JP3249407B2 - カルコパイライト系多元化合物半導体薄膜光吸収層からなる薄膜太陽電池 - Google Patents
カルコパイライト系多元化合物半導体薄膜光吸収層からなる薄膜太陽電池Info
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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-
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- H01L31/0264—Inorganic materials
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/541—CuInSe2 material PV cells
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多元化合物半導体
薄膜を光吸収層として使用したヘテロ接合薄膜太陽電
池、特に薄膜光吸収層としてＣｕ-III-VI2族カルコパイ
ライト系多元化合物半導体、例えば、二セレン化銅イン
ジウム・ガリウム（CIGS) のようなｐ形半導体の薄膜光
吸収層とｐｎヘテロ接合を有する薄膜太陽電池に関す
る。
薄膜を光吸収層として使用したヘテロ接合薄膜太陽電
池、特に薄膜光吸収層としてＣｕ-III-VI2族カルコパイ
ライト系多元化合物半導体、例えば、二セレン化銅イン
ジウム・ガリウム（CIGS) のようなｐ形半導体の薄膜光
吸収層とｐｎヘテロ接合を有する薄膜太陽電池に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】前記タイプの薄膜太陽電池は広範囲に実
用化の可能性があり、その実用化の可能性について、米
国特許第4,335,226 号明細書（Michelsen et.al.によ
る、1982年 6月15日発行）に記載されている。
用化の可能性があり、その実用化の可能性について、米
国特許第4,335,226 号明細書（Michelsen et.al.によ
る、1982年 6月15日発行）に記載されている。
【０００３】このような高い変換効率の薄膜太陽電池に
ついては、米国特許第4,798,660 号明細書（J.H.Ermer
et.al.による）、米国特許第4,915,745 号明細書（G.A.
Pollock et.al.による）、C.L.Jensen et.al. によるPr
oceedings 23rd Photovoltaic Specialists Conference
(1993) P.577 及び特開平4-326526号明細書（光根他に
よる）等に開示されている。
ついては、米国特許第4,798,660 号明細書（J.H.Ermer
et.al.による）、米国特許第4,915,745 号明細書（G.A.
Pollock et.al.による）、C.L.Jensen et.al. によるPr
oceedings 23rd Photovoltaic Specialists Conference
(1993) P.577 及び特開平4-326526号明細書（光根他に
よる）等に開示されている。
【０００４】C.L.Jeasen et.al. による文献には、Gaを
含んだCu-Ga 及びIn積層プリカーサー膜をセレン雰囲気
中で熱処理することで光吸収層を作製した時に、Gaがモ
リブデン(Mo)金属裏面電極層側に偏析し、CIS 光吸収層
と金属裏面電極層間の密着性を向上させると共に、オー
ジェ電子分光法(AES) の結果より、作製した光吸収層
が、Gaが濃度勾配を有するCu(InGa)Se2 層とCIS 層の２
層から成る内部構造を有する可能性が示唆されている。
含んだCu-Ga 及びIn積層プリカーサー膜をセレン雰囲気
中で熱処理することで光吸収層を作製した時に、Gaがモ
リブデン(Mo)金属裏面電極層側に偏析し、CIS 光吸収層
と金属裏面電極層間の密着性を向上させると共に、オー
ジェ電子分光法(AES) の結果より、作製した光吸収層
