(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のカルコゲン元素含有有機化合物、ルイス塩基、Ｉ−Ｂ族元素および第１のIIIＢ
族元素を含む第１化合物を準備する工程と、
第２のカルコゲン元素含有有機化合物、第２のIII−Ｂ族元素およびアンモニウムイオン
を含む第２化合物を準備する工程と、
前記第１化合物、前記第２化合物および有機溶媒を含む半導体層形成用溶液を作製する工程と、
該半導体層形成用溶液を用いてＩ−III−VI族化合物を含む半導体層を作製する工程とを
具備することを特徴とする半導体層の製造方法。
【請求項２】
前記第２化合物を準備する工程は、アンモニウムイオン、前記第２のカルコゲン元素含有有機化合物および前記第２のIII−Ｂ族元素を含む溶液に低極性溶媒を添加して析出し
た前記第２化合物を取り出す工程である、請求項１に記載の半導体層の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の半導体層の製造方法によって第１の半導体層を作製する工程と、
該第１の半導体層に電気的に接続されるように、該第１の半導体層とは異なる導電型の第２の半導体層を作製する工程と
を具備することを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｉ−III−VI族化合物を含む半導体層の製造方法およびそれを用いた光電変
換装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池として、ＣＩＧＳ等のカルコパライト系のＩ−III−VI族化合物を含む光吸収層を具備する光電変換装置を用いたものがある。このような光電変換装置は、ソーダライムガラスを含む基板を有している。この基板上には、裏面電極となる、例えば、Ｍｏを含む第１の電極層が形成されている。そして、この第１の電極層上に、光吸収層としてＩ−III−VI族化合物を含む第１の半導体層が形成されている。さらに、その第１の半導体層上には、バッファ層としてＺｎＳおよびＣｄＳ等から選ばれる第２の半導体層が形成されている。さらに、この第２の半導体層上には、ＺｎＯ等を含む透明の第２の電極層が形成されている。
【０００３】
このような第１の半導体層を形成するための製法としては、以下のような方法が開示されている。
【０００４】
特許文献１には、１つの有機化合物内にＣｕと、Ｓｅと、ＩｎもしくはＧａとを存在させた化合物である単一源前駆体（Single Source Precursor）を用いて、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２半導体層を形成することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６９９２２０２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記単一源前駆体を用いた製法では、第１の半導体層の組成、すなわちＣｕ／（Ｉｎ＋Ｇａ）のモル比の制御が困難であり、光電変換効率の向上には限界がある。そこで本発明の目的は、光電変換装置の光電変換効率をさらに向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態に係る半導体層の製造方法は、第１のカルコゲン元素含有有機化合物、ルイス塩基、Ｉ−Ｂ族元素および第１のIII−Ｂ族元素を含む第１化合物を準備する工程と、第２のカルコゲン元素含有有機化合物、第２のIII−Ｂ族元素およびアンモニウムイオンを含む第２化合物を準備する工程と、前記第１化合物、前記第２化合物および有機溶媒を含む半導体層形成用溶液を作製する工程と、該半導体層形成用溶液を用いてＩ−III−VI族化合物を含む半導体層を作製する工程とを具備する。
