JP2012109559A - Photoelectric conversion device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は光電変換装置に関するものである。 The present invention relates to a photoelectric conversion device.
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、基板上に裏面電極が形成され、この裏面電極上に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などからなる透明導電膜が形成されている(例えば、特許文献1参照)。 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 back electrode is formed on a substrate, and a light absorption layer made of an I-III-VI group compound semiconductor is formed on the back electrode. Further, a transparent conductive film made of ZnO or the like is formed on the light absorption layer via a buffer layer made of ZnS, CdS, or the like (for example, see Patent Document 1).
カルコパイライト系の光電変換装置において、I−III−VI族化合物半導体からなる光吸収層は、該光吸収層の内部において、I族元素とVI族元素とが部分的に異相を生成し、該異相の生成によって短絡が生じる可能性があった。 In the chalcopyrite-based photoelectric conversion device, the light-absorbing layer made of the I-III-VI group compound semiconductor partially generates a different phase between the Group I element and the Group VI element inside the light-absorbing layer, A short circuit may occur due to the generation of a heterogeneous phase.
そこで、本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は光吸収層内のI族とVI族との異相生成を低減して光電変換効率を向上させることにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to improve the photoelectric conversion efficiency by reducing the generation of a different phase between the group I and the group VI in the light absorption layer.
本発明の一実施形態に係る光電変換装置は、I族元素、III族元素およびVI族元素を含む化合物半導体を有する第1の半導体層と、該第1の半導体層上に配置された、該第1の半導体層とともにpn接合を形成する第2の半導体層とを備えている。本実施形態において、前記第1の半導体層は、該第1の半導体層における前記III族元素の平均モル濃度よりも前記第2の半導体層の近傍における前記III族元素のモル濃度の方が小さい。 A photoelectric conversion device according to an embodiment of the present invention includes a first semiconductor layer having a compound semiconductor containing a group I element, a group III element, and a group VI element, and the first semiconductor layer disposed on the first semiconductor layer, And a second semiconductor layer forming a pn junction together with the first semiconductor layer. In this embodiment, the first semiconductor layer has a smaller group III element molar concentration in the vicinity of the second semiconductor layer than an average molar concentration of the group III element in the first semiconductor layer. .
本発明の一実施形態に係る光電変換装置によれば、第1の半導体層におけるIII族元素の平均モル濃度よりも、第2の半導体層の近傍における第1の半導体層のIII族元素のモル濃度の方が小さいため、第2の半導体層の近傍以外の第1の半導体層内のI族元素およびVI族元素の少なくとも一方を相対的に減らすことができる。それゆえ、本実施形態では、第2の半導体層と第1の半導体層との界面におけるpn接合の品質を維持しつつ、第1の半導体層内のI族元素およびVI族元素の少なくとも一方の量を減らすことにより、I族元素とVI族元素との異相生成を低減することができる。その結果、本実施形態では、光電変換効率を向上させることができる。 According to the photoelectric conversion device of one embodiment of the present invention, the molarity of the group III element in the first semiconductor layer in the vicinity of the second semiconductor layer is higher than the average molar concentration of the group III element in the first semiconductor layer. Since the concentration is smaller, at least one of the group I element and the group VI element in the first semiconductor layer other than the vicinity of the second semiconductor layer can be relatively reduced. Therefore, in the present embodiment, while maintaining the quality of the pn junction at the interface between the second semiconductor layer and the first semiconductor layer, at least one of the group I element and the group VI element in the first semiconductor layer is maintained. By reducing the amount, it is possible to reduce the heterogeneous formation between the group I element and the group VI element. As a result, in this embodiment, the photoelectric conversion efficiency can be improved.
以下に本発明の光電変換装置の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the photoelectric conversion device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本発明の一実施形態に係る光電変換装置10は、図1および図2に示すように、基板1と、第1の電極層2と、第1の半導体層に相当する光吸収層3と、第2の半導体層に相当するバッファ層4と、第2の電極層5とを含んでいる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
光電変換装置10は、図1に示すように、複数並べて形成されており、光電変換モジュール11を構成している。そして、光電変換装置10は、光吸収層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。隣接する光電変換装置10同士は、光吸収層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としての機能を兼ねている。この構成により、隣接する光電変換装置10同士は、互いに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は光吸収層3およびバッファ層4を分断するように設けられている。そのため、光電変換装置10では、第1の電極層2と第2の電極層5とで挟まれた光吸収層3とバッファ層4とで光電変換が行なわれる。さらに、本実施形態のように、第2の電極層5上に集電電極8が設けられていてもよい。
As shown in FIG. 1, a plurality of
次に、光電変換装置10の各部材について説明する。
Next, each member of the
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、樹脂等が挙げられる。
The substrate 1 is for supporting the
第1の電極層2および第3の電極層6は、Mo(モリブデン)、Al(アルミニウム)、Ti(チタン)またはAu(金)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
光吸収層3は、光を吸収するとともに、バッファ層4と協働して光電変換を行うものである。光吸収層3は、カルコパイライト系化合物半導体を含んでなり、第1の電極層2上および第3の電極層上に設けられている。ここで、カルコパイライト系化合物半導体とは、I−B族元素(11族元素ともいう)のようなI族元素と、III−B族元素(13族元素ともいう)のようなIII族元素と、VI−B族元素(16族元素ともいう)のようなVI族元素との化合物半導体である(CIS系化合物半導体ともいう)。カルコパイライト系化合物半導体としては、例えば、Cu(In,Ga)Se2(CIGSともいう)、Cu(In,Ga)(Se,S)2(CIGSSともいう)およびCuInS2(CISともいう)が挙げられる。なお、Cu(In,Ga)Se2とは、Cu、In、GaおよびSeから主に構成された化合物をいう。また、Cu(In,Ga)(Se,S)2とは、Cu、In、Ga、SeおよびSから主に構成された化合物をいう。
The light absorption layer 3 absorbs light and performs photoelectric conversion in cooperation with the buffer layer 4. The light absorption layer 3 includes a chalcopyrite compound semiconductor and is provided on the
光吸収層3は、光電変換効率を高めるという観点から、例えば、1.0〜2.5μmの厚みであるのがよい。 From the viewpoint of increasing the photoelectric conversion efficiency, the light absorption layer 3 may have a thickness of 1.0 to 2.5 μm, for example.
