JPH09148593A - 光電変換素子 - Google Patents
光電変換素子Info
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- JPH09148593A JPH09148593A JP7308708A JP30870895A JPH09148593A JP H09148593 A JPH09148593 A JP H09148593A JP 7308708 A JP7308708 A JP 7308708A JP 30870895 A JP30870895 A JP 30870895A JP H09148593 A JPH09148593 A JP H09148593A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 化合物半導体を用いた光電変換素子では、窓
層での光吸収あるいは反射による光電変換損失があり、
変換効率を低くするという課題があった。 【解決手段】 ｎ型化合物半導体として酸化物半導体か
らなる透明電極を用い、該電極上に硫化カドミウムテル
ライドのｐ型化合物半導体を接合するものである。これ
により、酸化物半導体からなる透明電極を集電体層とｎ
型半導体としての役割を兼ね備えさせることにより、従
来必要とされていた窓層が無くなり、窓層での光吸収あ
るいは反射による光電変換損失を完全に無くすることが
でき、その結果、変換効率の高い光電変換素子を得るこ
とができた。
層での光吸収あるいは反射による光電変換損失があり、
変換効率を低くするという課題があった。 【解決手段】 ｎ型化合物半導体として酸化物半導体か
らなる透明電極を用い、該電極上に硫化カドミウムテル
ライドのｐ型化合物半導体を接合するものである。これ
により、酸化物半導体からなる透明電極を集電体層とｎ
型半導体としての役割を兼ね備えさせることにより、従
来必要とされていた窓層が無くなり、窓層での光吸収あ
るいは反射による光電変換損失を完全に無くすることが
でき、その結果、変換効率の高い光電変換素子を得るこ
とができた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、化合物半導体を用
いた太陽電池を中心とした光電変換素子に関する。
いた太陽電池を中心とした光電変換素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】光電変換素子は、太陽光という無尽蔵な
エネルギーを利用するために化石燃料利用発電と異なり
化石燃料の枯渇の心配がないこと、さらに燃焼の際に発
生する有害ガスなどの発生のないクリーンなエネルギー
であることから、太陽電池として、また各種光センサー
などの電子デバイス商品への利用が盛んとなっており、
大きな期待がかけられている。
エネルギーを利用するために化石燃料利用発電と異なり
化石燃料の枯渇の心配がないこと、さらに燃焼の際に発
生する有害ガスなどの発生のないクリーンなエネルギー
であることから、太陽電池として、また各種光センサー
などの電子デバイス商品への利用が盛んとなっており、
大きな期待がかけられている。
【０００３】これら光電変換素子の材料としては、単結
晶、多結晶、あるいはアモルファスシリコンやII−VI族
あるいはIII−Ｖ族化合物半導体、あるいは有機物半導
体などが挙げられ、中でも、化合物半導体はその多くが
直接遷移型の光吸収を示し吸収係数が大きなこと、シリ
コンに比べて禁制帯幅が広く高い変換効率が期待できる
こと、高温動作時における効率の減少が小さく高集光動
作が可能であるなどの特徴をもっている。
晶、多結晶、あるいはアモルファスシリコンやII−VI族
あるいはIII−Ｖ族化合物半導体、あるいは有機物半導
体などが挙げられ、中でも、化合物半導体はその多くが
直接遷移型の光吸収を示し吸収係数が大きなこと、シリ
コンに比べて禁制帯幅が広く高い変換効率が期待できる
こと、高温動作時における効率の減少が小さく高集光動
