專利名稱：黃銅礦型太陽能電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有黃銅礦(chalcopyrite )化合物的光吸收層的太陽 能電池(solar cell )，尤其涉及在基板原材料中使用了具有撓性的云母 或含有云母的材料的太陽能電池。
背景技術(shù)：
接受光并轉(zhuǎn)換為電能的太陽能電池根據(jù)半導(dǎo)體層的厚度分為塊 狀型和薄膜型。其中，薄膜型太陽能電池是半導(dǎo)體層具有數(shù)十微米 數(shù)微米以下的厚度的太陽能電池，分為Si薄膜系和化合物薄膜系。 而且，在化合物薄膜系中有I1 —V族化合物、黃銅礦型等的類型，迄 今為止已有幾種被產(chǎn)品化。其中，黃銅礦型太陽能電池根據(jù)所使用的 物質(zhì)，又被稱為CIGS (Cu (InGa) Se )系薄膜太陽能電池、CIGS太陽能電池或I 一in—vi族系。黃銅礦型太陽能電池是將黃銅礦化合物形成為光吸收層的太陽 能電池，具有效率高、不會(huì)光惡化(老化)、耐放射線特性優(yōu)良、光 吸收波長區(qū)域?qū)?、光吸收系?shù)高等特征，目前正進(jìn)行著面向大批量生 產(chǎn)的研究。在圖1中示出一般的黃銅礦型太陽能電池的剖視結(jié)構(gòu)。如圖1所 示，黃銅礦型太陽能電池由在玻璃基板上形成的下部電極薄膜、含有 銅、銦、鎵、硒的光吸收層薄膜、在光吸收層薄膜的上側(cè)形成的緩沖 層薄膜和上部電極薄膜構(gòu)成。當(dāng)太陽光等的光照射該黃銅礦型太陽能 電池時(shí)，產(chǎn)生電子(-)和空穴(+ )對(duì)，在p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體 的結(jié)面上，電子(-)向n型半導(dǎo)體匯集、空穴(+ )聚集到p型半導(dǎo) 體，其結(jié)果是，在n型半導(dǎo)體和p型半導(dǎo)體之間產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。通過在 該狀態(tài)下將導(dǎo)線連接于電極，可以將電流輸出到外部。在圖2和圖3中示出制造黃銅礦型太陽能電池的工序。首先，通過濺射在鈉鈣玻璃等的玻璃基板上形成用作下部電極的Mo (鉬)電 極薄膜。然后，如圖3的(a)所示，通過激光照射等分割Mo電極 (第l次劃線)。在第l次劃線后，用水等清洗削下的碎屑，并通過 賊射等附著銅(Cu)、銦(In)和鎵(Ga),形成前體。通過將該前體 投入爐中并在H2Se氣體的氣氛中進(jìn)行退火，形成黃銅礦型光吸收層 薄膜。該退火工序通常被稱為氣相硒化或簡稱為硒化。接著，在光吸收層上層疊CdS、 ZnO或InS等n型緩沖層。作為 一般的工藝，緩沖層用濺射或CBD (Chemical Bath Deposition:化學(xué) 浴沉積)等方法形成。然后，如圖3的(b)所示，利用激光照射或 金屬針等分割緩沖層和前體(第2次劃線)。之后，如圖3的(c)所示，通過'減射等形成用作上部電極的ZnOAl 等透明電極(TCO)。最后，如圖3的(d)所示，通過利用激光照射 或金屬針等分割TCO、緩沖層和前體(第3次劃線)，從而完成CIGS 系薄膜太陽能電池。此處得到的太陽能電池被稱為電池單元，在實(shí)際使用時(shí)，封裝多 個(gè)電池單元，加工為模塊(面4反)。電池單元通過各劃線工序一皮分割 為形成多個(gè)串聯(lián)級(jí)的太陽能電池，通過變更該串聯(lián)級(jí)數(shù)，可以任意設(shè) 計(jì)變更電池單元的電壓。