專利名稱：太陽電池及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽電池及其制造方法。
背景技術(shù)：
太陽電池將光能變換為電能，根據(jù)所使用的半導體而提出各種類型的構(gòu)成。近年 來，制造工序簡單而能夠期待高的變換效率的CIGS型太陽電池備受矚目。CIGS型太陽電 池例如包括形成于基板之上的第1電極膜、形成于第1電極膜之上的包括化合物半導體 (銅-銦-鎵-硒化合物)層的薄膜、和形成于該薄膜之上的第2電極膜。而且，在去除了 薄膜的一部分的槽內(nèi)形成第2電極膜，電連接第1電極膜與第2電極膜。(例如，參照專利 文獻1)。專利文獻1特開2002-319686號公報可是，在上述的太陽電池中，因為以單個單體電池(cell)所得到的開路電壓低， 所以通過對多個小型單體電池串聯(lián)地進行連接，模塊化而提高電動勢?？墒?，隨著該模塊 化，電流路徑增多(串聯(lián)電阻增加)，所以存在流經(jīng)導電路徑的電流發(fā)生損耗的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明用于解決上述問題的至少一部分所作出，可以作為以下的方式或應用例而 實現(xiàn)。(應用例1)本應用例中的太陽電池特征為具備基板、形成于前述基板之上的下 部電極層、形成于前述下部電極層之上的半導體層、和形成于前述半導體層之上的上部電 極層；前述下部電極層包括第1下部電極層、和第2下部電極層；前述第1下部電極層與前 述第2下部電極層相比，以電阻率較低的材料所形成。依照于該構(gòu)成，則下部電極層包括第1下部電極層與第2下部電極層，第1下部電 極層為電阻率比第2下部電極層低的電極層。如此一來，使下部電極成為2層結(jié)構(gòu)，例如即 使在下部電極層之中一方的第2下部電極層的電阻率比較高的情況下，通過輔助性地組合 電阻率低的第1下部電極層而形成，也能夠降低作為下部電極層整體的電效率。即，能夠降 低下部電極層的薄層(sheet)電阻。由此，能夠降低流經(jīng)太陽電池內(nèi)的電流損耗。(應用例2)上述應用例中的太陽電池特征為前述第1下部電極層通過銀、或以 銀為主成分的化合物而形成于前述基板之上；前述第2下部電極層通過鉬而形成于前述第 1下部電極層之上。依照于該構(gòu)成，則在基板之上，形成由銀、或以銀為主成分的化合物形成的第1下 部電極層；在第1下部電極層之上，形成由鉬形成的第2下部電極層。可是，例如在CIGS型 太陽電池中，使用鉬作為下部電極層的材料。在下部電極層使用鉬的理由如下。CIGS型太 陽電池的半導體層(CIGS)在其制造過程中，通過在下部電極層的鉬之上，形成包括銅-鎵 (Cu-Ga)合金層與銦(In)層的疊層前驅(qū)體(precursor)，并對該疊層前驅(qū)體在硒化氫氣氛 中進行加熱(硒化)，形成半導體層(CIGS)?？墒?，在該硒化處理中，若下部電極層的材料為例如容易與硒形成合金的材料，則進行合金形成的結(jié)果是，在半導體層產(chǎn)生膨脹，由于該 膨脹，有時在半導體層產(chǎn)生裂紋和/或剝離等。因此，采用耐硒性優(yōu)的鉬作為下部電極層的 材料。但是，下部電極層的薄層電阻與鉬的電特性相關(guān)。因此，在本發(fā)明中，形成采用了電 阻率比鉬低的銀或以銀為主成分的化合物的第1下部電極層，并與包含鉬的第2下部電極 層一起構(gòu)成了下部電極層。由此，能夠降低下部電極層的薄層電阻。(應用例3)在上述應用例的太陽電池中，特征為前述第1下部電極層具有凹凸 部。依照于該構(gòu)成，則因為第1下部電極層具有凹凸部，所以入射于太陽電池的光之 中的到達第1下部電極層的光通過凹凸部進行散射，并由半導體層所吸收。即，使光的封閉 效果有所提高。因此，能夠使太陽電池的轉(zhuǎn)換效率提高。