作が可能であるなどの特徴をもっている。
【０００４】光電変換素子の一つである太陽電池では、
シリコン太陽電池がよく知られているが、製造コスト問
題がその市場性の拡大を阻害している。それに対し、硫
化カドミウム(CdS)層とテルル化カドミウム(CdTe)層よ
りなるCdS/CdTe系化合物太陽電池は、その製造法におい
てシリコン半導体製造プロセスに比べ、印刷方式による
製造工程もとることができるため、極めて安価に、かつ
大面積化が可能であり、さらに作製した素子の変換効率
は17%にものぼることが理論的に示されていることか
ら、太陽電池市場の拡大が期待されている。
シリコン太陽電池がよく知られているが、製造コスト問
題がその市場性の拡大を阻害している。それに対し、硫
化カドミウム(CdS)層とテルル化カドミウム(CdTe)層よ
りなるCdS/CdTe系化合物太陽電池は、その製造法におい
てシリコン半導体製造プロセスに比べ、印刷方式による
製造工程もとることができるため、極めて安価に、かつ
大面積化が可能であり、さらに作製した素子の変換効率
は17%にものぼることが理論的に示されていることか
ら、太陽電池市場の拡大が期待されている。
【０００５】CdS/CdTe系化合物太陽電池の製造法の一例
を説明する。図２にスクリーン印刷法により構成したCd
S/CdTe系化合物太陽電池の構成断面図を示す。まず高融
点のガラス基板１上に約２０〜５０ミクロンの厚さの硫
化カドミウム層をスクリーン印刷法により塗布した後、
７００℃の温度で２時間、焼結を行い硫化カドミウム層
９を作製する。この半導体層はｎ型であり、窓層を備え
た集電体層を兼ねるものとなる。続いて、テルル化カド
ミウム層を同様な手法で塗布した後、６６０℃で焼結を
行いテルル化カドミウム層４を作製する。
を説明する。図２にスクリーン印刷法により構成したCd
S/CdTe系化合物太陽電池の構成断面図を示す。まず高融
点のガラス基板１上に約２０〜５０ミクロンの厚さの硫
化カドミウム層をスクリーン印刷法により塗布した後、
７００℃の温度で２時間、焼結を行い硫化カドミウム層
９を作製する。この半導体層はｎ型であり、窓層を備え
た集電体層を兼ねるものとなる。続いて、テルル化カド
ミウム層を同様な手法で塗布した後、６６０℃で焼結を
行いテルル化カドミウム層４を作製する。
【０００６】この焼結により、硫化カドミウム層とテル
ル化カドミウム層の間には混晶層４と呼ばれる層が形成
される。
ル化カドミウム層の間には混晶層４と呼ばれる層が形成
される。
【０００７】しかる後、銅を混入させたカーボンペース
トをテルル化カドミウム層４上に塗布し、４００℃で２
時間焼結を行い、カーボンからなる集電体層５を設け
る。この焼成により、カーボンに含まれる銅はテルル化
カドミウム層４内に拡散し、アクセプターとして働き、
テルル化カドミウムはｐ型半導体となる。この集電体層
５にリード線６、硫化カドミウム層９にリード線７を銀
ペースト８で接着することにより、太陽電池が構成され
る。
トをテルル化カドミウム層４上に塗布し、４００℃で２
時間焼結を行い、カーボンからなる集電体層５を設け
る。この焼成により、カーボンに含まれる銅はテルル化
カドミウム層４内に拡散し、アクセプターとして働き、
テルル化カドミウムはｐ型半導体となる。この集電体層
５にリード線６、硫化カドミウム層９にリード線７を銀
ペースト８で接着することにより、太陽電池が構成され
る。
【０００８】さらに、この種の化合物太陽電池には薄膜
型太陽電池が研究されている。図３に薄膜型化合物太陽
電池の構成断面図を示す。まず、酸化スズあるいは酸化
インジウムからなる透明電極２を備えたガラス基板１上
に、化学析出法を用いて硫化カドミウム層９を数ミクロ
ンの厚さに形成した後、近接昇華法を用いて数ミクロン
の厚さのテルル化カドミウム層４を形成し、この表面に
塩化カドミウムを塗布法で付着し、約６５０℃で焼成す
ることにより混晶層１０を作成する。しかる後、塩化カ
