JP2007529907A5 - - Google Patents

Claims (19)

1. 基材上にＩＢＩＩＩＡＶＩＡ族半導体層を成長させる方法であって、
   基材上にＩＢ族材料の膜および少なくとも１つのＩＩＩＡ族材料の層を堆積し、前記膜および少なくとも１つの層の両方ともその中に実質的な量のＶＩＡ族材料を含まない工程と、
   ＩＢ族材料の膜および少なくとも１つのＩＩＩＡ族材料の層を混合して、実質的な量のＶＩＡ族材料を含まない混合層を形成する工程と、
   混合層上にＩＩＩＡ族材料の副層およびＩＢ族材料の副層の少なくとも１つを含む金属膜を形成する工程と、
   混合層および金属層をＶＩＡ族材料と反応させてＩＢＩＩＩＡＶＩＡ族半導体層を成長させる工程と
   を含む方法。
2. 混合層上に金属膜を形成する工程はＩＩＩＡ族材料の副層として第１のＩＩＩＡ族材料の層および別のＩＩＩＡ族材料の層を形成する工程を含む請求項１記載の方法。
3. 混合工程はＩＢ族材料の膜および少なくとも１つのＩＩＩＡ族材料の層を摂氏５０〜３５０度の範囲の温度に加熱し、加熱工程を２〜６００秒の時間実施し、混合層を全体にわたって実質的に合金化し、それにより実質的に均一な微視的組成を達成する請求項１記載の方法。
4. 混合層におけるＩＢ族材料対ＩＩＩＡ族材料のモル比が１．０より大きい請求項３記載の方法。
5. さらに、形成工程の後に混合層および金属膜をアニーリングしてアニール層を作る工程を含み、アニーリング工程を摂氏５０〜３５０度の温度で実施する請求項１記載の方法。
6. さらに、堆積、混合、形成、およびアニーリングの工程を少なくとも１回繰り返して前駆体層を形成する請求項５記載の方法。
7. 堆積および形成の工程をおのおの電着を用いて実施し、ＶＩＡ族材料はセレンおよび硫黄の少なくとも１つを含む請求項１記載の方法。
8. 基材上にＣｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓｅ，Ｓ）₂半導体層を成長させる方法であって、
   基材上に銅の膜ならびにインジウムの層およびガリウムの層の少なくとも１つを堆積し、前記膜および少なくとも１つの層の両方ともその中に実質的な量のＶＩＡ族材料を含まない工程と、
   銅の膜ならびにインジウムの層およびガリウムの層の少なくとも１つを混合して、実質的な量のＶＩＡ族材料を含まない混合層を形成する工程と、
   混合層上にインジウム副層、ガリウム副層および銅副層の少なくとも１つを含む金属膜を形成する工程と
   混合層および金属層をＶＩＡ族材料と反応させてＩＢＩＩＩＡＶＩＡ族半導体層を成長させる工程と
   を含む方法。
9. 混合工程は銅の膜ならびにインジウムの層およびガリウムの層の少なくとも１つを摂氏５０〜３５０度の範囲の温度に加熱する工程を含み、混合層におけるＣｕ／（Ｉｎ＋Ｇａ）のモル比が１．０より大きい請求項８記載の方法。
10. 堆積工程は基材上に銅の膜ならびにインジウムの層およびガリウムの層の両方を堆積し、混合工程は銅の膜、インジウムの層およびガリウムの層を混合して混合層を形成し、金属膜はインジウム副層およびガリウム副層および銅副層を含み、混合層および金属膜を反応させる工程は混合層および金属膜を硫黄およびセレンの少なくとも１つと反応させてＣｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓｅ，Ｓ） ₂ 半導体層を成長させる請求項８記載の方法。
11. 混合層および金属膜を反応させる工程は混合層および金属膜を硫黄およびセレンの少なくとも１つと反応させてＣｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓｅ，Ｓ）₂半導体層を成長させる請求項８記載の方法。
12. 堆積工程は基材上に銅の膜およびインジウムの層を堆積し、混合層における銅対インジウムのモル比が１．２２以上である請求項８記載の方法。
