JPH0474442A - ＣｄＳ―ＺｎＳ固溶体薄膜の製造方法 - Google Patents
ＣｄＳ―ＺｎＳ固溶体薄膜の製造方法Info
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- JPH0474442A JPH0474442A JP2189060A JP18906090A JPH0474442A JP H0474442 A JPH0474442 A JP H0474442A JP 2189060 A JP2189060 A JP 2189060A JP 18906090 A JP18906090 A JP 18906090A JP H0474442 A JPH0474442 A JP H0474442A
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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
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- 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
本発明は太陽電池の光透過窓層などに用いて有効なＣｄ
Ｓ−ＺｎＳ固溶体薄膜の製造方法に関するものである。
Ｓ−ＺｎＳ固溶体薄膜の製造方法に関するものである。
従来の技術
近い将来 エネルギー供給が次第に困難になることが予
想され 太陽電池の高効率化 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と見られそのエネルギー
変換効率の向上が強く望まれている。この薄膜系太陽電
池には化合物半導体（ＩＩ−ＶＩ族やＩＩＩＩ−ＶＩ２
族）薄膜を用いたものが広く開発されつつある。化合物
半導体薄膜を用いた太陽電池の構成（表 バンドギャッ
プか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か狭くて光を吸収する吸収層とし
てのｐ型のＣｄＴｅ系あるいはＣｕＩｎ５ｅ＝系半導体
層を積層したベテロ接合などが用いられる。構成として
（友 例えはＩ Ｔ Ｏ（Ｉ ｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ ０
ｘｉｄｅ）を設けたガラス基板上にｎ型ＣｄＳ層を、次
いでｐ型ＣｄＴｅ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る。あるいは 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する。
想され 太陽電池の高効率化 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と見られそのエネルギー
変換効率の向上が強く望まれている。この薄膜系太陽電
池には化合物半導体（ＩＩ−ＶＩ族やＩＩＩＩ−ＶＩ２
族）薄膜を用いたものが広く開発されつつある。化合物
半導体薄膜を用いた太陽電池の構成（表 バンドギャッ
プか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か狭くて光を吸収する吸収層とし
てのｐ型のＣｄＴｅ系あるいはＣｕＩｎ５ｅ＝系半導体
層を積層したベテロ接合などが用いられる。構成として
（友 例えはＩ Ｔ Ｏ（Ｉ ｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ ０
ｘｉｄｅ）を設けたガラス基板上にｎ型ＣｄＳ層を、次
いでｐ型ＣｄＴｅ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る。あるいは 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する。
ＣｄＳの代わりにバンドギャップのより広いＣ（］５−
ＺｎＳ固溶体薄膜を用いること（ミ 透過光量を増やし
変換効率を上げることに大変有効である。
ＺｎＳ固溶体薄膜を用いること（ミ 透過光量を増やし
変換効率を上げることに大変有効である。
このＣｄＳ−ＺｎＳ固溶体薄膜の形成法としては 精密
に温度制御された２つの蒸発源からＣｄＳとＺｎＳを独
立に蒸発させ基板上に付着させて固溶体薄膜を形成する
。さらにＩ′Ｌ この固溶体薄膜をより低抵抗にする
ためにＩｎの様なドナー不純物を別の蒸発源から同時に
蒸発させて固溶体薄膜中に添加させる。この様にして形
成された膜の深さ方向の組成分布はＣ山 Ｚλ Ｓ、
Ｉｎなどの比が一定かあるいは精密制御された傾斜分布
