JP2000332273A - Solar battery and manufacture thereof - Google Patents

Solar battery and manufacture thereof

Info

Publication number
JP2000332273A
JP2000332273A JP11144690A JP14469099A JP2000332273A JP 2000332273 A JP2000332273 A JP 2000332273A JP 11144690 A JP11144690 A JP 11144690A JP 14469099 A JP14469099 A JP 14469099A JP 2000332273 A JP2000332273 A JP 2000332273A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thin film
compound semiconductor
semiconductor thin
group
solar cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11144690A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Hashimoto
泰宏 橋本
Takayuki Negami
卓之 根上
Shigeo Hayashi
茂生 林
Takuya Sato
琢也 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP11144690A priority Critical patent/JP2000332273A/en
Publication of JP2000332273A publication Critical patent/JP2000332273A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/541CuInSe2 material PV cells
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solar battery having a high voltage characteristic by forming a compound semiconductor thin film between a light absorbing layer and a buffer layer, the semiconductor thin film having a large energy difference between the bottom of a conduction band and a Fermi level. SOLUTION: This solar battery includes a substrate 11, and a lower electrode film 12, a compound semiconductor thin film 13, a compound semiconductor thin film 14, a compound thin film (buffer layer) 15, a window layer 16 and an upper electrode film 17 which are laminated sequentially on the substrate 11. The film 13 is a semiconductor thin film which functions as a light absorbing layer, and contains a group Ib element, a group IIIb element, and a group VIb element. The film 14 contains a group Ib element, a group IIIb element, and a group VIb element and also contains sulfur at a higher composition ratio than that of the film 13.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池およびそ
の製造方法に関し、特にたとえば、化合物半導体薄膜を
用いた太陽電池およびその製造方法に関する。
The present invention relates to a solar cell and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a solar cell using a compound semiconductor thin film and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】Ib族元素、IIIb族元素およびVIb族
元素からなる化合物半導体薄膜(カルコパイライト構造
化合物半導体薄膜)であるCuInSe2(CIS)あ
るいはGaを固溶させたCu(In,Ga)Se2(C
IGS)を光吸収層に用いた薄膜太陽電池は、高いエネ
ルギー変換効率を示し、光照射等による変換効率の劣化
がないという利点を有していることが報告されている。
2. Description of the Related Art CuInSe 2 (CIS), which is a compound semiconductor thin film (chalcopyrite structure compound semiconductor thin film) comprising a group Ib element, a group IIIb element, and a group VIb element, or Cu (In, Ga) Se in which Ga is dissolved in solid form. 2 (C
It has been reported that a thin-film solar cell using (IGS) as a light absorption layer has an advantage that it exhibits high energy conversion efficiency and does not deteriorate conversion efficiency due to light irradiation or the like.

【0003】従来のCISまたはCIGS太陽電池で
は、一般に、蒸着法やセレン化法等で形成したCIS膜
またはCIGS膜上に化学析出法などでバッファ層を形
成する。
In a conventional CIS or CIGS solar cell, a buffer layer is generally formed on a CIS film or a CIGS film formed by a vapor deposition method or a selenization method by a chemical deposition method or the like.

【0004】従来の太陽電池について、一例を図7に示
す。図7に示すように、従来の太陽電池1は、基板2と
基板2上に積層された裏面電極3、CIS膜からなるp
型化合物半導体薄膜4、バッファ層5、ZnO膜6およ
び透明導電膜7を含む。バッファ層5は、Zn(O,O
H,S)からなる。
FIG. 7 shows an example of a conventional solar cell. As shown in FIG. 7, a conventional solar cell 1 has a substrate 2, a back electrode 3 laminated on the substrate 2, and a p
It includes a type compound semiconductor thin film 4, a buffer layer 5, a ZnO film 6, and a transparent conductive film 7. The buffer layer 5 is made of Zn (O, O
H, S).

【0005】従来の太陽電池1では、CIS膜またはC
IGS膜からなるp型化合物半導体薄膜4とバッファ層
5との間でpn接合が形成されている。太陽電池特性
は、これらの積層された半導体のバンド整合に大きく影
響される。そのため、従来から、半導体薄膜の様々な組
み合わせと配列が検討されてきた。
In a conventional solar cell 1, a CIS film or C
A pn junction is formed between the p-type compound semiconductor thin film 4 made of an IGS film and the buffer layer 5. Solar cell characteristics are greatly affected by band matching of these stacked semiconductors. Therefore, various combinations and arrangements of semiconductor thin films have been conventionally studied.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の太陽電池1では、Zn(O,OH,S)の伝導帯の
底とフェルミレベルとのエネルギー差が小さいため(図
3参照)、太陽電池を作製したときに、電圧特性が十分
でないという問題があった。
However, in the above conventional solar cell 1, the energy difference between the bottom of the conduction band of Zn (O, OH, S) and the Fermi level is small (see FIG. 3). Has a problem that the voltage characteristics are not sufficient.

【0007】本発明は、上記従来の問題を解決するた
め、バッファ層とCIS膜(またはCIGS膜)との間
に、伝導帯の底とフェルミレベルとのエネルギー差が大
きい化合物半導体薄膜を形成することによって、電圧特
性のよい太陽電池を提供することを目的とする。
According to the present invention, a compound semiconductor thin film having a large energy difference between the bottom of the conduction band and the Fermi level is formed between a buffer layer and a CIS film (or a CIGS film) in order to solve the above-mentioned conventional problems. Accordingly, it is an object to provide a solar cell having good voltage characteristics.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の太陽電池は、上部電極膜と下部電極膜とを
備える太陽電池であって、前記上部電極膜と前記下部電
極膜との間に前記下部電極膜側から順次配置された第1
の化合物半導体薄膜、第2の化合物半導体薄膜および化
合物薄膜を備え、前記第1の化合物半導体薄膜は、Ib
族元素とIIIb族元素とVIb族元素とを含み、前記第2
の化合物半導体薄膜は、Ib族元素とIIIb族元素とVI
b族元素とを含み、前記第1の化合物半導体薄膜よりも
高い組成比で硫黄(S)を含む(第1の化合物半導体薄
膜が硫黄を含まない場合も含む)ことを特徴とする。こ
こで、第2の化合物半導体薄膜のフェルミレベルから伝
導帯の底までのエネルギー差E2は、第1の化合物半導
体薄膜のフェルミレベルから伝導帯の底までのエネルギ
ー差E1よりも大きくなるため、電圧特性がよい太陽電
池が得られる。
In order to achieve the above object, a solar cell according to the present invention is a solar cell comprising an upper electrode film and a lower electrode film, wherein the upper electrode film, the lower electrode film, Between the first and second electrodes sequentially arranged from the lower electrode film side.
A compound semiconductor thin film, a second compound semiconductor thin film, and a compound thin film, wherein the first compound semiconductor thin film is Ib
A group III element, a group IIIb element and a group VIb element,
The compound semiconductor thin film of Ib group element, IIIb group element and VI
and a group b element and sulfur (S) at a higher composition ratio than the first compound semiconductor thin film (including the case where the first compound semiconductor thin film does not contain sulfur). Here, the energy difference E 2 from the Fermi level of the second compound semiconductor thin film to the bottom of the conduction band is larger than the energy difference E 1 from the Fermi level of the first compound semiconductor thin film to the bottom of the conduction band. Thus, a solar cell having good voltage characteristics can be obtained.

【0009】上記本発明の太陽電池では、前記化合物薄
膜が、ZnO、ZnS、ZnSe、Zn(O,OH)、
Zn(O,OH,S)、Zn(O,Se)、Zn(O,
OH,Se)およびZnXMgYO(ただし、0<X<
1、0<Y<1)から選ばれる少なくとも一つの化合物
からなることが好ましい。これによって、バッファ層が
Cdを含まず、かつ電圧特性がよい太陽電池が得られ
る。
In the above solar cell of the present invention, the compound thin film is made of ZnO, ZnS, ZnSe, Zn (O, OH),
Zn (O, OH, S), Zn (O, Se), Zn (O,
OH, Se) and Zn x Mg Y O (where 0 <X <
It is preferable that the material be at least one compound selected from 1, 0 <Y <1). Thus, a solar cell in which the buffer layer does not contain Cd and has good voltage characteristics can be obtained.

【0010】上記本発明の太陽電池では、前記第1およ
び第2の化合物半導体薄膜に含まれる前記Ib族元素は
Cuであり、前記第1および前記第2の化合物半導体薄
膜に含まれる前記IIIb族元素はInおよびGaから選
ばれる少なくとも一つの元素であることが好ましい。こ
れによって、特性が高い太陽電池が得られる。
In the solar cell according to the present invention, the Ib group element contained in the first and second compound semiconductor thin films is Cu, and the IIIb group element contained in the first and second compound semiconductor thin films. The element is preferably at least one element selected from In and Ga. Thereby, a solar cell having high characteristics can be obtained.

【0011】上記本発明の太陽電池では、前記第1の化
合物半導体薄膜に含まれる前記VIb族元素はSeであ
り、前記第2の化合物半導体薄膜に含まれる前記VIb族
元素は硫黄であることが好ましい。前記第1の化合物半
導体薄膜に含まれるVIb族元素をSeとすることによっ
て、光吸収層に好適な半導体薄膜が得られる。また、前
記第2の化合物半導体薄膜に含まれるVIb族元素を硫黄
とすることによって、第2の化合物半導体薄膜の伝導帯
の底とフェルミレベルとのエネルギー差が特に大きくな
り、電圧特性がよい太陽電池が得られる。
In the solar cell of the present invention, the group VIb element contained in the first compound semiconductor thin film is Se, and the group VIb element contained in the second compound semiconductor thin film is sulfur. preferable. By setting the group VIb element contained in the first compound semiconductor thin film to Se, a semiconductor thin film suitable for a light absorption layer can be obtained. Further, by making the Group VIb element contained in the second compound semiconductor thin film sulfur, the energy difference between the bottom of the conduction band of the second compound semiconductor thin film and the Fermi level becomes particularly large, and a solar cell having good voltage characteristics is obtained. A battery is obtained.

【0012】上記本発明の太陽電池では、前記第2の化
合物半導体薄膜がII族元素を含むことが好ましい。これ
によって特性が高い太陽電池が得られる。
[0012] In the solar cell of the present invention, it is preferable that the second compound semiconductor thin film contains a group II element. Thereby, a solar cell having high characteristics can be obtained.

【0013】上記本発明の太陽電池では、前記II族元素
は、Mg、Ca、ZnおよびCdから選ばれる少なくと
も一つの元素であることが好ましい。これによって、特
性が特に高い太陽電池が得られる。
In the above solar cell of the present invention, the group II element is preferably at least one element selected from Mg, Ca, Zn and Cd. As a result, a solar cell having particularly high characteristics can be obtained.

【0014】上記本発明の太陽電池では、前記第1の化
合物半導体薄膜は、前記Ib族元素と前記IIIb族元素
と前記VIb族元素とをA:B:C(ただし、0.15≦
A≦0.35、0.15≦B≦0.35、0.4≦C≦
0.6)の比率で含み、前記第2の化合物半導体薄膜
は、前記Ib族元素と前記IIIb族元素と前記VIb族元
素とをD:E:F(ただし、0.15≦D≦0.35、
0.15≦E≦0.35、0.4≦F≦0.6)の比率
で含む構成としてもよい。これによって、特性が高い太
陽電池が得られる。
In the solar cell according to the present invention, the first compound semiconductor thin film may include the group Ib element, the group IIIb element, and the group VIb element in A: B: C (where 0.15 ≦ C).
A ≦ 0.35, 0.15 ≦ B ≦ 0.35, 0.4 ≦ C ≦
0.6), and the second compound semiconductor thin film includes the group Ib element, the group IIIb element, and the group VIb element in a ratio of D: E: F (where 0.15 ≦ D ≦ 0. 35,
0.15 ≦ E ≦ 0.35, 0.4 ≦ F ≦ 0.6). Thereby, a solar cell having high characteristics can be obtained.

【0015】上記本発明の太陽電池では、前記第1の化
合物半導体薄膜は、前記Ib族元素と前記IIIb族元素
と前記VIb族元素とをA:B:C(ただし、0.05≦
A≦0.2、0.25≦B≦0.4、0.45≦C≦
0.65)の比率で含み、前記第2の化合物半導体薄膜
は、前記Ib族元素と前記IIIb族元素と前記VIb族元
素とをD:E:F(ただし、0.05≦D≦0.2、
0.25≦E≦0.4、0.45≦F≦0.65)の比
率で含む構成としてもよい。これによって特性が高い太
陽電池が得られる。
In the solar cell of the present invention, the first compound semiconductor thin film may be formed by combining the group Ib element, the group IIIb element, and the group VIb element with A: B: C (where 0.05 ≦ C).
A ≦ 0.2, 0.25 ≦ B ≦ 0.4, 0.45 ≦ C ≦
0.65), and the second compound semiconductor thin film contains the group Ib element, the group IIIb element, and the group VIb element in a ratio of D: E: F (where 0.05 ≦ D ≦ 0. 2,
0.25 ≦ E ≦ 0.4, 0.45 ≦ F ≦ 0.65). Thereby, a solar cell having high characteristics can be obtained.

【0016】上記本発明の太陽電池では、前記第1の化
合物半導体薄膜は、前記Ib族元素と前記IIIb族元素
と前記VIb族元素とをA:B:C(ただし、0.15≦
A≦0.35、0.15≦B≦0.35、0.4≦C≦
0.6)の比率で含み、前記第2の化合物半導体薄膜
は、前記Ib族元素と前記IIIb族元素と前記VIb族元
素とをD:E:F(ただし、0.05≦D≦0.2、
0.25≦E≦0.4、0.45≦F≦0.65)の比
率で含む構成としてもよい。これによって、特性が高い
太陽電池が得られる。
In the above solar cell of the present invention, the first compound semiconductor thin film is formed by combining the group Ib element, the group IIIb element and the group VIb element with A: B: C (provided that 0.15 ≦
A ≦ 0.35, 0.15 ≦ B ≦ 0.35, 0.4 ≦ C ≦
0.6), and the second compound semiconductor thin film contains the group Ib element, the group IIIb element, and the group VIb element in a ratio of D: E: F (where 0.05 ≦ D ≦ 0. 2,
0.25 ≦ E ≦ 0.4, 0.45 ≦ F ≦ 0.65). Thereby, a solar cell having high characteristics can be obtained.

