JPH01122938A - Method and apparatus for producing polycrystalline film - Google Patents

Method and apparatus for producing polycrystalline film

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JPH01122938A
JPH01122938A JP62275596A JP27559687A JPH01122938A JP H01122938 A JPH01122938 A JP H01122938A JP 62275596 A JP62275596 A JP 62275596A JP 27559687 A JP27559687 A JP 27559687A JP H01122938 A JPH01122938 A JP H01122938A
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film
polycrystalline
slurry
substrate
thickness
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JP62275596A
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Japanese (ja)
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Scot P Albright
スコット ピー.アルブライト
K Brown David
デビッド ケイ.ブラウン
F Jordon John
ジョン エフ.ジョードン
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Photon Energy Inc
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Photon Energy Inc
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  • Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
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Abstract

PURPOSE: To make it possible to produce a thin polycrystalline layer which has crystals of a large diameter and is adequate for formation of photovoltaic cells by compressing the polycrystalline CdS film obtd. by adhering a slurry contg. CdS on a glass substrate and drying this slurry, then heating the film.
CONSTITUTION: The slurry formed by mixing fine powder of CdS and a fluid carrier, such as propylene glycol, is sprayed or adhered onto the glass substrate. This slurry is dried to evaporate the greater part of the fluid carrier, by which the polycrystalline CdS film is formed on the substrate. Next, this panel 24 is mounted on a table 14 and plural rollers 24 movable in, for example, a perpendicular direction are activated by hydrostatic cylinders to compress the CdS film on the panel 24 moved horizontally by the table 14, by which its film thickness of the CdS film is drastically reduced. The film is then heated and the large-crystal CdS polycrystalline film consisting of the crystals of the average diameter of the micocrystal in the polycrystal equal to or larger than the thickness of the film after the heating, is formed.
COPYRIGHT: (C)1989,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野J 本発明は薄い半導体層の製造に関するものである。より
詳細にいえば、本発明は大きな直径をもった結晶を有し
かつ光起電力セルを作成するのに適切である薄い多結晶
CdS層の製造に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application J] The present invention relates to the production of thin semiconductor layers. More particularly, the present invention relates to the production of thin polycrystalline CdS layers having crystals with large diameters and suitable for making photovoltaic cells.

[従来の技術1 太陽エネルギは、従来の炭化水素系エネルギ資源に代わ
るものとして、以前より注目されている。
[Prior Art 1] Solar energy has long been attracting attention as an alternative to conventional hydrocarbon energy resources.

したがって、太陽エネルギを光起電力現象によって直接
電気エネルギに変換する分野は、研究と開発がますます
盛んに行なわれている。けれども、最近市販されている
光起電力装置は、高価な遠距離通信設備、消費電力の小
さな燈台ブイ、宇宙空間での応用など、特別の限られた
産業分野においてのみ用いられている。
Therefore, the field of directly converting solar energy into electrical energy through the photovoltaic phenomenon is being increasingly researched and developed. However, recently commercially available photovoltaic devices are used only in specific industrial fields, such as expensive telecommunications equipment, lighthouse buoys with low power consumption, and applications in outer space.

単結晶光起電力セルの製造コストが高いので、過去の2
0年間にわたって、低コストの多結晶光起電力セルを開
発する努力が強力に進められてきた。多結晶シリコン太
陽電池およびアモルファス・シリコン太陽電池、および
また多結晶硫化カドミウム太陽電池の商品化に対して、
途方もない財政投資が行なわれてきたし、また現在も行
なわれている。不幸なことに、このようなセルは単結晶
セルよりも、本来、効率が低い。大きな投資が行なわれ
ていることと、最近の製造技術に従ってこのようなセル
を製造すると製造コストが高いので、市場に出まわるの
にはかなりの困難がある。
Due to the high manufacturing cost of single-crystal photovoltaic cells, the past two
Over the past year, efforts have been intense to develop low cost polycrystalline photovoltaic cells. For the commercialization of polycrystalline silicon solar cells and amorphous silicon solar cells, and also polycrystalline cadmium sulfide solar cells,
Tremendous financial investments have been and are being made. Unfortunately, such cells are inherently less efficient than single crystal cells. Due to the large investments involved and the high production costs of producing such cells according to modern manufacturing techniques, there are considerable difficulties in bringing them to market.

多結晶太陽エネルギ装置を低コストで大量生産する1つ
の有望な方法は、通常のフロート・ガラスのような透明
ガラス基板を用いて、その上、に順次に光起電力膜を作
成する方法である。米国特許第4.362.896号に
開示されている1つの「背面壁」構造体では、簿い酸化
スズの層と、薄い硫化カドミウムの層と、薄い硫化第一
銅の層と、電極材料の層とが重ねられてセルが構成され
ており、光エネルギはガラスと酸化スズ層とを透過して
、Cd S / CU 2 Sヘテロ接合で吸収される
One promising way to mass produce polycrystalline solar energy devices at low cost is to use a transparent glass substrate, such as ordinary float glass, on which to sequentially fabricate photovoltaic films. . One "back wall" structure disclosed in U.S. Pat. No. 4,362,896 includes a thin layer of tin oxide, a thin layer of cadmium sulfide, a thin layer of cuprous sulfide, and an electrode material. A cell is constructed by stacking the layers, and the light energy is transmitted through the glass and the tin oxide layer and absorbed at the CdS/CU2S heterojunction.

また別の同様な多結昼光起電力セルでは、硫化第一銅の
代りにテルル化カドミウムが用いられている。
Another similar multi-day photovoltaic cell uses cadmium telluride instead of cuprous sulfide.

このようなセルを低いコストで製造するためには、硫化
カドミウム層は比較的薄くなければならない、寸なわら
、10ミクロン以下でなければならない。また、例えば
米国特許第4.338,078号に開示されている噴霧
熱分解法によって硫化カドミウム層を製造することは、
制御が難しいことが解っている。ガラス基板の表面の温
度を変えることは収率を悪くし、したがって、製造コス
トを大幅に高くする。
In order to manufacture such cells at low cost, the cadmium sulfide layer must be relatively thin, less than 10 microns in size. It is also possible to produce a cadmium sulfide layer by the spray pyrolysis method disclosed, for example, in U.S. Pat. No. 4,338,078.
I know it's difficult to control. Changing the temperature of the surface of the glass substrate impairs the yield and therefore significantly increases manufacturing costs.

[発明の要約1 本発明は基本的には、固い基板の上に改良された多結晶
半導体膜を形成する製造方法を提供するものであり、ひ
いて該方法の実施のための製造装置を得ることができ、
そして、新規な多結晶光起電力セルを提供する。本発明
の1つの好ましい実施例によれば、薄い単層CdS膜が
ガラス基板の上に形成される。つぎつぎに層を付着する
ことにより、背面壁構造をもつコストの安い光起電力セ
ルが製造される。
[Summary of the Invention 1 The present invention basically provides a manufacturing method for forming an improved polycrystalline semiconductor film on a solid substrate, and thus provides a manufacturing apparatus for implementing the method. It is possible,
And, a novel polycrystalline photovoltaic cell is provided. According to one preferred embodiment of the invention, a thin monolayer CdS film is formed on a glass substrate. By depositing layers one after the other, a low cost photovoltaic cell with a back wall structure is produced.