(應用例4)上述應用例中的太陽電池特征為前述第1下部電極層為形成于前述 基板之上的以銀或碳為主成分的納米線層；前述第2下部電極層通過鉬而形成于前述第1 下部電極層之上。依照于該構(gòu)成，則通過使以電阻率比鉬低的銀或碳為主成分的納米線層成為第1 下部電極層，并與包含鉬的第2下部電極層一起構(gòu)成下部電極層，能夠降低下部電極層整 體的薄層電阻。(應用例5)在上述應用例的太陽電池中，特征為前述基板為具有透明性的基板； 前述第1下部電極層通過銀或以銀為主成分的化合物而按格子狀或線狀形成于前述基板 之上；前述第2下部電極層為形成于前述第1下部電極層之上及前述基板之上的透明性導 電體。依照于該構(gòu)成，則由于具備例如透明性的基板、和透明性的導電體的下部電極，因 此可以對來自基板面?zhèn)鹊墓膺M行受光。但是，在使下部電極為單一層的情況下，下部電極層 的薄層電阻與透明性導電體的電特性相關(guān)。因此，在本發(fā)明中，采用電阻率比透明性導電體 低的銀、或以銀為主成分的化合物而形成第1下部電極層。而且，與透明性導電體的第2下 部電極層一起構(gòu)成下部電極層。由此，能夠降低下部電極層整體的薄層電阻。進而，因為第 1下部電極層形成為格子狀或線狀，所以不會遮擋光的入射，換言之，則既能夠確保光透射 率，又能使所受光的光到達半導體層。(應用例6)在上述應用例的太陽電池中，特征為前述基板為具有透明性的基板； 前述第1下部電極層是形成于前述基板之上的、以銀或碳為主成分的納米線層；前述第2下 部電極層為形成于前述第1下部電極層之上及前述基板之上的透明性導電體。依照于該構(gòu)成，則通過形成電阻率比透明性導電體低的、以銀或碳為主成分的納 米線層的第1下部電極層，并與包括透明導電體的第2下部電極一起形成下部電極層，能夠 降低下部電極層整體的薄層電阻。進而，通過以確保受光的開口率的方式形成納米線層，能 夠不遮擋光的入射地，使受光的光到達半導體層。(應用例7)上述應用例的太陽電池的制造方法特征為包括在基板之上形成下 部電極層的下部電極層形成工序、在前述下部電極層之上形成半導體層的半導體層形成工 序、和在前述半導體層之上形成上部電極層的上部電極層形成工序；前述下部電極層形成 工序包括在前述基板之上形成第1下部電極層的第1下部電極層形成工序、和在前述第1 下部電極層之上形成第2下部電極層的第2下部電極層形成工序；在前述第1下部電極層形成工序中，形成比前述第2下部電極層的電阻率低的前述第1下部電極層。依照于該構(gòu)成，則在基板之上，形成下部電極層。該下部電極層包括第1下部電極 層與第2下部電極層，在第1下部電極層形成工序中，形成電阻率比第2下部電極層低的電 極層。如此一來，由于將下部電極形成為2層結(jié)構(gòu)，因此例如即使在下部電極層之中的一方 第2下部電極層的電阻率比較高的情況下，也能夠輔助性地組合電阻低的第1下部電極層 而形成，由此能降低作為下部電極層整體的薄層電阻。由此，能夠降低流經(jīng)太陽電池內(nèi)的電 流損耗。


圖1表示第1實施方式中的太陽電池的構(gòu)成，(a)為剖面圖，(b)為局部放大后的 剖面圖。圖2是表示第1實施方式中的太陽電池的制造方法的工序圖。圖3是表示第1實施方式中的太陽電池的制造方法的工序圖。圖4表示第2實施方式中的太陽電池的構(gòu)成，(a)為剖面圖，(b)、(c)為局部剖切 圖。圖5是表示第2實施方式中的太陽電池的制造方法的工序圖。圖6是表示第2實施方式中的太陽電池的制造方法的工序圖。符號的說明l、la...太陽電池，10...基板，11...基底層，12...下部電極層，12a...第1下 部電極層，12b...第2下部電極層，13...半導體層，13a...第1半導體層，13b...第2半 導體層，14...上部電極層，20...凹凸部，31...第1分割槽，32...第2分割槽，33...第3 分割槽，40...單體電池。