【0017】上記本発明の太陽電池では、前記第1の化
合物半導体薄膜と前記第2の化合物半導体薄膜との間に
第3の化合物半導体薄膜を含み、前記第3の化合物半導
体薄膜は、Ib族元素とIIIb族元素とVIb族元素とを
G:H:I(ただし、0.05≦G≦0.2、0.25
≦H≦0.4、0.45≦I≦0.65)の比率で含む
構成としてもよい。これによって、特性が高い太陽電池
が得られる。
In the above solar cell of the present invention, a third compound semiconductor thin film is provided between the first compound semiconductor thin film and the second compound semiconductor thin film, and the third compound semiconductor thin film is made of an Ib group. The element, the group IIIb element and the group VIb element are represented by G: H: I (provided that 0.05 ≦ G ≦ 0.2, 0.25
≦ H ≦ 0.4, 0.45 ≦ I ≦ 0.65). Thereby, a solar cell having high characteristics can be obtained.

【0018】本発明の太陽電池の製造方法は、上部電極
膜と下部電極膜とを備える太陽電池の製造方法であっ
て、前記下部電極膜を形成した後、Ib族元素とIIIb
族元素とVIb族元素とを含む第1の化合物半導体薄膜を
形成する第1の工程と、Ib族元素とIIIb族元素とVI
b族元素とを含み前記第1の化合物半導体薄膜よりも高
い組成比で硫黄を含む第2の化合物半導体薄膜を形成す
る第2の工程と、前記第2の化合物半導体薄膜上に、化
合物薄膜を形成する第3の工程とを含むことを特徴とす
る。上記製造方法によれば、本発明の太陽電池を容易に
製造できる。
The method for manufacturing a solar cell according to the present invention is a method for manufacturing a solar cell including an upper electrode film and a lower electrode film, wherein after forming the lower electrode film, an Ib group element and IIIb
A first step of forming a first compound semiconductor thin film containing a group III element and a group VIb element,
a second step of forming a second compound semiconductor thin film containing a group b element and containing sulfur at a higher composition ratio than that of the first compound semiconductor thin film; and forming a compound thin film on the second compound semiconductor thin film. And a third step of forming. According to the above manufacturing method, the solar cell of the present invention can be easily manufactured.

【0019】上記製造方法では、前記化合物薄膜が、Z
nO、ZnS、ZnSe、Zn(O,OH)、Zn
(O,OH,S)、Zn(O,Se)、Zn(O,O
H,Se)およびZnXMgYO(ただし、0<X<1、
0<Y<1)から選ばれる少なくとも一つの化合物から
なることが好ましい。
In the above method, the compound thin film may be made of Z
nO, ZnS, ZnSe, Zn (O, OH), Zn
(O, OH, S), Zn (O, Se), Zn (O, O
H, Se) and Zn x Mg Y O (provided that 0 <X <1,
It is preferable that it is composed of at least one compound selected from 0 <Y <1).

【0020】上記製造方法では、前記第1および第2の
化合物半導体薄膜に含まれる前記Ib族元素はCuであ
り、前記第1および第2の化合物半導体薄膜に含まれる
前記IIIb族元素はInおよびGaから選ばれる少なく
とも一つの元素であることが好ましい。
In the above manufacturing method, the group Ib element contained in the first and second compound semiconductor thin films is Cu, and the group IIIb element contained in the first and second compound semiconductor thin films is In and It is preferably at least one element selected from Ga.

【0021】上記製造方法では、前記第1の化合物半導
体薄膜に含まれる前記VIb族元素はSeであり、前記第
2の化合物半導体薄膜に含まれる前記VIb族元素は硫黄
であることが好ましい。
In the above manufacturing method, the group VIb element contained in the first compound semiconductor thin film is preferably Se, and the group VIb element contained in the second compound semiconductor thin film is preferably sulfur.

【0022】上記製造方法では、前記第2の工程におい
て、前記第2の化合物半導体薄膜は、前記第1の化合物
半導体薄膜の一部に硫黄を含ませることによって形成さ
れることが好ましい。
In the above-mentioned manufacturing method, it is preferable that in the second step, the second compound semiconductor thin film is formed by including a part of the first compound semiconductor thin film with sulfur.

【0023】上記製造方法では、前記第2の工程におい
て、前記第1の化合物半導体薄膜の一部に硫黄を含ませ
る工程は、硫黄を含む溶液に前記第1の化合物半導体薄
膜を接触させることによって行われることが好ましい。
これによって、第1の化合物半導体薄膜に含まれるVIb
族元素の一部が硫黄によって置換されるため、第1の化
合物半導体薄膜よりも高い組成比で硫黄を含む第2の化
合物半導体薄膜を容易に形成できる。
In the above manufacturing method, in the second step, the step of including sulfur in a part of the first compound semiconductor thin film is performed by bringing the first compound semiconductor thin film into contact with a solution containing sulfur. It is preferably performed.
As a result, VIb contained in the first compound semiconductor thin film
Since part of the group III element is replaced by sulfur, a second compound semiconductor thin film containing sulfur at a higher composition ratio than the first compound semiconductor thin film can be easily formed.

【0024】上記製造方法では、前記溶液がIIIb族元
素をさらに含んでもよい。これによって、第1の化合物
半導体薄膜とは異なるIIIb族元素を含む第2の化合物
半導体薄膜、あるいは、第1の化合物半導体薄膜とは異
なる組成比でIIIb族元素を含む第2の化合物半導体薄
膜が得られる。
In the above method, the solution may further contain a group IIIb element. As a result, a second compound semiconductor thin film containing a group IIIb element different from the first compound semiconductor thin film, or a second compound semiconductor thin film containing a group IIIb element at a different composition ratio from the first compound semiconductor thin film is formed. can get.

【0025】上記製造方法では、前記溶液のpHが、
1.5以上2.5以下であることが好ましい。これによ
って、効率よく第2の化合物半導体薄膜を形成できる。
In the above production method, the pH of the solution is adjusted to
It is preferably 1.5 or more and 2.5 or less. Thereby, the second compound semiconductor thin film can be formed efficiently.

【0026】上記製造方法では、前記第2の工程は、前
記第2の化合物半導体薄膜を形成した後、II族元素を少
なくとも前記第2の化合物半導体薄膜に含ませる工程を
さらに含んでもよい。これによって、II族元素を含む第
2の化合物半導体薄膜を容易に形成できる。
In the above manufacturing method, the second step may further include a step of forming a second compound semiconductor thin film and then including at least a group II element in the second compound semiconductor thin film. Thereby, the second compound semiconductor thin film containing the group II element can be easily formed.

【0027】上記製造方法では、前記第2の工程におい
て、前記第2の化合物半導体薄膜に前記II族元素を含ま
せる工程は、前記II族元素を含む水溶液中に前記第2の
化合物半導体薄膜を接触させることによって行われるこ
とが好ましい。これによって、第2の化合物半導体層に
容易にII族元素を含ませることができる。
In the above manufacturing method, in the second step, the step of including the group II element in the second compound semiconductor thin film includes the step of: disposing the second compound semiconductor thin film in an aqueous solution containing the group II element. It is preferably performed by contact. Thus, the second compound semiconductor layer can easily contain a group II element.

【0028】上記製造方法では、前記水溶液のpHが、
10以上14以下であることが好ましい。これによっ
て、第2の化合物半導体層に特に容易にII族元素を含ま
せることができる。
In the above production method, the pH of the aqueous solution is adjusted to
It is preferably 10 or more and 14 or less. Thereby, the second compound semiconductor layer can particularly easily contain a group II element.

【0029】上記製造方法では、前記水溶液が、前記II
族元素のハロゲン化物、酢酸塩、硝酸塩および硫酸塩か
ら選ばれる少なくとも一つの化合物を溶質として含むこ
とが好ましい。これによって、前記水溶液中にII族元素
のイオンが発生して、第2の化合物半導体薄膜に容易に
II族元素を含ませることができる。
In the above-mentioned production method, the aqueous solution is preferably
It is preferable to include at least one compound selected from halides, acetates, nitrates, and sulfates of group III elements as solutes. As a result, ions of the group II element are generated in the aqueous solution, and easily formed on the second compound semiconductor thin film.
Group II elements can be included.

【0030】上記製造方法では、前記第2の工程ののち
前記第3の工程の前に、前記第2の化合物半導体薄膜を
熱処理する工程をさらに含むことが好ましい。これによ
って、化合物半導体薄膜の結晶性を向上させることがで
きる。
In the above-mentioned manufacturing method, it is preferable that the method further includes a step of heat-treating the second compound semiconductor thin film after the second step and before the third step. Thereby, the crystallinity of the compound semiconductor thin film can be improved.

【0031】上記製造方法では、前記熱処理が、窒素、
硫化水素、アルゴンおよび硫黄から選ばれる少なくとも
一つのガスからなるガス雰囲気中、または真空中で行わ
れることが好ましい。これによって、熱処理中に、化合
物半導体薄膜に不純物が混入することを防止できる。
In the above-mentioned manufacturing method, the heat treatment is performed with nitrogen,
It is preferably performed in a gas atmosphere composed of at least one gas selected from hydrogen sulfide, argon and sulfur, or in a vacuum. This can prevent impurities from being mixed into the compound semiconductor thin film during the heat treatment.

【0032】上記製造方法では、前記熱処理の温度が1
00℃以上600℃以下であることが好ましい。熱処理
の温度を100℃以上とすることによって、化合物半導
体薄膜の結晶性を効果的に向上させることができる。ま
た、熱処理の温度を600℃以下とすることによって、
基板の変形等を防止することができる。
In the above manufacturing method, the temperature of the heat treatment is 1
The temperature is preferably from 00 ° C to 600 ° C. By setting the temperature of the heat treatment to 100 ° C. or higher, the crystallinity of the compound semiconductor thin film can be effectively improved. Further, by setting the temperature of the heat treatment to 600 ° C. or less,
Deformation of the substrate can be prevented.

【0033】上記製造方法では、前記第2の工程におい
て、前記第2の化合物半導体薄膜に前記II族元素を含ま
せる工程は、前記第2の化合物半導体薄膜上に前記II族
元素を含む薄膜を形成した後、前記II族元素を熱拡散さ
せることによって行ってもよい。
In the above manufacturing method, in the second step, the step of including the group II element in the second compound semiconductor thin film includes the step of forming the thin film including the group II element on the second compound semiconductor thin film. After the formation, the heat treatment may be performed by thermally diffusing the group II element.

【0034】上記製造方法では、前記第2の工程におい
て、前記第2の化合物半導体薄膜は、Ib族元素とIII
b族元素とVIb族元素とを同時に前記第1の化合物半導
体薄膜上に堆積させることによって形成してもよい。
In the above-described manufacturing method, in the second step, the second compound semiconductor thin film is formed of a group Ib element and a group III element.
It may be formed by simultaneously depositing a group b element and a group VIb element on the first compound semiconductor thin film.

【0035】上記製造方法では、前記第1の化合物半導
体薄膜は、前記Ib族元素と前記IIIb族元素と前記VI
b族元素とをA:B:C(ただし、0.15≦A≦0.
35、0.15≦B≦0.35、0.4≦C≦0.6)
の比率で含み、前記第2の化合物半導体薄膜は、前記I
b族元素と前記IIIb族元素と前記VIb族元素とをD:
E:F(ただし、0.15≦D≦0.35、0.15≦
E≦0.35、0.4≦F≦0.6)の比率で含む構成
としてもよい。
In the above-mentioned manufacturing method, the first compound semiconductor thin film is formed of the group Ib element, the group IIIb element and the VI
A: B: C (provided that 0.15 ≦ A ≦ 0.
35, 0.15 ≦ B ≦ 0.35, 0.4 ≦ C ≦ 0.6)
Wherein the second compound semiconductor thin film is
The group b element, the group IIIb element and the group VIb element are represented by D:
E: F (however, 0.15 ≦ D ≦ 0.35, 0.15 ≦
E ≦ 0.35, 0.4 ≦ F ≦ 0.6).

【0036】上記製造方法では、前記第1の化合物半導
体薄膜は、前記Ib族元素と前記IIIb族元素と前記VI
b族元素とをA:B:C(ただし、0.05≦A≦0.
2、0.25≦B≦0.4、0.45≦C≦0.65)
の比率で含み、前記第2の化合物半導体薄膜は、前記I
b族元素と前記IIIb族元素と前記VIb族元素とをD:
E:F(ただし、0.05≦D≦0.2、0.05≦E
≦0.2、0.45≦F≦0.65)の比率で含む構成
としてもよい。
In the above-described manufacturing method, the first compound semiconductor thin film may be formed by forming the group Ib element, the group IIIb element, and the VI
A: B: C (where 0.05 ≦ A ≦ 0.
2, 0.25 ≦ B ≦ 0.4, 0.45 ≦ C ≦ 0.65)
Wherein the second compound semiconductor thin film is
The group b element, the group IIIb element and the group VIb element are represented by D:
E: F (However, 0.05 ≦ D ≦ 0.2, 0.05 ≦ E
≦ 0.2, 0.45 ≦ F ≦ 0.65).

