JP2011249504A

JP2011249504A - 光電変換装置

Info

Publication number: JP2011249504A
Application number: JP2010120286A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Omae; 智史大前; Takeshi Okuma; 丈司大隈; Hirotaka Sano; 浩孝佐野; Masato Fukutome; 正人福留
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2010-05-26
Filing date: 2010-05-26
Publication date: 2011-12-08

Abstract

【課題】耐久性を高めた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、半導体層３と、半導体層３上に位置し、主面に結晶面を有する第１の金属カルコゲン化合物半導体層４ａと、第１の金属カルコゲン化合物半導体層４ａの主面上に位置し、第１の金属カルコゲン化合物半導体層４ａとは異なる材料からなる第２の金属カルコゲン化合物半導体層４ｂとを具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体層を有する光電変換装置に関するものである。

従来、太陽電池は、カルコパライト系のＣＩＧＳ等の光吸収層を具備する光電変換装置を構成単位とし、この光電変換装置をガラス等の基板上で複数、直列または並列接続することによって構成されている。

この光電変換装置は、その受光面すなわち光吸収層の上部にバッファ層が設けられている。バッファ層としては、環境に対する負荷を低減するため、および、光吸収層と好適なヘテロ接合を得るために、溶液析出法（ＣＢＤ法）等によって溶液から化学的に成長させた、イオウを含んだ亜鉛混晶化合物半導体膜が用いられている。また、このバッファ層の上部には透明導電膜として酸化亜鉛膜が設けられている。

特開平０８−３３０６１４号公報

しかしながら、特許文献１に示すような光電変換装置は、高温高湿環境における耐久性が悪く、このような環境下では光電変換装置の性能が短時間で急激に低下するという問題点があった。

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、耐久性を高めた光電変換装置を提供することである。

本発明の一実施形態に係る光電変換装置は、半導体層と、該半導体層上に位置し、主面に結晶面を有する第１の金属カルコゲン化合物半導体層と、該第１の金属カルコゲン化合物半導体層の前記主面上に位置し、前記第１の金属カルコゲン化合物半導体層とは異なる材料からなる第２の金属カルコゲン化合物半導体層とを具備することを特徴とする。

本発明によれば、半導体層上に、主面に結晶面を有する第１の金属カルコゲン化合物半導体層を設けることにより、第１の金属カルコゲン化合物半導体層への水分の侵入を抑制することができる。また、この第１の金属カルコゲン化合物半導体層上に異なる材料の第２の金属カルコゲン化合物半導体層を設けることにより、第１の金属カルコゲン化合物半導体層のピンホール等の欠陥を良好に埋めて、水分の進入を抑制することができる。以上の結果、耐久性の高い光電変換装置となる。

本発明によれば、光電変換装置の耐久性を高めることができる。

本発明に係る光電変換装置の実施の形態の一例を示す断面図である。本発明に係る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２の光電変換装置および光電変換モジュールの斜視図である。

以下に、本発明の光電変換装置について図面を参照しながら詳細に説明する。光電変換装置１０は、基板１と、第１の電極層２と、光吸収層としての半導体層３と、バッファ層としての金属カルコゲン化合物半導体層４と、第２の電極層５とを含んで構成される。また、金属カルコゲン化合物半導体層４は、半導体層３側の第１の金属カルコゲン化合物半導体層４ａと第２の電極層５側の第２の金属カルコゲン化合物半導体層４ｂとから成る。

なお、金属カルコゲン化合物とは、金属元素とカルコゲン元素との化合物である。また、カルコゲン元素とは、VI−Ｂ族元素（１６族元素ともいう）のうちのＳ、Ｓｅ、Ｔｅをいう。

図１において、光電変換装置１０は複数並べて形成されている。そして、光電変換装置１０は、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、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、隣接する光電変換装置１０の第１の電極層２と一体化されている。この構成により、隣接する光電変換装置１０同士が直列接続されている。なお、一つの光電変換装置１０内において、接続導体７は半導体層３および金属カルコゲン化合物半導体層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とで挟まれた半導体層３と金属カルコゲン化合物半導体層４とで光電変換が良好に行なわれる。

