專利名稱：光電轉(zhuǎn)換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有I-III-VI族化合物半導(dǎo)體的光電轉(zhuǎn)換裝置。
背景技術(shù)：
作為太陽能電池，存在如下的太陽能電池，其使用具備由I-III-VI族化合物半導(dǎo)體構(gòu)成的光吸收層的光電轉(zhuǎn)換裝置。I-III-VI族化合物半導(dǎo)體是被稱為CIGS等的黃銅礦系化合物半導(dǎo)體。在該光電轉(zhuǎn)換裝置中，例如在由堿石灰玻璃構(gòu)成的基板上形成有例如由 Mo構(gòu)成的作為第一電極層的背面電極，在該第一電極層上形成有由I-III-VI族化合物半導(dǎo)體構(gòu)成的光吸收層。并且，在該光吸收層上依次層疊有由aiS、CdS等構(gòu)成的緩沖層和由 ZnO等構(gòu)成的透明的第二電極層。為了提高如上所述的光電轉(zhuǎn)換裝置中的光電轉(zhuǎn)換效率，增大構(gòu)成光吸收層的半導(dǎo)體的晶粒尺寸是很重要的。順便說一下，作為光吸收層的制造方法，公開有如下技術(shù)對作為光吸收層的形成所使用的多個元素分別不同的層而形成的前體(也稱為層疊前體)進行燒成，從而形成晶粒大的光吸收層(專利文獻(xiàn)1)。另外，公開有如下技術(shù)在形成包含 III族元素和VI族元素的第一薄膜后，將銅和VI族元素供給到第一薄膜上來形成光吸收層 (專利文獻(xiàn)2)。專利文獻(xiàn)1 日本特開平10-135495號公報專利文獻(xiàn)2 日本特開2000-156517號公報但是，當(dāng)光吸收層中的晶粒尺寸大時，光吸收層相對于電極層的密接性降低，光吸收層容易自電極層剝離。于是，期待一種光吸收層和電極層之間的密接性高且光電轉(zhuǎn)換效率高的光電轉(zhuǎn)換
直ο

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一實施方式的光電轉(zhuǎn)換裝置具有第一層和設(shè)置于該第一層之上的第二層。 在該光電轉(zhuǎn)換裝置中，所述第一層包含電極層，所述第二層包含具有I-III-VI族化合物半導(dǎo)體的光吸收層。所述光吸收層包含第一區(qū)域和相比該第一區(qū)域遠(yuǎn)離所述第一層的第二區(qū)域。并且，在該光電轉(zhuǎn)換裝置中，所述第二區(qū)域中的晶粒的平均粒徑比所述第一區(qū)域中的晶粒的平均粒徑大。根據(jù)上述光電轉(zhuǎn)換裝置，能夠提供光吸收層和電極層之間的密接性高且光電轉(zhuǎn)換效率高的光電轉(zhuǎn)換裝置。


圖1是例示第一實施方式的光電轉(zhuǎn)換組件的剖面圖。圖2是例示第二實施方式的光電轉(zhuǎn)換組件的剖面圖。圖3是圖2所示的光電轉(zhuǎn)換組件的立體圖。
圖4是例示比較例1的光吸收層的剝離狀態(tài)的圖。圖5是例示實施例的光吸收層的晶粒的圖。圖6是例示實施例的光吸收層的空隙狀況的圖。
具體實施例方式以下，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式的光電轉(zhuǎn)換裝置?！储诺谝粚嵤┓绞降墓怆娹D(zhuǎn)換裝置><(1-1)光電轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)〉圖1是示意性表示第一實施方式的光電轉(zhuǎn)換組件11的剖面的圖。光電轉(zhuǎn)換組件 11具有多個光電轉(zhuǎn)換裝置10，該多個光電轉(zhuǎn)換裝置10沿平面排列并且電串聯(lián)連接。如圖 1所示，光電轉(zhuǎn)換裝置10包括基板1、第一電極層2、光吸收層3、緩沖層4、第二電極層5、 第三電極層6和連接導(dǎo)體7。具體而言，在基板1上設(shè)置有第一電極層2及第三電極層6， 在第一電極層2及第三電極層6上設(shè)置有作為半導(dǎo)體層的光吸收層3，在光吸收層3上設(shè)置有緩沖層4，進而在緩沖層4上設(shè)置有第二電極層5。第一電極層2和第三電極層6呈平面狀地配置在光吸收層3和基板1之間，并且相互分離。連接導(dǎo)體7設(shè)置成將光吸收層3和緩沖層4切斷，并且電連接第二電極層5和第三電極層6。第三電極層6是與相鄰的光電轉(zhuǎn)換裝置10的第一電極層2 —體構(gòu)成且自該第一電極層2延伸的部分。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，相鄰的光電轉(zhuǎn)換裝置10彼此電串聯(lián)連接。另外， 在光電轉(zhuǎn)換裝置10中，利用被第一電極層2和第二電極層5夾著的光吸收層3和緩沖層4 進行光電轉(zhuǎn)換?；?是用于支承多個光電轉(zhuǎn)換裝置10的部件。作為基板1所使用的材料，例舉有玻璃、陶瓷、樹脂及金屬等。作為第一電極層2及第三電極層6所使用的材料，例舉有鉬、 鋁、鈦或金等導(dǎo)體。第一電極層2及第三電極層6通過濺射法或蒸鍍法等形成于基板1上。光吸收層3包含I-III-VI族化合物半導(dǎo)體，其具有位于第一電極層2側(cè)的第一區(qū)域3a、相比該第一區(qū)域3a遠(yuǎn)離第一電極層2且位于與第一電極層2相反的一側(cè)的第二區(qū)域北。第二區(qū)域北中的晶粒的平均粒徑比第一區(qū)域3a中的晶粒的平均粒徑大。在此，第一區(qū)域3a構(gòu)成自光吸收層3厚度方向的中央至第一電極層2的部分，第二區(qū)域北構(gòu)成自光吸收層3厚度方向的中央至緩沖層4的部分。根據(jù)如上所述的結(jié)構(gòu)，在第一區(qū)域3a中大量存在粒徑較小的晶粒，這些晶粒能夠與第一電極層2及第三電極層6良好地密接。因此，光吸收層3整體相對于第一電極層2 及第三電極層6的密接力得以提高。