JPH10303445A - ＣｄＴｅ膜の製造方法とそれを用いた太陽電池 - Google Patents
ＣｄＴｅ膜の製造方法とそれを用いた太陽電池Info
- Publication number
- JPH10303445A JPH10303445A JP9110727A JP11072797A JPH10303445A JP H10303445 A JPH10303445 A JP H10303445A JP 9110727 A JP9110727 A JP 9110727A JP 11072797 A JP11072797 A JP 11072797A JP H10303445 A JPH10303445 A JP H10303445A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cdte
- group
- film
- substrate
- thin film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- 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
- Y02E10/543—Solar cells from Group II-VI materials
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 蒸着法や近接昇華法で作製したＣｄＴｅ薄膜
はキャリア濃度が小さく太陽電池を作製した場合に理論
効率よりもかなり低いものしか得られない。本発明は蒸
着法や近接昇華法でＣｄＴｅ薄膜を作製する場合に、安
定してキャリア濃度の高いＰ型ＣｄＴｅ半導体膜を作製
し、低コスト高効率の太陽電池を提供することを目的と
する。 【解決手段】 蒸着もしくはそれに類する方法でＣｄＴ
ｅ薄膜を形成して太陽電池を作製する場合にＣｄＴｅソ
ース中にＩ族および／あるいはＶ族元素を含む化合物、
又は有機金属化合物を混入する。
はキャリア濃度が小さく太陽電池を作製した場合に理論
効率よりもかなり低いものしか得られない。本発明は蒸
着法や近接昇華法でＣｄＴｅ薄膜を作製する場合に、安
定してキャリア濃度の高いＰ型ＣｄＴｅ半導体膜を作製
し、低コスト高効率の太陽電池を提供することを目的と
する。 【解決手段】 蒸着もしくはそれに類する方法でＣｄＴ
ｅ薄膜を形成して太陽電池を作製する場合にＣｄＴｅソ
ース中にＩ族および／あるいはＶ族元素を含む化合物、
又は有機金属化合物を混入する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＣｄＴｅ膜の製造方
法およびそれを用いた太陽電池に関する。
法およびそれを用いた太陽電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】近接昇華法（ＣＳＳ法）は蒸着法の一種
で現在ＣｄＴｅ系太陽電池で世界最高である１５．８％
の変換効率を得ている製膜方法である。近接昇華法はＣ
ｄＴｅ半導体材料を析出させる基板をＣｄＴｅ半導体材
料のソースに対して０．５〜５ｍｍ程度の空隙を挟んで
近接させ減圧雰囲気下で昇華したソースを基板上に析
出させる手法である。この手法の特徴としては昇華した
材料が平均自由工程程度の短い距離に配置された基板上
に再配列して結晶化するために高結晶性のＣｄＴｅ膜が
得られることと、減圧雰囲気下で製膜を行った場合に製
膜速度が速い点が挙げられる。
で現在ＣｄＴｅ系太陽電池で世界最高である１５．８％
の変換効率を得ている製膜方法である。近接昇華法はＣ
ｄＴｅ半導体材料を析出させる基板をＣｄＴｅ半導体材
料のソースに対して０．５〜５ｍｍ程度の空隙を挟んで
近接させ減圧雰囲気下で昇華したソースを基板上に析
出させる手法である。この手法の特徴としては昇華した
材料が平均自由工程程度の短い距離に配置された基板上
に再配列して結晶化するために高結晶性のＣｄＴｅ膜が
得られることと、減圧雰囲気下で製膜を行った場合に製
膜速度が速い点が挙げられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ＣｄＴｅは化合物半導
体として理論上では太陽光スペクトルに対して光電変換
を行う場合に最も理想的な禁制帯幅を持っているにも拘
わらず、Ｐ型半導体にすることが難しく理論通りの変換
効率は得られていない。現在ＣｄＴｅ膜を用いて薄膜型
太陽電池を作製する方法として、裏面電極側から銅等を
拡散させることにより弱いＰ型にするという手法が通常
用いられている（Conference record of the 24th IEEE
photovoltaic spetialists conference 1994 volume I
I p107-110"A treatment to allow contacting CdTe wi
th different conductors", B.E.Mccandless等）が、高
変換効率は得られていない。
体として理論上では太陽光スペクトルに対して光電変換
を行う場合に最も理想的な禁制帯幅を持っているにも拘
わらず、Ｐ型半導体にすることが難しく理論通りの変換
効率は得られていない。現在ＣｄＴｅ膜を用いて薄膜型
