專利名稱：光電轉(zhuǎn)換裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有由黃銅礦系化合物構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換層的光電轉(zhuǎn)換裝置及其制造方法。
背景技術(shù)：
作為使用于太陽能發(fā)電等的光電轉(zhuǎn)換裝置，存在CIS系(銅銦硒系)、CIGS系(銅銦鎵硒)等黃銅礦系的光電轉(zhuǎn)換裝置。 該黃銅礦系的光電轉(zhuǎn)換裝置一般具有作為光吸收層的由二硒化銅銦等黃銅礦系化合物構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換層和作為緩沖層的硫化鎘等化合物半導(dǎo)體。作為黃銅礦系的光電轉(zhuǎn)換裝置之一的CIGS電池的制造方法，例如有以下那樣的方法。首先，將鑰等金屬薄膜形成于玻璃的基板上而形成背面電極，然后形成將該背面電極分離成條狀的分離槽。接著，將成為光電轉(zhuǎn)換層的CIGS層及緩沖層形成于基板及背面電極上，然后在靠近背面電極的分離槽的位置形成分離緩沖層及CIGS層的分離槽。接著，在緩沖層上制作由透明導(dǎo)電膜構(gòu)成的電極，在其上印刷燒成柵極。之后，通過形成用于分離電極、緩沖層及CIGS層的分離槽而形成CIGS電池(例如參照專利文獻I)。上述那樣的基板上的背面電極的分離槽的形成一般用激光加工來進行(例如參照專利文獻2)。專利文獻I :日本特開2002-373995號公報專利文獻2 日本特開2002-43605號公報

發(fā)明內(nèi)容
圖7 (a)是表示俯視通過向由基板上的金屬薄膜構(gòu)成的背面電極20照射激光而形成的分離槽21的示意圖，圖7(b)是分離槽21的局部放大圖。圖8(a)是表示激光光斑22彼此重疊的部分的尺寸的示意圖，圖8(b)是表示激光光斑22的功率密度分布的圖，為高斯分布。在圖7及圖8所示的激光加工法中，通常與從激光振蕩器射出的激光的光路垂直的截面的光斑形狀為大致圓形。一邊脈沖狀地照射激光，一邊掃描背面電極20上而形成分離槽21。因此，分離槽21的形狀如圖7(a)所示那樣，為大致圓形的光斑22的一部分在掃描方向上重疊的部分連續(xù)而成的形狀。正因為如此，分離槽21具有如圖7(b)所示那樣的銳角的突出部23。該突出部23位于大致圓形狀的激光光斑22的交點，朝向分離槽21的間隙關(guān)出。在將CIGS層成膜于這樣的背面電極20上的情況下,若基于金屬薄膜和CIGS層的熱膨脹系數(shù)的不同而產(chǎn)生應(yīng)力，則應(yīng)力容易集中于突出部23的正上部分附近的CIGS層。其結(jié)果是，以突出部23的正上部分附近的CIGS層為起點，在配置于分離槽21的間隙的CIGS層有可能產(chǎn)生裂紋。這樣，若在CIGS層產(chǎn)生裂紋，則在水分從外部進入該裂紋部分的情況下，有可能背面電極20和由透明導(dǎo)電膜構(gòu)成的電極經(jīng)由該水分電連接而產(chǎn)生漏電流，從而光電轉(zhuǎn)換效率降低。另外，由于該水分的存在，有可能CIGS層的一部分劣化，產(chǎn)生CIGS層的剝離，從而使光電轉(zhuǎn)換裝置的可靠性降低。另外，在如圖9那樣分割槽的間隙10為直線狀(直線)的情況下，有時裂紋沿著分割槽的端部11傳播產(chǎn)生的可能性變大。本發(fā)明的一個目的在于通過減少在光電轉(zhuǎn)換層產(chǎn)生的裂紋而提供高效率、可靠性高的光電轉(zhuǎn)換裝置。本發(fā)明的一實施方式涉及的光電轉(zhuǎn)換裝置包括層疊基板、設(shè)置于該基板上且相互空開間隙配置的一對電極、設(shè)置于所述間隙內(nèi)及所述一對電極上的光電轉(zhuǎn)換層而成的層疊體。