JPH1131830A - Method for depositing metal oxide and compound semiconductor solar battery - Google Patents

Method for depositing metal oxide and compound semiconductor solar battery

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JPH1131830A
JPH1131830A JP9185322A JP18532297A JPH1131830A JP H1131830 A JPH1131830 A JP H1131830A JP 9185322 A JP9185322 A JP 9185322A JP 18532297 A JP18532297 A JP 18532297A JP H1131830 A JPH1131830 A JP H1131830A
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JP
Japan
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film
substrate
metal oxide
type semiconductor
compound
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JP9185322A
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Japanese (ja)
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Kuniyoshi Omura
邦嘉 尾村
Takeshi Hibino
武司 日比野
Takeshi Nishio
剛 西尾
Satoshi Shibuya
聡 澁谷
Mikio Murozono
幹夫 室園
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Matsushita Battery Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress fluctuation of characteristics by heating the mixture powder of an organic metal compound and a fluorine compound to sublimate the mixture powder directly or to bring the mixture powder into gas state, bringing the gas into contact with a heated heat-resistant substrate to decompose the gas thermally and depositing a metal oxide on the substrate thereby imparting a long term reliability. SOLUTION: A substrate 1 is set on a substrate heater 7 and a nozzle 10, facing the substrate 1, is coupled with a tube extending from a powder injection container 8 and a tube extending from a carrier gas introduction port 6. The nozzle 10 is provided, at the bottom thereof, with a port 3 for jetting the mixture powder of an organic metal compound or a metal compound and a fluorine compound or an antimony compound. The mixture powder in the powder injection container 8 is jetted from the jetting port 3 into a heating zone 4 by a carrier gas introduced from the carrier gas introduction port 6. The mixture powder is sublimated directly by a heater 9 and brought into gas state and then the gas is brought into contact with the substrate and decomposed thermally thus depositing a metal oxide 2.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、金属酸化膜の製造
方法およびその金属酸化膜上に硫化カドミウム/テルル
化カドミウム膜を形成した太陽電池に関するものであ
る。
The present invention relates to a method for producing a metal oxide film and a solar cell having a cadmium sulfide / cadmium telluride film formed on the metal oxide film.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、太陽電池に用いられる透明導電膜
は、ガラス基板上に酸化錫膜を真空蒸着法やスパッタ法
によって形成されていた。また、基板に有機錫化合物を
塗布し、熱処理することにより酸化錫膜を形成する塗布
焼結法によっても形成されてきた。最近、有機金属化合
物または金属化合物を加熱容器に入れて加熱し、発生し
た化合物の蒸気中に膜形成用の基板を設置して、この基
板上もしくは基板表面近傍でこれらの化合物を熱分解
し、基板上に金属酸化膜を形成する化学的蒸着法(CV
D法)が提案されている(特公昭55−18785号公
報)。
2. Description of the Related Art Heretofore, a transparent conductive film used for a solar cell has been formed by forming a tin oxide film on a glass substrate by a vacuum evaporation method or a sputtering method. Further, it has also been formed by a coating sintering method in which a tin oxide film is formed by applying an organic tin compound to a substrate and heat-treating it. Recently, an organometallic compound or a metal compound is placed in a heating vessel and heated, a substrate for film formation is placed in the vapor of the generated compound, and these compounds are thermally decomposed on or near the substrate surface, Chemical vapor deposition (CV) to form a metal oxide film on a substrate
D method) has been proposed (Japanese Patent Publication No. 55-18785).

【0003】また、従来のCdS/CdTe太陽電池
は、スパッタ法または蒸着法により作製した酸化錫膜上
に硫化カドミウム膜を形成し、さらにその上にテルル化
カドミウム膜を形成したものであった。さらに、CIS
太陽電池は、薄膜形成用基板として、銅板、または銅、
鉄、ステンレス鋼、アルミ等の金属板を銅、銀、白金、
パラジウム、モリブデン等でメッキしたもの、または電
気絶縁性シート上に形成した導電性電極面等を用い、こ
の基板上に、テルル化カドミウムまたは銅インジウムセ
レン化物からなるp型半導体層を製膜し、さらに前記p
型半導体層上にn型半導体の窓層として硫化カドミウム
膜を溶液成長法にて製膜してp−n接合を形成し、さら
にCdS膜上に、スパッタ法により金属酸化膜を形成し
て太陽電池セルを作製してきた。
A conventional CdS / CdTe solar cell has a cadmium sulfide film formed on a tin oxide film formed by a sputtering method or an evaporation method, and a cadmium telluride film formed thereon. In addition, CIS
Solar cells are made of copper plates or copper,
Metal plates such as iron, stainless steel, aluminum, etc.
Using palladium, molybdenum or the like, or a conductive electrode surface formed on an electrically insulating sheet or the like, a p-type semiconductor layer made of cadmium telluride or copper indium selenide is formed on this substrate, Further, the p
A cadmium sulfide film is formed on the n-type semiconductor layer as a window layer of an n-type semiconductor by a solution growth method to form a pn junction, and a metal oxide film is formed on the CdS film by a sputtering method to form a solar cell. Battery cells have been manufactured.