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。

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。

半導体層３は、カルコパイライト系の化合物半導体やII-VI族化合物半導体などであり、光を吸収して電荷を生じる機能を有する。半導体層３は特に限定されないが、金属カルコゲン化合物半導体層４との電気的な接続および密着性を良くするという観点からは、カルコゲン元素を含む化合物半導体であることが好ましい。さらに、１０μｍ以下の薄層でも高い光電変換効率を得ることができるという観点からは、カルコパイライト系の化合物半導体であることが好ましい。カルコパイライト系の化合物半導体としては、例えばI-III-VI族化合物半導体がある。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（１６族元素ともいう）との化合物半導体である（ＣＩＳ系化合物半導体ともいう）。I-III-VI族化合物半導体としては、例えば、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ_２（ＣＩＧＳともいう）、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓｅ，Ｓ）_２（ＣＩＧＳＳともいう）、およびＣｕＩｎＳ_２（ＣＩＳともいう）が挙げられる。なお、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ_２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。

また、II-VI族化合物半導体とは、II-Ｂ族元素（１２族元素ともいう）とVI-Ｂ族元素との化合物半導体である。II-VI族化合物半導体としては、例えば、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＳ，ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ等が挙げられる。

このような半導体層３は以下のような方法により形成できる。まず、原料元素（例えばＩ-Ｂ族元素、II-Ｂ族元素、III-Ｂ族元素、VI-Ｂ族元素など）をスパッタや蒸着により膜状に形成し、または原料溶液の塗布により膜状に形成し、原料元素を含む前駆体を形成
する。そしてこの前駆体を加熱することにより半導体層を形成できる。あるいは、金属元素（例えばＩ-Ｂ族元素、II-Ｂ族元素、III-Ｂ族元素など）を上記と同様に膜状に形成して前駆体を形成し、この前駆体をVI-Ｂ族元素を含むガス雰囲気下で加熱することによっても形成できる。

金属カルコゲン化合物半導体層４は、上記半導体層３上に５ｎｍ〜２００ｎｍ程度の厚みで形成されている。金属カルコゲン化合物半導体層４とは、半導体層３に対してヘテロ接合を行う層をいう。半導体層３と金属カルコゲン化合物半導体層４とは異なる導電型であることが好ましく、例えば、半導体層３がｐ型半導体である場合、金属カルコゲン化合物半導体層４はｎ型半導体やｉ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、金属カルコゲン化合物半導体層は、抵抗率が１Ω・ｃｍ以上の層であるのがよい。また、金属カルコゲン化合物半導体層４は半導体層３の吸収効率を高めるため、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。

金属カルコゲン化合物半導体層４は、半導体層３側の第１の金属カルコゲン化合物半導体層４ａと第２の電極層５側の第２の金属カルコゲン化合物半導体層４ｂとから成る。第１の金属カルコゲン化合物半導体層４ａは、半導体層３とは反対側の主面に結晶面を有している。つまりこれは、第１の金属カルコゲン化合物半導体層４ａが半導体層３上にヘテロエピタキシャル成長して構成されており、その結晶構造が半導体層３側主面から第２の金属カルコゲン化合物半導体層４ｂ側主面にかけて、途中で崩れてアモルファスになることなく、全体的に保持されていることを意味している。そのため、第１の金属カルコゲン化合物半導体層４ａは、第２の金属カルコゲン化合物半導体層４ｂと接続する主面においてもその結晶構造を有していることになる。

また、第１の金属カルコゲン化合物半導体層４ａ上には、第１の金属カルコゲン化合物半導体層４ａとは異なる材料の第２の金属カルコゲン化合物半導体層４ｂが設けられている。異なる材料というのは、第１および第２の金属カルコゲン化合物半導体層４ａ，４ｂを構成する金属元素が異なっていてもよく、カルコゲン元素が異なっていてもよく、あるいは、金属元素およびカルコゲン元素の両方が異なっていてもよい。また、第１および第２の金属カルコゲン化合物半導体層４ａ，４ｂが複数の金属カルコゲン化合物の混晶から成り、その組成比が第１および第２の金属カルコゲン化合物半導体層４ａ，４ｂ同士で異なっているものであってもよい。

