[發明專利]化合物太陽能電池及其制造方法

有效

• 申請號: 201380043997.2
• 申請日: 2013-06-18
• 公開（公告）號: CN104603957B
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 寺地誠喜;河村和典;西井洸人;渡邊太一;山本祐輔
• 申請（專利權）人: 日東電工株式會社
• 主分類號: H01L31/032
• 分類號: H01L31/032;H01L31/0749
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙)11277
• 代理人: 劉新宇,李茂家

技術領域

本發明涉及化合物太陽能電池及效率良好地制造該化合物太陽能電池的方法，所述化合物太陽能電池將由I族、III族及VI族的元素形成的CuInSe₂(CIS)或使Ga固溶于其中而成的Cu(In，Ga)Se₂(CIGS)化合物半導體(I-III-VI族化合物半導體)用于光吸收層，具有高的光轉換效率(以下稱為“轉換效率”)。

背景技術

已知太陽能電池中，將CIS或CIGS(以下稱為“CIGS系”)化合物半導體用于光吸收層的化合物太陽能電池具有高轉換效率并可以形成薄膜，并且有光照射等導致的轉換效率的劣化少之類的優點。

而且，這種太陽能電池的緩沖層以往使用通過化學析出法形成的Zn(O，S)等(參照專利文獻1)。但是，通過化學析出法形成緩沖層時，在真空下形成光吸收層后，暫時取出至大氣下形成緩沖層，并再次在真空下形成表面電極層，因此無法連續進行各工序，會產生生產率降低之類的問題。因此，提出了不通過化學析出法形成緩沖層，而是通過濺射法來形成，在真空下連續進行上述各工序，從而提高生產率的方法(參照專利文獻2)。另一方面，已知將光吸收層與緩沖層的導帶之差ΔEc設定為0≤ΔEc≤0.4，能夠有效地抑制光吸收層與緩沖層之間的界面附近的載體的再結合，可以得到高轉換效率(參照非專利文獻1)。另外，將CIGS系化合物半導體用于光吸收層時，作為具有滿足上述條件的導帶的緩沖層，可列舉出由Zn(O，S，OH)、In(S，OH)、(Zn，Mg)O等的混晶形成的緩沖層。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2002-343987號公報

專利文獻2：日本特開2002-124688號公報

非專利文獻

非專利文獻1:Current Applied Physics,Volume 10,Issue 2,Supplement,March 2010,Pages S150-S153(Minemoto et al)

發明內容

發明要解決的問題

此處，對于光電轉換效率高的CIGS系化合物半導體的組成，若著眼于Ga與In的比率，則現在為0.2≤Ga/(In+Ga)≤0.5的范圍。為了將這種Ga豐富的CIGS系化合物半導體的導帶與緩沖層的導帶的偏移值設為0≤ΔEc≤0.4，需要增大ZnS及MgO相對于ZnO的比率、InO相對于InS的比率，但提高InO比率時，結晶取向容易變為無規。將這種結晶取向無規的混晶用作緩沖層時，在光吸收層與緩沖層之間的界面附近發生載體的再結合，會產生轉換效率降低之類的問題。因此，正在謀求能夠不損害高轉換效率地發揮的改善。

本發明是鑒于上述問題作出的，目的在于提供能夠不在大氣下進行緩沖層的形成工序而是連接前后工序地連續進行、并且具有高轉換效率的化合物太陽能電池及其制造方法。

用于解決問題的方案

為了實現上述目的，本發明的第1要旨在于提供一種化合物太陽能電池，其為在基板上具備由I-III-VI族化合物半導體形成的化合物光吸收層、緩沖層和表面電極層的化合物太陽能電池，上述化合物光吸收層與緩沖層之間設置有由下述通式(1)所示組成的混晶形成的界面層。

Zn(O_X，S_1-X)……(1)

(其中，X為0.9<X≤1或0≤X<0.1。)

另外，第2要旨為一種化合物太陽能電池的制造方法，其為制造第1要旨的化合物太陽能電池的方法，具備如下工序：一邊使長條狀基板沿縱向方向移動，一邊在上述基板上形成由I-III-VI族化合物半導體形成的化合物光吸收層的工序；形成界面層的工序；形成緩沖層的工序和形成表面電極層的工序，在真空下依次連續進行各工序。

發明的效果