JP2014192338A - Method of manufacturing photoelectric conversion device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、I−III−VI族化合物を含む半導体層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 photoelectric conversion device using a semiconductor layer containing an I-III-VI group compound.
太陽光発電等に使用される光電変換装置として、CuInSe2(CIS)やCu(In,Ga)Se2(CIGS)等のI−III−VI族化合物を含む半導体層を光吸収層に用
い、この光吸収層上にII−VI族化合物等のバッファ層を形成したものがある(特許文献1参照)。
As a photoelectric conversion device used for photovoltaic power generation or the like, a semiconductor layer containing an I-III-VI group compound such as CuInSe 2 (CIS) or Cu (In, Ga) Se 2 (CIGS) is used as a light absorption layer. There exists what formed buffer layers, such as a II-VI group compound, on this light absorption layer (refer to patent documents 1).
このようなI−III−VI族化合物を含む半導体層の作製方法として、半導体層を構成す
る元素の錯体化合物を用いて半導体層を作製する方法がある。例えば特許文献2には、1つの有機化合物内にCuと、Seと、InもしくはGaとを存在させた錯体化合物である単一源前駆体(Single Source Precursor)を用いて、I−III−VI族化合物から成る半導体層を形成することが記載されている。
As a method for manufacturing a semiconductor layer containing such an I-III-VI group compound, there is a method for manufacturing a semiconductor layer using a complex compound of an element constituting the semiconductor layer. For example, in
近年、光電変換装置の需要は増加傾向にあり、光電変換装置の光電変換効率のさらなる向上が望まれている。光電変換装置の光電変換効率は半導体層の作製工程に依存しやすく、半導体層の結晶化を良好に促進させることが光電変換効率を向上する上での重要な要素の1つである。 In recent years, the demand for photoelectric conversion devices has been increasing, and further improvement in the photoelectric conversion efficiency of the photoelectric conversion devices is desired. The photoelectric conversion efficiency of a photoelectric conversion device is likely to depend on the manufacturing process of the semiconductor layer, and promoting crystallization of the semiconductor layer well is one of the important factors for improving the photoelectric conversion efficiency.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、半導体層の結晶化を良好に行なうことによって、光電変換効率の高い光電変換装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a photoelectric conversion device with high photoelectric conversion efficiency by performing good crystallization of a semiconductor layer.
本発明の一態様に係る光電変換装置の製造方法は、電極層上に、有機化合物、I−B族元素およびIII−B族元素を含む皮膜が形成された基板を準備する準備工程と、該基板を
加熱して前記有機化合物を熱分解する熱分解工程と、水素および不活性ガスの少なくとも一方を含む第1雰囲気ガスで満たされた加熱炉内で前記基板を加熱する第1加熱工程と、前記加熱炉内の前記第1雰囲気ガスを排気する排気工程と、前記加熱炉内をカルコゲン元素を含む第2雰囲気ガスで満たして前記基板を加熱することによって前記皮膜をI−III
−VI族化合物を含む半導体層にする第2加熱工程とを順次行なう。
A manufacturing method of a photoelectric conversion device according to one embodiment of the present invention includes a preparation step of preparing a substrate on which an organic compound, a group containing an IB group element, and a group III-B element are formed on an electrode layer, A pyrolysis step of thermally decomposing the organic compound by heating the substrate; a first heating step of heating the substrate in a heating furnace filled with a first atmospheric gas containing at least one of hydrogen and an inert gas; An exhausting step of exhausting the first atmosphere gas in the heating furnace, and filling the inside of the heating furnace with a second atmosphere gas containing a chalcogen element and heating the substrate, the film is made I-III
A second heating step for forming a semiconductor layer containing a -VI group compound is sequentially performed.
本発明の上記態様によれば、光電変換効率の高い光電変換装置を提供することが可能となる。 According to the said aspect of this invention, it becomes possible to provide a photoelectric conversion apparatus with high photoelectric conversion efficiency.