這種現(xiàn)有的黃銅礦型太陽能電池作為其基板材料使用了玻璃基 板。其原因是基于玻璃基板具有絕緣性、容易得到、價(jià)格比較低廉、 與Mo電極層(下部電極薄膜)的粘著性高以及表面平滑。進(jìn)一步， 還可以舉出通過使玻璃中所含有的鈉成分?jǐn)U散到光吸收層(p層)中: 可以提高能量轉(zhuǎn)換效率。其負(fù)面是存在著以下缺點(diǎn)玻璃熔點(diǎn)低、因 在硒化工序中不能將退火溫度設(shè)定得較高而會(huì)將能量轉(zhuǎn)換效率抑制得較低、因基板厚且質(zhì)量大而使制造設(shè)備規(guī)模較大、制造后的處理也 不方便、因幾乎不能變形而無法應(yīng)用連續(xù)巻帶(roll to roll)工藝等的 大批量生產(chǎn)工序。為解決這些課題，提出了使用高分子薄膜基板的黃銅礦型太陽能電池(例如，參照專利文獻(xiàn)l)。另外，還提出了一種使用在不銹鋼基 板的上側(cè)和下側(cè)表面上形成了氧化硅或氟化鐵層的基體并在其上形 成黃銅礦型太陽能電池結(jié)構(gòu)體的技術(shù)(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。進(jìn)一 步，還公開了作為黃銅礦系基板材料列舉了玻璃、氧化鋁、云母、聚酰亞胺、鉬、鴒、鎳、石墨、不銹鋼的技術(shù)(例如，參照專利文獻(xiàn)3)。 專利文獻(xiàn)1:日本特開平5 — 259494號(hào)7>才艮 專利文獻(xiàn)2:日本特開2001—339081號(hào)公才艮 專利文獻(xiàn)3:日本特開2000 — 58893號(hào)7>才艮發(fā)明內(nèi)容在作為黃銅礦型太陽能電池的基板材料采用玻璃以外的原材料 的現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于專利文獻(xiàn)1所述的采用高分子薄膜的技術(shù)，在特 性上，例如在聚酰亞胺的情況下，不能在260。C以上的高溫進(jìn)行處理， 因此，不能采用像氣相硒化那樣的超過50(TC的高溫工藝，結(jié)果無法 制造轉(zhuǎn)換效率高的電池。另外，在專利文獻(xiàn)2所述的在不銹鋼基板的上下形成氧化硅或氟 化鐵層(保護(hù)層)的技術(shù)中，在氣相硒化工序中因H2Se氣的浸蝕性 而無法充分地保護(hù)不銹鋼基板，存在著使Mo電極層(內(nèi)表面電極薄 膜)從已腐蝕的不銹鋼基板剝離等問題。而且，保護(hù)層被剝離后，將 使導(dǎo)電性的不銹鋼基板露出，因此不能引入使用金屬針的劃線工序。進(jìn)一步，在專利文獻(xiàn)3所述的技術(shù)中，雖然提出了各種各樣的基玻璃基板，因此對(duì)所提出的各種基板材料沒有詳細(xì)地公開到使從業(yè)者 能夠?qū)嵤┑某潭?。例如，在各?shí)施例中，使基板在385。C到495t:之 間退火，這對(duì)鈉鈣玻璃是適合的，但是否可以用所列舉的其他基板材 料以同樣的工序制作就不清楚了 。這樣，在現(xiàn)有的技術(shù)中，實(shí)際情況是沒有采用滿足絕緣性高、容 易得到、價(jià)格比較低廉、與Mo電極層(下部電極薄膜)的粘著性良 好、表面平滑、熔點(diǎn)為60(TC以上、薄且重量輕、富有撓性的必要條件的基板材料。