JP5890757B2 - Chalcopyrite thin film solar cell - Google Patents

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Description

本願発明は、光吸収層がカルコパイライト系化合物からなるカルコパイライト型薄膜太陽電池に係り、特に、電池性能を向上させたカルコパイライト型薄膜太陽電池に関するものである。   The present invention relates to a chalcopyrite thin film solar cell having a light absorption layer made of a chalcopyrite compound, and more particularly to a chalcopyrite thin film solar cell with improved battery performance.

太陽電池は、シリコンなどの単結晶型太陽電池、多結晶型太陽電池、薄膜太陽電池などの種類に大別され、これらのうち薄膜型のものは、同出力の他の太陽電池と比較して原料の使用量が少なく、また、製造プロセスが簡易かつ低エネルギーで済むという利点から、商品化開発が進められている。   Solar cells are broadly classified into types such as single crystal solar cells such as silicon, polycrystalline solar cells, and thin film solar cells. Among these, the thin film type is compared to other solar cells with the same output. Commercialization and development are being promoted because of the advantages that the amount of raw materials used is small and the manufacturing process is simple and requires low energy.

薄膜型太陽電池の一種であるカルコパイライト型薄膜太陽電池は、カルコパイライト系化合物（例えばＣｕ（Ｉｎ１−ｘＧａｘ）Ｓｅ２、以下ＣＩＧＳと略称する）からなるＣＩＧＳ層をｐ型の光吸収層として有し、基本的な構造として、基板、裏面電極層、ｐ型光吸収層、ｎ型バッファ層、透明電極層からなり、光を照射することによって裏面電極層と透明電極層から電気を取り出すことができる。 Chalcopyrite type thin film solar cell is a kind of thin film solar cells, chalcopyrite compounds (for example Cu (In 1-x Ga x ) Se 2, CIGS and abbreviated hereinafter) p-type light absorbing CIGS layer made of It consists of a substrate, a back electrode layer, a p-type light absorption layer, an n-type buffer layer, and a transparent electrode layer, and electricity is emitted from the back electrode layer and the transparent electrode layer by irradiating light. It can be taken out.

このようなＣＩＧＳ層を光吸収層として備えた一般的なカルコパイライト型薄膜太陽電池（単電池）の層構造を、図５（ｇ）に示す。この電池は、基板上１０に、スパッタリング等により、正極として機能する裏面電極層１１（１１ａおよび１１ｂ）が形成されている。裏面電極層１１上には、Ｃｕ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｅを含む光吸収層１２（１２ａおよび１２ｂ）（以下、ｐ型光吸収層、ｎ型バッファ層の両者を併せて単に光吸収層と称する場合がある）が形成され、その上にＺｎＯやＺｎＡｌＯ等からなる透明電極層１３（１３ａおよび１３ｂ）が形成されている。なお、図５（ｇ）は、単電池（１１ａ、１２ａおよび１３ａ）と、単電池（１１ｂ、１２ｂおよび１３ｂ）が直列接続された部分の構造を示す。   FIG. 5G shows a layer structure of a general chalcopyrite thin film solar cell (unit cell) provided with such a CIGS layer as a light absorption layer. In this battery, a back electrode layer 11 (11a and 11b) that functions as a positive electrode is formed on a substrate 10 by sputtering or the like. On the back electrode layer 11, a light absorption layer 12 (12a and 12b) containing Cu—In—Ga—Se (hereinafter, both the p-type light absorption layer and the n-type buffer layer are simply referred to as a light absorption layer). The transparent electrode layer 13 (13a and 13b) made of ZnO, ZnAlO, or the like is formed thereon. FIG. 5G shows a structure of a portion where the single cells (11a, 12a and 13a) and the single cells (11b, 12b and 13b) are connected in series.