が、Gaが濃度勾配を有するCu(InGa)Se2 層とCIS 層の２
層から成る内部構造を有する可能性が示唆されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の多元化合物半導
体薄膜を光吸収層として使用したヘテロ接合薄膜太陽電
池においては、より一層の発電効率の向上及び界面接合
特性の向上が望まれていた。本発明は、前記のような問
題点を解消するためになされたもので、本発明の目的
は、高い変換効率の達成と実用化という観点から重要な
開放電圧の増大及び界面接合特性を向上することにあ
る。
体薄膜を光吸収層として使用したヘテロ接合薄膜太陽電
池においては、より一層の発電効率の向上及び界面接合
特性の向上が望まれていた。本発明は、前記のような問
題点を解消するためになされたもので、本発明の目的
は、高い変換効率の達成と実用化という観点から重要な
開放電圧の増大及び界面接合特性を向上することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、金属裏面電極
層と、該金属裏面電極層上に設けられｐ形の導電形を有
しかつ薄膜光吸収層として供される第１のＣｕ-III-VI 2
族カルコパイライト系多元化合物半導体薄膜と、前記薄
膜光吸収層上に設けられｐ形と反対の導電形を有し窓層
として供される禁制帯幅が広くかつ透明で導電性を有す
る第２の金属酸化物半導体透明導電膜薄膜と、前記第１
のＣｕ-III-VI 2 族カルコパイライト系多元化合物半導体
薄膜と第２の金属酸化物半導体透明導電膜薄膜の間の界
面に成長した界面層（バッファー層）として供される透
明で高抵抗を有する半導体薄膜とから構成される薄膜太
陽電池において、前記薄膜光吸収層として供される第１
のＣｕ-III-VI2族カルコパイライト系多元化合物半導体
薄膜が、表面層から金属裏面電極層間における(Ga+In)
に対するGaの相対濃度が表面から内部に向かって徐々
（段階的）に増加する濃度勾配であるカルコパイライト
系多元化合物半導体薄膜光吸収層からなる薄膜太陽電池
である。
層と、該金属裏面電極層上に設けられｐ形の導電形を有
しかつ薄膜光吸収層として供される第１のＣｕ-III-VI 2
族カルコパイライト系多元化合物半導体薄膜と、前記薄
膜光吸収層上に設けられｐ形と反対の導電形を有し窓層
として供される禁制帯幅が広くかつ透明で導電性を有す
る第２の金属酸化物半導体透明導電膜薄膜と、前記第１
のＣｕ-III-VI 2 族カルコパイライト系多元化合物半導体
薄膜と第２の金属酸化物半導体透明導電膜薄膜の間の界
面に成長した界面層（バッファー層）として供される透
明で高抵抗を有する半導体薄膜とから構成される薄膜太
陽電池において、前記薄膜光吸収層として供される第１
のＣｕ-III-VI2族カルコパイライト系多元化合物半導体
薄膜が、表面層から金属裏面電極層間における(Ga+In)
に対するGaの相対濃度が表面から内部に向かって徐々
（段階的）に増加する濃度勾配であるカルコパイライト
系多元化合物半導体薄膜光吸収層からなる薄膜太陽電池
である。
【０００７】本発明は、前記薄膜光吸収層として供され
る第１のＣｕ-III-VI2族カルコパイライト系多元化合物
半導体薄膜が、(Ga+In) に対するGaの相対濃度が、表面
層から金属裏面電極層間では０．０１〜０．８で、且つ
薄膜光吸収層表面から内部に向かって徐々（段階的）に
増加する濃度勾配で、表面層側で０．０１〜０．７、金
属裏面電極層側で０．２〜０．８であるカルコパイライ
ト系多元化合物半導体薄膜光吸収層からなる薄膜太陽電
池である。
る第１のＣｕ-III-VI2族カルコパイライト系多元化合物
半導体薄膜が、(Ga+In) に対するGaの相対濃度が、表面
層から金属裏面電極層間では０．０１〜０．８で、且つ
薄膜光吸収層表面から内部に向かって徐々（段階的）に
増加する濃度勾配で、表面層側で０．０１〜０．７、金
属裏面電極層側で０．２〜０．８であるカルコパイライ
ト系多元化合物半導体薄膜光吸収層からなる薄膜太陽電
池である。
【０００８】本発明は、前記薄膜光吸収層として供され