にしなければならな（兎 発明が解決しようとする課題 この様に バンドギャップの広い低抵抗の半導体薄膜で
成る窓層を形成するには組成比を深さ方向に所定の値に
保つため精密に温度制御された２〜３ケの蒸発源を必要
とする。
に温度制御された２つの蒸発源からＣｄＳとＺｎＳを独
立に蒸発させ基板上に付着させて固溶体薄膜を形成する
。さらにＩ′Ｌ この固溶体薄膜をより低抵抗にする
ためにＩｎの様なドナー不純物を別の蒸発源から同時に
蒸発させて固溶体薄膜中に添加させる。この様にして形
成された膜の深さ方向の組成分布はＣ山 Ｚλ Ｓ、
Ｉｎなどの比が一定かあるいは精密制御された傾斜分布
にしなければならな（兎 発明が解決しようとする課題 この様に バンドギャップの広い低抵抗の半導体薄膜で
成る窓層を形成するには組成比を深さ方向に所定の値に
保つため精密に温度制御された２〜３ケの蒸発源を必要
とする。
課題を解決するための手段
透光性基板上にＣｄＳおよびＺｎＳを同時に蒸着して半
導体薄膜を形成じ この薄膜を高温でＣｄＣｌ２の蒸気
に暑露して活性化し固溶体を形成する。
導体薄膜を形成じ この薄膜を高温でＣｄＣｌ２の蒸気
に暑露して活性化し固溶体を形成する。
作 用
本発明の方法によれば バンドギャップの広いＣｄＳ−
ＺｎＳ固溶体薄膜を安価な蒸着装置で、ＺｎＳとＣｄＳ
の２源による同時蒸着膜（両者の蒸着レート比は一定で
なくて、全量でのモル比が一定であれば良い）を、すな
わち深さ方向に組成が不均一な蒸着形成膜をＣｄＣｌ２
蒸気中の活性化熱処理によって固溶体が容易にでき、ま
た活性化膜であるため蒸着形成膜に比べてはるかに欠陥
が少なく、移動度が高く、低抵抗である。 Ｉｎなどの
添加により一層低抵抗化が可能であり、太陽電池の高効
率化に有効である。
ＺｎＳ固溶体薄膜を安価な蒸着装置で、ＺｎＳとＣｄＳ
の２源による同時蒸着膜（両者の蒸着レート比は一定で
なくて、全量でのモル比が一定であれば良い）を、すな
わち深さ方向に組成が不均一な蒸着形成膜をＣｄＣｌ２
蒸気中の活性化熱処理によって固溶体が容易にでき、ま
た活性化膜であるため蒸着形成膜に比べてはるかに欠陥
が少なく、移動度が高く、低抵抗である。 Ｉｎなどの
添加により一層低抵抗化が可能であり、太陽電池の高効
率化に有効である。
実施例
以下、本発明の詳細な説明する。
ガラス基板（コーニング社、＃７０５９）上に ２つの
蒸発源を用いてＺｎＳとＣｄＳ： Ｉｎを同時に蒸発
させ、ＣｄＳとＺｎＳのモル比か８：２で全体の厚さ１
．１μｍのＺｎＳ、ＣｄＳ、 Ｉｎ混成蒸着膜を形成し
た Ｉｎの量はＣｄＳ、ＺｎＳの全体に対して０および
０．１〜２モル％としへ このＺ−ｎＳ、 ＣｄＳ、
Ｉｎ混成膜を４５０〜６５０℃でＣｄＣ１５の飽和蒸気
中で加熱処理して固溶体化と同時に結晶化を起こさせ（
活性化プロセス）、 Ｉｎの有効添加を施す。固溶体化
によって吸収端波長は短波長側へシフトし九４５０℃以
下では固溶体化が不十分であり、６５０℃以上では透過
率が悪くな４４５０〜６５０℃で活性化固溶体化した膜
について分光透過率を第１表ニ５５０℃で活性化した固
溶体膜にＮｉＣｒ／Ａｕ蒸着電極を設けてＶ ａｎ ｄ
ｅｒ Ｐ ａｕｗの方法で測定した電気伝導特性を第２
表に示す。分光透過率をＴｒ直％）、電気伝導度をσ（
Ω−’ ｃｍ−勺、キャリア数をｎ （ｃｍ−３）、
移動度をμ（ｃｍＩ−’５ｅｅ−’）で示した 比較の
たへ 通常の精密制御した３つの蒸発源からＣｄＳ、Ｚ
ｎＳ、Ｉｎを同時蒸着（基板温度１５０℃）Ｌ、４００
℃でアニールした膜の特性についても調べな第１表 第２表 この様に 従来のＣｄＳ−ＺｎＳ固溶体膜に比べて分光
透過率が大である上へ 電気伝導度も非常に高（Ｘｏ
これは活性化法により形成した固溶体膜は欠陥が少な
いことを反映していると考えられる。
蒸発源を用いてＺｎＳとＣｄＳ： Ｉｎを同時に蒸発
させ、ＣｄＳとＺｎＳのモル比か８：２で全体の厚さ１
．１μｍのＺｎＳ、ＣｄＳ、 Ｉｎ混成蒸着膜を形成し
た Ｉｎの量はＣｄＳ、ＺｎＳの全体に対して０および
０．１〜２モル％としへ このＺ−ｎＳ、 ＣｄＳ、
Ｉｎ混成膜を４５０〜６５０℃でＣｄＣ１５の飽和蒸気
中で加熱処理して固溶体化と同時に結晶化を起こさせ（
活性化プロセス）、 Ｉｎの有効添加を施す。固溶体化
によって吸収端波長は短波長側へシフトし九４５０℃以
下では固溶体化が不十分であり、６５０℃以上では透過
率が悪くな４４５０〜６５０℃で活性化固溶体化した膜
について分光透過率を第１表ニ５５０℃で活性化した固
溶体膜にＮｉＣｒ／Ａｕ蒸着電極を設けてＶ ａｎ ｄ
ｅｒ Ｐ ａｕｗの方法で測定した電気伝導特性を第２
表に示す。分光透過率をＴｒ直％）、電気伝導度をσ（
Ω−’ ｃｍ−勺、キャリア数をｎ （ｃｍ−３）、
移動度をμ（ｃｍＩ−’５ｅｅ−’）で示した 比較の
