DE4217454A1

DE4217454A1 - Cuinse-(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)-duennschicht-solarzelle und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE4217454A1
Application number: DE4217454A
Authority: DE
Inventors: Michio Ohsawa
Original assignee: Fuji Electric Corporate Research and Development Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1991-05-27
Filing date: 1992-05-26
Publication date: 1992-12-24
Anticipated expiration: 2012-05-27
Also published as: DE4217454B4

Description

Die Erfindung befaßt sich mit Dünnschicht-Solarzellen auf CuInSe₂-Basis, welche eine Dünnfilm-Verbundaktiv schicht auf CuInSe₂-Basis nutzen, und ein Verfahren zur Herstellung derselben.

Dünnfilm-Solarzellen auf CuInSe₂-Basis lassen sich erwar tungsgemäß bei billigen und großbemessenen Solarzellen ähnlich amorphen Silizium (a-Si)-Dünnfilm-Solarzellen ein setzen. Da CuInSe₂ eine schmale optische Bandlücke von et wa 1,0 eV hat, kann es photoelektrisch Licht mit langen Wellenlängen umwandeln. Diese photoelektrische Umwand lung kann bei einer a-Si-Dünnschicht-Solarzelle nicht er zielt werden, da a-Si eine optische Bandlücke Eg von etwa 1,7 eV hat. Daher ist es erwünscht, eine a-Si-Solarzelle und eine CuInSe₂-Dünnschicht-Solarzelle bereitzustellen, welche miteinander laminiert sind, um eine hochwirksame Tandem-Dünnschicht-Solarzelle zu bilden, welche photoelek trisch Licht sowohl mit kurzen als auch mit langen Wellen längen umwandeln kann.

Fig. 2 zeigt einen strukturellen Aufbau der Komponenten ei ner CuInSe₂-Dünnschicht-Solarzelle nach der Erfindung. Die CuInSe₂-Dünnschicht-Solarzelle umfaßt eine einfach herzu stellende Glasplatte 1, welche eine glatte Oberfläche hat. Eine Mo-Dünnschicht 2 ist auf der glatten Rückfläche der Glasplatte 1 aufgebracht und dient als eine Rückflächenelek trode. Eine CuInSe₂-Schicht 3 des p-Leitertyps, welche eine Dicke von etwa 1∼4 µmm hat, wird auf der Mo-Dünnschicht 2 ausgebildet. Eine transparente, leitende CdS oder CdZnS- Schicht 4 des n-Leitertyps, welcher eine Dicke von etwa 0,05∼0,1 µmm hat, ist auf der CuInSe₂-Schicht 3 des P- Leitertyps ausgebildet. Eine Photospannung, welche erzeugt wird, wenn Licht 9 auf das laminierte Gebilde fällt, wird an eine Last 8 über einen Anschluß 6 und 7 angelegt. Die An schlüsse 6 und 7 sind auf der Rückflächenelektrode 2 auf ei ner ZnO-Schicht 5 jeweils vorgesehen.

Bei der Herstellung der vorstehend beschriebenen CuInSe₂-So larzelle stellt der bedeutendste Schritt die Bildung der CuInSe₂-Schicht 3 als aktive Schicht dar. Verschiedene Me thoden wurden zur Herstellung der aktiven CuInSe₂-Schicht vorgeschlagen, wie ein gleichzeitiges Dreiquellen-Auftrags verfahren, ein Sprühverfahren, ein zweistufiges Selenida tionsverfahren, ein Selenidationsverfahren unter Nutzung von H₂Se, ein Vakuumzerstäubungsverfahren und ein elektro chemisches Auftragsverfahren. Bei diesem Verfahren werden bei dem gleichzeitigen Dreiquellen-Aufdampfungsverfahren, das von Nakata et al. in der Zeitschrift "Material Science", Band 25, Seite 168 (1988) beschrieben ist, CuInSe₂-Solar zellen erhalten, welche gute Charakteristika haben. Das gleichzeitige Dreiquellen-Aufdampfungsverfahren macht eine Auftragsvorrichtung erforderlich, welche einen Vakuumbe hälter hat, welcher Cu, In und Se-Dampfquellen enthält. Cu, In und Se werden gleichzeitig von ihren zugeordneten Dampf quellen verdampft und schlagen sich auf einem Substrat nie der, welches auf 350∼400°C erwärmt ist. Bei diesem Ver fahren sowie auch bei den anderen vorstehend genannten Ver fahrensweisen ist es wichtig, daß die Zusammensetzung von Cu, In und Se in der zu bildenden CuInSe₂-Schicht einge stellt und gesteuert wird.

Fig. 3 zeigt ein Verfahren zum Herstellen einer üblichen CuInSe₂-Dünnschicht-Solarzelle. Im letzten Schritt dieses Verfahrens, nachdem der CdS-Film auf der CuInSe₂-Schicht ausgebildet ist, wird eine Wärmebehandlung bei etwa 200°C in O₂-Gas oder Luft durchgeführt.

Die vorliegenden Erfinder haben CuInSe₂-Dünnschicht-Solar zellen hergestellt, welche den in Fig. 2 gezeigten Aufbau haben, wobei das gleichzeitige Dreiquellen-Verdampfungs verfahren eingesetzt wurde, welches die in Fig. 3 angege benen Schritte umfaßt. Jedoch waren die Erzeugnisse für diese CuInSe₂-Dünnschicht-Solarzellen defekt, da die Qua lität und die Charakteristika der CuInSe₂-Schichten, wel che dort zum Einsatz kamen, sich in Abhängigkeit von der Anzahl der zu bildenden Schichten änderten. Einige der CuInSe₂-Schichten hatten gute Charakteristika, während andere schlechte Charakteristika hatten, und zwar selbst dann, wenn die Zusammensetzungen der CuInSe₂-Schichten im wesentlichen gleich waren. Die Zusammensetzungsvertei lung in einer Richtung senkrecht zu der Auftragsebene der CuInSe₂-Schicht (d. h. in einer Richtung parallel zu der Dicke der CuInSe₂-Schicht) wurde mit Hilfe einer Ionen mikroanalysiereinrichtung gemessen, die Zusammensetzungver teilung in der Schichtoberfläche wurde mittels einer Elek tronensonden-Mikroanalysiereinrichtung gemessen, und die Form der Filmoberfläche wurde mit Hilfe eines Abtastelek tronenmikroskops betrachtet. Die CuInSe₂-Kristallstruktur wurde mittels einer Röntgenkristallstrukturanalyse oder einer Laser-Raman-Spektroskopie untersucht, und die quan titative Analyse der Zusammensetzung der Schicht erfolgte mittels der ICP (induktiv gekoppeltes Plasma)-Plasmalicht emissionsanalyse. Keine dieser analytischen Methoden jedoch konnten Unterscheidungen zwischen Schichten mit guten und schlechten Charakteristika bzw. Eigenschaften treffen. Nähere Einzelheiten des Verfahrens zur Herstellung der CuInSe₂-Dünnschicht-Solarzelle nach Fig. 2 werden nach stehend erläutert.