【0004】真空製膜法である真空蒸着法やスパッタ法
を用いて酸化錫膜を製膜すると、装置費用が高くなると
いう問題があった。特に、100cm2以上の大きな面
積を製膜するには、大型の装置が必要とされ、その装置
費用は高額となる。また、高品質な膜を形成する場合、
真空製膜法では製膜速度が遅い。例えば、膜厚1000
オングストロームの酸化錫膜を形成する場合、約10分
から30分の時間を必要とする。さらに、得られる膜の
均質性は悪く、膜厚の均一性もよくない。例えば、30
×30cm2基板面内で、基板中心部と端部の膜厚のば
らつきは、20〜30%となる。これに対し、塗布焼結
法は、安価でしかも大面積の酸化錫膜を形成することが
できる。しかし、この方法で作製した膜は、高温多湿雰
囲気で長時間放置すると膜抵抗値が20〜30%変化す
る。従って、これを用いて太陽電池を作製し、屋外で長
期に使用した場合、時間の経過とともに金属酸化膜の抵
抗値が上昇し、変換効率が低下するという問題点が生じ
る。そのため、現在はほとんど使われていない。
[0004] When a tin oxide film is formed by using a vacuum deposition method such as a vacuum evaporation method or a sputtering method, there is a problem in that the apparatus cost is increased. In particular, in order to form a film having a large area of 100 cm 2 or more, a large-sized apparatus is required, and the cost of the apparatus is high. Also, when forming a high quality film,
In the vacuum film forming method, the film forming speed is low. For example, a film thickness of 1000
When forming an Angstrom tin oxide film, it takes about 10 to 30 minutes. Further, the uniformity of the obtained film is poor, and the uniformity of the film thickness is not good. For example, 30
Within the substrate surface of × 30 cm 2, the variation in the film thickness between the center and the end of the substrate is 20 to 30%. On the other hand, the coating sintering method can form an inexpensive and large-area tin oxide film. However, when the film manufactured by this method is left in a high-temperature and high-humidity atmosphere for a long time, the film resistance changes by 20 to 30%. Therefore, when a solar cell is manufactured using this and used outdoors for a long period of time, there arises a problem that the resistance value of the metal oxide film increases with time and the conversion efficiency decreases. Therefore, it is rarely used at present.

【0005】CVD法では、加熱容器から発生させる蒸
気の濃度を制御することが難しい。特に、ソース材料と
ドープ材料の蒸気圧が異なるため、得られる酸化錫膜の
ドープ量を制御することが難しい。また、膜質が均一で
良質の膜を大面積作製するためには、高額の装置が必要
となる。上記した酸化錫膜の作製法の中でも、高温高湿
度下で比較的抵抗変化の少ない真空蒸着法またはスパッ
タ法をもちいて、酸化錫膜を作製し、CdS/CdTe
太陽電池を作製した場合、金属酸化膜の作製費用が高い
ので、太陽電池全体の作製価格が高くなる。また大面積
になると、金属酸化膜の膜質が不均一となるので、10
%以上の高い変換効率を有する太陽電池を作製すること
ができなくなる。さらに、金属酸化膜の膜抵抗バラツキ
のために、特性低下を生じるという問題が生じる。
[0005] In the CVD method, it is difficult to control the concentration of steam generated from the heating vessel. In particular, since the vapor pressures of the source material and the dope material are different, it is difficult to control the doping amount of the obtained tin oxide film. Further, in order to produce a high-quality film having a uniform film quality over a large area, an expensive apparatus is required. Among the above-described methods of forming a tin oxide film, a tin oxide film is formed by using a vacuum evaporation method or a sputtering method having a relatively small change in resistance under high temperature and high humidity, and CdS / CdTe is formed.
When a solar cell is manufactured, the manufacturing cost of the metal oxide film is high, so that the manufacturing cost of the entire solar cell increases. When the area is large, the quality of the metal oxide film becomes non-uniform.
% Cannot be manufactured. Further, there is a problem that characteristics are deteriorated due to a variation in the film resistance of the metal oxide film.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記課題に
鑑み、安価で量産性に優れ、さらに長期信頼性が高く、
特性ばらつきが少ない大面積の金属酸化膜をガラス等の
基板上に作製する製造方法を提供することを目的とす
る。さらに、この製造方法によって得られた金属酸化膜
を用いて、低コストで高効率な太陽電池を提供すること
を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, the present invention is inexpensive, has excellent mass productivity, and has high long-term reliability.
It is an object of the present invention to provide a manufacturing method for manufacturing a large-area metal oxide film with small characteristic variations on a substrate such as glass. Still another object is to provide a low-cost and high-efficiency solar cell using the metal oxide film obtained by this manufacturing method.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明による金属酸化膜
の製造方法は、有機金属化合物または金属化合物、およ
びフッ素化合物またはアンチモン化合物の混合粉体をキ
ャリアガスによって均一に分散し、これをスプレー噴射
する工程、前記混合粉体を加熱し、直接昇華して、また
は溶融を経て気化して気体状態にする工程、および前記
気体を加熱した耐熱性基板上に接触させて熱分解させ、
基板上に金属酸化膜を形成する工程からなる。さらに、
本発明によって作製された金属酸化物を、n型半導体膜
に接続する−側電極に利用して太陽電池を構成すること
により、優れた太陽電池を得ることができる。
According to a method of manufacturing a metal oxide film according to the present invention, a mixed powder of an organometallic compound or a metal compound and a fluorine compound or an antimony compound is uniformly dispersed by a carrier gas and sprayed. Step, heating the mixed powder, directly sublimation, or the step of evaporating through melting to a gas state, and thermally decomposed by contacting the gas on a heated heat-resistant substrate,
Forming a metal oxide film on the substrate. further,
An excellent solar cell can be obtained by forming a solar cell by using the metal oxide produced according to the present invention for a negative electrode connected to an n-type semiconductor film.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】フッ素化合物およびアンチモン化
合物は、金属酸化膜中に一定量ドープすることにより、
金属酸化膜の膜抵抗を低くする作用がある。有機金属化
合物または金属化合物に、これらフッ素化合物またはア
ンチモン化合物を添加する量を制御することによって、
混合粉体の蒸気中のフッ素化合物またはアンチモン化合
物の蒸気分圧を制御することが可能である。つまり、こ
れら化合物が混合粉体中に含まれる比率と、形成された
酸化膜中での比率が一致するため、得られる金属酸化膜
中のフッ素化合物またはアンチモン化合物のドープ量を
自由に制御することが容易となる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A fluorine compound and an antimony compound are doped into a metal oxide film in a certain amount, whereby
It has the effect of lowering the film resistance of the metal oxide film. By controlling the amount of these fluorine compounds or antimony compounds added to the organometallic compound or metal compound,
It is possible to control the vapor partial pressure of the fluorine compound or antimony compound in the vapor of the mixed powder. That is, since the ratio of these compounds contained in the mixed powder and the ratio in the formed oxide film match, the doping amount of the fluorine compound or antimony compound in the obtained metal oxide film can be freely controlled. Becomes easier.

