JPH0474480A - 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
- Publication number
- JPH0474480A JPH0474480A JP2189051A JP18905190A JPH0474480A JP H0474480 A JPH0474480 A JP H0474480A JP 2189051 A JP2189051 A JP 2189051A JP 18905190 A JP18905190 A JP 18905190A JP H0474480 A JPH0474480 A JP H0474480A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- cds
- solar cell
- zns
- type semiconductor
- 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
- Y02E10/543—Solar cells from Group II-VI materials
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (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ＣｄＳあるいはＣｄＳ −Ｚ ｎＳ固溶体薄膜
を光透過窓層とする太陽電池とその製造方法に関するも
のである。
を光透過窓層とする太陽電池とそ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 太陽電池の高効率イヒ 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る。この薄膜系太陽電
池には化合物半導体（ＩＩ−Ｖｌ族ヤｌ−１１１−ＶＩ
２族） Ｗ４膜ヲ用イタち（Ｄ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（よ 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Ｃｄ
Ｓ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ＣｕＩｎＳｅ２
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（よ 例えばＩＴ○（■ｎｄｉｕｍ Ｔ ｉｎ
０ｘｉｄｅ）を設けたガラス基板上にｎ型ＣｄＳ層を
、次いて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ム あるいζ戴 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Ｃｄ
Ｔｅ層を、最後に金属電極層を設けて太陽電池とする。
想され 太陽電池の高効率イヒ 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る。この薄膜系太陽電
池には化合物半導体（ＩＩ−Ｖｌ族ヤｌ−１１１−ＶＩ
２族） Ｗ４膜ヲ用イタち（Ｄ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（よ 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Ｃｄ
Ｓ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ＣｕＩｎＳｅ２
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（よ 例えばＩＴ○（■ｎｄｉｕｍ Ｔ ｉｎ
０ｘｉｄｅ）を設けたガラス基板上にｎ型ＣｄＳ層を
、次いて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ム あるいζ戴 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Ｃｄ
Ｔｅ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ＣｄＳ−Ｚ
ｎＳ固溶体薄膜を用いることｃｔ 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あ