Die Rückflächenelektrode 2, welche eine Dicke von 1,0 µmm hat, wurde auf einem Glassubstrat 1 mittels Zerstäuben aus gebildet. Die CuInSe₂-Dünnschicht 3 des P-Leitertyps wurde dann auf der Rückflächenelektrode 2 aufgebracht. Die CuInSe₂- Dünnschicht 3 des P-Leitertyps hat eine zweilagige Struk tur, welche sich geringfügig hinsichtlich der Zusammen setzung ändert. Die Gesamtdicke der CuInSe₂-Dünnschicht 3 des p-Leitertyps beläuft sich auf etwa 2∼4 µmm. Die Sub strattemperatur während des Niederschlagens der ersten Schicht der CuInSe₂-Schicht des p-Leitertyps betrug 350°C und das Cu-In-Verhältnis betrug 1,1. Die Substrattempera tur während des Auftragens der zweiten Schicht bzw. zweiten Lage der CuInSe₂-Schicht betrug 450°C und das Cu/In-Verhält nis betrug 0,7. Die mittlere Zusammensetzung der erhalte nen zweilagigen CuInSe₂-Schicht wurde chemisch mittels der ICP-Plasma-Lichtemissionsanalyse analysiert. Als Folge hier von ergab sich, daß bei vielen CuInSe₂-Teilen Cu/In und Se/(Cu+In) im wesentlichen konstant waren, so daß Cu/In= 0,85∼1,0 und Se/(Cu+In)=1,0∼1,1. Die CdS-Schicht 4 des n-Leitertyps wurde mittels Elektronenstrahlauftragens mit einer Dicke von etwa 0,1 µmm ausgebildet. Die ZnO-Schicht 5 wurde mittels Zerstäuben einer ZnO-Anode, welche 2%-3% Al₂O₃ enthält, ausgebildet und mit einer Dicke von etwa 1 µm auf gebracht. Die Wärmebehandlung erfolgte in trockener Luft bei 230°C 2∼10 Stunden lang.

Die charakteristischen Eigenschaften, d. h. der Umwandlungs wirkungsgrad der CuInSe₂-Dünnschicht-Solarzellen, welche auf die vorstehend beschriebene Weise hergestellt waren, hatten Werte, welche sich signifikant in Abhängigkeit von der Ausbildung der Anzahl der CuInSe₂-Schichten än derten. Selbst bei Losgrößen mit etwa konstanten Zusam mensetzungen von Cu/In=0,85∼1,0 und Se/(Cu+In)=1,0 ∼1,1, wie dies durch die chemische Analyse von CuInSe₂ bestimmt wurde, hatten einige der Solarzellen gute Um wandlungswirkungsgradwerte (η) von etwa η∼10%, wäh rend andere extrem ungünstige Werte von η<0,1% hatten. Die Tabelle 1 zeigt die Zusammensetzung der CuInSe₂-Schich ten und die Werte der Zellencharakteristika (gute und schlechte Umwandlungswirkungsgrade η) für jeweils sechs Losgrößen, bei denen sich die Verhältnisse der Zusammen setzungselemente Cu/In und Se/(Cu+In) innerhalb der Be reiche von 8,5∼1,0 und 1,0∼1,1 jeweils änderten.

Tabelle 1

Für jede der sechs Losgrößen der CuInSe₂-Schichten wurden zusätzlich zu der chemischen Analyse der Zusammensetzung eine vertikale Elementverteilungsanalyse zur Verwendung ei ner Ionenmikroanalysiereinrichtung, eine Verteilungsanaly se in der Oberfläche des Elements unter Verwendung einer Elektronenstrahlmikroanalysiereinrichtung, einer Ober flächengestaltuntersuchung unter Verwendung eines Abtast- Elektronenmikroskop, eine Untersuchung der Kristallstruk tur mittels der Röntgenkristallstrukturbrechungsspektrosko pie und der Laser-Raman-Spektroskopie durchgeführt. Je doch konnte mit keiner der analytischen Methoden eine Vor aussage dahingehend getroffen werden, ob die Eigenschaften der CuInSe₂-Solarzelle (d. h. der Umwandlungswirkungsgrad) gut oder schlecht ist.

Die Erfindung zielt daher darauf ab, unter Überwindung der zuvor geschilderten Schwierigkeiten eine Dünnschicht-Solar zelle auf CuInSe₂-Basis und ein Verfahren zum Herstellen derselben bereitzustellen, bei denen das Verhältnis der nicht-defekten zu den defekten Erzeugnissen dadurch ver bessert werden kann, daß in effektiver Weise die Eigen schaften der Dünnschicht-Solarzelle auf CuInSe₂-Basis abge schätzt wird, nachdem die Schicht auf CuInSe₂-Basis ausge bildet wurde.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevor zugten Ausführungsformen der Erfindung. Die Einzelheiten und Vorteile nach der Erfindung lassen sich verwirklichen und können erreicht werden mit Hilfe den Einzelheiten und den Kombinationen von Einzelheiten, welche insbesondere in den anliegenden Ansprüchen angegeben sind.

Um die nach der Erfindung angestrebte Zielsetzung zu er reichen, hat die Dünnschicht-Solarzelle auf CuInSe₂-Basis nach der Erfindung eine Dünnschicht auf CuInSe₂-Basis, wel che eine maximale Lichtstärke in einem Bereich von 0,8∼0,9 eV eines Spektrums des emittierten Lumineszenzlichtes hat, wenn die Dünnschicht-Solarzelle Licht ausgesetzt wird, welches eine Photonenergie von nicht kleiner als 1,0 eV bei einer vorbestimmten Temperatur hat und einen Wert hat, welcher nicht kleiner als ein vorbestimmter Wert ist. Alternativ hat die Dünnschicht-Solarzelle auf CuInSe₂- Basis eine Dünnschicht auf CuInSe_2, so daß die maximale Lichtstärke in einem Bereich von 0,8∼0,9 eV eines Spektrums des emittierten Luminszenzlichtes hat, wenn die Dünnschicht-Solarzelle Licht ausgesetzt wird, wel ches eine Photonenergie von nicht kleiner als 1,0 eV bei einer vorbestimmten Temperatur hat und diese höher als in einem Bereich von 9∼1,0 eV ist. Ferner hat die Dünn schicht-Solarzelle auf CuInSe₂-Basis alternativ ein Sub strat, welches gegenüberliegende Flächenschichten umfaßt, von denen wenigstens eine leitend ist, eine Dünnschicht auf CuInSe₂-Basis auf einer der leitenden Oberflächen schichten des Substrats ausgebildet wird, eine CdS oder CdZnS-Dünnschicht auf die Dünnschicht auf CuInSe₂-Basis zur Bildung einer Verbindung zwischen der CdS oder CdZnS- Dünnschicht oder der Dünnschicht auf CuInSe₂-Basis lami niert wird, eine ZnO-Dünnschicht auf der CdS oder CdZnS- Dünnschicht ausgebildet wird, so daß, wenn die Dünnschicht- Solarzelle Licht ausgesetzt wird, welches eine Photo-Elek tronenenergie von nicht weniger als 1,0 eV hat, die maxi male Lichtstärke in einem Spektralbereich des Lumineszenz lichtes von 0,8∼0,9 eV einen vorbestimmten Wert über schreitet oder größer als die maximale Lichtstärke in dem Spektralbereich von 0,9∼1,0 eV ist. Vorzugsweise hat die vorbestimmte Temperatur von nicht kleiner als ein vorbe stimmter Wert und ist derart gewählt, daß sie in dem Be reich von 67∼87K bei einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung liegt oder sie ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung derart ge wählt, daß sie nicht höher als 10K ist.

