CN117916898A - 太阳能电池的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种制造实施方案的太阳能电池的方法，包括在基底上形成p电极；在p电极上形成含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物作为主要成分的膜；以及将含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物作为主要成分的膜氧化。氧化的氧分压为5000[Pa]以上且200000[Pa]以下。氧化的水蒸气浓度为9.4×10‑1[g/m3]以上且2.5×103[g/m3]以下。氧化的温度为40[℃]以上且150[℃]以下。氧化的持续时间为10[秒]以上且150[分钟]以下。
Description
技术领域
本文描述的实施方案总体上涉及太阳能电池的制造方法、多结太阳能电池、太阳能电池模块和光伏发电系统。
背景技术
新的太阳能电池之一是使用氧化亚铜(Cu2O)用于吸光层的太阳能电池。Cu2O是一种宽带隙半导体。由于Cu2O是包含地球上丰富存在的铜和氧的安全且廉价的材料，因此期望能够实现高效率且低成本的太阳能电池。
现有技术文献
专利文献
[专利文献1]JP 2017-54917A
发明内容
技术问题
实施方案提供了具有优异转换效率的太阳能电池的制造方法、多结太阳能电池、太阳能电池模块和光伏发电系统。
问题的解决方案
一种制造根据实施方案的太阳能电池的方法，包括：在基底上形成p电极，在p电极上形成含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物作为主要成分的膜，以及将含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物作为主要成分的膜氧化。氧化的氧分压(partial pressureof oxide)为5000[Pa]以上且200000[Pa]以下。氧化的水蒸气浓度为9.4×10-1[g/m3]以上且2.5×103[g/m3]以下。氧化的温度为40[℃]以上且150[℃]以下。氧化的持续时间为10[秒]以上且150[分钟]以下。
附图说明
[图1]图1是根据实施方案的太阳能电池的截面图。
[图2]图2是示出了根据实施方案的太阳能电池的分析点的图。
[图3]图3是根据实施方案的太阳能电池的制造方法的流程图。
[图4]图4是根据实施方案的多结太阳能电池的截面图。
[图5]图5是根据实施方案的太阳能电池模块的透视图。
[图6]图6是根据实施方案的太阳能电池模块的截面图。
[图7]图7是根据实施方案的光伏发电系统的结构视图。
[图8]图8是根据实施方案的车辆的概念图。
[图9]图9是根据实施方案的飞行物体的概念图。
[图10]图10是与实施例相关的表。
[图11]图11是与实施例相关的表。
[图12]图12是与实施例相关的表。
[图13]图13是与实施例相关的表。
[图14]图14是与实施例相关的表。
[图15]图15是与实施例相关的表。
[图16]图16是与实施例相关的表。
[图17]图17是与实施例相关的表。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述实施方案。除非另有规定，示出了25[℃]和1atm(大气压)下的值。平均值表示算术平均值。
在说明书中，除了“和/或”的“/”之外的“/”表示除法符号。
(第一实施方案)
第一实施方案涉及太阳能电池和用于制造太阳能电池的方法。在图1中示出了根据第一实施方案的太阳能电池的截面图。如图1所示，根据本实施方案的太阳能电池100包括基底1、作为第一电极的p电极2、p型吸光层3、n型层4和作为第二电极的n电极5。例如可以在n型层4和n电极5之间包括未示出的中间层。阳光可以从n电极5侧或p电极2侧入射，但更优选从n电极5侧入射。由于根据实施方案的太阳能电池100是透明型太阳能电池，因此优选的是，太阳能电池100用作多结太阳能电池的顶电池(光入射侧)。在图1中，基底1设置在p电极2的与p型吸光层3侧相反的一侧。在实施方案的太阳能电池100中，光从n电极5侧向p电极2侧入射。在下文中，虽然将描述图1中所示的模式，但也使用其中除基底1的位置不同之外、基底1设置在n电极5侧上的模式。在实施方案的太阳能电池100中，光从n电极5侧向p电极2侧入射。
在进行氧化过程时，优选的是在p电极2侧设置基底1。
基底1为透明基底。可以使用诸如亚克力、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)、氟基树脂(聚四氟乙烯(PTFE)、全氟乙烯丙烯共聚物(FEP)、乙烯四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)、全氟烷氧基烷烃(PFA)等)、聚芳酯、聚砜、聚醚砜和聚醚酰亚胺之类的透明有机基底，以及诸如苏打石灰玻璃、白玻璃、化学强化玻璃和石英之类的无机基底作为基底1。作为基底1，可以将以上所列举的基底进行堆叠。
在实施方案中，将其中700nm以上且1000nm以下的波段的光的透射率为50％以上且100％以下、并且氧化亚铜或/和氧化亚铜的复合氧化物被用于p型吸光层3的太阳能电池定义为透明型太阳能电池。
优选的是，基底1为从苏打石灰玻璃、白玻璃、化学强化玻璃和石英中选择的一种。
p电极2设置在基底1上、且设置在基底1和p型吸光层3之间。p电极2是设置在p型吸光层3侧的具有透明度的导电层。p电极2的厚度通常为100[nm]以上且2000[nm]以下。在图1中，p电极2与吸光层3直接接触。优选的是，p电极2包括一层或多层的透明导电氧化物膜。所述透明导电氧化物膜没有特别限制，并且可以是铟锡氧化物(ITO)、掺铝氧化锌(AZO)、掺硼氧化锌(BZO)、掺镓氧化锌(GZO)、掺杂氧化锡、掺钛氧化铟(ITiO)、铟锌氧化物(IZO)、铟镓锌氧化物(IGZO)、掺氢氧化铟(IOH)等。所述透明导电氧化物膜可以是具有多个膜的堆叠膜。用于锡氧化物膜等的掺杂剂没有特别限制，只要所述掺杂剂是选自In、Si、Ge、Ti、Cu、Sb、Nb、Ta、W、Mo、F、Cl等的一种或多种元素即可。在掺杂的锡氧化物膜中，相对于锡氧化物膜中所含的锡，优选包含10原子％以下的选自In、Si、Ge、Ti、Cu、Sb、Nb、Ta、W、Mo、F、Cl等中的一种或多种元素。优选的是，p电极2包括位于透明导电氧化物膜与基底1之间、或位于透明导电氧化物膜与p型吸光层3之间的点状、线状或网状的电极(选自金属、合金、石墨烯、导电氮化物和导电氧化物中的一种或多种)。优选的是，相对于所述透明导电膜，所述点状、线状或网状的金属具有50％以上的开口率。所述点状、线状或网状的金属没有特别限制，是Mo、Au、Cu、Ag、Al、Ta、W等。当所述金属膜用于p-电极2时，优选的是，从透明度的观点来看，膜厚为约10nm以下。当使用线状或网状的金属膜时，由于在开口处确保了透明度，金属膜的膜厚不受此限制。
优选的是，p电极2具有铟锡氧化物膜和掺杂的锡氧化物膜彼此堆叠而成的堆叠结构。优选的是，具体地，p电极2具有一个或多个堆叠结构，所述堆叠结构选自铟锡氧化物膜和掺锑的锡氧化物的堆叠膜、铟锡氧化物膜和掺氟的锡氧化物的堆叠膜、铟锡氧化膜和掺Ta的锡氧化物的堆叠膜、以及铟锡氧化物膜和掺Nb的锡氧化物膜的堆叠膜。当p电极2包括掺杂的锡氧化物时，优选地，掺杂的锡氧化物与吸光层3直接接触。
优选的是，p电极2含有透明导电氧化物膜，该透明导电氧化物膜含有包含选自In、Zn和Sn中的一种或多种的氧化物。优选的是，透明导电氧化物膜与p型吸光层3的氧化亚铜或/和氧化亚铜的复合氧化物的晶粒直接接触。优选的是，p型吸光层3的在p电极2侧的表面的80％以上且100％以下与Cu2O晶粒直接接触。
p型吸光层3是p型半导体层。p型吸光层3可以与p电极2直接接触，或者只要能够确保与p电极2的接触，也可以存在其他层。p型吸光层3可以含有薄的n型区域(例如1[nm]以上且10[nm]以下)。除了该n型区域之外的p型吸光层3的导电类型是p型，包括p-(p负)型和p+(p正)型。p型吸光层3设置在p电极2和n型层4之间。p型吸光层3与n型层4直接接触。p型吸光层3是含有Cu作为主要成分的金属氧化物的半导体层。含有Cu作为主要成分的金属氧化物是氧化亚铜或/和氧化亚铜的复合氧化物。p型吸光层3是由CuaM1bOc表示的氧化物的层。M1是选自Sn、Sb、Ag、Li、Na、K、Cs、Rb、Al、In、Zn、Mg、Ca、Cl、F、Br、I、Mn、Tc和Re的一种或多种金属。a、b和c优选满足1.80≤a≤2.01(a为1.80以上且2.01以下)，0.00≤b≤0.20(b为0.00以上且0.20以下)，且0.98≤c≤1.02(c为0.98以上且1.02以下)。优选p型吸光层3的90重量％以上为氧化亚铜或/和氧化亚铜的复合氧化物。更优选p型吸光层3的95重量％以上为氧化亚铜或/和氧化亚铜的复合氧化物。仍更优选p型吸光层3的98重量％以上为氧化亚铜或/和氧化亚铜的复合氧化物。优选的是，p型吸光层3几乎不含非均相的Cu和/或CuO。当p型吸光层3含有较少非均相且具有良好的结晶度时，p型吸光层3的透射率优选地增加。当p型吸光层3含有M2元素时，可以调节p型吸光层3的带隙。p型吸光层3的带隙优选为2.0eV以上且2.2eV以下。当带隙在这样的范围内时，阳光能够在多结太阳能电池的顶电池和底电池中均得到有效使用，其中将使用Si用于吸光层的太阳能电池用作底电池，并且将实施方案的太阳能电池用作顶电池。
氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物可以含有掺杂载体的氧化亚铜。
p型吸光层3的组成比为整个p型吸光层3的组成比。优选的是，在p型吸光层3中，整体满足p型吸光层3的化合物组成比。
当p型吸光层3的厚度为d3时，p型吸光层的组成为距离p电极2侧的p型吸光层3的表面0.2d3、0.5d3和0.8d3深度处的组成的平均值。除非存在以下条件，即p型吸光层3的化合物的元素组成比是倾斜的，否则p型吸光层3优选在每个深度处满足上述组成和以下的适当组成。在分析中，通过例如二次离子质谱法(SIMS)，在距离n型层4的表面的每个距离处，对如图2的分析点所示的尽可能均匀地以等间距分布的分析点(A1～A9)进行分析。图2是从光入射侧观察到的太阳能电池100的示意图。在分析p型吸光层3时，D1为p型吸光层3在宽度方向的长度，D2为p型吸光层3在深度(纵向)方向的长度。
p型吸光层3的厚度通过利用电子显微镜的截面观察或台阶仪(step profiler)获得，并且优选为1000nm以上且10000nm以下。
p型吸光层3包括氧化亚铜或/和氧化亚铜的复合氧化物的晶粒(大颗粒)，其在p型吸光层3的厚度方向上的长度为p型吸光层3厚度的80％以上且小于100％。大晶粒占据的面积优选为包括p型吸光层3的中心在内的p型吸光层3的横截面面积的60％以上且小于100％，并且更优选为包括p型吸光层3的中心在内的p型吸光层3的横截面面积的80％以上且小于100％。
n型层4是n型半导体层。n型层4位于p型吸光层3和n电极5之间。n型层4与p型吸光层3的表面直接接触，所述表面与和p电极2接触的表面相反。n型层4是含Ga的氧化物半导体层，并且优选含有以Ga为基础的氧化物。n型层4可以是以Ga为基础的氧化物与其他氧化物的混合物、掺杂有一种或多种元素的以Ga为基础的氧化物的混合物、或掺杂有一种或多种元素的以Ga为基础的氧化物与其他氧化物的混合物。n型层4是单层或堆叠层。优选的是，Ga与n型层中的金属元素的比率为50原子％以上。n型层4中所含的金属元素可以从p型吸光层3向n电极5倾斜。
优选的是，n型层4含有包含M2的氧化物，M2是选自H、Sn、Sb、Cu、Ag、Li、Na、K、Cs、Rb、Al、In、Zn、Mg、Si、Ge、N、B、Ti、Hf、Zr以及Ca和Ga的一种或多种元素。优选的是，占n型层4的90重量％以上的含有M2和Ga的氧化物被包含在n型层4中。n型层可以含有p型吸收层3中所含的除M2以外的一种或多种元素。
优选的是，n型层4的90[重量％]以上是含有M2和Ga的氧化物。优选的是，n型层4的95[重量％]以上是含有M2和Ga的氧化物。优选的是，n型层4的98[重量％]以上是含有M2和Ga的氧化物。优选的是，n型层4由含有M2和Ga的氧化物组成，但不包括下面描述的中间区域。
除非另有规定，n型层4的化合物的组成是整个n型层4的平均组成。当n型层4的厚度为d4时，n型层4的组成为距离p型吸光层3侧的n型层4的表面(p型吸光层3与n型层4之间的界面)为0.2d4、0.5d4和0.8d4深度处的组成的平均值。当n型层4非常薄(例如5[nm]以下)时，距离p型吸光层3侧上的n型层4的表面为0.5d4深度处的组成可视为整个n型层4的组成。在分析中，通过例如二次离子质谱法(SIMS)，在距离n型层4的表面的每个距离处，对如图2的分析点所示的尽可能均匀地以等间距分布的分析点(A1～A9)进行分析。图2是从光入射侧观察到的太阳能电池100的示意图。D1为n型层4在宽度方向的长度，D2为n型层4在深度(纵向)方向的长度。
优选的是，在p型吸光层3与n型层4之间存在中间区域。中间区域是从p型吸光层3到n型层4的过渡区域。中间区域含有p型吸光层3的氧化亚铜或/和氧化亚铜的复合氧化物的非均相。中间区域中所含的非均相是选自CuO相、Cu相和含有Cu、Ga、M3和O的相中的一种或多种。中间区域中Cu、Ga、M3和O的总量优选为中间区域中所含的所有原子的95[原子％]以上且100[原子％]以下，或中间区域中所含的所有原子的98[原子％]以上且100[原子％]以下。CuO相优选地包含在中间区域中。M3元素是选自Sn、Sb、Ag、Li、Na、K、Cs、Rb、Al、In、Zn、Mg、Ca、Cl、F、Br、I、Mn、Tc、Re、H、Sn、Sb、Si、Ge、N、B、Ti、Hf和Zr的一种或多种元素。
中间区域是从p型吸光层3与n型层4之间的界面朝向n型层4的2[nm]的深度(起点)开始到从p型吸光层3与n型层4之间的界面朝向p型吸光层3的2[nm]的深度(终点)为止的区域。在使用Cu2O用于p型吸光层3的太阳能电池中，由于在具有4[nm]宽的非常薄的区域中存在缺陷，所以转换效率提高。如果存在非均相(其是界面缺陷)的区域是宽度为例如10[nm]的厚区域，则转换效率大大降低。
p型吸光层3与n型层4之间的界面可能不清晰。当p型吸光层3与n型层4之间的界面不清晰时，将不清晰区域的中心部分定义为p型吸光层3与n型层4之间的界面。p型吸光层3与n型吸光层4之间的界面可以是不平坦的而不是平坦的。p型吸光层3与n型层4之间的界面可以通过观察p型吸光层3和n型层4的截面来确定。由于p型吸光层3之间的不清晰区域含有非均相，因此p型吸光层3与n型层4之间的不清晰区域的厚度在p型吸光层3与n型层4的堆叠方向上优选为0[nm]以上且10[nm]以下，更优选1[nm]以上且5[nm]以下，还更优选2[nm]以上且5[nm]以下。
n电极5是在n型层4侧上的对可见光具有透明度的电极。n型层4被夹在n电极5与p型吸光层3之间。可以在n型层4和n电极5之间设置中间层(未示出)。优选的是，将透明导电氧化物膜用于n电极5。优选的是，用于n电极5的透明导电氧化物膜优选为选自铟锡氧化物、掺铝氧化锌、掺硼氧化锌、掺镓氧化锌、掺铟氧化锌、掺钛氧化铟、铟镓锌氧化物和掺氢氧化铟中的一种或多种半导体导电膜。用于锡氧化物膜等的掺杂剂没有特别限制，只要所述掺杂剂是选自In、Si、Ge、Ti、Cu、Sb、Nb、Ta、W、Mo、F、Cl等的一种或多种元素即可。石墨烯也可用于n电极5。优选的是，石墨烯与Ag纳米线堆叠。
优选的是，n电极5含有透明导电氧化物膜，该透明导电氧化物膜含有包含选自Zn、In和Sn中的一种或多种的氧化物。优选的是，n电极5的透明导电氧化物膜与n型层4直接接触。
n电极5的厚度通过利用电子显微镜的截面观察或台阶仪获得，并且没有特别限制，但通常为50[nm]以上且2000[nm]以下。
p型吸光层3优选通过例如溅射等形成。在p型吸光层3形成后，对p型吸光层3的表面进行氧化。更具体地，氧化了的含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物作为主要成分的膜是p型吸光层3。
更具体地，形成n型层4之后的氧化了的含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物作为主要成分的膜是p型吸光层3。
含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物的膜和被氧化的p型吸光层3都是氧化亚铜或氧化亚铜的复合氧化物的多晶膜。
n型层4包括氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物的晶粒，其长度为含有氧化亚铜或氧化亚铜的复合氧化物作为主要成分的膜的厚度方向上的长度的80％以上且小于100％。大晶粒占据的面积优选为包括p型吸光层3的中心在内的p型吸光层3的横截面面积的60％以上且小于100％，并且更优选为包括p型吸光层3的中心在内的p型吸光层3的横截面面积的80％以上且小于100％。
