(57)【要約】  本発明は、光電変換効率の高い半導体層およびそれを用いた光電変換装置を提供することを目的とする。  本発明の一実施形態に係る半導体層の製造方法は、Ｉ−III−VI族化合物を含むとともに角部を有する形状の化合物粒子を用意する工程と、化合物粒子を溶媒に分散して原料溶液を作製する工程と、原料溶液を塗布して皮膜を形成し、皮膜を加熱して半導体層３にする工程とを具備する。また、光電変換装置の製造方法は、上記半導体層３上に上記半導体層３とは異なる導電型を有する第２の半導体層４を作製する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｉ−III−VI族化合物を含むとともに角部を有する形状の化合物粒子を用意する工程と、該化合物粒子を溶媒に分散して原料溶液を作製する工程と、
該原料溶液を塗布して皮膜を形成し、該皮膜を加熱して半導体層にする工程と
を具備する半導体層の製造方法。
【請求項２】
前記化合物粒子として立方体状のものを用いる、請求項１に記載の半導体層の製造方法。
【請求項３】
前記化合物粒子として平均粒径が１０〜２００ｎｍのものを用いる、請求項１または２に記載の半導体層の製造方法。
【請求項４】
前記化合物粒子を用意する工程は、有機カルコゲン化合物、塩基性溶媒およびIII−Ｂ族元素を含むIII族溶液にＩ−Ｂ族元素を溶解させながら前記III族溶液を加熱することによって前記化合物粒子を生成させる工程である、請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体層の製造方法。
【請求項５】
前記III族溶液を加熱する工程は、前記III族溶液をＩ−Ｂ族金属と接触させながら加熱する工程である、請求項４に記載の半導体層の製造方法。
【請求項６】
前記III族溶液を加熱する工程は、前記III族溶液にＩ−Ｂ族元素を含む溶液を添加しながら前記III族溶液を加熱する工程である、請求項４に記載の半導体層の製造方法。
【請求項７】
前記有機カルコゲン化合物としてカルコゲン元素同士の結合を有するものを用いる、請求項４乃至６のいずれかに記載の半導体層の製造方法。
【請求項８】
前記III−Ｂ族元素としてＩｎおよびＧａを用い、前記Ｉ−Ｂ族金属としてＣｕを用いる、請求項４乃至７のいずれかに記載の半導体層の製造方法。
【請求項９】
電極上に請求項１乃至９のいずれか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の半導体層上に該第１の半導体層とは異なる導電型を有する第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。
【請求項１０】
Ｉ−III−VI族化合物を含むとともに角部を有する形状の化合物粒子を有している半導体形成用原料。
【請求項１１】
前記化合物粒子は立方体状である、請求項１０に記載の半導体形成用原料。
【請求項１２】
前記化合物粒子の平均粒径が１０〜２００ｎｍである、請求項１０または１１に記載の半導体形成用原料。
【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、Ｉ−III−VI族化合物を含む半導体層を用いた光電変換装置の製造方法およびＩ−III−VI族化合物を含む半導体層を形成するための半導体形成用原料に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池として、カルコパイライト系のＩ−III−VI族化合物を含む半導体層を具備する光電変換装置を用いたものがある。Ｉ−III−VI族化合物としては、ＣＩＳやＣＩＧＳ等がある。【０００３】
このような半導体層の作製方法として特開２０１１−１１９５６号公報には、Ｉ−III−VI族化合物の微粒子を含む溶液を用いてコーティング層を形成し、これを焼結することによって半導体層を形成することが記載されている。【０００４】
近年、光電変換装置の需要は増加傾向にあり、光電変換装置のさらなる光電変換効率の向上が望まれている。光電変換装置の光電変換効率を高めるためには、半導体層の結晶化を促進することが有効である。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の１つの目的は、光電変換効率の高い半導体層およびそれを用いた光電変換装置を提供することである。
【０００６】
本発明の一実施形態に係る半導体層の製造方法は、Ｉ−III−VI族化合物を含むとともに角部を有する形状の化合物粒子を用意する工程と、該化合物粒子を溶媒に分散して原料溶液を作製する工程と、該原料溶液を塗布して皮膜を形成し、該皮膜を加熱して半導体層にする工程とを具備する。
【０００７】
本発明の一実施形態に係る光電変換装置の製造方法は、電極上に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の半導体層上に該第１の半導体層とは異なる導電型を有する第２の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半導体形成用原料は、Ｉ−III−VI族化合物を含むとともに角部を有する形状の化合物粒子を有している。
