[發(fā)明專利]Cu-Ga濺射靶及Cu-Ga濺射靶的制造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201780046274.6
• 申請(qǐng)日: 2017-07-19
• 公開（公告）號(hào): CN109563614A
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梅本啟太;井尾謙介;張守斌;鹽野一郎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三菱綜合材料株式會(huì)社
• 主分類號(hào): C23C14/34
• 分類號(hào): C23C14/34;B22F1/00;C22C1/04;C22C9/00;C22C28/00;C22C30/02;H01L31/0749;H01L31/18
• 代理公司: 北京德琦知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11018
• 代理人: 康泉;王珍仙

本發(fā)明的Cu?Ga濺射靶作為金屬成分具有如下組成：含有5原子％以上且60原子％以下范圍的Ga，進(jìn)一步含有0.01原子％以上且5原子％以下范圍的選自K、Rb及Cs中的至少一種添加元素，并且余量由Cu及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，所述添加元素的全部或一部分以含有選自F、Cl、Br及I中的至少一種鹵素的鹵化物粒子的狀態(tài)存在，所述鹵化物粒子的最大粒徑為15μm以下，氧濃度為1000質(zhì)量ppm以下。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種在形成成為例如CIGS太陽能電池的光吸收層的Cu-In-Ga-Se四元系合金薄膜時(shí)使用的Cu-Ga濺射靶及該Cu-Ga濺射靶的制造方法。

本申請(qǐng)主張基于2016年7月29日于日本申請(qǐng)的專利申請(qǐng)2016-149404號(hào)及2017年3月15日于日本申請(qǐng)的專利申請(qǐng)2017-050548號(hào)的優(yōu)先權(quán)，并將其內(nèi)容援用于此。

背景技術(shù)

以往，作為由化合物半導(dǎo)體構(gòu)成的薄膜太陽能電池，提供一種具備由Cu-In-Ga-Se四元系合金薄膜構(gòu)成的光吸收層的CIGS系太陽能電池。

在此，作為形成由Cu-In-Ga-Se四元系合金薄膜構(gòu)成的光吸收層的方法，已知有通過蒸鍍法來成膜的方法。具備通過蒸鍍法來成膜的光吸收層的太陽能電池雖然具有能量轉(zhuǎn)換效率高的優(yōu)點(diǎn)，但存在不適合大面積化要求且生產(chǎn)效率低的問題。

因此，提出通過濺射法來形成由Cu-In-Ga-Se四元系合金薄膜構(gòu)成的光吸收層的方法。

濺射法中，首先使用In靶形成In膜，在該In膜上使用Cu-Ga濺射靶形成Cu-Ga膜，從而形成In膜與Cu-Ga膜的層疊膜。之后在Se氣氛中對(duì)該層疊膜進(jìn)行熱處理使層疊膜硒化，從而形成Cu-In-Ga-Se四元系合金薄膜。

在此，已知通過在成為光吸收層的Cu-In-Ga-Se四元系合金薄膜中添加Na、K等堿金屬，從而提高太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。

因此，作為在Cu-In-Ga-Se四元系合金薄膜中添加堿金屬的方法，例如在專利文獻(xiàn)1中公開有在形成Cu-Ga膜時(shí)使用的Cu-Ga濺射靶中添加堿金屬的方法。

堿金屬若以元素單質(zhì)存在則反應(yīng)性非常高且不穩(wěn)定，因此專利文獻(xiàn)1中記載的Cu-Ga濺射靶中，作為堿金屬化合物來進(jìn)行添加。具體而言，專利文獻(xiàn)1中記載有添加Li₂O、Na₂O、K₂O、Li₂S、Na₂S、K₂S、Li₂Se、Na₂Se、K₂Se，尤其優(yōu)選添加Se化合物。并且，專利文獻(xiàn)2中記載以NaF的狀態(tài)進(jìn)行添加。

專利文獻(xiàn)1：再公表WO2011/083647號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本專利第4793504號(hào)公報(bào)

然而，近期要求進(jìn)一步提高太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率，希望以高于以往的濃度比例將堿金屬添加到成為光吸收層的Cu-In-Ga-Se四元系合金薄膜中。即，專利文獻(xiàn)1、2中記載的Cu-Ga濺射靶中，有可能堿金屬的含量少且轉(zhuǎn)換效率未得到充分提高。

因此，考慮對(duì)Cu-Ga濺射靶添加比以往更多的堿金屬化合物。然而，堿金屬化合物基本上為絕緣體，因此在單純?cè)黾犹砑恿康那闆r下有可能成為異常放電的原因。尤其，KF、KCl、RbF、RbCl、CsF、CsCl等原子序數(shù)比Na大的堿金屬的鹵化物容易吸濕，且吸濕的鹵化物容易形成凝聚粒子。因此，增加K、Rb、Cs的鹵化物的添加量的情況下，容易在CuGa濺射靶內(nèi)形成比較大的絕緣體(K、Rb、Cs的鹵化物的粒子)，因此有可能容易發(fā)生異常放電。

發(fā)明內(nèi)容