多层耦合型光电转换元件制造技术

本实用新型专利技术提供能够防止水与钙钛矿层的接触的多层耦合型光电转换元件及多层耦合型光电转换元件的制造方法。实施方式的多层耦合型光电转换元件具有层叠体。层叠体是将第一电极功能层、第一光活性层、中间功能层、第二光活性层、第二电极功能层层叠而成的。第一光活性层由晶体硅构成。第二光活性层由具有钙钛矿型晶体结构的光活性材料构成。第二电极功能层所包含的一部分层被层叠在层叠体的内部，并且以将位于层叠体的端面的第二光活性层的端部覆盖的方式在端面上延伸而层叠。盖的方式在端面上延伸而层叠。盖的方式在端面上延伸而层叠。

【技术实现步骤摘要】
多层耦合型光电转换元件


[0001]本技术的实施方式涉及多层耦合型光电转换元件及多层耦合型光电转换元件的制造方法。

技术介绍

[0002]作为多层耦合型光电转换元件，已知串联型太阳能电池。串联型太阳能电池在半导体基板的受光面侧具备包含第二光活性层的第二光电转换元件，并且在半导体基板的受光面侧的相反侧具备使该半导体基板作为第一光活性层发挥功能的第一光电转换元件而构成。作为第二光活性层，已知具有由钙钛矿型结晶结构的材料构成的光活性层(以下，称为钙钛矿层)的光活性层。
[0003]在具有钙钛矿层的多层耦合型光电转换元件中，在结构上，钙钛矿层在其端面露出。因此，钙钛矿层处于水容易接触的状态。如果钙钛矿层与水接触，则钙钛矿层分解，由此第一光电转换元件有时会短路。
[0004][现有技术文献][0005][专利文献][0006][专利文献1]国际公开第2016/158838号

