TW201216486A - Cigs solar cell and substrate for cigs solar cell - Google Patents

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Akira Mitsui
Takeshi Okato
Hidefumi Odaka
Yasushi Kawamoto
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Asahi Glass Co Ltd
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Description

201216486 六、發明說明： 【^^明戶斤屬冬好領3 發明領域 本發明係有關於一種c IG S型太陽電池及構成該太陽電 池之基板。 Ϊ：先前技術3 發明背景 CIGS型太陽電池因能量轉換效率較高，照光所致之效 率劣化較少之特徵，眾多企業及研究機構已投入研究開發中。 —般之CIGS型太陽電池係於玻璃等基板上，依序積層 Mo(銦）電極、CIGS層、緩衝層及ZnO(氧化鋅）電極而構成。 上述構造中，緩衝層即η型半導體層，CIGS層即p型半 導體層。因此，CIGS層（ρη接合部）一旦照光，則因電子之 光激發而產生光起電力。故而，對太陽電池照光，即可自 兩電極朝外部提取直流電流。 在此，CIGS層通常由Cu(In ’ Ga)Se2類之化合物所構 成。且，CIGS層已知將因Na(鈉）之類鹼金屬之存在，而降 低缺陷密度’並提高載子濃度。使用載子濃度較高之CIGS 層時，太陽電池之能量轉換效率則將提高。 故而，已有在Mo電極與CIGS層之間，設置含有Na(鈉） 之類鹼金屬層之提案（專利文獻卜2)。此時，在太陽電池之 製造過程中’可使鹼金屬自鹼金屬含有層擴散至CIGS層。 且，藉此’可進而提升太陽電池之能量轉換效率。 先行技術文獻
S 3 201216486 專利文獻 專利文獻1 :特開2004-079858號公報 專利文獻2 :特開2004-140307號公報 【發^明内容】 發明概要 發明欲解決之課題 然而，前述文獻所揭露之鹼金屬含有層具備吸濕性， 或對水之溶解性，故不易處理，且有耐久性較差之問題。 舉例言之，對鹼金屬供給層使用專利文獻1所揭露<Na2S 時’在太陽電池之製造期間，將需要已阻斷與含水環境之 接觸之環境’以及濕度已受控制之環境。又，在太陽電池 之製造過程中，去除異物時，將無法使用水或水溶液水洗 或清洗構件， 如上所述’在專利文獻1、2所揭露之構造下，使基板 接觸大氣之基板處理在現實上並不可行。 又，已知可就基板使用鈉鈣玻璃（稱為SLG)作為鹼金屬 之供給來源。然而，SLG之鹼金屬含有率相對於其它金屬 陽離子元素之總量約僅為22原子百分比，故期待鹼金屬含 有率更高之鹼金屬之供給來源。 本發明即有鑑於上述背景而設計者，本發明之目的則 在藉現貫上更為可行之構造而提供一種可使驗金屬擴散至 CIGS層之CIGS型太陽電池。且，本發明之目的並在提供— 種用於構成上述太陽電池之太陽電池用基板。 用以欲解決課題之手段 201216486 本發明可提供一種太陽電池，包含有：絕緣性支撐基 板；背面電極層，設於前述絕緣性支撐基板上；CIGS層， 設於前述背面電極層上；緩衝層，設於前述CIGS層上；及， 透明表面電極層，設於前述緩衝層上；其特徵在於，於前 述絕緣性支撐基板與前述背面電極層之間，或於前述背面 電極層與前述CIGS層之間，或者於前述絕緣性支撐基板與 月ίι述背面電極層之間及於前述背面電極層與前述CIGS層之 間雙方，進一步設有鹼金屬供給層，且，前述鹼金屬供給 層含有由NaNb〇3化合物及KNb03化合物所構成群組中選 出之1種以上之化合物。 