JPH11330507A - 太陽電池 - Google Patents
太陽電池Info
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- JPH11330507A JPH11330507A JP10128827A JP12882798A JPH11330507A JP H11330507 A JPH11330507 A JP H11330507A JP 10128827 A JP10128827 A JP 10128827A JP 12882798 A JP12882798 A JP 12882798A JP H11330507 A JPH11330507 A JP H11330507A
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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
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 大面積化しても短絡の発生を防止できるI−
III−VI2 系化合物半導体を有する太陽電池を低コ
ストで提供する。 【解決手段】 I−III−VI2 系化合物半導体膜
(3)、II−VI系化合物半導体膜(4)及び透明導
電膜(5,6)を順次有する太陽電池(10)におい
て、II−VI系化合物半導体膜の膜厚を2500〜1
0000Åにする(式中、I、II、III及びVI
は、それぞれ、周期律表の第I族元素、第II族元素、
第III族元素及び第VI族の元素である)。I−II
I−VI2 系化合物半導体膜は、例えば、CuInSe
2、CuInS2、Cu(In,Ga)Se 2、CuIn
(S,Se)2 、Cu(In,Ga)(Se,S)2又
はCu(In,Ga)S2 よりなる化合物で構成で構成
され、また、II−VI系化合物半導体膜は、例えば、
CdS、ZnS、ZnSe、CdSe、ZnTe又はZ
nOよりなる化合物で構成される。
III−VI2 系化合物半導体を有する太陽電池を低コ
ストで提供する。 【解決手段】 I−III−VI2 系化合物半導体膜
(3)、II−VI系化合物半導体膜(4)及び透明導
電膜(5,6)を順次有する太陽電池(10)におい
て、II−VI系化合物半導体膜の膜厚を2500〜1
0000Åにする(式中、I、II、III及びVI
は、それぞれ、周期律表の第I族元素、第II族元素、
第III族元素及び第VI族の元素である)。I−II
I−VI2 系化合物半導体膜は、例えば、CuInSe
2、CuInS2、Cu(In,Ga)Se 2、CuIn
(S,Se)2 、Cu(In,Ga)(Se,S)2又
はCu(In,Ga)S2 よりなる化合物で構成で構成
され、また、II−VI系化合物半導体膜は、例えば、
CdS、ZnS、ZnSe、CdSe、ZnTe又はZ
nOよりなる化合物で構成される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属セレンを気化
させてセレン化することにより得られるCuInSe2
等のI−III−VI2系化合物半導体膜を有する太陽
電池に関する。以下、本明細書においては、I、II、
III及びVIは、それぞれ、周期律表の第I族元素、
第II族元素、第III族元素及び第VI族元素を意味
するものとする。
させてセレン化することにより得られるCuInSe2
等のI−III−VI2系化合物半導体膜を有する太陽
電池に関する。以下、本明細書においては、I、II、
III及びVIは、それぞれ、周期律表の第I族元素、
第II族元素、第III族元素及び第VI族元素を意味
するものとする。
【0002】
【従来の技術】図2は、従来のCuInSe2 で構成さ
れる化合物半導体膜を有する太陽電池の断面説明図であ
る。図2において、110は、従来のCuInSe2 で
構成される化合物半導体膜を有する太陽電池である。従
来のCuInSe2 で構成される化合物半導体膜を有す
る太陽電池110は、ガラス基板101、Mo膜10
2、CuInSe2 膜103、CdS膜104、ZnO
膜105及びAlをドープしたZnO膜(以下、本明細
書では、「ZnO:Al膜」という。)106を順次有
している。
れる化合物半導体膜を有する太陽電池の断面説明図であ
る。図2において、110は、従来のCuInSe2 で
構成される化合物半導体膜を有する太陽電池である。従
来のCuInSe2 で構成される化合物半導体膜を有す
る太陽電池110は、ガラス基板101、Mo膜10
2、CuInSe2 膜103、CdS膜104、ZnO
膜105及びAlをドープしたZnO膜(以下、本明細
書では、「ZnO:Al膜」という。)106を順次有
している。
【0003】このような従来のCuInSe2 で構成さ
れる化合物半導体膜を有する太陽電池110の製造にお
いては、ガラス基板101として、通常、約1mm厚の