接下来，将描述太阳能电池100的制造方法。图3示出了根据实施方案的太阳能电池的制造方法的流程图。根据实施方案的太阳能电池100的制造方法包括在基底1上形成p电极2的步骤、在p电极2上形成含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物作为主要成分的膜的步骤、将含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物作为主要成分的膜氧化的步骤、在氧化了的含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物的膜上形成n型层4的步骤，以及在n型层4上形成n电极5的步骤。
首先，作为在基底1上形成p电极的步骤，在第一基底1上形成p-电极2。例如通过溅射形成透明导电氧化物膜。当p电极2包括金属膜、点状金属、线状金属或网状金属时，根据需要对这些金属进行沉积和图案化。
接下来，作为在p电极2上形成含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物的膜的步骤，将含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物作为主要成分的膜沉积在p电极2上。优选通过溅射来沉积含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物作为主要成分的膜。优选沉积具有少量非均相的含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物作为主要成分的膜。在溅射中，优选在300[℃]以上且600[℃]以下的温度下加热其中形成有p电极2的构件，沉积速率[μm/min(微米/分钟)]优选地为0.02[μm/min(微米/分钟)]以上且20[μm/min(微米/分钟)]以下，并且沉积气氛的氧分压(oxygen partial pressure)优选为0.01[Pa]以上且4.8[Pa]以下。考虑到沉积具有高透射率的大的多晶膜，当沉积速率由d表示时，氧分压优选满足0.55×d(0.55倍d)[Pa]以上且1.00×d(1.00倍d)[Pa]以下。加热温度更优选为350[℃]以上且500[℃]以下。在沉积中，可以在膜中添加M1元素，该膜含有作为主要成分的氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物。当以这种方式形成含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物的膜时，优选的是，在含有氧化亚铜或/和氧化亚铜的复合氧化物的膜的表面(p型吸光层3的n型层4侧的表面)上，表面积(由晶界界定的面积)大于0.8[μm2(平方微米)]的晶体的比率(面积比：含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物的膜的表面积被满足0.8[μm2(平方微米)]的晶体占据的比率)为80％以上。优选的是，在含有氧化亚铜或/和氧化亚铜的复合氧化物的膜表面侧上，表面积大于1.0[μm2(平方微米)]的晶体的比率为80％以上。
在计算0.55×d(0.55倍d)[Pa]以上且1.00×d(1.00倍d)[Pa]以下的氧分压时，沉积速率的单位(μm/min(微米/分钟))被忽略。
作为将含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物作为主要成分的膜氧化的步骤，对以下构件进行氧化：在基底1上形成p电极2，并且在p电极2上形成含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物作为主要成分的膜。氧化是在含有氧气的气氛中进行的。含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物作为主要成分的膜的表面侧上的非常薄的区域通过氧化处理而被氧化。如果在高温条件下，例如在500[℃]下进行氧化，则含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物作为主要成分的膜的深的区域也被氧化，并且在膜中形成过量的氧化铜等。这导致膜的透射率和太阳能电池的开路电压的降低。氧化处理可以包括在真空室中在含有氧气的气氛中对在基底1上形成p电极2并且在p电极2上形成含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物作为主要成分的膜的构件进行处理。
含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物作为主要成分的膜的构件被氧化，膜的表面侧的氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物的一部分被氧化，并且氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物的一部分变为CuO相等。可以通过XRD(X射线衍射)或XPS(X射线光电子能谱)确认这些非均相的存在。在实施方案的氧化处理中，如果氧化过度进行，则Cu(OH)2的产物比增加。大部分在氧化中产生的CuO相和Cu(OH)2相将在其中形成有n型层4等的太阳能电池100中消失。然而，凭借在形成n型层4之前在含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物作为主要成分的膜的表面侧的非常薄的区域中产生的CuO相和Cu(OH)2相，获得了具有高电流密度和高开路电压的太阳能电池100。
CuO相在没有氧化的情况下存在，但当进行氧化时，开路电压增加而不会降低电流密度。开路电压增加对于提高转换效率是重要的。当以实施方案的方式进行氧化时，证实了CuO相形成在p型吸光层3的在表面侧的非常薄的区域中。当通过外延生长形成p型吸光层3时，由于p型吸光层3的表面是平坦的，所以容易在深度方向上定量评价CuO相。当通过溅射来沉积p型吸光层3时，该层的表面具有精细的平坦性(数均不平坦高度为1[nm]以上且10[nm]以下)。当p型吸光层3的表面具有精细的平坦性时，在制造太阳能电池之后难以定量评价CuO相。
为了避免氧化前后的意外氧化，优选的是，将在p-电极2上形成含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物作为主要成分的膜的构件进行存储。在将含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物作为主要成分的膜氧化之后，优选的是将氧化后的构件存储在氧分压为50[Pa]以下并且温度为80[℃]以下或更优选50[℃]以下的气氛中，或连续地进行沉积n型层4。在沉积n型层4之前，将氧化了的构件在温度为例如30[℃]以下的空气中储存1小时以下、或优选30分钟以下。在氧化之前，优选将构件储存在氧分压为50[Pa]以下且温度为80[℃]以下、更优选为[50℃]以下的气氛中，或储存在温度为30[℃]以下的空气中1小时以下、优选30分钟以下。在这些气氛中，臭氧可以占氧分压的0.1％以下。
储存气氛的水蒸气浓度(重量/体积)优选为5.0×10-8[g/L]以上且5.0×10-5[g/L]以下，更优选5.0×10-8[g/L]更大且4.0×10-5[g/L]以下。
优选的是，在储存气氛中不包含等离子体气体。
关于氧化，将在p-电极2上形成有含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物作为主要成分的膜的构件放置在腔室的台上，并且在引入含氧气体之前，可以将腔室的总压力降低到2×10-4[Pa]以上且1×10-1[Pa]以下。在腔室中的总压力稳定之后引入用于氧化的气体。在引入氧气(氧化气体)之前，将含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物作为主要成分的膜的构件在下文所述的温度下加热。
氧化的气氛(气体)中含有氧气。在氧化气氛中，可以包含占氧分压的0.0％以上且0.1％以下的臭氧(最大臭氧压力为1[Pa])。在氧化气氛中，可以包含空气中所含的不可避免的物质(分子)，例如，一氧化碳、二氧化碳、烃、氢等。氧化气氛可以含有5000ppm以下的空气中所含的不可避免的物质(分子)，例如一氧化碳、二氧化碳、烃、氢等。在氧化气氛中也可以含有不活泼性气体(例如氮气、Ar等)和氢气。除了氧气和臭氧之外的其它反应性气体不被引入到用于氧化的腔室中，因为氧化气氛不包含除了氧气和臭氧之外的其它反应性气体。因此，优选的是仅将氧气和任选的臭氧和/或不活泼性气体引入到腔室中。相对于氧化气氛的排除水蒸气后的总压，氧分压和不活泼性气体的分压之和(＝([氧分压]+[不活泼性气体的分压])/[氧化气氛的排除水蒸气后的总压])优选为99.0％以上且100％以下，更优选99.3％以上且100％以下(99.3％以上且99.9％以下)。
