JP2012150904A - Transparent conductive film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液滴噴霧によって成膜される透明導電膜の成膜方法に関し、特に薄膜太陽電池に用いる透明導電膜の成膜方法に関する。 The present invention relates to a method for forming a transparent conductive film formed by droplet spraying, and more particularly to a method for forming a transparent conductive film used in a thin film solar cell.
薄膜太陽電池は、外光を効率的に取り込むために、受光面側に透明性基板を用いるが、その表面に電極として透明導電膜を形成する。かかる透明導電膜は、電気伝導性(低抵抗)および透明性を有するために、スズ、亜鉛、インジウム、チタン等の金属酸化物を主成分として用いられる。 A thin film solar cell uses a transparent substrate on the light receiving surface side in order to efficiently take in external light, and a transparent conductive film is formed as an electrode on the surface. Since such a transparent conductive film has electrical conductivity (low resistance) and transparency, a metal oxide such as tin, zinc, indium, and titanium is used as a main component.
透明導電膜は、約20Ω/□以下のシート抵抗の電気伝導性が要求される。これを達成するために、上記の金属酸化物にドーパントとなる材料を添加してキャリア濃度を上げたり、結晶性を高めてキャリア移動度を上げたりする。 The transparent conductive film is required to have a sheet resistance of about 20Ω / □ or less. In order to achieve this, a dopant material is added to the metal oxide to increase the carrier concentration, or the crystallinity is increased to increase the carrier mobility.
また、かかる透明導電膜は、外光を膜内に閉じ込める性能(光閉じ込め性能)を付与する必要がある。これを達成するために、外光を繰り返し反射させて散乱するように、透明導電膜の表面に微細なテクスチャー形状が形成される。このような外光の散乱は、拡散透過率/全透過率×100で定義されるヘイズ率によって表され、光閉じ込め効果を十分に得るためには、ヘイズ率が約5%以上であることが必要である。 In addition, such a transparent conductive film needs to be provided with a performance (light confinement performance) for confining external light in the film. In order to achieve this, a fine texture shape is formed on the surface of the transparent conductive film so that external light is repeatedly reflected and scattered. Such scattering of external light is expressed by a haze ratio defined by diffuse transmittance / total transmittance × 100, and in order to obtain a sufficient light confinement effect, the haze ratio may be about 5% or more. is necessary.
上記の透明導電膜を形成する方法としては、真空系の熱CVDやプラズマCVDのようなプロセス、または非真空系の液滴噴霧法がある。中でも、非真空系の液滴噴霧法は、数μm径の液滴を含むガスを基板に噴付けることにより、透明導電膜を成膜するというものであり、成膜装置の構成が単純で、かつ簡便なプロセスであるため、近年注目されている成膜方法である。 As a method for forming the transparent conductive film, there is a process such as vacuum thermal CVD or plasma CVD, or a non-vacuum droplet spraying method. Among them, the non-vacuum type droplet spraying method is to form a transparent conductive film by spraying a gas containing droplets having a diameter of several μm onto a substrate, and the configuration of the film forming apparatus is simple. In addition, since it is a simple process, it is a film forming method that has been attracting attention in recent years.
非真空系の液滴噴霧法は、高温で透明導電膜を成膜すると、結晶成長が促進されて、透明導電膜の表面にテクスチャー形状を形成することができる。しかしその一方で、ドーパント成分が透明導電膜に取り込まれずに揮発するため、透明導電膜が高抵抗になる。 In the non-vacuum droplet spraying method, when a transparent conductive film is formed at a high temperature, crystal growth is promoted, and a texture shape can be formed on the surface of the transparent conductive film. However, on the other hand, since the dopant component volatilizes without being taken into the transparent conductive film, the transparent conductive film has a high resistance.
一方、低温で透明導電膜を成膜すると、ドーパント成分が透明導電膜に取り込まれやすくなるため、透明導電膜を低抵抗にすることができるが、その分結晶成長が緩やかになるため、テクスチャー形状が小さくなる。したがって、非真空系の液滴噴霧法は、成膜時の基板表面の温度管理が極めて重要である。 On the other hand, when a transparent conductive film is formed at a low temperature, the dopant component is easily taken into the transparent conductive film, so that the resistance of the transparent conductive film can be reduced. Becomes smaller. Therefore, in the non-vacuum droplet spraying method, temperature control of the substrate surface during film formation is extremely important.
しかし、非真空系の液滴噴霧法で透明導電膜を成膜するときには、成膜中の基板の急激な温度降下がある。すなわち、基板に液滴を吹き付けて透明導電膜を成膜するときに、液滴の蒸発熱によって基板の熱が奪われ、基板の表面温度が低下する。このため、所望の電気伝導性およびテクスチャ形状を有する透明導電膜を効率よく成膜することができなかった。 However, when the transparent conductive film is formed by the non-vacuum type droplet spraying method, there is a rapid temperature drop of the substrate during the film formation. That is, when a transparent conductive film is formed by spraying droplets on the substrate, the heat of the substrate is taken away by the evaporation heat of the droplets, and the surface temperature of the substrate is lowered. For this reason, it was not possible to efficiently form a transparent conductive film having desired electrical conductivity and texture shape.