【0037】上記製造方法では、前記第1の化合物半導
体薄膜は、前記Ib族元素と前記IIIb族元素と前記VI
b族元素とをA:B:C(ただし、0.05≦A≦0.
2、0.25≦B≦0.4、0.45≦C≦0.65)
の比率で含み、前記第2の化合物半導体薄膜は、前記I
b族元素と前記IIIb族元素と前記VIb族元素とをD:
E:F(ただし、0.15≦D≦0.35、0.15≦
E≦0.35、0.4≦F≦0.6)の比率で含む構成
としてもよい。
In the above-mentioned manufacturing method, the first compound semiconductor thin film is formed of the group Ib element, the group IIIb element and the VI
A: B: C (where 0.05 ≦ A ≦ 0.
2, 0.25 ≦ B ≦ 0.4, 0.45 ≦ C ≦ 0.65)
Wherein the second compound semiconductor thin film is
The group b element, the group IIIb element and the group VIb element are represented by D:
E: F (however, 0.15 ≦ D ≦ 0.35, 0.15 ≦
E ≦ 0.35, 0.4 ≦ F ≦ 0.6).

【0038】[0038]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0039】(実施形態1)実施形態1では、本発明の
太陽電池の一例について説明する。
Embodiment 1 In Embodiment 1, an example of the solar cell of the present invention will be described.

【0040】実施形態1の太陽電池10について、断面
図を図1に示す。
FIG. 1 is a cross-sectional view of the solar cell 10 according to the first embodiment.

【0041】図1を参照して、実施形態1の太陽電池1
0は、基板11と、基板11上に順次積層された、下部
電極膜12、化合物半導体薄膜13(第1の化合物半導
体薄膜)、化合物半導体薄膜14(第2の化合物半導体
薄膜)、化合物薄膜(以下、バッファ層という)15、
窓層16および上部電極膜17と、下部電極膜12およ
び上部電極膜17上に形成された取り出し電極18およ
び19とを含む。
Referring to FIG. 1, solar cell 1 of Embodiment 1
Reference numeral 0 denotes a substrate 11, and a lower electrode film 12, a compound semiconductor thin film 13 (first compound semiconductor thin film), a compound semiconductor thin film 14 (second compound semiconductor thin film), and a compound thin film ( Hereinafter, referred to as a buffer layer) 15,
It includes a window layer 16 and an upper electrode film 17, and extraction electrodes 18 and 19 formed on the lower electrode film 12 and the upper electrode film 17.

【0042】基板11には、たとえば、ガラス基板、ス
テンレス基板または樹脂基板等を用いることができる。
As the substrate 11, for example, a glass substrate, a stainless steel substrate, a resin substrate, or the like can be used.

【0043】下部電極膜12には、たとえば、Mo等か
らなる金属薄膜を用いることができる。上部電極膜17
は、光入射側の電極であり、たとえば、ITO(Ind
ium Tin Oxide)などの透明導電膜を用い
ることができる。
As the lower electrode film 12, for example, a metal thin film made of Mo or the like can be used. Upper electrode film 17
Is an electrode on the light incident side, for example, ITO (Ind
A transparent conductive film such as ium tin oxide (Im Tin Oxide) can be used.

【0044】化合物半導体薄膜13は、光吸収層として
機能する半導体薄膜であり、膜厚が、たとえば、0.5
μm〜2.5μmである。化合物半導体薄膜13は、I
b族元素、IIIb族元素およびVIb族元素を含む。化合
物半導体薄膜13において、Ib族元素には、たとえば
Cuを用いることができ、IIIb族元素には、たとえば
InおよびGaから選ばれる少なくとも一つの元素を用
いることができる。また化合物半導体薄膜13におい
て、VIb族元素は、少なくともSeを含み、必要に応じ
てさらに硫黄を含む。化合物半導体薄膜13には、たと
えば、CuInSe2、CuIn3Se5、Cu(In,
Ga)Se2またはCu(In,Ga)3Se5、あるい
はこれらのSeの一部を硫黄に置換した化合物半導体を
用いることができる。
The compound semiconductor thin film 13 is a semiconductor thin film functioning as a light absorbing layer and has a thickness of, for example, 0.5.
μm to 2.5 μm. The compound semiconductor thin film 13 is made of I
Includes Group b, Group IIIb and Group VIb elements. In the compound semiconductor thin film 13, for example, Cu can be used as the group Ib element, and at least one element selected from, for example, In and Ga can be used as the group IIIb element. In the compound semiconductor thin film 13, the group VIb element contains at least Se, and further contains sulfur as necessary. The compound semiconductor thin film 13 includes, for example, CuInSe 2 , CuIn 3 Se 5 , Cu (In,
Ga) Se 2 or Cu (In, Ga) 3 Se 5 , or a compound semiconductor in which part of Se is replaced with sulfur can be used.

【0045】化合物半導体薄膜14は、Ib族元素、II
Ib族元素およびVIb族元素を含み、化合物半導体薄膜
13よりも高い組成比で硫黄を含む。化合物半導体薄膜
14の膜厚は、たとえば、0.05μm〜0.1μmで
ある。化合物半導体薄膜14において、Ib族元素に
は、たとえばCuを用いることができ、IIIb族元素に
は、たとえばInおよびGaから選ばれる少なくとも一
つの元素を用いることができる。また化合物半導体薄膜
14において、VIb族元素は、少なくとも硫黄を含み、
必要に応じてさらにSeを含む。化合物半導体薄膜13
には、たとえば、CuInS2、CuIn35、Cu
(In,Ga)S2またはCu(In,Ga) 35、あ
るいはこれらの硫黄の一部をSeに置換した化合物半導
体を用いることができる。
The compound semiconductor thin film 14 is made of an Ib group element, II
Compound semiconductor thin film containing group Ib element and group VIb element
Contains sulfur in a composition ratio higher than 13. Compound semiconductor thin film
14 is, for example, 0.05 μm to 0.1 μm.
is there. In the compound semiconductor thin film 14,
For example, Cu can be used, and
Is at least one selected from In and Ga, for example.
One element can be used. Also compound semiconductor thin film
14, the group VIb element comprises at least sulfur,
Se is further contained as necessary. Compound semiconductor thin film 13
For example, CuInSTwo, CuInThreeSFive, Cu
(In, Ga) STwoOr Cu (In, Ga) ThreeSFive,Ah
Or a semiconducting compound in which some of these sulfurs are replaced by Se
The body can be used.

【0046】また、化合物半導体薄膜14は、さらにII
族元素を含んでもよい(以下、II族元素を含む化合物半
導体薄膜14を化合物半導体薄膜14aという)。この
ときのII族元素としては、たとえば、Mg、Ca、Zn
およびCdから選ばれる少なくとも一つの元素を用いる
ことができる。化合物半導体薄膜14がII族元素を含む
ことによって、n型の化合物半導体薄膜が得られ、p型
の化合物半導体薄膜13との界面に欠陥が少ないpn接
合が得られる。したがって、化合物半導体薄膜14がII
族元素を含むことによって、特性が高い太陽電池が得ら
れる。なお、化合物半導体薄膜14がII族元素を含む場
合には、化合物半導体薄膜13も、化合物半導体薄膜1
4側の表面層にII族元素を含んでもよい。
The compound semiconductor thin film 14 further comprises
The compound semiconductor thin film 14 containing a group II element may be referred to as a compound semiconductor thin film 14a. At this time, as the group II element, for example, Mg, Ca, Zn
And at least one element selected from Cd. When the compound semiconductor thin film 14 contains a group II element, an n-type compound semiconductor thin film is obtained, and a pn junction with few defects at the interface with the p-type compound semiconductor thin film 13 is obtained. Therefore, the compound semiconductor thin film 14
By including the group III element, a solar cell having high characteristics can be obtained. When the compound semiconductor thin film 14 contains a group II element, the compound semiconductor thin film 13 also
The fourth surface layer may contain a group II element.

【0047】バッファ層15は、化合物半導体からな
る。バッファ層15には、たとえば、ZnO、ZnS、
ZnSe、Zn(O,OH)、Zn(O,OH,S)、
Zn(O,Se)、Zn(O,OH,Se)およびZn
XMgYO(ただし、0<X<1、0<Y<1)から選ば
れる少なくとも一つからなる薄膜を用いることができ
る。ここで、Zn(O,OH)とは、Zn−O結合とZ
n−OH結合とを含む化合物を意味し、Zn(O,O
H,S)、Zn(O,Se)、Zn(O,OH,Se)
についても同様である。
The buffer layer 15 is made of a compound semiconductor. The buffer layer 15 includes, for example, ZnO, ZnS,
ZnSe, Zn (O, OH), Zn (O, OH, S),
Zn (O, Se), Zn (O, OH, Se) and Zn
X Mg Y O (however, a thin film made of at least one selected from 0 <X <1, 0 <Y <1) can be used. Here, Zn (O, OH) refers to a Zn—O bond and Z
a compound containing an n-OH bond; Zn (O, O
H, S), Zn (O, Se), Zn (O, OH, Se)
The same applies to.

【0048】窓層16には、たとえば、ZnO膜を用い
ることができる。
For the window layer 16, for example, a ZnO film can be used.

【0049】取り出し電極18および19には、たとえ
ば、NiCr膜とAu膜を積層した金属薄膜を用いるこ
とができる。
For the extraction electrodes 18 and 19, for example, a metal thin film obtained by laminating a NiCr film and an Au film can be used.

【0050】化合物半導体薄膜13および化合物半導体
薄膜14には、さまざまな組成のものを用いることがで
きる。
As the compound semiconductor thin film 13 and the compound semiconductor thin film 14, those having various compositions can be used.

【0051】たとえば、化合物半導体薄膜13が、Ib
族元素とIIIb族元素とVIb族元素とをA:B:C(た
だし、0.15≦A≦0.35、0.15≦B≦0.3
5、0.4≦C≦0.6)の比率で含み、化合物半導体
薄膜14が、Ib族元素とIIIb族元素とVIb族元素と
をD:E:F(ただし、0.15≦D≦0.35、0.
15≦E≦0.35、0.4≦F≦0.6)の比率で含
む構成でもよい。たとえば、化合物半導体薄膜13がC
uInSe2であり、化合物半導体薄膜14がCuIn
2である場合、あるいはこれらのInの一部をGaで
置換した場合が該当する。
For example, when the compound semiconductor thin film 13 is made of Ib
Group element, group IIIb element, and group VIb element as A: B: C (provided that 0.15 ≦ A ≦ 0.35, 0.15 ≦ B ≦ 0.3
5, 0.4 ≦ C ≦ 0.6), and the compound semiconductor thin film 14 includes a group Ib element, a group IIIb element, and a group VIb element in D: E: F (where 0.15 ≦ D ≦ 0.35, 0.
15 ≦ E ≦ 0.35, 0.4 ≦ F ≦ 0.6). For example, if the compound semiconductor thin film 13 is C
uInSe 2 and the compound semiconductor thin film 14 is made of CuIn
This corresponds to the case of S 2 or the case where a part of In is substituted with Ga.

【0052】また、化合物半導体薄膜13が、Ib族元
素とIIIb族元素とVIb族元素とをA:B:C(ただ
し、0.05≦A≦0.2、0.25≦B≦0.4、
0.45≦C≦0.65)の比率で含み、化合物半導体
薄膜14が、Ib族元素とIIIb族元素とVIb族元素と
をD:E:F(ただし、0.05≦D≦0.2、0.2
5≦E≦0.4、0.45≦F≦0.65)の比率で含
む構成でもよい。たとえば、化合物半導体薄膜13がC
uIn3Se5であり、化合物半導体薄膜14がCuIn
35である場合、あるいはこれらのInの一部をGaで
置換した場合が該当する。
The compound semiconductor thin film 13 is composed of the group Ib element, the group IIIb element and the group VIb element A: B: C (provided that 0.05 ≦ A ≦ 0.2, 0.25 ≦ B ≦ 0. 4,
0.45 ≦ C ≦ 0.65), and the compound semiconductor thin film 14 contains a group Ib element, a group IIIb element, and a group VIb element in D: E: F (where 0.05 ≦ D ≦ 0. 2, 0.2
5 ≦ E ≦ 0.4, 0.45 ≦ F ≦ 0.65). For example, if the compound semiconductor thin film 13 is C
uIn 3 Se 5 and the compound semiconductor thin film 14 is CuIn
This corresponds to the case of 3 S 5 or the case where Ga is partially substituted for In.

【0053】また、化合物半導体薄膜13が、Ib族元
素とIIIb族元素とVIb族元素とをA:B:C(ただ
し、0.15≦A≦0.35、0.15≦B≦0.3
5、0.4≦C≦0.6)の比率で含み、化合物半導体
薄膜14が、Ib族元素とIIIb族元素とVIb族元素と
をD:E:F(ただし、0.05≦D≦0.2、0.2
5≦E≦0.4、0.45≦F≦0.65)の比率で含
む構成でもよい。たとえば、化合物半導体薄膜13がC
uInSe2であり、化合物半導体薄膜14がCuIn3
5である場合、あるいはこれらのInの一部をGaで
置換した場合が該当する。
Further, the compound semiconductor thin film 13 includes the group Ib element, the group IIIb element and the group VIb element as A: B: C (provided that 0.15 ≦ A ≦ 0.35, 0.15 ≦ B ≦ 0. 3
5, 0.4 ≦ C ≦ 0.6), and the compound semiconductor thin film 14 includes a group Ib element, a group IIIb element, and a group VIb element in D: E: F (where 0.05 ≦ D ≦ 0.2, 0.2
5 ≦ E ≦ 0.4, 0.45 ≦ F ≦ 0.65). For example, if the compound semiconductor thin film 13 is C
uInSe 2 and the compound semiconductor thin film 14 is made of CuIn 3
If it is S 5, or corresponds If some of these In was replaced by Ga.

