(57)【要約】【課題】光電変換半導体層あるいは光電変換半導体層を備えた光電変換素子を高い光電変換効率が得られるものとする。【解決手段】光電変換素子１の光電変換半導体層３０を、ＣｕＡｕ型構造を有し、短周期型周期律表第Ｉｂ族、第IIIｂ族および第VIｂ族の元素を成分として有する平板粒子を含む塗布剤を塗布し、平板粒子を形成する短周期型周期律表第VIｂ族元素に対応する短周期型周期律表第VIｂ族元素ガスと不活性ガス雰囲気下、２００℃〜４７０℃で加熱処理後、５ＭＰａ〜２０ＭＰａでプレスして形成する。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣｕＡｕ型構造を有し、短周期型周期律表第Ｉｂ族、第IIIｂ族および第VIｂ族の元素を成分として有することを特徴とする平板粒子。
【請求項２】
前記短周期型周期律表第Ｉｂ族がＣｕおよびＡｇから選ばれる少なくとも１種の元素、
前記第IIIｂ族がＩｎ、ＧａおよびＡｌから選ばれる少なくとも１種の元素、
前記第VIｂ族がＳ、ＳｅおよびＴｅから選ばれる少なくとも１種の元素
であることを特徴とする請求項１記載の平板粒子。
【請求項３】
平均等価円相当径が３０〜４００ｎｍ、平均厚みが５〜５０ｎｍであって、平均アスペクト比が２〜８０であることを特徴とする請求項１または２記載の平板粒子。
【請求項４】
請求項１から３記載の平板粒子の製造方法であって、前記短周期型周期律表のＩｂ族およびIIIｂ族の金属化合物と４級アンモニウム塩とアミン系有機溶媒を混合して第一の溶液とし、前記短周期型周期律表のVIｂ族の元素を含む化合物とアミン系の有機溶媒を混合して第二の溶液とし、前記第一の溶液と前記第二の溶液を混合して所定の温度で熟成させ、その後前記所定の温度よりも高い温度でさらに熟成させることを特徴とする平板粒子の製造方法。
【請求項５】
請求項１、２または３記載の平板粒子が積層した積層膜からなることを特徴とする光電変換半導体層。
【請求項６】
請求項５記載の光電変換半導体層の製造方法であって、基板上に前記平板粒子を含む塗布剤を塗布し、前記平板粒子を形成する前記短周期型周期律表第VIｂ族元素に対応する短周期型周期律表第VIｂ族元素ガスと不活性ガス雰囲気下、２００℃〜４７０℃で加熱処理後、５ＭＰａ〜２０ＭＰａでプレスすることを特徴とする光電変換半導体層の製造方法。
【請求項７】
請求項５記載の光電変換半導体層を備えたことを特徴とする光電変換素子。
【請求項８】
請求項７記載の光電変換素子を備えたことを特徴とする太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は平板粒子およびその製造方法、光電変換半導体層、光電変換素子並びに太陽電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下部電極（裏面電極）と光吸収により電流を発生する光電変換半導体層と上部電極との積層構造を有する光電変換素子が、太陽電池等の用途に使用されている。  
従来、太陽電池においては、バルクの単結晶Ｓｉまたは多結晶Ｓｉ、あるいは薄膜のアモルファスＳｉを用いたＳｉ系太陽電池が主流であったが、Ｓｉに依存しない化合物半導体系太陽電池の研究開発がなされている。化合物半導体系太陽電池としては、ＧａＡｓ系等のバルク系と、Iｂ族元素とIIIｂ族元素とVIｂ族元素とからなるＣＩＳ（Ｃｕ−Ｉｎ−Ｓｅ）系あるいはＣＩＧＳ（Ｃｕ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｅ）系等の薄膜系とが知られている。ＣＩＳ系あるいはＣＩＧＳ系は、光吸収率が高く、高エネルギー変換効率であることが報告されている。
【０００３】
ＣＩＳ層あるいはＣＩＧＳ層の製造方法としては、三段階法あるいはセレン化法（または硫化法）等が知られている。しかしながら、いずれも真空系プロセスであるため、高コストで、大きな設備投資が必要である。低コストな非真空系プロセスのＣＩＳ層あるいはＣＩＧＳ層の製造方法としては、Ｃｕ、ＩｎおよびＳを含む粒子、Ｃｕ、ＩｎおよびＳｅを含む粒子、Ｃｕ、Ｉｎ、ＧａおよびＳｅを含む粒子等を塗布した後、焼結する方法が知られている。
【０００４】
例えば非特許文献１および２には、球状のＣＩＧＳ粒子を基板上に塗布した後、Ｓｅペレットを２５０℃〜４５０℃でガス化したＳｅガス存在下で、５５０℃の高温熱処理を実施してＣＩＧＳ粒子を焼結して結晶化する方法が提案されている。これらの文献では、ラピッドサーマルプロセス（ＲＴＰ）による加熱時間の短縮が検討されている。
【０００５】
また、特許文献１および非特許文献３には、Ｃｕ、Ｉｎ、およびＧａを含む１種または複数種の球状の酸化物粒子、セレン化物（硫化物）粒子あるいは合金粒子を基板上に塗布した後、Ｓｅガス存在下で３００℃〜６００℃の高温熱処理を実施して、セレン化および結晶化する方法が提案されている。
【０００６】
上記の文献に記載されているプロセスは、いずれも高温熱処理をして大サイズのＣＩＳ層あるいはＣＩＧＳ層を得ているが、粒子間の原子移動を伴ってＣＩＳあるいはＣＩＧＳを結晶化させているため、結晶に大きな乱れを生じ、空隙がある膜や凹凸が多い膜が形成されてしまうという問題を有している。
【０００７】
一方、非特許文献４〜６には、球状のＣＩＧＳ粒子を基板上に塗布し、その後、高温熱処理を実施しない方法が提案されている。かかる方法は焼結プロセスはないものの、結晶性の粒子を作製する段階で５３０℃〜７５０℃の温度を必要とし、莫大なエネルギーを必要とする。また、非特許文献４〜６に記載のＣＩＧＳ層は球状粒子からなる粒子層であるため、ＣＩＧＳ層と電極との接触面積が小さく、真空系プロセスのＣＩＧＳ層と同等レベルの光電変換効率を実現することは難しい。例えば非特許文献６には、電極などの非受光面積を除いた時の変換効率が９．５％と記載されているが、これは通常の変換効率に換算すると５．７％である。この数値は真空系プロセスのＣＩＧＳ層の光電変換効率の半分以下であり、実用的なレベルには到底及ばない。