又’本發明可提供一種太陽電池’包含有：絕緣性支 撐基板；背面電極層’設於前述絕緣性支撐基板上；CIGS 層’設於前述背面電極層上；緩衝層，設於前述CIGS層上； 及’透明表面電極層，設於前述緩衝層上；其特徵在於， 於前述絕緣性支撐基板與前述背面電極層之間，或於前述 背面電極層與前述CIGS層之間，或者於前述絕緣性支撐基 板與前述背面電極層之間及於前述背面電極層與前述CIGs 層之間雙方，進一步設有驗金屬供給層，且，前述驗金屬 供給層含有由LiNb03化合物、NaNb03化合物及KNb03化合 物所構成群組中選出之1種以上之化合物。 在此，本發明之太陽電池中，前述鹼金屬供給層之厚 度亦可在20nm〜200nm之範圍内。厚度在20nm〜100nm之 範圍内則更佳。 又’本發明之太陽電池中，可供設置背面電極層之基 201216486 板(本•兑月書中’该基板稱為絕緣性支撑基板）亦可由絕緣性 之基材本身所構成’或藉由於導電性之基材上m絕緣層而 構成。 此時，尤其前述絕緣性支撐基板宜為玻璃基板或塑膠 基板。 又，本發明可提供一種CIGS型太陽電池用基板，其特 徵在於包含設於絕緣性支撑基板之第丨表面上之背面電極 層與驗金屬供給層，紐金屬供給層設於前述第丨表面與前 述背面電極層之間’或前述背面電極層之上層，或者於前 述第1表面與前述背面電極層之間及前述背面電極層之上 層雙方且，岫述驗金屬供給層含有由NaNb〇yb合物及 KNb〇3化合物所構成群組中選出之i種以上之化合物。 又，本發明可提供一種CIGS型太陽電池用基板，其特 徵在於包含設於絕雜支縣板之第丨表面上之背面電極 層與驗金屬供给層，紐金屬供给層設於前述第丨表面與前 述背面電極層之間’或前述背面電極層之上層，或者於前 述第1表面與前述背面電極層之間及前述背㈣極層之上 層雙方，且，前述驗金屬供給層含有由LiNb〇A合物、
NaNb〇3化合物及KNb〇3化合物所構成群組中選出之i種以 上之化合物。 在此，本發明之太陽電池用基板中，前述鹼金屬供給 層之厚度宜在2〇nm〜200nm之範圍内。厚度在2〇nm〜 lOOnm之範圍内則更佳。 又，本發明之太陽電池用基板亦可由絕緣性之基材本 201216486 身所構成’或藉由於導電性之基材上設置絕緣層而構成。 進而’本發明可提供一種CIGS梨太陽電池用基板，其 特徵在於包含設於絕緣性支撐基板之第1表面上之鹼金屬 供給層’且’該鹼金屬供給層含有由NaNb03化合物及 KNb〇3化合物所構成群組中選出之丨種以上之化合物。 進而，本發明可提供一種CIGS塑太陽電池用基板，其 特徵在於包含設於絕緣性支撐基板之第1表面上之鹼金屬 供給層’且’該鹼金屬供給層含有由LiNb03化合物、NaNb03 化合物及KNb03化合物所構成群組中選出之1種以上之化 合物。 在此，本發明之太陽電池用基板中，前述驗金屬供給 層之厚度宜在20nm〜200nm之範圍内。厚度在20nm〜 100nm之範圍内則更佳。 又，本發明之太陽電池用基板亦可由絕緣性之基材本 身所構成，或於導電性之基材上設置絕緣層而構成。 發明效果 本發明可藉現實上較可行之構造提供可使驗金屬擴散 至CIGS層，而不致減損耐水性、低吸濕性及對水之低溶解 性，且不致滅損太陽電池之製造程序之處理特性之CIGS型 太陽電池。見，可提供用於構成上述太陽電池之太陽電池 用基板。 圖式簡單說明 第1圖係概略顯示習知之CIGS型太陽電池之構造之截 面圖。 201216486 第2圖係概略顯 一例之截面圖。 示本發明之CIGS型太陽電 池之構造之 <测定結果 第3圖係顯轉樣柄測得之NMt散行為 C實施冷式】 用以實施發明之形態 以下’參照圖示說明本發明。 首先，為充分理解本發明之特徵，將就 太陽電池之構造簡單加以說日月。 