Beim Verfahren zum Herstellen der Dünnschicht-Solarzelle auf CuInSe₂-Basis nach der vorliegenden Erfindung wird die Abschätzung der Eigenschaften einer aktiven Lage der Dünn schicht auf CuInSe₂-Basis in einer Solarzelle auf der Ba sis eines Resultats der Messung der Lichtstärke des emit tierten lumineszierenden Lichts durchgeführt, wenn die Dünnschicht Licht ausgesetzt wird, welches eine Photonener gie von nicht weniger als 1,0 eV bei einer vorbestimmten Temperatur hat. Die Bestrahlung für die Photolumineszenz analyse kann auf der freigelegten Schicht auf CuInSe₂-Basis durch eine CdS oder CdZnS-Dünnschicht, welche auf der Dünn schicht auf CuInSe₂-Basis auf der leitenden Oberfläche des Substrats ausgebildet ist, von dem wenigstens eine der Ober flächen leitend ist, oder durch eine ZnO-Dünnschicht durch geführt werden, welche ferner auf der CdS oder CdZnS-Dünn schicht ausgebildet ist. Nach der Beendigung des Schritts zur Bildung der Dünnschicht auf CuInSe₂-Basis auf der lei tenden Oberflächenschicht des Substrates, von dem wenig stens eine Oberflächenschicht leitend ist, wird eine Probe einer Dünnschicht auf CuInSe₂-Basis gleichzeitig in dem Schritt erzeugt und auf eine Temperatur von flüssigem Stick stoff abgekühlt. Die Probe wird dann mit Laserlicht be strahlt, so daß das von der Probe emittierte Lumineszenz licht gemessen werden kann. Die Weiterverarbeitung der Dünnschicht-Solarzelle auf CuInSe₂-Basis wird zweckmäßi gerweise über aufeinanderfolgende Schritte fortgesetzt, wenn die maximale Lichtstärke in einem Spektralbereich von 0,8∼0,9 eV des Lumineszenzlichtes einen vorbestimmten Wert überschreitet oder größer als die maximale Lichtstär ke in dem Spektralbereich von 0,9∼1,0 eV ist. Alterna tiv wird nach der Beendigung des Schritts zur Ausbildung der Dünnschicht auf CuInSe₂-Basis auf einer leitenden Ober flächenschicht des Substrates eine CuInSe₂-Dünnschicht probe gleichzeitig in dem Schritt hergestellt und auf die Temperatur von flüssigem Helium abgekühlt. Die Probe wird dann mit Laserlicht bestrahlt, so daß das von der Probe zu diesem Zeitpunkt emittierte Lumineszenzlicht gemessen wird. Die Weiterverarbeitung der Dünnschicht-Solarzelle auf CuInSe₂-Basis wird mit Erfolg zu den darauffolgenden Schritten fortgesetzt, wenn die maximale Lichtstärke in nerhalb eines Spektralbereiches von 0,8∼0,9 eV des Lu mineszenzlichtes einen vorbestimmten Wert überschreitet oder größer als die maximale Lichtstärke innerhalb des Spektralbereiches von 0,9∼1,0 eV ist. Vorzugsweise wird ein Ar-Laser oder ein He-Ne-Laser als eine Lichtquel le für die Laser-Lichtbestrahlung eingesetzt.

Im Hinblick auf die Dünnschicht auf CuInSe₂-Basis, welche als eine aktive Schicht bei der Dünnschicht-Solarzelle eingesetzt wird, ist es nicht bekannt, welche Art von Git terdefekten nicht erwünscht ist, oder welcher Energiewert eines Gitterdefekts innerhalb der Bandlücke erwünscht ist. Folglich können Ergebnisse von unterschiedlichen, üblichen Analysen und Untersuchungen nicht die Eigenschaft (Wir kungsgrad) der hergestellten Dünnschicht-Solarzelle auf CuInSe₂-Basis erfassen. Obgleich die Photolumineszenz den Lichteigenschaften eines lumineszierenden Materials, einem Lichtspektrum oder Energiezuständen oder Energiewerten in nerhalb der Bandlücke zugeordnet wurde, ist der Zusammen hang zwischen der Photolumineszenz und der Qualität der Dünnschicht auf CuInSe₂-Basis nicht bekannt. Da jedoch die vorliegenden Erfinder festgestellt haben, daß die Photo lumineszenzmessungen zur Bestimmung der Eignung der verar beiteten Dünnschichten auf CuInSe₂-Basis als aktive Schich ten der Solarzelle nach der Erfindung nutzbar sind, wird die Photolumineszenz als analytische Methode zur Charakte risierung der CuInSe₂-Dünnschicht-Solarzellen eingesetzt.

Es ist noch zu erwähnen, daß sowohl die voranstehende all gemeine Beschreibung als auch die nachstehende detaillier te Beschreibung lediglich exemplarischen Charakter haben und zur Erläuterung dienen und die Erfindung nicht beschrän ken.

Die beiliegenden Zeichnungen, welche einen Teil der Be schreibung und Offenbarung bilden, verdeutlichen mehrere bevorzugte Ausführungsformen nach der Erfindung und die nen im Zusammenhang mit der Beschreibung zur Erläuterung der Grundprinzipien der Erfindung.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachstehend an Hand von bevorzugten Ausführungsfor men unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher er läutert. Darin zeigt:

Fig. 1 ein Verfahren zum Herstellen der CuInSe₂-Dünn schicht-Solarzelle gemäß einer bevorzugten Aus führungsform nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Schnittansicht einer Solarzelle zur Ver deutlichung der Strukturkomponenten im Zusam menhang mit der Erfindung,

Fig. 3 ein Verfahren zum Herstellen einer üblichen CuInSe₂-Dünnschicht-Solarzelle,

Fig. 4 ein Diagramm der Photolumineszenzspektren der CuInSe₂-Dünnschicht bei 77 K,

Fig. 5 ein Diagramm der Photolumineszenzspektren der CuInSe₂-Dünnschicht bei 4,2 K,

Fig. 6 eine Ansicht zur Verdeutlichung eines Verfahrens zur Herstellung der CuInSe₂-Dünnschicht-Solar zelle gemäß einer weiteren bevorzugten Ausfüh rungsform nach der Erfindung, und

Fig. 7 Diagramme zur Verdeutlichung der Photolumines zenzspektren der CuInSe₂-Schicht bei 4,2 K nach der Fertigstellung der CuInSe₂-Dünnschicht-Solar zelle.