Cd51lは、硫化カドミウムの微粉末とプロピレン・
グリコールのような流体キャリアとを混合して、必要な
濃度のスラリを作ることによって形成される。スラリの
例をあげれば、それは約60グラムの硫、化カドミウム
と、2グラムの塩化カドミウム(これは再成長の融剤と
して働く)と、100グラムのプロピレン・グリコール
で構成される。このスラリはガラス基板の上に常温で、
つまり、実質的に周II温度下で噴霧され、または付着
される。この膜が乾燥される。この乾燥は、キャリアの
沸点近くの温度で、空気中で行なわれることが好ましい
。その後、この膜は、350Ky/CIR(5,000
1)、S、i、)ないL70ON9/m2(10,00
0D、s、i、)の大きな力を機械的に加えることによ
って、圧縮される。この圧縮された膜は、その後、不活
性ガスと酸素との混合体を加熱したものの中で再成長さ
れる。この結晶再成長を促進する融剤として、塩化物が
用いられる。この方法により、米国特許第4.338,
078号の噴霧熱分解法によって製造された結晶よりも
、はるかに大きな直径をもつ結晶が製造される。
Cd51l is made from fine powder of cadmium sulfide and propylene.
It is formed by mixing with a fluid carrier such as glycol to create a slurry of the required concentration. As an example of a slurry, it is composed of approximately 60 grams of sulfur, cadmium oxide, 2 grams of cadmium chloride (which acts as a regrowth flux), and 100 grams of propylene glycol. This slurry is placed on a glass substrate at room temperature.
That is, it is sprayed or deposited at substantially ambient II temperatures. This membrane is dried. This drying is preferably carried out in air at a temperature near the boiling point of the carrier. This membrane was then heated to 350Ky/CIR (5,000
1), S, i, ) not L70ON9/m2 (10,00
It is compressed by mechanically applying a large force of 0D,s,i,). This compacted film is then regrown in a heated mixture of inert gas and oxygen. Chloride is used as a flux to promote this crystal regrowth. By this method, U.S. Patent No. 4.338,
Crystals with a much larger diameter are produced than those produced by the spray pyrolysis method of No. 078.

1つの技術によれば、乾燥された膜は、垂直方向に移動
することが可能な複数個のローラを静水圧シリンダで作
動することにより、水平方向に移動するガラス基板の上
で圧縮される。ガラス基板はローラの下を移動し、その
結果、CdS膜の圧縮された帯状領域ができる。シリン
ダが上昇し、ガラスが次の位置に移動し、次にシリンダ
が降下してガラスが再びシリンダの下を通過する。この
ようにして、一部分が重なり合った圧縮された帯状領域
が膜の上にできる。Cd5III2のほぼ全体が圧縮さ
れるまで、この工程が繰り返される。
According to one technique, a dried film is compressed onto a horizontally moving glass substrate by actuating a plurality of vertically movable rollers with a hydrostatic cylinder. The glass substrate moves under the rollers, resulting in a compressed band-like region of CdS film. The cylinder is raised and the glass moves to the next position, then the cylinder is lowered and the glass passes under the cylinder again. In this way, partially overlapping compressed bands are created on the membrane. This process is repeated until almost all of the Cd5III2 is compressed.

本発明によるCdS膜は一般的に10ミクロン以下の厚
さを有する。厚さが4ミクロンないし8ミクロンである
ことがより好濾しい。再成長した結晶の大部分はパンケ
ーキ形の形をしており、それらの上表面と下表面はCd
S膜の上表面および下表面をそれぞれ構成する。したが
って、CdS膜の上表面と下表面の間に、CdSの単結
晶の単−ffが作られる。大部分の結晶の長さと幅は、
それらの高さよりもずっと大きい。隣接する結晶の間の
空隙は比較的小さく、したがって、光起電力セルを製造
するために後で別の膜を付着させた場合、このCdS膜
を通して短絡が起こることはほとんどない。
CdS films according to the invention typically have a thickness of 10 microns or less. More preferably, the thickness is between 4 and 8 microns. Most of the regrown crystals are pancake-shaped, and their upper and lower surfaces are Cd
They constitute the upper and lower surfaces of the S film, respectively. Therefore, a single-crystalline CdS single-ff is created between the upper and lower surfaces of the CdS film. The length and width of most crystals are
much larger than their height. The air gaps between adjacent crystals are relatively small, so shorts are unlikely to occur through this CdS film if another film is later deposited to produce a photovoltaic cell.

このCdS膜の製造コストは大幅に低い。それは高価な
沈着装置を使っていないし、またガラスを厳密なfA麿
に均一に加熱するといった難しい品質制御パラメータを
使っていないからである。大きな結晶が用いられていて
その大部分の平均直径は膜の厚さよりも大きいので、こ
の光起電力セルの効率は大幅に改良される。1つの技術
によって、本発明の膜は高品質で低コストのCdS/C
dTe光起電力セルを製造するのに使用される。
The manufacturing cost of this CdS film is significantly lower. This is because it does not use expensive deposition equipment or difficult quality control parameters such as uniformly heating the glass to a precise fA. Since large crystals are used, the average diameter of most of which is greater than the thickness of the membrane, the efficiency of this photovoltaic cell is greatly improved. By one technique, the membrane of the present invention is a high-quality, low-cost CdS/C
Used to manufacture dTe photovoltaic cells.

[実施例] 本発明に従って形成された硫化カドミウムの薄層は、適
当な固い基板材料に付着させられる。本発明により、裏
面板を備えた構造体の光起電力セルを製造するのに、こ
のフィルム層を使用することができる。したがって、透
明なガラス基板の上にCdS層が形成され、そしてそれ
が酸化スズのような透明導電材料の薄い層で被覆される
EXAMPLE A thin layer of cadmium sulfide formed in accordance with the present invention is deposited on a suitable rigid substrate material. According to the invention, this film layer can be used to produce a photovoltaic cell in a structure with a back plate. Thus, a CdS layer is formed on a transparent glass substrate, and it is coated with a thin layer of a transparent conductive material such as tin oxide.

製造コストが安いということが本発明の重要な特徴であ
るから、このガラス基板は、ガラス・リボンを高温度の
スズ浴上に浮遊させる工法によって製造された、通常の
窓ガラスであることが好ましい。浮遊ガラス体の表面に
、大きな透過率をもつ導電性酸化スズ膜がつけられる。
Since low manufacturing costs are an important feature of the present invention, the glass substrate is preferably an ordinary window glass manufactured by a method in which a glass ribbon is suspended on a hot tin bath. . A conductive tin oxide film with high transmittance is applied to the surface of the floating glass body.

この酸化スズ膜は、米国特許第3.959.565号に
開示されているように、ガラスがスズ浴上に浮遊してい
る時に作成することもできるし、または米国特許第4.
224,355号に開示されているように、放射熱で加
熱されたガラス・パネル辷噴霧することによって形成す
ることもできる。これらの特許はいずれも参考として本
発明の中に取り入れられている。
This tin oxide film can also be created when the glass is suspended on a tin bath, as disclosed in U.S. Pat. No. 3,959,565, or as disclosed in U.S. Pat.
It can also be formed by spraying over a glass panel heated with radiant heat, as disclosed in US Pat. No. 224,355. All of these patents are incorporated herein by reference.