そして、本実施形態において、光吸収層3は、光吸収層3におけるIII族元素の平均モル濃度よりもバッファ層4の近傍におけるIII族元素のモル濃度の方を小さくしている。これにより、バッファ層4の近傍以外の光吸収層3内のI族元素およびVI族元素の少なくとも一方をIII族元素に対して相対的に減らすことができる。より詳細に言えば、I族元素の量およびVI族元素の量をIII族元素の量で割った値が、バッファ層4の近傍以外の光吸収層3内において減っているということになる。それゆえ、本実施形態では、バッファ層4と光吸収層3との界面におけるpn接合の品質を維持しつつ、光吸収層3内のI族元素およびVI族元素の少なくとも一方の量を減らすことにより、I族元素とVI族元素との間で生じ得る異相生成を低減することができる。 In the present embodiment, the light absorption layer 3 has the group III element molar concentration in the vicinity of the buffer layer 4 smaller than the average molar concentration of the group III element in the light absorption layer 3. Thereby, at least one of the group I element and the group VI element in the light absorption layer 3 other than the vicinity of the buffer layer 4 can be reduced relative to the group III element. More specifically, the value obtained by dividing the amount of the group I element and the amount of the group VI element by the amount of the group III element is reduced in the light absorption layer 3 other than the vicinity of the buffer layer 4. Therefore, in the present embodiment, the amount of at least one of the group I element and the group VI element in the light absorption layer 3 is reduced while maintaining the quality of the pn junction at the interface between the buffer layer 4 and the light absorption layer 3. Therefore, it is possible to reduce the heterogeneous generation that can occur between the group I element and the group VI element.
この異相とは、光吸収層3で所望される化合物とは異なるものを指す。具体的に、例えば、I族元素がCu(銅)、III族元素がIn(インジウム)、Ga(ガリウム)、VI族元素がSe(セレン)を含む場合、所望される化合物はCuInSe2、CuGaSe2またはCuInSe2とCuGaSe2との混合物である。しかしながら、光吸収層3内には、CuInSe2およびCuGaSe2とは異なる構造を有するCu2Seが部分的に生成される。そして、このCu2Seが異相となる。このCu2Seは、導電性を有しているため、光吸収層3内で短絡が生じて光電変換効率の低下を引き起こす場合がある。これに対し、本実施形態では、光吸収層3内のCu(I族元素)およびSe(VI族元素)の少なくとも一方を減らすことにより、光吸収層3におけるCu2Seの発生を低減することができる。 This different phase refers to a compound different from the compound desired in the light absorption layer 3. Specifically, for example, when the group I element includes Cu (copper), the group III element includes In (indium), Ga (gallium), and the group VI element includes Se (selenium), the desired compounds are CuInSe 2 and CuGaSe. 2 or a mixture of CuInSe 2 and CuGaSe 2 . However, Cu 2 Se having a structure different from CuInSe 2 and CuGaSe 2 is partially generated in the light absorption layer 3. Then, the Cu 2 Se is out-of-phase. Since this Cu 2 Se has conductivity, there is a case where a short circuit occurs in the light absorption layer 3 to cause a decrease in photoelectric conversion efficiency. On the other hand, in the present embodiment, the generation of Cu 2 Se in the light absorption layer 3 is reduced by reducing at least one of Cu (Group I element) and Se (Group VI element) in the light absorption layer 3. Can do.
一方で、光電変換装置10は、光吸収層3とバッファ層4との界面でpn接合を形成している。このpn接合部では、I族元素、III族元素およびVI族元素が所定の割合であるほうが望ましい。具体的に、例えば、I族元素がCu、III族元素がIn、Ga、VI族元素がSeを含む場合、pn接合が形成される付近、すなわち、光吸収層3のバッファ4の近傍において、その組成(モル比)が、Cu:(In+Ga):Se=1:1:2が理想である。そのため、本実施形態では、バッファ層4の近傍における光吸収層3を理想のモル比を維持しつつ、バッファ層4の近傍以外の光吸収層3の各種元素の濃度を制御している。なお、光吸収層3のバッファ層4の近傍とは、図2中の積層方向Aにおける光吸収層3の厚みの1/10を指す。
On the other hand, the
また、光吸収層3における平均のモル濃度としては、I族元素がCu、III族元素がIn、Ga、VI族元素がSeを含む場合、例えば、Cuが22〜24mol%、InおよびGaが26〜28mol%、Seが48〜52mol%である。また、光吸収層3のバッファ層4の近傍におけるIII族元素(In、Ga)のモル濃度は、上記した光吸収層3におけるIII族の平均モル濃度の1%以上小さい。 In addition, as the average molar concentration in the light absorption layer 3, when the group I element includes Cu, the group III element includes In, Ga, and the group VI element includes Se, for example, Cu is 22 to 24 mol%, and In and Ga are 26-28 mol%, Se is 48-52 mol%. Further, the molar concentration of the group III element (In, Ga) in the vicinity of the buffer layer 4 of the light absorption layer 3 is 1% or more smaller than the average molar concentration of group III in the light absorption layer 3 described above.