【０００８】
本発明の一実施形態に係る光電変換装置の製造方法は、上記の半導体層の製造方法によって第１の半導体層を作製する工程と、該第１の半導体層に電気的に接続されるように、該第１の半導体層とは異なる導電型の第２の半導体層を作製する工程とを具備する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、光電変換装置の光電変換効率を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】光電変換装置の実施の形態の一例を示す斜視図である。
【図２】図１の光電変換装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に本発明の実施形態に係る半導体層の製造方法、光電変換装置の製造方法および半導体形成用溶液について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態に係る半導体層の製造方法を用いて作製した光電変換装置の一例を示す斜視図であり、図２はその断面図である。光電変換装置１１は、基板１と、第１の電極層２と、Ｉ−III−VI族化合物を含む半導体層である第１の半導体層３と、第２の半導体層４と、第２の電極層５とを具備している。なお、これに限定されず、第２の半導体層４がＩ−III−VI族化合物を含む半導体層であってもよい。
【００１４】
第１の半導体層３と第２の半導体層４とは導電型が異なっており、これらが電気的に接続されている。これにより、電荷を良好に取り出すことが可能な光電変換体が形成される。例えば、第１の半導体層３がｐ型であれば、第２の半導体層４はｎ型である。なお、第１の半導体層３と第２の半導体層４との間に高抵抗のバッファ層が介在していてもよい。本実施形態では、第１の半導体層３が一方導電型の光吸収層であり、第２の半導体層４がバッファ層と他方導電型半導体層とを兼ねている例を示している。
【００１５】
また、本実施形態における光電変換装置１１は、第２の電極層５側から光が入射されるものを想定しているが、これに限定されず、基板１側から光が入射されるものであってもよい。
【００１６】
図１、図２において、複数の光電変換セル１０が並べられて互いに電気的に接続され、光電変換装置１１が構成されている。光電変換セル１０は、第１の半導体層３の基板１側に第１の電極層２と離間して設けられた第３の電極層６を具備している。そして、第１の半導体層３に設けられた接続導体７によって、第２の電極層５と第３の電極層６とが電気的に接続されている。図１、図２においては、この第３の電極層６は、隣接する光電変換セル１０の第１の電極層２が延伸されたものである。この構成により、隣接する光電変換セル１０同士が直列接続されている。なお、一つの光電変換セル１０内において、接続導体７は第１の半導体層３および第２の半導体層４を貫通するように設けられており、第１の電極層２と第２の電極層５とで挟まれた第１の半導体層３と第２の半導体層４とで光電変換が行なわれる。
【００１７】
基板１は、光電変換セル１０を支持するためのものである。基板１に用いられる材料としては、例えば、ガラス、セラミックス、樹脂および金属等が挙げられる。
【００１８】
第１の電極層２および第３の電極層６は、Ｍｏ、Ａｌ、ＴｉまたはＡｕ等の導電体が用いられ、基板１上にスパッタリング法または蒸着法等で形成される。
【００１９】