【0009】膜抵抗を低下させる効果と高い光透過性の
面では、ドープ材としてフッ素化合物を用いるほうが良
い傾向がある。また、得られる酸化膜の抵抗値は、フッ
素化合物またはアンチモン化合物の添加量によって微妙
に変化するため、最適の添加量を選ぶ必要がある。
In terms of the effect of lowering the film resistance and the high light transmittance, it tends to be better to use a fluorine compound as the dopant. Further, since the resistance value of the obtained oxide film slightly changes depending on the addition amount of the fluorine compound or the antimony compound, it is necessary to select an optimum addition amount.

【0010】有機金属化合物および金属化合物は、少な
くとも錫を含むことが好ましい。これは、酸化錫膜が光
透過性が良く、かつ低抵抗という特性を有していて、太
陽電池の透明導電膜として利用するのに適しているため
である。また、ハロゲン化アルキル金属およびハロゲン
化金属は、膜形成用基板上で熱分解し、基板表面に高品
質の酸化膜を形成する性質を有するため、有機金属化合
物がハロゲン化アルキル金属、金属化合物が四塩化錫な
どのハロゲン化金属であることが好ましい。
The organometallic compound and the metal compound preferably contain at least tin. This is because the tin oxide film has characteristics of good light transmittance and low resistance, and is suitable for use as a transparent conductive film of a solar cell. Further, since the alkyl metal halide and the metal halide have a property of being thermally decomposed on the film-forming substrate to form a high-quality oxide film on the substrate surface, the organometallic compound is an alkyl metal halide and the metal compound It is preferably a metal halide such as tin tetrachloride.

【0011】膜形成用基板の温度は、蒸気となったソー
スが熱分解して酸化錫になる温度に保持する必要があ
る。この温度は、ソースの種類によって異なり、それぞ
れのソースに適した温度で処理することが望ましい。特
に、基板の温度を300〜600℃の範囲に保つのが、
最も膜形成速度が速く、得られる膜質も優れてるので好
ましい。また、ガラス基板の変形も少ない。基板の温度
を300℃未満すると、膜形成速度が大きく低下し、膜
抵抗も増大する。また、600℃よりも高い温度にする
とガラス基板が変形するため、平滑な膜の形成ができな
くなる。
The temperature of the film-forming substrate must be maintained at a temperature at which the vaporized source is thermally decomposed into tin oxide. This temperature differs depending on the type of the source, and it is desirable to process at a temperature suitable for each source. In particular, maintaining the temperature of the substrate in the range of 300 to 600 ° C.
It is preferable because the film formation speed is the fastest and the obtained film quality is excellent. Also, the deformation of the glass substrate is small. When the temperature of the substrate is lower than 300 ° C., the film formation speed is greatly reduced and the film resistance is increased. On the other hand, if the temperature is higher than 600 ° C., the glass substrate is deformed, so that a smooth film cannot be formed.