以下、本発明の一実施形態に係る光電変換装置の製造方法について、図面を参照しながら説明する。なお、図面においては同様な構成および機能を有する部分については同一符号が付されており、下記説明では重複説明が省略される。また、図面は模式的に示されたものであり、各図における各種構造のサイズおよび位置関係等は正確に図示されたものではない。 Hereinafter, a method for manufacturing a photoelectric conversion device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, parts having similar configurations and functions are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted in the following description. Further, the drawings are schematically shown, and the sizes, positional relationships, and the like of various structures in the drawings are not accurately illustrated.
<(1)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製造方法を用いて作製した光電変換装置11の一例を示す斜視図である。図2は、図1の光電変換装置11のXZ断面図である。なお、図1から図9には、光電変換セル10の配列方向(図1の図面視左右方向)をX軸方向とする右手系のXYZ座標系が付されている。
<(1) Configuration of photoelectric conversion device>
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a
光電変換装置11は、支持体1の上に複数の光電変換セル10が並設された構成を有している。図1では、図示の都合上、2つの光電変換セル10のみが示されているが、実際の光電変換装置11には、図面のX軸方向、或いは更に図面のY軸方向に、多数の光電変換セル10が平面的に(二次元的に)配列されている。
The
各光電変換セル10は、下部電極層2、I−III−VI族化合物半導体層3(以下では、
I−III−VI族化合物半導体層のことを第1の半導体層ともいう)、第2の半導体層4、
上部電極層5、および集電電極7を主に備えている。光電変換装置11では、上部電極層5および集電電極7が設けられた側の主面が受光面となっている。また、光電変換装置11には、第1〜3溝部P1,P2,P3といった3種類の溝部が設けられている。
Each
I-III-VI group compound semiconductor layer is also referred to as first semiconductor layer),
An
支持体1は、複数の光電変換セル10を支持するものであり、例えば、ガラス、セラミックス、樹脂、または金属等の材料で構成されている。例えば、支持体1として、1〜3mm程度の厚さを有する青板ガラス(ソーダライムガラス)が用いられてもよい。
The
下部電極層2は、支持体1の一主面の上に設けられた導電層であり、例えば、モリブデン(Mo)、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、または金(Au)等の金属、あるいはこれらの金属の積層構造体からなる。また、下部電極層2は、0.2〜1μm程度の厚さを有し、例えば、スパッタリング法または蒸着法等の公知の薄膜形成方法によって形成される。
The
光吸収層としてのI−III−VI族化合物半導体層3(第1の半導体層3)は、下部電極
層2の+Z側の主面(一主面ともいう)の上に設けられた、第1の導電型(ここではp型の導電型)を有する半導体層であり、1〜3μm程度の厚さを有している。第1の半導体層3はI−III−VI族化合物を含む半導体層である。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)とを含んだ化合物である。そして、第1の半導体層3は、VI−B族元素として硫黄元素(S)およびセレン元素(Se)を含んでいる。このようなI−
III−VI族化合物としては、例えば、Cu(In,Ga)(Se,S)2(二セレン・イ
オウ化銅インジウム・ガリウム、CIGSSともいう)、CuIn(Se,S)2(二セレン・イオウ化銅インジウム、CISSともいう)、CuGa(Se,S)2(二セレン・イオウ化銅ガリウム、CGSSともいう)等が挙げられる。
The I-III-VI group compound semiconductor layer 3 (first semiconductor layer 3) as a light absorption layer is provided on the main surface (also referred to as one main surface) on the + Z side of the
Examples of III-VI group compounds include Cu (In, Ga) (Se, S) 2 (also referred to as diselene / sulfur copper indium / gallium, CIGSS), CuIn (Se, S) 2 (diselen / sulfur). And copper indium chloride (also referred to as CISS), CuGa (Se, S) 2 (also referred to as diselenium copper gallium sulfide and CGSS), and the like.
