JPH07254723A - 薄膜太陽電池の製造方法 - Google Patents
薄膜太陽電池の製造方法Info
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- JPH07254723A JPH07254723A JP6045730A JP4573094A JPH07254723A JP H07254723 A JPH07254723 A JP H07254723A JP 6045730 A JP6045730 A JP 6045730A JP 4573094 A JP4573094 A JP 4573094A JP H07254723 A JPH07254723 A JP H07254723A
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- solar cell
- film solar
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/541—CuInSe2 material PV cells
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】６Ｂ族単体または化合物のガスを用いることな
く、１Ｂ族、３Ｂ族、及び６Ｂ族の元素を含む膜を熱処
理して薄膜太陽電池を製造する。 【構成】ガラス基板１の上にスパッタ法でＭｏ膜２を形
成する。この上に蒸着、スパッタ、めっきなどの方法に
よりＣｕ膜３、Ｉｎ膜４を順次形成する。Ｉｎ膜４の上
からＳｅ粉末を振りかけてＳｅ粉末層７を形成する。真
空中またはＡｒなどの不活性ガス中で２００〜２５０℃
に上げて約３０〜６０分保持し、次に４００〜４５０℃
に上げて約２〜４時間保持して合金化処理を行い、Ｃｕ
ＩｎＳｅ2三元合金膜８を形成する。この上にＣｄＳ膜
９、透明電極膜１０を形成する。
く、１Ｂ族、３Ｂ族、及び６Ｂ族の元素を含む膜を熱処
理して薄膜太陽電池を製造する。 【構成】ガラス基板１の上にスパッタ法でＭｏ膜２を形
成する。この上に蒸着、スパッタ、めっきなどの方法に
よりＣｕ膜３、Ｉｎ膜４を順次形成する。Ｉｎ膜４の上
からＳｅ粉末を振りかけてＳｅ粉末層７を形成する。真
空中またはＡｒなどの不活性ガス中で２００〜２５０℃
に上げて約３０〜６０分保持し、次に４００〜４５０℃
に上げて約２〜４時間保持して合金化処理を行い、Ｃｕ
ＩｎＳｅ2三元合金膜８を形成する。この上にＣｄＳ膜
９、透明電極膜１０を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、周期律表の１Ｂ族、３
Ｂ族、及び６Ｂ族の元素からなる化合物半導体を用る薄
膜太陽電池の製造方法に関する。
Ｂ族、及び６Ｂ族の元素からなる化合物半導体を用る薄
膜太陽電池の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】太陽電池は、光エネルギーを電気エネル
ギーに変換する装置であり、最初は単結晶シリコンが用
いられていたが、単結晶シリコンでは大面積の太陽電池
を作るのが難しく、かつコストも高くつくので、最近は
非晶質シリコンや化合物半導体が用いられるようになっ
てきた。化合物半導体の内でも銅−インジウム−セレン
三元合金が優れた光電変換効率を有するものと考えら
れ、低コストで大面積の太陽電池用として期待されてい
る。銅−インジウム−セレン三元合金を光電変換半導体
として用いる薄膜太陽電池二ついては、特開昭６１−２
３７４７６号公報、特開平１−２３１３１３号公報など
多くの提案がなされている。
ギーに変換する装置であり、最初は単結晶シリコンが用
いられていたが、単結晶シリコンでは大面積の太陽電池
を作るのが難しく、かつコストも高くつくので、最近は
非晶質シリコンや化合物半導体が用いられるようになっ
てきた。化合物半導体の内でも銅−インジウム−セレン
