JPH01160060A - 2セレン化インジウム銅の製造方法 - Google Patents

2セレン化インジウム銅の製造方法

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JPH01160060A
JPH01160060A JP62319489A JP31948987A JPH01160060A JP H01160060 A JPH01160060 A JP H01160060A JP 62319489 A JP62319489 A JP 62319489A JP 31948987 A JP31948987 A JP 31948987A JP H01160060 A JPH01160060 A JP H01160060A
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JP
Japan
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powder
mixed powder
compound
mixed
mixture
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Pending
Application number
JP62319489A
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English (en)
Inventor
Takashi Arita
有田 孝
Naoki Suyama
陶山 直樹
Hajime Takada
肇 高田
Hiromasa Hiramatsu
平松 宏正
Takeshi Hibino
武司 日比野
Mikio Murozono
幹夫 室園
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/541CuInSe2 material PV cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、太陽電池、及びフォトセンサー等の光起電力
素子に利用可能な2セレン化インジウム銅の製造方法に
関するもので、量産性が良く、実施の容易な方法を提供
しようとするものである。
従来の技術 従来、CuIn502単結晶は、Cu、In、Seを化
学量論比で秤量したものを石英管に入れ、石英管内部f
 10−6++un Hq程度に減圧した後、封管して
、それを電気炉内に七ノドし、1050〜1100’C
の範囲内の温度で溶融反応させて合成している(例えば
、ピー・ミグリオレイト他ジャーナル・オグ・アプライ
ド・ンイジノクス 46 (1975) 1777−1
7821これを徐冷することにより 、 Cu I n
 S e2の結晶が面られる。一方、その薄膜は、Cu
、In、Seの単体を蒸着やマグネトロンスパッタ法な
どの真空成膜法によって形成されている(例えば、5E
RIフオト汁シレタイツク    アトベンスト   
リサーチ  アンドPhotovoltaic  Ad
vanced  Re5earch  &281−22
35)。まだ上記以外の方法としてCu、In、Seの
粉末もしくはそれぞれの化合物の粉末をCuIn、S8
2の化学量論的組成比で混合したものをベレット状にし
、高温焼成炉に入れ、炉内温度を一定速度で昇温させ、
一定温度に数時間保持して焼結させることによりCuI
nSe2の焼結体を作製する方法がある。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記の溶融反応法、真空成膜法では、それ
ぞれ量産性が低い、製造装置が高価であるという理由か
ら低コストCuInSe2の製造が困難であるという欠
点があった。また焼結法に関しては、昇温中に未反応S
eが溶融、蒸発し、CuInSe2焼結体中のCu、I
n、Se各元素の組成比のコントロールが難しいという
欠点があった。更にベレット状焼結体であるため、デバ
イスへの応用が難し5べ−・ いという欠点も有していた。
本発明はこのような問題点を解決するもので、安価で量
産性に富み、デバイスへの応用が容易なCuInSe2
の製造方法を提供することを目的とするものである。
問題点を解決するだめの手段 この問題点を解決するために本発明は、Cu粉末もしく
はCu f含む化合物の粉末と、Se粉末もしくはSe
 f含む化合物の粉末の混合物に水を加えた系であらか
じめ微粉末に粉砕しだCu、Seを含む第1の混合粉体
と、In粉末もしくはInを含む化合物の粉末と、Se
粉末もしくはSe f含む化合物の粉末の混合物に水を
加えた系であらかじめ微粉末に粉砕したIn、Seを含