さらに、本実施形態において、III族元素がガリウムを含む場合、光吸収層3におけるガリウムの平均モル濃度よりもバッファ層4の近傍におけるガリウムのモル濃度の方が小さいほうがよい。そのため、上記構成において、III族元素としてさらにインジウムを含んでいる場合、光吸収層3の厚み方向において、インジウムは、ガリウムのモル濃度と逆の分布を示すようになる。このとき、バッファ層4の近傍における光吸収層3のガリウムのモル濃度は、当該近傍を除く部位における光吸収層3のガリウムのモル濃度よりも0.5〜2.5mol%程度小さければよい。 Furthermore, in this embodiment, when the group III element contains gallium, the molar concentration of gallium in the vicinity of the buffer layer 4 is preferably smaller than the average molar concentration of gallium in the light absorption layer 3. Therefore, in the above configuration, when indium is further included as a group III element, indium exhibits a distribution opposite to the molar concentration of gallium in the thickness direction of the light absorption layer 3. At this time, the molar concentration of gallium in the light absorption layer 3 in the vicinity of the buffer layer 4 may be about 0.5 to 2.5 mol% lower than the molar concentration of gallium in the light absorption layer 3 in the portion other than the vicinity.
このような形態であれば、光吸収層3の深さ方向(積層方向Aの逆方向)に対して生じるバンドギャップを変化させることができる。これにより、光吸収層3内に生じる電界によって光励起されたキャリアがバッファ層4側に輸送されやすくなる。その結果、光電変換装置10の短絡電流および光電変換効率が向上する。
With such a configuration, it is possible to change the band gap generated in the depth direction of the light absorption layer 3 (the direction opposite to the stacking direction A). As a result, carriers photoexcited by the electric field generated in the light absorption layer 3 are easily transported to the buffer layer 4 side. As a result, the short circuit current and the photoelectric conversion efficiency of the
また、III族元素がガリウムを含む場合、光吸収層3におけるガリウムのモル濃度は、光吸収層3のバッファ層4側の部位から光吸収層3のバッファ層4と反対側の部位に向かって大きくなっていてもよい。すなわち、光吸収層3におけるガリウムのモル濃度は、バッファ層4側から光吸収層3の深さ方向に向かうにつれて大きくなっている。このような形態であれば、上述したバンドギャップを徐々に変化させることができるため、より短絡電流および光電変換効率が向上する。 When the group III element contains gallium, the molar concentration of gallium in the light absorption layer 3 is from the portion of the light absorption layer 3 on the buffer layer 4 side to the portion of the light absorption layer 3 opposite to the buffer layer 4. It may be bigger. That is, the molar concentration of gallium in the light absorption layer 3 increases from the buffer layer 4 side in the depth direction of the light absorption layer 3. With such a configuration, the above-described band gap can be gradually changed, so that the short-circuit current and the photoelectric conversion efficiency are further improved.
さらに、本実施形態において、I族元素がCuを含む場合、光吸収層3は、バッファ層4の近傍におけるCuのモル濃度よりも光吸収層3におけるCuの平均モル濃度の方が小
さいほうがよい。このように、光吸収層3におけるCuの平均モル濃度を小さくすれば、Cu2Seの生成を低減することができる。Cu2Seは、CuとSeとがCu:Se=2:1の割合で結合するため、光吸収層3内でCuの割合を減らす、すなわち、Cuのモル濃度を小さくするようにした方が、VI族元素(Se)を減らすよりも、より効率良くCu2Seの生成を低減できる。このような場合、バッファ層4の近傍におけるCuのモル濃度は、光吸収層3におけるCuの平均モル濃度の1%以上大きければよい。
Furthermore, in this embodiment, when the group I element contains Cu, the light absorption layer 3 should have a smaller average molar concentration of Cu in the light absorption layer 3 than the molar concentration of Cu in the vicinity of the buffer layer 4. . Thus, if the average molar concentration of Cu in the light absorption layer 3 is reduced, the production of Cu 2 Se can be reduced. In Cu 2 Se, since Cu and Se are bonded at a ratio of Cu: Se = 2: 1, the ratio of Cu in the light absorption layer 3 should be reduced, that is, the molar concentration of Cu should be reduced. The production of Cu 2 Se can be reduced more efficiently than the reduction of group VI elements (Se). In such a case, the molar concentration of Cu in the vicinity of the buffer layer 4 only needs to be 1% or more of the average molar concentration of Cu in the light absorption layer 3.
さらに、本実施形態において、VI族元素がSeを含む場合、光吸収層3は、該光吸収層3におけるSeの平均モル濃度よりもバッファ層4の近傍におけるSeのモル濃度の方が大きいほうがよい。このように、バッファ層4の近傍におけるSeのモル濃度を大きくすれば、pn接合付近における欠陥をSeで効率良く埋めることができるため、pn接合の品質を向上させることができる。このような場合、バッファ層4の近傍におけるSeのモル濃度は、光吸収層3におけるSeの平均モル濃度の2%以上大きければ、より良好なpn接合が可能である。 Furthermore, in this embodiment, when the VI group element contains Se, the light absorption layer 3 has a higher Se molar concentration in the vicinity of the buffer layer 4 than the average molar concentration of Se in the light absorption layer 3. Good. Thus, if the molar concentration of Se in the vicinity of the buffer layer 4 is increased, defects in the vicinity of the pn junction can be efficiently filled with Se, so that the quality of the pn junction can be improved. In such a case, a better pn junction is possible if the molar concentration of Se in the vicinity of the buffer layer 4 is 2% or more of the average molar concentration of Se in the light absorption layer 3.