三元合金が優れた光電変換効率を有するものと考えら
れ、低コストで大面積の太陽電池用として期待されてい
る。銅−インジウム−セレン三元合金を光電変換半導体
として用いる薄膜太陽電池二ついては、特開昭６１−２
３７４７６号公報、特開平１−２３１３１３号公報など
多くの提案がなされている。
【０００３】図３は従来の化合物半導体を用いた薄膜太
陽電池の製造方法の第１の例を説明するための工程順に
示した断面図である。
陽電池の製造方法の第１の例を説明するための工程順に
示した断面図である。
【０００４】まず、図３（ａ）に示すように、ガラス基
板１の上に蒸着、スパッタなどのＰＶＤ法（物理的気相
堆積法）によりＭｏ膜２を形成し、この上に蒸着、スパ
ッタ、めっきなどの方法によりＣｕ膜３、Ｉｎ膜４を順
次積層する。例えば、Ｃｕ膜３は厚さ約０．２μｍに、
Ｉｎ膜４は厚さ約０．４μｍに形成する。
板１の上に蒸着、スパッタなどのＰＶＤ法（物理的気相
堆積法）によりＭｏ膜２を形成し、この上に蒸着、スパ
ッタ、めっきなどの方法によりＣｕ膜３、Ｉｎ膜４を順
次積層する。例えば、Ｃｕ膜３は厚さ約０．２μｍに、
Ｉｎ膜４は厚さ約０．４μｍに形成する。
【０００５】次に、図３（ｂ）に示すように、Ａｒガス
とＨ2 Ｓｅガスを混合したＡｒ＋Ｈ 2 Ｓｅガス雰囲気中
またはＡｒガスとＳｅ蒸気を混合したＡｒ＋Ｓｅガス雰
囲気中で熱処理してＣｕＩｎＳｅ2 膜８に転換する。熱
処理は、図５に示すように、室温から３０℃／分の速度
で２００℃〜２５０℃に上げ、この温度に約３０分保持
し、次に３０℃／分の速度で４００℃〜４５０℃に上
げ、この温度に約２時間保持し、次に室温まで冷却する
条件で行われる。２００℃〜２５０℃の温度は合金化が
始まる温度、４００℃〜４５０℃はＣｕＩｎＳｅ2 の結
晶が成長する温度といわれている。
とＨ2 Ｓｅガスを混合したＡｒ＋Ｈ 2 Ｓｅガス雰囲気中
またはＡｒガスとＳｅ蒸気を混合したＡｒ＋Ｓｅガス雰
囲気中で熱処理してＣｕＩｎＳｅ2 膜８に転換する。熱
処理は、図５に示すように、室温から３０℃／分の速度
で２００℃〜２５０℃に上げ、この温度に約３０分保持
し、次に３０℃／分の速度で４００℃〜４５０℃に上
げ、この温度に約２時間保持し、次に室温まで冷却する
条件で行われる。２００℃〜２５０℃の温度は合金化が
始まる温度、４００℃〜４５０℃はＣｕＩｎＳｅ2 の結
晶が成長する温度といわれている。
【０００６】次に、図３（ｃ）に示すように、ＣｕＩｎ
Ｓｅ2 膜８の上にＣｄＳ膜９を蒸着法により形成する。
この上にＡｕまたはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏ
ｘｉｄｅ）等を用いて透明電極膜１０を形成する。Ｃｕ
ＩｎＳｅ2 膜は、Ｃｕ／Ｉｎ＞１でｐ型、Ｃｕ／Ｉｎ＜
１でｎ型になるが、Ｃｕ／Ｉｎ＞１にした方が安定した
特性が得られるので、ｐ型にするのが普通である。それ
故、ＣｕＩｎＳｅ2 膜８をｐ型にし、その上にｎ型のＣ
ｄＳ膜９を堆積してｐ−ｎ接合を形成する。このように
してｐ−ｎ接合を有する薄膜太陽電池が製造される。
Ｓｅ2 膜８の上にＣｄＳ膜９を蒸着法により形成する。
この上にＡｕまたはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏ
ｘｉｄｅ）等を用いて透明電極膜１０を形成する。Ｃｕ
ＩｎＳｅ2 膜は、Ｃｕ／Ｉｎ＞１でｐ型、Ｃｕ／Ｉｎ＜
１でｎ型になるが、Ｃｕ／Ｉｎ＞１にした方が安定した
特性が得られるので、ｐ型にするのが普通である。それ
故、ＣｕＩｎＳｅ2 膜８をｐ型にし、その上にｎ型のＣ
ｄＳ膜９を堆積してｐ−ｎ接合を形成する。このように
してｐ−ｎ接合を有する薄膜太陽電池が製造される。
【０００７】図４は従来の化合物半導体を用いた薄膜太
陽電池の製造方法の第２の例を説明するための工程順に
示した断面図である。
陽電池の製造方法の第２の例を説明するための工程順に
示した断面図である。