このように第１の金属カルコゲン化合物半導体層４ａと第２の金属カルコゲン化合物半導体層４ｂとを異なる材料とすることで、第１の金属カルコゲン化合物半導体層４ａ上に析出する第２の金属カルコゲン化合物半導体層４ｂを微結晶状態とすることができる。よって、第１の金属カルコゲン化合物半導体層４ａにピンホール等の欠陥があったとしても、微結晶状態の第２の金属カルコゲン化合物半導体層４が良好に欠陥を埋めることができる。なお、微結晶とは、平均粒径がサブミクロン以下の結晶をいう。

以上の結果、第１の金属カルコゲン化合物半導体層４ａの主面が結晶面となっているので第１の金属カルコゲン化合物半導体層４ａへの水分の侵入を抑制することができるとともに、第２の金属カルコゲン化合物半導体層４ｂが第１の金属カルコゲン化合物半導体層４ａの欠陥を良好に埋めて、水分の侵入をさらに抑制することができる。よって、耐久性の高い光電変換装置１０となる。

このような第１の金属カルコゲン化合物半導体層４ａおよび第２の金属カルコゲン化合物半導体層４ｂは、II-VI族化合物半導体やIII-VI族化合物半導体を含むものが挙げられる。II-VI族化合物半導体を含むものとしては、例えば、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅおよびこれらの混晶が挙げられ、さらに酸化物や水酸化物を
含む混晶であってもよい。また、III-VI族化合物半導体としては、Ｇａ_２Ｓ_３、Ｇａ_２Ｓｅ_３、Ｇａ_２Ｔｅ_３、Ｉｎ_２Ｓ_３、Ｉｎ_２Ｓｅ_３、Ｉｎ_２Ｔｅ_３およびこれらの混晶が挙げられ、さらに酸化物や水酸化物を含む混晶であってもよい。

好ましくは、第１の金属カルコゲン化合物半導体層４ａおよび第２の金属カルコゲン化合物半導体層４ｂは、一方がII-VI族化合物半導体を主に含み、他方がIII-VI族化合物半導体を主に含むのがよい。第１の金属カルコゲン化合物半導体層４ａがII-VI族化合物半導体を主に含み、第２の金属カルコゲン化合物半導体層４ｂがIII-VI族化合物半導体を主に含む場合、カルコパイライト系等の半導体層３中へ第１の金属カルコゲン化合物半導体層４ａ中のII族元素が良好に拡散し、半導体層３と第１の金属カルコゲン化合物半導体層４ａとの電気的な接続を良好にすることができる。一方、このようなII-VI族化合物半導体は、スパッタリング等の薄膜形成方法に対する耐久性が比較的低いものとなるが、第１の金属カルコゲン化合物半導体層４ａ上にIII-VI族化合物半導体を主に含む第２の金属カルコゲン化合物半導体層４ｂを形成することで、第２の電極層５を薄膜形成方法で形成した際の耐久性を高めることができる。

また、第１の金属カルコゲン化合物半導体層４ａがIII-VI族化合物半導体を主に含み、第２の金属カルコゲン化合物半導体層４ｂがII-VI族化合物半導体を主に含む場合、第２の金属カルコゲン化合物半導体層４ｂ中のII族元素が第１の金属カルコゲン化合物半導体層４ａを介して半導体層３中へ拡散し、カルコパイライト系等の半導体層３と第１の金属カルコゲン化合物半導体層４ａとの界面での電気的な接続を良好にすることができる。さらに、III-VI族化合物半導体はII-VI族化合物半導体よりも耐湿性が高い傾向にあり、この耐湿性の高いIII-VI族化合物半導体を半導体層３と第１の金属カルコゲン化合物半導体層４ａとの電気的接続部に近接させることで、より耐湿性の高いものとすることができる。

