JP2013110341A - Photoelectric conversion device - Google Patents

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計匡 梅里
Yukari Hashimoto
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the photoelectric conversion efficiency of a photoelectric conversion device.SOLUTION: A photoelectric conversion device 11 comprises: a substrate 1; a first lower-electrode layer 2a and a second lower-electrode layer 2b that are provided on the substrate 1 so as to be spaced apart from each other; a first semiconductor layer 3 that is provided on the first lower-electrode layer 2a and has a first conductivity type; a second semiconductor layer 4 that is provided on the first semiconductor layer 3 and has a second conductivity type different from the first conductivity type; a connection conductor 7 that electrically connects the second lower-electrode layer 2b and the second semiconductor layer 4; and an insulating member 6 that is interposed between the first lower-electrode layer 2a and the second lower-electrode layer 2b.

Description

本発明は、複数の光電変換セルが電気的に接続された光電変換装置に関する。   The present invention relates to a photoelectric conversion device in which a plurality of photoelectric conversion cells are electrically connected.

太陽光発電などに使用される光電変換装置として、基板の上に複数の光電変換セルが設けられたものがある(例えば、特許文献1など)。   As a photoelectric conversion device used for solar power generation or the like, there is one in which a plurality of photoelectric conversion cells are provided on a substrate (for example, Patent Document 1).

このような光電変換装置は、ガラスなどの基板の上に、金属電極などの下部電極層と、光吸収層と、バッファ層と、透明導電膜とを、この順に積層した光電変換セルが、平面的に複数並設されて構成されている。複数の光電変換セルは、隣り合う一方の光電変換セルの透明導電膜と他方の下部電極層とが接続導体で接続されることで、電気的に直列接続されている。   In such a photoelectric conversion device, a photoelectric conversion cell in which a lower electrode layer such as a metal electrode, a light absorption layer, a buffer layer, and a transparent conductive film are laminated in this order on a substrate such as glass is a flat surface. Thus, a plurality of them are arranged side by side. The plurality of photoelectric conversion cells are electrically connected in series by connecting the transparent conductive film of one adjacent photoelectric conversion cell and the other lower electrode layer with a connection conductor.

特開2000−299486号公報JP 2000-299486 A

光電変換装置には光電変換効率の向上が常に要求される。上記光電変換装置において、光電変換効率を高める1つの方法として、下部電極層間の間隔を小さくして光電変換に寄与する部位の面積を高めることが考えられる。しかし、下部電極層間の間隔を小さくすると隣接する下部電極層間でリーク電流が生じやすく、十分に光電変換効率を高めることが困難である。   A photoelectric conversion device is always required to improve photoelectric conversion efficiency. In the photoelectric conversion device, as one method for increasing the photoelectric conversion efficiency, it is conceivable to reduce the interval between the lower electrode layers to increase the area of the part contributing to the photoelectric conversion. However, if the distance between the lower electrode layers is reduced, a leak current is likely to occur between adjacent lower electrode layers, and it is difficult to sufficiently increase the photoelectric conversion efficiency.

本発明の一つの目的は、光電変換装置の光電変換効率を向上させることにある。   One object of the present invention is to improve the photoelectric conversion efficiency of a photoelectric conversion device.

本発明の一実施形態に係る光電変換装置は、基板と、該基板上に互いに間隔をあけて設けられた第1の下部電極層および第2の下部電極層と、前記第1の下部電極層上に設けられた第1の導電型を有する第1の半導体層と、該第1の半導体層上に設けられた前記第1の導電型とは異なる第2の導電型を有する第2の半導体層と、前記第2の下部電極層および前記第2の半導体層を電気的に接続する接続導体と、前記第1の下部電極層および前記第2の下部電極層の間に介在する絶縁部材とを具備することを特徴とする。   A photoelectric conversion device according to an embodiment of the present invention includes a substrate, a first lower electrode layer and a second lower electrode layer provided on the substrate with a space therebetween, and the first lower electrode layer. A first semiconductor layer having a first conductivity type provided thereon, and a second semiconductor having a second conductivity type different from the first conductivity type provided on the first semiconductor layer A connecting conductor electrically connecting the second lower electrode layer and the second semiconductor layer, and an insulating member interposed between the first lower electrode layer and the second lower electrode layer It is characterized by comprising.