【０００８】まず、図４（ａ）に示すように、ガラス基
板１の上に蒸着、スパッタなどの方法によりＭｏ膜２を
形成し、この上に蒸着、スパッタ、めっきなどの方法に
よりＣｕ膜３、Ｉｎ膜４、Ｓｅ膜５を順次積層する。例
えば、Ｃｕ膜３は厚さ約０．２μｍに、Ｉｎ膜４は厚さ
約０．４μｍに、Ｓｅ膜５は厚さ約０．９２μｍに形成
する。
板１の上に蒸着、スパッタなどの方法によりＭｏ膜２を
形成し、この上に蒸着、スパッタ、めっきなどの方法に
よりＣｕ膜３、Ｉｎ膜４、Ｓｅ膜５を順次積層する。例
えば、Ｃｕ膜３は厚さ約０．２μｍに、Ｉｎ膜４は厚さ
約０．４μｍに、Ｓｅ膜５は厚さ約０．９２μｍに形成
する。
【０００９】次に、図４（ｂ）に示すように、Ａｒガス
雰囲気中またはＡｒガスとＨ2 Ｓｅガスを混合したＡｒ
＋Ｈ2 Ｓｅガス雰囲気中またはＡｒガスとＳｅ蒸気を混
合したＡｒ＋Ｓｅガス雰囲気中で熱処理してＣｕＩｎＳ
ｅ2 膜８に転換する。熱処理は、第１の例と同様に、図
５に示す条件で行う。Ｈ2 Ｓｅの代わりにＨ2 Ｓを用い
てもよいことが前記特開平１−２３１３１３号公報に記
載されている。
雰囲気中またはＡｒガスとＨ2 Ｓｅガスを混合したＡｒ
＋Ｈ2 Ｓｅガス雰囲気中またはＡｒガスとＳｅ蒸気を混
合したＡｒ＋Ｓｅガス雰囲気中で熱処理してＣｕＩｎＳ
ｅ2 膜８に転換する。熱処理は、第１の例と同様に、図
５に示す条件で行う。Ｈ2 Ｓｅの代わりにＨ2 Ｓを用い
てもよいことが前記特開平１−２３１３１３号公報に記
載されている。
【００１０】次に、図４（ｃ）に示すように、ＣｕＩｎ
Ｓｅ2 膜８の上にＣｄＳ膜９を蒸着法により形成する。
この上にＡｕまたはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏ
ｘｉｄｅ）などを用いて透明電極膜１０を形成する。こ
れによりｐ−ｎ接合を有する薄膜太陽電池が製造され
る。
Ｓｅ2 膜８の上にＣｄＳ膜９を蒸着法により形成する。
この上にＡｕまたはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏ
ｘｉｄｅ）などを用いて透明電極膜１０を形成する。こ
れによりｐ−ｎ接合を有する薄膜太陽電池が製造され
る。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、ＣｕＩ
ｎＳｅ2 膜の生成にはＨ2 ＳｅガスあるいはＨ2 Ｓガス
が用いられてきたが、Ｈ2 ＳｅガスもＨ2 Ｓガスも共に
有毒ガスであり、特にＨ 2 Ｓｅガスは強い毒性を有す
る。Ｈ2 Ｓｅガス、Ｈ2 Ｓガスに限らず、一般に６Ｂ族
のＳ，Ｓｅ，Ｔｅは有毒であり、６Ｂ族の化合物ガスは
強い毒性を有する。その中でも水素との化合物であるＨ
2 Ｓガス、Ｈ2 Ｓｅガス、Ｈ2 Ｔｅガスは特に毒性が強
い。従って、これらのガスを使用する装置は、これらの
ガスが漏れないように作らねばならず、装置コストが高
くつくという問題がある上に、作業者も取り扱いに細心
の注意を要するという問題があった。
ｎＳｅ2 膜の生成にはＨ2 ＳｅガスあるいはＨ2 Ｓガス
が用いられてきたが、Ｈ2 ＳｅガスもＨ2 Ｓガスも共に
有毒ガスであり、特にＨ 2 Ｓｅガスは強い毒性を有す
る。Ｈ2 Ｓｅガス、Ｈ2 Ｓガスに限らず、一般に６Ｂ族
のＳ，Ｓｅ，Ｔｅは有毒であり、６Ｂ族の化合物ガスは
強い毒性を有する。その中でも水素との化合物であるＨ
2 Ｓガス、Ｈ2 Ｓｅガス、Ｈ2 Ｔｅガスは特に毒性が強
い。従って、これらのガスを使用する装置は、これらの
ガスが漏れないように作らねばならず、装置コストが高
くつくという問題がある上に、作業者も取り扱いに細心
の注意を要するという問題があった。
【００１２】本発明の目的は、６Ｂ族の単体または化合
物のガスを用いることなく、１Ｂ族、３Ｂ族、及び６Ｂ
族の元素を含む膜を熱処理により合金化して光電変換性
半導体膜として用いる薄膜太陽電池の製造方法を提供す
ることにある。