酸化スズ膜の要求される特性は、膜抵抗率が10オーム
毎平方以下であり、太陽エネルギのうちの光起電力効果
を生ずる可視光スペクトルの光が入射した時の吸収率が
10%以下であり、そして(350℃の温度まで)波長
が5ミクロン以上の赤外線に対し放射率が0.1以下で
あることである。さらに、このような酸化スズ膜の中に
小さなピンホールがあると、それはガラス・パネル上に
導電体スズのパターンを形成するのには多大の悪影響を
及ぼすけれども、多結晶光起電力セルの効率に対しては
そればと重大な欠陥とはならない。
The required characteristics of the tin oxide film are that the film resistivity is 10 ohms per square or less, and the absorption rate of the visible light spectrum that produces the photovoltaic effect of solar energy is 10% or less. and (up to a temperature of 350°C) have an emissivity of 0.1 or less for infrared rays with a wavelength of 5 microns or more. Moreover, the presence of small pinholes in such tin oxide films has a great negative effect on forming the conductive tin pattern on the glass panel, but it also reduces the efficiency of polycrystalline photovoltaic cells. However, this is not a serious defect.

このような導電性酸化スズ膜はコストが安い他に、ガラ
ス基板にしっかりと付着すること、被覆している層を部
分的に除去しても安全である程十分に強固であること、
高い温度においても化学的に安定であること、紫外線に
よる照射に対しても化学的に安定であること、Cd5I
]を作成する時にそれに悪IF”ltを与える不純物を
含まないことなどの特徴を有する。
In addition to being low in cost, such conductive tin oxide films adhere well to glass substrates and are sufficiently strong that it is safe to partially remove the covering layer.
Chemically stable even at high temperatures, chemically stable against ultraviolet irradiation, Cd5I
] is characterized in that it does not contain any impurities that would give it a bad IF.

酸化スズを噴霧する工程の前と、Cd51iをつける前
とに、ガラスをイオン交換水で洗浄することが好ましい
。当業者にはすぐにわかるように、光起電力セルを構成
するフィルム層の汚染を防止して光起電力セルの効率を
高くしかつ製造の歩留りを良くするために、適切な注意
を払わなければならない。
It is preferable to wash the glass with ion-exchanged water before the step of spraying tin oxide and before applying Cd51i. As will be readily apparent to those skilled in the art, appropriate precautions must be taken to prevent contamination of the film layers that make up the photovoltaic cell to increase the efficiency and manufacturing yield of the photovoltaic cell. Must be.

寸法が2ミクロンまたはそれ以下の市販されている硫化
ガトミウム粉末を用いて、CdSスラリが作られる。再
結晶段階での結晶成長を促進するために、必要な融剤と
して少量の塩化カドミウムが加えられる。要求されたス
ラリを得るために、プロビンレン・グリコール・テルピ
ネオールのような適切なキャリアが用いられる。要求さ
れるスラリの内容は、用いられる技術によって一部分は
変更され、そして用いられる装置によってまた少し変更
される。空気内で噴霧される場合、約60グラムの硫化
カドミウムと、約2グラムの塩化カドミウムと、約10
0グラムのプロピレン・グリコールの混合体が好ましい
ことがわかっている。
A CdS slurry is made using commercially available Gatmium Sulfide powder with dimensions of 2 microns or less. A small amount of cadmium chloride is added as a necessary flux to promote crystal growth during the recrystallization step. A suitable carrier such as probylene glycol terpineol is used to obtain the required slurry. The required slurry content will vary in part depending on the technology used, and will also vary slightly depending on the equipment used. When sprayed in air, about 60 grams of cadmium sulfide, about 2 grams of cadmium chloride, and about 10
A mixture of 0 grams of propylene glycol has been found to be preferred.

当業者には周知であるように、少量の塩化物を加えると
結晶成長が促進されるが、硫化カドミウムとの反応に要
求されるG以上に塩化物を加えると、光起電力特性と寿
命が劣化する。したがって、塩化カドミウムが過剰にあ
る、すなわち、塩化カドミウムが残留する、ことを回避
する工程を入れることが必要である。最後に、光起電力
セルを作るために硫化カドミウム膜の上にもしテルル化
カドミウムの層が付けられるならば、少ffi(10P
PMないし101000PPの酢酸第二銅をスラリの中
にドープ剤として加えることができる。
As is well known to those skilled in the art, adding small amounts of chloride can promote crystal growth, but adding chloride above the G required for reaction with cadmium sulfide can reduce photovoltaic properties and lifetime. to degrade. Therefore, it is necessary to include a step to avoid excess cadmium chloride, that is, cadmium chloride remaining. Finally, if a layer of cadmium telluride is applied on top of the cadmium sulfide film to make a photovoltaic cell, then the low ffi (10P
PM to 101,000 PP of cupric acetate can be added as a dopant into the slurry.

酸化スズ膜で予め被覆されたガラス基板にCdSスラリ
を付着するのに噴霧法が用いられるとして、作業中のガ
ラス基板と、噴霧されるスラリとの雰囲気温度と、キャ
リア材料との組み合わせとにより、この工程のコストが
大幅に下がり、かつ、均一層の許容される均一度が大幅
に向上する。この噴霧法はコンベア・ベルト装置に取り
入れることが十分にできる。例えば、米国特許用4゜2
24.355号に開示されているように、ベルトの上に
置かれたガラス・パネルの横幅にわたって、噴n器を移
6ノさせることによって、噴霧工程を実行することがで
きる。下記で説明されるように、約20ミクロンの厚さ
のCdSスラリを付着させることにより、厚さが約4ミ
クロンないし約7ミクロンの再成長した結晶の大きなC
d5I]IJの得られることがわかった。
Assuming that a spraying method is used to deposit a CdS slurry onto a glass substrate pre-coated with a tin oxide film, depending on the ambient temperature of the glass substrate being worked on, the slurry being sprayed, and the combination with the carrier material, The cost of this process is significantly reduced and the acceptable uniformity of the uniform layer is greatly increased. This atomization method can be well incorporated into conveyor belt equipment. For example, US patent 4゜2
24.355, the spraying process can be carried out by moving the sprayer across the width of the glass panel placed on the belt. As explained below, the large C of the regrown crystals from about 4 microns to about 7 microns thick is removed by depositing a CdS slurry about 20 microns thick.
It was found that d5I]IJ could be obtained.

CdSスラリは、減圧された雰囲気中で60℃以下で、
または空気中で約200℃で、乾燥される。プロピレン
・グリコールはこの層から蒸発するであろう。もし必要
ならば、プロピレン・グリコールを従来の蒸留法によっ
て取り去ってもよい。
The CdS slurry is heated at 60°C or less in a reduced pressure atmosphere,
Or dried in air at about 200°C. Propylene glycol will evaporate from this layer. If desired, the propylene glycol may be removed by conventional distillation methods.

このようにして、多結晶CdS層が得られるであろう。In this way, a polycrystalline CdS layer will be obtained.

ただし、キャリア材料が蒸発したところに、かなり大き
な穴ができるであろう。さらに、[噴霧されたままのJ
CdS結晶は寸法が非常に小さく、そしてそのようにし
て得られた膜で作成される光起電力セルは、実際には、
効率が妥当な大ぎさをもつことはないであろう。
However, there will be a fairly large hole where the carrier material has evaporated. In addition, [as-sprayed J
CdS crystals are very small in size, and the photovoltaic cells created with the films so obtained are, in fact,
Efficiency will never be of any reasonable magnitude.

本発明においては、この乾燥されたCd51に大きな力
を機械的に加えることによって、約20ミクロンの厚さ
から10ミクロンないし14ミクロンの厚さに、好まし
くは12ミクロンの厚さに圧縮される。ガラス基板と酸
化スズ層はいずれも、350kg/m”  (5,oo
op、s、i、>ないし70OKy/ax2(10,0
00p、s、i、)の必要な圧縮カニ、好ましくは42
0に9/lx”  (6,0001)、s、i、)’に
いL56ONg/cm”  (8,000p、 s、 
i、 )の圧縮力に容易に耐えることができる。
In the present invention, this dried Cd51 is compressed from a thickness of about 20 microns to a thickness of 10 to 14 microns, preferably 12 microns, by mechanically applying a large force. Both the glass substrate and the tin oxide layer weigh 350 kg/m” (5,00
op, s, i, > to 70 OKy/ax2 (10,0
00p, s, i,) required compression crab, preferably 42
0 to 9/lx" (6,0001), s, i,)'iL56ONg/cm" (8,000p, s,
i, ) can easily withstand compressive forces.