【０００８】
特許文献２には、有機溶媒中で合成したカルコパイライト構造のナノ粒子の製造方法およびこれを用いた光電変換素子について記載されている。粒径については記載されていないが、Ｘ線回折パターン図から半値幅を読み取り、シェラーの式で計算すると、平均粒径１．７ｎｍ〜３．１ｎｍとなる。このような小サイズの粒子を用いて膜を焼結形成すると、上記と同様に空隙がある膜や凹凸が多い膜しか得られない。
【０００９】
非特許文献７には、ＣＧＳ、ＣＩＳおよびＣＩＧＳ粒子の合成法および光による電流増加が報告されている。この文献における平均粒径は１０ｎｍ〜２０ｎｍであり、膜形成に関してドロップキャストすると記載している以外、詳しい記載はない。仮にドロップキャスト後に焼結されているとすれば小サイズであるため、上記と同様に、空隙がある膜や凹凸が多い膜しか得られないと考えられる。また、この文献には、オレイルアミンとオレイン酸の併用による平板粒子の形成が示されているが、このような形成方法では平板粒子の生成確率は非常に低く、全粒子を平板に形成することはできない。
【００１０】
非特許文献８にはジ−ｔ−ブチルジスルフィドと１−ドデカンチオールを用いて、ウルツァイト構造の４ｎｍ〜１３ｎｍの単分散ＣＩＳ粒子（単分散ナノ粒子）が得られることが記載されている。１−ドデカンチオールを用いなければ、直径３０ｎｍ〜１３０ｎｍで厚み２５±１．９ｎｍのウルツァイト構造の粒子ができると記載されているが、３０ｎｍから１３０ｎｍまで分布する多分散粒子であるため、この粒子を用いて形成した光電変換半導体層は変換効率のばらつきが大きく、品質が不安定なものとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許出願公開２００５／０１８３７６８号明細書
【特許文献２】特開２００８−１９２５４２号公報
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】Colloids Surface A 313-314 (2008) 171-174
【非特許文献２】Solar Ener. Mater. & Solar Cells  91 (2007) 1836-1841
【非特許文献３】Thin Solid Films 431-432 (2003) 58-62
【非特許文献４】Thin Solid Films 431-432 (2003) 466-469
【非特許文献５】Solar Ener. Mater. & Solar Cells 87 (2005) 25-32
【非特許文献６】Thin Solid Films 515 (2007) 5880-5883
【非特許文献７】Chem. Mater. 20 (2008) 6906-6910
【非特許文献８】Chem. Mater. 20 (2009) 4299-4304
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従来、粒子を製造する段階で膨大なエネルギーを必要とせず、しかも光電変換半導体層を形成した際には真空製膜並の高い光電変換効率を得ることが可能なＣＩＳ系あるいはＣＩＧＳ系粒子は得られていない。本発明者らが鋭意検討を行ったところ、非特許文献４〜６よりも粒子合成が簡便であって、光電変換半導体層を形成した際には真空製膜並の高い変換効率を得ることが可能な平板粒子がある特定の結晶構造を有することを見いだし本発明に至った。
【００１４】
すなわち、本発明は高い光電変換効率を得ることが可能な平板粒子とその製造方法、この平板粒子からなる光電変換半導体層とその製造方法、さらには光電変換半導体層を備えた光電変換素子、並びに光電変換素子を備えた太陽電池を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の平板粒子は、ＣｕＡｕ型構造を有し、短周期型周期律表第Ｉｂ族、第IIIｂ族および第VIｂ族の元素を成分として有することを特徴とするものである。  
前記短周期型周期律表第Ｉｂ族はＣｕおよびＡｇから選ばれる少なくとも１種の元素、前記第IIIｂ族はＩｎ、ＧａおよびＡｌから選ばれる少なくとも１種の元素、前記第VIｂ族はＳ、ＳｅおよびＴｅから選ばれる少なくとも１種の元素であることが好ましい。  
前記平板粒子は平均等価円相当径が３０〜４００ｎｍ、平均厚みが５〜５０ｎｍであって、平均アスペクト比が２〜８０であることが好ましい。
【００１６】
上記本発明の平板粒子の製造方法は、前記短周期型周期律表のＩｂ族およびIIIｂ族の金属化合物と４級アンモニウム塩とアミン系有機溶媒を混合して第一の溶液とし、前記短周期型周期律表のVIｂ族の元素を含む化合物とアミン系の有機溶媒を混合して第二の溶液とし、前記第一の溶液と前記第二の溶液を混合して所定の温度で熟成させ、その後前記所定の温度よりも高い温度でさらに熟成させることを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の光電変換半導体層は、前記平板粒子が積層した積層膜からなることを特徴とするものである。  
本発明の光電変換半導体層の製造方法は、基板上に前記平板粒子を含む塗布剤を塗布し、前記平板粒子を形成する前記短周期型周期律表第VIｂ族元素に対応する短周期型周期律表第VIｂ族元素ガスと不活性ガス雰囲気下、２００℃〜４７０℃で加熱処理後、５ＭＰａ〜２０ＭＰａでプレスすることを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の光電変換素子は、前記光電変換半導体層を備えたことを特徴とするものである。  
