JP2013016674A - Method for manufacturing buffer layer and photoelectric conversion element including the same - Google Patents

Method for manufacturing buffer layer and photoelectric conversion element including the same Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for depositing a buffer layer using a CBD method, by which a buffer layer having good adhesion can be manufactured with high productivity while suppressing the formation of a particulate solid matter.SOLUTION: A photoelectric conversion element 1 (1') includes a lower electrode layer 20, a photoelectric conversion semiconductor layer 30 mainly comprising a compound semiconductor, a buffer layer 40, and a translucent conductive layer 50 which are laminated in order on a substrate 10. A method for manufacturing the buffer layer 40 in the photoelectric conversion element 1 (1') includes: a step (A) of applying a precursor layer 40R containing a metal salt hydrate on the photoelectric conversion semiconductor layer 30 to form a film; a step (B) of performing insolubilization treatment to the precursor layer 40R; and a step (C) of immersing a surface at least on a side of a precursor layer 40P of the substrate 10 having been subjected to the insolubilization treatment into an alkaline reaction liquid L1 (L2) containing a sulfur source to form the buffer layer 40 by means of a chemical bath deposition process.

Description

本発明は、化合物半導体系光電変換素子及びそのバッファ層の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a compound semiconductor photoelectric conversion element and a method for producing a buffer layer thereof.

光電変換層とこれに導通する電極とを備えた光電変換素子が、太陽電池等の用途に使用されている。従来、太陽電池においては、バルクの単結晶Siまたは多結晶Si、あるいは薄膜のアモルファスSiを用いたSi系太陽電池が主流であったが、Siに依存しない化合物半導体系太陽電池の研究開発がなされている。化合物半導体系太陽電池としては、GaAs系等のバルク系と、Ib族元素とIIIb族元素とVIb族元素とからなるCISあるいはCIGS系等の薄膜系とが知られている。CI(G)Sは、一般式Cu1-zIn1-xGaxSe2-ySy(式中、0≦x≦1,0≦y≦2,0≦z≦1)で表される化合物半導体であり、x=0のときがCIS系、x>0のときがCIGS系である。以下、CISとCIGSとを合わせて「CI(G)S」と表記する。   A photoelectric conversion element including a photoelectric conversion layer and an electrode connected to the photoelectric conversion layer is used for applications such as solar cells. Conventionally, in the case of solar cells, Si-based solar cells using bulk single crystal Si or polycrystalline Si, or thin-film amorphous Si have been mainstream, but research and development of Si-independent compound semiconductor solar cells has been made. ing. Known compound semiconductor solar cells include bulk systems such as GaAs systems and thin film systems such as CIS or CIGS systems composed of group Ib elements, group IIIb elements, and group VIb elements. CI (G) S is a compound semiconductor represented by the general formula Cu1-zIn1-xGaxSe2-ySy (where 0≤x≤1, 0≤y≤2, 0≤z≤1), and x = 0 Is the CIS system, and when x> 0 is the CIGS system. Hereinafter, CIS and CIGS are collectively referred to as “CI (G) S”.

CI(G)S系等の従来の薄膜系光電変換素子においては一般に、光電変換層とその上に形成される透光性導電層(透明電極)との間にCdSバッファ層や、環境負荷を考慮してCdを含まないZnSバッファ層が設けられている。バッファ層は、(1)光生成キャリアの再結合の防止、(2)バンド不連続の整合、(3)格子整合、および(4)光電変換層の表面凹凸のカバレッジ等の役割を担っており、CI(G)S系等では光電変換層の表面凹凸が比較的大きく、特に上記(4)の条件を良好に充たす必要性から、液相法であるCBD(Chemical Bath Deposition)法による成膜が好ましい。   In conventional thin-film photoelectric conversion elements such as CI (G) S, a CdS buffer layer and an environmental load are generally placed between a photoelectric conversion layer and a translucent conductive layer (transparent electrode) formed thereon. In consideration, a ZnS buffer layer not containing Cd is provided. The buffer layer plays a role such as (1) prevention of recombination of photogenerated carriers, (2) band discontinuous matching, (3) lattice matching, and (4) coverage of the surface irregularities of the photoelectric conversion layer. In the case of CI (G) S, etc., the surface irregularity of the photoelectric conversion layer is relatively large, and in particular, the film formation by the CBD (Chemical Bath Deposition) method, which is a liquid phase method, because it is necessary to satisfy the condition (4) well. Is preferred.

比較的大きな表面凹凸を良好にカバーするバッファ層をCBD法により成膜するためには、光電変換素子のその他の層の形成時間に比して時間がかかることから、バッファ層の成膜工程が工程全体での律速工程の一つとなっている。そのため、現在のCBD工程では、CBD成膜装置を複数並列して稼働させる必要があり、バッファ層の成膜において、良好なカバレッジ性と生産性の両立が課題となっている。   In order to form a buffer layer that satisfactorily covers relatively large surface irregularities by the CBD method, it takes time compared to the formation time of the other layers of the photoelectric conversion element. This is one of the rate limiting processes in the whole process. Therefore, in the current CBD process, it is necessary to operate a plurality of CBD film forming apparatuses in parallel, and in film formation of the buffer layer, there is a problem of achieving both good coverage and productivity.

生産性の向上には、バッファ層の成膜速度を上昇させることが好ましい。しかしながら、CBD法による成膜では、光電変換層上への目的化合物(バッファ層)の析出(不均一核生成を伴う反応)と、反応溶液中への粒子(コロイド)の析出(均一核生成を伴う反応)とが同時に進行する。バッファ層において、溶液中に生成した粒子が析出膜表面へ付着すると、粒子が付着したバッファ層ができることとなり、この粒子が付着したバッファ層を用いて光電変換素子を形成した場合にはリークパスの原因となるため、CI(G)S系薄膜系光電変換素子の性能劣化に繋がりうる。特に、一次粒子サイズが数十〜数百nmオーダーの粒子が凝集して形成される粒子状固形物(二次凝集体や二次粒子とも呼ぶ)はμm単位と大きいことから二次凝集体の付着はリークパスの要因となりやすい。
そのため、バッファ層表面への粒子や粒子凝集体を含めた粒子状固形物の付着を抑制しつつバッファ層の析出速度を上昇させる必要がある。なお、均一核生成や不均一核生成については、例えば非特許文献1に詳細が記載されている。
In order to improve productivity, it is preferable to increase the deposition rate of the buffer layer. However, in the film formation by the CBD method, precipitation of the target compound (buffer layer) on the photoelectric conversion layer (reaction accompanied by heterogeneous nucleation) and precipitation of particles (colloid) in the reaction solution (uniform nucleation) Accompanying reactions) proceed simultaneously. In the buffer layer, if the particles generated in the solution adhere to the surface of the deposited film, a buffer layer with the particles attached is formed. When a photoelectric conversion element is formed using the buffer layer to which the particles are attached, the cause of the leak path Therefore, the performance of the CI (G) S thin film photoelectric conversion element can be deteriorated. In particular, since the particulate solids (also called secondary aggregates and secondary particles) formed by agglomerating particles having a primary particle size of the order of several tens to several hundreds of nanometers are as large as μm units, Adhesion tends to cause a leak path.
For this reason, it is necessary to increase the deposition rate of the buffer layer while suppressing the adhesion of particulate solids including particles and particle aggregates to the buffer layer surface. Note that details of homogeneous nucleation and heterogeneous nucleation are described in Non-Patent Document 1, for example.

特許文献1〜4には、成膜されたバッファ層表面に付着した粒子状固形物を水系の洗浄液にて除去する方法が提案されている。これらの特許文献のように、CBD後にバッファ層の洗浄工程を導入することにより、CBD法による成膜速度の上昇に伴って増加した、バッファ層表面の粒子状固形物をある程度除去することができる。しかしながら、単純に成膜温度を高温にして実現した成膜速度の速い条件での成膜では粒子(コロイド)の付着量が非常に多くなるため、洗浄工程に時間がかかる。従って、CBD法によるバッファ層の成膜においては、粒子状固形物をできるだけ付着させずに成膜することが好ましい。   Patent Documents 1 to 4 propose a method of removing particulate solid matter adhering to the formed buffer layer surface with an aqueous cleaning solution. As in these patent documents, by introducing a buffer layer cleaning step after CBD, particulate solid matter on the surface of the buffer layer, which has been increased with an increase in film formation rate by the CBD method, can be removed to some extent. . However, since the deposition amount of particles (colloid) becomes very large in the film formation under the condition of a high film formation speed realized by simply increasing the film formation temperature, the cleaning process takes time. Therefore, in the formation of the buffer layer by the CBD method, it is preferable to form the film without attaching particulate solids as much as possible.

非特許文献2には、硫酸亜鉛、チオ尿素、アンモニアを溶解させた溶液を用いて超音波をかけながらCBD成膜を行うことでZnS(O,OH)膜表面への粒子の付着を抑制できることが記載されている。反応溶液は硫酸亜鉛、チオ尿素、アンモニアを溶解させた溶液を用いている。   Non-Patent Document 2 describes that particle adhesion to the surface of a ZnS (O, OH) film can be suppressed by performing CBD film formation while applying ultrasonic waves using a solution in which zinc sulfate, thiourea, and ammonia are dissolved. Is described. As the reaction solution, a solution in which zinc sulfate, thiourea and ammonia are dissolved is used.

特開2007−242646号公報JP 2007-242646 A 特開2004−015039号公報JP 2004-015039 A 特表2008−510310号公報Special table 2008-510310 gazette WO2008/120306号公報WO2008 / 120306 特開2007−242646号公報JP 2007-242646 A

B. C. Bunker, P. C. Rieke, B. J. Tarasevich, A. A. Campbell, G. E. Fryxell, G. L. Graff, L. Song, J. Liu, J. W. Vriden, G. L. McVay, Science, 264 (1994) 48.B. C. Bunker, P. C. Rieke, B. J. Tarasevich, A. A. Campbell, G. E. Fryxell, G. L. Graff, L. Song, J. Liu, J. W. Vriden, G. L. McVay, Science, 264 (1994) 48. Akira Ichiboshi, Masashi Hongo, Takuya Akamine, Tsukasa Dobashi and Tokio Nakada, Solar Energy Materials and Solar Cells, 90 (2006) 3130.Akira Ichiboshi, Masashi Hongo, Takuya Akamine, Tsukasa Dobashi and Tokio Nakada, Solar Energy Materials and Solar Cells, 90 (2006) 3130.

非特許文献2のように、CBDによる成膜中に超音波をかければ、析出面への粒子状固形物の付着を抑制することができる。しかしながら、かかる方法では反応溶液中での粒子(コロイド)の発生と成長が促進され、反応溶液中に浮遊する粒子(コロイド)の量が増加してしまうので、析出膜表面への粒子状固形物の付着の可能性が高くなってしまう。さらに、反応溶液中に粒子(コロイド)が多量に発生すると、同一の反応溶液をCBD工程に再度利用することができない。生産性の向上の観点から、反応溶液はできるだけ繰り返し利用できることが好ましい。   As in Non-Patent Document 2, if ultrasonic waves are applied during film formation by CBD, adhesion of particulate solids to the precipitation surface can be suppressed. However, in this method, the generation and growth of particles (colloid) in the reaction solution is promoted, and the amount of particles (colloid) floating in the reaction solution increases, so that the particulate solid on the surface of the deposited film. The possibility of adhesion will increase. Further, when a large amount of particles (colloid) is generated in the reaction solution, the same reaction solution cannot be used again for the CBD process. From the viewpoint of improving productivity, it is preferable that the reaction solution can be used as repeatedly as possible.

粒子(コロイド)の生成自体を抑制してCBDによる成膜速度を向上させる方法としては、結晶成長の核あるいは触媒等として機能する微粒子の分散液の塗布膜を、下地層として設ける方法がある。しかしながら、かかる下地層では、光電変換層との相互作用もない状態で塗設されているに過ぎないので、光電変換層との密着性が弱くバッファ層が剥離しやすくなる恐れがある。   As a method of improving the film formation rate by CBD by suppressing the generation of particles (colloid) itself, there is a method of providing a coating film of a dispersion liquid of fine particles functioning as a nucleus of crystal growth or a catalyst as an underlayer. However, since such an underlayer is merely coated without any interaction with the photoelectric conversion layer, the adhesion with the photoelectric conversion layer is weak and the buffer layer may be easily peeled off.