予め圧縮力をこのように加えることによってセルの再成
長が促進される理由は、十分には解明されていないけれ
ども、圧縮力を加えることによって、キャリア材料が蒸
発する時、CdS材料の間に見られる穴が大幅に減少す
る。また、粉末の粒子の間の接触面積が圧縮作用によっ
て大幅に増加する。
The reason why this pre-applying compressive force promotes cell regrowth is not fully understood, but the application of compressive force increases the amount of material that can be seen between the CdS materials when the carrier material evaporates. This greatly reduces the number of holes. Also, the contact area between the particles of the powder is significantly increased by the compression effect.

圧縮によってえられる粉末粒子の接触面積の増大は、再
成長中の結晶の寸法の要求された増大に直接に関係して
いる。
The increase in powder particle contact area obtained by compaction is directly related to the required increase in crystal size during regrowth.

CdS膜を圧縮するのに適切な装置が第1図に示されて
いる。圧縮機10はa学的な基盤12とX−Yテーブル
14とを有する。テ°−プル14は、標準的なウオーム
ねじとハンドル16とによって、Y方向に手動で動かす
ことができる、または、ウオームねじ軸16に連結され
た駆動用?1f!1lJ118によって駆動される。テ
ーブルのX方向の移動または指示は、同様に、ウオーム
ねじとハンドル20によって手動で制御することができ
る。またはこの駆動は駆動用電動機によって行なうこと
もできる。
A suitable apparatus for compressing CdS films is shown in FIG. Compressor 10 has an aerodynamic base 12 and an X-Y table 14. The table pull 14 can be moved manually in the Y direction by a standard worm screw and handle 16, or can be moved by a drive connected to the worm screw shaft 16. 1f! 1lJ118. Movement or direction of the table in the X direction can be manually controlled by the worm screw and handle 20 as well. Alternatively, this driving can also be performed by a driving electric motor.

前記の酸化スズと噴霧された硫化カドミウム層(キャリ
アは蒸発している)とを有するパネル24がテーブル1
4の上に置かれ、そしてエッチ・ストリップ26および
28によって取り付けられる。もし必要ならば、複数個
の小さな穴を有する標準的な真空テーブルを使って、パ
ネル24をテーブルの上の所定の位置に固定することか
できる。
A panel 24 with said tin oxide and a sprayed cadmium sulphide layer (carrier evaporated) is mounted on table 1.
4 and attached by etch strips 26 and 28. If desired, a standard vacuum table with a plurality of small holes can be used to secure panel 24 in place on the table.

この場合には、真空排気管がそなえられる。けれども、
ガラス基板にロールによって垂直方向に加えられた力は
基板の面内方向には小さな力しか生じないことがわかっ
ている。したがって、真空テーブルは必要ないであろう
In this case, a vacuum exhaust pipe is provided. However,
It has been found that the force applied perpendicularly to a glass substrate by a roll produces only a small force in the in-plane direction of the substrate. Therefore, a vacuum table would not be necessary.

垂直プレート54が、保持体11により、基盤12に固
定される。複数個の空気/油圧シリンダ32.34およ
び36のおのおのが、垂直プレート54に取り付けられ
る。これらのシリンダのおのおのは入力加圧管38から
の空気圧によって下方に作動される。これらのシリンダ
のおのおのは加圧ff40をそなえていて、加圧管38
の中の空気圧が解除された時、シリンダを上方の位置に
復帰する。したがって、それぞれのシリンダ棒42はI
直路に沿って往復する。ずべてのシリンダが同時に作動
することが好ましい。
A vertical plate 54 is fixed to the base 12 by means of a holder 11 . Each of the plurality of pneumatic/hydraulic cylinders 32, 34 and 36 is attached to the vertical plate 54. Each of these cylinders is actuated downwardly by air pressure from input pressure tube 38. Each of these cylinders is equipped with a pressure ff40, and a pressure pipe 38
When the air pressure inside is released, return the cylinder to the upper position. Therefore, each cylinder rod 42 is I
Go back and forth along a straight path. Preferably, all cylinders operate simultaneously.

第2図において、ブロック44はシリンダ捧42に56
の位置でピボットで連結され、そして垂直プレート54
は蟻みぞ52を有している。ブロック44から下方に延
びている2つの腕48に、ビン50によって、ローラ4
6が回転可能な取り付けられる。したがって、蟻みぞ5
2はブロック44の移動を事実上垂直方向に限定する。
In FIG. 2, block 44 is attached to cylinder shaft 42 at 56
and vertical plate 54
has a dovetail groove 52. A roller 4 is attached by a bin 50 to two arms 48 extending downwardly from the block 44.
6 is rotatably mounted. Therefore, ant groove 5
2 effectively limits the movement of block 44 to the vertical direction.

ただし、ブロック44と垂直プレート54との間に十分
な「遊び」があって、ブロック44、したがって、ロー
ラ46がビン56のまわりにわずかに回転することが可
能である。したがって、ローラのこのわずかな回転運動
によって、圧縮工程中に、ローラをガラス基板上で「平
らに」配置することができる。
However, there is sufficient "play" between block 44 and vertical plate 54 to allow block 44, and therefore roller 46, to rotate slightly about bin 56. This slight rotational movement of the roller thus allows the roller to lie "flat" on the glass substrate during the compaction process.

再び第1図において、約8 、1 K9/cm2(11
5p、s、 i、 )の空気圧が適当な圧力源(図示さ
れていない)から加圧管38によって供給され、それが
ローラ46に伝えられて、Cd51に下向ぎの力を及ぼ
す。典型的なステンレス・スチールのローラは直径が約
38III!R(1,5インチ)、幅が約104Il(
0,4インチ)であり、したがって、1つのローラの瞬
間の圧縮面積は’1.3mm(0,05インチ)X10
#I#I(0,4インチ)である。それぞれのローラが
下向に加える力は約71g(170ボンド〉であり、し
たがって、CdS膜に作用する圧縮力は約560に9/
cm2(8,000p.s、i、)である。
Again in Figure 1, approximately 8,1 K9/cm2 (11
Air pressure of 5p, s, i, ) is supplied by pressure tube 38 from a suitable pressure source (not shown) and is transmitted to roller 46 to exert a downward force on Cd 51. A typical stainless steel roller is approximately 38III in diameter! R (1.5 inches), width approximately 104Il (
0.4 inch) and therefore the instantaneous compression area of one roller is '1.3 mm (0.05 inch) x 10
#I#I (0.4 inch). The force exerted downward by each roller is approximately 71 g (170 bonds), and therefore the compressive force acting on the CdS film is approximately 560/9/
cm2 (8,000 p.s, i,).