物のガスを用いることなく、１Ｂ族、３Ｂ族、及び６Ｂ
族の元素を含む膜を熱処理により合金化して光電変換性
半導体膜として用いる薄膜太陽電池の製造方法を提供す
ることにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、表面に導電膜
を有する基板の前記導電膜の上に周期律表の１Ｂ族、３
Ｂ族、及び６Ｂ族の元素を含む層を形成する工程と、前
記層を熱処理して１Ｂ族−３Ｂ族−６Ｂ族の合金膜に転
換する工程とを有する薄膜太陽電池の製造方法におい
て、前記１Ｂ族、３Ｂ族、及び６Ｂ族の元素を含む層の
形成が１Ｂ族と３Ｂ族の元素を含む層の上に６Ｂ族の元
素の粉末層を堆積して行われ、前記熱処理が６Ｂ族の単
体または化合物のガスを含まない雰囲気中で行われるこ
とを特徴とする。
を有する基板の前記導電膜の上に周期律表の１Ｂ族、３
Ｂ族、及び６Ｂ族の元素を含む層を形成する工程と、前
記層を熱処理して１Ｂ族−３Ｂ族−６Ｂ族の合金膜に転
換する工程とを有する薄膜太陽電池の製造方法におい
て、前記１Ｂ族、３Ｂ族、及び６Ｂ族の元素を含む層の
形成が１Ｂ族と３Ｂ族の元素を含む層の上に６Ｂ族の元
素の粉末層を堆積して行われ、前記熱処理が６Ｂ族の単
体または化合物のガスを含まない雰囲気中で行われるこ
とを特徴とする。
【００１４】本発明は、前記熱処理が真空中で行われる
ことを特徴とする。
ことを特徴とする。
【００１５】本発明は、記熱処理が周期律表の０族元素
の不活性ガス中で行われることを特徴とする。
の不活性ガス中で行われることを特徴とする。
【００１６】本発明は、前記６Ｂ族の元素が硫黄または
セレンまたはテルルであることを特徴とする。
セレンまたはテルルであることを特徴とする。
【００１７】本発明は、前記６Ｂ族の元素がセレンであ
ることを特徴とする。
ることを特徴とする。
【００１８】本発明は、前記１Ｂ族、３Ｂ族、及び６Ｂ
族の元素を含む層が銅−インジウム−セレンを含む層で
あることを特徴とする。
族の元素を含む層が銅−インジウム−セレンを含む層で
あることを特徴とする。
【００１９】
【作用】本発明では、１Ｂ族と３Ｂ族の元素を含む層の
上に６Ｂ族の元素の粉末層を堆積してから熱処理を行う
ので、６Ｂ族元素が１Ｂ族と３Ｂ族元素を含む層中に拡
散して１Ｂ族−３Ｂ族−６Ｂ族化合物が形成される。熱
処理は、６Ｂ族の単体または化合物のガスを含まない雰
囲気中で行うようにしたので、有毒な６Ｂ族の単体また
は化合物のガスを用いることなく薄膜太陽電池を製造す
ることができる。
上に６Ｂ族の元素の粉末層を堆積してから熱処理を行う
ので、６Ｂ族元素が１Ｂ族と３Ｂ族元素を含む層中に拡
散して１Ｂ族−３Ｂ族−６Ｂ族化合物が形成される。熱
処理は、６Ｂ族の単体または化合物のガスを含まない雰
囲気中で行うようにしたので、有毒な６Ｂ族の単体また
は化合物のガスを用いることなく薄膜太陽電池を製造す
ることができる。
【００２０】前記熱処理は、真空中または周期律表の０
族元素の不活性ガス中で行うことができるので、有毒な
６Ｂ族の単体または化合物のガスを用いなくて済む。
族元素の不活性ガス中で行うことができるので、有毒な
６Ｂ族の単体または化合物のガスを用いなくて済む。
【００２１】この発明の方法は、周期律表の１Ｂ族、３
Ｂ族、及び６Ｂ族の元素を含む膜を有するすべての薄膜
太陽電池に適用されるのであるが、その中でもＣｕ−Ｉ
ｎ−Ｓｅ三元合金が優れた光電変換効率を有するので、
特にＣｕ−Ｉｎ−Ｓｅを含む膜に適用すると効果的であ
る。
Ｂ族、及び６Ｂ族の元素を含む膜を有するすべての薄膜
太陽電池に適用されるのであるが、その中でもＣｕ−Ｉ
ｎ−Ｓｅ三元合金が優れた光電変換効率を有するので、
特にＣｕ−Ｉｎ−Ｓｅを含む膜に適用すると効果的であ
る。
【００２２】
【実施例】図１は本発明の薄膜太陽電池の製造方法の第
１の実施例を説明するための工程順に示した断面図であ
る。
１の実施例を説明するための工程順に示した断面図であ