本発明の太陽電池は、前記光電変換素子を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の平板粒子は、ＣｕＡｕ型構造を有し、短周期型周期律表第Ｉｂ族、第IIIｂ族および第VIｂ族の元素を成分として有するものであるため、これを光電変換半導体層とした場合に空隙や凹凸のない光電変換半導体層とすることができ、また、平板粒子であるために、光電変換半導体層と電極との接触面積を大きくすることが可能であるため、非真空系プロセスであっても、真空系プロセスで製造した光電変換半導体層と同等レベルの光電変換効率を得ることが可能な光電変換半導体層、光電変換素子とすることができる。
【００２０】
また、本発明の光電変換半導体層は、本発明の結晶性の非常に高い平板粒子を塗布したものであるため、４７０℃以下の加熱処理により、光電変換半導体層を形成することが可能である。すなわち、加熱において、粒子間の原子移動を抑制することができ、空隙や凹凸の低減された膜を形成することが可能であるため、非真空系プロセスであっても真空系プロセスで製造した光電変換半導体層と同等レベルの光電変換効率を得ることが可能な光電変換半導体層、光電変換素子とすることができる。また塗布法により光電変換半導体層を形成するため、真空系プロセスよりも低コストであり、大きな設備投資が不要という利点も有する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１Ａ】本発明の光電変換素子の一実施の形態を示す短手方向の模式断面図である。
【図１Ｂ】本発明の光電変換素子の一実施の形態を示す長手方向の模式断面図である。
【図２】実施例で得られた平板粒子のＴＥＭ写真である。
【図３】実施例で得られた平板粒子のＮＢＤパターンである。
【図４】実施例で得られた平板粒子の原子配置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の平板粒子は、ＣｕＡｕ型構造を有し、短周期型周期律表第Ｉｂ族、第IIIｂ族および第VIｂ族の元素を成分として有することを特徴とするものである。  
本発明における平板粒子とは、互いに対向する一対の主面を有する粒子であり、主面とは、粒子の外表面の内、最も面積の大きい面と二番目に面積の大きい面のことを指す。本発明におけるＣｕＡｕ型構造とは、短周期型周期律表第Ｉｂ族元素が０，０，０と１／２，１／２，０に、短周期型周期律表第IIIｂ族元素が１／２，０，１／４と０，１／２，１／２に位置し、カルコパイライト構造と同様、Ａ2Ｂ2型四面体から構成されている。そして、（００１）方向に短周期型周期律表第Ｉｂ族元素と短周期型周期律表第IIIｂ族元素の層が交互に存在し、短周期型周期律表第Ｉｂ族元素の層と短周期型周期律表第IIIｂ族元素の層との間に短周期型周期律表第VIｂ族元素の層が存在する構造となっている。単位格子は正方晶で、空間群はＰ４ｍ２（４はアッパーバー（上線）付き）であり、例えば、短周期型周期律表第Ｉｂ族元素、第IIIｂ族および第VIｂ族の元素がそれぞれＣｕ、Ｉｎ、Ｓの場合のＣｕＩｎＳ2の空間群はＩ４２ｄ（４はアッパーバー（上線）付き）である。
【００２３】
本発明の平板粒子はＣｕＡｕ型構造を有する粒子であるが、ウルツァイト構造を有するものが一部含まれていても、あるいはウルツァイト構造を粒子内に併せ持つ構造の粒子であっても構わない。さらには、カルコパイライト構造が一部含まれていても構わない。本発明の平板粒子におけるＣｕＡｕ型構造以外の結晶構造の粒子が占める割合は、ＣｕＡｕ型構造以外の結晶構造の粒子が光電変換半導体層とした場合に空隙や凹凸に影響を与えない範囲であって、平板粒子の組成にもよるが、１％〜３０％以内であることが好ましい。
【００２４】
本発明の平板粒子は、短周期型周期律表第Ｉｂ族、第IIIｂ族および第VIｂ族（以下、それぞれ単に第Ｉｂ族、第IIIｂ族および第VIｂ族ともいう）の元素を成分として有する粒子である。第Ｉｂ族の具体的な元素としてはＣｕおよびＡｇから選ばれる少なくとも１種の元素であることが好ましく、第IIIｂ族の元素としてはＩｎ、ＧａおよびＡｌから選ばれる少なくとも１種の元素であることが好ましく、第VIｂ族の元素としてはＳ、ＳｅおよびＴｅから選ばれる少なくとも１種の元素であることが好ましい。これらの中で、Ｃｕ−Ｉｎ−Ｓ、Ｃｕ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｓ、Ｃｕ−Ｉｎ−Ａｌ−Ｓ、Ｃｕ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｅ、Ｃｕ−Ｉｎ−Ａｌ−Ｓｅ、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓ、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｅ、Ａｇ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｅ、Ａｇ−Ｉｎ−Ａｌ−Ｓｅ、Ａｇ−Ｇａ−ＴｅおよびＡｇ−Ｇａ−Ａｌ−Ｔｅの組合せであることがより好ましい。
【００２５】
本発明の平板粒子の好ましい組成はＩｂXIIIｂ2-XVIｂ2で表される（式中Ｘ＝０．８５〜１．０５）。Ｘの比率がこの範囲を外れるとｐ型の光電変換半導体層とすることが困難となる。第IIIｂ族の元素が２種類用いられる場合の２種の比率は任意でかまわない。組成は、乾燥した粒子を一定量秤量して濃硝酸で溶解した後、ＩＣＰ発光分光分析装置を用いて各元素の含量を測定し、各元素の原子比率を計算して求めることができる。調製時と測定時を合わせた誤差は２％以内である。
【００２６】
本発明の平板粒子の大きさは、平均等価円相当径が３０〜４００ｎｍ、平均厚みが５〜５０ｎｍであって、平均アスペクト比が２〜８０であることが好ましく、平均等価円相当径４０〜３００ｎｍ、平均厚み１０〜４０ｎｍであって、平均アスペクト比３〜３０であることがより好ましい。平均等価円相当径が３０ｎｍより小さく、かつ平均アスペクト比が２より小さいと、膜形成後の焼結時に、粒子間の乱れが激しく、空隙がある膜や凹凸が多い膜となり好ましくない。逆に、平均等価円相当径が４００ｎｍより大きく、かつ平均厚みが５０ｎｍより厚いと、有機溶媒に分散しにくくなり、塗布での膜形成が困難となる。