其結(jié)果是，即便因熱膨脹或外力等而在光吸收層3與第一電極層2及第三電極層6之間產(chǎn)生了應(yīng)力，光吸收層3也難以自第一電極層2及第三電極層6剝離。另外，在第二區(qū)域北中，晶粒的粒徑較大，結(jié)晶性好，因此，光電轉(zhuǎn)換裝置10 的光電轉(zhuǎn)換效率提高。I-III-VI族化合物半導(dǎo)體是包含I-B族元素(也稱為11族元素)、III-B族元素 (也稱為13族元素)和VI-B族元素(也稱為16族元素)的化合物的半導(dǎo)體，其具有黃銅礦構(gòu)造，被稱為黃銅礦系化合物半導(dǎo)體(也稱為CIS系化合物半導(dǎo)體)。作為I-III-VI族化合物半導(dǎo)體，例舉有Cu (In，Ga) Se2 (也稱為CIGS)、Cu (In，Ga) (Se，S) 2 (也稱為CIGSS)及 CuInS2 (也稱為 CIS)。Cu (In, Ga) Se2 是主要由 Cu、In、Ga 和 k 構(gòu)成的化合物。Cu (In, Ga)(Se，3)2是主要由Cu、Irufeide和S構(gòu)成的化合物。在光吸收層3中，第二區(qū)域北中的晶粒的平均粒徑比第一區(qū)域3a中的晶粒的平均粒徑大。這種光吸收層3并不限于具有不同平均粒徑的兩個光吸收層層疊的結(jié)構(gòu)。艮口， 在光吸收層3中，只要緩沖層4側(cè)的第二區(qū)域北中的晶粒的平均粒徑比第一電極層2側(cè)的第一區(qū)域3a中的晶粒的平均粒徑大即可。因此，既可以是3層以上的具有不同平均粒徑的光吸收層以平均粒徑階梯式變化的方式進行層疊的結(jié)構(gòu)，也可以是在一層光吸收層內(nèi)晶粒的平均粒徑逐漸變化的結(jié)構(gòu)。這樣，在光吸收層3中，在示出粒徑自第一電極層2側(cè)至緩沖層4側(cè)逐漸或階梯式增大的趨勢的情況下，在光吸收層3內(nèi)難以產(chǎn)生應(yīng)力集中。需要說明的是，在光吸收層3中示出粒徑自第一電極層2側(cè)至緩沖層4側(cè)逐漸或階梯式增大的趨勢指的是，在自第一電極層2側(cè)朝向緩沖層4側(cè)的方向上的粒徑變化雖然或多或少有所增減， 但只要作為平均存在增加的趨勢即可。從提高光電轉(zhuǎn)換裝置10的光電轉(zhuǎn)換效率的觀點來看，光吸收層3可以具有1. 5 μ m 以上且2. 0 μ m以下的厚度。而且，可以將光吸收層3的第一區(qū)域3a中的晶粒的平均粒徑設(shè)為第二區(qū)域北中的晶粒的平均粒徑的0. 05倍以上且0. 5倍以下。由此，提高了光吸收層3與第一電極層2及第三電極層6的密接力，同時提高了光電轉(zhuǎn)換裝置10的光電轉(zhuǎn)換效率。另外，可以將第一區(qū)域3a中的晶粒的平均粒徑設(shè)為0. 1 μ m以上且0. 5 μ m以下，且可以將第二區(qū)域北中的晶粒的平均粒徑設(shè)為1 μ m以上且2 μ m以下。第一區(qū)域3a中的自其與第一電極層2的界面至相距該界面0. 2 μ m的范圍(以下稱為第一電極層側(cè)附近區(qū)域)內(nèi)的晶粒的平均粒徑，可以比第二區(qū)域北中的自其與緩沖層 4的界面至相距該界面0.5μπι的范圍(以下稱為緩沖層側(cè)附近區(qū)域)內(nèi)的晶粒的平均粒徑小。在該情況下，可以將第一電極層側(cè)附近區(qū)域內(nèi)的晶粒的平均粒徑設(shè)為緩沖層側(cè)附近區(qū)域內(nèi)的晶粒的平均粒徑的0. 05倍以上且0. 3倍以下。這樣，在光吸收層3中，特別是通過使該光吸收層3與第一電極層2及第三電極層6相接部分的晶粒的粒徑不同于該光吸收層3與緩沖層4相接部分的晶粒的粒徑，可以同時提高光吸收層3與第一電極層2及第三電極層6的密接力以及光電轉(zhuǎn)換裝置10的光電轉(zhuǎn)換效率。緩沖層4與光吸收層3形成異質(zhì)結(jié)?？梢允构馕諏?和緩沖層4構(gòu)成相互具有不同導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體層，例如，在光吸收層3為ρ型半導(dǎo)體時，緩沖層4可以是η型半導(dǎo)體。從降低漏電流的觀點來看，緩沖層4可以是電阻率為1Ω 以上的層。作為緩沖層 4 所使用的材料，例舉 CdS、ZnS、ZnO, In2Se3> In (OH, S)、(Zn，In) (Se，OH)及(Zn，Mg)0 等。 緩沖層4例如通過化學(xué)浴沉積(CBD)法等形成。需要說明的是，In(0H，S)是主要由IruOH 和S構(gòu)成的化合物。(Zn，In) (Se，0H)是主要由Si、In、Se和OH構(gòu)成的化合物。(Zn，Mg)0 是主要由Zn、Mg和0構(gòu)成的化合物。從提高光吸收層3的光吸收效率的觀點來開，緩沖層 4可以相對于光吸收層3吸收的光的波長區(qū)域具有透光性。緩沖層4可以具有IOnm以上且200歷以下的厚度，進而可以具有IOOnm以上的厚
度。由此，即便在高溫高濕條件下，也可以有效抑制光電轉(zhuǎn)換裝置10的光電轉(zhuǎn)換效率的降低。第二電極層5是主要由ΙΤ0、ZnO等材料構(gòu)成的透明導(dǎo)電膜，其具有0. 05 μ m以上且3.0μπι以下的厚度。第二電極層5利用濺射法、蒸鍍法或化學(xué)氣相沉積(CVD)法等形成。 第二電極層5是電阻率比緩沖層4的電阻率低的層，用于導(dǎo)出在光吸收層3產(chǎn)生的電荷。從良好地導(dǎo)出電荷的觀點來看，第二電極層5可以具有不到1 Ω · cm的電阻率和50 Ω / □以下的薄膜電阻。從提高光吸收層3的光吸收效率的觀點來看，第二電極層5可以是相對于在光吸收層3中被吸收的光的波長區(qū)域具有透光性的電極層。