氧化中的氧气的分压优选为氧化气氛的总压[Pa]的5％以上且100％以下，更优选10％以上且100％以下。
优选的是，氧化中的氧分压为5000[Pa]以上且200000[Pa]以下。当氧气的分压过低时，由于处理时间变长因此生产率较差、或氧化反应不进行。当氧气的分压过高时，氧化反应从氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物的表面进行直到深的区域。因此，氧化中的氧分压优选为8000[Pa]以上且30000[Pa]以下，更优选10000[Pa]以上且25000[Pa]以下。氧气的分压和臭氧的分压是腔室中的值。
氧化的温度优选为40[℃]以上且150[℃]以下。当氧化的温度过低时，由于处理时间变长因此生产率较差、或氧化反应不进行。当氧化的温度过高时，氧化反应从氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物的表面进行直到深的区域。因此，氧化的温度优选为45[℃]以上且120[℃]以下，更优选50[℃]以上且120[℃]以下、还更优选50[℃]以上且90[℃]以下。氧化的温度是氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物的表面的温度。因为氧化反应是温和的，因此该氧化反应是低放热的。因此，在p电极2上形成有含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物作为主要成分的膜的构件的氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物的表面的温度基本上与在p电极2上形成有含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物作为主要成分的膜的构件的温度相同。在p电极2上形成有含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物作为主要成分的膜的构件的温度是用于氧化的腔室的台的设定温度。设定温度为氧化温度。
氧化的持续时间优选为10[秒]以上且150[分钟]以下。当氧化的持续时间过短时，由于处理时间变长因此生产率较差、或氧化反应不进行。当氧化的持续时间过长时，氧化反应从氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物的表面进行直到深的区域。因此，氧化的持续时间优选为5[分钟]以上且120[分钟]以下，更优选10[分钟]以上且90[分钟]以下。
氧化气氛中的水蒸气浓度优选为9.4×10-1[g/m3]以上且2.5×103[g/m3]以下。当氧化气氛的水蒸气浓度过低时，几乎不产生Cu(OH)2，因此不优选。当氧化气氛的水蒸气浓度过高时，氧化反应过度进行。因此，氧化气氛中的水蒸气浓度优选为1.0[g/m3]以上且5.9×102[g/m3]以下，更优选为2.3[g/m3]以上且8.2×101[g/m3]以下。
关于氧化过程，当氧分压为5000[Pa]以上且50000[Pa]以下时，氧化的温度优选为50[℃]以上且150[℃]以下。当氧分压为5000[Pa]以上且50000[Pa]以下并且氧化的温度为50[℃]以上且150[℃]以下时，氧化的持续时间优选为5[分钟]以上且150[分钟]以下，更优选5[分钟]以上且60[分钟]以下。当氧化的分压为中等至高时，在中等温度至高温下、中等持续时间至长持续时间的条件下，氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物的表面侧的非常薄的区域被局部氧化。
关于氧化过程，当氧气的分压为10000[Pa]以上且200000[Pa]以下时，氧化的温度优选为40[℃]以上且120[℃]以下。当氧气的分压为10000[Pa]以上且200000[Pa]以下并且氧化的温度为40[℃]以上且120[℃]以下时，氧化的持续时间优选为10[分钟]以上且120[分钟]以下，更优选10[秒]以上且60[分钟]以下。当氧化的分压为中等至高时，在低温至高温下、短持续时间至长持续时间的条件下，氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物的表面侧的非常薄的区域被局部氧化。
关于氧化过程，当氧化的温度为75[℃]以上且125[℃]以下时，优选的是氧气的分压为5000[Pa]以上且200000[Pa]以下，并且氧气的持续时间为5[分钟]以上且45[分钟]以下。关于氧化过程，当氧化的温度为75[℃]以上且125[℃]以下时，更优选的是氧气的分压为5000[Pa]以上且100000[Pa]以下，并且氧气的持续时间为10[分钟]以上且60[分钟]以下。当在这些条件下进行氧化时，非常薄的区域被稳定地氧化。当一个或多个条件不满足上述条件时，温度、氧气的分压和持续时间之间的平衡是重要的。当氧化的温度高时，通过降低氧气的分压或通过减少持续时间来调节条件，使得氧化不进行到深的区域。将上述条件与以下条件进行比较，似乎氧化在75[℃]以上且125[℃]以下的温度下过度进行，但实际上，膜在表面侧上的非常薄的区域被局部氧化。当氧化的温度为75[℃]以上且125[℃]以下时，在5[分钟]至60[分钟]内的持续时间内，在氧气的分压在5000[Pa]以上且200000[Pa]以下的情况下，氧化难以进行到深的区域。氧化的温度更优选为80[℃]以上且120[℃]以下。当氧化的温度为80[℃]以上且120[℃]以下时，氧气的分压优选为5000[Pa]以上且200000[Pa]以下，并且持续时间优选为5[分钟]以上且60[分钟]以下。当氧化的温度为80[℃]以上且120[℃]以下时，氧气的分压优选为5000[Pa]以上且100000[Pa]以下，并且持续时间优选为10[分钟]以上且45[分钟]以下。
当水蒸气浓度高并且氧气的分压过高时，氧化可能过度进行。关于氧化，当氧化的温度为40[℃]以上且80[℃]以下，氧气的分压为5000[Pa]以上且200000[Pa]以下，并且氧化的持续时间为5[分钟]以上且45[分钟]以下时，优选的是水蒸气浓度为9.4×10-1[g/m3]以上且2.5×101[g/m3]以下。
关于氧化过程，当持续时间为10[秒]以上且小于5[分钟]，并且氧化的温度为40[℃]以上且低于110[℃]时，氧气的分压优选为30000[Pa]以上且200000[Pa]以下，更优选50000[Pa]以上且100000[Pa]以下。当氧化的温度为低至中等并且持续时间非常短时，氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物的表面侧上的非常薄的区域在高分压的氧气下被局部氧化。
关于氧化过程，当持续时间为10[秒]以上且小于5[分钟]，并且氧化的温度为110[℃]以上且150[℃]以下时，氧气的分压优选为10000[Pa]以上且100000[Pa]以下，更优选15000[Pa]以上且50000[Pa]以下。当氧化的温度高并且持续时间非常短时，氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物的表面侧上的非常薄的区域在中等分压的氧气下被局部氧化。
关于氧化过程，当持续时间为5[分钟]以上且小于10[分钟]，并且氧化的温度为40[℃]以上且低于110[℃]时，氧气的分压优选为10000[Pa]以上且100000[Pa]以下，更优选15000[Pa]以上且100000[Pa]以下。当氧化的温度为低至中等并且持续时间短时，氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物的表面侧上的非常薄的区域在中等分压的氧气下被局部氧化。
关于氧化过程，当持续时间为10[分钟]以上且小于60[分钟]，并且氧化的温度为40[℃]以上且低于80[℃]时，氧气的分压优选为10000[Pa]以上且50000[Pa]以下，更优选15000[Pa]以上且40000[Pa]以下。当氧化的温度为低至中等并且持续时间为中等至稍长时，氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物的表面侧上的非常薄的区域在中等分压的氧气下被局部氧化。