このような課題を解決するための試みとして、たとえば特許文献1には、基板を第1の温度に加熱して、第1の温度で第1層を形成した後に、基板を第2の温度に加熱し、第2の温度で第2層を形成する方法が提案されている。また、特許文献2では、液滴を含むガスを基板に噴き付けるときに、基板の表面温度が低下しないようにするために、液滴を前もって加熱する技術が提案されている。
As an attempt to solve such a problem, for example, in
特許文献1の成膜方法では、異なる温度に加熱された成膜室を少なくとも2つ以上用意するか、成膜中に基板の加熱温度を変えることが必要である。しかしながら、急激に基板の加熱温度を変更すると、基板が反りや割れを起こすため、徐々に温度変更しなければならず、装置構成が大きくなったり、プロセス時間が長くなったりする。
In the film forming method of
また、特許文献2の成膜方法では、液滴を含むガスを溶媒沸点以上に加熱すると、液滴を過度に加熱することになるため、液滴中の溶媒が蒸発するとともに、成膜材料の反応が進行し、基板に到達する前に液滴中の成膜材料同士が集合する。このため、成膜材料の凝集物が、透明導電膜の内部および表面に多く混入される。一方、液滴を含むガスを溶媒沸点未満で成膜すると、溶媒の温度と基板の温度との差が依然として大きいため、液滴によって基板の温度が低下されることを回避することができない。
Further, in the film forming method disclosed in
上述のように、従来の液滴噴霧による成膜方法は、単純な装置構成である唯一の成膜室において、基板上に、低抵抗性及び所定の表面形状性の両性能を有する透明導電膜を形成することができなかった。 As described above, the conventional film forming method by droplet spraying is a transparent conductive film having both low resistance and predetermined surface shape on a substrate in a single film forming chamber having a simple apparatus configuration. Could not be formed.
本発明は、上記のような現状に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、単純な成膜装置および簡便なプロセスで、低抵抗であって、かつ所定の表面形状を有する透明導電膜を成膜する方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the current situation as described above, and an object of the present invention is to provide a simple film forming apparatus and a simple process with low resistance and having a predetermined surface shape. The object is to provide a method of forming a conductive film.
本発明の透明導電膜の成膜方法は、成膜材料を含む成膜溶液から液滴を形成するステップと、該液滴を被成膜物に噴き付けることにより、被成膜物の表面温度を第1温度領域から第2温度領域に変化させながら、透明導電膜を成膜するステップとを含み、第1温度領域は、第2温度領域の温度よりも20℃以上高いことを特徴とする。上記の第1温度領域から第2温度領域への温度変化が連続的であることが好ましい。 The method for forming a transparent conductive film according to the present invention includes a step of forming droplets from a film-forming solution containing a film-forming material, and spraying the droplets onto the film-forming material to thereby form a surface temperature of the film-forming material. Forming a transparent conductive film while changing the temperature from the first temperature region to the second temperature region, wherein the first temperature region is 20 ° C. or more higher than the temperature of the second temperature region. . It is preferable that the temperature change from the first temperature range to the second temperature range is continuous.
上記の透明導電膜の成膜方法によって成膜された透明導電膜であって、該透明導電膜は、50nm以上500nm以下の高低差の凹凸を表面に有し、透明導電膜の表裏のうち被成膜物に接する側と反対側の表面の導電率は、透明導電膜の被成膜物に接する側の表面の導電率よりも高いことを特徴とする。上記の透明導電膜は、そのヘイズ率が5%以上であることが好ましい。 A transparent conductive film formed by the method for forming a transparent conductive film, wherein the transparent conductive film has unevenness of a height difference of 50 nm or more and 500 nm or less on the surface, and is covered between the front and back surfaces of the transparent conductive film. The conductivity of the surface opposite to the side in contact with the film-formed product is higher than the conductivity of the surface of the transparent conductive film on the side in contact with the film-formed product. The transparent conductive film preferably has a haze ratio of 5% or more.
本発明は、上記のような構成を有することにより、単純な成膜装置および簡便なプロセスで、低抵抗であって、かつ所定の表面形状を有する透明導電膜を成膜することができる。 According to the present invention, a transparent conductive film having a low resistance and a predetermined surface shape can be formed with a simple film forming apparatus and a simple process by having the above-described configuration.
以下、本発明の透明導電膜の成膜方法について図面を用いて説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものである。また、長さ、幅、厚さ、深さなどの寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜に変更されており、実際の寸法関係を表わすものではない。 Hereinafter, the film-forming method of the transparent conductive film of this invention is demonstrated using drawing. In the drawings of the present invention, the same reference numerals represent the same or corresponding parts. In addition, dimensional relationships such as length, width, thickness, and depth are changed as appropriate for clarity and simplification of the drawings, and do not represent actual dimensional relationships.
<透明導電膜の成膜方法>
図1は、本発明の透明導電膜の成膜方法を用いた成膜装置を示す概略断面図である。本発明の透明導電膜の成膜方法は、典型的には図1に示される成膜装置を用いて成膜する。以下においては、図1の成膜装置を参照しつつ、本発明の透明導電膜の成膜方法を説明する。なお、図1における成膜装置は、成膜材料を含む成膜溶液1と、成膜溶液1を搬送する搬送部2と、成膜溶液1を液滴5に代える液滴発生部6と、透明導電膜を成膜する被成膜物7と、被成膜物7を加熱する被成膜物加熱部8とを有する。かかる液滴発生部6は、ノズルヘッド3と、キャリアガス導入部4とを有し、キャリアガスによって液滴5が被成膜物7に噴き付けられる。
<Method for forming transparent conductive film>
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a film forming apparatus using the method for forming a transparent conductive film of the present invention. The transparent conductive film forming method of the present invention is typically formed using the film forming apparatus shown in FIG. Hereinafter, the film forming method of the transparent conductive film of the present invention will be described with reference to the film forming apparatus of FIG. 1 includes a