Nachstehend wird auf bevorzugte Ausführungsformen nach der Erfindung Bezug genommen, welche Beispiele darstel len, die an Hand der beigefügten Zeichnung erläutert wer den. Soweit wie möglich wurden für gleiche oder ähnliche Teile in den Figuren der Zeichnung dieselben Bezugszeichen verwendet.

Fig. 1 zeigt die Verfahrensschritte zur Herstellung einer CuInSe₂-Dünnschicht-Solarzelle gemäß einer bevorzugten Aus führungsform nach der Erfindung. Nach Fig. 1 umfaßt das Verfahren insbesondere den Schritt zur Messung der Photo lumineszenz eines Teststücks nach der Schichtausbildung.

Fig. 4 zeigt die Spektren der Photolumineszenzmessung von 6 Teilen bzw. Losgrößen von CuInSe₂-Schichten, die in Ta belle 1 gezeigt sind. Die Bedingungen für diese Messungen sind nachstehend angegeben:

1) Erregungslicht: Ar-Laser-Licht (514,5 nm) 10∼300 mW
2) Probentemperatur: 77 K (eingetaucht in flüssi gen Stickstoff)
3) Gemessener Wellenlängenbereich: 1∼1,7 µmm
4) Detektor: Ge-Detektor.

In Fig. 4 zeigen die durchgezogenen Linien die Spektren der drei Teile bzw. Losgrößen, welche jeweils gute Eigen schaften haben, bei denen der Umwandlungswirkungsgrad etwa 10% beträgt. Die gebrochenen Linien zeigen die Spek tren der drei Losgrößen bzw. Teile, welche jeweils schlech te Eigenschaften haben, bei denen der Umwandlungswirkungs grad η kleiner als 0,1% ist. Die Lumineszenzintensität der Losgröße der jeweiligen Teile mit guten Eigenschaften ist höher als jene der Losgrößen, welche schlechte Eigenschaf ten haben. Ferner haben die Losgrößen, die gute Eigenschaf ten haben, eine starke Lumineszenz im Spektralbereich von 0,8∼0,9 eV und eine extrem schwache Lumineszenz in dem Spektralbereich von 0,9∼1,0 eV. Bei den Losgrößen mit schlechten Eigenschaften sind die relativ starken Licht komponenten in einem Bereich von 0,9∼1,0 eV vorhanden.

Fig. 5 zeigt die Photolumineszenzspektren der 6 Losgrößen von CuInSe₂-Dünnschichten, welche unter den gleichen Be dingungen wie voranstehend beschrieben abgesehen davon ge messen wurden, daß die Probentemperatur auf 4,2 K dadurch abgesenkt wurde, daß die CuInSe₂-Dünnschichten in flüssi ges Helium getaucht wurden. In Fig. 5 unterscheiden sich die durchgezogenen Linien und die gebrochenen Linien auf ähnliche Art und Weise, wie im Zusammenhang mit Fig. 4 er läutert. In Abweichung von den vorstehend angegebenen Pho tolumineszenzmessungen, welche bei einer Probentemperatur von 77 K ausgeführt wurden, hatten die Losgrößen von CuInSe₂ bei diesem Beispiel Lumineszenzstärkespitzen sowohl im Spektralbereich von 0,9∼1,0 eV als auch im Spektralbereich von 0,8∼0,9 eV. Bei den Losgrößen mit schlechten Eigen schaften hingegen ist die Intensitätsspitze im Spektralbe reich von 0,9∼1,0 eV höher als die Intensitätsspitze im Spektralbereich von 0,8∼0,9 eV. Andererseits ist bei den Losgrößen mit guten Eigenschaften die Spitzenintensität im Spektralbereich von 0,8∼0,9 eV höher als die Spitzenin tensität im Spektralbereich von 0,9∼1,0 eV.

Obgleich somit signifikante Unterschiede zwischen nicht-de fekten und defekten Losgrößen bei den üblichen Verfahren zum Erfassen der Zusammensetzung und der Struktur des CuInSe₂- Films nicht aufgefunden werden konnte, konnte ein signifi kanter Unterschied bei der Photolumineszenz zwischen Los größen mit guten und schlechten Eigenschaften aufgefunden werden. Somit ist die Photolumineszenz eine genaue Einrich tung zur Bestimmung der Eigenschaften und des Wirkungsgrades der CuInSe₂-Solarzelle. Es wird angenommen, daß der Grund für einen derartigen signifikanten Unterschied auf die Photolumineszenzanalyse nach der Erfindung zurückzuführen ist, während übliche Analysen keine signifikanten Ergeb nisse hervorbringen konnten. Dies ist vermutlich darauf zurückzuführen, daß die Photolumineszenz mit größerer Em pfindlichkeit das Vorhandensein von Defekten in einem Kri stallgitter oder einem Defekt in einer Kristallkorngrenze feststellen kann. Die Lumineszenz des CuInSe₂-Films im Be reich von 0,8∼1,0 eV hat eine Energie, welche geringfü gig kleiner als die optische Bandlücke von CuInSe₂ ist, welche etwa bei 1,0 eV liegt. Dies ist darauf zurückzufüh ren, daß lichterzeugende Träger bei einem geringeren Energie wert in der Bandlücke eingeschlossen werden. Licht wird emittiert, wenn diese Träger (beispielsweise eingeschlosse ne Elektronen) sich mit Löchern verknüpfen. Der geringe Wert wird durch einen Defekt im Kristallgitter verursacht. Fer ner wird angenommen, daß der Defekt in der Kristallkorn grenze als ein Rekombinationszentrum wirken kann. Die Re kombination mit dem Defekt ist nicht ein lichtemittierender Übergang. Wenn sich daher Träger mit dem Defekt in der Kri stallkorngrenze an Stelle mit einem Träger des entgegen gesetzten Leitertyps rekombinieren, wird kein Licht emit tiert. Daher kann das Vorhandensein von Defekten in der Kristallkorngrenze die Lumineszenzstärke herabsetzen.