具體實施例方式(第1實施方式)以下，關(guān)于將本發(fā)明具體化的第1實施方式按照附圖進行說明。還有，為了使各附 圖中的各構(gòu)件在各附圖中成為可以辨認的程度的大小，按各構(gòu)件使縮小比例不同而圖示。(太陽電池的構(gòu)成)首先，關(guān)于太陽電池的構(gòu)成進行說明。還有，在本實施方式中，關(guān)于CIGS型太陽電 池的構(gòu)成進行說明。圖1表示本實施方式中的太陽電池的構(gòu)成，同圖(a)為剖面圖，(b)為 局部放大后的剖面圖。如示于圖1(a)地，太陽電池1以包括基板10、形成于基板10之上的基底層11、形 成于基底層11之上的下部電極層12、形成于下部電極層12之上的半導體層13、和形成于 半導體層13之上的上部電極層14的單體電池40的集合體所構(gòu)成。相鄰的單體電池40間通過第3分割槽33所分割。并且，下部電極層12通過第1 分割槽31以單體電池40為單位所分割，跨相鄰的單體電池40間地所形成。而且，下部電 極層12與上部電極層14通過第2分割槽32相連接，各單體電池40的上部電極層14與相 鄰的其他單體電池40的下部電極層12相連接，由此使各單體電池40串聯(lián)地連接。如此一 來，通過適當設(shè)定串聯(lián)連接的單體電池40的個數(shù)，可以任意地設(shè)計改變太陽電池1中的預期的電壓。基板10為至少下部電極層12側(cè)表面具有絕緣性的基板。具體地，例如能夠采用 玻璃(青板玻璃等)基板、不銹鋼基板、聚酰亞胺基板、云母基板等?；讓?1為形成于基板10之上的絕緣性層，例如能夠設(shè)置以SiO2 (氧化硅)為主 成分的絕緣層和/或氟化鐵層。該基底層11具有絕緣性，并兼具確保基板10與形成于基 板10之上的下部電極層12的緊密附著性的功能及在基板10為青板玻璃的情況下防止Na 從玻璃基板向下部電極層12擴散的功能。還有，在基板10本身具有上述特性的情況下，能 夠?qū)⒒讓?1進行省略。下部電極層12以第1下部電極層12a與第2下部電極層12b所構(gòu)成。在本實施 方式中，第1下部電極層12a形成于基板10(基底層11)之上，在第1下部電極層12a之上 形成第2下部電極層12b。而且，第1下部電極層12a相比于第2下部電極層12b，以電阻 率低的材料所形成。具體地，在將耐硒化性能優(yōu)良的鉬用于第2下部電極層12b的情況下， 將第1下部電極層12a以電阻率比鉬低的材料例如銀、或包含銅、硅、鎳、錳等的以銀為主成 分的化合物所形成。如此地，通過將電阻率低的材料用于第1下部電極層12a，能夠降低電 流流路中的電阻。從而，第1下部電極層12a也可稱作是具備使作為下部電極層12整體的 薄層電阻降低的輔助性功能的輔助電極層。而且，第1下部電極層12a具備凹凸部20。在本實施方式中，如示于圖1 (b)地， 在第1下部電極層12a的半導體層13方向的表面的基本整面，稠密地形成多個微細的凹凸 部20。凹凸部20具有表面粗糙度為0. 5 μ m以上的凹凸，并形成為例如棱錐形狀、三角槽形 狀、矩形槽形狀、點(dot)形狀、網(wǎng)眼形狀等、或者組合這些形狀所得的形狀。還有，各凹凸 部20的尺寸和/或配置等既可以均勻地設(shè)置、也可以隨機地設(shè)置。通過設(shè)置該凹凸部20， 入射于太陽電池1的光能夠由凹凸部20散射，并以半導體層13吸收散射后的光。由此，能 夠使太陽電池1的轉(zhuǎn)換效率提高。半導體層13以第1半導體層13a與第2半導體層13b所構(gòu)成。第1半導體層13a 形成于下部電極層12之上，為包含銅(Cu)、銦(In)、鎵(Ga)、硒(Se)的ρ型半導體層(CIGS 半導體層)。第2半導體層13b形成于第1半導體層13a之上，為硫化鎘(CdS)、氧化鋅(ZnO)、 硫化銦(InS)等的η型半導體層。