(57)【要約】【課題】セレン化水素ガスなどの毒性の高いガスを使用すること無く、高品質のI-III-VI化合物半導体等のカルコゲン化合物半導体層を作製可能な光電変換装置の製造装置を提供すること。【解決手段】金属元素を含む前駆体層をカルコゲン元素を含む雰囲気下で加熱して金属元素およびカルコゲン元素を含む光吸収層を形成するための光電変換装置の製造装置であって、前駆体層を収容する加熱炉２１と該加熱炉２１内に配置された、カルコゲン元素を含むカルコゲン源を収容するボックス２６とを備え、該ボックス２６は、内部から外部につながっている孔部２６ｃが設けられている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属元素を含む前駆体層を、カルコゲン元素を含む雰囲気下で加熱して、前記金属元素および前記カルコゲン元素を含む光吸収層を形成するための光電変換装置の製造装置であって、
前記前駆体層を収容する加熱炉と、
該加熱炉内に配置された、前記カルコゲン元素を含むカルコゲン源を収容するボックスとを備え、
該ボックスは、内部から外部につながっている孔部が設けられていることを特徴とする光電変換装置の製造装置。
【請求項２】
前記ボックスは、材質に石英またはグラファイトを含むことを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置の製造装置。
【請求項３】
前記孔部は、前記ボックスの内部側に開口する第１開口部と、前記ボックスの外部側に開口する第２開口部とを有し、該第２開口部の開口径は、前記第１開口部の開口径よりも大きいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光電変換装置の製造装置。
【請求項４】
前記孔部は、前記ボックスの内部側に開口する第１開口部と、前記ボックスの外部側に開口する第２開口部とを有し、該第２開口部の開口径は、前記第１開口部の開口径よりも小さいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光電変換装置の製造装置。
【請求項５】
前記ボックスの内周面に、石英層またはグラファイト層をさらに設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の光電変換装置の製造装置。
【請求項６】
前記ボックスは、側面部および底面部を有する身体と該身体の開口を覆う蓋体とを有しており、前記孔部は、前記側面部および前記蓋体のうち少なくとも一方に設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の光電変換装置の製造装置。
【請求項７】
前記ボックス内の温度を調整する温度調整手段をさらに設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の光電変換装置の製造装置。
【請求項８】
金属元素を含む前駆体層を、カルコゲン元素を含む雰囲気下で加熱して、前記金属元素および前記カルコゲン元素を含む光吸収層を形成する加熱工程を含む光電変換装置の製造方法であって、
前記加熱工程では、内部から外部につながっている孔部が設けられているボックス内に収容されたカルコゲン源を加熱し、該カルコゲン源から生成された前記カルコゲン元素を含む雰囲気の前記外部に排出される排出量を前記孔部で制御して、前記雰囲気中の前記カルコゲン元素の濃度を調整することを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【請求項９】
前記加熱工程は、さらに水素を含む前記雰囲気下で行なわれることを特徴とする請求項８に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、光電変換装置の製造装置および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】
太陽電池の一例として、ＣＩＳやＣＩＧＳのようなI-III-VI化合物半導体等のカルコゲン化合物半導体層から成る光吸収層を具備する、カルコパイライト系光電変換装置がある。この光電変換装置は、例えば、ソーダライムガラスから成る基板上に裏面電極となるモリブデンなどの第１の電極層が形成され、この第１の電極層上にI-III-VI化合物半導体から成る光吸収層が形成されている。さらに、その光吸収層上には、ＺｎＳ、ＣｄＳ、ＩｎＳなどからなるバッファ層を介して、ＺｎＯ、ＩＴＯなどからなる透光性の第２の電極層が形成されている。
【０００３】