Bei dem Verfahren, welches in Fig. 1 angegeben ist, können Losgrößen auf der Basis der Ergebnisse der Photolumines zenzanalyse gewählt werden, und das Verhältnis von nicht defekten zu defekten Erzeugnissen läßt sich günstiger ge stalten. Beim Verfahren der Zwischenabschätzung wird eines einer Mehrzahl von Substraten, auf denen die CuInSe₂-Schicht aufgebracht wurde, als ein Teststück bezeichnet, und mit denselben Verarbeitungsbedingungen wie die restlichen Sub strate behandelt, auf welchen die Dünnfilm-Solarzellen ausgebildet sind. Das Teststück wird in flüssigen Stick stoff getaucht und dann mit Laserlicht bestrahlt, um ab zuschätzen, welche Losgrößen die maximale Lichtstärke mit einem vorbestimmten Wert haben. Beispielsweise können sich die Losgrößen als nicht-defekt erweisen, wenn bei der Be strahlung der Photodetektor (welcher die Lumineszenzlicht stärke von der CuInSe₂-Dünnschicht detektiert) eine Span nung (proportional zur Lumineszenzlichtstärke) von wenig stens 50 mV in dem Lumineszenzspektralbereich von 0,8∼0,9 eV der Photoenergie während der Photolumineszenzanalyse ab gibt. Wenn der Photodetektor nicht eine derartige Spannung innerhalb dieses Spektralbereiches erzeugt, sind die Los größen defekt. Die defekten Losgrößen werden nicht weiter verarbeitet. Zusätzlich können nur Losgrößen, bei denen die maximale Lumineszenzstärke im Bereich von 0,8∼0,9 eV der Photonenergie höher als jener in dem Bereich von 0,9∼ 1,0 eV ist, als nicht-defekte Losgrößen gewählt werden, während Losgrößen, welche diese Kriterien nicht erfüllen, als defekt eingestuft werden können. Wenn das Teststück in flüssiges Helium getaucht wird, werden Losgrößen, die eine maximale Lumineszenzstärke bei der Bestrahlung entsprechend einer Photodetektorausgangsspannung von nicht kleiner als 50 mV in dem Photolumineszenzspektralbereich von 0,8∼0,9 eV haben oder die eine Lichtstärke von höher als die maximale Lichtstärke im Spektralbereich von 0,9∼1,0 eV haben, als nicht-defekte Losgrößen ausgewählt werden. Aus der Tabelle 1 ist zu erkennen, daß, wenn Losgrößen, die gute Eigenschaf ten haben, ausgewählt werden, sich eine Solarzelle herstel len läßt, welche nicht-defekte Losgrößen und Teile enthält und einen Umwandlungswirkungsgrad η von etwa 10,0% hat. Das Er gebnis einer derartigen Zwischenabschätzung kann genutzt werden, um die optimalen Verarbeitungsbedingungen für die Ausbildung der CuInSe₂-Dünnschicht zu bestimmen und hierdurch das Verhältnis der nicht-defekten Erzeugnisse günstiger zu gestalten.

Eine CdS-Dünnschicht 4 des N-Leitertyps oder eine CdZnS- Dünnschicht des n-Leitertyps, welche auf einer CuInSe₂- Dünnschicht 3 des p-Leitertyps ausgebildet ist, ermöglicht, daß sowohl das Erregungslicht der Photolumineszenz (wel ches eine Wellenlänge von 514,5 nm hat) als auch das von der CuInSe₂-Dünnschicht emittierte Lumineszenzlicht ohne nennenswerte Absorption durchgehen. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, kann daher die Messung der Photolumineszenz entwe der durchgeführt werden, nachdem die CdS-Dünnschicht oder die CdZnS-Dünnschicht ausgebildet ist. In ähnlicher Weise können Photolumineszenzmessungen durchgeführt werden, nach dem die Zn=-Dünnschicht 5 ausgebildet ist. Ferner kann die Messung der Photolumineszenz nach der Behandlung durchge führt werden, bei welcher es sich um den letzten Schritt bei der Zellenherstellung handelt.

Fig. 7 zeigt die Spektren der Photolumineszenz, welche nach der Herstellung der Zellen gemessen werden. Gemäß ei ner weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die Solarzel le, welche in Fig. 2 gezeigt ist, nach Maßgabe des in Fig. 6 gezeigten Verfahrens hergestellt werden, bei dem die Photo lumineszenzanalyse nach dem Aufbringen der CdS-Dünnschicht durchgeführt wird. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, wird eine CuInSe₂-Dünnschicht des p-Leitertyps auf einer Mo-Elektro den-Dünnschicht 2 ausgebildet, welche auf dem Glassubstrat 1 aufgebracht ist. Dann wird eine CdS-Dünnschicht 4 des n-Lei tertyps mit einer Dicke von etwa 1,0 µmm auf der CuInSe₂- Dünnschicht 3 des p-Leitertyps ausgebildet. Dann wird eine ZnO-Dünnschicht 5, welche eine Dicke von etwa 1,0 µmm hat, auf der CdS-Dünnschicht 4 des n-Leitertyps ausgebildet. Die Photolumineszenzspektren, welche mit den Linien 71, 72 und 73 in Fig. 7 verdeutlicht sind, erhält man durch Be strahlung mit einem Lichtausgang von einem Ar-Laser. Dieses Licht hat eine Wellenlänge von 514,5 nm. Drei Dünnschicht- Solarzellen, welche auf die gleiche Verfahrensweise herge stellt und einer Temperatur von 4,2 K (flüssiges Helium) ausgesetzt wurden, wurden mit Licht mit dieser Wellenlän ge bestrahlt, welches durch die ZnO-Dünnschicht 5 jeder die ser Solarzellen durchgeht. Die Umwandlungswirkungsgrade die ser Solarzellen sind durch die Photolumineszenzspektralli nien 71, 72 und 73 dargestellt und belaufen sich jeweils auf 10,0%, 8,5% und 0,1%. Der Umwandlungswirkungsgrad einer Zelle hat sich als hoch erwiesen, wenn eine Lichtspitze im Bereich von 0,8∼0,9 eV stärker als im Bereich von 0,9∼ 1,0 eV ist.

Somit werden bei dieser bevorzugten Ausführungsform die Photolumineszenzmessungen an der fertiggestellten CuInSe₂- Dünnschicht-Solarzelle ausgeführt. Somit kann die Photo lumineszenzmessung als eine Methode zur Charakterisierung und zur Auswahl von nicht-defekten CuInSe₂-Dünnschicht- Solarzellen genutzt werden.

Andere Erregungslichtquellen können für die Lumineszenzmes sung eingesetzt werden. Zusätzlich zu dem vorstehend be schriebenen Ar-Laser kann ein He-Ne-Laser mit einer Wellen länge von 633 nm eingesetzt werden, oder es kann ein ande rer Laser eingesetzt werden, welcher eine Photonenergie nicht kleiner als 1 eV hat, d. h. die ausreichend für die Trä gererregung in der CuInSe₂-Dünnschicht ist. Jedoch kann der vorbestimmte Wert der maximalen Lichtstärke im Spektralbe reich von 0,8∼0,9 eV nach Maßgabe der Quelle für das Erregungslicht variieren.

Selbst bei weiteren Anwendungsbeispielen, bei denen Teile der aktiven Schicht CuInSe₂ umfassen, bei denen entweder In durch Ga oder Se durch S ersetzt ist, kann die vorstehend angegebene Photolumineszenzanalyse auf ähnliche Art und Weise zur Anwendung kommen, um die Solarzelle, welche die substituierte CuInSe₂-Dünnschicht enthält, charakterisieren.