本発明の透明導電膜の成膜方法は、図1に示されるように、成膜材料を含む成膜溶液1から液滴5を形成するステップと、該液滴5を被成膜物7に噴き付けることにより、該被成膜物7の表面温度を第1温度領域から第2温度領域に変化させながら、透明導電膜を成膜するステップとを含み、該第1温度領域は、第2温度領域の温度よりも20℃以上高いことを特徴とする。
As shown in FIG. 1, the method for forming a transparent conductive film of the present invention includes forming a
ここで、第1温度領域は、所定の表面形状を有する透明導電膜を形成するための被成膜物7の表面温度の条件であり、第2温度領域は、低抵抗な透明導電膜が形成されるための被成膜物7の表面温度の条件である。かかる第1温度領域は、第2温度領域における温度よりも20℃以上高いことを特徴とする。
Here, the first temperature region is a condition of the surface temperature of the
このような温度条件を満たす第1温度領域および第2温度領域を組み合わせることにより、所定の表面形状を有し、かつ低抵抗な透明導電膜を成膜することができる。このような被成膜物7の表面温度は、成膜溶液を含む液滴を噴き付けられ、液滴が被成膜物の表面の熱を吸熱することによって調整される。なお、「所定の表面形状」とは、凹凸の凸部の先端から凹部の底部までの長さが50nm以上500nm以下の凹凸を有するピラミッド状の起伏の表面を意味する。
By combining the first temperature region and the second temperature region that satisfy such temperature conditions, a transparent conductive film having a predetermined surface shape and having a low resistance can be formed. The surface temperature of the film-forming
図1における成膜装置を用いて透明導電膜を成膜する場合、かかる透明導電膜は、被成膜物7または液滴発生部6のいずれか一方もしくは両方を走査させることによって、被成膜物7上の全面に成膜されるものである。かかる透明導電膜は、図1に示されるように、1つの液滴発生部6によって成膜されてもよいし、2以上の液滴発生部6によって成膜されるものであってもよい。2以上の液滴発生部6によって透明導電膜を成膜する場合、被成膜物7および液滴発生部6のいずれも走査しなくてもよい場合もある。
When forming a transparent conductive film using the film forming apparatus in FIG. 1, the transparent conductive film is formed by scanning one or both of the
<液滴を形成するステップ>
本発明の透明導電膜の成膜方法は、成膜材料を含む成膜溶液1から液滴5を形成するステップを含むことを特徴とする。ここで、成膜溶液1から液滴5を形成する方法としては、成膜溶液1を0.1μm以上数十μm以下の平均粒子径の液滴5にするものであれば、どのようなものを用いてもよく、たとえばスプレー方式、超音波方式等を用いることができる。
<Step of forming droplets>
The method for forming a transparent conductive film of the present invention includes a step of forming
(成膜溶液)
本発明で用いられる成膜溶液1は、亜鉛、スズ、インジウム、カドミウム、ストロンチウム等の無機材料の有機金属または金属ハロゲン系化合物からなる成膜材料を1種または2種以上溶媒に溶解させたものである。かかる成膜溶液は、上記有機金属または金属ハロゲン系化合物を、0.1〜3mol/Lの濃度で溶解させることが一般的であるが、この濃度に限定されるものではない。
(Film forming solution)
The film-forming
また、成膜溶液に用いられる溶媒は、水、有機溶剤、またはこれらの混合液を用いることができる。ここでの有機溶剤としては、たとえばメタノール、エタノール、アセトン、イソプロピルアルコール等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。 In addition, water, an organic solvent, or a mixture thereof can be used as a solvent used for the film forming solution. Examples of the organic solvent here include methanol, ethanol, acetone, isopropyl alcohol, and the like, but are not limited thereto.
さらに、成膜溶液は、上記の溶媒および成膜材料に加え、さらに添加物を含んでいてもよい。このような添加物としては、ドーパント剤、界面活性剤、pH調整剤等を挙げることができるが、これらの添加剤の2種以上を混合して用いることが好ましい。 Furthermore, the film-forming solution may further contain an additive in addition to the solvent and the film-forming material. Examples of such additives include a dopant agent, a surfactant, a pH adjuster, and the like, but it is preferable to use a mixture of two or more of these additives.
ここで、ドーパント剤としては、Mg、Ga、Al、Te、Ag、Ge、Cu、Sr、B、Sb、F、As等を含む材料を挙げることができ、界面活性剤としては、低級有機化合物等を挙げることができる。pH調整剤としては、硝酸、酢酸、硫酸、フッ酸、過酸化水素、酪酸、塩酸、アンモニア等を挙げることができる。 Here, examples of the dopant agent include materials containing Mg, Ga, Al, Te, Ag, Ge, Cu, Sr, B, Sb, F, As, and the like, and examples of the surfactant include lower organic compounds. Etc. Examples of the pH adjuster include nitric acid, acetic acid, sulfuric acid, hydrofluoric acid, hydrogen peroxide, butyric acid, hydrochloric acid, and ammonia.
<透明導電膜を成膜するステップ>
次に、上記で作製した液滴5を被成膜物7に噴き付けることにより、被成膜物7の表面温度を第1温度領域から第2温度領域に変化させながら、透明導電膜を成膜する。以下において、図2を参照しつつ、成膜時の被成膜物7の表面の温度変化とともに具体的に説明する。
<Step of depositing transparent conductive film>
Next, the transparent conductive film is formed while the surface temperature of the
図2は、本発明の成膜方法において、透明導電膜の成膜開始から成膜終了までの被成膜物の表面の温度変化の一例を示すグラフである。図2に示されるように、液滴を被成膜物に噴き付けることによって、被成膜物の表面温度は低下するため、成膜を開始してから成膜を終えるまでの間に連続的に被成膜物の表面温度が低下することになる。中でも、噴付け初期は、被成膜物の表面温度に対し、十分に温度の低い液滴が噴付けられるため、被成膜物の表面の温度が急激に低下する。このような成膜初期の被成膜物の表面温度が急激に低下する温度領域を第1温度領域(図2中の楕円の点線で囲うAの領域)とする。 FIG. 2 is a graph showing an example of the temperature change of the surface of the film formation object from the start of film formation to the end of film formation in the film formation method of the present invention. As shown in FIG. 2, since the surface temperature of the film formation object is lowered by spraying droplets onto the film formation object, it is continuous between the start of film formation and the end of film formation. Therefore, the surface temperature of the film formation object is lowered. In particular, at the initial stage of spraying, droplets having a temperature sufficiently lower than the surface temperature of the film formation target are sprayed, so that the temperature of the surface of the film formation decreases rapidly. A temperature region in which the surface temperature of the film-forming object at the initial stage of film formation rapidly decreases is defined as a first temperature region (A region surrounded by an elliptic dotted line in FIG. 2).