【００２７】
平均等価円相当径、平均厚みおよび平均アスペクト比は、ＴＥＭ（電子顕微鏡）写真から、約２００個の粒子の等価円相当径および厚みを測定することにより求めることができる。平均アスペクト比は平均等価円相当径を平均厚みで除した値である。平均等価円相当径を求めるＴＥＭ写真は、平板粒子の分散液濃度を０．０１ｗｔ％〜０．１ｗｔ％に希釈してＴＥＭ用メッシュに載せ、乾燥させることで撮影することができる。また、厚みを求めるＴＥＭ写真は、分散液濃度を０．１ｗｔ％〜１ｗｔ％程度に上げてＴＥＭ用メッシュに載せ、乾燥させることで撮影することができる。
【００２８】
本発明における平板粒子の平均等価円相当径の変動係数は、特に制限されないが、品質の安定した光電変換半導体層を製造するためには、単分散またはそれに近いことが好ましい。具体的には、等価円相当直径の変動係数は４０％以下であることが好ましく、３０％以下であることがより好ましい。
【００２９】
次に、本発明の平板粒子の製造方法について説明する。本発明の平板粒子は酸素の混入を防ぐため、脱酸素した有機溶媒中であって、かつ窒素やアルゴンなどの不活性ガス雰囲気下で製造される。脱酸素した有機溶媒中、不活性ガス雰囲気下で製造することにより、結晶化度の高いＣｕＡｕ型構造を有する平板粒子を製造することができる。
【００３０】
本発明の平板粒子の製造に用いられる第Ｉｂ族および第IIIｂ族の元素を含む金属化合物としては、金属ハロゲン化物、塩酸塩、硝酸塩、硫酸塩、アセチアセトナート塩、酢酸塩、有機酸塩などが挙げられるが、安定性と安価であるという観点からは金属ハロゲン化物および酢酸塩が好ましい。
【００３１】
本発明の平板粒子の製造に用いられる第VIｂ族の元素を含む化合物としては、イオウ粉末、セレン粉末（または粒状）、テルル粒状（または塊状）、有機イオウ化合物、有機セレン化合物、有機テルル化合物などが挙げられるが、安定で反応がゆっくりであるという観点からは有機イオウ化合物、有機セレン化合物、有機テルル化合物が好ましく、特に、有機ジスルフィド化合物、有機ジセレニド化合物および有機ジテルリド化合物が好ましい。
【００３２】
本発明の平板粒子の製造は、概要として次の（ａ）〜（ｇ）の手順により行う。  
（ａ）上記の第Ｉｂ族および第IIIｂ族の金属化合物と４級アンモニウム塩にアミン系の有機溶媒を添加して、１００℃〜２００℃で脱気した後、不活性ガスを流入しながら溶解する（第一の溶液）。  
（ｂ）上記の第VIｂ族の元素を含む化合物にアミン系の有機溶媒を添加して、室温〜８０℃で、脱気しながら溶解する（第二の溶液）。  
（ｃ）第一の溶液を冷却し、室温〜１５０℃の任意の温度で一定化させ、ここに第二の溶液を添加する。第二の溶液は瞬時に添加しても、また、ある時間をかけて定量添加してもどちらでもかまわない。
【００３３】
（ｄ）第二の溶液添加後、その温度で、１時間〜３時間熟成し、その後、温度を２００℃〜３００℃まで上げて、３０分〜３時間熟成する。  
（ｅ）反応終了後、室温まで冷却し、分散剤としてチオール類を添加する。  
（ｆ）エタノールまたはメタノールを添加して、フロックを形成させ、遠心分離で粒子を沈降させ、上澄みの溶媒を除去する。さらに、１回〜２回、エタノールまたはメタノールで洗浄、精製する。  
（ｇ）塗布用の有機溶媒を添加して分散させ、一部残ったエタノールまたはメタノールを減圧蒸留法で除去する。
【００３４】
４級アンモニウム塩としては、アンモニウムクロライド、アンモニウムフルオライド、アンモニウムブロマイド、アンモニウムヨーダイド、アンモニウムヒドロキシドなどを用いることができ、アンモニウムクロライドおよびアンモニウムブロマイドがより好ましい。具体例としては、テトラブチルアンモニウムクロライド（またはブロマイド）、オクチルトリメチルアンモニウムクロライド（またはブロマイド）、ｎ−デシルトリメチルアンモニウムクロライド（またはブロマイド）、フェニルトリエチルアンモニウムクロライド（またはブロマイド）、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロライド（またはブロマイド）、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド（またはブロマイド）、トリオクチルメチルアンモニウムクロライド（またはブロマイド）、（２−メトキシエトキシメチル）トリエチルアンモニウムクロライド（またはブロマイド）、１−ブチル−１−メトキシピリジニウムクロライド（またはブロマイド）などを用いることができる。
【００３５】
アミン系の有機溶媒としては、モノアルキルアミン、ジアルキルアミン、トリアルキルアミン、モノアルケニルアミンおよびジアルケニルアミンなどを用いることができる。好ましい具体例としては、炭素数８〜１８の、オクチルアミン、ドデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン、ジオクチルアミン、トリオクチルアミン、ジドデシルアミン、オレイルアミンなどを用いることができる。アミン系の有機溶媒は、８０℃程度に加熱しながら３時間〜５時間脱気して、低沸点不純物を除去することが好ましい。このようにすることにより、上記（ｄ）の高温熟成時における突沸が防止できるとともに、酸化の影響をできるだけ少なくすることが可能である。
【００３６】
分散剤のチオール類としては、アルキル基を有するもの、アリール基を有するもの、アラルキル基を有するものおよび複素環基を有するものなどを用いることができるが、アルキル基を有するものが好ましく、好ましい具体例としては、炭素数６〜１６の、ヘキサンチオール、ヘプタンチオール、オクタンチオール、デカンチオール、ドデカンチオールおよびヘキサデカンチオールなどを用いることができる。炭素数が６より小さくなると、不快臭が強く、環境的に扱いが難しい上、分散安定性も劣る。一方で、炭素数が１６より大きくなると、室温で固体状態となって添加時の取り扱いが面倒になる。
【００３７】