所述一對電極的各個電極具有被沿著所述間隙交替配置的、沿所述間隙的直線狀部及從該直線狀部朝向所述間隙突出且前端面為曲面狀的第一突出部。本發(fā)明的一實施方式涉及的光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法包括在基板上形成電極層 的工序；用激光將所述電極層分割而空開間隙形成一對電極的激光分割工序；在所述間隙內(nèi)及一對電極上形成光電轉(zhuǎn)換層的工序。在所述激光分割工序中，將具有大致矩形狀的光斑的激光以使所述光斑的一部分相互重疊的方式一邊移動一邊反復(fù)照射所述電極層。根據(jù)本發(fā)明的一實施方式涉及的光電轉(zhuǎn)換裝置，朝向背面電極的分離槽的間隙突出的第一突出部的前端為曲面狀，因此能夠減少第一突出部的光電轉(zhuǎn)換層的應(yīng)力的集中，從而減少該第一突出部的裂紋的發(fā)生。另外，由于第一突出部的前端面為曲面狀而使應(yīng)力分散，因此裂紋減少。根據(jù)本發(fā)明的一實施方式涉及的光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法，能夠容易地將向分割電極層而形成的分離槽的間隙突出的電極的第一突出部的前端面形成為曲面狀。


圖I是表示本發(fā)明的實施方式涉及的光電轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)的一例的剖視圖。圖2(a)是形成于背面電極的分離槽的俯視圖，圖2(b)是背面電極的第一突出部附近的放大圖。圖3 (a)是表示激光光斑的重疊的俯視圖，圖3 (b)是表示激光功率分布的輪廓的圖。圖4是圖2(a)的X-X線剖視圖。圖5是用于表示與a g的各尺寸對應(yīng)的部位的示意圖，圖5(a)是形成于背面電極的分離槽的俯視圖，圖5(b)是圖5(a)的Y-Y線剖視圖。圖6是用于表示在各部位的應(yīng)力的方向的示意圖，圖6(a)是形成于背面電極的分離槽的俯視圖，圖6(b)是圖6(a)的Z-Z線剖視圖。圖7(a)是形成于背面電極的分離槽的俯視圖，圖7(b)是突出部附近的放大圖。圖8 (a)是表示激光光斑的重疊的俯視圖，圖8 (b)是表示激光功率分布的輪廓的圖。圖9是用于表示在各部位的應(yīng)力的方向的示意圖，圖9(a)是形成于背面電極的分離槽的俯視圖，圖9(b)是圖9(a)的W-W線剖視圖。
具體實施方式
以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式涉及的光電轉(zhuǎn)換裝置及其制造方法進行說明。本發(fā)明的實施方式涉及的光電轉(zhuǎn)換裝置I如圖I所示那樣，具有基板2、設(shè)置于該基板2上的背面電極3、設(shè)置于該背面電極3上的光電轉(zhuǎn)換層4、設(shè)置于該光電轉(zhuǎn)換層4上的緩沖層5及相當于表面電極的窗口層6。需要說明的是，在本實施方式中，由黃銅礦系化合物構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換層4和異質(zhì)連接于該光電轉(zhuǎn)換層4的緩沖層5作為不同的層來表現(xiàn)，但緩沖層5也可以被包含于光電轉(zhuǎn)換層4。另外,基板2、背面電極3及光電轉(zhuǎn)換層4如圖I所示那樣，構(gòu)成沿層疊方向Y層疊而成的層疊體I’?；?具有支持背面電極3、光電轉(zhuǎn)換層4、緩沖層5及窗口層6的功能。這樣的基板2例如可以使用玻璃、陶瓷、樹脂、金屬等板狀的材料。作為基板2，在提高光電轉(zhuǎn)換效 率或強度、成本方面可以適宜地使用厚度I 3_左右的青板玻璃(鈉鈣玻璃)。背面電極3具有收集在光電轉(zhuǎn)換層4、緩沖層5及窗口層6生成的載流子的功能。