【0054】また、化合物半導体薄膜13と化合物半導
体薄膜14との間に化合物半導体薄膜21(第3の化合
物半導体薄膜)をさらに含んでもよい。この場合の太陽
電池20について、断面図を図2に示す。化合物半導体
薄膜21は、Ib族元素とIIIb族元素とVIb族元素と
をG:H:I(ただし、0.05≦G≦0.2、0.2
5≦H≦0.4、0.45≦I≦0.65)の比率で含
むことが好ましい。たとえば、化合物半導体薄膜21と
して、CuIn3Se5あるいはこれらのInの一部をG
aで置換したものを用いることができる。
The compound semiconductor thin film 21 (third compound semiconductor thin film) may be further provided between the compound semiconductor thin film 13 and the compound semiconductor thin film 14. FIG. 2 is a cross-sectional view of the solar cell 20 in this case. The compound semiconductor thin film 21 is composed of a group Ib element, a group IIIb element and a group VIb element G: H: I (provided that 0.05 ≦ G ≦ 0.2, 0.2
5 ≦ H ≦ 0.4, 0.45 ≦ I ≦ 0.65). For example, as the compound semiconductor thin film 21, CuIn 3 Se 5 or a part of
Those substituted with a can be used.

【0055】上記実施形態1の太陽電池において、化合
物半導体薄膜13としてCu(In,Ga)Se2を用
い、化合物半導体薄膜14としてII族元素を含むCu
(In,Ga)S2を用いた場合のバンド構造を、図3
に模式的に示す。なお、化合物半導体薄膜13および1
4に、上述した他の組成の化合物半導体薄膜を用いた場
合にも、図3に示すバンド構造と同様のバンド構造とな
る。
In the solar cell of the first embodiment, the compound semiconductor thin film 13 is made of Cu (In, Ga) Se 2 , and the compound semiconductor thin film 14 is made of Cu containing a group II element.
FIG. 3 shows the band structure when (In, Ga) S 2 is used.
Is shown schematically in FIG. The compound semiconductor thin films 13 and 1
4, when the compound semiconductor thin film having the other composition described above is used, the band structure is similar to the band structure shown in FIG.

【0056】図3中、化合物半導体薄膜13の伝導帯の
底とフェルミレベルとのエネルギー差(仕事関数と電子
親和力との差)をE1で示し、化合物半導体薄膜14の
伝導帯の底とフェルミレベルとのエネルギー差をE2
示す。図3に示すように、実施形態1の太陽電池では、
化合物半導体薄膜14が、E1よりもE2が大きくなる。
また、化合物半導体薄膜14が、化合物半導体薄膜13
よりも大きい組成比で硫黄を含むことによって、化合物
半導体薄膜14のバンドギャップが化合物半導体薄膜1
3のバンドギャップよりも大きくなる。したがって、実
施形態1の太陽電池によれば、高い電圧特性を示す太陽
電池が得られる。
[0056] In FIG. 3, shows the energy difference between the bottom and the Fermi level of the conduction band of the compound semiconductor thin film 13 (the difference between the work function and electron affinity) in E 1, bottom and Fermi of the conduction band of the compound semiconductor thin film 14 showing the energy difference between the level E 2. As shown in FIG. 3, in the solar cell of Embodiment 1,
Compound semiconductor thin film 14, E 2 is greater than E 1.
Further, the compound semiconductor thin film 14 is
When the compound semiconductor thin film 14 contains sulfur at a composition ratio larger than that of the compound semiconductor thin film 1,
3 is larger than the band gap. Therefore, according to the solar cell of the first embodiment, a solar cell having high voltage characteristics can be obtained.

【0057】(実施形態2)実施形態2では、実施形態
1で説明した太陽電池10を製造する方法の一例につい
て説明する。なお、実施形態1と同様の部分について
は、重複する説明を省略する。
Embodiment 2 In Embodiment 2, an example of a method for manufacturing the solar cell 10 described in Embodiment 1 will be described. In addition, about the same part as Embodiment 1, the overlapping description is abbreviate | omitted.

【0058】実施形態2の製造方法では、まず、図4
(a)に示すように、基板11上に下部電極膜12を形
成する。下部電極膜12は、たとえば、蒸着法やスパッ
タリング法で形成できる。
In the manufacturing method according to the second embodiment, first, FIG.
As shown in (a), a lower electrode film 12 is formed on a substrate 11. The lower electrode film 12 can be formed by, for example, an evaporation method or a sputtering method.

【0059】その後、図4(b)に示すように、下部電
極膜12上に、化合物半導体薄膜13および14を形成
する。化合物半導体薄膜13および14の形成方法につ
いては、後述する。なお、図2に示した太陽電池20を
形成する場合には、化合物半導体薄膜13と化合物半導
体薄膜14との間に、化合物半導体薄膜21を形成す
る。
Thereafter, as shown in FIG. 4B, compound semiconductor thin films 13 and 14 are formed on the lower electrode film 12. A method for forming the compound semiconductor thin films 13 and 14 will be described later. When the solar cell 20 shown in FIG. 2 is formed, the compound semiconductor thin film 21 is formed between the compound semiconductor thin film 13 and the compound semiconductor thin film 14.

【0060】その後、図4(c)に示すように、化合物
半導体薄膜14上にバッファ層15、窓層16および上
部電極膜17を形成する。バッファ層15は、たとえ
ば、化学析出法や、蒸着法、スパッタリング法などによ
って形成できる。窓層16および上部電極膜17は、た
とえば、蒸着法やスパッタリング法によって形成でき
る。
Thereafter, as shown in FIG. 4C, a buffer layer 15, a window layer 16, and an upper electrode film 17 are formed on the compound semiconductor thin film 14. The buffer layer 15 can be formed by, for example, a chemical deposition method, an evaporation method, a sputtering method, or the like. The window layer 16 and the upper electrode film 17 can be formed by, for example, an evaporation method or a sputtering method.

【0061】その後、図4(d)に示すように、取り出
し電極18を形成する部分の化合物半導体薄膜13およ
び14、バッファ層15、窓層16、上部電極膜17を
除去した後、取り出し電極18および19を形成する。
化合物半導体薄膜13等の除去には、たとえば、レーザ
スクライブ法などのスクライブ法やエッチング法などを
用いることができる。また、取り出し電極18および1
9は、蒸着法やスパッタリング法によって形成できる。
Thereafter, as shown in FIG. 4D, portions of the compound semiconductor thin films 13 and 14, the buffer layer 15, the window layer 16, and the upper electrode film 17 where the extraction electrode 18 is to be formed are removed. And 19 are formed.
For removing the compound semiconductor thin film 13 and the like, for example, a scribe method such as a laser scribe method, an etching method, or the like can be used. Also, the extraction electrodes 18 and 1
9 can be formed by an evaporation method or a sputtering method.

【0062】このようにして、実施形態1で説明した太
陽電池を形成できる。
Thus, the solar cell described in Embodiment 1 can be formed.

【0063】次に、化合物半導体薄膜13および14の
形成方法について、図5を参照しながら説明する。
Next, a method of forming the compound semiconductor thin films 13 and 14 will be described with reference to FIG.

【0064】実施形態2の製造方法では、まず、図5
(a)に示すように、下部電極膜12上に、Ib族元素
とIIIb族元素とSeとを含む化合物半導体薄膜41
(第1の化合物半導体薄膜)を形成する。化合物半導体
薄膜41は、蒸着法、スパッタリング法、化学析出法な
どによって形成できる。
In the manufacturing method according to the second embodiment, first, FIG.
As shown in (a), a compound semiconductor thin film 41 containing a group Ib element, a group IIIb element and Se is formed on the lower electrode film 12.
(First compound semiconductor thin film) is formed. The compound semiconductor thin film 41 can be formed by an evaporation method, a sputtering method, a chemical deposition method, or the like.

【0065】その後、図5(b)に示すように、化合物
半導体薄膜41の一部に硫黄を含ませることによって、
化合物半導体薄膜13および14を形成する。
After that, as shown in FIG. 5B, a part of the compound semiconductor thin film 41 contains sulfur,
Compound semiconductor thin films 13 and 14 are formed.

【0066】化合物半導体薄膜41の一部に硫黄を含ま
せるには、図5(c)に示すように、硫黄を含む溶液5
1に化合物半導体薄膜41を接触させればよい。硫黄を
含む溶液51に化合物半導体薄膜41を接触させること
によって、化合物半導体薄膜41中のSeの一部が硫黄
によって置換され、硫黄の組成比が大きい化合物半導体
薄膜14が形成される。また、Seが置換されなかった
部分の化合物半導体薄膜41は、化合物半導体薄膜13
となる。
In order to make part of the compound semiconductor thin film 41 contain sulfur, as shown in FIG.
1 may be brought into contact with the compound semiconductor thin film 41. By bringing the compound semiconductor thin film 41 into contact with the solution 51 containing sulfur, Se in the compound semiconductor thin film 41 is partially replaced by sulfur, and the compound semiconductor thin film 14 having a high sulfur composition ratio is formed. The part of the compound semiconductor thin film 41 where Se was not substituted is the compound semiconductor thin film 13.
Becomes

【0067】溶液51には、たとえば、チオアセトアミ
ド、塩化インジウム、塩酸などを含む水溶液を用いるこ
とができる。溶液51のpHは、1.5以上2.5以下
が好ましい。また、溶液51の温度は、10℃以上90
℃以下が好ましい。溶液51に化合物半導体薄膜41を
接触させる方法としては、たとえば、溶液51に、化合
物半導体薄膜41を形成した基板を浸漬すればよい。
As the solution 51, for example, an aqueous solution containing thioacetamide, indium chloride, hydrochloric acid and the like can be used. The pH of the solution 51 is preferably 1.5 or more and 2.5 or less. The temperature of the solution 51 is 10 ° C. or more and 90 ° C.
C. or less is preferred. As a method of bringing the compound semiconductor thin film 41 into contact with the solution 51, for example, the substrate on which the compound semiconductor thin film 41 is formed may be immersed in the solution 51.

【0068】なお、上記第1の方法では、溶液51がII
Ib族元素をさらに含んでもよい。これによって、化合
物半導体薄膜13とは異なるIIIb族元素を含む化合物
半導体薄膜14、あるいは、化合物半導体薄膜13とは
異なる組成比でIIIb族元素を含む化合物半導体薄膜1
4が得られる。なお、この場合に、硫黄を含む溶液と、
IIIb族元素を含む溶液とを用意し、それぞれの溶液で
処理してもよいことはいうまでもない。
In the above first method, the solution 51
It may further contain a group Ib element. Thereby, the compound semiconductor thin film 14 containing a group IIIb element different from the compound semiconductor thin film 13 or the compound semiconductor thin film 1 containing a group IIIb element at a composition ratio different from that of the compound semiconductor thin film 13
4 is obtained. In this case, a solution containing sulfur,
Needless to say, a solution containing a Group IIIb element may be prepared and treated with each solution.

【0069】次に、II族元素を含む化合物半導体薄膜1
4aを形成する場合について、一例を説明する。
Next, the compound semiconductor thin film 1 containing a group II element
An example will be described in the case of forming 4a.

【0070】II族元素を含む化合物半導体薄膜14aを
形成する第1の方法は、化合物半導体薄膜13および1
4を形成した後、化合物半導体薄膜14を、II族元素を
含む水溶液に接触させる方法である。これによって、II
族元素が化合物半導体薄膜14に取り込まれ、化合物半
導体薄膜14aが形成される。また、処理条件や化合物
半導体薄膜14の膜厚によっては、化合物半導体薄膜1
3のうち化合物半導体薄膜14側の表面層にもII族元素
が取り込まれる。
A first method for forming the compound semiconductor thin film 14a containing a group II element is as follows.
After forming 4, the compound semiconductor thin film 14 is brought into contact with an aqueous solution containing a group II element. This gives II
The group element is taken into the compound semiconductor thin film 14 to form the compound semiconductor thin film 14a. Also, depending on the processing conditions and the thickness of the compound semiconductor thin film 14, the compound semiconductor thin film 1
Group III elements are also taken into the surface layer on the compound semiconductor thin film 14 side among the three.

【0071】II族元素を含む水溶液には、たとえば、II
族元素のハロゲン化物、酢酸塩、硝酸塩および硫酸塩か
ら選ばれる少なくとも一つの化合物を溶質として含む水
溶液が挙げられる。II族元素には、たとえば、Mg、C
a、ZnおよびCdから選ばれる少なくとも一つの元素
を用いることができる。
The aqueous solution containing a group II element includes, for example, II
An aqueous solution containing, as a solute, at least one compound selected from halides, acetates, nitrates, and sulfates of group III elements is exemplified. Group II elements include, for example, Mg, C
At least one element selected from a, Zn and Cd can be used.

【0072】II族元素を含む水溶液は、pHが10以上
14以下であることが好ましい。また、II族元素を含む
水溶液は、アンモニアを含むことが好ましい。
The aqueous solution containing a group II element preferably has a pH of 10 or more and 14 or less. The aqueous solution containing a group II element preferably contains ammonia.

【0073】なお、上記硫黄を含む溶液またはII族元素
を含む水溶液による処理を行った後、化合物半導体薄膜
13および14を熱処理してもよい。熱処理は、窒素、
硫化水素、アルゴンおよび硫黄から選ばれる少なくとも
一つのガスからなるガス雰囲気中、または真空中で行わ
れることが好ましい。熱処理は、100℃以上600℃
以下の温度で行われることが好ましい。
The compound semiconductor thin films 13 and 14 may be heat-treated after the treatment with the sulfur-containing solution or the aqueous solution containing the group II element. Heat treatment is nitrogen,
It is preferably performed in a gas atmosphere composed of at least one gas selected from hydrogen sulfide, argon and sulfur, or in a vacuum. Heat treatment is 100 ° C or more and 600 ° C
It is preferred to be performed at the following temperature.

