光电转换元件的制造方法、光电转换元件的制造装置及光电转换元件制造方法及图纸

提供一种光电转换元件的制造方法、光电转换元件的制造装置及光电转换元件。本发明专利技术的光电转换元件的制造方法的一实施方式具备：对在一对第一及第二电极间具有包括半导体层的光电转换体的构造体确定物性异常部位的确定工序以及通过机械加工分离所述物性异常部位的分离工序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种光电转换元件及其制造方法以及光电转换元件的制造装置。
技术介绍
太阳光发电等中使用的光电转换元件有各种各样的种类。由以CIS系(硒化铟铜系)为代表的黄铜矿系的半导体层或非结晶硅系的半导体层构成的光电转换元件，由于容易以低成本实现光电转换模块的大面积化，因此正在进行研究开发中。该黄铜矿系的光电转换元件具有光吸收层以及缓冲层等半导体层。这样的光吸收层或缓冲层由于厚度是几μ m,因此有时局部产生膜物性的异常部位。当存在这样的异常部位时，局部光电流变小，产生泄露电流的增大等，因此，光电转换元件的光电转换效率显著降低，其可靠性下降。对应于上述那样的膜物性，即使是非结晶硅系的光电转换元件也同样，存在可靠性下降的情况。另一方面，对于非结晶硅系的光电转换元件而言，公知一种修复方法，即，对光电转换元件施加逆向偏置电压，用红外线相机观察此时的发热部位，对泄露电流产生部位进行确定，之后对该泄流电流产生部位照射激光，除去该部分的电极等(参考专利文献 1)。现有技术文献专利文献专利文献1 JP特开平9466322号公报但是，非结晶硅系以及黄铜矿系的半导体层，在为了除去一部分而对物性异常部位照射激光的情况下，上述半导体层融化，进而由于照射了激光的附近的温度上升，导致膜品质下降，因此存在产生光电转换效率下降的情况。尤其，在黄铜矿系的化合物的半导体层中，内部含有的铜系化合物会使上部电极和下部电极短路。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，通过将在光电转换元件上产生的局部的物性异常的部位良好地分离，从而提供高效率的光电转换元件。本专利技术的光电转换元件的制造方法的一实施方式具备确定工序，在该确定工序中，对于在一对第一及第二电极间具有包括半导体层的光电转换体的构造体，确定物性异常部位；以及分离工序，在该分离工序中，通过机械加工分离所述物性异常部位。本专利技术的光电转换元件的制造装置的一实施方式是一种光电转换元件的制造装置，该制造装置具有对于在一对第一及第二电极间具有包括半导体层的光电转换体的构造体，分离物性异常部位的机构，其中，所述制造装置具有对所述构造体施加偏置电压的电压施加单元以及对从所述构造体发出的电磁波的强度进行检测的检测单元。进而，本专利技术的光电转换元件的制造装置的一实施方式具备通过所述电磁波的强度确定所述物性异常部位的确定单元以及对所述构造体实施机械加工而分离所述物性异常部位的机械加工单元。本专利技术的光电转换元件的一实施方式具备构造体，该构造体在一对第一及第二电极间具有包括半导体层的光电转换体，通过机械加工分离所述构造体的物性异常部位。专利技术效果根据本专利技术的光电转换元件的制造方法以及光电转换元件的制造装置的一实施方式，通过使用机械加工来分离光电转换元件所具有的构造体的物性异常部位，从而可以抑制物性异常部位及其周边部的温度上升。而且，在本实施方式中，由于通过机械加工来分离物性异常部位，所以可以减少因激光照射等产生的热引起的半导体层的变质。结果是，在本实施方式中，能够提供高效率的光电转换元件。附图说明图1是表示本专利技术的光电转换元件的构造的一例的截面图。图2是说明本专利技术的光电转换元件的制造方法的一例的框图。图3是表示本专利技术的光电转换元件的制造装置的一例的图。图4是表示本专利技术的机械加工的一实施方式的立体图。图5(a) (C)是表示在分离工序中，实施了机械加工后的光电转换元件的一例的立体图。图6(a) (C)是表示划线器的前端部的各种实施方式的俯视图。图7是表示在分离工序中，实施了机械加工后的光电转换元件的一例的图，(a)是从窗层一侧观察到的俯视图，(b) (d)是截面图。