ドミウム、銅微粉末を含んだカーボンペーストを塗布し
３５０℃で焼成しカーボンからなる集電体層５を設け
る。この集電体層５にリード線６、硫化カドミウム層９
にリード線７を銀ペースト８で接着することにより、薄
膜型化合物太陽電池が形成される。
型太陽電池が研究されている。図３に薄膜型化合物太陽
電池の構成断面図を示す。まず、酸化スズあるいは酸化
インジウムからなる透明電極２を備えたガラス基板１上
に、化学析出法を用いて硫化カドミウム層９を数ミクロ
ンの厚さに形成した後、近接昇華法を用いて数ミクロン
の厚さのテルル化カドミウム層４を形成し、この表面に
塩化カドミウムを塗布法で付着し、約６５０℃で焼成す
ることにより混晶層１０を作成する。しかる後、塩化カ
ドミウム、銅微粉末を含んだカーボンペーストを塗布し
３５０℃で焼成しカーボンからなる集電体層５を設け
る。この集電体層５にリード線６、硫化カドミウム層９
にリード線７を銀ペースト８で接着することにより、薄
膜型化合物太陽電池が形成される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】このような化合物太陽
電池には窓層と呼ばれるｎ型化合物半導体層、例えばCd
S/CdTe系化合物太陽電池ではCdS層が必要とされてい
る。この窓層の存在は光電変換部位である混晶層への光
透過率を下げるものとなるが、一方では集電体として必
要な部位でもある。このために、前記薄膜型化合物太陽
電池では透明導電膜である酸化スズや酸化インジウムが
導電性電極として用いられることにより、窓層としての
CdSは塗布型のものと比べて極めて薄い厚さで良くな
る。この結果、光電変換部位への光透過率が向上するこ
とになり、変換効率も１５％近い値が得られている。
電池には窓層と呼ばれるｎ型化合物半導体層、例えばCd
S/CdTe系化合物太陽電池ではCdS層が必要とされてい
る。この窓層の存在は光電変換部位である混晶層への光
透過率を下げるものとなるが、一方では集電体として必
要な部位でもある。このために、前記薄膜型化合物太陽
電池では透明導電膜である酸化スズや酸化インジウムが
導電性電極として用いられることにより、窓層としての
CdSは塗布型のものと比べて極めて薄い厚さで良くな
る。この結果、光電変換部位への光透過率が向上するこ
とになり、変換効率も１５％近い値が得られている。
【００１０】しかし、薄膜になったとしても窓層の存在
は光電変換部位への光透過率を下げることになり、また
光電変換部位である混晶層と導電体である透明電極との
間における電気的抵抗層ともなる。
は光電変換部位への光透過率を下げることになり、また
光電変換部位である混晶層と導電体である透明電極との
間における電気的抵抗層ともなる。
【００１１】本発明は、従来必要とされていた窓層を取
り除くことにより、優れた光電変換効率を有する光電変
換素子を提供することを目的とするものである。
り除くことにより、優れた光電変換効率を有する光電変
換素子を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】これらの課題を解決する
ために、本発明の光電変換素子はｎ型化合物半導体とし
て酸化物半導体からなる透明電極を用い、該電極上にｐ
型化合物半導体として硫化カドミウムテルライドを接合
し構成したものである。
ために、本発明の光電変換素子はｎ型化合物半導体とし
て酸化物半導体からなる透明電極を用い、該電極上にｐ
型化合物半導体として硫化カドミウムテルライドを接合
し構成したものである。
【００１３】さらに、ｎ型化合物半導体が、酸化スズ、
酸化インジウムあるいは酸化亜鉛から選択される少なく
とも一種以上の酸化物からなり透明電極を構成してい
る。
酸化インジウムあるいは酸化亜鉛から選択される少なく
とも一種以上の酸化物からなり透明電極を構成してい
る。
【００１４】また、硫化カドミウムテルライド層上にさ
らに集電体層を接合した構成とする。