光吸収層3の各種元素のモル濃度は、例えば、断面を電子顕微鏡観察しながらエネルギー分散型X線分析法(EDS:Energy Dispersive x-ray Spectroscopy)を用いて測定できる。また、他の方法としては、エッチング等で光吸収層3を厚み方向に削りながらX線光電子分光法(XPS:X-ray photoelectron spectroscopy)、オージェ電子分光(AES:Auger Electron Spectroscopy)等で測定してもよい。また、光吸収層3におけるIII族元素の平均モル濃度は、例えば、上記いずれかの方法で測定する場合、光吸収層3の任意の10点の断面(積層方向Aにおける断面)を選択して測定し、その数値の平均値とすればよい。また、バッファ層4の近傍における各種元素のモル濃度は、光吸収層3のバッファ層4との接合面から深さ方向(積層方向Aと逆方向)に光吸収層3の厚みの1/10の領域において、任意の10点の断面(積層方向Aにおける断面)を選択して測定し、その数値の平均値とすればよい。 The molar concentration of various elements in the light absorption layer 3 can be measured using, for example, an energy dispersive x-ray spectroscopy (EDS) while observing the cross section with an electron microscope. Other methods include X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Auger Electron Spectroscopy (AES), etc. while the light absorption layer 3 is shaved in the thickness direction by etching or the like. May be. Further, the average molar concentration of the group III element in the light absorption layer 3 is determined by, for example, selecting any 10 cross sections (cross sections in the stacking direction A) of the light absorption layer 3 when measuring by any of the above methods. Measure and use the average value. The molar concentration of each element in the vicinity of the buffer layer 4 is 1/10 of the thickness of the light absorption layer 3 in the depth direction (the direction opposite to the stacking direction A) from the joint surface of the light absorption layer 3 with the buffer layer 4. In this region, any 10 cross-sections (cross-sections in the stacking direction A) may be selected and measured, and the average value thereof may be obtained.
このような光吸収層3は、例えば、次のようにして作製される。まず、第1の電極層2を有する基板1上に、I−B族元素、III−B族元素およびVI−B族元素を含むカルコパイライト系化合物の原料溶液を塗布することにより第1前駆体を形成する(A1工程)。次に、上記第1前駆体を仮焼(加熱処理)することにより仮焼第1前駆体を形成する(A2工程)。このA2工程における仮焼第1前駆体の形成温度は250〜350℃である。次に、窒素やアルゴン等の不活性雰囲気中で上記仮焼第1前駆体を加熱することにより光吸収層3の第1層を形成する(A3工程)。このA3工程における第1層の形成温度は400〜600℃である。次に、この第1層上にI−B族元素、III−B族元素およびVI−B族元素を含むカルコパイライト系化合物の原料溶液を塗布することにより第2前駆体を形成する(A4工程)。次に、窒素やアルゴン等の不活性雰囲気中で上記第2前駆体を仮焼(加熱処理)することにより仮焼第2前駆体を形成する(A5工程)。このA5工程における仮焼第2前駆体の形成温度は250〜350℃である。次に、VI−B族元素を含む雰囲気または窒素やアルゴン等の不活性雰囲気中で上記第2前駆体を加熱することにより第2層を形成する(A6工程)。このA6工程における第2層の形成温度は400〜600℃である。次に、第2層上にI−B族元素、III−B族元素およびVI−B族元素を含むカルコパイライト系化合物の原料溶液を塗布することにより第3前駆体を形成する(A7工程)。次に、窒素やアルゴン等の不活性雰囲気中で上記第3前駆体を仮焼(加熱処理)することにより仮焼第3前駆体を形成する(A8工程)。このA8工程における仮焼第3前駆体の形成温度は250〜350℃である。次に、VI−B族元素を含む雰囲気または窒素やアルゴン等の不活性雰囲気中で上記第3前駆体を加熱することにより第3層を形成する(A9工程)。このA9工程における第3層の形成温度は400〜600℃である。
Such a light absorption layer 3 is produced as follows, for example. First, a first precursor is prepared by applying a raw material solution of a chalcopyrite compound containing a group I-B element, a group III-B element and a group VI-B element on a substrate 1 having a
上述した工程に用いる原料溶液としては、例えば、I−B族金属と、III−B族金属と
、含カルコゲン元素含有有機化合物と、ルイス塩基性有機溶剤とを含んだものが好ましい。このような原料溶液は、含カルコゲン元素含有有機化合物とルイス塩基性有機溶剤とを含む溶媒(以下、含カルコゲン元素含有有機化合物とルイス塩基性有機溶剤とを含む溶媒を混合溶媒Sともいう)を用いることによって、I−B族金属およびIII−B族金属を良好に溶解させて6wt%以上(混合溶媒Sに対する、I−B族金属およびIII−B族金属の合計の濃度)の原料溶液を作製できる。つまり、このような混合溶媒Sを用いることにより、含カルコゲン元素含有有機化合物のみ、またはルイス塩基性有機溶剤のみでI−B族金属およびIII−B族金属の溶液を作製した場合に比べ、比較的、高濃度の溶液を得ることができる。よって、この原料溶液を用いて被膜状の前駆体を形成することにより、一度の塗布でも比較的厚い良好な前駆体を得ることができ、その結果、所望の厚みの光吸収層3を容易にかつ良好に作製することができる。
As a raw material solution used for the process mentioned above, what contains the IB group metal, the III-B group metal, the chalcogen-containing organic compound, and the Lewis basic organic solvent is preferable, for example. Such a raw material solution includes a solvent containing a chalcogen element-containing organic compound and a Lewis basic organic solvent (hereinafter, a solvent containing a chalcogen element-containing organic compound and a Lewis basic organic solvent is also referred to as a mixed solvent S). By using, a raw material solution of 6 wt% or more (total concentration of the group IB metal and group III-B metal with respect to the mixed solvent S) is obtained by dissolving the group IB metal and group III-B metal well Can be made. That is, by using such a mixed solvent S, compared with the case where a solution of a group I-B metal and a group III-B metal is prepared using only a chalcogen-containing organic compound or only a Lewis basic organic solvent. A high concentration solution can be obtained. Therefore, by forming a film-like precursor using this raw material solution, a good precursor that is relatively thick can be obtained even by a single application, and as a result, the light absorption layer 3 having a desired thickness can be easily formed. Moreover, it can be produced satisfactorily.