因此，本發(fā)明人在先提出過如下方案作為具有優(yōu)良的撓性、適 合于連續(xù)巻帶工藝的大批量生產(chǎn)工序、并且具有較高的轉(zhuǎn)換效率的太 陽能電池，對(duì)基板選定云母或含有云母的材料以確保撓性，進(jìn)一步， 為解決將云母或含有云母的材料作為基板時(shí)的問題、即為實(shí)現(xiàn)表面平 滑性而在基板的表面設(shè)置由陶瓷材料構(gòu)成的中間層，并在該中間層上 隔著粘合劑形成黃銅礦型的光吸收層。另外，作為將含有云母的材料用作基板時(shí)的問題，本發(fā)明人研究得知從基板向光吸收層擴(kuò)散鉀(K)會(huì)使轉(zhuǎn)換效率降低。為解決上述課題，本發(fā)明的黃銅礦型太陽能電池包括由云母或 含有云母的材料構(gòu)成的基板；在上述基板上形成的厚度為2pm以上、 20nm以下的含有陶瓷系(ceramic-type)材料的中間層；在上述中間 層上層疊的厚度為3000A以上、8000A以下的氮化鈦(TiN)或氮化 鉭(TaN)等氮化物系(nitride-type)的粘合劑層；在上述粘合劑層 上形成的下部電極層；在上述下部層上形成的由黃銅礦化合物構(gòu)成的 p型的光吸收層；在上述光吸收層上形成的n型的緩沖層；在上述緩 沖層上形成的透明電極層?；?。云母具有1012~ 16"Q的高絕緣性，同時(shí)耐熱溫度高達(dá)800~ IOO(TC，而且，具有對(duì)酸、堿和H2Se氣的耐受性也較高的特性。因 此，可以在最佳的溫度下進(jìn)行氣相硒化處理，所以可以得到較高的轉(zhuǎn) 換效率。即，在CIGS太陽能電池的制造工序中，如果在鈉鈣玻璃基 板所使用的50(TC左右的較低處理溫度下進(jìn)行硒化處理，則因Ga在 未結(jié)晶的狀態(tài)下偏析到光吸收層的下部電極薄膜一側(cè)，因而帶隙較 小、電流密度降低。與此不同，當(dāng)在600。C以上、700。C以下的溫度進(jìn) 行氣相硒化的熱處理時(shí)，Ga均勻地?cái)U(kuò)散到光吸收層中，而且未結(jié)晶 狀態(tài)被消除，因此帶隙擴(kuò)大，結(jié)果使開路電壓(Voc)提高。因此， 通過將云母或以云母為主體的材料用作基板材料，可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換效率 高的太陽能電池。進(jìn)一步，由于云母或集成云母具有較高的撓性，可以用連續(xù)巻帶制造工序進(jìn)行生產(chǎn)，因此，也可以適合大批量生產(chǎn)的要求。但是，研究表明云母或作為以云母為主體的材料的集成云母基板的表面不平滑，在幾十微米的范圍內(nèi)存在著5 ~ 6um的最大表面粗糙 度。如果使用具有這樣大的表面粗糙度的基板，表面覆蓋性就不充分， 存在著誘發(fā)漏泄并使太陽能電池的開路電壓(Voc)降低的傾向，將 產(chǎn)生得不到足夠的轉(zhuǎn)換效率的問題。為解決這一課題，在本發(fā)明中， 在云母或集成云母基板與金屬電極之間，形成用于使基板表面平坦化 或平滑化的厚膜的中間層。通過形成該中間層，可以確保在基板上形 成的構(gòu)成太陽能電池的各種層間的相容性，并可以解決轉(zhuǎn)換效率降低 的問題。上述中間層的厚度，從使云母或集成云母的表面平坦化的觀點(diǎn)考 慮優(yōu)選為2ym以上，從確?；宓膿闲缘挠^點(diǎn)考慮設(shè)定為20pm以 下。另一方面，當(dāng)形成厚膜的中間層時(shí)，如果通過濺射等真空處理形 成氧化膜、氮化膜，則不僅膜的形成需花費(fèi)很長時(shí)間、使太陽能電池 折曲或彎曲時(shí)在氧化膜、氮化膜上會(huì)產(chǎn)生裂紋，而且將產(chǎn)生撓性也減 低的問題。