太陽電池を作製する方法として、裏面電極側から銅等を
拡散させることにより弱いＰ型にするという手法が通常
用いられている（Conference record of the 24th IEEE
photovoltaic spetialists conference 1994 volume I
I p107-110"A treatment to allow contacting CdTe wi
th different conductors", B.E.Mccandless等）が、高
変換効率は得られていない。
【０００４】そこで本発明はこのような従来の課題を解
決するものであり、簡便な方法でＣｄＴｅ膜のキャリア
濃度を制御し、このＣｄＴｅ膜を光電変換層として用い
て高変換効率の太陽電池を製造することを目的とするも
のである。
決するものであり、簡便な方法でＣｄＴｅ膜のキャリア
濃度を制御し、このＣｄＴｅ膜を光電変換層として用い
て高変換効率の太陽電池を製造することを目的とするも
のである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、ＣｄとＴｅおよび／あるいはＣｄＴｅを主
成分とする蒸発材料中にＩ族および／あるいはＶ族元
素、Ｉ族および／あるいはＶ族元素を含む化合物、Ｉ族
および／あるいはＶ族元素を含む有機金属化合物の内少
なくとも一つを混入し、蒸着又はそれに類する方法でＣ
ｄＴｅ半導体薄膜を基板上に形成するＣｄＴｅの製造方
法である。
に本発明は、ＣｄとＴｅおよび／あるいはＣｄＴｅを主
成分とする蒸発材料中にＩ族および／あるいはＶ族元
素、Ｉ族および／あるいはＶ族元素を含む化合物、Ｉ族
および／あるいはＶ族元素を含む有機金属化合物の内少
なくとも一つを混入し、蒸着又はそれに類する方法でＣ
ｄＴｅ半導体薄膜を基板上に形成するＣｄＴｅの製造方
法である。
【０００６】また、前記蒸発材料に溶媒もしくは粘結剤
を加えて液状又はペースト状にしたものを耐熱性を有す
る支持体上に印刷することによって蒸発材料源として用
いるものである。
を加えて液状又はペースト状にしたものを耐熱性を有す
る支持体上に印刷することによって蒸発材料源として用
いるものである。
【０００７】蒸発材料中にキャリアとなる物質を混入す
ることにより、簡便な方法でＣｄＴｅ膜のキャリア濃度
を制御することができる。
ることにより、簡便な方法でＣｄＴｅ膜のキャリア濃度
を制御することができる。
【０００８】さらに、上記製造方法により作製した半導
体薄膜を用いて光電変換層とする光電変換素子を作製す
ることにより、高性能でさらに安価な光電変換素子を得
ることができる。
体薄膜を用いて光電変換層とする光電変換素子を作製す
ることにより、高性能でさらに安価な光電変換素子を得
ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明は、ＣｄとＴｅおよび／あ
るいはＣｄＴｅを主成分とする物を蒸発材料として蒸着
又はそれに類する方法でＣｄＴｅ半導体薄膜を基板上に
形成するＣｄＴｅの製造方法において、前記蒸発材料中
にＩ族および／あるいはＶ族元素、Ｉ族および／あるい
はＶ族元素を含む化合物、Ｉ族および／あるいはＶ族元
素を含む有機金属化合物の内少なくとも一つを混入する
ＣｄＴｅ膜の製造方法である。このように、蒸発材料中
にキャリアとなる不純物を混入することにより、簡便な
方法でＣｄＴｅ膜のキャリア濃度を制御することができ
る。
るいはＣｄＴｅを主成分とする物を蒸発材料として蒸着
又はそれに類する方法でＣｄＴｅ半導体薄膜を基板上に
形成するＣｄＴｅの製造方法において、前記蒸発材料中
にＩ族および／あるいはＶ族元素、Ｉ族および／あるい
はＶ族元素を含む化合物、Ｉ族および／あるいはＶ族元
素を含む有機金属化合物の内少なくとも一つを混入する
ＣｄＴｅ膜の製造方法である。このように、蒸発材料中
にキャリアとなる不純物を混入することにより、簡便な
方法でＣｄＴｅ膜のキャリア濃度を制御することができ
る。
【００１０】さらに、蒸発材料であるＣｄＴｅおよび／
あるいはＣｄＴｅを主成分とする粉末に溶媒もしくは粘
結剤を加えて液状又はペースト状にし、耐熱性を有する
支持体上に塗布したものを蒸発材料源として用いること
により、不純物の濃度を一定化させて製膜することが可
能となる。ＣｄＴｅ薄膜を作製する場合に、蒸発材料中
に不純物等を意図的に混入し、同一材料源で複数回蒸発
製膜を行なうと材料源中の不純物濃度が変化して安定し
た組成の薄膜形成が不可能となる。そのため耐熱性基板
上に印刷法によって一回の製膜に必要な量の蒸発材料源
を塗布することによって材料の無駄無く、なおかつ不純
物の濃度を一定化させて製膜することを可能とするもの
である。
あるいはＣｄＴｅを主成分とする粉末に溶媒もしくは粘
結剤を加えて液状又はペースト状にし、耐熱性を有する
支持体上に塗布したものを蒸発材料源として用いること
により、不純物の濃度を一定化させて製膜することが可
能となる。ＣｄＴｅ薄膜を作製する場合に、蒸発材料中
に不純物等を意図的に混入し、同一材料源で複数回蒸発
製膜を行なうと材料源中の不純物濃度が変化して安定し
た組成の薄膜形成が不可能となる。そのため耐熱性基板
上に印刷法によって一回の製膜に必要な量の蒸発材料源