その後、成膜の中期から終了までは、被成膜物の表面に達した液滴の蒸発エネルギーが被成膜物の熱エネルギーを奪い温度低下するのみであって、基板の表面温度と液滴の温度との温度差によってもたらされる温度低下がないため、温度低下の勾配は緩やかになる。このような成膜中期から終了までの被成膜物の表面温度が緩やかに低下する温度領域を第2温度領域(図2中の楕円の点線で囲うBの領域)とする。 Thereafter, from the middle to the end of film formation, the evaporation energy of the droplets reaching the surface of the film formation only takes the thermal energy of the film formation and lowers the temperature. Since there is no temperature decrease caused by the temperature difference from the temperature of the temperature, the gradient of the temperature decrease becomes gentle. A temperature region in which the surface temperature of the deposition object gradually decreases from the middle to the end of the film formation is defined as a second temperature region (region B surrounded by an elliptical dotted line in FIG. 2).
このように被成膜物の表面温度は、急激に温度が低下する第1温度領域から、緩やかに温度が低下する第2温度領域に変化する。このような被成膜物の表面温度で透明導電膜を作製することにより、低抵抗であって、かつ所定の表面形状を有する透明導電膜を形成することが可能である。特に、本発明では、第1温度領域Aと第2温度領域Bとの温度差が20℃以上であることを特徴とする。かかる温度差は、20℃以上であることが好ましい。このような第1温度領域と第2温度領域との温度差は、被成膜物の加熱温度、溶媒の種類、被成膜物の材質、液滴の供給速度等によって調整することができる。かかる液滴の供給速度は、0.5μL/cm2/s以上であることが好ましい。上記温度差が20℃未満であると、所定の表面形状を有するが、導電性が低い透明導電膜か、または導電性は高いが、所定の表面形状とならない透明導電膜が形成され、所定の表面形状と導電性とを両立する透明導電膜を形成することができない。 As described above, the surface temperature of the deposition object changes from the first temperature region in which the temperature rapidly decreases to the second temperature region in which the temperature gradually decreases. By producing a transparent conductive film at such a surface temperature of the deposition object, it is possible to form a transparent conductive film having a low resistance and a predetermined surface shape. In particular, the present invention is characterized in that the temperature difference between the first temperature region A and the second temperature region B is 20 ° C. or more. Such a temperature difference is preferably 20 ° C. or more. Such a temperature difference between the first temperature region and the second temperature region can be adjusted by the heating temperature of the film formation object, the type of the solvent, the material of the film formation object, the supply speed of the droplets, and the like. The supply rate of such droplets is preferably 0.5 μL / cm 2 / s or more. When the temperature difference is less than 20 ° C., a transparent conductive film having a predetermined surface shape but having low conductivity or a conductive film having high conductivity but not having a predetermined surface shape is formed. A transparent conductive film having both surface shape and conductivity cannot be formed.
本発明の成膜方法は、図2に示されるように被成膜物の表面温度が連続的に低下しながら成膜することが好ましい。このように被成膜物の表面温度を連続的に変化させながら、透明導電膜を成膜することにより、成膜装置を簡便にするとともに、成膜プロセスも簡略化され、効率的に透明導電膜を成膜することができる。すなわち、被成膜物の加熱温度を成膜途中で変更する必要もないし、2以上の成膜室を用いて被成膜物を搬送するプロセスも不要となるという利点を有する。 In the film forming method of the present invention, it is preferable to form the film while the surface temperature of the film to be formed is continuously lowered as shown in FIG. In this way, by forming the transparent conductive film while continuously changing the surface temperature of the deposition object, the film forming apparatus is simplified and the film forming process is simplified, and the transparent conductive film is efficiently processed. A film can be formed. That is, it is not necessary to change the heating temperature of the film formation during film formation, and there is an advantage that a process for transporting the film formation using two or more film formation chambers becomes unnecessary.
液滴5を噴きつける方法としては、スプレー方式または超音波方式を用いることができる。スプレー方式としては、液体およびキャリアガスの2流体を混合して、スプレーノズル先端部から液滴を噴出す2流体スプレー方式を用いることが好ましい。かかる2流体スプレー方式は、スプレーノズルの先端部の形状を適宜設定することにより、噴出す液滴の広がりを設定することができる。すなわちたとえば、スプレーノズル先端部の構造を半球状として、スリット形状を同心円とすると、液滴が真円状に広がって噴出されるし、スリット形状を矩形状とすると、楕円状に広がって液滴が噴出される。
As a method for spraying the
スプレー方式では、成膜溶液が被成膜物の直前で液滴発生部を通して液滴となるため、スプレーノズル先端まで成膜溶液のままで搬送される。このとき液滴は、高圧のキャリアガスによって形成されることから、被成膜物には液滴およびキャリアガスが噴き付けられる。また、液滴の搬送方向に指向性を持たせるために、キャリアガスを用いてもよい。かかるキャリアガスとしては、圧縮空気、N2、H2、水蒸気、O2、またはこれらの1種以上の混合物を用いることができる。 In the spray method, since the film formation solution becomes droplets through the droplet generation unit immediately before the film formation target, the film formation solution is conveyed as it is to the tip of the spray nozzle. At this time, since the droplets are formed by the high-pressure carrier gas, the droplets and the carrier gas are sprayed on the film formation target. Further, a carrier gas may be used in order to provide directivity in the droplet transport direction. As such a carrier gas, compressed air, N 2 , H 2 , water vapor, O 2 , or a mixture of one or more of these can be used.
このようなスプレーノズルは、成膜溶液の種類やキャリアガス、成膜溶液の噴出時の印加圧力に耐え得る材料であれば、いかなる材料をも用いることができ、たとえば金属および樹脂材料によって作製することができる。 As the spray nozzle, any material can be used as long as it can withstand the kind of film forming solution, the carrier gas, and the pressure applied when the film forming solution is ejected. For example, the spray nozzle is made of a metal and a resin material. be able to.