本発明によれば、隣接する下部電極層間のリーク電流を低減し、光電変換効率を向上できる。   According to the present invention, the leakage current between adjacent lower electrode layers can be reduced and the photoelectric conversion efficiency can be improved.

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 which shows an example of embodiment of a photoelectric conversion apparatus. 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の光電変換装置の上面透視図である。FIG. 2 is a top perspective view of the photoelectric conversion device of FIG. 1. 光電変換装置の実施の形態の他の例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the other example of embodiment of a photoelectric conversion apparatus. 図4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.

以下に本発明の一実施形態に係る光電変換装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, a photoelectric conversion device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

<光電変換装置の構成>
図1は、本発明の一実施形態に係る光電変換装置の一例を示す斜視図であり、図2はその断面図である。また、図3は図1の光電変換装置を上面側から見た透視図である。光電変換装置11は、基板1上に複数の光電変換セル10が並べられて互いに電気的に接続されている。なお、図1〜3においては図示の都合上、2つの光電変換セル10のみを示しているが、実際の光電変換装置11においては、図面左右方向、あるいはさらにこれに垂直な方向に、多数の光電変換セル10が平面的に(二次元的に)配設されていてもよい。
<Configuration of photoelectric conversion device>
FIG. 1 is a perspective view illustrating an example of a photoelectric conversion apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 3 is a perspective view of the photoelectric conversion device of FIG. 1 viewed from the upper surface side. In the photoelectric conversion device 11, a plurality of photoelectric conversion cells 10 are arranged on the substrate 1 and are electrically connected to each other. Although only two photoelectric conversion cells 10 are shown in FIGS. 1 to 3 for the sake of illustration, in the actual photoelectric conversion device 11, there are many photoelectric conversion cells 10 in the horizontal direction of the drawing or in a direction perpendicular thereto. The photoelectric conversion cells 10 may be arranged in a plane (two-dimensionally).

図1〜3において、基板1上に複数の下部電極層2が平面配置されている。隣接する下部電極層2のうち、一方の下部電極層2a(以下、第1の下部電極層2aともいう)上から他方の下部電極層2b(以下、第2の下部電極層2bともいう)上にかけて、第1の半導体層3および第1の半導体層3とは異なる導電型の第2の半導体層4が設けられている。そして、第2の下部電極層2b上において、接続導体7が第2の下部電極層2bと第2の半導体層4とを電気的に接続するように設けられている。これら、下部電極層2(第1の下部電極層2aおよび第2の下部電極層2b)、第1の半導体層3、第2の半導体層4および接続導体7を少なくとも含むことによって、1つの光電変換セル10が構成される。そして、隣接する光電変換セル10同士が第2の下部電極層2bによって電気的に接続されており、このような構成によって、隣接する光電変換セル10同士が直列接続された光電変換装置11となる。   1 to 3, a plurality of lower electrode layers 2 are arranged in a plane on a substrate 1. Among the adjacent lower electrode layers 2, one upper electrode layer 2 a (hereinafter also referred to as the first lower electrode layer 2 a) to the other lower electrode layer 2 b (hereinafter also referred to as the second lower electrode layer 2 b). The first semiconductor layer 3 and the second semiconductor layer 4 having a conductivity type different from that of the first semiconductor layer 3 are provided. A connection conductor 7 is provided on the second lower electrode layer 2 b so as to electrically connect the second lower electrode layer 2 b and the second semiconductor layer 4. By including at least the lower electrode layer 2 (the first lower electrode layer 2a and the second lower electrode layer 2b), the first semiconductor layer 3, the second semiconductor layer 4, and the connection conductor 7, one photoelectric A conversion cell 10 is configured. Adjacent photoelectric conversion cells 10 are electrically connected by the second lower electrode layer 2b. With such a configuration, the adjacent photoelectric conversion cells 10 are connected in series to form a photoelectric conversion device 11. .