【0074】II族元素を含む化合物半導体薄膜14aを
形成する第2の方法は、化合物半導体薄膜13および1
4を形成した後、化合物半導体薄膜14上にII族元素を
含む薄膜を形成し、II族元素を熱拡散させる方法であ
る。熱拡散は、たとえば、250℃で1時間熱処理する
ことによって行うことができる。なお、化合物半導体薄
膜14の膜厚や熱処理の条件によっては、化合物半導体
薄膜13のうち化合物半導体薄膜14側の表面層にもII
族元素が取り込まれる。
A second method of forming the compound semiconductor thin film 14a containing a group II element is as follows.
After forming 4, a thin film containing a group II element is formed on the compound semiconductor thin film 14, and the group II element is thermally diffused. The thermal diffusion can be performed, for example, by performing a heat treatment at 250 ° C. for one hour. Depending on the thickness of the compound semiconductor thin film 14 and the conditions of the heat treatment, the surface layer of the compound semiconductor thin film 13 on the side of the compound semiconductor thin film 14 may also be II.
Group elements are incorporated.

【0075】実施形態2の製造方法において、図2で説
明した太陽電池20を形成する場合には、下部電極膜1
2上に化合物半導体薄膜13を形成した後、化合物半導
体薄膜13上に、Ib族元素とIIIb族元素とVIb族元
素とを含む化合物半導体薄膜(化合物半導体薄膜41と
同様の方法で形成できる)を形成し、この化合物半導体
薄膜を上記と同様に、硫黄を含む溶液で処理することに
よって、化合物半導体薄膜21と化合物半導体薄膜14
とを形成すればよい。
In the manufacturing method according to the second embodiment, when the solar cell 20 described with reference to FIG.
After forming the compound semiconductor thin film 13 on the compound semiconductor thin film 13, a compound semiconductor thin film containing a group Ib element, a group IIIb element and a group VIb element (which can be formed in the same manner as the compound semiconductor thin film 41) is formed on the compound semiconductor thin film 13. The compound semiconductor thin film 21 and the compound semiconductor thin film 14 are formed by treating the compound semiconductor thin film with a solution containing sulfur in the same manner as described above.
May be formed.

【0076】実施形態2の製造方法によれば、実施形態
1で説明した太陽電池を容易に製造することができる。
According to the manufacturing method of the second embodiment, the solar cell described in the first embodiment can be easily manufactured.

【0077】(実施形態3)実施形態3では、実施形態
1の太陽電池を製造する方法について、他の一例を説明
する。実施形態3の製造方法は、実施形態2の製造方法
と比較して、化合物半導体薄膜13および14の製造方
法のみが異なるため、重複する説明は省略する。
(Embodiment 3) In Embodiment 3, another example of the method of manufacturing the solar cell of Embodiment 1 will be described. The manufacturing method according to the third embodiment is different from the manufacturing method according to the second embodiment only in the manufacturing method of the compound semiconductor thin films 13 and 14, and thus the overlapping description is omitted.

【0078】実施形態3の製造方法では、まず、図6
(a)に示すように、基板11上に下部電極膜12を形
成する。
In the manufacturing method according to the third embodiment, first, FIG.
As shown in (a), a lower electrode film 12 is formed on a substrate 11.

【0079】その後、図6(b)に示すように、下部電
極膜12上に、化合物半導体薄膜13を形成する。化合
物半導体薄膜13は、たとえば、蒸着法やスパッタリン
グ法、化学析出法によって形成できる。
Thereafter, as shown in FIG. 6B, a compound semiconductor thin film 13 is formed on the lower electrode film 12. The compound semiconductor thin film 13 can be formed by, for example, an evaporation method, a sputtering method, or a chemical deposition method.

【0080】その後、図6(c)に示すように、化合物
半導体薄膜13上に化合物半導体薄膜14を形成する。
化合物半導体薄膜14は、Ib族元素とIIIb族元素とV
Ib族元素とを、化合物半導体薄膜13よりも硫黄の組
成比が高くなるような条件で化合物半導体薄膜13上に
同時に堆積させることによって形成する。化合物半導体
薄膜14は、蒸着法、スパッタリング法または化学析出
法によって形成できる。
After that, as shown in FIG. 6C, a compound semiconductor thin film 14 is formed on the compound semiconductor thin film 13.
The compound semiconductor thin film 14 is made of a group Ib element, a group IIIb element and a V
A group Ib element is formed by simultaneously depositing on the compound semiconductor thin film 13 under the condition that the composition ratio of sulfur is higher than that of the compound semiconductor thin film 13. The compound semiconductor thin film 14 can be formed by a vapor deposition method, a sputtering method, or a chemical deposition method.

【0081】なお、II族元素を含む化合物半導体薄膜1
4aを形成する場合には、実施形態2で説明した方法
で、化合物半導体薄膜14のII族元素を含有させればよ
い。
The compound semiconductor thin film 1 containing a group II element
In the case of forming 4a, a group II element of the compound semiconductor thin film 14 may be contained by the method described in the second embodiment.

【0082】その後、図6(d)に示すように、バッフ
ァ層15、窓層16、上部電極膜17、取り出し電極1
8および19を形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 6D, the buffer layer 15, the window layer 16, the upper electrode film 17, and the extraction electrode 1
8 and 19 are formed.

【0083】このようにして、実施形態1で説明した太
陽電池10を製造できる。また、実施形態1で説明した
太陽電池20を製造する場合には、実施形態2で説明し
たのと同様の方法で、化合物半導体薄膜14にII族元素
を含ませればよい。
In this way, the solar cell 10 described in the first embodiment can be manufactured. When manufacturing the solar cell 20 described in the first embodiment, the compound semiconductor thin film 14 may include a group II element by the same method as that described in the second embodiment.

【0084】実施形態3の製造方法によれば、実施形態
1で説明した本発明の太陽電池を容易に製造できる。
According to the manufacturing method of the third embodiment, the solar cell of the present invention described in the first embodiment can be easily manufactured.

【0085】[0085]

【実施例】以下、実施例を用いて本発明をより具体的に
説明する。
The present invention will be described below more specifically with reference to examples.

【0086】(実施例1)実施例1では、化合物半導体
薄膜13であるCuInSe2薄膜と、化合物半導体薄
膜14であるCuInS2薄膜とを形成した後、Cdを
含む化合物を含有する溶液にCuInS2薄膜を接触さ
せることによって、化合物半導体薄膜13および14a
を形成した一例について、説明する。
Example 1 In Example 1, a CuInSe 2 thin film as a compound semiconductor thin film 13 and a CuInS 2 thin film as a compound semiconductor thin film 14 were formed, and then CuInS 2 was added to a solution containing a compound containing Cd. By contacting the thin films, the compound semiconductor thin films 13 and 14a
An example in which is formed will be described.

【0087】まず、スパッタリング法によって、ガラス
基板上にMo膜を形成した。その後、Mo膜上に、蒸着
法によってCuInSe2薄膜(膜厚2μm)を形成し
た。
First, a Mo film was formed on a glass substrate by a sputtering method. Thereafter, a CuInSe 2 thin film (thickness: 2 μm) was formed on the Mo film by an evaporation method.

【0088】次に、Inを含む化合物(塩)である塩化
インジウム(InCl3)と、チオアセトアミドと、塩
酸とを含有する溶液を用意した。溶液中の塩化インジウ
ムの濃度は0.005M、チオアセトアミドの濃度は
0.1Mとした。また、溶液のpHは1.9とした。こ
の溶液を入れた容器を75℃に保った温水槽に静置し
た。この溶液にCuInSe2薄膜を形成した基板を、
約10秒間浸漬した。その後、溶液から基板を引き上げ
て純水で洗浄した。
Next, a solution containing indium chloride (InCl 3 ), which is a compound (salt) containing In, thioacetamide, and hydrochloric acid was prepared. The concentration of indium chloride in the solution was 0.005M, and the concentration of thioacetamide was 0.1M. The pH of the solution was 1.9. The container containing the solution was left standing in a warm water bath maintained at 75 ° C. A substrate on which a CuInSe 2 thin film is formed in this solution,
Soaked for about 10 seconds. Thereafter, the substrate was taken out of the solution and washed with pure water.

【0089】次に、カドミウムを含む化合物(塩)であ
る硫酸カドミウム(CdSO4)とアンモニアを含有す
る溶液を用意した。溶液中の硫酸カドミウムの濃度は
0.001M、アンモニアの濃度は1Mとした。この溶
液を入れた容器を85℃に保った温水槽に静置した。こ
の溶液に前記化合物薄膜を形成した基板を約6分間浸漬
した。その後、溶液から基板を引き上げて純水で洗浄し
た。
Next, a solution containing cadmium sulfate (CdSO 4 ), which is a compound (salt) containing cadmium, and ammonia was prepared. The concentration of cadmium sulfate in the solution was 0.001M, and the concentration of ammonia was 1M. The container containing the solution was left standing in a warm water bath maintained at 85 ° C. The substrate on which the compound thin film was formed was immersed in this solution for about 6 minutes. Thereafter, the substrate was taken out of the solution and washed with pure water.

【0090】上記のように処理した半導体薄膜の断面を
透過型電子顕微鏡で観察した。その結果、組成が異なる
厚さが4nm〜5nmの膜が、半導体薄膜の表面に形成
されていることがわかった。組成分析の結果、この膜は
CuInS2であることがわかった。また、表面から約
50nmの深さまでCdが存在していることがわかっ
た。
The cross section of the semiconductor thin film treated as described above was observed with a transmission electron microscope. As a result, it was found that films having different compositions and a thickness of 4 nm to 5 nm were formed on the surface of the semiconductor thin film. As a result of composition analysis, this film was found to be CuInS 2 . It was also found that Cd was present from the surface to a depth of about 50 nm.

【0091】本実施例ではCuInSe2薄膜を用いた
場合について述べたが、CuInSe2のInの一部を
Gaで置き換えたCu(In,Ga)Se2でも同様の
結果が得られた。ドープする金属についてはCdを用い
た場合について述べたが、ZnあるいはMgを用いた場
合でも同様の結果が得られた。
In this embodiment, the case where a CuInSe 2 thin film is used has been described. However, similar results were obtained with Cu (In, Ga) Se 2 in which part of In of CuInSe 2 was replaced with Ga. As for the metal to be doped, the case where Cd was used was described, but similar results were obtained when Zn or Mg was used.

【0092】(実施例2)実施例2では、化合物半導体
薄膜13であるCuInSe2薄膜と、化合物半導体薄
膜21であるCuIn3Se5薄膜と、化合物半導体薄膜
14であるCuIn35薄膜とを形成し、Cdを含む化
合物を含有する溶液にCuIn35薄膜を接触させるこ
とによって、化合物半導体薄膜14aを形成した一例に
ついて説明する。
(Example 2) In Example 2, a CuInSe 2 thin film as the compound semiconductor thin film 13, a CuIn 3 Se 5 thin film as the compound semiconductor thin film 21, and a CuIn 3 S 5 thin film as the compound semiconductor thin film 14 were formed. An example will be described in which a compound semiconductor thin film 14a is formed by contacting a CuIn 3 S 5 thin film with a solution containing a compound containing Cd.

【0093】まず、スパッタリング法によって、ガラス
基板上にMo膜を形成し、その上に蒸着法でCuInS
2薄膜を形成した。さらに、蒸着法によって、CuI
nSe2薄膜上にCuIn3Se5薄膜を形成した。この
とき、InやSeが入っているセルの温度を変えること
によって蒸着量を変化させ、組成を制御した。さらに、
実施例1と同様の方法によってCuIn3Se5薄膜上に
CuIn35薄膜を形成した。最後に、実施例1と同様
の方法で、CuIn35薄膜にCdを含有させた。
First, a Mo film is formed on a glass substrate by a sputtering method, and CuInS
the formation of the e 2 thin film. Further, CuI
A CuIn 3 Se 5 thin film was formed on the nSe 2 thin film. At this time, the composition was controlled by changing the temperature of the cell containing In or Se to change the deposition amount. further,
A CuIn 3 S 5 thin film was formed on the CuIn 3 Se 5 thin film in the same manner as in Example 1. Finally, in the same manner as in Example 1, Cd was contained in the CuIn 3 S 5 thin film.

【0094】上記のように処理した半導体薄膜の断面
を、透過型電子顕微鏡で観察した。その結果、組成が異
なる厚さが4nm〜5nmの膜が、半導体薄膜の表面に
形成されていることがわかった。組成分析の結果、この
膜はCuIn35であることがわかった。また、表面か
ら約50nmの深さまでCdが存在していることがわか
った。
The cross section of the semiconductor thin film treated as described above was observed with a transmission electron microscope. As a result, it was found that films having different compositions and a thickness of 4 nm to 5 nm were formed on the surface of the semiconductor thin film. As a result of composition analysis, this film was found to be CuIn 3 S 5 . It was also found that Cd was present from the surface to a depth of about 50 nm.

【0095】本実施例ではCuInSe2薄膜およびC
uIn35薄膜を用いた場合について述べたが、CuI
nSe2のInの一部をGaで置き換えたCu(In,
Ga)Se2およびCu(In,Ga)35薄膜を用い
た場合でも同様の結果が得られた。ドープする金属につ
いてはCdを用いた場合について述べたが、Znあるい
はMgを用いた場合でも同様の結果が得られた。
In this embodiment, the CuInSe 2 thin film and C
The case where a uIn 3 S 5 thin film is used has been described.
Some of nSe 2 of In was replaced by Ga Cu (In,
Similar results were obtained when Ga) Se 2 and Cu (In, Ga) 3 S 5 thin films were used. As for the metal to be doped, the case where Cd was used was described, but similar results were obtained when Zn or Mg was used.

【0096】(実施例3)本実施例では、化合物半導体
薄膜13であるCuInSe2薄膜と、化合物半導体薄
膜21であるCuIn3Se5薄膜と、化合物半導体薄膜
14であるCuIn35薄膜とを形成し、Cdを含む化
合物を含有する溶液にCuIn35薄膜を接触させるこ
とによって、CuIn35薄膜にCdを含有させた半導
体薄膜を作製した一例について説明する。
(Embodiment 3) In this embodiment, a CuInSe 2 thin film as the compound semiconductor thin film 13, a CuIn 3 Se 5 thin film as the compound semiconductor thin film 21, and a CuIn 3 S 5 thin film as the compound semiconductor thin film 14 are formed. An example of forming a semiconductor thin film in which a CuIn 3 S 5 thin film contains Cd by contacting a CuIn 3 S 5 thin film with a solution containing a compound containing Cd will be described.