【０００９】
本発明によれば、光電変換効率の高い半導体層および光電変換装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】光電変換装置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。
【図３】（ａ）はＩ−III−VI族化合物を含むとともに角部を有する形状の化合物粒子のＳＥＭ写真であり、（ｂ）は比較例としてのＩ−III−VI族化合物を含む化合物粒子のＳＥＭ写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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原料について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】
＜（１）光電変換装置の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る半導体層の製造方法および本発明の一実施形態に係る光電変換装置の製造方法を用いて作製した光電変換装置を示す斜視図であり、図２はこの光電変換装置の断面図である。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とを含んでいる。
【００１３】
第１の半導体層３と第２の半導体層４は導電型が異なっており、第１の半導体層３と第２の半導体層４とで光照射によって生じた正負のキャリアの電荷分離を良好に行なうことができる。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。あるいは、第２の半導体層４が、バッファ層と第１の半導体層３とは異なる導電型の半導体層とを含む複数層であってもよい。
【００１４】
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示しているが、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。図１において、光電変換装置１１は複数個の光電変換セル１０が並べられて形成されている。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。また、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。
【００１５】
基板１は、第１の半導体層３および第２の半導体層４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。
【００１６】
第１の電極層２および第３の電極層６は、Ｍｏ、Ａｌ、ＴｉおよびＡｕ等から選ばれる導電体が用いられ、基板１上にスパッタリング法および蒸着法等から選ばれる方法で形成される。
【００１７】
第１の半導体層３はＩ−III−VI族化合物を主に含んだ半導体層である。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、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）等が挙げられる。なお、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２とは、Ｉ−Ｂ族元素としてＣｕを含み、III−Ｂ族元素としてＩｎおよびＧａを含み、VI−Ｂ族元素としてＳｅを含む化合物をいう。また、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓｅ，Ｓ）２とは、Ｉ−Ｂ族元素としてＣｕを含み、III−Ｂ族元素としてＩｎおよびＧａを含み、VI−Ｂ族元素としてＳｅおよびＳを含む化合物をいう。
【００１８】
第２の半導体層４は上記第１の半導体層３上に１０〜２００ｎｍの厚みで形成されている。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。リーク電流の低減という観点からは、第２の半導体層４は抵抗率が１Ω・ｃｍ以上であってもよい。第２の半導体層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。第２の半導体層４は、例えばケミカルバスデポジション（ＣＢＤ）法等で形成される。なお、Ｉｎ（ＯＨ，Ｓ）とは、Ｉｎの水酸化物およびＩｎの硫化物を含む混晶化合物をいう。（Ｚｎ，Ｉｎ）（Ｓｅ，ＯＨ）は、金属元素としてＺｎおよびＩｎを含み、これらの金属元素のセレン化物および水酸化物を含む化合物をいう。（Ｚｎ，Ｍｇ）Ｏは、Ｚｎの酸化物およびＭｇの酸化物を含む化合物をいう。第２の半導体層４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が吸収する光の波長領域に対して高い光透過性を有するものであってもよい。