なお、本実施形態における光電変換装置11は、第1の半導体層3に対して第2の半導体層4側から光が入射されるものを想定しているが、これに限定されず、基板1側から光が入射されるものであってもよい。   In addition, although the photoelectric conversion apparatus 11 in this embodiment assumes what light injects with respect to the 1st semiconductor layer 3 from the 2nd semiconductor layer 4 side, it is not limited to this, The board | substrate 1 The light may be incident from the side.

基板1は、光電変換セル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。基板1としては、例えば、厚さ1〜3mm程度の青板ガラス(ソーダライムガラス)を用いることができる。   The substrate 1 is for supporting the photoelectric conversion cell 10. Examples of the material used for the substrate 1 include glass, ceramics, resin, and metal. As the substrate 1, for example, blue plate glass (soda lime glass) having a thickness of about 1 to 3 mm can be used.

下部電極層2(第1の下部電極層2aおよび第2の下部電極層2b)は、基板1上に設けられた、Mo、Al、TiまたはAu等の導電体である。下部電極層2は、スパッタリング法または蒸着法などの公知の薄膜形成手法を用いて、0.2μm〜1μm程度の厚みに形成される。第1の下部電極層2aおよび第2の下部電極層2bの間隔は、例えば、20〜200μmとされ得る。   The lower electrode layer 2 (the first lower electrode layer 2a and the second lower electrode layer 2b) is a conductor such as Mo, Al, Ti, or Au provided on the substrate 1. The lower electrode layer 2 is formed to a thickness of about 0.2 μm to 1 μm using a known thin film forming method such as sputtering or vapor deposition. The distance between the first lower electrode layer 2a and the second lower electrode layer 2b can be set to 20 to 200 μm, for example.

第1の下部電極層2aと第2の下部電極層2bとの間には絶縁部材6が介在している。絶縁部材6は、後述する第1の半導体層3よりも抵抗率の高い材料である。絶縁部材6としては例えば1〜1000Ω・cm以上の抵抗率を有するものが用いられ得る。   An insulating member 6 is interposed between the first lower electrode layer 2a and the second lower electrode layer 2b. The insulating member 6 is a material having a higher resistivity than the first semiconductor layer 3 described later. As the insulating member 6, for example, one having a resistivity of 1 to 1000 Ω · cm or more can be used.

このような絶縁部材6が設けられていることにより、第1の下部電極層2aと第2の下部電極層2bとの間におけるリーク電流を低減できる。よって、第1の下部電極層2aと第2の下部電極層2bとの間隔を小さくして、光電変換セルの光電変換に寄与する部位の面積を大きくすることができる。その結果、光電変換装置11の光電変換効率が高められる。   By providing such an insulating member 6, it is possible to reduce a leakage current between the first lower electrode layer 2a and the second lower electrode layer 2b. Therefore, the space | interval of the site | part which contributes to the photoelectric conversion of a photoelectric conversion cell can be enlarged by making the space | interval of 1st lower electrode layer 2a and 2nd lower electrode layer 2b small. As a result, the photoelectric conversion efficiency of the photoelectric conversion device 11 is increased.

絶縁部材6としては、ケイ酸ガラスや石英ガラス等のガラス、シリカやアルミナ、チタニア等の無機化合物、ポリイミド等の有機樹脂等が挙げられる。絶縁部材6は、基板1上
に第1の下部電極層2aおよび第2の下部電極層2bが形成された後、第1の下部電極層2aと第2の下部電極層2bとの間に、例えば、スパッタリング法やゾルゲル法、塗布法等を用いて設けられて形成される。あるいは、基板1上に絶縁部材6が所望のパターン形状に形成された後、第1の下部電極層2aおよび第2の下部電極層2bが形成されてもよい。
Examples of the insulating member 6 include glass such as silicate glass and quartz glass, inorganic compounds such as silica, alumina, and titania, and organic resins such as polyimide. The insulating member 6 is formed between the first lower electrode layer 2a and the second lower electrode layer 2b after the first lower electrode layer 2a and the second lower electrode layer 2b are formed on the substrate 1. For example, it is formed by using a sputtering method, a sol-gel method, a coating method, or the like. Alternatively, after the insulating member 6 is formed in a desired pattern shape on the substrate 1, the first lower electrode layer 2a and the second lower electrode layer 2b may be formed.