一方、特許文献5には、バッファ層と同種または異種の粒子である核をCBD法により付与し、これを起点として/又は触媒としてバッファ層を形成する方法が開示されている(請求項1)。しかしながら、核となる粒子の付与にはCBD法を用いていることから、バッファ層の密着性の向上の効果は得られるものの、成膜速度の向上効果については一切記載がなく、また得られる可能性も低い。   On the other hand, Patent Document 5 discloses a method in which nuclei, which are the same or different types of particles as the buffer layer, are applied by the CBD method, and the buffer layer is formed using this as a starting point and / or as a catalyst (Claim 1). . However, since the CBD method is used to provide the core particles, the effect of improving the adhesion of the buffer layer can be obtained, but the effect of improving the film formation rate is not described at all and can be obtained. The nature is also low.

また、上記CBD法における課題は、ZnS系に限られるものではない。   The problem in the CBD method is not limited to the ZnS system.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、CBD法によるバッファ層の成膜において、密着性の良好なバッファ層を、粒子や粒子状固形物の生成を抑制し、生産性良く製造することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and in the formation of a buffer layer by the CBD method, a buffer layer having good adhesion is produced with high productivity while suppressing generation of particles and particulate solids. It is for the purpose.

本発明のバッファ層の製造方法は、
基板上に、下部電極層と、化合物半導体を主成分とする光電変換半導体層と、バッファ層と、透光性導電層が順次積層された光電変換素子における前記バッファ層の製造方法において、
前記光電変換半導体層上に金属塩水和物を含む前駆体層を塗布成膜する工程(A)と、
該前駆体層を不溶化処理する工程(B)と、
該不溶化処理された前記基板の少なくとも前記前駆体層側の表面を、硫黄源を含むアルカリ性の反応液に浸漬させて、前記バッファ層を化学浴析出法により形成する工程(C)とを備えたことを特徴とするものである。
The method for producing the buffer layer of the present invention comprises:
In the method of manufacturing the buffer layer in the photoelectric conversion element in which a lower electrode layer, a photoelectric conversion semiconductor layer containing a compound semiconductor as a main component, a buffer layer, and a light-transmitting conductive layer are sequentially stacked on a substrate,
(A) applying and forming a precursor layer containing a metal salt hydrate on the photoelectric conversion semiconductor layer;
A step (B) of insolubilizing the precursor layer;
A step (C) of immersing at least the precursor layer side surface of the insolubilized substrate in an alkaline reaction solution containing a sulfur source to form the buffer layer by a chemical bath deposition method. It is characterized by this.

ここで、不溶化処理とは、工程(C)における反応液に対する、工程(A)において成膜した金属塩水和物を含む層の溶解性を低下させて、工程(C)における反応の開始時に該層の金属塩水和物又はその無水物の少なくとも一部が残っているようにする処理である。かかる処理としては、金属塩水和物の水和水の少なくとも一部を除去する処理が挙げられる。   Here, the insolubilization treatment refers to reducing the solubility of the layer containing the metal salt hydrate formed in step (A) in the reaction solution in step (C), and at the start of the reaction in step (C). The treatment is such that at least part of the metal salt hydrate or its anhydride remains in the layer. Such treatment includes a treatment for removing at least a part of the hydrated water of the metal salt hydrate.

本明細書において、主成分とは含量80質量%以上の成分を意味する。   In the present specification, the main component means a component having a content of 80% by mass or more.

金属塩水和物の水和水の少なくとも一部を除去する処理としては、加熱処理が好ましく、加熱温度は30℃〜300℃であり、加熱時間が30秒〜30時間である処理であることがより好ましい。   The treatment for removing at least a part of the hydrated water of the metal salt hydrate is preferably heat treatment, the heating temperature is 30 ° C. to 300 ° C., and the heating time is 30 seconds to 30 hours. More preferred.

ここで、加熱温度とは、加熱手段としてオーブン等の気体雰囲気による加熱手段を用いる場合であれば雰囲気温度、ホットプレート等のように基板裏面を加熱面上に接触させて加熱する加熱手段を用いる場合は加熱面の温度とする。該温度の測定箇所は、加熱面における、基板設置箇所の中心付近とする。   Here, when the heating temperature is a heating means using a gas atmosphere such as an oven, the heating temperature is a heating means such as a hot plate or the like that heats the back surface of the substrate in contact with the heating surface. In this case, the temperature of the heating surface is used. The temperature measurement location is set near the center of the substrate installation location on the heating surface.

工程(A)において、前記金属塩水和物は、酢酸亜鉛二水和物及び/又は硫酸亜鉛七水和物であることが好ましい。   In the step (A), the metal salt hydrate is preferably zinc acetate dihydrate and / or zinc sulfate heptahydrate.

また、工程(C)において用いる反応液は、工程(A)にて用いる金属塩水和物に含有される金属元素と同一の金属元素を少なくとも1種含むものが好ましい。また、反応液に含まれる硫黄源としては、チオ尿素又はその誘導体が好ましい。   Moreover, the reaction liquid used in the step (C) preferably contains at least one metal element identical to the metal element contained in the metal salt hydrate used in the step (A). Moreover, as a sulfur source contained in the reaction solution, thiourea or a derivative thereof is preferable.

工程(C)において、前記基板温度及び/又は前記反応液の温度を55℃〜95℃とすることが好ましい。   In the step (C), it is preferable that the substrate temperature and / or the temperature of the reaction solution is 55 ° C to 95 ° C.

上記本発明のバッファ層の製造方法において、工程(C)の後に、前記バッファ層を150℃〜250℃の温度で加熱する工程(D)を更に備えることが好ましい。   The method for producing a buffer layer of the present invention preferably further includes a step (D) of heating the buffer layer at a temperature of 150 ° C. to 250 ° C. after the step (C).

本発明の光電変換素子の製造方法は、基板上に、下部電極層と、化合物半導体を主成分とする光電変換半導体層と、バッファ層と、透光性導電層が順次積層された光電変換素子の製造方法において、
前記バッファ層を、上記本発明のバッファ層の製造方法により製造することを特徴とするものである。
The method for producing a photoelectric conversion element of the present invention includes a photoelectric conversion element in which a lower electrode layer, a photoelectric conversion semiconductor layer containing a compound semiconductor as a main component, a buffer layer, and a light-transmitting conductive layer are sequentially stacked on a substrate. In the manufacturing method of
The buffer layer is manufactured by the buffer layer manufacturing method of the present invention.

本発明者は、棒状結晶が基板上に高配向且つ高密度で形成された金属酸化物構造体の製造方法として、サファイア基板上に、金属酢酸塩水和物を含む層を形成した後、該層を不溶化処理した後、反応溶液中に浸漬させて棒状結晶を成長させる方法を出願している(特開2010−195628号公報)。この出願においても、本願発明と同様に、金属塩水和物を含む層を塗布成膜した後不溶化処理を実施して、結晶成長の基点を下地層として付与している。しかしながら、特開2010−195628によって得られる効果は、棒状結晶を高配向且つ高密度に形成することであり、上記本願発明の課題を解決するものではない。従って、特開2010−195628は本願発明の動機付けとなるものではない。   As a method for producing a metal oxide structure in which rod-like crystals are formed with high orientation and high density on a substrate, the present inventor formed a layer containing metal acetate hydrate on a sapphire substrate, Has been filed for a method of growing rod-shaped crystals by soaking them in a reaction solution (Japanese Patent Laid-Open No. 2010-195628). In this application, as in the present invention, a layer containing a metal salt hydrate is applied and then insolubilized, and the base point of crystal growth is given as an underlayer. However, the effect obtained by JP 2010-195628 is to form rod-like crystals with high orientation and high density, and does not solve the above-described problems of the present invention. Therefore, JP 2010-195628 is not a motivation for the present invention.

本発明のバッファ層の製造方法は、CBD法によるバッファ層の成膜工程の前に、金属塩水和物を含む前駆体層形成する工程と、この前駆体層を不溶化処理する工程を有している。かかる方法によれば、不溶化された前駆体層中の金属イオンがCBD工程における良好な反応起点として機能するため、CBD法において、反応液中での粒子(コロイド)あるいは粒子状固形物の生成に比して膜析出が支配的となる。同時にバッファ層組成の制御性も増す。また、金属塩前駆体層を下地層と用いることにより、CBD法の初期反応において前駆体層内の金属イオンが硫化されてバッファ層の一部となるため、光電変換層上に物理的にのせられただけではなくて、下地層の緻密性が高くなる形でバッファ層が析出し、光電変換層との密着性が良好となる。従って、本発明によれば、CBD法によるバッファ層の成膜において、密着性の良好なバッファ層を、粒子あるいは粒子状固形物の生成を抑制し、生産性良く製造することができる。   The method for producing a buffer layer according to the present invention includes a step of forming a precursor layer containing a metal salt hydrate and a step of insolubilizing the precursor layer before the step of forming a buffer layer by the CBD method. Yes. According to this method, since the metal ions in the insolubilized precursor layer function as a good reaction starting point in the CBD process, in the CBD method, particles (colloid) or particulate solids are generated in the reaction solution. In contrast, film deposition becomes dominant. At the same time, the controllability of the buffer layer composition is also increased. In addition, by using the metal salt precursor layer as an underlayer, metal ions in the precursor layer are sulfided and become part of the buffer layer in the initial reaction of the CBD method, so that the metal salt precursor layer is physically placed on the photoelectric conversion layer. In addition to being formed, the buffer layer is deposited in a form in which the denseness of the underlayer is increased, and the adhesion with the photoelectric conversion layer is improved. Therefore, according to the present invention, in the formation of a buffer layer by the CBD method, a buffer layer having good adhesion can be produced with high productivity while suppressing generation of particles or particulate solids.

本発明に係る第1実施形態のバッファ層及び光電変換素子の製造工程を示す概略断面図。The schematic sectional drawing which shows the manufacturing process of the buffer layer of 1st Embodiment which concerns on this invention, and a photoelectric conversion element. 本発明に係る第2実施形態のバッファ層及び光電変換素子の製造工程を示す概略断面図。The schematic sectional drawing which shows the manufacturing process of the buffer layer and photoelectric conversion element of 2nd Embodiment which concern on this invention. 酢酸亜鉛2水和物の熱重量示差熱分析(TG/DTA)におけるTG曲線。TG curve in thermogravimetric differential thermal analysis (TG / DTA) of zinc acetate dihydrate. 硫酸亜鉛7水和物の熱重量示差熱分析(TG/DTA)におけるTG曲線。TG curve in thermogravimetric differential thermal analysis (TG / DTA) of zinc sulfate heptahydrate. 従来のCBD法によるバッファ層の成膜反応の進行を模式的に表した断面図。Sectional drawing which represented typically the progress of the film-forming reaction of the buffer layer by the conventional CBD method. 本発明の第1実施形態のバッファ層の成膜反応の進行を模式的に表した断面図。Sectional drawing which represented typically the progress of the film-forming reaction of the buffer layer of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態のバッファ層の成膜反応の進行を模式的に表した断面図。Sectional drawing which represented typically the progress of the film-forming reaction of the buffer layer of 2nd Embodiment of this invention.

以下、本発明について詳細に説明する。
「バッファ層及び光電変換素子の製造方法」
図面を参照して本発明のバッファ層及び光電変換素子の製造方法について説明する。図1は本発明に係るバッファ層及び光電変換素子の製造プロセスを示す概略断面図であり、図1Aと図1Bとでは、(d)のバッファ層成膜工程における反応液の構成の違いにより成膜されるバッファ層の構成が異なっている。本明細書の図面において、視認しやすくするため各部の構成要素は適宜縮尺を変更して示してある。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
"Manufacturing method of buffer layer and photoelectric conversion element"
The buffer layer and the method for manufacturing a photoelectric conversion element of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a manufacturing process of a buffer layer and a photoelectric conversion element according to the present invention. FIG. 1A and FIG. 1B are formed by the difference in the configuration of the reaction liquid in the buffer layer film forming step (d). The structure of the buffer layer to be formed is different. In the drawings of the present specification, the constituent elements of the respective parts are shown by appropriately changing the scale for easy visual recognition.