從提高透光性的同時提高光反射時的損失降低效果及光散射效果并且使通過光電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的電流良好地傳輸?shù)挠^點來看，第二電極層5可以具有0. 05 μ m以上且0. 5 μ m以下的厚度。另外，從降低第二電極層5和緩沖層4之間的界面處的光反射損失的觀點來看，第二電極層5和緩沖層4可以具有相等的折射率。在光電轉(zhuǎn)換裝置10中，緩沖層4和第二電極層5相結(jié)合的部分、即被光吸收層3 和集電極8夾著的部分，作為主成分可以包含III-VI族化合物。需要說明的是，作為主成分而包含III-VI族化合物指的是，構(gòu)成緩沖層4和第二電極層5相結(jié)合的部分的化合物中的、III-VI族化合物(當(dāng)存在多種III-VI族化合物時，為其合計值)為50摩爾％以上、進而為80摩爾％以上。從提高光電轉(zhuǎn)換裝置10的耐濕性的觀點來看，在構(gòu)成緩沖層4和第二電極層5相結(jié)合的部分的金屬元素中，Si元素占50原子％以下、更優(yōu)選為20原子％以下。通過排列分別具有以上結(jié)構(gòu)的多個光電轉(zhuǎn)換裝置10并將其相互電連接而構(gòu)成光電轉(zhuǎn)換組件11。在此，為了使相鄰的光電轉(zhuǎn)換裝置10彼此容易地電串聯(lián)連接，如圖1所示， 光電轉(zhuǎn)換裝置10在光吸收層3和基板1之間具備第一電極層2和自該第一電極層2分離設(shè)置的第三電極層6。而且，第二電極層5和第三電極層6利用將光吸收層3和緩沖層4切斷的連接導(dǎo)體7而電連接。連接導(dǎo)體7主要由具有導(dǎo)電性的材料構(gòu)成，可以利用形成第二電極層5的步驟來形成連接導(dǎo)體7。即，連接導(dǎo)體7可以與第二電極層5—體地形成。由此，可以簡化形成第二電極層5和連接導(dǎo)體7的步驟，并且可以提高連接導(dǎo)體7和第二電極層5的電連接的可靠性。根據(jù)如上所述的結(jié)構(gòu)，在相鄰的各光電轉(zhuǎn)換裝置10的光吸收層3分別良好地進行光電轉(zhuǎn)換，并且，通過利用連接導(dǎo)體7進行的多個光電轉(zhuǎn)換裝置10的電串聯(lián)連接，電流被導(dǎo)
出ο<(1-2)光吸收層的制作方法和詳細(xì)結(jié)構(gòu)>光吸收層3例如利用依次進行接下來的Al步驟和A2步驟的制作方法(稱為制法 A)來進行制作。首先，在Al步驟中，在基板1的一主表面上設(shè)置第一電極層2及第三電極層6后，通過蒸鍍等供給Cu等I-B族元素、h及( 等III-B族元素、k及S等VI-B族元素，從而形成光吸收層3的第一區(qū)域3a。在Al步驟中，形成第一區(qū)域3a時的基板1的溫度例如設(shè)為300°C以上且500°C以下。在接下來的A2步驟中，在第一區(qū)域3a的上表面，通過利用燈或激光器照射光而加熱第一區(qū)域3a，同時向第一區(qū)域3a供給I-B族元素、III-B族元素及VI-B族元素，由此形成第二區(qū)域北。在A2步驟中，形成第二區(qū)域北時的基板1的溫度比Al步驟中的基板1的溫度高，例如設(shè)為500°C以上且600°C以下。根據(jù)這種制法，形成晶粒的平均粒徑階梯式不同的光吸收層3。光吸收層3也可以利用接下來的制作方法(稱為制法B)來制作。在制法B中，首先，在基板1的一主表面上設(shè)置第一電極層2及第三電極層6后，利用蒸鍍等供給I-B族元素、III-B族元素和VI-B族元素。此時，通過利用燈或激光器向生成過程中的光吸收層 (稱為光吸收層的中間體)的表面照射光，光吸收層的中間體被加熱而使溫度上升，與此同時通過供給上述原料而形成光吸收層3。在該步驟中，形成光吸收層3時的基板1的溫度例如設(shè)為300°C以上且500°C以下。利用這種制法，形成晶粒的平均粒徑自一側(cè)的主表面至另一側(cè)的主表面逐漸變得不同的光吸收層3。另外，光吸收層3也可以利用依次進行接下來的Cl步驟、C2步驟和C3步驟的制作方法(稱為制法C)來進行制作。首先，在Cl步驟中，在基板1的一主表面上設(shè)置第一電極層2及第三電極層6后，利用濺射法等供給I-B族元素和III-B族元素而形成前體。在接下來的C2步驟中，在包含VI-B族元素的氣體氛圍下對上述前體進行加熱，從而形成光吸收層3的第一區(qū)域3a。在C2步驟中，形成第一區(qū)域3a時的基板1的溫度例如設(shè)為300°C 以上且500°C以下。在接下來的C3步驟中，通過利用燈或激光器向第一區(qū)域3a的上表面照射光來對第一區(qū)域3a進行加熱，與此同時利用濺射法等供給I-B族元素、III-B族元素和 VI-B族元素而在第一區(qū)域3a的上表面形成第二區(qū)域北。在C3步驟中，形成第二區(qū)域北時的基板1的溫度例如設(shè)為500°C以上且600°C以下。利用這種制法，形成晶粒的平均粒徑階梯式不同的光吸收層3。另外，在上述C2步驟中，也可以在前體的表面蒸鍍％后，在氮及氬等惰性氣氛中對前體進行加熱，從而形成第一區(qū)域3a。另外，光吸收層3也可以利用依次進行下述的Dl步驟、D2步驟、D3步驟、D4步驟和D5步驟的制作方法(稱為制法D)來進行制作。首先，在Dl步驟中，在基板1的一主表面上設(shè)置第一電極層2及第三電極層6后，涂敷包含有作為原料的I-B族元素、III-B族元素和VI-B族元素的溶液(也稱為原料溶液)，從而形成第一前體。在接下來的D2步驟中，通過對上述第一前體進行預(yù)燒(加熱處理)而形成預(yù)燒第一前體。在D2步驟中形成預(yù)燒第一前體時的基板1的溫度設(shè)為200°C以上且300°C以下。在接下來的D3步驟中，在包含VI-B 族元素的氣體氛圍中、或氮及氬等的惰性氣氛中，對上述預(yù)燒第一前體進行加熱，從而形成光吸收層3的第一區(qū)域3a。在D3步驟中形成第一區(qū)域3a時的基板1的溫度設(shè)為300°C以上且500°C以下。