compound semiconductor particles having a hexagonal structure can be precipitated.

ここでカルコゲン元素含有有機化合物とは、カルコゲン元素を含む有機化合物である。
カルコゲン元素とは、VI−B族元素のうちのS、Se、Teをいう。カルコゲン元素がSである場合、カルコゲン元素含有有機化合物としては、例えば、チオール、スルフィド、ジスルフィド、チオフェン、スルホキシド、スルホン、チオケトン、スルホン酸、スルホン酸エステルおよびスルホン酸アミド等が挙げられる。好ましくは、金属と錯体を形成して金属溶液を良好に作製できるという観点からは、チオール、スルフィド、ジスルフィド等が良い。特に塗布性を高めるという観点からは、フェニル基を有するものが好ましい。このようなフェニル基を有するものとしては、例えば、チオフェノール、ジフェニルスルフィド等およびこれらの誘導体が挙げられる。
Here, the chalcogen element-containing organic compound is an organic compound containing a chalcogen element.
A chalcogen element means S, Se, and Te among VI-B group elements. When the chalcogen element is S, examples of the chalcogen element-containing organic compound include thiol, sulfide, disulfide, thiophene, sulfoxide, sulfone, thioketone, sulfonic acid, sulfonic acid ester, and sulfonic acid amide. Preferably, thiol, sulfide, disulfide and the like are preferable from the viewpoint that a metal solution can be favorably produced by forming a complex with a metal. In particular, those having a phenyl group are preferred from the viewpoint of enhancing the coating property. As what has such a phenyl group, thiophenol, diphenyl sulfide, etc. and derivatives thereof are mentioned, for example.

カルコゲン元素がSeである場合、カルコゲン元素含有有機化合物としては、例えば、セレノール、セレニド、ジセレニド、セレノキシド、セレノン等が挙げられる。好ましくは、金属と錯体を形成して金属溶液を良好に作製できるという観点からは、セレール、セレニド、ジセレニド等が良い。特に塗布性を高めるという観点からは、フェニル基を有するものが好ましい。このようなフェニル基を有するものとしては、例えば、フェニルセレノール、フェニルセレナイド、ジフェニルジセレナイド等およびこれらの誘導体が挙げられる。   When the chalcogen element is Se, examples of the chalcogen element-containing organic compound include selenol, selenide, diselenide, selenoxide, and selenone. Preferably, from the viewpoint that a metal solution can be satisfactorily formed by forming a complex with a metal, serer, selenide, diselenide and the like are preferable. In particular, those having a phenyl group are preferred from the viewpoint of enhancing the coating property. Examples of those having such a phenyl group include phenyl selenol, phenyl selenide, diphenyl diselenide and the like and derivatives thereof.

カルコゲン元素がTeである場合、カルコゲン元素含有有機化合物としては、例えば、テルロール、テルリド、ジテルリド、等が挙げられる。   When the chalcogen element is Te, examples of the chalcogen element-containing organic compound include tellurol, telluride, ditelluride, and the like.

また、ルイス塩基性有機化合物とは、I−B族元素やIII−B族元素に対してルイス塩基となり得る官能基を有する有機化合物である。ルイス塩基となり得る官能基としては、非共有電子対を有するV−B族元素(15族元素ともいう)を具備した官能基や、非共有電子対を有するVI−B族元素を具備した官能基が好ましく、例えば、アミノ基(1級アミン〜3級アミンのいずれでもよい)、カルボニル基、シアノ基等が挙げられる。ルイス塩基性有機化合物の具体例としては、ピリジン、アニリン、トリフェニルフォスフィン、2,4−ペンタンジオン、3−メチル−2,4−ペンタンジオン、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、アセトニトリル、ベンジル、ベンゾイン等およびこれらの誘導体が挙げられる。特に金属元素の溶解性を高めるという観点からは、含窒素有機化合物がよい。さらに塗布性を高めるという観点からは、沸点が100℃以上であるものが好ましい。   The Lewis basic organic compound is an organic compound having a functional group that can be a Lewis base with respect to an IB group element or an III-B group element. The functional group that can be a Lewis base includes a functional group having a VB group element having an unshared electron pair (also referred to as a Group 15 element) and a functional group having a VI-B group element having an unshared electron pair. Are preferable, and examples thereof include an amino group (any of primary amine to tertiary amine), a carbonyl group, a cyano group, and the like. Specific examples of Lewis basic organic compounds include pyridine, aniline, triphenylphosphine, 2,4-pentanedione, 3-methyl-2,4-pentanedione, triethylamine, triethanolamine, acetonitrile, benzyl, benzoin and the like. And derivatives thereof. Nitrogen-containing organic compounds are particularly preferable from the viewpoint of increasing the solubility of metal elements. Further, from the viewpoint of improving the coating property, those having a boiling point of 100 ° C. or higher are preferable.