図1A及びBに示されるように、本発明の光電変換素子の製造方法は、基板10上に、下部電極層20と、化合物半導体を主成分とする光電変換半導体層30と、バッファ層40(41,42)と、透光性導電層50が順次積層された光電変換素子1(1')(図1A(e),図1B(e))の製造方法において、
光電変換半導体層30上に金属塩水和物を含む前駆体層40Rを塗布成膜する工程(A)と、
前駆体層40Rを不溶化処理する工程(B)と、
不溶化処理された基板10の少なくとも前駆体層40P側の表面を、硫黄源を含むアルカリ性の反応液L1(L2)に浸漬させて、バッファ層40(41,42)を化学浴析出法(CBD法)により形成する工程(C)とを備える。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the method for manufacturing a photoelectric conversion element of the present invention includes a lower electrode layer 20, a photoelectric conversion semiconductor layer 30 containing a compound semiconductor as a main component, and a buffer layer 40 ( 41, 42) and the photoelectric conversion element 1 (1 ′) (FIG. 1A (e), FIG. 1B (e)) in which the transparent conductive layer 50 is sequentially laminated,
A step (A) of applying and forming a precursor layer 40R containing a metal salt hydrate on the photoelectric conversion semiconductor layer 30;
A step (B) of insolubilizing the precursor layer 40R;
The surface of at least the precursor layer 40P side of the insolubilized substrate 10 is immersed in an alkaline reaction liquid L1 (L2) containing a sulfur source, and the buffer layer 40 (41, 42) is deposited by a chemical bath deposition method (CBD method). (C).

バッファ層40(41,42)は、金属硫化物を20モル%以上含むものであり、金属硫化物と金属酸化物の混晶、又は、金属硫化物と金属酸化物と金属水酸化物との混晶を及びそれらのアモルファス化合物を一部含んでいてもよい。   The buffer layer 40 (41, 42) contains 20 mol% or more of metal sulfide, and is a mixed crystal of metal sulfide and metal oxide, or of metal sulfide, metal oxide, and metal hydroxide. A mixed crystal and a part of those amorphous compounds may be contained.

バッファ層40(41,42)の金属成分としては、バッファ層としての役割を果たすものであれば特に制限されず、Zn,Cd,In,Sn等が挙げられ、Zn又はCdが好ましく、環境負荷の点から、Znが最も好ましい。金属成分がZnである場合、バッファ層40(41,42)は、ZnSを20モル%以上含むものであり、一部酸化亜鉛及び水酸化亜鉛を含むZn(S,O),Zn(S,O,OH)であることが好ましい。   The metal component of the buffer layer 40 (41, 42) is not particularly limited as long as it functions as a buffer layer, and examples thereof include Zn, Cd, In, Sn, etc., preferably Zn or Cd, and environmental load. From this point, Zn is most preferable. When the metal component is Zn, the buffer layer 40 (41, 42) contains 20 mol% or more of ZnS, and partially contains Zn (S, O), Zn (S, O, OH) is preferred.

バッファ層40(41,42)は、単層構造でもよいし、その他の任意の層との積層構造でもよい。   The buffer layer 40 (41, 42) may have a single layer structure or a laminated structure with other arbitrary layers.

以下、各工程について説明する。図1A及び図1Bは、上記したように、各図の(d)プロセスが異なり、その結果として(e)に示される光電変換素子1(1’)の構成が異なるものである。従って、工程(A)及び(B)については共通である。   Hereinafter, each step will be described. As described above, FIG. 1A and FIG. 1B are different in the process (d) in each figure, and as a result, the configuration of the photoelectric conversion element 1 (1 ′) shown in (e) is different. Therefore, steps (A) and (B) are common.

<工程(A)>
まず、基板10上に、下部電極層20と、化合物半導体を主成分とする光電変換半導体層30を形成する(図1A(a),図1B(a))。
<Process (A)>
First, the lower electrode layer 20 and the photoelectric conversion semiconductor layer 30 mainly composed of a compound semiconductor are formed on the substrate 10 (FIGS. 1A (a) and 1B (a)).

基板10としては、特に制限されず、ガラス基板、表面に絶縁膜が成膜されたステンレス等の金属基板、Alを主成分とするAl基材の少なくとも一方の面側にAlを主成分とする陽極酸化膜が形成された陽極酸化基板、
Feを主成分とするFe材の少なくとも一方の面側にAlを主成分とするAl材が複合された複合基材の少なくとも一方の面側にAlを主成分とする陽極酸化膜が形成された陽極酸化基板、
Feを主成分とするFe材の少なくとも一方の面側にAlを主成分とするAl膜が成膜された基材の少なくとも一方の面側にAlを主成分とする陽極酸化膜が形成された陽極酸化基板、
及びポリイミド等の樹脂基板等が挙げられる。
The substrate 10 is not particularly limited, and a glass substrate, a metal substrate such as stainless steel having an insulating film formed on the surface, and Al 2 O 3 is mainly used on at least one surface side of an Al base material mainly composed of Al. An anodized substrate on which an anodized film as a component is formed,
An anodic oxide film mainly composed of Al 2 O 3 is formed on at least one surface side of a composite base material in which an Al material mainly composed of Al is combined on at least one surface side of the Fe material mainly composed of Fe. Formed anodized substrate,
An anodic oxide film mainly composed of Al 2 O 3 is formed on at least one surface side of a substrate on which an Al film composed mainly of Al is formed on at least one surface side of an Fe material mainly composed of Fe. Formed anodized substrate,
And a resin substrate such as polyimide.

連続的に成膜を行う方法として、長尺な可撓性基板をロール状に巻回してなる供給ロールと、成膜済の基板をロール状に巻回する巻取りロールとを用いるいわゆるロール・トゥ・ロール(Roll to Roll)の成膜工程が知られているが、この方法による生産が可能であることから、表面に絶縁膜が成膜された金属基板、陽極酸化基板、及び樹脂基板等の可撓性基板が好ましい。   As a method for continuously forming a film, a so-called roll using a supply roll obtained by winding a long flexible substrate in a roll shape and a winding roll for winding a film-formed substrate in a roll shape The roll-to-roll process is known, but because it can be produced by this method, metal substrates with an insulating film formed on the surface, anodized substrates, resin substrates, etc. The flexible substrate is preferable.

熱膨張係数、耐熱性、及び基板の絶縁性等を考慮すれば、Alを主成分とするAl基材の少なくとも一方の面側にAl23を主成分とする陽極酸化膜が形成された陽極酸化基板、Feを主成分とするFe材の少なくとも一方の面側にAlを主成分とするAl材が複合された複合基材の少なくとも一方の面側にAl23を主成分とする陽極酸化膜が形成された陽極酸化基板、および、Feを主成分とするFe材の少なくとも一方の面側にAlを主成分とするAl膜が成膜された基材の少なくとも一方の面側にAl23を主成分とする陽極酸化膜が形成された陽極酸化基板のうちいずれか1つの陽極酸化基板であることが好ましい。 In consideration of thermal expansion coefficient, heat resistance, substrate insulation, etc., an anodic oxide film mainly composed of Al 2 O 3 was formed on at least one surface side of an Al base composed mainly of Al. Anodized substrate, Al 2 O 3 as a main component on at least one surface side of a composite base material in which an Al material containing Al as a main component is combined on at least one surface side of an Fe material containing Fe as a main component An anodized substrate on which an anodized film is formed, and at least one surface side of a base material on which an Al film mainly composed of Al is formed on at least one surface side of an Fe material containing Fe as a main component It is preferable that any one of the anodized substrates on which an anodized film composed mainly of Al 2 O 3 is formed.

下部電極層20としては、特に制限されず、Mo,Cr,W,及びこれらの組合わせであることが好ましく、Moが特に好ましい。下部電極層20の膜厚は制限されず、200〜1000nm程度が好ましい。   The lower electrode layer 20 is not particularly limited, and is preferably Mo, Cr, W, or a combination thereof, and Mo is particularly preferable. The film thickness of the lower electrode layer 20 is not limited and is preferably about 200 to 1000 nm.

光電変換半導体層30の主成分としては特に制限されず、高い変換効率が得られることから、少なくとも1種のカルコパイライト構造の化合物半導体であることが好ましく、Ib族元素とIIIb族元素とVIb族元素とからなる少なくとも1種の化合物半導体であることがより好ましい。   The main component of the photoelectric conversion semiconductor layer 30 is not particularly limited and is preferably a compound semiconductor having at least one chalcopyrite structure because high conversion efficiency is obtained. The Ib group element, the IIIb group element, and the VIb group More preferably, it is at least one compound semiconductor composed of an element.

光電変換半導体層30の主成分としては、
CuおよびAgからなる群より選択された少なくとも1種のIb族元素と、
Al,GaおよびInからなる群より選択された少なくとも1種のIIIb族元素と、
S,Se,およびTeからなる群から選択された少なくとも1種のVIb族元素とからなる少なくとも1種の化合物半導体であることが好ましい。
As a main component of the photoelectric conversion semiconductor layer 30,
At least one group Ib element selected from the group consisting of Cu and Ag;
At least one group IIIb element selected from the group consisting of Al, Ga and In;
It is preferably at least one compound semiconductor comprising at least one VIb group element selected from the group consisting of S, Se, and Te.

上記化合物半導体としては、
CuAlS2,CuGaS2,CuInS2
CuAlSe2,CuGaSe2
AgAlS2,AgGaS2,AgInS2
AgAlSe2,AgGaSe2,AgInSe2
AgAlTe2,AgGaTe2,AgInTe2
Cu(In,Al)Se2,Cu(In,Ga)(S,Se)2
Cu1-zIn1-xGaxSe2-yy(式中、0≦x≦1,0≦y≦2,0≦z≦1)(CI(G)S),
Ag(In,Ga)Se2,およびAg(In,Ga)(S,Se)2等が挙げられる。
As the compound semiconductor,
CuAlS 2 , CuGaS 2 , CuInS 2 ,
CuAlSe 2 , CuGaSe 2 ,
AgAlS 2 , AgGaS 2 , AgInS 2 ,
AgAlSe 2 , AgGaSe 2 , AgInSe 2 ,
AgAlTe 2 , AgGaTe 2 , AgInTe 2 ,
Cu (In, Al) Se 2 , Cu (In, Ga) (S, Se) 2 ,
Cu 1-z In 1-x Ga x Se 2-y S y (where 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 2, 0 ≦ z ≦ 1) (CI (G) S),
Examples include Ag (In, Ga) Se 2 and Ag (In, Ga) (S, Se) 2 .

また、Cu2ZnSnS4,CuZnSnSe4,Cu2ZnSn(S,Se)4であってもよい。 Further, Cu 2 ZnSnS 4, Cu 2 ZnSnSe 4, Cu 2 ZnSn (S, Se) may be a four.

光電変換半導体層30の膜厚は特に制限されず、1.0μm〜4.0μmが好ましく、1.5μm〜3.5μmが特に好ましい。   The film thickness of the photoelectric conversion semiconductor layer 30 is not particularly limited, and is preferably 1.0 μm to 4.0 μm, and particularly preferably 1.5 μm to 3.5 μm.

光電変換半導体層30の成膜後の表面には、不純物、例えばCI(G)S系の光電変換半導体層の場合にはセレン化銅や硫化銅等の不純物が残存している可能性が高いため、不純物除去等の目的で表面処理を行うことが好ましい。かかる表面処理に用いる表面処理液としては、例えば、アンモニア含有水溶液、シアノ基あるいはアミノ基を有する化合物含有水溶液を用いることができる。   There is a high possibility that impurities such as copper selenide and copper sulfide remain on the surface of the photoelectric conversion semiconductor layer 30 after film formation in the case of a CI (G) S-based photoelectric conversion semiconductor layer. Therefore, it is preferable to perform surface treatment for the purpose of removing impurities. As the surface treatment liquid used for such surface treatment, for example, an ammonia-containing aqueous solution, a compound-containing aqueous solution having a cyano group or an amino group can be used.

表面処理液に含まれるシアノ基を有する化合物としてはシアン化カリウム(KCN)が好ましい。一方、KCNは致死性の化合物であり安全上問題があるため、アミノ基を有する化合物を用いることがより好ましい。   As the compound having a cyano group contained in the surface treatment liquid, potassium cyanide (KCN) is preferable. On the other hand, since KCN is a lethal compound and has a safety problem, it is more preferable to use a compound having an amino group.

表面処理液に含まれるアミノ基を有する化合物は、一分子中に少なくとも二つのアミノ基を有する化合物(以下、単にアミノ基含有化合物ともいう)であることが好ましく、具体的には、エチレンジアミン(EDA)、ジエチレントリアミン(DETA)、トリエチレンテトラミン(TETA)、テトラエチレンペンタミン(TEPA)、ペンタエチレンヘキサミン(PEHA)の中から選ばれる少なくとも1つであることが好ましく、これらは単独で用いても、2種類以上を適宜混合して用いてもよい。   The compound having an amino group contained in the surface treatment liquid is preferably a compound having at least two amino groups in one molecule (hereinafter also simply referred to as an amino group-containing compound). Specifically, ethylenediamine (EDA ), Diethylenetriamine (DETA), triethylenetetramine (TETA), tetraethylenepentamine (TEPA), or pentaethylenehexamine (PEHA), and these are preferably used alone, Two or more types may be appropriately mixed and used.

