JP2006009083A - Cu2O膜の成膜方法及び太陽電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】カバー26内部に透明基板1を導入し、アルゴン中に酸素を含有させた混合ガスをカバー26内に導入する。ターゲット電極20A,20Bに一定の周期で交互にパルスパケット状の電圧を印加して、グロー放電を形成させる。これにより、ターゲット21a,21bから粒子がスパッタされ、基板1上にCu2O膜よりなるp層3が形成する。コリメータ30a,30bを介して得られたプラズマの発光スペクトルが電気信号となりPEM31a,31bに取り込まれる。このPEM31a,31bを用いてプラズマ中の銅の発光強度が常に一定になるように酸素ガスの導入流量を制御する。
【選択図】図2
Description
II. 二酸化チタンを利用した色素増感型太陽電池が、安価でクリーンな太陽電池として注目され、種々の提案がなされている(例えば特開2003−123853号)。二酸化チタンはバンドギャップが3.2eV程度であるために可視光には殆ど応答を示さず、紫外光に対してのみ応答を示す材料である。そこで色素増感型太陽電池では、可視光を吸収する有機色素を二酸化チタン表面に吸着させることによって可視光応答性を向上させ、最高で約10%という高い変換効率を実現している。但し、色素増感型太陽電池の有する根本的な問題点として、色素の吸着量によって変換効率が大きく変化してしまうこと、電解質溶液を用いる必要があることからパッケージングが困難であること、等が挙げられる。
III. CuAlO2/ZnOという組合せからなる紫外光対応の透明な太陽電池が提案されている。これはp型透明半導体のCuAlO2とn型透明半導体のZnOを積層したpn接合によって太陽電池特性を発現させている。
本発明(請求項8)の太陽電池にあっては、光吸収層が前記Cu2O膜の成膜方法によって成膜されたものであるため、酸化数が精密に制御された高性能の太陽電池を得ることができる。
2 透明導電膜
3 p層
4 n層
5 金属電極
10 太陽電池
20a,20b 支持体
20A,20B ターゲット電極
21a,21b ターゲット
22a,22b 磁石
24 スイッチングユニット
25 交流電源
26 カバー
27 ガス導入口
28 排気口
30a,30b コリメータ
31a,31b PEM
Claims (8)
- 反応性スパッタ法によってCu2O膜を成膜する方法において、
酸素ガスを含む雰囲気にて銅又は酸化銅よりなる複数のターゲットに交互に間欠的な電圧を印加してスパッタを行い、
スパッタ時における放電の発光波長と発光強度をモニタリングして雰囲気中の酸素濃度を制御することにより成膜される膜中の酸素含有量を制御することを特徴とするCu2O膜の成膜方法。 - 請求項1において、前記ターゲットと同数のモニタが設けられ、各ターゲットにおける放電の発光波長と発光強度を対応するモニタを用いてモニタリングすることを特徴とするCu2O膜の成膜方法。
- 請求項1又は2において、複数のパルス電圧よりなるパルスパケットを前記複数のターゲットに交互に間欠的に印加することを特徴とするCu2O膜の成膜方法。
- 請求項1ないし3のいずれか1項において、前記反応性スパッタ法がバイポーラ型デュアルマグネトロンスパッタリング法又はユニポーラ型デュアルマグネトロンスパッタリング法であることを特徴とするCu2O膜の成膜方法。
- 請求項1ないし4のいずれか1項において、スパッタ時における放電の発光波長及び発光強度をモニタリングすることによって、ターゲットが部分的に酸化されている遷移領域となるように酸素ガスの供給量を制御することを特徴とするCu2O膜の成膜方法。
- 請求項1ないし5のいずれか1項において、スパッタ時における放電の発光波長と発光強度をモニタリングすることに加えて、さらに成膜時の成膜圧力、パルス電圧のパルス幅、パルス電圧のパルス周波数及び電圧を印加するターゲットを変更するスイッチング周波数の少なくとも一つを変化させることにより、酸素の膜中の含有量を制御することを特徴とするCu2O膜の成膜方法。
- 請求項1ないしの6いずれか1項において、スパッタ時に基板を加熱することによりCu2O膜の結晶性と結晶系を制御することを特徴とするCu2O膜の成膜方法。
- 光吸収層を有するpn型、pin型、もしくはショットキー型太陽電池において、該光吸収層が請求項1ないし7のいずれか1項のCu2O膜の成膜方法によって成膜されたCu2O膜よりなることを特徴とする太陽電池。
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