JPH104205A - 化合物半導体太陽電池の製造法 - Google Patents
化合物半導体太陽電池の製造法Info
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- JPH104205A JPH104205A JP8175851A JP17585196A JPH104205A JP H104205 A JPH104205 A JP H104205A JP 8175851 A JP8175851 A JP 8175851A JP 17585196 A JP17585196 A JP 17585196A JP H104205 A JPH104205 A JP H104205A
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- 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
Abstract
(57)【要約】
【課題】有機イオウカドミウム錯体の熱分解により形成
したＣｄＳ膜上にＣｄＴｅ膜を形成して構成される太陽
電池の製造工程において、ＣｄＳ膜を浸食することな
く、良質なＣｄＴｅ膜をＣｄＳ膜上に形成することによ
り、高効率の太陽電池を製造する方法を提供すること。 【解決手段】ＣｄＳ薄膜上にＣｄＴｅ膜を形成し、この
ＣｄＴｅ膜にＣｄＣｌ2溶液を塗布したのち、１０００
ｐｐｍ以上、１０００００ｐｐｍ以下のモル濃度の酸素
を含む不活性ガス雰囲気中で熱処理を行う。
したＣｄＳ膜上にＣｄＴｅ膜を形成して構成される太陽
電池の製造工程において、ＣｄＳ膜を浸食することな
く、良質なＣｄＴｅ膜をＣｄＳ膜上に形成することによ
り、高効率の太陽電池を製造する方法を提供すること。 【解決手段】ＣｄＳ薄膜上にＣｄＴｅ膜を形成し、この
ＣｄＴｅ膜にＣｄＣｌ2溶液を塗布したのち、１０００
ｐｐｍ以上、１０００００ｐｐｍ以下のモル濃度の酸素
を含む不活性ガス雰囲気中で熱処理を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＣｄＳ／ＣｄＴｅ
太陽電池素子の製造法に関するものである。
太陽電池素子の製造法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、化合物半導体膜を用いた化合
物半導体太陽電池素子は光電子産業分野で幅広く用いら
れてきた。化合物半導体太陽電池素子の中で、特にII−
VI族化合物半導体は、すべて直接遷移型帯構造を持ち、
吸収端以下の波長に対する吸収係数が大きい。また、特
にII−VI族化合物の中でも、ＣｄＴｅ膜は、禁制帯幅が
１．４４ｅＶと太陽光スペクトルとの整合性が高いため
に、ガラス基板上に形成したＣｄＳ膜を窓材料として用
いたＣｄＳ／ＣｄＴｅ太陽電池素子が電卓等の屋内用途
や屋外での太陽光発電用として用いられている。
物半導体太陽電池素子は光電子産業分野で幅広く用いら
れてきた。化合物半導体太陽電池素子の中で、特にII−
VI族化合物半導体は、すべて直接遷移型帯構造を持ち、
吸収端以下の波長に対する吸収係数が大きい。また、特
にII−VI族化合物の中でも、ＣｄＴｅ膜は、禁制帯幅が
１．４４ｅＶと太陽光スペクトルとの整合性が高いため
に、ガラス基板上に形成したＣｄＳ膜を窓材料として用
いたＣｄＳ／ＣｄＴｅ太陽電池素子が電卓等の屋内用途
や屋外での太陽光発電用として用いられている。
【０００３】現在、ＣｄＳ／ＣｄＴｅ太陽電池において
はＣｄＳ膜を薄膜化し、光電流の増加により変換効率を
高める研究がなされている。その中で、高い変換効率を
得られる太陽電池の製造法として代表的な例を上げる
と、表面を透明導電膜でコ−ティングしたガラス基板上
にカドミウム、イオウを含む溶液中で溶液成長法と呼ば
れる無電解メッキ法によりＣｄＳ膜を形成し、ＣｄＴｅ
