JP6338660B2 - 太陽電池光吸収層製造用凝集相前駆体及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、太陽電池光吸収層製造用凝集相前駆体及びその製造方法に関する。
最近、環境問題と天然資源の枯渇への関心が高まるにつれて、環境汚染に対する問題がなく、エネルギー効率の高い代替エネルギーとしての太陽電池に対する関心が高まっている。太陽電池は、構成成分に応じてシリコン太陽電池、薄膜型化合物太陽電池、積層型太陽電池などに分類され、その中でもシリコン半導体太陽電池が最も幅広く研究されてきた。
そのうち、最近は、薄膜型化合物太陽電池が盛んに研究、開発されている。
薄膜型化合物半導体のうち、三元化合物に属するI−III−VI族化合物であるCu(In1−xGa)(Se1−y)(CI(G)S)は、1eV以上の直接遷移型エネルギーバンドギャップを有しており、高い光吸収係数を有するだけでなく、電気光学的に非常に安定しているので、太陽電池の光吸収層として非常に理想的な素材である。
CI(G)S系太陽電池は、数ミクロンの厚さの光吸収層を形成して太陽電池を製造するが、光吸収層の製造方法としては、大きく、前駆体を必要としない真空蒸着法、前駆体で薄膜を形成した後、熱処理を施してCI(G)S薄膜を形成するスパッタリング(sputtering)、電気蒸着法(electrodeposition)、及び最近、非真空下で前駆体物質を塗布した後、これを熱処理するインクコーティング方法が紹介された。そのうち、インクコーティング方法は、工程単価を低減することができ、大面積を均一に製造できるので、最近、研究が盛んに行われており、インクコーティング方法に使用される前駆体としては、金属カルコゲナイド化合物、バイメタリック金属粒子、金属塩、または金属酸化物などの様々な形態の化合物又は金属が使用される。
具体的に、金属カルコゲナイド化合物を前駆体として使用する場合、大きく、Cu−Se及びIn−Se化合物を混合して使用したり、またはCuInSeの単一相粒子を合成して使用するようになるが、混合粒子の場合、部分的に組成が不均一なコーティング膜が製造されることがあり、CuInSeの単一相粒子の場合、粒子の成長に長い反応時間が必要であるという問題がある。
したがって、全体的に、より均一な組成を有し、酸化に安定であるだけでなく、膜密度が増加した高い効率の光吸収層を形成することができる前駆体に対する技術の必要性が高い実情である。
本発明は、上記のような従来技術の問題点及び過去から要請されてきた技術的課題を解決することを目的とする。
本出願の発明者らは、鋭意研究と様々な実験を重ねた結果、光吸収層を形成する構成成分を全て含有するように、銅(Cu)含有カルコゲナイドからなる第1相(phase)と、インジウム(In)及び/又はガリウム(Ga)含有カルコゲナイドからなる第2相(phase)とを含む凝集相前駆体を開発し、これを使用して薄膜を製造する場合、薄膜全体的に均一な組成を有するだけでなく、酸化に安定であり、前駆体自体にS又はSeを含むことによって最終薄膜内にVI族元素の含有量を高めて良質の薄膜を製造できることを確認し、本発明を完成するに至った。
したがって、本発明に係る光吸収層製造用前駆体は、凝集相前駆体であって、銅(Cu)含有カルコゲナイドからなる第1相(phase)と、インジウム(In)及び/又はガリウム(Ga)含有カルコゲナイドからなる第2相(phase)とを含み、前記凝集相前駆体は、光吸収層製造用インク溶媒において、前駆体の全重量を基準として30%以上が第1相及び/又は第2相を含む粒子凝集体、または、第1相又は第2相を有する独立的粒子に分離されることを特徴とする。
本発明において使用された用語、‘凝集相前駆体(aggregate phase precursor)’は、2種類以上の相(phase)を含むように独立的粒子が均一に凝集されている形態の前駆体を意味し、用語、‘粒子凝集体(particle aggregate)’は、前記凝集相前駆体の一部が抜け落ちたものであって、凝集相前駆体よりも小さい範囲で独立的粒子が所定量凝集されていることを意味する。また、用語、‘独立的粒子(independent particle)’は単一の粒子を意味する。
したがって、本発明において凝集相前駆体、粒子凝集体、及び独立的粒子はいずれも区別される概念として使用される。
一具体例において、全ての構成の基本となる独立的粒子の粒径は1nm〜100nmであってもよく、詳細には5nm〜100nmであってもよい。
また、前記独立的粒子が所定量凝集された形態の粒子凝集体の粒径は、独立的粒子が2つ以上凝集されている形態から総括される概念であるところ、最も広い範囲で2nm〜200nmであってもよく、これらの起源となる前記凝集相前駆体の粒径は、前記粒子凝集体よりも大きい範囲で10nm〜500nmであってもよく、詳細には、15nm〜300nmであってもよい。
一方、本発明において、‘カルコゲナイド’は、VI族元素、例えば、硫黄(S)及び/又はセレニウム(Se)を含む物質を意味し、一具体例において、前記銅(Cu)含有カルコゲナイドは、CuS(0.5≦y≦2.0)及びCuSe(0.5≦y≦2.0)からなる群から選択される1つ以上であってもよく、インジウム(In)及び/又はガリウム(Ga)カルコゲナイドは、(In(Ga)1−xSe(0≦x≦1、0.5≦n/m≦2.5)、及び(In(Ga)1−x(0≦x≦1、0.5≦n/m≦2.5)からなる群から選択される1つ以上であってもよい。
上記のように、凝集相前駆体が2種類の相を含む場合、凝集相前駆体全体を基準として、カルコゲナイド元素の成分比は、銅(Cu)、インジウム(In)、及びガリウム(Ga)を合わせた1モルに対して0.5〜3モルであってもよい。
前記範囲を外れて、0.5モルよりも少ない場合には、VI族元素の十分な提供が不可能であるので、部分的にVI族元素の足りない膜が形成されることがあり、3モルを超えて含まれる場合、薄膜内のVI族元素の不均一な分布により、膜成長の不均一性をもたらすため好ましくない。
また、凝集相前駆体全体を基準として、銅(Cu)の成分比は、In+Gaの成分1モルに対して0.7〜1.2モルであってもよい。
前記範囲を外れて、1.2モルを超える場合には、銅(Cu)含有カルコゲナイドからなる第1相が相対的に多く存在することを意味するところ、粒度成長の面で有利であるが、Cu不純物が生成されるという問題があり、0.7モル未満である場合には、銅(Cu)含有カルコゲナイドからなる第1相の不足により粒度が小さくなり、p型のCI(G)S薄膜を形成しにくいため、性能が良くないという問題があるため好ましくない。
本発明に係る凝集相前駆体は、上述したように、光吸収層製造用インク溶媒において、一定量以上が第1相及び/又は第2相を含む粒子凝集体、または、第1相又は第2相を有する独立的粒子に分離される特性を有する。
上記のように、凝集相前駆体の一部が抜け落ちて均一に分散して存在する場合には、凝集相前駆体の状態である場合よりも部分的な凝集なしにさらに均一に拡散できるので、薄膜の製造のためのインクコーティング時にコーティング特性を向上させることができ、第1相又は第2相を有するナノ粒子を個別的に溶媒に分散させてインクを製造する場合よりも組成の均一性を確保することができ、光吸収層を形成する構成成分を全て含む単一相粒子を使用してインクを製造する場合よりもCI(G)S薄膜の成長を円滑にすることができる。
前記での光吸収層製造用インク溶媒は、別途に後述する。
このような光吸収層製造用凝集相前駆体を製造する方法は、2つの方法に大別することができる。
第一の例において、硫黄(S)及び/又はセレニウム(Se)を含むように製造するための前記凝集相前駆体の製造方法は、
(i)還元剤を含む第1溶液を準備する過程と、
(ii)硫黄(S)及び/又はセレニウム(Se)化合物を含む第2溶液、インジウム(In)塩及び/又はガリウム(Ga)塩を含む第3溶液、及び銅(Cu)塩を含む第4溶液を準備する過程と、
(iii)前記第1溶液と第2溶液を混合して混合液を製造する過程と、
(iv)前記過程(iii)の混合液に第3溶液を混合し、反応させて、インジウム(In)及び/又はガリウム(Ga)含有カルコゲナイド粒子を合成する過程と、