らに集電体層を接合した構成とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】一般に、CdS/CdTe太陽電池のｎ型
化合物半導体としてのCdS層とｐ型化合物半導体として
のCdTe層との接合界面には混晶層なるものが存在し、光
電変換作用はこの部位で進行する。
化合物半導体としてのCdS層とｐ型化合物半導体として
のCdTe層との接合界面には混晶層なるものが存在し、光
電変換作用はこの部位で進行する。
【００１６】本発明の太陽電池はｎ型酸化物半導体から
なる透明電極表面で硫化カドミウムとテルル化カドミウ
ムを完全に反応させ硫化カドミウムテルライドを形成
し、この硫化カドミウムテルライドに銅を電子アクセプ
ターとして混入させ、ｐ型化合物半導体にする。その結
果、透明電極上に直接混晶層を形成し、該混晶層をｐ型
とした太陽電池を作成することにより、従来必要とされ
ていた窓層であるｎ型化合物半導体である硫化カドミウ
ムの層が完全に除かれた形態となり、透明電極に太陽電
池のｎ型半導体としての役割をもたすと同時に導電性電
極としての役割を付与した光電変換素子を形成する。
なる透明電極表面で硫化カドミウムとテルル化カドミウ
ムを完全に反応させ硫化カドミウムテルライドを形成
し、この硫化カドミウムテルライドに銅を電子アクセプ
ターとして混入させ、ｐ型化合物半導体にする。その結
果、透明電極上に直接混晶層を形成し、該混晶層をｐ型
とした太陽電池を作成することにより、従来必要とされ
ていた窓層であるｎ型化合物半導体である硫化カドミウ
ムの層が完全に除かれた形態となり、透明電極に太陽電
池のｎ型半導体としての役割をもたすと同時に導電性電
極としての役割を付与した光電変換素子を形成する。
【００１７】上記構成とすることにより、外部からの入
射光に対する窓層での光吸収および反射に対する損失が
完全に取り除かれることになる。また、硫化カドミウム
は比較的電子導電性に優れた材料ではあるが、抵抗は完
全に皆無とはならず抵抗層となる。しかし、本発明の素
子はこの抵抗層をも完全に取り除いた光電変換素子とな
る結果、光電変換効率に優れた素子となる。
射光に対する窓層での光吸収および反射に対する損失が
完全に取り除かれることになる。また、硫化カドミウム
は比較的電子導電性に優れた材料ではあるが、抵抗は完
全に皆無とはならず抵抗層となる。しかし、本発明の素
子はこの抵抗層をも完全に取り除いた光電変換素子とな
る結果、光電変換効率に優れた素子となる。
【００１８】また、テルル化カドミウム層は、光吸収に
よる光電変換効率の低下に窓層ほど影響を与えないが、
抵抗層となるために光電変換効率の低下を引き起こす。
そのため、テルル化カドミウム層をも取り除き、ｎ型化
合物半導体として酸化物半導体からなる透明電極上に、
硫化カドミウムテルライドの非化学量論組成を有するｐ
型半導体を接合し、さらに硫化カドミウムテルライド層
上に集電体層を接合させた構成とすることでさらに高い
変換効率を得ることができる。
よる光電変換効率の低下に窓層ほど影響を与えないが、
抵抗層となるために光電変換効率の低下を引き起こす。
そのため、テルル化カドミウム層をも取り除き、ｎ型化
合物半導体として酸化物半導体からなる透明電極上に、
硫化カドミウムテルライドの非化学量論組成を有するｐ
型半導体を接合し、さらに硫化カドミウムテルライド層
上に集電体層を接合させた構成とすることでさらに高い
変換効率を得ることができる。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照にしなが
ら詳細に説明する。
ら詳細に説明する。
【００２０】（実施例１）本発明による光電変換素子の
構成断面図を図１に示す。図において、１は１０×１０
ｍｍ、厚さ０．６ｍｍのガラス基板、２は７Ω／ｃｍ2
の面抵抗を有する酸化インジウムを主体とする透明電極
でｎ型酸化物半導体として作用する。３は硫化カドウミ
ウムテルライド層であり、該化合物は次の方法により形
成した。まず、透明電極２の表面を予め約３５０℃に加