を塗布することによって材料の無駄無く、なおかつ不純
物の濃度を一定化させて製膜することを可能とするもの
である。
【００１１】また、Ｖ族元素が砒素、アンチモン、ビス
マス、リンあるいは窒素からなる群より選ばれた少なく
とも一つである。
マス、リンあるいは窒素からなる群より選ばれた少なく
とも一つである。
【００１２】また、Ｉ族元素がリチウム、カリウム、ナ
トリウム、ルビジウム、銅、銀あるいは金からなる群よ
り選ばれた少なくとも一つである。
トリウム、ルビジウム、銅、銀あるいは金からなる群よ
り選ばれた少なくとも一つである。
【００１３】また、金属化合物がテルル化アンチモンで
ある。また、有機金属化合物がトリフェニルアンチモ
ン、オクチル酸アンチモン、トリフェニルビスマス、ト
リフェニルホスフィン、リン酸トリフェニル、亜リン酸
トリフェニル、トリアリルフォスフィン、トリアリルア
ミンからなる群より選ばれた少なくとも一つである。
ある。また、有機金属化合物がトリフェニルアンチモ
ン、オクチル酸アンチモン、トリフェニルビスマス、ト
リフェニルホスフィン、リン酸トリフェニル、亜リン酸
トリフェニル、トリアリルフォスフィン、トリアリルア
ミンからなる群より選ばれた少なくとも一つである。
【００１４】これらの元素及び化合物に含まれたＩ族及
びＶ族元素は、ＣｄＴｅ膜を形成した際にアクセプター
として働き、良好なＰ型半導体ＣｄＴｅを形成可能とす
るものである。これらＩ族及びＶ族元素の中では特に窒
素、リン、アンチモンが好ましい。
びＶ族元素は、ＣｄＴｅ膜を形成した際にアクセプター
として働き、良好なＰ型半導体ＣｄＴｅを形成可能とす
るものである。これらＩ族及びＶ族元素の中では特に窒
素、リン、アンチモンが好ましい。
【００１５】さらに、ＣｄＴｅ半導体薄膜を形成する基
板は予め透明導電膜とＣｄＳ膜を形成したものとする。
板は予め透明導電膜とＣｄＳ膜を形成したものとする。
【００１６】また本発明は、上記請求項１から７のいず
れかに記載の方法で製造したＣｄＴｅ膜を光電変換層と
して用いた太陽電池である。不純物元素を含むことによ
り高いキャリア濃度を持ったＣｄＴｅ膜を光電変換層と
して用いることにより、不純物元素の無い場合に比べて
高い光電変換効率を持つ太陽電池を製造可能とするもの
であり、蒸発材料中に不純物材料を混入することによ
り、簡便な方法でＣｄＴｅ膜のキャリア濃度を制御する
ことができ、高性能の太陽電池を得ることができる。こ
の太陽電池としてＣｄＳ／ＣｄＴｅ太陽電池等がある。
れかに記載の方法で製造したＣｄＴｅ膜を光電変換層と
して用いた太陽電池である。不純物元素を含むことによ
り高いキャリア濃度を持ったＣｄＴｅ膜を光電変換層と
して用いることにより、不純物元素の無い場合に比べて
高い光電変換効率を持つ太陽電池を製造可能とするもの
であり、蒸発材料中に不純物材料を混入することによ
り、簡便な方法でＣｄＴｅ膜のキャリア濃度を制御する
ことができ、高性能の太陽電池を得ることができる。こ
の太陽電池としてＣｄＳ／ＣｄＴｅ太陽電池等がある。
【００１７】以下、本発明の実施の形態について、図１
を用いて説明する。 （実施の形態１）図１は赤外線ランプヒーター１により
加熱を行う薄膜形成炉を用いて行う近接昇華装置の断面
図を示す。図１において石英管２を用いたチャンバー内
に上下一対になったカーボン製のサセプターを配置し、
下部サセプター３上にＣｄＴｅ薄膜形成を行うべくガラ
ス基板上に不純物を混入したＣｄＴｅを印刷したものを
半導体材料４として配置する。材料に対して０．１ｍｍ
〜数ｍｍの空隙を隔てて基板５を配置し基板５上に上部
サセプター６を配置する。ここで半導体材料４と基板５
の位置関係は上下逆でも構わない。次に石英管内雰囲気
をアルゴンまたは窒素ガスに置換して石英管２内を１〜
２０Ｔｏｒｒ程度に保ち、赤外線ランプヒーター１によ
り下部サセプター３及び上部サセプター６を４００〜８
００℃程度の温度範囲に加熱し半導体材料４の温度を基
板５よりも高温にして一定時間保持することにより薄膜
形成を行う。
を用いて説明する。 （実施の形態１）図１は赤外線ランプヒーター１により
加熱を行う薄膜形成炉を用いて行う近接昇華装置の断面
図を示す。図１において石英管２を用いたチャンバー内
に上下一対になったカーボン製のサセプターを配置し、
下部サセプター３上にＣｄＴｅ薄膜形成を行うべくガラ
ス基板上に不純物を混入したＣｄＴｅを印刷したものを
半導体材料４として配置する。材料に対して０．１ｍｍ
〜数ｍｍの空隙を隔てて基板５を配置し基板５上に上部
サセプター６を配置する。ここで半導体材料４と基板５
の位置関係は上下逆でも構わない。次に石英管内雰囲気
をアルゴンまたは窒素ガスに置換して石英管２内を１〜
２０Ｔｏｒｒ程度に保ち、赤外線ランプヒーター１によ
り下部サセプター３及び上部サセプター６を４００〜８
００℃程度の温度範囲に加熱し半導体材料４の温度を基
板５よりも高温にして一定時間保持することにより薄膜
形成を行う。
【００１８】石英管２を用いたチャンバー５内の、アル
ゴンまたは窒素ガスの圧力は１気圧で製膜を行なうこと
も可能であり、このとき石英管２を用いたチャンバーは
耐圧構造である必要は無く、半導体材料４と基板５の温
度差は５０℃以上であることが好ましい。