因此，在本發(fā)明中，厚膜的中間層例如通過用毛刷的涂敷、 噴涂、絲網(wǎng)印刷、旋轉(zhuǎn)涂敷等的非真空處理形成。通過利用基于這些 非真空處理的膜形成技術(shù)，可以很容易地形成所需厚度的中間層。進(jìn)一步，在本發(fā)明中，在云母或集成云母的基板上形成的中間層 與在其上側(cè)形成的鉬電極之間，設(shè)置TiN或TaN等氮化物系化合物的 粘合劑層。該粘合劑層具有抑制雜質(zhì)擴(kuò)散的阻擋效果，同時(shí)在與鉬等 之間具有較高的粘著性。使該粘合劑層的厚度為3000A以上、8000A 以下，是因?yàn)槿缧∮?000A則從云母基板向光吸收層的鉀的擴(kuò)散不在 現(xiàn)有的玻璃基板以下，而如超過8000A則使撓性惡化并容易剝離。本發(fā)明的太陽能電池的最佳實(shí)施例是由將云母粉狀體與樹脂混 合后通過壓延工序和燒結(jié)工序而制造的集成云母構(gòu)成基板。集成云母 雖然因混合了樹脂而使其耐熱性低于純粹的云母基板，但仍具有600 °C ~ 800。C的耐熱溫度，可以在氣相硒化處理的最佳溫度即600°C ~700。C下進(jìn)行處理。而且，由于具有較高的撓性，適合于連續(xù)巻帶工 藝。并且，成本比玻璃基板大幅度降低。因此，通過將集成云母用作 基板，可以用更低的制造成本制造適合于大批量生產(chǎn)并具有較高的轉(zhuǎn) 換效率的太陽能電池。此外，也可以在中間層的表面上設(shè)置SiN或Si02的硅系的平滑層。由此，可以使由陶資系材料構(gòu)成的中間層的表面平滑，并能提高與粘 合劑層的粘著性。按照本發(fā)明，由于用預(yù)定厚度的陶瓷系材料(中間層)涂敷云母 基板或集成云母基板并在該中間層上隔著預(yù)定厚度的氮化物系粘合 劑層設(shè)置了黃銅礦光吸收層，因此可以得到不會(huì)使來自基板的雜質(zhì) (特別是鉀)擴(kuò)散到光吸收層、重量輕而富有撓性、且轉(zhuǎn)換效率高的 黃銅礦型太陽能電池。另外，氮化物系粘合劑層雖然價(jià)格較高，但通過將低價(jià)的陶瓷系 材料用作中間層可以使粘合劑層的厚度減薄，與現(xiàn)有的使用了玻璃基 板的黃銅礦型太陽能電池相比能以較低的成本進(jìn)行制造。


圖1是表示現(xiàn)有的黃銅礦型太陽能電池的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖2是表示現(xiàn)有的黃銅礦型太陽能電池的一系列的制造工序的圖。圖3是用于說明制造工序中的主要部分的圖。圖4是表示集成云母基板的表面形狀的曲線圖。圖5的(A)和(B)是表示在集成云母基板表面上形成厚膜的中間層后的表面形狀的曲線圖。圖6是表示本發(fā)明的太陽能電池的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的剖視圖。圖7是表示基于粘合劑層的膜厚變化的轉(zhuǎn)換效率的曲線圖。圖8的(a)是按粘合劑層的有無和粘合劑層的厚度示出擴(kuò)散到光吸收層中的元素種類和檢測(cè)計(jì)數(shù)值的柱形圖，(b)是將(a)的檢測(cè)計(jì)數(shù)值進(jìn)行對(duì)數(shù)表示的柱形圖。
具體實(shí)施方式
