(57)【要約】【課題】光電変換効率の高い光電変換装置を提供すること。【解決手段】光電変換装置１０は、表面にＳｉおよびＯを含む電極層２と、電極層２の表面上に設けられたカルコパイライト構造の化合物半導体層３とを具備する。  また、光電変換装置１０の製造方法は、電極層２の表面をシランカップリング剤で処理する工程と、電極層２のシランカップリング剤で処理された表面上にカルコパイライト構造の化合物半導体層３を設ける工程とを具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にＳｉおよびＯを含む電極層と、
該電極層の前記表面上に設けられたカルコパイライト構造の化合物半導体層と
を具備することを特徴とする光電変換装置。
【請求項２】
前記電極層はＭｏを含む、請求項１記載の光電変換装置。
【請求項３】
前記化合物半導体層はＩ−III−VI族化合物を含む、請求項１または２に記載の光電変換装置。
【請求項４】
前記Ｉ−III−VI族化合物はＣｕ（ＩｎｘＧａ１−Ｘ）Ｓｅ２（ただし、Ｘは０≦Ｘ≦１である。）を含む、請求項３に記載の光電変換装置。
【請求項５】
電極層の表面をシランカップリング剤で処理する工程と、
前記電極層の前記シランカップリング剤で処理された前記表面上にカルコパイライト構造の化合物半導体層を設ける工程と
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６】
カルコパイライト構造の前記化合物半導体層を設ける工程は、
前記電極層の前記シランカップリング剤で処理された前記表面上に、有機配位子とＩ−Ｂ族元素とIII−Ｂ族元素とVI−Ｂ族元素とを有する単一源前駆体を含んだ原料溶液を塗布して前駆体層を形成する工程と、
前記前駆体層を加熱して、前記Ｉ−Ｂ族元素、前記III−Ｂ族元素およびVI−Ｂ族元素を含むカルコパイライト構造の前記化合物半導体層を形成する工程と
を具備する、請求項５記載の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、カルコパイライト構造の化合物半導体層を含む光電変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電などに使用される光電変換装置として、光吸収係数が高いＣＩＧＳなどのＩ−III−VI族化合物を含むカルコパイライト構造の化合物半導体層にて光吸収層を形成したものがある。カルコパイライト構造の化合物半導体層は光吸収係数が高く、光電変換装置の薄膜化や大面積化や低コスト化に適しており、これを用いた次世代太陽電池の研究開発が進められている。
【０００３】
このようなカルコパイライト構造の化合物半導体層を用いた光電変換装置は、その化合物半導体層中に存在する欠陥により、光電変換効率を向上するのが困難である。特許文献１では、化合物半導体層を形成する際に水または水酸基を導入することにより、化合物半導体層中に生じるアニオン空孔を酸素で埋めて欠陥を抑制することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１１４５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の方法では、化合物半導体層を形成する際、原料金属の酸化が進行するため、良好な化合物半導体層を作製することが困難である。よって、光電変換効率を十分に高められない。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、欠陥の少ない化合物半導体層を良好に形成し、光電変換効率の高い光電変換装置を提供す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光電変換装置は、表面にＳｉおよびＯを含む電極層と、該電極層の前記表面上に設けられたカルコパイライト構造の化合物半導体層とを具備することを特徴とする。
【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、電極層の表面をシランカップリング剤で処理する工程と、前記電極層の前記シランカップリング剤で処理された前記表面上にカルコパイライト構造の化合物半導体層を設ける工程とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、光電変換効率の高い光電変換装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の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。