上部電極層14為形成于第2半導體層13b之上的透明性電極層，例如為ZnOAl等 的透明電極體(TCO transparent Conducting Oxides，透明導電氧化物)、AZO等。若太陽光等的光入射于如上述地所構(gòu)成的CIGS型太陽電池1，則在半導體層13內(nèi) 產(chǎn)生成對的電子㈠與空穴(+)，并且電子㈠與空穴⑴在P型半導體層(第1半導體 層13a)與η型半導體層(第2半導體層13b)的接合面，電子(-)聚集于η型半導體，空穴 (+)聚集于P型半導體。其結(jié)果是，在η型半導體層與ρ型半導體層之間產(chǎn)生電動勢。在該 狀態(tài)下，通過將外部導線連接于下部電極層12與上部電極層14，能夠?qū)㈦娏魈崛〉酵獠俊?太陽電池的制造方法)接下來，關(guān)于太陽電池的制造方法進行說明。還有，在本實施方式中，關(guān)于CIGS型 太陽電池的制造方法進行說明。圖2及圖3是表示本實施方式中的太陽電池的制造方法的 工序圖。
在圖2(a)的基底層形成工序中，在青板玻璃等玻璃基板10的一方表面形成包含 SiO2的基底層11。包含SiO2的基底層11能夠通過濺射法、CVD法等形成于玻璃基板10。 本基底層11防止Na從青板玻璃基板10向下部電極層12擴散，并兼?zhèn)涮岣咔喟宀ＡЩ?10與下部電極層12的緊密附著力的功能。還有，在玻璃基板10本身具有上述基底層的功 能的情況下，能夠?qū)⒒讓有纬晒ば蜻M行省略。在圖2(b)、(c)的下部電極層形成工序中，在形成有基底層11的玻璃基板10之上 形成下部電極層12。下部電極層形成工序包括第1下部電極層形成工序與第2下部電極層 形成工序，在圖2(b)的第1下部電極層形成工序中，在基底層11之上形成第1下部電極層 12a。接著，在圖2(c)的第2下部電極層形成工序中，在第1下部電極層12a之上形成第2 下部電極層12b。在圖2(b)的第1下部電極層形成工序中，在基底層11之上，采用濺射法、蒸鍍法、 噴墨法、納米印墨法、印刷法等形成將要成為第1下部電極層12a的銀(Ag)。還有，作為第 1下部電極層12a的材料，除了銀之外，也可以采用包含銅、硅、鎳、錳等以銀為主成分的化 合物而形成。進而，在第1下部電極層形成工序中，具有凹凸部20地形成第1下部電極層12a。 凹凸部20具有表面粗糙度為0. 5μ m以上的凹凸，例如形成為棱錐形狀、三角槽形狀、矩形 槽形狀、點形狀、網(wǎng)眼形狀等、或者組合這些形狀所得的形狀。還有，各凹凸部20的尺寸和 /或配置等既可以均勻地形成，也可以隨機地形成。并且，也可以在暫時形成了表面平坦的 第1下部電極層12a之后，通過化學處理和/或機械處理而形成凹凸部20。在圖2(c)的第2下部電極層形成工序中，在第1下部電極層12a之上，通過濺射 法形成將要成為第2下部電極層12b的鉬(Mo)層。由此，形成以第1下部電極層12a與第 2下部電極層12b所構(gòu)成的下部電極層12。在圖2(d)的第1分割工序中，通過激光照射等去除下部電極層12的一部分，在厚 度方向上對下部電極層12進行分割。在通過激光照射等去除了下部電極層12的部分，形 成第1分割槽31。在圖2(e)的第1半導體層形成工序中，首先以濺射法等使銅(Cu)、銦(In)及鎵 (Ga)附著于下部電極層12之上及第1分割槽31內(nèi)，形成前驅(qū)體。然后，在硒化氫氣氛中對 該前驅(qū)體進行加熱(硒化)，形成將要成為第1半導體層13a的ρ型半導體層(CIGS)。在圖3(f)的第2半導體層形成工序中，在第1半導體層13a之上通過CdS、ZnO和 /或InS等形成將要成為第2半導體層13b的η型半導體層。第2半導體層13b能夠通過 濺射法等形成。在圖3(g)的第2分割工序中，通過激光照射和/或金屬探針等，去除半導體層13 的一部分，在厚度方向上對半導體層13進行分割。在通過激光照射等去除了半導體層13 的部分，形成第2分割槽32。在圖3(h)的上部電極層形成工序中，在半導體層13之上形成上部電極層14。