【0097】まず、スパッタリング法によって、ガラス
基板上にMo膜を形成し、その上に蒸着法でCuInS
2膜(膜厚2μm)を形成した。さらに前記薄膜上に
蒸着法でCuIn3Se5薄膜(膜厚10nm)を形成し
た。さらに、蒸着方によってCuIn3Se5薄膜上にC
uIn35薄膜(膜厚5nm)を形成した。次に、実施
例1と同様の方法でCuIn35薄膜にCdを含有させ
た。
First, a Mo film is formed on a glass substrate by a sputtering method, and CuInS
It was formed e 2 film (thickness 2 [mu] m). Further, a CuIn 3 Se 5 thin film (thickness: 10 nm) was formed on the thin film by a vapor deposition method. Further, C is deposited on the CuIn 3 Se 5 thin film by a vapor deposition method.
A uIn 3 S 5 thin film (thickness: 5 nm) was formed. Next, Cd was contained in the CuIn 3 S 5 thin film in the same manner as in Example 1.

【0098】オージェ電子分光分析法によって分析した
結果、表面から約50nmの深さまでCdが存在してい
ることがわかった。
Analysis by Auger electron spectroscopy revealed that Cd was present at a depth of about 50 nm from the surface.

【0099】本実施例ではCuInSe2薄膜およびC
uIn35薄膜を用いた場合について述べたが、CuI
nSe2のInの一部をGaで置き換えたCu(In,
Ga)Se2およびCu(In,Ga)35薄膜を用い
た場合でも同様の結果が得られた。ドープする金属につ
いてはCdを用いた場合について述べたが、Znあるい
はMgを用いた場合でも同様の結果が得られた。
In this embodiment, the CuInSe 2 thin film and C
The case where a uIn 3 S 5 thin film is used has been described.
Some of nSe 2 of In was replaced by Ga Cu (In,
Similar results were obtained when Ga) Se 2 and Cu (In, Ga) 3 S 5 thin films were used. As for the metal to be doped, the case where Cd was used was described, but similar results were obtained when Zn or Mg was used.

【0100】(実施例4)実施例4では、実施例1で説
明した方法で形成した薄膜を用いて太陽電池を作製した
一例について説明する。
(Embodiment 4) In Embodiment 4, an example in which a solar cell is manufactured using the thin film formed by the method described in Embodiment 1 will be described.

【0101】ガラス基板上にMo膜をスパッタリング法
によって形成し、Mo膜上にCu(In,Ga)Se2
膜(膜厚1.8μm)を蒸着法によって形成した。
An Mo film is formed on a glass substrate by a sputtering method, and Cu (In, Ga) Se 2 is formed on the Mo film.
A film (1.8 μm in thickness) was formed by an evaporation method.

【0102】その後、以下の方法によって、Cu(I
n,Ga)Se2薄膜の表面に、Cu(In,Ga)S2
薄膜を形成した。まず、InCl3(濃度0.005
M)とチオアセトアミド(濃度0.1M)とを溶質とし
て含有し、HClでpHを1.95にした溶液を用意し
た。この溶液を入れた容器を75℃に保った恒温槽に静
置した。Cu(In,Ga)Se2膜を形成したガラス
基板を、上記溶液中に一定時間浸漬した後、引き上げて
純水で洗浄した。基板を取り出したときの溶液の温度は
約70℃であった。溶液による処理を行った後、さらに
熱処理を行った。熱処理は、窒素雰囲気中、250℃で
30分間保持することにより行った。
Thereafter, Cu (I
On the surface of the (n, Ga) Se 2 thin film, Cu (In, Ga) S 2
A thin film was formed. First, InCl 3 (concentration 0.005)
M) and thioacetamide (concentration: 0.1 M) as a solute, and a solution prepared by adjusting the pH to 1.95 with HCl was prepared. The container containing the solution was left standing in a thermostat kept at 75 ° C. The glass substrate on which the Cu (In, Ga) Se 2 film was formed was immersed in the above solution for a certain period of time, then pulled up and washed with pure water. The temperature of the solution when the substrate was taken out was about 70 ° C. After the treatment with the solution, a heat treatment was further performed. The heat treatment was performed by holding at 250 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere.

【0103】その後、CdSO4を溶質として含む溶液
を用意した。この溶液を入れた容器を85℃に保った恒
温槽に静置した。上記の基板を上記溶液中に浸漬した
後、引き上げて純水で洗浄した。基板を取り出した時の
溶液の温度は約80℃であった。
Thereafter, a solution containing CdSO 4 as a solute was prepared. The container containing the solution was allowed to stand in a thermostat maintained at 85 ° C. After the above substrate was immersed in the above solution, it was pulled up and washed with pure water. The temperature of the solution when the substrate was taken out was about 80 ° C.

【0104】その後、化学析出法によって、バッファ層
15であるZn(O,OH,S)膜(膜厚30nm)を
形成した。Zn(O,OH,S)膜を形成するために、
酢酸亜鉛(Zn(CH3COO)2)と、チオ尿素(NH
2CSNH2)と、酢酸アンモニウム(CH3COON
4)と、アンモニア水とを混合した溶液を用意した。
それぞれの濃度は、酢酸亜鉛が0.02M、チオ尿素が
0.3M、酢酸アンモニウムが0.1M、アンモニアが
0.5Mとなるようにした。
Thereafter, a Zn (O, OH, S) film (thickness: 30 nm) as the buffer layer 15 was formed by a chemical deposition method. To form a Zn (O, OH, S) film,
Zinc acetate (Zn (CH 3 COO) 2 ) and thiourea (NH
2 CSNH 2 ) and ammonium acetate (CH 3 COON)
A solution in which H 4 ) and aqueous ammonia were mixed was prepared.
The concentrations were such that zinc acetate was 0.02M, thiourea was 0.3M, ammonium acetate was 0.1M, and ammonia was 0.5M.

【0105】この溶液を入れた容器を85℃に保った温
水槽に静置した。この溶液に前記の基板を約20分間浸
漬した後、引き上げて純水で洗浄した。このようにして
Zn(O,OH,S)膜を形成した。
The container containing the solution was allowed to stand in a warm water bath maintained at 85 ° C. After immersing the substrate in this solution for about 20 minutes, it was pulled up and washed with pure water. Thus, a Zn (O, OH, S) film was formed.

【0106】さらに、Zn(O,OH,S)膜上に、窓
層16であるZnO膜(膜厚100nm)および上部電
極膜17であるITO膜(膜厚100nm)をスパッタ
リング法によって形成した。ZnO膜はアルゴンガス圧
2×10-2Torr、高周波パワー400Wの条件で形
成し、ITO膜はアルゴンガス圧8×10-3Torr、
高周波パワー400Wの条件で形成した。その後、Ni
Cr膜とAu膜とを電子ビーム蒸着法によって積層する
ことによって、取り出し電極18および19を形成し
た。一方、比較例としてCu(In,Ga)S2膜の形
成およびCdを含む溶液による処理を行っていない太陽
電池も作製した。
Further, a ZnO film (100 nm thick) as the window layer 16 and an ITO film (100 nm thick) as the upper electrode film 17 were formed on the Zn (O, OH, S) film by a sputtering method. The ZnO film was formed under the conditions of an argon gas pressure of 2 × 10 −2 Torr and a high frequency power of 400 W, and the ITO film was formed under an argon gas pressure of 8 × 10 −3 Torr.
It was formed under the condition of a high frequency power of 400 W. Then, Ni
The extraction electrodes 18 and 19 were formed by laminating a Cr film and an Au film by an electron beam evaporation method. On the other hand, as a comparative example, a solar cell in which formation of a Cu (In, Ga) S 2 film and treatment with a solution containing Cd were not performed was also manufactured.

【0107】このようにして作製した太陽電池に、AM
1.5、100mW/cm2の疑似太陽光を照射して太
陽電池特性を測定した。
The solar cell fabricated in this manner was provided with AM
The solar cell characteristics were measured by irradiating 1.5 or 100 mW / cm 2 pseudo sunlight.

【0108】上記の方法によって作製した太陽電池の特
性を評価した結果、Cu(In,Ga)S2膜の形成お
よびCdを含む溶液による処理を行った本発明の太陽電
池は、短絡電流が34.8mA/cm2、開放電圧が
0.63V、曲線因子が0.66、変換効率が14.5
%であった。一方、Cu(In,Ga)S2膜の形成お
よびCdを含む溶液による処理を行っていない太陽電池
では、短絡電流が33.0mA/cm2、開放電圧が
0.54V、曲線因子が0.55、変換効率が9.8%
であった。
As a result of evaluating the characteristics of the solar cell manufactured by the above-described method, it was found that the short-circuit current of the solar cell of the present invention in which formation of the Cu (In, Ga) S 2 film and treatment with the solution containing Cd were performed was 34 8.8 mA / cm 2 , open circuit voltage 0.63 V, fill factor 0.66, conversion efficiency 14.5
%Met. On the other hand, in a solar cell in which the formation of the Cu (In, Ga) S 2 film and the treatment with the solution containing Cd were not performed, the short-circuit current was 33.0 mA / cm 2 , the open-circuit voltage was 0.54 V, and the fill factor was 0.1. 55, conversion efficiency is 9.8%
Met.

【0109】実施例4の太陽電池では、光吸収層とバッ
ファ層との間に伝導帯の底とフェルミレベルとのエネル
ギー差が大きい膜が形成されており、さらにp型半導体
とn型半導体のバンドの整合が改善されたため、高い特
性の太陽電池が得られた。
In the solar cell of Example 4, a film having a large energy difference between the bottom of the conduction band and the Fermi level is formed between the light absorbing layer and the buffer layer. Since the band matching was improved, a solar cell having high characteristics was obtained.

【0110】(実施例5)実施例5では、実施例2で説
明した方法で形成した化合物半導体薄膜を用いて太陽電
池を作製した一例について説明する。
(Embodiment 5) In Embodiment 5, an example of manufacturing a solar cell using the compound semiconductor thin film formed by the method described in Embodiment 2 will be described.

【0111】ガラス基板上にMo膜を形成し、その上に
蒸着法によってCu(In,Ga)Se2薄膜、Cu
(In,Ga)3Se5薄膜を積層して形成した。さら
に、実施例2で説明した方法で、Cu(In,Ga)3
Se5薄膜を、Inおよび硫黄を含む溶液で処理するこ
とによって、Cu(In,Ga)3Se5薄膜の表面にC
u(In,Ga)35薄膜を形成した。さらに、実施例
2と同様に、Cdを含有する溶液を用いてCu(In,
Ga)35薄膜を処理することによって、Cu(In,
Ga)35薄膜にCdを含有させた。
A Mo film is formed on a glass substrate, and a Cu (In, Ga) Se 2 thin film,
It was formed by laminating (In, Ga) 3 Se 5 thin films. Further, Cu (In, Ga) 3 is formed by the method described in the second embodiment.
By treating the Se 5 thin film with a solution containing In and sulfur , the surface of the Cu (In, Ga) 3 Se 5 thin film has C
A u (In, Ga) 3 S 5 thin film was formed. Further, as in Example 2, Cu (In,
By processing the Ga) 3 S 5 thin film, Cu (In,
Was contained Cd in Ga) 3 S 5 film.

【0112】その後、実施例4と同様の方法でバッファ
層、窓層、取り出し電極を形成した。このようにして製
造された太陽電池の特性を評価したところ、実施例4で
説明した本発明の太陽電池と同程度の太陽電池特性が得
られた。
Thereafter, a buffer layer, a window layer, and an extraction electrode were formed in the same manner as in Example 4. When the characteristics of the solar cell manufactured in this manner were evaluated, solar cell characteristics equivalent to those of the solar cell of the present invention described in Example 4 were obtained.

【0113】(実施例6)実施例6では、実施例3で説
明した方法で形成した薄膜を用いて太陽電池を作製した
一例について説明する。
(Embodiment 6) In Embodiment 6, an example in which a solar cell is manufactured using the thin film formed by the method described in Embodiment 3 will be described.

【0114】ガラス基板上にMo膜を形成し、Mo膜上
に蒸着法によって、Cu(In,Ga)Se2薄膜、C
u(In,Ga)3Se5薄膜およびCu(In,Ga)
35薄膜を順次積層して形成した。さらに、Cdを含有
する溶液でCu(In,Ga)35膜を処理することに
よって、Cu(In,Ga)35膜にCdを含有させ
た。
An Mo film is formed on a glass substrate, and a Cu (In, Ga) Se 2 thin film and a C
u (In, Ga) 3 Se 5 thin film and Cu (In, Ga)
3 S 5 thin films were sequentially laminated. Further, the Cu (In, Ga) 3 S 5 film was treated with a solution containing Cd, so that the Cu (In, Ga) 3 S 5 film contained Cd.

【0115】その後、実施例4と同様の方法でバッファ
層、窓層および取り出し電極を形成した。このようにし
て製造された太陽電池の特性を評価したところ、実施例
4で説明した本発明の太陽電池と同程度の太陽電池特性
が得られた。
Thereafter, a buffer layer, a window layer and an extraction electrode were formed in the same manner as in Example 4. When the characteristics of the solar cell manufactured in this manner were evaluated, solar cell characteristics equivalent to those of the solar cell of the present invention described in Example 4 were obtained.

【0116】以上、本発明の実施の形態について例を挙
げて説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されず
本発明の技術的思想に基づく他の実施形態に適用するこ
とができる。
The embodiments of the present invention have been described with reference to the examples. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and can be applied to other embodiments based on the technical idea of the present invention.