ゴンまたは窒素ガスの圧力は１気圧で製膜を行なうこと
も可能であり、このとき石英管２を用いたチャンバーは
耐圧構造である必要は無く、半導体材料４と基板５の温
度差は５０℃以上であることが好ましい。
【００１９】
【実施例】次に、本発明の方法を利用して太陽電池を作
製する場合の具体的な方法を図２の太陽電池の断面模式
図を用いて説明する。
製する場合の具体的な方法を図２の太陽電池の断面模式
図を用いて説明する。
【００２０】（実施例１）図２に示す断面構造を持つ太
陽電池の基板ガラス７として、厚さ１．１ｍｍのほう珪
酸ガラスを用い、その表面にスパッタ法により５００〜
５０００Åの厚さの酸化錫の透明電極８を形成した後、
ＣＶＤ法又は溶液成長法により５００〜２０００Åの厚
さの硫化カドミウム膜９を形成したものを実施の形態１
に示した基板５として用い、実施の形態１に示した方法
でＣｄＴｅ膜の形成を行った。半導体材料４としてテル
ル化カドミウムに対してテルル化アンチモンを０．０１
重量％混入したペーストをガラス基板上に印刷したもの
を用い、雰囲気ガスとしてアルゴンを用いて製膜チャン
バー内の圧力を１Ｔｏｒｒとした。基板を４００〜６５
０℃の温度範囲に保ち半導体材料を基板に対して３０℃
高い温度に保持して２分間製膜を行うことにより基板表
面にテルル化カドミウム薄膜１０を形成した。
陽電池の基板ガラス７として、厚さ１．１ｍｍのほう珪
酸ガラスを用い、その表面にスパッタ法により５００〜
５０００Åの厚さの酸化錫の透明電極８を形成した後、
ＣＶＤ法又は溶液成長法により５００〜２０００Åの厚
さの硫化カドミウム膜９を形成したものを実施の形態１
に示した基板５として用い、実施の形態１に示した方法
でＣｄＴｅ膜の形成を行った。半導体材料４としてテル
ル化カドミウムに対してテルル化アンチモンを０．０１
重量％混入したペーストをガラス基板上に印刷したもの
を用い、雰囲気ガスとしてアルゴンを用いて製膜チャン
バー内の圧力を１Ｔｏｒｒとした。基板を４００〜６５
０℃の温度範囲に保ち半導体材料を基板に対して３０℃
高い温度に保持して２分間製膜を行うことにより基板表
面にテルル化カドミウム薄膜１０を形成した。
【００２１】テルル化カドミウム薄膜１０を形成した上
に炭素粉末と樹脂の有機溶媒溶液からなる増粘剤とを練
合して得られたカーボンペーストをスクリーン印刷法に
より塗布し、乾燥後焼き付けることによりカーボン電極
層１１を形成する。この後に銀とインジウムとの混合粉
末と樹脂の有機溶媒溶液からなる増粘剤を練合して得ら
れたペーストをスクリーン印刷法によりＣｄＳ上とカー
ボン電極層上に塗布し、乾燥、焼き付けを行い＋電極１
２及び−電極１３とすることによってＣｄＳ／ＣｄＴｅ
太陽電池を作製した。
に炭素粉末と樹脂の有機溶媒溶液からなる増粘剤とを練
合して得られたカーボンペーストをスクリーン印刷法に
より塗布し、乾燥後焼き付けることによりカーボン電極
層１１を形成する。この後に銀とインジウムとの混合粉
末と樹脂の有機溶媒溶液からなる増粘剤を練合して得ら
れたペーストをスクリーン印刷法によりＣｄＳ上とカー
ボン電極層上に塗布し、乾燥、焼き付けを行い＋電極１
２及び−電極１３とすることによってＣｄＳ／ＣｄＴｅ
太陽電池を作製した。
【００２２】このようにして作製したＣｄＴｅ膜のキャ
リア濃度と太陽電池の変換効率を（表１）に示す。比較
例として上記と同様の方法でＣｄＴｅペースト中に不純
物を混入しなかった場合を示す。又他の実施例としてＣ
ｄＴｅペースト中に混合する不純物をテルル化アンチモ
ンの代わりに砒素、アンチモン、ビスマス、リン、リチ
ウム、カリウム、ナトリウム、ルビジウム、銅、銀、
金、トリフェニルアンチモン、オクチル酸アンチモン、
トリフェニルビスマス、トリフェニルホスフィン、リン
酸トリフェニル、亜リン酸トリフェニル、トリアリルフ
ォスフィン、トリアリルアミンの各々をＣｄＴｅに対し
て０．０１重量％混入した以外は上記実施例と同様にし
て作成したＣｄＴｅ薄膜のキャリア濃度と、そのＣｄＴ
ｅ膜を利用して作製した太陽電池の変換効率を（表１）
に示す。
リア濃度と太陽電池の変換効率を（表１）に示す。比較
例として上記と同様の方法でＣｄＴｅペースト中に不純
物を混入しなかった場合を示す。又他の実施例としてＣ
ｄＴｅペースト中に混合する不純物をテルル化アンチモ
ンの代わりに砒素、アンチモン、ビスマス、リン、リチ
ウム、カリウム、ナトリウム、ルビジウム、銅、銀、
金、トリフェニルアンチモン、オクチル酸アンチモン、
トリフェニルビスマス、トリフェニルホスフィン、リン
酸トリフェニル、亜リン酸トリフェニル、トリアリルフ
ォスフィン、トリアリルアミンの各々をＣｄＴｅに対し
て０．０１重量％混入した以外は上記実施例と同様にし
て作成したＣｄＴｅ薄膜のキャリア濃度と、そのＣｄＴ
ｅ膜を利用して作製した太陽電池の変換効率を（表１）
に示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】（表１）より、Ｉ族及びＶ族元素をソース
材料に混入した場合には、混入しない場合に比べて何れ
もキャリア濃度が高くなり太陽電池の変換効率も高くな
っていることが分かる。
材料に混入した場合には、混入しない場合に比べて何れ