上記の混合溶媒Sは、取り扱い性の観点からは、室温で液状となるような組み合わせであることが好ましい。カルコゲン元素含有有機化合物は、ルイス塩基性有機化合物に対して1〜250mol%であるのがよい。これにより、各原料元素とカルコゲン元素含有有機化合物との化学結合およびカルコゲン元素含有有機化合物とルイス塩基性有機化合物との化学結合を良好に形成することができ、六方晶系構造のI−III−VI族化合物半導体粒子を良好に作製することができる。   The above mixed solvent S is preferably a combination that becomes liquid at room temperature from the viewpoint of handleability. The chalcogen element-containing organic compound is preferably 1 to 250 mol% with respect to the Lewis basic organic compound. Thereby, a chemical bond between each raw material element and the chalcogen element-containing organic compound and a chemical bond between the chalcogen element-containing organic compound and the Lewis basic organic compound can be satisfactorily formed, and the hexagonal structure I-III- Group VI compound semiconductor particles can be produced satisfactorily.

Cu等のI−B族元素、および、GaやIn等のIII−B族元素を、混合溶液Sに溶解させる方法としては、I−B族元素およびIII−B族元素(必要に応じてVI−B族元素も)を、単体または合金の状態で、あるいは、有機金属塩の状態で混合溶媒Sに溶解すればよい。好ましくは、I−B族元素およびIII−B族元素(必要に応じてVI−B族元素も)を、単体または合金の状態で直接溶解するのが好ましい。これにより、不要な有機成分が第1の半導体層3中に残存するのを有効に抑制することができ、結晶化を良好に行うことができる。   As a method of dissolving a group I-B element such as Cu and a group III-B element such as Ga or In in the mixed solution S, a group I-B element and a group III-B element (if necessary, VI -B group element) may be dissolved in the mixed solvent S in the form of a simple substance or an alloy, or in the form of an organometallic salt. Preferably, the group I-B element and the group III-B element (and the group VI-B element as necessary) are directly dissolved in the form of a simple substance or an alloy. Thereby, it can suppress effectively that an unnecessary organic component remains in the 1st semiconductor layer 3, and can perform crystallization favorably.

例えば、第1の半導体層3がCIGSである場合、I−B族元素としてのCu、および、III−B族元素としてのInおよびGaを、カルコゲン元素含有有機化合物としてのフェニルセレノールとルイス塩基性有機化合物としてアニリンとの混合溶媒Sに溶解し、この溶液を150〜200℃で1〜20時間加熱することで、溶液中に分散した50〜30
0nmの六方晶のCIGSを含む微粒子を形成させることができる。そして、この微粒子を遠心分離等で取り出すことにより、六方晶系構造のI−III−VI族化合物半導体粒子(CIGS粒子)を単離できる。この結晶構造は、リートベルト法により特定することができる。
For example, when the first semiconductor layer 3 is CIGS, Cu as the IB group element, In and Ga as the III-B group element, phenyl selenol and Lewis base as the chalcogen element-containing organic compound 50 to 30 dispersed in the solution by dissolving in a mixed solvent S with aniline as a soluble organic compound and heating this solution at 150 to 200 ° C. for 1 to 20 hours
Fine particles containing 0 nm hexagonal CIGS can be formed. Then, by removing the fine particles by centrifugation or the like, I-III-VI group compound semiconductor particles (CIGS particles) having a hexagonal structure can be isolated. This crystal structure can be specified by the Rietveld method.