【0012】膜形成用基板には、ガラス、金属、セラミ
ックまたはプラスチックを用いることができる。具体的
には、金属基板として、ステンレス鋼、チタン、アルミ
ニウム、銅、鉄等が使用でき、セラミック基板として
は、アルミナ、ジルコニア、シリカ等が使用できる。ま
た、プラスチック基板としては、フッ素樹脂等が好適で
ある。特に、ガラスは耐熱性が高いために、熱分解温度
が高いソースについても適用できる。プラスチックは安
価で種類も多いが、耐熱性が低いものが多いため、熱分
解温度が低いソースの場合に適用できる。
As the film forming substrate, glass, metal, ceramic or plastic can be used. Specifically, stainless steel, titanium, aluminum, copper, iron and the like can be used as the metal substrate, and alumina, zirconia, silica and the like can be used as the ceramic substrate. Further, as the plastic substrate, a fluororesin or the like is preferable. In particular, since glass has high heat resistance, it can be applied to a source having a high thermal decomposition temperature. Although plastics are inexpensive and there are many types, many of them have low heat resistance, so that they can be applied to a source having a low thermal decomposition temperature.

【0013】ソース材料をスプレー噴射する時間を制御
することによって、得られる金属酸化膜の膜厚を制御す
ることができる。膜厚が小さいと面抵抗の増大により製
品の電圧損失が増え、機能に問題が生じる。膜厚が大き
いと、光線透過率が低下し、太陽電池等に使用した場
合、性能が低下する。
The thickness of the obtained metal oxide film can be controlled by controlling the time for spraying the source material. When the film thickness is small, the voltage loss of the product increases due to the increase in the sheet resistance, which causes a problem in function. When the film thickness is large, the light transmittance decreases, and when used for a solar cell or the like, the performance decreases.

【0014】本発明による金属酸化膜の製造には、簡易
な構成の加熱容器を用いるので、装置費用が少なくて済
む。さらに、高品質で大面積の金属酸化膜を安価にしか
も短時間で得ることができる。本発明によって得られた
金属酸化膜のなかでも、膜厚が100〜10000オン
グストローム、抵抗率が1×10-6〜1×10-2Ω・c
m、光線透過率が光波長400〜800nmの可視領域
で50%〜95%である透明性のある導電膜が、透明導
電膜として電気的、光学的に優れた特性を有している。
従って、本発明によって作製した金属酸化膜を透明導電
膜に利用して太陽電池を構成すると、優れた性能を有す
る太陽電池を得ることができる。
Since the heating vessel having a simple structure is used for manufacturing the metal oxide film according to the present invention, the cost of the apparatus can be reduced. Furthermore, a high-quality, large-area metal oxide film can be obtained at low cost in a short time. Among the metal oxide films obtained according to the present invention, the film thickness is 100 to 10000 angstroms, and the resistivity is 1 × 10 −6 to 1 × 10 −2 Ω · c.
m, a transparent conductive film having a light transmittance of 50% to 95% in a visible region having a light wavelength of 400 to 800 nm has excellent electrical and optical characteristics as a transparent conductive film.
Therefore, when a solar cell is constructed using the metal oxide film produced according to the present invention as a transparent conductive film, a solar cell having excellent performance can be obtained.

【0015】例えば、透明性を有しかつ絶縁性の基板
に、透明導電膜を形成し、この透明導電膜上に硫化カド
ミウムからなる化合物半導体膜をn型半導体の窓層とし
て形成し、さらにこの化合物半導体膜上にp型半導体層
としてテルル化カドミウム膜を形成してp−n接合を形
成する。そして、p型半導体膜上に集電体を形成し、こ
の集電体と電気的に接続された+側電極を形成し、前記
透明導電膜と電気的の接続された−側電極を形成するこ
とにより化合物半導体太陽電池を構成することが好まし
い。
For example, a transparent conductive film is formed on a transparent and insulating substrate, and a compound semiconductor film made of cadmium sulfide is formed on the transparent conductive film as a window layer of an n-type semiconductor. A cadmium telluride film is formed as a p-type semiconductor layer on the compound semiconductor film to form a pn junction. Then, a current collector is formed on the p-type semiconductor film, a positive electrode electrically connected to the current collector is formed, and a negative electrode electrically connected to the transparent conductive film is formed. Thus, it is preferable to form a compound semiconductor solar cell.

【0016】硫化カドミウム膜は、有機金属錯体を熱分
解して作製したもの、テルル化カドミウム膜は、印刷塗
布焼結法または近接昇華法で作製したものを用いるのが
好適である。このような太陽電池は、金属酸化物薄膜の
光線透過率が高く、化合物半導体の膜質も高品質である
ことから、光電変換効率の高いものとなる。
The cadmium sulfide film is preferably prepared by thermally decomposing an organometallic complex, and the cadmium telluride film is preferably formed by a print coating sintering method or a proximity sublimation method. In such a solar cell, the light transmittance of the metal oxide thin film is high and the quality of the compound semiconductor film is also high, so that the photoelectric conversion efficiency is high.