る。
【００２３】まず、図１（ａ）に示すように、ガラス基
板１の上に蒸着、スパッタなどの方法によりＭｏ膜２を
形成し、この上に蒸着、スパッタ、めっきなどの方法に
よりＣｕ膜３、Ｉｎ膜４を順次形成する。Ｉｎ膜４の上
からＳｅ粉末を振りかけてＩｎ膜４の上にＳｅ粉末層７
を形成する。Ｓｅ粉末は、好ましくは粒径１〜１０μｍ
で、高純度（３〜５Ｎ）のものである。Ｓｅ粉末の量
は、Ｃｕ及びＩｎの量に対して化学量論的組成の２〜３
倍程度の量を必要とする。Ｓｅは、蒸気圧が高く、熱処
理内に炉内部の温度が低い所に凝縮するため、完全にセ
レン化するためには化学量論的組成より多くのＳｅを必
要とするからである。
板１の上に蒸着、スパッタなどの方法によりＭｏ膜２を
形成し、この上に蒸着、スパッタ、めっきなどの方法に
よりＣｕ膜３、Ｉｎ膜４を順次形成する。Ｉｎ膜４の上
からＳｅ粉末を振りかけてＩｎ膜４の上にＳｅ粉末層７
を形成する。Ｓｅ粉末は、好ましくは粒径１〜１０μｍ
で、高純度（３〜５Ｎ）のものである。Ｓｅ粉末の量
は、Ｃｕ及びＩｎの量に対して化学量論的組成の２〜３
倍程度の量を必要とする。Ｓｅは、蒸気圧が高く、熱処
理内に炉内部の温度が低い所に凝縮するため、完全にセ
レン化するためには化学量論的組成より多くのＳｅを必
要とするからである。
【００２４】Ｓｅ粉末も有毒であるが、Ｈ2 Ｓｅガスに
比べると遙に毒性は弱いし、固体であるのでＨ2 Ｓｅガ
スのように僅かな隙間から漏れて大気中に拡散したりす
ることがなく、Ｈ2 Ｓｅガスよりも取り扱い易いという
利点がある。毒性が弱いといっても有毒であることに変
わりはないので、Ｓｅ粉末が大気中に飛散しないように
注意して取り扱う必要がある。そのため、Ｓｅ粉末の振
りかけ作業は、密閉した透明な箱の中で行うようにす
る。箱の密閉度はＨ2 Ｓｅガスの場合ほど厳しくなくて
もよい。この点がＨ2 Ｓｅガスを使用する場合と比べて
楽な点である。実験や試作の場合のように手作業でＳｅ
粉末の振りかけ作業を行う場合は、箱の側壁に穴をあ
け、その穴の周囲にゴム手袋を取付け、箱の外側からゴ
ム手袋に手を突っ込んで箱の中でＳｅ粉末の振りかけ作
業を行うのが良い。このようにすれば、Ｓｅ粉末が大気
中に飛散することがなく、従って人間がＳｅ粉末を吸い
込むことがなく、安全である。また、機械を用いて大量
生産する場合は、Ｓｅ粉末の振りかけ作業を行う機械部
分を密閉した箱で囲むのがよい。
比べると遙に毒性は弱いし、固体であるのでＨ2 Ｓｅガ
スのように僅かな隙間から漏れて大気中に拡散したりす
ることがなく、Ｈ2 Ｓｅガスよりも取り扱い易いという
利点がある。毒性が弱いといっても有毒であることに変
わりはないので、Ｓｅ粉末が大気中に飛散しないように
注意して取り扱う必要がある。そのため、Ｓｅ粉末の振
りかけ作業は、密閉した透明な箱の中で行うようにす
る。箱の密閉度はＨ2 Ｓｅガスの場合ほど厳しくなくて
もよい。この点がＨ2 Ｓｅガスを使用する場合と比べて
楽な点である。実験や試作の場合のように手作業でＳｅ
粉末の振りかけ作業を行う場合は、箱の側壁に穴をあ
け、その穴の周囲にゴム手袋を取付け、箱の外側からゴ
ム手袋に手を突っ込んで箱の中でＳｅ粉末の振りかけ作
業を行うのが良い。このようにすれば、Ｓｅ粉末が大気
中に飛散することがなく、従って人間がＳｅ粉末を吸い
込むことがなく、安全である。また、機械を用いて大量
生産する場合は、Ｓｅ粉末の振りかけ作業を行う機械部
分を密閉した箱で囲むのがよい。
【００２５】次に、圧力約１０-2〜１０-3Ｐａの真空中
またはＡｒに代表される不活性ガス雰囲気中で図５に示
す温度プロファイルに従って、室温から３０℃／分の速
度で２００℃〜２５０℃に上げ、この温度に約３０分間
保持し、次に３０℃／分の速度で４００℃〜４５０℃に
上げ、この温度に約２時間保持して合金化を行い、図１
（ｂ）に示すように、ＣｕＩｎＳｅ2 三元合金膜８を形
成した後、室温まで冷却して取り出す。ただし、この熱