以上のようにして作製した六方晶系構造のI−III−VI族化合物半導体粒子をIII−VI族化合物半導体粒子とともに、ピリジンやアニリン等の有機溶媒に分散させることにより、第1の半導体層3を形成するための原料溶液とすることができる。   The first semiconductor layer 3 is prepared by dispersing the hexagonal structure I-III-VI group compound semiconductor particles prepared as described above together with the III-VI group compound semiconductor particles in an organic solvent such as pyridine or aniline. It can be set as the raw material solution for forming.

原料溶液は、第1の電極2を有する基板1の表面に、スピンコータ、スクリーン印刷、ディッピング、スプレーまたはダイコータなどを用いて塗布され、乾燥されて原料皮膜となる。乾燥は、還元雰囲気下で行うことが望ましい。乾燥時の温度は、例えば、50〜300℃で行う。   The raw material solution is applied to the surface of the substrate 1 having the first electrode 2 by using a spin coater, screen printing, dipping, spraying, or a die coater, and dried to form a raw material film. Drying is desirably performed in a reducing atmosphere. The temperature at the time of drying is 50-300 degreeC, for example.

そして、上記原料皮膜を熱処理することにより、正方晶系に属するカルコパイライト構造のI−III−VI族化合物半導体を1.0〜2.5μmの厚みで作製することができる。熱処理は、酸化を防止して良好な半導体層とするために、還元雰囲気で熱処理することが好ましい。熱処理における還元雰囲気としては、特には、窒素雰囲気、フォーミングガス雰囲気および水素雰囲気のうちいずれかであることが望ましい。熱処理温度は、例えば、400℃〜600℃とする。この熱処理の際、第1の半導体層3を良好に結晶化させるという観点から、雰囲気中にカルコゲン元素を、例えば、Se蒸気やHSe等の状態で混合させてもよい。 And the I-III-VI group compound semiconductor of the chalcopyrite structure which belongs to a tetragonal system can be produced by 1.0-2.5 micrometers thickness by heat-processing the said raw material film | membrane. The heat treatment is preferably performed in a reducing atmosphere in order to prevent oxidation and form a good semiconductor layer. In particular, the reducing atmosphere in the heat treatment is preferably any one of a nitrogen atmosphere, a forming gas atmosphere, and a hydrogen atmosphere. The heat treatment temperature is, for example, 400 ° C to 600 ° C. In this heat treatment, from the viewpoint of satisfactorily crystallizing the first semiconductor layer 3, a chalcogen element may be mixed in the atmosphere in a state such as Se vapor or H 2 Se.