【0017】また、導電性と耐熱性を有する基板上に、
テルル化カドミウムまたは銅インジウムセレン化合から
なるp型半導体層を形成し、このp型半導体層上に上記
した硫化カドミウムからなる化合物半導体膜をn型半導
体膜として作製してp−n接合を形成する。そして、こ
のn型半導体膜上に透明導電膜を形成し、この透明導電
膜に電気的に接続された−側電極を形成する。さらにp
型半導体膜に、これと電気的に接続された+側電極を形
成することにより化合物半導体太陽電池を構成してもよ
い。この導電性と耐熱性を有する基板には、銅板、また
は銅、鉄、ステンレス鋼、アルミ等の金属板の片面に、
銅、銀、白金、パラジウム、モリブデン等でメッキした
もの、あるいは電気絶縁性シートに形成された導電性電
極を用いることができる。
Further, on a substrate having conductivity and heat resistance,
A p-type semiconductor layer made of cadmium telluride or copper indium selenium compound is formed, and a compound semiconductor film made of cadmium sulfide described above is formed as an n-type semiconductor film on the p-type semiconductor layer to form a pn junction. . Then, a transparent conductive film is formed on the n-type semiconductor film, and a negative electrode electrically connected to the transparent conductive film is formed. And p
A compound semiconductor solar cell may be formed by forming a positive electrode electrically connected to the type semiconductor film on the type semiconductor film. This conductive and heat-resistant substrate, copper plate, or copper, iron, stainless steel, on one side of a metal plate such as aluminum,
A material plated with copper, silver, platinum, palladium, molybdenum, or the like, or a conductive electrode formed on an electrically insulating sheet can be used.

【0018】[0018]

【実施例】図1は、基板表面に金属酸化膜を形成する装
置の構成例を示す。1は膜形成用基板を表す。この基板
1の表面に金属酸化膜(透明導電膜)2を形成する。基
板1は、基板加熱ヒータ7の上に設置され、この基板加
熱ヒータ7によってソース材料が熱分解できる温度に加
熱されている。この基板に対向させて、底部にソース粉
末の噴出口3を設けたノズル10がある。ノズル10に
は、粉末注入容器8からのびる管とキャリアガス導入口
6からのびる管が連結されている。さらに、基板1と噴
出口3の間に、加熱ゾーン4が設けてある。
FIG. 1 shows a structural example of an apparatus for forming a metal oxide film on a substrate surface. Reference numeral 1 denotes a film-forming substrate. A metal oxide film (transparent conductive film) 2 is formed on the surface of the substrate 1. The substrate 1 is placed on a substrate heater 7 and is heated by the substrate heater 7 to a temperature at which a source material can be thermally decomposed. In opposition to this substrate, there is a nozzle 10 provided with a source powder outlet 3 at the bottom. The nozzle 10 is connected with a pipe extending from the powder injection container 8 and a pipe extending from the carrier gas inlet 6. Further, a heating zone 4 is provided between the substrate 1 and the ejection port 3.

【0019】加熱ゾーン4は、側面に設けた加熱ヒータ
9によって所望の温度にすることができる。加熱ゾーン
4の温度を、ソース粉末が昇華、または溶融を経て気化
される温度に設定すると、このゾーンを通過したソース
粉末を気体状態にすることができる。加熱ゾーン4の温
度は、有機金属化合物の融点から沸点の範囲の温度が最
も望ましい。有機金属化合物の熱分解温度より高い温度
にすると、加熱ゾーン4で熱分解が生じ、ガラス基板表
面で熱分解反応が生じないため、金属酸化膜が形成され
ない。粉末注入容器8内のソース粉末は、キャリアガス
導入口6から導入したキャリアガスによって、噴出口3
から噴射される。噴射されたソース粉末は、加熱ゾーン
4で気化する。気化したソース材料は、加熱した基板1
に接して熱分解し、金属酸化膜(透明導電膜)2として
堆積する。
The heating zone 4 can be set to a desired temperature by a heater 9 provided on the side surface. When the temperature of the heating zone 4 is set to a temperature at which the source powder evaporates through sublimation or melting, the source powder that has passed through this zone can be brought into a gaseous state. The temperature of the heating zone 4 is most preferably in the range from the melting point of the organometallic compound to the boiling point. If the temperature is higher than the thermal decomposition temperature of the organometallic compound, thermal decomposition occurs in the heating zone 4 and no thermal decomposition reaction occurs on the surface of the glass substrate, so that a metal oxide film is not formed. The source powder in the powder injection container 8 is sprayed by the carrier gas introduced from the carrier gas inlet 6 into the ejection port 3.
Injected from. The injected source powder is vaporized in the heating zone 4. The vaporized source material is heated substrate 1
, And is thermally decomposed to deposit as a metal oxide film (transparent conductive film) 2.

