JPH0448659A - 太陽電池とその製造方法 - Google Patents
太陽電池とその製造方法Info
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- JPH0448659A JPH0448659A JP2154757A JP15475790A JPH0448659A JP H0448659 A JPH0448659 A JP H0448659A JP 2154757 A JP2154757 A JP 2154757A JP 15475790 A JP15475790 A JP 15475790A JP H0448659 A JPH0448659 A JP H0448659A
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- Japan
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- cds
- semiconductor
- layer
- type
- vapor
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- 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
- Y02E10/543—Solar cells from Group II-VI materials
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
本発明は太陽電池とその製造方法に関し とくにｎ型Ｃ
ｄＳ半導体活性化薄膜を光透過窓層とする太陽電池とそ
の製造方法に関すａ 従来の技術 近い将来 石油を主体とする化石燃料の枯渇によりエネ
ルギー供給が次第に困難になることが予想され 太陽電
池の高効率４Ｌ 低コスト化が大きな課題になってき
た なかでＬ 大面積化が容易な薄膜系太陽電池は大幅
な低コスト化が可能なのでそのエネルギー変換効率の向
上が強く望まれていも この薄膜系太陽電池には化合物
半導体（ＩＩ−ＶＩ族やＩ−ＩＩＩ−ｖＩＰ族）薄膜を
用いたものが広く開発されつつあ４ 化合物半導体薄膜
を用いた太陽電池の構成（訟 バンドギャップが広くて
光を透過する窓層としてのｎ型ＣｄＳ系半導体層とバン
ドギャップが狭（て光を吸収する吸収層としてのｐ型の
ＣｄＴｅ系あるいはＣｕ１ｎＳｅｓ系半導体層を積層し
たヘテロ接合などが用いられも 構成として（よ例えば
Ｉ Ｔ Ｏ（Ｉ ｎｄｉｕｍ Ｔ ｉｎ ０ｘｉｄｅ）
を設けたガラス基板上にｎ型ＣｄＳ層を、次いでｐ型Ｃ
ｄＴｅ層を蒸着法で積層形成し 最後に金属電極を設け
て太陽電池とすム あるい（よ ガラス基板上にスクリ
ーン印刷と焼成によってｎ型ＣｄＳ層を、次いで同様に
スクリーン印刷と焼成によってｐ型ＣｄＴｅ層を、最後
に金属電極層を設けて太陽電池としていも 発明が解決しようとする課題 このＣｄＳ層は蒸着法では薄膜で光透過率に優れるが形
成時の温度が２００ｔ程度と低いため結晶欠陥が多く、
印刷法では厚膜で光透過率は低いが形成時の温度が６０
０ｔ程度と高いため結晶欠陥が少な（〜 光透過率が小
さいと吸収層に到達する光が少ないので短絡電流Ｊ＠ｏ
が小さく、結晶欠陥が多いと光発生キャリアの再結合が
盛んになり開放電圧Ｖ ｏｓが小さくなａ このためど
ちらの方法でも得られる変換効率ηは１０％位に限られ
るという欠点があム 本発明はこのような欠点を解決す
るものて 結晶欠陥が少なく、光透過率の優れた 変換
効率の高い太陽電池を提供することを目的とすム 課題を解決するための手段 この課題を解決するため本発明の太陽電池の構成ＣＬ
ｎ型ＣｄＳ半導体の窓層３と、Ｐ型ＣｄＳ半導体の光
吸収層からなる薄膜太陽電池において、前記ｎ型半導体
の窓層３がＣｄＣ１ｅ蒸気中で熱処理形成された活性化
ＣｄＳ半導体薄膜を主体としてなり、その製造方法とし