光電変換装置10は、上記第1の半導体層3を光吸収層として用い、この第1の半導体層3上にバッファ層としての第2の半導体層4が10〜200nmの厚みで形成される。第2の半導体層4は、第1の半導体層3とは異なる導電型であり、光吸収層3に対してヘテロ接合を行う半導体層をいう。例えば、第1の半導体層3がp型半導体である場合、第2の半導体層4はn型半導体やi型半導体である。好ましくはリーク電流を低減するという観点からは、第2の半導体層は、抵抗率が1Ω・cm以上の層であるのがよい。第2の半導体層4としては、CdS、ZnS、ZnO、InSe、In(OH,S)、(Zn,In)(Se,OH)、および(Zn,Mg)O等が挙げられ、例えば化学溶液析出法(Chemical Bath Deposition:CBD)法等で形成される。なお、In(OH,S)とは、InとOHとSとから主に構成された化合物をいう。(Zn,In)(Se,OH)は、ZnとInとSeとOHとから主に構成された化合物をいう。(Zn,Mg)Oは、ZnとMgとOとから主に構成された化合物をいう。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光透過性を有するものが好ましい。 The photoelectric conversion device 10 uses the first semiconductor layer 3 as a light absorption layer, and the second semiconductor layer 4 as a buffer layer is formed on the first semiconductor layer 3 with a thickness of 10 to 200 nm. The second semiconductor layer 4 is a semiconductor layer having a conductivity type different from that of the first semiconductor layer 3 and performing a heterojunction with the light absorption layer 3. For example, when the first semiconductor layer 3 is a p-type semiconductor, the second semiconductor layer 4 is an n-type semiconductor or an i-type semiconductor. Preferably, from the viewpoint of reducing leakage current, the second semiconductor layer is a layer having a resistivity of 1 Ω · cm or more. 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. For example, it is formed by a chemical solution deposition (CBD) method or the like. In (OH, S) refers to a compound mainly composed of In, OH, and S. (Zn, In) (Se, OH) refers to a compound mainly composed of Zn, In, Se, and OH. (Zn, Mg) O refers to a compound mainly composed of Zn, Mg and O. In order to increase the absorption efficiency of the first semiconductor layer 3, the second semiconductor layer 4 preferably has a light transmittance with respect to the wavelength region of light absorbed by the first semiconductor layer 3.

第2の電極層5は、ITO、ZnO等の0.05〜3.0μmの透明導電膜である。好ましくは透光性および導電性を高めるため、第2の電極層5は第1の半導体層3とは異なる導電型の半導体で構成するのがよい。第2の電極層5は、スパッタリング法、蒸着法または化学的気相成長(CVD)法等で形成される。第2の電極層5は、第2の半導体層4よりも抵抗率の低い層であり、第1の半導体層3で生じた電荷を取り出すためのものである。電荷を良好に取り出すという観点からは、第2の電極層5の抵抗率が1Ω・cm未満でシート抵抗が50Ω/□以下であるのがよい。   The second electrode layer 5 is a 0.05 to 3.0 μm transparent conductive film such as ITO or ZnO. The second electrode layer 5 is preferably made of a semiconductor having a conductivity type different from that of the first semiconductor layer 3 in order to improve translucency and conductivity. The second electrode layer 5 is formed by sputtering, vapor deposition, chemical vapor deposition (CVD), or the like. The second electrode layer 5 is a layer having a resistivity lower than that of the second semiconductor layer 4, and is for taking out charges generated in the first semiconductor layer 3. From the viewpoint of taking out charges well, it is preferable that the resistivity of the second electrode layer 5 is less than 1 Ω · cm and the sheet resistance is 50 Ω / □ or less.

第2の電極層5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の吸収光に対して光透過性を有するものが好ましい。光透過性を高めると同時に光反射ロス防止効果および光散乱効果を高め、さらに光電変換によって生じた電流を良好に伝送するという観点から、第2の電極層5は0.05〜0.5μmの厚さとするのが好ましい。また、
第2の電極層5と第2の半導体層4との界面での光反射ロスを防止する観点からは、第2の電極層5と第2の半導体層4の屈折率は等しいのが好ましい。
In order to increase the absorption efficiency of the first semiconductor layer 3, it is preferable that the second electrode layer 5 has optical transparency with respect to the absorbed light of the first semiconductor layer 3. The second electrode layer 5 has a thickness of 0.05 to 0.5 μm from the viewpoint of enhancing the light transmittance and at the same time enhancing the light reflection loss prevention effect and the light scattering effect and further transmitting the current generated by the photoelectric conversion. Thickness is preferred. Also,
From the viewpoint of preventing light reflection loss at the interface between the second electrode layer 5 and the second semiconductor layer 4, the refractive indexes of the second electrode layer 5 and the second semiconductor layer 4 are preferably equal.