膜を近接昇華法によりＣｄＳ膜上に形成後、メタノ−ル
中に飽和濃度まで塩化カドミウム（ＣｄＣｌ2）を溶解
させて作製した溶液をＣｄＴｅ膜上に塗布し、空気中で
４００〜５００℃で熱処理し、その後、ＣｄＴｅ表面に
熱処理中に生成したＣｄＴｅの酸化膜をエッチング処理
により除去し、カ−ボン電極膜を形成しで太陽電池素子
を作製している。
はＣｄＳ膜を薄膜化し、光電流の増加により変換効率を
高める研究がなされている。その中で、高い変換効率を
得られる太陽電池の製造法として代表的な例を上げる
と、表面を透明導電膜でコ−ティングしたガラス基板上
にカドミウム、イオウを含む溶液中で溶液成長法と呼ば
れる無電解メッキ法によりＣｄＳ膜を形成し、ＣｄＴｅ
膜を近接昇華法によりＣｄＳ膜上に形成後、メタノ−ル
中に飽和濃度まで塩化カドミウム（ＣｄＣｌ2）を溶解
させて作製した溶液をＣｄＴｅ膜上に塗布し、空気中で
４００〜５００℃で熱処理し、その後、ＣｄＴｅ表面に
熱処理中に生成したＣｄＴｅの酸化膜をエッチング処理
により除去し、カ−ボン電極膜を形成しで太陽電池素子
を作製している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来から行われている
プロセスはＣｄＳ膜が溶液成長法で形成されており、膜
成長速度が遅く、所定の膜厚（約１０００Å）を形成す
るために、３０分以上の時間を必要とし、高速でＣｄＳ
膜を製膜できないという問題点があった。さらに、Ｃｄ
Ｔｅ膜を製膜後、塩化カドミウム溶液をＣｄＴｅ膜上に
塗布し、空気中で熱処理を行うことから、ＣｄＴｅ膜上
に酸化膜が形成され、酸化膜除去のためのエッチング処
理工程が必要であった。
プロセスはＣｄＳ膜が溶液成長法で形成されており、膜
成長速度が遅く、所定の膜厚（約１０００Å）を形成す
るために、３０分以上の時間を必要とし、高速でＣｄＳ
膜を製膜できないという問題点があった。さらに、Ｃｄ
Ｔｅ膜を製膜後、塩化カドミウム溶液をＣｄＴｅ膜上に
塗布し、空気中で熱処理を行うことから、ＣｄＴｅ膜上
に酸化膜が形成され、酸化膜除去のためのエッチング処
理工程が必要であった。
【０００５】化合物半導体太陽電池を大量にかつ低コス
トで生産するためには、従来の溶液成長法に変えてＣｄ
Ｓ膜を高速で形成するプロセスが必要であり、最近、有
機イオウカドミウム錯体の熱分解により２０〜４０秒以
内で１０００ÅのＣｄＳ膜を形成する技術が提案されて
いる。しかしながら、この高速製膜法により形成したＣ
ｄＳ薄膜は従来の溶液成長法により形成した膜と膜質が
異なり、ＣｄＳ膜を形成する粒子が小さく、ガラス基板
表面に対し、垂直方向に米粒状にＣｄＳ粒子が成長す
る。このＣｄＳ薄膜上にＣｄＴｅ膜を形成後、塩化カド
ミウム処理を空気中で行い、その後、エッチング処理を
行うと、ＣｄＴｅ膜のグレイン間から浸透したエッチン
グ液がＣｄＳ膜を形成する米粒状の粒子を浸食し、Ｃｄ
Ｔｅ膜上からＣｄＳ膜を通って、透明導電膜に至る貫通
孔が生じる問題があった。このため、ＣｄＴｅ膜上にカ
−ボン電極を形成した時にカ−ボンが前記貫通孔に侵入
して透明導電膜とカ−ボンが接触し、リ−クする現象が
生じた。
トで生産するためには、従来の溶液成長法に変えてＣｄ
Ｓ膜を高速で形成するプロセスが必要であり、最近、有
機イオウカドミウム錯体の熱分解により２０〜４０秒以
内で１０００ÅのＣｄＳ膜を形成する技術が提案されて
いる。しかしながら、この高速製膜法により形成したＣ
ｄＳ薄膜は従来の溶液成長法により形成した膜と膜質が
異なり、ＣｄＳ膜を形成する粒子が小さく、ガラス基板
表面に対し、垂直方向に米粒状にＣｄＳ粒子が成長す
る。このＣｄＳ薄膜上にＣｄＴｅ膜を形成後、塩化カド
ミウム処理を空気中で行い、その後、エッチング処理を
行うと、ＣｄＴｅ膜のグレイン間から浸透したエッチン
グ液がＣｄＳ膜を形成する米粒状の粒子を浸食し、Ｃｄ