【図３】本発明の光電変換装置の実施の形態の他の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本発明の光電変換装置の実施の形態の一例を示す斜視図であり、図２はその断面図である。また、図３は本発明の光電変換装置の実施の形態の他の例を示す断面図である。（図３において図１，２と同じ構成の部位には同じ符号を付している）。光電変換装置１０は、基板１と、その上に設けられた光電変換セル１１とで構成されている。光電変換セル１１は、第１の電極層２と、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とを含んで構成されている。本実施例においては、第１の半導体層３が光吸収層であり、第２の半導体層４が第１の半導体層３に接合されたバッファ層である例を示すがこれに限定されず、第１の半導体層３がバッファ層であってもよい。
【００１２】
図１、図２において、光電変換装置１０は、光電変換セル１１が複数並べて形成されている。そして、光電変換セル１１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。この第３の電極層６は、隣接する光電変換セル１１の第１の電極層２と一体化されている。この構成により、隣接する光電変セル１１同士が直列接続されている。なお、一つの光電変換セル１１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。
【００１３】
基板１は、光電変換装置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。
【００１４】
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。
【００１５】
第１の半導体層３はカルコパイライト構造の化合物半導体を主成分とし（主成分とは、カルコパイライト構造の化合物半導体が第１の半導体層３を構成する化合物の６０ｍｏｌ％以上を占めることをいう）、例えば、厚みが１．０〜２．５μｍの層状に形成されている。このような化合物半導体としては、I−III−VI族化合物半導体が挙げられる。I−III−VI族化合物半導体とは、Ｉ−Ｂ族元素（本明細書においては、族の名称は、短周期型周期表に従う。なお、Ｉ−Ｂ族元素は、ＩＵＰＡＣの長周期型周期表では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）との化合物半導体であり、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半導体と呼ばれる。I−III−VI族化合物半導体としては、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ＣｕＩｎＳ２（ＣＩＳともいう）が挙げられる。なお、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２とは、Ｃｕと、ＩｎおよびＧａの少なくとも一種と、Ｓｅとから主に構成された化合物をいい、Ｃｕ（ＩｎｘＧａ１−Ｘ）Ｓｅ２（ただし、Ｘは０≦Ｘ≦１である。）で表わされる化合物である。また、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓｅ，Ｓ）２とは、Ｃｕと、ＩｎおよびＧａの少なくとも一種と、ＳｅおよびＳの少なくとも一種とから主に構成された化合物をいう。
【００１６】
そして、第１の電極層２は、上記第１の半導体層３が形成されている表面において珪素元素（Ｓｉ）および酸素元素（Ｏ）を含んでいる。これにより、酸素元素が珪素元素と良好に結合した状態で第１の電極層２の表面に保持されることとなり、この保持された酸素元素が第１の半導体層３の欠陥を良好に埋めることができる。その結果、光電変換装置１０の光電変換効率を高めることができる。
【００１７】
すなわち、従来のように化合物半導体を含む第１の半導体層３を形成する際に水や水酸基を導入した場合、原料金属の酸化が進行するため、良好な化合物半導体層となり難い。これに対し、本発明では、第１の電極層２の表面に酸素元素を珪素元素と結合させた状態
で保持させることにより、原料金属の酸化を抑制しながら、化合物半導体の結晶化を良好に行うことができるとともに、この珪素元素と結合した酸素元素により化合物半導体中の欠陥をも埋めることができる。
【００１８】
また、このような第１の電極層２の表面に珪素元素および酸素元素を含む構成は、Ｉ−III−VI族化合物半導体を主成分とする第１の半導体層３を、I−Ｂ族元素、III−Ｂ族元素およびVI−Ｂ族を一つの有機錯体分子内に含む単一源前駆体を用いて作製する場合にも有効である。単一源前駆体とはＩ−Ｂ族元素、III−Ｂ族元素およびVI−Ｂ族を一つの有機錯体分子内に含む有機錯体であり、例えば後述する[ＬｎＭ’(ＥＲ’’)２Ｍ’’(ＥＲ’’)２]構造を有している（単一源前駆体についての詳細は後で説明する）。
【００１９】
つまり、単一源前駆体は一つの分子内にＩ−III−VI族化合物半導体を構成する各種原料元素が含まれているため、熱処理により良好にＩ−III−VI族化合物半導体の結晶化が進行しやすいと考えられる。しかし、単一源前駆体を溶解した原料溶液を、第１の電極層２の表面に塗布して前駆体層を形成し、これを熱処理しても、所望の組成のＩ−III−VI族化合物半導体は得られにくい。これは、単一源前駆体を構成する配位子が、第１の電極層２の表面に配位することによって、Ｉ−Ｂ族元素およびVI−Ｂ族を含む錯体分子とIII−Ｂ族元素およびVI−Ｂ族を含む錯体分子とに分解されるのではないかと考えられる。そのため、分解後の一部の錯体分子が熱により気化する等によって、組成が所望のものとなりにくいと考えられる。