第１の半導体層３はＩ−III−VI族化合物を含んでいる。Ｉ−III−VI族化合物とは、Ｉ−Ｂ族元素（１１族元素ともいう）とIII−Ｂ族元素（１３族元素ともいう）とVI−Ｂ族元素（１６族元素ともいう）との化合物であり、カルコパイライト構造を有し、カルコパイライト系化合物と呼ばれる（ＣＩＳ系化合物ともいう）。Ｉ−III−VI族化合物としては、例えば、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２（ＣＩＧＳともいう）、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓｅ，Ｓ）２（ＣＩＧＳＳともいう）、およびＣｕＩｎＳｅ２（ＣＩＳともいう）が挙げられる。なお、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２とは、ＣｕとＩｎとＧａとＳｅとを主に含んだ化合物をいう。また、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓｅ，Ｓ）２とは、ＣｕとＩｎとＧａとＳｅとＳとを主に含んだ化合物をいう。このようなＩ−III−VI族化合物は光電変換効率が高く、１０μｍ以下の薄層として用いても有効な起電力を得ることができる。
【００２０】
このような第１の半導体層３は、次のようにして作製される。先ず、第１の半導体層３を形成するための半導体層形成用溶液が準備される。そして、この半導体層形成用溶液を用いて皮膜が形成され、この皮膜が熱処理されることにより、第１の半導体層３となる。このような半導体層形成用溶液は、第１化合物を準備する工程と、第２化合物を準備する工程と、半導体層形成用溶液を作製する工程とにより作製される。以下にそれぞれの工程を詳細に説明する。
【００２１】
＜＜第１化合物を準備する工程＞＞
第１化合物は、第１のカルコゲン元素含有有機化合物とルイス塩基とＩ−Ｂ族元素と第１のIII−Ｂ族元素とを１つの錯体分子内に含んでいる。すなわち、第１化合物は、Ｉ−III−VI族化合物を構成する元素である、Ｉ−Ｂ族元素、III−Ｂ族元素およびVI−Ｂ族元素をすべて含んでいる。そして、これらの元素の化学反応でＩ−III−VI族化合物を形成し得る。よって、第１化合物を単一源前駆体ということもある。
【００２２】
カルコゲン元素含有有機化合物は、カルコゲン元素（カルコゲン元素とはVI−Ｂ族元素のうちのＳ、Ｓｅ、Ｔｅをいう）を有する有機化合物であり、炭素元素とカルコゲン元素との共有結合を有する有機化合物である。カルコゲン元素含有有機化合物は、例えば、チオール、スルフィド、ジスルフィド、チオフェン、スルホキシド、スルホン、チオケトン、スルホン酸、スルホン酸エステル、スルホン酸アミド、セレノール、セレニド、ジセレニド、セレノキシド、セレノン、テルロール、テルリド、ジテルリド等がある。特に、配位力が高く金属元素と安定な錯体を形成しやすいという観点からは、チオール、スルフィド、ジスルフィド、セレノール、セレニド、ジセレニド、テルロール、テルリド、ジテルリドが用いられてもよい。
【００２３】
ルイス塩基は、非共有電子対を有する化合物である。ルイス塩基としては、非共有電子対を有するＶ−Ｂ族元素（１５族元素ともいう）を具備した官能基や非共有電子対を有するVI−Ｂ族元素を具備した官能基を有する有機化合物が用いられる。
【００２４】
第１化合物の一例を構造式１に示す。式中、Ｒ’−Ｅ’は第１のカルコゲン元素含有有機化合物（Ｒ’は有機化合物、Ｅ’はカルコゲン元素である）である。また、Ｌは第１のルイス塩基である。また、ＭＩはＩ−Ｂ族元素である。また、ＭIII’は第１のIII−Ｂ族元素である。
【００２５】
【化１】
0005638470.tif 000002
【００２６】
このような第１化合物は以下のようにして作製される。第１化合物の作製方法は、第１錯体溶液の作製工程と、第２錯体溶液の作製工程と、第１化合物を有する沈殿物の作製工程とを具備している。以下にそれぞれの工程を詳細に説明する。
【００２７】
＜第１錯体溶液の作製工程＞
