JP5042363B2 - Ｃｄｔｅ／ｃｄｓ薄膜太陽電池における非整流バック接点の形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、太陽電池技術の分野に関し、より具体的には、ＣｄＴｅ／ＣｄＳ薄膜太陽電池の大規模生産の工程に関する。特に、本発明は、非整流バック接点の形成に関するこの工程の改善に関する。本明細書で簡単のために「ＣｄＴｅ／ＣｄＳ薄膜」太陽電池と称しても、式
Ｚｎ_ｘＣｄ_１−ｘＳ／ＣｄＴｅ_ｙＳ_１−ｙ
（式中、０≦ｘ≦０．２及び０．９５≦ｙ≦１）
に含まれるすべての塩混合物を含む用語であることは、理解されるべきである。

知られているように、ＣｄＴｅ／ＣｄＳ太陽電池の典型的構成は、透明な導電性酸化物（ＴＣＯ）膜を担持する透明ガラス基板、ｎ型半導体を代表するＣｄＳ膜、ｐ型半導体を代表するＣｄＴｅ膜及び金属のバック接点を含む、多層配置の膜配列を有する。このタイプの層配置及び構造を有する太陽電池は、例えば、米国特許第５３０４４９９号に開示されている。

市販のフロートガラスは、透明な基板として使用され得るが、その低コストにも拘わらず、フロートガラスの欠点、特にＴＣＯ膜中へのＮａ拡散を回避するために、特殊ガラスが好ましいことが多い。

最も一般的なＴＣＯは、Ｓｎを１０％含むＩｎ_２Ｏ_３である（ＩＴＯ）。この材料は、３×１０^−４Ωｃｍの桁の非常に低い比抵抗及び太陽光スペクトルの可視領域における高い透過率（＞８５％）を有する。しかしながら、この材料は、スパッタリングにより作製されるが、数回実施後に、ＩＴＯターゲットに過剰のＩｎを含む若干の結節（ｎｏｄｕｌｅ）が形成されて、膜を損ない得るような結節間の放電がスパッタリング中に起こる可能性がある。一般的に使用される他の材料は、フッ素ドープされたＳｎＯ２であるが、しかしながら、それは１０^−３Ωｃｍに近い高い比抵抗を示し、その結果、シートの抵抗が約１０Ω／平方であるために、１μｍの厚さの層が必要になる。ＴＣＯの厚さが大であると、透過率が低下して、その結果太陽電池の光電流が低下する。Ｃｄ_２ＳｎＯ_４の使用も、ＮＲＥＬグループ（Ｘ．Ｗｕ他、Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ、２８６巻（１９９６年）２７４〜２７６頁）により提案されている。この材料も、ターゲットがＣｄＯとＳｎＯ_２との混合物で作製されるので、いくつかの欠点を有し、ＣｄＯは高度に吸湿性なので、ターゲットの安定性が不満足な結果になる可能性がある。

ＷＯ０３／０３２４０６は、同じ出願人の名で、ＣｄＴｅ／ＣｄＳ薄膜太陽電池の大規模生産の工程を開示し、その工程においては、ＴＣＯ膜の堆積は、比抵抗の非常に低い膜がターゲット上にいかなる金属結節も形成せずに堆積可能であるように実施され、安上がりの基板の使用が可能になる。この目的のために、ＴＣＯ層は、水素、又はアルゴン−水素混合物、及びガス状フルオロアルキル化合物、例えばＣＨＦ_３を含む不活性ガス雰囲気中で、スパッタリングにより形成される。このようにして、ＴＣＯはフッ素でドープされる。

ＣｄＳ膜又は層は、ＣｄＳの顆粒状材料からのスパッタリング又は近接昇華（ＣＳＳ）により堆積される。この後者の技法により、基板と蒸発原料とが２〜６ｍｍの距離で互いに非常に近接して置かれ、堆積が、Ａｒ、Ｈｅ又はＮ_２などの不活性ガスの存在下１０^−１〜１００ｍｂａｒの圧力で実施されるので、単純な真空蒸発又はスパッタリングにおいて使用される基板温度よりはるかに高い基板温度での薄膜調製が可能になる。基板温度が高いほど、より良い結晶品質の材料の成長が可能になる。近接昇華の重要な特徴は、大規模生産に適した１０μｍ／ｍｉｎにもなる非常に高い成長速度である。

