JP2940782B2 - 太陽電池吸収層の製造方法 - Google Patents
太陽電池吸収層の製造方法Info
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- JP2940782B2 JP2940782B2 JP5333745A JP33374593A JP2940782B2 JP 2940782 B2 JP2940782 B2 JP 2940782B2 JP 5333745 A JP5333745 A JP 5333745A JP 33374593 A JP33374593 A JP 33374593A JP 2940782 B2 JP2940782 B2 JP 2940782B2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/541—CuInSe2 material PV cells
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- Recrystallisation Techniques (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は周期律表の１Ｂ族、３Ｂ
族、及び６Ｂ族の元素からなる化合物半導体で形成され
た太陽電池吸収層の製造方法に関し、特に銅−インジウ
ム−セレン三元合金からなる太陽電池吸収層の製造方法
に関する。
族、及び６Ｂ族の元素からなる化合物半導体で形成され
た太陽電池吸収層の製造方法に関し、特に銅−インジウ
ム−セレン三元合金からなる太陽電池吸収層の製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】太陽電池は光エネルギーを電気エネルギ
ーに変換する装置であり、電気絶縁性基板上に、電極層
と光電変換性半導体からなる吸収層と光透過性電極層と
を順次積層して構成されるのが普通である。かかる光電
変換性半導体層としては、原子比率が１：１：２である
銅−インジウム−セレン三元合金の薄層が最も優れた光
電変換効率を示すものと考えられているが、これらの３
成分の比率を制御しながら合金薄層の厚さも制御するこ
とは必ずしも容易なことではなかった。
ーに変換する装置であり、電気絶縁性基板上に、電極層
と光電変換性半導体からなる吸収層と光透過性電極層と
を順次積層して構成されるのが普通である。かかる光電
変換性半導体層としては、原子比率が１：１：２である
銅−インジウム−セレン三元合金の薄層が最も優れた光
電変換効率を示すものと考えられているが、これらの３
成分の比率を制御しながら合金薄層の厚さも制御するこ
とは必ずしも容易なことではなかった。
【０００３】すなわち、薄層を形成するのに広く用いら
れている蒸着法を利用して吸収層を製造しようとする
と、同時蒸着では銅、インジウム、セレンの比率を正確
に制御することが極めて困難であり、各成分をそれぞれ
順次に積層蒸着してから熱処理を加えて合金化する方法
では均一な合金化が必ずしも容易でなく、熱処理時に組
成の変動が起こり易い他、面積の広い吸収層を製造する
にはコストが高いという問題がある。また、電解めっき
法では銅やインジウム、あるいはこれらの合金を比較的
に低いコストで薄膜状に析出させることができるが、セ
レンの電着は容易でない。
れている蒸着法を利用して吸収層を製造しようとする
と、同時蒸着では銅、インジウム、セレンの比率を正確
に制御することが極めて困難であり、各成分をそれぞれ
順次に積層蒸着してから熱処理を加えて合金化する方法
では均一な合金化が必ずしも容易でなく、熱処理時に組
成の変動が起こり易い他、面積の広い吸収層を製造する
にはコストが高いという問題がある。また、電解めっき
法では銅やインジウム、あるいはこれらの合金を比較的
に低いコストで薄膜状に析出させることができるが、セ
レンの電着は容易でない。
【０００４】これに対して、セレンの微細粒子を分散懸
濁させた銅とインジウムとの合金電着浴を用いてセレン
粒子が分散含有された銅−インジウム合金層を形成し、
これを熱処理して銅−インジウム−セレン三元合金の吸
収層を製造する方法が提案されている（国際公開ＷＯ
９２／０５５８６号）。しかしながらこの方法において
電着物の組成を制御するには、電着浴のｐＨ、温度、金
属イオン濃度、電流密度、攪拌速度等の条件をバランス
させる必要がある。それでも銅とインジウムの組成だけ
であれば制御は比較的容易であるが、それに加えてセレ
ン粒子の析出量を制御することは容易でなく、従って性
能のよい太陽電池吸収層を安定して製造することは非常
に難しいことであった。
濁させた銅とインジウムとの合金電着浴を用いてセレン
粒子が分散含有された銅−インジウム合金層を形成し、
これを熱処理して銅−インジウム−セレン三元合金の吸
収層を製造する方法が提案されている（国際公開ＷＯ
９２／０５５８６号）。しかしながらこの方法において
電着物の組成を制御するには、電着浴のｐＨ、温度、金
属イオン濃度、電流密度、攪拌速度等の条件をバランス
させる必要がある。それでも銅とインジウムの組成だけ
であれば制御は比較的容易であるが、それに加えてセレ
ン粒子の析出量を制御することは容易でなく、従って性
能のよい太陽電池吸収層を安定して製造することは非常
に難しいことであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】かかる事情の下で、本
発明は原子比が所望の狭い範囲内に制御された銅−イン
ジウム−セレン三元合金の太陽電池吸収層を安定して製
造することができる改良方法を提供しようとするもので
ある。
発明は原子比が所望の狭い範囲内に制御された銅−イン
ジウム−セレン三元合金の太陽電池吸収層を安定して製
造することができる改良方法を提供しようとするもので
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の太陽電池吸収層
の製造方法は、インジウム微粉末を分散懸濁させたセレ
ン化銅電着浴を用いてインジウム微粉末を分散含有する
セレン化銅の電着層を導電性基板上に形成し、次いで熱
処理して該電着層を銅−インジウム−セレン三元合金層
に転換する方法である。
の製造方法は、インジウム微粉末を分散懸濁させたセレ
ン化銅電着浴を用いてインジウム微粉末を分散含有する
セレン化銅の電着層を導電性基板上に形成し、次いで熱
処理して該電着層を銅−インジウム−セレン三元合金層
に転換する方法である。
【０００７】本発明で用いられるインジウム微粉末は、
粒径は少なくとも１０μｍ以下であることが好ましく、
粒径が粗いときは均一な組成の電着層が得られ難いの
で、特に１μｍ以下であることが望ましい。
粒径は少なくとも１０μｍ以下であることが好ましく、
粒径が粗いときは均一な組成の電着層が得られ難いの