第１の金属カルコゲン化合物半導体層４ａは１〜１０ｎｍであることが好ましい。このような厚みであると、第１の金属カルコゲン化合物半導体層４ａの結晶性を高め、耐湿性をより高めることができる。また、第２の金属カルコゲン化合物半導体層４ｂは５〜１００ｎｍであることが好ましい。このような厚みであると、金属カルコゲン化合物半導体層４全体のリーク電流を良好に抑制することができる。

好ましい金属カルコゲン化合物半導体層４の形態としては、第１の金属カルコゲン化合物半導体層４ａが硫化亜鉛を含み、第２の金属カルコゲン化合物半導体層４ｂが硫化インジウムを含むものがよい。これにより、金属カルコゲン化合物半導体層間でのバンド整合がより良好になり電荷移動が良好となる。特に半導体層３がI-III-VI族化合物半導体から成るカルコパイライト系の化合物半導体である場合、半導体層３、金属カルコゲン化合物半導体層４のバンド整合が特に良好となり光電変換効率をより高めることができる。好ましくは、第１の金属カルコゲン化合物半導体層４ａを構成するＺｎの全モル数のうち、６０％以上が硫化亜鉛であり、第２の金属カルコゲン化合物半導体層４ｂを構成するＩｎの全モル数のうち、６０％以上が硫化インジウムであることが好ましい。これにより、金属カルコゲン化合物半導体層４全体の高温高湿の環境下における耐久性をより高めることができる。

また、第１の金属カルコゲン化合物半導体層４ａおよび第２の金属カルコゲン化合物半導体層４ｂは湿式成膜法により形成されていることが好ましい。湿式成膜法とは、原料元素を含む溶液を半導体層３と接触させることにより、半導体層３上に金属カルコゲン化合物半導体層４を析出させる方法である。湿式成膜法としては、例えば、原料溶液を半導体層３上に塗布しそれを加熱等の処理により化学反応させて金属カルコゲン化合物半導体層４を析出させる方法や、原料を含む溶液中に半導体層３を浸漬して化学反応により半導体
層３上に金属カルコゲン化合物半導体層４を析出させる方法（いわゆるＣＢＤ法）がある。このような方法とすることで、半導体層３表面を第１の金属カルコゲン化合物半導体層４ａで良好に被覆して半導体層３と金属カルコゲン化合物半導体層４とのヘテロ接合を欠陥の少ない良好なものとすることができる。さらに、第２の金属カルコゲン化合物半導体層４ｂもこのような湿式成膜法を用いることにより、第１の金属カルコゲン化合物半導体層４ａの表面を良好に被覆して高温高湿の環境下においても金属カルコゲン化合物半導体層４と半導体層３との電気的な接続を良好に維持することができ、耐久性を高めることができる。

このような金属カルコゲン化合物半導体層４は以下の方法で形成される。例えば、第１の金属カルコゲン化合物半導体層４ａがII-VI族化合物半導体を主に含み、第２の金属カルコゲン化合物半導体層４ｂがIII-VI族化合物半導体を主に含む場合、まず、II-Ｂ族元素およびVI-Ｂ族元素を含む水溶液や有機溶媒系の溶液中に半導体層３を浸漬し、半導体層３表面にII-VI族化合物半導体を含む第１の金属カルコゲン化合物半導体層４ａを形成する。続いてこれをIII-Ｂ族元素およびVI-Ｂ族元素を含む水溶液や有機溶媒系の溶液中に浸漬し、第１の金属カルコゲン化合物半導体層４ａ表面にIII-VI族化合物を含む第２の金属カルコゲン化合物半導体層４ｂを形成する。同様に、第１の金属カルコゲン化合物半導体層４ａがIII-VI族化合物半導体を主に含み、第２の金属カルコゲン化合物半導体層４ｂがII-VI族化合物半導体を主に含む場合は、III-Ｂ族元素とVI-Ｂ族元素とを含む溶液、および、II-Ｂ族元素とVI-Ｂ族元素とを含む溶液へ順に半導体層３を浸漬してゆく。