なお、第1の半導体層3は、厚み方向の前部において硫黄元素およびセレン元素が含まれていなくてもよい。例えば、第1の半導体層3の下部電極層2側の部位等において、Cu(In,Ga)Se2(二セレン化銅インジウム・ガリウム、CIGSともいう)、CuInSe2(二セレン化銅インジウム、CISともいう)、CuGaSe2(二セレン化銅ガリウム、CGSともいう)等となっている場合もあり得る。
In addition, the
第2の半導体層4は、第1の半導体層3の一主面の上に設けられた半導体層である。この第2の半導体層4は、第1の半導体層3の導電型とは異なる導電型(ここではn型の導電型)を有している。第1の半導体層3と第2の半導体層4との接合によって、第1の半導体層3で光電変換されて生じた正負キャリアが良好に電荷分離される。なお、導電型が異なる半導体とは、伝導担体(キャリア)が異なる半導体のことである。また、上記のように第1の半導体層3の導電型がp型である場合、第2の半導体層4の導電型は、n型でなく、i型であっても良い。更に、第1の半導体層3の導電型がn型またはi型であり、第2の半導体層4の導電型がp型である態様も有り得る。
The
第2の半導体層4は、例えば、硫化カドミウム(CdS)、硫化インジウム(In2S3)、硫化亜鉛(ZnS)、酸化亜鉛(ZnO)、セレン化インジウム(In2Se3)、In(OH,S)、(Zn,In)(Se,OH)、および(Zn,Mg)O等の化合物半導体によって構成されている。そして、電流の損失が低減される観点から言えば、第2の半導体層4は、1Ω・cm以上の抵抗率を有するものとすることができる。なお、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)法等で形成される。
The
また、第2の半導体層4は、第1の半導体層3の一主面の法線方向に厚さを有する。この厚さは、例えば10〜200nmに設定される。
The
上部電極層5は、第2の半導体層4の上に設けられた透明導電膜であり、第1の半導体層3において生じた電荷を取り出す電極である。上部電極層5は、第2の半導体層4よりも低い抵抗率を有する物質によって構成されている。上部電極層5には、いわゆる窓層と呼ばれるものも含まれ、この窓層に加えて更に透明導電膜が設けられる場合には、これらが一体の上部電極層5とみなされても良い。
The
上部電極層5は、禁制帯幅が広く且つ透明で低抵抗の材料を主に含んでいる。このような材料としては、例えば、ZnO、In2O3およびSnO2等の金属酸化物半導体等が採用され得る。これらの金属酸化物半導体には、Al、B、Ga、InおよびF等のうちの何れかの元素が含まれても良い。このような元素が含まれた金属酸化物半導体の具体例としては、例えば、AZO(Aluminum Zinc Oxide)、GZO(Gallium Zinc Oxide)、
IZO(Indium Zinc Oxide)、ITO(Indium Tin Oxide)、FTO(Fluorine tin Oxide)等がある。
The
Examples include IZO (Indium Zinc Oxide), ITO (Indium Tin Oxide), and FTO (Fluorine tin Oxide).
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)法等によって、0.05〜3.0μmの厚さを有するように形成される。ここで、第1の半導体層3から電荷が良好に取り出される観点から言えば、上部電極層5は、1Ω・cm未満の抵抗率と、50Ω/□以下のシート抵抗とを有するものとすることができる。
The
第2の半導体層4および上部電極層5は、第1の半導体層3が吸収する光の波長領域に
対して光を透過させ易い性質(光透過性ともいう)を有する素材によって構成され得る。これにより、第2の半導体層4と上部電極層5とが設けられることで生じる、第1の半導体層3における光の吸収効率の低下が低減される。
The
また、光透過性が高められると同時に、光反射のロスが防止される効果と光散乱効果とが高められ、更に光電変換によって生じた電流が良好に伝送される観点から言えば、上部電極層5は、0.05〜0.5μmの厚さとなるようにすることができる。更に、上部電極層5と第2の半導体層4との界面で光反射のロスが低減される観点から言えば、上部電極層5と第2の半導体層4との間で絶対屈折率が略同一となるようにすることができる。
In addition, from the viewpoint of improving the light transmittance, the effect of preventing loss of light reflection and the light scattering effect, and further transmitting the current generated by the photoelectric conversion, the
集電電極7は、Y軸方向に離間して設けられ、それぞれがX軸方向に延在している。集電電極7は、導電性を有する電極であり、例えば、銀(Ag)等の金属からなる。
The collecting
集電電極7は、第1の半導体層3において発生して上部電極層5において取り出された電荷を集電する役割を担う。集電電極7が設けられれば、上部電極層5の薄層化が可能となる。
The collecting
集電電極7および上部電極層5によって集電された電荷は、第2溝部P2に設けられた接続導体6を通じて、隣の光電変換セル10に伝達される。接続導体6は、例えば、図2に示されるように集電電極7のY軸方向への延在部分によって構成されている。これにより、光電変換装置11においては、隣り合う光電変換セル10の一方の下部電極層2と、他方の集電電極7とが、第2溝部P2に設けられた接続導体6を介して電気的に直列に接続されている。なお、接続導体6は、これに限定されず、上部電極層5の延在部分によって構成されていてもよい。
The charges collected by the