絶縁部材6は光吸収層としての第1の半導体層3が吸収する光を反射する複数の粒子を含んでいてもよい。あるいは、第2の半導体層4が光吸収層として機能する場合は、絶縁部材6は第2の半導体層4が吸収する光を反射する複数の粒子を含んでいてもよい。このような構成により、利用されずに基板1側へ進行する光を第1の半導体層3または第2の半導体層4側へ反射させることができ、光電変換装置11の光電変換効率がより高くなる。   The insulating member 6 may include a plurality of particles that reflect the light absorbed by the first semiconductor layer 3 as the light absorption layer. Or when the 2nd semiconductor layer 4 functions as a light absorption layer, the insulating member 6 may contain the some particle | grains which reflect the light which the 2nd semiconductor layer 4 absorbs. With such a configuration, light that travels toward the substrate 1 without being used can be reflected toward the first semiconductor layer 3 or the second semiconductor layer 4, and the photoelectric conversion efficiency of the photoelectric conversion device 11 is higher. Become.

上記のような第1の半導体層3または第2の半導体層4が吸収する光を反射する粒子を含む絶縁部材6としては、例えば、ガラスや有機樹脂中に白色のシリカ等の粒子が分散されたものが採用され得る。   As the insulating member 6 including particles that reflect the light absorbed by the first semiconductor layer 3 or the second semiconductor layer 4 as described above, for example, particles such as white silica are dispersed in glass or an organic resin. Can be employed.

また、絶縁部材6は、複数の空孔を有する構造であってもよい。このように空孔を有する場合、絶縁部材6と空孔との屈折率の差により光を良好に反射させて第1の半導体層3または第2の半導体層4側へ導くことができ、光電変換効率をより高めることができる。このような空孔を有する絶縁部材6は、例えばゾルゲル法を用いて形成され得る。   The insulating member 6 may have a structure having a plurality of holes. In the case of having holes as described above, light can be favorably reflected by the difference in refractive index between the insulating member 6 and the holes and guided to the first semiconductor layer 3 or the second semiconductor layer 4 side. The conversion efficiency can be further increased. The insulating member 6 having such holes can be formed using, for example, a sol-gel method.

第1の半導体層3は第1導電型の半導体層である。本実施形態では、第1の半導体層3は、例えば1μm〜3μm程度の厚みを有するp型半導体層を想定しているが、これに限定されない。第1の半導体層3の材料としては特に限定されず、金属カルコゲナイドや非晶質シリコン等が用いられ得る。比較的高い光電変換効率を有するという観点で、例えば、I−III−VI族化合物、I−II−IV−VI族化合物およびII−VI族化合物等の金属カルコ
ゲナイドが第1の半導体層3の材料として用いられてもよい。
The first semiconductor layer 3 is a first conductivity type semiconductor layer. In the present embodiment, the first semiconductor layer 3 is assumed to be a p-type semiconductor layer having a thickness of, for example, about 1 μm to 3 μm, but is not limited thereto. The material of the first semiconductor layer 3 is not particularly limited, and metal chalcogenide, amorphous silicon, or the like can be used. In view of having a relatively high photoelectric conversion efficiency, for example, metal chalcogenides such as I-III-VI group compounds, I-II-IV-VI group compounds, and II-VI group compounds are materials for the first semiconductor layer 3. May be used as

I−III−VI族化合物とは、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)との化合物である。I−III−VI族化合物としては、例えば、CuInSe(二セレン化銅インジウム、CISともいう)、Cu(In,Ga)Se(二セレン化銅インジウム・ガリウム、CIGSともいう)、Cu(In,Ga)(Se,S)(二セレン・イオウ化銅インジウム・ガリウム、CIGSSともいう)等が挙げられる。あるいは、第1の半導体層3は、薄膜の二セレン・イオウ化銅インジウム・ガリウム層を表面層として有する二セレン化銅インジウム・ガリウム等の多元化合物半導体薄膜にて構成されていてもよい。I−III−VI族化合物は
光吸収係数が比較的高く、第1の半導体層3が薄くても良好な光電変換効率が得られる。
An I-III-VI group compound is a group consisting of 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). A compound. Examples of the I-III-VI group compound include CuInSe 2 (also referred to as copper indium selenide, CIS), Cu (In, Ga) Se 2 (also referred to as copper indium selenide / gallium, CIGS), Cu ( In, Ga) (Se, S) 2 (also referred to as diselene, copper indium sulphide, gallium, or CIGSS). Alternatively, the first semiconductor layer 3 may be composed of a multi-component compound semiconductor thin film such as copper indium selenide / gallium having a thin film of selenite / copper indium sulfide / gallium layer as a surface layer. The I-III-VI group compound has a relatively high light absorption coefficient, and good photoelectric conversion efficiency can be obtained even if the first semiconductor layer 3 is thin.