【0020】《実施例1》ハロゲン化アルキル金属であ
る塩化トリメチル錫粉末とフッ化アンチモン粉末を10
0:2の重量比で混合し、図1のソース粉末注入容器8
にいれた。加熱ゾーン4の温度を100〜150℃に
し、ガラス基板は、基板加熱ヒータ7で550℃に加熱
した。基板の大きさは、30×30cm2であった。ソ
ース材料は、ノズル10の噴出口3から20秒間噴出さ
せた。このとき形成される酸化錫膜の膜厚は4000オ
ングストロームであった。得られた酸化錫膜の膜抵抗
は、面抵抗20〜21Ω/□であり、ガラス基板面内の
位置による膜抵抗バラツキは5%以内であった。また、
光線透過率を測定したところ、波長域が400〜800
nmで50〜90%であった。
Example 1 Trimethyltin chloride powder and antimony fluoride powder, which are alkyl metal halides, were mixed with 10
The mixture was mixed at a weight ratio of 0: 2, and the source powder injection container 8 of FIG.
I entered. The temperature of the heating zone 4 was set to 100 to 150 ° C., and the glass substrate was heated to 550 ° C. by the substrate heater 7. The size of the substrate was 30 × 30 cm 2 . The source material was ejected from the ejection port 3 of the nozzle 10 for 20 seconds. The thickness of the tin oxide film formed at this time was 4000 Å. The film resistance of the obtained tin oxide film was a sheet resistance of 20 to 21 Ω / □, and the variation in the film resistance depending on the position in the glass substrate surface was within 5%. Also,
When the light transmittance was measured, the wavelength range was 400 to 800.
It was 50-90% in nm.

【0021】《実施例2》ガラス基板の大きさを100
×100cm2にする以外は、実施例1と同様にして、
酸化錫膜を形成した。得られた酸化錫膜のガラス基板面
内の位置による膜抵抗バラツキは、10%以内であり極
めて小さかった。また、光線透過率を測定したところ、
波長域が400〜800nmで50〜90%であった。
Example 2 The size of the glass substrate was set to 100
Except that it is × 100 cm 2 , the same as in Example 1
A tin oxide film was formed. The variation in the film resistance of the obtained tin oxide film depending on the position in the glass substrate surface was within 10%, which was extremely small. Also, when the light transmittance was measured,
The wavelength range was 50 to 90% at 400 to 800 nm.

【0022】《実施例3》実施例1の塩化トリメチル錫
の代わりに、テトラメチル錫または二塩化ジメチル錫を
用いて酸化錫膜を作製した。また、ハロゲン化金属であ
る四塩化錫を用いて酸化錫膜を作製した。得られた酸化
錫膜の抵抗率は、いずれも1×10-6Ω・cmであり、
優れた性能を有していた。また、二塩化ジメチル錫、テ
トラメチル錫、塩化メチル錫を用いて作製した酸化錫膜
の60℃、95%RHの条件下で高温高湿度試験をおこ
ない、抵抗率の経時変化を調べた。その結果を表1に示
す。
Example 3 A tin oxide film was prepared by using tetramethyltin or dimethyltin dichloride instead of trimethyltin chloride of Example 1. Further, a tin oxide film was formed using tin tetrachloride which is a metal halide. The resistivity of each of the obtained tin oxide films was 1 × 10 −6 Ω · cm,
It had excellent performance. In addition, a high-temperature and high-humidity test was performed on a tin oxide film formed using dimethyltin dichloride, tetramethyltin, and methyltin chloride at 60 ° C. and 95% RH, and the change over time in resistivity was examined. Table 1 shows the results.

【0023】[0023]

【表1】 [Table 1]

【0024】表1より、2000時間経過した後の膜の
抵抗率の変化は10%以内であり、安定していた。
According to Table 1, the change in the resistivity of the film after 2000 hours was within 10%, which was stable.

【0025】《実施例4》実施例1で得られた酸化錫膜
を透明導電膜として用いて、太陽電池を作製した。 図
2は、その構造断面図である。ガラス基板11上に、錫
酸化物膜12を実施例1のようにして形成し、この錫酸
化物膜12上に硫化カドミウム膜14を有機金属化合物
の熱分解法によって形成し、この上にさらにテルル化カ
ドミウム膜15を近接昇華法によって形成してある。さ
らに、テルル化カドミウム膜15上に炭素電極16を作
製し、硫化カドミウム膜14と炭素電極16の上にAg
In電極17を作製して、化合物半導体太陽電池素子を
構成してある。
Example 4 A solar cell was manufactured using the tin oxide film obtained in Example 1 as a transparent conductive film. FIG. 2 is a sectional view of the structure. A tin oxide film 12 is formed on a glass substrate 11 as in Example 1, and a cadmium sulfide film 14 is formed on the tin oxide film 12 by a thermal decomposition method of an organometallic compound. The cadmium telluride film 15 is formed by proximity sublimation. Further, a carbon electrode 16 is formed on the cadmium telluride film 15 and Ag is formed on the cadmium sulfide film 14 and the carbon electrode 16.
The compound semiconductor solar cell element is formed by manufacturing the In electrode 17.

【0026】具体的には、ジメチルジチオカルバミン酸
カドミウム錯体を加熱して気化させ、この蒸気中に、4
50℃に加熱したガラス基板11を設置した。ガラス基
板11にはあらかじめ実施例1と同様にして酸化錫膜1
2を形成し、この酸化錫膜に蒸気があたるように基板を
設置した。そして、酸化錫膜12表面でジメチルジチオ
カルバミン酸カドミウム錯体の蒸気を熱分解させ、酸化
錫膜表面12に硫化カドミウム膜14を形成した。
Specifically, the cadmium dimethyldithiocarbamate complex is heated and vaporized, and the vapor contains
The glass substrate 11 heated to 50 ° C. was set. The tin oxide film 1 was previously formed on the glass substrate 11 in the same manner as in Example 1.
2 was formed, and the substrate was set so that the vapor was applied to the tin oxide film. The vapor of the cadmium dimethyldithiocarbamate complex was thermally decomposed on the surface of the tin oxide film 12 to form a cadmium sulfide film 14 on the surface 12 of the tin oxide film.

