JPH0216776A - 太陽電池の製造方法 - Google Patents
太陽電池の製造方法Info
- Publication number
- JPH0216776A JPH0216776A JP63166603A JP16660388A JPH0216776A JP H0216776 A JPH0216776 A JP H0216776A JP 63166603 A JP63166603 A JP 63166603A JP 16660388 A JP16660388 A JP 16660388A JP H0216776 A JPH0216776 A JP H0216776A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- film
- spraying
- solar cell
- sno2
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/541—CuInSe2 material PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光エネルギを電気エネルギに変換するための
ｐｎ接合を形成する半導体材料としてセレン化銅インジ
ウムＣｕ１ｎＳｅ、を用いる太陽電池の製造方法に関す
る。
ｐｎ接合を形成する半導体材料としてセレン化銅インジ
ウムＣｕ１ｎＳｅ、を用いる太陽電池の製造方法に関す
る。
Ｃｕ１ｎＳｅｔは光学バンドギャップが約１ｅＶであり
、従来の太陽電池に用いられているアモルファスシリコ
ンの１．７ｅＶに比べて小さく、太陽光スペクトルの長
波長領域までカバーできること、および直接遷移ギャッ
プであり、その光吸収係数は現在までに知られている半
導体の中で大きく、大きな充電流密度が得られるなど、
太陽電池用材料などとして注目を集めている。従来のＣ
ｕ１ｎＳｅ、太陽電池は、第２図に示す構造を有し、約
２００〜２５０℃に加熱した金属基板１上にＣｕ１ｎＳ
ｅｚ薄膜２″を真空蒸着し、その上に酸化インジウムＩ
ｎ１０３と酸化ｍ Ｓ ｎ Ｏｔを９５対５の割合で混
合した酸化インジウム錫（以下ＩＴＯと記す）１膜３を
約４５０ｎｍの厚さになるように蒸着したものである。
、従来の太陽電池に用いられているアモルファスシリコ
ンの１．７ｅＶに比べて小さく、太陽光スペクトルの長
波長領域までカバーできること、および直接遷移ギャッ
プであり、その光吸収係数は現在までに知られている半
導体の中で大きく、大きな充電流密度が得られるなど、
太陽電池用材料などとして注目を集めている。従来のＣ
ｕ１ｎＳｅ、太陽電池は、第２図に示す構造を有し、約
２００〜２５０℃に加熱した金属基板１上にＣｕ１ｎＳ
ｅｚ薄膜２″を真空蒸着し、その上に酸化インジウムＩ
ｎ１０３と酸化ｍ Ｓ ｎ Ｏｔを９５対５の割合で混
合した酸化インジウム錫（以下ＩＴＯと記す）１膜３を
約４５０ｎｍの厚さになるように蒸着したものである。
金属基板１には正電極端子４１が、ｔＴｏＴｉｉ膜３に
は負電極端子４２がそれぞれ設けられている。この場合
Ｃｕ１ｎＳｅ２簿膜は多結晶となり、その粒径はおおむ
ね１〜３Ｉｒｍである。ＩＴＯは、光の透過率８０〜９
０％と透明であるのに加え、比抵抗も１０−３〜１Ｏ−
４Ω・１と低いため、透光性電極としての役割をすると
ともに、禁止帯幅３．７電子ボルトのｎ型半導体である
ので、ｐ型半導体であるＣｕ１ｎＳｅ＊との間にｐｎ接
合を形成する。このｐｎ接合のエネルギバンドダイヤグ
ラムを第３図に示す、 ３１は伝導度端、３２はフェル
ミ準位、３３は価電子端を示す、したがってＩＴＯ／Ｃ
ｕ１ｎＳｅｔ構造は、光電変換作用を持ち、太陽電池と
して動作する。その結果、光５が入射すると、負電極端
子４２と正電極端子４１の間に光起電力を生ずる。第４
図は、第２図の構造を有し、面積１ａ！の出力特性、す
なわち電流電圧特性を示し、１００ｍＷ／ａ１１強度の
光照射時に２．１％の光電変換効率を有している。
は負電極端子４２がそれぞれ設けられている。この場合
