(57)【要約】【課題】  微細な粒径の金属カルコゲナイド粒子を安定して作製することが可能な金属カルコゲナイド粒子の製造方法、および、高い光電変換効率を得ることが可能な光電変換装置の製造方法を提供すること。【解決手段】  金属カルコゲナイド粒子の製造方法は、第１の有機溶媒に金属元素が溶解されている原料溶液を、固体状のカルコゲン元素の単体と接触させながら加熱して、カルコゲン元素と金属元素とを反応させて成る金属カルコゲナイド粒子を作製する工程を具備する。【選択図】  図１
2012079770.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の有機溶媒に金属元素が溶解されている原料溶液を、固体状のカルコゲン元素の単体と接触させながら加熱して、前記カルコゲン元素と前記金属元素とを反応させて成る金属カルコゲナイド粒子を作製する工程を具備することを特徴とする金属カルコゲナイド粒子の製造方法。
【請求項２】
前記第１の有機溶媒としてアミン系有機溶媒を用いる、請求項１に記載の金属カルコゲナイド粒子の製造方法。
【請求項３】
前記アミン系有機溶媒として芳香族アミンを用いる、請求項２に記載の金属カルコゲナイド粒子の製造方法。
【請求項４】
前記金属元素としてＩ−Ｂ族元素を用いる、請求項１乃至３のいずれかに記載の金属カルコゲナイド粒子の製造方法。
【請求項５】
１価のＩ−Ｂ族金属化合物および２価のＩ−Ｂ族金属化合物を前記第１の有機溶媒に溶解させることによって前記原料溶液を作製する、請求項４に記載の金属カルコゲナイド粒子の製造方法。
【請求項６】
前記金属元素としてIII−Ｂ族元素を用いる、請求項１乃至３のいずれかに記載の金属
カルコゲナイド粒子の製造方法。
【請求項７】
前記金属元素としてＩ−Ｂ族元素およびIII−Ｂ族元素を用いる、請求項１乃至３のい
ずれかに記載の金属カルコゲナイド粒子の製造方法。
【請求項８】
１価のＩ−Ｂ族金属化合物および２価のＩ−Ｂ族金属化合物を前記第１の有機溶媒に溶解させることによって前記原料溶液を作製する、請求項７に記載の金属カルコゲナイド粒子の製造方法。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の金属カルコゲナイド粒子の製造方法で金属カルコゲナイド粒子を作製する工程と、
該金属カルコゲナイド粒子を第２の有機溶媒に分散して成る半導体層用溶液を用いて、電極層上に前記金属カルコゲナイド粒子の皮膜を形成する工程と、
該皮膜を加熱して、前記金属カルコゲナイド粒子を反応させて成る、光電変換層として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、金属カルコゲナイド粒子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族化合物半導体から成
る光吸収層を具備する光電変換装置を用いたものがある。この光電変換装置は、例えば、ソーダライムガラスからなる基板上に裏面電極となる、例えば、Ｍｏからなる第１の電極層が形成され、この第１の電極層上にＩ−III−VI族化合物半導体からなる光吸収層が形
成されている。さらに、その光吸収層上には、ＺｎＳ、ＣｄＳなどからなるバッファ層を介して、ＺｎＯなどからなる透明の第２の電極層が形成されている。
【０００３】
このような光吸収層を構成する半導体層を形成するための製法としては、従来用いられていたスパッタ法など真空系の装置を用いる高コストの製法に代わり、低コスト化を目的とした製法が開発されている。そのような製法としては、原料を溶媒中に分散して成る原料溶液を用いて半導体層を作製するものがある。
【０００４】
例えば、特許文献１には、有機溶媒中で金属塩をカルコゲナイド塩と反応させて金属カルコゲナイドナノ粒子を形成し、この金属カルコゲナイドナノ粒子の懸濁液を用いて半導体前駆体膜を形成することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００２−５０１００３号公報
【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、特許文献１のように金属塩とカルコゲナイド塩とを溶媒に溶解し、これらを反応させて金属カルコゲナイド微粒子を作製すると、金属とカルコゲナイドとの反応が進行して比較的大きな微粒子ができたり、凝集したりしやすい。このような微粒子を用いて皮膜を形成し、これを熱処理して半導体層にする場合、緻密な半導体層が得られにくく、光電変換効率を高めることが困難である。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、微細な粒径の金属カルコゲナイド粒子を安定して作製することが可能な金属カルコゲナイド粒子の製造方法、および、高い光電変換効率を得ることが可能な光電変換装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態に係る金属カルコゲナイド粒子の製造方法は、第１の有機溶媒に金属元素が溶解されている原料溶液を、固体状のカルコゲン元素の単体と接触させながら加熱して、前記カルコゲン元素と前記金属元素とを反応させて成る金属カルコゲナイド粒子を作製する工程を具備することを特徴とする。