ソーダライムガラス等よりなる基板を用いる。ガラス基
板101の上には、裏面電極として、Mo膜102を例
えばスッパタリングにより1〜2μmの厚さに形成す
る。Mo膜102の上には、p型半導体層として、Cu
InSe2 膜103を例えばCu、In及びSeの3元
同時蒸着により1〜2μmの厚さに形成する。Cu、I
n及びSeの3元同時蒸着は、真空容器の中において、
ヒーターにより350〜400℃に加熱した基板上に金
属Cu、金属In及び金属Seよりなる3つの蒸着源か
ら同時に蒸発させた各蒸気を蒸着させてCuInSe2
膜を成膜することにより行われる。
れる化合物半導体膜を有する太陽電池110の製造にお
いては、ガラス基板101として、通常、約1mm厚の
ソーダライムガラス等よりなる基板を用いる。ガラス基
板101の上には、裏面電極として、Mo膜102を例
えばスッパタリングにより1〜2μmの厚さに形成す
る。Mo膜102の上には、p型半導体層として、Cu
InSe2 膜103を例えばCu、In及びSeの3元
同時蒸着により1〜2μmの厚さに形成する。Cu、I
n及びSeの3元同時蒸着は、真空容器の中において、
ヒーターにより350〜400℃に加熱した基板上に金
属Cu、金属In及び金属Seよりなる3つの蒸着源か
ら同時に蒸発させた各蒸気を蒸着させてCuInSe2
膜を成膜することにより行われる。
【0004】このように形成された「基板1の上にMo
膜102及びCuInSe2 膜103を順次有する」積
層体をCd3(CH3COO)2、N2H4S及びNH4OH
よりなる溶液に浸漬することにより、CuInSe2 膜
103の上に、バッファー層として、CdS膜104を
0.05μm、即ち、500Åの厚さに形成する。この
ような溶液成長法によるCdS膜104の形成方法は、
一般的な方法であって、応用物理第62巻第2号(19
93年2月発行)第139〜142頁に記載されてお
り、CBD法と呼ばれている。特公平6−14558号
公報には、このようなバッファー層として、100〜1
500Åのものを用いることが記載され、300〜35
0Åのものを用いることが好ましいと記載されている。
膜102及びCuInSe2 膜103を順次有する」積
層体をCd3(CH3COO)2、N2H4S及びNH4OH
よりなる溶液に浸漬することにより、CuInSe2 膜
103の上に、バッファー層として、CdS膜104を
0.05μm、即ち、500Åの厚さに形成する。この
ような溶液成長法によるCdS膜104の形成方法は、
一般的な方法であって、応用物理第62巻第2号(19
93年2月発行)第139〜142頁に記載されてお
り、CBD法と呼ばれている。特公平6−14558号
公報には、このようなバッファー層として、100〜1
500Åのものを用いることが記載され、300〜35
0Åのものを用いることが好ましいと記載されている。
【0005】そして、CdS膜104の上には、透明電
極として、ZnO膜105を0.03mμの厚さにスパ
ッタリングにより形成し、続いて、ZnO:Al膜10
6を1〜2μmの厚さにスパッタリングにより形成す
る。
極として、ZnO膜105を0.03mμの厚さにスパ
ッタリングにより形成し、続いて、ZnO:Al膜10
6を1〜2μmの厚さにスパッタリングにより形成す
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のp型半導体層としてI−III−VI2 系化
合物半導体を有する太陽電池は、大面積化しようとする
と、短絡が発生するという問題があった。
うな従来のp型半導体層としてI−III−VI2 系化
合物半導体を有する太陽電池は、大面積化しようとする
と、短絡が発生するという問題があった。
【0007】本発明は、かかる問題を解決することを目
的としている。即ち、本発明は、大面積化しても短絡の
発生を防止できるI−III−VI2系化合物半導体を
有する太陽電池を低コストで提供することを目的とす
る。
的としている。即ち、本発明は、大面積化しても短絡の
発生を防止できるI−III−VI2系化合物半導体を
有する太陽電池を低コストで提供することを目的とす
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者は、I−III
−VI2 からなる化合物半導体膜を有する太陽電池を大
面積化したときに起こる短絡の原因を鋭意探求したとこ
ろ、第I族元素、第III族元素及びIV族元素の3元
同時蒸着によりI−III−VI2 からなる化合物半導
体膜を成膜する際にその表面に凹凸が発生し、かかる凹
凸を有するI−III−VI2 からなる化合物半導体膜
の上に、バッファー層として、従来のように100〜1
500Å程度の超薄膜のI−III−VIからなる化合
物半導体膜、II−VIからなる化合物半導体膜又はI
II−VI系化合物半導体膜を形成すると、カバーリン
グが完全に出来ず、その部分で、I−III−VI2 か
らなる化合物半導体膜と透明導電膜とが接触して短絡を