超音波方式は、溶液ボトルに取り付けられた液滴発生部から成膜溶液1に超音波を印加することによって、被成膜物から液滴を発生させるものであるが、液滴自体には運動エネルギーがないため、キャリアガスによって液滴を搬送する。かかるキャリアガスとしては、スプレー方式に用いるものと同様のものを用いることができる。
In the ultrasonic method, droplets are generated from a film-forming object by applying ultrasonic waves to the film-forming
超音波霧化を用いて液滴を発生させる場合、超音波振動子によって液滴を発生させることが好ましい。超音波振動子は、比較的均一な平均粒子径のミストを噴霧することができるため、ミスト同士がより凝集しにくくなるという利点がある。超音波振動子は、1kHz以上3kHz以下の振動数の超音波によって成膜溶液1を噴霧することが好ましい。これにより平均粒子径が1μm以上10μm以下の微細な液滴を得ることができる。
When generating droplets using ultrasonic atomization, it is preferable to generate droplets using an ultrasonic transducer. Since the ultrasonic vibrator can spray mist having a relatively uniform average particle diameter, there is an advantage that the mists are less likely to aggregate. The ultrasonic vibrator is preferably sprayed with the film-forming
<透明導電膜>
図3は、本発明の成膜方法によって成膜した透明導電膜の模式的な断面図である。本発明の成膜方法によって作製される透明導電膜は、図3に示されるように、第1温度領域で成膜された部分12と第2温度領域で成膜された部分11とに大別される。なお、図面の表現手段の制約のため、図3の透明導電膜においては、2層構造の透明導電膜としているが、実際は透明導電膜の被成膜物側から表面側に向けてグラディエーション的に導電性が向上していることが好ましい。
<Transparent conductive film>
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a transparent conductive film formed by the film forming method of the present invention. As shown in FIG. 3, the transparent conductive film produced by the film forming method of the present invention is roughly divided into a
本発明の成膜方法によって成膜された透明導電膜において、第1温度領域で成膜された部分12は、50〜500nmの高低差を有する凹凸形状の表面となるが、電気伝導性が低い傾向がある。一方、第2温度領域で成膜された部分11は、凹凸を形成しないが、電気伝導性が高くなる。ただ、透明導電膜の表面全体としては、第1温度領域で成膜された部分の表面凹凸が反映され、50〜500nmの高低差の凹凸形状を有するものとなる。
In the transparent conductive film formed by the film forming method of the present invention, the
したがって、上記の第1温度領域における成膜によって、所望の表面形状を有する部分を作製し、第2温度領域における成膜によって、導電性を有する部分を作製する。これら2種の温度領域を含む条件で透明導電膜を成膜することにより、所望の表面形状を備え、かつ導電性が高い透明導電膜を作製することができる。 Therefore, a portion having a desired surface shape is produced by film formation in the first temperature region, and a conductive portion is produced by film formation in the second temperature region. By forming a transparent conductive film under conditions including these two temperature ranges, a transparent conductive film having a desired surface shape and high conductivity can be manufactured.
このように徐々に成膜温度が低くなる条件で成膜される透明導電膜は、透明導電膜の表裏のうち被成膜物に接する側と反対側の表面の導電率が、透明導電膜の被成膜物に接する側の表面の導電率よりも高いことを特徴とする。このような特徴を有することにより、透明導電膜の表裏のうちの光電変換層と接する側の比抵抗が低い膜を作製することができ、もって光電変換層で発生したキャリアを取り出しやすくすることができる。 As described above, the transparent conductive film formed under the condition that the film forming temperature is gradually lowered has the conductivity of the surface opposite to the side in contact with the film formation side of the transparent conductive film. It is characterized by being higher than the conductivity of the surface on the side in contact with the deposition object. By having such characteristics, it is possible to produce a film having a low specific resistance on the side in contact with the photoelectric conversion layer on the front and back of the transparent conductive film, thereby facilitating extraction of carriers generated in the photoelectric conversion layer. it can.
本発明の成膜方法によって成膜される透明導電膜は、500nm以上1.5μm以下の膜厚であることが好ましく、第1温度領域で成膜された部分12は、100nm以上400nm以下の層厚であることが好ましく、第2温度領域で成膜された部分11は、100nm以上900nm以下の層厚であることが好ましい。
The transparent conductive film formed by the film forming method of the present invention preferably has a thickness of 500 nm to 1.5 μm, and the
本発明の成膜方法によって成膜される透明導電膜が、所定の表面形状を有することを判断するために、拡散透過率/全透過率×100で定義されるヘイズ率が用いられる。すなわち、透明導電膜のヘイズ率が5%以上であることにより、所定の表面形状を有するものと考えられる。かかるヘイズ率を満たす表面形状とすることにより、被成膜物上の透明導電膜の膜表面側に積層される光電変換層への光閉じ込めを十分に行なうことができ、薄膜太陽電池の変換効率を向上させることができる。ヘイズ率が5%未満であると、透明導電膜の光閉じ込め効果を十分に得ることができない。 In order to judge that the transparent conductive film formed by the film forming method of the present invention has a predetermined surface shape, a haze ratio defined by diffuse transmittance / total transmittance × 100 is used. That is, it is considered that the transparent conductive film has a predetermined surface shape when the haze ratio is 5% or more. By making the surface shape satisfying such a haze ratio, light can be sufficiently confined in the photoelectric conversion layer laminated on the film surface side of the transparent conductive film on the film formation object, and the conversion efficiency of the thin film solar cell Can be improved. If the haze ratio is less than 5%, the light confinement effect of the transparent conductive film cannot be sufficiently obtained.
(被成膜物)
本発明の成膜方法で用いられる被成膜物としては、光電変換層の吸収域において透明な材料であれば、いかなるものをも用いることができ、たとえばガラス基板、樹脂材料基板等を用いることができる。
(Film formation)
Any material can be used as the film formation material used in the film formation method of the present invention as long as the material is transparent in the absorption region of the photoelectric conversion layer. For example, a glass substrate, a resin material substrate, or the like is used. Can do.