ＣｄＴｅ膜又は層は、４８０〜５２０℃の基板温度で、近接昇華（ＣＳＳ）によりＣｄＳ膜の上に堆積される。ＣｄＴｅ顆粒はＣｄＴｅ原料として一般的に使用され、それは開放坩堝から蒸発される。

ＣｄＴｅ膜上の電気的バック接点は、例えば、グラファイト接点においてアニーリングするとＣｄＴｅ膜中に拡散し得る銅などのＣｄＴｅに対する高度のｐドーパント金属の膜の堆積により通常得られる。ＣｄＴｅ／ＣｄＳ太陽電池におけるバック接点としてのＳｂ_２Ｔｅ_３膜の使用は、同じ発明者らにより開示されている。（Ｎ．Ｒｏｍｅｏら、「高効率で且つ安定なＣｄＴｅ／ＣｄＳ薄膜太陽電池（Ａ ｈｉｇｈｌｙ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ａｎｄ ｓｔａｂｌｅ ＣｄＴｅ／ＣｄＳ ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌ）」、Ｓｏｌａｒ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ＆ Ｓｏｌａｒ Ｃｅｌｌｓ、５８巻（１９９９年）、２０９〜２１８頁）。

ＣｄＴｅ／Ｃｄ薄膜太陽電池中のバック接点は、それらの効率を達成するのに非常に重要な役割を演ずる。整流接点、即ち、オームの法則に従わない、即ち、電圧と電流との間に直線関係がない金属半導体接点は、Ｊ−Ｖ特性において、即ち電圧の関数としての電流密度の挙動を示す図において、「ロールオーバー（ｒｏｌｌ ｏｖｅｒ）」（暗条件／明条件Ｊ−Ｖ特性曲線の第１象限における交差）を生じ、それは「曲線因子（ｆｉｌｌ ｆａｃｔｏｒ）」を相当に低下させ、その結果電池効率を低下させる（Ｄ．Ｂｏｎｎｅｔ及びＰ．Ｖ．Ｍｅｙｅｒｓ、Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｒｅｓ．１３巻（１９９８年）２７４０〜２７５３頁）。ＣｄＴｅは高い電子親和性（χ）及び高い禁制帯（１．５ｅＶ）を有するので、金属の大部分は、ｐ型ＣｄＴｅにおける正孔輸送を制限するショットキーバリアを形成する。ＣｄＴｅ上に接点を形成するためにＣｕを使用するとき、Ｃｕ堆積前にリン酸／硝酸浴中でＣｄＴｅ上に化学エッチング（いわゆるＮ−Ｐエッチング）を実施して、ＣｕとのＣｕ_ｘＴｅ（１≦Ｘ≦２）化合物を形成するＴｅに富む表面を創出する。

この化合物は、相互拡散により、ＣｄＴｅと低抵抗の密接な接点を形成するが、その安定性は１≦Ｘ≦１．４のＣｕ_ｘＴｅ相に限定される。一方、Ｃｕ_２Ｔｅ相は安定な化合物ではなく、それ故Ｃｕを遊離し、それは速く拡散する元素であって、特に粒子周辺部を通ってＣｄＴｅに浸透し、これはおそらく電池の劣化を生じさせる。Ｃｕは正のイオンであるから、ＣｄＴｅ内におけるその拡散は、接合部の内部電場に依存し、その電場もまた、電池が外部バイアス又は照明を受けるという事実に依存する。装置の劣化は、６０℃を超える温度に加熱されたとき又は強い照明にさらされたとき（＞１ｓｕｎ）、明らかに速い。

この欠点を回避又は少なくとも限定するために、このタイプのバック接点を使用する太陽電池、例えば、Ｆｉｒｓｔ Ｓｏｌａｒ Ｉｎｃ．（米国）により製造される太陽電池は、ＣｄＴｅが化学エッチングにかけられた後で堆積された２ｎｍのＣｕ厚さを使用している（Ｃ．Ｒ．Ｃｏｒｗｉｎｅら、Ｓｉｔｅｓ、Ｓｏｌ．Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｔ．＆ Ｓｏｌａｒ Ｃｅｌｌｓ、８２巻（２００４年）４８１〜４８９頁）。