Ferner kann die Erfindung auch bei anderen Verfahrenswei sen zusätzlich zu der gleichzeitigen Dreiquellenaufbring methode zur Herstellung einer aktiven CuInSe₂-Schicht, wie bei einem zweistufigen Selenidationsverfahren, einem Sele nidationsverfahren unter Einsatz von H₂Se, einem Vakuum zerstäubungsverfahren, einem Sprühverfahren, einem elek trochemischen Abscheideverfahren o. dgl. zur Anwendung kom men.

Nach der Erfindung wird die Photolumineszenz zum Abschätzen der Qualität der Dünnschicht auf CuInSe₂-Basis eingesetzt, so daß sich auch die Eigenschaften der Dünnschicht-Solar zelle mit einer aktiven Dünn-Schicht auf CuInSe₂-Basis ab schätzen läßt. Somit können defekte Teile bzw. Losgrößen in einem Zwischenschritt während des Herstellungsverfahrens vor der Fertigstellung der Einrichtungen ausgeschieden wer den. Ferner läßt sich das Schichtbildungsverfahren steuern, indem das Ergebnis der Photolumineszenzmessung zur Optimie rung der Verarbeitungsbedingungen genutzt wird. Als Folge hiervon steigt die Anzahl von nicht-defekten Erzeugnissen bei der Herstellung von Dünnschicht-Solarzellen auf CuInSe₂- Basis an. Zusätzlich kann die Photolumineszenzanalyse nach der Erfindung zur Bewertung der Dünnschicht-Solarzellen produkte auf CuInSe₂-Basis genutzt werden.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich unter Berücksichtigung der vorstehenden Ausführungen für den Fachmann. Die Beschreibung und die Beispiele dienen lediglich zur Erläuterung und nicht zur Beschränkung des Schutzumfangs der Erfindung.

Claims

1. Verfahren zum Charakterisieren einer Dünnschicht- Solarzelle auf CuInSe₂-Basis, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Bestrahlen einer Dünnschichtlage auf CuInSe₂-Basis mit Licht einer vorbestimmten Wellenlänge;
Detektieren eines Spitzenwerts der Lichtstärke des durch die CuInSe₂-Lage emittierten Lichts in Abhängigkeit von der Bestrahlung mit dem Licht einer vorbestimmten Wel lenlänge in einem vorbestimmten Spektralbereich, und
Vergleichen des Spitzenwerts mit einem vorbestimmten Wert der Spitzenlichtstärke.

2. Verfahren zum Charakterisieren einer Dünnschicht- Solarzelle auf CuInSe₂-Basis nach Anspruch 1, bei dem die Schritte zum Detektieren und Bestrahlen bei einer Tempera tur innerhalb des Bereiches von 67 K bis 87 K ausgeführt werden.

3. Verfahren zum Charakterisieren einer Dünnschicht- Solarzelle auf CuInSe₂-Basis nach Anspruch 1, welches sich ferner durch den Schritt auszeichnet, daß die CuInSe₂-Dünn schicht in flüssigen Stickstoff getaucht wird.

4. Verfahren zum Charakterisieren einer Dünnschicht- Solarzelle auf CuInSe₂-Basis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Wellenlänge im we sentlichen gleich 514,5 nm ist.

5. Verfahren zum Charakterisieren einer Dünnschicht- Solarzelle auf CuInSe₂-Basis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge durch einen Argon-Laser erzeugt wird.

6. Verfahren zum Charakterisieren einer Dünnschicht- Solarzelle auf CuInSe₂-Basis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Licht mit vorbestimmter Wellen länge von einem He-Ne-Laser erzeugt wird.

7. Verfahren zum Charakterisieren einer Dünnschicht- Solarzelle auf CuInSe₂-Basis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dünnschichtlage auf CuInSe₂-Basis CuInSe₂ umfaßt, bei dem In durch Ga substituiert ist.

8. Verfahren zum Charakterisieren einer Dünnschicht- Solarzelle auf CuInSe₂-Basis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dünnschichtlage auf CuInSe₂-Basis CuInSe₂ umfaßt, bei dem Se durch S substituiert ist.

9. Verfahren zum Charakterisieren einer Dünnschicht- Solarzelle auf CuInSe₂-Basis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Spektralbereich 0,8 eV bis 0,9 eV der Photonenergie ist.

10. Verfahren zum Charakterisieren einer Dünnschicht- Solarzelle auf CuInSe₂-Basis, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Bestrahlen einer Dünnschichtlage auf CuInSe₂-Basis mit Licht einer vorbestimmten Wellenlänge;
Detektieren eines ersten Spitzenwertes der Licht stärke des durch die CuInSe₂-Schicht in Abhängigkeit von der Bestrahlung mit Licht einer vorbestimmten Wellenlänge in einem ersten Spektralbereich emittierten Lichts;
Detektieren eines zweiten Spitzenwertes der Licht stärke des durch die CuInSe₂-Schicht in Abhängigkeit von der Bestrahlung mit dem Licht einer vorbestimmten Wellen länge in einem zweiten Spektralbereich emittierten Lichts; und
Vergleichen des ersten Spitzenwerts mit dem zweiten Spitzenwert.

11. Verfahren zum Charakterisieren einer Dünnschicht- Solarzelle auf CuInSe₂-Basis nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte zum Detektieren der ersten und zweiten Spitzenwerte und zum Bestrahlen einer Tempera tur von nicht größer als 10 K ausgeführt werden.

12. Verfahren zum Charakterisieren einer Dünnschicht- Solarzelle auf CuInSe₂-Basis nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ferner der Schritt vorgesehen ist, ge mäß dem die CuInSe₂-Dünnschicht in flüssiges Helium ge taucht wird.

13. Verfahren zum Charakterisieren einer Dünnschicht- Solarzelle auf CuInSe₂-Basis nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Wellenlänge im we sentlichen gleich 514,5 nm ist.

14. Verfahren zum Charakterisieren einer Dünnschicht- Solarzelle auf CuInSe₂-Basis nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge von einem Argon-Laser erzeugt wird.

15. Verfahren zum Charakterisieren einer Dünnschicht- Solarzelle auf CuInSe₂-Basis nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge von einem He-Ne-Laser erzeugt wird.

16. Verfahren zum Charakterisieren einer Dünnschicht- Solarzelle auf CuInSe₂-Basis nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dünnschichtlage auf CuInSe₂-Basis CuInSe₂ umfaßt, bei dem In durch Ga substituiert ist.

17. Verfahren zum Charakterisieren einer Dünnschicht- Solarzelle auf CuInSe₂-Basis nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dünnschichtlage auf CuInSe₂-Basis CuInSe₂ umfaßt, bei dem Se durch S substituiert ist.