処理はＣｕ膜３、Ｉｎ膜４が物理的堆積法で形成されて
いる場合に限られ、Ｃｕ膜３、Ｉｎ膜４がメッキなどの
ウェットな方法で形成されている場合には、上記熱処理
を行うと膜が剥がれることがあるので、２００℃〜２５
０℃に上げる前に、真空中で室温から約１４０℃までの
間の温度で、好ましくは１１０℃〜１４０℃で、約２０
〜３０分間加熱して膜中の水分を抜いてやる必要があ
る。
またはＡｒに代表される不活性ガス雰囲気中で図５に示
す温度プロファイルに従って、室温から３０℃／分の速
度で２００℃〜２５０℃に上げ、この温度に約３０分間
保持し、次に３０℃／分の速度で４００℃〜４５０℃に
上げ、この温度に約２時間保持して合金化を行い、図１
（ｂ）に示すように、ＣｕＩｎＳｅ2 三元合金膜８を形
成した後、室温まで冷却して取り出す。ただし、この熱
処理はＣｕ膜３、Ｉｎ膜４が物理的堆積法で形成されて
いる場合に限られ、Ｃｕ膜３、Ｉｎ膜４がメッキなどの
ウェットな方法で形成されている場合には、上記熱処理
を行うと膜が剥がれることがあるので、２００℃〜２５
０℃に上げる前に、真空中で室温から約１４０℃までの
間の温度で、好ましくは１１０℃〜１４０℃で、約２０
〜３０分間加熱して膜中の水分を抜いてやる必要があ
る。
【００２６】次に、図１（ｃ）に示すように、ＣｄＳ膜
９を蒸着法により形成する。この上にＡｕまたはＩＴＯ
を薄く蒸着して透明電極膜１０を形成する。これにより
第１の実施例の薄膜太陽電池が製造される。
９を蒸着法により形成する。この上にＡｕまたはＩＴＯ
を薄く蒸着して透明電極膜１０を形成する。これにより
第１の実施例の薄膜太陽電池が製造される。
【００２７】図２は本発明の薄膜太陽電池の製造方法の
第２の実施例を説明するための工程順に示した断面図で
ある。
第２の実施例を説明するための工程順に示した断面図で
ある。
【００２８】まず、図２（ａ）に示すように、ガラス基
板１の上に蒸着、スパッタなどによりＭｏ膜２を形成す
る。この上にＣｕ−Ｉｎ合金膜６をＣｕとＩｎの同時蒸
着法、ＣｕとＩｎの同時スパッタ法または合金めっき法
で形成する。
板１の上に蒸着、スパッタなどによりＭｏ膜２を形成す
る。この上にＣｕ−Ｉｎ合金膜６をＣｕとＩｎの同時蒸
着法、ＣｕとＩｎの同時スパッタ法または合金めっき法
で形成する。
【００２９】次に、図２（ｂ）に示すように、第１の実
施例と同様に、Ｃｕ−Ｉｎ合金膜６の上からＳｅ粉末を
振りかけてＣｕ−Ｉｎ合金膜６の上にＳｅ粉末層７を形
成する。
施例と同様に、Ｃｕ−Ｉｎ合金膜６の上からＳｅ粉末を
振りかけてＣｕ−Ｉｎ合金膜６の上にＳｅ粉末層７を形
成する。
【００３０】次に、第１の実施例と同様に、圧力約１０
-2〜１０-3Ｐａの真空中またはＡｒに代表される不活性
ガス雰囲気中で、図５に示す温度プロファイルに従っ
て、２００℃〜２５０℃及び４００℃〜４５０℃で加熱
する合金化処理を行い、図２（ｃ）に示すように、Ｃｕ
ＩｎＳｅ2 三元合金膜８を形成した後、室温まで冷却し
て取り出す。この熱処理で、ＳｅがＣｕ−Ｉｎ合金膜６
中に拡散してＣｕＩｎＳｅ2 三元合金膜８が形成される
のである。Ｃｕ−Ｉｎ合金膜６がめっきなどのウェット
な方法で形成されている場合には、熱処理前にＣｕ−Ｉ
ｎ合金膜中の水分を抜く前処理を行うことも第１の実施
例と同様である。
-2〜１０-3Ｐａの真空中またはＡｒに代表される不活性
ガス雰囲気中で、図５に示す温度プロファイルに従っ
て、２００℃〜２５０℃及び４００℃〜４５０℃で加熱
する合金化処理を行い、図２（ｃ）に示すように、Ｃｕ
ＩｎＳｅ2 三元合金膜８を形成した後、室温まで冷却し
て取り出す。この熱処理で、ＳｅがＣｕ−Ｉｎ合金膜６
中に拡散してＣｕＩｎＳｅ2 三元合金膜８が形成される
のである。Ｃｕ−Ｉｎ合金膜６がめっきなどのウェット
な方法で形成されている場合には、熱処理前にＣｕ−Ｉ
ｎ合金膜中の水分を抜く前処理を行うことも第１の実施
例と同様である。
