本发明专利技术提供一种光吸收层与电极层之间的粘接性高、且光电转换效率高的光电转换装置。本发明专利技术的光电转换装置（10）具有包含黄铜矿系化合物半导体和氧的光吸收层（3）。光吸收层（3）的内部具有空洞（3a）。空洞（3a）附近的氧原子浓度高于光吸收层（3）中的平均氧原子浓度。
【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装置。
技术介绍
作为光电转换装置，已知具有由CIGS等的黄铜矿系I-III-VI族化合物半导体形成的光吸收层的光电转换装置。在日本特开2000-156517号公报中，公开了一种在形成于基板上的背电极上设置了由I-III-VI族化合物半导体构成的光吸收层的例子。在该光吸收层上，形成有ZnS、CdS等的缓冲层和ZnO等的透明导电膜。在这样的光电转换装置中，如果光吸收层内存在大量缺陷，则使发生在光吸收层内的少数载流子(电子)的扩散距离变短。由此，在通过电极等取出之前，少数载流子有时因与空穴等再结合而消失。尤其是，当光吸收层内存在空洞时，在与空洞面对的表面上存在大 量的上述缺陷，因此，少数载流子容易在上述空洞附近消失。其结果，有时会降低光电转换效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，减少因光吸收层内的缺陷而发生的少数载流子的再结合，并提高光电转换效率。本专利技术一实施方式的光电转换装置，具有包含I-III-VI族黄铜矿系化合物半导体和氧的光吸收层。另外，所述光吸收层的内部具有空洞。而且，在本实施方式中，所述空洞附近的氧原子浓度高于所述光吸收层中的平均氧原子浓度。基于本专利技术一实施方式的光电转换装置，利用氧能够有效地填补光吸收层内空洞附近的缺陷。由此，减少了载流子发生再结合的现象。其结果，提高了光电转换效率。附图说明图I是表示本专利技术光电转换装置的实施方式的一个实例的立体图。图2是表示本专利技术光电转换装置的实施方式的一个实例的剖面图。图3是用于说明本专利技术光电转换装置的实施方式的剖面示意图。图4是用于说明本专利技术光电转换装置的其它实施方式的剖面示意图。具体实施例方式如图I和图2所不,本专利技术一实施方式的光电转换装置10包括基板I ;第一电极层2 ;光吸收层3 ;缓冲层4 ;以及第二电极层5。光电转换装置10在光吸收层3的基板I侦牝具有与第一电极层2隔开间隔而设置的第三电极层6。相邻的光电转换装置10之间，通过连接导体7实现电连接。即，通过连接导体7，一个光电转换装置10的第二电极层5与另一个光电装置10的第三电极层6相连接。该第三电极层6兼具作为相邻的光电转换装置10的第一电极层2的功能。由此，实现相邻光电转换装置10之间的串联连接。此外，在一个光电转换装置10内，以分别截断光吸收层3和缓冲层4的方式设置有连接导体7。因此，在光电转换装置10中，通过由第一电极层2和第二电极层5夹持的光吸收层3和缓冲层4进行光电转换。另外，如本实施方式，可在第二电极层5上设置有集电电极8。基板I用于支承光电转换装置10。作为用于基板I的材料，例如，可以举出玻璃、陶瓷、树脂等。第一电极层2和第三电极层6，例如，由钥(Mo)、铝(Al)、钛(Ti)或金(Au)等形成。第一电极层2和第三电极层6是通过溅射法或蒸镀法等形成在基板I上。光吸收层3是吸收光的同时与缓冲层4协作而进行光电转换的层。该光吸收层3含有黄铜矿系化合物半导体，且设置在第一电极层2和第三电极层6上。在此,黄铜矿系化合物半导体是指，I-B族元素(也称作11族元素)和III-B族元素(也称作13族元素)以及VI-B族元素(也称作16族元素)的化合物半导体(也称作CIS系化合物半导体)。作为I-III-VI族黄铜矿系化合物半导体，例如，可以举出Cu (In，Ga) Se2 (也称作CIGS)、Cu (In， Ga) (Se, S)2 (也称作CIGSS)和CuInS2 (也称作CIS)。此外，Cu (In，Ga) Se2是指，主要含有Cu、In、Ga和Se的化合物。