Ｔｅ膜上からＣｄＳ膜を通って、透明導電膜に至る貫通
孔が生じる問題があった。このため、ＣｄＴｅ膜上にカ
−ボン電極を形成した時にカ−ボンが前記貫通孔に侵入
して透明導電膜とカ−ボンが接触し、リ−クする現象が
生じた。
【０００６】このような理由から、有機イオウカドミウ
ム錯体の熱分解によりＣｄＳ薄膜を形成する方法を用い
た場合、ＣｄＴｅ膜の塩化カドミウム処理後のエッチン
グ処理をすることができないために、空気中での熱処理
時に形成されるＣｄＴｅ上の酸化膜を除去することがで
きず、このＣｄＴｅ膜上に電極を形成すると、ＣｄＴｅ
膜と電極間の接触抵抗が大きくなり、太陽電池素子の光
電特性が低下するという問題があり、これを解決するこ
とが課題であった。
ム錯体の熱分解によりＣｄＳ薄膜を形成する方法を用い
た場合、ＣｄＴｅ膜の塩化カドミウム処理後のエッチン
グ処理をすることができないために、空気中での熱処理
時に形成されるＣｄＴｅ上の酸化膜を除去することがで
きず、このＣｄＴｅ膜上に電極を形成すると、ＣｄＴｅ
膜と電極間の接触抵抗が大きくなり、太陽電池素子の光
電特性が低下するという問題があり、これを解決するこ
とが課題であった。
【０００７】
【課題を解決させるための手段】本発明は、ガラス基板
上に有機イオウカドミウム錯体の熱分解によりＣｄＳ薄
膜を形成し、前記薄膜上にＣｄＴｅ膜を形成する化合物
半導体太陽電池の製造工程において、ＣｄＴｅ膜を形成
後、ＣｄＴｅ膜上に水または有機溶剤に塩化カドミウム
を溶解させた溶液を塗布し、酸素モル濃度が1000ｐｐｍ
以上、100000ｐｐｍ以下の不活性ガス雰囲気中で熱処理
する工程を含む製造法により化合物半導体太陽電池を製
造するもので、これにより、上記の課題を解決し、変換
効率の高い太陽電池素子を形成することができる。
上に有機イオウカドミウム錯体の熱分解によりＣｄＳ薄
膜を形成し、前記薄膜上にＣｄＴｅ膜を形成する化合物
半導体太陽電池の製造工程において、ＣｄＴｅ膜を形成
後、ＣｄＴｅ膜上に水または有機溶剤に塩化カドミウム
を溶解させた溶液を塗布し、酸素モル濃度が1000ｐｐｍ
以上、100000ｐｐｍ以下の不活性ガス雰囲気中で熱処理
する工程を含む製造法により化合物半導体太陽電池を製
造するもので、これにより、上記の課題を解決し、変換
効率の高い太陽電池素子を形成することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】有機イオウカドミウム錯体の熱分
解により形成したＣｄＳ薄膜上に形成したＣｄＴｅ膜上
に塩化カドミウム溶液を塗布し、これを酸素モル濃度が
1000ｐｐｍ以上、100000ｐｐｍ以下の不活性雰囲気で熱
処理することにより、ＣｄＴｅ上の酸化膜の生成が抑制
され、しかもＣｄＴｅ膜中に適度の酸素がド−ピングさ
れた状態でＣｄＣｌ2をＣｄＴｅ膜グレインの成長に関
する融剤として作用させることができ、グレインサイズ
の大きい、ピンホ−ルの無いＣｄＴｅ膜を形成すること
ができる。これにより、エッチング処理により酸化膜を
除去する必要が無くなり、ＣｄＴｅ膜と電極間の接触抵
抗が増大させることなく、しかもカ−ボンと透明導電膜
との接触によるリ−クも発生しない高効率の太陽電池素
子を高速で製造することができる。
解により形成したＣｄＳ薄膜上に形成したＣｄＴｅ膜上
に塩化カドミウム溶液を塗布し、これを酸素モル濃度が
1000ｐｐｍ以上、100000ｐｐｍ以下の不活性雰囲気で熱
処理することにより、ＣｄＴｅ上の酸化膜の生成が抑制
され、しかもＣｄＴｅ膜中に適度の酸素がド−ピングさ
れた状態でＣｄＣｌ2をＣｄＴｅ膜グレインの成長に関
する融剤として作用させることができ、グレインサイズ
の大きい、ピンホ−ルの無いＣｄＴｅ膜を形成すること
ができる。これにより、エッチング処理により酸化膜を
除去する必要が無くなり、ＣｄＴｅ膜と電極間の接触抵