在接下來的D4步驟中，在第一區(qū)域3a上涂敷包含I-B族元素、III-B族元素和VI-B族元素的原料溶液，從而形成第二前體。在接下來的D5步驟中，在包含VI-B族元素的氣體氛圍中、或氮及氬等的惰性氣氛中，對上述第二前體進行加熱，從而形成第二區(qū)域北。在D5步驟中形成第二區(qū)域北時的基板1的溫度設(shè)為300°C以上且600°C以下。利用這種制法，形成晶粒的平均粒徑階梯式不同的光吸收層3。無論是在制法A、制法B、制法C及制法D中的哪一種制法中，都是在較低溫度下形成第一區(qū)域3a，在比上述溫度高的溫度下形成第二區(qū)域北。因此，通過將第一區(qū)域3a暫時維持在較低溫度，能夠使第一區(qū)域3a中的晶粒生長在一定程度上被穩(wěn)定化。其結(jié)果是，即便此后在較高溫度下進行熱處理，也可以抑制第一區(qū)域3a中的晶粒大幅度生長。在此，從使光吸收層3的制造步驟容易化的觀點來看，如上述制法D所示，可以采用包含如下步驟的制法，即通過涂敷包含I-B族元素、III-B族元素和VI-B族元素的原料溶液來形成前體的步驟。作為如上所述的涂敷所使用的原料溶液，例如可以使用包含屬于I-B族元素的金屬元素(稱為I-B族金屬)、屬于III-B族元素的金屬元素(稱為III-B族金屬)、含有硫?qū)僭氐挠袡C化合物以及路易斯堿性有機溶劑的溶液。具體而言，例如，使I-B族金屬和 III-B族金屬良好地溶解于包含含有硫?qū)僭氐挠袡C化合物和路易斯堿性有機溶劑的溶劑 (也稱為混合溶劑S)中，從而制作I-B族金屬和III-B族金屬的合計濃度為6wt%以上的原料溶液。在此，通過使用混合溶劑S，與僅利用含有硫?qū)僭氐挠袡C化合物及路易斯堿性有機溶劑中的任一方來溶解I-B族金屬和III-B族金屬以制作原料溶液的情況相比，可以得到濃度非常高的高濃度原料溶液。因此，通過使用該原料溶液來形成覆膜狀的前體，即便是一次涂敷，也能夠得到厚度較厚且良好的前體。其結(jié)果是，能夠容易且良好地制作具有所希望的厚度的光吸收層3。含有硫?qū)僭氐挠袡C化合物是包含硫?qū)僭氐挠袡C化合物。硫?qū)僭厥荲I-B族元素中的硫、硒、碲。當(dāng)硫?qū)僭貫镾時，作為含有硫?qū)僭氐挠袡C化合物，例舉有硫醇、硫醚、二硫化物、噻吩、亞砜、砜、硫酮、磺酸、磺酸酯及磺酰胺等。從與金屬形成絡(luò)合物來良好地制作金屬溶液的觀點來看，含有硫?qū)僭氐挠袡C化合物可以是硫醇、硫醚、二硫化物等。特別是從提高涂敷性的觀點來看，作為含有硫?qū)僭氐挠袡C化合物，可以采用具有苯基的含有硫?qū)僭氐挠袡C化合物。作為如上所述的具有苯基的含有硫?qū)僭氐挠袡C化合物，例舉有苯硫酚、 二苯硫等及他們的衍生物。當(dāng)硫?qū)僭貫椋r，作為含有硫?qū)僭氐挠袡C化合物，例舉有硒醇(力> 7 — >)、硒醚、聯(lián)硒化物、烴基氧化硒及硒砜等。從與金屬形成絡(luò)合物來良好地制作金屬溶液的觀點來看，作為含有硫?qū)僭氐挠袡C化合物，可以采用硒醇、硒醚、聯(lián)硒化物等。特別是從提高涂敷性的觀點來看，優(yōu)選采用具有苯基的含有硫?qū)僭氐挠袡C化合物。作為如上所述具有苯基的含有硫?qū)僭氐挠袡C化合物，例舉有苯基硒醇、硒酸苯酯(7工二 >力 > 少J K )、二硒酸二苯酯(夕7工二 >夕七l· f ^ F )等及他們的衍生物。當(dāng)硫?qū)僭貫門e時，作為含有硫?qū)僭氐挠袡C化合物，例舉有碲醇(f > π — >)、碲化物及聯(lián)碲化物等。路易斯堿性有機溶劑是具備具有非共有電子對的官能團的有機化合物。作為這種官能團，可以使用具備具有非共有電子對的V-B族元素(也稱為15族元素)的官能團及具備具有非共有電子對的VI-B族元素的官能團中的至少一方。作為路易斯堿性有機溶劑，例舉吡唆、苯胺、三苯基膦等及他們的衍生物。特別是從提高涂敷性的觀點來看，沸點可以在 100°C以上。作為混合溶劑S，從操作性的觀點來看，可以使用在室溫下構(gòu)成液狀的混合溶劑。 在混合溶劑S中，含有硫?qū)僭氐挠袡C化合物的重量可以是路易斯堿性有機溶劑的重量的 0. 1倍以上且10倍以下。由此，能夠良好地形成I-B族金屬和含有硫?qū)僭氐挠袡C化合物之間的化學(xué)鍵、III-B族金屬和含有硫?qū)僭氐挠袡C化合物之間的化學(xué)鍵、及含有硫?qū)僭氐挠袡C化合物和路易斯堿性有機溶劑之間的化學(xué)鍵，從而可以得到I-B族金屬和III-B族金屬的合計濃度高的原料溶液。作為向混合溶劑S中溶解I-B族金屬和III-B族金屬來制作原料溶液的方法，例舉向混合溶劑S中直接溶解I-B族金屬和III-B族金屬的方法等。需要說明的是，I-B族金屬及III-B族金屬中的至少一方可以是金屬鹽。從減少I-III-VI族化合物半導(dǎo)體的成分之外的雜質(zhì)混入光吸收層3的觀點來看，可以將I-B族金屬和III-B族金屬直接溶解于混合溶劑S。需要說明的是，將I-B族金屬和III-B族金屬直接溶解于混合溶劑S指的是， 將單體金屬的基材(地金)或合金的基材直接混入并溶解于混合溶劑S。由此，可以省略將單體金屬的基材或合金的基材先暫時變成其他化合物(例如氯化物等金屬鹽)后再溶解于溶劑中的步驟。其結(jié)果是，能夠在簡化制作原料溶液的步驟的同時，減少必需的構(gòu)成元素之外的元素混入光吸收層3的不良情況，提高光吸收層3的純度。I-B族金屬為Cu及Ag等。原料溶液所包含的I-B族金屬既可以是一種金屬元素， 也可以是兩種以上的金屬元素。當(dāng)原料溶液包含兩種以上的I-B族金屬時，作為在混合溶劑S中溶解I-B族金屬來制作原料溶液的方法，可以采用將包含兩種以上的I-B族金屬的混合物一次性溶解于混合溶劑S中的方法。或者，也可以采用將各I-B族金屬分別溶解于混合溶劑S后再將其混合的方法。III-B族金屬是( 及h等。原料溶液所包含的III-B族金屬既可以是一種金屬元素，也可以是兩種以上的金屬元素。