(被成膜物加熱部)
本発明において、被成膜物加熱部は、上記の被成膜物を350〜600℃の温度まで加熱するために設けられるものである。かかる被成膜物加熱部は、被成膜物を所定の温度まで加熱することができるものであれば、特に制限はなく、いかなるものをも用いることができる。このような被成膜物加熱部8は、ホットプレートにより直接伝導伝熱で加熱する方式、内部が加熱された炉による対流伝熱で加熱する方式、赤外ランプ等を照射する放射伝熱で加熱する方式のうちのいずれの加熱方式をも用いることができる。
(Film to be deposited heating section)
In the present invention, the deposition object heating unit is provided to heat the deposition object to a temperature of 350 to 600 ° C. There is no particular limitation on the film-forming object heating unit as long as it can heat the film-forming object to a predetermined temperature, and any object can be used. Such a film-forming
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated in detail, this invention is not limited to these.
(実施例1)
本実施例では、まず、成膜溶液1として、0.5mol/LのSnCl4と、0.5mol/LのNH4Fとを混合した水溶液を準備した。一方、被成膜物7としては、ガラス基板を用い、かかるガラス基板をホットプレートによって500℃に加熱した。
Example 1
In this example, first, as the
上記の成膜溶液1を送液ポンプによってノズルヘッド3に送り出し、高圧気体で圧縮して液滴化するスプレー方式によって液滴を発生させた。そして、ノズルヘッド3からガラス基板に液滴を到着させるために、キャリアガスとして100L/分の流量の圧縮空気をスプレーの噴出し方向に流した。その後、ノズルヘッド3から被成膜物7に向けて、12mL/分の流量で成膜溶液の液滴を噴出した。
The film-forming
ガラス基板およびノズルヘッド3を固定したままで、液滴をガラス基板に約60秒間吹きつけることにより、ガラス基板上にSnO2からなる透明導電膜を成膜した。かかる成膜中のガラス基板の表面の温度変化を図2に示す。なお、被成膜物の表面温度は、熱電対(製品名:K熱電対(アズワン株式会社製))によって測定した。
A transparent conductive film made of SnO 2 was formed on the glass substrate by spraying droplets on the glass substrate for about 60 seconds while the glass substrate and the
図2は、透明導電膜の成膜開始から成膜終了までのガラス基板の表面温度の変化を示すグラフである。図2に示されるように、液滴を噴出した直後から被成膜物の表面温度が500℃程度の第1温度領域から急激に温度が低下し、425℃前後の第2温度領域となった。すなわち、第1温度領域から第2温度領域まで80℃程度の温度の低下があった。 FIG. 2 is a graph showing changes in the surface temperature of the glass substrate from the start of film formation to the end of film formation of the transparent conductive film. As shown in FIG. 2, immediately after the droplets were ejected, the surface temperature of the film formation decreased rapidly from the first temperature region where the surface temperature was about 500 ° C., and became the second temperature region around 425 ° C. . That is, there was a temperature drop of about 80 ° C. from the first temperature range to the second temperature range.
上記のようにして作製した透明導電膜付のガラス基板に対し、透明導電膜上にプラズマCVD法を用いて、10nmの厚みのp層と、400nmの厚みのn層と、50nmの厚みのi層のアモルファスSi層とを積層した。そして、i層上に、1μmの厚みのAlからなる裏面電極をスパッタ法で形成することにより、太陽電池セルを作製した。 For the glass substrate with a transparent conductive film produced as described above, a plasma CVD method is used on the transparent conductive film to form a p-layer having a thickness of 10 nm, an n-layer having a thickness of 400 nm, and an i-layer having a thickness of 50 nm. A layer of amorphous Si layer was laminated. And the solar cell was produced by forming the back surface electrode which consists of 1-micrometer-thick Al on a i layer by a sputtering method.
(実施例2)
実施例1に対し、キャリアガスの流量を50L/分として、ノズルヘッド3から被成膜物7に向けて、9mL/分の流量で成膜溶液の液滴を噴出したことが異なる他は、実施例1と同様の方法によって透明導電膜を成膜した。かかる成膜中のガラス基板の表面の温度変化を図4に示す。
(Example 2)
In contrast to Example 1, except that the flow rate of the carrier gas was 50 L / min and the droplets of the film formation solution were ejected from the
図4は、透明導電膜の成膜開始から成膜終了までのガラス基板の表面温度の変化を示すグラフである。図4に示されるように、液滴を噴出した直後から基板の表面温度が500℃程度の第1温度領域から急激に温度が低下し、476℃前後の第2温度領域となった。すなわち、第1温度領域から第2温度領域まで24℃程度の温度の低下があった。そして、上記のようにして作製した透明導電膜付のガラス基板に対し、実施例1と同様の方法を用いて太陽電池セルを作製した。 FIG. 4 is a graph showing changes in the surface temperature of the glass substrate from the start of film formation to the end of film formation of the transparent conductive film. As shown in FIG. 4, immediately after the droplets were ejected, the temperature suddenly dropped from the first temperature region where the surface temperature of the substrate was about 500 ° C., and became the second temperature region around 476 ° C. That is, there was a temperature drop of about 24 ° C. from the first temperature range to the second temperature range. And the photovoltaic cell was produced using the method similar to Example 1 with respect to the glass substrate with a transparent conductive film produced as mentioned above.
(比較例1)
実施例1に対し、透明導電膜の成膜時間を20秒にしたことが異なる他は、実施例1と同様の方法によって透明導電膜を成膜した。すなわち、図2に示される第1温度領域のみで透明導電膜を成膜し、第2温度領域での成膜を行なわなかった。そして、上記のようにして作製した透明導電膜付のガラス基板に対し、実施例1と同様の方法を用いて太陽電池セルを作製した。
(Comparative Example 1)
A transparent conductive film was formed by the same method as in Example 1 except that the film formation time of the transparent conductive film was changed to 20 seconds compared to Example 1. That is, the transparent conductive film was formed only in the first temperature region shown in FIG. 2, and was not formed in the second temperature region. And the photovoltaic cell was produced using the method similar to Example 1 with respect to the glass substrate with a transparent conductive film produced as mentioned above.