Ｃｕ１ｎＳｅ２簿膜は多結晶となり、その粒径はおおむ
ね１〜３Ｉｒｍである。ＩＴＯは、光の透過率８０〜９
０％と透明であるのに加え、比抵抗も１０−３〜１Ｏ−
４Ω・１と低いため、透光性電極としての役割をすると
ともに、禁止帯幅３．７電子ボルトのｎ型半導体である
ので、ｐ型半導体であるＣｕ１ｎＳｅ＊との間にｐｎ接
合を形成する。このｐｎ接合のエネルギバンドダイヤグ
ラムを第３図に示す、 ３１は伝導度端、３２はフェル
ミ準位、３３は価電子端を示す、したがってＩＴＯ／Ｃ
ｕ１ｎＳｅｔ構造は、光電変換作用を持ち、太陽電池と
して動作する。その結果、光５が入射すると、負電極端
子４２と正電極端子４１の間に光起電力を生ずる。第４
図は、第２図の構造を有し、面積１ａ！の出力特性、す
なわち電流電圧特性を示し、１００ｍＷ／ａ１１強度の
光照射時に２．１％の光電変換効率を有している。
このようにＣｕ Ｉ ｎＳｅ を太陽電池は光電変換効
率の点でもさらに向上が期待されるが、ｐｎ接合形成の
ため、ＣｕＩｎ５ｅｔ ￥１１膜および［ＴＯ薄膜の双
方に真空蒸着装置を必要とし、製造装置が高額であると
共に、透光性電極の主成分Ｉｎｇｏｔが高価なため、コ
ストの低減も要求される。
率の点でもさらに向上が期待されるが、ｐｎ接合形成の
ため、ＣｕＩｎ５ｅｔ ￥１１膜および［ＴＯ薄膜の双
方に真空蒸着装置を必要とし、製造装置が高額であると
共に、透光性電極の主成分Ｉｎｇｏｔが高価なため、コ
ストの低減も要求される。
本発明は、透光性電極の製造装置および原料のコストを
低減することにより、Ｃｕ１ｎＳｅｘを用いながら低価
格の太陽電池の製造方法を提供することにある。
低減することにより、Ｃｕ１ｎＳｅｘを用いながら低価
格の太陽電池の製造方法を提供することにある。
（課題を解決するための手段〕
上記の課題の解決のために、本発明の太陽電池は、透光
性基板を加熱し、その上に錫化合物とドーピング物質を
含む水溶液を噴霧してｎ形のＳｎＯ！薄膜を形成し、さ
らにその上にｐ形のＣｕ１ｎＳｅｚ薄膜および裏面電極
膜を順次積層するものとする。
性基板を加熱し、その上に錫化合物とドーピング物質を
含む水溶液を噴霧してｎ形のＳｎＯ！薄膜を形成し、さ
らにその上にｐ形のＣｕ１ｎＳｅｚ薄膜および裏面電極
膜を順次積層するものとする。
Ｃｕ１ｎＳｅよ薄膜とｐｎ接合を形成する透光性電極を
兼ねる薄膜として噴霧して成膜できるｎＹ３ｓｎＯ。
兼ねる薄膜として噴霧して成膜できるｎＹ３ｓｎＯ。
薄膜を用いることにより製造装置および原料コストを大
幅に低減する。
幅に低減する。
第１図は本発明の一実施例の構造を示し、第２図と共通
の部分には同一の符号を有している。このＣｕ１ｎＳｅ
、太陽電池は、ガラス基板６の上に、ＳｎＪ薄膜７ 、
Ｃｕ１ｎＳｅｔ薄１！１２、裏面電極８を順次積層した
構造を有しており、負電極端子４２はＳｎＯ□薄膜７に
、正電極端子４１は裏面電極８に設けられる。
の部分には同一の符号を有している。このＣｕ１ｎＳｅ
、太陽電池は、ガラス基板６の上に、ＳｎＪ薄膜７ 、
Ｃｕ１ｎＳｅｔ薄１！１２、裏面電極８を順次積層した
構造を有しており、負電極端子４２はＳｎＯ□薄膜７に
、正電極端子４１は裏面電極８に設けられる。
この太陽電池を製造するには、まずＳｎＯｍｙ１膜７を
約４００℃に加熱したガラス基板６上に、噴霧状の原料
水溶液を噴射することによって形成する。原料水溶液は
、水１１に０．７モルのＳｎα４．１０モルのプロパツ
ール、０．２ モル（Ｄ ＨＣ７，０，４５モル（Ｄ
ＮＨ，Ｆおよび０，０１モルの５ｂｃ１ｚを溶解したも
のである。
約４００℃に加熱したガラス基板６上に、噴霧状の原料
水溶液を噴射することによって形成する。原料水溶液は
、水１１に０．７モルのＳｎα４．１０モルのプロパツ
ール、０．２ モル（Ｄ ＨＣ７，０，４５モル（Ｄ
ＮＨ，Ｆおよび０，０１モルの５ｂｃ１ｚを溶解したも
のである。
ここで、ＮＨ＃Ｐおよび５ｂＣＪｓは、Ｓｎ０ｇにＦお
よびｓｂをドーピングしてｎ形半導体化すると同時に電
気抵抗を低下させるために添加する。この噴霧法による