これらのアミノ基含有化合物は表面処理液中に1質量%〜30質量%、好ましくは5質量%〜25質量%、さらには10質量%〜20質量%含まれることが好ましい。   These amino group-containing compounds are contained in the surface treatment solution in an amount of 1% by mass to 30% by mass, preferably 5% by mass to 25% by mass, and more preferably 10% by mass to 20% by mass.

過酸化水素は表面処理液中に0.01質量%〜10質量%、好ましくは0.05質量%〜8質量%、さらには0.1質量%〜5質量%含まれることが好ましい。   Hydrogen peroxide is contained in the surface treatment solution in an amount of 0.01% by mass to 10% by mass, preferably 0.05% by mass to 8% by mass, and more preferably 0.1% by mass to 5% by mass.

表面処理液は上記アミノ基含有化合物と過酸化水素を水に溶解することにより調製することができる。   The surface treatment liquid can be prepared by dissolving the amino group-containing compound and hydrogen peroxide in water.

光電変換半導体層と表面処理液を接触させる時間は表面処理液の濃度にもよるが、概ね数秒〜十数分程度とすることが好ましい。   The time for which the photoelectric conversion semiconductor layer is brought into contact with the surface treatment liquid depends on the concentration of the surface treatment liquid, but is preferably about several seconds to several tens of minutes.

上記のような表面処理(不純物除去)を行うことによって、光電変換素子の光電変換効率の面内のばらつきを小さくして変換効率を高めることができる。   By performing the surface treatment (impurity removal) as described above, the in-plane variation of the photoelectric conversion efficiency of the photoelectric conversion element can be reduced to increase the conversion efficiency.

表面処理工程を行った場合は、基板を水により水洗することが好ましい。水の温度は20℃以上が好ましい。ここでは、水洗方法は、水槽中に浸漬させて水洗するものであっても、シャワー洗浄であってもよい。水洗水としては、純水、イオン交換水、工業用水などを使用することができる。   When the surface treatment step is performed, the substrate is preferably washed with water. The temperature of water is preferably 20 ° C. or higher. Here, the water washing method may be a method of immersing in a water tank and washing with water or shower washing. As washing water, pure water, ion exchange water, industrial water, or the like can be used.

水洗後は、基板に水が付着したままCBD工程の反応液に基板を浸漬させると、反応液の濃度が薄まるため、CBD工程前に反応液の濃度を薄めない程度に水を除去することが好ましい。具体的には、基板に付着している水を、ドライエアーあるいは窒素を基板表裏面に吹き付けることにより除去する。なお、このとき、温風を吹き付けるようにしてもよい。   After rinsing with water, if the substrate is immersed in the reaction solution of the CBD process while water is attached to the substrate, the concentration of the reaction solution decreases. Therefore, the water can be removed before the CBD step so as not to reduce the concentration of the reaction solution. preferable. Specifically, the water adhering to the substrate is removed by blowing dry air or nitrogen on the front and back surfaces of the substrate. At this time, warm air may be blown.

なお、この表面処理後、60分以内に、好ましくは10分以内にバッファ層40(41,42)の成膜を行うことが好ましいことを本発明者は見いだしている。従って、次工程の前駆体層40Rの塗布成膜は、この表面処理後、60分以内に、好ましくは10分以内にバッファ層40(41,42)の成膜を行うことが好ましい。ここで「表面処理後、60分以内」とは、表面処理終了直後からの時間を意味し、表面処理後の水洗工程や乾燥工程を含んで60分以内を意味する。   The inventor has found that it is preferable to form the buffer layer 40 (41, 42) within 60 minutes, preferably within 10 minutes after the surface treatment. Therefore, it is preferable to form the buffer layer 40 (41, 42) within 60 minutes, preferably within 10 minutes after the surface treatment, in the next step of coating the precursor layer 40R. Here, “within 60 minutes after the surface treatment” means a time from immediately after the completion of the surface treatment, and within 60 minutes including a water washing step and a drying step after the surface treatment.

次に、前駆体層(プリカーサー層)40Rを、光電変換半導体層30上に塗布成膜する(図1A(b),図1B(b))。プリカーサー層40Rは、金属塩水和物を含む層である。   Next, a precursor layer (precursor layer) 40R is applied and formed on the photoelectric conversion semiconductor layer 30 (FIGS. 1A (b) and 1B (b)). The precursor layer 40R is a layer containing a metal salt hydrate.

プリカーサー層40Rに含まれる金属塩水和物としては特に制限されないが、バッファ層40の金属成分として好適なZn又はCdの金属塩水和物であることが好ましく、Zn塩水和物であることがより好ましい。Zn塩水和物としては、酢酸亜鉛2水和物及び硫酸亜鉛7水和物が好ましい。   Although it does not restrict | limit especially as a metal salt hydrate contained in the precursor layer 40R, It is preferable that it is a metal salt hydrate of Zn or Cd suitable as a metal component of the buffer layer 40, and it is more preferable that it is Zn salt hydrate. . As the Zn salt hydrate, zinc acetate dihydrate and zinc sulfate heptahydrate are preferable.

プリカーサー層40Rの塗布液の調製は、上記金属塩水和物を好適に溶解可能な溶媒に、金属塩水和物を溶解させることにより行う。溶媒としては、無水エタノール等が挙げられる。   The coating solution for the precursor layer 40R is prepared by dissolving the metal salt hydrate in a solvent that can suitably dissolve the metal salt hydrate. Examples of the solvent include anhydrous ethanol.

塗布液の金属塩水和物の濃度は、用いる溶媒に対して溶解する濃度であれば制約はないが、例えば0.01Mでよい。但し、この塗布液の濃度によって、塗設される膜の厚みが変わってくるので注意が必要な場合がある。   The concentration of the metal salt hydrate in the coating solution is not limited as long as it is a concentration that dissolves in the solvent used, but may be, for example, 0.01M. However, since the thickness of the coated film varies depending on the concentration of the coating solution, attention may be required.

得られた金属塩水和物の塗布液を、光電変換半導体層30上に塗布成膜する。塗布成膜の方法としては特に制限されず、スピンコート法等の一般的な塗布方法を採用することができる。プリカーサー層40Rは自然乾燥しておくことが好ましい。   The obtained coating solution of metal salt hydrate is formed on the photoelectric conversion semiconductor layer 30 by coating. The method for coating film formation is not particularly limited, and a general coating method such as a spin coating method can be employed. It is preferable that the precursor layer 40R be naturally dried.

<工程(B)>
次に、プリカーサー層40Rの不溶化処理して、不溶化処理されたプリカーサー層40Pを形成する(図1A(c),図1B(c))。既に述べたように、不溶化処理としては、プリカーサー層40Rを次工程(C)において用いるCBD反応液に対して溶解性を低下させて、工程(C)における反応の開始時に該層の金属塩水和物又はその無水物の少なくとも一部が残っているようにする処理であれば特に制限されない。かかる処理としては、金属塩水和物の水和水の少なくとも一部を除去する処理(脱水処理)が挙げられる。
<Process (B)>
Next, the precursor layer 40P is insolubilized to form an insolubilized precursor layer 40P (FIGS. 1A (c) and 1B (c)). As already described, the insolubilization treatment includes reducing the solubility of the precursor layer 40R in the CBD reaction solution used in the next step (C), and hydrating the metal salt of the layer at the start of the reaction in the step (C). The treatment is not particularly limited as long as at least a part of the product or its anhydride remains. Such treatment includes a treatment (dehydration treatment) for removing at least a part of the hydrated water of the metal salt hydrate.

金属塩水和物の水和水の少なくとも一部を除去する処理としては特に制限されず、加熱処理又はUV照射処理等が挙げられ、加熱処理が簡易であり好ましい。加熱処理の温度は、プリカーサー層40R以外の層及び基板に対してダメージをできるだけ与えない温度であることが好ましいため、基板及びその他の層の耐熱性等を考慮して適宜設定すればよい。   The treatment for removing at least a part of the hydrated water of the metal salt hydrate is not particularly limited, and examples thereof include a heat treatment or a UV irradiation treatment, and the heat treatment is simple and preferable. The temperature of the heat treatment is preferably a temperature that does not damage the layers other than the precursor layer 40R and the substrate as much as possible, and may be appropriately set in consideration of the heat resistance of the substrate and other layers.

図2は酢酸亜鉛2水和物のTG曲線、図3は硫酸亜鉛7水和物のTG曲線の一例を示したものである。図2には、その重量変化分から、2モルの水和水のうち、nモルの水和水(n=1.91)の脱水が、60℃及び65℃の加熱処理を約8時間程度で実施できることが示されている。また、図3には、7モルの水和水のうち、nモルの水和水(n=5.75)の脱水が、60℃の加熱処理を約90分程度で実施できることが示されている。   FIG. 2 shows an example of a TG curve of zinc acetate dihydrate, and FIG. 3 shows an example of a TG curve of zinc sulfate heptahydrate. FIG. 2 shows that the dehydration of n moles of hydrated water (n = 1.91) out of the 2 moles of hydrated water, the heat treatment at 60 ° C. and 65 ° C. in about 8 hours. It has been shown that it can be implemented. FIG. 3 also shows that dehydration of n moles of hydration water (n = 5.75) out of 7 moles of hydration water can be performed at 60 ° C. in about 90 minutes. Yes.

従って、金属塩水和物として酢酸亜鉛2水和物を用いた場合は、加熱温度60℃又は65℃にて約8時間の処理を行うことにより、好適な不溶化処理を行うことができる。また、金属塩水和物として硫酸亜鉛7水和物を用いた場合は、加熱温度60℃にて約90分の処理を行うことにより、好適な不溶化処理を行うことができる。   Therefore, when zinc acetate dihydrate is used as the metal salt hydrate, a suitable insolubilization treatment can be performed by performing the treatment at a heating temperature of 60 ° C. or 65 ° C. for about 8 hours. In addition, when zinc sulfate heptahydrate is used as the metal salt hydrate, a suitable insolubilization treatment can be performed by performing the treatment at a heating temperature of 60 ° C. for about 90 minutes.

なお、当然ながら、加熱温度や加熱時間を変化させて、適宜不溶化の程度は選択することができる。脱水量を変化させて不溶化の程度を変化させたい場合には、加熱温度や加熱時間によって調節可能である。あるいは、上に記載した不溶化の程度と同じ状態(同じ脱水量)にしたい場合には、加熱温度を高くして加熱時間を短くしたりすればよい。   Of course, the degree of insolubilization can be appropriately selected by changing the heating temperature and the heating time. When it is desired to change the degree of insolubilization by changing the amount of dehydration, it can be adjusted by the heating temperature and the heating time. Alternatively, when it is desired to achieve the same state (the same amount of dehydration) as the degree of insolubilization described above, the heating time may be increased to shorten the heating time.

上記不溶化処理は、基板の耐熱性及び生産性を考慮し、加熱温度は30℃〜300℃の範囲で、加熱時間は30秒〜30時間の範囲で適宜設定して行われることが好ましい。   The insolubilization treatment is preferably performed by appropriately setting the heating temperature in the range of 30 ° C. to 300 ° C. and the heating time in the range of 30 seconds to 30 hours in consideration of the heat resistance and productivity of the substrate.

なお、次工程(C)にて実施するCBD工程では、バッファ層の成分に応じて好適な成膜温度(析出温度)を有する。例えば、Zn又はCdの硫化物を主成分とするバッファ層の成膜温度は、55℃〜95℃であることが好ましいとされている。このため、CBD工程において、予め成膜温度に温調されたCBD反応液中に基板を浸漬させる場合には、不溶化処理を加熱処理とすることにより、CBD反応液に浸漬された際に、バッファ層の成膜温度に温調されている反応液の温度低下を抑制することができ、製造工程におけるタイムロスを低減することもできる。   In addition, in the CBD process implemented at the following process (C), it has a suitable film-forming temperature (deposition temperature) according to the component of the buffer layer. For example, the film forming temperature of the buffer layer mainly composed of Zn or Cd sulfide is preferably 55 ° C. to 95 ° C. For this reason, in the CBD process, when the substrate is immersed in the CBD reaction liquid that has been temperature-controlled in advance, the insolubilization process is performed as a heat treatment so that the buffer is immersed in the CBD reaction liquid. It is possible to suppress a temperature drop of the reaction solution that is temperature-controlled at the layer formation temperature, and to reduce time loss in the manufacturing process.