なお、金属カルコゲン化合物半導体層の形成の際、形成条件にも依存するが、析出する金属カルコゲン化合物の厚みが大きくなるにつれ、結晶構造がくずれてきて、アモルファス状態になる傾向がある。そこで第１の金属カルコゲン化合物半導体層４ａの形成は、結晶構造が維持された状態で反応を終了するか、あるいは、第１の金属カルコゲン化合物半導体層４ａを形成した後に表面をエッチングする等の方法で、主面に結晶面を有するものとすることができる。

湿式成膜法に用いる原料溶液の具体例としては、例えば、酢酸亜鉛や塩化インジウム等の金属原料と、チオ尿素等のカルコゲン原料とを、酸あるいはアルカリでｐＨを調整した水等の溶媒に、０．００１〜１０Ｍとなるように溶解した溶液等を用いることができる。第１および第２の金属カルコゲン化合物半導体層４ａ，４ｂを析出させる際の温度としては、２０〜９０℃が好ましい。このような濃度や温度、あるいは浸漬時間や攪拌速度等の析出条件は、金属カルコゲン化合物の結晶状態に影響を与えるものであり、これらを制御することで所望の結晶構造を有するものとすることができる。

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、金属カルコゲン化合物半導体層４よりも抵抗率の低い層であり、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。

第２の電極層５は半導体層３の吸収効率を高めるため、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と金属カルコゲン化合物半導体層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と金属カルコゲン化合物半導体層４の屈折率は等しいのが好ましい。

光電変換装置１０は、複数個を並べてこれらを電気的に接続し、光電変換モジュールとすることができる。隣接する光電変換装置１０同士を容易に直列接続するために、図１に示すように、光電変換装置１０は、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、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。接続導体７は、第２の電極層５を形成する際に同時形成して一体化してもよく、金属ペーストにより形成してもよい。

次に本発明の光電変換装置の実施の形態の他の例を図２、図３に基づき説明する。図２は他の実施形態である光電変換装置２０の断面図であり、図３は光電変換装置２０の斜視図である。図２、図３は、第２の電極層５上に集電電極８が形成されている点で図１の光電変換装置１０と異なっている。図２、図３において、図１と同じ構成のものには、同じ符号を付しており、図１と同様、光電変換装置２０が複数接続されて光電変換モジュールを構成している。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。光透過性を高めるという観点からは、第２の電極層５の厚さはできるだけ薄いことが好ましいが、薄いと導電性が低下してしまう。しかしながら、第２の電極層５上に集電電極８が設けられていることにより、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２０の発電効率を高めることができる。

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。

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。

本発明の光電変換装置について、以下のようにして評価した。まず、アニリンを５０ｍｍｏｌと、フェニルセレノールを６０ｍｍｏｌとを混合し、この混合溶液に金属の銅を５ｍｍｏｌ、金属のインジウムを５ｍｍｏｌ、および金属のガリウムを５ｍｍｏｌ溶解することにより、半導体層形成用溶液を作製した。

次に、表面にＭｏから成る第１の電極層が形成されたガラス基板を用意し、上記半導体層形成用溶液をブレード法にて塗布した後、２００℃で乾燥し皮膜を形成した。

このブレード法による塗布を合計２回行った後、水素ガスおよびセレン蒸気を含む雰囲気下で熱処理を実施した。熱処理条件は、５２５℃まで５分間で昇温し、５２５℃で１時間保持することで行い、自然冷却し、厚み２μｍのＣＩＧＳから成る半導体層を作製した。

次に、２．５Ｍのアンモニア水に酢酸亜鉛を０．０２５Ｍおよびチオ尿素を０．３７５Ｍとなるように溶解し、これに上記半導体層を形成した基板を浸漬し、半導体層上に厚み５ｎｍのＺｎＳを主に含む第１の金属カルコゲン化合物半導体層を形成した。