起こすので、バッファー層を2500〜10000Åと
厚くすれば、カバーリングが完全にでき、エネルギー変
換効率を大きく落さずに短絡の発生を防止できることを
見出して、本発明を完成するに至った。
−VI2 からなる化合物半導体膜を有する太陽電池を大
面積化したときに起こる短絡の原因を鋭意探求したとこ
ろ、第I族元素、第III族元素及びIV族元素の3元
同時蒸着によりI−III−VI2 からなる化合物半導
体膜を成膜する際にその表面に凹凸が発生し、かかる凹
凸を有するI−III−VI2 からなる化合物半導体膜
の上に、バッファー層として、従来のように100〜1
500Å程度の超薄膜のI−III−VIからなる化合
物半導体膜、II−VIからなる化合物半導体膜又はI
II−VI系化合物半導体膜を形成すると、カバーリン
グが完全に出来ず、その部分で、I−III−VI2 か
らなる化合物半導体膜と透明導電膜とが接触して短絡を
起こすので、バッファー層を2500〜10000Åと
厚くすれば、カバーリングが完全にでき、エネルギー変
換効率を大きく落さずに短絡の発生を防止できることを
見出して、本発明を完成するに至った。
【0009】本第1発明は、I−III−VI2 系化合
物半導体膜、II−VI系化合物半導体膜及び透明導電
膜を順次有する太陽電池において、II−VI系化合物
半導体膜の膜厚を2500〜10000Åにしたことを
特徴とする太陽電池である。
物半導体膜、II−VI系化合物半導体膜及び透明導電
膜を順次有する太陽電池において、II−VI系化合物
半導体膜の膜厚を2500〜10000Åにしたことを
特徴とする太陽電池である。
【0010】本第2発明は、第1発明において、I−I
II−VI2 系化合物半導体膜をCuInSe2 、Cu
InS2、Cu(In,Ga)Se2、CuIn(Se,
S) 2 、Cu(In,Ga)(Se,S)2又はCu
(In,Ga)S2よりなる化合物で構成することを特
徴とするものである。
II−VI2 系化合物半導体膜をCuInSe2 、Cu
InS2、Cu(In,Ga)Se2、CuIn(Se,
S) 2 、Cu(In,Ga)(Se,S)2又はCu
(In,Ga)S2よりなる化合物で構成することを特
徴とするものである。
【0011】本第3発明は、第2又は3発明において、
II−VI系化合物半導体膜をCdS、ZnS、ZnS
e、CdSe、ZnTe又はZnOよりなる化合物で構
成することを特徴とするものである。
II−VI系化合物半導体膜をCdS、ZnS、ZnS
e、CdSe、ZnTe又はZnOよりなる化合物で構
成することを特徴とするものである。
【0012】本第4発明は、I−III−VI2 系化合
物半導体膜、I−III−VI系化合物半導体膜及び透
明導電膜を順次有する太陽電池において、I−III−
VI系化合物半導体膜の膜厚を2500〜10000Å
にしたことを特徴とする太陽電池である。
物半導体膜、I−III−VI系化合物半導体膜及び透
明導電膜を順次有する太陽電池において、I−III−
VI系化合物半導体膜の膜厚を2500〜10000Å
にしたことを特徴とする太陽電池である。
【0013】本題5発明は、第4発明において、I−I
II−VI2 系化合物半導体膜をCuInSe2 、Cu
InS2、Cu(In,Ga)Se2、CuIn(S,S
e) 2 、Cu(In,Ga)(Se,S)2又はCu
(In,Ga)S2よりなる化合物で構成することを特
徴とするものである。
II−VI2 系化合物半導体膜をCuInSe2 、Cu
InS2、Cu(In,Ga)Se2、CuIn(S,S
e) 2 、Cu(In,Ga)(Se,S)2又はCu
(In,Ga)S2よりなる化合物で構成することを特
徴とするものである。
【0014】本第6発明は、第4又は5発明において、
I−III−VI系化合物半導体膜をCuIn3Se5、
Cu3In5Se9、Cu2In4Se7又はCuIn5Se8
よりなる化合物で構成することを特徴とするものであ
る。
I−III−VI系化合物半導体膜をCuIn3Se5、
Cu3In5Se9、Cu2In4Se7又はCuIn5Se8
よりなる化合物で構成することを特徴とするものであ
る。
【0015】本第7発明は、I−III−VI2 系化合
物半導体膜、III−VI系化合物半導体膜及び透明導
電膜を順次有する太陽電池において、III−VI系化
合物半導体膜の膜厚を2500〜10000Åにしたこ
とを特徴とする太陽電池である。
物半導体膜、III−VI系化合物半導体膜及び透明導
電膜を順次有する太陽電池において、III−VI系化
合物半導体膜の膜厚を2500〜10000Åにしたこ
とを特徴とする太陽電池である。
【0016】本第8発明は、第7発明において、I−I
II−VI2 系化合物半導体膜をCuInSe2 、Cu
InS2、Cu(In,Ga)Se2、CuIn(S,S
e) 2 、Cu(In,Ga)(Se,S)2又はCu
(In,Ga)S2よりなる化合物で構成することを特