【００２０】
実験によれば、目的とするＩ−III−VI族化合物半導体がＣＩＧＳであり、ＣｕとＩｎとＧａとＳｅを含む単一源前駆体を溶解した原料溶液を、Ｍｏから成る電極上に塗布して前駆体層を形成し、これを熱処理した場合、特にＧａの比率が減少する傾向がある（なお、Ｍｏから成る電極ではなく、ガラス基板上に直接、上記前駆体層を形成し、熱処理した場合には、Ｇａの減少はほとんど見られない）。このような単一源前駆体を用いた第１の半導体層３の作製において、本発明のように第１の電極層２の表面に珪素元素および酸素元素を含ませておくことによって、珪素元素および酸素元素が単一源前駆体と電極層との配位結合を抑制することができる。その結果、単一源前駆体の錯体構造の分解が抑制され、熱処理による原料元素の減少を抑制することができる。
【００２１】
第１の電極層２は、光電変換効率を高めるという観点からは、表層部において、珪素元素の濃度が０．１〜１０ａｔ％であることが好ましく、酸素元素の濃度は０．２〜２０ａｔ％であることが好ましい。さらに、単一源前駆体が第１の電極層２に配位するのを抑制するという観点からは、珪素元素の濃度は０．１〜５ａｔ％であることが好ましく、酸素元素の濃度は０．２〜１０ａｔ％であることが好ましい。このような珪素元素の濃度および酸素元素の濃度は、第１の電極層２の断面を、エネルギー分散形Ｘ線分析（ＥＤＳ分析）することによって測定することができる。
【００２２】
このような表面に珪素元素および酸素元素を含む第１の電極層２は、例えば、第１の電極層２の表面をシランカップリング剤で処理することにより作製することができる。シランカップリング剤としては、ヘキサメチルジシラザン等の表面処理剤として用いられる各種シランカップリング剤を用いることができる。このようなシランカップリング剤の飽和蒸気中に第１の電極層２を暴露することにより、あるいはシランカップリング剤液中に第１の電極層２を浸漬することより、表面に珪素元素および酸素元素を含む第１の電極層２を作製することができる。
【００２３】
第１の半導体層３は、次のようにして作製される。まず、上記第１の電極層２上に、第１の半導体層３の原料金属（Ｉ−Ｂ族元素およびIII−Ｂ族元素）を含む前駆体層を形成する。前駆体層は、原料金属をスパッタリング等の薄膜形成方法を用いて皮膜形成するこ
とにより、あるいは、原料金属を含む有機金属塩や有機金属錯体等の溶液を塗布して皮膜形成することにより、形成することができる。なお、これらの前駆体層中にはカルコゲン元素（カルコゲン元素とはVI−Ｂ族元素のうちのＳ、Ｓｅ、Ｔｅをいう）を含んでいてもよい。好ましくは簡易な方法で良好に化合物半導体の結晶化を良好に行うことができるという観点からは、上記単一源前駆体を溶解した原料溶液を用いて前駆体層を形成するのがよい。
【００２４】
そして、この前駆体層を加熱炉内に載置し、加熱炉内を第１の半導体層３を構成するカルコゲン元素を含む雰囲気にして前駆体層を加熱する。なお、上記カルコゲン元素を含む雰囲気とは、カルコゲン元素の単体の気体、あるいは、カルコゲン元素の水素化物のようなカルコゲン化合物の気体を含む雰囲気である。
【００２５】
次に第１の半導体層３を、単一源前駆体を用いて作製する方法について、以下に記載する。まず、第１の半導体層３を形成するための原料溶液を作製する。この原料溶液は、第１錯体溶液を作製する工程と、第２錯体溶液を作製する工程と、単一源前駆体を有する沈殿物を作製する工程と、原料溶液を作製する工程とにより、作製される。以下にそれぞれの作製工程を詳細に説明する。
【００２６】
（第１錯体溶液の作製工程）
ルイス塩基（以下、第１錯体に用いるルイス塩基を第１のルイス塩基という）と、Ｉ−Ｂ族元素とを含む第１錯体が存在する第１錯体溶液を作製する。第１のルイス塩基としては、Ｐ（Ｃ６Ｈ５）３、Ａｓ（Ｃ６Ｈ５）３および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挙げられる。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第１のルイス塩基よりも塩基性が弱い方がよい。なお、ＣｕＣｌ、ＣｕＣｌ２、ＣｕＢｒおよびＣｕＩ等のＩ−Ｂ族元素の金属塩をアセトニトリルのような配位子として機能する有機溶媒に溶解させることにより、アセトニトリルが配位したＩ−Ｂ族元素の有機金属錯体を用いてもよい。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、エタノールおよびイソプロパノール等が挙げられる。
【００２７】
第１のルイス塩基をＬとし、Ｉ−Ｂ族元素の有機金属錯体を[Ｍ’Ｒ’４]＋(Ｘ’)−（Ｍ’はＩ−Ｂ族元素、Ｒ’は任意の有機配位子、(Ｘ’)−は任意の陰イオンを示す）とし、第１錯体を［Ｌ２Ｍ’Ｒ’２］＋(Ｘ’)−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。