このような所望の電圧を得るために単電池が複数直列接続された薄膜太陽電池の積層工程を図５（ａ）〜（ｇ）に示す。まず、図５（ａ）〜（ｂ）において、ソーダライムガラス（ＳＬＧ）等からなる基板上１０に、正極として機能する金属Ｍｏ等からなる裏面電極層１１がスパッタリング等により形成され、図５（ｃ）において、裏面電極層１１が、金属針等による物理的なスクライブ等の切削手段により複数の領域１１ａおよび１１ｂに分割される。次に、図５（ｄ）において、裏面電極層１１上に直接的に、Ｃｕ−Ｉｎ−Ｇａからなる光吸収層プリカーサが成膜され、続いてセレン化水素（Ｈ２Ｓｅ）雰囲気中熱処理することにより光吸収層プリカーサにＳｅを拡散させる処理を行いＣＩＧＳからなるｐ型光吸収層が形成される。さらに、光吸収層の上に化学析出法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｂａｔｈ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法、以下、ＣＢＤと略称する）によって例えばＣｄＳやＺｎＳ、ＩｎＳからなるバッファ層が形成される。これらｐ型光吸収層およびバッファ層から構成される光吸収層１２が積層された状態が図５（ｄ）に示されている。続いて、図５（ｅ）において、切削手段により光吸収層１２が複数の領域１２ａおよび１２ｂに分割される。最後に、図５（ｆ）において、光吸収層１２上に、ＺｎＯやＺｎＡｌＯ等からなる透明電極層１３が形成され、図５（ｇ）において、切削手段により透明電極層１３および光吸収層１２を共に切削し、透明電極層１３が複数の領域１３ａおよび１３ｂに分割され、単電池が複数直列接続された、公知の薄膜太陽電池が得られる。 FIGS. 5A to 5G show a stacking process of thin film solar cells in which a plurality of single cells are connected in series in order to obtain such a desired voltage. 5A to 5B, a back electrode layer 11 made of metal Mo or the like that functions as a positive electrode is formed on a substrate 10 made of soda lime glass (SLG) or the like by sputtering or the like, and FIG. In c), the back electrode layer 11 is divided into a plurality of regions 11a and 11b by a cutting means such as a physical scribe using a metal needle or the like. Next, in FIG. 5 (d), the directly on the back electrode layer 11, the light absorption layer precursor comprising a Cu-In-Ga is deposited, followed by heat treatment in hydrogen selenide (H 2 Se) Atmosphere Thus, the p-type light absorption layer made of CIGS is formed by performing a process of diffusing Se into the light absorption layer precursor. Further, a buffer layer made of, for example, CdS, ZnS, or InS is formed on the light absorption layer by a chemical deposition method (Chemical Bath Deposition method, hereinafter abbreviated as CBD). FIG. 5D shows a state in which the light absorption layer 12 composed of the p-type light absorption layer and the buffer layer is laminated. Subsequently, in FIG. 5E, the light absorbing layer 12 is divided into a plurality of regions 12a and 12b by a cutting means. Finally, in FIG. 5 (f), a transparent electrode layer 13 made of ZnO, ZnAlO or the like is formed on the light absorbing layer 12, and in FIG. 5 (g), the transparent electrode layer 13 and the light absorbing layer 12 are cut by a cutting means. Are cut together to obtain a known thin-film solar cell in which the transparent electrode layer 13 is divided into a plurality of regions 13a and 13b and a plurality of single cells are connected in series.

このような製造方法によれば、積層工程と分割工程を繰り返すことにより、図５（ｇ）に示すように、分割された裏面電極層１１ａを正極とし、分割された透明電極層１３ａを負極として、その間に分割された光吸収層１２ａを保持した単電池および、分割された裏面電極層１１ｂを正極とし、分割された透明電極層１３ｂを負極として、その間に分割された光吸収層１２ｂを保持した単電池が形成され、透明電極層１３ａのＬ字状下端部が隣接する単電池の裏面電極層１１ｂに接続される形で、これら単電池が直列接続された構造が得られる。さらに、同様にして、所望の数の単電池が直列に接続された薄膜太陽電池を形成することができる。   According to such a manufacturing method, by repeating the laminating step and the dividing step, as shown in FIG. 5G, the divided back electrode layer 11a is used as a positive electrode, and the divided transparent electrode layer 13a is used as a negative electrode. A single cell holding the light absorption layer 12a divided therebetween, and the divided back electrode layer 11b as a positive electrode, and the divided transparent electrode layer 13b as a negative electrode, holding the light absorption layer 12b divided therebetween. The unit cell is formed, and the L-shaped lower end of the transparent electrode layer 13a is connected to the back electrode layer 11b of the adjacent unit cell, so that a structure in which these unit cells are connected in series is obtained. Further, similarly, a thin film solar cell in which a desired number of single cells are connected in series can be formed.