含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(硫黄)、Se(セレン)、Te(テルル)をいう。カルコゲン元素がS(硫黄)である場合、含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。 The chalcogen-containing organic compound is an organic compound containing a chalcogen element. The chalcogen element refers to S (sulfur), Se (selenium), and Te (tellurium) among the VI-B group elements. When the chalcogen element is S (sulfur), examples of the chalcogen-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、含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-containing organic compound include selenol, selenide, diselenide, selenoxide, selenone and the like. 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、含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-containing organic compound include tellurol, telluride, ditelluride, and the like.
ルイス塩基性有機溶剤とは、ルイス塩基となり得る有機溶剤である。ルイス塩基性有機溶剤としては、ピリジン、アニリン、トリフェニルフォスフィン等およびこれらの誘導体が挙げられる。特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。 A Lewis basic organic solvent is an organic solvent that can be a Lewis base. Examples of the Lewis basic organic solvent include pyridine, aniline, triphenylphosphine, and derivatives thereof. In particular, those having a boiling point of 100 ° C. or higher are preferable from the viewpoint of improving the coating property.
好ましくは、上記I−B族金属と上記含カルコゲン元素含有有機化合物とが化学結合しており、上記III−B族金属と上記含カルコゲン元素含有有機化合物とが化学結合しており、上記含カルコゲン元素含有有機化合物と上記ルイス塩基性有機溶剤とが化学結合していることが好ましい。これにより、8wt%以上のより高濃度の原料溶液を作製できる。 Preferably, the group IB metal and the chalcogen-containing organic compound are chemically bonded, the group III-B metal and the chalcogen-containing organic compound are chemically bonded, and the chalcogen-containing metal The element-containing organic compound and the Lewis basic organic solvent are preferably chemically bonded. Thereby, a higher concentration raw material solution of 8 wt% or more can be produced.
I−B族金属と含カルコゲン元素含有有機化合物との化学結合、III−B族金属と含カルコゲン元素含有有機化合物との化学結合および含カルコゲン元素含有有機化合物とルイス塩基性有機溶剤との化学結合とは、I−B族金属と含カルコゲン元素含有有機化合物中のカルコゲン元素との配位結合等の化学的な結合、III−B族金属と含カルコゲン元素含有有機化合物中のカルコゲン元素との配位結合等の化学的な結合、および、含カルコゲン元素含有有機化合物中のカルコゲン元素とルイス塩基性有機溶剤との配位結合等の化学的な結合であり、例えば、NMR(NMR:Nuclear Magnetic Resonance)法により、確認
することができる。そして、この方法によれば、I−B族金属と含カルコゲン元素含有有機化合物との化学結合は、カルコゲン元素の多核NMRのピークシフトとして検出できる。また、III−B族金属と含カルコゲン元素含有有機化合物との化学結合はカルコゲン元素の多核NMRのピークシフトとして検出できる。また、含カルコゲン元素含有有機化合物とルイス塩基性有機溶剤との化学結合は有機溶剤由来のピークのシフトとして検出できる。好ましくは、I−B族金属と含カルコゲン元素含有有機化合物との化学結合のモル数は、含カルコゲン元素含有有機化合物とルイス塩基性有機溶剤との化学結合のモル数の0.1〜10倍の範囲であるのがよい。
Chemical bond between group IB metal and chalcogen-containing organic compound, chemical bond between group III-B metal and chalcogen-containing organic compound, and chemical bond between chalcogen-containing organic compound and Lewis basic organic solvent Is a chemical bond such as a coordinate bond between a IB group metal and a chalcogen element in a chalcogen element-containing organic compound, and a coordination between a III-B metal and a chalcogen element in the chalcogen element-containing organic compound. Chemical bonds such as coordinate bonds, and chemical bonds such as coordinate bonds between chalcogen elements and Lewis basic organic solvents in chalcogen-containing organic compounds, such as NMR (NMR: Nuclear Magnetic Resonance). ) Method can be confirmed. And according to this method, the chemical bond between the group IB metal and the chalcogen-containing organic compound can be detected as a peak shift of multinuclear NMR of the chalcogen element. Moreover, the chemical bond between the III-B group metal and the chalcogen-containing organic compound can be detected as a peak shift in multinuclear NMR of the chalcogen element. Moreover, the chemical bond between the chalcogen-containing organic compound and the Lewis basic organic solvent can be detected as a peak shift derived from the organic solvent. Preferably, the number of moles of the chemical bond between the group IB metal and the chalcogen-containing organic compound is 0.1 to 10 times the number of moles of the chemical bond between the chalcogen-containing organic compound and the Lewis basic organic solvent. It is good to be in the range.