(比較例2〜6)
実施例1に対し、キャリアガスの流量を50L/分として、ノズルヘッド3から被成膜物7に向けて、5mL/分の流量で成膜溶液の液滴を噴出し、ガラス基板の温度を400℃、420℃、440℃、460℃、および475℃に変化させて透明導電膜を成膜したことが異なる他は、実施例1と同様の方法によって透明導電膜を成膜した。かかる成膜中のガラス基板の表面の温度変化を図5に示す。
(Comparative Examples 2-6)
Compared to Example 1, the flow rate of the carrier gas was set to 50 L / min, and droplets of the film forming solution were ejected from the
なお、比較例2〜6においては、成膜溶液の噴出し量およびキャリアガスの流量を小さくすることにより、第1温度領域から第2温度領域への温度低下を15℃以下程度に抑えるようにして、透明導電膜を作製した。 In Comparative Examples 2 to 6, the temperature drop from the first temperature region to the second temperature region is suppressed to about 15 ° C. or less by reducing the ejection amount of the film forming solution and the flow rate of the carrier gas. Thus, a transparent conductive film was produced.
<評価結果>
実施例1〜2および比較例1で作製した透明導電膜の膜厚を触針式表面形状測定器(製品名:DEKTAK(Veeco製))によって測定したところ、下記の表1に示される結果となった。また、透明導電膜のシート抵抗(Ω/□)を低抵抗率計(製品名:ロレスターGP(三菱化学アナリテック株式会社製))によって測定し、比抵抗(Ω・cm)を膜厚およびシート抵抗から算出した。さらに、各実施例および各比較例で作製した透明導電膜のヘイズ率(%)および透過率(%)を分光ヘイズメーター(製品名:TC−1800H(有限会社東京電色製))によって測定した。これらの測定結果を以下の表1に示す。
<Evaluation results>
When the film thickness of the transparent conductive film produced in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 was measured with a stylus type surface shape measuring device (product name: DEKTAK (manufactured by Veeco)), the results shown in Table 1 below were obtained. became. Further, the sheet resistance (Ω / □) of the transparent conductive film was measured with a low resistivity meter (product name: Lorester GP (manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd.)), and the specific resistance (Ω · cm) was measured with respect to the film thickness and the sheet. Calculated from resistance. Furthermore, the haze rate (%) and the transmittance (%) of the transparent conductive film produced in each example and each comparative example were measured with a spectral haze meter (product name: TC-1800H (manufactured by Tokyo Denshoku Co., Ltd.)). . The measurement results are shown in Table 1 below.
また、実施例1〜2および比較例1で作製した透明導電膜を用いた太陽電池セルに対し、ソーラーシュミレーターを用いてセル特性を評価したところ、下記の表1に示される結果となった。 Moreover, when the cell characteristic was evaluated using the solar simulator with respect to the photovoltaic cell using the transparent conductive film produced in Examples 1-2 and Comparative Example 1, the result shown in the following Table 1 was obtained.
表1に示す結果から、実施例1および2で作製した透明導電膜を用いて作製した太陽電池セルは、アモルファスSiシングルセルとしては良好な特性を示すことが明らかとなった。一方、比較例1の透明導電膜を用いて作製した太陽電池セルは、実施例1および2のそれに比して、著しく低い特性であり、薄膜太陽電池の透明導電膜として十分な機能を有していないことが明らかとなった。 From the results shown in Table 1, it was clarified that the solar battery cell produced using the transparent conductive film produced in Examples 1 and 2 showed good characteristics as an amorphous Si single cell. On the other hand, the solar battery cell produced using the transparent conductive film of Comparative Example 1 has significantly lower characteristics than those of Examples 1 and 2, and has a sufficient function as the transparent conductive film of the thin film solar battery. It became clear that it was not.
(比較例2〜6の考察)
比較例2〜6で作製した透明導電膜の比抵抗を測定することにより、ガラス基板の表面温度と透明導電膜の比抵抗との関係を調べた。図6は、透明導電膜を成膜するときの温度と、それによって得られる透明導電膜の比抵抗との関係を示すグラフである。図6のグラフの結果から、ガラス基板の表面温度が高い状態で透明導電膜を成膜すると、比抵抗が高くなる傾向があることがわかった。
(Consideration of Comparative Examples 2 to 6)
The relationship between the surface temperature of the glass substrate and the specific resistance of the transparent conductive film was examined by measuring the specific resistance of the transparent conductive film prepared in Comparative Examples 2 to 6. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the temperature at which a transparent conductive film is formed and the specific resistance of the transparent conductive film obtained thereby. From the results of the graph of FIG. 6, it was found that when the transparent conductive film was formed with the glass substrate having a high surface temperature, the specific resistance tended to increase.
また、比較例2〜6で作製した透明導電膜のヘイズ率を測定することにより、ガラス基板の表面温度と透明導電膜のヘイズ率との関係を調べた。図7は、透明導電膜を成膜するときの温度と、それによって得られる透明導電膜のヘイズ率との関係を示すグラフである。図7のグラフの結果から、ガラス基板の表面温度が440℃以下の低温で透明導電膜を成膜すると、ヘイズ率が5%以下になる傾向があることがわかった。 Moreover, the relationship between the surface temperature of a glass substrate and the haze rate of a transparent conductive film was investigated by measuring the haze rate of the transparent conductive film produced in Comparative Examples 2-6. FIG. 7 is a graph showing the relationship between the temperature at which a transparent conductive film is formed and the haze ratio of the transparent conductive film obtained thereby. From the result of the graph of FIG. 7, it was found that when the transparent conductive film was formed at a low temperature of 440 ° C. or less, the haze ratio tends to be 5% or less.
以上の図6の比抵抗および図7のヘイズ率の結果から、第1温度領域と第2温度領域との温度差が20℃未満であると、比抵抗が低く、かつヘイズ率が高い透明導電膜を成膜することができないことが明らかとなった。 From the results of the specific resistance shown in FIG. 6 and the haze ratio shown in FIG. 7, when the temperature difference between the first temperature range and the second temperature range is less than 20 ° C., the transparent conductive material having a low specific resistance and a high haze ratio. It became clear that the film could not be formed.