抗が増大させることなく、しかもカ−ボンと透明導電膜
との接触によるリ−クも発生しない高効率の太陽電池素
子を高速で製造することができる。
【０００９】
【実施例】以下に実施例により本発明を説明する。 （実施例１）本実施例のＣｄＳ／ＣｄＴｅ太陽電池の断
面構造図を図１に示す。１はガラス基板、２はＣｄＳ
膜、３はＣｄＴｅ膜、４はカ−ボン膜、５は銀電極、６
は透明導電膜を示す。ＣｄＳ膜２は、有機イオウカドミ
ウム錯体として、ジエチルジチオカルバミン酸カドミウ
ムを用い、これをガラス基板１上で熱分解することによ
り、膜厚５００ÅのＣｄＳ膜２を形成させた。ＣｄＴｅ
膜３は近接昇華法にて形成した。これは、ＣｄＳ膜２の
対面にＣｄＴｅソ−スとしてＣｄＴｅ粉末を設置し、１
〜１０ｔｏｒｒに減圧後、６００℃にて５分間保持する
ことにより、ＣｄＴｅをＣｄおよびＴｅの蒸気として蒸
散させ、ＣｄＳ膜２上にＣｄＴｅ膜３を形成させる方法
である。このようにして作製したＣｄＴｅ膜３上に、水
にＣｄＣｌ2を０．５モル／リットルの濃度で溶解させ
たＣｄＣｌ2溶液をスピナ−により塗布後、４００℃に
て、酸素モル濃度が10000ppmになるように調整した窒素
と酸素の混合ガス雰囲気中で２０分間熱処理した。この
ようにして作製したＣｄＴｅ膜３は、図２に示すよう
に、グレインサイズが、１０μｍまで成長していること
がＳＥＭ写真により観察された。ＣｄＣｌ2溶液塗布後
の熱処理による効果は、ＣｄＣｌ2がＣｄＴｅ膜３の融
剤として作用し、ＣｄＴｅ結晶粒径を増大させ、グレイ
ン間のポアをなくす働きをすることによると考えられ
る。
面構造図を図１に示す。１はガラス基板、２はＣｄＳ
膜、３はＣｄＴｅ膜、４はカ−ボン膜、５は銀電極、６
は透明導電膜を示す。ＣｄＳ膜２は、有機イオウカドミ
ウム錯体として、ジエチルジチオカルバミン酸カドミウ
ムを用い、これをガラス基板１上で熱分解することによ
り、膜厚５００ÅのＣｄＳ膜２を形成させた。ＣｄＴｅ
膜３は近接昇華法にて形成した。これは、ＣｄＳ膜２の
対面にＣｄＴｅソ−スとしてＣｄＴｅ粉末を設置し、１
〜１０ｔｏｒｒに減圧後、６００℃にて５分間保持する
ことにより、ＣｄＴｅをＣｄおよびＴｅの蒸気として蒸
散させ、ＣｄＳ膜２上にＣｄＴｅ膜３を形成させる方法
である。このようにして作製したＣｄＴｅ膜３上に、水
にＣｄＣｌ2を０．５モル／リットルの濃度で溶解させ
たＣｄＣｌ2溶液をスピナ−により塗布後、４００℃に
て、酸素モル濃度が10000ppmになるように調整した窒素
と酸素の混合ガス雰囲気中で２０分間熱処理した。この
ようにして作製したＣｄＴｅ膜３は、図２に示すよう
に、グレインサイズが、１０μｍまで成長していること
がＳＥＭ写真により観察された。ＣｄＣｌ2溶液塗布後
の熱処理による効果は、ＣｄＣｌ2がＣｄＴｅ膜３の融
剤として作用し、ＣｄＴｅ結晶粒径を増大させ、グレイ
ン間のポアをなくす働きをすることによると考えられ
る。
【００１０】また、ＣｄＳ膜３の膜厚については、１０
０Å以下では、ピンホ−ルのない薄膜を得ることが難し
く、１０００Å以上では、４００ｎｍ以下の波長域での
光吸収が大きくなるために、Ｊｓｃが低下するので１０
０〜１０００Åとするのが望ましいことが確認された。
表１にＣｄＴｅ膜３上にＣｄＣｌ2溶液を塗布し、４０
０℃で熱処理（以下、ＣｄＣｌ2熱処理という）を施し
た後、カ−ボン膜４、銀電極５を形成して作製した太陽
電池素子の光電特性を１００ｍＷ／ｃｍ2、ＡＭ１．５
の条件で測定した結果を示す。
０Å以下では、ピンホ−ルのない薄膜を得ることが難し
く、１０００Å以上では、４００ｎｍ以下の波長域での
光吸収が大きくなるために、Ｊｓｃが低下するので１０
０〜１０００Åとするのが望ましいことが確認された。
表１にＣｄＴｅ膜３上にＣｄＣｌ2溶液を塗布し、４０
０℃で熱処理（以下、ＣｄＣｌ2熱処理という）を施し