徴とするものである。
II−VI2 系化合物半導体膜をCuInSe2 、Cu
InS2、Cu(In,Ga)Se2、CuIn(S,S
e) 2 、Cu(In,Ga)(Se,S)2又はCu
(In,Ga)S2よりなる化合物で構成することを特
徴とするものである。
【0017】本第9発明は、第7又は8発明において、
III−VI系化合物半導体膜をIn2Se3 、In2S
e、In5Se6、InSe、GaSe又はGa2Se3よ
りなる化合物で構成することを特徴とするものである。
III−VI系化合物半導体膜をIn2Se3 、In2S
e、In5Se6、InSe、GaSe又はGa2Se3よ
りなる化合物で構成することを特徴とするものである。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の実施の形態を説明する。図1は、本発明の一実施の
形態を示すCuInSe2 で構成される化合物半導体膜
を有する太陽電池の断面説明図である。図1において、
10は、CuInSe2 で構成される化合物半導体膜を
有する太陽電池である。CuInSe2 で構成される化
合物半導体を有する太陽電池10は、ガラス板基1、M
o膜2、CuInSe2 膜3、CdS膜4、ZnO膜5
及びZnO:Al膜6を順次有している。
明の実施の形態を説明する。図1は、本発明の一実施の
形態を示すCuInSe2 で構成される化合物半導体膜
を有する太陽電池の断面説明図である。図1において、
10は、CuInSe2 で構成される化合物半導体膜を
有する太陽電池である。CuInSe2 で構成される化
合物半導体を有する太陽電池10は、ガラス板基1、M
o膜2、CuInSe2 膜3、CdS膜4、ZnO膜5
及びZnO:Al膜6を順次有している。
【0019】このようなCuInSe2 で構成される化
合物半導体を有する太陽電池10の製造においては、ガ
ラス基板1として、約1mm厚のソーダライムガラス等
よりなる基板が用いる。ガラス基板1の上には、裏面電
極として、Mo膜2を例えばスッパタリングにより1〜
2μmの厚さに形成する。Mo膜2の上には、p型半導
体層として、CuInSe2 膜3を例えばCu、In及
びSeの3元同時蒸着により1〜2μmの厚さに形成す
る。Cu、In及びSeの3元同時蒸着は、真空容器の
中において、ヒーターにより350〜400℃に加熱し
た基板上に金属Cu、金属In及び金属Seよりなる3
つの蒸着源から同時に蒸発させた各蒸気を蒸着させてC
uInSe2 膜を成膜することにより行なう。
合物半導体を有する太陽電池10の製造においては、ガ
ラス基板1として、約1mm厚のソーダライムガラス等
よりなる基板が用いる。ガラス基板1の上には、裏面電
極として、Mo膜2を例えばスッパタリングにより1〜
2μmの厚さに形成する。Mo膜2の上には、p型半導
体層として、CuInSe2 膜3を例えばCu、In及
びSeの3元同時蒸着により1〜2μmの厚さに形成す
る。Cu、In及びSeの3元同時蒸着は、真空容器の
中において、ヒーターにより350〜400℃に加熱し
た基板上に金属Cu、金属In及び金属Seよりなる3
つの蒸着源から同時に蒸発させた各蒸気を蒸着させてC
uInSe2 膜を成膜することにより行なう。
【0020】このように形成したCuInSe2 膜3の
上に、真空条件下、基板温度200℃において、バッフ
ァー層として、CdS膜4を2500〜10000Å厚
に蒸着レート10Å/sで成膜する。
上に、真空条件下、基板温度200℃において、バッフ
ァー層として、CdS膜4を2500〜10000Å厚
に蒸着レート10Å/sで成膜する。
【0021】そして、CdS膜4の上には、透明電極と
して、ZnO膜5を0.03μmの厚さにスパッタリン
グにより形成し、続いて、ZnO:Al膜6を1〜2μ
mの厚さにスパッタリングにより形成する。
して、ZnO膜5を0.03μmの厚さにスパッタリン
グにより形成し、続いて、ZnO:Al膜6を1〜2μ
mの厚さにスパッタリングにより形成する。
【0022】本発明におけるI−III−VI2 系化合
物半導体膜は、好ましくは、CuInSe2 、CuIn
S2、Cu(In,Ga)Se2、CuIn(S,Se)
2 、Cu(In,Ga)(S,Se)2又はCu(I
n,Ga)S2よりなる化合物で構成されるが、本発明
の目的に反しない限り、その他のI−III−VI2 に
含まれる化合物であってもかまわない。
物半導体膜は、好ましくは、CuInSe2 、CuIn
S2、Cu(In,Ga)Se2、CuIn(S,Se)
2 、Cu(In,Ga)(S,Se)2又はCu(I
n,Ga)S2よりなる化合物で構成されるが、本発明
の目的に反しない限り、その他のI−III−VI2 に
含まれる化合物であってもかまわない。
【0023】本発明のおけるI−III−VI系化合物
半導体膜は、CuIn3Se5、Cu 3In5Se9、Cu2
In4Se7又はCuIn5Se8よりなる化合物で構成さ