上述の光吸収層の作製方法としては、Ｉ-Ｂ族元素およびIII-Ｂ族元素を個別にまたは同時に堆積して前駆体層を形成し、この前駆体層をガス状のVI-Ｂ族元素（カルコゲン元素）またはその化合物を供給しながら加熱することによって結晶化を促進し、I-III-VI化合物半導体を形成する方法がある（例えば、特許文献１参照）。特に、上記のカルコゲン元素がセレンの場合は、セレンを含有したガスの雰囲気下で、Ｉ-Ｂ族元素およびIII-Ｂ族元素より成る前駆体層を加熱し、該前駆体層にこれらを結晶化（セレン化）している。このカルコゲン元素を前駆体層に導入するセレン化には、セレンを含有したガスとして、セレン化水素（Ｈ２Ｓｅ）ガスが一般に使用されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２６７７０４号公報
【特許文献２】特開平４−２１２４３０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、特に、上記のカルコゲン元素がセレンの場合に使用されるセレン化水素ガスは毒性が強く、その取り扱いには特に注意を要する。そのため、セレン化のための装置は、セレン化水素ガスの漏洩を防ぐべく、加熱炉や配管等を堅牢にする必要があり、装置の構造が煩雑になる場合があった。また、セレン化水素ガスを使用しない場合は、固体のセレンを熱処理して気化させる方法もあるが、セレンが気化する温度よりも前駆体層を熱処理する温度が高いため、セレンの気化を制御するのが難しかった。
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な構造で所望の量のカルコゲン元素を前駆体層に導入できる光電変換装置の製造装置および製造方法を提供することにある。
【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の製造装置は、金属元素を含む前駆体層を、カルコゲン元素を含む雰囲気下で加熱して、前記金属元素および前記カルコゲン元素を含む光吸収層を形成するためのものである。そして、本発明の一実施形態に係る光電変換装置の製造装置は、前記前駆体層を収容する加熱炉と、該加熱炉内に配置された、前記カルコゲン元素を含むカルコゲン源を収容するボックスとを備えている。さらに、発明の一実施形態に係る光電変換装置の製造装置において、前記ボックスには、内部から外部につなが
っている孔部が設けられている。
【０００８】
また、本発明の一実施形態に係る光電変換装置の製造方法は、金属元素を含む前駆体層を、カルコゲン元素を含む雰囲気下で加熱して、前記金属元素および前記カルコゲン元素を含む光吸収層を形成する加熱工程を含んでいる。そして、本発明の一実施形態に係る光電変換装置の製造方法において、前記加熱工程では、内部から外部につながっている孔部が設けられているボックス内に収容されたカルコゲン源を加熱し、該カルコゲン源から生成された前記カルコゲン元素を含む雰囲気の前記外部に排出される排出量を前記孔部で制御して、前記雰囲気中の前記カルコゲン元素の濃度を調整している。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一実施形態に係る光電変換装置の製造装置および製造方法によれば、カルコゲン源を収容するボックスに内部から外部につながっている孔部を設けることにより、ボックスの外部に排出されるカルコゲン元素の排出量を制御することができる。その結果、本実施形態では、加熱炉内のカルコゲン元素の濃度を調整しやすくなり、カルコゲン元素が所望の濃度を有する光吸収層を備えた光電変換装置を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る光電変換装置の製造装置により作製された光電変換装置の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る光電変換装置の製造装置により作製された光電変換装置の一例を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る光電変換装置を示す模式図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る光電変換装置が具備するボックスを示すものであり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は、ボックスに設けられた孔部の一例を示す平面図である。
【図６】（ａ）（ｂ）は、ボックスに設けられた孔部の一例を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る光電変換装置の製造装置および光電変換装置の製造装置について、図面を参照しながら説明する。まず、本発明の一実施形態に係る光電変換装置の製造装置で製造される光電変換装置の一例について図１及び図２を参照しつつ説明する。