るいはＣｄＳ −Ｚ ｎＳ固溶体薄膜の形成法として、
我々は先願発明においてＣｄＳあるいはＣｄＳとＺｎＳ
の同時力＼ 積層蒸着膜を高温でＣｄＣｂの蒸気中で活
性化熱処理して用いることにより高効率化が可能である
ことを示しへ発明が解決しようとする課題 この様Ｅ、ＣｄＳあるいはＣｄＳ −Ｚ ｎＳの活性化
膜を窓層として用いることは高効率化に有効であるがそ
の変換効率にはなお不満がある。特に開放電圧Ｖ ｏ
ｏの向上が望まれる。
ｎＳ固溶体薄膜を用いることｃｔ 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あ
るいはＣｄＳ −Ｚ ｎＳ固溶体薄膜の形成法として、
我々は先願発明においてＣｄＳあるいはＣｄＳとＺｎＳ
の同時力＼ 積層蒸着膜を高温でＣｄＣｂの蒸気中で活
性化熱処理して用いることにより高効率化が可能である
ことを示しへ発明が解決しようとする課題 この様Ｅ、ＣｄＳあるいはＣｄＳ −Ｚ ｎＳの活性化
膜を窓層として用いることは高効率化に有効であるがそ
の変換効率にはなお不満がある。特に開放電圧Ｖ ｏ
ｏの向上が望まれる。
課題を解決するための手段
ｎ型半導体の窓層とＰ型半導体の光吸収層との積層構造
を有する太陽電池において、前記ｎ型半導体がＣｄＣｌ
２蒸気中で熱処理形成された活性化ＣｄＳあるいはＣｄ
Ｓ−ＺｎＳ固溶体を主体として成り、前記光吸収層と接
する表面層がエツチング法で除去した構成とする。
を有する太陽電池において、前記ｎ型半導体がＣｄＣｌ
２蒸気中で熱処理形成された活性化ＣｄＳあるいはＣｄ
Ｓ−ＺｎＳ固溶体を主体として成り、前記光吸収層と接
する表面層がエツチング法で除去した構成とする。
また 太陽電池の製造方法において、透明導電層を設け
た透光性基板上＋；ＣｄＳあるいはＣｄＳとＺｎＳを同
時か積層蒸着して半導体薄膜を形成し前記薄膜を高温で
ＣｄＣｌａの蒸気に暴露して活性化しＣ（］Ｓあるいは
ＣｄＳ−ＺｎＳ固溶体を主体とする半導体層を形成し
その半導体層の表面層をエツチング法で除去し窓層を形
成し その上にＰ型半導体の光吸収層を形成し その上
に電極層を形成すも 作 用 本発明の太陽電池の構成と製造方法によれは活性化した
ＣｄＳあるいはＣｄＳ−ＺｎＳ固溶体を主体とする薄膜
の表面層をエツチング法で除去するた敦 欠陥や不純物
濃度の高い部分が少なくなり、良好なｐｎ接合の形成が
可能となり、接合面での再結合が抑制される。その結果
開放電圧Ｖ０゜が高くなり、変換効率も高くなる。
た透光性基板上＋；ＣｄＳあるいはＣｄＳとＺｎＳを同
時か積層蒸着して半導体薄膜を形成し前記薄膜を高温で
ＣｄＣｌａの蒸気に暴露して活性化しＣ（］Ｓあるいは
ＣｄＳ−ＺｎＳ固溶体を主体とする半導体層を形成し
その半導体層の表面層をエツチング法で除去し窓層を形
成し その上にＰ型半導体の光吸収層を形成し その上
に電極層を形成すも 作 用 本発明の太陽電池の構成と製造方法によれは活性化した
ＣｄＳあるいはＣｄＳ−ＺｎＳ固溶体を主体とする薄膜
の表面層をエツチング法で除去するた敦 欠陥や不純物
濃度の高い部分が少なくなり、良好なｐｎ接合の形成が
可能となり、接合面での再結合が抑制される。その結果
開放電圧Ｖ０゜が高くなり、変換効率も高くなる。
実施例
本発明の太陽電池の構成を第１図に示す。 １は透光性
基板であり、その上に透明導電層２か設けられている。
基板であり、その上に透明導電層２か設けられている。
更にその上にＩｔ ｎ型半導体の窓層３とＰ型半導体
の光吸収層４との積層構造が形成され その上に電極層
５が形成されて、太陽電池が構成されも 前記ｎ型半導
体の窓層３はＣｄｃ １２蒸気中で熱処理形成された活
性化ＣｄＳあるいはＣｄＳ −Ｚ ｎＳ固溶体を主体と
して成り、前記光吸収層４と接する表面層かエツチング
法で除去されていも その製造方法（よ 透明導電層２を設けた透光性基板上
１に ＣｄＳあるいはＣｄＳとＺｎＳを同時か積層蒸着
して半導体薄膜を形成し 前記薄膜を高温でＣｄＣｌ２
の蒸気に暴露して活性化しＣｄＳあるいはＣｄＳ −Ｚ
ｎＳ固溶体を主体とするｎ型半導体層を形成し その
表面層をエツチング法で除去し窓層３を形成し その上
にＰ型半導体の光吸収層４を形成し その上に電極層５
を形成するものである。
の光吸収層４との積層構造が形成され その上に電極層
５が形成されて、太陽電池が構成されも 前記ｎ型半導