まず、ルイス塩基と、Ｉ−Ｂ族元素とを含む第１錯体が存在する第１錯体溶液が作製される。ルイス塩基としては、Ｐ（Ｃ６Ｈ５）３、Ａｓ（Ｃ６Ｈ５）３、Ｎ（Ｃ６Ｈ５）３等のＶ−Ｂ族元素（１５族元素ともいう）を含む有機化合物が用いられてもよい。また、Ｉ−Ｂ族元素の原料としては、Ｃｕ（ＣＨ３ＣＮ）４・ＰＦ６等の有機金属錯体が挙げられる。この有機金属錯体に用いられる有機配位子としては上記ルイス塩基よりも塩基性が弱いものがよい。また、第１錯体溶液の有機溶媒としては、アセトニトリル、アセトン、メタノール、エタノール、イソプロパノール等が挙げられる。
【００２８】
ルイス塩基をＬとし、Ｉ−Ｂ族元素の有機金属錯体を[ＭＩＲ１ｍ]＋(Ｘ１)−とし、第１錯体を［ＬｎＭＩＲ１（ｍ−ｎ）］＋(Ｘ１)−としたときに、上記第１錯体を形成する反応は、反応式１のように表される。このとき、ＭＩはＩ−Ｂ族元素、Ｒ１は任意の有機配位子、(Ｘ１)−は任意の陰イオンを示す。
【００２９】
【化２】
0005638470.tif 000003
【００３０】
反応式１の具体例として、例えば、ルイス塩基ＬがＰ（Ｃ６Ｈ５）３、Ｉ−Ｂ族元素の有機金属錯体[Ｍ’Ｒ’ｍ]＋(Ｘ’)−がＣｕ（ＣＨ３ＣＮ）４・ＰＦ６の場合は、第１錯体［ＬｎＭ’Ｒ’（ｍ−ｎ）］＋(Ｘ’)−が｛Ｐ（Ｃ６Ｈ５）３｝２Ｃｕ（ＣＨ３ＣＮ）２・ＰＦ６として生成する。
【００３１】
＜第２錯体溶液の作製工程＞
第１のカルコゲン元素含有有機化合物と第１のIII−Ｂ族元素とを含む第２錯体が存在する第２錯体溶液が作製される。第１のカルコゲン元素含有有機化合物としては、フェニルセレノール、ジフェニルジセレニド等が用いられてもよい。また、第１のIII−Ｂ族元素の原料としては、ＩｎＣｌ３、ＧａＣｌ３等の金属塩が挙げられる。また、第２錯体溶液の有機溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノール等が挙げられる。
【００３２】
カルコゲン元素をＥ'とし、第１のカルコゲン元素含有有機化合物の金属塩をＡ(Ｅ'Ｒ’)とし、第１のIII−Ｂ族元素の金属塩をＭIII’(Ｘ２)３とし、第２錯体をＡ＋［ＭIII’(Ｅ’Ｒ’)４］−としたときに、上記第２錯体を形成する反応は、反応式２のように表される。このとき、Ｒ’は有機化合物、Ａは任意の陽イオン、ＭIII’は第１のIII−Ｂ族元素、Ｘ２は任意の陰イオンを示す。なお、第１のカルコゲン元素含有有機化合物の金属塩Ａ(Ｅ’Ｒ’)は、ＮａＯＣＨ３のような金属アルコキシドとフェニルセレノール（ＨＳｅＣ６Ｈ５）のような第１のカルコゲン元素含有有機化合物とを反応させることによって得られる。
【００３３】
【化３】
0005638470.tif 000004
【００３４】
反応式２の具体例として、例えば、第１のカルコゲン元素含有有機化合物の金属塩Ａ(Ｅ’Ｒ’)がＮａＳｅＣ６Ｈ５、第１のIII−Ｂ族元素の金属塩ＭIII’(Ｘ２)３がＩｎＣｌ３またはＧａＣｌ３、の場合は、第２錯体Ａ＋[ＭIII’(Ｅ’Ｒ’)４]−が、Ｎａ＋[Ｉｎ(ＳｅＣ６Ｈ５)４]−またはＮａ＋[Ｇａ(ＳｅＣ６Ｈ５)４]−として生成する。
【００３５】
なお、第２錯体溶液に含まれる第１のIII−Ｂ族元素は、１種類に限らず、複数種類が含まれていてもよい。例えば、ＩｎとＧａの両方が第２錯体溶液中に含まれてもよい。そのような第２錯体溶液は、第２錯体溶液の原料として複数種の第１のIII−Ｂ族元素の金属塩の混合体が用いられることによって作製される。あるいは、１種類の第１のIII−Ｂ族元素を含む第２錯体溶液が、各第１のIII−Ｂ族元素ごとに作製され、これらが混合されることによって作製されてもよい。
【００３６】
＜第１化合物を有する沈殿物の作製工程＞