もキャリア濃度が高くなり太陽電池の変換効率も高くな
っていることが分かる。
【００２５】（実施例２）実施例１と同様の方法で雰囲
気ガスとしてアルゴンの代わりに窒素を用いてＣｄＴｅ
膜を形成した。その条件として製膜チャンバー内の圧力
を１気圧とし、基板を４００〜６５０℃の温度範囲に保
ち半導体材料を基板に対して約１００℃高い温度に保持
して１０分間製膜を行った。
気ガスとしてアルゴンの代わりに窒素を用いてＣｄＴｅ
膜を形成した。その条件として製膜チャンバー内の圧力
を１気圧とし、基板を４００〜６５０℃の温度範囲に保
ち半導体材料を基板に対して約１００℃高い温度に保持
して１０分間製膜を行った。
【００２６】テルル化カドミウム薄膜を形成した上に実
施例１と同様の方法を用いて＋電極１２及び−電極１３
を作製してＣｄＳ／ＣｄＴｅ太陽電池を作製した。
施例１と同様の方法を用いて＋電極１２及び−電極１３
を作製してＣｄＳ／ＣｄＴｅ太陽電池を作製した。
【００２７】このようにして作製したＣｄＴｅ膜のキャ
リア濃度と太陽電池の変換効率を表２に示す。比較例と
して上記と同様の方法でＣｄＴｅペースト中に不純物を
混入しなかった場合を示す。又他の実施例としてＣｄＴ
ｅペースト中に混合する不純物をテルル化アンチモンの
代わりに砒素、アンチモン、ビスマス、リン、リチウ
ム、カリウム、ナトリウム、ルビジウム、銅、銀、金、
トリフェニルアンチモン、オクチル酸アンチモン、トリ
フェニルビスマス、トリフェニルホスフィン、リン酸ト
リフェニル、亜リン酸トリフェニル、トリアリルフォス
フィン、トリアリルアミンの各々をＣｄＴｅに対して
０．１重量％混入した以外は上記実施例と同様にして作
成したＣｄＴｅ薄膜のキャリア濃度と、そのＣｄＴｅ膜
を利用して作製した太陽電池の変換効率を（表２）に示
す。
リア濃度と太陽電池の変換効率を表２に示す。比較例と
して上記と同様の方法でＣｄＴｅペースト中に不純物を
混入しなかった場合を示す。又他の実施例としてＣｄＴ
ｅペースト中に混合する不純物をテルル化アンチモンの
代わりに砒素、アンチモン、ビスマス、リン、リチウ
ム、カリウム、ナトリウム、ルビジウム、銅、銀、金、
トリフェニルアンチモン、オクチル酸アンチモン、トリ
フェニルビスマス、トリフェニルホスフィン、リン酸ト
リフェニル、亜リン酸トリフェニル、トリアリルフォス
フィン、トリアリルアミンの各々をＣｄＴｅに対して
０．１重量％混入した以外は上記実施例と同様にして作
成したＣｄＴｅ薄膜のキャリア濃度と、そのＣｄＴｅ膜
を利用して作製した太陽電池の変換効率を（表２）に示
す。
【００２８】
【表２】
【００２９】（表２）よりＩ族及びＶ族元素をソース材
料に混入した場合には混入しない場合に比べて何れもキ
ャリア濃度が高くなり太陽電池の変換効率も高くなって
いることが分かる。
料に混入した場合には混入しない場合に比べて何れもキ
ャリア濃度が高くなり太陽電池の変換効率も高くなって
いることが分かる。
【００３０】なお、本実施例では基板ガラス７としてほ
う珪酸ガラスを用いたが低アルカリガラスやソーダガラ
ス等を基板ガラスとして用いた場合にも同様の効果が得
られる。
う珪酸ガラスを用いたが低アルカリガラスやソーダガラ
ス等を基板ガラスとして用いた場合にも同様の効果が得
られる。
【００３１】又本実施例では透明電極として酸化錫を用
いたが酸化インジウム錫や、酸化銅を用いた場合にも同
様の効果が得られる。
いたが酸化インジウム錫や、酸化銅を用いた場合にも同
様の効果が得られる。
【００３２】又本実施例では透明電極膜の作製方法とし
てスパッタ法を用いたが化学気相成長法や蒸着法により
作製した透明電極を用いても同様の効果が得られる。
てスパッタ法を用いたが化学気相成長法や蒸着法により
作製した透明電極を用いても同様の効果が得られる。
【００３３】又本実施例では半導体材料としてテルル化
カドミウムを用いたが、これ以外に硫化カドミウム、硫
化カドミウム亜鉛、セレン化亜鉛、セレン化インジウ
ム、セレン化インジウム銅、セレン化インジウムガリウ
ム銅、等の半導体材料にも 又本実施例では基板として
ガラス基板、透明電極、硫化カドミウムを形成した物を
用いたがこれ以外に硫化カドミウム亜鉛、砒化ガリウ
ム、砒化インジウムガリウム、砒化インジウムガリウム
リン、セレン化亜鉛、セレン化インジウム、シリコン、
ゲルマニウム、セレン化インジウム銅、セレン化インジ
ウムガリウム銅、窒化ガリウム等の半導体材料や鉄、ニ
ッケル、モリブデン等の金属材料を基板として用いるこ
とも可能である。
カドミウムを用いたが、これ以外に硫化カドミウム、硫
化カドミウム亜鉛、セレン化亜鉛、セレン化インジウ
ム、セレン化インジウム銅、セレン化インジウムガリウ
ム銅、等の半導体材料にも 又本実施例では基板として
ガラス基板、透明電極、硫化カドミウムを形成した物を
用いたがこれ以外に硫化カドミウム亜鉛、砒化ガリウ
ム、砒化インジウムガリウム、砒化インジウムガリウム
リン、セレン化亜鉛、セレン化インジウム、シリコン、
ゲルマニウム、セレン化インジウム銅、セレン化インジ
ウムガリウム銅、窒化ガリウム等の半導体材料や鉄、ニ
ッケル、モリブデン等の金属材料を基板として用いるこ
とも可能である。
【００３４】又本実施例では半導体素子の応用例として