當(dāng)原料溶液含有兩種以上的III-B族金屬時，作為在混合溶劑S中溶解III-B族金屬來制作原料溶液的方法，可以采用將包含兩種以上的III-B 族金屬的混合物一次性溶解于混合溶劑S中的方法。或者，也可以采用將各III-B族金屬分別溶解于混合溶劑S后再將其混合的方法。順便說一下，作為使用上述原料溶液形成光吸收層3的方法，可以采用以下所述的方法。例如，在基板1的一主表面上設(shè)置第一電極層2及第三電極層6后，涂敷上述原料溶液來形成覆膜狀的前體。接著，對該前體進行熱處理，使I-B族金屬和III-B族金屬與含有硫?qū)僭氐挠袡C化合物的硫?qū)僭匕l(fā)生反應(yīng)，從而形成由I-B族金屬和III-B族金屬與硫?qū)僭氐幕衔飿?gòu)成的半導(dǎo)體層(例如CIGS等)。需要說明的是，含有硫?qū)僭氐挠袡C化合物與路易斯堿性有機溶劑混合而構(gòu)成混合溶劑S。含有硫?qū)僭氐挠袡C化合物作為該混合溶劑S的一成分，具有如下功能溶解I-B 族金屬及III-B族金屬的功能、以及通過熱處理與I-B族金屬及III-B族金屬發(fā)生反應(yīng)而構(gòu)成化合物半導(dǎo)體的功能。該含有硫?qū)僭氐挠袡C化合物所包含的硫?qū)僭卦谶M行熱處理時有時會因氣化等而減少?；蛘撸瑸榱双@得I-III-VI族化合物半導(dǎo)體的所希望的組分比， 有時會較多地供給硫?qū)僭?。作為用于補償如上所述減少的硫?qū)僭氐姆椒?、或出于獲得所希望的組分比的目的而補償硫?qū)僭氐姆椒?，例舉向原料溶液中另行溶解硫?qū)僭氐姆椒ā⒒蛟谶M行熱處理時通過硫化氫、硒化氫或％蒸氣等氣體來供給硫?qū)僭氐姆椒ǖ?。在利用旋涂法、絲網(wǎng)印刷、浸漬法、噴涂法或模涂敷法等方法涂敷原料溶液后，對其進行干燥而構(gòu)成覆膜狀的前體。干燥可以在還原性氣氛下進行。干燥時的溫度例如設(shè)為50°C以上且300°C以下。接著，對上述前體進行熱處理，從而制作厚度為1. 0 μ m以上且 2.5μπι以下的光吸收層3。在光吸收層3中，第一區(qū)域3a中的空隙的比率(也稱為空隙率)可以比第二區(qū)域 3b中的空隙率大。由此，即便在光吸收層3和第一電極層2的連接部分產(chǎn)生了應(yīng)力，也可以利用第一區(qū)域3a中的空隙來吸收應(yīng)力。因此，可以提高光吸收層3和第一電極層2的連接可靠性。需要說明的是，當(dāng)?shù)谝粎^(qū)域3a中的空隙率比第二區(qū)域北中的空隙率大時，也包含在第二區(qū)域北不存在空隙而在第一區(qū)域3a存在空隙的情況。第一區(qū)域3a中的空隙率可以在10%以上且80%以下，第二區(qū)域北中的空隙率可以為第一區(qū)域3a中的空隙率的50% 以下、進而可以為25%以下。由此，可以在提高光吸收層3和第一電極層2的連接可靠性的同時，提高光電轉(zhuǎn)換裝置10的光電轉(zhuǎn)換效率。第一區(qū)域3a及第二區(qū)域北的空隙率例如可以利用垂直于第一電極層2的截面中的空隙部分的面積比率來求出。具體而言，拍攝第一區(qū)域3a的截面而形成的圖像中的空隙部分被涂黑后進行二值化處理，并通過圖像處理來求出第一區(qū)域3a的空隙率。第二區(qū)域北的空隙率也可以利用同樣方法求出。對于光吸收層3而言，構(gòu)成光吸收層3的化合物半導(dǎo)體也可以包含Cu (In，Ga) (Se, S)2。此時，相比第二區(qū)域: 中的h的物質(zhì)量相對于銦(In)的物質(zhì)量和鎵(Ga)的物質(zhì)量的總和的比率、即第二區(qū)域北中的由h/an+Ga)表示的物質(zhì)量的比(也稱為摩爾比)，第一區(qū)域3a中的由h/an+Ga)表示的摩爾比可以更小。根據(jù)如上所述的構(gòu)成，光吸收層3 的帶隙產(chǎn)生梯度，電荷的移動變得良好，從而可以進一步提高光電轉(zhuǎn)換裝置10的光電轉(zhuǎn)換效率。該情況下，在光吸收層3中，從有效緩和應(yīng)力并減小應(yīng)力集中的觀點來看，可以自第一電極層2側(cè)至緩沖層4側(cè)使由h/an+Ga)表示的摩爾比逐漸或階梯式增大。作為用于實現(xiàn)上述光吸收層3中的由h/an+Ga)表示的摩爾比的變化的方法， 例舉有接下來的方法1 5等。方法1為如下方法涂敷Cu、In、Ga及％的含有率不同的原料溶液并對其進行干燥，從而形成由組分相互不同的多層構(gòu)成的前體層，并通過此后的加熱處理來形成光吸收層3。方法2為如下方法涂敷Cu、In及( 的含有率不同的原料溶液并對其進行干燥，從而形成由組分相互不同的多層構(gòu)成的前體層，此后，通過在含有 Se蒸氣的氣體氛圍下進行加熱處理來形成光吸收層3。方法3是如下方法通過濺射法等形成Cu、In及( 的含有率沿厚度方向逐漸不同的前體層，此后，通過在含有％蒸氣的氣體氛圍下進行加熱處理來形成光吸收層3。方法4是如下方法通過蒸鍍法等改變組分的同時直接堆積CIGS來形成光吸收層3的方法。方法5為如下方法形成Cu、In、Ga及％ 的含有率沿厚度方向大致均勻的前體，當(dāng)該前體中的％的含有率不滿足CIGS的化學(xué)計量組分的比率時，通過在還原性氣氛下等進行加熱處理來形成光吸收層3。需要說明的是，光吸收層3中的由h/an+Ga)表示的摩爾比的變化，例如可以通過使用掃描透射型電子顯微鏡(Scanning Transmission Electron Microscope :STEM)中的能量色散 X 射線光譜法 (energy dispersive X-ray spectrometry :EDX)、艮口 STEM-EDX 進行分析來計測。對于光吸收層3而言，構(gòu)成光吸收層3的化合物半導(dǎo)體可以包含Cu (In，Ga) (Se, S)2。