這樣的背面電極3例如可以使用厚度O. 2 I μ m左右的鑰、鈦、鉭等金屬薄膜或上述的金屬的層疊構(gòu)造體。作為背面電極3的形成方法，例如有濺射法或蒸鍍法。光電轉(zhuǎn)換層4作為光吸收層發(fā)揮作用，為呈現(xiàn)P型導(dǎo)電型的半導(dǎo)體。另外，光電轉(zhuǎn)換層4由黃銅礦系化合物構(gòu)成。并且，光電轉(zhuǎn)換層4例如含有厚度I 3μπι左右的黃銅礦結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體薄膜。具體而言，作為這樣的光電轉(zhuǎn)換層4，例如可以舉出二硒化銅銦、二硒化銅銦鎵、二硒硫化銅銦鎵、二硫化銅銦鎵等多元化合物半導(dǎo)體薄膜。或者可以舉出將薄膜的二硒硫化銅銦鎵層作為表面層的二硒化銅銦鎵等多元化合物半導(dǎo)體薄膜。這樣的光電轉(zhuǎn)換層4例如用濺射法或蒸鍍法、印刷法形成。緩沖層5為用于在與光電轉(zhuǎn)換層4之間形成異質(zhì)連接的層。這樣的緩沖層5例如可以使用厚度O. 01 O. I μ m左右的硫化鎘(CdS)、硫化銦(InS)或硫化鋅(ZnS)等化合物半導(dǎo)體。另外，這樣的緩沖層5例如通過溶液生長法(CBD法)形成。窗口層6為呈現(xiàn)η型導(dǎo)電型的半導(dǎo)體，并且具有收集在光電轉(zhuǎn)換層4、緩沖層5及窗口層6生成的載流子的功能。需要說明的是，在本實施方式中，在背面電極3收集空穴，在窗口層6收集電子。另外，在光電轉(zhuǎn)換裝置I中，光從窗口層6側(cè)入射，因此窗口層6具有透光性。這樣的窗口層6使用厚度I 2μπι左右的含有氧化鋅(ZnO)的化合物半導(dǎo)體、或者含有鋁或硼、鎵、銦、氟等的氧化鋅的化合物半導(dǎo)體、或者含有氧化銦(ITO)或氧化錫(SeO2)的化合物半導(dǎo)體，其中，所述氧化銦含有錫。這樣的窗口層6例如用濺射法或有機金屬氣相生長法(M0CVD法)等成膜。需要說明的是，窗口層6也作為光電轉(zhuǎn)換裝置I的一個電極(表面電極)發(fā)揮作用。另外，光電轉(zhuǎn)換裝置I還可以具有形成于窗口層6上的透明導(dǎo)電膜，也可以具有合并窗口層6和透明導(dǎo)電膜的電極。進而，為了進一步提高載流子的集電效果，光電轉(zhuǎn)換裝置I也可以具有形成于透明導(dǎo)電膜上且由銀等低電阻的材質(zhì)構(gòu)成的集電電極。具備本實施方式那樣的由黃銅礦系化合物構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換層4的光電轉(zhuǎn)換裝置I需要進一步使輸出電壓提高。因此，在形成于一個基板2上的光電轉(zhuǎn)換裝置內(nèi)，通過串聯(lián)多個光電轉(zhuǎn)換單元而進行集成化。這樣的光電轉(zhuǎn)換裝置的集成化在以下那樣的工序進行。
首先形成用于將在基板2上成膜的背面電極3分離成條狀的分離槽Pl。接著，在基板2、背面電極3及分離槽Pl上形成光電轉(zhuǎn)換層4及緩沖層5。其次，在與分離槽Pl接近的位置形成分離光電轉(zhuǎn)換層4及緩沖層5的分離槽P2。最后，在緩沖層5上形成窗口層6 (透明導(dǎo)電膜電極)，在與分離槽P2接近的位置形成分離窗口層6、緩沖層5及光電轉(zhuǎn)換層4的分離槽P3。這樣，光電轉(zhuǎn)換裝置I被分割成相互鄰接的多個光電轉(zhuǎn)換單元(光電轉(zhuǎn)換單元la、光電轉(zhuǎn)換單元lb)。并且，在分離槽P2的部分，鄰接的光電轉(zhuǎn)換單元被串聯(lián)。具體而言，如圖I所示那樣，該鄰接的光電轉(zhuǎn)換單元Ia和光電轉(zhuǎn)換單元Ib通過光電轉(zhuǎn)換單元Ia的窗口層6與光電轉(zhuǎn)換單元Ia及光電轉(zhuǎn)換單元Ib共有的背面電極3電連接而被串聯(lián)。