る第１のＣｕ-III-VI2族カルコパイライト系多元化合物
半導体薄膜が、その表面に極薄膜の二セレン・イオウ化
銅インジウム・ガリウム(CIGSS) からなる表面層を有す
るカルコパイライト系多元化合物半導体薄膜光吸収層か
らなる薄膜太陽電池である。
る第１のＣｕ-III-VI2族カルコパイライト系多元化合物
半導体薄膜が、その表面に極薄膜の二セレン・イオウ化
銅インジウム・ガリウム(CIGSS) からなる表面層を有す
るカルコパイライト系多元化合物半導体薄膜光吸収層か
らなる薄膜太陽電池である。
【０００９】本発明は、前記表面層が、その範囲が表面
から１５００Å以下で、且つそのイオウ濃度が、該表面
層の界面層側の表面から内部に向かって急激に（直線的
に）減少する濃度勾配を有する組成物であるカルコパイ
ライト系多元化合物半導体薄膜光吸収層からなる薄膜太
陽電池である。
から１５００Å以下で、且つそのイオウ濃度が、該表面
層の界面層側の表面から内部に向かって急激に（直線的
に）減少する濃度勾配を有する組成物であるカルコパイ
ライト系多元化合物半導体薄膜光吸収層からなる薄膜太
陽電池である。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明の薄膜太陽電池の概
略構成を示す図である。薄膜太陽電池１は金属裏面電極
層３、表面層41を有する光吸収層（ｐ形半導体）４、界
面層（バッファー層）５、窓層（ｎ形半導体）及び上部
電極（又はスクライブライン）７から構成されている。
に基づいて説明する。図１は本発明の薄膜太陽電池の概
略構成を示す図である。薄膜太陽電池１は金属裏面電極
層３、表面層41を有する光吸収層（ｐ形半導体）４、界
面層（バッファー層）５、窓層（ｎ形半導体）及び上部
電極（又はスクライブライン）７から構成されている。
【００１１】薄膜太陽電池１は１〜３mm厚の青板ガラス
等からなるガラス基板２上に設けられている。該ガラス
基板２上に金属裏面電極層３が設けられ、該金属裏面電
極層３は１〜２ミクロン厚のモリブデン又はチタン等の
高耐蝕性で高融点の金属である。
等からなるガラス基板２上に設けられている。該ガラス
基板２上に金属裏面電極層３が設けられ、該金属裏面電
極層３は１〜２ミクロン厚のモリブデン又はチタン等の
高耐蝕性で高融点の金属である。
【００１２】金属裏面電極層３上に光吸収層４が設けら
れ、該光吸収層４として供される第１の半導体薄膜は、
ｐ形の導電性を有するＣｕ-III-VI2族カルコパイライト
構造の二セレン化銅インジウム・ガリウム(CIGS)の厚さ
１〜３ミクロンの薄膜であり、前記薄膜光吸収層４は、
III 族元素（GaやIn）の相対濃度が、表面層から金属裏
面電極層（Mo) 間における(Ga+In) に対するGaの割合が
０．０１〜０．８で、前記相対濃度が、薄膜光吸収層表
面から内部に向かって徐々（段階的）に増加する濃度勾
配であり、表面層側で０．０１〜０．７、金属裏面電極
層（Mo) 側で０．２〜０．８であるような濃度の制御が
されたものであり、図２に示すようなGaの濃度勾配を示
す。
れ、該光吸収層４として供される第１の半導体薄膜は、
ｐ形の導電性を有するＣｕ-III-VI2族カルコパイライト
構造の二セレン化銅インジウム・ガリウム(CIGS)の厚さ
１〜３ミクロンの薄膜であり、前記薄膜光吸収層４は、
III 族元素（GaやIn）の相対濃度が、表面層から金属裏
面電極層（Mo) 間における(Ga+In) に対するGaの割合が
０．０１〜０．８で、前記相対濃度が、薄膜光吸収層表
面から内部に向かって徐々（段階的）に増加する濃度勾
配であり、表面層側で０．０１〜０．７、金属裏面電極
層（Mo) 側で０．２〜０．８であるような濃度の制御が
されたものであり、図２に示すようなGaの濃度勾配を示
す。
【００１３】そして、前記光吸収層４の表面には極薄膜
の表面層41が設けられており、該表面層41は二セレン・
イオウ化銅インジウム・ガリウム(CIGSS) からなり、該
極薄膜の表面層41の範囲は表面から１５００Å以下で、
該表面層41のイオウ濃度が、前記薄膜表面層(CIGSS) の
表面（界面層（バッファー層）側）から内部に向かって