ては透明導電層２を設けた透光性基板１上！、：、Ｃｄ
Ｓ半導体薄膜を形成し 前記ＣｄＳ半導体薄膜を高温で
ＣｄＣ１ｇの蒸気に暴露して活性化してｎ型ＣｄＳ半導
体を主体とする窓層を形成し その上にｎ型半導体の光
吸収層を形成しその上に電極層を形成するものであも 作 用 本発明の太陽電池の構成と製造方法によれｔ′ＬＣｄＳ
半導体薄膜をＣｄＣ１ｇ蒸気中で高温処理しているた塩
従来の蒸着形成膜に比べてはるかに結晶欠陥が少なく
、移動度が高く、低抵抗である上に光透過率が高く、さ
らに印刷形成膜に比べてはるかに薄くて叡 光透過率が
高１．％ 実施例 以下、本発明の一実施例の太陽電池とその製造方法につ
いて図面をもとにして説明すも第１図においてＩＴＯか
らなる透明導電層２を設けたガラス基板からなる透光性
基板１上に厚さ１μｍ１１のＩ ｎ−ｄｏｐｅｄ Ｃｄ
Ｓの蒸着膜を形成すも Ｉｎの量はＣｄＳに対して０．
１％とすム このＣｄＳ：ＩｎＪｌ［を５５０℃でＣｄ
Ｃｌ２の蒸気中で加熱処理して結晶化を起こさせ（活性
化プロセス）、 Ｉｎの有効添加を施す。この活性化し
たＣｄＳを主体とするｎ型活性化半導体窓層３の上く
５μｍ厚のＣｄＴｅを主体とするＰ型半導体光吸収層４
を蒸着形成しその上にＣｕからなる電極層５を形成して
太陽電池を製作した 比較のた＆ ＣｄＳ半導体層を
通常の製法すなわちＣｄＳ、 Ｉｎを同時蒸着Ｌ ４
００ｔでアニールして形成し 他は上記と同様にして従
来型の太陽電池も製作し九 これら太陽電池のＡＭ １
、５ （８４ｍＷ／ｃｍ”）の照射光に対する特性ヲ
第１表にて示す。なおＦ、Ｆ、は曲線因子を表す。
ｄＳ半導体活性化薄膜を光透過窓層とする太陽電池とそ
の製造方法に関すａ 従来の技術 近い将来 石油を主体とする化石燃料の枯渇によりエネ
ルギー供給が次第に困難になることが予想され 太陽電
池の高効率４Ｌ 低コスト化が大きな課題になってき
た なかでＬ 大面積化が容易な薄膜系太陽電池は大幅
な低コスト化が可能なのでそのエネルギー変換効率の向
上が強く望まれていも この薄膜系太陽電池には化合物
半導体（ＩＩ−ＶＩ族やＩ−ＩＩＩ−ｖＩＰ族）薄膜を
用いたものが広く開発されつつあ４ 化合物半導体薄膜
を用いた太陽電池の構成（訟 バンドギャップが広くて
光を透過する窓層としてのｎ型ＣｄＳ系半導体層とバン
ドギャップが狭（て光を吸収する吸収層としてのｐ型の
ＣｄＴｅ系あるいはＣｕ１ｎＳｅｓ系半導体層を積層し
たヘテロ接合などが用いられも 構成として（よ例えば
Ｉ Ｔ Ｏ（Ｉ ｎｄｉｕｍ Ｔ ｉｎ ０ｘｉｄｅ）
を設けたガラス基板上にｎ型ＣｄＳ層を、次いでｐ型Ｃ
ｄＴｅ層を蒸着法で積層形成し 最後に金属電極を設け
て太陽電池とすム あるい（よ ガラス基板上にスクリ
ーン印刷と焼成によってｎ型ＣｄＳ層を、次いで同様に
スクリーン印刷と焼成によってｐ型ＣｄＴｅ層を、最後
に金属電極層を設けて太陽電池としていも 発明が解決しようとする課題 このＣｄＳ層は蒸着法では薄膜で光透過率に優れるが形
成時の温度が２００ｔ程度と低いため結晶欠陥が多く、
印刷法では厚膜で光透過率は低いが形成時の温度が６０
０ｔ程度と高いため結晶欠陥が少な（〜 光透過率が小
さいと吸収層に到達する光が少ないので短絡電流Ｊ＠ｏ
が小さく、結晶欠陥が多いと光発生キャリアの再結合が
盛んになり開放電圧Ｖ ｏｓが小さくなａ このためど
ちらの方法でも得られる変換効率ηは１０％位に限られ
るという欠点があム 本発明はこのような欠点を解決す
るものて 結晶欠陥が少なく、光透過率の優れた 変換
効率の高い太陽電池を提供することを目的とすム 課題を解決するための手段 この課題を解決するため本発明の太陽電池の構成ＣＬ
ｎ型ＣｄＳ半導体の窓層３と、Ｐ型ＣｄＳ半導体の光
吸収層からなる薄膜太陽電池において、前記ｎ型半導体
の窓層３がＣｄＣ１ｅ蒸気中で熱処理形成された活性化
ＣｄＳ半導体薄膜を主体としてなり、その製造方法とし
ては透明導電層２を設けた透光性基板１上！、：、Ｃｄ