上記のようにして作製された第１錯体溶液と第２錯体溶液とが混合されることにより、第１錯体と第２錯体とが反応し、Ｃｕ等のＩ−Ｂ族元素、ＩｎやＧａ等の第１のIII−Ｂ族元素、および、Ｓｅ等のカルコゲン元素を含有する第１化合物を含む沈殿物が生じる。このような第１化合物[ＬｎＭＩ(Ｅ’Ｒ’)２ＭIII’(Ｅ’Ｒ’)２]を形成する反応は、反応式３のように表される。
【００３７】
【化４】
0005638470.tif 000005
【００３８】
反応式３の具体例として、第１錯体が｛Ｐ（Ｃ６Ｈ５）３｝２Ｃｕ（ＣＨ３ＣＮ）２・ＰＦ６、第２錯体がＮａ＋[ＭIII’(ＳｅＣ６Ｈ５)４]−（ＭIII’はＩｎおよび／またはＧａである）の場合は、第１化合物は｛Ｐ（Ｃ６Ｈ５）３｝２Ｃｕ(ＳｅＣ６Ｈ５)２ＭIII’(ＳｅＣ６Ｈ５)２として生成する。
【００３９】
そして、この第１化合物を含む沈殿物と沈殿物の上方の溶液とが分離され、溶液部分が排出され、乾燥されることにより、第１化合物を含む沈殿物が取り出される。
【００４０】
第１錯体と第２錯体との反応の際に設定される温度は、例えば０〜３０℃である。また、この反応の時間は、例えば１〜５時間である。反応によって生じた沈殿物は、ＮａやＣｌなどの不純物の除去のために、遠心分離もしくは濾過などの手法を用いて洗浄されてもよい。
【００４１】
＜＜第２化合物を準備する工程＞＞
次に、第２化合物を準備する工程を示す。第２化合物は、第２のカルコゲン元素含有有機化合物と第２のIII−Ｂ族元素とアンモニウムイオンとを含んでいる。つまり、第２化合物は、第２のカルコゲン元素含有有機化合物が第２のIII−Ｂ族元素に配位した錯体のアンモニウム塩であり、例えば、構造式２のように表わされる。構造式２において、ＭIII’’は第２のIII−Ｂ族元素であり、Ｒ''−Ｅ''はカルコゲン元素含有有機化合物（Ｒ''は有機化合物、Ｅ''はカルコゲン元素である）である。第２錯体の具体例としては、ＭIII’’がＩｎまたはＧａであり、Ｒ''−Ｅ''がフェニルセレノールまたはジフェニルジセレニドであるものが挙げられる。
【００４２】
【化５】
0005638470.tif 000006
【００４３】
なお、第２のカルコゲン元素含有有機化合物は、上記第１のカルコゲン元素含有有機化合物と同じであってもよく、異なるものであってもよい。また、第２のIII−Ｂ族元素は、上記第１のIII−Ｂ族元素と同じであってもよく、異なるものであってもよい。
【００４４】
このような第２化合物は、カルコゲン元素含有有機化合物のアンモニウム塩を含む溶媒に、III−Ｂ族元素が溶解されることによって作製される。上記溶媒としては、カルコゲン元素含有有機化合物のアンモニウム塩を溶解可能な有機溶媒が用いられ、例えば、メタノールが挙げられる。III−Ｂ族元素は、金属の状態、金属塩の状態、または有機配位子が配位した有機金属錯体の状態で、上記カルコゲン元素含有有機化合物のアンモニウム塩が溶解した溶媒に溶解される。そして、この溶液に非極性溶媒や低極性溶媒が添加されることによって第２化合物が析出する。この第２化合物の析出に用いられる非極性溶媒や低極性溶媒としては、ヘキサン、ヘプタン、四塩化炭素、ベンゼン等の非極性溶媒が用いられてもよく、または、第２化合物を溶解する溶媒よりも極性が低い低極性溶媒が用いられてもよい。
【００４５】
第２化合物はアンモニウム塩となっているため、この第２化合物を原料として半導体層を形成した場合でも、アンモニウムイオンはアンモニア等となって気化しやすく、半導体層中に不純物が残存するのを有効に低減できる。
【００４６】
＜＜半導体層形成用溶液を作製する工程＞＞
上述した第１化合物と、上述した第２化合物とが有機溶媒に溶解されることにより、半導体層形成用溶液が作製される。このように第１化合物と第２化合物とを混合することにより、Ｉ−Ｂ族元素とIII−Ｂ族元素とのモル比を容易に調整することが可能となり、光電変換効率の高い第１の半導体層３の作製が容易となる。