カルコパイライト型薄膜太陽電池の透明電極層としては、一般的にＡｌ含有酸化亜鉛（ＡＺＯ）が用いられており、例えばＺｎＯ−Ａｌ合金ターゲットを用いたスパッタ成膜法により成膜されたＺｎＯＡｌ層が挙げられる（例えば、特許文献１参照。）。一方、カルコパイライト型薄膜太陽電池の効率を向上させるためには、光吸収層で生じる電力を効率的に取り出すことが必要になる。そのため、透明電極は低電気抵抗かつ光透過性が高いことが求められる。このような課題を解決する技術としては、インジウム・チタン酸化物を材料として用いた酸化物透明電極層が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。   Al-containing zinc oxide (AZO) is generally used as the transparent electrode layer of the chalcopyrite thin film solar cell. For example, a ZnOAl layer formed by sputtering using a ZnO-Al alloy target is used. (For example, refer to Patent Document 1). On the other hand, in order to improve the efficiency of the chalcopyrite thin film solar cell, it is necessary to efficiently extract the electric power generated in the light absorption layer. Therefore, the transparent electrode is required to have low electrical resistance and high light transmittance. As a technique for solving such a problem, an oxide transparent electrode layer using indium / titanium oxide as a material has been proposed (for example, see Patent Document 2).

しかしながら、Ｃｕ（ＧａｘＩｎ１−ｘ）Ｓｅ２のようなカルコパイライト光吸収層とＩｎＳのようなバッファ層とを積層してなるカルコパイライト型薄膜太陽電池において、上記インジウム・チタン酸化物を透明電極として用いた場合、上記光吸収層やバッファ層に対してバンド不整合が生じるといった問題があり、また、透明度を向上させるために酸素存在下でスパッタして透明電極を形成すると、酸素によりバッファ層表面がダメージを受け、当該材料の電気抵抗が低いにも関わらずかえって太陽電池の性能が低下するという課題があった。 However, in the chalcopyrite thin film solar cell in which a chalcopyrite light absorbing layer such as Cu (Ga x In 1-x ) Se 2 and a buffer layer such as InS are stacked, the indium / titanium oxide is transparent. When used as an electrode, there is a problem that band mismatch occurs with respect to the light absorption layer or the buffer layer, and when a transparent electrode is formed by sputtering in the presence of oxygen in order to improve transparency, the buffer is formed by oxygen. There was a problem that the surface of the layer was damaged and the performance of the solar cell was deteriorated even though the electric resistance of the material was low.

特開２００６−２１０４２４号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-210424 特開２０１０−１５３３８６号公報JP 2010-153386 A

本発明は、上記状況に鑑みてなされたものであり、Ｃｕ（ＧａｘＩｎ１−ｘ）Ｓｅ２からなるカルコパイライト光吸収層と、ＩｎＳからなるバッファ層と、インジウム・チタン酸化物からなる透明電極層とを積層してなるカルコパイライト型薄膜太陽電池においても、バンド不整合が生じることなく、透明性および電池性能に優れたカルコパイライト型薄膜太陽電池を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, Cu (Ga x In 1- x) and chalcopyrite light absorbing layer consisting of Se 2, a buffer layer made of InS, transparent indium-titanium oxide An object of the present invention is to provide a chalcopyrite thin film solar cell excellent in transparency and battery performance without causing band mismatch even in a chalcopyrite thin film solar cell formed by laminating an electrode layer.