其次，對在上述的光電轉(zhuǎn)換裝置I的集成化中形成的分離槽Pl進行詳述。圖2(a)表示在背面電極3形成分離槽Pl時的狀況。分離槽Pl通過照射激光而形成。通過在背面電極3形成分離槽Pl，背面電極3被分離成相互形成對的一對背面電極3a、3b。需要說明的是，在表示本實施方式的圖2(a)的分離槽Pl中，將被配置于一對背面電極3a、3b之間的間隙設(shè)為間隙10，將分離槽Pl的端 部(背面電極3a、3b的端部)設(shè)為端部11。另外，在圖2(a)中，將激光的光斑形狀設(shè)為激光光斑12,將一對背面電極3a、3b中的向間隙10突出的部分設(shè)為第一突出部13a、13b。進而，在圖2(a)中，用箭頭14表示間隙10的配置方向。需要說明的是，在沒有該第一突出部13的部分的間隙10的寬度為30 μ m 70 μ m左右。如上述那樣，本實施方式的光電轉(zhuǎn)換裝置包括層疊基板、設(shè)置于該基板上且相互隔開間隙而配置的一對電極、設(shè)置于間隙內(nèi)及一對電極上的光電轉(zhuǎn)換層而成的層疊體。并且，一對電極的各個電極具有被沿著間隙交替配置的、沿間隙的直線狀部及從直線狀部朝向間隙突出且前端面為曲面狀的第一突出部。即，背面電極3中的朝向分離槽Pl的間隙10突出的第一突出部13的前端面為曲面狀。因此，能夠減少第一突出部13的光電轉(zhuǎn)換層4的應(yīng)力的集中，從而減少第一突出部13的裂紋的產(chǎn)生。另外，通過第一突出部13的前端面為曲面狀而使應(yīng)力分散，因此能夠減少裂紋沿分割槽Pi的端部11傳播。并且，在本實施方式涉及的光電轉(zhuǎn)換裝置I中，如圖2(b)所示那樣，朝向一對背面電極3a、3b的間隙10突出的第一突出部13的前端面為曲面狀。即，在本實施方式中，與間隙10對置的第一突出部13的前端面為曲面狀。因此，在之后的工序中將光電轉(zhuǎn)換層4成膜于背面電極3a、3b上的情況下，即使由于背面電極3a、3b與光電轉(zhuǎn)換層4的熱膨脹系數(shù)的不同而產(chǎn)生應(yīng)力，也能夠分散作用于分離槽Pl的第一突出部13的附近的光電轉(zhuǎn)換層4的應(yīng)力。由此，能夠減少特定部位的應(yīng)力集中，因此能夠減少以第一突出部13為起點在被配置于分離槽Pl的間隙10的光電轉(zhuǎn)換層4產(chǎn)生的裂紋。需要說明的是，對上述那樣的前端面為曲面狀的第一突出部13a、13b的形成方法后述。另外，在第一突出部13中，不僅與分割槽Pl的間隙10對置的前端面為曲面狀，除去該前端面的外周面也可以為曲面狀。在該情況下，能夠更加提聞減少應(yīng)力集中的效果。進而在本實施方式中，第一突出部可以沿著間隙以恒定的間隔被形成多個。由此如圖6(a)及圖6(b)所示那樣，在第一突出部13中，能夠分散釋放分割槽Pl的端部11的應(yīng)力。
進而在本實施方式中，設(shè)于一對電極的各個電極的第一突出部可以相互對置。由此，能夠在設(shè)于一對電極的各個電極的第一突出部13彼此之間以最短距離傳播裂紋，因此能夠減少產(chǎn)生大規(guī)模的漏電流。S卩，如圖2(a)所示那樣，一對背面電極3a、3b的第一突出部13a、13b在沿間隙10的配置方向14的兩側(cè)的分離槽Pl的端部11可以被設(shè)置成相互對置。如果為這樣的方式，即使在大的應(yīng)力作用于第一突出部13a、13b的情況下，由于第一突出部13a和第一突出部13b位于較近的位置，因此容易誘導(dǎo)將第一突出部13a和第一突出部13b連接的裂紋。SP，通過誘導(dǎo)這樣的形成于間隙10內(nèi)的裂紋，能夠減少將背面電極3和窗口層6連接的裂紋的產(chǎn)生。