太陽電池を説明したが、これ以外にも、赤外線受光素子
や前述した種々の半導体材料を用いた集積回路の製造に
も応用することが可能である。
太陽電池を説明したが、これ以外にも、赤外線受光素子
や前述した種々の半導体材料を用いた集積回路の製造に
も応用することが可能である。
【００３５】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、近接昇華
法や蒸着法でＣｄＴｅ薄膜を形成する場合に蒸着材料と
なるソース中にＩ族及びＶ族元素を含んだ化合物を混入
することにより、ＣｄＴｅのみをソースとして用いた場
合に比べてキャリア濃度の高いＣｄＴｅ薄膜を簡便に形
成することを可能であり、結果として低コストで高変換
効率の太陽電池を製造可能とするものである。
法や蒸着法でＣｄＴｅ薄膜を形成する場合に蒸着材料と
なるソース中にＩ族及びＶ族元素を含んだ化合物を混入
することにより、ＣｄＴｅのみをソースとして用いた場
合に比べてキャリア濃度の高いＣｄＴｅ薄膜を簡便に形
成することを可能であり、結果として低コストで高変換
効率の太陽電池を製造可能とするものである。
【図１】近接昇華装置の模式断面図
【図２】太陽電池の構造模式断面図
１ 赤外線ランプヒーター ２ 石英管 ３ 下部サセプター ４ 半導体材料 ５ 基板 ６ 上部サセプター ７ 基板ガラス ８ 透明電極 ９ 硫化カドミウム １０ テルル化カドミウム １１ カーボン電極層 １２ ＋電極 １３ −電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 室園 幹夫 大阪府守口市松下町１番１号 松下電池工 業株式会社内
Claims (8)
- 【請求項１】 ＣｄとＴｅおよび／あるいはＣｄＴｅを
主成分とする物を蒸発材料として蒸着又はそれに類する
方法でＣｄＴｅ半導体薄膜を基板上に形成するＣｄＴｅ
の製造方法において、前記蒸発材料中にＩ族および／あ
るいはＶ族元素、Ｉ族および／あるいはＶ族元素を含む
金属化合物、Ｉ族および／あるいはＶ族元素を含む有機
金属化合物の内少なくとも一つを混入することを特徴と
するＣｄＴｅ膜の製造方法。 - 【請求項２】 蒸発材料であるＣｄＴｅおよび／あるい
はＣｄＴｅを主成分とする粉末に溶媒もしくは粘結剤を
加えて液状又はペースト状にし、耐熱性を有する支持体
上に塗布したものを蒸発材料源として用いる請求項１記
載のＣｄＴｅ膜の製造方法。 - 【請求項３】 Ｖ族元素が砒素、アンチモン、ビスマ
ス、リン及び窒素からなる群より選ばれた少なくとも一
つである請求項１記載のＣｄＴｅ膜の製造方法。 - 【請求項４】 Ｉ族元素がリチウム、カリウム、ナトリ
ウム、ルビジウム、銅、銀、金からなる群より選ばれた
少なくとも一つである請求項１記載のＣｄＴｅ膜の製造
方法。 - 【請求項５】 金属化合物がテルル化アンチモンである
請求項１記載のＣｄＴｅ膜の製造方法。 - 【請求項６】 有機金属化合物がトリフェニルアンチモ
ン、オクチル酸アンチモン、トリフェニルビスマス、ト
リフェニルホスフィン、リン酸トリフェニル、亜リン酸
トリフェニル、トリアリルフォスフィン、トリアリルア
ミンからなる群より選ばれた少なくとも一つである請求
項１記載のＣｄＴｅ膜の製造方法。 - 【請求項７】 ＣｄＴｅ半導体薄膜を形成する基板は予
め透明導電膜とＣｄＳ膜を形成した物である請求項１記
載のＣｄＴｅ膜の製造方法。 - 【請求項８】 請求項１〜７のいずれかに記載の方法で
製造したＣｄＴｅ膜を光電変換層として用いた太陽電
池。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9110727A JPH10303445A (ja) | 1997-04-28 | 1997-04-28 | ＣｄＴｅ膜の製造方法とそれを用いた太陽電池 |
| PCT/JP1997/001791 WO1997045880A1 (en) | 1996-05-28 | 1997-05-27 | METHOD FOR FORMING CdTe FILM AND SOLAR BATTERY USING THE FILM |
| DE69727655T DE69727655T2 (de) | 1996-05-28 | 1997-05-27 | Verfahren zur herstellung einer cdte-schicht |
| US09/000,089 US5994642A (en) | 1996-05-28 | 1997-05-27 | Method for preparing CdTe film and solar cell using the same |
| EP97922196A EP0853345B1 (en) | 1996-05-28 | 1997-05-27 | METHOD FOR FORMING CdTe FILM |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9110727A JPH10303445A (ja) | 1997-04-28 | 1997-04-28 | ＣｄＴｅ膜の製造方法とそれを用いた太陽電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10303445A true JPH10303445A (ja) | 1998-11-13 |