I−II−IV−VI族化合物とは、I−B族元素とII−B族元素(12族元素ともいう)とIV−B族元素(14族元素ともいう)とVI−B族元素との化合物半導体である。I−II−IV−VI族化合物としては、例えば、CuZnSnS(CZTSともいう)、CuZnSnS4−xSe(CZTSSeともいう。なお、xは0より大きく4より小さい数である。)、およびCuZnSnSe(CZTSeともいう)等が挙げられる。 The I-II-IV-VI group compound includes an IB group element, an II-B group element (also referred to as a group 12 element), an IV-B group element (also referred to as a group 14 element), and a VI-B group element. It is a compound semiconductor. Examples of the I-II-IV-VI group compound include Cu 2 ZnSnS 4 (also referred to as CZTS) and Cu 2 ZnSnS 4-x Se x (also referred to as CZTSSe. Note that x is a number greater than 0 and smaller than 4. And Cu 2 ZnSnSe 4 (also referred to as CZTSe).

II−VI族化合物とは、II−B族元素とVI−B族元素との化合物半導体である。II−VI族化合物としてはCdTe等が挙げられる。   The II-VI group compound is a compound semiconductor of a II-B group element and a VI-B group element. CdTe etc. are mentioned as a II-VI group compound.

第2の半導体層4は、第1の半導体層3とは異なる第2導電型を有する半導体層である。第1の半導体層3および第2の半導体層4が電気的に接続されることにより、電荷を良
好に取り出すことが可能な光電変換層が形成される。例えば、第1の半導体層3がp型であれば、第2の半導体層4はn型である。第1の半導体層3がn型で、第2の半導体層4がp型であってもよい。なお、第1の半導体層3と第2の半導体層4との間に高抵抗のバッファ層が介在していてもよい。また、光吸収層としての第1の半導体層3と、第2の半導体層4とは逆の構成であってもよく、下部電極層2上に第2の半導体層4および第1の半導体層3が順に積層されていてもよい。
The second semiconductor layer 4 is a semiconductor layer having a second conductivity type different from that of the first semiconductor layer 3. By electrically connecting the first semiconductor layer 3 and the second semiconductor layer 4, a photoelectric conversion layer capable of taking out charges well is formed. For example, if the first semiconductor layer 3 is p-type, the second semiconductor layer 4 is n-type. The first semiconductor layer 3 may be n-type and the second semiconductor layer 4 may be p-type. A high-resistance buffer layer may be interposed between the first semiconductor layer 3 and the second semiconductor layer 4. Further, the first semiconductor layer 3 and the second semiconductor layer 4 as the light absorption layer may have opposite configurations, and the second semiconductor layer 4 and the first semiconductor layer are formed on the lower electrode layer 2. 3 may be laminated in order.

第2の半導体層4は、第1の半導体層3とは異なる材料が第1の半導体層3上に積層されたものであってもよく、あるいは第1の半導体層3の表面部が他の元素のドーピングによって改質されたものであってもよい。   The second semiconductor layer 4 may be formed by stacking a material different from that of the first semiconductor layer 3 on the first semiconductor layer 3, or the surface portion of the first semiconductor layer 3 may be other than the first semiconductor layer 3. It may be modified by elemental doping.