れるが、本発明の目的に反しない限り、その他のI−I
II−VIに含まれる化合物であってもかまわない。
半導体膜は、CuIn3Se5、Cu 3In5Se9、Cu2
In4Se7又はCuIn5Se8よりなる化合物で構成さ
れるが、本発明の目的に反しない限り、その他のI−I
II−VIに含まれる化合物であってもかまわない。
【0024】本発明におけるII−VI系化合物半導体
膜は、CdS、ZnS、ZnSe、CdSe、ZnTe
又はZnOよりなる化合物で構成されるが、本発明の目
的に反しない限り、その他のI−III−VIに含まれ
る化合物であってもかまわない。
膜は、CdS、ZnS、ZnSe、CdSe、ZnTe
又はZnOよりなる化合物で構成されるが、本発明の目
的に反しない限り、その他のI−III−VIに含まれ
る化合物であってもかまわない。
【0025】本発明におけるIII−VI系化合物半導
体膜は、In2Se3 、In2Se、In5Se6、InS
e、GaSe又はGa2Se3よりなる化合物で構成され
るが、本発明の目的に反しない限り、その他のI−II
I−VIに含まれる化合物であってもかまわない。
体膜は、In2Se3 、In2Se、In5Se6、InS
e、GaSe又はGa2Se3よりなる化合物で構成され
るが、本発明の目的に反しない限り、その他のI−II
I−VIに含まれる化合物であってもかまわない。
【0026】
【実施例】(実施例1)ソーダライムガラス基板上にス
パッタリングにより1〜2μm厚のMo膜を成膜した。
このMo膜を成膜したソーダライムガラス基板上に、真
空条件下、基板温度200℃において、In2Se3を蒸
着源として、真空蒸着により、1μm厚のIn及びSe
を含む膜(以下、「In−Se膜」という)を蒸着レー
ト10Å/sで成膜した。このように成膜したIn−S
e膜上に、真空条件下、基板温度;室温において、金属
Cuを蒸着源として真空蒸着により、0.2μm厚のC
u膜を蒸着レート10Å/sで成膜して、プリカーサを
形成した。このように形成したプリカーサをカーボンボ
ックス中において固体セレンをSe源として550℃で
1時間セレン化してCuInSe2 膜を形成した。この
ように成形したCuInSe2 膜上に、真空条件下、基
板温度500℃ににおいて、Cu、In及びSeを蒸着
源とする真空同時蒸着により、0.3μm(3000
Å)厚のCuIn3 Se5 膜を蒸着レート10Å/sで
成膜した。そして、このように成膜したCuIn3Se5
膜上に、スパッタリングにより、0.03μm厚のZn
O膜を成膜し、続いて、0.7μm厚のZnO:Al膜
を成膜した。このようにして得られた5cm×5cmの
大きさの積層膜を25分割して太陽電池の評価を行った
ところ、エネルギー変換効率は10%であり、そして、
短絡は発生しなかった。
パッタリングにより1〜2μm厚のMo膜を成膜した。
このMo膜を成膜したソーダライムガラス基板上に、真
空条件下、基板温度200℃において、In2Se3を蒸
着源として、真空蒸着により、1μm厚のIn及びSe
を含む膜(以下、「In−Se膜」という)を蒸着レー
ト10Å/sで成膜した。このように成膜したIn−S
e膜上に、真空条件下、基板温度;室温において、金属
Cuを蒸着源として真空蒸着により、0.2μm厚のC
u膜を蒸着レート10Å/sで成膜して、プリカーサを
形成した。このように形成したプリカーサをカーボンボ
ックス中において固体セレンをSe源として550℃で
1時間セレン化してCuInSe2 膜を形成した。この
ように成形したCuInSe2 膜上に、真空条件下、基
板温度500℃ににおいて、Cu、In及びSeを蒸着
源とする真空同時蒸着により、0.3μm(3000
Å)厚のCuIn3 Se5 膜を蒸着レート10Å/sで
成膜した。そして、このように成膜したCuIn3Se5
膜上に、スパッタリングにより、0.03μm厚のZn
O膜を成膜し、続いて、0.7μm厚のZnO:Al膜
を成膜した。このようにして得られた5cm×5cmの
大きさの積層膜を25分割して太陽電池の評価を行った
ところ、エネルギー変換効率は10%であり、そして、
短絡は発生しなかった。
【0027】(実施例2)ソーダライムガラス基板上に
スパッタリングにより1〜2μm厚のMo膜を成膜し
た。このMo膜を成膜したソーダライムガラス基板上
に、真空条件下、基板温度200℃において、In2S
e3を蒸着源として、真空蒸着により、1μm厚のIn
−Se膜を蒸着レート10Å/sで成膜した。このよう
に成膜したIn−Se膜上に、真空条件下、基板温度;
室温において、金属Cuを蒸着源として真空蒸着によ
り、0.2μm厚のCu膜を蒸着レート10Å/sで成
膜して、プリカーサを形成した。このように形成したプ
リカーサをカーボンボックス中において固体セレンをS
e源として550℃で1時間セレン化してCuInSe
2 膜を形成した。このように成形したCuInSe2 膜
上に、真空条件下、基板温度200℃ににおいて、0.