たへ 通常の精密制御した３つの蒸発源からＣｄＳ、Ｚ
ｎＳ、Ｉｎを同時蒸着（基板温度１５０℃）Ｌ、４００
℃でアニールした膜の特性についても調べな第１表 第２表 この様に 従来のＣｄＳ−ＺｎＳ固溶体膜に比べて分光
透過率が大である上へ 電気伝導度も非常に高（Ｘｏ
これは活性化法により形成した固溶体膜は欠陥が少な
いことを反映していると考えられる。
そのため移動度も従来法の固溶体膜よりずっと大きし℃
この様にＺｎＳ、 ＣｄＳ、 Ｉｎの同時蒸着形成膜
をＣｄＣｌ２蒸気中で活性化熱処理することにより優れ
た特性の固溶体膜がが得られる。ＺｎＳ、ＣｄＳ、Ｉｎ
は精密制御なしで同時蒸着して、すなわち深さ方向に組
成ムラがあっても良く、後の活性化熱処理のプロセスで
均一な組成となる。またＩｎはｌｎＳ蒸発源に添加して
おいても良く、またＣｄＳとＺｎＳの同時蒸着生別源か
ら蒸着添加しても良１．％ ＣｄＳとＺｎＳの他の組
成比の固溶体ＣｄＳ −Ｚ ｎＳを用いてＬ またＩｎ
の代わりにＡｌやＧａを用いても同様の効果が得られる
。
をＣｄＣｌ２蒸気中で活性化熱処理することにより優れ
た特性の固溶体膜がが得られる。ＺｎＳ、ＣｄＳ、Ｉｎ
は精密制御なしで同時蒸着して、すなわち深さ方向に組
成ムラがあっても良く、後の活性化熱処理のプロセスで
均一な組成となる。またＩｎはｌｎＳ蒸発源に添加して
おいても良く、またＣｄＳとＺｎＳの同時蒸着生別源か
ら蒸着添加しても良１．％ ＣｄＳとＺｎＳの他の組
成比の固溶体ＣｄＳ −Ｚ ｎＳを用いてＬ またＩｎ
の代わりにＡｌやＧａを用いても同様の効果が得られる
。
発明の効果
本発明によれは 安価な装置を用いて変換効率向上に有
効なバンドギャップの広し＼ 低抵抗のＣｄｓ −Ｚ
ｎＳ固溶体薄膜を容易に形成することか可能となる。こ
れは太陽電池の変換効率向上とコストダウンに有効であ
る。
効なバンドギャップの広し＼ 低抵抗のＣｄｓ −Ｚ
ｎＳ固溶体薄膜を容易に形成することか可能となる。こ
れは太陽電池の変換効率向上とコストダウンに有効であ
る。
Claims (2)
- （１）透光性基板上に、ＣｄＳおよびＺｎＳを同時に蒸
着して半導体薄膜を形成し、前記薄膜を高温でＣｄＣｌ
＿２の蒸気に暴露して活性化し固溶体を形成することを
特徴とするＣｄＳ−ＺｎＳ固溶体薄膜の製造方法。 - （２）半導体薄膜中に予めＩｎ、Ｇａ、あるいはＡｌを
含有することを特徴とする請求項１記載のＣｄＳ−Ｚｎ
Ｓ固溶体薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2189060A JPH0474442A (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | ＣｄＳ―ＺｎＳ固溶体薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2189060A JPH0474442A (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | ＣｄＳ―ＺｎＳ固溶体薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0474442A true JPH0474442A (ja) | 1992-03-09 |
Family
ID=16234624
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2189060A Pending JPH0474442A (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | ＣｄＳ―ＺｎＳ固溶体薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0474442A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003073120A (ja) * | 2001-08-31 | 2003-03-12 | Fuji Photo Film Co Ltd | 複合微細粒子およびその製造方法 |
-
1990
- 1990-07-16 JP JP2189060A patent/JPH0474442A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003073120A (ja) * | 2001-08-31 | 2003-03-12 | Fuji Photo Film Co Ltd | 複合微細粒子およびその製造方法 |
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