本发明专利技术提供一种光电转换装置，该光电转换装置通过提高光吸收层与电极层之间的粘接性来提高可靠性并且光电转换效率高。本发明专利技术的光电转换装置具有电极层（2）和设置于该电极层（2）上的含有化合物半导体的光吸收层（3），该光吸收层（3）具有位于电极层（2）侧的第一层（3A）以及设置于该第一层（3A）上的第二层（3B），并且第一层（3A）的空隙率小于第二层（3B）的空隙率。
【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。该光电转换装置中，例如，在基板上形成有作为背电极的第一电极层，并在该第一电极层上形成有由I-III-VI族化合物半导体构成的光吸收层。并且，在该光吸收层上，通过由ZnS、CdS等形成的缓冲层，形成由ZnO等形成的透明的第二电极层。作为提高上述光电转换装置的光电转换效率的方法之一，有一种增大光吸收层所含的半导体的晶粒尺寸的方法。在日本特开2000-156517号公报中，公开了一种形成上述 晶粒大的光吸收层的技术。但是，在光吸收层中的晶粒尺寸大的情况下，光吸收层对电极层的粘接性降低，从而光吸收层容易从电极层上剥离。特别是，若为了增大光吸收层的晶粒尺寸而在更高的温度下进行处理时，上述剥离有可能更明显。本专利技术的目的之一在于，提供一种光电转换装置，该光电转换装置通过提高光吸收层与电极层之间的粘接性来提高可靠性并且光电转换效率高。
技术实现思路
本专利技术一实施方式的光电转换装置，具有电极层；以及设置于该电极层上并含有化合物半导体的光吸收层。并且，在本实施方式的光电转换装置中，上述光吸收层具有位于上述电极层侧的第一层；以及设置于该第一层上的第二层。进而，在本实施方式的光电转换装置中，上述第一层的空隙率小于上述第二层的空隙率。基于本专利技术一实施方式的光电转换装置，光吸收层与电极层之间变得容易粘合。基于此，在本实施方式中，光吸收层难以从电极层上剥离，能够提高可靠性。进而，基于第二层的空隙，陷光效果(light trapping effect)得以提高。因此,在本实施方式中能够提高光电转换效率。附图说明图I是表示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是用于说明光电转换装置的实施方式的剖面示意图。图4是表示光电转换装置的其它实施方式的一个实例的剖面图。图5是用于说明光电转换装置的其它实施方式的剖面示意图。图6是用于说明光吸收层的空隙率与光吸收层的各层之间关系的说明图。具体实施例方式下面，参照附图详细说明本专利技术光电转换装置的实施方式。本专利技术一实施方式的光电转换装置10,具有基板I ;第一电极层2 ;光吸收层3 ；缓冲层4;以及第二电极层5。如图I所示，通过在一个方向上并列形成多个光电转换装置10，能够得到光电转换模块11。并且，光电转换装置10在光吸收层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。在相邻的光电转换装置10相互之间，通过设置于光吸收层3的连接导体7，实现第二电极层5与第三电极层6的电连接。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相互之间的串联连接。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。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。并且，在本实施方式中，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。作为基板I所用的材料，例如，可以举出玻璃、陶瓷、树脂和金属等。在第一电极层2和第三电极层6中，例如,使用含有钥(Mo)、招(Al)、钛(Ti)或金(Au)等的导电体。例如，采用溅射法或蒸镀法等，将第一电极层2和第三电极层6形成于基板I上。光吸收层3在吸收光的同时，与缓冲层4协作而进行光电转换。该光吸收层3设置于第一电极层2上和第三电极层6上。并且,光吸收层3含有I-III-VI系化合物半导体。在此，所谓I-III-VI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。这样的化合物半导体具有黄铜矿结构，也被称为黄铜矿系化合物半导体(也称作CIS系化合物半导体)。作为上述I-III-VI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，所谓Cu(In，Ga)Se2，是指主要含有Cu、In、Ga和Se的化合物。另外，所谓Cu (In，Ga) (Se, S)2，是指主要含有Cu、In、Ga、Se和S的化合物。在本实施方式中，光吸收层3具有多种半导体层。例如，如图2所示，光吸收层3具有位于第一电极层2侧的第一层3A ;以及设置于该第一层3A上的第二层3B。另外,在第一层3A和第二层3B内，设置有空隙。并且，在本实施方式中，如图3所示，光吸收层3的第一层3A的空隙率小于光吸收层3的第二层3B的空隙率。即，在本实施方式中，在第一电极层2上设置的第一层3A的空隙3a少，比较致密。因此，提高光吸收层3对第一电极层2的粘接性，并难以从第一电极层2剥离。由此，光电转换装置10的可靠性得以提高。还有，如上所述，若使第一电极层2与光吸收层3处于粘合状态,则能够减小第一电极层2与光吸收层3之间界面上的电阻。由此提高了光电转换效率。另外，在本实施方式中，在光吸收层3的第二层3B中，与第一层3A相比形成有大量空隙(空隙3b)。基于此，入射到光吸收层3的光容易被吸收在光吸收层3内。由此，入射到光吸收层3的光，能够有效地贡献于光电转换。因此，在本实施方式中能够提高光电转换效率。光吸收层3的各半导体层的空隙率，例如，能够通过对采用电子显微镜所拍摄的剖面照片加以图像处理来进行测定。具体而言，对光吸收层3的任意多个部位的剖面，拍摄以黑白二值化显示的剖面照片，并且根据各占有面积求出空隙率。或者，通过根据BET比表面积法来求出比表面积，可作为与空隙率相同的指标。在该BET比表面积法中，例如，可以采用蚀刻等方法在膜厚方向上削减光吸收层的同时测定比表面积。另外，光吸收层3的第一层3A的空隙率可为O 20%的范围。由此，光吸收层3相对于第一电极层3和第三电极层6的粘接性进一步得以提高。并且，在上述范围内，能够减小光吸收层3与第一电极层2以及第三电极层6之间界面上的电阻值，从而增大电流密度。此外，在图3等所示的实施方式中，在第一层3A中设置有空隙3a，但实质上可以不存在空隙3a。另一方面，光吸收层3的第二层3B的空隙率可为30 80%的范围。由此，进一步提高光吸收层3对所入射的光的吸收效果。并且，基于上述光吸收层3，能够缓和第二层3B中产生的应力，因此能够减少光吸收层3中产生的裂纹等。此外，光吸收层3的空隙率在与第一层3A以及与第二层3B之间的界面上有非常大的差异。因此，对该界面而言，例如当沿着光吸收层3的膜厚方向标绘出空隙率时，空隙率发生急剧变化，能够见到变化率最大或 最小的位置。另外，如图4所示，光吸收层3可以在第二层3B上设置有第三层3C。此时，如图5所示，光吸收层3的第三层3C的空隙率可以低于光吸收层3的第二层3B的空隙率。此时，光吸收层3的第三层3C与缓冲层4粘接。即，缓冲层4设置于光吸收层3的第三层3C上。在这种实施方式中，第三层3C的空隙3c少而比较致密。因此，光吸收层3与缓冲层4之间的接合良好，提高光电转换效率。进而，在该方式中，光吸本文档来自技高网...
【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：久保新太郎，中泽秀司，鎌田塁，小栗诚司，牛尾绅之介，笠井修一，稻井诚一郎，
申请(专利权)人：京瓷株式会社，
类型：
国别省市：
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