例 如，以濺射法等形成將要成為上部電極層的ΑΖ0(摻雜有Al的氧化鋅)等透明電極(TC0)。在圖3(i)的第3分割工序中，通過激光照射和/或金屬探針等，去除上部電極層 14及半導體層13的一部分，在厚度方向上對上部電極層14及半導體層13進行分割。在通 過激光照射等去除了上部電極層14及半導體層13的部分，形成第3分割槽33，由此形成一個單體電池40。通過經(jīng)由上述的工序，形成在同一塊玻璃基板10上串聯(lián)連接多個單體電池40的 CIGS型太陽電池1。從而，依照于上述的第1實施方式，能實現(xiàn)示于以下的效果。(1)在基板10 (基底層11)之上，形成了由第1下部電極層12a與第2下部電極層 12b構(gòu)成的下部電極層12。第2下部電極層12b為包含鉬(Mo)的電極層，第1下部電極層 12a采用電阻率比鉬低的材料(Ag等)而形成了電極層。由此，因為第1下部電極層12a輔 助性地降低電阻率，所以能夠降低作為下部電極層12整體的薄層電阻。由此，可降低流經(jīng) 多個單體電池40的電流的損耗，能夠提供高效率的太陽電池1。(2)在第1下部電極層12a的第1半導體層13a方向的表面，形成有凹凸部20。 由此，因為入射于太陽電池1的光在凹凸部20處進行散射，并由半導體層13吸收散射后的 光，所以能夠使太陽電池1的轉(zhuǎn)換效率提高。(第2實施方式)接下來，關(guān)于第2實施方式按照附圖進行說明。具體地，關(guān)于可以從雙面受光的 CIGS型太陽電池進行說明。還有，各附圖中的各構(gòu)件，為了使之成為可以在各附圖上進行 辨認的程度的大小，按各構(gòu)件使縮小比例不同而圖示，并且，對各構(gòu)件附加(與第1實施方 式)同樣的符號。(太陽電池的構(gòu)成)首先，關(guān)于太陽電池的構(gòu)成進行說明。圖4表示本實施方式中的太陽電池的構(gòu)成， 同圖(a)為剖面圖，(b)、(c)為局部剖切圖。如示于圖4(a)地，太陽電池Ia以包括基板10、形成于基板10之上的基底層11、 形成于基底層11之上的下部電極層12、形成于下部電極層12之上的半導體層13、和形成 于半導體層13之上的上部電極層14的單體電池40的集合體所構(gòu)成。還有，關(guān)于相鄰的單 體電池40間的構(gòu)成及太陽電池Ia的工作方法，因為與第1實施方式相同所以將說明進行省略?；?0為具有透明性的基板，例如為玻璃基板、PET基板、有機類透明基板等。通 過采用具有透明性的基板，可以對來自基板10面的光進行受光。在本實施方式中，具備作 為基板的青板玻璃基板10?；讓?1為形成于青板玻璃基板10之上的絕緣性層，例如是以SiO2 (氧化硅) 為主成分的絕緣層。包含SiO2的基底層11能夠通過濺射法、CVD法等形成于玻璃基板10。 本基底層11防止Na從青板玻璃基板10向下部電極層12擴散，并兼具提高青板玻璃基板 10與下部電極層12的緊密附著力的效果。還有，在青板玻璃基板10本身具有上述特性的 情況下，能夠?qū)⒒讓?1進行省略。下部電極層12以第1下部電極層12a與第2下部電極層12b所構(gòu)成。在本實施 方式中，第1下部電極層12a形成于青板玻璃基板10(基底層11)之上，在第1下部電極層 12a之上形成第2下部電極層12b。第2下部電極層12b為具有透明性的電極層，例如為 AZO(摻雜Al的氧化鋅)等的透明電極(TCO transparent Conducting Oxides，透明導電 氧化物)層。通過形成具有透明性的電極層，能夠使從青板玻璃基板10側(cè)入射進來的光透 射。