关于氧化过程，当持续时间为60[分钟]以上且小于90[分钟]，并且氧化的温度为40[℃]以上且低于120[℃]时，氧气的分压优选为10000[Pa]以上且40000[Pa]以下，更优选15000[Pa]以上且35000[Pa]以下。当氧化的温度为低至高并且持续时间稍长时，氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物的表面侧上的非常薄的区域在中等分压的氧气下被局部氧化。
关于氧化过程，当持续时间为90[分钟]以上且150[分钟]以下，并且氧化的温度为40[℃]以上且低于60[℃]时，氧气的分压优选为5000[Pa]以上且25000[Pa]以下，更优选5000[Pa]以上且21000[Pa]以下。当氧化的温度低并且持续时间长时，氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物的表面侧上的非常薄的区域在低分压的氧气下被局部氧化。
当氧气的分压高时，通过降低氧化的温度并且减少氧化的持续时间来容易地控制氧化过程。当氧化的温度高时，通过降低氧气的分压并且减少氧化的持续时间来容易地控制氧化过程。
当氧气的分压低时，通过增加氧化的温度并且增加氧化的持续时间来容易地控制氧化过程。当氧化的温度低时，通过增加氧气的分压并且增加氧化的持续时间来容易地控制氧化过程。
优选的是，用于氧化的气体在氧化中被连续替换。当用于氧化的腔室的体积为L1[L]时，优选的是流入腔室的气体量为L1/20[L/min]以上且100×L1[L/min]以下。
气体(氧化气氛)中的氧气的分压可以通过使用例如原电池型氧气传感器或氧化锆传感器由气体中的氧气的浓度来确定。此外，气体中水蒸气浓度可以由例如使用电容型或镜面反射型的露点计所测量的露点和温度来确定。
关于实施方案的氧化，氧化过程容易受到氧气的分压、氧化的温度和氧化的持续时间的影响。那么氧气的分压高、氧化的温度高、并且氧化的持续时间长，促进了氧化。通过满足这三个条件，氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物的表面侧上的非常薄的区域可以通过氧化被局部氧化。当不满足这三个条件时，氧化过度进行或者氧化反应几乎不发生。
优选的是，对通过溅射而形成的氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物的膜进行氧化。通过溅射而形成的氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物的膜具备具有精细的平坦性的表面。凭借对通过溅射而形成的表面具有精细平坦性的氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物的膜进行氧化，可以进行优选的氧化。它可以有助于提高太阳能电池的开路电压。
氧分压是处理气氛中的O2气体的分压。在氧化期间，不进行任何O2气体的等离子体化。
凭借将氧化应用于多晶膜，氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物的仅表面的非常薄的区域(例如，从含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合物的膜的表面到一个原子层或1[nm]的深度的区域)被氧化。如果氧化的条件不同(例如，Cu2O小颗粒的氧化、Cu2O单晶的氧化，可能发生的以下非常低浓度的氧气)，则Cu2O不被氧化，含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物的膜的表面被部分氧化，氧化进行到深的区域，或通过再结晶使Cu2O的晶粒尺寸增大。
结晶度或非均相的存在或不存在依据含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物的膜的形成条件而变化。因此，认为含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物的膜的氧化反应机理与单晶Cu2O的氧化反应机理不同，因为没有关于通过退火在单晶Cu2O膜的表面侧上的薄区域中形成CuO的报道。
当对其表面具有许多OH基团(Cu(OH)2)的Cu2O膜进行氧化时，由于OH基团促进氧化，所以氧化进行到Cu2O膜的深的区域。当将含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物作为主要成分的膜的表面侧上的薄区域选择性氧化时，优选的是在形成含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物作为主要组分的膜之后，不进行增加OH基团的量的过程。
当进行根据实施方案的氧化时，氧化不进行到深的区域。进行了氧化的含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物的膜的从表面到10[nm]深度的区域中的CuO相与总相的比率优选为0.1％以上且10％以下以及1％以上且10％以下。
氧化是在含有氧化亚铜和氧化亚铜的复合氧化物的膜的氧化条件下进行的，预测由于缺陷的增加而降低转换效率和透明度。考虑到转换效率和透明度，通常避免在形成结晶度良好的含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物的膜之后进行这种氧化。当氧化不充分时，需要对膜进行氧化。然而，可以通过控制结晶度良好的含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物的膜的氧化条件来提高转换效率。
当对单晶Cu2O膜进行根据实施方案的氧化时，单晶膜的深的区域容易被氧化。
氧化对于通过溅射而沉积的含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物的膜是有效的，这使得透明型太阳能电池成为可能。
P型吸光层3可以在氧化之前或/和之后掺杂P掺杂剂或/和n掺杂剂。
作为在氧化了的含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物的膜上形成n型层的步骤，在进行氧化之后，通过例如ALD(原子层沉积)、CVD(化学气相沉积)等在含有氧化亚铜和氧化亚铜的复合氧化物的膜上沉积n型层。
作为在n型层4上形成n电极5的步骤，通过溅射等将n电极5沉积在n型层4上。当在n型层4和n电极5之间提供中间层时，在形成n电极5之前形成中间层。通过上述方法，太阳能电池100包括基底1、p电极2、其表面被氧化的含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物的p型吸光层3、n型层4和n电极5。
在氧化了的含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物的膜的表面上形成有n型层4并且在n型层4上形成有n电极5的太阳能电池的转换效率通过氧化而提高。
(第二实施方案)
第二实施方案涉及一种多结太阳能电池。图4示出了根据第二实施方案的多结太阳能电池的截面图。图4的多结太阳能电池200包括在光入射侧上的根据第一实施方案的太阳能电池(第一太阳能电池)100和第二太阳能电池201。第二太阳能电池201的p型吸光层的带隙小于根据第一实施方案的太阳能电池100的吸光层3的带隙。顺便提及，根据实施方案的多结太阳能电池包括其中结合有三个或更多个太阳能电池的太阳能电池。
根据第一实施方案的太阳能电池100的p型吸光层3的带隙为约2.0eV-2.2eV，因此，第二太阳能电池201的吸光层的带隙优选为1.0eV以上且1.6eV以下。第二太阳能电池201的吸光层优选选自具有高In含量的CIGS基化合物半导体层和CdTe基化合物半导体层中的任意一个或多个化合物半导体层、晶体硅和钙钛矿型化合物。
(第三实施方案)
第三实施方案涉及一种太阳能电池模块。图5示出了根据第三实施方案的太阳能电池模块300的透视图。图5中的太阳能电池模块300是第一太阳能电池模块301和第二太阳能电池模块302一个堆叠在另一个上而成的太阳能电池模块。第一太阳能电池模块301在光入射侧上，并且包括根据第一实施方案的太阳能电池100。优选在第二太阳能电池模块302中使用第二太阳能电池201。
图6示出了太阳能电池模块300的截面图。在图6中，详细示出了第一太阳能电池模块301的结构，但未示出第二太阳能电池模块302的结构。在第二太阳能电池模块302中，依据要使用的太阳能电池的吸光层来适当地选择太阳能电池模块的结构。在图6中的太阳能电池模块300中，包括被虚线包围的多个子模块303，其中多个太阳能电池100沿水平方向布置且通过接线304彼此电串联，且所述多个子模块303并联或串联地彼此电连接。相邻的子模块通过母线305电连接。