本発明のカルコパイライト型薄膜太陽電池は、裏面電極層、カルコパイライト化合物からなる光吸収層、バッファ層および透明電極層を備えるカルコパイライト型薄膜太陽電池において、前記透明電極層は、前記バッファ層と接する側から、少なくとも、Ａｌ含有酸化亜鉛の第１の層（ＡＺＯ層）と、インジウム・チタン酸化物を含む第２の層（ＩＴｉＯ層）とから構成されることを特徴としている。また、本発明におけるインジウム・チタン酸化物は、酸化チタンインジウムまたは酸化チタン錫インジウムであることが好ましい。   The chalcopyrite thin film solar cell of the present invention is a chalcopyrite thin film solar cell comprising a back electrode layer, a light absorption layer made of a chalcopyrite compound, a buffer layer and a transparent electrode layer, wherein the transparent electrode layer and the buffer layer It is characterized by comprising at least a first layer (AZO layer) of Al-containing zinc oxide and a second layer (ITO layer) containing indium / titanium oxide from the contact side. In addition, the indium / titanium oxide in the present invention is preferably titanium indium oxide or titanium tin indium oxide.

本発明によれば、バッファ層上に直接インジウム・チタン酸化物の透明電極層を設けるのではなく、バッファ層とＩＴｉＯ層との間にＡＺＯ層を設け、透明電極層をＡＺＯ層とＩＴｉＯ層とからなる２層構成とすることにより、バッファ層とＩＴｉＯ層との間のバンド不整合の発生を抑制するとともに、ＩＴｉＯ層形成時に発生するバッファ層のダメージを防ぐことができるといった効果を奏する。   According to the present invention, instead of providing a transparent electrode layer of indium / titanium oxide directly on the buffer layer, an AZO layer is provided between the buffer layer and the ITiO layer, and the transparent electrode layer is formed of an AZO layer and an ITiO layer. By using the two-layer configuration, it is possible to suppress the occurrence of band mismatch between the buffer layer and the ITiO layer and to prevent the buffer layer from being damaged when the ITiO layer is formed.

本発明のカルコパイライト型薄膜太陽電池によれば、Ｃｕ（ＧａｘＩｎ１−ｘ）Ｓｅ２からなるカルコパイライト光吸収層と、ＩｎＳからなるバッファ層と、インジウム・チタン酸化物からなる透明電極層とを積層してなるカルコパイライト型薄膜太陽電池においても、バンド不整合が生じることなく、優れた透明性および電池性能を発揮できる。 According to the chalcopyrite thin film solar cell of the present invention, a chalcopyrite light absorption layer made of Cu (Ga x In 1-x ) Se 2 , a buffer layer made of InS, and a transparent electrode layer made of indium / titanium oxide. Even in the chalcopyrite thin film solar cell formed by laminating the above, excellent transparency and battery performance can be exhibited without causing band mismatch.

本発明のカルコパイライト型薄膜太陽電池を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the chalcopyrite thin film solar cell of this invention. 従来のカルコパイライト型薄膜太陽電池を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the conventional chalcopyrite type thin film solar cell. 従来のカルコパイライト型薄膜太陽電池におけるバンドダイアグラムである。It is a band diagram in the conventional chalcopyrite type thin film solar cell. 本発明のカルコパイライト型薄膜太陽電池におけるバンドダイアグラムである。It is a band diagram in the chalcopyrite type thin film solar cell of the present invention. 本発明の薄膜太陽電池の製造工程を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the manufacturing process of the thin film solar cell of this invention. 本発明のカルコパイライト型薄膜太陽電池の電池性能を示すグラフである。It is a graph which shows the battery performance of the chalcopyrite type thin film solar cell of this invention.

以下、本発明の実施形態について、図を参照しながら更に詳細に説明する。
まず、本発明のカルコパイライト型薄膜太陽電池について説明する。図１は本発明のカルコパイライト型薄膜太陽電池を示す模式断面図であり、図２は従来のカルコパイライト型薄膜太陽電池を示す模式断面図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
First, the chalcopyrite thin film solar cell of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic sectional view showing a chalcopyrite thin film solar cell of the present invention, and FIG. 2 is a schematic sectional view showing a conventional chalcopyrite thin film solar cell.