【０００９】
本発明の一実施形態に係る光電変換装置の製造方法は、上記金属カルコゲナイド粒子の製造方法で金属カルコゲナイド粒子を作製する工程と、該金属カルコゲナイド粒子を第２の有機溶媒に分散して成る半導体層用溶液を用いて、電極層上に前記金属カルコゲナイド
粒子の皮膜を形成する工程と、該皮膜を加熱して、前記金属カルコゲナイド粒子を反応させて成る、光電変換層として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。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の金属カルコゲナイド粒子の製造方法によれば、微細な粒径の金属カルコゲナイド粒子を安定して作製することが可能となる。
【００１１】
本発明の光電変換装置によれば、高い光電変換効率を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の金属カルコゲナイド粒子の製造方法および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】本発明の金属カルコゲナイド粒子の製造方法および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】
【００１３】
図１は、本発明の金属カルコゲナイド粒子の製造方法および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は本発明の金属カルコゲナイド粒子の製造方法および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の実施の形態の他の例を示す断面図である（図１〜図３において同じ構成のもの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。
【００１４】
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を延伸して成る。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。
【００１５】
基板１は、光電変換セル１１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。
【００１７】
第１の半導体層３は、金属カルコゲナイドを主成分とする化合物半導体である。金属カルコゲナイドとは、金属元素とカルコゲン元素の化合物であり、カルコゲン元素とはVI−Ｂ族元素のうちのＳ、Ｓｅ、Ｔｅをいう。第１の半導体層３を光吸収層として用いる場合、第１の半導体層３は光電変換装置１０に入射される光の波長に対して感度を有する金属カルコゲナイドが用いられる。例えば、光電変換装置１０を太陽電池として用いる場合、第１の半導体層３は、ＣｄＳ等のII−VI族化合物半導体やＩ−III−VI族化合物半導体が
好ましい。II−VI族化合物半導体とは、II−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、II−Ｂ族元素は、ＩＵＰＡＣの長周期型周期表では１２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る。また、Ｉ−III−VI族化合物半導体とは、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）。
【００１８】
特にＩ−III−VI族化合物半導体は、光電変換効率が高いとともにＣｄのような有害な
物質を含まないことから、好ましく用いることができる。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。
【００１９】
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の電極層２を有する基板１上に、金属カルコゲナイド粒子を有機溶媒に分散して成る半導体層用溶液を塗布することにより、第１の半導体層３の前駆体としての皮膜を形成する。この皮膜は、異なる組成の複数の積層体であってもよい。
【００２０】