(v)前記過程(iv)のインジウム(In)及び/又はガリウム(Ga)含有カルコゲナイド粒子を含む溶液に前記第4溶液を混合して、銅(Cu)含有カルコゲナイドからなる第1相(phase)と、インジウム(In)及び/又はガリウム(Ga)含有カルコゲナイドからなる第2相(phase)とをいずれも含む光吸収層製造用凝集相前駆体を合成する過程と、
を含むことを特徴とする。
また、硫黄(S)及び/又はセレニウム(Se)を含む凝集相前駆体を製造する方法として、より十分なVI族元素の確保のために、前記過程(v)の前に過程(i)〜過程(iii)と別途に、還元剤を含む第5溶液及び硫黄(S)及び/又はセレニウム(Se)化合物を含む第6溶液を混合して混合液を製造し、これを、過程(v)のインジウム(In)及び/又はガリウム(Ga)含有カルコゲナイド粒子を含む溶液及び第4溶液と共に混合する方法でも凝集相前駆体を製造することができる。
前記のいずれの場合においても、本発明に係る凝集相前駆体の製造方法は、上記のように1つの反応器内で連続的な工程を通じて製造されるところ、上述した独特の特性を示すと共に、第1相又は第2相を有するナノ粒子を個別的に合成して混合する場合に比べて組成の均一性を確保することができるだけでなく、CuInS(Se)の単一相粒子を使用する場合に比べて粒子成長の反応時間を短縮させることができるという効果がある。
特に、過程(iv)で混合液に第3溶液を混合するとき、そして、過程(iv)のインジウム(In)及び/又はガリウム(Ga)含有カルコゲナイド粒子を含む溶液に前記第4溶液を混合するとき、前記第3溶液及び第4溶液をゆっくり滴加しながら前記混合物を攪拌すると、組成及び粒子の大きさが均一な形態の凝集相前駆体を得ることもできる。
一方、一具体例において、両場合とも、製造される凝集相前駆体の分散性を向上させ、均一な組成の分布を得るために、前記過程(v)のインジウム(In)及び/又はガリウム(Ga)含有カルコゲナイド粒子を含む溶液に第4溶液を混合するとき、または、前記第5溶液と第6溶液の混合液、インジウム(In)及び/又はガリウム(Ga)含有カルコゲナイド粒子を含む溶液、及び第4溶液を混合するとき、追加的に添加剤を添加することができる。
前記添加剤は、分散剤として使用できる物質であれば限定されないが、例えば、ポリビニルピロリドン(Polyvinylpyrrolidone:PVP)、ポリビニルアルコール(Polyvinylalcohol)、及びエチルセルロース(ethyl cellulose)からなる群から選択されるいずれか1つ以上であってもよい。
一具体例において、前記第1溶液に含まれる還元剤は、有機還元剤及び/又は無機還元剤であってもよく、詳細には、LiBH、NaBH、KBH、Ca(BH、Mg(BH、LiB(Et)H、NaBH(CN)、NaBH(OAc)、ヒドラジン、アスコルビン酸(ascorbic acid)及びトリエタノールアミン(triethanolamine)からなる群から選択される1つであってもよい。
したがって、前記凝集相前駆体の製造方法は、既存の真空工程ではなく溶液工程により行われるので、工程コストを低減することができる。
一具体例において、前記第1溶液〜第6溶液の溶媒は、互いに独立して、水、アルコール類、酢酸、ジエチレングリコール(DEG;diethylene glycol)、オレイルアミン(oleylamine)、エチレングリコール(ethyleneglycol)、トリエチレングリコール(triethylene glycol)、ジメチルスルホキシド(dimethyl sulfoxide)、ジメチルホルムアミド(dimethyl formamide)及びNMP(N−methyl−2−pyrrolidone)からなる群から選択される1つ以上であってもよく、前記アルコール類溶媒は、炭素数1個〜8個を有するメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、及びオクタノールであってもよい。
一具体例において、前記第2溶液に含まれるVI族ソース(source)としての硫黄(S)化合物は、例えば、S粉末、HS、NaS、KS、CaS、(CHS、HSO、及びこれらの水和物、チオ尿素(thiourea)、及びチオアセトアミド(thioacetamide)からなる群から選択される1つ以上であってもよく、セレニウム(Se)化合物は、例えば、Se粉末、HSe、NaSe、KSe、CaSe、(CHSe、SeO、SeCl、HSeO、HSeO及びこれらの水和物、セレノ尿素(selenourea)、及び亜セレン酸(selenous acid)からなる群から選択される1つ以上であってもよい。
一具体例において、第3溶液及び第4溶液に含まれる塩は、塩化物(chloride)、臭化物(bromide)、ヨウ化物(iodide)、硝酸塩(nitrate)、亜硝酸塩(nitrite)、硫酸塩(sulfate)、酢酸塩(acetate)、亜硫酸塩(sulfite)、アセチルアセトネート塩(acetylacetonate)及び水酸化物(hydroxide)からなる群から選択される1つ以上の形態であってもよい。
一方、更に他の例において、硫黄(S)及び/又はセレニウム(Se)を含むように製造するための前記凝集相前駆体の製造方法は、
(i)硫黄(S)及び/又はセレニウム(Se)化合物を含む第1溶液、インジウム(In)塩又はインジウム(In)塩及びガリウム(Ga)塩を含む第2溶液、及び銅(Cu)塩を含む第3溶液を準備する過程と、
(ii)前記第1溶液と第2溶液を混合し、反応させて、インジウム(In)及び/又はガリウム(Ga)含有カルコゲナイド粒子を合成する過程と、
(iii)前記過程(ii)のインジウム(In)及び/又はガリウム(Ga)含有カルコゲナイド粒子を含む溶液に前記第3溶液を混合して、銅(Cu)含有カルコゲナイドからなる第1相(phase)と、インジウム(In)及び/又はガリウム(Ga)含有カルコゲナイドからなる第2相(phase)とをいずれも含む光吸収層製造用凝集相前駆体を合成し、精製する過程と、
を含むことを特徴とする。
したがって、前記凝集相前駆体の製造方法も、既存の真空工程ではなく溶液工程により行われるので、工程コストを低減することができる。
前記の凝集相前駆体を製造する第二の方法も、第一に記述した凝集相前駆体の製造方法とほぼ同様に、より十分なVI族元素の確保のために、前記過程(iii)のインジウム(In)及び/又はガリウム(Ga)含有カルコゲナイド粒子を含む溶液に第3溶液を混合するとき、前記過程(i)の第1溶液とは別途に、硫黄(S)及び/又はセレニウム(Se)化合物を含む第4溶液を共に混合する方法でも凝集相前駆体を製造することができる。
前記のいずれの場合においても、本発明に係る凝集相前駆体の製造方法は、前記で言及したように、1つの反応器内で連続的な工程を通じて製造されるところ、上述した独特の特性を示すと共に、第1相又は第2相を有するナノ粒子を個別的に合成して混合する場合に比べて組成の均一性を確保することができるだけでなく、CuInS(Se)の単一相粒子を使用する場合に比べて粒子成長の反応時間を短縮させることができるという効果がある。
また、第1溶液と第2溶液を混合するとき、そして、過程(ii)のインジウム(In)及び/又はガリウム(Ga)含有カルコゲナイド粒子を含む溶液に前記第3溶液を混合するとき、前記第2溶液及び第3溶液をゆっくり滴加しながら前記混合物を攪拌すると、組成及び粒子の大きさが均一な形態の凝集相前駆体を得ることもできる。
一具体例において、両場合とも、製造される凝集相前駆体の分散性を向上させ、均一な組成の分布を得るために、前記過程(iii)のインジウム(In)及び/又はガリウム(Ga)含有カルコゲナイド粒子を含む溶液に第3溶液を混合するとき、または、前記インジウム(In)及び/又はガリウム(Ga)含有カルコゲナイド粒子を含む溶液、第3溶液、及び第4溶液を混合するとき、追加的に添加剤を添加することができる。
このとき、添加剤の具体的な例は、上述したものと同一である。