RCIGS型 面圖 第1圖係概略顯 示習知之CIGS型太陽電 池之一例之截 緣性3= 細依序積層絕 、雜支細仙、料·12a、齡屬含 給層）19、第2導電層⑶、吸光層導體㈣屬第2 +導體層15、透明導電層16而構成者。進而，通常，太陽 電池10包含提取電極17及18。另，箭㈣代表光線對太陽 電池10之入射方向。 第1導電層12a及第2導電層12b係由Mo(鉬）所構成，作 為太陽電池10之正極而作用。而，透明導電層16則由Zn〇(氧 化鋅）等所構成，作為太陽電池1〇之負極而作用。 第1半導體層14及第2半導體層15亦稱為緩衝層，具有 於吸光層13與透明導電層16之間形成高電阻層，而可減少 太陽電池之分路（SPS; shuntpass)之功能。 吸光層13通常由Cu(In，Ga)Se2等化合物所構成。另，吸 201216486 光層13通常亦稱為CIGS層，故以下將該層稱為「CIGS層 13」。 鹼金屬供給層I9係設置以對CIGS層13供給鹼金屬者。 鹼金屬供給層19係由諸如NazS、Na2Se、NaCl或NaF等化合 物所構成。CIGS層13已知將因Na(納）等驗金屬之存在而降 低缺陷密度，並提昇載子濃度。因此，於CIGS層13近旁設 有驗金屬供給層19時，驗金屬自該驗金屬供給層19朝ciGS 層13側移動，即可降低CIGS層13之缺陷密度，並提昇載子 濃度。又’藉此’可提昇太陽電池10之能量轉換效率。 上述太陽電池10之構造中，緩衝層14、15為η型半導體 層’ CIGS層13則為ρ型半導體層。因此，—旦對cigs層13 (ρη 接合部）照光’則藉電子之光激發，可產生光伏能電力。故 而’藉對太陽電池1照光，即可經第1導電層12a及第2導電 層12b(以上為正極）所連接之提取電極17與透明導電層 16(負極)所連接之提取電極18，而朝外部提取直流電流。 然而，上述構造之CIGS型太陽電池10中，構成鹼金屬 供給層19之前述化合物具有吸濕性，或具有對水溶解之特 性。故而，習知之太陽電池10在太陽電池之製造時，處理 甚為不便，且有耐久性不佳之問題。舉例言之，含有Na2S 之鹼金屬供給層19在太陽電池之製造期間，需要已阻斷與 含水環境之接觸之環境及濕度已受控制之環境。且，在太 陽電池之製此過耘中，去除異物時，將無法以水或水溶液 水洗、清洗構件。故而，使基板接觸大氣之基板處理在現 實上並不可彳于’上述構造難谓為耐久性較佳之現實可行之 3 9 201216486 太陽電池之構造。 相對於此，本發明之太陽電池則如以下之詳細說明， 無須進行特別之處理，即可進行水洗等作業，亦可針對前 述之对久性問題加以抑制，乃其特徵。 以下，即參照圖示詳細說明本發明之CIGS型太陽電池 之構造。 第2圖係概略顯示本發明之cigs型太陽電池1 〇〇之一例 之截面圖。 如第2圖所示，本發明之CIGS型太陽電池1〇〇係依序積 層絕緣性支樓基板110、驗金屬供給層120、背面電極層 130、CIGS層160、緩衝層170及透明表面電極層180而構成 者。另，雖未圖示’但此外，通常，太陽電池並包含第 1圖所示之提取電極17、18等與各電極層電性連接之提取 部。箭號190則代表光線對CIGS型太陽電池1〇〇之入射方向。 絕緣性支撐基板110具有可支撐積層於其上部之各層 之功能。 鹼金屬供給層120則作為可對CIGS層160中供給驗金 屬，諸如Na(鈉）、K(鉀）、Li(鋰）等之供給來源而作用。 背面電極層130及透明表面電極層180係作為可藉照光 而朝外部提取CIGS層160之產電之電極而作用。 另，CIGS層160、缓衝層170可使用具備用於CIGS型太 陽電池之公知各種材料 '特性、功能者。 