[发明专利]光电转换元件及太阳能电池

说明书

技术领域

本发明的实施方式涉及光电转换元件及太阳能电池。

本申请基于2011年11月16日提出的日本专利申请第2011-251149号并主张其优先权，这里引用其全部内容。

背景技术

人们提出了在光吸收层采用含有Cu、In、Ga、S及Se的化合物半导体的CIGS系光电转换元件。此外，有使用该光电转换元件的太阳能电池。在CIGS系光电转换元件中，期望提高转换效率。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-303201号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本发明的实施方式提供使转换效率得以提高的光电转换元件及太阳能电池。

用于解决课题的手段

根据本发明的实施方式，可提供一种具备第1电极、第2电极和光吸收层的光电转换元件。所述第1电极具有光透过性。所述光吸收层被设在所述第1电极与所述第2电极之间。所述光吸收层含有化合物半导体，所述化合物半导体含有第11族的第1元素和第16族的第2元素，具有黄铜矿型结构或黄锡矿型结构。所述光吸收层含有p型部和n型部。所述n型部被设在所述p型部与所述第1电极之间。所述n型部与所述p型部同质接合(即形成同质结)。所述n型部含有掺杂剂。在用所述掺杂剂置换了所述第1元素时，将所述第1元素和所述第2元素的键长规定为r_i(埃)。将所述掺杂剂和所述第2元素的键合参数规定为r₀(埃)。将由所述掺杂剂和所述第2元素的组合决定的固有常数规定为Bf(埃)。将相对于所述第1元素的所述第2元素的邻近键合数规定为n(n为1以上的整数)。所述掺杂剂是用以下的数学式表示的形式电荷(formal charge)Vb为1.60～2.83的元素。

Vb=Σj=1nexp(r0-r1Bf)---(1)]]>

此外，本发明的其它实施方式的太阳能电池具备光电转换元件、与所述光电转换元件层叠的基板、电连接在所述第1电极上的第1端子和电连接在所述第2电极上的第2端子。

附图说明

图1是表示第1实施方式的光电转换元件的构成的示意剖视图。

图2是表示第2实施方式的光电转换元件的构成的示意剖视图。

图3是表示第3实施方式的太阳能电池的构成的示意剖视图。

图4(a)～(d)是表示第3实施方式的太阳能电池的制造方法的示意剖视图。

图5是表示第3实施方式的太阳能电池的制造方法的步骤的概略的流程图。

图6是表示第6～第8吸收层用试样的电压-电流特性的曲线图。

图7是表示第6吸收层用试样及第8吸收层用试样的量子产率(quantum yield)的特性的曲线图。

图8(a)及图8(b)是表示第4实施方式的光电转换元件的构成的能带示意图。

图9(a)～(f)是表示第1及第2参考例的光电转换元件的构成的示意图。

图10是表示第5实施方式的光电转换元件的构成的能带示意图。

图11是表示第1～第8电极用试样特性的曲线图。

图12是表示第1～第8电极用试样特性的曲线图。

图13是表示第9～第18电极用试样特性的曲线图。

图14是表示第9～第18电极用试样特性的曲线图。

图15是表示第19～第24电极用试样特性的曲线图。

图16是表示第19～第24电极用试样特性的曲线图。