光電変換装置10は、複数個を並べてこれらを電気的に接続し、光電変換モジュールとすることができる。隣接する光電変換装置10同士を容易に直列接続するために、図1、図2に示すように、光電変換装置10は、第1の半導体層3の基板1側に第1の電極層2と離間して設けられた第3の電極層6を具備している。そして、第1の半導体層3に設けられた接続導体7によって、第2の電極層5と第3の電極層6とが電気的に接続されている。   A plurality of photoelectric conversion devices 10 can be arranged and electrically connected to form a photoelectric conversion module. In order to easily connect adjacent photoelectric conversion devices 10 in series, as shown in FIGS. 1 and 2, the photoelectric conversion device 10 is connected to the first electrode layer 2 on the substrate 1 side of the first semiconductor layer 3. A third electrode layer 6 is provided so as to be spaced apart. The second electrode layer 5 and the third electrode layer 6 are electrically connected by the connection conductor 7 provided in the first semiconductor layer 3.

接続導体7は、第2の電極層5を形成する際に同時形成して一体化することが好ましい。これにより、工程を簡略化できるとともに第2の電極層5との電気的な接続信頼性を高めることができる。   The connection conductor 7 is preferably formed and integrated at the same time when the second electrode layer 5 is formed. Thereby, the process can be simplified and the reliability of electrical connection with the second electrode layer 5 can be improved.

接続導体7は、第2の電極層5と第3の電極層6とを接続するとともに、隣接する光電変換装置10の各第1の半導体層3を貫通するように形成されている。このような構成により、隣接する光吸収層3でそれぞれ光電変換を良好に行い、直列接続で電流を取り出すことができる。   The connection conductor 7 connects the second electrode layer 5 and the third electrode layer 6 and is formed so as to penetrate each first semiconductor layer 3 of the adjacent photoelectric conversion device 10. With such a configuration, photoelectric conversion can be performed satisfactorily in the adjacent light absorption layers 3 and current can be taken out in series connection.

図1、図2に示すように、第2の電極層5上に集電電極8が形成されていてもよい。集電電極8は、第2の電極層5の電気抵抗を小さくするためのものである。光透過性を高めるという観点からは、第2の電極層5の厚さはできるだけ薄いことが好ましいが、薄いと導電性が低下してしまう。しかしながら、第2の電極層5上に集電電極8が設けられていることにより、第1の半導体層3で発生した電流を効率よく取り出すことができる。その結果、光電変換装置10の発電効率を高めることができる。   As shown in FIGS. 1 and 2, a collecting electrode 8 may be formed on the second electrode layer 5. The collecting electrode 8 is for reducing the electric resistance of the second electrode layer 5. From the viewpoint of increasing light transmittance, the thickness of the second electrode layer 5 is preferably as thin as possible, but if it is thin, the conductivity is lowered. However, since the current collecting electrode 8 is provided on the second electrode layer 5, the current generated in the first semiconductor layer 3 can be taken out efficiently. As a result, the power generation efficiency of the photoelectric conversion device 10 can be increased.

集電電極8は、例えば、図1に示すように、光電変換装置10の一端から接続導体7にかけて線状に形成されている。これにより、第1の半導体層3の光電変換により生じた電流を第2の電極層5を介して集電電極8に集電し、これを接続導体7を介して隣接する光電変換装置10に良好に導電することができる。よって、集電電極8が設けられていることにより、第2電極層5を薄くしても第1の半導体層3で発生した電流を効率よく取り出すことができる。その結果、発電効率を高めることができる。   For example, as shown in FIG. 1, the collector electrode 8 is formed in a linear shape from one end of the photoelectric conversion device 10 to the connection conductor 7. Thereby, the current generated by the photoelectric conversion of the first semiconductor layer 3 is collected to the current collecting electrode 8 via the second electrode layer 5, and this current is collected to the adjacent photoelectric conversion device 10 via the connection conductor 7. It can conduct well. Therefore, by providing the current collecting electrode 8, the current generated in the first semiconductor layer 3 can be efficiently taken out even if the second electrode layer 5 is thinned. As a result, power generation efficiency can be increased.