以上のように本発明の実施の形態および実施例について説明を行なったが、上述の各実施の形態および実施例の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。 Although the embodiments and examples of the present invention have been described as described above, it is also planned from the beginning to appropriately combine the configurations of the above-described embodiments and examples.
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
本発明の成膜方法によって成膜される透明導電膜は、導電性を有することから薄膜太陽電池に用いることができる。また、所定の表面形状を有する透明導電膜であるため、光の反射防止性を有し、液晶やEL等のディスプレイ、タッチパネルに用いられる熱線吸収剤等の機能性透明導電膜として用いることができる。 Since the transparent conductive film formed by the film forming method of the present invention has conductivity, it can be used for a thin film solar cell. Moreover, since it is a transparent conductive film having a predetermined surface shape, it has an antireflection property and can be used as a functional transparent conductive film such as a heat ray absorbent used in displays and touch panels such as liquid crystal and EL. .
1 成膜溶液、2 搬送部、3 ノズルヘッド、4 キャリアガス導入部、5 液滴、6 液滴発生部、7 被成膜物、8 被成膜物加熱部、11 第2温度領域で成膜された部分、12 第1温度領域で成膜された部分。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記液滴を被成膜物に噴き付けることにより、前記被成膜物の表面温度を第1温度領域から第2温度領域に変化させながら、透明導電膜を成膜するステップとを含み、
前記第1温度領域は、前記第2温度領域の温度よりも20℃以上高い、透明導電膜の成膜方法。 Forming droplets from a deposition solution containing a deposition material;
Forming a transparent conductive film while changing the surface temperature of the film formation object from the first temperature region to the second temperature region by spraying the droplet onto the film formation object,
The method for forming a transparent conductive film, wherein the first temperature region is 20 ° C. or more higher than the temperature of the second temperature region.
前記透明導電膜は、50nm以上500nm以下の高低差を有する凹凸を表面に有し、
前記透明導電膜の表裏のうち前記被成膜物に接する側と反対側の表面の導電率は、前記透明導電膜の前記被成膜物に接する側の表面の導電率よりも高い、透明導電膜。 A transparent conductive film formed by the method for forming a transparent conductive film according to claim 1 or 2,
The transparent conductive film has irregularities having a height difference of 50 nm to 500 nm on the surface,
The conductivity of the surface of the transparent conductive film opposite to the side in contact with the film-forming object is higher than the conductivity of the surface of the transparent conductive film on the side in contact with the film-forming object. film.
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---|---|---|---|---|
JPS6183650A (en) * | 1984-09-26 | 1986-04-28 | Naoyuki Miyata | Production of transparent electrically-conductive glass |
JPH0246609A (en) * | 1988-08-09 | 1990-02-16 | Asahi Glass Co Ltd | Manufacture of glass plate with tin oxide membrane |
JPH02258691A (en) * | 1989-03-31 | 1990-10-19 | Agency Of Ind Science & Technol | Production of metal oxide film |
JPH07330336A (en) * | 1994-06-08 | 1995-12-19 | Kawai Musical Instr Mfg Co Ltd | Method for forming tin (iv) oxide film |
JPH0841646A (en) * | 1994-07-25 | 1996-02-13 | Kawai Musical Instr Mfg Co Ltd | Forming of tin (iv) oxide film |
JPH1053418A (en) * | 1996-08-07 | 1998-02-24 | Kagaku Gijutsu Shinko Jigyodan | Tin oxide ternary function thin film and its production |
JPH10130097A (en) * | 1996-10-24 | 1998-05-19 | Kagaku Gijutsu Shinko Jigyodan | Tin-added indium oxide ternary functional film and its production |
JPH1131830A (en) * | 1997-07-10 | 1999-02-02 | Matsushita Denchi Kogyo Kk | Method for depositing metal oxide and compound semiconductor solar battery |
JP2001011653A (en) * | 1999-07-02 | 2001-01-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Formation of thin film and thin film forming device |
JP2003323818A (en) * | 2002-02-26 | 2003-11-14 | Fujikura Ltd | Base material for transparent electrode |
JP2004241270A (en) * | 2003-02-06 | 2004-08-26 | Fujimori Gijutsu Kenkyusho:Kk | Forming method of transparent conductive film, and coating liquid of transparent conductive film |
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Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6183650A (en) * | 1984-09-26 | 1986-04-28 | Naoyuki Miyata | Production of transparent electrically-conductive glass |
JPH0246609A (en) * | 1988-08-09 | 1990-02-16 | Asahi Glass Co Ltd | Manufacture of glass plate with tin oxide membrane |
JPH02258691A (en) * | 1989-03-31 | 1990-10-19 | Agency Of Ind Science & Technol | Production of metal oxide film |
JPH07330336A (en) * | 1994-06-08 | 1995-12-19 | Kawai Musical Instr Mfg Co Ltd | Method for forming tin (iv) oxide film |
JPH0841646A (en) * | 1994-07-25 | 1996-02-13 | Kawai Musical Instr Mfg Co Ltd | Forming of tin (iv) oxide film |
JPH1053418A (en) * | 1996-08-07 | 1998-02-24 | Kagaku Gijutsu Shinko Jigyodan | Tin oxide ternary function thin film and its production |
JPH10130097A (en) * | 1996-10-24 | 1998-05-19 | Kagaku Gijutsu Shinko Jigyodan | Tin-added indium oxide ternary functional film and its production |
JPH1131830A (en) * | 1997-07-10 | 1999-02-02 | Matsushita Denchi Kogyo Kk | Method for depositing metal oxide and compound semiconductor solar battery |
JP2001011653A (en) * | 1999-07-02 | 2001-01-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Formation of thin film and thin film forming device |
JP2003323818A (en) * | 2002-02-26 | 2003-11-14 | Fujikura Ltd | Base material for transparent electrode |
JP2004241270A (en) * | 2003-02-06 | 2004-08-26 | Fujimori Gijutsu Kenkyusho:Kk | Forming method of transparent conductive film, and coating liquid of transparent conductive film |
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