【００１２】
光電変換装置１０は、基板１と、該基板上に第１の電極層２、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の順に積層された部分を有する。また、光電変換装置１０は、図１および図２に示すように、光電変換セル９が複数個並べて形成されている。
【００１３】
そして、隣り合う光電変換セル９は、一方の光電変換セルの第２の電極層５と、他方の光電変換セルの第３の電極層６とが接続部７を介して電気的に接続されている。この構成により、隣接する光電変換セル９同士は、互いに直列に接続されることとなる。なお、一つの光電変換セル９内において、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とで光電変換が行われる。
【００１４】
次に光電変換装置１０の各部材について説明する。
【００１５】
基板１は、第１乃至第３の電極および第１および第２の半導体層等を支持するためのものであり、例えば、ソーダライムガラスやセラミック、樹脂、金属などの平板状のものが用いられる。
【００１６】
第１の電極層２及び第３の電極層６は、例えば、モリブデン（Ｍｏ）やアルミニウム（
Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、金（Ａｕ）などの薄膜から成る導電体が用いられ、基板１上にスパッタリング法または蒸着法などで形成される。
【００１７】
第１の半導体層３は、カルコゲン化合物半導体を含んでいる。カルコゲン化合物半導体は、カルコゲン元素を含む半導体である。カルコゲン元素とは、VI-Ｂ族元素のうちのイオウ（Ｓ）、セレン（Ｓｅ）、テルル（Ｔｅ）をいう。そして、カルコゲン化合物半導体としては、例えば、Ｉ-III-VI化合物半導体やII-VI化合物半導体が挙げられる。
【００１８】
I-III-VI化合物半導体とは、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（ＣＩＳ系化合物半導体ともいう）。I-III-VI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とＧａとＳｅとから主に構成された化合物をいう。また、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓｅ，Ｓ）２とは、ＣｕとＩｎとＧａとＳｅとＳとから主に構成された化合物をいう。１０μｍ以下の薄層でも光電変換効率を高めることができるという観点からは、第１の半導体層３はこのようなI-III-VI化合物半導体であることが好ましい。
【００１９】
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層、あるいは、第１の半導体層３とは異なる導電型を有し、第１の半導体層とでｐｎ接合を行う層をいう。例えば、第１の半導体層３がI-III-VI化合物半導体を含む光吸収層である場合、第２の半導体層４はバッファ層とすることができる。
【００２０】
このような構成の場合、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４は、抵抗率が１Ω・ｃｍ以上の層であるのがよい。バッファ層として用いる第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。
【００２１】
また、第２の半導体層４は、その厚みが１０〜２００ｎｍであり、好ましくは１００ｎｍ以上であるのがよい。これにより、高温高湿条件化における光電変換効率の低下を特に効果的に抑制することができる。
【００２２】
第２の電極層５は、例えば、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、ＺｎＯ等の透明導電膜である。第２の電極層５は、例えば、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。
【００２３】
また、好ましくは、第２の半導体層４はインジウムを含み、第２の電極層５が酸化インジウムを含むことが好ましい。第２の電極層５が酸化インジウムを含むことで、透明性が高いとともに高い導電率を有することができる。さらに、第２の半導体層４がインジウムを含むことで、第２の半導体層４と第２の電極層５が同じ元素を含み、層間の元素の相互