５ｎｏｚｆ３［膜の形成方法は、常圧下での反応を利用
するので真空排気系が不要であり、真空蒸着法よりも装
置コストを低減できる。 Ｓｎ０ｇ薄膜の厚さは約４５
０ｎｍとした０次に、ｎ形ＳｎＯ！薄膜７で覆われたガ
ラス基板上に、ＣｕｌｎＳｅｇ薄膜２を従来と同様真空
蒸着法を用いて３Ｉ！ｍの厚さに成膜した。蒸着は、Ｃ
ｕ、ＩｎおよびＳｅを別々のヒータで加熱し、それらの
蒸気を同一基板上に導く三蒸着源法によつた。これら三
つの蒸着源の温度を制御することによって、それぞれの
蒸気圧を制御し、基板上に堆積されるＣｕ（ｎｓｅ、薄
膜２の組成が、Ｃｕ ： Ｉｎ ： ５ｅ−ｘ：ｉ：ｚ
の化学量論比にほぼなるようにしたが、ＣｕのＩｎに対
する比は正確に１：１でなく、１．００１〜１．０５と
し、Ｃｕ１ｎＳｅ、がｐ形半導体となるようにした。最
後に真空蒸着法によりモリブデンを３面電極８として３
μの厚さに蒸着した。しかし、裏面電極８は導電ペース
トの印刷によって形成してもよい。
よびｓｂをドーピングしてｎ形半導体化すると同時に電
気抵抗を低下させるために添加する。この噴霧法による
５ｎｏｚｆ３［膜の形成方法は、常圧下での反応を利用
するので真空排気系が不要であり、真空蒸着法よりも装
置コストを低減できる。 Ｓｎ０ｇ薄膜の厚さは約４５
０ｎｍとした０次に、ｎ形ＳｎＯ！薄膜７で覆われたガ
ラス基板上に、ＣｕｌｎＳｅｇ薄膜２を従来と同様真空
蒸着法を用いて３Ｉ！ｍの厚さに成膜した。蒸着は、Ｃ
ｕ、ＩｎおよびＳｅを別々のヒータで加熱し、それらの
蒸気を同一基板上に導く三蒸着源法によつた。これら三
つの蒸着源の温度を制御することによって、それぞれの
蒸気圧を制御し、基板上に堆積されるＣｕ（ｎｓｅ、薄
膜２の組成が、Ｃｕ ： Ｉｎ ： ５ｅ−ｘ：ｉ：ｚ
の化学量論比にほぼなるようにしたが、ＣｕのＩｎに対
する比は正確に１：１でなく、１．００１〜１．０５と
し、Ｃｕ１ｎＳｅ、がｐ形半導体となるようにした。最
後に真空蒸着法によりモリブデンを３面電極８として３
μの厚さに蒸着した。しかし、裏面電極８は導電ペース
トの印刷によって形成してもよい。
こうして作製した面積１ｃｄのＳｎｏｗ／ Ｃｕ１ｎＳ
ｅｚ太隔電池にガラス基板６の側から光５が入射した場
合の出力特性例を第５図に示す、 ｌｏｏｍＷ ／−強
度の光照射時に、３．２％の光電変換効率を有している
。
ｅｚ太隔電池にガラス基板６の側から光５が入射した場
合の出力特性例を第５図に示す、 ｌｏｏｍＷ ／−強
度の光照射時に、３．２％の光電変換効率を有している
。
上記の実施例の中でＣｕ１ｎＳｅｘ ｆｊｌ膜は、（ｕ
ｃＪ、Ｉｎａ １．Ｃｌｌ３ＮＨＣＳｅＮＨＣｔ１３を
Ｃｕｔｉｎ、Ｓｅが上述の比になるように混合した水溶
液を２００〜３００℃に加熱した基板上に噴霧すること
によっても得ることができる。
ｃＪ、Ｉｎａ １．Ｃｌｌ３ＮＨＣＳｅＮＨＣｔ１３を
Ｃｕｔｉｎ、Ｓｅが上述の比になるように混合した水溶
液を２００〜３００℃に加熱した基板上に噴霧すること
によっても得ることができる。
この発明によれば、透光性電極をＳｎｕｇとしたので、
真空蒸着法に比べ製造装置コストの低い噴霧法を利用で
き、また透光性電極の原料であるＳｎｕｇは、ＩＴＯの
主成分である］ｎ１Ｏｓに比べ安価であるため、原料コ
ストを低くできる。こうして透光性電極が安価に製造で
き、また基板に安価なガラス板を用いることができる結
果、従来より安価な透光性電ｈ ／ Ｃｕ１ｎＳｅｌ構
造の太陽電池を製造できる。また噴霧法によるＳｎ０ｗ
薄膜は、約４００℃の高温で成長したものであるため、
耐熱性が高く、ｐｎ接合におけるｐ層と１層の原子の相
互拡散が少なく、界面準位の少ないｐｎ接合が形成でき
るため、蒸着法によるＩＴＯｔｌ膜を用いた場合に比べ
て、より高い充電変換効率が得られるという利点もある
。
真空蒸着法に比べ製造装置コストの低い噴霧法を利用で
き、また透光性電極の原料であるＳｎｕｇは、ＩＴＯの
主成分である］ｎ１Ｏｓに比べ安価であるため、原料コ
ストを低くできる。こうして透光性電極が安価に製造で