【００１９】
第２の電極層５は、ＩＴＯ、ＺｎＯ等の０．０５〜３μｍの厚みを有する透明導電膜である。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。
【００２０】
第２の電極層５としては、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の吸収光に対して高い光透過性を有するものが用いられてもよい。光透過性を高めると同時に光反射ロス低減効果および光散乱効果を高め、さら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ロスを低減する観点からは、第２の電極層５と第２の半導体層４の屈折率は略等しくてもよい。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
また、図１のように、第２の電極層５上に集電電極８が設けられていてもよい。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。第２の電極層５上に集電電極８が設けられることにより、第２の電極層５の厚さを薄くして光透過性を高めるとともに第１の半導体層３で発生した電流が効率よく取り出される。その結果、光電変換装置１１の発電効率が高められる。
【００２４】
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荷が第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に良好に伝達される。
【００２５】
集電電極８の幅は、第１の半導体層３への光を遮るのを低減するとともに良好な導電性を有するという観点からは、５０〜４００μｍとされ得る。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。
【００２６】
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。
【００２７】
＜（２）第１の半導体層の製造方法＞
Ｉ−III−VI族化合物を含む第１の半導体層３の製造方法を以下に示す。先ず、半導体形成用原料として、Ｉ−III−VI族化合物を含むとともに角部を有する形状の化合物粒子（以下では、Ｉ−III−VI族化合物を含むとともに角部を有する形状の化合物粒子のことを第１化合物粒子ともいう）を用意する。次に、この第１化合物粒子が溶媒に分散された原料溶液を用意する。そして、第１の電極層２を有する基板１上に、上記原料溶液を塗布して皮膜を形成する。そして、この皮膜を加熱してＩ−III−VI族化合物を含む多結晶構造の第１の半導体層３を形成する。
【００２８】
このように角部を有する形状の第１化合物粒子を用いた場合には、球状の化合物粒子に比べ、活性力が高く、多結晶体を良好に形成しやすくなる。その結果、第１の半導体層３の結晶化度を高め、光電変換効率を高くすることができる。
【００２９】
角部を有する形状の化合物粒子とは、複数の面が交差して成る角部を有した化合物粒子であり、四角柱や六角柱等の多面体構造が含まれる。より緻密な第１の半導体層３を形成するという観点から、第１化合物粒子は立方体状であってもよい。このような第１化合物粒子の形状は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で化合物粒子の外観を観察することによって特定できる。
【００３０】
活性力をより高め、結晶化をより促進するという観点からは、第１化合物粒子は、平均粒径が１０〜２００ｎｍであってもよい。なお、第１化合物粒子の平均粒径とは、複数の第１化合物粒子をＳＥＭ観察して得られる画像から、各第１化合物粒子における最大の長さを求め、その最大長さを各第１化合物粒子の粒径と見なした場合の平均粒径である。
【００３１】
第１化合物粒子は、例えば、有機カルコゲン化合物、塩基性溶媒およびIII−Ｂ族元素を含むIII族溶液に、Ｉ−Ｂ族元素を少しずつ溶解させながら上記III族溶液を加熱することによって作製できる。第１化合物粒子の製造方法の具体例を以下に示す。まず、アニリンやピリジン等の塩基性溶媒に、ジスルフィド基、ジセレニド基およびジテルリド基等のカルコゲン元素同士の結合を有する有機カルコゲン化合物が溶解された混合溶媒を用意する。そして、この混合溶媒にIII−Ｂ族元素を金属の状態で溶解してIII族溶液を作製する。次に、このIII族溶液に、Ｉ−Ｂ族元素を金属の状態で混入し、５０〜２００℃で攪拌する。つまり、III族溶液をＩ−Ｂ族金属と接触しながら加熱する。これにより、Ｉ−Ｂ族元素が徐々に溶解するとともに、溶解したＩ−Ｂ族元素とIII−Ｂ族元素とカルコゲン元素とが反応し、角部を有する形状の第１化合物粒子が生成しやすくなる。
【００３２】