シリンダが作動されてローラに下向きに力が加わり、そ
してローラが基板にいったん接触すると、電動機18が
Y方向テーブルねじ16を回転ざUてテーブル14を移
動させ、そして複数個の圧縮されたCdS膜の帯状領域
ができる。テーブル14に固定された停止器58が基板
12に固定された限界器62にいったん接触すると、ね
じ16の回転が停止し、そしてシリンダへの空気圧が排
出され、そして加圧管40に圧力が加えられて、シリン
ダが上昇する。シリンダがいったん上昇すると、テーブ
ルは電動機22の作動を指示して、圧縮された帯状領域
の幅に等しい回転数だけ、ねじ20を回転させる。それ
から、テーブルは第1図に示された位置に戻り、そして
停止器58が60と接触する時、工程が繰り返される。
The cylinder is actuated to apply a downward force to the roller, and once the roller contacts the substrate, electric motor 18 rotates Y-direction table screw 16 to move table 14 and remove a plurality of compressed CdS films. A band-like area is formed. Once the stopper 58 fixed to the table 14 contacts the limiter 62 fixed to the base plate 12, the rotation of the screw 16 is stopped and the air pressure to the cylinder is vented and pressure is applied to the pressure tube 40. The cylinder will rise. Once the cylinder is raised, the table commands the electric motor 22 to rotate the screw 20 by a number of revolutions equal to the width of the compressed swath. The table then returns to the position shown in FIG. 1 and the process is repeated when stop 58 contacts 60.

もし必要ならば、テーブルが正のY方向と負のY方向の
いずれの向きに運動する時にも、膜を圧縮するように圧
縮110を変更することは容易である。
If desired, it is easy to modify compression 110 to compress the membrane when the table moves in either the positive Y direction or the negative Y direction.

第2図は、ガラス基板80の上に薄い酸化スズ層82が
あり、さらにその上にCdS膜があることを示し、これ
らの層の複数個の圧縮された帯状領域が示されている。
FIG. 2 shows a thin tin oxide layer 82 on top of a glass substrate 80, with a CdS film on top, and several compressed bands of these layers are shown.

これらの圧縮された帯状領域がわずかな重なり圧縮領域
70を有することが好ましい。それは、このような重な
り領域があっても後でのこのフィルム層の再成長工程に
悪影響を与えることはなく、かつ、このような臣なり領
域が存在することによりフィルム全体が確実に圧縮され
るからである。第2図において、おのおのの帯状領域の
ローラ・エッヂ72がガラスの端かられずかに内側にあ
る、例えば、6m<1/4インチ)内側にあることが示
されているが、これはローラが最初に降下してきた時に
ガラスを壊さないようにするためである。
Preferably, these compressed strips have a slight overlapping compressed area 70. It is important to note that the presence of such overlapping areas does not adversely affect the subsequent regrowth process of this film layer, and the presence of such overlap areas ensures that the entire film is compressed. It is from. In FIG. 2, the roller edge 72 of each swath is shown to be slightly inward from the edge of the glass, e.g. This is to avoid breaking the glass when it first descends.

CdS膜上に小さな粒子があると、それは圧縮工程に対
して悪い影響を与える。典型的な場合としては、ローラ
がこの粒子によって持ち上げられるので、膜の綱いa領
域が十分に圧縮されないことである。けれども、十分に
注意深くすれば、Cd S IIの上にこのような粒子
が沈着するのを防止できる、または大幅に小さくできる
ことが分っている。または、圧縮工程の前に、圧縮空気
によってこのような粒子を膜の上から除去し、膜の表面
を清浄にすることが容易にできる。したがって、テーブ
ルが指定された位置に配置される前に、基板からこのよ
うな粒子を吹き飛ばすための圧縮空気噴出ノズル78が
そなえられる。適切な空気/流体シリンダは、フォート
・ウエーン(インデイアナ)のPI−10社で製造され
ている。No、Y5528 (No、603)の装置で
ある。
If there are small particles on the CdS film, it will have a negative effect on the compaction process. Typically, the roller is lifted by this particle so that the membrane a region is not sufficiently compressed. However, it has been found that with sufficient care, the deposition of such particles on Cd S II can be prevented or significantly reduced. Alternatively, such particles can easily be removed from the top of the membrane with compressed air to clean the surface of the membrane prior to the compression step. Accordingly, a compressed air jet nozzle 78 is provided to blow such particles away from the substrate before the table is placed in the designated position. Suitable air/fluid cylinders are manufactured by PI-10 of Fort Wayne, Indiana. This is the device No. Y5528 (No. 603).

パネル24のCdS層が圧縮された後、この膜に再成長
工程が行なわれる。この工程は、米国特許用4.362
,896号に開示されているのと類似の技術によって1
、窒素の多い雰囲気中で行なわれることが好ましい。こ
の米国特許は参考として本発明に取り入れられている。
After the CdS layer of panel 24 is compressed, a regrowth process is performed on the film. This process is described in U.S. Patent No. 4.362
1 by a technique similar to that disclosed in , No. 896.
It is preferable that the process be carried out in an atmosphere rich in nitrogen. This US patent is incorporated herein by reference.

特に、CdS膜は塩化カドミウムの蒸気を含んだ雰囲気
中で加熱しなからこの再成長工程を行なうことが好まし
い。
In particular, it is preferable that the CdS film be heated in an atmosphere containing cadmium chloride vapor before performing this regrowth step.

要求された結晶を形成するために、この工程は、加熱さ
れた雰囲気中で、隣接するパネルのCdS膜を一定の間
隔をもって対向させて垂直に配置して行なわれる。しか
し、米国特許用4.362゜896号に開示された方法
で形成されたCdS結晶とは異って、本発明の方法で形
成された結晶の多くは、10ミクロン以上の寸法を有し
ている。
In order to form the required crystals, this step is carried out in a heated atmosphere with the CdS films of adjacent panels facing each other vertically with a fixed spacing between them. However, unlike the CdS crystals formed by the method disclosed in U.S. Pat. There is.

全部ではないが大部分の結晶は1ミクロンないし2ミク
ロンより大幅に大きな寸法を有する。ざらに、CdS層
の製造コストは、噴霧熱分解法に比べて、大幅に安い。
Most, if not all, crystals have dimensions significantly greater than 1 to 2 microns. In general, the manufacturing cost of the CdS layer is significantly lower than that of spray pyrolysis.

それは、CdS材料をガラス面上に噴霧するさい、ガラ
スを均一で高い温度に加熱することが必要ないからであ
る。また、ある光起電力装置では、電圧特性が改良され
た(Zn  Cd1.)S膜を形成するために、亜鉛を
加えることができる。
This is because it is not necessary to uniformly heat the glass to a high temperature when spraying the CdS material onto the glass surface. Also, in some photovoltaic devices, zinc can be added to form a (Zn Cd1.)S film with improved voltage characteristics.

CdS膜は、典型的には、約1%から約3%の酸素を含
んだ窒素雰囲気中で、480℃から580℃の温度、好
ましくは約530’Cの温度で加熱される。このガラス
・パネルが約1時間加熱され、それから約45分の時間
をかけて冷却される。必要な塩化カドミウムのM気が膜
から放出され、そしてそれが要求された精品成長に寄与
する。再成長工程の後、CdS膜がメタノールで洗浄さ
れ、そしてその後、水で洗浄されて、CdS膜の表面上
の過剰な塩化カドミウムが除去される。
The CdS film is typically heated at a temperature of 480° C. to 580° C., preferably about 530° C., in a nitrogen atmosphere containing about 1% to about 3% oxygen. The glass panel is heated for approximately one hour and then cooled over a period of approximately 45 minutes. The required cadmium chloride M gas is released from the membrane and contributes to the required product growth. After the regrowth step, the CdS film is cleaned with methanol and then water to remove excess cadmium chloride on the surface of the CdS film.