拡散による導電率の変化を抑制することができる。より好ましくは、第１の半導体層３はインジウムを含むカルコパイライト系の材料であり、第２の半導体層４はインジウムを含み、第２の電極層５が酸化インジウムを含むことが好ましい。これにより、第１の半導体層３、第２の半導体層４、第２の電極層５がすべてインジウムを含むことにより、層間の元素の相互拡散による導電率やキャリア濃度の変化を抑制することができる。
【００２４】
また、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。そして、第２の電極層５と第３の電極層６とは、第２の電極層５の一部である接続部７を介して電気的に接続されている。
【００２５】
集電電極８は、第２の電極層５の抵抗を小さくするために、第２の電極層５上に、光電変換セル９の一端から接続部７にわたって線状に形成される。これにより、光電変換装置１０では、第１の半導体層３の光電変換により生じた電荷を第２の電極層５を介して集電電極８に集電し、これを接続部７を介して隣接する光電変換セル９に良好に導電することができる。このように、光電変換装置１０では、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、光電変換装置１０は、発電効率を高めることができる。
【００２６】
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。このような集電電極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。
【００２７】
次に光電変換装置１０の製造方法の一例について説明する。
【００２８】
まず、基板１となる厚さ１〜５ｍｍ程度のソーダライムガラスを洗浄後、この上に第１の電極層２となるモリブデンを、スパッタリング法を用いて０．２〜１μｍ程度成膜する。
【００２９】
次に、第１の電極層２上に第１の半導体層３を形成する。この第１の半導体層３は、例えば次のようにして作製される。
【００３０】
まず、第１の電極層２を有する基板１上に、蒸着やスパッタ等により、カルコゲン化合物半導体層を構成する金属元素（例えばＩ-Ｂ族元素およびIII-Ｂ族元素、またはII-Ｂ族元素）を供給して前駆体層を形成する。あるいは第１の電極層２を有する基板１上に、金属元素（例えばＩ-Ｂ族元素およびIII-Ｂ族元素、またはII-Ｂ族元素）を含む原料溶液を塗布することにより前駆体層を形成する。これらの前駆体層にはVI-Ｂ族元素を含ませておいても良い。また、これらの前駆体層は、異なる組成比の複数の積層体であってもよい。
【００３１】
次に、上記前駆体層とカルコゲン元素との結晶化をする工程に利用する本発明の実施形態に係る光電変換装置の製造装置の実施形態について詳述する。なお、以下の本実施形態では、カルコゲン元素としてセレンを用いた場合で説明するが、本発明はイオウやテルルにも応用可能なことは言うまでもない。
【００３２】
本発明の一実施形態に係る光電変換装置の製造装置２０は、図３に示すように、加熱炉２１と、ヒータ２２と、真空ポンプ２３と、ガス供給管２４と、基板載置台２５と、ボックス２６と、ボックス載置台２７と、を有している。
【００３３】
加熱炉２１は、熱処理する被加熱物が収容される本体部２１ａと、該本体部２１ａを密閉するための蓋部２１ｂと、を備えている。本体部２１ａおよび蓋部２１ｂは、例えば、ステンレス、インコネルで形成されている。
【００３４】
ヒータ２２は、加熱炉２１内の温度（炉内温度）を調整し、被加熱物となる光吸収層の前駆体層が形成された基板Ｓを所定の温度で熱処理するためのものである。このようなヒータ２２としては、例えば、抵抗加熱式のものを用いることができる。
【００３５】
真空ポンプ２３およびガス供給管２４は、加熱炉２１内の雰囲気を所定のものに維持する役割を有する。本実施形態に係る製造装置２０では、ガス供給管２４より所望の気体を加熱炉２１内に導入し、当該気体の存在下で熱処理を行なうことができる。そして、当該気体を外部に排出する際には、真空ポンプ２３で加熱炉２１内の気体を吸引すればよい。
【００３６】
基板載置台２５は、加熱炉２１内で基板Ｓを支持する役割を有する。このような基板載置台２５は、基板Ｓを支持可能であるとともに、基板Ｓの加熱時の熱や加熱炉２１内の雰囲気ガスに耐食性を有する材質で構成されていればよい。このような材質としては、例えば、鉄、ニッケルおよびクロムを含む合金、ステンレス等の金属、セラミックスまたはこれらの部材の外側にグラファイト層や石英層をコーティングしたものを用いることができる。
【００３７】
ボックス２６は、加熱されてカルコゲン元素を含有する気体となるカルコゲン源を収容する役割を有する。ボックス２６は、図４（ａ）（ｂ）に示すように、カルコゲン源が配置される身体２６ａ（本体）と、該身体２６ａの開口を覆う蓋体２６ｂを有する。身体２６ａは、底面部と側面部とを有する形状を成し、該底面部にカルコゲン源が配置される。