なお、カルコゲン元素とはVI−Ｂ族元素のうち、Ｓ、ＳｅおよびＴｅをいう。また、有機カルコゲン化合物とは、カルコゲン元素を含む有機化合物であり、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。カルコゲン元素同士の結合を有する有機カルコゲン化合物としては、例えば、ジフェニルジスルフィド等のジスルフィド類、ジフェニルジセレニド等のジセレニド類、ジフェニルジテルリド等のジテルリド類等が挙げられる。
【００３３】
上記方法によって角部を有する形状の第１化合物粒子が生成しやすくなる理由はよくわからないが、ジスルフィド基、ジセレニド基およびジテルリド基等が還元的に開裂する傾向を有することや、III−Ｂ族元素に比べてカルコゲン元素との反応性が高いＩ−Ｂ族元素が後から投入されて徐々に溶解されながら反応されることが起因しているのではないかと考えられる。
【００３４】
上記第１化合物粒子の作製における各原料の調合比としては、１ｍｏｌの有機カルコゲン化合物に対して、塩基性溶媒は１〜５ｍｏｌ程度、Ｉ−Ｂ族元素は０．３〜０．６ｍｏｌ程度、III−Ｂ族元素は０．４〜０．６ｍｏｌ程度とすることができる。Ｉ−III−VI族化合物を構成するVI−Ｂ族元素は有機カルコゲン化合物のカルコゲン元素を供給源として用いるが、原料溶液に別途添加したカルコゲン元素を供給源として用いてもよい。カルコゲン元素を別途添加する場合であれば、例えば、有機カルコゲン化合物と塩基性溶媒との混合溶媒にIII−Ｂ族元素の金属およびカルコゲン元素の単体を溶解してIII族溶液を作製した後、これにＩ−Ｂ族元素の金属を添加して加熱すればよい。
【００３５】
上記の方法によって作製した第１化合物粒子は、塩基性溶媒と有機カルコゲン化合物とを含む混合溶媒中に分散した状態で生成するため、この第１化合物粒子が分散した混合溶媒を第１の半導体層３を形成するための原料溶液として用いてもよい。あるいは、不純物をより低減するという観点から、この第１化合物粒子が分散した混合溶媒に、ヘキサン等の非極性溶媒を添加することによって第１化合物粒子を沈殿させ、この第１化合物粒子を取り出して洗浄した後、この取り出した第１化合物粒子を塩基性溶媒等に再分散したものを原料溶液として用いてもよい。
【００３６】
そして、この原料溶液を、例えば、スピンコータ、スクリーン印刷、ディッピング、スプレー、またはダイコータ等によって第１の電極層２上に膜状に被着し、溶媒を乾燥によって除去することにより、皮膜を形成する。なお、この乾燥時に皮膜中の有機成分を熱分解してもよい。
【００３７】
次に、上記の皮膜を、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気あるいは水素ガス等の還元性ガス雰囲気において５０〜６００℃に加熱する。これにより、第１化合物粒子同士が焼結して多結晶化し、第１の半導体層３が生成する。より欠陥の少ない良好な多結晶体を形成するという観点から、皮膜の加熱時の雰囲気中にカルコゲン元素を、例えば、硫黄蒸気、硫化水素、セレン蒸気、セレン化水素等、テルル蒸気またはテルル化水素として含めてもよい。
【００３８】
なお、上記の方法では、原料溶液に用いる半導体形成用原料として、Ｉ−III−VI族化合物を含むとともに角部を有する形状の化合物粒子（第１化合物粒子）を用いたが、半導体形成用原料は、第１化合物粒子以外に、Ｉ−Ｂ族元素、III−Ｂ族元素およびカルコゲン元素のうちの少なくとも一種を含む化合物（以下では、第１化合物粒子とは異なる、Ｉ−Ｂ族元素、III−Ｂ族元素およびカルコゲン元素のうちの少なくとも一種を含む化合物のことを第２化合物ともいう）を含んでいてもよい。この場合には、結晶性を高める効果を有効に発揮させるため、半導体形成用原料に占める第１化合物の重量比を７０質量％以上としてもよい。
【００３９】
このような第２化合物としては、Ｉ−Ｂ族元素のカルコゲナイドや、III−Ｂ族元素のカルコゲナイド、Ｉ−Ｂ族元素にチオールやセレノール、テルロール等の有機カルコゲン化合物が配位した錯体、III−Ｂ族元素に有機カルコゲン化合物が配位した錯体、１つの錯体分子中にＩ−Ｂ族元素とIII−Ｂ族元素と有機カルコゲン化合物とが含まれる単一源錯体等を用いることができる。第１化合物に加えてこのような第２化合物を含むことによって、第１の半導体層３の結晶化をより促進できるとともに、第１の半導体層３におけるＩ−Ｂ族元素とIII−Ｂ族元素との比率を容易に調整することもできる。
【００４０】
なお、本発明は上述の実施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が施されることは何等差し支えない。例えば、上記の第１の半導体層の製造方法において、第１化合物粒子は、III族溶液をＩ−Ｂ族金属と接触させながら加熱することによって作製したが、これに限定されない。例えば、III族溶液にＩ−Ｂ族元素を含む溶液を少しずつ添加しながら、このIII族溶液を加熱することによって第１化合物粒子を作製してもよい。
【００４１】