第3図は、酸化スズF182の上に作成された再成長C
dS層84の垂線から70’傾いた方向から観察された
SEM(走査形電子顕微鏡)像である。前記のように、
ピンホール86のような酸化スズ層の中の小さなピンホ
ールは、この光起電力セルの効率にそれ程大きな影響を
与えない。それは、均一な導電層がそれにも拘らずcd
smの下にあるからである。
Figure 3 shows regrown C created on tin oxide F182.
This is an SEM (scanning electron microscope) image observed from a direction inclined 70' from the perpendicular to the dS layer 84. As mentioned above,
Small pinholes in the tin oxide layer, such as pinhole 86, do not significantly affect the efficiency of this photovoltaic cell. It is clear that the uniform conductive layer is nevertheless cd
This is because it is under sm.

第3図に示された層の厚さは約7ミクロンであり、この
層の上表面とこの層の下表面は、事実上、結晶の上表面
と下表面であることがわかる。したがって、事実上均一
な高さをもつ結晶の単一層が本発明の方法によって得ら
れる。したがって、観測の結晶84A−84Gのおのお
のは、酸化スズ杏と接触している事実上平らな下表面と
事実上平らな上表面とを有する。これらの表面は、他の
結晶の同じように配置された表面と共に、Cd5IIの
それぞれ下表面および上表面を構成する。
It can be seen that the thickness of the layer shown in FIG. 3 is approximately 7 microns, and that the upper surface of this layer and the lower surface of this layer are effectively the upper and lower surfaces of the crystal. Thus, a single layer of crystals with virtually uniform height is obtained by the method of the invention. Thus, each of the observed crystals 84A-84G has a substantially flat lower surface in contact with the tin oxide apricot and a substantially flat upper surface. These surfaces, together with similarly arranged surfaces of other crystals, constitute the lower and upper surfaces of Cd5II, respectively.

結晶84A、84C,84Dおよび84Hのおのおのは
それらの長さと幅は共に、それらの高さ7ミクロンより
も大きい。したがって、平均の直径は7ミクロンより大
きい。結晶84Bと84Eのおのおのは長さと幅がそれ
らの7ミクロンの高はぼ等しい。したがって、それらの
平均直径はCdS層の厚さにほぼ等しい。最後に、結晶
84Fおよび84Gは長さと幅がそれらの高さよりも少
し小さいように見える。したがって、それらの平均直径
は膜の厚さよりも少し小さい。けれども、第3図に示さ
れているように、大多数の結晶はその平均直径は膜の厚
さよりも大きい、または少なくともほぼ等しい。
Each of crystals 84A, 84C, 84D and 84H are greater than 7 microns in both their length and width. Therefore, the average diameter is greater than 7 microns. Crystals 84B and 84E are each approximately equal in length and width and their 7 micron height. Their average diameter is therefore approximately equal to the thickness of the CdS layer. Finally, crystals 84F and 84G appear to be slightly smaller in length and width than their height. Therefore, their average diameter is slightly smaller than the membrane thickness. However, as shown in Figure 3, the average diameter of the majority of crystals is greater than, or at least approximately equal to, the thickness of the film.

第4図は第3図に示された結晶84Aをより大きな拡大
率で示したSEM像である。このように、CdS層の中
の結晶のおのおのは、酸化スズ層82と接触している実
質的に平らな下表面9oと、実質的に平らな上表面92
とを有している。結晶の側面は複数個の実質的に垂直な
壁面94で構成され、その形は不規則である。結晶の上
表面と下表面はこれらの表面が壁面と出合うところで少
し丸くなっているけれども、隣り合った結晶の間に非常
に小さな空隙98が存在することがまた第4図に示され
ている。隣接する結晶の間の空隙が小さいまたはないの
で、酸化スズ層と光起電力セルを構成するためにCdS
層の上に配置される層との間で短絡が起こる可能性をな
くする、または少なくとも大幅に小さくする。
FIG. 4 is a SEM image showing the crystal 84A shown in FIG. 3 at a larger magnification. Thus, each crystal in the CdS layer has a substantially planar lower surface 9o in contact with the tin oxide layer 82 and a substantially planar upper surface 92.
It has The sides of the crystal are comprised of a plurality of substantially vertical walls 94, which are irregular in shape. It is also shown in FIG. 4 that although the top and bottom surfaces of the crystals are slightly rounded where these surfaces meet the walls, there are very small air gaps 98 between adjacent crystals. Since the voids between adjacent crystals are small or absent, CdS is used to construct the photovoltaic cell with the tin oxide layer.
Eliminates, or at least greatly reduces, the possibility of short circuits with layers disposed above the layer.

約12ミクロンの厚さに圧縮された膜は、再成長される
と、厚さが4ミクロンないし8ミクロン、好ましくは5
ミクロンないし7ミクロンのCdS膜になる。したがっ
て、本発明に従って形成されたCdS層はずっと薄い。
A film compressed to a thickness of about 12 microns, when regrown, has a thickness of 4 to 8 microns, preferably 5 microns.
It becomes a CdS film of micron to 7 micron. Therefore, the CdS layer formed according to the present invention is much thinner.

故に、シルクスクリーニング法で作成された厚さが20
ミクロンないし30ミクロンの膜よりも、コストが安く
なる。
Therefore, the thickness created by the silk screening method is 20
Cost is lower than micron to 30 micron membranes.

本発明によって製造された多結晶半導体膜は、裏面板を
有する光起電力セルのためのCd S層を製造するのに
特に適している。したがって、前記層は、米国特許用4
,362,896号に開示されている方法に従って、C
d S / Cu 2 S光起電力セルを製造するのに
用いることができる。また、本発明の特徴は、高効率で
製造コストの安い硫化カドミウム/テルル化カドミウム
光起電力セルを製造するのに、前記CdS膜が使えるこ
とである。
The polycrystalline semiconductor films produced according to the invention are particularly suitable for producing CdS layers for photovoltaic cells with backplates. Accordingly, said layer is
, 362,896.
dS/Cu2S can be used to fabricate photovoltaic cells. Another feature of the present invention is that the CdS film can be used to fabricate a cadmium sulfide/cadmium telluride photovoltaic cell with high efficiency and low manufacturing cost.

第5図は本発明に従って製造された光起電力セルの横断
面の概要図であって、改良された硫化カドミウム膜を有
している。裏面板セルは大形の光起電力セルを経済的に
製造するのに適しており、そして適当な必要な厚さ、例
えば、3.18#(0,125インチ)の厚さの平らな
ガラス基板102の上に製造される。このセルは、厚さ
が約0.7ミクロンまたはそれ以下の酸化スズの導電層
104と、厚さが4ミクロンないし8ミクロンの068
層106と、厚さが1ミクロンないし4ミクロンの第2
多結晶層108と、この第2多結晶層と接触していて厚
さが0.5ミクロンないし2ミクロンである電極層とを
有する。第2多結晶J!i2108はCdS層と光起電
力ヘテロ接合を作るのに適切な材料である。
FIG. 5 is a cross-sectional schematic diagram of a photovoltaic cell made in accordance with the present invention having an improved cadmium sulfide film. The backplate cell is suitable for economically manufacturing large photovoltaic cells and is made of flat glass of any suitable required thickness, e.g. 3.18# (0.125 inch) thick. fabricated on a substrate 102; The cell includes a conductive layer 104 of tin oxide about 0.7 microns or less thick and a 068 layer 104 about 4 microns to 8 microns thick.
layer 106 and a second layer 106 having a thickness of 1 micron to 4 microns.
It has a polycrystalline layer 108 and an electrode layer in contact with the second polycrystalline layer and having a thickness of 0.5 microns to 2 microns. Second polycrystalline J! i2108 is a suitable material for making photovoltaic heterojunctions with CdS layers.