在此，本發明之太陽電池之鹼金屬供給層120含有 由NaNb〇3化合物、KNb〇3化合物及LiNb〇3化合物所構成群 10 201216486 組中選出之1種以上化合物，乃其特徵。 麵〇3化合物、伽〇3化合物及uNb〇3化合物係於大 氣中找之氧化物’具有幾不對切解之特性。 因此，將驗金屬供給層120構成為含有上述之化合物， 即可針對前述之問題加以抑制，卩卩，驗金屬供給層19之吸 濕性及對水之溶解性導致太陽電㈣在製造時之處理不便 或对久性降低等問題。x，太陽電池之製造過程中，去除 異物時&法以水或水溶液水洗、清洗構件之問題可獲解 決0 又’本發明之太陽電池100由於具備了含有上述化合物 之鹼金屬供給層120，故可朝CIGS層16〇中供給鹼金屬。業 經供入驗金屬之CIGS層160則可降低缺陷密度，並提昇载子 濃度。因此，本發明之太陽電池1〇〇可期待獲致較高之能量轉 換效率。 另’第2圖中’鹼金屬供給層丨2〇係設於絕緣性支撐基 板110與背面電極層130之間。然而，本發明之構造並不受 限於此。舉例言之，鹼金屬供給層120亦可設於背面電極層 130與CIGS層160之間。又，必要時，驗金屬供給層12〇亦可 设於絕緣性支撐基板110與背面電極層130之間、以及背面 電極層130與CIGS層160之間這2處。 (關於各構成構件） 以下’就本發明之CIGS型太陽電池100之各構造層 '構 成構件之規格等加以詳細說明。 (絕緣性支撐基板110) 11 201216486 凡 '、可支樓積層於其上部之各構件之功能者，可由 '何構件構成㈣性切基板削。又，絕緣性切基板之 形狀不限於平板狀，亦可為彎曲狀或管狀。凡具備可形成 絕緣性切基板11()表面上所積層之各層之魏者，則絕緣 性支樓基板之形狀可為任意形狀。包含第1表面與其反面上 °又有第2表面之平板狀或彎曲狀之板狀體則更佳。 絕緣性支樓基板其本身宜由絕緣體所構成，諸如玻璃 或聚酿亞胺。若為玻璃，财組成並無_之限制，玻璃 "I為碗1鹽系者或氧化石夕系者。若為氧化石夕系玻璃，則絕 緣性支撐基板110之組成亦可含有諸如以氧化物換算計 60mol% 〜80mol% 之 Si02、〇.5mol% 〜7mol% 之 Al2〇3、 3mol%〜l〇mol%之]VIgO、6mol%〜9mol%之CaO、0〜5mol% 之 SrO ' 0 〜4mol% 之 BaO ' 0 〜2mol% 之 Zr〇2、4mol% 〜 13mol%之Na20及O.lmol%〜7mol%之K20。 又，本發明之太陽電池100包含鹼金屬供給層12〇，故 絕緣性支撐基板亦可為僅含少量鹼金屬者，諸如無鹼玻 璃。另，無鹼玻璃係指以氧化物換算計，Li20+Na20+K20 之總和為0.1質量百分比以下之玻璃。 無鹼玻璃可使用諸如以氧化物基準之質量百分比標示 計，含有8102:50〜66%、八1203:1〇.5〜22%、8203:0〜 12%、MgO : 〇〜8%、CaO : 0〜14.5%、SrO : 0〜24%、BaO : 0〜13.5%，且MgO+CaO+SrO+BaO : 9〜29.5質量百分比之 無驗玻璃。 或，亦可於導電性材料之表面設置絕緣層而構成絕緣 12 201216486 性支撐基板no。導紐_亦可為不_聽合金等金 屬。又，絕緣層亦可為氧化物等。 絕緣性支撐基板U〇之厚度則在諸如〇.5麵〜6mm之範 圍内。 (鹼金屬供給層120) 驗金屬供給層120係由含有驗金屬之銳氧化物所構 成。驗金屬供給層12〇宜為諸如由LiNb〇3化合物、細崎 化合物及議〇3化合物所構成群組切出之ι種以上化合 物。又，由LiNb〇3化合物、Ν_〇3化合物及祕〇3化合物 所構成群組中選出之丨種以上化合物，其驗金屬含有率相對 於其它金屬陽離子元素之總量，乃5G%原子百分比之較高 之驗金屬含有率。