在相邻的太阳能电池100中，上侧上的n电极5和下侧上的p电极2通过接线304连接。子模块303中的太阳能电池100的两端与母线305相连，母线305优选配置为将多个子模块303并联或串联地电连接，调节与第二太阳能电池模块302的输出电压。顺便提及，在第三实施方案中所示的太阳能电池100的连接系统是一个实例，所述太阳能电池模块可通过其他连接系统进行配置。
(第四实施方案)
第四实施方案涉及一种太阳能光伏发电系统。根据第三实施方案的太阳能电池模块300可以在根据第四实施方案的太阳能光伏发电系统中用作发电的发电机。根据实施方案的太阳能光伏发电系统使用太阳能电池模块进行发电，并且具体地包括发电的太阳能电池模块、将所产生的电转换为电力的单元、以及存储所产生的电的电力存储单元或消耗所产生电的载荷。图7示出了根据实施方案的太阳能光伏发电系统400的配置图。图7中的太阳能光伏发电系统包括太阳能电池模块401(300)、转换器402、蓄电池403和载荷404。蓄电池403或载荷404中的任一个可以省略。载荷404可配置为能够利用存储在蓄电池403中的电能。转换器402是包括进行电力转换(诸如电压转换或DC-AC转换等)的电路或装置的设备，诸如DC-DC转换器、DC-AC转换器、AC-AC转换器等。作为转换器402的配置，可以根据所产生的电压、蓄电池403和载荷404的配置采用适当的配置。
包括在子模块300中的太阳能电池进行发电，电能通过转换器402进行转换并储存在蓄电池403中或被载荷404消耗。优选为太阳能电池组件401中提供用于持续引导太阳能电池模块401朝向太阳的阳光跟踪驱动设备、或收集阳光的集光器，或增加用于提高发电效率的设备等。
优选的是，太阳能光伏发电系统400用于诸如住宅、商业设施、工厂之类的不动产、或诸如车辆、飞机、电子设备之类的动产。随着在太阳能电池模块401中使用根据实施方案的具有优异转换效率的太阳能电池，预期发电量将增加。
车辆被描述为利用太阳能光伏发电系统400的一个实例。图8示出了车辆500的概念配置图。图8中的车辆500包括车身501、太阳能电池模块502、电力转换器503、蓄电池504、电机505和轮胎(车轮)506。设置在车身501上部上的太阳能电池模块502所产生的电力由电力转换器503进行转换，并被充电于蓄电池504中或被诸如电机505之类的载荷消耗。使用从太阳能电池模块502或蓄电池504提供的电力通过电机505旋转轮胎(车轮)506来移动车辆500。太阳能电池模块502可以不是多结型，可以仅由包括根据第一实施方案的太阳能电池100的第一太阳能模块构成。在采用透明型太阳能电池模块502的情况下，除了车身501的上部以外，也优选使用太阳能电池模块502作为在车身501的侧面上发电的窗口。
飞行物体(多旋翼直升机)被描述为利用太阳能光伏发电系统400的一个实例。该飞行物体使用太阳能电池模块300。将使用图9中的飞行物体600(四旋翼飞行器)的示意图简要描述根据本实施方案的飞行物体的配置。飞行物体600包括太阳能电池模块300、主体框架601、电机602、旋翼603和控制单元604。太阳能电池模块300、电机602、旋翼603和控制单元604设置在主体框架601中。控制单元604转换从太阳能电池模块300输出的电力并调整输出。控制单元604可以进一步包括存储由太阳能电池模块300产生的电力的蓄电池。电机602使用从太阳能电池模块300输出的电力使旋翼603旋转。通过使用具有根据实施方案的太阳能电池模块300的具有本发明配置的飞行物体600，提供可利用更多电力进行飞行的飞行物体。
在下文中，将基于实施例对本公开进行更具体的描述，但本公开不限于以下实施例。
(实施例A-1～A-15、对比例A-1～A-3)
在玻璃基底的上表面上沉积与玻璃接触的一侧上的ITO(In:Sn＝80:20，膜厚20nm)和ATO(Sn:Sb＝98:2，膜厚：150nm)作为背面侧上的p电极。在氧气和氩气气氛中，通过溅射法，通过在500[℃]下加热而在透明p电极上形成Cu2O吸光层。接下来，在图10中所示的条件下，使Cu2O吸光层的表面氧化。然后通过XPS观察被氧化的Cu2O吸光层的表面。测定对应于Cu2O、CuO和Cu(OH)2的峰高。在图11中示出了由XPS确定的积分强度。
在XPS分析中，使用了Quantera SXM(ULVAC-PHI Inc)，将Al Kα(单晶光谱)作为X射线源，X射线输出为50W，X射线辐射面积为200μmΦ～300μmΦ，样品的X射线辐射角为45[度]，并且样品与检测器之间的角为90[度]。XPS分析是在没有电气化中和枪的情况下进行的。测量是在该条件下进行的，可以评估氧化亚铜和氧化亚铜的复合氧化物的表面侧上的非常薄的区域中所含的Cu2O的比率及其非均相、CuO的比率和Cu(OH)2的比率。
关于Cu2O、CuO和Cu(OH)2的比率，将通过XPS分析获得的Cu 2p3/2(键能：约932.5eV)的光谱分别在Cu2O(中心：约932.5eV)、CuO(中心：约933.7eV)和Cu(OH)2(中心：约935.1eV)处用伪分叉(pseudo forked)函数进行拟合，并且将XPS光谱以40％的洛伦兹分布式和60％的高斯分布式的比率进行拟合。此外，通过主动Shirley法确定XPS光谱的基线。由拟合的伪分叉函数和基线限定的积分面积被定义为积分强度。分别计算了Cu2O、CuO和Cu(OH)2的积分强度。Cu2O的比率用Cu2O[％](＝[Cu2O的积分强度]/[([Cu2O的积分强度]+[CuO的积分强度]+[Cu(OH)2的积分强度])×100)表示。CuO的比率用CuO[％](＝[CuO的积分强度]/([Cu2O的积分强度]+[CuO的积分强度]+[Cu(OH)2的积分强度])×100表示。Cu(OH)2的比率用Cu(OH)2[％](＝[Cu(OH)2的积分强度]/([Cu2O的积分强度]+[CuO的积分强度]+[Cu(OH)2的积分强度])×100)表示。
在图11中，依据CuO和Cu(OH)2的比率，在A、B、C和D的等级上对结果进行评级。当含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物的膜的CuO的比率或Cu(OH)2的比率为10％以上且100％以下时，积分强度被评估为A。当含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物的膜的CuO的比率或Cu(OH)2的比率为1％以上且小于10％时，积分强度被评估为B。当含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物的膜的CuO的比率或Cu(OH)2的比率为0.1％以上且小于1％时，积分强度被评估为C。当含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物的膜的CuO的比率或Cu(OH)2的比率为0.0％以上且小于0.1％时，积分强度被评估为D。当CuO的比率或Cu(OH)2的比率为10％以上且100％以下(其被评估为A)时，氧化似乎过度进行，因为当在样品的x射线辐射角为45[度]且样品与检测器之间的角为90[度]的条件下进行XPS分析时，强度包括直到5[nm]的深度。采用这种分析方法，CuO和Cu(OH)2的比率为0.1％以上且小于1％(其被评估为B)将被认为是合适的。当将该比率评估为B时，认为表面侧上的非常薄的区域被氧化，并且除了非常薄的区域之外的深的区域没有通过氧化而被氧化。
由于腔室中存在适量的水蒸气，温度和氧分压被调节的氧化气体与表面侧上的Cu2O层有效地反应，因此在一个原子层或厚度1[nm]的非常薄的区域中产生非均相的CuO和Cu(OH)2。由于在一个原子层或厚度至多1[nm]的非常薄的区域中产生了非均相的CuO和Cu(OH)2，因此Cu2O太阳能电池的电压增加。然而，当基底温度高或持续时间长时，在深的区域中产生非均相诸如CuO。在深的区域中产生的非均相诸如CuO成为Cu2O层的杂质，并且Cu2O太阳能电池的电流密度降低。
(实施例B-1～B-15，对比例B-1～B-3)
在玻璃基底的上表面上沉积与玻璃接触的一侧上的ITO(In:Sn＝80:20，膜厚20nm)和ATO(Sn:Sb＝98:2，膜厚：150nm)作为背面侧上的p电极。在氧气和氩气气氛中，通过溅射法，通过在500[℃]下加热而在透明p电极上形成Cu2O吸光层。接下来，在图12中所示的条件下，使Cu2O吸光层的表面氧化。之后，通过ALD方法，沉积10nm的Ga2O3作为n型层。之后，在n型层上沉积作为n电极的AZO的透明导电膜。通过形成MgF2膜作为防反射膜来获得太阳能电池。评估所获得的太阳能电池的短路电流(Jsc)、开路电压(Voc)和转换效率。