Ｓ半導体薄膜を形成し 前記ＣｄＳ半導体薄膜を高温で
ＣｄＣ１ｇの蒸気に暴露して活性化してｎ型ＣｄＳ半導
体を主体とする窓層を形成し その上にｎ型半導体の光
吸収層を形成しその上に電極層を形成するものであも 作 用 本発明の太陽電池の構成と製造方法によれｔ′ＬＣｄＳ
半導体薄膜をＣｄＣ１ｇ蒸気中で高温処理しているた塩
従来の蒸着形成膜に比べてはるかに結晶欠陥が少なく
、移動度が高く、低抵抗である上に光透過率が高く、さ
らに印刷形成膜に比べてはるかに薄くて叡 光透過率が
高１．％ 実施例 以下、本発明の一実施例の太陽電池とその製造方法につ
いて図面をもとにして説明すも第１図においてＩＴＯか
らなる透明導電層２を設けたガラス基板からなる透光性
基板１上に厚さ１μｍ１１のＩ ｎ−ｄｏｐｅｄ Ｃｄ
Ｓの蒸着膜を形成すも Ｉｎの量はＣｄＳに対して０．
１％とすム このＣｄＳ：ＩｎＪｌ［を５５０℃でＣｄ
Ｃｌ２の蒸気中で加熱処理して結晶化を起こさせ（活性
化プロセス）、 Ｉｎの有効添加を施す。この活性化し
たＣｄＳを主体とするｎ型活性化半導体窓層３の上く
５μｍ厚のＣｄＴｅを主体とするＰ型半導体光吸収層４
を蒸着形成しその上にＣｕからなる電極層５を形成して
太陽電池を製作した 比較のた＆ ＣｄＳ半導体層を
通常の製法すなわちＣｄＳ、 Ｉｎを同時蒸着Ｌ ４
００ｔでアニールして形成し 他は上記と同様にして従
来型の太陽電池も製作し九 これら太陽電池のＡＭ １
、５ （８４ｍＷ／ｃｍ”）の照射光に対する特性ヲ
第１表にて示す。なおＦ、Ｆ、は曲線因子を表す。
第１表
第１表に示すように本実施例の構成 製法で得られた太
陽電池の特性は従来の構成 製法で得られた太陽電池の
特性よりはるかに優れていも これは本実施例の太陽電
池のｎ型活性化ＣｄＳ半導体窓層３が従来の太陽電池の
ＣｄＳ膜に比べて光透過率が大である上（：、電気伝導
度も高いからであムこれはｎ型活性化ＣｄＳ半導体窓層
３は従来法のＣｄ５ｊ［より結晶欠陥が少ないので移動
度も大きく再結合中心も少ないことを反映していると考
えられも このようにＣｄＳ蒸着膜を形成して＆ＣｄＣ１を蒸気中
で活性化熱処理して得られたＣｄＳ膜を備えた太陽電池
は優れた特性を有す＆Ｉｎの添加は光透過率の増大と低
抵抗化に有効であり、変換効率を高くずも このＩｎは
ＣｄＳ蒸発源に添加しておいても良く、またＣｄＳの蒸
着東 別派から蒸着添加しても良し〜 またＩｎの代わ
りにＡ１やＧａを用いても同様の効果が得られも 発明の効果 以上の実施例の説明で明らかなようく 本発明の太陽電
池とその製造方法によれば 変換効率の非常に高い優れ
た太陽電池を容易に得ることが可能となも この太陽電
池は薄膜構成であるから大幅なコストダウンもはかれも
陽電池の特性は従来の構成 製法で得られた太陽電池の
特性よりはるかに優れていも これは本実施例の太陽電
池のｎ型活性化ＣｄＳ半導体窓層３が従来の太陽電池の
ＣｄＳ膜に比べて光透過率が大である上（：、電気伝導
度も高いからであムこれはｎ型活性化ＣｄＳ半導体窓層
３は従来法のＣｄ５ｊ［より結晶欠陥が少ないので移動
度も大きく再結合中心も少ないことを反映していると考
えられも このようにＣｄＳ蒸着膜を形成して＆ＣｄＣ１を蒸気中
で活性化熱処理して得られたＣｄＳ膜を備えた太陽電池
は優れた特性を有す＆Ｉｎの添加は光透過率の増大と低
抵抗化に有効であり、変換効率を高くずも このＩｎは
ＣｄＳ蒸発源に添加しておいても良く、またＣｄＳの蒸
着東 別派から蒸着添加しても良し〜 またＩｎの代わ
りにＡ１やＧａを用いても同様の効果が得られも 発明の効果 以上の実施例の説明で明らかなようく 本発明の太陽電
池とその製造方法によれば 変換効率の非常に高い優れ
た太陽電池を容易に得ることが可能となも この太陽電
池は薄膜構成であるから大幅なコストダウンもはかれも
第１図は本発明の一実施例の太陽電池の構成を示す断面
図であム ト・・透光性基板 ２・・・透明導電凰 ３・・・ｎ型
活性化ＣｄＳ半導体窓凰 ４・・・ｐ型半導体光吸収凰