第2の半導体層4としては、CdS、ZnS、ZnO、In、InSe、In(OH,S)、(Zn,In)(Se,OH)、および(Zn,Mg)O等が挙げられる。この場合、第2の半導体層4は、例えばケミカルバスデポジション(CBD)法等で10〜200nmの厚みで形成される。なお、In(OH,S)とは、InとOHとSとを主に含む化合物をいう。(Zn,In)(Se,OH)は、ZnとInとSeとOHとを主に含む化合物をいう。(Zn,Mg)Oは、ZnとMgとOとを主に含む化合物をいう。 The second semiconductor layer 4 includes CdS, ZnS, ZnO, In 2 S 3 , In 2 Se 3 , In (OH, S), (Zn, In) (Se, OH), and (Zn, Mg) O. Etc. In this case, the second semiconductor layer 4 is formed with a thickness of 10 to 200 nm by, for example, a chemical bath deposition (CBD) method. In (OH, S) refers to a compound mainly containing In, OH, and S. (Zn, In) (Se, OH) refers to a compound mainly containing Zn, In, Se, and OH. (Zn, Mg) O refers to a compound mainly containing Zn, Mg and O.

図1、図2のように、第2の半導体層4上にさらに上部電極層5が設けられていてもよい。上部電極層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および第2の半導体層4で生じた電荷を良好に取り出すことが可能となる。光電変換効率をより高めるという観点からは、上部電極層5の抵抗率が1Ω・cm未満でシート抵抗が50Ω/□以下であってもよい。   As shown in FIGS. 1 and 2, an upper electrode layer 5 may be further provided on the second semiconductor layer 4. The upper electrode layer 5 is a layer having a lower resistivity than the second semiconductor layer 4, and it is possible to take out charges generated in the first semiconductor layer 3 and the second semiconductor layer 4 satisfactorily. From the viewpoint of further increasing the photoelectric conversion efficiency, the resistivity of the upper electrode layer 5 may be less than 1 Ω · cm and the sheet resistance may be 50 Ω / □ or less.

上部電極層5は、例えばITO、ZnO等の0.05〜3μmの透明導電膜である。透光性および導電性を高めるため、上部電極層5は第2の半導体層4と同じ導電型の半導体で構成されてもよい。上部電極層5は、スパッタリング法、蒸着法または化学的気相成長(CVD)法等で形成され得る。   The upper electrode layer 5 is a 0.05 to 3 μm transparent conductive film such as ITO or ZnO. In order to improve translucency and conductivity, the upper electrode layer 5 may be composed of a semiconductor having the same conductivity type as the second semiconductor layer 4. The upper electrode layer 5 can be formed by sputtering, vapor deposition, chemical vapor deposition (CVD), or the like.

また、図1〜3に示すように、上部電極層5上にさらに集電電極8が形成されていてもよい。集電電極8は、第1の半導体層3および第2の半導体層4で生じた電荷をさらに良好に取り出すためのものである。集電電極8は、例えば、図1〜3に示すように、光電変換セル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および第4の半導体層4で生じた電流が上部電極層5を介して集電電極8に集電され、接続導体7を介して隣接する光電変換セル10に良好に導電される。   In addition, as shown in FIGS. 1 to 3, a collector electrode 8 may be further formed on the upper electrode layer 5. The current collecting electrode 8 is for taking out charges generated in the first semiconductor layer 3 and the second semiconductor layer 4 more satisfactorily. For example, as shown in FIGS. 1 to 3, the collector electrode 8 is formed in a linear shape from one end of the photoelectric conversion cell 10 to the connection conductor 7. As a result, the current generated in the first semiconductor layer 3 and the fourth semiconductor layer 4 is collected to the current collecting electrode 8 via the upper electrode layer 5, and to the adjacent photoelectric conversion cell 10 via the connection conductor 7. Good conductivity.

集電電極8は、第1の半導体層3への光透過率を高めるとともに良好な導電性を有するという観点から、50〜400μmの幅を有していてもよい。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 may have a width of 50 to 400 μm from the viewpoint of increasing the light transmittance 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がパターン状に印刷され、これが硬化されることによって形成される。   The collector electrode 8 is 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.