換言之，在這樣的方式中，通過使不易影響光電轉(zhuǎn)換裝置I的特性的裂紋產(chǎn)生，從而能夠減少容易影響光電轉(zhuǎn)換裝置I的特性的裂紋的產(chǎn)生。進而，在本實施方式中，如圖4所示，一對電極的各個電極可以具有在相互對置的端部沿間隙的配置方向連續(xù)且向?qū)盈B體的層疊方向突出的第二突出部。由此，也能夠?qū)?yīng)力向背面電極3的厚度方向分散，從而進一步減少應(yīng)力集中。即，如圖4所示，可以在一對背面電極3相互對置的端部11形成沿間隙10的配置方向連續(xù)且向?qū)盈B方向Y突出的第二突出部15。該第二突出部15被形成為伸入光電轉(zhuǎn)換層4的內(nèi)部。根據(jù)這樣的方式，作為背面電極3的一部分的第二突出部15伸入光電轉(zhuǎn)換層4的內(nèi)部，因此能夠提高背面電極3與光電轉(zhuǎn)換層4的密接強度。其結(jié)果是，能夠減少背面電極3與光電轉(zhuǎn)換層4的剝離。能夠?qū)⒃摰诙怀霾?5的從背面電極3的上表面的高度f設(shè)為O. 2μπι以上1.4μπι以下。即通過將第二突出部15的從背面電極3的上表面的高度f設(shè)為O. 2μπι以上，能夠充分得到減少構(gòu)成背面電極3的金屬薄膜的剝離的效果。另外，若第二突出部15的從背面電極3的上表面的高度f為I. 4μ m以下，則能夠減少如下的狀況背面電極3與窗口層6的距離變小而導(dǎo)致完成的光電轉(zhuǎn)換裝置I的漏電流變大。需要說明的是，第二突出部15被設(shè)置成在層疊方向Y上第二突出部15的高度f小于光電轉(zhuǎn)換層4的厚度。進而在本實施方式中，第一突出部13的突出長度a與前端面的曲率b的關(guān)系可以為 a/b = O. 33 I。由此能夠減少前端面的曲率b相對于第一突出部13的突出長度a過小而容易產(chǎn)生裂紋的狀況，另外，能夠減少前端面的曲率b過大而應(yīng)力的分散變得不充分的狀況。進而在本實施方式中，第一突出部13的突出寬度c與直線狀部的長度d的關(guān)系可以為 c/d = O. 23 O. 8。由此能夠充分確保能夠使應(yīng)力分散的第一突出部13，并且能夠減少增加多余的應(yīng)力集中部位的狀況。進而在本實施方式中，間隙10的寬度e與第一突出部13的突出長度a的關(guān)系可以為e/a = 15 50。由此能夠形成與分離槽Pl的間隙10的寬度e對應(yīng)的適宜的第一突出部13的突出長度a。即，將在第一突出部13之間的裂紋的傳播形成為最短距離變得容易，并且也能夠減少在第一突出部13彼此電氣短路的狀況。進而在本實施方式中，間隙10的寬度e與直線狀部的長度d的關(guān)系可以為e/d =L 4 5。、
由此能夠形成與分離槽Pl的間隙10的寬度e對應(yīng)的適宜的直線狀部的長度d。即，將在第一突出部13之間的裂紋的傳播形成為最短距離變得容易，并且也能夠減少在第一突出部13彼此電氣短路的狀況。進而在本實施方式中，第二突出部15的突出長度f與電極的厚度g的關(guān)系可以為f/g = O. 3 3. 5。由此能夠使第二突出部15的突出長度f與背面電極3的厚度g適宜地對應(yīng)。即，能夠?qū)⒂捎诒趁骐姌O層3的膨脹收縮而產(chǎn)生的應(yīng)力向?qū)盈B方向分散，并且能夠減少第二突出部15達到緩沖層5而產(chǎn)生漏電流的狀況。其次，對本發(fā)明的實施方式涉及的光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法進行說明。本實施方式包括在基板上形成電極層的工序、用激光分割所述電極層而隔開間隙形成一對電極的激光分割工序、在所述間隙內(nèi)及所述一對電極上形成光電轉(zhuǎn)換層的工序， 在所述激光分割工序中，將具有大致矩形的光斑的激光以該光斑的一部分相互重疊的方式一邊移動一邊反復(fù)照射所述電極層。