５・・・電極凰 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか１溶用 図 ｆ−一一退梵恨基版 ｚ−−一遺明ｌＩ電１ ３−−− ７Ｌ ＠Ｌ ５％ ａ４ｔ：、ｃｄｓ
千鵡１本ト１４１翫苓−Ｐ型手噂イネ九Ｉｙｊｊ収１ ５−電孤層
図であム ト・・透光性基板 ２・・・透明導電凰 ３・・・ｎ型
活性化ＣｄＳ半導体窓凰 ４・・・ｐ型半導体光吸収凰
５・・・電極凰 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか１溶用 図 ｆ−一一退梵恨基版 ｚ−−一遺明ｌＩ電１ ３−−− ７Ｌ ＠Ｌ ５％ ａ４ｔ：、ｃｄｓ
千鵡１本ト１４１翫苓−Ｐ型手噂イネ九Ｉｙｊｊ収１ ５−電孤層
Claims (3)
- （１）ｎ型ＣｄＳ半導体の窓層とＰ型ＣｄＳ半導体の光
吸収層からなる薄膜太陽電池において、前記ｎ型ＣｄＳ
半導体がＣｄＣｌ＿２蒸気中で熱処理形成されたｎ型活
性化ＣｄＳ半導体薄膜を主体としてなる太陽電池。 - （２）透明導電層を設けた透光性基板上に、ＣｄＳ半導
体薄膜を形成し、前記ＣｄＳ半導体薄膜を高温でＣｄＣ
ｌ＿２の蒸気に暴露して活性化して、ｎ型ＣｄＳ半導体
薄膜を主体とする窓層を形成し、その上にＰ型半導体の
光吸収層を形成し、さらにその上に電極層を形成する太
陽電池の製造方法。 - （３）ｎ型ＣｄＳ半導体薄膜中に予めＩｎ、Ｇａあるい
はＡｌを添加してなる請求項２記載の太陽電池の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2154757A JPH0448659A (ja) | 1990-06-13 | 1990-06-13 | 太陽電池とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2154757A JPH0448659A (ja) | 1990-06-13 | 1990-06-13 | 太陽電池とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0448659A true JPH0448659A (ja) | 1992-02-18 |
Family
ID=15591238
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2154757A Pending JPH0448659A (ja) | 1990-06-13 | 1990-06-13 | 太陽電池とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0448659A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011034812A3 (en) * | 2009-09-20 | 2011-08-04 | Miasolé | Method of making an electrically conductive cadmium sulfide sputtering target for photovoltaic manufacturing |
-
1990
- 1990-06-13 JP JP2154757A patent/JPH0448659A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011034812A3 (en) * | 2009-09-20 | 2011-08-04 | Miasolé | Method of making an electrically conductive cadmium sulfide sputtering target for photovoltaic manufacturing |
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