た後、カ−ボン膜４、銀電極５を形成して作製した太陽
電池素子の光電特性を１００ｍＷ／ｃｍ2、ＡＭ１．５
の条件で測定した結果を示す。
【００１１】
【表１】 表１から、実施例の太陽電池の光電特性は、図３に示さ
れるＣｄＣｌ2熱処理無しの比較例に対して、Ｖｏｃ，
Ｊｓｃ，ＦＦとも向上していることがわかる。表２にＣ
ｄＣｌ2熱処理時の雰囲気中の酸素濃度を変化させた場
合の光電特性への影響を示す。
れるＣｄＣｌ2熱処理無しの比較例に対して、Ｖｏｃ，
Ｊｓｃ，ＦＦとも向上していることがわかる。表２にＣ
ｄＣｌ2熱処理時の雰囲気中の酸素濃度を変化させた場
合の光電特性への影響を示す。
【００１２】
【表２】 表２から、熱処理雰囲気の窒素中に酸素を含有させる濃
度は、モル濃度で1000ｐｐｍ以上、100000ｐｐｍ以下と
するのが望ましく、10000ｐｐｍ近辺の濃度が最も適し
ていることが明らかになった。また、100000ppmを越え
るとＣｄＴｅ膜３が酸化され、光電特性が低下し、酸素
濃度1000ppm未満の窒素雰囲気で処理すると、酸素によ
るグレイン成長作用が乏しいため、ＣｄＴｅ膜のグレイ
ンの成長が不十分となり、開放電圧ＶｏｃとＦＦが低下
する。さらに、不活性ガスとして、窒素に代わり、アル
ゴン、ヘリウムを用いた場合にも表２とほぼ同様の結果
が得られ、酸素モル濃度を1000ｐｐｍ以上、100000ｐｐ
ｍ以下とするのが望ましく、10000 ｐｐｍ近辺の濃度が
最も適していることが明らかになった。
度は、モル濃度で1000ｐｐｍ以上、100000ｐｐｍ以下と
するのが望ましく、10000ｐｐｍ近辺の濃度が最も適し
ていることが明らかになった。また、100000ppmを越え
るとＣｄＴｅ膜３が酸化され、光電特性が低下し、酸素
濃度1000ppm未満の窒素雰囲気で処理すると、酸素によ
るグレイン成長作用が乏しいため、ＣｄＴｅ膜のグレイ
ンの成長が不十分となり、開放電圧ＶｏｃとＦＦが低下
する。さらに、不活性ガスとして、窒素に代わり、アル
ゴン、ヘリウムを用いた場合にも表２とほぼ同様の結果
が得られ、酸素モル濃度を1000ｐｐｍ以上、100000ｐｐ
ｍ以下とするのが望ましく、10000 ｐｐｍ近辺の濃度が
最も適していることが明らかになった。
【００１３】
【表３】 また、表３に示すように、熱処理温度は、１００℃未満
ではＣｄＴｅのグレインの成長は顕著に認められず、５
００℃を越えるとＣｄＣｌ2によって溶解したＣｄＴｅ
がＣｄＳ膜を浸食し、光電特性が低下する。したがっ
て、熱処理温度は１００℃以上、５００℃以下で効果が
あり、４００℃付近が最も適する。
ではＣｄＴｅのグレインの成長は顕著に認められず、５
００℃を越えるとＣｄＣｌ2によって溶解したＣｄＴｅ
がＣｄＳ膜を浸食し、光電特性が低下する。したがっ
て、熱処理温度は１００℃以上、５００℃以下で効果が
あり、４００℃付近が最も適する。
【００１４】
【表４】 さらに、表４に示すように、ＣｄＣｌ2溶液中のＣｄＣ
ｌ2の濃度は、０．１モル／リットルから１モル／リッ
トルの範囲で用いると高い光電特性が得られるが、０．
１モル／リットル未満であると、ＣｄＴｅグレインの成
長効果は認められなくなり、光電特性の向上効果は小さ
い。また、ＣｄＣｌ2濃度が１モル／リットルを越える
と、ＣｄＴｅ膜３上へのＣｄＣｌ2塗布量が過剰とな
り、ＣｄＳ膜２の浸食現象が生じ、光電特性が低下す
る。
ｌ2の濃度は、０．１モル／リットルから１モル／リッ
トルの範囲で用いると高い光電特性が得られるが、０．
１モル／リットル未満であると、ＣｄＴｅグレインの成
長効果は認められなくなり、光電特性の向上効果は小さ
い。また、ＣｄＣｌ2濃度が１モル／リットルを越える
と、ＣｄＴｅ膜３上へのＣｄＣｌ2塗布量が過剰とな
り、ＣｄＳ膜２の浸食現象が生じ、光電特性が低下す
る。