また、その他の前記硫黄(S)化合物、セレニウム(Se)化合物、第1溶液〜第4溶液の溶媒及び塩の種類は、上述したものと同一である。
本発明はまた、前記インク組成物を使用して薄膜を製造する方法を提供する。
本発明に係る薄膜の製造方法は、
(i)銅(Cu)含有カルコゲナイドからなる第1相(phase)と、インジウム(In)及び/又はガリウム(Ga)含有カルコゲナイドからなる第2相(phase)とを含む光吸収層製造用凝集相前駆体を溶媒に分散させてインクを製造する過程と、
(ii)電極が形成された基材上に前記インクをコーティングする過程と、
(iii)前記電極が形成された基材上にコーティングされたインクを乾燥させた後、熱処理する過程と、
を含むことを特徴とする。
一具体例において、前記過程(i)の溶媒は、一般的な有機溶媒であれば特に制限なしに使用することができ、アルカン系(alkanes)、アルケン系(alkenes)、アルキン系(alkynes)、芳香族化合物系(aromatics)、ケトン系(ketons)、ニトリル系(nitriles)、エーテル系(ethers)、エステル系(esters)、有機ハロゲン化物系(organic halides)、アルコール系(alcohols)、アミン系(amines)、チオール系(thiols)、カルボン酸系(carboxylic acids)、水素化リン系(phosphines)、亜リン酸系(phosphites)、リン酸塩系(phosphates)、スルホキシド系(sulfoxides)、及びアミド系(amides)から選択された有機溶媒を単独で使用するか、またはこれらから選択された1つ以上の有機溶媒が混合された形態で使用することができる。
具体的に、前記アルコール系溶媒は、エタノール、1−プロパノール(1−propanol)、2−プロパノール(2−propanol)、1−ペンタノール(1−pentanol)、2−ペンタノール(2−pentanol)、1−ヘキサノール(1−hexanol)、2−ヘキサノール(2−hexanol)、3−ヘキサノール(3−hexanol)、ヘプタノール(heptanol)、オクタノール(octanol)、EG(ethylene glycol)、DEGMEE(diethylene glycol monoethyl ether)、EGMME(ethylene glycol monomethyl ether)、EGMEE(ethylene glycol monoethyl ether)、EGDME(ethylene glycol dimethyl ether)、EGDEE(ethylene glycol diethyl ether)、EGMPE(ethylene glycol monopropyl ether)、EGMBE(ethylene glycol monobutyl ether)、2−メチル−1−プロパノール(2−methyl−1−propanol)、シクロペンタノール(cyclopentanol)、シクロヘキサノール(cyclohexanol)、PGPE(propylene glycol propyl ether)、DEGDME(diethylene glycol dimethyl ether)、1,2−PD(1,2−propanediol)、1,3−PD(1,3−propanediol)、1,4−BD(1,4−butanediol)、1,3−BD(1,3−butanediol)、α−テルピネオール(α−terpineol)、DEG(diethylene glycol)、グリセロール(glycerol)、2−(エチルアミノ)エタノール(2−(ethylamino)ethanol)、2−(メチルアミノ)エタノール(2−(methylamino)ethanol)、及び2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール(2−amino−2−methyl−1−propanol)から選択される1つ以上の混合溶媒であってもよい。
前記アミン系溶媒は、トリエチルアミン(triethyl amine)、ジブチルアミン(dibutyl amine)、ジプロピルアミン(dipropyl amine)、ブチルアミン(butyl amine)、エタノールアミン(ethanol amine)、DETA(Diethylenetriamine)、TETA(Triethylenetetramine)、トリエタノールアミン(Triethanolamine)、2−アミノエチルピペラジン(2−aminoethyl piperazine)、2−ヒドロキシエチルピペラジン(2−hydroxyethyl piperazine)、ジブチルアミン(dibutylamine)、及びトリス(2−アミノエチル)アミン(tris(2−aminoethyl)amine)から選択される1つ以上の混合溶媒であってもよい。
前記チオール系溶媒は、1,2−エタンジチオール(1,2−ethanedithiol)、ペンタンチオール(pentanethiol)、ヘキサンチオール(hexanethiol)、及びメルカプトエタノール(mercaptoethanol)から選択される1つ以上の混合溶媒であってもよい。
前記アルカン系(alkane)溶媒は、ヘキサン(hexane)、ヘプタン(heptane)、オクタン(octane)から選択される1つ以上の混合溶媒であってもよい。
前記芳香族化合物系(aromatics)溶媒は、トルエン(toluene)、キシレン(xylene)、ニトロベンゼン(nitrobenzene)、ピリジン(pyridine)から選択される1つ以上の混合溶媒であってもよい。
前記有機ハロゲン化物系(organic halides)溶媒は、クロロホルム(chloroform)、メチレンクロライド(methylene chloride)、テトラクロロメタン(tetrachloromethane)、ジクロロエタン(dichloroethane)、及びクロロベンゼン(chlorobenzene)から選択される1つ以上の混合溶媒であってもよい。
前記ニトリル系(nitrile)溶媒は、アセトニトリル(acetonitrile)であってもよい。
前記ケトン系(ketone)溶媒は、アセトン(acetone)、シクロヘキサノン(cyclohexanone)、シクロペンタノン(cyclopentanone)、及びアセチルアセトン(acetyl acetone)から選択される1つ以上の混合溶媒であってもよい。
前記エーテル系(ethers)溶媒は、エチルエーテル(ethyl ether)、テトラヒドロフラン(tetrahydrofuran)、及び1,4−ジオキサン(1,4−dioxane)から選択される1つ以上の混合溶媒であってもよい。
前記スルホキシド系(sulfoxides)溶媒は、DMSO(dimethyl sulfoxide)及びスルホラン(sulfolane)から選択される1つ以上の混合溶媒であってもよい。
前記アミド系(amide)溶媒は、DMF(dimethyl formamide)、及びNMP(n−methyl−2−pyrrolidone)から選択される1つ以上の混合溶媒であってもよい。
前記エステル系(ester)溶媒は、乳酸エチル(ethyl lactate)、γ−ブチロラクトン(γ−butyrolactone)、及びエチルアセトアセテート(ethyl acetoacetate)から選択される1つ以上の混合溶媒であってもよい。
前記カルボン酸系(carboxylic acid)溶媒は、プロピオン酸(propionic acid)、ヘキサン酸(hexanoic acid)、メソ−2,3−ジメルカプトコハク酸(meso−2,3−dimercaptosuccinic acid)、チオ乳酸(thiolactic acid)、及びチオグリコール酸(thioglycolic acid)から選択される1つ以上の混合溶媒であってもよい。
しかし、前記溶媒は一つの例示であり、これに限定されない。
場合によっては、前記過程(i)のインクに添加剤をさらに添加して製造することができる。