此時，相比第二區(qū)域: 中的S的物質(zhì)量相對于硒(Se)的物質(zhì)量和硫⑶的物質(zhì)量的總和的比率、即第二區(qū)域北中的由S/(Se+S)表示的物質(zhì)量的比(也稱為摩爾比)，第一區(qū)域3a中的由S/(Se+S)表示的摩爾比可以更小。根據(jù)如上所述的構(gòu)成，光吸收層3的處于與緩沖層4的界面附近的帶隙增大，在光電轉(zhuǎn)換裝置10中導(dǎo)出高電壓。該情況下，在光吸收層3中，從有效緩和應(yīng)力并減小應(yīng)力集中的觀點來看，可以自第一電極層2側(cè)至緩沖層4側(cè)使由S/(Se+Q表示的摩爾比逐漸或階梯式增大。作為用于實現(xiàn)上述光吸收層3中的由S/ (Se+S)表示的摩爾比的變化的方法，例舉有接下來的方法i iii等。方法i為如下方法涂敷Cu、In.Ga.Se及S的含有率不同的原料溶液并對其進行干燥，從而形成由組分相互不同的多層構(gòu)成的前體層，并通過此后的加熱處理來形成光吸收層3。方法ii是如下方法通過蒸鍍法等改變組分的同時直接堆積 CIGS來形成光吸收層3的方法。方法iii是如下方法涂敷Cu、In及( 的含有率大致一定的原料溶液并對其進行干燥，從而形成厚度方向上的組分大致均勻的前體層，此后，依次在含有％蒸氣的氣體氛圍下進行加熱處理和在含有S蒸氣的氣體氛圍下進行加熱處理來形成光吸收層3。另外，在方法iii中，如在含有S蒸氣的氣體氛圍下進行加熱處理時將義被置換為S，則其結(jié)果是，光吸收層3的上表面附近的S的含量增加。另外，光吸收層3中的由S/(Se+Q表示的摩爾比的變化例如可以通過使用STEM-EDS進行分析來計測。<(2)第二實施方式的光電轉(zhuǎn)換裝置>接下來，參照圖2及圖3說明第二實施方式的光電轉(zhuǎn)換組件21。圖2是第二實施方式的光電轉(zhuǎn)換裝置20的剖面圖，圖3是光電轉(zhuǎn)換裝置20的立體圖。如圖2及圖3所示，第二實施方式的光電轉(zhuǎn)換組件21的光電轉(zhuǎn)換裝置20與第一實施方式的光電轉(zhuǎn)換裝置10 (圖 1)的不同之處在于，在第二電極層5上形成有集電極8。在圖2及圖3中，對于與圖1相同的構(gòu)成，標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記。與第一實施方式的光電轉(zhuǎn)換裝置10同樣地，光電轉(zhuǎn)換組件 21包含多個電連接的光電轉(zhuǎn)換裝置20。集電極8主要由導(dǎo)電性優(yōu)良的材料構(gòu)成，以能夠降低第二電極層5的電阻。從提高透光性的觀點來看，可以減薄第二電極層5的厚度。此時， 若在第二電極層5上設(shè)置集電極8，則在提高透光性的同時可以將在光吸收層3產(chǎn)生的電流高效導(dǎo)出。其結(jié)果是，可以提高光電轉(zhuǎn)換裝置20的發(fā)電效率。例如如圖3所示，集電極8自光電轉(zhuǎn)換裝置20的一端至連接導(dǎo)體7形成為線狀。 由此，光吸收層3中的通過光電轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生的電荷經(jīng)由第二電極層5集電于集電極8，該電荷經(jīng)由連接導(dǎo)體7良好地傳送到相鄰的光電轉(zhuǎn)換裝置20。因此，通過設(shè)置集電極8，即便第二電極層5變薄，也可以將在光吸收層3產(chǎn)生的電流高效導(dǎo)出。其結(jié)果是，能夠提高發(fā)電效率。從減少向光吸收層3照射的光被遮擋的情況且實現(xiàn)良好的導(dǎo)電性的觀點來看，集電極8可以具有50 μ m以上且400 μ m以下的寬度。而且，集電極8可以具有被分支的多個分支部。集電極8例如如下形成將銀等金屬粉分散到樹脂粘合劑等中而形成金屬膏，將該金屬膏印刷成圖案狀，并使其硬化而形成集電極8。< (3)具體例 >< (3-1) CIGS的原料溶液的調(diào)制方法>首先，作為含有硫?qū)僭氐挠袡C化合物的苯硒酚溶解于作為路易斯堿性有機溶劑的苯胺中，使其達(dá)到IOOmol^的濃度，從而調(diào)制成混合溶劑S。接下來，將Cu的基材、In的基材、( 的基材及％的基材直接溶解于混合溶劑S中，調(diào)制成原料溶液。在該原料溶液中， Cu的濃度為2. 3wt%, In的濃度為3. 2wt%,Ga的濃度為1. 3wt%,Se的濃度為7. 2wt%。<(3-2)實施例中的半導(dǎo)體層的形成方法>首先，準(zhǔn)備在包含玻璃的基板1的表面成膜包含Mo等的第一電極層2的單元。接下來，在氮氣氛圍中在第一電極層2上利用刮板法涂敷原料溶液并使其干燥，從而形成作為第一區(qū)域3a的前體的皮膜。該皮膜在氮氣氛圍中在300°C下保持1小時后在560°C下保持1小時，從而形成第一區(qū)域3a。接下來，在氮氣氛圍下，在第一區(qū)域3a上利用刮板法涂敷原料溶液并使其干燥，從而在第一區(qū)域3a上形成作為第二區(qū)域: 的前體的皮膜。該皮膜在氮氣氛圍中在560°C下保持1小時，從而形成第二區(qū)域北。由此，形成主要由CIGS構(gòu)成的作為半導(dǎo)體層的光吸收層3。在此，光吸收層3的厚度的大致一半構(gòu)成第一區(qū)域3a，剩下的大致一半構(gòu)成第二區(qū)域北。<(3-3)比較例1中的半導(dǎo)體層的形成方法>首先，準(zhǔn)備在包含玻璃的基板1的表面成膜包含Mo等的第一電極層2的單元。接下來，在氮氣氛圍下，在第一電極層2上利用刮板法涂敷原料溶液并使其干燥，從而形成作為第一區(qū)域3a的前體的皮膜。該皮膜在氮氣氛圍中在560°C下保持1小時，從而形成第一區(qū)域。接下來，在氮氣氛圍下，在第一區(qū)域上利用刮板法涂敷原料溶液并使其干燥，從而在第一區(qū)域上形成作為第二區(qū)域的前體的皮膜。該皮膜在氮氣氛圍中在560°C下保持1小時， 從而形成第二區(qū)域。由此，形成主要由CIGS構(gòu)成的作為半導(dǎo)體層的光吸收層。