従来のカルコパイライト型薄膜太陽電池は、図２に示されているように、図面下側から順に、裏面電極層１、カルコパイライト化合物からなる光吸収層２、バッファ層３および透明電極層４が積層された構成である。このような構成においては、バッファ層３がＩｎＳからなり、透明電極層４がインジウム・チタン酸化物からなる場合、図３に示されているように、バッファ層３と透明電極層４との間のエネルギー障壁によりバンド不整合が発生し、正孔と電子の再結合が生じやすくなる。そのため、発電効率が低くなってしまう。さらに、酸素存在下で透明電極層４を形成するため、バッファ層３にダメージが発生し、カルコパイライト型薄膜太陽電池の性能を阻害してしまう。   As shown in FIG. 2, the conventional chalcopyrite thin film solar cell includes a back electrode layer 1, a light absorption layer 2 made of a chalcopyrite compound, a buffer layer 3, and a transparent electrode layer 4 in order from the bottom of the drawing. It is a laminated structure. In such a configuration, when the buffer layer 3 is made of InS and the transparent electrode layer 4 is made of indium / titanium oxide, as shown in FIG. Due to the energy barrier, band mismatch occurs, and recombination of holes and electrons is likely to occur. Therefore, the power generation efficiency is lowered. Furthermore, since the transparent electrode layer 4 is formed in the presence of oxygen, the buffer layer 3 is damaged and the performance of the chalcopyrite thin film solar cell is hindered.

これに対し、本発明のカルコパイライト型薄膜太陽電池は、図１に示されているように、透明電極層４が、バッファ層と接する側から、Ａｌ含有酸化亜鉛の第１の層（ＡＺＯ層）５と、インジウム・チタン酸化物を含む第２の層（ＩＴｉＯ層）６とから構成されている。このような構成においては、透明電極層４をＡＺＯ層５とＩＴｉＯ層６とからなる２層構成とすることにより、図４に示されるように、エネルギー障壁が生じる位置をずらすことができ、バンド不整合が緩和される。よって、正孔と電子の再結合を抑制でき、発電効率の低下を回避できる。さらに、ＩＴｉＯ層６を酸素存在下で形成しても、ＡＺＯ層５によりバッファ層３が保護されるため、バッファ層３にダメージが生じることはない。これにより、優れた透明性および電池性能が発揮される。   On the other hand, the chalcopyrite thin film solar cell of the present invention has a first layer (AZO layer) of Al-containing zinc oxide from the side where the transparent electrode layer 4 is in contact with the buffer layer, as shown in FIG. ) 5 and a second layer (ITO layer) 6 containing indium / titanium oxide. In such a configuration, by forming the transparent electrode layer 4 in a two-layer configuration including the AZO layer 5 and the ITiO layer 6, the position where the energy barrier is generated can be shifted as shown in FIG. Inconsistencies are alleviated. Therefore, recombination of holes and electrons can be suppressed, and a decrease in power generation efficiency can be avoided. Further, even if the ITiO layer 6 is formed in the presence of oxygen, the buffer layer 3 is protected by the AZO layer 5, so that the buffer layer 3 is not damaged. Thereby, excellent transparency and battery performance are exhibited.

また、本発明のカルコパイライト型薄膜太陽電池においては、インジウム・チタン酸化物は、酸化チタンインジウムまたは酸化チタン錫インジウムであることが好ましく、このような態様であれば、バンド不整合の発生をより確実に抑制することができる。   Further, in the chalcopyrite thin film solar cell of the present invention, the indium / titanium oxide is preferably titanium indium oxide or titanium tin indium oxide. It can be surely suppressed.

次に、本発明のカルコパイライト型薄膜太陽電池の製造方法を説明する。すなわち、まず、図５（ａ）〜（ｂ）に示すように、ソーダライムガラス（ＳＬＧ）等からなる基板上１０に、正極として機能する金属Ｍｏ等からなる裏面電極層１１が金属Ｍｏターゲット等を用いてスパッタリング法等により成膜される。   Next, the manufacturing method of the chalcopyrite thin film solar cell of this invention is demonstrated. That is, first, as shown in FIGS. 5A to 5B, a back electrode layer 11 made of metal Mo or the like that functions as a positive electrode is formed on a substrate 10 made of soda lime glass (SLG) or the like, and a metal Mo target or the like. Is formed by sputtering or the like.