集電電極5は、良好な導電性が確保されつつ、第1の半導体層3への光の入射量を左右する受光面積の低下が最小限にとどめられるように、50〜400μmの幅を有するものとすることができる。
The
<(2)光電変換装置の製造方法>
図3から図9は、光電変換装置11の製造途中の様子をそれぞれ模式的に示す断面図である。なお、図3から図9で示される各断面図は、図2で示された断面に対応する部分の製造途中の様子を示す。
<(2) Method for Manufacturing Photoelectric Conversion Device>
3 to 9 are cross-sectional views each schematically showing a state during the manufacture of the
まず、洗浄された支持体1の略全面に、スパッタリング法等を用いて、Mo等からなる下部電極層2を成膜する。そして、下部電極層2の上面のうちのY方向に沿った直線状の形成対象位置からその直下の支持体1の上面にかけて、第1溝部P1を形成する。第1溝部P1は、例えば、YAGレーザー等によるレーザー光を走査しつつ形成対象位置に照射することで溝加工を行なう、レーザースクライブ加工によって形成することができる。図3は、第1溝部P1を形成した後の状態を示す図である。
First, the
第1溝部P1を形成した後、下部電極層2の上に、有機化合物、I−B族元素およびIII−B族元素を含む皮膜Mを作製する。このような皮膜Mは、有機錯体の溶液を用いて以下のようにして作製することができる。
After forming the first groove P1, a coating M containing an organic compound, a group IB element and a group III-B element is formed on the
有機錯体としては、銅や銀等のI−B族元素に有機配位子が配位した有機錯体、インジウムやガリウム等のIII−B族元素に有機配位子が配位した有機錯体、あるいは、有機配
位子がI−B族元素およびIII−B族元素の両方に配位して1つの分子中にI−B族元素
とIII−B族元素と有機配位子とを具備する有機錯体等がある。
As the organic complex, an organic complex in which an organic ligand is coordinated to a group IB element such as copper or silver, an organic complex in which an organic ligand is coordinated to a group III-B element such as indium or gallium, or An organic ligand is coordinated to both a group I-B element and a group III-B element, and an organic compound having a group I-B element, a group III-B element, and an organic ligand in one molecule There are complexes.
特に、I−III−VI族化合物を良好に生成するという観点からは、有機配位子として有
機カルコゲン化合物を用いてもよい。有機カルコゲン化合物とは、カルコゲン元素を含む有機化合物であり、炭素元素とカルコゲン元素との共有結合を有する有機化合物である。カルコゲン元素とは、VI−B族元素のうちのS、Se、Teをいう。有機カルコゲン化合物としては、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、スルホン酸アミド、セレノール、セレニド、ジセレニド、セレノキシド、セレノン、テルロール、テルリド、ジテルリド等がある。特に、配位力が高く金属元素と安定な錯体を形成しやすいという観点からは、チオール、スルフィド、ジスルフィド、セレノール、セレニド、ジセレニド、テルロール、テルリド、ジテルリドを用いてもよい。有機配位子として有機カルコゲン化合物を用いた有機錯体の例としては、フェニルセレノールやエタンセレノール等の有機カルコゲン化合物がI−B族元素に配位した有機錯体、フェニルセレノールやエタンセレノール等の有機カルコゲン化合物がIII−B族元素に配位した有機錯体、あるいは、フェニルセレノールやエタンセレノール等の有機カルコゲン化合物がI−B族元素およびIII−B族元素の両方に配位して1つの分子中にI−B族元素とIII−B族元素とセレン元素とを有する単一源有機錯体(特許文献2参照)等がある。
In particular, an organic chalcogen compound may be used as the organic ligand from the viewpoint of satisfactorily producing the I-III-VI group compound. An organic chalcogen compound is an organic compound containing a chalcogen element, and is an organic compound having a covalent bond between a carbon element and a chalcogen element. A chalcogen element means S, Se, and Te among VI-B group elements. Examples of the organic chalcogen compound include thiol, sulfide, disulfide, thiophene, sulfoxide, sulfone, thioketone, sulfonic acid, sulfonic acid