18. Verfahren zum Charakterisieren einer Dünnschicht- Solarzelle auf CuInSe₂-Basis nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Spektralbereich 0,8 bis 0,9 eV der Photonenergie ist, und der zweite Spektralbereich 0,9 bis 1,0 eV der Photonenergie ist.

19. Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle auf CuInSe₂- Basis, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Ausbilden einer aktiven CuInSe₂-Schicht auf einem Substrat;
Bestrahlen der aktiven CuInSe₂-Schicht mit Licht einer vorbestimmten Wellenlänge; und
Detektieren eines Spitzenwerts der Lichtstärke des von der CuInSe₂-Schicht in Abhängigkeit von der Bestrahlung mit dem Licht einer vorbestimmten Wellenlänge in einem vorbestimmten Spektralbereich emittierten Lichts.

20. Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle auf CuInSe₂- Basis nach Anspruch 19, ferner gekennzeichnet durch den Schritt, gemäß dem der Spitzenwert mit einem vorbestimmten Spitzenwert der Lichtstärke verglichen wird.

21. Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle auf CuInSe₂- Basis nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß ferner die folgenden Schritte vorgesehen sind:
Detektieren eines weiteren Spitzenwertes in einem weiteren vorbestimmten Spektralbereich, welcher sich von dem ersten vorbestimmten Spektralbereich unterscheidet; und
Vergleichen des Spitzenwertes mit einem weiteren Spitzenwert.

22. Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle auf CuInSe₂- Basis, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Ausbilden einer aktiven CuInSe₂-Schicht auf einem Substrat;
Ausbilden einer Dünnschicht, welche eine Verbindung enthält, die aus der Gruppe von CdS und CdZnS gewählt ist;
Bestrahlen der aktiven CuInSe₂-Schicht mit Licht einer vorbestimmten Wellenlänge durch die Dünnschicht; und
Detektieren eines Spitzenwerts der Lichtstärke des von der CuInSe₂-Schicht durch die Dünnschicht in Abhängig keit von der Bestrahlung mit dem Licht der vorbestimmten Wellenlänge in einem vorbestimmten Spektralbereich emittier ten Lichts.

23. Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle auf CuInSe₂- Basis nach Anspruch 22, ferner gekennzeichnet durch den Schritt, gemäß dem der Spitzenwert mit einem vorbestimmten Spitzenwert der Lichtstärke verglichen wird.

24. Verfahren zum Herstellen einer Solar-Zelle auf CuInSe₂- Basis nach Anspruch 22, ferner gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Detektieren eines weiteren Spitzenwertes durch die Dünnschicht in einem weiteren vorbestimmten Spektralbereich, welcher sich von dem ersten vorbestimmten Spektralbereich unterscheidet; und
Vergleichen des Spitzenwertes mit einem weiteren Spitzenwert.

25. Solarzelle auf CuInSe₂-Basis, gekennzeich net durch:
ein Substrat, welches eine leitende Oberflächenschicht hat;
eine CuInSe₂-Dünnschicht, welche auf der leitenden Oberflächenschicht des Substrats ausgebildet ist;
eine laminierte Dünnschicht, welche eine Verbindung umfaßt, die aus der Gruppe gewählt ist, die CdS und CdZnS umfaßt, und diese Schicht auf der CuInSe₂-Dünnschicht ange ordnet ist; und
eine ZnO-Dünnschicht auf der laminierten Dünnschicht ausgebildet ist,
wobei die Dünnschicht auf CuInSe₂-Basis eine Licht stärke in einem Spektralbereich von 0,8 eV bis 0,9 eV hat, welche einen vorbestimmten Wert überschreitet, wenn die Solarzelle auf CuInSe₂-Basis einer elektromagnetischen Strahlung ausgesetzt ist, die eine Energie von 1 eV pro Photon der elektromagnetischen Strahlung hat, und wenn die Solarzelle auf CuInSe₂-Basis einer vorbestimmten Temperatur ausgesetzt ist.

26. Dünnschicht-Solarzelle auf CuInSe₂-Basis, dadurch gekennzeichnet, daß sie die CuInSe₂-Dünn schicht derart hat, daß die maximale Lichtstärke in einem Bereich von 0,8∼0,9 eV eines Spektrums des Lumineszenz lichtes, welches emittiert wird, wenn die Dünnschicht-Solar zelle mit einem Licht beaufschlagt wird, das eine Photon energie von nicht kleiner als 1,0 eV bei einer vorbestimmten Temperatur hat, einen Wert von nicht kleiner als einen vor bestimmten Wert hat.

27. Dünnschicht-Solarzelle auf CuInSe₂-Basis, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine CuInSe₂-Dünn schicht derart hat, daß die maximale Lichtstärke in einem Bereich von 0,8∼0,9 eV eines Spektrums des Lumineszenz lichtes, welches emittiert wird, wenn die Dünnschicht-So larzelle Licht ausgesetzt wird, welches eine Photonenergie von nicht kleiner als 1,0 eV bei einer vorbestimmten Tempe ratur hat, höher als jene in einem Bereich von 0,9∼1,0 eV ist.

28. Dünnschicht-Solarzelle auf CuInSe₂-Basis, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgendes hat: ein Substrat, welches gegenüberliegende Oberflächenschichten besitzt, von denen wenigstens eine leitend ist; eine CuInSe₂- Dünnschicht, welche auf einer der leitenden Oberflächen schichten des Substrats ausgebildet ist; eine CdS oder CdZnS- Dünnschicht, welche als Laminat auf der CuInSe₂-Dünnschicht derart ausgebildet ist, daß man eine Verbindung zwischen der CdS oder CdZnS-Dünnschicht und der CuInSe₂-Dünnschicht er hält; und eine ZnO-Dünnschicht, die auf der CdS oder CdZnS- Dünnschicht ausgebildet ist, wobei die Auslegung derart ge troffen ist, daß die maximale Lichtstärke in einem Bereich von 0,8∼0,9 eV eines Spektrums des Lumineszenzlichtes, welches emittiert wird, wenn die Dünnschicht-Solarzelle mit einem Licht bestrahlt wird, das eine Photoelektronenenergie von nicht kleiner als 1,0 eV bei einer vorbestimmten Tempera tur hat, einen Wert von nicht kleiner als einen vorbestimm ten Wert hat.

29. Dünnschicht-Solarzelle auf CuInSe₂-Basis, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgendes hat: ein Substrat, welches gegenüberliegende Oberflächenschich ten besitzt, von denen wenigstens eine leitend ist; eine CuInSe₂-Dünnschicht, welche auf einer der leitenden Ober flächenschichten des Substrats ausgebildet ist; eine CdS oder CdZnS-Dünnschicht, welche als Laminat auf der CuInSe₂- Dünnschicht derart ausgebildet ist, daß man eine Verbin dung zwischen der CdS oder CdZnS-Dünnschicht und der CuInSe₂-Dünnschicht erhält; und eine Zn0-Dünnschicht, wel che auf der CdS oder CdZnS-Dünnschicht ausgebildet ist, wobei die Auslegung derart getroffen ist, daß die maximale Lichtstärke in einem Bereich von 0,8∼0,9 eV eines Spek trums des Lumineszenzlichtes, welches emittiert wird, wenn die Dünnschicht-Solarzelle mit Licht bestrahlt wird, das eine Photonenergie von nicht kleiner als 1,0 eV bei einer vor bestimmten Temperatur hat, größer als in einem Bereich von 9∼1,0 eV ist.