裏面電極層は、第１分割工程において、先端にスクライブ刃を有するか、あるいはレーザにより切削を行う切削手段によって切削され、図５（ｃ）に示すように、分離溝によって複数に分割された裏面電極層１１ａおよび１１ｂに分割される。次に、図５（ｄ）に示すように、裏面電極層１１上に、Ｃｕ−Ｉｎ−Ｇａからなる光吸収層プリカーサが成膜され、続いてセレン化水素（Ｈ２Ｓｅ）雰囲気中熱処理することにより光吸収層プリカーサにＳｅを拡散させる処理を行いＣＩＧＳからなるｐ型光吸収層が形成される。さらに、光吸収層の上にＣＢＤ法によって例えばＣｄＳやＺｎＳ、ＩｎＳからなるバッファ層が形成される。これらｐ型光吸収層およびバッファ層から構成される光吸収層１２が積層された状態が図５（ｄ）に示されている。 In the first dividing step, the back electrode layer has a scribe blade at the tip or is cut by a cutting means that performs cutting with a laser, and as shown in FIG. Divided into electrode layers 11a and 11b. Next, as shown in FIG. 5D, a light absorption layer precursor made of Cu—In—Ga is formed on the back electrode layer 11, and subsequently heat-treated in a hydrogen selenide (H 2 Se) atmosphere. Thus, the p-type light absorption layer made of CIGS is formed by performing a process of diffusing Se into the light absorption layer precursor. Further, a buffer layer made of, for example, CdS, ZnS, or InS is formed on the light absorption layer by the CBD method. FIG. 5D shows a state in which the light absorption layer 12 composed of the p-type light absorption layer and the buffer layer is laminated.

次いで、図５（ｅ）において、切削手段により光吸収層１２が複数の領域１２ａおよび１２ｂに分割される。そして、図５（ｆ）において、光吸収層１２上に、直接インジウム・チタン酸化物の透明電極層を設けるのではなく、少なくともＺｎＡｌＯ等のＡｌ含有酸化亜鉛からなる第１の層と、インジウム・チタン酸化物を含む第２の層とをこの順に積層して透明電極層１３を形成する。最後に、図５（ｇ）において、切削手段により透明電極層１３および光吸収層１２を共に切削し、透明電極層１３が複数の領域１３ａおよび１３ｂに分割され、単電池が複数直列接続された本発明のカルコパイライト型薄膜太陽電池が得られる。   Next, in FIG. 5E, the light absorption layer 12 is divided into a plurality of regions 12a and 12b by a cutting means. In FIG. 5 (f), a transparent electrode layer of indium / titanium oxide is not directly provided on the light absorption layer 12, but a first layer made of at least Al-containing zinc oxide such as ZnAlO; The transparent electrode layer 13 is formed by laminating the second layer containing titanium oxide in this order. Finally, in FIG. 5G, the transparent electrode layer 13 and the light absorption layer 12 are cut together by a cutting means, the transparent electrode layer 13 is divided into a plurality of regions 13a and 13b, and a plurality of single cells are connected in series. The chalcopyrite thin film solar cell of the present invention is obtained.

さらに、本発明のカルコパイライト型薄膜太陽電池について、電池性能を測定した結果（実線）を図６に示した。なお、従来のカルコパイライト型薄膜太陽電池における電池性能は点線で示されたものである。図６から明らかなように、本発明のカルコパイライト型薄膜太陽電池によれば、従来のカルコパイライト型薄膜太陽電池に比べ非常に優れた電池性能を発揮することが示された。   Furthermore, the result (solid line) which measured battery performance about the chalcopyrite type thin film solar cell of this invention was shown in FIG. In addition, the battery performance in the conventional chalcopyrite thin film solar cell is shown by a dotted line. As is clear from FIG. 6, the chalcopyrite thin film solar cell of the present invention was shown to exhibit extremely superior battery performance as compared with the conventional chalcopyrite thin film solar cell.