前記添加剤は、例えば、分散剤、界面活性剤、重合体、結合剤、架橋結合剤、乳化剤、消泡剤、乾燥剤、充填剤、増量剤、増粘化剤、フィルム条件化剤、抗酸化剤、流動剤、平滑性添加剤、及び腐食抑制剤からなる群から選択されるいずれか1つ以上であってもよく、詳細には、ポリビニルピロリドン(polyvinylpyrrolidone:PVP)、ポリビニルアルコール(Polyvinyl alcohol)、アンチテラ204(Anti−terra 204)、アンチテラ205(Anti−terra 205)、エチルセルロース(ethyl cellulose)、及びディスパーベイク110(DispersBYK110)からなる群から選択されるいずれか1つ以上であってもよい。
前記過程(ii)のコーティング層を形成する方法は、例えば、湿式コーティング、噴霧コーティング、スピンコーティング、ドクターブレード(doctor blade)コーティング、接触プリンティング、トップフィードリバース(feed reverse)プリンティング、ボトムフィードリバース(feed reverse)プリンティング、ノズルフィードリバース(nozzle feed reverse)プリンティング、グラビア(gravure)プリンティング、マイクログラビア(micro gravure)プリンティング、リバースマイクログラビア(reverse micro gravure)プリンティング、ローラーコーティング、スロットダイ(slot die)コーティング、毛細管コーティング、インクジェットプリンティング、ジェット(jet)沈着、噴霧沈着からなる群から選択されるいずれか1つであってもよい。
前記過程(iii)の熱処理は、摂氏400〜900度の範囲の温度で行うことができる。
一方、より高い密度の太陽電池の薄膜を製造するためには、選択的にセレン化工程が含まれてもよく、前記セレン化工程は、様々な方法によって行うことができる。
第一の例において、前記過程(i)において光吸収層製造用凝集相前駆体と共にS及び/又はSeを粒子の形態で溶媒に分散させてインクを製造し、過程(iii)の熱処理を施すことによって達成することができる。
第二の例において、前記過程(iii)の熱処理をS又はSeが存在する条件で行うことによって達成することができる。
詳細には、前記S又はSe元素が存在する条件は、HS又はHSeのガス形態で供給するか、または、Se又はSを加熱して気体として供給することによって可能である。
第三の例において、前記過程(ii)の後にS又はSeを積層した後、過程(iii)を進行して達成することができる。詳細には、前記積層は、溶液工程によって行われてもよく、または蒸着方法によって行われてもよい。
本発明はまた、前記方法で製造された薄膜を提供する。
前記薄膜は、0.5μm〜5.0μmの範囲内で厚さを有することができ、より詳細には、薄膜の厚さは0.5μm〜3.0μmであってもよい。
薄膜の厚さが0.5μm未満の場合には、光吸収層の密度と量が十分でないため、所望の光電効率を得ることができず、薄膜が5.0μmを超える場合には、電荷運搬者(carrier)が移動する距離が増加することによって再結合(recombination)が起こる確率が高くなるため、これによる効率の低下が発生する。
さらに、本発明は、前記薄膜を使用して製造される薄膜太陽電池を提供する。
薄膜の太陽電池を製造する方法は当業界で公知となっているので、本明細書ではそれについての説明を省略する。
実施例1で形成されたInSe−CuSe粉末の電子顕微鏡(SEM)写真である。 実施例1で形成されたInSe−CuSe粉末のXRD(X−ray diffraction)グラフである。 実施例2で形成されたInSe−CuSe粉末の電子顕微鏡(SEM)写真である。 実施例2で形成されたInSe−CuSe粉末のXRD(X−ray diffraction)グラフである。 実施例3で形成されたInSe−CuSe粉末の電子顕微鏡(SEM)写真である。 実施例3で形成されたInSe−CuSe粉末のXRDグラフである。 実施例4で形成されたIn0.7Ga0.3Se1.5−CuSe粉末の電子顕微鏡(SEM)写真である。 実施例4で形成されたIn0.7Ga0.3Se1.5−CuSe粉末のXRDグラフである。 実施例5で形成されたIn−CuS粉末の電子顕微鏡(SEM)写真である。 実施例6で形成された(In,Ga)Se−CuSe粉末の電子顕微鏡(SEM)写真である。 実施例6で形成された(In,Ga)Se−CuSe粉末のXRDグラフである。 実施例7で形成されたInSe−CuSe粉末の電子顕微鏡(SEM)写真である。 実施例7で形成されたInSe−CuSe粉末のXRDグラフである。 比較例1で形成されたCuInSe粉末の電子顕微鏡(SEM)写真である。 比較例1で形成されたCuInSe粉末のXRDグラフである。 実施例8で製造された薄膜のSEM写真である。 実施例8で製造された薄膜のXRDグラフである。 実施例9で製造された薄膜のSEM写真である。 実施例9で製造された薄膜のXRDグラフである。 実施例10で製造された薄膜のSEM写真である。 実施例10で製造された薄膜のXRDグラフである。 実施例11で製造された薄膜のSEM写真である。 実施例11で製造された薄膜のXRDグラフである。 比較例2で製造された薄膜のSEM写真である。 比較例2で製造された薄膜のXRDグラフである。 実施例15で製造された薄膜太陽電池のIV特性のグラフである。
以下、本発明の実施例を参照して説明するが、下記の実施例は、本発明を例示するためのものであり、本発明の範疇がこれらに限定されるものではない。
<実施例1>
InSe−CuSe粒子の合成
窒素雰囲気下で100mlの蒸留水にNaBH1.974gを加えて溶解した後、1.974gのSe粉末を加え、100mlの蒸留水をさらに加えた。無色透明な溶液が作られた後、15分間さらに攪拌した後、50mlの蒸留水に2.212gのInClを溶解した溶液を加えた。混合溶液を10分間さらに攪拌した後、50mlの蒸留水に1.705gのCuClを溶解した溶液をゆっくり加えた。混合溶液を1時間さらに攪拌した後、遠心分離して、99%の収得率でCuInSe2.5の組成の粉末を得、ICPで分析した結果、Cu:In:Se=22.18:22.56:55.26(mol%)の比を有することを確認した。この粒子は、XRD分析結果、CuSe結晶相を示し、非晶質のInSeと結晶性の良いCuSeが混合された状態であると確認された。これを分析したSEM−EDX結果及びXRD結果を図1及び図2に示した。
<実施例2>
InSe−CuSe粒子の合成
窒素雰囲気下で150mlの蒸留水にNaBH1.90gを加えて溶解した後、60mlの蒸留水に3.224gのHSeOを溶解した溶液を点滴した。無色透明な溶液が作られた後、35mlの蒸留水に2.212gのInClを溶解した溶液を加えて5分間攪拌した後、40mlの蒸留水にCuCl*2HO 1.705gを溶解した溶液を加えて得られた混合溶液を1日間攪拌した後、遠心分離して、99%の収得率でCuInSe2.5の組成の粉末を得、ICPで分析した結果、Cu:In:Se=2.42:22.20:56.38(mol%)の比を有することを確認した。この粒子は、XRD分析結果、CuSe結晶相を示し、非晶質のInSeと結晶性の良いCuSeが混合された状態であると確認された。これを分析したSEM−EDX結果及びXRD結果を図3及び図4に示した。
<実施例3>
InSe−CuSe粒子の合成
窒素雰囲気下で50mlの蒸留水にNaBH1.135gを加えて溶解した後、30mlの蒸留水に1.935gのHSeOを溶解した溶液を加えた。無色透明な溶液が作られた後、50mlの蒸留水に2.212gのInClを溶解した溶液を加えて3.5時間さらに攪拌し、InSe粒子を形成した。他のフラスコで、窒素雰囲気下で50mlの蒸留水に0.757gのNaBHを溶解した溶液を製造し、これに、20mlの蒸留水に1.290gのHSeOを溶解した溶液を加えた後、澄んだ状態になるまで攪拌した。この溶液に、先に作ったInSe溶液を加えた後、再び50mlの蒸留水に1.705gのCuCl*2HOを溶解した溶液を加えた後、1日間攪拌した。得られた溶液を遠心分離して精製した後、真空乾燥して、CuInSe2.5の組成の粒子を得た。粒子をICPで分析した結果、Cu:In:Se=21.80:21.89:56.31(mol%)の組成を有することを確認し、この粒子は、XRD分析結果、CuSe結晶相を示し、非晶質のInSeと結晶性の良いCuSeが混合された状態であると確認された。これを分析したSEM−EDX及びXRDの結果を図5及び図6に示した。