在說明實(shí)施例之前，先說明集成云母基板的表面形狀。圖4的(A) 和(B)示出集成云母基板的任意2處的表面形狀的測(cè)定結(jié)果。在圖 4中，橫軸表示集成云母基板的橫向的位置，縱軸表示高度方向的位 置。作為集成云母基板的特征是最大高低差非常急劇地變化(縱橫比 大)。從圖4可知，沿著橫向在數(shù)十微米的范圍內(nèi)存在著5 6jam的 最大高低差。其原因可以解釋為起因于集成云母的制法，由于粉碎后 的云母混合在樹脂中，因此在表面上存在著粉碎云母片，縱橫比極大。 此外，集成云母基板的表面粗糙度，在所測(cè)定的2處分別為Ra=1.6 jam和Ra^0.8Mm。在這種表面狀態(tài)的情況下，即使在基板上直接形 成Mo等的電極薄膜并在其上形成光吸收層，表面的覆蓋也是不完全 的狀態(tài)，會(huì)誘發(fā)漏泄并使作為太陽能電池的功能顯著降低。具體而言， 會(huì)使太陽能電池的開路電壓(Voc)降低，并使轉(zhuǎn)換效率降低。接著，在圖5的(A)和(B)中示出在集成云母基板表面上涂敷 了 8jam厚的作為中間層材料的陶瓷系涂料后的表面形狀的測(cè)定結(jié) 果。圖5示出任意2處的測(cè)定結(jié)果。從圖5可知，雖然測(cè)定出了基板 原來具有的較大的起伏，但消除了在集成云母基板的表面形狀測(cè)定中 所觀察到的數(shù)微米的范圍內(nèi)產(chǎn)生的5 ~ 6 (a m的最大高低差。因此，才艮 據(jù)圖4和圖5中示出的測(cè)定結(jié)果，中間層的厚度在2nm以上即可， 優(yōu)選為5 ]U m。圖6是表示本發(fā)明的太陽能電池的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的剖視圖。在本例 中，作為基板使用集成云母基板1。集成云母是將粉狀的云母與樹脂 混合在一起并經(jīng)壓延和燒結(jié)而制造的高絕緣性材料。集成云母的耐熱 溫度為600~ 80(TC左右，與現(xiàn)有的太陽能電池中使用的鈉鈣玻璃的耐 熱溫度(500~ 550°C )相比可以耐受高溫。另外，由于氣相硒化處理 中的最佳處理溫度為600°C 700。C，所以在形成黃銅礦型光吸收層時(shí) 也可以在最佳溫度下形成。而且，集成云母具有較高的撓性，因此也 適于以連續(xù)巻帶進(jìn)行生產(chǎn)的情況。在集成云母基板1上形成厚膜的中間層2。該中間層2用于使集成云母基板表面平坦化或平滑化，形成為2~20|am的厚度。該中間 層2由陶瓷系材料構(gòu)成。作為一個(gè)例子，使用鈦為39重量％、氧為 28.8重量％、硅為25.7重量％、碳為2.7重量％、鋁為1.6重量％的涂 料。另外，作為厚膜的中間層2的形成方法，例如通過用毛刷涂敷、 噴涂、絲網(wǎng)印刷、旋轉(zhuǎn)涂敷等形成涂膜并經(jīng)干燥和燒結(jié)工序而形成。 為了使集成云母的表面平坦化，該中間層需要2pm以上的厚度，為 確保形成太陽能電池時(shí)的撓性而設(shè)定為2 0 M m以下。在中間層的形成 中使用的陶瓷材料系涂料將以溶膠-凝膠工藝制成的無機(jī)樹脂作為基 體，并由離子鍵使硅和氧強(qiáng)力結(jié)合，具有1200。C左右的耐熱溫度。因 此，即使在后述的用于形成黃銅礦型光吸收層的氣相硒化處理的理想 處理溫度下也具有足夠的耐熱性。通過在基板表面涂敷陶瓷系材料，可以提高開路電壓(Voc),改 善填充因數(shù)(FF)值，結(jié)果轉(zhuǎn)換效率變高。其原因是以往表面平滑層 和粘合劑層無法跟隨集成云母基板表面的急劇的高低差變化，即氧化 膜、氮化膜沒有進(jìn)入深陷的部分，因而不能改善表面的平滑性。