3μm(3000Å)厚のCdS膜を蒸着レート10Å
/sで成膜した。そして、このように成膜したCdS膜
上に、スパッタリングにより、0.03μm厚のZnO
膜を成膜し、続いて、0.7μm厚のZnO:Al膜を
成膜した。このようにして得られた5cm×5cmの大
きさの積層膜を25分割して太陽電池の評価を行ったと
ころ、エネルギー変換効率は12.8%であり、そし
て、短絡は発生しなかった。
スパッタリングにより1〜2μm厚のMo膜を成膜し
た。このMo膜を成膜したソーダライムガラス基板上
に、真空条件下、基板温度200℃において、In2S
e3を蒸着源として、真空蒸着により、1μm厚のIn
−Se膜を蒸着レート10Å/sで成膜した。このよう
に成膜したIn−Se膜上に、真空条件下、基板温度;
室温において、金属Cuを蒸着源として真空蒸着によ
り、0.2μm厚のCu膜を蒸着レート10Å/sで成
膜して、プリカーサを形成した。このように形成したプ
リカーサをカーボンボックス中において固体セレンをS
e源として550℃で1時間セレン化してCuInSe
2 膜を形成した。このように成形したCuInSe2 膜
上に、真空条件下、基板温度200℃ににおいて、0.
3μm(3000Å)厚のCdS膜を蒸着レート10Å
/sで成膜した。そして、このように成膜したCdS膜
上に、スパッタリングにより、0.03μm厚のZnO
膜を成膜し、続いて、0.7μm厚のZnO:Al膜を
成膜した。このようにして得られた5cm×5cmの大
きさの積層膜を25分割して太陽電池の評価を行ったと
ころ、エネルギー変換効率は12.8%であり、そし
て、短絡は発生しなかった。
【0028】(実施例3)ソーダライムガラス基板上に
スパッタリングにより1〜2μm厚のMo膜を成膜し
た。このMo膜を成膜したソーダライムガラス基板上
に、真空条件下、基板温度200℃において、In2S
e3を蒸着源として、真空蒸着により、1μm厚のIn
−Se膜を蒸着レート10Å/sで成膜した。このよう
に成膜したIn−Se膜上に、真空条件下、基板温度;
室温において、金属Cuを蒸着源として真空蒸着によ
り、0.2μm厚のCu膜を蒸着レート10Å/sで成
膜して、プリカーサを形成した。このように形成したプ
リカーサをカーボンボックス中において固体セレンをS
e源として550℃で1時間セレン化してCuInSe
2 膜を形成した。このように成形したCuInSe2 膜
上に、真空条件下、基板温度200℃ににおいて、0.
3μm(3000Å)厚のIn2Se3膜を蒸着レート1
0Å/sで成膜した。そして、このように成膜したIn
2Se3膜上に、スパッタリングにより、0.03μm厚
のZnO膜を成膜し、続いて、0.7μm厚のZnO:
Al膜を成膜した。このようにして得られた5cm×5
cmの大きさの積層膜を25分割して太陽電池の評価を
行ったところ、エネルギー変換効率は9.5%であり、
そして、短絡は発生しなかった。
スパッタリングにより1〜2μm厚のMo膜を成膜し
た。このMo膜を成膜したソーダライムガラス基板上
に、真空条件下、基板温度200℃において、In2S
e3を蒸着源として、真空蒸着により、1μm厚のIn
−Se膜を蒸着レート10Å/sで成膜した。このよう
に成膜したIn−Se膜上に、真空条件下、基板温度;
室温において、金属Cuを蒸着源として真空蒸着によ
り、0.2μm厚のCu膜を蒸着レート10Å/sで成
膜して、プリカーサを形成した。このように形成したプ
リカーサをカーボンボックス中において固体セレンをS
e源として550℃で1時間セレン化してCuInSe
2 膜を形成した。このように成形したCuInSe2 膜
上に、真空条件下、基板温度200℃ににおいて、0.
3μm(3000Å)厚のIn2Se3膜を蒸着レート1
0Å/sで成膜した。そして、このように成膜したIn
2Se3膜上に、スパッタリングにより、0.03μm厚
のZnO膜を成膜し、続いて、0.7μm厚のZnO:
Al膜を成膜した。このようにして得られた5cm×5
cmの大きさの積層膜を25分割して太陽電池の評価を
行ったところ、エネルギー変換効率は9.5%であり、
そして、短絡は発生しなかった。
【0029】(従来例1)ソーダライムガラス基板上に
スパッタリングにより1〜2μm厚のMo膜を成膜し
た。このMo膜を成膜したソーダライムガラス基板上
に、真空条件下で、Cu、In、Seの蒸着源を同時蒸
着させてCuInSe2 膜形成し、その上にCBD法に
てCdS膜を500〜1000μm程度の膜厚に成膜し
た。そして、このように成膜したCdS膜上に、スパッ
タリングにより、0.03μm厚のZnO膜を成膜し、
続いて、0.7μm厚のZnO:Al膜を成膜した。こ
のようにして得られた5cm×5cmの大きさの積層膜
を25分割して太陽電池の評価を行ったところ、そのエ
ネルギー変換効率が12%であり、そして、短絡が所々
発生していた。
スパッタリングにより1〜2μm厚のMo膜を成膜し
た。このMo膜を成膜したソーダライムガラス基板上
に、真空条件下で、Cu、In、Seの蒸着源を同時蒸
着させてCuInSe2 膜形成し、その上にCBD法に
てCdS膜を500〜1000μm程度の膜厚に成膜し
た。そして、このように成膜したCdS膜上に、スパッ
タリングにより、0.03μm厚のZnO膜を成膜し、
続いて、0.7μm厚のZnO:Al膜を成膜した。こ
のようにして得られた5cm×5cmの大きさの積層膜
を25分割して太陽電池の評価を行ったところ、そのエ
ネルギー変換効率が12%であり、そして、短絡が所々
発生していた。
【0030】実施例1〜3で作成した太陽電池において
は、それらのエネルギー変換効率が、それぞれ、10
%、12.8%及び9.5%であるが、短絡が発生して
おらず、これに対して、従来例1で作成した太陽電池に