そして、上記皮膜を熱処理することにより、金属カルコゲナイドを主成分とする第１の半導体層３を作製することができる。なお、半導体層用溶液に分散された金属カルコゲナイド粒子は、第１の半導体層３を構成する金属カルコゲナイドと同じ組成であってもよく、異なるものであってもよい。金属カルコゲナイド粒子として第１の半導体層３と同じ組成のものを用いる場合、金属カルコゲナイド粒子同士の反応を良好に行うことができ、第１の半導体層３の結晶化を促進することが容易となる。また、金属カルコゲナイド粒子として、第１の半導体層３とは異なる組成であり、複数種の金属カルコゲナイド粒子の混合物を用いる場合、それら複数種の金属カルコゲナイド粒子の比率を容易に調整することができるので、第１の半導体層３の組成比を所望のものとすることが容易となる。
【００２１】
例えば、第１の半導体層３がＩ−III−VI族化合物半導体層である場合、金属カルコゲ
ナイド粒子としてＩ−III−VI族化合物粒子を用いると、Ｉ−III−VI族化合物粒子同士が結合して良好に結晶成長を行い、結晶粒径の大きなＩ−III−VI族化合物半導体層を容易
に作製することができる。あるいは、金属カルコゲナイド粒子としてＩ−VI族化合物粒子とIII−VI族化合物粒子との混合物を用いると、これらＩ−VI族化合物粒子とIII−VI族化合物粒子との比率を自由に変えることが可能となり、形成されるＩ−III−VI族化合物半
導体層の組成比を容易に制御することが可能となる。
【００２２】
具体的な例として、上記Ｉ−III−VI族化合物半導体層がＣＩＧＳの場合、金属カルコ
ゲナイド粒子としてＣＩＧＳ粒子を用いることができる。あるいは、金属カルコゲナイド粒子として、セレン化銅とセレン化インジウムとセレン化ガリウムとの混合物を用いることもできる。
【００２３】
また、金属カルコゲナイド粒子として、第１の半導体層３と同じ組成の金属カルコゲナイド粒子と、第１の半導体層３とは異なる組成の複数の金属カルコゲナイド粒子の混合物とを混ぜて用いてもよい。例えば、第１の半導体層３がＩ−III−VI族化合物半導体層で
ある場合、金属カルコゲナイド粒子として、Ｉ−III−VI族化合物粒子とＩ−VI族化合物
粒子とIII−VI族化合物粒子との混合物を用いてもよい。これにより、結晶化促進と組成
制御とを良好に行うことができる。
【００２４】
このような金属カルコゲナイド粒子は、反応性を高め、大きな結晶粒を有する第１の半導体層３を良好に作製するという観点からは、平均粒径が１μｍ以下のものを用いることが望ましい。より好ましくは、前駆体としての皮膜をより緻密にして結晶化を促進するという観点からは平均粒径が５〜５００ｎｍであることが好ましい。
【００２５】
金属カルコゲン粒子は以下のようにして作製することができる。第１の有機溶媒に金属元素が溶解されている原料溶液を作製する。この金属元素は、単体や合金の状態で、または、金属塩もしくは金属錯体のような化合物の状態で第１の有機溶媒に溶解されている。第１の有機溶媒としては、金属元素を溶解可能なものであればよい。生成する金属カルコゲナイド粒子をより安定に微粒子として分散させるという観点で、第１の有機溶媒としてアミン系有機溶媒を用いることができる。なお、アミン系有機溶媒はアミノ基を有する有機化合物であり、アミノ基は１級、２級、３級のいずれのアミノ基でもよい。また、アミノ基は複数あってもよい。金属元素とカルコゲン元素を良好に反応させるという観点で、第１の有機溶媒としてエチレンジアミンやエタノールアミン等の１級のアミノ基を有する有機化合物を用いることができる。金属元素とカルコゲン元素を良好に反応させるとともに、金属カルコゲナイド粒子を作製した後に第１の有機溶媒の除去を良好に行なうという観点で、第１の有機溶媒としてアニリンやその誘導体等の芳香族アミンを用いることができる。
【００２６】
第１の半導体層３がＩ−III−VI族化合物半導体層である場合、第１の有機溶媒に溶解
させる金属元素としてＩ−Ｂ族元素を用いることができる。Ｉ−Ｂ族元素として、例えばＣｕＣl等の１価のＩ−Ｂ族金属化合物、またはＣｕＣｌ２等の２価のＩ−Ｂ族金属化合
物を用いることができる。Ｉ−III−VI族化合物半導体の組成比を容易に調整するという
観点で、Ｉ−Ｂ族元素として１価のＩ−Ｂ族金属化合物および２価のＩ−Ｂ族金属化合物をともに第１の有機溶媒に溶解させて原料溶液を作製することができる。
【００２７】
次に、この第１の有機溶媒を固体状のカルコゲン元素の単体と接触させながら原料溶液を加熱することにより、金属元素とカルコゲン元素とを反応させ、金属カルコゲナイド粒子を形成する。これにより、第１の有機溶媒の加熱時にカルコゲナイド元素の単体を徐々に金属元素と反応させることができ、微粒子状の金属カルコゲナイド粒子を安定に作製することができる。第１の有機溶媒の加熱を安定に行なうことにより、生成する金属カルコゲナイド粒子の粒径を製造ばらつきの少ないものとするという観点で、第１の有機溶媒の沸点付近で加熱を行なうことができる。この場合の第１の有機溶媒の沸点としては、１００〜４００℃のものを用いることができる。
【００２８】