<工程(C)>
次に、不溶化処理されたプリカーサー層40Pを下地層として、硫黄源を含むアルカリ性の反応液L1(L2)に浸漬させて、バッファ層40(41,42)をCBD法により形成する。
<Process (C)>
Next, the insolubilized precursor layer 40P is used as a base layer and immersed in an alkaline reaction liquid L1 (L2) containing a sulfur source to form the buffer layers 40 (41, 42) by the CBD method.

CBD法は、一般式 [M(L)i] m+ ⇔Mn++iL(式中、MはCd、Zn、In、Sn等の金属元素、Lは配位子、m,n,i:正数を各々示す。)で表されるような平衡によって過飽和条件となる濃度とpHを有する金属イオン溶液を反応液として用い、金属イオンMの錯体を形成させることで、安定した環境で適度な速度で基板上に金属化合物薄膜を析出させる方法である。 The CBD method uses a general formula [M (L) i ] m + ⇔M n + + iL (where M is a metal element such as Cd, Zn, In, Sn, L is a ligand, m, n, i: positive number By using as a reaction solution a metal ion solution having a concentration and pH that is a supersaturated condition due to an equilibrium as represented by the following formula, a complex of metal ions M is formed at a moderate rate in a stable environment. In this method, a metal compound thin film is deposited on a substrate.

図4Aは反応槽Pにおいて、プリカーサー層40Pを下地層として設けずに、CBD法により光電変換半導体層30上にバッファ層40’及び粒子状固形物40Cが析出される様子を模式的に示したものである。図4Aにおいて、支持体70はCBD法において、被成膜基板(10,20,30)の保持手段であり、反応液Lは金属源及び硫黄源が含まれるアルカリ性の反応液である。   FIG. 4A schematically shows a state in which the buffer layer 40 ′ and the particulate solid 40C are deposited on the photoelectric conversion semiconductor layer 30 by the CBD method without providing the precursor layer 40P as an underlayer in the reaction tank P. Is. In FIG. 4A, a support 70 is a means for holding a film formation substrate (10, 20, 30) in the CBD method, and a reaction solution L is an alkaline reaction solution containing a metal source and a sulfur source.

ここで、粒子状固形物40Cとは、一次粒子サイズが数十〜数百nmオーダーの粒子や、それらの一次粒子が凝集して形成される粒子状固形物(二次凝集体や二次粒子とも呼ぶ)のことを示すものとする。   Here, the particulate solid 40C is a particle having a primary particle size on the order of several tens to several hundreds of nanometers, or a particulate solid formed by agglomeration of these primary particles (secondary aggregate or secondary particle). Also called).

「背景技術」の項において述べたが、図4Aに示されるように、従来のCBD法によるバッファ層40’の成膜においては、光電変換半導体層30上へのバッファ層40’の析出(不均一核生成を伴う反応)と、反応液L中への粒子状固形物40Cの生成(均一核生成を伴う反応)とが同時に進行する。そのため、反応液L中に粒子状固形物40Cが多数生成すると、バッファ層表面への付着を生じて(図示略)素子性能の低下を引き起こす。   As described in the “Background Art” section, as shown in FIG. 4A, in the formation of the buffer layer 40 ′ by the conventional CBD method, the buffer layer 40 ′ is deposited on the photoelectric conversion semiconductor layer 30. Reaction involving uniform nucleation) and production of particulate solid 40C in reaction liquid L (reaction involving uniform nucleation) proceed simultaneously. Therefore, when a large number of particulate solids 40C are generated in the reaction liquid L, adhesion to the surface of the buffer layer occurs (not shown), leading to a decrease in device performance.

一方、本発明においては、上記のとおりCBD法の下地層としてプリカーサー層40Pを備えている。かかる下地層を有する場合、下地層中に含まれる金属元素を、バッファ層を構成する金属元素とすることにより、アルカリ性の反応液L1中に硫黄源さえあれば、下地層中の金属元素がCBD工程において硫化されて所望のバッファ層40(41)が得られる(図1A(d))。   On the other hand, in the present invention, the precursor layer 40P is provided as an underlayer for the CBD method as described above. In the case of having such an underlayer, the metal element contained in the underlayer is made a metal element constituting the buffer layer, so that the metal element in the underlayer can be converted to CBD as long as there is a sulfur source in the alkaline reaction liquid L1. The desired buffer layer 40 (41) is obtained by sulfidation in the process (FIG. 1A (d)).

その反応の模式図を図4Bに示す。図4Bに示されるように、左側の反応前については金属源を含んでいないアルカリ性の反応液L1を用いる以外図4Aと同様である。CBD法によるバッファ層40(41)の析出反応において、反応液L1に金属源を含まないので、反応液L1中では均一核生成を伴う反応が起こらないか、起こってもほとんど進行せず、プリカーサ−層40Pの硫化が支配的になるため、粒子状固形物40Cが析出しないか、析出しても殆ど析出されずにバッファ層40(41)が析出する。この硫化反応は、プリカーサ−層40Pの金属源が起点(シード)となって進行する反応であるため、析出速度が通常のCBD法による析出速度に比して速くなる。更に、粒子状固形物40Cの析出が抑制されるため、反応液L1の交換頻度を少なくする効果も得られる。かかる効果もバッファ層の生産性へ大きく寄与する。   A schematic diagram of the reaction is shown in FIG. 4B. As shown in FIG. 4B, the reaction before the reaction on the left side is the same as that in FIG. 4A except that the alkaline reaction liquid L1 containing no metal source is used. In the precipitation reaction of the buffer layer 40 (41) by the CBD method, the reaction liquid L1 does not contain a metal source. Therefore, the reaction with homogeneous nucleation does not occur in the reaction liquid L1, or hardly proceeds even if it occurs. -Since the sulfidation of the layer 40P becomes dominant, the particulate solid 40C does not precipitate, or even if it precipitates, the buffer layer 40 (41) is deposited almost without being deposited. This sulfidation reaction is a reaction that proceeds with the metal source of the precursor layer 40P as a starting point (seed), so that the deposition rate is higher than the deposition rate by the normal CBD method. Furthermore, since precipitation of the particulate solid 40C is suppressed, an effect of reducing the exchange frequency of the reaction liquid L1 is also obtained. Such an effect also greatly contributes to the productivity of the buffer layer.

また、CBD法の初期反応において前駆体層内の金属イオンが硫化されてバッファ層の一部となるため、下地層の緻密性が高くなって光電変換層との密着性が良好となる。従って、プリカーサー層40Pを下地層として用いることにより、密着性の良好なバッファ層41(40)を、粒子状固形物40Cの生成を抑制し、生産性良く製造することができる。
以下に、工程(C)において用いる反応液L1(L2)について説明する。
硫黄源(成分(S)とする)としては硫黄を含有する化合物、例えばチオ尿素(CS(NH22)、チオアセトアミド(C25NS)の他、チオセミカルバジド、チオウレタン、ジエチルアミン、トリエタノールアミン等を用いることができ、中でもチオ尿素又はその誘導体が好ましい。成分(S)の濃度は特に制限されないが、反応液L1中において0.01〜1.0Mであることが好ましい。
In addition, since the metal ions in the precursor layer are sulfided and become part of the buffer layer in the initial reaction of the CBD method, the denseness of the underlayer is increased and the adhesion with the photoelectric conversion layer is improved. Therefore, by using the precursor layer 40P as the underlayer, the buffer layer 41 (40) with good adhesion can be produced with high productivity while suppressing the generation of the particulate solid 40C.
Below, the reaction liquid L1 (L2) used in a process (C) is demonstrated.
As a sulfur source (component (S)), a compound containing sulfur, for example, thiourea (CS (NH 2 ) 2 ), thioacetamide (C 2 H 5 NS), thiosemicarbazide, thiourethane, diethylamine, Triethanolamine or the like can be used, among which thiourea or a derivative thereof is preferable. The concentration of the component (S) is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 1.0 M in the reaction liquid L1.

金属源を含んでいないアルカリ性反応液L1は、上記成分(S)とアンモニア水あるいはアンモニウム塩(例えばCH3COONH4、NH4Cl、NH4Iおよび(NH42SO4等)(成分(N)とする)と水との混合溶液、又は、かかる混合溶液に対して少なくとも1種のクエン酸化合物(成分(C)とする)を更に含む混合溶液であることが好ましい。成分(N)は、成分(S)の分解反応が進行するように反応液のpHを調整するpH調整剤としての機能と、金属イオンの溶解度や過飽和度を調整する錯形成剤としての機能を担う。 The alkaline reaction liquid L1 containing no metal source is composed of the above component (S) and aqueous ammonia or ammonium salt (for example, CH 3 COONH 4 , NH 4 Cl, NH 4 I and (NH 4 ) 2 SO 4 etc.) (component ( N)) and water, or a mixed solution further containing at least one citric acid compound (component (C)) with respect to the mixed solution. Component (N) has a function as a pH adjusting agent that adjusts the pH of the reaction solution so that the decomposition reaction of component (S) proceeds, and a function as a complexing agent that adjusts the solubility and supersaturation degree of metal ions. Bear.

例えば、反応液の反応開始前のpHが9.0未満では、チオ尿素等の成分(S)の分解反応が進行しないか、進行しても極めてゆっくりであるため、析出反応が進行しない。チオ尿素の分解反応は下記の通りである。チオ尿素の分解反応については、Journal of the Electrochemical Society, 141(1994) 205-210, 及びJournal of Crystal Growth 299 (2007) 136-141等に記載されている。
SC(NH+ OH⇔ SH+ CH+ HO、
SH+ OH ⇔S2− + H
For example, when the pH of the reaction solution before the start of reaction is less than 9.0, the decomposition reaction of the component (S) such as thiourea does not proceed or proceeds very slowly, so that the precipitation reaction does not proceed. The decomposition reaction of thiourea is as follows. The decomposition reaction of thiourea is described in Journal of the Electrochemical Society, 141 (1994) 205-210, Journal of Crystal Growth 299 (2007) 136-141, and the like.
SC (NH 2 ) 2 + OH − S SH + CH 2 N 2 + H 2 O,
SH + OH ⇔ S 2 + + H 2 O

一方、反応液の反応開始前のpHが12.0超では、錯形成剤等としても機能する成分(N)が安定な溶液を作る効果が大きくなり、析出反応が進行しないか、あるいは進行しても極めて遅い進行となってしまう。反応液の反応開始前のpHは好ましくは9.5〜11.5である。   On the other hand, when the pH of the reaction solution before the start of the reaction exceeds 12.0, the effect that the component (N) that also functions as a complexing agent or the like makes a stable solution is increased, and the precipitation reaction does not proceed or proceeds. But it will be very slow. The pH of the reaction solution before starting the reaction is preferably 9.5 to 11.5.

反応液L1中の成分(N)の濃度が0.001〜0.40Mであれば、成分(N)以外のpH調整剤を用いるなどの特段のpH調整をしなくても、通常反応開始前の反応液のpHは9.0〜12.0の範囲内となる。   If the concentration of the component (N) in the reaction liquid L1 is 0.001 to 0.40 M, it is usually before the start of the reaction without special pH adjustment such as using a pH adjuster other than the component (N). The pH of the reaction solution is in the range of 9.0 to 12.0.

成分(C)は錯形成剤等として機能する成分であり、成分(C)の種類と濃度を好適化することで、錯体が形成されやすくなる。   Component (C) is a component that functions as a complex-forming agent and the like, and a complex is easily formed by optimizing the type and concentration of component (C).

少なくとも1種のクエン酸化合物である成分(C)を用いることで、クエン酸化合物を用いない反応液よりも錯体が形成されやすく、CBD反応による結晶成長が良好に制御され、下地を良好に被覆する膜を安定的に成膜することができる。   By using component (C), which is at least one kind of citric acid compound, a complex is more easily formed than in a reaction solution that does not use a citric acid compound, crystal growth by the CBD reaction is well controlled, and the base is covered well. Thus, a stable film can be formed.