装置のいかなる劣化も回避するために、新しいバック接点材料、即ちＳｂ_２Ｔｅ_３及びＡｓ_２Ｔｅ_３が、Ｃｕの使用に対する代替として、同じ出願人の名で、国際特許出願ＷＯ０３／０３２４０６に開示されている。特に、Ｓｂ_２Ｔｅ_３は、低いギャップ（０．３ｅＶ）を有する材料であり、ｐ型であり、比抵抗は１０^−４Ωｃｍに近い。約３００℃の基板温度で堆積したとき、それはＣｄＴｅと密な接点を形成して、１６％近い効率に達することを可能にし得る。このタイプの接点は、１０〜２０ｓｕｎの装置照度及び１００℃を超える温度でさえ非常に安定なことが証明された。しかしながら、このようにして良質のオーミック接点が形成されても、ＣｄＴｅ膜成長を特定の条件で行った場合、Ｊ−Ｖ特性曲線における「ロールオーバー」の存在が観察され、これは若干の整流が、非常に顕著ではないとしても、バック接点に存在することを示すものである。

それ故、完全に非整流であり且つ膜安定性を保証する、ＣｄＴｅ薄膜のためのオーミック接点を形成する方法を提供することが、本発明の一般的目的である。

本発明の特定の目的は、強い照度及び高い温度条件下でさえ、電池の安定性が保証されることを可能にする、ＣｄＳ／ＣｄＴｅ薄膜太陽電池のオーミックバック接点を形成し、その結果、先行技術に比較して電池効率を改善、又は少なくとも変わらないように保つ方法を提供することである。

本発明の他の目的は、上記のタイプの薄膜太陽電池のバック接点を形成する方法であって、Ｃｕがバック接点の形成に使用されても、堆積したＣｕ膜の厚さの制御が、先行技術による工程で起こるのと同じ決定的な形で電池安定性に影響することはない方法を提供することである。

本発明のさらなる目的は、上記のタイプの薄膜太陽電池のバック接点を形成する方法であって、バック接点が形成される前にＣｄＴｅ膜を化学エッチング処理する必要がない方法を提供することである。

本発明のさらに他の目的は、強い照度及び高い温度条件下でさえ高い安定性を保証し、その結果既知の類似の太陽電池と比較してそれらの効率を改善し、又は少なくとも、変わらないような、バック接点が完全に非整流である薄膜太陽電池を提供することである。

これらの目的は、請求項１及び１４で本質的特徴を説明するＣｄＴｅ／ＣｄＳ薄膜太陽電池のための非整流バック接点を形成する方法、及びこの方法による太陽電池によって達せられる。

本発明の一態様によれば、ＷＯ０３／０３２４０６で開示された工程を基準にしてＣｄＴｅ膜が、処理される方法を変更せずに、したがってＣｄＴｅ膜表面のいかなる種類のエッチングも使用せずに、光起電装置を経時的に安定に維持する、オーミック接点を形成する方法が提供される。

ｐ型ＣｄＴｅに接触するこの新しい方法は、スパッタリングによりまずＡｓ_２Ｔｅ_３膜を、次にＣｕ膜を順に堆積させることにあるが、真の接点はＡｓ_２Ｔｅ_３によってもＣｕによっても得られず、Ｃｕ_ｘＴｅ（１≦ｘ≦１．４である）化合物によって得られる。接点の及びそれ故の太陽電池のオーム性の挙動と経時安定性の両方を保証するのはこの化合物である。

換言すれば、本発明による方法は、ＣｕとＴｅとの間の反応性のために他の方法では形成できないＣｕ_ｘＴｅ（１≦ｘ≦１．４である）をＣｄＴｅ膜の上に形成させることに存する、ＣｄＴｅ膜の非整流オーミックバック接点を形成する方法を提供する。実際問題として、ＣｕとＴｅとを含む膜が何らかの方法で堆積されれば、最終的結果は、いずれの場合も、オーミック接点を生ぜず且つＣｕ原子を遊離するので不安定なＣｕ_２Ｔｅ相を含む数相の分離になるであろう。ＣｕとＴｅとの間の安定な相は、１と１．４の間に含まれるＣｕ含有率を有する相、即ち、通常の方法で処理されたＣｄＴｅ膜の表面上に順に堆積されたＡｓ_２Ｔｅ_３膜上に、Ｃｕ膜をスパッタリング堆積させることにより、エネルギー的に有利な条件で形成された相である。