<実施例4>
In0.7Ga0.3Se1.5−CuSe粒子の合成
窒素雰囲気下で100mlの蒸留水にNaBH2.270gを加えて溶解した後、60mlの蒸留水に3.869gのHSeOを溶解した溶液を加えた。無色透明な溶液が作られた後、100mlの蒸留水に3.097gのInClと2.703gのGaIを溶解した溶液を加えて1日間さらに攪拌し、In0.7Ga0.3Se1.5粒子を形成した。他のフラスコで、窒素雰囲気下で100mlの蒸留水に1.665gのNaBHを溶解した溶液を製造し、これに、40mlの蒸留水に2.837gのHSeOを溶解した溶液を加えた後、澄んだ状態になるまで攪拌した。この溶液に、先に作ったIn0.7Ga0.3Se1.5溶液を加えた後、再び100mlの蒸留水に3.410gのCuCl*2HOを溶解した溶液を加えた後、5時間攪拌した。得られた溶液を遠心分離して精製した後、真空乾燥して、CuIn0.7Ga0.3Se2.5の組成の粒子を得た。粒子をICPで分析した結果、Cu:In:Ga:Se:Na:B=20.07:14.19:5.88:55.885:3.73:0.26(mol%)の組成を有することを確認し、この粒子は、XRD分析結果、CuSe結晶相を示し、非晶質の(In,Ga)Seと結晶性の良いCuSeが混合された状態であると確認された。これを分析したSEM−EDX及びXRDの結果を図7及び図8に示した。
<実施例5>
In−CuS粒子の合成
窒素雰囲気下でNaS*9HO 3.603gを60mlの蒸留水に溶解し、これに、40mlの蒸留水に2.212gのInClを溶解した溶液を50mlの蒸留水と共に加えた後、混合溶液を1時間さらに攪拌した。これに、2.402gのNaS*9HOを50mlの蒸留水に溶解した溶液を加え、10分間攪拌した後、1.705gのCuCl*2HOを50mlの蒸留水に溶解した溶液を加えた。反応液を3時間さらに攪拌した後、遠心分離方法で精製した後、真空乾燥して、Cu:Inを2.64:3.10の割合で含む粒子を得た。これを分析したSEM−EDX結果を図9に示した。
<実施例6>
(In,Ga)Se−CuSe粒子の合成
窒素雰囲気下で50mlの蒸留水にNaBH1.135gを加えて溶解した後、30mlの蒸留水に1.935gのHSeOを溶解した溶液を加えた。無色透明な溶液が作られた後、50mlの蒸留水に1.548gのInClと1.351gのGaIを溶解した溶液を加えて1日間さらに攪拌し、In0.7Ga0.3Se1.5粒子を形成した。他のフラスコで、窒素雰囲気下で50mlの蒸留水に0.666gのNaBHを溶解した溶液を製造し、これに、20mlの蒸留水に1.135gのHSeOを溶解した溶液を加えた後、澄んだ状態になるまで攪拌した。この溶液に、先に作った(In,Ga)Se溶液を加えた後、再び50mlの蒸留水に1.364gのCuCl*2HOを溶解した溶液を加えた後、6時間攪拌した。得られた溶液を遠心分離して精製した後、真空乾燥して、Cu0.81In0.74Ga0.26Se2.5の組成の粒子を得た。粒子をICPで分析した結果、Cu:In:Ga:Se:Na:B=17.62:16.18:5.61:56.22:4.16:0.22(mol%)の組成を有することを確認し、この粒子は、XRD分析結果、CuSe結晶相を示し、非晶質の(In,Ga)Seと結晶性の良いCuSeが混合された状態であると確認された。これを分析したSEM−EDX及びXRDの結果を図10及び図11に示した。
<実施例7>
InSe−CuSe粒子の合成
窒素雰囲気下で50mlの蒸留水にNaBH1.248gを加えて溶解した後、30mlの蒸留水に2.128gのHSeOを溶解した溶液を加えた。無色透明な溶液が作られた後、50mlの蒸留水に2.212gのInClを溶解した溶液を加えて1日間さらに攪拌し、InSe粒子を形成した。他のフラスコで、窒素雰囲気下で50mlの蒸留水に0.832gのNaBHを溶解した溶液を製造し、これに、20mlの蒸留水に1.419gのHSeOを溶解した溶液を加えた後、澄んだ状態になるまで攪拌した。この溶液に、先に作ったInSe溶液を加えた後、再び50mlの蒸留水に1.705gのCuCl*2HOを溶解した溶液と20mlの蒸留水に0.111gのポリビニルピロリドン(Polyvinylpyrrolidone)を溶解した溶液を加えた後、5時間攪拌した。得られた溶液を遠心分離して精製した後、真空乾燥して、CuInSe2.5の組成の粒子を得た。粒子をICPで分析した結果、Cu:In:Se:Na:B=19.49:19.97:48.81:3.75:7.98(mol%)の組成を有することを確認し、この粒子は、XRD分析結果、CuSe結晶相を示し、非晶質のInSeと結晶性の良いCuSeが混合された状態であると確認された。これを分析したSEM−EDX及びXRDの結果を図12及び図13に示した。
<比較例1>
CuCl 8mmol、InCl 10mmol、及びSe粉末20mmolをオレイルアミン100mlに加え、真空減圧下で80度で加熱しながら4時間攪拌した後、窒素雰囲気で240度に昇温して、同一の温度で4時間反応させた後、冷却した。これを、ヘキサンとエタノールを用いて遠心分離法で精製して、CuInSeの組成を有するナノ粒子を得、これを分析したSEM−EDX及びXRDの結果を図14及び図15に示した。
<実施例8>
薄膜の製造
実施例4で製造されたCuIn0.7Ga0.3Se2.5の組成の粒子をエタノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、アセチルアセトン、プロピレングリコールプロイルエーテル、シクロヘキサノン、エタノールアミン、1,2−プロパンジオール、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、グリセロール、ドデシル硫酸ナトリウムからなる混合溶媒に加えた後、21%の濃度で分散して、インクを製造した。得られたインクをglass上にコーティングされたMo薄膜上にコーティングした後、200度まで乾燥した。これをSeの存在下で550度で熱処理して、CIGS薄膜を得た。得られた薄膜を分析したSEM−EDX及びXRDの結果を図16及び図17に示した。
<実施例9>
薄膜の製造
実施例4で製造されたCuIn0.7Ga0.3Se2.5の組成の粒子24%とCuSe粒子を1.2%の割合で混合して、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールプロイルエーテル、エタノールアミン、1,2−プロパンジオール、ジエチレングリコールモノエチルエーテルからなる混合溶媒に加えた後、分散して、インクを製造した。得られたインクをglass上にコーティングされたMo薄膜上にコーティングした後、200度まで乾燥した。これをSeの存在下で550度で熱処理して、CIGS薄膜を得た。得られた薄膜を分析したSEM−EDX及びXRDの結果を図18及び図19に示した。
<実施例10>
薄膜の製造
実施例6で製造されたCu−poorな組成のCu0.8In0.70.3Se2.5の組成を有する粒子とCu0.87Seナノ粒子とを混合して、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールプロイルエーテル、エタノールアミン、1,2−プロパンジオール、ジエチレングリコールモノエチルエーテルからなる混合溶媒に加えた後、分散して、インクを製造した。得られたインクをglass上にコーティングされたMo薄膜上にコーティングした後、200度まで乾燥した。これをSeの存在下で550度で熱処理して、CIGS薄膜を得た。得られた薄膜を分析したSEM−EDX及びXRDの結果を図20及び図21に示した。
<実施例11>
薄膜の製造