【００１５】尚、本実施例では有機イオウカドミウム錯
体として、ジエチルジチオカルバミン酸カドミウムを用
いたが、他にジメチルジチオカルバミン酸カドミウム、
ジブチルジチオカルバミン酸カドミウム等のジチオカル
バミン酸カドミウム系化合物、カドミウムメルカプチ
ド、キサントゲン酸カドミウム等のカドミウム−イオウ
結合を少なくとも１つ以上持つものであれば用いること
が可能である。
体として、ジエチルジチオカルバミン酸カドミウムを用
いたが、他にジメチルジチオカルバミン酸カドミウム、
ジブチルジチオカルバミン酸カドミウム等のジチオカル
バミン酸カドミウム系化合物、カドミウムメルカプチ
ド、キサントゲン酸カドミウム等のカドミウム−イオウ
結合を少なくとも１つ以上持つものであれば用いること
が可能である。
【００１６】（実施例２）実施例１と同様の方法にて作
製したＣｄＳ膜２上に形成したＣｄＴｅ膜３の上に、エ
タノ−ルにＣｄＣｌ2を０．３モル／リットル溶解させ
た溶液を、ロ−ルコ−タにより塗布し、４００℃で熱処
理を行った。熱処理時の酸素濃度は10000ｐｐｍとし
た。ＣｄＣｌ2熱処理後、カ−ボン膜４、銀電極５を形
成して太陽電池素子を作製し、前記と同様の方法にて光
電特性の測定評価を行った結果、いずれの場合も光電変
換効率は、約１４．１％が得られた。また、エタノ−ル
以外に従来から用いられているメタノ−ルや、他にプロ
ピレングリコ−ル、ブチルアルコ−ル等のアルコ−ル系
溶剤を用いることを試みたが、ＯＨ基を持つ有機溶剤に
ついては、エタノ−ルを用いた場合と同様の光電特性を
持つ太陽電池が得られた。さらに、エ−テル系の溶媒、
例えば、メチルエチルエ−テル、ジメチルエ−テルを用
いても同様の効果が確認された。
製したＣｄＳ膜２上に形成したＣｄＴｅ膜３の上に、エ
タノ−ルにＣｄＣｌ2を０．３モル／リットル溶解させ
た溶液を、ロ−ルコ−タにより塗布し、４００℃で熱処
理を行った。熱処理時の酸素濃度は10000ｐｐｍとし
た。ＣｄＣｌ2熱処理後、カ−ボン膜４、銀電極５を形
成して太陽電池素子を作製し、前記と同様の方法にて光
電特性の測定評価を行った結果、いずれの場合も光電変
換効率は、約１４．１％が得られた。また、エタノ−ル
以外に従来から用いられているメタノ−ルや、他にプロ
ピレングリコ−ル、ブチルアルコ−ル等のアルコ−ル系
溶剤を用いることを試みたが、ＯＨ基を持つ有機溶剤に
ついては、エタノ−ルを用いた場合と同様の光電特性を
持つ太陽電池が得られた。さらに、エ−テル系の溶媒、
例えば、メチルエチルエ−テル、ジメチルエ−テルを用
いても同様の効果が確認された。
【００１７】（実施例３）実施例１と同様の方法にて作
製したＣｄＳ膜２上に、Ｃｄ，Ｔｅ，ＣｄＴｅをプロピ
レングリコ−ルに分散させたペ−ストをロ−ルコ−タ法
にて塗布し、乾燥後、７００℃で熱処理して厚さ７μｍ
のＣｄＴｅ膜を形成し、水にＣｄＣｌ2を０．５モル／
リットル溶解させた溶液をロ−ルコ−タによりＣｄＴｅ
膜上に塗布し、４００℃にて熱処理を行った。熱処理時
の酸素モル濃度は10000ｐｐｍとした。ＣｄＣｌ2熱処理
後、カ−ボン膜４、銀電極５を形成して太陽電池素子を
作製し、前記と同様の方法にて光電特性の測定評価を行
った結果、光電変換効率は、１４．２％が得られた。Ｃ
ｄＣｌ2溶液の塗布は、ロ−ルコ−タ法以外にディップ
法を試したが、光電変換効率が１４．１％の素子が得ら
れた。但し、ディップ法では、１００ｃｍ2を越える大
きな面積では塗布ムラが出やすく、均一塗布をすること
が困難である。スピナ−で塗布することも可能である
が、５０００ｃｍ2を越える基板では、スピナ−での塗
布は、装置費用が高価になる問題点がある。このような
ことから、ロ−ルコ−タ法が量産性の面で最も優れてい
る。
製したＣｄＳ膜２上に、Ｃｄ，Ｔｅ，ＣｄＴｅをプロピ
レングリコ−ルに分散させたペ−ストをロ−ルコ−タ法