集電電極8は第1の半導体層3への光を遮るのを抑制するとともに良好な導電性を有するという観点からは、50〜400μmの幅を有するのが好ましい。また、集電電極8は、枝分かれした複数の分岐部を有していてもよい。   The collector electrode 8 preferably has a width of 50 to 400 μm from the viewpoint of suppressing light from being blocked to the first semiconductor layer 3 and having good conductivity. The current collecting electrode 8 may have a plurality of branched portions.

集電電極8は、例えば、Ag等の金属粉を樹脂バインダー等に分散させた金属ペーストをパターン状に印刷し、これを硬化することによって形成することができる。   The collector electrode 8 can be formed, for example, by printing a metal paste in which a metal powder such as Ag is dispersed in a resin binder or the like in a pattern and curing it.

本発明の半導体層の製造方法および光電変換装置の製造方法について、以下のようにして評価した。   The manufacturing method of the semiconductor layer and the manufacturing method of the photoelectric conversion device of the present invention were evaluated as follows.

フェニルセレノールをアニリンに対し、100mol%となるように溶解し混合溶媒Sを調整した。次に、地金の銅、地金のインジウム、地金のガリウムおよび地金のセレンを上記混合溶媒Sに直接溶解し、銅、インジウム、ガリウムおよびセレンが上記混合溶媒Sに対して、それぞれ5mol%、3mol%、2mol%および10mol%となるように溶液を調整した。   Phenylselenol was dissolved in aniline so as to be 100 mol% to prepare a mixed solvent S. Next, copper, indium, gallium and selenium of bullion are directly dissolved in the mixed solvent S, and 5 mol of copper, indium, gallium and selenium are each dissolved in the mixed solvent S. %, 3 mol%, 2 mol%, and 10 mol%.

そして、この溶液を攪拌しながら185℃で20時間加熱して、平均粒径が50nmのCIGS微粒子を形成し、このCIGS微粒子を遠心分離により取り出した。なお、平均粒径は、この微粒子をSEM画像で解析することにより測定した。また、作製されたCIGS微粒子をリートベルト法により分析したところ、六方晶構造を有していることがわかった。また、作製されたCIGS微粒子をICP法により分析したところ、Cu、In、GaおよびSeの原子数比は、10:6:4:20であることがわかった。   Then, this solution was heated at 185 ° C. for 20 hours with stirring to form CIGS fine particles having an average particle diameter of 50 nm, and the CIGS fine particles were taken out by centrifugation. The average particle size was measured by analyzing the fine particles with an SEM image. Moreover, when the produced CIGS microparticles | fine-particles were analyzed by the Rietveld method, it turned out that it has a hexagonal crystal structure. Moreover, when the produced CIGS microparticles | fine-particles were analyzed by ICP method, it turned out that the atomic ratio of Cu, In, Ga, and Se is 10: 6: 4: 20.

次にこのCIGS微粒子を3.6gと、平均粒径が50nmのInSe粒子を0.4gとを、16gのアニリンに分散して原料ペーストを作製した。 Next, 3.6 g of the CIGS fine particles and 0.4 g of In 2 Se particles having an average particle diameter of 50 nm were dispersed in 16 g of aniline to prepare a raw material paste.

次に、表面にMoから成る第1の電極層2が形成されたガラス基板1を用意し、上記原料溶液をブレード法にて塗布して乾燥し、皮膜を形成した。このブレード法による塗布を合計2回行った後、水素ガスおよびSe蒸気の雰囲気下で熱処理を実施した。熱処理条件は、525℃まで5分間で昇温し、525℃で1時間保持することで行い、自然冷却し、厚み2μmのサンプルとしてのCIGSから成る第1の半導体層3を作製した。   Next, a glass substrate 1 on which a first electrode layer 2 made of Mo was formed was prepared, and the raw material solution was applied by a blade method and dried to form a film. After a total of two coatings by this blade method, heat treatment was performed in an atmosphere of hydrogen gas and Se vapor. The heat treatment was performed by raising the temperature to 525 ° C. over 5 minutes and holding at 525 ° C. for 1 hour, followed by natural cooling to produce the first semiconductor layer 3 made of CIGS as a sample having a thickness of 2 μm.