実施例7で製造されたCuInSe2.5の組成の粒子をエタノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、アセチルアセトン、プロピレングリコールプロイルエーテル、シクロヘキサノンからなる混合溶媒に加えた後、20%の濃度で分散して、インクを製造した。得られたインクをglass上にコーティングされたMo薄膜上にコーティングした後、160度まで乾燥した後、300barの圧力でpressした。これをSeの存在下で550度で熱処理して、CIS薄膜を得た。得られた薄膜を分析したSEM−EDX及びXRDの結果を図22及び図23に示した。
<比較例2>
薄膜の製造
比較例1で製造されたCuInSeの組成の粒子をエタノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、アセチルアセトン、プロピレングリコールプロイルエーテル、シクロヘキサノンからなる混合溶媒に加えた後、20%の濃度で分散して、インクを製造した。得られたインクをglass上にコーティングされたMo薄膜上にコーティングした後、160度まで乾燥した後、300barの圧力でpressした。これをSeの存在下で550度で熱処理して、CIS薄膜を得た。得られた薄膜を分析したSEM−EDX及びXRDの結果を図24及び図25に示した。図24からわかるように、CuInSe粒子から得た薄膜は、非常に空隙(void)が多く、粒子成長が低調であることが確認できた。
<実施例12>
薄膜太陽電池の製造
実施例8で製造されたCIGS薄膜上にCBD方法でCdSバッファ層を製造し、スパッタ方法でZnOとAl:ZnOを順次蒸着した後、e−beamでAl電極を載せて、cellを製造した。このcellは、Jsc=24.86mA/sqcm、Voc=0.23V、FF=36.55%、Eff=2.09%のcell特性を示した。
<実施例13>
薄膜太陽電池の製造
実施例9で製造されたCIGS薄膜上にCBD方法でCdSバッファ層を製造し、スパッタ方法でZnOとAl:ZnOを順次蒸着した後、e−beamでAl電極を載せて、cellを製造した。このcellは、Jsc=29.33mA/sqcm、Voc=0.42V、FF=42.0%、Eff=5.20%のcell特性を示した。
<実施例14>
薄膜太陽電池の製造
実施例9で製造されたCIGS薄膜上にCBD方法でCdSバッファ層を製造し、スパッタ方法でZnOとAl:ZnOを順次蒸着した後、スクリーンプリンティング法でAg電極を載せて、cellを製造した。このcellは、Jsc=34.07mA/sqcm、Voc=0.30V、FF=34.28%、Eff=3.48%のcell特性を示した。
<実施例15>
薄膜太陽電池の製造
実施例10で製造されたCIGS薄膜上にCBD方法でCdSバッファ層を製造し、スパッタ方法でZnOとAl:ZnOを順次蒸着した後、e−beam法でAl電極を載せて、cellを製造した。このcellは、Jsc=26.87mA/sqcm、Voc=0.43V、FF=49.01%、Eff=5.61%のcell特性を示した。前記薄膜太陽電池から得られた電流−電圧(I−V)特性のグラフを図26に示した。
<実施例16>
薄膜太陽電池の製造
実施例11で製造されたCIS薄膜上にCBD方法でCdSバッファ層を製造し、スパッタ方法でZnOとAl:ZnOを順次蒸着した後、e−beamでAl電極を載せて、cellを製造した。このcellは、Jsc=28.37mA/sqcm、Voc=0.23V、FF=34.08%、Eff=2.19%のcell特性を示した。
<比較例3>
薄膜太陽電池の製造
比較例2で製造されたCIS薄膜にCBD方法でCdSバッファ層を製造し、スパッタ方法でZnOとAl:ZnOを順次蒸着した後、e−beamでAl電極を載せて、cellを製造した。このcellは、Jsc=13.45mA/sqcm、Voc=0.18V、FF=26.63%、Eff=0.6%のcell特性を示した。
<実験例1>
実施例1〜7及び比較例1の粒子の組成を分析し、下記表1に整理した。これらをベースとした実施例12〜16、及び比較例3で製造された薄膜太陽電池の光電効率を測定し、その結果を下記表2に示す。
Figure 0006338660
Figure 0006338660
前記表2に記載された太陽電池の効率を決定する変数であるJscは電流密度を意味し、Vocは、ゼロ出力電流で測定された開放回路電圧を意味し、光電効率は、太陽電池板に入射された光のエネルギー量による電池出力の比率を意味し、FF(Fill factor)は、最大電力点での電流密度と電圧値の積をVocとJscの積で割った値を意味する。
表2及び図26を参照すると、本発明に係る凝集相前駆体を使用してCI(G)S薄膜を製造する場合、既存のCuInS(Se)の単一相粒子を使用してCI(G)S薄膜を製造する場合に比べて、電流密度、開放回路電圧、及び光電効率がいずれも向上した値を有することがわかる。特に、電流密度及び光電効率は非常に優れた値を示す。
本発明の属する分野における通常の知識を有する者であれば、上記内容に基づいて本発明の範疇内で様々な応用及び変形を行うことが可能であろう。
以上で説明したように、本発明に係る銅(Cu)含有カルコゲナイドからなる第1相(phase)と、インジウム(In)及び/又はガリウム(Ga)含有カルコゲナイドからなる第2相(phase)とを含む凝集相前駆体は、1つの反応器内で連続的な工程を通じて製造されるところ、これを使用して薄膜を製造する場合、薄膜全体的に、より均一な組成を有するだけでなく、酸化に安定であり、前駆体自体にS又はSeを含むことによって、最終薄膜内にVI族元素の含量を高めて良質の薄膜を製造できるという効果がある。

Claims (26)

  1. 太陽電池の光吸収層製造用凝集相前駆体(aggregate phase precursor)が光吸収層製造用インク溶媒に分散されたインク組成物であって、前記凝集相前駆体は、銅(Cu)含有カルコゲナイドからなる第1相(phase)と、インジウム(In)及び/又はガリウム(Ga)含有カルコゲナイドからなる第2相(phase)とを含み、前記凝集相前駆体は、前記光吸収層製造用インク溶媒において、前駆体の全重量を基準として30%以上が、前記凝集相前駆体から分離された一部としての第1相及び第2相を含む粒子凝集体、または、第1相からなる独立的粒子若しくは第2相からなる独立的粒子に分離され、
    前記第1相は結晶性であり、前記第2相は非晶質であることを特徴とする、インク組成物
  2. 前記凝集相前駆体の粒径は10nm〜500nmであることを特徴とする、請求項1に記載のインク組成物
  3. 前記粒子凝集体の粒径は2nm〜200nmであることを特徴とする、請求項1に記載のインク組成物
  4. 前記独立的粒子の粒径は1nm〜100nmであることを特徴とする、請求項1に記載のインク組成物
  5. 銅(Cu)含有カルコゲナイドは、CuS(0.5≦y≦2.0)及びCuSe(0.5≦y≦2.0)からなる群から選択される1つ以上であることを特徴とする、請求項1に記載のインク組成物
  6. インジウム(In)及び/又はガリウム(Ga)含有カルコゲナイドは、(In(Ga)1−xSe(0≦x≦1、0.5≦n/m≦2.5)、及び(In(Ga)1−x(0≦x≦1、0.5≦n/m≦2.5)からなる群から選択される1つ以上であることを特徴とする、請求項1に記載のインク組成物
  7. 前記凝集相前駆体に存在するカルコゲナイド元素の成分比は、銅(Cu)とインジウム(In)、及びガリウム(Ga)を合わせた1モルに対して0.5〜3モルであることを特徴とする、請求項1に記載のインク組成物
  8. 前記凝集相前駆体に存在する銅(Cu)の成分比は、In+Gaの成分1モルに対して0.7〜1.2モルであることを特徴とする、請求項1に記載のインク組成物
  9. 請求項1に記載のインク組成物を製造する方法であって、
    (i)還元剤を含む第1溶液を準備する過程と、
    (ii)硫黄(S)及び/又はセレニウム(Se)化合物を含む第2溶液、インジウム(In)塩又はインジウム(In)塩とガリウム(Ga)塩を含む第3溶液、及び銅(Cu)塩を含む第4溶液を準備する過程と、