III族溶液をＩ−Ｂ族金属と接触させながら加熱して第１化合物粒子を作製する場合には、III族溶液内でＩ−Ｂ族金属が徐々に溶解してIII族溶液内のIII−Ｂ族元素やカルコゲン元素と反応するので、凝集の発生を低減することができ、微細な第１化合物粒子を良好に作製することができる。また、III族溶液にＩ−Ｂ族元素を含む溶液を少しずつ添加しながら加熱して第１化合物粒子を作製する場合には、製造時間を短縮することができる。
【実施例】
【００４２】
半導体層の製造方法および光電変換装置の製造方法について、以下のようにして評価した。本実施例においては半導体層としてＣＩＧＳを用いた。【００４３】
＜原料溶液の作製＞
第１化合物粒子を分散した原料溶液の作製についての具体例を示す。まず、塩基性溶媒としての５００ｍｍｏｌのアニリンと、有機カルコゲン化合物としての２５０ｍｍｏｌのジフェニルジセレニドとを混合し、混合溶媒を作製した。次に、この混合溶媒に６５ｍｍｏｌの金属Ｉｎおよび３５ｍｍｏｌの金属Ｇａを混入し、７０℃で攪拌することにより、金属Ｉｎおよび金属Ｇａを完全に溶解してIII族溶液を作製した。次に、このIII族溶液に１００ｍｍｏｌの金属Ｃｕを混入した後、この溶液を攪拌しながら昇温（２０℃／ｍｉｎ）して金属Ｃｕを徐々に溶解させた。そして、液温が１９０℃に達した後、その液温で２４時間攪拌を行なった。その後、この溶液にヘキサンを添加することによって粉末を沈殿させ、この粉末を取り出した。この粉末のＳＥＭ観察結果を図３（ａ）に示す。この結果より、作製した粉末は、角部を有する形状の化合物粒子であることを確認した。また、この粉末のＸ線回折結果より、上記粉末はＩ−III−VI族化合物であることを確認した。【００４４】
一方、比較例として、Ｉ−III−VI族化合物を含む球状の化合物粒子を分散した原料溶液を以下のように作製した。まず、１８０ｍｍｏｌのアニリンと、１８０ｍｍｏｌのフェニルセレノールとを混合し、混合溶媒を作製した。次に、この混合溶媒を３つに分け、１つめの混合溶媒に２０ｍｍｏｌの金属Ｃｕを混入して７０℃で溶解させた。また、２つめの混合溶媒には１０ｍｍｏｌの金属Ｉｎを混入して７０℃で溶解させた。また、３つめの混合溶媒には１０ｍｍｏｌの金属Ｇａを混入して７０℃で溶解させた。そして、これらの３つの溶液を混合して１９０℃で攪拌した後、この溶液にヘキサンを添加することによって粉末を沈殿させ、この粉末を取り出した。この粉末のＳＥＭ観察結果を図３（ｂ）に示す。これより、比較例として作製された粉末は、角部を有しておらず球状粒子であることを確認した。また、この粉末のＸ線回折結果より、比較例としての粉末もＩ−III−VI族化合物であることを確認した。【００４５】
以上のようにして作製された角部を有する化合物粒子（第１化合物粒子）および球状粒子をそれぞれアニリンに分散して、第１化合物粒子を含む原料溶液Ａと球状粒子を含む原料溶液Ｂとを作製した。【００４６】
＜光電変換装置の作製＞
上記の原料溶液Ａ、Ｂをそれぞれドクターブレード法にて、ソーダライムガラス基板のＭｏからなる第１の電極層上に塗布膜を形成した。塗布膜は、グローブボックス内で、キャリアガスとして窒素ガスを用いて各原料溶液を第１の電極層上へ塗布することによって形成した。塗布の後、上記試料をホットプレートで１１０℃に加熱しながら、５分間乾燥させることによって皮膜を形成させた。【００４７】
皮膜形成後、水素ガス雰囲気下で熱処理を実施した。熱処理条件は、５２５℃まで５分間で急速昇温し、５２５℃で１時間保持することで行ない、その後、自然冷却して、厚み１．５μｍの第１の半導体層を作製した。この第１の半導体層のＸ線回折結果から、得られた第１の半導体層は、原料溶液Ａ、Ｂのいずれを用いた場合もＣＩＧＳであることを確認した。【００４８】
この後、酢酸カドミウム、チオ尿素をアンモニア水に溶解し、これに上記試料を浸漬し、各第１の半導体層上に厚み０．０５μｍのＣｄＳからなる第２の半導体層を形成した。さらに、第２の半導体層の上に、スパッタリング法にてＡｌドープ酸化亜鉛膜（第２の電極層５）を形成して光電変換装置を作製した。【００４９】
これらの光電変換装置の光電変換効率を測定したところ、球状粒子を含む原料溶液Ｂを用いて作製した光電変換装置の光電変換効率は５％であったのに対し、第１化合物粒子を含む原料溶液Ａを用いて作製した光電変換装置の光電変換効率は８％であった。以上の結果より、Ｉ−III−VI族化合物を含むとともに角部を有する形状の第１化合物粒子が分散された原料溶液Ａを用いることによって、光電変換効率の高い光電変換装置が得られることがわかった。
【符号の説明】
【００５０】
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
１０：光電変換セル
１１：光電変換装置
【図１】
2013054623.tif 000003
【図２】
2013054623.tif 000004
【図３】
2013054623.tif 000005
【国際調査報告】
2013054623.tif 000006
2013054623.tif 000007
2013054623.tif 000008
2013054623.tif 000009