Ａｓ_２Ｔｅ_３層上に析出させることが有用であるＣｕの最大量は、良好な非整流接点及び安定な系を同時に保証するものでなければならず、それ故、ＣｄＴｅ膜を通る原子状Ｃｕの拡散及びその結果としてｐ−ｎ機能の劣化を惹起することになる遊離Ｃｕを生成を伴わず、又はＣｕ_２Ｔｅの形成を回避して、Ｃｕ_ｘＴｅ（１≦ｘ≦１．４である）の形成を可能にするものでなければならない。

特に、Ｃｕ_ｘＴｅ（１≦ｘ≦１．４である）化合物は、１５０℃と２５０℃との間に含まれる温度でＡｓ_２Ｔｅ_３上にＣｕ膜堆積を直接実施することによるか、又は低温（＜１００℃）でＡｓ_２Ｔｅ_３を析出させてから１５０°と２５０℃との間に含まれる温度で層の集合体を加熱することによるかのいずれかで、自然な方法で形成することができる。両方の場合とも、特に好ましい温度は少なくとも１８０℃である。このようにして形成されたバック接点をこの温度に少なくとも１分間保つことは、Ｃｕ_ｘＴｅ（１≦ｘ≦１．４である）なる化合物の形成の目的にとって必須ではないにしても、有益である。

本発明によるバック接点の形成において、Ｃｕ膜のＡｓ_２Ｔｅ_３上へのスパッタリング堆積中に、これらの材料間の特定の相互作用があると有利である。スパッタリング技法において、基板に達する原子は、数十ｅＶのエネルギー（熱蒸発で、それは数十ｅＶにも高くなり得る）を有し得る。Ａｓ_２Ｔｅ_３膜表面は、２００℃で熱的に不安定になり始める（それは２５０℃で再蒸発し始める）。それに反して、Ｃｕ原子は、大過剰のエネルギーを有し、それは表面衝突により部分的に失われ、且つＡｓ_２Ｔｅ_３分子を破壊してＡｓを置き換え、その温度でより安定な（即ち、より高い生成エネルギーを有する）化合物、即ちＣｕ_ｘＴｅ（１≦ｘ≦１．４である）を形成するのに部分的に使用される。化学結合の混成が起こり得るので、化学量論組成が変化することが可能で（Ｘが１と１．４との間で変化し得る）、その結果としてｘ＝１．４からｘ＝１にかけての生成エネルギーを増大させることになり得る。

Ｘ線回折像により示したように、Ａｓ_２Ｔｅ_３はＣｕと反応するので、Ａｓ_２Ｔｅ_３はＣｕを遮断する。Ｃｕ膜が２０ｎｍ以下の値に保たれれば、安定な材料、即ち、ｘが１と１．４との間に含まれるＣｕ_ｘＴｅが形成され、それはＣｄＴｅとの非整流接点を形成する。（図３及び４参照）。

Ｓｂ_２Ｔｅ_３は非常に安定で、Ｃｕと反応せず、それ故ＣｕはＳｂ_２Ｔｅ_３膜を通ってＣｄＴｅ層中に拡散することができ、その結果装置を損なうので、Ａｓ_２Ｔｅ_３の代わりにＳｂ_２Ｔｅ_３が使用されても、同じ結果は得られないことが観察されている。