おいては、そのエネルギー変換効率が12%であるが、
短絡が所々発生しおり、これらのことから、本発明の太
陽電池は、そのエネルギー変換効率が従来のものと比べ
て多少落ちるものの、大面積化することによりそれをカ
バーすることができるので、従来の太陽電池よりも優れ
ていることがわかる。
は、それらのエネルギー変換効率が、それぞれ、10
%、12.8%及び9.5%であるが、短絡が発生して
おらず、これに対して、従来例1で作成した太陽電池に
おいては、そのエネルギー変換効率が12%であるが、
短絡が所々発生しおり、これらのことから、本発明の太
陽電池は、そのエネルギー変換効率が従来のものと比べ
て多少落ちるものの、大面積化することによりそれをカ
バーすることができるので、従来の太陽電池よりも優れ
ていることがわかる。
【0031】本発明によれば、第I族元素、第III及
びIV族元素の3元同時蒸着によるI−III−VI2
からなる化合物半導体膜は、H2VI を用いたVI化法
によるI−III−VI2 からなる化合物半導体膜や固
体VIを用いたVI化法によるI−III−VI2 から
なる化合物半導体膜と比べて、装置コスト、安全性等に
おいて優れているが、大面積化すると凹凸が激しく発生
する傾向があるので、かかる凹凸を有するI−III−
VI2 からなる化合物半導体膜の上に、バッファー層と
して、従来の100〜1500Å程度よりもずっと厚い
2500〜10000Å厚のI−III−VIからなる
化合物半導体膜、II−VIからなる化合物半導体膜又
はIII−VI系化合物半導体膜を形成すると、I−I
II−VI2 からなる化合物半導体膜の凹凸を完全にカ
バーリングすることができ、そのために、大面積化して
も短絡の発生を防止できるI−III−VI2 系化合物
半導体を有する太陽電池を低コストで提供することがで
きる。
びIV族元素の3元同時蒸着によるI−III−VI2
からなる化合物半導体膜は、H2VI を用いたVI化法
によるI−III−VI2 からなる化合物半導体膜や固
体VIを用いたVI化法によるI−III−VI2 から
なる化合物半導体膜と比べて、装置コスト、安全性等に
おいて優れているが、大面積化すると凹凸が激しく発生
する傾向があるので、かかる凹凸を有するI−III−
VI2 からなる化合物半導体膜の上に、バッファー層と
して、従来の100〜1500Å程度よりもずっと厚い
2500〜10000Å厚のI−III−VIからなる
化合物半導体膜、II−VIからなる化合物半導体膜又
はIII−VI系化合物半導体膜を形成すると、I−I
II−VI2 からなる化合物半導体膜の凹凸を完全にカ
バーリングすることができ、そのために、大面積化して
も短絡の発生を防止できるI−III−VI2 系化合物
半導体を有する太陽電池を低コストで提供することがで
きる。
【0032】
【発明の効果】大面積化しても短絡の発生を防止できる
I−III−VI2 系化合物半導体を有する太陽電池を
低コストで提供することができる。
I−III−VI2 系化合物半導体を有する太陽電池を
低コストで提供することができる。
【図1】本発明の一実施の形態を示すCuInSe2 で
構成される化合物半導体膜を有する太陽電池の断面説明
図である。
構成される化合物半導体膜を有する太陽電池の断面説明
図である。
【図2】従来のCuInSe2 で構成される化合物半導
体膜を有する太陽電池の断面説明図である。
体膜を有する太陽電池の断面説明図である。
1 ガラス基板 2 Mo膜 3 CuInSe2 膜 4 CdS膜 5 ZnO膜 6 ZnO:Al膜 10 太陽電池
Claims (9)
- 【請求項1】 I−III−VI2 系化合物半導体膜、
II−VI系化合物半導体膜及び透明導電膜を順次有す
る太陽電池において、II−VI系化合物半導体膜の膜
厚を2500〜10000Åにしたことを特徴とする太
陽電池(式中、I、II、III及びVIは、それぞ
れ、周期律表の第I族元素、第II族元素、第III族
元素及び第VI族の元素である)。 - 【請求項2】 I−III−VI2 系化合物半導体膜を
CuInSe2 、CuInS2、Cu(In,Ga)S
e2、CuIn(S,Se)2 、Cu(In,Ga)
(Se,S)2又はCu(In,Ga)S2よりなる化合
物で構成することを特徴とする請求項1記載の太陽電
池。 - 【請求項3】 II−VI系化合物半導体膜をCdS、
ZnS、ZnSe、CdSe、ZnTe又はZnOより
なる化合物で構成することを特徴とする請求項1又は2
記載の太陽電池。 - 【請求項4】 I−III−VI2 系化合物半導体膜、
I−III−VI系化合物半導体膜及び透明導電膜を順
次有する太陽電池において、I−III−VI系化合物
半導体膜の膜厚を2500〜10000Åにしたことを
特徴とする太陽電池(式中、I、III及びVIは、そ
れぞれ、周期律表の第I族元素、第III族元素及び第
VI族の元素である)。 - 【請求項5】 I−III−VI2 系化合物半導体膜を
CuInSe2 、CuInS2、Cu(In,Ga)S
e2、CuIn(S,Se)2 、Cu(In,Ga)
(Se,S)2又はCu(In,Ga)S2よりなる化合
物で構成することを特徴とする請求項4記載の太陽電
池。 - 【請求項6】 I−III−VI系化合物半導体膜をC
uIn3Se5、Cu 3In5Se9、Cu2In4Se7又は
CuIn5Se8よりなる化合物で構成することを特徴と
する請求項4又は5記載の太陽電池。 - 【請求項7】 I−III−VI2 系化合物半導体膜、
III−VI系化合物半導体膜及び透明導電膜を順次有
する太陽電池において、III−VI系化合物半導体膜
の膜厚を2500〜10000Åにしたことを特徴とす
る太陽電池(式中、I、III及びVIは、それぞれ、
周期律表の第I族元素、第III族元素及び第VI族の