    (iii)前記第1溶液と第2溶液を混合して混合液を製造する過程と、
    (iv)前記過程(iii)の混合液に第3溶液を混合し、反応させて、インジウム(In)及び/又はガリウム(Ga)含有カルコゲナイド粒子を合成する過程と、
    (v)前記過程(iv)のインジウム(In)及び/又はガリウム(Ga)含有カルコゲナイド粒子を含む溶液に前記第4溶液を混合して、銅(Cu)含有カルコゲナイドからなる第1相(phase)と、インジウム(In)及び/又はガリウム(Ga)含有カルコゲナイドからなる第2相(phase)とをいずれも含む光吸収層製造用凝集相前駆体を合成する過程と、
    (vi)前記光吸収層製造用凝集相前駆体を前記光吸収層製造用インク溶媒に分散させてインク組成物を製造する過程と、
    を含み、
    前記過程(v)の前に過程(i)〜過程(iii)と別途に、還元剤を含む第5溶液、及び硫黄(S)及び/又はセレニウム(Se)化合物を含む第6溶液を混合して混合液を製造し、これを、過程(v)のインジウム(In)及び/又はガリウム(Ga)含有カルコゲナイド粒子を含む溶液及び第4溶液と共に混合することを特徴とする、インク組成物の製造方法。
  10. 前記第5溶液と第6溶液の混合液、インジウム(In)及び/又はガリウム(Ga)含有カルコゲナイド粒子を含む溶液、及び第4溶液を混合するとき、追加的に添加剤を添加することを特徴とする、請求項9に記載のインク組成物の製造方法。
  11. 前記還元剤は、有機還元剤及び/又は無機還元剤であることを特徴とする、請求項9に記載のインク組成物の製造方法。
  12. 前記還元剤は、LiBH、NaBH、KBH、Ca(BH、Mg(BH、LiB(Et)、NaBH(CN)、NaBH(OAc)、ヒドラジン、アスコルビン酸(ascorbic acid)及びトリエタノールアミン(triethanolamine)からなる群から選択される1つであることを特徴とする、請求項11に記載のインク組成物の製造方法。
  13. 請求項1に記載のインク組成物を製造する方法であって、
    (i)硫黄(S)及び/又はセレニウム(Se)化合物を含む第7溶液、インジウム(In)塩又はインジウム(In)塩及びガリウム(Ga)塩を含む第8溶液、及び銅(Cu)塩を含む第9溶液を準備する過程と、
    (ii)前記第7溶液と第8溶液を混合し、反応させて、インジウム(In)及び/又はガリウム(Ga)含有カルコゲナイド粒子を合成する過程と、
    (iii)前記過程(ii)のインジウム(In)及び/又はガリウム(Ga)含有カルコゲナイド粒子を含む溶液に前記第9溶液を混合して、銅(Cu)含有カルコゲナイドからなる第1相(phase)と、インジウム(In)及び/又はガリウム(Ga)含有カルコゲナイドからなる第2相(phase)とをいずれも含む光吸収層製造用凝集相前駆体を合成し、精製する過程と、
    (iv)前記光吸収層製造用凝集相前駆体を前記光吸収層製造用インク溶媒に分散させてインク組成物を製造する過程と、
    を含み、
    前記過程(iii)のインジウム(In)及び/又はガリウム(Ga)含有カルコゲナイド粒子を含む溶液に第9溶液を混合するとき、前記過程(i)の第7溶液とは別途に、硫黄(S)及び/又はセレニウム(Se)化合物を含む第10溶液を共に混合することを特徴とする、インク組成物の製造方法。
  14. 前記インジウム(In)及び/又はガリウム(Ga)含有カルコゲナイド粒子を含む溶液、第9溶液、及び第10溶液を混合するとき、追加的に添加剤を添加することを特徴とする、請求項13に記載のインク組成物の製造方法。
  15. 前記硫黄(S)化合物は、S粉末、HS、NaS、KS、CaS、(CHS、HSO、及びこれらの水和物、チオ尿素(thiourea)、及びチオアセトアミド(thioacetamide)からなる群から選択される1つ以上であることを特徴とする、請求項9又は13に記載のインク組成物の製造方法。
  16. 前記セレニウム(Se)化合物は、Se粉末、HSe、NaSe、KSe、CaSe、(CHSe、SeO、SeCl、HSeO、HSeO、及びこれらの水和物、セレノ尿素(selenourea)、及び亜セレン酸(selenous acid)からなる群から選択される1つ以上であることを特徴とする、請求項9又は13に記載のインク組成物の製造方法。
  17. 前記第1溶液〜第10溶液の溶媒は、水、アルコール類、酢酸、ジエチレングリコール(DEG;diethylene glycol)、オレイルアミン(oleylamine)、エチレングリコール(ethyleneglycol)、トリエチレングリコール(triethylene glycol)、ジメチルスルホキシド(dimethyl sulfoxide)、ジメチルホルムアミド(dimethyl formamide)及びNMP(N−methyl−2−pyrrolidone)からなる群から選択される1つ以上であることを特徴とする、請求項9又は13に記載のインク組成物の製造方法。
  18. 前記塩は、塩化物(chloride)、臭化物(bromide)、ヨウ化物(iodide)、硝酸塩(nitrate)、亜硝酸塩(nitrite)、硫酸塩(sulfate)、酢酸塩(acetate)、亜硫酸塩(sulfite)、アセチルアセトネート塩(acetylacetonate)及び水酸化物(hydroxide)からなる群から選択される1つ以上の形態であることを特徴とする、請求項9又は13に記載のインク組成物の製造方法。
  19. 前記添加剤は、ポリビニルピロリドン(Polyvinylpyrrolidone:PVP)、ポリビニルアルコール(Polyvinylalcohol)、及びエチルセルロース(ethyl cellulose)からなる群から選択されるいずれか1つ以上であることを特徴とする、請求項10または14に記載のインク組成物の製造方法。
  20. 請求項1に記載のインク組成物であって、光吸収層製造用凝集相前駆体が溶媒に分散されて、銅(Cu)含有カルコゲナイドからなる第1相(phase)及びインジウム(In)及び/又はガリウム(Ga)含有カルコゲナイドからなる第2相(phase)を含む粒子凝集体、または、第1相又は第2相からなる独立的粒子として存在することを特徴とする、インク組成物。
  21. 請求項20に記載のインク組成物を使用して薄膜を製造する方法であって、
    (i)銅(Cu)含有カルコゲナイドからなる第1相(phase)と、インジウム(In)及び/又はガリウム(Ga)含有カルコゲナイドからなる第2相(phase)とを含む光吸収層製造用凝集相前駆体を溶媒に分散してインクを製造する過程と、
    (ii)電極が形成された基材上に前記インクをコーティングする過程と、
    (iii)前記電極が形成された基材上にコーティングされたインクを乾燥させた後、熱処理する過程と、
    を含むことを特徴とする、薄膜の製造方法。
  22. 前記過程(i)の溶媒は、アルカン系(alkanes)、アルケン系(alkenes)、アルキン系(alkynes)、芳香族化合物系(aromatics)、ケトン系(ketons)、ニトリル系(nitriles)、エーテル系(ethers)、エステル系(esters)、有機ハロゲン化物系(organic halides)、アルコール系(alcohols)、アミン系(amines)、チオール系(thiols)、カルボン酸系(carboxylic acids)、水素化リン系(phosphines)、リン酸塩系(phosphates)、スルホキシド系(sulfoxides)、及びアミド系(amides)からなる群から選択された1つ以上の有機溶媒であることを特徴とする、請求項21に記載の薄膜の製造方法。
  23. 前記過程(i)のインクは、添加剤をさらに含んで製造されることを特徴とする、請求項21に記載の薄膜の製造方法。