急激に（直線的に）減少する濃度勾配を有する組成物で
ある。
の表面層41が設けられており、該表面層41は二セレン・
イオウ化銅インジウム・ガリウム(CIGSS) からなり、該
極薄膜の表面層41の範囲は表面から１５００Å以下で、
該表面層41のイオウ濃度が、前記薄膜表面層(CIGSS) の
表面（界面層（バッファー層）側）から内部に向かって
急激に（直線的に）減少する濃度勾配を有する組成物で
ある。
【００１４】更に、前記光吸収層４の上にバッファー層
（界面層）５として供される透明で且つ高抵抗で、水酸
化物を含んでも良いII-VI 族化合物半導体薄膜（例え
ば、ZnO 、S ）が形成され、その上に、窓層６として供
されるｎ形の導電形を有する禁制帯幅が広く且つ透明で
導電性を有する厚さ0.5 〜3 ミクロンのB 又はAlを含ん
だZnＯから成る第２の金属酸化物半導体透明導電膜薄膜
が形成され、前記ｎ形の導電形を有するZnＯからなる窓
層６の露出表面に上部電極又はスクライブライン７が必
要に応じて形成された構造である。
（界面層）５として供される透明で且つ高抵抗で、水酸
化物を含んでも良いII-VI 族化合物半導体薄膜（例え
ば、ZnO 、S ）が形成され、その上に、窓層６として供
されるｎ形の導電形を有する禁制帯幅が広く且つ透明で
導電性を有する厚さ0.5 〜3 ミクロンのB 又はAlを含ん
だZnＯから成る第２の金属酸化物半導体透明導電膜薄膜
が形成され、前記ｎ形の導電形を有するZnＯからなる窓
層６の露出表面に上部電極又はスクライブライン７が必
要に応じて形成された構造である。
【００１５】図２は、後述の製造方法により得られたCI
GS薄膜光吸収層のGaの(Ga+In) に対する相対濃度分布を
オージェ電子分光法(AES) により分析した分析結果を示
したものである。
GS薄膜光吸収層のGaの(Ga+In) に対する相対濃度分布を
オージェ電子分光法(AES) により分析した分析結果を示
したものである。
【００１６】●は１０重量％GaのCu-Ga 合金のターゲッ
ト及びInのターゲットを用いてスパッタリングして作製
した、金属裏面電極層３からの順序がCu-Ga 合金層→純
In層である積層プリカーサー膜を用いてセレン雰囲気中
で熱処理して作製したCIGS薄膜光吸収層４である。
ト及びInのターゲットを用いてスパッタリングして作製
した、金属裏面電極層３からの順序がCu-Ga 合金層→純
In層である積層プリカーサー膜を用いてセレン雰囲気中
で熱処理して作製したCIGS薄膜光吸収層４である。
【００１７】△は２０重量％GaのCu-Ga 合金のターゲッ
ト及びInのターゲットを用いてスパッタリングして作製
した、金属裏面電極層３からの順序が、Cu-Ga 合金層→
純In層である積層プリカーサー膜を用いてセレン雰囲気
中で熱処理して作製したCIGS薄膜光吸収層４である。
ト及びInのターゲットを用いてスパッタリングして作製
した、金属裏面電極層３からの順序が、Cu-Ga 合金層→
純In層である積層プリカーサー膜を用いてセレン雰囲気
中で熱処理して作製したCIGS薄膜光吸収層４である。
【００１８】○は３０重量％GaのCu-Ga 合金のターゲッ
ト及びInのターゲットを用いてスパッタリングして作製
した、金属裏面電極層３からの順序が、Cu-Ga 合金層→
純In層である積層プリカーサー膜を用いてセレン雰囲気
中で熱処理して作製したCIGS薄膜光吸収層４である。
ト及びInのターゲットを用いてスパッタリングして作製
した、金属裏面電極層３からの順序が、Cu-Ga 合金層→
純In層である積層プリカーサー膜を用いてセレン雰囲気
中で熱処理して作製したCIGS薄膜光吸収層４である。
【００１９】図３に本発明の薄膜太陽電池の薄膜光吸収
層の禁制帯幅の構造の模式図を示す。本発明の薄膜太陽
電池は、前記模式図に示されたような構造のCIGS薄膜光
吸収層であり、このCIGS薄膜光吸収層４の表面に極薄膜
のCIGSS 薄膜表面層41が形成されており、この極薄膜の
表面層41は、イオウが前記薄膜表面層(CIGSS) の表面
（界面層（バッファー層）側）から内部に向かって急激