ester, sulfonic acid amide, selenol, selenide, diselenide, selenoxide, selenone, tellurol, telluride, ditelluride and the like. is there. In particular, thiol, sulfide, disulfide, selenol, selenide, diselenide, tellurol, telluride, and ditelluride may be used from the viewpoint of high coordination ability and easy formation of a stable complex with a metal element. Examples of organic complexes using organic chalcogen compounds as organic ligands include organic complexes in which organic chalcogen compounds such as phenyl selenol and ethane selenol are coordinated to group IB elements, phenyl selenol and ethane selenol. Organic chalcogen compounds such as organic coordinators coordinated with group III-B elements, or organic chalcogen compounds such as phenyl selenol and ethane selenol coordinated with both group IB elements and group III-B elements. There is a single source organic complex having a group IB element, a group III-B element and a selenium element in one molecule (see Patent Document 2).
以上のような有機錯体をピリジンやアニリン等の有機溶媒に溶解して原料溶液を作製する。そして、この原料溶液を、例えば、スピンコータ、スクリーン印刷、ディッピング、スプレー、ダイコータ等によって下部電極層2上に膜状に被着して皮膜Mを作製する。
The above organic complex is dissolved in an organic solvent such as pyridine or aniline to prepare a raw material solution. Then, this raw material solution is deposited in the form of a film on the
次に、この皮膜Mを、例えば50〜350℃で加熱して皮膜M中の有機化合物を熱分解することによって、皮膜M中の有機成分を除去する。なお、以上のような原料溶液を用いて皮膜Mを形成し、この皮膜M中の有機化合物を熱分解する工程を繰り返して、複数層の積層体から成る皮膜Mとしてもよい。以上のようにして作製した、支持体1、下部電極層2および皮膜Mの積層体を以下では基板100という。図4は、皮膜Mの熱分解工程までを行なった後の状態(基板100の状態)を示す図である。
Next, the organic component in the film M is removed by heating the film M at, for example, 50 to 350 ° C. to thermally decompose the organic compound in the film M. In addition, it is good also as the membrane | film | coat M which consists of a laminated body of multiple layers by repeating the process of forming the membrane | film | coat M using the above raw material solutions, and thermally decomposing the organic compound in this membrane | film | coat M. The laminate of the
次に、この基板100を加熱炉101内に設置する。加熱炉101は加熱装置を具備しており、加熱炉内101に設置された基板100に対して加熱を行なうことができる。また、加熱炉101は、雰囲気ガスを加熱炉101内に注入するための注入口102と、加熱炉101内の雰囲気ガスを排出するための排出口103とを具備している。注入口102は雰囲気ガスを流すための配管が接続されており、バルブ102aを開くことによって雰囲気ガスを加熱炉101内に注入することができる。また、排出口103は雰囲気ガスを排出させるための配管が接続されており、バルブ103aを開くことによって雰囲気ガスを加熱炉101外に排出することができる。図5は、加熱炉101内に基板100を設置した状態を示す図である。
Next, the
そして、加熱炉101内を水素および不活性ガスの少なくとも一方を含む第1雰囲気ガスで満たし、基板100を加熱する第1加熱工程を行なう。不活性ガスは皮膜Mと化学反応が生じないガスであり、例えば、窒素やアルゴン等である。第1雰囲気としては、水素と不活性ガスとの混合気体であってもよい。なお、第1加熱工程の際の基板100の加熱温度としては、皮膜M中の有機成分をより良好に除去するという観点から、上記皮膜Mの熱分解工程の際の加熱温度よりも高くしてもよい。第1加熱工程の加熱条件としては、例えば、基板100を350〜450℃で30〜180分程度加熱する条件を採用することができる。