在此同樣地， 光吸收層的厚度的大致一半構(gòu)成第一區(qū)域，剩下的大致一半構(gòu)成第二區(qū)域。<(3-4)比較例2中的半導(dǎo)體層的形成方法>首先，準(zhǔn)備在包含玻璃的基板1的表面成膜包含Mo等的第一電極層2的單元。接下來，在氮氣氛圍下，在第一電極層2上利用刮板法涂敷原料溶液并使其干燥，從而形成作為第一區(qū)域的前體的皮膜。該皮膜在氮氣氛圍中在300°C保持1小時后在560°C下保持1小時，從而形成第一區(qū)域。接下來，在氮氣氛圍下，第一區(qū)域上利用刮板法涂敷原料溶液并使其干燥，從而在第一區(qū)域上形成作為第二區(qū)域的前體的皮膜。該皮膜在氮氣氛圍中在300°C 下保持1小時后在560°C下保持1小時，從而形成第二區(qū)域。由此，形成主要由CIGS構(gòu)成的作為半導(dǎo)體層的光吸收層。在此同樣地，光吸收層的厚度的大致一半構(gòu)成第一區(qū)域，剩下的大致一半構(gòu)成第二區(qū)域。<(3-5)作為實施例及比較例1、2的光電轉(zhuǎn)換裝置的制作方法>在如上所述形成的實施例及比較例1、2中的光吸收層上，分別依次形成緩沖層4 和第二電極層5，從而分別制作作為實施例及比較例1、2的光電轉(zhuǎn)換裝置。具體而言，將直至形成有主要由CIGS構(gòu)成的光吸收層的基板1，浸漬于將醋酸鎘及硫脲溶解于氨水而形成的溶液中，從而在光吸收層上形成包含厚度為50nm的CdS的緩沖層4。并且，在該緩沖層4上，利用濺射法形成由摻雜有Al的氧化鋅構(gòu)成的透明導(dǎo)電膜。<(3-6)第一電極層與光吸收層的密接性>以作為實施例及比較例1、2的光電轉(zhuǎn)換裝置為對象，通過使用金屬顯微鏡進行觀察來評價第一電極層2與光吸收層的密接性。使用該金屬顯微鏡進行的觀察是在如下階段進行，即在第一電極層2上制作光吸收層后、在形成緩沖層4之前進行上述觀察。具體而言， 即由于在光吸收層自包含Mo等的第一電極層2剝離而部分脫落的部分(也稱為剝離部) 露出第一電極層2，因此，在自光吸收層的上表面?zhèn)壤媒饘亠@微鏡進行觀察時，因光的反射而看到剝離部閃耀白光，金屬顯微鏡利用該現(xiàn)象來進行觀察。使用該金屬顯微鏡進行觀察的結(jié)果如下對于比較例1而言，每lcm2觀察到一個以上的剝離部。圖4是例示比較例1中的光吸收層自第一電極層2剝離的狀態(tài)的圖。如圖 4所示，觀察到很多剝離部23。與此相對，對于實施例及比較例2而言，未觀察到剝離部，由此可知，實施例及比較例2中的第一電極層2與光吸收層的密接性好。< (3-7)光吸收層中的晶粒的粒徑>以作為實施例及比較例1、2的光電轉(zhuǎn)換裝置為對象，對于光吸收層中的第一區(qū)域和第二區(qū)域測定了晶粒的平均粒徑。該晶粒的平均粒徑的測定如下進行針對第一區(qū)域和第二區(qū)域的截面，分別在不偏向一方的任意的10個部位，利用掃描型電子顯微鏡(scanning electron microscope =SEM)進行拍攝而獲得圖像(也稱為截面圖像)，并通過依次進行步驟(al) (a6)來進行處理。(al)在截面圖像上重疊透明膜后用筆描出晶界。 此時，也用筆描出在截面圖像的角部附近顯示的表示規(guī)定距離(例如，Ιμπι)的直線(也稱為比例尺)。(a2)由掃描儀讀取用筆標(biāo)有晶界及比例尺的透明膜，從而獲得圖像數(shù)據(jù)。(a3) 使用規(guī)定的圖像處理軟件，根據(jù)在步驟(a》中獲得的圖像數(shù)據(jù)算出晶粒的面積。(a4)利用一張截面圖像算出被拍攝的多個晶粒的粒徑的平均值。(a5)利用十張截面圖像算出被拍攝的多個晶粒的粒徑的平均值。進行如上所述的測定的結(jié)果如下在實施例的光吸收層3中，第一區(qū)域3a中的平均粒徑為0. 2 μ m、第二區(qū)域北中的平均粒徑為1. 0 μ m。圖5是例示以實施例的光吸收層 3的截面為對象使用SEM進行拍攝而得到的截面圖像的圖。在圖5中，對于與圖1相同的構(gòu)成，標(biāo)注相同附圖標(biāo)記。另一方面，在比較例1的光吸收層中，第一區(qū)域3a中的平均粒徑為1.(^!11，第二區(qū)域北中的平均粒徑為Ι.Ομπι。另外，在比較例2的光吸收層中，第一區(qū)域3a中的平均粒徑為0. 2 μ m，第二區(qū)域北中的平均粒徑為0. 2 μ m。圖6是例示以實施例的光吸收層3的截面為對象使用金屬顯微鏡進行拍攝而得到的圖像的圖。在圖6中，對于與圖1相同的構(gòu)成，標(biāo)注相同附圖標(biāo)記，獲得實施例的光吸收層3中的空隙狀況。如圖6所示，確認(rèn)在實施例的光吸收層3中，第一區(qū)域3a中的空隙率比第二區(qū)域北中的空隙率大。針對圖6所示的圖像，若使用圖像處理軟件計算空隙率，則第一區(qū)域3a的空隙率為、第二區(qū)域北的空隙率為6%。< (3-8)光電轉(zhuǎn)換裝置中的轉(zhuǎn)換效率>以作為實施例及比較例1、2的光電轉(zhuǎn)換裝置為對象，使用穩(wěn)定太陽光模擬器測定了轉(zhuǎn)換效率。在此，在如下條件下測定了轉(zhuǎn)換效率，即對于光電轉(zhuǎn)換裝置的受光面的光的照射強度為lOOmW/cm2且大氣質(zhì)量(AM)為1.5。另外，轉(zhuǎn)換效率表示在光電轉(zhuǎn)換裝置中太陽光的能量被轉(zhuǎn)換為電能的比例，在此，通過自光電轉(zhuǎn)換裝置輸出的電能的值除以入射到光電轉(zhuǎn)換裝置的太陽光的能量值并乘以100而導(dǎo)出轉(zhuǎn)換效率。該轉(zhuǎn)換效率的測定結(jié)果如下比較例1中的轉(zhuǎn)換效率為4%、比較例2中的轉(zhuǎn)換效率為4%。與此相對，實施例中的轉(zhuǎn)換效率為12%，是非常好的值。<(3-9)具體例的總結(jié)〉如作為實施例的光電轉(zhuǎn)換裝置那樣，若第一區(qū)域3a中的平均粒徑比第二區(qū)域北中的平均粒徑小，則光吸收層3難以自第一電極層2剝離，并且能夠得到良好的轉(zhuǎn)換效率。 即，可知實現(xiàn)了光吸收層3和第一電極層2的密接性高且光電轉(zhuǎn)換效率高的光電轉(zhuǎn)換裝置