【００３１】次に、図２（ｄ）に示すように、ＣｄＳ膜
９を蒸着法により形成する。この上にＡｕまたはＩＴＯ
を薄く蒸着して透明電極膜１０を形成する。これにより
第２の実施例の薄膜太陽電池が製造される。
９を蒸着法により形成する。この上にＡｕまたはＩＴＯ
を薄く蒸着して透明電極膜１０を形成する。これにより
第２の実施例の薄膜太陽電池が製造される。
【００３２】上記実施例はＣｕ−Ｉｎ−Ｓｅを含む膜に
ついて行ったが、本発明はこれに限定されず、周期律表
の１Ｂ族、３Ｂ族、６Ｂ族の元素を用いて形成される化
合物半導体を光電変換性半導体として使用するすべての
薄膜太陽電池に適用されるものである。
ついて行ったが、本発明はこれに限定されず、周期律表
の１Ｂ族、３Ｂ族、６Ｂ族の元素を用いて形成される化
合物半導体を光電変換性半導体として使用するすべての
薄膜太陽電池に適用されるものである。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、周期
律表の１Ｂ族と３Ｂ族の元素を含む層の上に６Ｂ族元素
の粉末層を堆積しておき、６Ｂ族の単体または化合物の
ガスを含まない雰囲気中で熱処理を行うようにしたの
で、有毒な６Ｂ族の単体または化合物のガスを用いるこ
となく薄膜太陽電池を製造することができる。
律表の１Ｂ族と３Ｂ族の元素を含む層の上に６Ｂ族元素
の粉末層を堆積しておき、６Ｂ族の単体または化合物の
ガスを含まない雰囲気中で熱処理を行うようにしたの
で、有毒な６Ｂ族の単体または化合物のガスを用いるこ
となく薄膜太陽電池を製造することができる。
【図１】本発明の薄膜太陽電池の製造方法の第１の実施
例を説明するための工程順に示した断面図である。
例を説明するための工程順に示した断面図である。
【図２】本発明の薄膜太陽電池の製造方法の第２の実施
例を説明するための工程順に示した断面図である。
例を説明するための工程順に示した断面図である。
【図３】従来の化合物半導体を用いた薄膜太陽電池の製
造方法の第１の例を説明するための工程順に示した断面
図である。
造方法の第１の例を説明するための工程順に示した断面
図である。
【図４】従来の化合物半導体を用いた薄膜太陽電池の製
造方法の第２の例を説明するための工程順に示した断面
図である。
造方法の第２の例を説明するための工程順に示した断面
図である。
【図５】従来の薄膜太陽電池の製造において実施する熱
処理の条件を説明する温度プロファィル図である。
処理の条件を説明する温度プロファィル図である。
１ ガラス基板 ２ Ｍｏ膜 ３ Ｃｕ膜 ４ Ｉｎ膜 ５ Ｓｅ膜 ６ Ｃｕ−Ｉｎ膜 ７ Ｓｅ粉末層 ８ ＣｕＩｎＳｅ2 膜 ９ ＣｄＳ膜 １０ 透明電極膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/324 Ｚ
Claims (6)
- 【請求項１】 表面に導電膜を有する基板の前記導電膜
の上に周期律表の１Ｂ族、３Ｂ族、及び６Ｂ族の元素を
含む層を形成する工程と、前記層を熱処理して１Ｂ族−
３Ｂ族−６Ｂ族の合金膜に転換する工程とを有する薄膜
太陽電池の製造方法において、 前記１Ｂ族、３Ｂ族、及び６Ｂ族の元素を含む層の形成
が前記１Ｂ族と３Ｂ族の元素を含む層の上に前記６Ｂ族
の元素の粉末層を堆積して行われ、前記熱処理が前記６
Ｂ族の単体または化合物のガスを含まない雰囲気中で行
われることを特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。 - 【請求項２】 前記熱処理が真空中で行われることを特
徴とする請求項１記載の薄膜太陽電池の製造方法。 - 【請求項３】 前記熱処理が周期律表の０族元素の不活
性ガス中で行われることを特徴とする請求項１記載の薄
膜太陽電池の製造方法。 - 【請求項４】 前記６Ｂ族の元素が硫黄またはセレンま
たはテルルであることを特徴とする請求項１記載の薄膜
