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METHOD OF MANUFACTURING PHOTOELECTRIC CONVERSION ELEMENT, METHOD OF MANUFACTURING P-TYPE SEMICONDUCTOR LAYER, AND P-TYPE SEMICONDUCTOR LAYER meetings

Patent code P170014480
File No. PA25-091
Posted date Aug 2, 2017
Application number P2014-038691
Publication number P2015-162650A
Patent number P6276610
Date of filing Feb 28, 2014
Date of publication of application Sep 7, 2015
Date of registration Jan 19, 2018
Inventor
  • (In Japanese)南 内嗣
  • (In Japanese)宮田 俊弘
  • (In Japanese)西 祐希
Applicant
  • (In Japanese)学校法人金沢工業大学
Title METHOD OF MANUFACTURING PHOTOELECTRIC CONVERSION ELEMENT, METHOD OF MANUFACTURING P-TYPE SEMICONDUCTOR LAYER, AND P-TYPE SEMICONDUCTOR LAYER meetings
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique for improving conversion efficiency in a photoelectric conversion device using an inexpensive material.
SOLUTION: A method of manufacturing a photoelectric conversion element includes: a preparation step of preparing a first semiconductor layer made of polycrystalline Cu2O; a heat treatment step of heat-treating the first semiconductor layer in an atmosphere in which a metal halide is present; a semiconductor forming step of forming a second semiconductor layer on the first semiconductor layer; and a conductive layer forming step of forming a transparent conductive layer on the second semiconductor layer.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

近年、新興国の飛躍的な経済発展に伴って、地球規模でのエネルギー需要が増大してきている。その結果、石油等の化石エネルギーコストが上昇している。また、これら新興国の化石エネルギー消費の増大は地球規模でのCO2排出量の増加を招き、深刻な環境破壊を引き起こしている。これらの問題解決の有力な候補としては、自然エネルギーの積極的な利用が叫ばれており、中でも太陽電池による太陽光発電への期待は極めて大きい。

太陽電池には、様々な材料が用いられており、主なものとしは、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコン、銅インジウムガリウムセレン化合物(CIGS化合物)などが挙げられる。シリコンは、地殻埋蔵量は豊富であるもの、太陽電池の原料となる高純度シリコンの場合、安価な材料とは言い難い。また、CIGS化合物は、埋蔵量が少なく入手が困難なレアメタルを含んでおり、材料コストの低減にも限界がある。

そこで、主原料が極めて安価でかつ地殻埋蔵量も豊富な亜鉛や銅を用いた太陽電池の開発も行われている。

例えば、多結晶Cu2Oシート上にAlドープ酸化亜鉛(AZO)透明導電膜を積層したAZO/Cu2Oショットキー障壁ダイオードにおいて、1%以上の光電変換効率が得られることが報告されている(非特許文献1参照)。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、光エネルギーを電気エネルギーに変換できる光電変換素子の技術に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
多結晶のCu2Oからなる第1の半導体層を準備する準備工程と、
金属ハロゲン化物が存在する雰囲気で前記第1の半導体層を熱処理する熱処理工程と、
前記第1の半導体層の上に第2の半導体層を形成する半導体形成工程と、
前記第2の半導体層の上に透明導電層を形成する導電層形成工程と、を含み、
前記熱処理工程は、前記第1の半導体層を前記金属ハロゲン化物で被覆した状態で行われることを特徴とする光電変換素子の製造方法。

【請求項2】
 
前記熱処理工程は、不活性ガス雰囲気中で100~1000℃の雰囲気温度で行われることを特徴とする請求項1に記載の光電変換素子の製造方法。

【請求項3】
 
前記金属ハロゲン化物は、NaClまたはKClを含むことを特徴とする請求項1または2に記載の光電変換素子の製造方法。

【請求項4】
 
前記第2の半導体層は、GaOまたはGaAlO系酸化物を含むことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の光電変換素子の製造方法。

【請求項5】
 
前記第1の半導体層はp型半導体層であり、前記第2の半導体層はn型半導体層であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の光電変換素子の製造方法。

【請求項6】
 
多結晶のCu2Oからなるシートを準備する準備工程と、
金属ハロゲン化物が存在する雰囲気で前記シートを熱処理する熱処理工程と、を含み、
前記熱処理工程は、前記多結晶のCu2Oからなるシートを前記金属ハロゲン化物で被覆した状態で行われることを特徴とするp型半導体層の製造方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2014038691thum.jpg
State of application right Registered
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