通过使用模拟AM 1.5G光源的太阳模拟器并在光源下使用参比Si电池，将光量调节到1个太阳。在大气压下，测量室中的温度为25[℃]。扫描电压并测量电流密度(电流除以单元面积)。当水平轴表示电压并且垂直轴表示电流密度时，与水平轴相交的点表示开路电压Voc，与垂直轴相交的点表示短路电流密度Jsc。当在测量曲线上将电压和电流密度相乘并且将最大点分别设定为Vmpp和Jmpp(最大功率点)时，FF＝(Vmpp*Jmpp)/(Voc*Jsc)，并且通过Eff.＝Voc*Jsc*FF获得了转换效率Eff.。
在与实施例相关的图13的表中，示出了实施例和对比例的开路电压(Voc)、短路电流密度(Jsc)和转换效率(Eff)。
当Voc等于或小于对比例的Voc时，Voc被评估为B。当Voc大于对比例的Voc时，Voc被评估为A。当Jsc等于或小于对比例的Jsc时，Jsc被评估为B。当Jsc大于对比例的Eff时，Jsc被评估为A。当Eff等于或小于对比例的Eff时，Eff被评估为B。当Eff大于对比例的Eff时，Eff被评估为A。
如图12和图13的表所示，通过在适当条件下进行的氧化，Jsc相同或较大，Voc得到提高，并且转换效率得以提高。
(实施例C-1)
在玻璃基底的上表面上沉积与玻璃接触的一侧上的ITO(In:Sn＝80:20，膜厚20nm)和ATO(Sn:Sb＝98:2，膜厚：150nm)作为背面侧上的p电极。在氧气和氩气气氛中，通过溅射法，通过在500℃下加热而在透明p电极上形成5.0[μm(微米)]的Cu2O吸光层。接下来，在图14中所示的条件下，将Cu2O吸光层的表面氧化。氧化后，在25[℃]下快速密封氧化构件并进行分析。
(对比例C-1)
在图14所示的条件下，对在Al2O3上形成有200[μm(微米)]单晶Cu2O层的构件进行氧化。氧化后，在25[℃]下快速密封氧化构件并进行分析。
(对比例C-2)
用水蒸气处理在Al2O3上形成200[μm(微米)]单晶Cu2O层的构件。将用水蒸气处理的构件在图14所示的条件下氧化。氧化后，在25[℃]下快速密封氧化构件并进行分析。
在与实施例相关的图15的表中显示了进行了氧化的含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物的膜的从表面到10[nm]深度的区域中的CuO相与总相的比率。
进行了氧化的含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物的膜的从表面到10[nm]深度的区域的CuO相与总相的比率为大于10％且100％以下时，将CuO比率评估为A。进行了氧化的含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物的膜的从表面到10[nm]深度的区域的CuO相与总相的比率为1％以上且10％以下时，将CuO比率评估为B。进行了氧化的含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物的膜的从表面到10[nm]深度的区域的CuO相与总相的比率为0.1％以上且小于1％时，将CuO比率评估为C。
如图14和图15的表所示，在氧化了的含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物的膜的表面周围的CuO比率依据结晶度和氧化之前的OH基团的比率而变化。此外，如果将深的区域被氧化的Cu2O层(诸如对比例)用于太阳能电池，则由于CuO，太阳能电池在700nm至1000nm的波长下具有低的光透射率。当氧化进行到深的区域时，透射率和转换效率降低。
(实施例D-1～D-3、对比例D-1～D-8)
在玻璃基底的上表面上沉积与玻璃接触的一侧上的ITO(In:Sn＝80:20，膜厚20nm)和ATO(Sn:Sb＝98:2，膜厚：150nm)作为背面侧上的p电极。在氧气和氩气气氛中，通过溅射法，通过在500[℃]下加热而在透明p电极上形成5.0[μm]的Cu2O吸光层。接下来，在图16所示的条件下，使Cu2O吸光层的表面氧化。之后，通过ALD方法，沉积10nm的Ga2O3作为n型层。之后，在n型层上沉积作为n电极的AZO的透明导电膜。通过形成MgF2膜作为防反射膜来获得太阳能电池。评估所获得的太阳能电池的短路电流(Jsc)和开路电压(Voc)。
通过使用模拟AM 1.5G光源的太阳模拟器并在光源下使用参比Si电池，将光量调节到1个太阳。在大气压下，测量室中的温度为25[℃]。扫描电压并测量电流密度(电流除以单元面积)。当水平轴表示电压并且垂直轴表示电流密度时，与水平轴相交的点表示开路电压Voc，与垂直轴相交的点表示短路电流密度Jsc。
在与实施例相关的图17的表中，将实施例和对比例的开路电压(Voc)与短路电流(Jsc)一起示出。
当Voc等于或小于对比例的Voc时，Voc被评估为B。当Voc大于对比例的Voc时，Voc被评估为A。当Jsc等于或小于对比例的Jsc时，Jsc被评估为B。当Jsc大于对比例的Jsc时，Jsc被评估为A。
如图16和图17的表所示，通过在适当条件下进行的氧化，Jsc相同或较大，Voc得到提高，并且转换效率得以提高。
在说明书中，一些元素仅用元素的化学符号表示。
在下文中，另外记录实施方案的条款。
条款1
一种用于制造太阳能电池的方法，包括下述步骤：
在基底上形成p电极；
在所述p电极上形成含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物作为主要成分的膜；和
将含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物作为主要成分的所述膜氧化，其中，
所述氧化的氧分压为5000[Pa]以上且200000[Pa]以下，
所述氧化的水蒸气浓度为9.4×10-1[g/m3]以上且2.5×103[g/m3]以下，
所述氧化的温度为40[℃]以上且150[℃]以下，且
所述氧化的持续时间为10[秒]以上且150[分钟]以下。
条款2
根据条款1所述的用于制造太阳能电池的方法，其中，
当所述氧化的氧分压为5000[Pa]以上且50000[Pa]以下时，
所述氧化的温度为50[℃]以上且150[℃]以下，并且所述氧化的持续时间为5[分钟]以上且150[分钟]以下。
条款3
根据条款1所述的用于制造太阳能电池的方法，其中，
当所述氧化的氧分压为10000[Pa]以上且200000[Pa]以下时，
所述氧化的温度为40[℃]以上且120[℃]以下，并且所述氧化的持续时间为10[秒]以上且120[分钟]以下。
条款4
根据条款1所述的用于制造太阳能电池的方法，其中，
当所述氧化的温度为75[℃]以上且125[℃]以下时，
所述氧化的氧分压为5000[Pa]以上且200000[Pa]以下，并且所述氧化的持续时间为5[分钟]以上且45[分钟]以下。
条款5
根据条款1所述的用于制造太阳能电池的方法，其中，
当所述氧化的温度为80[℃]以上且120[℃]以下时，
所述氧化的氧分压为5000[Pa]以上且100000[Pa]以下，并且所述氧化的持续时间为10[分钟]以上且45[分钟]以下。
条款6
根据条款1至5中任一项所述的用于制造太阳能电池的方法，其中
所述氧化的水蒸气浓度为9.4×10-1[g/m3]以上且2.5×101[g/m3]以下。
条款7
根据条款1或6所述的用于制造太阳能电池的方法，其中，
当所述氧化的持续时间为10[秒]以上且小于5[分钟]并且所述氧化的温度为40[℃]以上且低于110[℃]时，
所述氧化的氧分压为30000[Pa]以上且200000[Pa]以下。
条款8
根据条款1或6所述的用于制造太阳能电池的方法，其中，
当所述氧化的持续时间为10[秒]以上且小于5[分钟]并且所述氧化的温度为110[℃]以上且150[℃]以下时，
所述氧化的氧分压为10000[Pa]以上且小于100000[Pa]以下。
条款9
根据条款1或6所述的用于制造太阳能电池的方法，其中，
当所述氧化的持续时间为5[分钟]以上且小于10[分钟]并且所述氧化的温度为40[℃]以上且80[℃]以下时，
所述氧化的氧分压为10000[Pa]以上且小于100000[Pa]以下。
条款10
根据条款1或6所述的用于制造太阳能电池的方法，其中，
当所述氧化的持续时间为10[分钟]以上且小于60[分钟]并且所述氧化的温度为40[℃]以上且80[℃]以下时，
所述氧化的氧分压为10000[Pa]以上且小于50000[Pa]以下。
条款11