以下，對各工序進行具體的說明。首先，作為背面電極3，將用鑰形成的電極層使用濺射法等成膜于用純水等進行了超聲波清洗的基板2的大致整個面。接著，使用激光在電極層形成分離槽而對背面電極3進行構(gòu)圖。在該激光分割工序中，將具有大致矩形狀的光斑的激光以光斑的一部分相互重疊的方式一邊移動一邊反復(fù)照射所述電極層3。在該激光分割工序中，使用于背面電極3的構(gòu)圖的激光能夠使用如圖2(a)所示那樣與從激光振蕩器射出的激光光路垂直的截面的激光光斑12的形狀為大致矩形狀的激光。接著，在本實施方式中，在將具有該大致矩形狀的激光光斑12的激光以該激光光斑12相互重疊的方式一邊移動一邊反復(fù)照射電極層3的同時，在電極層上掃描而形成分離槽的間隙10。與激光光斑12的形狀為圓形的情況相比，通過上述那樣的激光分割工序形成的分離槽Pl的端部11的形狀成為平滑的形狀。進而，在位于與激光光斑12鄰接的光斑的交點的第一突出部13中，基于激光照射的熱影響而導(dǎo)致其前端部為曲面狀。另外，通過將具有大致矩形狀的激光光斑12的激光以該激光光斑12相互重疊的方式一邊移動一邊反復(fù)照射電極層3, —對背面電極3a、3b的第一突出部13a、13b被設(shè)置成相互對置。并且，基于激光照射的熱影響而也能夠?qū)⒌诙怀霾?5沿著間隙10的配置方向連續(xù)設(shè)置。需要說明的是，在本實施方式中，激光可以具有平頂型的能量分布。這樣，只要激光為具有平頂型的能量分布的激光，則能夠?qū)①x予基板及電極層的熱能形成為大致均勻。因此，能夠減少隨著熱能的不均勻性而產(chǎn)生的基板的裂紋或電極層的變質(zhì)等。進而，在本實施方式中，激光光斑的一部分相互重疊的重疊率可以為5 15%。由此，如圖5所示那樣，能夠減少重疊率h/i過低而第一突出部13的突出長度a過大，或前端面的曲率b過大，或第一突出部13的寬度c過大，或直線狀部16的長度過長的狀況。
另外，能夠減少重疊率h/i過高而第一突出部13的突出長度a過小，或前端面的曲率b過小，或第一突出部13的寬度c過小，或直線狀部16的長度過短的狀況。進而能夠減少重疊率過高而對背面電極13產(chǎn)生的損傷所導(dǎo)致的剝離。需要說明的是，在此，重疊率是指如圖3(a)及圖3(b)所示那樣，在將激光光斑12彼此重合(重疊)的寬度設(shè)為h，將激光光斑直徑設(shè)為i時，用h/i表示的比率。接著，在背面電極3上用濺射法或蒸鍍法、印刷法等形成由黃銅礦系化合物構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換層4。在本實施方式的制造方法中，尤其，在形成光電轉(zhuǎn)換層4的工序中，可以在 涂敷含有黃銅礦系的光電轉(zhuǎn)換層4的原料的膏劑后，通過進行熱處理而形成光電轉(zhuǎn)換層4。即，在本實施方式中，在形成光電轉(zhuǎn)換層4的工序中，在所述間隙內(nèi)及所述一對電極上涂敷含有黃銅礦系的光電轉(zhuǎn)換層4的原料的膏劑，在形成成為所述光電轉(zhuǎn)換層的皮膜后對該皮膜進行熱處理。這樣在光電轉(zhuǎn)換層4的形成伴隨熱處理的情況下，在黃銅礦系的光電轉(zhuǎn)換層4容易產(chǎn)生基于熱的收縮等，有在光電轉(zhuǎn)換層4容易產(chǎn)生裂紋的傾向。然而，在本實施方式中，如上所述形成于背面電極3的第一突出部13a、13b的前端面為曲面狀，因此即使產(chǎn)生上述的熱收縮，也能夠減少上述的裂紋的產(chǎn)生。需要說明的是，作為伴隨上述的熱處理的光電轉(zhuǎn)換層4的形成方法，例如有用旋涂法或網(wǎng)板印刷法涂敷含有黃銅礦系的光電轉(zhuǎn)換層4的原料的膏劑，且在450°C 600°C左右的溫度燒成40分鐘 90分鐘左右的方法。