熱し、その表面にジエチルジチオカーバマトカドミウム
錯体を加熱することにより発生させた該錯体の蒸気を吹
き付け、透明電極２の表面で該錯体蒸気を熱分解させる
ことにより、透明電極２の表面上に硫化カドミウム層を
約５００Åの厚さに形成した。続いて、硫化カドミウム
層上にテルル化カドミウム（Te:Cd=1:1組成）層を近接
昇華法により厚さ３μｍになるよう形成し、しかる後、
この基板を６００℃で２時間焼成することにより、硫化
カドミウムとテルル化カドミウムの一部を反応させ、硫
化カドミウムテルライド層３とテルル化カドミウム層４
を形成した。続いて、２〜６μｍの銅粉を１００ｐｐｍ
含んだカーボンペーストをテルル化カドミウム層４の表
面に塗布し、１５０℃で２０分間焼成することにより集
電体層５を形成した。この焼成過程で、テルル化カドミ
ウム層４にアクセプターとして作用する銅をカーボン内
より混入させた。さらに、集電体層５にリード線６を、
透明電極１にリード線７をそれぞれ銀ペースト８で接続
し、光電変換素子を作成した。
構成断面図を図１に示す。図において、１は１０×１０
ｍｍ、厚さ０．６ｍｍのガラス基板、２は７Ω／ｃｍ2
の面抵抗を有する酸化インジウムを主体とする透明電極
でｎ型酸化物半導体として作用する。３は硫化カドウミ
ウムテルライド層であり、該化合物は次の方法により形
成した。まず、透明電極２の表面を予め約３５０℃に加
熱し、その表面にジエチルジチオカーバマトカドミウム
錯体を加熱することにより発生させた該錯体の蒸気を吹
き付け、透明電極２の表面で該錯体蒸気を熱分解させる
ことにより、透明電極２の表面上に硫化カドミウム層を
約５００Åの厚さに形成した。続いて、硫化カドミウム
層上にテルル化カドミウム（Te:Cd=1:1組成）層を近接
昇華法により厚さ３μｍになるよう形成し、しかる後、
この基板を６００℃で２時間焼成することにより、硫化
カドミウムとテルル化カドミウムの一部を反応させ、硫
化カドミウムテルライド層３とテルル化カドミウム層４
を形成した。続いて、２〜６μｍの銅粉を１００ｐｐｍ
含んだカーボンペーストをテルル化カドミウム層４の表
面に塗布し、１５０℃で２０分間焼成することにより集
電体層５を形成した。この焼成過程で、テルル化カドミ
ウム層４にアクセプターとして作用する銅をカーボン内
より混入させた。さらに、集電体層５にリード線６を、
透明電極１にリード線７をそれぞれ銀ペースト８で接続
し、光電変換素子を作成した。
【００２１】このようにして得た光電変換素子の変換効
率を疑似太陽光下で測定したところ、変換効率は16.75%
の値を示し、開路電圧は0.835Vの値を示した。
率を疑似太陽光下で測定したところ、変換効率は16.75%
の値を示し、開路電圧は0.835Vの値を示した。
【００２２】比較例１として、前述により図２に示した
構成で、従来の製法の１つであるスクリーン印刷法によ
りCdS/CdTe系化合物光電変換素子を形成した。その変換
効率を同様に、疑似太陽光下で測定したところ変換効率
は8.05%の値を示し、開路電圧は0.813Vの値を示した。
構成で、従来の製法の１つであるスクリーン印刷法によ
りCdS/CdTe系化合物光電変換素子を形成した。その変換
効率を同様に、疑似太陽光下で測定したところ変換効率
は8.05%の値を示し、開路電圧は0.813Vの値を示した。
【００２３】更に、比較例２として、前述により図３に
示した構成で、酸化インジウムからなる透明電極上に窓
層として５００Åの厚さの硫化カドミウムが残存するCd
S/CdTe薄膜型化合物光電変換素子（厚さ２．５μｍ）を
作成した。この太陽電池の変換効率を同様に、疑似太陽
光下で測定したところ14.20%の値を示し、開路電圧とし
て0.817Vの値を示した。
示した構成で、酸化インジウムからなる透明電極上に窓
層として５００Åの厚さの硫化カドミウムが残存するCd
S/CdTe薄膜型化合物光電変換素子（厚さ２．５μｍ）を