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。含カルコゲン元素含有有機化合物は、ルイス塩基性有機溶剤に対して0.1〜10倍であるのがよい。これにより、I−B族金属と含カルコゲン元素含有有機化合物との化学結合、III−B族金属と含カルコゲン元素含有有機化合物との化学結合および含カルコゲン元素含有有機化合物とルイス塩基性有機溶剤との化学結合を良好に形成することができ、高濃度のI−B族金属およびIII−B族金属の溶液を得ることができる。 The mixed solvent S is preferably a combination that becomes liquid at room temperature from the viewpoint of handleability. The amount of the chalcogen-containing organic compound is preferably 0.1 to 10 times that of the Lewis basic organic solvent. Thus, a chemical bond between the group IB metal and the chalcogen element-containing organic compound, a chemical bond between the group III-B metal and the chalcogen element-containing organic compound, and the chalcogen element-containing organic compound and the Lewis basic organic solvent Thus, a high concentration of Group I-B metal and Group III-B metal solution can be obtained.
混合溶媒Sに、I−B族金属およびIII−B族金属を溶解させて溶液を作製する方法としては、上記混合溶媒SにI−B族金属およびIII−B族金属を直接溶解させればよい。なお、I−B族金属およびIII−B族金属は、いずれかが金属塩であってもよい。光吸収層3にI−III−VI化合物半導体の成分以外の不純物が残るのを抑制するという観点からは、I−B族金属およびIII−B族金属を混合溶媒Sに直接溶解させることが好ましい。なお、I−B族金属およびIII−B族金属を混合溶媒Sに直接溶解させるというのは、単体金属の地金または合金の地金を直接、混合溶媒Sに混入し、溶解させることをいう。これにより、単体金属の地金または合金の地金を、一旦、他の化合物(例えば塩化物などの金属塩)に変化させた後に溶媒に溶解させるという余計な工程は必要なく、工程が簡略化できるとともに、光吸収層3を構成する元素以外の元素が含まれるのを抑制することができ、光吸収層3の純度を高めることができる。 As a method of preparing a solution by dissolving the Group IB metal and the Group III-B metal in the mixed solvent S, the group IB metal and the Group III-B metal are directly dissolved in the mixed solvent S. Good. In addition, any of the IB group metal and the III-B group metal may be a metal salt. From the viewpoint of suppressing impurities other than the components of the I-III-VI compound semiconductor from remaining in the light absorption layer 3, it is preferable to directly dissolve the Group IB metal and the Group III-B metal in the mixed solvent S. . Note that the fact that the Group I-B metal and the Group III-B metal are directly dissolved in the mixed solvent S means that a single metal ingot or alloy ingot is directly mixed into the mixed solvent S and dissolved. . As a result, there is no need for an extra step of dissolving a single metal ingot or alloy ingot into another compound (for example, a metal salt such as chloride) and then dissolving it in a solvent, thus simplifying the process. In addition, it is possible to suppress the inclusion of elements other than the elements constituting the light absorption layer 3 and increase the purity of the light absorption layer 3.
I−B族金属はCu(銅)やAg(銀)などのI−B族金属である。I−B族金属は1種の元素であってもよく、2種以上の元素であってもよい。2種以上の元素である場合、混合溶媒Sに、I−B族金属を溶解させて溶液を作製する方法としては、上記混合溶媒Sに2種以上のI−B族金属の混合物を一度に溶解させてもよい。あるいは、各元素のI−B族金属をそれぞれ上記混合溶媒Sに溶解させた後、これらを混合してもよい。 The group IB metal is a group IB metal such as Cu (copper) or Ag (silver). The IB group metal may be one element or two or more elements. In the case of two or more elements, a method for preparing a solution by dissolving a group IB metal in the mixed solvent S is to mix a mixture of two or more group IB metals in the mixed solvent S at a time. It may be dissolved. Or you may mix these, after dissolving the IB group metal of each element in the said mixed solvent S, respectively.
III−B族金属はGa(ガリウム)やIn(インジウム)などのIII−B族金属である。III−B族金属は1種の元素であってもよく、2種以上の元素であってもよい。2種以上の元素である場合、混合溶媒Sに、III−B族金属を溶解させて溶液を作製する方法としては、上記混合溶媒Sに2種以上のIII−B族金属の混合物を一度に溶解させてもよい。あるいは、各元素のIII−B族金属をそれぞれ上記混合溶媒Sに溶解させた後、これらを混合してもよい。 The group III-B metal is a group III-B metal such as Ga (gallium) or In (indium). The group III-B metal may be one element or two or more elements. In the case of two or more elements, as a method of preparing a solution by dissolving a group III-B metal in the mixed solvent S, a mixture of two or more group III-B metals is mixed into the mixed solvent S at a time. It may be dissolved. Alternatively, the III-B group metals of each element may be dissolved in the mixed solvent S and then mixed.