図1、図2において、接続導体7は、第1の半導体層3、第2の半導体層4および第2の電極層5を貫通する溝内に設けられた導体である。接続導体7は、金属や導電ペースト等が用いられ得る。図1、図2においては、集電電極8を延伸して接続導体7が形成されているが、これに限定されない。例えば、上部電極層5が延伸したものであってもよい。   1 and 2, the connection conductor 7 is a conductor provided in a groove that penetrates the first semiconductor layer 3, the second semiconductor layer 4, and the second electrode layer 5. The connection conductor 7 can be made of metal, conductive paste, or the like. In FIG. 1 and FIG. 2, the collector electrode 8 is extended to form the connection conductor 7, but this is not limitative. For example, the upper electrode layer 5 may be stretched.

<光電変換装置の他の例>
上記一実施形態では、絶縁部材6が下部電極層2と同じ厚みで形成されていたが、これに限られない。例えば、図4、図5のように、絶縁部材26が下部電極層2よりも厚くても良い。なお、図4は他の例である光電変換装置21の斜視図であり、図5は光電変換装置21の断面図である。図4、図5において、図1〜3と同じ構成のものには同じ符号が付されている。図4、図5のように絶縁部材26が下部電極層2よりも厚い場合、接続導体7と第1の下部電極層2aとの間におけるリーク電流をも低減でき、光電変換装置21の光電変換効率がより向上する。
<Other examples of photoelectric conversion device>
In the said one Embodiment, although the insulating member 6 was formed with the same thickness as the lower electrode layer 2, it is not restricted to this. For example, as shown in FIGS. 4 and 5, the insulating member 26 may be thicker than the lower electrode layer 2. 4 is a perspective view of a photoelectric conversion device 21 as another example, and FIG. 5 is a cross-sectional view of the photoelectric conversion device 21. 4 and 5, the same components as those in FIGS. When the insulating member 26 is thicker than the lower electrode layer 2 as shown in FIGS. 4 and 5, the leakage current between the connection conductor 7 and the first lower electrode layer 2 a can be reduced, and the photoelectric conversion of the photoelectric conversion device 21 is performed. Efficiency is further improved.

図4、図5に示す光電変換装置21は、例えば以下のようにして作製される。まず、基板1上に下部電極層2が所望のパターン形状に形成され、この上に第1の半導体層3が形成される。そして、第1の下部電極層2aと第2の下部電極層2bとの間隙に対応する第1の半導体層3が上面から下面にかけて除去される。この第1の半導体層3の除去された隙間内に絶縁部材26が充填される。このような方法であれば、第1の半導体層3を高温で熱処理して作製した後に絶縁部材26を形成すれば良いので、絶縁部材26の耐熱性の制限が比較的緩やかになり、絶縁部材26の材料選択の範囲が広くなる。   The photoelectric conversion device 21 shown in FIGS. 4 and 5 is manufactured as follows, for example. First, the lower electrode layer 2 is formed in a desired pattern shape on the substrate 1, and the first semiconductor layer 3 is formed thereon. Then, the first semiconductor layer 3 corresponding to the gap between the first lower electrode layer 2a and the second lower electrode layer 2b is removed from the upper surface to the lower surface. The insulating member 26 is filled in the space where the first semiconductor layer 3 is removed. In such a method, the insulating member 26 may be formed after the first semiconductor layer 3 is heat-treated at a high temperature. Therefore, the heat resistance of the insulating member 26 is relatively limited, and the insulating member 26 is formed. The range of selection of 26 materials is widened.

絶縁部材26は、図1〜3に示す光電変換装置11における絶縁部材6と同様に、光電変換装置21の光電変換効率を高めるという観点から、第1の半導体層3または第2の半導体層4が吸収する光を反射する複数の粒子を含んでいてもよい。   The insulating member 26 is the 1st semiconductor layer 3 or the 2nd semiconductor layer 4 from a viewpoint of raising the photoelectric conversion efficiency of the photoelectric conversion apparatus 21, like the insulating member 6 in the photoelectric conversion apparatus 11 shown in FIGS. It may include a plurality of particles that reflect the light that is absorbed.

また、絶縁部材26は、図1〜3に示す光電変換装置11における絶縁部材6と同様に、光電変換装置21の光電変換効率を高めるという観点から、複数の空孔を有する構造であってもよい。   In addition, the insulating member 26 may have a structure having a plurality of holes from the viewpoint of increasing the photoelectric conversion efficiency of the photoelectric conversion device 21 in the same manner as the insulating member 6 in the photoelectric conversion device 11 shown in FIGS. Good.