塗布用の有機溶媒としては、疎水性のアルカン類、アルケン類、シクロアルカン類、ベンゼン類、アミン類およびアルコール類などが用いられる。好ましくは、塗布中は乾燥しにくく、塗布後に乾燥が比較的容易である、沸点１００℃〜１８０℃のものが望ましい。具体的には、オクタン、ノナン、デカン、ジメチルシクロヘキサン、イソプロピルシクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、トルエン、キシレン、ｐ−エチルトルエン、エチルベンゼン、２−オクタンアミン、１−ブタノール、１−ヘキサノール、２−ヘキサノール、３−ヘキサノール、２−アミノ−１−ブタノールなどを用いることができる。
【００３８】
本発明の平板粒子の製造において、上記、第一の溶液に第二の溶液を添加する温度は、室温〜１５０℃が好ましい。この温度で１時間〜３時間熟成した後、温度を２００℃〜３００℃に上げて、さらに３０分〜３時間熟成するという２段階熟成をすることが好ましい。添加温度が１５０℃より高いと、反応が速すぎて平板粒子ができにくくなる。一方、室温より低いと、原料の析出や不均一な反応が起こり好ましくない。さらなる熟成のための温度は２００℃〜３００℃が好ましいが、使用する有機溶媒の沸点により、この範囲の中で任意に選択することができる。
【００３９】
本発明の平板粒子の製造における反応容器は、ガラス製、磁器製、テフロン（登録商標）コートしたステンレスなどが使用できるが、内容物の確認がしやすいという観点からはガラス製が好ましい。容器は密閉型であり、不活性ガスを流入させたり排出させたりできる口、攪拌棒がシールされて付けられるような口および熱電対温度計などが付けられる口などを有していることが好ましい。攪拌はテフロン（登録商標）製のプロペラ式攪拌棒やテフロン（登録商標）コートしたステンレス製のプロペラ式攪拌棒が用いられる。
【００４０】
本発明の平板粒子の製造における反応後の平板粒子の精製（反応溶媒の除去、未反応原料の除去および副生塩の除去）は、エタノールまたはメタノールでフロック形成させた後、一般に知られているデカンテーション法や遠心分離法で上澄み除去を行う。エタノールまたはメタノールでの洗浄は２〜３回行うことが好ましい。途中、最終分散媒で分散させてから、再度フロック形成させるなど、凝集や乾固が起きないように操作することが好ましい。
【００４１】
本発明の平板粒子の最終分散液は、残存するエタノールまたはメタノールによって徐々に凝集することを防ぐため、減圧蒸留によって除去することが好ましい。分散溶媒はエタノールまたはメタノールよりも沸点が高いことが好ましく、２０℃以上の差があることが好ましい。こうすることで、蒸留がしやすくなり、エタノールまたはメタノールをほぼ完全に除去することができる。
【００４２】
本発明の光電変換半導体層は、上記で説明した本発明の平板粒子が積層した積層膜からなる。積層膜は主として本発明の平板粒子の主面が積層した膜である。このように平板粒子の主面が積層した膜を構成することにより、空隙や凹凸のない光電変換半導体層とすることができ、非真空系プロセスであっても高い光電変換効率を得ることが可能な光電変換素子とすることができる。
【００４３】
本発明の光電変換半導体層は、基板上に塗布および乾燥して形成することができる。ここで用いる基板は、特に制限されないが、ガラス基板、ステンレス基板、フレキシブル基板などから選択できるが、Roll to Roll製造を可能とするためフレキシブル基板であることが好ましい。４００℃程度までの温度に耐えられるポリイミドベース、５００℃程度までの温度に耐えられる肉薄のアルミニウム（Ａｌ）を主成分とした金属基材の陽極酸化基板などを好ましい例として挙げることができる。
【００４４】
光電変換半導体層は、上記の基板にＭｏ、ＣｒあるいはＷなどの下部電極を設け、さらに表面をイオウ化、セレン化あるいはテルル化した後、以下の工程を行うことによって製造される。表面のイオウ化、セレン化あるいはテルル化は、平板粒子との密着をよくするために行われる。
【００４５】
平板粒子の有機溶媒分散液の塗布方法としては、ウェブコーティング法、ロッドコーティング法、押し出しコーティング法、含浸コーティング法、スプレーコーティング法、スピンコーティング法、ドクターブレードコーティング法、スクリーン印刷法、インクジェット法などを用いることができる。特に、ウェブコーティング法、ロッドコーティング法、押し出しコーティング法、スクリーン印刷法、インクジェット法に関しては、基板へのRoll to Roll製造が可能なため好ましい。塗布された平板粒子は、主として、主面が基板面に対して平行になるように基板上にならんで積層膜を形成する。
【００４６】
積層膜の乾燥は、分散媒である有機溶媒を除去する工程である。乾燥は、常圧または真空下で、かつ室温〜２００℃で行われることが好ましい。真空下で行う場合は、残存溶媒の突沸が起こらないような適宜温度を調整して行う。
【００４７】
本発明の光電変換半導体層は、上記の積層膜を、第VIｂ族元素ガスと不活性ガス雰囲気下、２００℃〜４７０℃で加熱処理後、５〜２０ＭＰａでプレスすることにより製造することができる。第VIｂ族元素ガスは平板粒子を構成する第VIｂ族の成分に対応して選択され、平板粒子を構成する第VIｂ族の成分がＳの場合には、不活性ガスとイオウガス雰囲気下で、第VIｂ族の成分がＳｅの場合には、不活性ガスとセレンガス雰囲気下で、第VIｂ族の成分がＴｅの場合には、不活性ガスとテルルガス雰囲気下である。不活性ガスとしては窒素またはアルゴンが用いられる。上記の手順によって、平板粒子の積層膜からなるｐ型の光電変換半導体層を製造することができる。
【００４８】
本発明の光電変換半導体層には、所望の半導体導電性を得るための不純物を含ませてもよい。不純物は隣接する層からの拡散、および／または積極的なドープによって、光電変換半導体層中に含有させることができる。  
本発明の光電変換半導体層には、特性に支障のない限りにおいて、所望の導電性とするための不純物以外の任意成分が含まれていても構わない。