【００３８】
そして、ボックス２６は、該ボックス２６の内部から外部につながっている孔部２６ｃを有している。本実施形態では、上述した孔部２６ｃでボックス２６の外部に排出されるカルコゲン元素の排出量を制御することができる。その結果、本実施形態では、加熱炉２１内のカルコゲン元素の濃度を調整しやすくなり、カルコゲン元素が所望の濃度を有する光吸収層を備えた光電変換装置を容易に製造することができる。すなわち、本実施形態では、ヒータ２２による加熱によってカルコゲン源がカルコゲン元素を含む気体になった際、該気体が一度に基板Ｓの前駆体層に供給されないように孔部２６ｃで調整できる。
【００３９】
このような孔部２６ｃは、ボックス２６の内部と外部とをつなぐような形状であればよく、本実施形態のように蓋体２６ｂだけでなく、身体２６ａの側面部等に設けられていてもよい。また、孔部２６ｃは、加熱炉２１および基板Ｓのサイズまたは基板Ｓの枚数などにより、図５(ａ)(ｂ)に示すように複数個設けても良い。このように、孔部２６ｃを複数設ける形態では、カルコゲン元素を含む気体をより多く加熱炉２１内に導入できるため、比較的大型の基板Ｓの前駆体層を結晶化する際に好適である。また、孔部２６ｃの大きさは、上述したような基板Ｓの枚数等を考慮して決定すればよい。
【００４０】
また、ボックス２６は、本実施形態のように、１つの製造装置２０に対して１つのボックス２６ではなく、複数個配置してもよい。このような形態では、より大型の加熱炉２１を利用する場合に、加熱炉２１内の上記気体の濃度をより均一化できるという点で好適である。
【００４１】
ボックス載置台２７は、加熱炉２１内でボックス２６を載置する役割を有する。このような基板載置台２５は、基板Ｓを支持可能であるとともに、基板Ｓの加熱時の熱や加熱炉２１内の雰囲気ガスに耐食性を有する材質で構成されていればよい。このような材質としては、例えば、鉄、ニッケルおよびクロムを含む合金、ステンレス等の金属、セラミックスまたはこれらの部材の外側にグラファイト層や石英層をコーティングしたものを用いることができる。
【００４２】
次に、金属元素を含む前駆体層を、カルコゲン元素を含む雰囲気下で加熱して、当該前駆体層にカルコゲン元素を導入し、当該前駆体層を結晶化する加熱工程について説明する。
【００４３】
まず、加熱炉２１の本体２１ａ内に配置された基板載置台２５の上に前駆体層を形成した基板Ｓを載置する。次いで、ボックス載置台２７の上に、カルコゲン源としてセレン（Ｓｅ）を所定量入れたボックス２６を載置する。
【００４４】
次に、加熱炉２１の蓋部２１で本体２１ａを密閉し、真空ポンプ２３により炉内を排気する。このとき、上述した排気と同時に、ガス供給管２４から所定の流量で水素ガスを加熱炉２１内に導入すれば、前駆体層とセレンとの反応を促進させることができる。また、水素ガスは、前駆体層が金属酸化物を含む場合、該金属酸化物の還元と同時にセレン化を行なうことができる。また、還元を行なった後にセレン化を行なうことができる。そして、加熱炉２１内の酸素濃度が約５００ｐｐｍ以下（望ましくは１００ｐｐｍ以下）になったら、ヒータ２２に通電し、加熱炉２１内を昇温する。
【００４５】
次いで、加熱炉２１内の温度が約４００〜６００℃となるように調整しつつ、６０〜９０分程度、基板Ｓを加熱する。これにより、ボックス２６内部のセレンが気化し、基板Ｓの前駆体層にセレンが導入されて、前駆体層を結晶化して、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２などのＩ-III-VI化合物半導体が形成される。上述したように、本加熱工程において、加熱炉２１内は、約４００〜６００℃に維持されるため、セレンが気化される温度（２１４℃程度）よりも高温になっている。そのため、本加熱工程では、ボックス２６内に収容されたセレンの気化が過度に促進される。これに対し、本加熱工程では、上述したボックス２６により、孔部２６ｃで気化されたセレンが一気に外部に排出されるのを抑制することができるため、加熱炉２１内のセレンの濃度を調整できる。それゆえ、本加熱工程では、前駆体層の結晶化を徐々に行なうことできるため、急激に前駆体層にセレンが取り込まれたことによって生じる光吸収層の基板からの剥がれの発生を低減できる。
【００４６】
このとき、ボックス２６の孔部２６ｃの大きさとしては、ボックス２６に入れるセレンの量が０．１〜０．３ｇ程度の場合、例えば、直径０．１〜０．５ｍｍ程度で蓋体２６ｂの略中央部に一つ設けるのが好適である。
【００４７】