このように、本発明では、バッファ層上に直接インジウム・チタン酸化物の透明電極層を設けるのではなく、バッファ層とＩＴｉＯ層との間にＡＺＯ層を設け、透明電極層をＡＺＯ層とＩＴｉＯ層とからなる２層構成とすることにより、バッファ層とＩＴｉＯ層との間のバンド不整合の発生を抑制することができるとともに、ＩＴｉＯ層形成時に発生するバッファ層のダメージを防ぐことができ、これにより、優れた透明性および電池性能が発揮される。   Thus, in the present invention, instead of providing a transparent electrode layer of indium / titanium oxide directly on the buffer layer, an AZO layer is provided between the buffer layer and the ITiO layer, and the transparent electrode layer is formed of the AZO layer and the ITiO layer. By forming a two-layer structure composed of layers, it is possible to suppress the occurrence of band mismatch between the buffer layer and the ITiO layer, and to prevent damage to the buffer layer that occurs when forming the ITiO layer, Thereby, excellent transparency and battery performance are exhibited.

１…裏面電極層、
２…光吸収層、
３…バッファ層、
４…透明電極層、
５…ＡＺＯ層、
６…ＩＴｉＯ層、
１０…基板、
１１…裏面電極層、
１１ａ、１１ｂ…分割された裏面電極層、
１２…光吸収層、
１２ａ、１２ｂ…分割された光吸収層、
１３…透明電極層、
１３ａ、１３ｂ…分割された透明電極層、
１３ｃ…コンタクト電極部。 1 ... back electrode layer,
2 ... light absorption layer,
3 ... buffer layer,
4 ... Transparent electrode layer,
5 ... AZO layer,
6 ... ITO layer,
10 ... substrate,
11 ... back electrode layer,
11a, 11b ... divided back electrode layers,
12 ... light absorption layer,
12a, 12b ... divided light absorption layers,
13 ... Transparent electrode layer,
13a, 13b ... divided transparent electrode layers,
13c: Contact electrode part.

Claims (2)

裏面電極層、カルコパイライト化合物からなる光吸収層、バッファ層および透明電極層を備えるカルコパイライト型薄膜太陽電池において、
前記透明電極層は、前記バッファ層と接する側から、少なくとも、Ａｌ含有酸化亜鉛の第１の層と、インジウム・チタン酸化物を含む第２の層とから構成されることを特徴とするカルコパイライト型薄膜太陽電池。 In a chalcopyrite thin film solar cell comprising a back electrode layer, a light absorption layer comprising a chalcopyrite compound, a buffer layer and a transparent electrode layer,
The chalcopyrite characterized in that the transparent electrode layer comprises at least a first layer of Al-containing zinc oxide and a second layer containing indium / titanium oxide from the side in contact with the buffer layer. Type thin film solar cell. 前記インジウム・チタン酸化物は、酸化チタンインジウムまたは酸化チタン錫インジウムであることを特徴とする請求項１に記載のカルコパイライト型薄膜太陽電池。   The chalcopyrite thin film solar cell according to claim 1, wherein the indium / titanium oxide is titanium indium oxide or titanium tin indium oxide.
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JP4556407B2 (en) * 2002-10-04 2010-10-06 住友金属鉱山株式会社 Oxide transparent electrode film and method for producing the same, transparent conductive substrate, solar cell, and photodetector
US11211510B2 (en) * 2005-12-13 2021-12-28 The Boeing Company Multijunction solar cell with bonded transparent conductive interlayer
JP2011023520A (en) * 2009-07-15 2011-02-03 Panasonic Electric Works Co Ltd P-type semiconductor film and solar cell
JP2011091249A (en) * 2009-10-23 2011-05-06 Fujifilm Corp Solar battery
JP5445395B2 (en) * 2010-08-25 2014-03-19 住友金属鉱山株式会社 Method for producing transparent conductive film and method for producing thin film solar cell
JP2012094561A (en) * 2010-10-22 2012-05-17 Honda Motor Co Ltd Solar cell module and manufacturing method of the same

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