体の窓層３はＣｄｃ １２蒸気中で熱処理形成された活
性化ＣｄＳあるいはＣｄＳ −Ｚ ｎＳ固溶体を主体と
して成り、前記光吸収層４と接する表面層かエツチング
法で除去されていも その製造方法（よ 透明導電層２を設けた透光性基板上
１に ＣｄＳあるいはＣｄＳとＺｎＳを同時か積層蒸着
して半導体薄膜を形成し 前記薄膜を高温でＣｄＣｌ２
の蒸気に暴露して活性化しＣｄＳあるいはＣｄＳ −Ｚ
ｎＳ固溶体を主体とするｎ型半導体層を形成し その
表面層をエツチング法で除去し窓層３を形成し その上
にＰ型半導体の光吸収層４を形成し その上に電極層５
を形成するものである。
以下、本発明の具体的な実施例を説明する。
透明導電層Ｉ’ＴＯを設けたガラス基板上に ＣｄＳと
ＺｎＳのモル比が８：２で、全体の厚さ１．１μｍのＣ
ｄＳとＺｎＳとＩｎの同時混成蒸着膜を形成する。 Ｉ
ｎの量はＣｄＳ、ＺｎＳの全体に対して０．１％とする
。このＣｄＳ、 ＺｎＳ、 Ｉｎ混成膜を５５０℃で
ＣｄＣｌ２の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ヘシフ
トする。この活性化したＣｄ＠、５Ｚｎｓ２Ｓ固溶体を
主体とするｎ型半導体層の表面層をスバッタエチング法
により約０．０５μｍ除去し窓層としその上に ５μｍ
厚のＣｄＴｅを主体とするＰ型半導体光吸収層を蒸着形
成し その上にＣｕ電極を形成する。比較のた数 スパ
ッタエツチングを施さない他は上記と同様にして形成し
た太陽電池の特性についても調べである。これら太陽電
池のＡＭｌ、 ５ （８４ｍＷ７ｃｍ２ンの照射光に対
する特性を第１表にて示す。なおＶｏｃ（Ｖ）は解放電
圧 Ｊｓｃ（ｍＡ７ｃｍ２）は閉路電漁 曲線因子を表机 η（％）は変換効取 Ｆ、 Ｆ、は 第１表 第１表に見られる様に本発明の構成 製法で得られた太
陽電池の特性は従来の構氏 製法で得られる太陽電池の
特性よりはるかに優れている。これは本発明の表面層を
エツチング法で除去したＣｄＳあるいはＣｄＳ−ＺｎＳ
活性化固溶体膜を備えた太陽電池は先願発明（ＰＡＴ１
５． ＰＡＴ１７）の太陽電池のＣｄＳあるいはＣｄＳ
−Ｚ ｎＳ活性化膜に比べて欠陥や不純物が少ないの
で再結合中心もより少ないことを反映していると考えら
れる。
ＺｎＳのモル比が８：２で、全体の厚さ１．１μｍのＣ
ｄＳとＺｎＳとＩｎの同時混成蒸着膜を形成する。 Ｉ
ｎの量はＣｄＳ、ＺｎＳの全体に対して０．１％とする
。このＣｄＳ、 ＺｎＳ、 Ｉｎ混成膜を５５０℃で
ＣｄＣｌ２の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ヘシフ
トする。この活性化したＣｄ＠、５Ｚｎｓ２Ｓ固溶体を
主体とするｎ型半導体層の表面層をスバッタエチング法
により約０．０５μｍ除去し窓層としその上に ５μｍ
厚のＣｄＴｅを主体とするＰ型半導体光吸収層を蒸着形
成し その上にＣｕ電極を形成する。比較のた数 スパ
ッタエツチングを施さない他は上記と同様にして形成し
た太陽電池の特性についても調べである。これら太陽電
池のＡＭｌ、 ５ （８４ｍＷ７ｃｍ２ンの照射光に対
する特性を第１表にて示す。なおＶｏｃ（Ｖ）は解放電
圧 Ｊｓｃ（ｍＡ７ｃｍ２）は閉路電漁 曲線因子を表机 η（％）は変換効取 Ｆ、 Ｆ、は 第１表 第１表に見られる様に本発明の構成 製法で得られた太
陽電池の特性は従来の構氏 製法で得られる太陽電池の
特性よりはるかに優れている。これは本発明の表面層を
エツチング法で除去したＣｄＳあるいはＣｄＳ−ＺｎＳ
活性化固溶体膜を備えた太陽電池は先願発明（ＰＡＴ１
５． ＰＡＴ１７）の太陽電池のＣｄＳあるいはＣｄＳ
−Ｚ ｎＳ活性化膜に比べて欠陥や不純物が少ないの
で再結合中心もより少ないことを反映していると考えら
れる。
この様にＣ＋ｊＳ、 ＺｎＳ、 Ｉｎの同時蒸着膜を
形成して後ＣｄＣｌ２蒸気中で活性化熱処理して得られ
たＣ ｄＳ −Ｚ ｎＳ固溶体膜の表面層をスパッタエ
ツチングで除去して形成した太陽電池は優れた特性を有
する。表面層のエツチング法としてはスパッタエツチン
グ法に限るものではなｌ、％ また固溶体の形成法と
してＺｎＳとＣｄＳ： Ｉｎを積層蒸着しておいても
良く、後の活性化熱処理のプロセスで均一な組成のＣｄ
Ｓ −Ｚ ｎＳ固溶体となる。この際ＩｎはＺｎＳ蒸発
源に添加しておいても良い。 Ｉｎの添加は光透過率と