本発明により、第2多結晶層は米国特許用4゜362.
896号に開示されている方法に従って製造された硫化
第一銅であることができる。本発明の1つの好ましい実
施例では、この第2層はテルル化カドミウムである。約
30.5cm×30.5Ql(12インチ×12インチ
)の寸法を有する硫化カドミウム/テルル化カドミウム
のパネルが、同じ寸法または少し大きい寸法のガラス基
板パネルを用いて製造することができる。米国特許第4
,262,411号に開示されている方法により、光起
電カバネルは相互接続された光起電力セルのIII長い
ストリップに分離することができる。これらのパネルは
、米国特許第4,223゜085号に開示されている方
法により、電気的に並列または直列に組み合わせて、モ
ジュールを作ることができる。
In accordance with the present invention, the second polycrystalline layer is formed using U.S. Patent No. 4.362.
It can be cuprous sulfide made according to the method disclosed in No. 896. In one preferred embodiment of the invention, this second layer is cadmium telluride. Cadmium sulfide/cadmium telluride panels having dimensions of approximately 12 inches by 12 inches can be manufactured using glass substrate panels of the same or slightly larger dimensions. US Patent No. 4
, 262,411, a photovoltaic cover can be separated into III long strips of interconnected photovoltaic cells. These panels can be electrically combined in parallel or series to create modules by the method disclosed in US Pat. No. 4,223.085.

本発明は前記実施例に基づいて説明されたが、これは単
に例示であって、本発明はこの実施例に限定されるもの
でない。当業者にとっては、これまでの説明に基づいて
、別の実施例および別の動作法の可能であることは明ら
かである。したがって、これらの変更実施例は本発明の
範囲内に含まれる。
Although the present invention has been described based on the above embodiment, this is merely an illustration and the present invention is not limited to this embodiment. It will be apparent to those skilled in the art, based on the above description, that other embodiments and alternative methods of operation are possible. Accordingly, these modified embodiments are included within the scope of this invention.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明によりCdS膜の圧縮を行なう装置の立
体図、第2図はガラス基板とその横断面が示されたCd
S膜とをそなえた第1図の装置の一部分の立体図、第3
図は本発明の方法によって製造されたガラス基板上の再
成長された硫化カドミウム結晶の概要図、第4図は第3
図に示された再成長された硫化カドミウム結晶の詳細図
、第5図は本発明によって製造された光起電力セルの一
部分の横断面の概要図。 [符号の説明] 106  第1多結晶膜、C(Is膜 108  第2g8、第2多結晶膜 110.104   電極
Figure 1 is a three-dimensional view of an apparatus for compressing a CdS film according to the present invention, and Figure 2 is a CdS film showing a glass substrate and its cross section.
3. Three-dimensional view of a part of the device of FIG. 1 equipped with an S film;
The figure is a schematic diagram of regrown cadmium sulfide crystals on a glass substrate manufactured by the method of the present invention, and FIG.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a portion of a photovoltaic cell made in accordance with the present invention; FIG. [Explanation of symbols] 106 First polycrystalline film, C (Is film 108 2nd g8, second polycrystalline film 110.104 Electrode