次に、０．００５Ｍの塩酸に塩化インジウムを０．１Ｍおよびチオアセトアミドを
Ｍとなるように溶解し、これに上記半導体層および第１の金属カルコゲン化合物半導体層を形成した基板を浸漬し、第１の金属カルコゲン化合物半導体層上に厚み４０ｎｍのＩｎ_２Ｓ_３を主に含む第２の金属カルコゲン化合物半導体層を形成した。

さらに、この第２の半導体層の上に、スパッタリング法にてＡｌドープ酸化亜鉛膜から
なる透明の第２の電極層を形成した。最後に蒸着にてアルミ電極（取出電極）を形成して、サンプル１としての光電変換装置を作製した。

また、サンプル２として、上記サンプル１における第１の金属カルコゲン化合物半導体層の材料と第２の金属カルコゲン化合物半導体層の材料とを逆にしたものを作製した。作製方法としては、サンプル１の第１および第２の金属カルコゲン化合物半導体層の作製順序を逆にしただけであり、第１の金属カルコゲン化合物半導体層がＩｎ_２Ｓ_３を主に含み、第２の金属カルコゲン化合物半導体層がＺｎＳを主に含むものとした。

また、比較例を以下のように作製した。サンプル１と同様の方法であるが、半導体層上に、ＺｎＳを主に含む第１の金属カルコゲン化合物半導体層を４０ｎｍの厚みで形成し、この上に第２の電極層を形成して比較例１としての光電変換装置を作製した。

そして、これらの光電変換装置について、それぞれ光電変換効率を測定した。なお、光電変換効率については、いわゆる定常光ソーラシミュレーターが用いられて、光電変換装置の受光面に対する光の照射強度が１００ｍＷ／ｃｍ^２であり且つＡＭ（エアマス）が１．５である条件下での変換効率が測定された。

測定の結果、比較例の光電変換効率は８％であったのに対し、サンプル１およびサンプル２の光電変換効率は１０％であり、作製直後の光電変換効率において優れていることがわかった。

次にこれらの光電変換装置を高温高湿環境（温度：９０℃、湿度：９５％）下で静置し、その後の光電変換効率を測定した。経過時間４時間において、比較例は変換効率が３％程度になり、性能が極端に悪くなった。一方、サンプル１およびサンプル２では高温高湿環境下での経過時間４時間においても変換効率は１０％であり、性能を維持することができており、耐久性が大幅に増大していることが示された。

なお、本発明は上述の実施の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を施すことは何等差し支えない。

１：基板
２：第１の電極層
３：半導体層
４：金属カルコゲン化合物半導体層
４ａ：第１の金属カルコゲン化合物半導体層
４ｂ：第２の金属カルコゲン化合物半導体層
５：第２の電極層
６：第３の電極層
７：接続導体
８：集電電極
９：光電変換体
１０、２０：光電変換装置

Claims

半導体層と、
該半導体層上に位置し、主面に結晶面を有する第１の金属カルコゲン化合物半導体層と、該第１の金属カルコゲン化合物半導体層の前記主面上に位置し、前記第１の金属カルコゲン化合物半導体層とは異なる材料からなる第２の金属カルコゲン化合物半導体層と
を具備することを特徴とする光電変換装置。
前記第２の金属カルコゲン化合物半導体層とは微結晶構造である、請求項１に記載の光電変換装置。
前記第１の金属カルコゲン化合物半導体層はII族金属を含み、前記第２の金属カルコゲン化合物半導体層はIII族金属を含む、請求項１または２に記載の光電変換装置。
前記第１の金属カルコゲン化合物半導体層はIII族金属を含み、前記第２の金属カルコゲン化合物半導体層はII族金属を含む、請求項１または２に記載の光電変換装置。
前記第１の金属カルコゲン化合物半導体層および前記第２の金属カルコゲン化合物半導体層は湿式成膜法により形成されている、請求項１乃至４のいずれかに記載の光電変換装置。