[發(fā)明專利]化合物薄膜太陽能電池及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201180003677.5
• 申請日: 2011-03-04
• 公開（公告）號: CN102484164A
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 中川直之;櫻田新哉;西田靖孝;伊藤聰;稻葉道彥
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社東芝
• 主分類號: H01L31/0749
• 分類號: H01L31/0749;H01L31/18
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 張楠

1.一種化合物薄膜太陽能電池，其特征在于：

其具備半導(dǎo)體薄膜作為光吸收層，該半導(dǎo)體薄膜含有Cu、A元素和Te，且具有黃銅礦型的晶體結(jié)構(gòu)，所述A為選自Al、In及Ga之中的至少1種元素；

與所述光吸收層形成接合界面的緩沖層是含有選自Cd、Zn、In及Ga之中的至少1種元素以及選自S、Se及Te之中的至少1種元素、且具有閃鋅礦型結(jié)構(gòu)、纖鋅礦結(jié)構(gòu)或缺陷尖晶石型結(jié)構(gòu)中的任一種晶體結(jié)構(gòu)的化合物；

所述閃鋅結(jié)構(gòu)的所述緩沖層的晶格常數(shù)a或者將所述纖鋅礦結(jié)構(gòu)或所述缺陷尖晶石型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為閃鋅礦型結(jié)構(gòu)時(shí)的所述緩沖層的晶格常數(shù)a為0.59nm～0.62nm。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物薄膜太陽能電池，其特征在于：所述緩沖層的帶隙大于2.3eV且在2.7eV以下。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物薄膜太陽能電池，其特征在于：所述閃鋅結(jié)構(gòu)的所述緩沖層的晶格常數(shù)a或者將所述纖鋅礦結(jié)構(gòu)或所述缺陷尖晶石型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為閃鋅礦型結(jié)構(gòu)時(shí)的所述緩沖層的晶格常數(shù)a大于所述光吸收層的晶格常數(shù)a。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物薄膜太陽能電池，其特征在于：所述緩沖層是在Zn(Te_xS_1-x)中x大于0.8且在1以下的化合物、或在Zn(Te_ySe_1-y)中y大于0.55且在1以下的化合物中的任一種。

5.一種化合物薄膜太陽能電池，其特征在于：

其具備半導(dǎo)體薄膜作為光吸收層，該半導(dǎo)體薄膜含有Cu、A元素和X元素，且具有黃銅礦型的晶體結(jié)構(gòu)，所述A為選自Al、In及Ga之中的至少1種元素，所述X為選自S、Se及Te之中的至少1種元素；

在背面電極和所述光吸收層的界面上形成界面中間層；

所述界面中間層中含有的化合物包含所述背面電極的構(gòu)成元素和所述光吸收層的X元素；

在將來自于(hkl)面的X射線衍射峰強(qiáng)度設(shè)定為I_hkl時(shí)，含有所述背面電極的構(gòu)成元素和所述光吸收層的X元素的化合物的X射線衍射峰強(qiáng)度比為5＞I₀₀₂/I₁₁₀＞0.2。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的化合物薄膜太陽能電池，其特征在于：

所述光吸收層含有具有黃銅礦型的晶體結(jié)構(gòu)的Cu(Al_1-a-bIn_aGa_b)(Te_1-αO_α)₂的化合物半導(dǎo)體膜；

所述化合物半導(dǎo)體膜的帶隙為1.0～1.5eV。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的化合物薄膜太陽能電池，其特征在于：所述界面中間層中含有的化合物包含所述背面電極的構(gòu)成元素和所述光吸收層的X元素，所述界面中間層的厚度為1μm以下。

8.一種化合物薄膜太陽能電池的制造方法，其特征在于：其具備以下工序：

在基板上形成背面電極的工序；

在所述背面電極上形成含有化合物半導(dǎo)體薄膜的光吸收層的工序；

在所述光吸收層上形成緩沖層的工序；

在所述緩沖層上形成半絕緣層的工序；

在所述半絕緣層上形成透明電極層的工序；

在所述背面電極上形成取出電極的工序；

在所述透明電極層上形成取出電極的工序；以及

在所述背面電極和光吸收層的界面上形成界面中間層的工序；

其中，所述光吸收層為含有Cu、A元素和X元素、且具有黃銅礦型的晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體薄膜，所述A為選自Al、In及Ga之中的至少1種元素，所述X為選自S、Se及Te之中的至少1種元素；

在形成所述光吸收層的工序中，形成所述光吸收層的方法為濺射法；

在形成所述界面中間層的工序中，形成所述界面電極層的方法為加熱處理。