また、比較例としての半導体層および光電変換層を以下のようにして作製した。まず、ピリジンに対して、CuIを5mol%、InIを3mol%、GaIを2mol%となるように溶解した。次に、メタノールに対して、NaSeを10mol%となるように溶解した。そして、これらの溶液を混合して攪拌することにより、平均粒径が70nmCIGS微粒子をし、このCIGS微粒子を遠心分離により取り出した。この作製されたCIGS微粒子をリートベルト法により分析したところ、正方晶構造を有していることがわかった。また、作製されたCIGS微粒子をICP法により分析したところ、Cu、In、GaおよびSeの原子数比は、0.99:0.76:0.17:2.00であることがわかった。 Moreover, the semiconductor layer and the photoelectric converting layer as a comparative example were produced as follows. First, CuI was dissolved in pyridine at 5 mol%, InI 3 at 3 mol%, and GaI 3 at 2 mol%. Next, Na 2 Se was dissolved in methanol so as to be 10 mol%. Then, these solutions were mixed and stirred to form CIGS fine particles having an average particle diameter of 70 nm, and the CIGS fine particles were taken out by centrifugation. When the produced CIGS fine particles were analyzed by the Rietveld method, it was found to have a tetragonal structure. Moreover, when the produced CIGS microparticles | fine-particles were analyzed by ICP method, it turned out that the atomic ratio of Cu, In, Ga, and Se is 0.99: 0.76: 0.17: 2.00.

このようにして作製したサンプルおよび比較例としてのCIGSから成る第1の半導体層3の断面観察(第1の半導体層3に対して垂直な断面)をSEMで行ったところ、比較例としての第1の半導体層の平均結晶粒径は1200nmであるのに対し、サンプルとしての第1の半導体層の平均結晶粒径は80nmであり、サンプルの方が結晶粒径が大きくなっていることが観察された。   When the cross-section observation (cross-section perpendicular to the first semiconductor layer 3) of the sample manufactured in this manner and the first semiconductor layer 3 made of CIGS as a comparative example was performed by SEM, the first example as a comparative example was obtained. The average crystal grain size of one semiconductor layer is 1200 nm, whereas the average crystal grain size of the first semiconductor layer as a sample is 80 nm, and it is observed that the crystal grain size of the sample is larger It was done.

酢酸カドミウム、チオ尿素を2.5Mのアンモニア水に溶解し、これに上記サンプルおよび比較例としてのCIGSから成る第1の半導体層3を形成した基板1を浸漬し、各第1の半導体層3上に厚み50nmのCdSからなる第2の半導体層4を形成した。さらに、この第2の半導体層4の上に、スパッタリング法にてAlドープ酸化亜鉛膜からなる透明の第2の電極層5を形成した。最後に蒸着にてアルミ電極(取出電極)を形成して、サンプルおよび比較例として光電変換装置10をそれぞれ作製した。   Cadmium acetate and thiourea were dissolved in 2.5 M aqueous ammonia, and the substrate 1 on which the first semiconductor layer 3 made of the above-mentioned sample and CIGS as a comparative example was formed was immersed in each of the first semiconductor layers 3. A second semiconductor layer 4 made of CdS having a thickness of 50 nm was formed thereon. Further, a transparent second electrode layer 5 made of an Al-doped zinc oxide film was formed on the second semiconductor layer 4 by a sputtering method. Finally, an aluminum electrode (extraction electrode) was formed by vapor deposition, and a photoelectric conversion device 10 was produced as a sample and a comparative example.