該含有黃銅礦系的光電轉(zhuǎn)換層4的原料的膏劑能夠通過在溶解有單一前體的甲苯或丙酮等有機溶劑中添加、溶化或混合銦及鍺中的至少一種的硒化合物的粉末或硫化物的粉末而調(diào)制。作為在此的單一前體，能夠舉出含有銅(Cu)和硫(S)及硒(Se)中的至少一種及銦(In)及鍺(Ge)中的至少一種的物質(zhì)。接著，使用溶液生長法(CBD法)等在光電轉(zhuǎn)換層4上形成緩沖層5。通過用機械劃線形成分離槽P2，對在該背面電極3的大致整個面成膜的由黃銅礦系化合物構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換層4和緩沖層5進行構(gòu)圖。接著，使用濺射法或有機金屬化學氣相生長法(M0CVD法)等在緩沖層5的大致整個面形成窗口層6，通過用機械劃線形成分離槽P3，對窗口層6進行構(gòu)圖。由此，能夠形成光電轉(zhuǎn)換裝置I。實施例(制作試料)作為基板2使用厚度Imm的青板玻璃(鈉鈣玻璃)，作為背面電極3使用用濺射形成的厚度I μ m的鑰的金屬薄膜。關(guān)于相對于該背面電極3的分割槽Pl的形成，在實施例中，使用平頂光束。作為具體的平頂光束的條件，使光斑直徑i在10 70 μ m變化，使重疊寬度h在I 70 μ m變化。此時，以3 20%控制重疊率h/i。需要說明的是，在比較例中，用高斯光束形成分割槽P1。需要說明的是，雖沒有在表I表示，但以激光頻率成為25 IOOKHz、脈沖寬度成為15 200ns、功率密度成為IO4 105W/cm2的方式進行隨時調(diào)整，制作具有表I所示的尺寸a g的值的試料I 36。試料1 35為用各種條件的平頂光束制作的試料，其中試料3、8、13、18、23、28、33為同一條件的標準試料。另外，試料36為用高斯光束制作的比較例。對各試料，在形成分離槽Pl后，形成光電轉(zhuǎn)換層4。作為此時的光電轉(zhuǎn)換層4的形成方法，使用用旋涂法涂敷含有黃銅礦系的光電轉(zhuǎn)換層4的原料的膏劑，且在450°C左右的溫度燒成40分鐘左右的方法。需要說明的是，在此使用的含有黃銅礦系的光電轉(zhuǎn)換層4的原料的膏劑通過在溶解有含有銅(Cu)、硫(S)、硒(Se)、銦(In)及鍺(Ge)的前體的甲苯中添加、溶解銦、鍺的硒化合物的粉末和硫化物的粉末而制作。接著，使用溶液生長法(CBD法)形成緩沖層5。然后，通過用機械劃線形成分離 槽P2而對在背面電極3的大致整個面成膜的由黃銅礦系化合物構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換層4和緩沖層5進行構(gòu)圖。接著，使用濺射法在緩沖層5的大致整個面形成窗口層6，通過用機械劃線形成分離槽P3而對窗口層6進行構(gòu)圖。由此，形成光電轉(zhuǎn)換裝置I。(評價試料)使用這些試料的光電轉(zhuǎn)換裝置1，制作圖I所示的光電轉(zhuǎn)換單元la、lb，評價光電轉(zhuǎn)換效率。將其結(jié)果表示于表I。表Is為同一條件
權(quán)利要求
1.一種光電轉(zhuǎn)換裝置， 包括層疊體，所述層疊體通過層疊基板、設(shè)置于該基板上且相互空開間隙配置的一對電極、設(shè)置于所述間隙內(nèi)及所述一對電極上的光電轉(zhuǎn)換層而成， 所述一對電極的各個電極具有被沿著所述間隙交替配置的、沿所述間隙的直線狀部及從該直線狀部朝向所述間隙突出且前端面為曲面狀的第一突出部。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中， 所述第一突出部沿著所述間隙以恒定的間隔形成多個。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中， 所述一對電極的各自的所述第一突出部相互對置。