【００４９】
本発明の光電変換半導体層は、同一組成の１種類の平板粒子により構成されてもよいし、組成の異なる複数種類の平板粒子により構成されてもよい。  
本発明の光電変換半導体層中において、不純物には濃度分布があってもよく、ｎ型，ｐ型，及びｉ型などの半導体性の異なる複数の層領域が含まれていても構わない。
【００５０】
続いて、光電変換素子の構成およびその作製方法について説明する。図面を参照して、本発明の光電変換素子の一実施の形態について説明する。基板として、陽極酸化基板を用いた例を示すが、これに限定されるものではない。図１Ａは光電変換素子の短手方向の模式断面図、図１Ｂは光電変換素子の長手方向の模式断面図である。なお、視認しやすくするため、図中、各構成要素の縮尺等は実際のものとは適宜異ならせてある。
【００５１】
光電変換素子１は、基板１０上に、下部電極（裏面電極）２０と光電変換半導体層３０とバッファ層４０と上部電極５０とが順次積層された素子である。光電変換半導体層３０は本発明の平板粒子からなる積層膜である。光電変換素子１には、短手方向断面視において、下部電極２０のみを貫通する第１の開溝部６１、光電変換層３０とバッファ層４０とを貫通する第２の開溝部６２、及び上部電極５０のみを貫通する第３の開溝部６３が形成されており、長手方向断面視において、光電変換層３０とバッファ層４０と上部電極５０とを貫通する第４の開溝部６４が形成されている。
【００５２】
上記構成により、第１〜第４の開溝部６１〜６４によって素子が多数のセルＣに分離された構造が得られる。また、第２の開溝部６２内に上部電極５０が充填されることで、あるセルＣの上部電極５０が隣接するセルＣの下部電極２０に直列接続した構造が得られる。
【００５３】
下部電極２０及び上部電極５０はいずれも導電性材料からなる。光入射側の上部電極５０は透光性を有する必要がある。下部電極２０の主成分としては特に制限されず、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｗおよびこれらの組み合わせなどが好ましく、Ｍｏが特に好ましい。下部電極２０の厚みは特に制限されず、０．３〜１．０μｍが好ましい。
【００５４】
上部電極５０の主成分としては特に制限されず、ＺｎＯ、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、ＳｎＯ2およびこれらの組み合わせが好ましい。上部電極５０の厚みは特に制限されず、０．６〜１．０μｍが好ましい。下部電極２０及び／または上部電極５０は、単層構造でもよいし、２層構造等の積層構造もよい。下部電極２０及び上部電極５０の成膜方法は特に制限されず、電子ビーム蒸着法やスパッタリング法などの気相成膜法が挙げられる。
【００５５】
下部電極２０の表面は、光電変換半導体層を塗設する前に、イオウ化、セレン化あるいはテルル化を施すことが好ましい。この処理を行うことで、光電変換半導体層との密着が良化し、光電変換効率の向上に繋がる。
【００５６】
バッファ層４０の主成分としては特に制限されず、ＣｄＳ、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＺｎＭｇＯ、ＺｎＳ(Ｏ、ＯＨ) およびこれらの組み合わせが好ましい。バッファ層４０の厚みは特に制限されず、０．０３〜０．１μｍが好ましい。好ましい層構成として、例えば、Ｍｏ下部電極／ＭｏＳ2密着層／ｐ型ＣＩＳ光電変換層／ＣｄＳバッファ層／ＺｎＯ上部電極あるいはＭｏ下部電極／ＭｏＳ2密着層／ｐ型ＣＩＳ光電変換層／ｎ型ＣＩＳ層／ＺｎＯ上部電極などが挙げられる。
【００５７】
光電変換層３０〜上部電極５０の導電型は特に制限されない。通常、光電変換層３０はｐ層、バッファ層４０はｎ層（ｎ−ＣｄＳ等）、上部電極５０はｎ層（ｎ−ＺｎＯ層等 ）あるいはｉ層とｎ層との積層構造（ｉ−ＺｎＯ層とｎ−ＺｎＯ層との積層等）とされる。かかる導電型では、光電変換層３０と上部電極５０との間に、ｐｎ接合、あるいはｐｉｎ接合が形成されると考えられる。また、光電変換層３０の上にＣｄＳからなるバッファ層４０を設けると、Ｃｄが拡散して、光電変換層３０の表層にｎ層が形成され、光電変換層３０内にｐｎ接合が形成されると考えられる。光電変換層３０内のｎ層の下層にｉ層を設けて光電変換層３０内にｐｉｎ接合を形成してもよいと考えられる。
【００５８】
光電変換素子１は必要に応じて、上記で説明した以外の任意の層を備えることができる。例えば、陽極酸化基板１０と下部電極２０との間、及び／または下部電極２０と光電変換層３０との間に、必要に応じて、層同士の密着性を高めるための密着層（緩衝層）を設けることができる。また、必要に応じて、陽極酸化基板１０と下部電極２０との間に、アルカリイオンの拡散を抑制するアルカリバリア層を設けることができる。アルカリバリア層については、特開平８−２２２７５０号公報が参考となる。
【００５９】
本発明の光電変換素子は、以上のように構成されており、本発明の平板粒子からなる光電変換半導体層を備えたものであるため、非特許文献４〜６よりも高い光電変換効率を得ることが可能である。また本発明の平板粒子の製造方法は非特許文献４〜６に記載されている粒子の製造方法に比べて低温で製造することができ、この粒子を塗布して光電変換層を製造するため光電変換素子全体の製造コストを低減することが可能である。
【００６０】
本発明の光電変換素子は、太陽電池に好ましく使用することができる。図１Ａおよび図１Ｂの光電変換素子１に対して必要に応じて、カバーガラス、保護フィルム等を取り付けて、太陽電池とすることができる。  
以下に本発明の光導変換半導体層の製造方法の実施例を示す。
【実施例】
【００６１】
（平板粒子１の製造）