30. Dünnschicht-Solarzelle auf CuInSe₂-Basis nach einem der Ansprüche 26 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Temperatur derart gewählt ist, daß sie 67∼87 K beträgt.

31. Dünnschicht-Solarzelle auf CuInSe₂-Basis nach einem der Ansprüche 26 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Temperatur derart gewählt ist, daß sie nicht höher als 10 K ist.

32. Verfahren zum Herstellen einer CuInSe₂-Dünnschicht- Solarzelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschätzung einer CuInSe₂-Dünnschicht als Verwendung als eine aktive Schicht auf der Basis eines Resultats der Mes sung der Lichtstärke des Lumineszenzlichtes vorgenommen wird, welches emittiert wird, wenn die Dünnschicht mit Licht bestrahlt wird, das eine Photonenergie von nicht klei ner als 1,0 eV bei einer vorbestimmten Temperatur hat.

33. Verfahren zum Herstellen einer Dünnschicht-Solarzelle auf CuInSe₂-Basis nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtbestrahlung für die Lichtlumineszenz auf der CuInSe₂-Dünnschicht (2) vorgenommen wird, welche freiliegt.

34. Verfahren zum Herstellen einer Dünnschicht-Solarzelle auf CuInSe₂-Basis nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtbestrahlung für die Lichtlumineszenz durch eine CdS oder CdznS-Dünnschicht vorgenommen wird, welche auf der CuInSe₂-Dünnschicht ausgebildet ist, welche auf einem Substrat ausgebildet ist, das gegenüberliegende Oberflächen schichten hat, von denen wenigstens eine leitend ist, und daß die CuInSe₂, Dünnschicht auf einer der leitenden Ober flächenschichten ausgebildet ist.

35. Verfahren zum Herstellen einer Dünnschicht-Solarzelle auf CuInSe₂-Basis nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtbestrahlung für die Lichtlumineszenz durch eine CdS oder CdZnS-Dünnschicht vorgenommen wird, welche auf der CuInSe₂-Dünnschicht ausgebildet ist, und eine ZnO-Dünn schicht, welche auf der CdS oder CdZnS-Dünnschicht ausge bildet ist, und daß die CuInSe₂-Dünnschicht auf einem Sub strat ausgebildet wird, welches gegenüberliegende Oberflä chenschichten hat, von denen wenigstens eine leitend ist, und zwar derart, daß die CuInSe₂-Dünnschicht auf einer der leitenden Oberflächenschichten ausgebildet wird.

36. Verfahren zum Herstellen einer Dünnschicht-Solarzelle auf CuInSe₂-Basis nach einem der Ansprüche 32 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Beendigung des Schrittes zur Ausbildung der CuInSe₂-Dünnschicht auf der wenigstens einen leitenden Oberflächenschicht des Substrats eine CuInSe₂- Dünnschichtprobe gleichzeitig in dem Schritt hergestellt und auf eine Temperatur von flüssigem Stickstoff gekühlt wird, die Probe mit Laserlicht derart bestrahlt wird, daß Lumineszenzlicht von der Probe zu diesem Zeitpunkt emit tiert gemessen wird und das Verfahren mit einem darauffol genden Schritt fortgesetzt wird, wenn die maximale Licht stärke in einem Bereich von 0,8∼0,9 eV eines Spektrums des Lumineszenzlichtes einen Wert hat, welcher nicht klei ner als ein vorbestimmter Wert ist.

37. Verfahren zum Herstellen einer Dünnschicht-Solar zelle auf CuInSe₂-Basis nach einem der Ansprüche 32 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Beendigung des Schritts zur Ausbildung der CuInSe₂-Dünnschicht auf wenigstens einer der leitenden Oberflächenschichten des Substrats eine CuInSe₂-Dünnschichtprobe gleichzeitig in dem Schritt er zeugt und auf eine Temperatur von flüssigem Stickstoff ab gekühlt wird, die Probe mit Laserlicht derart bestrahlt wird, daß das von der Probe emittierte Lumineszenzlicht zu diesem Zeitpunkt gemessen wird, und daß das Verfahren mit einem darauffolgenden Schritt fortgesetzt wird, wenn die maximale Lichtstärke in einem Bereich von 0,8∼0,9 eV eines Spektrums der Lumineszenz höher als in einem Bereich von 9∼1,0 eV ist.

38. Verfahren zum Herstellen einer Dünnschicht-Solar zelle auf CuInSe₂-Basis nach einem der Ansprüche 32 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Beendigung des Schritts zur Ausbildung der CuInSe₂-Dünnschicht auf wenigstens einer leitenden Oberflächenschicht des Substrats eine CuInSe₂- Dünnschichtprobe gleichzeitig in diesem Schritt erzeugt wird und auf eine Temperatur von flüssigem Helium abgekühlt wird, daß die Probe mit Laserlicht derart bestrahlt wird, daß Lumineszenzlicht von der Probe zu diesem Zeitpunkt ab gegeben und gemessen wird, und daß das Verfahren mit einem darauffolgenden Schritt fortgesetzt wird, wenn die maxi male Lichtstärke in einem Bereich von 0,8∼0,9 eV eines Spektrums des Lumineszenzlichtes einen Wert hat, welcher nicht kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.

39. Verfahren zum Herstellen einer Dünnschicht-Solar zelle auf CuInSe₂-Basis nach einem der Ansprüche 32 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Beendigung des Schritts zur Ausbildung der CuInSe₂-Dünnschicht auf wenigstens einer der leitenden Oberflächenschichten des Substrats eine CuInSe₂- Dünnschichtprobe gleichzeitig in diesem Schritt erzeugt wird und auf eine Temperatur von flüssigem Helium abgekühlt wird, daß die Probe mit Laserlicht derart bestrahlt wird, daß Lu mineszenzlicht von der Probe zu diesem Zeitpunkt abgegeben und gemessen wird, daß das Verfahren mit einem darauffolgen den Schritt fortgesetzt wird, wenn die maximale Lichtstärke in einem Bereich von 0,8∼0,9 eV eines Spektrums der Lumi neszenz höher als jene in einem Bereich von 9∼1,0 eV ist.

40. Verfahren zum Herstellen einer Dünnschicht-Solarzelle auf CuInSe₂-Basis nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lichtquelle für die Bestrahlung mit Laserlicht ein Ar-Laser ist.

41. Verfahren zum Herstellen einer Dünnschicht-Solarzelle auf CuInSe₂-Basis nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lichtquelle für die Bestrahlung mit Laserlicht ein He-Ne-Laser ist.