き、また基板に安価なガラス板を用いることができる結
果、従来より安価な透光性電ｈ ／ Ｃｕ１ｎＳｅｌ構
造の太陽電池を製造できる。また噴霧法によるＳｎ０ｗ
薄膜は、約４００℃の高温で成長したものであるため、
耐熱性が高く、ｐｎ接合におけるｐ層と１層の原子の相
互拡散が少なく、界面準位の少ないｐｎ接合が形成でき
るため、蒸着法によるＩＴＯｔｌ膜を用いた場合に比べ
て、より高い充電変換効率が得られるという利点もある
。
第１図は本発明の一実施例の太陽電池の断面図、第２図
は従来のＣｕ１ｎＳｅｔ太陽電池の断面図、第３出力特
性図、第５図は第１図の構造の太陽電池の出力特性図で
ある。 ２： ＣｕｆｎＳｅｔ薄膜、６：ガラス基板、７ ：
Ｓｎ０ｇ薄膜、８：裏面電極、４１：正電極端子、４２
：負電卜５ 第１図 第２図 第３図
は従来のＣｕ１ｎＳｅｔ太陽電池の断面図、第３出力特
性図、第５図は第１図の構造の太陽電池の出力特性図で
ある。 ２： ＣｕｆｎＳｅｔ薄膜、６：ガラス基板、７ ：
Ｓｎ０ｇ薄膜、８：裏面電極、４１：正電極端子、４２
：負電卜５ 第１図 第２図 第３図
Claims (1)
- １）透光性基板を加熱し、その上に錫化合物とドーピン
グ物質を含む水溶液を噴霧してｎ形の酸化錫薄膜を形成
し、さらにその上にｐ形のセレン化銅インジウム薄膜お
よび裏面電極膜を順次積層することを特徴とする太陽電
池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63166603A JPH0216776A (ja) | 1988-07-04 | 1988-07-04 | 太陽電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63166603A JPH0216776A (ja) | 1988-07-04 | 1988-07-04 | 太陽電池の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0216776A true JPH0216776A (ja) | 1990-01-19 |
Family
ID=15834357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63166603A Pending JPH0216776A (ja) | 1988-07-04 | 1988-07-04 | 太陽電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0216776A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6020556A (en) * | 1998-09-07 | 2000-02-01 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Solar cell |
| US6188013B1 (en) | 1998-09-07 | 2001-02-13 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Solar cell |
-
1988
- 1988-07-04 JP JP63166603A patent/JPH0216776A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6020556A (en) * | 1998-09-07 | 2000-02-01 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Solar cell |
| US6188013B1 (en) | 1998-09-07 | 2001-02-13 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Solar cell |
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