第１の有機溶媒と固体状のカルコゲン元素の単体と接触方法としては、例えば、第１の有機溶媒中にカルコゲン元素の単体の塊を投入することができる。金属カルコゲナイド粒子を効率よく生成させるという観点で、カルコゲン元素の単体は数μｍ程度に粉砕した素粒子を第１の有機溶媒中に投入することができる。
【００２９】
このように金属元素を含む第１の有機溶媒と固体状のカルコゲン元素の単体と接触させて金属カルコゲナイド粒子を作製する場合、カルコゲン元素を塩や錯体の状態で第１の有機溶媒に溶解させる必要はないため、対イオン等の不純物が残存するのを有効に抑制することもできる。
【００３０】
金属カルコゲナイド粒子としてＩ−VI族化合物粒子およびIII−VI族化合物粒子を作製
する場合の具体例を以下に示す。Ｉ−VI族化合物粒子は、第１の有機溶媒としてのアニリ
ンに、Ｃｕが０．０１〜１Ｍとなる分量の塩化銅（ＣｕＣｌ２およびＣｕＣｌの少なくとも一方）を溶解して原料溶液を作製する。そして、平均粒径が１０μｍの金属Ｓｅを原料溶液に投入し、アニリンの沸点で２０時間加熱する。生成したセレン化銅粒子を遠心分離により取り出す。また、III−VI族化合物粒子としては、Ｉｎが０．０１〜１Ｍとなる分
量の塩化インジウム（ＩｎＣｌ３）と、Ｇａが０．０１〜１Ｍとなる分量の塩化ガリウム（ＧａＣｌ３）とを溶解して原料溶液を作製する。そして、平均粒径が１０μｍの金属Ｓｅを原料溶液に投入し、アニリンの沸点で２０時間加熱する。生成したセレン化インジウム粒子およびセレン化ガリウム粒子を遠心分離により取り出す。なお、上記例では、Ｉｎ元素とＧａ元素が混合した原料溶液を用いてセレン化インジウム粒子とセレン化ガリウム粒子の混合の状態でIII−VI族化合物粒子を作製した例を示したが、Ｉｎ元素およびＧａ
元素をそれぞれ別々に第１の有機溶媒に溶解させ、セレン化インジウム粒子およびセレン化ガリウム粒子を別々に作製してもよい。あるいは、Ｃｕ元素、Ｉｎ元素およびＧａ元素の原料をすべて同じ第１の有機溶媒に溶解して、Ｃｕ、ＩｎおよびＧａのセレン化物を同時に作製してもよい。この場合、生成する金属カルコゲナイド粒子は、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２粒子として生成する場合もあり、セレン化銅粒子とセレン化インジウム粒子とセレン化ガリウム粒子の混合体として生成する場合もあり、あるいは、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２粒子とセレン化銅粒子とセレン化インジウム粒子とセレン化ガリウム粒子の混合体として生成する場合もある。
【００３１】
上記金属カルコゲナイド粒子は、第２の有機溶媒に分散されることにより、第１の半導体層３を作製するための半導体層用溶液となる。第２の有機溶媒は第１の有機溶媒と異なるものであってもよく、同じものであってもよい。金属カルコゲナイド粒子を良好に分散させるという観点で、第２の有機溶媒はアミン系有機溶媒を用いることができる。第１の有機溶媒中で金属カルコゲナイド粒子を作製した後、その第１の有機溶媒を除去せず、そのまま第２の有機溶媒として用いてもよい。
【００３２】
このようにして作製した半導体層用溶液は、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、乾燥されて皮膜となる。乾燥は、還元雰囲気下で行うことが望ましい。乾燥時の温度は、例えば、５０〜３００℃で行うことができる。
【００３３】
そして、この皮膜を熱処理することによって、１．０〜２．５μｍの厚みの第１の半導体層３を作製することができる。熱処理は、酸化を防止して良好な半導体層とするために、還元雰囲気で熱処理することが好ましい。熱処理における還元雰囲気としては、特には、窒素雰囲気、フォーミングガス雰囲気および水素雰囲気のうちいずれかであることが望ましい。熱処理温度は、例えば、４００℃〜６００℃とする。この熱処理の際、第１の半導体層３を良好に結晶化させるという観点から、雰囲気中にカルコゲン元素を、例えば、Ｓｅ蒸気やＨ２Ｓｅ等の状態で混合させてもよい。本発明の方法で作製した金属カルコゲナイド粒子は、微細な粒子を安定に作製することができるので、緻密な第１の半導体層３を、製造ばらつきが少なく安定して作製することができる。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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】
【００４３】
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】
2012079770.tif 000003
【図２】
2012079770.tif 000004
【図３】
2012079770.tif 000005