そして、本実施形態では、上記したA1工程、A4工程、A7工程でそれぞれ用いている原料溶液の組成を変えることにより、光吸収層3内のI族元素、III族元素およびVI族元素のモル濃度を制御している。具体的に、III族元素の各工程に使用する原料溶液のモル濃度の大小関係は、A7工程<A4工程<A1工程である。また、I族元素およびVI族元素の各工程に使用する原料溶液のモル濃度の大小関係は、A1工程<A4工程<A7工程である。このように、各種元素のモル濃度を調製した原料溶液を各工程で使い分けることにより、光吸収層3の積層方向における各種元素のモル濃度を調製できる。それゆえ、光吸収層3の積層方向Aに沿って、III族元素のインジウムおよびガリウムの濃度を変える場合、各工程に使用する原料溶液のインジウムおよびガリウムのモル濃度を適宜調製した
ものを用いればよい。
In this embodiment, the moles of the group I element, group III element, and group VI element in the light absorption layer 3 are changed by changing the composition of the raw material solution used in each of the steps A1, A4, and A7. The concentration is controlled. Specifically, the magnitude relationship of the molar concentration of the raw material solution used in each step of the group III element is A7 step <A4 step <A1 step. Moreover, the magnitude relationship of the molar concentration of the raw material solution used for each process of a group I element and a group VI element is A1 process <A4 process <A7 process. Thus, the molar concentration of various elements in the stacking direction of the light absorption layer 3 can be adjusted by properly using the raw material solution in which the molar concentration of various elements is adjusted in each step. Therefore, when the concentration of the group III element indium and gallium is changed along the stacking direction A of the light absorption layer 3, if the molar concentration of indium and gallium in the raw material solution used in each step is appropriately adjusted, Good.
なお、上述した製法は、A1〜A9工程を経て3層の半導体層より成る光吸収層3で例示しているが、さらに多くの半導体層を積層させて光吸収層3を作製してもよい。この場合は、基板1側の半導体層よりもバッファ層4側に設ける半導体層が、I族元素およびVI族元素のモル濃度が大きく、且つIII族元素のモル濃度が小さくなるように原料溶液を調製すればよい。 In addition, although the manufacturing method mentioned above has illustrated by the light absorption layer 3 which consists of a three-layer semiconductor layer through A1-A9 process, you may produce the light absorption layer 3 by laminating | stacking more semiconductor layers. . In this case, the raw material solution is so arranged that the semiconductor layer provided on the buffer layer 4 side than the semiconductor layer on the substrate 1 side has a higher molar concentration of group I and VI elements and a lower molar concentration of group III elements. What is necessary is just to prepare.
なお、光吸収層3は、上述した原料溶液の塗布による方法だけでなく、例えば、蒸着法を用いて作製してもよい。このとき、基板1側の半導体層よりもバッファ層4側に設ける半導体層が、例えば、I族元素およびVI族元素のモル濃度が大きく、且つIII族元素のモル濃度が小さくなるように、各種元素の蒸着速度を変えることで、各種元素の量を制御すればよい。 Note that the light absorption layer 3 may be manufactured not only by the above-described method of applying the raw material solution but also by using, for example, a vapor deposition method. At this time, the semiconductor layer provided on the buffer layer 4 side rather than the semiconductor layer on the substrate 1 side has various molar concentrations of, for example, a group I element and a group VI element and a group III element. What is necessary is just to control the quantity of various elements by changing the vapor deposition rate of an element.
光電変換装置10は、上記半導体層を光吸収層3として用い、この光吸収層3上にバッファ層4が形成される。バッファ層4とは、光吸収層3に対してヘテロ接合を行う層をいう。また、光吸収層3がp型半導体であるため、バッファ層4はn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、バッファ層は、抵抗率が1Ω・cm以上の層であるのがよい。バッファ層4としては、例えば、CdS、ZnS、ZnO、In2S3、In(OH,S)、(Zn,In)(Se,OH)、および(Zn,Mg)O等が挙げられ、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。バッファ層4は光吸収層3の吸収効率を高めるため、光吸収層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
バッファ層4がインジウムを含む場合、第2の電極層5は酸化インジウムを含むことが好ましい。第2の電極層5が酸化インジウムを含むことで、透明性が高いとともに高い導電率を有することができる。さらに、バッファ層4にインジウムを含むことで、バッファ層4と第2の電極層5が同じ元素を含み、層間の元素の相互拡散による導電率の変化を抑制することができる。また、光吸収層3はインジウムを含むカルコパイライト系の材料であり、バッファ層4はインジウムを含み、第2の電極層5が酸化インジウムを含むことが好ましい。このような形態では、光吸収層3、バッファ層4、第2の電極層5がすべてインジウムを含むことにより、層間の元素の相互拡散による導電率やキャリア濃度の変化を低減することができる。
When the buffer layer 4 contains indium, the
光電変換装置10の耐湿性を向上するという観点からは、バッファ層4はIII−VI族化合物を主成分として含むことが好ましい。なお、III−VI族化合物とは、III−B族元素とVI−B族元素との化合物である。また、III−VI族化合物を主成分として含むというのは、バッファ層4を構成する化合物のうち、III−VI族化合物が50mol%以上、より好ましくは80mol%以上であることをいう。さらに光電変換装置10の耐湿性を向上するという観点からは、バッファ層4を構成する金属元素のうち、Zn元素が50原子%以下、より好ましくは20原子%以下であるのがよい。
From the viewpoint of improving the moisture resistance of the
また、バッファ層4は、その厚みが10〜200nmであり、好ましくは100nm以上であるのがよい。これにより、高温高湿条件化における光電変換効率の低下を特に効果的に抑制することができる。 The buffer layer 4 has a thickness of 10 to 200 nm, preferably 100 nm or more. Thereby, the fall of the photoelectric conversion efficiency in high temperature, high humidity conditions can be suppressed especially effectively.
