[發明專利]光電轉換裝置

有效

• 申請號: 201480062323.1
• 申請日: 2014-11-19
• 公開（公告）號: CN105723521B
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發明（設計）人: 金倉淳志;古久保有哉;仲山徹
• 申請（專利權）人: 京瓷株式會社
• 主分類號: H01L31/0352
• 分類號: H01L31/0352
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 齊秀鳳

技術領域

本發明涉及光電轉換裝置。

背景技術

作為節能并且省資源、清潔的能源，太陽能電池的開發正在積極進行。 太陽能電池是利用光伏效應，將光能直接轉換為電力的電力設備。作為太 陽能電池，正在對有機薄膜太陽能電池、色素增感太陽能電池、多接合結 構太陽能電池等進行研究。

其中，使用了量子點(納米粒子)的太陽能電池(以下稱作量子點型 太陽能電池)作為理論上能夠實現60％以上的轉換效率的下一代的太陽能 電池備受關注。以下，存在將太陽能電池稱作光電轉換裝置的情況。

圖18是表示下述的專利文獻1所公開的現有的量子點型太陽能電池 的例子的剖面示意圖。在圖18中，101表示基板，103表示p側電極，105 表示p型半導體層，107表示具有量子點D的光電轉換層，109表示n型 半導體層，111表示n側電極。圖18所示的現有的量子點型太陽能電池在 p型半導體層105的上表面側，依次形成了使量子點D分散的光電轉換層 107和n型半導體層109。這些光電轉換層107以及n型半導體層109就 觀察剖面的形狀而言，都形成厚度大致均勻的板狀的結構，此外，這些各 層都構成為配置成與p型半導體層105的表面平行。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：JP特開2010-206004號公報

發明內容

發明要解決的課題

然而，如圖18所示，在光電轉換層107的厚度在平面方向上大致均勻、n型半導體層109以與該光電轉換層107大致平行的狀態進行了配置那樣的結構的情況下，存在通過了入射光側的n型半導體層109的光113 在光電轉換層107的表面附近容易發生反射，難以提高吸光率這樣的問題。因此，由于在量子點D中被激發的載流子(在圖18中使用h作為表示空穴(hole)的符號)難以增加，因而能夠提取為電流的電荷量減少，難以提高發電效率。

本發明鑒于上述課題而作，其目的在于提供一種吸光率較高、且能夠提高發電效率的光電轉換層以及具備該光電轉換層的光電轉換裝置。

用于解決課題的手段

本發明的光電轉換層具備含量子點層，所述含量子點層具有多個量子點以及包圍該量子點的阻擋部，在所述含量子點層的厚度方向的剖面，多個所述量子點沿著所述含量子點層的表面而相鄰排列，提取該相鄰的3個量子點，并描繪了連結位于兩側的2個量子點的所述表面側的端部的直線時，具有位于中央的量子點從所述直線向所述表面側突出了該位于中央的量子點的直徑的1/2以上的突出量子點。

本發明的光電轉換裝置構成為具備具有上述光電轉換層的光探測層。

發明效果

根據本發明，能夠得到吸光率高且能夠提高發電效率的光電轉換層以及具備該光電轉換層的光電轉換裝置。

附圖說明

圖1(a)是表示光電轉換層的第1實施方式的剖面示意圖，(b)是 (a)中的表面側的部分放大圖。

圖2是部分地表示在第1實施方式的光電轉換層中，從入射光側俯視光電轉換層的狀態的平面示意圖。

圖3是表示光電轉換層的第2實施方式的圖，是表示由核殼結構的復合粒子構成了光電轉換層的情況的剖面示意圖。

圖4是表示光電轉換裝置的第1實施方式的剖面示意圖。

圖5是表示光電轉換裝置的第2實施方式的剖面示意圖。

圖6(a)是表示光電轉換層的第3實施方式的剖面示意圖，(b)是表示了在量子點間范德華力起作用的狀態的示意圖。

圖7是表示光電轉換層的第4實施方式的圖，是表示配置于含量子點層的厚度方向的上層以及下層的復合粒子的平均粒徑比中央層小的情況的剖面示意圖。

圖8是表示光電轉換層的第5實施方式的剖面示意圖。

圖9是表示光電轉換裝置的第3實施方式的剖面示意圖。

圖10是部分地表示光電轉換層與集電層的界面附近的剖面示意圖。

圖11是表示集電層的厚度方向的剖面為山切割狀的剖面示意圖。

圖12是表示從入射光側俯視集電層的狀態的示意圖。

圖13是表示將集電層配置為夾持光電轉換層的情況的剖面示意圖。

圖14是表示光電轉換裝置的第4實施方式的圖，是在2個集電層間配置了光電轉換層的剖面示意圖。

圖15是表示光電轉換裝置的第5實施方式的圖，是表示配置于2個集電層間的光電轉換層構成為在包含量子點的光電轉換層的上下配置p型半導體層以及n型半導體層的情況的剖面示意圖。