13. 金属膜はガリウム副層を含み、混合層および金属膜を反応させる工程は混合層および金属膜を硫黄およびセレンの少なくとも１つと反応させてＣｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓｅ，Ｓ） ₂ 半導体層を成長させる請求項１２記載の方法。
14. 金属膜は銅副層およびガリウム副層を含み、混合層および金属膜を反応させる工程は混合層および金属膜を硫黄およびセレンの少なくとも１つと反応させてＣｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓｅ，Ｓ） ₂ 半導体層を成長させる請求項１２記載の方法。
15. 堆積工程は基材上銅の膜およびガリウムの層を堆積し、混合層におけるＣｕ／Ｇａのモル比が１以上であり、金属膜がインジウム副層を含み、混合層および金属膜を反応させる工程は混合層および金属膜を硫黄およびセレンの少なくとも１つと反応させてＣｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓｅ，Ｓ） ₂ 半導体層を成長させる請求項８記載の方法。
16. 堆積および形成の工程をおのおの電着を用いて実施する請求項８記載の方法。
17. 可撓性ホイルが一連のプロセスステーションを通して連続的に進行しているときに可撓性ホイルの前面に太陽電池のための化合物層を形成するシステムであって、
    ＩＢ族材料堆積ステーションであって、可撓性ホイルが該第１の堆積ステーションを通して進行しているときに、ＩＢ族材料堆積ステーション内で可撓性ホイルの前面の表面部上に前駆体スタックのＩＢ族材料層を電解めっきするＩＢ族材料堆積ステーションと、
    ＩＩＩＡ族材料堆積ステーションであって、可撓性ホイルがＩＢ族材料堆積ステーションおよびＩＩＩＡ族材料堆積ステーションを通して進行しているとき、ＩＢ族材料堆積ステーションによってＩＢ族材料堆積ステーション内で可撓性ホイルの前面の表面部上にＩＢ族材料層を電解めっきし続けている間に、ＩＩＩＡ族材料堆積ステーション内で、少なくとも１つのＩＩＩＡ族材料を電解めっきしてＩＢ族材料層上に前駆体スタックの少なくとも１つのＩＩＩＡ族材料層を形成するＩＩＩＡ族材料堆積ステーションと、
    炉であって、可撓性ホイルがＩＢ族材料堆積ステーション、ＩＩＩＡ族材料堆積ステーションおよび炉を通して進行しているとき、ＩＩＩＡ族材料堆積ステーションによってＩＩＩＡ族材料堆積ステーション内でＩＢ族材料層上にＩＩＩＡ族材料層を電解めっきし続けている間、およびＩＢ族材料堆積ステーションによってＩＢ族材料堆積ステーション内で可撓性ホイルの前面の表面部上にＩＢ族材料層を電解めっきし続けている間に、炉内に配置された前駆体スタックの一部をＩＢ族およびＩＩＩＡ族材料の層を溶融および混合することによって合金層に変換する炉と、
    第３の堆積ステーションであって、可撓性ホイルがＩＢ族およびＩＩＩＡ族材料堆積ステーション、炉、および第３の堆積ステーションを通して進行しているとき、炉内に配置された前駆体スタックの一部を合金層に変換している間、ＩＩＩＡ族材料堆積ステーションによってＩＩＩＡ族材料堆積ステーション内でＩＢ族材料層上にＩＩＩＡ族材料層を電解めっきし続けている間、およびＩＢ族材料堆積ステーションによってＩＢ族材料堆積ステーション内で可撓性ホイルの前面の表面部上にＩＢ族材料層を電解めっきし続けている間に、第３の堆積ステーション内に配置された合金層上にＶＩＡ族材料およびＩＩＩＡ族材料の少なくとも１つのさらなる層を電解めっきする第３の堆積ステーションと
    を有するシステム。
18. さらに、別の炉であって、別の炉内に配置されたさらなる層および合金層を、さらなる層および合金層を溶融および混合することによって、吸収層に変換する別の炉を有する請求項１７記載のシステム。
19. ＩＢ族材料がＣｕを含み、ＶＩＡ族材料がＳｅを含み、ＩＩＩＡ族材料がＧａおよびＩｎの少なくとも１つを含む請求項１７記載のシステム。