Then, a first heating step is performed in which the inside of the
さらに、この第1加熱工程の後、加熱炉101内の上記第1雰囲気ガスを、排出口103から加熱炉101外へ排気する排気工程を行なう。排気工程では、図5のように真空ポンプで加熱炉101内を、例えば、100Pa以下に減圧することによって第1雰囲気ガスを排出してもよい。あるいは、排出口103から第1雰囲気ガスを排出しながら、注入口102から水素や不活性ガス等の新たなガス(以下、この新たなガスを第3雰囲気ガスという)を注入して加熱炉101内を第3雰囲気ガスで置換することによって第1雰囲気ガスを排出してもよい。第1雰囲気ガスをより良好に排出するという観点からは、加熱炉101内を第3雰囲気ガスで置換した後、加熱炉101内を減圧して真空にしてもよい。なお、上記排気工程において真空とは、100Pa以下の減圧状態をいう。
Further, after the first heating step, an exhausting step of exhausting the first atmospheric gas in the
また、上記排気工程において、基板100を200℃以下に冷却してもよい。これによって、排気工程中に皮膜Mの化学反応が進行して欠陥を多く含む結晶体になるのを抑制することができる。
In the exhaust process, the
次に、加熱炉101内を、カルコゲン元素を含む第2雰囲気ガスで満たし、上記基板100を第1加熱工程の加熱温度以上の温度で加熱して皮膜MをI−III−VI族化合物を含む第1の半導体層3にする第2加熱工程を行なう。第2雰囲気ガスは、カルコゲン元素を、例えば、硫黄蒸気、セレン蒸気、テルル蒸気、硫化水素、セレン化水素またはテルル化水素等として含んでいる。第2雰囲気ガスはこのようなカルコゲン元素のガスのみであってもよく、水素や不活性ガスとの混合気体であってもよい。加熱炉101内を第2雰囲気ガスで満たす方法としては、注入口102からカルコゲン元素を含んだ第2雰囲気ガスを注入してもよく、あるいは、図5のように、カルコゲン元素の金属104を予め加熱炉101内に載置しておくとともに、注入口102から水素や不活性ガスを注入し、基板101の加熱時にカルコゲン元素の金属104を気化させて加熱炉101内でカルコゲン元素が水素や不活性ガスと混合するようにしてもよい。第2加熱工程の加熱条件としては、例えば、基板100を450〜600℃で30分〜10時間程度加熱する条件を採用することができる。
Next, the inside of the
以上のように第1加熱工程、排気工程および第2加熱工程を順次行なうことによって、結晶化反応を促進させることができ、光電変換効率の高めることができる。つまり、皮膜Mの熱分解工程では十分に有機成分を除去することが困難であるため、第1加熱工程および排気工程を行なわず、第2加熱工程のみを行なった場合、残存した有機成分が結晶化を阻害しやすくなる。これに対し、上記第1加熱工程および排気工程を行なうことによって、皮膜M中の有機成分をさらに良好に除去することができ、結晶化をより良好に行なうことが可能となる。つまり、第1加熱工程で皮膜M中から放出された有機成分を第1雰囲気とともに排気することで、有機成分が皮膜中に再度混入するのを抑制できる。図6は、皮膜Mを第1の半導体層3にした後の状態を示す図である。
As described above, by sequentially performing the first heating step, the exhaust step, and the second heating step, the crystallization reaction can be promoted, and the photoelectric conversion efficiency can be increased. That is, since it is difficult to sufficiently remove the organic component in the thermal decomposition process of the film M, the remaining organic component is crystallized when only the second heating process is performed without performing the first heating process and the exhaust process. It becomes easy to inhibit. On the other hand, by performing the first heating step and the exhaust step, the organic components in the film M can be removed more favorably, and crystallization can be performed more favorably. That is, by exhausting the organic component released from the film M in the first heating step together with the first atmosphere, the organic component can be prevented from being mixed again in the film. FIG. 6 is a view showing a state after the coating M is made the
第1の半導体層3を形成した後、第1の半導体層3の上に、第2の半導体層4および上部電極層5を順に形成する。
After the formation of the
