[发明专利]光电转换元件以及太阳能电池

说明书

相关申请的引用

本申请以日本专利申请2014-191890(申请日：2014年9月19日)为基础，并从该申请享受优先权。本申请通过参照该申请而包括该申请的全部内容。

技术领域

实施方式涉及光电转换元件以及太阳能电池。

背景技术

将半导体薄膜用作光吸收层的化合物光电转换元件的开发正在进行，其中将具有黄铜矿结构的p型半导体层作为光吸收层的薄膜光电转换元件显示出较高的转换效率，可以有应用上的期待。具体地说，在将由Cu-In-Ga-Se构成的Cu(In,Ga)Se₂、由Cu-In-Al-Se构成的Cu(In,Al)Se₂、由Cu-Al-Ga-Se构成的Cu(Al,Ga)Se₂或由Cu-Ga-Se构成的CuGaSe₂等作为光吸收层的薄膜光电转换元件中，可以得到较高的转换效率。一般地说，将黄铜矿结构(chalcopyritestructure)、锌黄锡矿结构(kesteritestructure)或者黄锡矿结构(stannitestructure)的p型半导体层作为光吸收层的薄膜光电转换元件具有在成为基板的蓝板玻璃上层叠钼下部电极、p型半导体层、n型半导体层、绝缘层、透明电极、上部电极、防反射膜而成的结构。转换效率η使用开路电压Voc、短路电流密度Jsc、功率因数FF、入射功率密度P来表示：

η＝Voc·Jsc·FF/P·100

由此表明：如果开路电压、短路电流、功率因数分别增大，则转换效率增大。从理论上说，光吸收层和n型半导体层的带隙越大，开路电压越增大，但短路电流密度减少，当作为带隙的函数看到效率的变化时，极大值在大约1.4～1.5eV存在。为人所知的是Cu(In,Ga)Se₂的带隙随Ga浓度的增大而增大，当Ga/(In+Ga)控制在大约0.4～0.8之间时，可以得到转换效率良好的光电转换元件。

发明内容

实施方式的目的在于：提供开路电压较高的光电转换元件以及太阳能电池。

实施方式涉及一种光电转换元件，其至少具有下部电极、在下部电极上的中间层、在中间层上的p型光吸收层、以及在p型光吸收层上的n层，其中，下部电极为第1金属膜或者半导体膜，在下部电极为金属膜的情况下，所述中间层包含氧化物膜或者硫化物膜，在下部电极为半导体膜的情况下，中间层包含第2金属膜和在第2金属膜上的氧化物膜或者硫化物膜。

附图说明

图1是实施方式所涉及的薄膜光电转换元件的断面示意图。

图2是实施方式所涉及的多结型光电转换元件的断面示意图。

符号说明：

1基板2下部电极

3中间层4p型光吸收层

5n型半导体层6氧化物层

7透明电极8上部电极

9防反射膜100光电转换元件

具体实施方式

下面参照附图，就本发明优选的一实施方式进行详细的说明。

(光电转换元件)

图1的示意图所示的本实施方式的光电转换元件100是具有基板1、在基板1上形成的下部电极2、在下部电极2上形成的中间层3、在中间层3上形成的p型光吸收层4、在p型光吸收层4上形成的n层5、在n层5上形成的氧化物层6、在氧化物层6上形成的透明电极7、在透明电极7上形成的上部电极8、以及防反射膜9的薄膜型光电转换元件100。光电转换元件100具体地说，可以列举出太阳能电池。实施方式的光电转换元件100如图2所示，可以通过与其它光电转换元件200结合而成为多结型。光电转换元件100的光吸收层优选具有比光电转换元件200的光吸收层更宽的带隙。光电转换元件200的光吸收层例如使用Si。

(基板)

作为实施方式的基板1，优选使用蓝板玻璃，也可以使用石英、白板玻璃等普通玻璃、不锈钢、Ti(钛)或者Cr(铬)等金属板、或者聚酰亚胺、丙烯酸等树脂。

(下部电极)