反応に用いる有機溶媒のオレイルアミン（和光純薬（株）製）およびトリオクチルアミン（和光純薬（株）製）を、予め、８０℃で加熱しながら３時間〜５時間脱気して、低沸点不純物を除去したものを準備した。塩化銅（Ｉ）（和光純薬（株）製）０．２３ｇ、塩化インジウム（III）（A Johnson Mathey Company製）０．５５ｇおよびテトラブチルアンモニウムクロライド（東京化成工業（株）製）２．７８ｇを３つ口ガラスフラスコ内に秤量した。上記で準備した脱気済みのオレイルアミン６０ｍｌを添加後、２００℃で脱気しながら攪拌溶解した。溶解後、Ｎ2ガスを入れながらリークさせ、冷却管を取り付けた状態で、９０℃に冷却した（Ａ−１液）。この後、反応終了までＮ2ガスを流し続けた（１Ｌ／分）。
【００６２】
ジ−ｔ−ブチルジスルフィド（和光純薬（株）製）２ｍｌをナス型フラスコに秤量し、脱気済みのオレイルアミン７．５ｍｌおよび脱気済みのトリオクチルアミン７．５ｍｌを添加して均一溶液とした（Ｂ−１液）。このＢ−１液を室温で約５分脱気した。  
ジ−ｔ−ブチルジスルフィド（和光純薬（株）製）６ｍｌをナス型フラスコに秤量し、脱気済みのオレイルアミン２２．５ｍｌおよび脱気済みのトリオクチルアミン２２．５ｍｌを添加して均一溶液とした（Ｂ−２液）。このＢ−２液を室温で約５分脱気した。
【００６３】
Ａ−１液を攪拌しながら、Ｂ−１液を３分かけて定量添加した。反応液を１時間攪拌熟成した後、Ｂ−２液を９分かけて定量添加した。反応液を２時間熟成した後、温度を２６０℃まで上げ、さらに１時間熟成した。反応終了後冷却し、温度を室温まで下げて、１−ドデカンチオール（和光純薬（株）製）３００μｌを添加した。反応液を遠心分離用容器に移し、エタノール（和光純薬（株）製）を約１５０ｍｌ添加して、遠心分離機（ｈｉｍａｃ  ＣＲ２１Ｇ：日立工機（株）製）で２０００ｒｐｍ、７分の遠心を行った。上澄み液を廃却し、オクタン（和光純薬（株）製）２０ｍｌを添加して再分散させ、再度エタノールを１００ｍｌ添加した後、遠心分離機で２０００ｒｐｍ、５分の遠心を行った。
【００６４】
上澄み液を廃却し、デカン（和光純薬（株）製）１５ｍｌと１−ドデカンチオール１５μｌ添加して、再分散した。再分散後、ロータリーエバポレーター（ＥＹＥＬＡ  ＮＥ−１１０１Ｒ型：東京理化器械（株）製）を用いて、４０℃、６０ｈＰａ〜３５ｈＰａの条件で減圧蒸留して、残存するエタノールおよびオクタンを除去することで分散液を精製した。
【００６５】
分散液中のＣｕ−Ｉｎ−Ｓ粒子をＪＥＭ−１２００ＥＸ（日本電子（株）製）を用いてＴＥＭ写真をとった。撮影したＴＥＭ写真を図２に示す。図２に示すＴＥＭ写真は、主面を上にした状態の粒子と主面が重なって厚みの部分が上に向けている状態の粒子が示されている。この写真から粒子の２００個の大きさを調べたところ、平均等価円相当径は８４ｎｍ、平均厚みは２１ｎｍおよび平均アスペクト比は４．０であった。
【００６６】
また、ＩＣＰ発光分光分析装置（Ｏｐｔｉｍａ７３００：PerkinElmer Co.,Ltd.製）により組成および粒子濃度を調べたところ、組成はＣｕ0.97ＩｎＳ2.03であった。さらに、個々の粒子のＮＢＤ（Nano-beam Diffraction）をＴｉｔａｎ８０−３００（ＦＥＩ  ＣＯＭＰＡＮＹ製）を用いて得た。得られたＮＢＤスポット写真を図３に、粒子の原子配置の概略図を図４に示す。得られた平板粒子の大部分は（１００）面にＣｕ，Ｓ，Ｉｎ，Ｓ，Ｃｕが層状に並ぶＣｕＡｕ型構造を有することが看取された。  
ＩＣＰでの濃度測定結果をもとに、平板粒子１が３質量％となるようデカン分散液を調節した（平板粒子１分散液）。
【００６７】
（平板粒子２の製造）
（平板粒子１の製造）において、Ａ−１液の金属塩種と量を塩化銅（Ｉ）（和光純薬（株）製）０．２３ｇ、塩化インジウム（III）（A Johnson Mathey Company製）０．２２ｇおよび塩化ガリウム（III）（和光純薬（株）製）０．２６ｇに変更し、Ｂ−１液とＢ−２液のイオウ源をセレン源のジフェニルジセレニド（Merck Ltd.製）７ｇに変更した以外は、（平板粒子１の製造）と同様の手順により、Ｃｕ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｅ平板粒子分散液を得た（平板粒子２分散液）。得られた平板粒子２の平均等価円相当径は９８ｎｍ、平均厚みは２５ｎｍおよび平均アスペクト比は３．９であった。組成はＣｕ0.98Ｉｎ0.42Ｇａ0.58Ｓｅ2.02であった。また、粒子は大部分がＣｕＡｕ型構造を有していた。
【００６８】
（平板粒子３の製造）
（平板粒子１の製造）において、Ａ−１液の金属塩種と量を塩化銅（Ｉ）（和光純薬（株）製）０．２１ｇ、硝酸銀（和光純薬（株）製）０．０６ｇおよび塩化インジウム（III）（A Johnson Mathey Company製）０．５５ｇに変更した以外は、（平板粒子１の製造）と同様に行い、Ｃｕ−Ａｇ−Ｉｎ−Ｓの平板粒子分散液を得た（平板粒子３分散液）。得られた平板粒子３の平均等価円相当径は１０５ｎｍ、平均厚みは２３ｎｍおよび平均アスペクト比は４．６であった。組成はＣｕ0.85Ａｇ0.14ＩｎＳ2.00であった。また、粒子は大部分がＣｕＡｕ型構造を有していた。
【００６９】
（平板粒子４の製造）
（平板粒子１の製造）において、Ｂ−１液およびＢ−２液の添加温度を１３０℃とし、Ｂ２液添加後の熟成を３０分にした以外は、（平板粒子１の製造）と同様に行い、Ｃｕ−Ｉｎ−Ｓの平板粒子分散液を得た（平板粒子４分散液）。得られた平板粒子３の平均等価円相当径は４２ｎｍ、平均厚みは１９ｎｍおよび平均アスペクト比は２．２であった。組成はＣｕ0.98ＩｎＳ2.04であった。また、粒子は大部分がＣｕＡｕ型構造を有していた。
【００７０】
（平板粒子５の製造）
（平板粒子１の製造）において、Ｂ−１液およびＢ−２液の添加温度を３０℃にして、Ｂ２液添加後の熟成を５時間にする以外は、（平板粒子１の製造）と同様に行い、Ｃｕ−Ｉｎ−Ｓの平板粒子分散液を得た（平板粒子５分散液）。得られた平板粒子５の平均等価円相当径は２０８ｎｍ、平均厚みは２８ｎｍおよび平均アスペクト比は７．４であった。組成はＣｕ0.97ＩｎＳ2.02であった。また、粒子は大部分がＣｕＡｕ型構造を有していた。  