そして、これらの光電変換装置について、それぞれ光電変換効率を測定した。なお、光電変換効率については、いわゆる定常光ソーラシミュレーターが用いられて、光電変換装置10の受光面に対する光の照射強度が100mW/cmであり且つAM(エアマス)が1.5である条件下での変換効率が測定された。 And about these photoelectric conversion apparatuses, the photoelectric conversion efficiency was measured, respectively. In addition, about photoelectric conversion efficiency, what is called a stationary light solar simulator is used, and the irradiation intensity of the light with respect to the light-receiving surface of the photoelectric conversion apparatus 10 is 100 mW / cm < 2 >, and AM (air mass) is 1.5. The conversion efficiency was measured.

測定の結果、比較例としての光電変換装置の光電変換効率は9%であったのに対し、サンプルとしての光電変換装置の光電変換効率は13%であり、優れていることがわかった。   As a result of the measurement, it was found that the photoelectric conversion efficiency of the photoelectric conversion device as a comparative example was 9%, whereas the photoelectric conversion efficiency of the photoelectric conversion device as a sample was 13%.

1:基板
2:第1の電極層
3:第1の半導体層
4:第2の半導体層
5:第2の電極層
6:第3の電極層
7:接続導体
8:集電電極
10:光電変換装置
1: Substrate 2: First electrode layer 3: First semiconductor layer 4: Second semiconductor layer 5: Second electrode layer 6: Third electrode layer 7: Connection conductor 8: Current collecting electrode 10: Photoelectric Conversion device

Claims (4)

III−VI族化合物半導体粒子と六方晶系構造のI−III−VI族化合物半導体粒子とを含む原料溶液を基板上に塗布して原料皮膜を形成する工程と、
該原料皮膜を加熱して前記III−VI族化合物半導体粒子と前記I−III−VI族化合物半導体粒子とを反応させることによって正方晶系構造のI−III−VI族化合物半導体層を作製する工程と
を具備することを特徴とする半導体層の製造方法。
Applying a raw material solution containing III-VI compound semiconductor particles and hexagonal I-III-VI compound semiconductor particles on a substrate to form a raw material film;
A step of producing a I-III-VI group compound semiconductor layer having a tetragonal structure by heating the raw material film and reacting the III-VI group compound semiconductor particles with the I-III-VI group compound semiconductor particles. A method for producing a semiconductor layer, comprising:
前記原料溶液にカルコゲン元素含有有機化合物をさらに含ませる、請求項1に記載の半導体層の製造方法。   The method for producing a semiconductor layer according to claim 1, further comprising a chalcogen element-containing organic compound in the raw material solution. 前記I−III−VI族化合物半導体粒子において、I族元素としてCuを、III族元素としてInおよびGaの少なくとも1種を、およびVI族元素としてSeを用い、
前記III−VI族化合物半導体粒子において、III族元素としてInおよびGaの少なくとも1種を、およびVI族元素としてSeを用いて、
前記I−III−VI族化合物半導体層において、I族元素をCuとし、III族元素をInおよびGaとし、VI族元素をSeとする、請求項1または2に記載の半導体層の製造方法。
In the I-III-VI group compound semiconductor particles, Cu is used as a group I element, at least one of In and Ga is used as a group III element, and Se is used as a group VI element.
In the group III-VI compound semiconductor particles, using at least one of In and Ga as a group III element and Se as a group VI element,
The method for producing a semiconductor layer according to claim 1 or 2, wherein in the I-III-VI group compound semiconductor layer, the group I element is Cu, the group III element is In and Ga, and the group VI element is Se.
基板上に請求項1乃至3のいずれかに記載の半導体層の製造方法によって前記I−III−VI族化合物半導体層を作製する工程と、
前記I−III−VI族化合物半導体層上に該I−III−VI族化合物半導体層とは異なる導電型の半導体層を作製する工程と
を具備することを特徴とする光電変換装置の製造方法。
A step of producing the I-III-VI group compound semiconductor layer on the substrate by the method of producing a semiconductor layer according to claim 1;
A process for producing a semiconductor layer having a conductivity type different from that of the I-III-VI group compound semiconductor layer on the I-III-VI group compound semiconductor layer.
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