此外，也考慮到通過進(jìn)行多次濺射形成較厚的氧化膜(氮化膜) 而使表面平滑，但在這種情況下，當(dāng)使太陽能電池折曲時(shí)有可能會(huì)使 氧化膜(氮化膜)破裂，損傷下部電極層、光吸收層，因此，將使作 為集成云母基板的優(yōu)點(diǎn)的撓性變差。進(jìn)一步，由于濺射本身的成本高， 因此不適于大批量生產(chǎn)。接著，在中間層2上形成表面平滑層3。作為該表面平滑層3， 可以用SiN或Si02,通過賊射等干法工藝形成。作為^f吏用Si系材料 的理由，可以舉出可使中間層2的表面成為更平滑的面，可以提高基 底的陶瓷系材料的中間層與后述的粘合劑層的粘著性。該表面平滑層 3可以根據(jù)需要形成，也可以省略。在表面平滑層3上，形成粘合劑層4。該粘合劑層4的形成是為 了防止來自基底的云母基板和中間層的雜質(zhì)或組成物的擴(kuò)散并改善 在其上形成的鉬、鵠等金屬電極5與云母基板結(jié)構(gòu)體(包括云母基板粘著性。作為該粘合劑層4的材料優(yōu)選是TiN、 TaN等的氮化物系化合物。該粘合劑層4的厚度，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，為 確保其阻擋性而需要在3000A以上，雖然為了兼顧阻擋性和粘著性越 厚越好，但如超過10000A則容易發(fā)生剝離，因而應(yīng)在8000A以下。在粘合劑層4上，與現(xiàn)有的黃銅礦型太陽能電池同樣地形成各層。 即，首先通過濺射形成用作下部電極的鉬(Mo)電極5，利用激光照 射分割Mo電極5 (第1次劃線)。接著，通過濺射等附著銅(Cu)、銦(In)和鎵(Ga)以形成前 體后，將該前體配置在爐中，通過在H2Se氣的氣氛中進(jìn)行退火的氣 相硒化處理而形成黃銅礦系光吸收層6。此外，在必要的情況下，也 可以在氣相竭化處理之前進(jìn)行添加作為^咸金屬的鈉(Na)的工序。這 是由于通過將Na擴(kuò)散到光吸收層中，光吸收層的微粒(晶粒)生長， 由此能量轉(zhuǎn)換效率變高。光吸收層6是p型半導(dǎo)體層，在該光吸收層上，用濺射或CBD(化 學(xué)浴沉積)等方法形成CdS、 ZnO、 InS等起著n型半導(dǎo)體層的作用 的n型緩沖層7為例如數(shù)百埃米(A)的厚度。此外，可以在該n型 緩沖層7上，根據(jù)需要形成高電阻層8為數(shù)百埃米的厚度。然后，利 用激光照射或金屬針分割光吸收層和緩沖層(第2次劃線)。之后，通過濺射或CBD等形成用作上部電極的ZnOAl等透明電 極(TCO) 9,在其上形成防止反射膜10。進(jìn)一步，利用激光照射或 金屬針等分割防止反射膜、透明電極、粘合劑層和光吸收層(第3次 劃線)。最后，在下部電極層5和上部電極層9上形成引出電極11和 12,從而完成黃銅礦系薄膜太陽能電池。此外，對(duì)于鉬電極5的形成工序以后的工序，通過將CBD等濕 法工藝置換為干法工藝，可以引入從巻帶供給集成云母基板并形成太 陽能電池的"連續(xù)巻帶工藝"。此外，當(dāng)引入連續(xù)巻帶工藝時(shí)，也可 以預(yù)先在集成云母基板上進(jìn)行形成陶瓷系材料的中間層的工序，或 者，也可以將其組合在連續(xù)巻帶工藝中。圖7是表示基于粘合劑層的膜厚變化的轉(zhuǎn)換效率曲線圖，從該曲線圖可知，在沒有粘合劑層的狀態(tài)下，具有中間層的太陽能電池與不具備中間層時(shí)相比，轉(zhuǎn)換效率高出4%左右，在粘合劑層為IOOOA的狀態(tài)下，具有中間層的太陽能電池與不具備中間層時(shí)相比，轉(zhuǎn)換效率高出近7%。