Family
ID=14542976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9110727A Pending JPH10303445A (ja) | 1996-05-28 | 1997-04-28 | ＣｄＴｅ膜の製造方法とそれを用いた太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10303445A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008514809A (ja) * | 2004-08-18 | 2008-05-08 | ソーラー フィールズ リミテッド ライアビリティ カンパニー | 大気圧での化学気相堆積 |
| WO2011072269A2 (en) * | 2009-12-10 | 2011-06-16 | Uriel Solar Inc. | HIGH POWER EFFICIENCY POLYCRYSTALLINE CdTe THIN FILM SEMICONDUCTOR PHOTOVOLTAIC CELL STRUCTURES FOR USE IN SOLAR ELECTRICITY GENERATION |
| US8298856B2 (en) | 2008-07-17 | 2012-10-30 | Uriel Solar, Inc. | Polycrystalline CDTE thin film semiconductor photovoltaic cell structures for use in solar electricity generation |
| JP2021510011A (ja) * | 2018-03-13 | 2021-04-08 | ファースト・ソーラー・インコーポレーテッド | アニーリング材料およびアニーリング材料を用いて光起電力素子をアニールするための方法 |
| WO2023054073A1 (ja) * | 2021-09-28 | 2023-04-06 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 光電変換素子およびその製造方法、ならびに組成物 |
-
1997
- 1997-04-28 JP JP9110727A patent/JPH10303445A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008514809A (ja) * | 2004-08-18 | 2008-05-08 | ソーラー フィールズ リミテッド ライアビリティ カンパニー | 大気圧での化学気相堆積 |
| JP2008514808A (ja) * | 2004-08-18 | 2008-05-08 | ソーラー フィールズ リミテッド ライアビリティ カンパニー | 大気圧での化学気相堆積 |
| US8298856B2 (en) | 2008-07-17 | 2012-10-30 | Uriel Solar, Inc. | Polycrystalline CDTE thin film semiconductor photovoltaic cell structures for use in solar electricity generation |
| US8580602B2 (en) | 2008-07-17 | 2013-11-12 | Uriel Solar, Inc. | Polycrystalline CDTE thin film semiconductor photovoltaic cell structures for use in solar electricity generation |
| US8664524B2 (en) | 2008-07-17 | 2014-03-04 | Uriel Solar, Inc. | High power efficiency, large substrate, polycrystalline CdTe thin film semiconductor photovoltaic cell structures grown by molecular beam epitaxy at high deposition rate for use in solar electricity generation |
| US8828783B2 (en) | 2008-07-17 | 2014-09-09 | Uriel Solar, Inc. | Polycrystalline CDTE thin film semiconductor photovoltaic cell structures for use in solar electricity generation |
| US9190555B2 (en) | 2008-07-17 | 2015-11-17 | Uriel Solar, Inc. | Polycrystalline CdTe thin film semiconductor photovoltaic cell structures for use in solar electricity generation |