【００４７】
また、第２化合物は、第２のIII−Ｂ族元素を取り囲むように第２のカルコゲン元素含有有機化合物が存在することによって、第１化合物との親和性が高くなる。そのため、このような半導体層形成用溶液を用いて皮膜が形成された際には、第１化合物と第２化合物とが良好に近づきあい、第１化合物と第２化合物とが相分離することなく、良好に分散した状態となる。さらに、第２のIII−Ｂ族元素を取り囲むように第２のカルコゲン元素含有有機化合物が存在することによって、第２のIII−Ｂ族元素のカルコゲン化が起こりやすくなる。その結果、皮膜が熱処理された際に、第１化合物に含まれるＩ−Ｂ族元素、III−Ｂ族元素およびVI−Ｂ族元素と、第２化合物に含まれるIII−Ｂ族元素およびVI−Ｂ族元素とが良好に反応して、Ｉ−III−VI族化合物が良好に生成する。
【００４８】
半導体層形成用溶液の作製に用いられる有機溶媒としては、第１化合物および第２化合物が溶解可能なものが用いられる。このような有機溶媒としては、例えば、ピリジン、アセトン等が用いられる。
【００４９】
上記のようにして作製された半導体層形成用溶液が、第１の電極２を有する基板１の表面に、スピンコータ、スクリーン印刷、ディッピング、スプレーまたはダイコータなどを用いて塗布され、乾燥されることによって、皮膜が形成される。乾燥は、還元雰囲気下で行なわれてもよい。乾燥時の温度は、例えば、５０〜３００℃であってもよい。
【００５０】
そして、上記皮膜が熱処理されて、１〜２．５μｍの厚みの第１の半導体層３が作製される。熱処理は、酸化を防止して良好な第１の半導体層３とするために、還元雰囲気で熱処理されてもよい。熱処理における還元雰囲気としては、窒素雰囲気、フォーミングガス雰囲気および水素雰囲気等のいずれであってもよい。熱処理温度は、例えば、４００℃〜６００℃であってもよい。
【００５１】
上記熱処理において、皮膜中の金属元素は、皮膜中にカルコゲン元素含有有機化合物として含まれているカルコゲン元素と反応し、Ｉ−III−VI族化合物を形成可能である。なお、金属元素のカルコゲン化をより促進するため、半導体層形成用溶液に上記第１化合物および第２化合物以外にカルコゲン元素が別途溶解されていてもよい。また、皮膜が熱処理される際に、雰囲気中にカルコゲン元素が含まれていてもよい。これにより蒸発等によって不足しやすいカルコゲン元素が十分に供給され、所望の組成比の第１の半導体層３が良好に形成されやすくなる。
【００５２】
以上のような半導体層形成用溶液を用いることにより、所望の組成比の第１の半導体層３を容易に形成することができ、この第１の半導体層３を具備する光電変換装置の光電変換効率を高めることができる。
【００５３】
光電変換装置１０では、第１の半導体層３上に第１の半導体層３とは異なる導電型の第２の半導体層４が形成される。第１半導体層３および第２半導体層４は、一方がｎ型で他方がｐ型の異なる導電型を有しており、これらがｐｎ接合している。または、第１半導体層３がｐ型であり第２半導体層４がｎ型であってもよく、逆の関係であってもよい。なお、第１半導体層３および第２半導体層４によるｐｎ接合は、第１半導体層３と第２半導体層４とが直接接合しているものに限らない。例えば、これらの間に第１半導体層３と同じ導電型の他の半導体層かまたは第２半導体層４と同じ導電型の他の半導体層をさらに有していてもよい。また、第１半導体層３と第２半導体層４との間に、ｉ型の半導体層を有するｐｉｎ接合であってもよい。
【００５４】