で、特に１μｍ以下であることが望ましい。
【０００８】また本発明で用いられるセレン化銅電着浴
は、例えばホードらの報文（G.Hodes, D.Cahen, Solar
Cells, 16 (1986) 245-254）に開示された酸化セレンを
溶解したスルファミン酸系電着浴や硫酸系電着浴などを
利用することができるが、必ずしもこれに限られるもの
ではない。かかるセレン化銅電着浴はインジウム微粉末
を懸濁状態に保持するために適宜の攪拌や浴の循環など
を行なうことが好ましく、或いは沈降分離を抑制するた
めに界面活性剤や増粘剤などを添加することもできる。
は、例えばホードらの報文（G.Hodes, D.Cahen, Solar
Cells, 16 (1986) 245-254）に開示された酸化セレンを
溶解したスルファミン酸系電着浴や硫酸系電着浴などを
利用することができるが、必ずしもこれに限られるもの
ではない。かかるセレン化銅電着浴はインジウム微粉末
を懸濁状態に保持するために適宜の攪拌や浴の循環など
を行なうことが好ましく、或いは沈降分離を抑制するた
めに界面活性剤や増粘剤などを添加することもできる。
【０００９】
【作用】本発明の方法によれば、組成が所望の範囲内に
制御された銅−インジウム−セレン三成分電着層が１工
程で容易に得られ、この電着層を熱処理することにより
結晶性の優れた銅−インジウム−セレン三元合金の太陽
電池吸収層に転換することができる。
制御された銅−インジウム−セレン三成分電着層が１工
程で容易に得られ、この電着層を熱処理することにより
結晶性の優れた銅−インジウム−セレン三元合金の太陽
電池吸収層に転換することができる。
【００１０】
【実施例】０．１モル/lの銅を含むスルファミン酸系銅
電着浴に二酸化セレンを０．２モル/lの濃度で溶解し、
更に粒径２〜５μｍのインジウム微粉末を懸濁させて３
０℃とし、電着浴をポンプで循環することにより攪拌し
ながらモリブデン薄膜電極を表面に設けたガラス基板を
陰極として電流密度１A/dm2 で２分間電着して、厚さ１
０μｍの電着層を有する積層体を得た。この電着層の組
成を蛍光Ｘ線分析装置を用いて分析したところ、銅：イ
ンジウム：セレンの重量比が２６：４１：３３の組成を
有していることがわかった。
電着浴に二酸化セレンを０．２モル/lの濃度で溶解し、
更に粒径２〜５μｍのインジウム微粉末を懸濁させて３
０℃とし、電着浴をポンプで循環することにより攪拌し
ながらモリブデン薄膜電極を表面に設けたガラス基板を
陰極として電流密度１A/dm2 で２分間電着して、厚さ１
０μｍの電着層を有する積層体を得た。この電着層の組
成を蛍光Ｘ線分析装置を用いて分析したところ、銅：イ
ンジウム：セレンの重量比が２６：４１：３３の組成を
有していることがわかった。
【００１１】次いでこの積層体をセレン粉末を入れたボ
ートと共に真空加熱炉中に装入し、１０-3Torrの真空と
した後に２００℃に１時間続いて４００℃に１時間熱処
理したところ、銅：インジウム：セレンのモル比が約
１：１：２であってＰ型の結晶性のよい合金層を有する
太陽電池吸収層が得られた。
ートと共に真空加熱炉中に装入し、１０-3Torrの真空と
した後に２００℃に１時間続いて４００℃に１時間熱処
理したところ、銅：インジウム：セレンのモル比が約
１：１：２であってＰ型の結晶性のよい合金層を有する
太陽電池吸収層が得られた。
【００１２】
【発明の効果】本発明の太陽電池吸収層の製造方法によ
れば、操作条件の制御が容易な分散電着方法を利用して
銅：インジウム：セレンの原子組成が所望の範囲内にあ
って結晶性のよい太陽電池吸収層を経済的に製造するこ
とができる。
れば、操作条件の制御が容易な分散電着方法を利用して
銅：インジウム：セレンの原子組成が所望の範囲内にあ
って結晶性のよい太陽電池吸収層を経済的に製造するこ
とができる。
Claims (1)
- 【請求項１】 インジウム微粉末を分散懸濁させたセレ
ン化銅電着浴を用いてインジウム微粉末を分散含有する
セレン化銅の電着層を導電性基板上に形成し、次いで熱
処理して該電着層を銅−インジウム−セレン三元合金層
に転換することを特徴とする太陽電池吸収層の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5333745A JP2940782B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 太陽電池吸収層の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5333745A JP2940782B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 太陽電池吸収層の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07193265A JPH07193265A (ja) | 1995-07-28 |
| JP2940782B2 true JP2940782B2 (ja) | 1999-08-25 |
Family
ID=18269491
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5333745A Expired - Fee Related JP2940782B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 太陽電池吸収層の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2940782B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2839201B1 (fr) * | 2002-04-29 | 2005-04-01 | Electricite De France | Procede de fabrication de semi-conducteurs en couches minces a base de composes i-iii-vi2, pour applications photovoltaiques |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP5333745A patent/JP2940782B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07193265A (ja) | 1995-07-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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