元素である)。 - 【請求項8】 I−III−VI2 系化合物半導体膜を
CuInSe2 、CuInS2、Cu(In,Ga)S
e2、CuIn(Se,S)2 、Cu(In,Ga)
(S,Se)2又はCu(In,Ga)S2よりなる化合
物で構成することを特徴とする請求項7記載の太陽電
池。 - 【請求項9】 III−VI系化合物半導体膜をIn2
Se3 、In2Se、In5Se6、InSe、GaSe
又はGa2Se3よりなる化合物で構成することを特徴と
する請求項7又は8記載の太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10128827A JPH11330507A (ja) | 1998-05-12 | 1998-05-12 | 太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10128827A JPH11330507A (ja) | 1998-05-12 | 1998-05-12 | 太陽電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11330507A true JPH11330507A (ja) | 1999-11-30 |
Family
ID=14994397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10128827A Withdrawn JPH11330507A (ja) | 1998-05-12 | 1998-05-12 | 太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11330507A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004100250A1 (en) * | 2003-05-08 | 2004-11-18 | Solibro Ab | A thin-film solar cell |
| KR100809440B1 (ko) | 2007-03-09 | 2008-03-05 | 한국전자통신연구원 | n-형 및 p-형 CIS를 포함하는 박막트랜지스터 및 그제조방법 |
| JP2010192689A (ja) * | 2009-02-18 | 2010-09-02 | Tdk Corp | 太陽電池、及び太陽電池の製造方法 |
| CN102877101A (zh) * | 2012-10-09 | 2013-01-16 | 哈尔滨理工大学 | 以CuInSe2薄膜为基体电沉积制备太阳能电池缓冲层ZnS薄膜的方法 |
| EP2309554A3 (en) * | 2009-10-09 | 2016-08-17 | Stion Corporation | Zinc oxide film method and structure for cigs cell |
-
1998
- 1998-05-12 JP JP10128827A patent/JPH11330507A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004100250A1 (en) * | 2003-05-08 | 2004-11-18 | Solibro Ab | A thin-film solar cell |
| US8865512B2 (en) | 2003-05-08 | 2014-10-21 | Solibro Research Ab | Thin-film solar cell |
| KR100809440B1 (ko) | 2007-03-09 | 2008-03-05 | 한국전자통신연구원 | n-형 및 p-형 CIS를 포함하는 박막트랜지스터 및 그제조방법 |
| US7851791B2 (en) | 2007-03-09 | 2010-12-14 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Thin film transistor having N-type and P-type CIS thin films and method of manufacturing the same |
| US8084295B2 (en) | 2007-03-09 | 2011-12-27 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Thin film transistor having n-type and p-type CIS thin films and method of manufacturing the same |
| JP2010192689A (ja) * | 2009-02-18 | 2010-09-02 | Tdk Corp | 太陽電池、及び太陽電池の製造方法 |
| EP2309554A3 (en) * | 2009-10-09 | 2016-08-17 | Stion Corporation | Zinc oxide film method and structure for cigs cell |
| CN102877101A (zh) * | 2012-10-09 | 2013-01-16 | 哈尔滨理工大学 | 以CuInSe2薄膜为基体电沉积制备太阳能电池缓冲层ZnS薄膜的方法 |
| CN102877101B (zh) * | 2012-10-09 | 2015-04-15 | 哈尔滨理工大学 | 以CuInSe2薄膜为基体电沉积制备太阳能电池缓冲层ZnS薄膜的方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050802 |