[发明专利]光电转换装置

说明书

技术领域

本发明涉及光电转换装置。

背景技术

作为节能并且省资源、清洁的能源，太阳能电池的开发正在积极进行。 太阳能电池是利用光伏效应，将光能直接转换为电力的电力设备。作为太 阳能电池，正在对有机薄膜太阳能电池、色素增感太阳能电池、多接合结 构太阳能电池等进行研究。

其中，使用了量子点(纳米粒子)的太阳能电池(以下称作量子点型 太阳能电池)作为理论上能够实现60％以上的转换效率的下一代的太阳能 电池备受关注。以下，存在将太阳能电池称作光电转换装置的情况。

图18是表示下述的专利文献1所公开的现有的量子点型太阳能电池 的例子的剖面示意图。在图18中，101表示基板，103表示p侧电极，105 表示p型半导体层，107表示具有量子点D的光电转换层，109表示n型 半导体层，111表示n侧电极。图18所示的现有的量子点型太阳能电池在 p型半导体层105的上表面侧，依次形成了使量子点D分散的光电转换层 107和n型半导体层109。这些光电转换层107以及n型半导体层109就 观察剖面的形状而言，都形成厚度大致均匀的板状的结构，此外，这些各 层都构成为配置成与p型半导体层105的表面平行。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2010-206004号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，如图18所示，在光电转换层107的厚度在平面方向上大致均匀、n型半导体层109以与该光电转换层107大致平行的状态进行了配置那样的结构的情况下，存在通过了入射光侧的n型半导体层109的光113 在光电转换层107的表面附近容易发生反射，难以提高吸光率这样的问题。因此，由于在量子点D中被激发的载流子(在图18中使用h作为表示空穴(hole)的符号)难以增加，因而能够提取为电流的电荷量减少，难以提高发电效率。

本发明鉴于上述课题而作，其目的在于提供一种吸光率较高、且能够提高发电效率的光电转换层以及具备该光电转换层的光电转换装置。

用于解决课题的手段

本发明的光电转换层具备含量子点层，所述含量子点层具有多个量子点以及包围该量子点的阻挡部，在所述含量子点层的厚度方向的剖面，多个所述量子点沿着所述含量子点层的表面而相邻排列，提取该相邻的3个量子点，并描绘了连结位于两侧的2个量子点的所述表面侧的端部的直线时，具有位于中央的量子点从所述直线向所述表面侧突出了该位于中央的量子点的直径的1/2以上的突出量子点。

本发明的光电转换装置构成为具备具有上述光电转换层的光探测层。

发明效果

根据本发明，能够得到吸光率高且能够提高发电效率的光电转换层以及具备该光电转换层的光电转换装置。

附图说明

图1(a)是表示光电转换层的第1实施方式的剖面示意图，(b)是 (a)中的表面侧的部分放大图。

图2是部分地表示在第1实施方式的光电转换层中，从入射光侧俯视光电转换层的状态的平面示意图。

图3是表示光电转换层的第2实施方式的图，是表示由核壳结构的复合粒子构成了光电转换层的情况的剖面示意图。

图4是表示光电转换装置的第1实施方式的剖面示意图。

图5是表示光电转换装置的第2实施方式的剖面示意图。

图6(a)是表示光电转换层的第3实施方式的剖面示意图，(b)是表示了在量子点间范德华力起作用的状态的示意图。

图7是表示光电转换层的第4实施方式的图，是表示配置于含量子点层的厚度方向的上层以及下层的复合粒子的平均粒径比中央层小的情况的剖面示意图。

图8是表示光电转换层的第5实施方式的剖面示意图。

图9是表示光电转换装置的第3实施方式的剖面示意图。

图10是部分地表示光电转换层与集电层的界面附近的剖面示意图。

图11是表示集电层的厚度方向的剖面为山切割状的剖面示意图。

图12是表示从入射光侧俯视集电层的状态的示意图。

图13是表示将集电层配置为夹持光电转换层的情况的剖面示意图。

图14是表示光电转换装置的第4实施方式的图，是在2个集电层间配置了光电转换层的剖面示意图。

图15是表示光电转换装置的第5实施方式的图，是表示配置于2个集电层间的光电转换层构成为在包含量子点的光电转换层的上下配置p型半导体层以及n型半导体层的情况的剖面示意图。