にて塗布し、乾燥後、７００℃で熱処理して厚さ７μｍ
のＣｄＴｅ膜を形成し、水にＣｄＣｌ2を０．５モル／
リットル溶解させた溶液をロ−ルコ−タによりＣｄＴｅ
膜上に塗布し、４００℃にて熱処理を行った。熱処理時
の酸素モル濃度は10000ｐｐｍとした。ＣｄＣｌ2熱処理
後、カ−ボン膜４、銀電極５を形成して太陽電池素子を
作製し、前記と同様の方法にて光電特性の測定評価を行
った結果、光電変換効率は、１４．２％が得られた。Ｃ
ｄＣｌ2溶液の塗布は、ロ−ルコ−タ法以外にディップ
法を試したが、光電変換効率が１４．１％の素子が得ら
れた。但し、ディップ法では、１００ｃｍ2を越える大
きな面積では塗布ムラが出やすく、均一塗布をすること
が困難である。スピナ−で塗布することも可能である
が、５０００ｃｍ2を越える基板では、スピナ−での塗
布は、装置費用が高価になる問題点がある。このような
ことから、ロ−ルコ−タ法が量産性の面で最も優れてい
る。
【００１８】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、高速でＣ
ｄＳ膜２を形成できる有機イオウカドミウム錯体の熱分
解法を用いた太陽電池の製造法において、ＣｄＳ膜２上
にＣｄＴｅ膜３を形成後、ＣｄＣｌ2溶液を塗布し、一
定の酸素濃度の不活性ガス雰囲気下で熱処理を行うこと
により、ＣｄＴｅ膜表面に酸化膜が形成されず、エッチ
ング処理の必要がなくなったために、エッチング処理に
よるＣｄＳ膜２の浸食をなくすことができ、１４％以上
の高い変換効率を持つ化合物半導体太陽電池が得られ
た。
ｄＳ膜２を形成できる有機イオウカドミウム錯体の熱分
解法を用いた太陽電池の製造法において、ＣｄＳ膜２上
にＣｄＴｅ膜３を形成後、ＣｄＣｌ2溶液を塗布し、一
定の酸素濃度の不活性ガス雰囲気下で熱処理を行うこと
により、ＣｄＴｅ膜表面に酸化膜が形成されず、エッチ
ング処理の必要がなくなったために、エッチング処理に
よるＣｄＳ膜２の浸食をなくすことができ、１４％以上
の高い変換効率を持つ化合物半導体太陽電池が得られ
た。
【図１】本発明の一実施例により作製した太陽電池素子
の断面構造図
の断面構造図
【図２】ＣｄＣｌ2熱処理済みのＣｄＴｅ膜表面の結晶
構造を示す写真
構造を示す写真
【図３】ＣｄＣｌ2熱処理無しのＣｄＴｅ膜表面の結晶
構造を示す写真
構造を示す写真
１ ガラス基板 ２ ＣｄＳ膜 ３ ＣｄＴｅ膜 ４ カ−ボン膜 ５ 銀電極 ６ 透明導電膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 室園 幹夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】ガラス基板上に有機イオウカドミウム錯体
の熱分解によりＣｄＳ薄膜を形成し、前記薄膜上にＣｄ
Ｔｅ膜を形成する化合物半導体太陽電池の製造工程にお
いて、ＣｄＴｅ膜を形成後、ＣｄＴｅ膜上に水または有
機溶剤に塩化カドミウムを溶解させた溶液を塗布し、酸
素モル濃度が1000ｐｐｍ以上、100000ｐｐｍ以下の不活
性ガス雰囲気中で熱処理する工程を含むことを特徴とす
る化合物半導体太陽電池の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8175851A JPH104205A (ja) | 1996-06-14 | 1996-06-14 | 化合物半導体太陽電池の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8175851A JPH104205A (ja) | 1996-06-14 | 1996-06-14 | 化合物半導体太陽電池の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH104205A true JPH104205A (ja) | 1998-01-06 |