【0027】さらに、テルル化カドミウムソースを設置
した容器中に、錫酸化物と硫化カドミウムを形成したガ
ラス基板を設置し、容器内を1torrに減圧した。続
いて、テルル化カドミウムソースを640℃に加熱し、
ガラス基板を600℃に設定して、2分間保持し、硫化
カドミウム膜14上にテルル化カドミウム膜15を形成
した。さらに、テルル化カドミウム膜15上に炭素電極
16を形成し、炭素電極16上と硫化カドミウム膜14
上にAgIn電極17を作製した。このようにして作製
したCdS/CdTe太陽電池の光電特性は、100m
W/cm2の光源下で変換効率が14.5%であった。
また、太陽電池の特性バラツキは、10%以内であっ
た。
Further, a glass substrate formed with tin oxide and cadmium sulfide was placed in a vessel in which a cadmium telluride source was placed, and the pressure in the vessel was reduced to 1 torr. Subsequently, the cadmium telluride source is heated to 640 ° C.
The glass substrate was set at 600 ° C. and held for 2 minutes to form a cadmium telluride film 15 on the cadmium sulfide film 14. Further, a carbon electrode 16 is formed on the cadmium telluride film 15, and the cadmium sulfide film 14 is formed on the carbon electrode 16.
An AgIn electrode 17 was formed thereon. The photoelectric characteristic of the CdS / CdTe solar cell thus manufactured is 100 m
The conversion efficiency was 14.5% under a light source of W / cm 2 .
The characteristic variation of the solar cell was within 10%.

【0028】《実施例5》薄膜形成基板としてソーダラ
イム板を用い、この基板の片面に蒸着膜法によりモリブ
デンの電極を形成した。さらに、銅、インジウム、セレ
ンからなる多元蒸着法により銅インジウムセレン化物
(CIS)薄膜を形成した。さらに、その上に、実施例
5と同様にして硫化カドミウム膜を形成し、その上に実
施例1と同様にして錫酸化物を形成した。この太陽電池
の特性を図3に示す。図3より、この太陽電池の特性
は、100mW/cm2の光源下で、開放電圧560m
V、短絡電流40mA/cm2、変換効率η=14.2
%であった。
Example 5 A soda lime plate was used as a thin film forming substrate, and a molybdenum electrode was formed on one surface of the substrate by a vapor deposition film method. Further, a copper indium selenide (CIS) thin film was formed by a multi-source evaporation method comprising copper, indium, and selenium. Further, a cadmium sulfide film was formed thereon in the same manner as in Example 5, and a tin oxide was formed thereon in the same manner as in Example 1. FIG. 3 shows the characteristics of this solar cell. From FIG. 3, the characteristics of this solar cell are such that the open-circuit voltage is 560 m under a light source of 100 mW / cm 2.
V, short circuit current 40 mA / cm 2 , conversion efficiency η = 14.2
%Met.

【0029】[0029]

【発明の効果】上記のように、本発明は、安価で簡単な
加熱装置を用いることにより、大面積で均一、また耐候
性に優れた金属酸化膜を製膜することができる。また、
このような金属酸化膜を用いることにより、変換効率の
良好な太陽電池を得ることができる。
As described above, according to the present invention, a metal oxide film having a large area, uniformity, and excellent weather resistance can be formed by using an inexpensive and simple heating device. Also,
By using such a metal oxide film, a solar cell with good conversion efficiency can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による基板表面に金属酸化膜を形成する
装置の構成例を示す縦断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a configuration example of an apparatus for forming a metal oxide film on a substrate surface according to the present invention.

【図2】本発明による金属酸化膜を用いて構成した太陽
電池の縦断面図である。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a solar cell formed using a metal oxide film according to the present invention.