作成した。この太陽電池の変換効率を同様に、疑似太陽
光下で測定したところ14.20%の値を示し、開路電圧とし
て0.817Vの値を示した。
【００２４】以上のことより本発明によると高効率の光
電変換素子が得られることがわかった。
電変換素子が得られることがわかった。
【００２５】（実施例２）本実施例では、実施例１で作
成した光電変換素子のテルル化カドミウム層を除去し、
ｎ型化合物半導体よりなる透明電極上に、ｐ型半導体の
硫化カドミウムテルライド層と集電体層が順次積層され
てなる光電変換素子を作成した。
成した光電変換素子のテルル化カドミウム層を除去し、
ｎ型化合物半導体よりなる透明電極上に、ｐ型半導体の
硫化カドミウムテルライド層と集電体層が順次積層され
てなる光電変換素子を作成した。
【００２６】本実施例における光電変換素子は、近接昇
華法により形成されるテルル化カドミウム層の厚みを２
μｍとした以外は実施例１と同様の方法で作成した。
華法により形成されるテルル化カドミウム層の厚みを２
μｍとした以外は実施例１と同様の方法で作成した。
【００２７】このようにして作成した光電変換素子の組
成分析を光電変換素子の縦断面を積層された層の厚さ方
向に対して行ったところ、テルル化カドミウム層は検出
されず、近接昇華法により形成されたテルル化カドミウ
ム層は硫化カドミウム層と完全に反応し、硫化カドウミ
ウムテルライド層となっていることがわかった。
成分析を光電変換素子の縦断面を積層された層の厚さ方
向に対して行ったところ、テルル化カドミウム層は検出
されず、近接昇華法により形成されたテルル化カドミウ
ム層は硫化カドミウム層と完全に反応し、硫化カドウミ
ウムテルライド層となっていることがわかった。
【００２８】また、このようにして得た光電変換素子の
変換効率を実施例１と同様の方法で疑似太陽光下で測定
したところ、変換効率は16.82%、開路電圧は0.814Vの値
を示した。
変換効率を実施例１と同様の方法で疑似太陽光下で測定
したところ、変換効率は16.82%、開路電圧は0.814Vの値
を示した。
【００２９】以上のことより本発明によるとさらに高効
率の光電変換素子が得られることがわかった。
率の光電変換素子が得られることがわかった。
【００３０】（実施例３）本実施例では、実施例１で作
成した硫化カドウミウムテルライドを硫化カドミウム：
カドミウム：テルル＝１：１：１からなる組成のターゲ
ットを用いスパッタリングにより酸化インジウム透明電
極の上に、直接２μｍの厚さに堆積させた。
成した硫化カドウミウムテルライドを硫化カドミウム：
カドミウム：テルル＝１：１：１からなる組成のターゲ
ットを用いスパッタリングにより酸化インジウム透明電
極の上に、直接２μｍの厚さに堆積させた。
【００３１】集電体としては２〜６μｍの銅粉を１００
ｐｐｍ含んだカーボンペーストを用い、硫化カドミウム
テルライド層表面に塗布した後、３５０℃で２０分間焼
成し、集電体層を形成した。この焼成過程により銅が電
子アクセプタとして硫化カドミウムテルライドにドーピ
ングされ硫化カドミウムテルライドはｐ型に変換され光
電変換素子として作用する。
ｐｐｍ含んだカーボンペーストを用い、硫化カドミウム
テルライド層表面に塗布した後、３５０℃で２０分間焼
成し、集電体層を形成した。この焼成過程により銅が電
子アクセプタとして硫化カドミウムテルライドにドーピ
ングされ硫化カドミウムテルライドはｐ型に変換され光
電変換素子として作用する。
【００３２】このようにして作成した光電変換素子の変
換効率を実施例１と同様の方法で疑似太陽光下で測定し
たところ、変換効率は15.42%、開路電圧は0.837Vの値を
示した。
換効率を実施例１と同様の方法で疑似太陽光下で測定し
たところ、変換効率は15.42%、開路電圧は0.837Vの値を
示した。
【００３３】以上のことより本発明によると高効率の光
電変換素子が得られることがわかった。
電変換素子が得られることがわかった。
【００３４】（実施例４）本実施例においては、実施例