太陽電池の製造方法。 - 【請求項５】 前記６Ｂ族の元素がセレンであることを
特徴とする請求項１記載の薄膜太陽電池の製造方法。 - 【請求項６】 前記１Ｂ族、３Ｂ族、及び６Ｂ族の元素
を含む層が銅−インジウム−セレンを含む層であること
を特徴とする請求項１記載の薄膜太陽電池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6045730A JPH07254723A (ja) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | 薄膜太陽電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6045730A JPH07254723A (ja) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | 薄膜太陽電池の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07254723A true JPH07254723A (ja) | 1995-10-03 |
Family
ID=12727445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6045730A Pending JPH07254723A (ja) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | 薄膜太陽電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07254723A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100894216B1 (ko) * | 2007-06-12 | 2009-04-22 | 경북대학교 산학협력단 | 태양전지용 황화구리인듐 흡수층 및 그의 제조 방법 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04212430A (ja) * | 1990-09-03 | 1992-08-04 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | カルコパイライト型化合物薄膜の製造方法 |
| JPH04277682A (ja) * | 1991-03-05 | 1992-10-02 | Dowa Mining Co Ltd | 光感度特性に優れた半導体膜の製造方法 |
| JPH0513795A (ja) * | 1991-07-05 | 1993-01-22 | Fuji Electric Co Ltd | 光起電装置の製造方法 |
| JPH0563225A (ja) * | 1991-09-02 | 1993-03-12 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 薄膜太陽電池の製造方法 |
| JPH05263219A (ja) * | 1991-03-27 | 1993-10-12 | Japan Energy Corp | セレン化銅インジウム薄膜の製造方法 |
| JPH05275331A (ja) * | 1992-03-26 | 1993-10-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | カルコパイライト薄膜の製造方法及び太陽電池 |
-
1994
- 1994-03-16 JP JP6045730A patent/JPH07254723A/ja active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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