ここで、添付の図面を参照して、本発明をさらに詳細に説明することにする。

本発明によるバック接点を有するＣｄＴｅ／ＣｄＳ薄膜太陽電池の構造を模式的に示す図である。 バック接点が、本発明の方法により、但し２通りの異なる堆積温度で（即ち、曲線ａは大気温度；曲線ｂは２００℃）堆積された、２種の太陽電池についてＪ−Ｖ特性曲線を示す図である。 ガラス上に、２００℃の基板温度で堆積されたＡｓ_２Ｔｅ_３膜であって、その上に同じ温度で堆積された２０ｎｍのＣｕの層があるもの（曲線ｂ）及びないもの（曲線ａ）のＸ線分析を示す図である。 ガラス上に、２００℃の基板温度で堆積されたＡｓ_２Ｔｅ_３膜であって、その上に同じ温度で堆積された５０ｎｍのＣｕの層があるもの（曲線ｂ）及びないもの（曲線ａ）のＸ線分析を示す図である。

本発明の方法による新しいＡｓ_２Ｔｅ_３＋Ｃｕバック接点を有するＣｄＴｅ／ＣｄＳスズ（ｔｉｎ）膜太陽電池の製造を特徴づける主要なステップは以下のとおりである。
ａ．有機残留物（油脂、溶媒その他）及び微粒子（１μｍを超えるサイズの粉塵）のいかなる痕跡も除去するようにガラスを洗浄するステップ。
ｂ．ガラス上にスパッタリングすることにより前方の透明な接点を堆積するステップであって、前記接点は２層を含むステップ：第１層は導電性を保証するＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）であり、第２層は、次のステップで析出されるはずの層中における不純物の可能な拡散に対する緩衝層又はバリアとして作用するＺｎＯである。両層は、全体として、可視波長領域中で８５％以上の透過率を保証しなければならない。
ｃ．Ａｒ＋５％ＣＨＦ３環境下で反応性スパッタリング（ＲＦ−マグネトロン）により、接合部の第１部分をなすｎ型半導体であるＣｄＳ膜を堆積するステップ。
ｄ．ＣＳＳ（近接昇華）により、接合部の第２の部分をなすｐ型半導体であり、可視光の完全な吸収を保証するＣｄＴｅ膜を堆積する。
ｅ．これより前に調製された集合体全体を４００℃で熱処理するステップ：ＣｄＴｅ膜表面をＡｒ＋フレオン雰囲気中で、５分以内の間露出させてから、温度を４００℃にさらに５分間保ち、真空条件を確立して、第１の部分で生成した可能性のある揮発性化合物を、このようにしてＣｄＴｅ膜表面から再蒸発させる。
ｆ．スパッタリングにより本発明による２層（第１層はＡｓ_２Ｔｅ_３、第２層はＣｕ）を含むバック接点を堆積させるステップ：このようにして形成されたバック接点上に、次にＭｏ膜が堆積されて適当なシートの抵抗が確保される。

このようにして製造された太陽電池の模式的構造を図１に示す。

Ａｓ_２Ｔｅ_３層は、ＣｄＴｅ表面をいかなる化学エッチングにもかけずにその表面上に直接堆積され、一方、Ｃｕ層は、約２００℃、好ましくは１８０℃の基板温度で堆積される。Ａｓ_２Ｔｅ_３は、０．６ｅＶの禁制エネルギー帯及び約１０^−３Ωｃｍの比抵抗を有するｐ型半導体である。Ａｓ_２Ｔｅ_３の厚さは、１００と３００ｎｍとの間で変化し得るが、Ｃｕ厚さは２と２０ｎｍとの間で変化し得る。実験的に試すにあたっては、Ａｓ_２Ｔｅ_３及びＣｕの両方ともスパッタリングにより堆積され、前者は１０と２０Å／ｓｅｃとの間の速度で堆積され、後者は５Å／ｓｅｃの速度で堆積される。

Ａｓ_２Ｔｅ_３及びＣｕが両方ともいかなる熱処理もなく大気温度で堆積されるなら、結果は、図２の曲線ａで見ることができるような整流接点であり、図２において、Ｊ−Ｖ特性曲線の第１象限における「ロールオーバー」（Ｊ−Ｖ曲線の屈曲）が見られる。Ｃｕが約２００℃の基板温度で堆積されると、ロールオーバーは消失して（図２の曲線ｂ）、装置の曲線因子はこの場合には非常に高い（最初の場合における０．５７に代わって０．７）。