另外，Cu (In，Ga) (Se, S)2是指，主要含有Cu、In、Ga、Se和S的化合物。例如，光吸收层3的厚度可以为I 2. 5μπι。由此，提高光电转换效率。对光吸收层3而言，除了含有黄铜矿系化合物半导体以外还含有氧。该氧具有填补存在于黄铜矿系化合物半导体内的缺陷的作用。该缺陷是指，原子从黄铜矿结构的一部分区域(site)脱离的部分。而且，氧能够进入到上述原子发生脱离的部位以填补上述缺陷。换言之，氧取代了原子从黄铜矿结构的一部分区域脱离的部分。由此，利用氧能够填补上述缺陷，从而减少了载流子再结合的发生。另一方面，如图3所示，光吸收层3在内部具有多个空洞3a。这样的空洞3a能够缓和从外部作用于光吸收层3的冲击等。由此，能够减少因这种冲击等而在光吸收层3中产生的裂纹。而且，空洞3a能够使入射到光吸收层3内的光发生散射。由此，容易地将光限制在光吸收层3内，从而光电转换效率得到提高。例如，在厚度方向上剖视光吸收层3时，空洞3a呈多角形、圆形、椭圆形等的形状。另外，空洞3a在光吸收层3中的占有率(光吸收层3a的空隙率)可以为10 80%。另外，该占有率也可以为30 60%。由此，光吸收层3a不仅能够缓和上述冲击等，而且能够保持光吸收层3a自身的刚性。而且，对光吸收层3而言，空洞3a附近的氧原子浓度高于光吸收层3中的平均氧原子浓度。因此，在本实施方式中，能够利用氧有效地填补在与空洞3a面对的光吸收层3表面上大量存在的缺陷。由此，能够降低载流子发生再结合，从而提高光电转换效率。在光吸收层3中，如果上述氧原子浓度过高，则除了在有缺陷的部分以外，其他部分也会存在很多氧。这种情况下，氧自身就有可能成为缺陷。因此，光吸收层3的平均氧原子浓度为I 5原子％。若氧原子浓度处于上述范围，则能够提高光电转换效率。另外，光吸收层3的平均氧原子浓度也可以为I 3原子％。若氧原子浓度处于该范围，则能够减少氧自身带来的缺陷，且能够填补存在于光吸收层3表面的缺陷，从而能够进一步提高光电变换效率。此外，光吸收层3中的平均氧原子浓度，是通过在光吸收层3内的任意10个部位进行测定后取其平均值而获得。另一方面，在光吸收层3的空洞3a附近的氧原子浓度比光吸收层3的平均氧原子浓度高O. I 3原子％左右。即，在平均氧原子浓度被控制在上述范围内的光吸收层3中，能够通过氧适度地填补在面对(面向)空洞3a的光吸收层3表面存在的缺陷，且能够减少因多余的氧而引起的缺陷。空洞3a的附近是指，从面对该空洞3a的表面向光吸收层3的深度方向IOOnm以内的范围。另外，空洞3a附近的氧原子浓度，是在上述范围内的任意10个部位进行测定后取其平均值而获得。光吸收层3中的氧原子浓度，例如，可通过X射线光电子能谱法(X-rayphotoelectron spectroscopy, XPS)、俄歇电子倉泛谱仪法(Auger electron spectroscopy,AES)或二次离子质谱法(Secondary Ion Mass Spectroscopy, SIMS)等进行测定。在这些方法中，采用溅射法在深度方向上削减光吸收层3的同时进行测定。例如，采用一边照射铯的离子束、一边通过溅射法在深度方向上削减光吸收层3的二次离子质谱法测定光吸收层3的氧原子浓度，其结果，光吸收层3的平均氧原子浓度为 1.3原子％。另外，光吸收层3的空洞3a附近的氧原子浓度为1.7原子％。在这种光电转换 装置10中，能够通过氧适宜地填补在面对空洞3a的光吸收层3表面存在的缺陷，而且，能够减少因多余的氧而引起的缺陷。由此，光电转换效率得到提高。接下来，对光吸收层3的制造方法的一例进行说明。首先本文档来自技高网...
【技术保护点】
【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：小栗诚司，田中勇，松岛德彦，山本晃生，
申请(专利权)人：京瓷株式会社，
类型：
国别省市：
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