又’ LiNb〇3化合物、祕吨化合物及 KNb03化合物中，NaNb03化合物熔點最高，相較於鹽岭 化合物及KNb〇3化合物，可選擇高溫之燒結溫度進行燒 結，故就可將成膜所使用之燒結體濺鍍靶材輕易製成高密 度而言，特別適用。 又，驗金屬供給層120亦可在不減損本發明之目的、效 果之程度内含有其它成分。驗金屬供給層12〇中在相對於全 質量之20質量百分比以下之範圍内含有Li(鋰）、Na(鈉）、 K(鉀）、Nb(銳）、0(氧）以外之元素亦無妨。 上述之化合物不具吸濕性，對水之溶解性亦明顯較 低，而較為安定。 鹼金屬供給層120之厚度在諸如20nm〜200nm之範圍 内。尤其’驗金屬供給層丨2〇之厚度在20nm〜100nm之範圍 13 201216486 内更佳。在上述範圍内，在鹼金屬供給層120與背面電極層 130之間，或背面電極層13〇與ciGS層160之間，可獲致良好 之密著性。 (背面電極層130) 背面電極層130係由諸如Mo(钥）、Ti(鈦）、A1(銘）或Cr(鉻) 等所構成。 貪面電極層130之厚度在诸如1 〇〇nm〜1000nm(300nm 〜700nm則較佳。諸如500nm)之範圍内。背面電極層13〇之 膜厚若過厚’則與基板110之密著性或與驗金屬供給層之密 著性可能降低。又，背面電極層130之膜厚若過薄，則電極 之電阻將增大。 背面電極層130之形成方法並無特別之限制。背面電極 層130可藉諸如濺鍍法、蒸鍍法、氣相成膜法(pvD、CVD) 等而形成於絕緣性支撐基板110面上。 (CIGS 層 160) CIGS層160係由含有周期表之lb族元素、mb族元素及 VIb族元素之化合物所構成者。 CIGS層160係由諸如具有黃銅礦（chalcopyrite)所代表 之結晶構造之半導體所構成。此時，CIGS層160可含有由 Cu(銅）、In(銦）及Ga(鎵）所構成群組中選出之至少一元素 Μ，以及由Se(硒)及S(硫）所構成群組中選出之至少一元素 A。舉例言之，CIGS層 160可使用 CuInSe2、CuIn(Se,S)2、 Cu(In，Ga)Se2及Cu(In,Ga)(Se，S)2等。又，CIGS層 160亦可由 具備與黃銅礦相同之結晶構造之半導體所構成。 14 201216486 CIGS層160之膜厚並無特別之限制，諸如在麵肺〜 3000nm之範圍内。 (緩衝層170) 緩衝層170係由諸如可形成半導體層之含有cd(鑛）、 Zn(辞)之化合物所構成。含有Cd之化合物則有cds(硫化録） 等，含有Zn之化合物則有Zn〇(氧化鋅）、ZnS(硫化鋅）、 ZnMgO(鋅鎂氧化物）等材料。 又，緩衝層170亦可如第】圖所示之構造，而為複數之 半導體層所構成。此時，位於CIGS層16〇之近側之第丨層即 如前述係由含有CdS或Zn之化合物所構成，位於 之遠側之第2層則由ZnO(氧化鋅)或含有Zn〇之材料等所構成。 緩衝層170之膜厚並無特別之限制，而在諸如5〇nm〜 300nm之範圍内。 (透明表面電極層180) 透明表面電極層180係由諸如^^◦(氧化鋅）或IT〇(銦錫 氧化物）等材料等所構成。或，亦可對該等材料摻雜八丨(鋁） 等III族兀紊。又，透明表面電極層18〇亦可積層複數層而構 成之。 透明表面電極層180之厚度(複數層時為全體之厚度)並 無特別之限制’而在諸如1〇〇mn〜3〇〇〇nm之範圍内。 另’透明表面電極層180亦可進而與導電性之提取構件 電性連接。上述之提取構件則宜由諸如Ni(錄）、Cr(鉻)、A1(銘) 及Ag(銀）中選出之丨種以上之金屬所構成。 本發明之太陽電池於絕緣性支撐基板表面上，設有鹼 % 15 201216486 金屬供給層、背面電極層、CIGS層、緩衝層、透明表面電 極層，或於絕緣性支撐基板表面上，設有背面電極層、鹼 金屬供給層、CIGS層、緩衝層、透明表面電極層，或者於 絕緣性支撐基板表面上，設有鹼金屬供給層、背面電極層、 鹼金屬供給層、CIGS層、緩衝層、透明表面電極層，乃其 特徵。 