| WO2011072269A2 (en) * | 2009-12-10 | 2011-06-16 | Uriel Solar Inc. | HIGH POWER EFFICIENCY POLYCRYSTALLINE CdTe THIN FILM SEMICONDUCTOR PHOTOVOLTAIC CELL STRUCTURES FOR USE IN SOLAR ELECTRICITY GENERATION |
| WO2011072269A3 (en) * | 2009-12-10 | 2011-11-17 | Uriel Solar Inc. | HIGH POWER EFFICIENCY POLYCRYSTALLINE CdTe THIN FILM SEMICONDUCTOR PHOTOVOLTAIC CELL STRUCTURES FOR USE IN SOLAR ELECTRICITY GENERATION |
| JP2021510011A (ja) * | 2018-03-13 | 2021-04-08 | ファースト・ソーラー・インコーポレーテッド | アニーリング材料およびアニーリング材料を用いて光起電力素子をアニールするための方法 |
| WO2023054073A1 (ja) * | 2021-09-28 | 2023-04-06 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 光電変換素子およびその製造方法、ならびに組成物 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0853345B1 (en) | METHOD FOR FORMING CdTe FILM | |
| US4523051A (en) | Thin films of mixed metal compounds | |
| US4581108A (en) | Process of forming a compound semiconductive material | |
| US7842534B2 (en) | Method for forming a compound semi-conductor thin-film | |
| JPS6252478B2 (ja) | ||
| CN102593195A (zh) | 电极、光伏器件和制作方法 | |
| JP3681870B2 (ja) | 化合物半導体膜の製造方法および太陽電池 | |
| CN102206801A (zh) | 基于碲化镉的薄膜光伏器件所用的导电透明氧化物膜层的形成方法 | |
| US5474622A (en) | Solar cell having chalcopyrite semiconductor film | |
| US4734381A (en) | Method of making a thin film cadmium telluride solar cell | |
| JP3519543B2 (ja) | 半導体薄膜形成用前駆体及び半導体薄膜の製造方法 | |
| JPH10303445A (ja) | ＣｄＴｅ膜の製造方法とそれを用いた太陽電池 | |
| Sood et al. | Electrical barriers and their elimination by tuning (Zn, Mg) O buffer composition in Cu (In, Ga) S2 solar cells: systematic approach to achieve over 14% power conversion efficiency | |
| CN102810597A (zh) | 在基于碲化镉的薄膜光伏器件中形成窗口层的方法 | |
| JP3468328B2 (ja) | 半導体薄膜の製造方法 | |
| JPH10150212A (ja) | 半導体薄膜形成用前駆体及び半導体薄膜の製造方法 | |
| CN108323212A (zh) | 太阳能电池及其制备方法 | |
| JPH09181000A (ja) | 化合物半導体薄膜形成方法および太陽電池の製造方法 | |
| WO2012114803A1 (ja) | 太陽電池用テルル化カドミウム粉末、太陽電池用テルル化カドミウム膜および太陽電池 | |
| JPH10303441A (ja) | 太陽電池及びその製造方法 | |
| JPH1187749A (ja) | 太陽電池用半導体膜の形成方法および太陽電池 | |
| Dimmler et al. | Thin film solar modules based on CIS prepared by the co-evaporation method | |
| JPH11195658A (ja) | 硫化カドミウム膜の製造方法、製造装置およびこの膜を用いた太陽電池 | |
| Wan et al. | Co‐Evaporated CuSbSe2 Thin Films for Solar Cells | |
| JPH1051016A (ja) | 太陽電池およびその製造方法 |