第２半導体層４としては、ＣｄＳ、ＺｎＳ、ＺｎＯ、Ｉｎ２Ｓｅ３、Ｉｎ（ＯＨ，Ｓ）、（Ｚｎ，Ｉｎ）（Ｓｅ，ＯＨ）、および（Ｚｎ，Ｍｇ）Ｏ等が挙げられる。この場合、第２半導体層４は、例えばケミカルバスデポジション（ＣＢＤ）法等で１０〜２００ｎｍの厚みで形成される。なお、Ｉｎ（ＯＨ，Ｓ）とは、ＩｎとＯＨとＳとを主に含む化合物をいう。（Ｚｎ，Ｉｎ）（Ｓｅ，ＯＨ）は、ＺｎとＩｎとＳｅとＯＨとを主に含む化合物をいう。（Ｚｎ，Ｍｇ）Ｏは、ＺｎとＭｇとＯとを主に含む化合物をいう。
【００５５】
第２の電極層５は、ＩＴＯ、ＺｎＯ等の０．０５〜３μｍの透明導電膜である。透光性および導電性を高めるため、第２の電極層５は第２の半導体層４と同じ導電型の半導体で構成されてもよい。第２の電極層５は、スパッタリング法、蒸着法または化学的気相成長（ＣＶＤ）法等で形成される。第２の電極層５は、第２の半導体層４よりも抵抗率の低い層であり、第１の半導体層３で生じた電荷を取り出すためのものである。電荷を良好に取り出すという観点からは、第２の電極層５の抵抗率が１Ω・ｃｍ未満でシート抵抗が５０Ω／□以下であってもよい。
【００５６】
第２の電極層５は第１の半導体層３の吸収効率を高めるため、第１の半導体層３の吸収光に対して光透過性を有していてもよい。光透過性を高めるとともに光電変換によって生じた電流を良好に伝送するという観点から、第２の電極層５は０．０５〜０．５μｍの厚さであってもよい。また、第２の電極層５と第２の半導体層４との界面での光反射を低減するという観点から、第２の電極層５と第２の半導体層４の屈折率差は小さくてもよい。
【００５７】
光電変換セル１０は、複数個が並べられて電気的に接続され、光電変換装置１１と成る。隣接する光電変換セル１０同士を容易に直列接続するために、図１に示すように、光電変換セル１０は、第１の半導体層３の基板１側に第１の電極層２と離間して設けられた第３の電極層６を具備している。そして、第１の半導体層３に設けられた接続導体７によって、第２の電極層５と第３の電極層６とが電気的に接続されている。
【００５８】
図１において、接続導体７は、第１の半導体層３、第２の半導体層４および第２の電極層５を貫通する溝内に、導電性ペースト等の導体が充填されて形成されている。接続導体７はこれに限定されず、第２の電極層５が延長されて形成されていてもよい。
【００５９】
また、図１、図２に示すように、第２の電極層５上に集電電極８が形成されていてもよい。集電電極８は、第２の電極層５の電気抵抗を小さくするためのものである。集電電極８は、例えば、図１に示すように、光電変換セル１０の一端から接続導体７にかけて線状に形成されている。これにより、第１の半導体層３の光電変換によって生じた電流が第２の電極層５を介して集電電極８に集電され、接続導体７を介して隣接する光電変換セル１０に良好に導電される。よって、集電電極８が設けられていることにより、第１の半導体層３への光透過率を高めるために第２電極層５を薄くした場合でも、第１の半導体層３で発生した電流を効率よく取り出すことができる。その結果、光電変換効率を高めることができる。
【００６０】
集電電極８は、第１の半導体層３への光透過率を高めるとともに良好な導電性を有するという観点から、５０〜４００μｍの幅を有していてもよい。また、集電電極８は、枝分かれした複数の分岐部を有していてもよい。
【００６１】
集電電極８は、例えば、Ａｇ等の金属粉を樹脂バインダー等に分散させた金属ペーストがパターン状に印刷され、これが硬化されることによって形成される。
【００６２】
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を施すことは何等差し支えない。
【符号の説明】
【００６３】
１：基板
２：第１の電極層
３：第１の半導体層
４：第２の半導体層
５：第２の電極層
６：第３の電極層
７：接続導体
８：集電電極
１１：光電変換装置
【図１】
0005638470.tif 000007
【図２】
0005638470.tif 000008