【0117】[0117]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の太陽電池
は、光吸収層となる化合物半導体薄膜と化合物薄膜(バ
ッファ層)との間に、伝導帯の底とフェルミレベルとの
エネルギー差が大きい膜が形成されている。したがっ
て、本発明の太陽電池によれば、電圧特性がよい太陽電
池が得られる。
As described above, in the solar cell of the present invention, the energy difference between the bottom of the conduction band and the Fermi level is between the compound semiconductor thin film serving as the light absorbing layer and the compound thin film (buffer layer). A large film is formed. Therefore, according to the solar cell of the present invention, a solar cell having good voltage characteristics can be obtained.

【0118】また、本発明の太陽電池の製造方法によれ
ば、上記本発明の太陽電池を容易に製造できる。
According to the method for manufacturing a solar cell of the present invention, the solar cell of the present invention can be easily manufactured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の太陽電池について、一例を示す断面
図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing one example of a solar cell of the present invention.

【図2】 本発明の太陽電池について、他の一例を示す
断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing another example of the solar cell of the present invention.

【図3】 本発明の太陽電池について、バンド構造の一
例を示す模式図である。
FIG. 3 is a schematic view showing an example of a band structure of the solar cell of the present invention.

【図4】 本発明の太陽電池の製造方法について、一例
を示す工程図である。
FIG. 4 is a process chart showing an example of a method for manufacturing a solar cell of the present invention.

【図5】 本発明の太陽電池の製造方法について、製造
工程を示す図である。
FIG. 5 is a view showing a manufacturing process in a method for manufacturing a solar cell of the present invention.

【図6】 本発明の太陽電池の製造方法について、他の
一例を示す工程図である。
FIG. 6 is a process chart showing another example of the method for manufacturing a solar cell of the present invention.

【図7】 従来の太陽電池について、一例を示す断面図
である。
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating an example of a conventional solar cell.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10、20 太陽電池 11 基板 12 下部電極膜 13、14、14a、41 化合物半導体薄膜 15 化合物薄膜(バッファ層) 16 窓層 17 上部電極膜 18、19 取り出し電極 51 溶液 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 20 Solar cell 11 Substrate 12 Lower electrode film 13, 14, 14a, 41 Compound semiconductor thin film 15 Compound thin film (buffer layer) 16 Window layer 17 Upper electrode film 18, 19 Extraction electrode 51 Solution

フロントページの続き (72)発明者 林 茂生 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 佐藤 琢也 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 5F051 AA07 AA09 AA10 CB11 CB24 CB29 CB30 Continued on the front page (72) Inventor Shigeo Hayashi 1006 Kazuma Kadoma, Osaka Pref. Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. ) 5F051 AA07 AA09 AA10 CB11 CB24 CB29 CB30

Claims (30)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 上部電極膜と下部電極膜とを備える太陽
電池であって、 前記上部電極膜と前記下部電極膜との間に前記下部電極
膜側から順次配置された第1の化合物半導体薄膜、第2
の化合物半導体薄膜および化合物薄膜を備え、 前記第1の化合物半導体薄膜は、Ib族元素とIIIb族
元素とVIb族元素とを含み、 前記第2の化合物半導体薄膜は、Ib族元素とIIIb族
元素とVIb族元素とを含み、前記第1の化合物半導体薄
膜よりも高い組成比で硫黄を含むことを特徴とする太陽
電池。
1. A solar cell comprising an upper electrode film and a lower electrode film, wherein the first compound semiconductor thin film is disposed between the upper electrode film and the lower electrode film sequentially from the lower electrode film side. , Second
Wherein the first compound semiconductor thin film comprises a group Ib element, a group IIIb element and a group VIb element, and wherein the second compound semiconductor thin film comprises a group Ib element and a group IIIb element And a group VIb element, and sulfur at a higher composition ratio than the first compound semiconductor thin film.
【請求項2】 前記化合物薄膜が、ZnO、ZnS、Z
nSe、Zn(O,OH)、Zn(O,OH,S)、Z
n(O,Se)、Zn(O,OH,Se)およびZnX
MgYO(ただし、0<X<1、0<Y<1)から選ば
れる少なくとも一つの化合物からなる請求項1に記載の
太陽電池。
2. The method according to claim 1, wherein the compound thin film is composed of ZnO, ZnS, Z
nSe, Zn (O, OH), Zn (O, OH, S), Z
n (O, Se), Zn (O, OH, Se) and Zn X
Mg Y O (provided that, 0 <X <1,0 <Y <1) Solar cell according to claim 1 comprising at least one compound selected from the.
【請求項3】 前記第1および第2の化合物半導体薄膜
に含まれる前記Ib族元素はCuであり、前記第1およ
び前記第2の化合物半導体薄膜に含まれる前記IIIb族
元素はInおよびGaから選ばれる少なくとも一つの元
素である請求項1または2に記載の太陽電池。
3. The Ib group element contained in the first and second compound semiconductor thin films is Cu, and the IIIb group element contained in the first and second compound semiconductor thin films is composed of In and Ga. The solar cell according to claim 1, which is at least one selected element.
【請求項4】 前記第1の化合物半導体薄膜に含まれる
前記VIb族元素はSeであり、前記第2の化合物半導体
薄膜に含まれる前記VIb族元素は硫黄である請求項3に
記載の太陽電池。
4. The solar cell according to claim 3, wherein the group VIb element contained in the first compound semiconductor thin film is Se, and the group VIb element contained in the second compound semiconductor thin film is sulfur. .
【請求項5】 前記第2の化合物半導体薄膜が、さらに
II族元素を含む請求項1ないし4のいずれかに記載の太
陽電池。
5. The method according to claim 1, wherein the second compound semiconductor thin film further comprises:
The solar cell according to any one of claims 1 to 4, comprising a Group II element.
【請求項6】 前記II族元素は、Mg、Ca、Znおよ
びCdから選ばれる少なくとも一つの元素である請求項
5に記載の太陽電池。
6. The solar cell according to claim 5, wherein the group II element is at least one element selected from Mg, Ca, Zn, and Cd.
【請求項7】 前記第1の化合物半導体薄膜は、前記I
b族元素と前記IIIb族元素と前記VIb族元素とをA:
B:C(ただし、0.15≦A≦0.35、0.15≦
B≦0.35、0.4≦C≦0.6)の比率で含み、 前記第2の化合物半導体薄膜は、前記Ib族元素と前記
IIIb族元素と前記VIb族元素とをD:E:F(ただ
し、0.15≦D≦0.35、0.15≦E≦0.3
5、0.4≦F≦0.6)の比率で含む請求項1ないし
6のいずれかに記載の太陽電池。
7. The method according to claim 1, wherein the first compound semiconductor thin film is
The group b element, the group IIIb element and the group VIb element are represented by A:
B: C (however, 0.15 ≦ A ≦ 0.35, 0.15 ≦
B ≦ 0.35, 0.4 ≦ C ≦ 0.6), wherein the second compound semiconductor thin film comprises
D: E: F (provided that 0.15 ≦ D ≦ 0.35, 0.15 ≦ E ≦ 0.3
The solar cell according to any one of claims 1 to 6, wherein the ratio is in the range of 5, 0.4 ≦ F ≦ 0.6).
【請求項8】 前記第1の化合物半導体薄膜は、前記I
b族元素と前記IIIb族元素と前記VIb族元素とをA:
B:C(ただし、0.05≦A≦0.2、0.25≦B
≦0.4、0.45≦C≦0.65)の比率で含み、 前記第2の化合物半導体薄膜は、前記Ib族元素と前記
IIIb族元素と前記VIb族元素とをD:E:F(ただ
し、0.05≦D≦0.2、0.25≦E≦0.4、
0.45≦F≦0.65)の比率で含む請求項1ないし
6のいずれかに記載の太陽電池。
8. The method according to claim 1, wherein the first compound semiconductor thin film is
The group b element, the group IIIb element and the group VIb element are represented by A:
B: C (however, 0.05 ≦ A ≦ 0.2, 0.25 ≦ B
≦ 0.4, 0.45 ≦ C ≦ 0.65), wherein the second compound semiconductor thin film comprises
D: E: F (where 0.05 ≦ D ≦ 0.2, 0.25 ≦ E ≦ 0.4, and D: E: F)
The solar cell according to any one of claims 1 to 6, wherein the ratio is 0.45 ≦ F ≦ 0.65).
【請求項9】 前記第1の化合物半導体薄膜は、前記I
b族元素と前記IIIb族元素と前記VIb族元素とをA:
B:C(ただし、0.15≦A≦0.35、0.15≦
B≦0.35、0.4≦C≦0.6)の比率で含み、 前記第2の化合物半導体薄膜は、前記Ib族元素と前記
IIIb族元素と前記VIb族元素とをD:E:F(ただ
し、0.05≦D≦0.2、0.25≦E≦0.4、
0.45≦F≦0.65)の比率で含む請求項1ないし
6のいずれかに記載の太陽電池。
9. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first compound semiconductor thin film is
The group b element, the group IIIb element and the group VIb element are represented by A:
B: C (however, 0.15 ≦ A ≦ 0.35, 0.15 ≦
B ≦ 0.35, 0.4 ≦ C ≦ 0.6), wherein the second compound semiconductor thin film comprises
D: E: F (where 0.05 ≦ D ≦ 0.2, 0.25 ≦ E ≦ 0.4, and D: E: F)
The solar cell according to any one of claims 1 to 6, wherein the ratio is 0.45 ≦ F ≦ 0.65).
【請求項10】 前記第1の化合物半導体薄膜と前記第
2の化合物半導体薄膜との間に第3の化合物半導体薄膜
を含み、 前記第3の化合物半導体薄膜は、Ib族元素とIIIb族
元素とVIb族元素とをG:H:I(ただし、0.05≦
G≦0.2、0.25≦H≦0.4、0.45≦I≦
0.65)の比率で含む請求項9に記載の太陽電池。
10. A thin film transistor comprising a third compound semiconductor thin film between the first compound semiconductor thin film and the second compound semiconductor thin film, wherein the third compound semiconductor thin film includes a group Ib element and a group IIIb element. Group VIb element is represented by G: H: I (where 0.05 ≦
G ≦ 0.2, 0.25 ≦ H ≦ 0.4, 0.45 ≦ I ≦
The solar cell according to claim 9, which is contained at a ratio of 0.65).
【請求項11】 上部電極膜と下部電極膜とを備える太
陽電池の製造方法であって、 前記下部電極膜を形成した後、Ib族元素とIIIb族元
素とVIb族元素とを含む第1の化合物半導体薄膜を形成
する第1の工程と、 Ib族元素とIIIb族元素とVIb族元素とを含み前記第
1の化合物半導体薄膜よりも高い組成比で硫黄を含む第
2の化合物半導体薄膜を形成する第2の工程と、 前記第2の化合物半導体薄膜上に、化合物薄膜を形成す
る第3の工程とを含むことを特徴とする太陽電池の製造
方法。
11. A method for manufacturing a solar cell comprising an upper electrode film and a lower electrode film, wherein after forming the lower electrode film, the first method includes a group Ib element, a group IIIb element, and a group VIb element. A first step of forming a compound semiconductor thin film; and forming a second compound semiconductor thin film containing a group Ib element, a group IIIb element, and a group VIb element and containing sulfur at a higher composition ratio than the first compound semiconductor thin film. A second step of forming a compound thin film on the second compound semiconductor thin film.
【請求項12】 前記化合物薄膜が、ZnO、ZnS、
ZnSe、Zn(O,OH)、Zn(O,OH,S)、
Zn(O,Se)、Zn(O,OH,Se)およびZn
XMgYO(ただし、0<X<1、0<Y<1)から選ば
れる少なくとも一つの化合物からなる請求項11に記載
の太陽電池の製造方法。
12. The method according to claim 12, wherein the compound thin film is formed of ZnO, ZnS,
ZnSe, Zn (O, OH), Zn (O, OH, S),
Zn (O, Se), Zn (O, OH, Se) and Zn
X Mg Y O (provided that, 0 <X <1,0 <Y <1) producing a solar cell according to claim 11 comprising at least one compound selected from the.
【請求項13】 前記第1および第2の化合物半導体薄
膜に含まれる前記Ib族元素はCuであり、前記第1お
よび第2の化合物半導体薄膜に含まれる前記IIIb族元
素はInおよびGaから選ばれる少なくとも一つの元素
である請求項11または12に記載の太陽電池の製造方
法。
13. The Ib group element contained in the first and second compound semiconductor thin films is Cu, and the IIIb group element contained in the first and second compound semiconductor thin films is selected from In and Ga. The method for producing a solar cell according to claim 11, wherein the solar cell is at least one element.
【請求項14】 前記第1の化合物半導体薄膜に含まれ
る前記VIb族元素はSeであり、前記第2の化合物半導
体薄膜に含まれる前記VIb族元素は硫黄である請求項1
3に記載の太陽電池の製造方法。
14. The group VIb element contained in the first compound semiconductor thin film is Se, and the group VIb element contained in the second compound semiconductor thin film is sulfur.
4. The method for manufacturing a solar cell according to 3.
【請求項15】 前記第2の工程において、前記第2の
化合物半導体薄膜は、前記第1の化合物半導体薄膜の一
部に硫黄を含ませることによって形成される請求項11
ないし14のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
15. The method according to claim 11, wherein in the second step, the second compound semiconductor thin film is formed by including sulfur in a part of the first compound semiconductor thin film.
15. The method for manufacturing a solar cell according to any one of items 14 to 14.
【請求項16】 前記第2の工程において、前記第1の
化合物半導体薄膜の一部に硫黄を含ませる工程は、硫黄
を含む溶液に前記第1の化合物半導体薄膜を接触させる
ことによって行われる請求項15に記載の太陽電池の製
造方法。
16. The method according to claim 16, wherein in the second step, the step of including sulfur in a part of the first compound semiconductor thin film is performed by bringing the first compound semiconductor thin film into contact with a solution containing sulfur. Item 16. A method for manufacturing a solar cell according to Item 15.
【請求項17】 前記溶液がIIIb族元素をさらに含む
請求項16に記載の太陽電池の製造方法。
17. The method according to claim 16, wherein the solution further contains a group IIIb element.
【請求項18】 前記溶液のpHが、1.5以上2.5
以下である請求項16に記載の太陽電池の製造方法。
18. The pH of the solution is 1.5 or more and 2.5 or more.
The method for manufacturing a solar cell according to claim 16, which is as follows.
【請求項19】 前記第2の工程は、前記第2の化合物
半導体薄膜を形成した後、前記第2の化合物半導体薄膜
にII族元素を含ませる工程をさらに含む請求項11ない
し14のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
19. The method according to claim 11, wherein the second step further includes, after forming the second compound semiconductor thin film, a step of including a group II element in the second compound semiconductor thin film. 3. The method for manufacturing a solar cell according to 1.
【請求項20】 前記第2の工程において、前記第2の
化合物半導体薄膜に前記II族元素を含ませる工程は、前
記II族元素を含む水溶液中に前記第2の化合物半導体薄
膜を接触させることによって行われる請求項19に記載
の太陽電池の製造方法。
20. In the second step, the step of including the group II element in the second compound semiconductor thin film includes contacting the second compound semiconductor thin film in an aqueous solution containing the group II element. The method for manufacturing a solar cell according to claim 19, which is performed by:
【請求項21】 前記水溶液のpHが、10以上14以
下である請求項20に記載の太陽電池の製造方法。
21. The method according to claim 20, wherein the pH of the aqueous solution is 10 or more and 14 or less.
【請求項22】 前記水溶液が、前記II族元素のハロゲ
ン化物、酢酸塩、硝酸塩および硫酸塩から選ばれる少な
くとも一つの化合物を溶質として含む請求項20に記載
の太陽電池の製造方法。
22. The method for manufacturing a solar cell according to claim 20, wherein the aqueous solution contains at least one compound selected from a halide, an acetate, a nitrate, and a sulfate of the Group II element as a solute.
【請求項23】 前記第2の工程ののち前記第3の工程
の前に、前記第2の化合物半導体薄膜を熱処理する工程
をさらに含む請求項15ないし22のいずれかに記載の
太陽電池の製造方法。
23. The method of manufacturing a solar cell according to claim 15, further comprising, after the second step and before the third step, a step of heat-treating the second compound semiconductor thin film. Method.
【請求項24】 前記熱処理が、窒素、硫化水素、アル
ゴンおよび硫黄から選ばれる少なくとも一つのガスから
なるガス雰囲気中、または真空中で行われる請求項23
に記載の太陽電池の製造方法。
24. The heat treatment is performed in a gas atmosphere consisting of at least one gas selected from nitrogen, hydrogen sulfide, argon and sulfur, or in a vacuum.
3. The method for manufacturing a solar cell according to 1.
【請求項25】 前記熱処理の温度が100℃以上60
0℃以下である請求項23に記載の太陽電池の製造方
法。
25. The temperature of the heat treatment is not lower than 100 ° C. and not lower than 60 ° C.
The method for manufacturing a solar cell according to claim 23, wherein the temperature is 0 ° C or lower.
【請求項26】 前記第2の工程において、前記第2の
化合物半導体薄膜に前記II族元素を含ませる工程は、前
記第2の化合物半導体薄膜上に前記II族元素を含む薄膜
を形成した後、前記II族元素を熱拡散させることによっ
て行われる請求項19に記載の太陽電池の製造方法。
26. In the second step, the step of including the group II element in the second compound semiconductor thin film is performed after forming the thin film including the group II element on the second compound semiconductor thin film. 20. The method for manufacturing a solar cell according to claim 19, wherein the method is performed by thermally diffusing the group II element.
【請求項27】 前記第2の工程において、前記第2の
化合物半導体薄膜は、Ib族元素とIIIb族元素とVIb
族元素とを同時に前記第1の化合物半導体薄膜上に堆積
させることによって形成される請求項11ないし14の
いずれかに記載の太陽電池の製造方法。
27. In the second step, the second compound semiconductor thin film comprises a group Ib element, a group IIIb element and a group VIb
The method for manufacturing a solar cell according to any one of claims 11 to 14, wherein the solar cell is formed by simultaneously depositing a group III element on the first compound semiconductor thin film.
【請求項28】 前記第1の化合物半導体薄膜は、前記
Ib族元素と前記IIIb族元素と前記VIb族元素とを
A:B:C(ただし、0.15≦A≦0.35、0.1
5≦B≦0.35、0.4≦C≦0.6)の比率で含
み、 前記第2の化合物半導体薄膜は、前記Ib族元素と前記
IIIb族元素と前記VIb族元素とをD:E:F(ただ
し、0.15≦D≦0.35、0.15≦E≦0.3
5、0.4≦F≦0.6)の比率で含む請求項11ない
し14のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
28. The first compound semiconductor thin film, wherein the group Ib element, the group IIIb element, and the group VIb element are A: B: C (provided that 0.15 ≦ A ≦ 0.35; 1
5 ≦ B ≦ 0.35, 0.4 ≦ C ≦ 0.6), wherein the second compound semiconductor thin film comprises the Ib group element and the
D: E: F (provided that 0.15 ≦ D ≦ 0.35, 0.15 ≦ E ≦ 0.3
The method for producing a solar cell according to claim 11, wherein the ratio is included in a ratio of 5, 0.4 ≦ F ≦ 0.6).
【請求項29】 前記第1の化合物半導体薄膜は、前記
Ib族元素と前記IIIb族元素と前記VIb族元素とを
A:B:C(ただし、0.05≦A≦0.2、0.25
≦B≦0.4、0.45≦C≦0.65)の比率で含
み、 前記第2の化合物半導体薄膜は、前記Ib族元素と前記
IIIb族元素と前記VIb族元素とをD:E:F(ただ
し、0.05≦D≦0.2、0.05≦E≦0.2、
0.45≦F≦0.65)の比率で含む請求項11ない
し14のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
29. The first compound semiconductor thin film according to claim 1, wherein said group Ib element, said group IIIb element, and said group VIb element are A: B: C (where 0.05 ≦ A ≦ 0.2, 0.1. 25
≦ B ≦ 0.4, 0.45 ≦ C ≦ 0.65), wherein the second compound semiconductor thin film comprises
D: E: F (provided that 0.05 ≦ D ≦ 0.2, 0.05 ≦ E ≦ 0.2, and D: E: F)
The method for producing a solar cell according to any one of claims 11 to 14, wherein the ratio is included in a ratio of 0.45 ≦ F ≦ 0.65).
【請求項30】 前記第1の化合物半導体薄膜は、前記
Ib族元素と前記IIIb族元素と前記VIb族元素とを
A:B:C(ただし、0.05≦A≦0.2、0.25
≦B≦0.4、0.45≦C≦0.65)の比率で含
み、 前記第2の化合物半導体薄膜は、前記Ib族元素と前記
IIIb族元素と前記VIb族元素とをD:E:F(ただ
し、0.15≦D≦0.35、0.15≦E≦0.3
5、0.4≦F≦0.6)の比率で含む請求項11ない
し14のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
30. The first compound semiconductor thin film, wherein the group Ib element, the group IIIb element, and the group VIb element are A: B: C (where 0.05 ≦ A ≦ 0.2, 0. 25
≦ B ≦ 0.4, 0.45 ≦ C ≦ 0.65), wherein the second compound semiconductor thin film comprises
D: E: F (provided that 0.15 ≦ D ≦ 0.35, 0.15 ≦ E ≦ 0.3
The method for producing a solar cell according to claim 11, wherein the ratio is included in a ratio of 5, 0.4 ≦ F ≦ 0.6).
JP11144690A 1999-05-25 1999-05-25 Solar battery and manufacture thereof Pending JP2000332273A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11144690A JP2000332273A (en) 1999-05-25 1999-05-25 Solar battery and manufacture thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11144690A JP2000332273A (en) 1999-05-25 1999-05-25 Solar battery and manufacture thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000332273A true JP2000332273A (en) 2000-11-30