に（直線的に）減少する濃度勾配を有する組成物であ
る。
層の禁制帯幅の構造の模式図を示す。本発明の薄膜太陽
電池は、前記模式図に示されたような構造のCIGS薄膜光
吸収層であり、このCIGS薄膜光吸収層４の表面に極薄膜
のCIGSS 薄膜表面層41が形成されており、この極薄膜の
表面層41は、イオウが前記薄膜表面層(CIGSS) の表面
（界面層（バッファー層）側）から内部に向かって急激
に（直線的に）減少する濃度勾配を有する組成物であ
る。
【００２０】図４に、前記図２の●印で示す、１０重量
％GaのCu-Ga 合金のターゲット及びInのターゲットを用
いてスパッタリング法で作製した、金属裏面電極層３か
らの順序がCu-Ga 合金層→純In層である積層プリカーサ
ー膜を用いてセレン雰囲気中で熱処理して作製したCIGS
薄膜光吸収層４からなる薄膜太陽電池１のCu-Ga 合金タ
ーゲットのGa含有量〔重量％〕に対する開放電圧ＶOC[m
V]特性を示す。受光面積５０ｃｍ2 の薄膜太陽電池モジ
ュールの、AM.1、5,100mW/cm2 のソーラーシュミレータ
ー下で得られたものであり、５００mVを越える高い開放
電圧ＶOCを得ることが可能となり、多結晶シリコン太陽
電池と遜色ない結果が得られる。
％GaのCu-Ga 合金のターゲット及びInのターゲットを用
いてスパッタリング法で作製した、金属裏面電極層３か
らの順序がCu-Ga 合金層→純In層である積層プリカーサ
ー膜を用いてセレン雰囲気中で熱処理して作製したCIGS
薄膜光吸収層４からなる薄膜太陽電池１のCu-Ga 合金タ
ーゲットのGa含有量〔重量％〕に対する開放電圧ＶOC[m
V]特性を示す。受光面積５０ｃｍ2 の薄膜太陽電池モジ
ュールの、AM.1、5,100mW/cm2 のソーラーシュミレータ
ー下で得られたものであり、５００mVを越える高い開放
電圧ＶOCを得ることが可能となり、多結晶シリコン太陽
電池と遜色ない結果が得られる。
【００２１】その結果、薄膜光吸収層４のGaの濃度勾配
が、図２の●印で示すような特性、即ち、表面から内部
に向かって徐々（段階的）に増加する濃度勾配を有する
組成とすることにより、禁制帯幅を広くすることが可能
となり、開放電圧ＶOCを大きくすることができる。
が、図２の●印で示すような特性、即ち、表面から内部
に向かって徐々（段階的）に増加する濃度勾配を有する
組成とすることにより、禁制帯幅を広くすることが可能
となり、開放電圧ＶOCを大きくすることができる。
【００２２】図５に、前記図２の△印で示す、２０重量
％GaのCu-Ga 合金のターゲット及びInのターゲットを用
いてスパッタリングして作製した、金属裏面電極層３か
らの順序が、Cu-Ga 合金層→純In層である積層プリカー
サー膜を用いてセレン雰囲気中で熱処理して作製したCI
GS薄膜光吸収層４を有する薄膜太陽電池１において、前
記CIGSS 表面層41がない薄膜太陽電池Ｉと前記CIGSS 表
面層41がある薄膜太陽電池IIの曲線因子〔ＦＦ〕の測定
結果を示す。
％GaのCu-Ga 合金のターゲット及びInのターゲットを用
いてスパッタリングして作製した、金属裏面電極層３か
らの順序が、Cu-Ga 合金層→純In層である積層プリカー
サー膜を用いてセレン雰囲気中で熱処理して作製したCI
GS薄膜光吸収層４を有する薄膜太陽電池１において、前
記CIGSS 表面層41がない薄膜太陽電池Ｉと前記CIGSS 表
面層41がある薄膜太陽電池IIの曲線因子〔ＦＦ〕の測定
結果を示す。
【００２３】前記測定結果のように、前記CIGSS 表面層
41がある薄膜太陽電池IIは前記CIGSS 表面層41がない薄
膜太陽電池Ｉよりも曲線因子〔ＦＦ〕が大きくなること
がわかった。
41がある薄膜太陽電池IIは前記CIGSS 表面層41がない薄
膜太陽電池Ｉよりも曲線因子〔ＦＦ〕が大きくなること
がわかった。
【００２４】曲線因子〔ＦＦ〕は太陽電池における界面
接合特性の良否を判断する尺度であるので、本発明の光
吸収層４の極薄膜の表面層41により、界面層（又はバッ
ファー層）５と薄膜光吸収層４との界面接合特性を大幅