因此，可以說由于中間層的存在而提高了粘合劑層的效果。而且 在有中間層的情況下，在膜厚小的階段中表現(xiàn)出粘合劑層的效果。因 此，當(dāng)有中間層時(shí)可以減薄粘合劑層。在圖8中示出對(duì)粘合劑層的膜厚依賴性的進(jìn)一步的驗(yàn)證結(jié)果。圖 8是在集成云母基板上形成作為中間層的陶瓷材料系涂膜并在其與 Mo電極之間形成了粘合劑層的情況下，在氣相硒化處理后用SIMS (Time of Flight Secondary Ion Mass Spectrometry:飛4亍時(shí)間二次離子 質(zhì)譜)法測(cè)定了擴(kuò)散后的雜質(zhì)數(shù)的圖，(a)是用線性刻度示出檢測(cè)計(jì) 數(shù)值的柱形圖，(b)是將(a)的檢測(cè)計(jì)數(shù)值進(jìn)行對(duì)數(shù)表示的柱形圖。從圖8的(a)的柱形圖可知，對(duì)太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率產(chǎn)生影響 的雜質(zhì)元素為鉀(K),以及鉀(K)的擴(kuò)散依賴于粘合劑層的厚度。 另外，從(b)的曲線圖可知，為使鉀(K)的濃度比使用玻璃基板時(shí) 低，需要使粘合劑層的厚度在300nm ( 3000A)以上。
權(quán)利要求
1.一種黃銅礦型太陽能電池，其特征在于包括由云母或含有云母的材料構(gòu)成的基板；形成在上述基板上的厚度為2μm以上20μm以下的含有陶瓷系材料的中間層；層疊在上述中間層上的厚度為3000以上8000以下的氮化物系的粘合劑層；形成在上述粘合劑層上的下部電極層；形成在上述下部層上的由黃銅礦化合物構(gòu)成的p型的光吸收層；形成在上述光吸收層上的n型的緩沖層；以及形成在上述緩沖層上的透明電極層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的黃銅礦型太陽能電池，其特征在于 上述粘合劑層由含有氮化鈦或氮化鉭的膜形成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有較高的轉(zhuǎn)換效率的同時(shí)具有優(yōu)良的撓性的太陽能電池。作為基板(1)采用云母基板或集成云母基板。云母和集成云母具有較高的絕緣性和耐熱溫度，因此可在氣相硒化處理中以最佳的處理溫度進(jìn)行硒化，并能得到較高的轉(zhuǎn)換效率。而且，由于具有優(yōu)良的可撓性能，因此也可以適應(yīng)于大批量生產(chǎn)。另一方面，由于云母和集成云母的表面具有較大的表面粗糙度，如果直接形成黃銅礦系光吸收層(6)，則易于誘發(fā)漏泄因而無法得到較高的轉(zhuǎn)換效率。因此，在本發(fā)明中，使厚度為2μm以上、20μm以下的含有陶瓷系材料的中間層和厚度為3000以上、8000以下的粘合劑層(4)介于云母基板(1)與鉬電極(5)之間。設(shè)置該中間層(2)和粘合劑層(4)。
文檔編號(hào)H01L31/04GK101258610SQ20068003246
公開日2008年9月3日 申請(qǐng)日期2006年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月22日
發(fā)明者米澤諭 申請(qǐng)人:本田技研工業(yè)株式會(huì)社