Family

ID=15368007

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11144690A Pending JP2000332273A (en) 1999-05-25 1999-05-25 Solar battery and manufacture thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000332273A (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002343987A (en) * 2001-05-15 2002-11-29 Showa Shell Sekiyu Kk Manufacturing method for heterojunction thin film solar battery
WO2005064692A1 (en) * 2003-12-05 2005-07-14 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Compound semiconductor film, solar cell, and methods for producing those
WO2009057692A1 (en) * 2007-10-30 2009-05-07 Sanyo Electric Co., Ltd. Solar cell
WO2010071874A2 (en) * 2008-12-19 2010-06-24 Applied Quantum Technology, Llc Chalcogenide-based photovoltaic devices and methods of manufacturing the same
JP2010192689A (en) * 2009-02-18 2010-09-02 Tdk Corp Solar cell, and method of manufacturing the same
JP2011096773A (en) * 2009-10-28 2011-05-12 Kyocera Corp Photoelectric conversion device and photoelectric conversion module
JPWO2009110092A1 (en) * 2008-03-07 2011-07-14 昭和シェル石油株式会社 Laminated structure and integrated structure of CIS solar cell
KR101074676B1 (en) 2009-06-30 2011-10-19 주식회사 제이몬 Compound Semiconductor Thin Film Solar Cell Using Fe Layer for Backcontact and Substrate
JP5156090B2 (en) * 2008-03-07 2013-03-06 昭和シェル石油株式会社 Integrated structure of CIS solar cells
JP2014503125A (en) * 2011-01-25 2014-02-06 エルジー イノテック カンパニー リミテッド Solar cell and manufacturing method thereof

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002343987A (en) * 2001-05-15 2002-11-29 Showa Shell Sekiyu Kk Manufacturing method for heterojunction thin film solar battery
JP4549570B2 (en) * 2001-05-15 2010-09-22 昭和シェル石油株式会社 Method for manufacturing heterojunction thin film solar cell
WO2005064692A1 (en) * 2003-12-05 2005-07-14 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Compound semiconductor film, solar cell, and methods for producing those
WO2009057692A1 (en) * 2007-10-30 2009-05-07 Sanyo Electric Co., Ltd. Solar cell
JP5156090B2 (en) * 2008-03-07 2013-03-06 昭和シェル石油株式会社 Integrated structure of CIS solar cells
JPWO2009110092A1 (en) * 2008-03-07 2011-07-14 昭和シェル石油株式会社 Laminated structure and integrated structure of CIS solar cell
WO2010071874A3 (en) * 2008-12-19 2010-10-14 Applied Quantum Technology, Llc Chalcogenide-based photovoltaic devices and methods of manufacturing the same
WO2010071874A2 (en) * 2008-12-19 2010-06-24 Applied Quantum Technology, Llc Chalcogenide-based photovoltaic devices and methods of manufacturing the same
US8969719B2 (en) 2008-12-19 2015-03-03 Zetta Research and Development LLC—AQT Series Chalcogenide-based photovoltaic devices and methods of manufacturing the same
JP2010192689A (en) * 2009-02-18 2010-09-02 Tdk Corp Solar cell, and method of manufacturing the same
KR101074676B1 (en) 2009-06-30 2011-10-19 주식회사 제이몬 Compound Semiconductor Thin Film Solar Cell Using Fe Layer for Backcontact and Substrate
JP2011096773A (en) * 2009-10-28 2011-05-12 Kyocera Corp Photoelectric conversion device and photoelectric conversion module
JP2014503125A (en) * 2011-01-25 2014-02-06 エルジー イノテック カンパニー リミテッド Solar cell and manufacturing method thereof
US9818902B2 (en) 2011-01-25 2017-11-14 Lg Innotek Co., Ltd. Solar cell and method for manufacturing the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4662616B2 (en) Solar cell
US6107562A (en) Semiconductor thin film, method for manufacturing the same, and solar cell using the same
JP4098330B2 (en) Solar cell and manufacturing method thereof
JP6096790B2 (en) Conductive substrate for photovoltaic cells
JP4012957B2 (en) Method for producing compound thin film solar cell
JP3249342B2 (en) Heterojunction thin-film solar cell and method of manufacturing the same
JP4264801B2 (en) Method for producing compound thin film solar cell
JP2005228975A (en) Solar battery
JP2001044464A (en) METHOD OF FORMING Ib-IIIb-VIb2 COMPOUND SEMICONDUCTOR LAYER AND MANUFACTURE OF THIN-FILM SOLAR CELL
JP2000332273A (en) Solar battery and manufacture thereof
JP3589380B2 (en) Method of manufacturing semiconductor thin film and method of manufacturing thin film solar cell
CN110828587A (en) Method of manufacturing a photovoltaic device
JP3408618B2 (en) Solar cell manufacturing method
JP2003008039A (en) Method for manufacturing compound solar battery
JP3228503B2 (en) Semiconductor thin film, method of manufacturing the same, and solar cell using the same
JPH0563224A (en) Manufactureof thin-film solar battery
JP2000332280A (en) METHOD OF FORMING ZnO SEMICONDUCTOR THIN FILM AND MANUFACTURE OF SOLAR BATTERY USING THE SAME
JP2001196611A (en) Method for manufacturing solar battery
JPH0629560A (en) Manufacture of thin-film solar battery
KR102596328B1 (en) Preparation method for CZTS thin film solar cell absorbing layer, CZTS thin film solar cell absorbing layer prepared therefrom
JP2815723B2 (en) Manufacturing method of thin film solar cell
JPH07263735A (en) Solar cell and manufacture thereof
JP3777281B2 (en) Compound semiconductor solar cell and manufacturing method thereof
CN110611001B (en) Method for preparing solar cell by using phosphate
JP2000208792A (en) Compound semiconductor thin film, its manufacture and solar cell using the same