このようなボックス２６の材質としては、例えば、モリブデンなどの金属、グラファイト、石英または硼珪酸ガラス等を用いることができる。ここで、セレンに対する耐食性に優れているという観点から、ボックス２６の材質には石英を用いることが望ましい。また、石英でボックス２６を作製する場合は、ボックス２６の身体２６ａ内部への熱伝導を維持すべく、厚みは１〜３ｍｍ程度が好適である。一方で、グラファイトでボックス２６を作製すれば、比較的、セレンに対する耐食性に優れており、かつ熱容量が小さく温度調整が容易であるという点で好適である。また、ボックス２６は、セレンに対する耐食性に優れている石英層またはグラファイト層をボックス内２６の内周面にコーティングすれば、上述した材質以外、例えば、鉄、ニッケルおよびクロムを含む合金、ステンレス等も使用できるため、ボックス２６の材質の自由度が向上する。また、グラファイト層のコーティ
ングは、ボックス２６の内周面だけでなく外周面にも施せば、加熱炉２１内に飛散しているセレンに対する耐食性を向上させることができるという点で、より好適である。なお、上述した石英層は、グラファイト製のボックス２６に設けてもよい。一方で、グラファイト層は、石英製のボックス２６に設けてもよい。
【００４８】
次に、ボックス２６の孔部２６ｃの他の形態について説明する。孔部２６ｃは、図６（ａ）に示すように、ボックス２６の内部側に開口する第１開口部２６ｃ’と、ボックス２４の外部側に開口する第２開口部２６ｃ’’とを有し、第２開口部２６ｃ’’の開口径は、第１開口部２６ｃ’の開口径よりも大きいことが望ましい。このような形状であれば、ボックス２６内で気化されたセレンが加熱炉２１内の広範囲にわたって排出されやすくなるため、加熱炉２１内のセレンの濃度をより早く均一化することができる。
【００４９】
一方で、孔部２４は、図６（ｂ）に示すように、第２開口部２６ｃ’’の開口径は、第１開口部２６ｃ’の開口径よりも小さくしてもよい。このような形状であれば、ボックス２６内で気化したセレンを勢い良く放出させることができるため、炉内の基板載置台２５とボックス載置台２７との間隔を大きくしても、セレンを前駆体層に導入できるため、加熱炉２１内の基板Ｓおよびボックス２６の配置の自由度を増すことができる。
【００５０】
また、ボックス載置台２７には、ボックス２６の温度をより細かく制御するために、ボックス２６を加熱または冷却するための温度調整手段が設けるほうが好ましい。温度調整手段が加熱機能を有するものであれば、ヒータ２２で調整された加熱炉２１内の温度よりも高くすることができるため、例えば、急激な熱処理による前駆体層の劣化の発生を抑制すべく、ヒータ２２で加熱炉２１内の温度を徐々に上昇させていく場合でも、加熱炉２１内の温度に依存することなく、セレンの気化を効率良く行なうことができる。このような加熱手段としては、例えば、ボックス２６およびボックス載置台２７の近傍に設置された抵抗加熱ヒータが挙げられる。
【００５１】
一方で、温度調整手段が冷却機能を有するものであれば、ヒータ２２で調整された加熱炉２１内の温度よりも低くすることができるため、セレンの気化を制御しやすくなる。このような冷却手段としては、例えば、ボックス２６およびボックス載置台２７の近傍に設置された冷却管等が挙げられる。
【００５２】
また、加熱炉２１内のセレン濃度をより均一にするという観点から、加熱炉２１内に気体の循環を促進するためのファンを設けると好適である。
【００５３】
以上のような加熱工程を経て、前駆体層にカルコゲン元素が含まれた光吸収層（第１の半導体層）を形成することができる。
【００５４】
次に、第１の半導体層３上に第２の半導体層４を形成する。第２の半導体層４は、硫化カドミウム（ＣｄＳ）の場合、ＣＢＤ法等で形成される。次いで、第２の半導体層４上に第２の電極層５を形成する。第２の電極層５は、ＩＴＯ等を０．０５〜３．０μｍ程度の厚みでスパッタリング法を用いて形成する。その後、銀を主成分とする導電性ペーストを所定パターンに印刷し、これを硬化することによって集電電極８を形成する。
【符号の説明】
【００５５】
１、Ｓ：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：接続部
８：集電電極
９：光電変換セル
１０：光電変換装置
２０：光電変換装置の製造装置
２１：加熱炉
２１ａ：本体部
２１ｂ：蓋部
２２：ヒータ
２３：真空ポンプ
２４：ガス供給管
２５：基体載置台
２６：ボックス
２６ａ：身体
２６ｂ：蓋体
２６ｃ：孔部
２６ｃ’：第１開口部
２６ｃ’’：第２開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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