4.根據(jù)權(quán)利要求I 3的任一項所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中， 所述一對電極的各個電極在相互對置的端部具有沿著所述間隙的配置方向連續(xù)且向所述層疊體的層疊方向突出的第二突出部。
5.根據(jù)權(quán)利要求I 4的任一項所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中， 所述第一突出部的突出長度a與所述前端面的曲率b的關(guān)系為a/b = O. 33 I。
6.根據(jù)權(quán)利要求I 5的任一項所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中， 所述第一突出部的寬度c與所述直線狀部的長度d的關(guān)系為c/d = O. 23 O. 8。
7.根據(jù)權(quán)利要求I 6的任一項所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中， 所述間隙的寬度e與所述第一突出部的突出長度a的關(guān)系為e/a = 15 50。
8.根據(jù)權(quán)利要求I 7的任一項所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中， 所述間隙的寬度e與所述直線狀部的長度d的關(guān)系為e/d = I. 4 5。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中， 所述第二突出部的突出長度f與所述電極的厚度g的關(guān)系為f/g = O. 3 3. 5。
10.一種光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法，包括 在基板上形成電極層的工序；用激光將所述電極層分割而空開間隙形成一對電極的激光分割工序；在所述間隙內(nèi)及一對電極上形成光電轉(zhuǎn)換層的工序， 在所述激光分割工序中，將具有大致矩形狀的光斑的激光以使所述光斑的一部分相互重疊的方式一邊移動一邊反復(fù)照射所述電極層。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法，其中， 所述激光具有平頂型的能量分布。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法，其中， 所述光斑的一部分相互重疊的重疊率為5 15%。
13.根據(jù)權(quán)利要求10 12的任一項所述的光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法，其中， 在形成所述光電轉(zhuǎn)換層的工序中，在所述間隙內(nèi)及所述一對電極上涂敷含有黃銅礦系的光電轉(zhuǎn)換層的原料的膏劑而形成成為所述光電轉(zhuǎn)換層的皮膜，然后對該皮膜進行熱處理。
全文摘要
本發(fā)明提供一種減少在光電轉(zhuǎn)換層產(chǎn)生的裂紋而可靠性高的光電轉(zhuǎn)換裝置。光電轉(zhuǎn)換裝置包括層疊基板、設(shè)置于該基板上且相互空開間隙配置的一對電極、設(shè)置于所述間隙內(nèi)及所述一對電極上的光電轉(zhuǎn)換層而成的層疊體，所述一對電極的各個電極具有被沿著所述間隙交替配置的、沿所述間隙的直線狀部及從該直線狀部朝向所述間隙突出且前端面為曲面狀的第一突出部。
文檔編號H01L31/04GK102725855SQ201180006516
公開日2012年10月10日 申請日期2011年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月29日
發(fā)明者橋本由佳理 申請人:京瓷株式會社