に改善することができる。
接合特性の良否を判断する尺度であるので、本発明の光
吸収層４の極薄膜の表面層41により、界面層（又はバッ
ファー層）５と薄膜光吸収層４との界面接合特性を大幅
に改善することができる。
【００２５】
【発明の効果】（Ａ）薄膜光吸収層４のGaの濃度勾配
を、図２に示すように表面から内部に向かって徐々（段
階的）に増加する内部構造とすることにより、禁制帯幅
に勾配付けることが可能となり、開放電圧ＶOCを大きく
することができる。 （Ｂ）前記光吸収層４の極薄膜の表面層41は表面から１
５００Å以下の範囲で、且つイオウ濃度が前記薄膜表面
層(CIGSS) の表面（界面層（バッファー層）側）から内
部に向かって急激に（直線的に）減少する濃度勾配を有
する組成物であることにより、界面層（又はバッファー
層）５と薄膜光吸収層４との界面接合性を改善すること
ができる。
を、図２に示すように表面から内部に向かって徐々（段
階的）に増加する内部構造とすることにより、禁制帯幅
に勾配付けることが可能となり、開放電圧ＶOCを大きく
することができる。 （Ｂ）前記光吸収層４の極薄膜の表面層41は表面から１
５００Å以下の範囲で、且つイオウ濃度が前記薄膜表面
層(CIGSS) の表面（界面層（バッファー層）側）から内
部に向かって急激に（直線的に）減少する濃度勾配を有
する組成物であることにより、界面層（又はバッファー
層）５と薄膜光吸収層４との界面接合性を改善すること
ができる。
【図１】本発明の薄膜太陽電池の断面図である。
【図２】本発明の薄膜太陽電池のCIGS薄膜光吸収層のGa
の(Ga+In) に対する相対濃度分布をオージェ電子分光法
(AES) により分析した結果を示す図である。
の(Ga+In) に対する相対濃度分布をオージェ電子分光法
(AES) により分析した結果を示す図である。
【図３】本発明の薄膜太陽電池の薄膜光吸収層の禁制帯
幅の構造を示した模式図である。
幅の構造を示した模式図である。
【図４】本発明のCIGS薄膜光吸収層からなる薄膜太陽電
池のCu-Ga 合金ターゲットのGa含有量〔重量％〕に対す
る開放電圧ＶOC[mV]特性を示す図である。
池のCu-Ga 合金ターゲットのGa含有量〔重量％〕に対す
る開放電圧ＶOC[mV]特性を示す図である。
【図５】本発明のCIGSS 表面層がある薄膜太陽電池IIと
CIGSS 表面層がない薄膜太陽電池Ｉとの曲線因子〔Ｆ
Ｆ〕の測定結果を示す図である。
CIGSS 表面層がない薄膜太陽電池Ｉとの曲線因子〔Ｆ
Ｆ〕の測定結果を示す図である。
１ 薄膜太陽電池 ２ ガラス基板 ３ 金属裏面電極 ４ 薄膜光吸収層（ｐ形半導体） 41 薄膜表面層(CIGSS) ５ 界面層（又はバッファー層） ６ 窓層（ｎ形半導体） ７ 上部電極又はスクライブライン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−7167（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−136276（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−110125（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 31/04 - 31/078
Claims (4)
- 【請求項１】 金属裏面電極層と、該金属裏面電極層上
に設けられｐ形の導電形を有しかつ薄膜光吸収層として
供される第１のＣｕ-III-VI 2 族カルコパイライト系多元
化合物半導体薄膜と、前記薄膜光吸収層上に設けられｐ
形と反対の導電形を有し窓層として供される禁制帯幅が
広くかつ透明で導電性を有する第２の金属酸化物半導体
透明導電膜薄膜と、前記第１のＣｕ-III-VI 2 族カルコパ
イライト系多元化合物半導体薄膜と第２の金属酸化物半
導体透明導電膜薄膜の間の界面に成長した界面層（バッ
ファー層）として供される透明で高抵抗を有する半導体
薄膜とから構成される薄膜太陽電池において、前記薄膜
光吸収層として供される第１のＣｕ-III-VI2族カルコパ