图8(a)以及(b)是表示划线器的前端部的各种实施方式的立体图。 具体实施例方式对于本专利技术的光电转换元件的实施方式进行说明。而且，在以下的实施方式中，使用具有黄铜矿系的半导体层的光电转换元件的方式进行说明。黄铜矿系的光电转换元件具有的构造是具备包括黄铜矿系化合物半导体层的光电转换体以及一对电极(第一电极及第二电极)。该光电转换体也可以包括与黄铜矿系化合物的半导体层异质接合的缓冲层。另外，电极即包括由半导体层构成的电极，也包括所谓窗层的电极。图1所示的光电转换元件1具有基板2、作为第一电极的背面电极3、黄铜矿系化合物的半导体层4、缓冲层5以及作为第二电极的窗层6。而且，在本实施方式中，由半导体层4以及缓冲层5构成光电转换体la。进而，在本实施方式中，由背面电极3、光电转换体Ia以及第二电极构成构造体lb。基板2例如由厚度1 3mm左右的蓝板玻璃(碱石灰玻璃)构成。另外，背面电极3例如由厚度0. 2 1 μ m左右的钼、钛、钽等金属或它们的金属层叠体构成。黄铜矿系化合物的半导体层4具有作为光吸收层的作用。该半导体层4是具有ρ 型导电形式的具有厚度1 3μπι左右的黄铜矿构造的半导体薄膜，是二硒化铟铜、二硒化铟铜·镓、二硒·硫化铟铜·镓、二硫化铟铜·镓或具有薄膜的二硒·硫化铟铜·镓层作为表面层的二硒化铟铜·镓等多元化合物半导体薄膜。缓冲层5例如是硫化镉(CdS)、硫化铟(1 )、硫化锌(SiS)等混晶化合物半导体。窗层6例如是具有η型导电形式的禁带带宽大且透明、低电阻的厚度1 2 μ m左右的由金属氧化物构成的半导体薄膜，其中所述金属氧化物由氧化锌(aio)或含有铝、硼、 镓、铟、氟等的与氧化锌的化合物、含有锡的氧化铟锡(ITO)或氧化锡(SnO2)等构成。而且， 窗层6可以看作是构成光电转换元件1的一方的电极(第二电极)。除了窗层6也可以还形成透明导电膜，可将窗层6和透明导电膜合起来看作是第二电极。对于制作本实施方式的光电转换元件1的工序的一例进行说明。首先，在洗净的基板2的大致整个面上使用溅射法等对背面电极3进行成膜。接着，在成膜后的该背面电极 3上使用YAG激光等形成分割槽，对背面电极3刻画图案。之后，采用溅射法或蒸镀法、印刷法等在该形成了图案的背面电极3上对黄铜矿系的化合物半导体层4进行成膜。之后，采用溶液成长法(CBD法)等对缓冲层5进行成膜。在该背面电极3的大致整个面上成膜的黄铜矿系化合物的半导体层4与缓冲层5上，通过机械性划线形成分离槽并刻画图案。之后，采用溅射法或有机金属气相成长法(M0CVD法)等将窗层6成膜于缓冲层5的大致整个面上，以机械性划线形成分离槽，刻画图案。而且，为了实现低电阻化，也可以通过在该窗层 6上印刷银膏等，形成栅电极。如此，光电转换元件1具有从背面侧顺次层叠基板2、背面电极3、黄铜矿系化合物的半导体层4、缓冲层5、窗层6的构造，通过对各层刻画图案，如图1所示，成为多个单位单元连接的集成构造。下面，使用图2说明本专利技术的光电转换元件的制造方法。首先，如图2所示，利用正向偏压施加机构A(电压施加单元)对光电转换元件1的电极间施加正向偏压。由此，利用场致发光检测机构B(检测单元)检测从光电转换元件1发出的场致发光(以下，简称为 EL)。通过观察来自该光电转换元件1的EL，可以判断正向偏压施加时的在光电转换元件内的电流密度分布，可以从电流密度分布的不均勻性了解光电转换元件1内的物性异常部位。即，可知与没有该EL发光的部分或其他部分相比，在发光强度小的部分，存在着pn 接合不良、有微裂痕、组成偏差、容易引起复合的缺陷密度高的部分、各层本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种光电转换元件的制造方法，其特征在于，包括：确定工序，在该确定工序中，对在一对第一及第二电极间具有包括半导体层的光电转换体的构造体，确定物性异常部位；以及分离工序，在该分离工序中，通过机械加工分离所述物性异常部位。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：松岛德彦，
申请(专利权)人：京瓷株式会社，
类型：发明
国别省市：JP