【図3】本発明による太陽電池の一実施例における特性
図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram of one embodiment of the solar cell according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 膜形成基板 2 透明導電膜 3 噴出口 4 加熱ゾーン 5 ソース粉末 6 キャリアガス導入口 7 基板加熱ヒータ 8 ソース粉末注入容器 9 加熱ヒータ 10 ノズル 11 ガラス基板 12 酸化錫膜 14 CdS膜 15 CdTe膜 16 炭素電極 17 AgIn電極 REFERENCE SIGNS LIST 1 film-forming substrate 2 transparent conductive film 3 spout 4 heating zone 5 source powder 6 carrier gas inlet 7 substrate heater 8 source powder injection container 9 heater 10 nozzle 11 glass substrate 12 tin oxide film 14 CdS film 15 CdTe film 16 Carbon electrode 17 AgIn electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 澁谷 聡 大阪府守口市松下町1番1号 松下電池工 業株式会社内 (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 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Satoshi Shibuya 1-1, Matsushita-cho, Moriguchi-shi, Osaka Matsushita Battery Industry Co., Ltd. (72) Mikio Murozono 1-1-1, Matsushita-cho, Moriguchi-shi, Osaka Matsushita Battery Industrial Co., Ltd.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 有機金属化合物または金属化合物、およ
びフッ素化合物またはアンチモン化合物の混合粉体をキ
ャリアガスによってスプレー噴射する工程、前記粉末を
気体状態にする工程、および前記気体を加熱された耐熱
性基板上に接触させ、基板上に金属酸化膜を形成する工
程を有することを特徴とする金属酸化膜の製造方法。
1. A step of spraying a mixed powder of an organometallic compound or a metal compound and a fluorine compound or an antimony compound with a carrier gas, a step of bringing the powder into a gaseous state, and a heat-resistant substrate heated by the gas. Forming a metal oxide film on the substrate by contacting the metal oxide film on the substrate.
【請求項2】 前記有機金属化合物および金属化合物
が、少なくとも錫を含む請求項1記載の金属酸化膜の製
造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the organometallic compound and the metal compound contain at least tin.
【請求項3】 前記有機金属化合物が、ハロゲン化アル
キル金属である請求項1または2記載の金属酸化膜の製
造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the organometallic compound is an alkyl metal halide.
【請求項4】 前記金属化合物が、ハロゲン化金属であ
る請求項1または2記載の金属酸化膜の製造方法。
4. The method according to claim 1, wherein the metal compound is a metal halide.
【請求項5】 前記加熱された膜形成用基板の温度が、
300〜600℃である請求項1〜4のいずれかに記載
の金属酸化膜の製造方法。
5. The temperature of the heated film-forming substrate is:
The method for producing a metal oxide film according to claim 1, wherein the temperature is 300 to 600 ° C. 5.
【請求項6】 前記膜形成用基板が、ガラス、金属、セ
ラミックまたはプラスチックである請求項1〜5のいず
れかに記載の金属酸化膜の製造方法。
6. The method for producing a metal oxide film according to claim 1, wherein said film forming substrate is glass, metal, ceramic or plastic.
【請求項7】 絶縁性かつ透光性の基板、前記基板上に
形成された透明導電膜、前記透明導電膜上に形成された
硫化カドミウムからなるn型半導体膜、前記n型半導体
膜上に形成された光吸収層としてのテルル化カドミウム
からなるp型半導体層、前記p型半導体層上に形成され
た集電体、前記集電体と電気的に接続された+側電極、
および前記n型半導体層と電気的に接続された−側電極
を具備し、前記透明導電膜が、請求項1〜6のいずれか
に記載の方法により形成された金属酸化膜である太陽電
池。
7. An insulating and light-transmitting substrate, a transparent conductive film formed on the substrate, an n-type semiconductor film made of cadmium sulfide formed on the transparent conductive film, and an n-type semiconductor film formed on the n-type semiconductor film. A formed p-type semiconductor layer made of cadmium telluride as a light absorbing layer, a current collector formed on the p-type semiconductor layer, a positive electrode electrically connected to the current collector,
A solar cell comprising: a negative electrode electrically connected to the n-type semiconductor layer; and the transparent conductive film is a metal oxide film formed by the method according to claim 1.
【請求項8】 導電性と耐熱性を有する基板上に形成さ
れたテルル化カドミウムまたは銅インジウムセレン化物
からなるp型半導体膜、前記p型半導体膜上に形成され
たn型半導体の窓層としての硫化カドミウム膜、前記硫
化カドミウム膜上に形成された透明導電膜、前記透明導
電膜と電気的に接続された−側電極、および前記基板と
電気的に接続された+側電極を具備し、前記透明導電膜
が、請求項1〜6のいずれかに記載の方法で形成された
透明導電膜である太陽電池。
8. A p-type semiconductor film made of cadmium telluride or copper indium selenide formed on a substrate having conductivity and heat resistance, and a window layer of an n-type semiconductor formed on the p-type semiconductor film. A cadmium sulfide film, a transparent conductive film formed on the cadmium sulfide film, a negative electrode electrically connected to the transparent conductive film, and a positive electrode electrically connected to the substrate, A solar cell, wherein the transparent conductive film is a transparent conductive film formed by the method according to claim 1.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100475999B1 (en) * 2001-07-12 2005-03-10 소니 가부시키가이샤 Substrate processing apparatus and method for manufacturing semiconductor device
JP2012515643A (en) * 2009-01-27 2012-07-12 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア Method and apparatus for continuously purifying a solid mixture by fractional sublimation / reverse sublimation
WO2012098731A1 (en) * 2011-01-17 2012-07-26 シャープ株式会社 Transparent conductive film and film formation method therefor

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100475999B1 (en) * 2001-07-12 2005-03-10 소니 가부시키가이샤 Substrate processing apparatus and method for manufacturing semiconductor device
JP2012515643A (en) * 2009-01-27 2012-07-12 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア Method and apparatus for continuously purifying a solid mixture by fractional sublimation / reverse sublimation
WO2012098731A1 (en) * 2011-01-17 2012-07-26 シャープ株式会社 Transparent conductive film and film formation method therefor
JP2012150904A (en) * 2011-01-17 2012-08-09 Sharp Corp Transparent conductive film

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