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)要求された濃度の硫化カドミウムを含有するスラ
リを作成するために硫化カドミウムの粉末と液体キャリ
アを混合する段階と、 硫化カドミウムを含有する層をガラス基板の上に形成す
るために実質的に周囲温度において前記スラリを前記ガ
ラス基板の上に付着する段階と、硫化カドミウムを含有
する前記層から流体キャリアの少なくとも大部分を蒸発
させるために前記スラリを乾燥させて、前記ガラス基板
の上に多結晶硫化カドミウム膜を形成する段階と、 前記多結晶膜に圧縮力を加えて前記膜の厚さを大幅に小
さくする段階と、 圧縮された前記多結晶膜と基板とを加熱する段階であつ
て、前記多結晶の中の微結晶の平均直径が前記加熱後の
前記膜の厚さに等しいか、またはそれよりも大きい結晶
から成る大結晶硫化カドミウム多結晶膜を形成する前記
加熱段階と、 を含んで成ること、を特徴とするガラス基板の上に所望
の特性の硫化カドミウム多結晶膜を製造する方法。
(1) mixing cadmium sulfide powder and a liquid carrier to create a slurry containing cadmium sulfide at a desired concentration; depositing the slurry onto the glass substrate at ambient temperature; and drying the slurry to evaporate at least a majority of the fluid carrier from the layer containing cadmium sulfide onto the glass substrate. The steps include forming a polycrystalline cadmium sulfide film, applying compressive force to the polycrystalline film to significantly reduce the thickness of the film, and heating the compressed polycrystalline film and the substrate. the heating step of forming a large crystalline cadmium sulfide polycrystalline film comprising crystals in which the average diameter of microcrystals in the polycrystals is equal to or larger than the thickness of the film after the heating; A method for manufacturing a cadmium sulfide polycrystalline film with desired properties on a glass substrate, comprising:
(2)特許請求の範囲第1項記載の方法において、前記
基板が実質的に水平な状態で前記スラリが前記基板の上
に噴霧される段階を有する前記硫化カドミウム多結晶膜
の製造方法。
(2) The method of manufacturing the cadmium sulfide polycrystalline film according to claim 1, comprising the step of spraying the slurry onto the substrate while the substrate is substantially horizontal.
(3)特許請求の範囲第2項記載の方法において、水平
方向に移動するコンベア・ベルトの上に一連の基板パネ
ルを配置する段階と、 前記コンベア・ベルトの上方に配置された1個または複
数個の噴射ノズルから前記スラリを噴霧する段階および
移動する前記基板パネルに対して横方向に前記噴射ノズ
ルを移動する段階と、をさらに有する前記硫化カドミウ
ム多結晶膜の製造方法。
(3) The method of claim 2, comprising the steps of: disposing a series of substrate panels above a horizontally moving conveyor belt; and one or more substrate panels disposed above the conveyor belt. The method for producing the cadmium sulfide polycrystalline film further comprises the steps of: spraying the slurry from a plurality of spray nozzles; and moving the spray nozzle in a lateral direction with respect to the moving substrate panel.
(4)特許請求の範囲第1項記載の方法において、付着
した前記スラリが常温と液体キャリアの沸点との間の温
度で前記乾燥段階が行なわれる前記硫化カドミウム多結
晶膜の製造方法。
(4) The method of manufacturing a cadmium sulfide polycrystalline film according to claim 1, wherein the drying step is performed at a temperature of the attached slurry between room temperature and the boiling point of the liquid carrier.
(5)特許請求の範囲第1項記載の方法において前記多
結晶膜に圧縮力が加えられる前記段階が前記膜に350
kg/cm^2(5,000p.s.i)以上の圧縮力
を加える段階である前記硫化カドミウム多結晶膜の製造
方法。
(5) In the method according to claim 1, the step of applying a compressive force to the polycrystalline film applies a compressive force to the polycrystalline film.
The method for producing the cadmium sulfide polycrystalline film includes applying a compressive force of kg/cm^2 (5,000 psi) or more.
(6)特許請求の範囲第5項記載の方法において、前記
基板の面に垂直に力を及ぼす1個または複数個のローラ
によつて前記圧縮力が前記膜に加えられる前記硫化カド
ミウム多結晶膜の製造方法。
(6) The method of claim 5, wherein the compressive force is applied to the film by one or more rollers that apply a force perpendicular to the surface of the substrate. manufacturing method.
(7)特許請求の範囲第5項記載の方法において、前記
圧縮力を加えることにより前記膜の厚さが圧縮される前
の厚さの約50%ないし約70%に小さくされる前記硫
化カドミウム多結晶膜の製造方法。
(7) The method of claim 5, wherein the application of the compression force reduces the thickness of the cadmium sulfide film to about 50% to about 70% of the thickness before compression. Method for manufacturing polycrystalline film.
(8)特許請求の範囲第1項記載の方法において圧縮さ
れた前記膜の前記加熱段階が、 1個または複数個のガラス基板を実質的に垂直な面内に
位置決めする段階と、 前記段階の後、前記基板を不活性ガスを含有する雰囲気
の中で480℃以上の温度で加熱する段階と、 を含んで成ることを特徴とする前記製造方法。
(8) In the method of claim 1, the heating of the compressed film comprises: positioning one or more glass substrates in a substantially vertical plane; and then heating the substrate at a temperature of 480° C. or higher in an atmosphere containing an inert gas.
(9)特許請求の範囲第8項記載の方法において、前記
スラリを混合する段階は硫化カドミウム粉末を有する融
剤と流体キャリアを混合することを含み、 前記ガラス基板を垂直面内に位置決めする前記段階は、
融剤蒸気の要求された濃度を保持するために前記多結晶
硫化カドミウム膜が対向する関係にあるように位置決す
ることを含むものであることを特徴とする前記製造方法
9. The method of claim 8, wherein the step of mixing the slurry includes mixing a fluid carrier with a flux having cadmium sulfide powder, and the step of: positioning the glass substrate in a vertical plane; The stages are
The method of manufacturing comprises positioning the polycrystalline cadmium sulfide films in opposing relationship to maintain the required concentration of flux vapor.
(10)特許請求の範囲第4項記載の方法において、前
記融剤が塩化カドミウムである前記製造方法。
(10) The method according to claim 4, wherein the fluxing agent is cadmium chloride.
(11)多結晶膜を作成するのに適切に選定された粉末
と流体キャリアとを混合して要求された濃度のスラリを
形成する段階と、 多結晶層を形成するために前記スラリを実質的に周囲温
度において前記基板の上に付着させる段階と、 付着された前記スラリを乾燥して前記流体キャリアの少
なくとも大部分を蒸発させる段階および比較的小さな直
径の結晶を有する多結晶膜を前記基板の上に形成する段
階と、 前記膜の厚さを大幅に小さくするために前記多結晶膜に
圧縮力を加える段階と、 圧縮された前記膜と基板を加熱してこの加熱の後前記膜
の厚さに等しいか、または、それよりも大きい平均直径
を有する結晶で構成される半導体膜を形成する段階と、 を含んで成ることを特徴とする固い基板の上に大結晶多
結晶膜を製造する方法。
(11) mixing a suitably selected powder with a fluid carrier to form a slurry of a desired concentration to form a polycrystalline film; and substantially mixing said slurry to form a polycrystalline layer. drying the deposited slurry to evaporate at least a majority of the fluid carrier; and depositing a polycrystalline film having relatively small diameter crystals on the substrate at ambient temperature. applying a compressive force to the polycrystalline film to significantly reduce the thickness of the film; and heating the compressed film and substrate to reduce the thickness of the film after this heating. forming a semiconductor film composed of crystals having an average diameter equal to or greater than . Method.
(12)特許請求の範囲第11項記載の方法において、
前記圧縮力を加えることにより前記膜の厚さが圧縮力が
加えられる前の厚さの約50%ないし約70%にまで小
さくされる前記製造方法。
(12) In the method according to claim 11,
The method of manufacturing, wherein applying the compressive force reduces the thickness of the membrane to about 50% to about 70% of the thickness before the compressive force is applied.
(13)特許請求の範囲第11項記載の方法において、
前記スラリを付着させる前記段階が、 一連の基板パネルを水平方向に移動するコンベア・ベル
トの上に配置する段階と、 前記パネルが事実上水平位置にある状態で前記スラリを
前記基板パネルの上に噴霧する段階と、を含んで成る前
記製造方法。
(13) In the method according to claim 11,
The step of depositing the slurry includes placing a series of substrate panels on a horizontally moving conveyor belt, and depositing the slurry onto the substrate panels while the panels are in a substantially horizontal position. The manufacturing method comprises the step of spraying.
(14)少なくとも1つの表面に導電性表面を有する透
明なガラス基板の上に形成された光起電力セルであつて
: カドミウムと硫黄を含有しかつ4ミクロンないし8ミク
ロンの厚さに作成されかつ少なくとも1つの寸法が前記
厚さに等しいか、または、それよりも大きい結晶を有す
る第1多結晶膜層と、前記第1膜層の上に重畳されかつ
前記第1膜層と光起電力ヘテロ接合を構成する第2膜層
と、前記第2膜層に取り付けられた電極と、 を含んで成ることを特徴とする前記光起電力セル。
(14) A photovoltaic cell formed on a transparent glass substrate having a conductive surface on at least one surface: containing cadmium and sulfur and made to a thickness of 4 to 8 microns; a first polycrystalline film layer having crystals with at least one dimension equal to or larger than the thickness; The photovoltaic cell comprising: a second film layer constituting a junction; and an electrode attached to the second film layer.
(15)特許請求の範囲第14項記載の光起電力セルに
おいて、前記導電性表面が透明な酸化スズ層で構成され
ることを特徴とする前記光起電力セル。
(15) The photovoltaic cell according to claim 14, wherein the conductive surface is comprised of a transparent tin oxide layer.
(16)特許請求の範囲第14項記載の光起電力セルに
おいて、前記第1膜層を構成する結晶の大部分の平均直
径が前記膜層の厚さに等しいか、または、それよりも大
きいことを特徴とする前記光起電力セル。
(16) In the photovoltaic cell according to claim 14, the average diameter of most of the crystals constituting the first film layer is equal to or larger than the thickness of the film layer. The photovoltaic cell characterized in that.
(17)特許請求の範囲第14項記載の光起電力セルに
おいて、前記第2膜層がテルル化カドミウム層であるこ
とを特徴とする前記光起電力セル。
(17) The photovoltaic cell according to claim 14, wherein the second film layer is a cadmium telluride layer.
(18)特許請求の範囲第17項記載の光起電力セルに
おいて、前記第1膜層が100p.p.m.ないし1,
000p.p.m.の酢酸第二銅を含有することを特徴
とする前記光起電力セル。
(18) In the photovoltaic cell according to claim 17, the first film layer has 100p. p. m. or 1,
000p. p. m. The photovoltaic cell characterized in that it contains cupric acetate of
(19)特許請求の範囲第14項記載の光起電力セルに
おいて、前記第1膜層を構成する結晶の実質的に全体が
平らな下表面を有していて前記導電性表面と接触してお
りかつ平らな上表面を有していて前記第2膜層と接触し
ていることを特徴とする前記光起電力セル。
(19) In the photovoltaic cell according to claim 14, substantially the entire crystal constituting the first film layer has a flat lower surface and is in contact with the conductive surface. The photovoltaic cell is characterized in that it has a flat and planar upper surface in contact with the second membrane layer.
(20)特許請求の範囲第19項記載の光起電力セルに
おいて、複数個の結晶が前記膜層の厚さよりも大幅に大
きな平均直径を有することを特徴とする前記光起電力セ
ル。
(20) The photovoltaic cell according to claim 19, wherein the plurality of crystals have an average diameter significantly larger than the thickness of the film layer.
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