む第2の混合粉体と全混合した混合物に、粘結剤を添加
しペースト状にしたもの全スクリーン印刷もしくは描画
印刷によって塗布し、ベルト焼成炉等の大気圧下N2算
囲気中にてCuInSe2の融点以下の温度で焼結して
CuInSe2 f合成するものである。
作  用 6へ−7 この構成によシ、粉砕によって前記第1の混合粉体、お
よび第2の混合粉体中にそれぞれCu−Se化合物、I
n−8e化合物が形成されることになシ、焼成中におけ
る未反応Seの蒸発が極力抑えられると共に、微粉化し
た各成分は反応性が高く、Cu I n S Q 2の
融点以下の温度で焼結合成が可能になる。またペースト
状にしてガラス基板等の基板上に印刷することにより厚
膜状の所望の形状のものや大面積化が出来、デバイスへ
の応用が容易となる。
実施例 以下本発明の2セレン化インジウム銅の製造方法につい
て説明する。Cu、In、Seの粉末は純度99 、9
9%以上であシ、あらかじめ500μm以下の粒度のも
のを使用した。各粉末は、表1に示すような混合比で混
合し、適量の水を加えて第1図に示す媒体撹拌ミルによ
シ粉砕した。
7 へ−7 表1 粉砕した粉体の平均粒径は約1゜5μmであった。
また同粉体のX線回折パターンを調べだところ、表10
A、 1 、 &、 2の粉砕後のサンプルからはC職
Se。
Cu S eの回折ピークが認められ、Cu、Seそれ
ぞれ単体の回折ピークは存在せず、Cu−Se化合物が
形成されていることがわかった。同様に塵3゜届4の粉
砕後のサンプルからはIn2Se3. In2Seの回
折ピークが認められ、In、Seそれぞれ単体の回折ピ
ークは存在せず、In−Se化合物が形成されているこ
とがわかった。しかしながら届5の粉砕後のサンプルか
らは、Cu I n S e 2の回折ピークが認めら
れるとともに、Cu、In、Seそれぞれ単体の回折ピ
ークも認められ、各元素が単体として残存していること
もわかった。次に粉砕した混合粉体を乾燥後CuとIn
の元素比が1:1となるように混合した。即ち。應1と
A、 3 、711i、 2と届4を混合した。届5の
ものについては、他との混合は行なわなかった。これら
の粉体に粘結剤としてプロピレングリコールを適当量加
え、混練することによりペースト状にし、スクリーン印
刷法によりコーニンク社製コーニン/”7059のガラ
ス基板上に塗布し、再び乾燥させたのち、ベルト焼成炉
を用いて大気圧下N2気流中で焼成した。焼成温度は5
80 ”Cである。ここで第1図の媒体撹拌ミルのうち
、ボー)V3は径smmのアルミナ製であり、総重量は
129である。容器1および撹拌棒2はともにステンレ
ス製である。また印刷に用いたスクリーンはステンレス
[300メツシユのものである。
焼成で得られた焼結膜をX線回折で調べたところ、どの
焼結膜からもCuInSe2の回折ピークが9ヘ−ン 認められ、他の回折ピークが認められないことから、で
きだ焼結膜はCuInSe2であることがわかった。し
かし彦から、焼結膜中のCu、In、Se各元素の定量
分析をXMA(X線マイクロアナライザー)にて行なっ
た結果、届1と高3の混合物、届2と届4の混合物から
作製したものは、はとんど化学量論的組成に近いCuI
nSe2力冶成できていたのに対し、届5の粉体から作
製したものは、SeのMi成比が小さく、大きく化学量
論的組成よりずれたものとなっていた。このことは、塵
5の粉砕後に存在していたSe単体が、焼成中に溶融し
、蒸発したためと考えられる。以上のことより、Cuと
Se、InとSeの2元系にて粉砕し、化合物としたも
のを混合して焼結させることによってCuInSe2焼
結膜中の組成比のコントロールが容易となることがわか
る。
次に本発明の製造方法を用いて作製しだCu工n502
焼結膜の太陽電池への実施例について述べる。
CdS  粉末に融剤としてCdCl2を10wt%加
え、それに粘結剤としてプロピレングリコールを加え1
0−1−’。
てペースト状にしたものを第2図に示すようにガラス基
板6上に印刷した後、N2雰囲気中で690℃で60分
間焼成することによシn型CdS焼結膜7を形成した。
その上に本発明によるp型Q11nSe2焼結膜8を積
層形成し、更にその上に厚さ1.5μmのMO電極DC
マグネトロンスパッタを用いて形成し、Cu工n502
側の電極とした。CdS側の電極としてはAg−Inの
導電性ペースト10を用いた。
こうしてn型CdS焼結膜とp型Cu工nSe2焼結膜
のへテロ接合型太陽電池を作製することができた。
発明の効果 以上のように本発明によれば、Cu粉末とSe粉末の混
合物、In粉末とSe粉末の混合物に水を加え粉砕する
ことによってあらかじめCu−Se化合物、In−8e
化合物を形成したのち、両者を混合し粘結剤を加えてペ
