本发明专利技术提供一种第一半导体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）包括：电极层（2）；配置在该电极层（2）上且含有I-III-VI族黄铜矿系化合物半导体和氧的第一半导体层（3）；以及配置在所述第一半导体层（3）上且与所述第一半导体层（3）形成pn结的第二半导体层（4）。并且，在光电装置（10）中，对所述第一半导体层（3）而言，自所述第一半导体层（3）的层叠方向的中央部位于所述电极层（2）侧的部位的氧摩尔浓度，大于所述第一半导体层（3）整体的氧摩尔浓度。
【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，对于发生在背电极侧的光吸收层内的少数载流子而言，由于其必须具有较长的扩散距离，因此，容易受到存在于光吸收层中的缺陷的影响。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，具有电极层；以及，配置在该电极层上且含有I-III-VI族黄铜矿系化合物半导体和氧的第一半导体层。在本实施方式中，具有配置在所述第一半导体层上且与所述第一半导体层形成Pn结的第二半导体层。而且，在本实施方式中，自所述第一半导体层的层叠方向的中央部位于所述电极层侧的部位的氧摩尔浓度，大于所述第一半导体层整体的氧摩尔浓度。基于本专利技术一实施方式的光电转换装置，即使在光吸收层的位于电极侧的部位发生缺陷，也能够通过氧容易填补该缺陷。由此，延长在上述部位发生的少数载流子的扩散距离，能够减少载流子发生再结合的现象。其结果，光电转换效率得到提高。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。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 ;第一半导体层3 ;第二半导体层4 ;以及第二电极层5。光电转换装置10在第一半导体层3的基板I侧，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，以分别截断第一半导体层3和第二半导体层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夹持的第一半导体层3和第二半导体层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，通过钥(Mo)、铝(Al)、钛(Ti)或金(Au)等而形成。第一电极层2和第三电极层6是通过溅射法或蒸镀法等而形成在基板I上。第一半导体层3是吸收光的同时与第二半导体层4协作而进行光电转换的层。该第一半导体层3含有黄铜矿系化合物半导体、且被设置在第一电极层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)。作为上述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，第一半导体层3的厚度可以为I 2. 5 μ m。由此，提高光电转换效率。第一半导体层3除了含有I-III-VI族黄铜矿系化合物半导体以外还含有氧。该氧起到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)脱离而形成空洞的部分。并且，上述氧具有填补上述缺陷(空洞)的作用。换言之，氧取代了黄铜矿结构的空洞。如图3所示，第一半导体层3分成两部分，即位于自第一半导体层3的层叠方向的中央部至第一电极层2侧的部位A、以及位于自第一半导体层3的层叠方向的中央部至第二半导体层4侧的部位B。在此，如图3所示，第一半导体层3的层叠方向的中央部是指，沿着与第一半导体层3的层叠方向(厚度方向)相垂直的方向，在第一半导体层3的中间部画出的虚拟中心线C (图3中的虚线)的附近。并且，第一半导体层3的部位A的氧摩尔浓度大于第一半导体层3整体的氧摩尔浓度。由此，第一半导体层3的部位A的氧摩尔浓度处于较高状态，能够通过氧容易地填补第一半导体层3的部位A内的缺陷。其结果，在第一半导体层3的部位A中产生的少数载流子的扩散距离变长。由此，能够使少数载流子容易到达第二电极层5。这是因为降低了少数载流子发生再结合的现象的缘故。因此，光电转换效率得到提高。此外，在第一半导体层3中，若上述氧摩尔浓度过高，则除了在有缺陷的部分以夕卜，其他部分也会存在氧，有时氧自身也成为缺陷。因此，优选第一半导体层3整体的氧摩尔浓度为I飞mol%。此外，第一半导体层3整体的氧摩尔浓度是指，第一半导体层3的平均氧摩尔浓度。另一方面，第一半导体层3的部位A的氧摩尔浓度比第一半导体层3整体的氧摩尔浓度高f5mol%左右。若为具有上述范围内的氧摩尔浓度的第一半导体层3，则能够容易地通过氧适度填补缺陷，且减少多余缺陷的发生。第一半导体层3，例如可通过以下方式进行制造。首先，在具有第一电极层2的基板I上，涂布含有I-B族元素、III-B族元素以及VI-B族元素的原料溶液，形成第一涂布膜(Al工序)。接着，在氧气环境中对上述第一涂布膜进行加热处理，形成第一前驱体(A2工序)。在该A2工序中，第一前驱体的形成温度为200 300°C。接着，在含有VI-B族元素的环境、或者在氮气或氩气等的非活性气体环境中，对上述第一前驱体进行加热，由此形成第一层(A3工序)。在该A3工序中，第一层的形成温度为40(T500°C。接着，在该第一层上，涂布含有I-B族元素、III-B族元 素以及VI-B族元素的原料溶液，由此形成第二涂布膜(A4工序)。接着，在氧气环境中对上述第二涂布膜进行加热处理，形成第二前驱体(A5工序)。在该A5工序中，第二前驱体的形成温度为200 300°C。接着，在含有VI-B族元素的环境、或者在氮气或氩气等的非活性气体环境中，对上述第二前驱体进行加热，由此形成第二层(A6工序)。在该A6工序中，第二层的形成温度为40(T50(TC。接着，在该第二层上，涂布含有I-B族元素、III-B族元素以及VI-B族元素的原料溶液，形成第三涂布膜(A7工序)。接着，在氧气环境中对上述第三涂布膜进行加热处理，形成第三前驱体(AS工序)。在该AS工序中，第三前驱体的形成温度为200 300°C。接着，在含有VI-B族本文档来自技高网...
【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：鎌田塁，笠井修一，
申请(专利权)人：京瓷株式会社，
类型：
国别省市：
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