また、絶縁部材26が第1の下部電極層2よりも厚い場合、斜め方向からの光の入射を遮るのを低減するという観点から、絶縁部材26は第1の半導体層3または第2の半導体層4が吸収する光を透過する構成であってもよい。   When the insulating member 26 is thicker than the first lower electrode layer 2, the insulating member 26 is formed from the first semiconductor layer 3 or the second semiconductor from the viewpoint of reducing the incidence of light from an oblique direction. The structure which permeate | transmits the light which the layer 4 absorbs may be sufficient.

なお、本発明は上述の実施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が施されることは何等差し支えない。例えば、絶縁部材6は第1の下部電極層2aおよび第2の下部電極層2bに接触するように設けられた例を示したが、絶縁部材6は第1の下部電極層2aおよび第2の下部電極層2b間の一部に設けられていればよく、第1の下部電極層2aおよび第2の下部電極層2bのいずれか一方、あるいは両方に接触していなくてもよい。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. For example, although the example in which the insulating member 6 is provided so as to contact the first lower electrode layer 2a and the second lower electrode layer 2b has been shown, the insulating member 6 includes the first lower electrode layer 2a and the second lower electrode layer 2b. It may be provided in a part between the lower electrode layers 2b, and may not be in contact with either one or both of the first lower electrode layer 2a and the second lower electrode layer 2b.

1:基板
2:下部電極層
2a:第1の下部電極層
2b:第2の下部電極層
3:第1の半導体層
4:第2の半導体層
5:上部電極層
6、26:絶縁部材
7:接続導体
8:集電電極
10、20:光電変換セル
11、21:光電変換装置
1: Substrate 2: Lower electrode layer 2a: First lower electrode layer 2b: Second lower electrode layer 3: First semiconductor layer 4: Second semiconductor layer 5: Upper electrode layer 6, 26: Insulating member 7 : Connection conductor 8: Current collecting electrode 10, 20: Photoelectric conversion cell 11, 21: Photoelectric conversion device

Claims (5)

基板と、
該基板上に互いに間隔をあけて設けられた第1の下部電極層および第2の下部電極層と、前記第1の下部電極層上に設けられた第1の導電型を有する第1の半導体層と、
該第1の半導体層上に設けられた前記第1の導電型とは異なる第2の導電型を有する第2の半導体層と、
前記第2の下部電極層および前記第2の半導体層を電気的に接続する接続導体と、
前記第1の下部電極層および前記第2の下部電極層の間に介在する絶縁部材と
を具備することを特徴とする光電変換装置。
A substrate,
A first lower electrode layer and a second lower electrode layer provided on the substrate at a distance from each other; and a first semiconductor having a first conductivity type provided on the first lower electrode layer Layers,
A second semiconductor layer having a second conductivity type different from the first conductivity type provided on the first semiconductor layer;
A connection conductor for electrically connecting the second lower electrode layer and the second semiconductor layer;
A photoelectric conversion device comprising: an insulating member interposed between the first lower electrode layer and the second lower electrode layer.
前記絶縁部材は前記第1の下部電極層よりも厚いことを特徴とする請求項1に記載の光電変換装置。   The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the insulating member is thicker than the first lower electrode layer. 前記絶縁部材は前記第1の半導体層または前記第2の半導体層が吸収する光を透過することを特徴とする請求項2に記載の光電変換装置。   The photoelectric conversion device according to claim 2, wherein the insulating member transmits light absorbed by the first semiconductor layer or the second semiconductor layer. 前記絶縁部材は前記第1の半導体層または前記第2の半導体層が吸収する光を反射する複数の粒子を含んでいることを特徴とする請求項1または2に記載の光電変換装置。   The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the insulating member includes a plurality of particles that reflect light absorbed by the first semiconductor layer or the second semiconductor layer. 前記絶縁部材は複数の気孔を有することを特徴とする請求項1または2に記載の光電変換装置。   The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the insulating member has a plurality of pores.
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