成分(C)としては特に制限されず、クエン酸ナトリウム及び/又はその水和物を含むことが好ましい。成分(N)の濃度範囲が0.001〜0.40Mである場合は、成分(C)の濃度が0.001〜0.25Mであることが好ましい。かかる濃度範囲とすることにより、錯体が良好に形成され、下地を良好に被覆する膜を安定的に成膜することができる。成分(C)の濃度が0.25M超では、錯体が良好に形成された安定な水溶液となるが、その反面、基板上への析出反応の進行が遅くなったり、反応が全く進行しなくなる場合がある。成分(C)の濃度は好ましくは0.001〜0.1Mである。   It does not restrict | limit especially as a component (C), It is preferable to contain sodium citrate and / or its hydrate. When the concentration range of the component (N) is 0.001 to 0.40M, the concentration of the component (C) is preferably 0.001 to 0.25M. By setting this concentration range, it is possible to stably form a film in which the complex is favorably formed and the base is satisfactorily covered. When the concentration of component (C) exceeds 0.25M, a stable aqueous solution in which the complex is well formed is obtained, but on the other hand, the progress of the precipitation reaction on the substrate is slow or the reaction does not proceed at all. There is. The concentration of component (C) is preferably 0.001 to 0.1M.

反応温度は、上記成分(S)の分解反応が進行する温度であれば特に制限されないが、基板温度及び/又は反応液L1の温度が55℃〜95℃であることが好ましい。反応温度が55℃未満では反応速度が遅くなり、薄膜が成長しない、あるいは薄膜成長しても実用的な反応速度で所望の厚み(例えば50nm以上)を得るのが難しくなる。反応温度が95℃超では、反応液中で気泡等の発生が多くなり、それが膜表面に付着したりして平坦で均一な膜が成長しにくくなる。さらに、反応が開放系で実施される場合には、溶媒の蒸発等による濃度変化などが生じ、安定した薄膜析出条件を維持することが難しくなる。   Although reaction temperature will not be restrict | limited especially if the decomposition reaction of the said component (S) advances, It is preferable that the substrate temperature and / or the temperature of the reaction liquid L1 are 55 to 95 degreeC. If the reaction temperature is less than 55 ° C., the reaction rate becomes slow, and the thin film does not grow, or even if the thin film is grown, it becomes difficult to obtain a desired thickness (for example, 50 nm or more) at a practical reaction rate. When the reaction temperature exceeds 95 ° C., generation of bubbles and the like increases in the reaction solution, which adheres to the film surface and makes it difficult to grow a flat and uniform film. Furthermore, when the reaction is carried out in an open system, a concentration change due to evaporation of the solvent or the like occurs, making it difficult to maintain stable thin film deposition conditions.

反応時間は特に制限されないが、生産性の点から、反応時間は短い方が好ましい。反応温度にもよるが、反応時間は、例えば1〜20分間で、下地を良好に被覆し、バッファ層として充分な厚みの層を成膜することができる。   The reaction time is not particularly limited, but a shorter reaction time is preferable from the viewpoint of productivity. Although depending on the reaction temperature, the reaction time is, for example, 1 to 20 minutes, and the base can be satisfactorily covered, and a layer having a sufficient thickness as a buffer layer can be formed.

上記プリカーサー層40R,40P(下地層)に含まれる金属源として、Cd又はZnを用いれば、CdS、ZnS、Zn(S,O)、Zn(S,O,OH)等を主成分とするバッファ層41(40)を形成することができる。   If Cd or Zn is used as the metal source contained in the precursor layers 40R and 40P (underlayer), the buffer mainly contains CdS, ZnS, Zn (S, O), Zn (S, O, OH), or the like. Layer 41 (40) may be formed.

また、上記では、金属源を含まない反応液L1について説明したが、硫黄源及び金属源を含むアルカリ性の反応液L2を用いる態様であってもよい。この場合は、反応初期に、プリカーサー層40Pの金属源が反応の起点となって反応が進行するため、プリカーサー層40Pの硫化によるバッファ層41の析出が均一核生成を伴う反応(粒子状固形物40Cの生成)に比して支配的となる(図1B(d))。   Moreover, although the reaction liquid L1 which does not contain a metal source was demonstrated above, the aspect using the alkaline reaction liquid L2 containing a sulfur source and a metal source may be sufficient. In this case, since the reaction proceeds at the beginning of the reaction with the metal source of the precursor layer 40P as the starting point of the reaction, the precipitation of the buffer layer 41 due to the sulfidation of the precursor layer 40P is a reaction accompanied by uniform nucleation (particulate solids 40C)) (FIG. 1B (d)).

図4Cに反応液L2中に硫黄源及び金属源を含む場合の反応の模式図を示す。図示されるように、図4Bの態様に比して、反応液L2中に金属源を含む分粒子状固形物40Cの生成は進行するが、反応の初期にプリカーサー層40Pの硫化によりバッファ層41が成膜され、それに続いて反応液L2中における不均一核生成に伴う反応あるいはバッファ層41をシード(種)となってそれが成長する反応によってバッファ層42が析出される。   FIG. 4C shows a schematic diagram of the reaction when the reaction liquid L2 contains a sulfur source and a metal source. As shown in the figure, compared to the embodiment shown in FIG. 4B, the generation of the particulate solid 40C containing the metal source in the reaction liquid L2 proceeds, but the buffer layer 41 is oxidized by sulfidation of the precursor layer 40P at the beginning of the reaction. Then, the buffer layer 42 is deposited by the reaction accompanying the heterogeneous nucleation in the reaction liquid L2 or the reaction in which the buffer layer 41 is grown as a seed.

反応液L2中においてバッファ層42が析出する反応は、反応条件によっては、バッファ層41をシード層として反応が進行する場合と、バッファ層41がシード層として機能はしないがそのシード層の上に核が生成して膜析出反応が進行する場合がある。バッファ層41がシード層として機能する場合は、シード層の存在により反応が促進されるため、図2Aの通常のCBD成膜に比して成膜速度も速くなり、粒子状固形物40Cの析出も抑制される。   Depending on the reaction conditions, the reaction in which the buffer layer 42 precipitates in the reaction liquid L2 may occur when the reaction proceeds using the buffer layer 41 as a seed layer, or when the buffer layer 41 does not function as a seed layer, but on the seed layer. Nuclei may be generated and the film deposition reaction may proceed. When the buffer layer 41 functions as a seed layer, the reaction is promoted by the presence of the seed layer, so that the film formation rate is faster than the normal CBD film formation of FIG. 2A, and the particulate solid 40C is precipitated. Is also suppressed.

一方、バッファ層41がシード層として機能しない場合にも、既に硫化によるバッファ層41が得られているため、膜析出により成膜しなければならない膜厚は薄くなる。さらに、シード層がある場合には、そのシードの上に核生成が起こりやすい状況となる。従って、かかる態様においても、シード層として機能する場合に比してその効果は少なくなるものの、成膜速度の向上及び粒子状固形物40Cの析出の抑制の効果を得ることができる。   On the other hand, even when the buffer layer 41 does not function as a seed layer, since the buffer layer 41 is already obtained by sulfidation, the film thickness that must be formed by film deposition is reduced. Further, when there is a seed layer, nucleation is likely to occur on the seed. Therefore, even in such an embodiment, although the effect is reduced as compared with the case of functioning as a seed layer, the effect of improving the film formation rate and suppressing the precipitation of the particulate solid 40C can be obtained.

なお、図1B(d)及び(e)に示されるように、かかる態様で得られるバッファ層40は、プリカーサー層40Pの硫化によるバッファ層41と不均一核生成に伴う反応あるいはバッファ層41をシード(種)となってそれが成長する反応によるバッファ層42との積層膜となっており(層境界がなくなっており組成勾配を有する態様も含む)、シード層としての機能の有無にかかわらず、プリカーサー層40Pの硫化により得られたバッファ層41が成膜されるため、上記した密着性の効果は得られる。   As shown in FIGS. 1B (d) and 1 (e), the buffer layer 40 obtained in this manner is seeded with the buffer layer 41 due to sulfidation of the precursor layer 40P and the reaction accompanying the heterogeneous nucleation or the buffer layer 41. It becomes a layered film with the buffer layer 42 due to the reaction that grows as a (seed) (including a mode in which the layer boundary disappears and has a composition gradient), regardless of the presence or absence of the function as a seed layer Since the buffer layer 41 obtained by sulfuration of the precursor layer 40P is formed, the above-described adhesion effect can be obtained.

金属源を含む反応液L2としては、上記硫黄源を含む混合溶液に、金属源を加えたものを用いればよい。金属源としては、例えば、硫酸カドミウム、酢酸カドミウム、硝酸カドミウム、塩化カドミウムおよびこれらの水和物等のCd源、硫酸亜鉛、酢酸亜鉛、硝酸亜鉛、塩化亜鉛、炭酸亜鉛、及びこれらの水和物等Zn源が挙げられる。   As reaction liquid L2 containing a metal source, what added the metal source to the mixed solution containing the said sulfur source should just be used. Examples of the metal source include Cd sources such as cadmium sulfate, cadmium acetate, cadmium nitrate, cadmium chloride, and hydrates thereof, zinc sulfate, zinc acetate, zinc nitrate, zinc chloride, zinc carbonate, and hydrates thereof. For example, a Zn source.

反応液L2に含まれる金属源には、前工程(A)において金属塩水和物に含まれる金属塩水和物に含有される金属元素と同一の金属元素を少なくとも1種含むことが好ましい。金属源の濃度は特に制限されず、0.001〜0.1Mが好ましい。なお、反応液L2中の金属源以外の物質の好ましい態様及び濃度については反応液L1と同様である。   The metal source contained in the reaction liquid L2 preferably contains at least one metal element identical to the metal element contained in the metal salt hydrate contained in the metal salt hydrate in the previous step (A). The concentration of the metal source is not particularly limited, and is preferably 0.001 to 0.1M. In addition, about the preferable aspect and density | concentration of substances other than the metal source in the reaction liquid L2, it is the same as that of the reaction liquid L1.

上記本発明のバッファ層40(41,42)の製造方法では、粒子状固形物40Cのバッファ層表面への付着を良好に抑制することができるが、微量の粒子状固形物40Cが付着する可能性もある。この粒子状固形物40Cの付着は、既に述べたように素子特性の低下を引き起こす。従って、微量の粒子状固形物40Cが付着している場合にはその除去を行うことが好ましい。しかしながら、粒子状固形物40Cの付着は、従来の方法に比して大幅に抑制されることから、本工程は省略してもよい。   In the manufacturing method of the buffer layer 40 (41, 42) of the present invention, adhesion of the particulate solid 40C to the surface of the buffer layer can be satisfactorily suppressed, but a small amount of particulate solid 40C can adhere. There is also sex. The adhesion of the particulate solid 40C causes deterioration in device characteristics as described above. Therefore, when a small amount of particulate solid 40C is adhered, it is preferable to remove it. However, since the adhesion of the particulate solid 40C is greatly suppressed as compared with the conventional method, this step may be omitted.

洗浄を行う場合は、洗浄液として、純水の他、イオン交換水、工業用水、あるいは水に粒子(コロイド)除去効果のある添加剤を添加した溶液などを用いるのが好ましい。洗浄液の温度は20℃〜40℃が好ましい。洗浄方法は、水槽中に浸漬させて行ってもよいし、シャワー洗浄であってもよい。洗浄後は、洗浄液をドライエアーあるいは窒素を基板表裏面に吹き付けることにより除去することが好ましい。   When washing is performed, it is preferable to use pure water, ion exchange water, industrial water, or a solution obtained by adding an additive having an effect of removing particles (colloid) to water. The temperature of the cleaning liquid is preferably 20 ° C to 40 ° C. The cleaning method may be performed by immersing in a water tank or shower cleaning. After cleaning, the cleaning liquid is preferably removed by spraying dry air or nitrogen on the front and back surfaces of the substrate.

なお、バッファ層がZnS、Zn(S,O)、Zn(S,O,OH)である場合には、上記CBD後洗浄液除去工程の後、150℃〜250℃の温度、好ましくは170℃〜230℃の温度で、5分〜60分加熱を行う加熱処理工程(アニール処理工程)を設けることが好ましい。加熱雰囲気は大気中、真空中など特に限定しない。加熱手段は特に限定されないが、市販のオーブン、電気炉、真空オーブン等を利用した加熱が好ましい。   When the buffer layer is made of ZnS, Zn (S, O), Zn (S, O, OH), after the post CBD cleaning liquid removing step, the temperature is 150 ° C. to 250 ° C., preferably 170 ° C. It is preferable to provide a heat treatment step (annealing step) in which heating is performed at a temperature of 230 ° C. for 5 to 60 minutes. The heating atmosphere is not particularly limited in air or vacuum. The heating means is not particularly limited, but heating using a commercially available oven, electric furnace, vacuum oven or the like is preferable.