Family
ID=16003318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8175851A Pending JPH104205A (ja) | 1996-06-14 | 1996-06-14 | 化合物半導体太陽電池の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH104205A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4837906A (en) * | 1987-05-21 | 1989-06-13 | Ishikawajima-Harima Jukogyo Kabushiki Kaisha | Rolling roll with variable profile and of the tapered piston type |
| EP1176644A1 (de) * | 2000-07-26 | 2002-01-30 | ANTEC Solar GmbH | Verfahren zum Aktivieren von CdTe-Dünnschichtsolarzellen |
| CN103165695A (zh) * | 2011-12-09 | 2013-06-19 | 龙焱能源科技（杭州）有限公司 | 一种CdTe薄膜太阳能电池 |
| CN104798184A (zh) * | 2012-05-21 | 2015-07-22 | 第一太阳能有限公司 | 用于改善薄膜光伏器件的效率的装置和方法 |
| US9093599B2 (en) | 2013-07-26 | 2015-07-28 | First Solar, Inc. | Vapor deposition apparatus for continuous deposition of multiple thin film layers on a substrate |
| JP2020511000A (ja) * | 2017-02-24 | 2020-04-09 | ファースト・ソーラー・インコーポレーテッド | ドープ光起電力半導体層および製造方法 |
| CN112106208A (zh) * | 2018-03-13 | 2020-12-18 | 第一阳光公司 | 退火材料和用退火材料使光伏器件退火的方法 |
-
1996
- 1996-06-14 JP JP8175851A patent/JPH104205A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4837906A (en) * | 1987-05-21 | 1989-06-13 | Ishikawajima-Harima Jukogyo Kabushiki Kaisha | Rolling roll with variable profile and of the tapered piston type |
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| US11929447B2 (en) | 2018-03-13 | 2024-03-12 | First Solar, Inc. | Annealing materials and methods for annealing photovoltaic devices with annealing materials |
| CN112106208B (zh) * | 2018-03-13 | 2024-03-19 | 第一阳光公司 | 退火材料和用退火材料使光伏器件退火的方法 |
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