製造した平板粒子１〜５の組成、平均等価円相当径、平均厚み、平均アスペクト比をまとめたものを表１に示す。
【００７１】
【表１】
2011192862.tif 000003
【００７２】
（実施例１〜８）
平板粒子１〜５の分散液を用いて、光電変換半導体層を以下のように作製した。ガラスまたはアルミニウムの陽極酸化基板の上に（各実施例の基板種は表１に示す）、ＲＦスパッタリング法によって１．０μｍ厚のＭｏ下部電極を作製した。アルミニウムの陽極酸化基板は、Ａｌ合金１０５０材（Ａｌ純度９９．５％、０．３０ｍｍ厚）に陽極酸化処理（陽極酸化条件は電解液：１６℃の０．５Ｍシュウ酸水溶液、電圧：４０Ｖ直流）をして、基材の両面に陽極酸化膜を形成し、水洗処理及び乾燥処理を実施して、陽極酸化基板を得た。陽極酸化膜の厚みが９．０μｍ（そのうちバリア層の厚みが０．３８μｍ）、微細孔の孔径が１００ｎｍ前後の陽極酸化膜を形成した。
【００７３】
Ｍｏ下部電極の表面を平板粒子１〜５の組成に対応させ、平板粒子１および３を載せる場合は硫化させ、一方、平板粒子２の場合はセレン化させた。硫化はＮ2ガス＋イオウガス雰囲気、セレン化はＮ２ガス＋セレンガス雰囲気で行い、それぞれ５００℃の加熱により、約５０ｎｍの厚みになるように行った。硫化またはセレン化した下部電極の上に、平板粒子１、２および３の分散液をロッドコーティング法で約２μｍの厚みになるように塗布し、大気圧下１５０℃で乾燥した。乾燥後、平板粒子１および３の積層膜はＮ２ガス＋イオウガス雰囲気で４２０℃１０分の加熱を行った。また、平板粒子２はＮ2ガス＋セレンガス雰囲気で４２０℃１０分の加熱を行った。加熱後、それぞれの光電変換半導体層を１００℃、７ＭＰａで５分間プレスした。
【００７４】
続いて、作製した光電変換半導体層の上に、バッファ層および上部電極を載せて光電変換素子を作製した。バッファ層として積層構造の半導体膜を形成した。まず、約５０ｎｍの厚さのＣｄＳ膜を化学析出法により堆積した。化学析出法は、硝酸Ｃｄ、チオ尿素およびアンモニアを含む水溶液を約８０℃に温め、上記光電変換層をこの水溶液に浸漬することによって行った。さらに、ＣｄＳ膜の上に約１００ｎｍの厚さのＺｎＯ膜をＭＯＣＶＤ法で形成した。次に、ＭＯＣＶＤ法により、上部電極として約５００ｎｍの厚さのＢ（ホウ素）添加したＺｎＯ膜を堆積し、図１Ａおよび図１Ｂに示したように上部電極と下部電極を結合し、取出し外部電極としてＡｌを蒸着して光電変換素子を完成させた。さらに、上部に保護フィルムを載せて約１０ｃｍ角の太陽電池を作製した。
【００７５】
（実施例９）
（実施例１〜８）で示したと同様に、Ｍｏを載せたアルミニウムの陽極酸化基板を同様に硫化し、平板粒子１をロッドコーティング法で約２μｍの厚みになるように塗布し、大気圧下１５０℃で乾燥した。乾燥後、Ｎ2ガス＋イオウガス雰囲気で４５０℃１５分の加熱を行った。加熱後、バッファ層として、Ｓｎが組成の一部として含まれるＣｕ−Ｓｎ−Ｉｎ−Ｓ平板粒子分散液を約２５０ｎｍの厚みになるよう塗設して、３８０℃１０分の加熱後、１００℃、７ＭＰａで５分間プレスした。次に、約１００ｎｍの厚さのＺｎＯ膜をＭＯＣＶＤ法で形成した。Ｓｎを含むＣｕ−Ｓｎ−Ｉｎ−Ｓ平板粒子は、Ａ−１液における金属塩を、塩化銅０．２０ｇ、酢酸スズ０．１８ｇおよび塩化インジウム０．５５ｇとする以外は実施例１〜８と同様にして製造した。上部電極として、ＭＯＣＶＤ法により、約５００ｎｍの厚さのＢ（ホウ素）添加したＺｎＯ膜を堆積し、さらに取出し外部電極としてＡｌを蒸着して光電変換素子を完成させた。
【００７６】
（ナノ粒子１の製造）
Chem. Mater. 20 (2008) 6906-6910に記載の方法により、Ｃｕ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｅのナノ粒子１を製造した。平均粒子径は１５ｎｍであった。組成はＣｕ1.01Ｉｎ0.52Ｇａ0.48Ｓｅ2.02であった。
【００７７】
（ナノ粒子２の製造）
Chem. Mater. 20 (2009) 4299-4304に記載の方法により、Ｃｕ−Ｉｎ−Ｓのナノ粒子２を製造した。平均粒子径は８ｎｍであった。組成はＣｕ1.02ＩｎＳ1.99であった。
【００７８】
（比較例１〜３）
上記で製造したナノ粒子１およびナノ粒子２を用いて、表１に示す基板を用いて（実施例１〜８）と同様にして太陽電池を完成させた。
【００７９】
（評価）
上記実施例１〜９および比較例１〜３の太陽電池にＡｉｒ Ｍａｓｓ（ＡＭ）＝１．５、１００ｍＷ／ｃｍ2の擬似太陽光を用いて光電変換効率を測定した。結果を光電変換素子の構成とともに表２に示す。
【００８０】
【表２】
2011192862.tif 000004
【００８１】
表２に示すように、実施例１〜９の本発明の平板粒子１〜５を用いた太陽電池は、従来知られているナノ粒子を用いた光電変換素子に比べて、ほぼ倍に近い高い光電変換効率が得られた。比較例の光電変換半導体層の断面を観察した結果、空隙が存在して凹凸が多い膜となっていた。これに対し、本発明の光電変換半導体層の断面は空隙がなく、非常に密に充填された膜となっており、この相違によって本発明の平板粒子を用いた太陽電池は高い光電変換効率が得られたものと考えられる。
【００８２】
また、表に示すように本発明の太陽電池では基板の種類にかかわらず高い光電変換効率が得られており、ｋｍオーダの長尺なフレキシブル基板を高速で一括処理することが可能なRoll to Roll方式での製造に適用することが可能であることが示唆される。
【図１Ａ】
2011192862.tif 000005
【図１Ｂ】
2011192862.tif 000006
【図４】
2011192862.tif 000007
【図２】
2011192862.tif 000008
【図３】
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