根据条款1或6所述的用于制造太阳能电池的方法，其中，
当所述氧化的持续时间为60[分钟]以上且小于90[分钟]并且所述氧化的温度为40[℃]以上且120[℃]以下时，
所述氧化的氧分压为10000[Pa]以上且小于40000[Pa]以下。
条款12
根据条款1或6所述的用于制造太阳能电池的方法，其中，
当所述氧化的持续时间为90[分钟]以上且150[分钟]以下并且所述氧化的温度为40[℃]以上且60[℃]以下时，
所述氧化的氧分压为5000[Pa]以上且小于25000[Pa]以下。
条款13
根据条款1至12中任一项所述的用于制造太阳能电池的方法，进一步包括下述步骤：
在氧化了的含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物的所述膜上形成n型层。
条款14
根据条款1至13中任一项所述的用于制造太阳能电池的方法，进一步包括下述步骤：
在氧化了的含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物的所述膜上形成n型层；和
在所述n型层上形成n电极。
条款15
根据条款1至14中任一项所述的用于制造太阳能电池的方法，其中，
通过溅射来形成含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物作为主要成分的所述膜，
在所述溅射中，在300[℃]以上且600[℃]以下对其中形成有所述p电极的构件进行加热，
在所述溅射中，所述溅射的沉积速率为0.02[μm/min]以上且20[μm/min]以下，
所述溅射的气氛的氧分压为0.01[Pa]以上且4.8[Pa]以下，
当沉积速率由d表示时，所述溅射的氧分压满足0.55×d[Pa]以上且1.00×d[Pa]以下。
条款16
根据条款15所述的用于制造太阳能电池的方法，其中，
在所述溅射中，在350[℃]以上且500[℃]以下对其中形成有所述p电极的构件进行加热。
条款17
一种多结太阳能电池，包括：
通过根据条款1至16中任一项所述的方法制造的太阳能电池。
条款18
一种太阳能电池模块，包括：
通过根据条款1至16中任一项所述的方法制造的太阳能电池、或根据条款17所述的多结太阳能电池。
条款19
一种光伏发电系统，包括：
根据条款18所述的太阳能电池模块，其中，所述太阳能电池模块进行发电。
虽然已经描述了某些实施方案，但这些实施方案仅通过实例的方式呈现，并不旨在限制本发明的范围。事实上，本文所述的新颖性的实施方案可以以各种其它形式体现；此外，在不背离本发明的精神的情况下，可以对本发明所述的实施方案的形式进行各种省略、替换和修改。随附的权利要求书及其等效物旨在涵盖落入本发明的范围和精神内的这样的形式或变型。
附图标记
1：基底
2：p电极
3：p型吸光层
4：n型层
5：n电极
100：太阳能电池(第一太阳能电池)
200：多结太阳能电池
201：第二太阳能电池
300：太阳能电池模块
301：第一太阳能电池模块
302：第二太阳能电池模块
303：子模块
304：接线
305：母线
400：太阳能发电系统
401：太阳能电池模块
402：转换器
403：蓄电池
404：载荷
500：车辆
501：汽车车身
502：太阳能电池模块
503：电力转换装置
504：蓄电池
505：电机
506：轮胎(车轮)
600：飞行物体
601：主体框架
602：电机
603：旋翼
604：控制单元
Claims (15)
1.一种用于制造太阳能电池的方法，其包括下述步骤：
在基底上形成p电极；
在所述p电极上形成含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物作为主要成分的膜；和
将含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物作为主要成分的所述膜氧化，其中
所述氧化的氧分压为5000[Pa]以上且200000[Pa]以下，
所述氧化的水蒸气浓度为9.4×10-1[g/m3]以上且2.5×103[g/m3]以下，
所述氧化的温度为40[℃]以上且150[℃]以下，且
所述氧化的持续时间为10[秒]以上且150[分钟]以下。
2.根据权利要求1所述的用于制造太阳能电池的方法，其中，
当所述氧化的氧分压为5000[Pa]以上且50000[Pa]以下时，
所述氧化的温度为50[℃]以上且150[℃]以下，并且所述氧化的持续时间为5[分钟]以上且150[分钟]以下。
3.根据权利要求1所述的用于制造太阳能电池的方法，其中，
当所述氧化的氧分压为10000[Pa]以上且200000[Pa]以下时，
所述氧化的温度为40[℃]以上且120[℃]以下，并且所述氧化的持续时间为10[秒]以上且120[分钟]以下。
4.根据权利要求1所述的用于制造太阳能电池的方法，其中，
当所述氧化的温度为75[℃]以上且125[℃]以下时，
所述氧化的氧分压为5000[Pa]以上且200000[Pa]以下，并且所述氧化的持续时间为5[分钟]以上且45[分钟]以下。
5.根据权利要求1所述的用于制造太阳能电池的方法，其中，
当所述氧化的温度为80[℃]以上且120[℃]以下时，
所述氧化的氧分压为5000[Pa]以上且100000[Pa]以下，并且所述氧化的持续时间为10[分钟]以上且45[分钟]以下。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的用于制造太阳能电池的方法，其中，
所述氧化的水蒸气浓度为9.4×10-1[g/m3]以上且2.5×101[g/m3]以下。
7.根据权利要求1或6所述的用于制造太阳能电池的方法，其中，
当所述氧化的持续时间为10[秒]以上且小于5[分钟]并且所述氧化的温度为40[℃]以上且低于110[℃]时，
所述氧化的氧分压为30000[Pa]以上且200000[Pa]以下。
8.根据权利要求1或6所述的用于制造太阳能电池的方法，其中，
当所述氧化的持续时间为10[秒]以上且小于5[分钟]并且所述氧化的温度为110[℃]以上且150[℃]以下时，
所述氧化的氧分压为10000[Pa]以上且100000[Pa]以下。
9.根据权利要求1或6所述的用于制造太阳能电池的方法，其中，
当所述氧化的持续时间为5[分钟]以上且小于10[分钟]并且所述氧化的温度为40[℃]以上且低于80[℃]时，
所述氧化的氧分压为10000[Pa]以上且小于100000[Pa]。
10.根据权利要求1或6所述的用于制造太阳能电池的方法，其中，
当所述氧化的持续时间为10[分钟]以上且小于60[分钟]并且所述氧化的温度为40[℃]以上且低于80[℃]时，
所述氧化的氧分压为10000[Pa]以上且50000[Pa]以下。
11.根据权利要求1或6所述的用于制造太阳能电池的方法，其中，
当所述氧化的持续时间为60[分钟]以上且小于90[分钟]并且所述氧化的温度为40[℃]以上且120[℃]以下时，
所述氧化的氧分压为10000[Pa]以上且40000[Pa]以下。
12.根据权利要求1或6所述的用于制造太阳能电池的方法，其中，
当所述氧化的持续时间为90[分钟]以上且150[分钟]以下并且所述氧化的温度为40[℃]以上且60[℃]以下时，
所述氧化的氧分压为5000[Pa]以上且25000[Pa]以下。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的用于制造太阳能电池的方法，其中，进一步包括下述步骤：
在氧化了的含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物的所述膜上形成n型层。
14.根据权利要求1至12中任一项所述的用于制造太阳能电池的方法，其中，进一步包括下述步骤：
在氧化了的含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物的所述膜上形成n型层；和
在所述n型层上形成n电极。
15.根据权利要求1至13中任一项所述的用于制造太阳能电池的方法，其中，
通过溅射来形成含有氧化亚铜和/或氧化亚铜的复合氧化物作为主要成分的所述膜，
在所述溅射中，在300[℃]以上且600[℃]以下对其中形成有所述p电极的构件进行加热，
在所述溅射中，所述溅射的沉积速率为0.02[μm/min]以上且20[μm/min]以下，
所述溅射的气氛的氧分压为0.01[Pa]以上且4.8[Pa]以下，
当沉积速率由d表示时，所述氧分压优选满足0.55×d[Pa]以上且1.00×d[Pa]以下。
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