JP5132963B2 - 薄膜太陽電池の製造方法 - Google Patents
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Description
XYZ 2 (1)
(組成式(1)中、Xは11族元素、Yは13族元素、Zは16族元素をそれぞれ示す。)
(太陽電池の製造方法について)
以下、前述した太陽電池の製造について説明する。本実施形態では、太陽電池の製造は、直流スパッタ装置(図示せず)、光吸収層作製装置(図3参照)、溶液成長装置(図示せず)、RFマグネトロンスパッタ装置(図示せず)、真空蒸着装置(図示せず)が用いられる。
(太陽電池の製造)
まず、厚さ、例えば、1-3mmのソーダライムガラス(SLG)等の基板10を、洗浄して、表面を清浄な状態としておく。ついで、直流スパッタ装置(図示せず)において、裏面電極を形成するための物質、例えば、Moをターゲットとして、直流スパッタ法により、基板10上に、Moを堆積させて、裏面電極11を設ける。この裏面電極の膜厚は、例えば、0.8μmである。
、特に、CIGSについて、実施例により、さらに詳細に説明する。
(実施例)
<CIGS薄膜の作製>
本実施例では、CIGS薄膜は、膜組成の制御性に優れた分子線蒸着(MBE)装置を用い、レーザ光を照射して、3段階法により作製した(以下、レーザ光照射3段階(LAD)法と称する)。また、比較のために、レーザ光を照射せずに、同じ装置を用いて、3段階法により、CIGS薄膜を作製した(従来の3段階法と称する)。MBE装置として、前述した図2に示す装置を用いた。
{KrFエキシマレーザ(波長:248nm)}
繰り返し周波数:100 Hz
パルス幅:10 ns
基板表面での照射面積:3.5cm2、
照射エネルギ(パワメータ測定値): 180mJ
1パルス当たりのエネルギ:180 mJ/100 Hz=1.8mJ
1パルス当たりのエネルギ密度:1.8 mJ/3.5 cm2=0.5 mJ/cm2
{YAGレーザ(波長:266nm、355nm、532nm、1064nm)}
繰り返し周波数:10 Hz、
パルス幅:5 ns
基板表面での照射面積:1 cm2
照射エネルギ(パワメータ測定値):100mJ
1パルス当たりのエネルギ:100 mJ/10 Hz=10mJ
1パルス当たりのエネルギ密度:10 mJ/1cm2=10 mJ/cm2
(表面平坦性について)
次に、膜の表面平坦性に関する観察結果について述べる。
図10と図11から明らかなように、レーザ光照射3段階(LAD)法では従来の3段階法に比べ、粒径の増大、粒界低減、緻密化が促進され、特に表面の平坦化が顕著である。このことから、レーザ光照射3段階(LAD)法で作製したCIGS薄膜の結晶性は、Gaの濃度に依らず、従来の3段階法と比較して良好であることがわかった。
次に、3段階法によるCIGS製膜中に基板の一部にパルスレーザ光を照射し、得られたCIGS薄膜の結晶性をX線回折法とフォトルミネッセンス(Photoluminescence:PL)法で調べた。
図15に、レーザ光照射3段階(LAD)法とレーザ光照射なしの従来の3段階法で作製したCuInSe2(Ga/(In+Ga)=0)薄膜のX線回折強度((112))の基板温度依存性測定の結果を示す。CuInSe2(Ga/(In+Ga)=0)薄膜は基板温度200、300、400、500℃の場合において作製した。
学系、321:ミラー、322:シリンダーレンズ、40:コントローラ
Claims (6)
- 下記組成式(1)で表わされる半導体膜を有する太陽電池の製造方法であって、
前記半導体膜を蒸着して形成するに際し、前記X、YおよびZの各成分の各凝集エネルギーのうち、最も高い凝集エネルギーより高い光子エネルギーを与える波長の光を照射する
ことを特徴とする太陽電池の製造方法。
XYZ2 (1)
(組成式(1)中、Xは11族元素、Yは13族元素、Zは16族元素をそれぞれ示す。) - 請求項1に記載の太陽電池の製造方法であって、
前記Xが、Cuであり、
前記照射する光の波長が、355nmより短い
ことを特徴とする太陽電池の製造方法。 - 請求項1または2に記載の太陽電池の製造方法であって、
前記Xが、Cu、Agのうち少なくとも1種であり、
前記Yが、In、Ga、Alのうちの少なくとも1種であり、
前記Zが、S、Se、Teのうちの少なくとも1種である
ことを特徴とする太陽電池の製造方法。 - 請求項1から3の何れか一項に記載の太陽電池の製造方法であって、
前記光の光源は、レーザ、エキシマランプ、水銀ランプの何れかであること
を特徴とする太陽電池の製造方法。 - 請求項1から4の何れか一項に記載の太陽電池の製造方法であって、
基板上に、裏面電極、光吸収層、バッファ層、半絶縁層および透明導電膜の各膜が、この順に積層され、
前記光吸収層は、前記半導体膜からなる
ことを特徴とする太陽電池の製造方法。 - 請求項1から4の何れか一項に記載の太陽電池の製造方法であって、
基板上に、透明導電膜、半絶縁層、バッファ層、光吸収層および裏面電極の各膜が、この順に積層され、
前記光吸収層は、前記半導体膜からなる
ことを特徴とする太陽電池の製造方法。
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