ースト状にしたものをスクリーン印刷によって塗布し、
ベルト焼成炉にて焼成することにより、焼結膜の組成比
のコントロールが容易に行なえるとともに、安価で量産
性に冨みデバイスへの応用が簡単なCu I n S 
e 2を製造11 ヘ一/ することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に用いた媒体撹拌ミルの断面概
略図、第2図は本発明の製造方法によシ得られだCu工
n502を用いて作製した太陽電池の断面図である。 1・・・・・・容器、2・・・・・・撹拌棒、3・・・
・・・ポール、6・・・・・・ガラス基板、7・・・・
・・CdS焼結膜、8・・・・・・Cu工nSe2焼結
膜。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名/−
−−容器 ?−−−狽祥犀 J−,1−ノν 乙−一−ガラス羞、零父 ゾー−−Mo ’t、* ノ0−−− Ay −J7L v襖

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)Cu粉末もしくはCuを含む化合物の粉末と、S
    e粉末もしくはSeを含む化合物の粉末の混合物に水を
    加えた系で、予め微粉末に粉砕したCu、Seを含む第
    1の混合粉体と、In粉末もしくはInを含む化合物の
    粉末と、Se粉末もしくはSeを含む化合物の粉末の混
    合物に水を加えた系で、予め微粉末に粉砕したIn、S
    eを含む第2の混合粉体とを混合した混合物を、CuI
    nSe_2の融点以下の温度で焼結してCuInSe_
    2を合成することを特徴とする2セレン化インジウム銅
    の製造方法。
  2. (2)第1の混合粉体中に粉砕によってCu−Se化合
    物が形成され、かつ第2の混合粉体中に、粉砕によって
    In−Se化合物が形成されることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載の2セレン化インジウム銅の製造方
    法。
  3. (3)第1の混合粉体中のCuとSeの元素混合比が2
    :1の場合、第2の混合粉体中のInとSeの元素混合
    比が2:3であることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載の2セレン化インジウム銅の製造方法。
  4. (4)第1の混合粉体中のCuとSeの元素混合比が1
    :1の場合、第2の混合粉体中のInとSeの元素混合
    比が1:1であることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載の2セレン化インジウム銅の製造方法。
  5. (5)Cu、Seを含む第1の混合粉体と、In、Se
    を含む第2の混合粉体をCuとInの元素比が1:1と
    なるように混合することを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の2セレン化インジウム銅の製造方法。
  6. (6)Cu、SeもしくはIn、Seの混合物に水を加
    えた系を、媒体撹拌ミルによって微粉末に粉砕すること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の2セレン化イ
    ンジウム銅の製造方法。
  7. (7)Cu、Seを含む第1の混合粉体と、In、Se
    を含む第2の混合粉体とを混合した後、粘結剤を添加し
    ペースト状にしたものをスクリーン印刷もしくは描画印
    刷によって塗布し、焼結してCuInSe_2薄膜を形
    成することを特徴とした特許請求の範囲第1項記載の2
    セレン化インジウム銅の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100385487B1 (ko) * 1998-10-09 2003-05-27 일본국 통상산업성 공업기술원 태양 전지용 박막 제조 방법
JP2009528681A (ja) * 2006-02-23 2009-08-06 デューレン、イェルーン カー.イェー. ファン カルコゲンと金属間物質の使用による高処理能力の半導体層形成

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100385487B1 (ko) * 1998-10-09 2003-05-27 일본국 통상산업성 공업기술원 태양 전지용 박막 제조 방법
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