イライト系多元化合物半導体薄膜が、表面層から金属裏
面電極層間における(Ga+In) に対するGaの相対濃度が表
面から内部に向かって徐々（段階的）に増加する濃度勾
配であることを特徴とするカルコパイライト系多元化合
物半導体薄膜光吸収層からなる薄膜太陽電池。 - 【請求項２】 前記薄膜光吸収層として供される第１の
Ｃｕ-III-VI2族カルコパイライト系多元化合物半導体薄
膜が、(Ga+In) に対するGaの相対濃度が、表面層から金
属裏面電極層間では０．０１〜０．８で、且つ薄膜光吸
収層表面から内部に向かって徐々（段階的）に増加する
濃度勾配で、表面層側で０．０１〜０．７、金属裏面電
極層側で０．２〜０．８であることを特徴とする請求項
１記載のカルコパイライト系多元化合物半導体薄膜光吸
収層からなる薄膜太陽電池。 - 【請求項３】 前記薄膜光吸収層として供される第１の
Ｃｕ-III-VI2族カルコパイライト系多元化合物半導体薄
膜が、その表面に極薄膜の二セレン・イオウ化銅インジ
ウム・ガリウム(CIGSS) からなる表面層を有することを
特徴とする請求項１又は２記載のカルコパイライト系多
元化合物半導体薄膜光吸収層からなる薄膜太陽電池。 - 【請求項４】 前記表面層が、その範囲が表面から１５
００Å以下で、且つそのイオウ濃度が、該表面層の界面
層側の表面から内部に向かって急激に（直線的に）減少
する濃度勾配を有する組成物であることを特徴とする請
求項３記載のカルコパイライト系多元化合物半導体薄膜
光吸収層からなる薄膜太陽電池。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29979196A JP3249407B2 (ja) | 1996-10-25 | 1996-10-25 | カルコパイライト系多元化合物半導体薄膜光吸収層からなる薄膜太陽電池 |
| EP97107183A EP0838863A3 (en) | 1996-10-25 | 1997-04-30 | Thin-film solar cell comprising thin-film absorbing layer of chalcopyrite multi-element compound semiconductor |
| US08/841,690 US5981868A (en) | 1996-10-25 | 1997-04-30 | Thin-film solar cell comprising thin-film light absorbing layer of chalcopyrite multi-element compound semiconductor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29979196A JP3249407B2 (ja) | 1996-10-25 | 1996-10-25 | カルコパイライト系多元化合物半導体薄膜光吸収層からなる薄膜太陽電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10135498A JPH10135498A (ja) | 1998-05-22 |
| JP3249407B2 true JP3249407B2 (ja) | 2002-01-21 |
Family
ID=17876990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29979196A Expired - Lifetime JP3249407B2 (ja) | 1996-10-25 | 1996-10-25 | カルコパイライト系多元化合物半導体薄膜光吸収層からなる薄膜太陽電池 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5981868A (ja) |
| EP (1) | EP0838863A3 (ja) |
| JP (1) | JP3249407B2 (ja) |
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