【００２８】
【化１】
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【００２９】
反応式１の具体例として、例えば、第１のルイス塩基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、第１錯体［ＬｎＭ’Ｒ’（ｍ−ｎ）］＋(Ｘ’)−が｛Ｐ（Ｃ６Ｈ５）３｝２Ｃｕ（ＣＨ３ＣＮ）２・ＰＦ６として生成する。
【００３０】
（第２錯体溶液の作製工程）
カルコゲン元素含有有機化合物（以下、第２錯体に用いるカルコゲン元素含有有機化合物を第１のカルコゲン元素含有有機化合物という）とIII−Ｂ族元素（以下、第２錯体溶液に用いるIII−Ｂ族元素を第１のIII−Ｂ族元素という）とを含む第２錯体が存在する第２錯体溶液を作製する。カルコゲン元素含有有機化合物とは、カルコゲン元素を有する有機化合物であり、例えば、アクリル、アリル、アルキル、ビニル、パーフルオロ、カルバメート等の有機化合物にカルコゲン元素が結合した、チオール、セレノール、テルロール等が挙げられる。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、プロパノールなどが挙げられる。
【００３１】
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(ＥＲ’’)（Ｒ’’は有機化合物、Ａは任意の陽イオンを示す）とし、第１のIII−Ｂ族元素の金属塩をＭ’’(Ｘ’’)３（Ｍ’’は第１のIII−Ｂ族元素、Ｘ’’は任意の陰イオンを示す）とし、第２錯体をＡ＋［Ｍ’’(ＥＲ’’)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。なお、第１のカルコゲン元素含有有機化合物の金属塩Ａ(ＥＲ’’)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。
【００３２】
【化２】
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【００３３】
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(ＥＲ’’)がＮａＳｅＣ６Ｈ５、第１のIII−Ｂ族元素の金属塩Ｍ’’(Ｘ’’)３がＩｎＣｌ３またはＧａＣｌ３、
の場合、第２錯体Ａ＋[Ｍ’’(ＥＲ’’)４]−が、Ｎａ＋[Ｉｎ(ＳｅＣ６Ｈ５)４]−またはＮａ＋[Ｇａ(ＳｅＣ６Ｈ５)４]−として生成する。
【００３４】
なお、第２錯体溶液に含まれる第１のIII−Ｂ族元素は、一種類に限らず、複数種類が含まれていてもよい。例えば、ＩｎとＧａの両方を第２錯体溶液中に含めてもよい。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を用いることによって作製することができる。あるいは、一種類の第１のIII−Ｂ族元素を含む第２錯体溶液を、各第１のIII−Ｂ族元素ごとに作製し、これらを混合することにより作製してもよい。
【００３５】
（単一源前駆体を有する沈殿物の作製工程）
上記のようにして作製した第１錯体溶液と第２錯体溶液とを混合することにより、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単一源前駆体を含む沈殿物が生じる。このような単一源前駆体[ＬｎＭ’(ＥＲ’’)２Ｍ’’(ＥＲ’’)２]を形成する反応は、反応式３のように表される。
【００３６】
【化３】
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【００３７】
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＋[Ｍ’’(ＳｅＣ６Ｈ５)４]−（Ｍ’’はＩｎおよび／またはＧａである）の場合、単一源前駆体は｛Ｐ（Ｃ６Ｈ５）３｝２Ｃｕ(ＳｅＣ６Ｈ５)２Ｍ’’(ＳｅＣ６Ｈ５)２として生成する。
【００３８】
そして、この単一源前駆体を含む沈殿物と沈殿物の上方の溶液とに分離し、溶液部分を排出し、乾燥することにより、単一源前駆体を含む沈殿物を取り出す。
【００３９】
第１錯体と第２錯体とを反応させる時の温度は０〜３０℃が望ましく、反応時間は１〜５時間が望ましい。反応して沈殿した部分は、ＮａやＣｌなどの不純物を取り除くために、遠心分離もしくは濾過などの手法を用いて洗浄することが望ましい。
【００４０】
（原料溶液の作製工程）
上記の単一源前駆体を含む沈殿物を、トルエン、ピリジン、キシレン、アセトン等の有機溶媒に溶解することにより原料溶液を作製することができる。
【００４１】
光電変換装置１０は、上記第１の半導体層３を光吸収層として用い、この第１の半導体層３上に第２の半導体層４が１０〜２００ｎｍの厚みで形成され、この第２の半導体層４上に第２の電極層５が形成される。なお、第２の半導体層４を形成せず、第１の半導体層３上に第２の電極層５を形成してもよい。あるいは第２の電極層５を形成せず、第２の半導体層４を電極として機能させることもできる。