電気伝導度を高める。ＣｃｌＳ単独でＬＣｄＳとＺｎＳ
の他の組成比の固溶体ＣｄＳ−ＺｎＳを用いてＬ また
Ｉｎの代わりにＡ１やＧａを用いても同様の効果か得ら
れる。
形成して後ＣｄＣｌ２蒸気中で活性化熱処理して得られ
たＣ ｄＳ −Ｚ ｎＳ固溶体膜の表面層をスパッタエ
ツチングで除去して形成した太陽電池は優れた特性を有
する。表面層のエツチング法としてはスパッタエツチン
グ法に限るものではなｌ、％ また固溶体の形成法と
してＺｎＳとＣｄＳ： Ｉｎを積層蒸着しておいても
良く、後の活性化熱処理のプロセスで均一な組成のＣｄ
Ｓ −Ｚ ｎＳ固溶体となる。この際ＩｎはＺｎＳ蒸発
源に添加しておいても良い。 Ｉｎの添加は光透過率と
電気伝導度を高める。ＣｃｌＳ単独でＬＣｄＳとＺｎＳ
の他の組成比の固溶体ＣｄＳ−ＺｎＳを用いてＬ また
Ｉｎの代わりにＡ１やＧａを用いても同様の効果か得ら
れる。
発明の効果
本発明によれば 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る。この太陽電池は薄膜形
成であるから大幅なコストダウンもはかれる。
を容易に得ることが可能となる。この太陽電池は薄膜形
成であるから大幅なコストダウンもはかれる。
第１図は本発明の一実施例における太陽電池の断面図で
ある。 １・・・透光性基板、 ２・・・透明導電凰 ３・・・
窓恩４・・・光吸収＃ ５・・・電極胤 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか１名第１図
ある。 １・・・透光性基板、 ２・・・透明導電凰 ３・・・
窓恩４・・・光吸収＃ ５・・・電極胤 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか１名第１図
Claims (2)
- （１）ｎ型半導体の窓層とＰ型半導体の光吸収層との積
層構造を有する太陽電池において、前記ｎ型半導体がＣ
ｄＣｌ＿２蒸気中で熱処理形成された活性化ＣｄＳある
いはＣｄＳ−ＺｎＳ固溶体を主体として成り、前記光吸
収層と接する表面層がエッチング法で除去されているこ
とを特徴とする太陽電池。 - （２）透明導電層を設けた透光性基板上に、ＣｄＳある
いはＣｄＳとＺｎＳを同時か積層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ＣｄＳあるいはＣｄＳ−ＺｎＳ固溶体を主体
とする半導体層を形成し、その半導体層の表面層をエッ
チング法で除去し窓層を形成し、その上にＰ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 |
|---|---|---|---|
| JP2189051A JPH0474480A (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | 太陽電池とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2189051A JPH0474480A (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | 太陽電池とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0474480A true JPH0474480A (ja) | 1992-03-09 |
Family
ID=16234471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2189051A Pending JPH0474480A (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | 太陽電池とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0474480A (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 JP2189051A patent/JPH0474480A/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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