<光電変換素子の形成>
バッファ層40を形成後、透光性導電層50を設ける。透光性導電層50は、光を取り込むと共に、下部電極20と対になって、光電変換半導体層30で生成された電荷が流れる電極として機能する層である。透光性導電層50の組成としては特に制限されず、ZnO:Al、ZnO:Ga、ZnO:B等のn−ZnO等が好ましい。透光性導電層50の膜厚は特に制限されず、50nm〜2μmが好ましい。
<Formation of photoelectric conversion element>
After forming the buffer layer 40, the translucent conductive layer 50 is provided. The translucent conductive layer 50 is a layer that captures light and functions as an electrode that pairs with the lower electrode 20 and through which charges generated in the photoelectric conversion semiconductor layer 30 flow. The composition of the translucent conductive layer 50 is not particularly limited, and n-ZnO such as ZnO: Al, ZnO: Ga, and ZnO: B is preferable. The film thickness of the translucent conductive layer 50 is not particularly limited, and is preferably 50 nm to 2 μm.

透光性導電層50の成膜方法としては特に制限されないが、窓層と同様、スパッタ法やMOCVD法が適している。一方で、製造プロセスを簡易にするためには液相法を用いることも好ましい。   The film forming method of the translucent conductive layer 50 is not particularly limited, but the sputtering method and the MOCVD method are suitable as with the window layer. On the other hand, in order to simplify the manufacturing process, it is also preferable to use a liquid phase method.

透光性導電層50を形成後、透光性導電層50上に上部電極60を設ける。上部電極60の主成分としては特に制限されず、Al等が挙げられる。上部電極60の膜厚は特に制限されず、0.1〜3μmが好ましい。   After forming the translucent conductive layer 50, the upper electrode 60 is provided on the translucent conductive layer 50. The main component of the upper electrode 60 is not particularly limited, and examples thereof include Al. The film thickness of the upper electrode 60 is not particularly limited and is preferably 0.1 to 3 μm.

また、必要に応じて窓層(保護層)(図示略)を設けてもよい。窓層は、光を取り込む中間層である。窓層としては、光を取り込む透光性を有していれば特に制限されないが、その組成としてはバンドギャップを考慮すれば、i−ZnO等が好ましい。窓層の膜厚は特に制限されず、10nm〜2μmが好ましく、15〜200nmがより好ましい。窓層50の成膜方法は、特に制限されないが、スパッタ法やMOCVD法が適している。一方で、バッファ層40を液相法により製造するため、製造プロセスを簡易にするためには液相法を用いることも好ましい。   Moreover, you may provide a window layer (protective layer) (not shown) as needed. The window layer is an intermediate layer that captures light. The window layer is not particularly limited as long as it has translucency for taking in light, but i-ZnO or the like is preferable as the composition considering the band gap. The film thickness of the window layer is not particularly limited, preferably 10 nm to 2 μm, and more preferably 15 to 200 nm. The method for forming the window layer 50 is not particularly limited, but a sputtering method or an MOCVD method is suitable. On the other hand, since the buffer layer 40 is manufactured by the liquid phase method, it is also preferable to use the liquid phase method in order to simplify the manufacturing process.

なお、多数の光電変換素子(セル)が集積化されてなる集積化太陽電池においては、上部電極は直列接続されたセルのうち、電力取出し端となるセルに設けられている。   In an integrated solar cell in which a large number of photoelectric conversion elements (cells) are integrated, the upper electrode is provided in a cell serving as a power extraction end among cells connected in series.

また、上述の光電変換素子の製造工程には、勿論、上記説明した工程以外の他の工程を含むことができる。例えば、下部電極のスクライブ処理、光電変換層形成後のスクライブ処理、バッファ層および透明導電層形成後のスクライブ処理等の集積化のためのパターニング工程、長尺な基板を用いた場合には1モジュールに切断する切断処理工程などを加えることにより、集積化光電変換装置(集積化太陽電池)を製造することができる。また必要に応じてカバーガラス、保護フィルム等を取りつけてもよい。   In addition, the manufacturing process of the above-described photoelectric conversion element can, of course, include processes other than the processes described above. For example, a patterning process for integration such as a scribing process of the lower electrode, a scribing process after forming the photoelectric conversion layer, a scribing process after forming the buffer layer and the transparent conductive layer, and one module when using a long substrate An integrated photoelectric conversion device (integrated solar cell) can be manufactured by adding a cutting process step or the like. Moreover, you may attach a cover glass, a protective film, etc. as needed.

以上のように、本発明では、バッファ層40(41,42)の製造において、CBD法によるバッファ層の成膜工程の前に、金属塩水和物を含む前駆体層40Rを形成する工程と、この前駆体層40Rを不溶化処理する工程を有している。かかる方法によれば、不溶化された前駆体層40P中の金属イオンがCBD工程における良好な反応起点として機能するため、CBD法において、反応液L1(L2)中での粒子状固形物40Cの生成に比して生成に比して膜析出が支配的となる(主に反応液L2のとき)。同時にバッファ層組成の制御性も増す(主に反応液L1のとき)。また、不溶化処理された前駆体層40Pを下地層と用いることにより、CBD法の初期反応において前駆体層40P内の金属イオンが硫化されてバッファ層40の一部となるため、下地層の緻密性が高くなる形でバッファ層が析出し、光電変換半導体層30との密着性が良好となる。従って、本発明によれば、CBD法によるバッファ層40(41,42)の成膜において、密着性の良好なバッファ層40(41,42)を、粒子状固形物40Cの生成を抑制し、生産性良く製造することができる。   As described above, in the present invention, in the production of the buffer layer 40 (41, 42), the step of forming the precursor layer 40R containing the metal salt hydrate before the buffer layer forming step by the CBD method, A step of insolubilizing the precursor layer 40R is included. According to this method, since the metal ions in the insolubilized precursor layer 40P function as a good reaction starting point in the CBD process, in the CBD method, the particulate solid 40C is generated in the reaction liquid L1 (L2). Compared to the formation, film deposition is dominant compared to the formation (mainly in the case of the reaction liquid L2). At the same time, the controllability of the buffer layer composition is also increased (mainly in the case of the reaction liquid L1). Further, by using the insolubilized precursor layer 40P as the underlayer, the metal ions in the precursor layer 40P are sulfided and become a part of the buffer layer 40 in the initial reaction of the CBD method. As a result, the buffer layer is deposited in a form that enhances the property, and the adhesiveness with the photoelectric conversion semiconductor layer 30 is improved. Therefore, according to the present invention, in the formation of the buffer layer 40 (41, 42) by the CBD method, the buffer layer 40 (41, 42) having good adhesion is suppressed from generating the particulate solid 40C, It can be manufactured with high productivity.

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、適宜設計変更可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and the design can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.

本発明に係る実施例及び比較例について説明する。
以下に示す基板及び各工程を組み合わせて、8例のバッファ層を成膜した(実施例1〜4及び比較例1〜4)。基板の種類及びプリカーサー層の有無、不溶化処理の条件及び有無、CBD条件については表1にそれぞれ記載した。比較例では、プリカーサー層の条件以外は実施例1,2と同様とした。また、実施例1〜4及び比較例1〜4の条件で光電変換素子を作製し、それぞれ評価を行った。評価結果を表1に示す。
Examples and comparative examples according to the present invention will be described.
Eight buffer layers were formed by combining the following substrate and each step (Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4). The types of substrates and presence / absence of a precursor layer, conditions and presence / absence of insolubilization treatment, and CBD conditions are shown in Table 1, respectively. In the comparative example, it was the same as in Examples 1 and 2 except for the conditions of the precursor layer. Moreover, the photoelectric conversion element was produced on the conditions of Examples 1-4 and Comparative Examples 1-4, and each evaluated. The evaluation results are shown in Table 1.

(基板)
基板として、下記2種類の基板を用意した。
基板1(Cu(In0.7Ga0.3)Se2/Mo/SLG基板):
基板1は、Mo電極層付きソーダライムガラス(SLG)基板上にCIGS層を成膜した基板である。30mm×30mm角のソーダライムガラス(SLG)基板上に、スパッタ法によりMo下部電極を0.8μm厚で成膜した。この基板上に3段階法を用いて膜厚1.8μmのCu(In0.7Ga0.3)Se層を成膜した。
(substrate)
The following two types of substrates were prepared as substrates.
Substrate 1 (Cu (In 0.7 Ga 0.3 ) Se 2 / Mo / SLG substrate):
The substrate 1 is a substrate in which a CIGS layer is formed on a soda lime glass (SLG) substrate with an Mo electrode layer. A Mo lower electrode having a thickness of 0.8 μm was formed on a 30 mm × 30 mm soda lime glass (SLG) substrate by sputtering. A Cu (In 0.7 Ga 0.3 ) Se 2 layer having a thickness of 1.8 μm was formed on this substrate by using a three-step method.

基板2(Cu(In0.7Ga0.3)Se2/Mo/SLG/AAO/Al/SUS基板):
基板2は、ステンレス(SUS)−Al複合基材上のAl表面にアルミニウム陽極酸化膜(AAO)が形成された陽極酸化基板(30mm×30mm角)を用い、さらにAAO表面にソーダライムガラス(SLG)層及びMo電極層、CIGS層が形成された基板である。SLG層およびMo下部電極はスパッタ法により形成し、Cu(In0.7Ga0.3)Se2層は3段階法により成膜した。各層の膜厚は、SUS(100μm超),Al(30μm),AAO(20μm),SLG(0.2μm),Mo(0.8μm),CIGS(1.8μm)であった。
Substrate 2 (Cu (In 0.7 Ga 0.3 ) Se 2 / Mo / SLG / AAO / Al / SUS substrate):
The substrate 2 is an anodized substrate (30 mm × 30 mm square) in which an aluminum anodized film (AAO) is formed on an Al surface on a stainless steel (SUS) -Al composite base material, and a soda lime glass (SLG) on the AAO surface. ) Layer, a Mo electrode layer, and a CIGS layer. The SLG layer and the Mo lower electrode were formed by sputtering, and the Cu (In 0.7 Ga 0.3 ) Se 2 layer was formed by a three-step method. The film thickness of each layer was SUS (over 100 μm), Al (30 μm), AAO (20 μm), SLG (0.2 μm), Mo (0.8 μm), CIGS (1.8 μm).

(表面処理工程)
CIGS層の表面処理にはシアン化カリウム(KCN)10%水溶液を表面処理液として用いた。表面処理液の入った反応槽を用意し、CIGS層の表面を室温にて3分間、KCN水溶液に浸漬させてCIGS層表面の不純物除去を行った。表面処理工程後、純水による十分な水洗を行った。
(Surface treatment process)
For the surface treatment of the CIGS layer, a 10% aqueous solution of potassium cyanide (KCN) was used as the surface treatment solution. A reaction vessel containing a surface treatment solution was prepared, and the surface of the CIGS layer was immersed in a KCN aqueous solution at room temperature for 3 minutes to remove impurities from the CIGS layer surface. After the surface treatment step, sufficient washing with pure water was performed.

(CIGS層上へのプリカーサー層の形成)
酢酸亜鉛2水和物を無水エタノールに溶解して0.01Mの塗布液を調製した。これをKCN処理後の基板1及び基板2上にスピンコーターを用いて1000rpmで塗布を行い自然乾燥した。
(Formation of precursor layer on CIGS layer)
Zinc acetate dihydrate was dissolved in absolute ethanol to prepare a 0.01M coating solution. This was coated on the substrate 1 and the substrate 2 after the KCN treatment at 1000 rpm using a spin coater and naturally dried.

(プリカーサー層の不溶化処理)
上記のようにしてプリカーサ-層まで形成された基板に対し、プリカーサ-層の不溶化処理を行った。不溶化処理は、オーブン中で60℃・8hの加熱処理とした。
(Precursor layer insolubilization treatment)
The precursor layer was insolubilized on the substrate formed up to the precursor layer as described above. The insolubilization treatment was a heat treatment at 60 ° C. for 8 hours in an oven.