【００４２】
第２の半導体層４は、第１の半導体層３に対してヘテロ接合を行う半導体層をいう。第１の半導体層３と第２の半導体層４とは異なる導電型であることが好ましく、例えば、第１の半導体層３がｐ型半導体である場合、第２の半導体層４はｉ型またはｎ型半導体である。好ましくはリーク電流を低減するという観点からは、第２の半導体層は、抵抗率が１Ω・ｃｍ以上の層であるのがよい。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、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とＯＨとＳとから主に構成された化合物をいう。（Ｚｎ，Ｉｎ）（Ｓｅ，ＯＨ）は、ＺｎとＩｎとＳｅとＯＨとから主に構成された化合物をいう。（Ｚｎ，Ｍｇ）Ｏは、ＺｎとＭｇとＯとから主に構成された化合物をいう。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光透過性を有するものが好ましい。
【００４３】
第２の電極層５は、ＩＴＯ、ＺｎＯ等の０．０５〜３．０μｍの透明導電膜である。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／□以下であるのが
よい。なお、第２の電極層５は、第１の半導体層と異なる導電型の半導体層であってもよく、いわゆる窓層と呼ばれるものも含まれる。
【００４４】
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するものが好ましい。光透過性を高めると同時に光反射ロス防止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の厚さとするのが好ましい。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防止する観点からは、第２の電極層５と第２の半導体層４の屈折率は等しいのが好ましい。
【００４５】
光電変換装置１０は、第１および第２の半導体層３，４を第１および第２の電極層１，５で挟んだ構成の光電変換セル１１を、複数個並べてこれらを電気的に接続して成る。隣接する光電変換せる１１同士を容易に直列接続するために、図１、図２に示すように、光電変換セル１１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。
【００４６】
接続導体７は、第１および第２の半導体層３，４よりも電気抵抗率の低い材料で構成されている。このような接続導体７は、例えば、第１および第２の半導体層３，４を貫通する溝を形成し、この溝内に導体を形成することにより形成することができる。このような導体としては、例えば、第１および第２の半導体層３，４を貫通する溝を形成した後、上部電極層５をこの溝内にも形成することで接続導体７を形成してもよく（図１，２参照）、上記溝内に導電ペーストを充填することで接続導体７を形成してもよい（図３参照）。なお、図３は、集電電極８を導電ペーストで形成する際、第１および第２の半導体層３，４を貫通する溝内にも導電ペーストを充填して接続導体７を形成している。あるいは、上記のような溝を形成せず、第１および第２の半導体層３，４の一部を改質して電気抵抗率を低くすることによっても形成することができる。
【００４７】
また、光電変換装置１０は、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１１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の光電変換により生じた電流を第２の電極層５を介して集電電極８に集電し、これを接続導体７を介して隣接する光電変換セル１１に良好に導電することができる。よって、集電電極８が設けられていることにより、第２電極層５を薄くしても第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、発電効率を高めることができる。
【００４８】
集電電極８は第１の半導体層３への光を遮るのを抑制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の幅を有するのが好ましい。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。
【００４９】
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をパターン状に印刷し、これを硬化することによって形成することができる。
【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：光電変換装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
2012033542.tif 000008