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。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、バッファ層4よりも抵抗率の低い層であり、光吸収層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
第2の電極層5は光吸収層3の吸収効率を高めるため、光吸収層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。
In order to increase the absorption efficiency of the light absorption layer 3, the
光電変換装置10の耐湿性を向上するという観点からは、第2の電極層5はIII−VI族化合物を主成分として含むことが好ましい。なお、III−VI族化合物を主成分として含むというのは、第2の電極層5を構成する化合物のうち、III−VI族化合物(複数種のIII−VI族化合物がある場合、その合計)が50mol%以上、より好ましくは80mol%以上であることをいう。さらに光電変換セル10の耐湿性を向上するという観点からは、第2の電極層5を構成する金属元素のうち、Zn元素が50原子%以下、より好ましくは20原子%以下であるのがよい。
From the viewpoint of improving the moisture resistance of the
光電変換装置10において、バッファ層4と第2の電極層5とを合わせた部分、すなわち、光吸収層3と集電電極8とで挟まれる部分は、III−VI族化合物を主成分として含むことが好ましい。なお、III−VI族化合物を主成分として含むというのは、このバッファ層4と第2の電極層5とを合わせた部分を構成する化合物のうち、III−VI族化合物(複数種のIII−VI族化合物がある場合、その合計)が50mol%以上、より好ましくは80mol%以上であることをいう。さらに光電変換セル20の耐湿性を向上するという観点からは、このバッファ層4と第2の電極層5とを合わせた部分を構成する金属元素のうち、Zn元素が50原子%以下、より好ましくは20原子%以下である
のがよい。
In the
光電変換装置10は、複数個並べてこれらを電気的に接続し、光電変換モジュール11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に示すように、光電変換装置10は、光吸収層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、光吸収層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
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
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の各光吸収層3も分断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
集電電極8は、第2の電極層5の電気抵抗を小さくする機能を有する。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、光吸収層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。
The
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
わたって線状に形成されている。これにより、光吸収層3の光電変換により生じた電荷を第2の電極層5を介して集電電極8に集電した後、接続導体7を介して隣接する光電変換装置10に良好に導電させることができる。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を薄くしても光吸収層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
集電電極8は光吸収層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
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所定のパターンに印刷し、これを硬化することによって形成することができる。
The
集電電極8は、半田を含むことが好ましい。これにより、曲げ応力に対する耐性を高めることができるとともに、抵抗をより低下させることができる。また、集電電極8は、融点の異なる金属を2種以上含み、少なくとも1種の金属を溶融させ、他の少なくとも1種の金属は溶融しない温度で加熱して硬化したものがよい。これにより、低い融点の金属が溶融して集電電極8を緻密化し、抵抗を下げることができるとともに、加熱して硬化させる際に溶融した金属が広がろうとするのを高い融点の金属によって低減することができる。
The
集電電極8は、平面視して光吸収層3の外周端部まで達するように設けられているとよい。このような形態では、集電電極8が光吸収層3の外周部を保護し、光吸収層3の外周部での欠けを抑制して光吸収層3の外周部においても光電変換を良好に行うことができる。また、この光吸収層3の外周部で発生した電流を外周端部まで達する集電電極8によって効率よく取り出すことができる。その結果、このような形態では、光電変換効率を高めることができる。
The
このように光吸収層3の外周端部に達する集電電極8によって光吸収層3の外周部を保護することができるため、第1の電極層2と集電電極8との間に設けられた部材の合計厚みを小さくすることができる。よって、部材の削減をすることができるとともにこれらの作製工程も短縮化することができる。また、第1の電極層2と集電電極8との間に設けられた部材の合計厚み(光吸収層3とバッファ層4と第2の電極層5との合計厚み)は、1.06〜3.2μmであればよい。具体的には、光吸収層3の厚みを1.0〜2.5μm、バッファ層4の厚みを0.01〜0.2μm、第2の電極層5の厚みを0.05〜0.5μmとすればよい。
Since the outer peripheral portion of the light absorbing layer 3 can be protected by the
また、集電電極8が達している光吸収層3の外周端部において、集電電極8の端面、第2の電極層5の端面および光吸収層3の端面が面一になっていることが好ましい。これにより、光吸収層3の外周端部で光電変換した電流を良好に取り出すことができる。なお、集電電極8が平面視して光吸収層3の外周端部のほうまで達しているほうがよい。これにより、光吸収層3の外周端部を基点とした欠けの進行が低減され得る。このとき、光吸収層3の最も外側の外周端部と集電電極8の端部との距離が1000μm以下程度であればよい。
Further, at the outer peripheral end of the light absorbing layer 3 reaching the
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内で種々の変更を施すことは何等差し支えない。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1:基板
2:第1の電極層
3:光吸収層(第1の半導体層)
4:バッファ層(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
11:光電変換モジュール
1: Substrate 2: First electrode layer 3: Light absorption layer (first semiconductor layer)
4: Buffer layer (second semiconductor layer)
5: Second electrode layer 6: Third electrode layer 7: Connection conductor 8: Current collecting electrode 10: Photoelectric conversion device 11: Photoelectric conversion module
Claims (5)
該第1の半導体層上に配置された、該第1の半導体層とともにpn接合を形成する第2の半導体層とを備えており、
前記第1の半導体層は、該第1の半導体層における前記III族元素の平均モル濃度よりも前記第2の半導体層の近傍における前記III族元素のモル濃度の方が小さい、光電変換装置。 A first semiconductor layer having a compound semiconductor containing a group I element, a group III element, and a group VI element;
A second semiconductor layer disposed on the first semiconductor layer and forming a pn junction with the first semiconductor layer;
The photoelectric conversion device, wherein the first semiconductor layer has a smaller group III element molar concentration in the vicinity of the second semiconductor layer than an average molar concentration of the group III element in the first semiconductor layer.
The group VI element includes selenium, and the first semiconductor layer has a higher molar concentration of the selenium in the vicinity of the second semiconductor layer than an average molar concentration of the selenium in the first semiconductor layer. The photoelectric conversion device according to any one of claims 1 to 4, wherein the photoelectric conversion device is provided.
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