又，本發明之太陽電池用基板於絕緣性支撐基板表面 上，設有鹼金屬供給層、背面電極層，或於絕緣性支撐基 板上，設有背面電極層、鹼金屬供給層，或者於絕緣性支 撐基板上’設有鹼金屬供給層、背面電極層、鹼金屬供給 層’乃其特徵。又，本發明之太陽電池用基板於絕緣性支 樓基板表面上，設有驗·金屬供給層，乃其特徵。 然而，上述之本發明之太陽電池或太陽電池用基板 中，於上述各層之間或絕緣性支撐基板之表面與其上所形 成之層間，亦可視需要而形成附加層，以提昇耐久性、密 著性、電特性、發電效率等。 實施例 以下，說明本發明之實施例。 藉以下之方法’於玻璃基板上，依序成膜作為鹼金屬 供給層之NaNb〇3層及作為背面電極層之M〇層，而製成測試 樣本。再，使用該等測試樣本而評價了以下揭示之各種特性。 (測試樣本之製作） 首先準備了玻璃基板。玻璃基板之尺寸為縱5〇mmx橫 50mmx厚l.lmm »該玻璃基板之組成以氧化物換算計包含 16 201216486 72mol%之Si02、l.lmol%之AI2O3、5.5mol%之MgO' 8.6mol% 之CaO、12.6mol%之Na20及0.2mol%之K20。 其次，在該玻璃基板上，藉濺鍍法成膜NaNb03層。 濺鍍裝置則使用射頻磁控濺鍍裝置（SPF210H， ANELVA公司出品）。使用NaNb03燒結體靶材，而於玻璃基 板上成膜NaNb03層。又，所使用之NaNb03燒結體乾材係 使用Na2C03粉末（關東化學出品特級）與Nb205粉末（高純度 化學研究所出品3N等級），而經粉末混合、預燒、濕式研磨、 成形、燒結（空氣中1330°C，持續2小時）’乃製成燒結體靶 材。另，所使用之NaNb03燒結體靶材中，以K20換算計， 相對於總質量而含有Κ(鉀)0.01質量百分比，此已藉X射線 榮光法加以確認。. 成膜環境乃氬與氧之混合氣體。混合氣體中之氧為 3vol%。又，濺鍍壓力係l.3Pa，成膜溫度（基板溫度）則為 室溫。
NaNb03層之膜厚為 20nm、50nm、l〇〇nm、200nm及 500nm(分別設為測試樣本No.l〜No.5)。 其次’則於各樣本之NaNb03層上成膜Mo層。
Mo層之成膜係使用直流磁控濺鍍裝置（SPL_7UV， TOKKI公司出品）。靶材係使用Mo靶材。成膜環境為氬氣， 濺鍍壓力為1.3Pa。又，成膜溫度（基板溫度）為室溫。M〇層 之厚度則統一為約500nm。 此外’作為比較例’而準備了未實施NaNb03層之成膜 而於玻璃基板表面上直接成膜Mo層（5OOnm)之測試樣本(設 5 17 201216486 為測試樣本No.6)。 表1中即彙整顯不了各測試樣本之層構造及他灿〇3之 膜厚》 [表1] 樣本編號 No.l NaNb03層之厚度 (nm) 农者性評價結果 _0) 密著性評價結 (2) 20 Ο 〇 No.2 50 〇 〇 No.3 100 ο 〇 No.4 200 X --— 〇 No.5 500 X X No.6 - 〇 X ^^ (特性評價) 使用前述程序所製得之各測試樣本(N0 i〜no6)，而進 行了 Na擴散行為之測定及Mo層之密著性測試。 (Na擴散行為之測定） 使用樣本No.l〜Νο·4及樣本No.6，而進行了 Na擴散行 為之測定。 首先’就各樣本於Mo層之上部藉濺鍍法成膜厚度約 300nm之ITO(銦錫氧化物）膜，而製成評價試樣。 另’ ITO膜之成臈係使用前述之直流磁控濺鑛裝置。乾 材則使用摻雜有10質量百分比之Sn〇2之ITO耙材。又，錢鑛 氣體則使用氬與氧之混合氣體（氧1 vol°/〇)。賤鑛壓力為 〇.4Pa〇成膜溫度(基板溫度)則為室溫。 接著，在氮環境下以550°C之條件保持上述評價試樣3〇 分鐘，而使玻璃基板中之Na朝ITO膜中擴散。 然後，使用SIMS(二次離子質譜儀；Secondary Ion Mass 18 201216486