１で作製した光電変換素子において用いた酸化インジウ
ムを主体とする透明電極をｎ型酸化スズを主体とする透
明電極とした以外、実施例１と同様にして光電変換素子
を作成した。
１で作製した光電変換素子において用いた酸化インジウ
ムを主体とする透明電極をｎ型酸化スズを主体とする透
明電極とした以外、実施例１と同様にして光電変換素子
を作成した。
【００３５】このようにして作成した光電変換素子の変
換効率を実施例１と同様の方法で疑似太陽光下で測定し
たところ、変換効率は15.60%、開路電圧は0.843Vの値を
示した。
換効率を実施例１と同様の方法で疑似太陽光下で測定し
たところ、変換効率は15.60%、開路電圧は0.843Vの値を
示した。
【００３６】以上のことより本発明によると高効率の光
電変換素子が得られることがわかった。
電変換素子が得られることがわかった。
【００３７】（実施例５）本実施例においては、実施例
１で作成した光電変換素子において用いた酸化インジウ
ムを主体とする透明電極をｎ型酸化亜鉛を主体とする透
明電極とした以外、実施例１と同様にして光電変換素子
を作成した。
１で作成した光電変換素子において用いた酸化インジウ
ムを主体とする透明電極をｎ型酸化亜鉛を主体とする透
明電極とした以外、実施例１と同様にして光電変換素子
を作成した。
【００３８】このようにして作成した光電変換素子の変
換効率を実施例１と同様の方法で疑似太陽光下で測定し
たところ、変換効率は13.67%、開路電圧は0.832Vの値を
示した。
換効率を実施例１と同様の方法で疑似太陽光下で測定し
たところ、変換効率は13.67%、開路電圧は0.832Vの値を
示した。
【００３９】以上の結果、本実施例による光電変換素子
の変換効率は他の本発明に比べやや低いが、高効率の光
電変換素子となることがわかった。
の変換効率は他の本発明に比べやや低いが、高効率の光
電変換素子となることがわかった。
【００４０】（実施例６）本実施例においては、実施例
１で作成した光電変換素子において、硫化カドミウムテ
ルライド層と集電体層の間に硫化銅薄膜を形成して接合
した以外、実施例１と同様にして光電変換素子を作成し
た。硫化銅薄膜は硫化カドウミウムテルライドを形成し
た後、その表面に１００Åの厚さになるよう硫化銅薄膜
を銅ジエチルジチオカーバマト錯体の熱分解法を用いて
形成した。銅ジエチルジチオカーバマト錯体の熱分解法
は、硫化カドミウムテルライドを形成した基板を約３５
０℃に加熱し、該基板に銅ジエチルジチオカーバマト錯
体蒸気を３分間吹き付けることで硫化銅薄膜を形成し
た。しかる後、該基板を３０分焼成することにより硫化
カドミウムテルライド層にアクセプターとして作用する
銅を硫化銅層から混入させ、硫化カドミウムテルライド
をｐ型半導体とした。
１で作成した光電変換素子において、硫化カドミウムテ
ルライド層と集電体層の間に硫化銅薄膜を形成して接合
した以外、実施例１と同様にして光電変換素子を作成し
た。硫化銅薄膜は硫化カドウミウムテルライドを形成し
た後、その表面に１００Åの厚さになるよう硫化銅薄膜
を銅ジエチルジチオカーバマト錯体の熱分解法を用いて
形成した。銅ジエチルジチオカーバマト錯体の熱分解法
は、硫化カドミウムテルライドを形成した基板を約３５
０℃に加熱し、該基板に銅ジエチルジチオカーバマト錯
体蒸気を３分間吹き付けることで硫化銅薄膜を形成し
た。しかる後、該基板を３０分焼成することにより硫化
カドミウムテルライド層にアクセプターとして作用する
銅を硫化銅層から混入させ、硫化カドミウムテルライド
をｐ型半導体とした。
【００４１】この基板を塩化白金酸溶液に浸漬し、硫化
カドミウムテルライド層の表面に残存する硫化銅を白金
に置換した。続いて、該基板を水洗後、無電解ニッケル
めっき液中に２５分間浸漬し、集電体として作用するニ
ッケル金属を析出させ光電変換素子を作成した。
カドミウムテルライド層の表面に残存する硫化銅を白金
に置換した。続いて、該基板を水洗後、無電解ニッケル