Ａｓ_２Ｔｅ_３＋Ｃｕのこの二重層の挙動を理解するために、Ａｓ_２Ｔｅ_３＋Ｃｕをガラス上に直接堆積させることによりいくつかの試料を調製して、Ｃｕを約２００℃の基板温度で堆積させた。さらに、いくつかの試料を、Ａｓ_２Ｔｅ_３上に厚さ２０ｎｍまでのＣｕを堆積させることにより調製し、他方、他の試料を、約５０ｎｍのＣｕ層を堆積させることにより調製した。これらの試料をＸ線分析して、Ａｓ_２Ｔｅ_３のみを含む試料と比較した。２０ｎｍ以下の層厚さを有するＣｕを含有する試料は、いくつかの１≦Ｘ≦１．４のＣｕ_ｘＴｅ相を示し（図３、曲線ａ及びｂ）、一方、層厚さ５０ｎｍのＣｕを含有する試料は、Ｃｕ_２Ｔｅ相さえも示すことが観察された（図４、曲線ａ及びｂ）。上記試験の結果は、２０ｎｍまでの厚さのＣｕ層は、ＣｄＴｅとの安定な非整流接点を形成するＣｕ_ｘＴｅ相（１≦Ｘ≦１．４である）を形成するように堆積できるということである。このことは、ＣｄＴｅ表面にいかなるエッチングも行わずに、約２００℃の基板温度で、２００ｎｍのＡｓ_２Ｔｅ_３及び２０ｎｍのＣｕを順に析出させることにより、バック接点が作製されたＣｄＴｅ／ＣｄＳ電池の図２の曲線ｂに示されたＪ−Ｖ特性曲線によっても確認される。この電池の曲線因子は約０．７である。

これらのデータから、Ａｓ_２Ｔｅ_３はＣｕに対するバリアとして挙動すること、及びＣｕがより低い温度で堆積されてから、堆積後に約２００℃にもたらされたとき、Ａｓ_２Ｔｅ_３とＣｕとの間の固体状態での反応が起こり、その反応でＣｕがＡｓを置き換えてＣｕ_ｘＴｅ相を形成することを結論することができる。

ｐ型ＣｄＴｅ上に非整流接点を形成させる方法は、Ｔｅに富む表面がＣｄＴｅの化学エッチングによりまず創出されてから、Ｃｕが堆積されてＣｕ_ｘＴｅを形成する、一般的に使用されている方法に似ているように思われる。しかしながら、本発明の方法には、いかなるＣｄＴｅエッチングも実施されないこと、及び１０倍までのより大量のＣｕが使用され得ることに実質的な相違がある。このことは整流接点形成の危険性を決定的ではないものとし、それにより接点の安定性を増すことを可能にする。

性能及び光起電力パラメーターを評価する目的で、下表に示したように、本発明の方法に従って、異なる厚さのＡｓ_２Ｔｅ_３及びＣｕを、スパッタリングにより順に堆積させることにより、太陽電池のいくつかの試料を調製した。

試料３の場合、すべての堆積層により形成された系が、１００ｍｂａｒと１ａｔｍとの間に含まれる圧力のＡｒ雰囲気中で１８０℃と２５０℃との間に含まれる基板温度に導かれた。すべての試料において、Ａｓ_２Ｔｅ_３＋Ｃｕ膜の表面上に１５０ｎｍのＭｏ層を堆積させることにより、接点が完成された。

堆積速度が数Å／ｓｅｃから５０Å／ｓｅｃまでの間に含まれて、基板温度が１５０℃から２５０℃まで変化したとき、堆積速度の関数として、接点の挙動の物理的に関係のある相違は観察されなかった（Ａｓ_２Ｔｅ_３及びＣｕの両方について）。

これらすべての場合に、Ｊ−Ｖ特性（図２、曲線ｂ）により示されるように、このバック接点は、ＣｄＴｅ／Ｃｄｓ薄膜太陽電池のための良好な接点であることが証明された。事実、特性の正の部分において（第１象限）、屈曲は現れず、それは接点が非整流であることを示し、且つ曲線の勾配及び曲線因子からいかなる直列抵抗効果も存在しないことを推論することができる。それ故、接点は非整流であり且つ低抵抗である。安定性試験は、開放回路条件で、装置を「光ソーキング」にかけることにより、即ち最大１０ｓｕｎの強力な照射及び最高１００℃の温度に８時間曝すことにより実施し、装置の光起電力パラメーターのいかなる有意の劣化も認められなかった。