Spectroscopy)裝置（ADEPT1010，ULVAC-ΡΗΙ公司出品），而 自評價試樣之ITO膜之最表面側進行乾式蝕刻，並測定此時 所檢測之Na量。一次離子則使用ο/離子。又，加速電壓為 3kV ’射束電流為2〇〇nA。叢集尺寸為300 μ mx300 // m。钱 刻速度則為約lnm/秒。 測定則就每一評價試樣實施於2部位。 就各評價試樣所得之結果顯示於第3圖。第3圖中，橫 軸代表樣本Νο.(Νο·1〜No.4及Νο·6)(即，與NaNb03層之厚 度對應）’縱轴則代表所測定之Na檢測量。另，縱軸2Na 檢測量係顯示為所檢測之Na(鈉）相對於所檢測之In(銦）（即 鋼計數值)之計數值之比例。 由該第3圖可知，改變NaNb〇3層之厚度，即可改變 擴散量。即，可推論本發明之構造可藉調整NaNb〇3層之厚 度而較易控制朝CIGS層中擴散之Na量。 (Mo層之密著性測試） 接著，使用測試樣本紀〜胤6，藉以下之方法就M〇 層之密著性進行了相對評價。 百先，將各測試樣本分別保持於以下環境中即氮 環境中，55代下10分鐘，以及⑺調整成抓且相對濕度 之大氣中24小時。其次’於M〇層上貼附黏著膠帶 (24 NICHIBAN公司出品），並於加以剝除時，評價 層是否發生剝離。 表1之「密著性評價結果⑴」*「密著性評價結果(2)」 之欄内顯示上述個別之評價結果。表丨中，「〇」代表測試 19 201216486 f又〇層之刻離’「x」代表測試後已發生Mo層之剝離。 由上述結果可知，在密著性評價結果(2)之对濕性評價 方面，NaNbOj夕盼「、t θ <膜厚為20nm〜200nm時，Mo層未發生剝 離而展現較佳之耐濕性，可確認已改善财濕性 。進而， 在密著性評價料⑴之_性評價方面 ，在NaNb03層之膜 厚為100nm以下日夺，未發生河〇層之剝離而由密著性評價 、·’。果（1)及（2)可知，NaNb〇3層之膜厚在2〇nm〜2〇〇nm之範 圍内時(’則试樣本N〇1〜N〇 3) ’可就層與厘。層之間 獲致極為良好之密著性。 產業上之可利用性 依據本發明，可提供耐水性、低吸濕性及對水之難溶 性均優良，可使鹼金屬擴散至CIGS層，並提高載子濃度， 且提昇太陽電池之能量轉換效率之太陽電池用基板，藉由 該種基板之利用，則可獲致能量轉換效率已提昇之CIGS型 太陽電池等’而甚為實用。 另，在此引用2010年5月31曰已提申之曰本專利申請 2010-124976號之說明書、申請專利範圍、圖示及摘要之全 部内容’以其等作為本發明之揭露内容。 【圖式簡單說明】 第1圖係概略顯示習知之CIGS型太陽電池之構造之截 面圖。 第2圖係概略顯示本發明之cigs型太陽電池之構造之 一例之截面圖。 第3圖係顯示各樣本所測得之Na擴散行為之測定結果 20 201216486 之圖表。 【主要元件符號說明】 10…習知CIGS型太陽電池 11…絕緣性支撐基板 12a···第1導電層 12b···第2導電層 13…吸光層、CIGS層 14…第1半導體層 15…第2半導體層 16…透明導電層 17、18…提取電極 19…驗金屬供給層 90…箭號 100". CIGS型太陽電池 110…絕緣性支撐基板 120…驗金屬供給層 130···背面電極層 160... CIGS 層 170…緩衝層 180···透明表面電極層 190…箭號 21

Claims (1)