めっき液中に２５分間浸漬し、集電体として作用するニ
ッケル金属を析出させ光電変換素子を作成した。
【００４２】得られた光電変換素子の変換効率を実施例
１と同様の方法で疑似太陽光下で測定したところ、変換
効率は16.13%、開路電圧は0.865Vの値を示した。
１と同様の方法で疑似太陽光下で測定したところ、変換
効率は16.13%、開路電圧は0.865Vの値を示した。
【００４３】以上の結果、本発明によると高効率の光電
変換素子が得られることがわかった。
変換素子が得られることがわかった。
【００４４】
【発明の効果】本発明によれば、ｎ型化合物半導体とし
て酸化物半導体からなる透明電極を用い、該電極上にｐ
型化合物半導体として硫化カドミウムテルライドを接合
することにより、従来必要とされていた硫化カドミウム
からなる窓層が不要となるため、窓層での光吸収あるい
は反射による光電変換損失を完全に無くすることがで
き、その結果、変換効率の高い光電変換素子を得ること
ができた。
て酸化物半導体からなる透明電極を用い、該電極上にｐ
型化合物半導体として硫化カドミウムテルライドを接合
することにより、従来必要とされていた硫化カドミウム
からなる窓層が不要となるため、窓層での光吸収あるい
は反射による光電変換損失を完全に無くすることがで
き、その結果、変換効率の高い光電変換素子を得ること
ができた。
【図１】本発明の光電変換素子の構成断面図
【図２】スクリーン印刷法による従来の光電変換素子の
構成断面図
構成断面図
【図３】薄膜光電変換素子の構成断図面
１ ガラス基板 ２ 透明電極 ３ 硫化カドミウムテルライド層 ４ テルル化カドミウム層 ５ 集電体層 ６ リード線 ７ リード線 ８ 銀ペースト ９ 硫化カドミウム層 １０ 混晶層
Claims (3)
- 【請求項１】 少なくともｎ型化合物半導体とｐ型化合
物半導体を接合した構成の光電変換素子において、ｎ型
化合物半導体として酸化物半導体からなる透明電極を用
い、該電極上にｐ型化合物半導体として硫化カドミウム
テルライドを接合した構成であることを特徴とする光電
変換素子。 - 【請求項２】 ｎ型化合物半導体が、酸化スズ、酸化イ
ンジウムあるいは酸化亜鉛から選択される少なくとも一
種の酸化物からなる透明電極であることを特徴とする請
求項１記載の光電変換素子。 - 【請求項３】 請求項１記載の硫化カドミウムテルライ
ド層上にさらに集電体層を接合した構成であることを特
徴とする請求項１記載の光電変換素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7308708A JPH09148593A (ja) | 1995-11-28 | 1995-11-28 | 光電変換素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7308708A JPH09148593A (ja) | 1995-11-28 | 1995-11-28 | 光電変換素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09148593A true JPH09148593A (ja) | 1997-06-06 |
Family
ID=17984325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7308708A Pending JPH09148593A (ja) | 1995-11-28 | 1995-11-28 | 光電変換素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09148593A (ja) |
-
1995
- 1995-11-28 JP JP7308708A patent/JPH09148593A/ja active Pending
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