第2の半導体層4は、溶液成長法(CBD法ともいう)によって形成することができる。例えば、酢酸カドミウムや塩化インジウム等の金属原料と、チオ尿素やチオアセトアミド等の硫黄原料とを水等の溶媒に溶解し、この溶液に第1の半導体層3の形成まで行なった基板1を浸漬することで、第1の半導体層3の上にCdSやIn2S3等を含む第2の半導体層4を形成することができる。
The
上部電極層5は、例えば、アルミニウムが含まれた酸化亜鉛(AZO)等を主成分とする透明導電膜であり、スパッタリング法、蒸着法、またはCVD法等で形成することができる。図7は、第2の半導体層4および上部電極層5を形成した後の状態を示す図である。
The
上部電極層5を形成した後、上部電極層5の上面のうちのY方向に沿った直線状の形成
対象位置からその直下の下部電極層2の上面にかけて、第2溝部P2を形成する。第2溝部P2は、例えば、スクライブ針を用いたメカニカルスクライビング加工によって形成することができる。図8は、第2溝部P2を形成した後の状態を示す図である。第2溝部P2は、第1溝部P1よりも若干X方向(図中では+X方向)にずれた位置に形成する。
After the
第2溝部P2を形成した後、集電電極7および接続導体6を形成する。集電電極7および接続導体6については、例えば、Ag等の金属粉を樹脂バインダー等に分散した導電性を有するペースト(導電ペーストともいう)を、所望のパターンを描くように印刷し、これを加熱することで形成できる。図9は、集電電極7および接続導体6を形成した後の状態を示す図である。
After forming the second groove P2, the
集電電極7および接続導体6を形成した後、上部電極層5の上面のうちの直線状の形成対象位置からその直下の下部電極層2の上面にかけて、第3溝部P3を形成する。第3溝部P3の幅は、例えば、40〜1000μm程度とすることができる。また、第3溝部P3は、第2溝部P2と同様に、メカニカルスクライビング加工によって形成することができる。このようにして、第3溝部P3の形成によって、図1および図2で示された光電変換装置11を製作したことになる。
After forming 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において種々の変更、改良などが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes and improvements can be made without departing from the scope of the present invention.
1:支持体
2:下部電極層
3:第1の半導体層
4:第2の半導体層
5:上部電極層
10:光電変換セル
11:光電変換装置
100:基板
101:加熱炉
102:雰囲気ガス供給口
103:雰囲気ガス排出口
M:皮膜
1: Support 2: Lower electrode layer 3: First semiconductor layer 4: Second semiconductor layer 5: Upper electrode layer 10: Photoelectric conversion cell 11: Photoelectric conversion device 100: Substrate 101: Heating furnace 102: Atmospheric gas supply Mouth 103: Atmospheric gas outlet M: Film
Claims (5)
基板を準備する準備工程と、
該基板を加熱して前記有機化合物を熱分解する熱分解工程と、
水素および不活性ガスの少なくとも一方を含む第1雰囲気ガスで満たされた加熱炉内で前記基板を加熱する第1加熱工程と、
前記加熱炉内の前記第1雰囲気ガスを排気する排気工程と、
前記加熱炉内をカルコゲン元素を含む第2雰囲気ガスで満たして前記基板を加熱することによって前記皮膜をI−III−VI族化合物を含む半導体層にする第2加熱工程と
を順次行なう光電変換装置の製造方法。 A preparatory step of preparing a substrate on which a film containing an organic compound, a group IB element and a group III-B element is formed on the electrode layer;
A thermal decomposition step of thermally decomposing the organic compound by heating the substrate;
A first heating step of heating the substrate in a heating furnace filled with a first atmospheric gas containing at least one of hydrogen and an inert gas;
An exhaust step of exhausting the first atmospheric gas in the heating furnace;
A photoelectric conversion device that sequentially performs a second heating step of filling the inside of the heating furnace with a second atmospheric gas containing a chalcogen element and heating the substrate to form the film into a semiconductor layer containing an I-III-VI group compound. Manufacturing method.
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