10,20ο< (4)其他 >另外，本發(fā)明并不限于上述實施方式，在不脫離本發(fā)明要旨的范圍內(nèi)能夠進行各種變更。例如，在上述第一及第二實施方式中，第一電極層2及第三電極層6、光吸收層3、 緩沖層4、第二電極層5以該順序進行了層疊，但并不限于此。例如，也可以實現(xiàn)不設(shè)置緩沖層4的結(jié)構(gòu)。但是，從確保高光電轉(zhuǎn)換效率的觀點來看，可以設(shè)置有緩沖層4。另外，例如可以在第一電極層2及第三電極層6與光吸收層3之間設(shè)置其他層。當(dāng)?shù)谝浑姌O層2及第三電極層6主要包含Mo時，作為其他層，例舉Mo的硒化物⑶必^等)。并且，例如當(dāng)光吸收層3主要由CIGS構(gòu)成時，可以在光吸收層3和緩沖層4之間設(shè)置包含組成與CIGS不同的GIGSS的層。因此，光電轉(zhuǎn)換裝置至少具有包含第一電極層2的第一層和設(shè)置于該第一層上且包含光吸收層3的第二層即可。而且，從確保光電轉(zhuǎn)換效率的觀點來看，可以在第二層上設(shè)置包含緩沖層4的第三層。
0097]附圖標(biāo)記說明0098]1基板0099]2第一電極層0100]3光吸收層0101]3a第一區(qū)域0102]3b第二區(qū)域0103]4緩沖層0104]5第二電極層0105]6第三電極層0106]7連接導(dǎo)體0107]8集電極0108]10,20光電轉(zhuǎn)換裝置0109]11、21光電轉(zhuǎn)換組件
權(quán)利要求
1.一種光電轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，具有第一層和設(shè)置于該第一層之上的第二層， 所述第一層包含電極層，所述第二層包含具有I-III-VI族化合物半導(dǎo)體的光吸收層，所述光吸收層包含第一區(qū)域和相比該第一區(qū)域遠(yuǎn)離所述第一層的第二區(qū)域，所述第二區(qū)域中的晶粒的平均粒徑比所述第一區(qū)域中的晶粒的平均粒徑大。
2.如權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，在所述第二層之上設(shè)置有第三層，該第三層包含具有與所述光吸收層不同的導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體層。
3.如權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，在所述光吸收層中示出如下趨勢隨著自所述第一層離開，所述平均粒徑逐漸或階梯式增大。
4.如權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述第一區(qū)域中的空隙率比所述第二區(qū)域中的空隙率大。
5.如權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述I-III-VI族化合物半導(dǎo)體的III-B族元素包含銦和鎵，所述第一區(qū)域中的銦和鎵的物質(zhì)量的合計量中銦所占的物質(zhì)量的比例，比所述第二區(qū)域中的銦和鎵的物質(zhì)量的合計量中銦所占的物質(zhì)量的比例小。
6.如權(quán)利要求5所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，在所述光吸收層中，銦和鎵的物質(zhì)量的合計量中銦所占的物質(zhì)量的比例示出如下趨勢隨著自所述第一層離開，銦所占的物質(zhì)量的比例逐漸或階梯式增大。
7.如權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述I-III-VI族化合物半導(dǎo)體的VI-B族元素包含硒和硫，所述第一區(qū)域中的硒和硫的物質(zhì)量的合計量中硫所占的物質(zhì)量的比例，比所述第二區(qū)域中的硒和硫的物質(zhì)量的合計量中硫所占的物質(zhì)量的比例小。
8.如權(quán)利要求7所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，在所述光吸收層中，硒和硫的物質(zhì)量的合計量中硫所占的物質(zhì)量的比例示出如下趨勢隨著自所述第一層離開，硫所占的物質(zhì)量的比例逐漸或階梯式增大。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光電轉(zhuǎn)換裝置，在該光電轉(zhuǎn)換裝置中，光吸收層和電極層之間的密接性高且光電轉(zhuǎn)換效率高。為了實現(xiàn)上述目的，光電轉(zhuǎn)換裝置具有第一層和設(shè)置于該第一層之上的第二層。在該光電轉(zhuǎn)換裝置中，第一層包含電極層，第二層包含具有I-III-VI族化合物半導(dǎo)體的光吸收層。該光吸收層包含第一區(qū)域和相比第一區(qū)域遠(yuǎn)離第一層的第二區(qū)域。第二區(qū)域中的晶粒的平均粒徑比第一區(qū)域中的晶粒的平均粒徑大。
文檔編號H01L31/04GK102318077SQ20108000792
公開日2012年1月11日 申請日期2010年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日
發(fā)明者中澤秀司, 久保新太郎, 堀內(nèi)伸起, 宮道祐介, 鐮田壘 申請人:京瓷株式會社