技术实现思路

[0007]本技术所要解决的技术问题在于提供一种能够防止水与钙钛矿层的接触的多层耦合型光电转换元件及多层耦合型光电转换元件的制造方法。
[0008]实施方式的多层耦合型光电转换元件，其特征在于，所述多层耦合型光电转换元件由层叠体构成，所述层叠体是将第一电极功能层、由晶体硅构成的第一光活性层、中间功能层、由具有钙钛矿型晶体结构的光活性材料构成的第二光活性层、以及第二电极功能层层叠而成的，所述第二电极功能层所包含的一部分层被层叠在所述层叠体的内部，并且以将位于所述层叠体的端面的所述第二光活性层的端部覆盖的方式在所述端面上延伸而层叠。
[0009]另外，实施方式的多层耦合型光电转换元件，其特征在于，所述第二电极功能层所包含的一部分层以将所述层叠体的整个端面覆盖、并且将所述第一光活性层的所述第一电极功能层侧的面的一部分覆盖的方式层叠。
[0010]另外，实施方式的多层耦合型光电转换元件，其特征在于，所述第二电极功能层所包含的一部分层由无机氧化物构成。
[0011]另外，实施方式的多层耦合型光电转换元件，其特征在于，所述第二电极功能层所包含的一部分层由锡氧化物或钛氧化物构成。
[0012]另外，实施方式的多层耦合型光电转换元件，其特征在于，所述第一电极功能层具有：第一电极；钝化膜，配置在所述第一电极与所述第一光活性层之间；以及第一导电层，贯通所述钝化膜并将所述第一电极与所述第二光活性层电连接，所述中间功能层具有：第二
导电层，层叠于第二光活性层；透明电极层；以及第一功能层，配置于所述透明电极层与所述第一光活性层之间，所述第二电极功能层具有：第二功能层，层叠于所述第二光活性层；以及第二电极，层叠于所述第二功能层，所述第二功能层被层叠在所述第二光活性层与所述第二电极之间，并且以将位于所述层叠体的端面的所述第二光活性层的端部覆盖的方式在所述端面上延伸而层叠。
[0013]另外，实施方式的多层耦合型光电转换元件，其特征在于，所述第一功能层及所述第二功能层分别相对于所述第二光活性层作为空穴注入层或电子输送层发挥功能。
[0014]另外，实施方式的多层耦合型光电转换元件，其特征在于，所述第二功能层由无机氧化物构成。
[0015]另外，实施方式的多层耦合型光电转换元件，其特征在于，所述第二功能层由锡氧化物或钛氧化物构成。
附图说明
[0016]图1是表示第一实施方式的多层耦合型光电转换元件的剖视示意图。
[0017]图2是表示第二实施方式的多层耦合型光电转换元件的剖视示意图。
[0018]图3是表示第二实施方式的多层耦合型光电转换元件的变形例的剖视示意图。
[0019]图4是说明第三实施方式的多层耦合型光电转换元件的制造方法的工序图。
[0020]图5是说明第三实施方式的多层耦合型光电转换元件的制造方法的工序图。
[0021]图6是说明第三实施方式的多层耦合型光电转换元件的制造方法的工序图。
[0022]图7是表示第四实施方式的多层耦合型光电转换元件的另一例的剖视示意图。
[0023]图8是说明第四实施方式的多层耦合型光电转换元件的制造方法的工序图。
[0024]图9是说明第四实施方式的多层耦合型光电转换元件的制造方法的工序图。
[0025]图10是说明第四实施方式的多层耦合型光电转换元件的制造方法的工序图。
具体实施方式
[0026]以下，参照附图对实施方式的多层耦合型光电转换元件及多层耦合型光电转换元件的制造方法进行说明。
[0027](第一实施方式)
[0028]图1表示第一实施方式的多层耦合型光电转换元件1。图1所示的多层耦合型光电转换元件1由将第一电极功能层2、由晶体硅构成的第一光活性层3、中间功能层4、由具有钙钛矿型结晶结构的光活性材料构成的第二光活性层5、第二电极功能层6层叠而成的层叠体7构成。在图1所示的多层耦合型光电转换元件1中，第一光活性层3及第二光活性层5的受光面被设为第二电极功能层6侧的面。
[0029]第一电极功能层2的端部2a、第一光活性层3的端部3a、中间功能层4的端部4a、第二光活性层5的端部5a以及第二电极功能层6的端部6a位于层叠体7的端面7a。
[0030]图1所示的多层耦合型光电转换元件1中，第二电极功能层6所包含的一部分层6b层叠于层叠体7的内部，并且以覆盖层叠体7的端面7a的一部分的方式延伸而层叠。具体而言，第二电极功能层6所包含的一部分层6b以覆盖第二光活性层5的端部5a的方式在端面7a上延伸而层叠。由此，第二光活性层5的端部5a被第二电极功能层6所包含的一部分层6b覆
盖。
[0031]第一电极功能层2也可以包含第一电极和配置于第一电极与第一光活性层之间的第一导电层。
[0032]第一光活性层3由第一导电型的晶体硅层构成。构成第一光活性层3的晶体硅可以采用与一般在光电池中使用的硅同样的构成。具体而言，可列举单晶硅、多晶硅、异质结型硅等包含晶体硅的晶体硅等。另外，晶体硅也可以为从硅晶片切出的薄膜。作为硅晶片，也可以使用掺杂有磷或砷等的n型硅晶体、掺杂有硼或镓等的p型硅晶体。由于p型硅晶体中的电子具有长的扩散长度，因此作为第一导电型的晶体硅，优选p型的晶体硅。
[0033]中间功能层4至少具备将以第一光活性层3为主体的底部单元和以第二光活性层5为主体的顶部单元串联连接的功能。中间功能层4例如也可以包含与第一光活性层3相接的第二导电层、透明导电层、和与第二光活性层5相接的第一功能层。
[0034]第二光活性层5由具有钙钛矿型晶体结构的光活性材料构成。钙钛矿型晶体结构是指与钙钛矿相同的晶体结构。典型地，钙钛矿结构由离子A、B及X构成，离子B比离子A小的情况下，有时采取钙钛矿结构。该晶体结构的化学组成可以用下述通式(1)表示。
[0035]ABX3(1)
[0036]在此，A可以利用1级铵离子。具体而言，可举出CH3NH
3+
(以下，有时称本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多层耦合型光电转换元件，其特征在于，所述多层耦合型光电转换元件由层叠体构成，所述层叠体是将第一电极功能层、由晶体硅构成的第一光活性层、中间功能层、由具有钙钛矿型晶体结构的光活性材料构成的第二光活性层、以及第二电极功能层层叠而成的，所述第二电极功能层所包含的一部分层被层叠在所述层叠体的内部，并且以将位于所述层叠体的端面的所述第二光活性层的端部覆盖的方式在所述端面上延伸而层叠。2.根据权利要求1所述的多层耦合型光电转换元件，其特征在于，所述第二电极功能层所包含的一部分层以将所述层叠体的整个端面覆盖、并且将所述第一光活性层的所述第一电极功能层侧的面的一部分覆盖的方式层叠。3.根据权利要求2所述的多层耦合型光电转换元件，其特征在于，所述第二电极功能层所包含的一部分层由无机氧化物构成。4.根据权利要求2所述的多层耦合型光电转换元件，其特征在于，所述第二电极功能层所包含的一部分层由锡氧化物或钛氧化物构成。5.根据权利要求1所述的多层耦合型光电转换元件，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：五反田武志，浅谷刚，齐田穣，户张智博，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：新型
国别省市：