(CBD工程)
<CBD反応液の調製>
反応液1:
成分(Z)の水溶液(I)として硫酸亜鉛水溶液(0.18[M])、成分(S)の水溶液(II)としてチオ尿素水溶液(チオ尿素0.30[M])、成分(C)の水溶液(III)としてクエン酸三ナトリウム水溶液(0.18[M])、及び成分(N)の水溶液(IV)としてアンモニア水(0.30[M])をそれぞれ調製した。次に、これらの水溶液のうち、I,II,IIIを同体積ずつ混合して、硫酸亜鉛0.06[M],チオ尿素0.10[M],クエン酸三ナトリウム0.06[M]となる混合溶液を完成させ、この混合溶液と、0.30[M]のアンモニア水を同体積ずつ混合してCBD溶液を得た。水溶液(I)〜(IV)を混合する際には、水溶液(IV)を最後に添加するようにした。透明な反応液とするには、水溶液(IV)を最後に添加することが重要である。CBD溶液は、孔サイズ0.22μmのろ過フィルターを用いてろ過した。得られたCBD溶液のpHは10.3であった。
(CBD process)
<Preparation of CBD reaction solution>
Reaction solution 1:
Zinc sulfate aqueous solution (0.18 [M]) as aqueous solution (I) of component (Z), thiourea aqueous solution (thiourea 0.30 [M]) as aqueous solution (II) of component (S), component (C) Aqueous solution of trisodium citrate (0.18 [M]) was prepared as an aqueous solution (III), and aqueous ammonia (0.30 [M]) was prepared as an aqueous solution (IV) of component (N). Next, among these aqueous solutions, I, II, and III are mixed in the same volume, zinc sulfate 0.06 [M], thiourea 0.10 [M], trisodium citrate 0.06 [M]. A mixed solution was completed, and this mixed solution and 0.30 [M] aqueous ammonia were mixed by the same volume to obtain a CBD solution. When mixing the aqueous solutions (I) to (IV), the aqueous solution (IV) was added last. In order to obtain a transparent reaction solution, it is important to add the aqueous solution (IV) last. The CBD solution was filtered using a filtration filter having a pore size of 0.22 μm. The pH of the obtained CBD solution was 10.3.

反応液2:
反応液1からZn成分を除いた溶液(反応液2)を作製した。反応液1調製工程において、水溶液Iのかわりに水を用いた以外は反応液1の調製と同様な手順で反応液2を調製した。
Reaction liquid 2:
A solution (reaction solution 2) obtained by removing the Zn component from the reaction solution 1 was prepared. In the reaction solution 1 preparation step, reaction solution 2 was prepared in the same procedure as the preparation of reaction solution 1, except that water was used instead of aqueous solution I.

<バッファの析出>
光電変換層(CIGS層)が形成された基板を、90℃に調温した反応液1または2の入った反応槽に表1に記載の時間浸漬させてZn系バッファ層を析出させた。取り出した後に、表面を、純水を用いて十分洗浄したのちドライエアー吹き付けによる洗浄液の除去を行った。
<Precipitation of buffer>
The substrate on which the photoelectric conversion layer (CIGS layer) was formed was immersed in the reaction vessel containing the reaction solution 1 or 2 adjusted to 90 ° C. for the time shown in Table 1 to deposit a Zn-based buffer layer. After taking out, the surface was thoroughly cleaned with pure water, and then the cleaning liquid was removed by spraying with dry air.

<アニール処理>
引き続き、空気中において、200℃、60分間のアニール処理を行った。
<Annealing treatment>
Subsequently, an annealing process was performed in air at 200 ° C. for 60 minutes.

(バッファ層評価)
バッファ層についての評価は、膜厚及び析出速度、粒子の付着の程度の評価を行った。
粒子の付着の程度については、100μm×100μmの視野において、一次粒子サイズが数十〜数百nmオーダーの粒子が凝集した付着物(膜表面を真上から観察した時に発見される凝集体)の存在状態を以下の基準で評価した。
円相当径が3μm以上のものが無い場合を良好(○)、円相当径が3μm以上のものが1個以上、5個以下の場合を可(△)、円相当径が3μm以上のものが6個以上の場合を不良(×)とした。
(Buffer layer evaluation)
The buffer layer was evaluated by evaluating the film thickness, the deposition rate, and the degree of particle adhesion.
Regarding the degree of adhesion of the particles, in the field of view of 100 μm × 100 μm, the adhering material (aggregates found when the surface of the film is observed from directly above) in which the particles having the primary particle size of the order of several tens to several hundreds of nm are aggregated. The presence state was evaluated according to the following criteria.
Good when there is no equivalent circle diameter of 3 μm or more (○), 1 or more when the equivalent circle diameter is 3 μm or more is acceptable (△), and the equivalent circle diameter is 3 μm or more The case of 6 or more was regarded as defective (x).

膜厚の評価は、バッファ層表面に保護膜を形成した後に収束イオンビーム(FIB)加工を行ってバッファ層の断面出しを行い、その断面についてSEM観察を実施した。この断面SEM像から合計35箇所について膜厚計測を行い、その平均値を膜厚として表1に示した。また、表1にはCBD後の薄膜形成の有無として、バッファ層の被覆性の評価を記載した。表1において、下地を完全に被覆した薄膜が得られた場合を○、析出物がないか、あっても下地を完全に被覆していない場合を×として示した。   For the evaluation of the film thickness, a protective film was formed on the surface of the buffer layer, and then a focused ion beam (FIB) process was performed to obtain a cross section of the buffer layer, and SEM observation was performed on the cross section. The film thickness was measured for a total of 35 locations from this cross-sectional SEM image, and the average value is shown in Table 1 as the film thickness. Table 1 shows the evaluation of the coverage of the buffer layer as the presence or absence of thin film formation after CBD. In Table 1, the case where a thin film having a completely covered base was obtained was shown as ◯, and the case where there was no precipitate or even the base was not completely covered was shown as x.

成膜時間及び膜厚の値から、バッファ層の析出速度を算出した。その結果も併せて表1に記載した。   The deposition rate of the buffer layer was calculated from the film formation time and the film thickness value. The results are also shown in Table 1.

表1に示されるように、実施例1〜4では、被覆性の良好なバッファ層が生産性良く成膜できている。また、表1には、プリカーサー層の成膜をしていない比較例1及びプリカーサー層の不溶化処理をしていない比較例3の両方に対し、実施例1ではバッファ層の析出速度が約5培となっていることが示されている。更に、析出速度の速い実施例1〜4では、バッファ層析出過程における反応液中での粒子(コロイド)粒子の析出は非常に少なく、バッファ層表面への粒子状固形物の付着も観察されなかった。これに対し、比較例1〜4では、析出が進行するにつれて粒子(コロイド)の析出が進み、バッファ層表面への粒子の付着も確認された。   As shown in Table 1, in Examples 1 to 4, a buffer layer with good coverage was formed with high productivity. Table 1 also shows that the deposition rate of the buffer layer was about 5 in Example 1 compared to both Comparative Example 1 in which the precursor layer was not formed and Comparative Example 3 in which the precursor layer was not insolubilized. It is shown that. Further, in Examples 1 to 4 where the deposition rate is high, the deposition of particles (colloid) particles in the reaction solution in the buffer layer deposition process is very small, and adhesion of particulate solids to the buffer layer surface is also observed. There wasn't. On the other hand, in Comparative Examples 1 to 4, precipitation of particles (colloid) progressed as precipitation progressed, and adhesion of particles to the buffer layer surface was also confirmed.

上記より、不溶化処理されたプリカーサー層による生産性への高い効果と、プリカーサー層の不溶化処理の重要性が確認された。   From the above, the high effect on productivity by the insolubilized precursor layer and the importance of the insolubilizing treatment of the precursor layer were confirmed.

(光電変換素子の作製)
実施例1〜4及び比較例1〜4のバッファ層上に、スパッタ法により、膜厚500nmのAlドープ導電性酸化亜鉛薄膜を成膜した後、上部電極(取り出し電極)としてAl電極を蒸着法により形成し、単セルの光電変換素子(太陽電池)を作製した。
(Preparation of photoelectric conversion element)
On the buffer layers of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4, an Al-doped conductive zinc oxide thin film having a thickness of 500 nm was formed by sputtering, and then an Al electrode was deposited as an upper electrode (extraction electrode) Thus, a single-cell photoelectric conversion element (solar cell) was produced.

以上のように、CBD法によるバッファ層の成膜工程の前に、金属塩水和物を含む前駆体層形成する工程と、この前駆体層を不溶化処理する工程設けることにより、密着性の良好なバッファ層を、粒子状固形物の生成を抑制し、生産性良く製造することができることが確認された。
As described above, by providing a step of forming a precursor layer containing a metal salt hydrate and a step of insolubilizing this precursor layer before the film formation step of the buffer layer by the CBD method, good adhesion is provided. It was confirmed that the buffer layer can be produced with good productivity while suppressing the generation of particulate solids.

1,1’ 光電変換素子
10 基板
20 下部電極
30 光電変換半導体層
40,41,42 バッファ層
40R プリカーサ−層
40P 不溶化処理したプリカーサ−層
40C 粒子状固形物(コロイド状固形物)
50 透光性導電層
60 上部電極
L,L1,L2 反応液
P 反応槽
1, 1 'photoelectric conversion element 10 substrate 20 lower electrode 30 photoelectric conversion semiconductor layer 40, 41, 42 buffer layer 40R precursor layer 40P insolubilized precursor layer 40C particulate solid (colloidal solid)
50 Translucent conductive layer 60 Upper electrode L, L1, L2 Reaction liquid P Reaction tank

Claims (8)

基板上に、下部電極層と、化合物半導体を主成分とする光電変換半導体層と、バッファ層と、透光性導電層が順次積層された光電変換素子における前記バッファ層の製造方法において、
前記光電変換半導体層上に金属塩水和物を含む前駆体層を塗布成膜する工程(A)と、
該前駆体層を不溶化処理する工程(B)と、
該不溶化処理された前記基板の少なくとも前記前駆体層側の表面を、硫黄源を含むアルカリ性の反応液に浸漬させて、前記バッファ層を化学浴析出法により形成する工程(C)とを備えたことを特徴とするバッファ層の製造方法。
In the method of manufacturing the buffer layer in the photoelectric conversion element in which a lower electrode layer, a photoelectric conversion semiconductor layer containing a compound semiconductor as a main component, a buffer layer, and a light-transmitting conductive layer are sequentially stacked on a substrate,
(A) applying and forming a precursor layer containing a metal salt hydrate on the photoelectric conversion semiconductor layer;
A step (B) of insolubilizing the precursor layer;
A step (C) of immersing at least the precursor layer side surface of the insolubilized substrate in an alkaline reaction solution containing a sulfur source to form the buffer layer by a chemical bath deposition method. A method for manufacturing a buffer layer.
前記反応液として、前記金属塩水和物に含有される金属元素と同一の金属元素を少なくとも1種含むことを特徴とする請求項1記載のバッファ層の製造方法。   The method for producing a buffer layer according to claim 1, wherein the reaction solution contains at least one metal element identical to the metal element contained in the metal salt hydrate. 前記前記不溶化処理が、加熱処理であることを特徴とする請求項1または2記載のバッファ層の製造方法。   The method for manufacturing a buffer layer according to claim 1, wherein the insolubilization treatment is a heat treatment. 前記金属塩水和物が、酢酸亜鉛二水和物及び/又は硫酸亜鉛七水和物であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のバッファ層の製造方法。   The method for producing a buffer layer according to any one of claims 1 to 3, wherein the metal salt hydrate is zinc acetate dihydrate and / or zinc sulfate heptahydrate. 前記硫黄源が、チオ尿素又はその誘導体であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のバッファ層の製造方法。   The method for manufacturing a buffer layer according to any one of claims 1 to 4, wherein the sulfur source is thiourea or a derivative thereof. 前記工程(C)において、前記基板温度及び/又は前記反応液の温度を55℃〜95℃とすることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のバッファ層の製造方法。   The method for producing a buffer layer according to any one of claims 1 to 5, wherein in the step (C), the substrate temperature and / or the temperature of the reaction solution is set to 55 ° C to 95 ° C. 前記工程(C)の後に、前記バッファ層を150℃〜250℃の温度で加熱する工程(D)を更に備えたことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のバッファ層の製造方法。   The process for producing a buffer layer according to any one of claims 1 to 6, further comprising a step (D) of heating the buffer layer at a temperature of 150C to 250C after the step (C). Method. 基板上に、下部電極層と、化合物半導体を主成分とする光電変換半導体層と、バッファ層と、透光性導電層が順次積層された光電変換素子の製造方法において、
前記バッファ層を、請求項1〜7のいずれかに記載のバッファ層の製造方法により製造することを特徴とする光電変換素子の製造方法。
In the method of manufacturing a photoelectric conversion element in which a lower electrode layer, a photoelectric conversion semiconductor layer containing a compound semiconductor as a main component, a buffer layer, and a light-transmitting conductive layer are sequentially stacked on a substrate,
The said buffer layer is manufactured with the manufacturing method of the buffer layer in any one of Claims 1-7, The manufacturing method of the photoelectric conversion element characterized by the above-mentioned.
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