  1. 201216486 七、申請專利範圍： 1. 一種太陽電池，包含有： 絕緣性支撐基板； 背面電極層，設於前述絕緣性支撐基板上； CIGS層，設於前述背面電極層上； 緩衝層，設於前述CIGS層上；及 透明表面電極層，設於前述緩衝層上； 其特徵在於，於前述絕緣性支撐基板與前述背面電 極詹之間，或於前述背面電極層與前述CIGS層之間，或 者於前述絕緣性支撐基板與前述背面電極層之間及於 前述背面電極層與前述CIGS層之間雙方，進一步設有鹼 金屬供給層，且， 前述鹼金屬供給層含有由NaNb03化合物及KNb03 化合物所構成群組t選出之1種以上之化合物。 2. —種太陽電池，包含有： 絕緣性支撐基板； 背面電極層，設於前述絕緣性支撐基板上； CIGS層，設於前述背面電極層上； 緩衝層，設於前述CIGS層上；及 透明表面電極層，設於前述緩衝層上； 其特徵在於，於前述絕緣性支撐基板與前述背面電 極層之間，或於前述背面電極層與前述CIGS層之間，或 者於前述絕緣性支撐基板與前述背面電極層之間及於 前述背面電極層與前述CIGS層之間雙方，進一步設有鹼 22 201216486 金屬供給層，且， 岫述鹼金屬供給層含有由LiNb〇3化合物、NaNb〇3 化合物及KNb〇3化合物所構成群組中選出之丨種以上之 化合物。 3.如申請專利範圍第1或2項之太陽電池，其中前述鹼金屬 供給層之厚度在20nm〜200nm之範圍内。 4·如申凊專利範圍第1至3項中任一項之太陽電池，其中前 述絕緣性支撐基板係由絕緣性之基材本身所構成，或藉 由於導電性之基材上設置絕緣層而構成。 5·如申請專利範圍第1至4項中任一項之太陽電池，其中前 述絕緣性支撐基板係玻璃基板或塑膠基板。 6·—種CIGS型太陽電池用基板’其特徵在於包含背面電極 層與鹼金屬供給層，該背面電極層係設於絕緣性支撐基 板之第1表面上，且， 該驗金屬供給層設於前述第1表面與前述背面電極 層之間，或前述背面電極層之上層，或者於前述第1表 面與前述背面電極層之間及前述背面電極層之上層雙 方，且， 前述驗金屬供給層含有由NaNb〇3化合物及KNb03 化合物所構成群組中選出之1種以上之化合物。 7·—種CIGS型太陽電池用基板，其特徵在於包含背面電極 層與驗金屬供給層，該背面電極層係設於絕緣性支撐基 板之第1表面上，且， 該驗金屬供給層設於前述第1表面與前述背面電極 % 23 201216486 層之間，或前述背面電極層之上層，或者於前述第以 面與前述背面電極層之間及前述背面電極層之上層雙 方，且， 前述驗金屬供給層含有由LiNbCMb合物、NaNb〇3 化合物及KNb〇3化合物所構成群組令選出之丨種以上之 化合物。 8·如申請專利範圍第6或7項之CIGS型太陽電池用基板，其 中前述鹼金屬供給層之厚度在2〇nm〜2〇〇nm之範圍内。 9.如申請專利範圍第6至8項中任一項之CIGS型太陽電池 用基板’其巾前賴緣性支縣㈣由絕緣性之基材本 身所構成’或藉由於導電性之基材上設置絕緣層而構 成0 •⑶太陽電池用基板，其特徵在於包含設於絕緣 性支樓基板之第1表面上之驗金屬供給層’且， 金屬供給層含有*NaNbCMb合物及KNb03化 :物所構成群組中選出之m以上之化合物。 里太陽電池用基板，其特徵在於包含設於絕緣 性支撐基板之第L s 乐表面上之鹼金屬供給層，且， 屬供給層含有由LiNbCMb合物、NaNb〇3化 合物及KNb〇,仆八此 合物。 。户斤構成群組中選出之1種以上之化 申月專叫圍第1G或11項之CIGS型太陽電池用基 图/中前述驗金屬供給層之厚度在2〇nm〜2_m之範 圍内。 24 201216486 13.如申請專利範圍第10至12項中任一項之CIGS型太陽電 池用基板，其中前述絕緣性支撐基板係由絕緣性之基材 本身所構成，或藉由於導電性之基材上設置絕緣層而構 成。 25
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