  24. 前記添加剤は、ポリビニルピロリドン(polyvinylpyrrolidone:PVP)、ポリビニルアルコール(Polyvinyl alcohol)、アンチテラ204(Anti−terra 204)、アンチテラ205(Anti−terra 205)、エチルセルロース(ethyl cellulose)、及びディスパーベイク110(DispersBYK110)からなる群から選択されるいずれか1つ以上であることを特徴とする、請求項23に記載の薄膜の製造方法。
  25. 前記過程(iii)の熱処理は、400〜900度の範囲の温度で行われることを特徴とする、請求項21に記載の薄膜の製造方法。
  26. 請求項21〜25のいずれか一項に記載の製造方法を使用することを特徴とする、薄膜太陽電池の製造方法。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101952740B1 (ko) * 2015-06-03 2019-02-27 주식회사 엘지화학 태양전지 광흡수층 제조용 전구체 및 이의 제조방법
KR102613046B1 (ko) * 2015-10-06 2023-12-12 삼성전자주식회사 금속 칼코게나이드 나노입자 및 그 제조방법
CN111489958B (zh) * 2020-04-21 2023-08-11 哈尔滨理工大学 一种低温油墨法制备的铜铟镓硒吸收层

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6268014B1 (en) * 1997-10-02 2001-07-31 Chris Eberspacher Method for forming solar cell materials from particulars
US20070163640A1 (en) * 2004-02-19 2007-07-19 Nanosolar, Inc. High-throughput printing of semiconductor precursor layer by use of chalcogen-rich chalcogenides
US20070163639A1 (en) * 2004-02-19 2007-07-19 Nanosolar, Inc. High-throughput printing of semiconductor precursor layer from microflake particles
US8329501B1 (en) * 2004-02-19 2012-12-11 Nanosolar, Inc. High-throughput printing of semiconductor precursor layer from inter-metallic microflake particles
KR100850000B1 (ko) 2005-09-06 2008-08-01 주식회사 엘지화학 태양전지 흡수층의 제조방법
US8071419B2 (en) * 2006-06-12 2011-12-06 Nanosolar, Inc. Thin-film devices formed from solid particles
US7670584B2 (en) * 2007-06-01 2010-03-02 International Business Machines Corporation Inorganic metal chalcogen cluster precursors and methods for forming colloidal metal chalcogenide nanoparticles using the same
KR101144807B1 (ko) * 2007-09-18 2012-05-11 엘지전자 주식회사 태양전지 박막조성용 잉크와 그 제조방법, 이를 이용한cigs 박막형 태양전지, 및 그 제조 방법
EP2232576A2 (en) * 2007-12-06 2010-09-29 Craig Leidholm Methods and devices for processing a precursor layer in a group via environment
CN101471394A (zh) * 2007-12-29 2009-07-01 中国科学院上海硅酸盐研究所 铜铟镓硫硒薄膜太阳电池光吸收层的制备方法
DE102009015470A1 (de) * 2008-12-12 2010-06-17 Byk-Chemie Gmbh Verfahren zur Herstellung von Metallnanopartikeln und auf diese Weise erhaltene Metallnanopartikel und ihre Verwendung
TWI382095B (zh) * 2009-03-04 2013-01-11 Jun Wen Chung 多元金屬硫族元素化合物之製造方法
WO2010141863A2 (en) * 2009-06-04 2010-12-09 The Regents Of The University Of California Solution-processed inorganic photo-voltaic devices and methods of production
EP2474044A4 (en) * 2009-09-02 2014-01-15 Brent Bollman METHODS AND DEVICES FOR PROCESSING A PRECURSOR LAYER IN A VIA GROUP ENVIRONMENT
US8440498B2 (en) * 2009-10-28 2013-05-14 Nanosolar, Inc. Thin-film devices formed from solid particles
TWI429593B (zh) * 2009-10-29 2014-03-11 Bosin Technology Co Ltd 太陽能電池吸收層之前驅物及其形成方法
US20130118585A1 (en) * 2010-06-22 2013-05-16 University Of Florida Research Foundation, Inc. Nanocrystalline copper indium diselenide (cis) and ink-based alloys absorber layers for solar cells
US20120100660A1 (en) * 2010-10-25 2012-04-26 Hagedorn Kevin V Method for preparation of metal chalcogenide solar cells on complexly shaped surfaces
WO2012090339A1 (ja) 2010-12-28 2012-07-05 東北精機工業株式会社 カルコパイライト構造を有する化合物の製造方法
KR101197228B1 (ko) 2010-12-29 2012-11-02 재단법인대구경북과학기술원 화합물 반도체 태양전지의 광흡수층 제조방법
KR101179010B1 (ko) * 2011-02-01 2012-08-31 연세대학교 산학협력단 칼코겐화물 반도체 박막 및 그 제조방법
WO2012112821A1 (en) * 2011-02-16 2012-08-23 Sandia Solar Technologies Llc Solar absorbing films with enhanced electron mobility and methods of their preparation
KR101194375B1 (ko) 2011-04-25 2012-10-25 한국과학기술원 구형의 Cu2InGaSe2응집체를 포함하는 광흡수 층 및 이를 이용한 태양전지, 및 그 제조방법
JP2013021043A (ja) 2011-07-08 2013-01-31 Hitachi Ltd 化合物半導体太陽電池材料およびそれを用いた太陽電池

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