Ａｓ_２Ｔｅ_３及びＣｕの両層について好ましい堆積技法は、スパッタリングによるとしても、堆積は熱蒸発、電子銃蒸発又は電着によることもできる。

本発明による、ＣｄＴｅ／Ｃｄｓ薄膜のための非整流オーム接点を形成する方法及び薄膜太陽電池に、下記特許請求の範囲において規定した本発明の範囲から逸脱することなく、変形及び／又は改変をもたらすことは可能である。

Claims (16)

1. ｐ型半導体ＣｄＴｅ薄膜上に非整流オーミック接点を形成する方法であって、
   ａ）大気温度と２００℃との間に含まれる基板温度で、該ＣｄＴｅ層上にＡｓ_２Ｔｅ_３層を堆積させるステップ；
   ｂ）該Ａｓ_２Ｔｅ_３層上にＣｕ層を堆積させるステップ；
   ｃ）少なくとも堆積された該Ｃｕ層を１５０°と２５０℃との間に含まれる温度にするステップ
   を含むことを特徴とする上記方法。
2. 堆積された前記Ｃｕ層の厚さが２０ｎｍ以下である、請求項１に記載の方法。
3. 前記Ｃｕ層の堆積が、１５０と２５０℃との間に含まれる温度で実施される、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記Ｃｕ層の堆積が１００℃未満の温度で実施され、次に層の集合体が１５０°と２５０℃との間に含まれる温度にされる、請求項１又は２に記載の方法。
5. 前記１５０°と２５０℃との間に含まれる温度における加熱が、Ａｒ雰囲気下で且つ１００ｍｂａｒと１ａｔｍとの間に含まれる圧力下で実施される、請求項４に記載の方法。
6. 前記層の集合体が、１５０°と２５０℃との間に含まれる温度に少なくとも１分間保たれる、請求項４又は５に記載の方法。
7. 堆積した前記Ａｓ_２Ｔｅ_３層の厚さが１００と３００ｎｍとの間に含まれる、請求項１から６までのいずれか一項に記載の方法。
8. 前記接点が、ＣｄＴｅ／ＣｄＳ薄膜太陽電池のバック接点である、請求項１から７までのいずれか一項に記載の方法。
9. いかなる化学エッチング処理にもかけられていないＣｄＴｅ層上に、前記Ａｓ_２Ｔｅ_３層が堆積される、請求項１から８までのいずれか一項に記載の方法。
10. Ｍｏ層が前記Ｃｕ層上に析出される、請求項１から９までのいずれか一項に記載の方法。
11. 前記Ａｓ_２Ｔｅ_３、Ｃｕ及びＭｏの層が、スパッタリングにより堆積される、請求項１から１０までのいずれか一項に記載の方法。
12. 前記Ａｓ_２Ｔｅ_３、Ｃｕ及びＭｏの層が、熱蒸発、電子銃蒸発、電着により堆積される、請求項１から１０までのいずれか一項に記載の方法。
13. 前記オーム接点が、１≦Ｘ≦１．４であるＣｕ_ｘＴｅにより形成される、請求項１から１２までのいずれか一項に記載の方法。
14. 透明な基板、該基板上に堆積した導電性酸化物層、ｎ型ＣｄＳ半導体層、ｐ型ＣｄＴｅ半導体層、少なくともＣｕ含有バック接点を含む多層構造により形成されるＣｄＴｅ／ＣｄＳ薄膜太陽電池であって、該ＣｄＴｅ半導体層上に堆積したＡｓ_２Ｔｅ_３層及び該Ａｓ_２Ｔｅ_３中に形成された１≦Ｘ≦１．４であるＣｕ_ｘＴｅ層をさらに含むことを特徴とする上記太陽電池。
15. 析出した前記Ｃｕ層の厚さが２０ｎｍ以下である、請求項１４に記載の太陽電池。
16. 析出した前記Ａｓ_２Ｔｅ_３層の厚さが１００と３００ｎｍとの間に含まれる、請求項１４又は１５に記載の太陽電池。

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