并且，第1下部電極層12a相比于第2下部電極層12b，以電阻率低的材料所形成。 具體地，能夠采用電阻率比第2下部電極層12b的透明電極體(TCO)低的材料，例如銀。作 為其他的例，也能夠采用包含銅、硅、鎳、錳等的以銀為主成分的化合物。如此地，通過采用 電阻率低的材料，第1下部電極層12a能夠降低電阻。作為其結(jié)果是，能夠使作為下部電極 層12的薄層電阻降低。從而，第1下部電極層12a也能夠被稱為具備有輔助性地使下部電 極層12的薄層電阻降低的功能的輔助電極層。進而，如示于圖4(b)地，第1下部電極層12a形成為格子狀。用于使從青板玻璃基 板10方向入射進來的光有效地透射。為此優(yōu)選使得用于光進行透射的開口率成為90%以 上地，形成格子狀的第1下部電極層12a。還有，也可以如示于圖4(c)地，形成線狀的第1 下部電極層12a。即使如此，也能夠使從青板玻璃基板10方向入射進來的光進行透射。該 情況下也與上述同樣地，以使得用于光進行透射的開口率成為90%以上的方式形成線狀的 第1下部電極層12a。半導體層13以第1半導體層13a與第2半導體層13b所構(gòu)成。第1半導體層13a 形成于下部電極層12之上，為包含銅(Cu)、銦(In)、鎵(Ga)、硒(Se)的ρ型半導體層(CIGS 半導體層)。第2半導體層13b形成于第1半導體層13a之上，為硫化鎘(CdS)、氧化鋅(ZnO)、 硫化銦(InS)等的η型半導體層。上部電極層14為具有透明性的電極層，例如為AZO(摻雜Al的氧化鋅)等的透明 電極體(TC0 Transparent Conducting Oxides，透明導電氧化物)。在如上述地所構(gòu)成的CIGS型太陽電池Ia中，可以對來自上部電極層14及青板玻 璃基板10側(cè)的雙面的光進行受光。(太陽電池的制造方法)接下來，關(guān)于太陽電池的制造方法進行說明。還有，在本實施方式中，關(guān)于可以從 雙面受光的CIGS型太陽電池的制造方法進行說明。圖5及圖6是表示本實施方式中的太 陽電池的制造方法的工序圖。在圖5(a)的基底層形成工序中，在青板玻璃基板10的一方表面形成包含SiO2的 基底層11。包含SiO2W基底層11能夠通過濺射法、CVD法等形成于玻璃基板10。本基底 層11防止Na從青板玻璃10向下部電極層12擴散，并兼具提高青板玻璃基板10與下部電 極層12的緊密附著力的效果。還有，在青板玻璃基板10本身具有上述基底層效果的情況 下，能夠?qū)⒒讓有纬晒ば蜻M行省略。在圖5(b)、(c)的下部電極層形成工序中，在形成有基底層11的青板玻璃基板10 之上形成下部電極層12。下部電極層形成工序包括第1下部電極層形成工序與第2下部電 極層形成工序，在圖5(b)的第1下部電極層形成工序中，在基底層11之上形成第1下部電 極層12a。接著，在圖5(c)的第2下部電極層形成工序中，在第1下部電極層12a之上形成 第2下部電極層12b。在圖5(b)的第1下部電極層形成工序中，在基底層11之上，采用濺射法、蒸鍍法、 噴墨法、納米印墨法、印刷法等形成將要成為第1下部電極層12a的銀(Ag)。還有，作為其 他第1下部電極層12a的材料，也可以采用包含銅、硅、鎳、錳等的以銀為主成分的化合物而 形成。
進而，在第1下部電極層形成工序中，如示于圖4(b)或(C)地，以形成為格子狀、 或線狀的方式形成第1下部電極層12a。并且，為了確保來自青板玻璃基板10側(cè)的受光率， 使得用于光進行透射的開口率變成90%以上地，形成第1下部電極層12a。在圖5(c)的第2下部電極層形成工序中，在第1下部電極層12a之上，形成具有 透明性的第2下部電極層12b。例如，以濺射法等形成AZO(摻雜Al的氧化鋅)等的透明電 極體(TCO)。由此，形成以第1下部電極層12a與第2下部電極層12b所構(gòu)成的下部電極層 12。在圖5(d)的第1分割工序中，通過激光照射等去除下部電極層12的一部分，在厚 度方向上對下部電極層12進行分割。在通過激光照射等去除了下部電極層12的部分，形 成第1分割槽31。在圖5(e)的第1半導體層形成工序中，首先，以濺射法等使銅(Cu)、銦(In)及鎵 (Ga)附著于下部電極層12之上及第1分割槽31內(nèi)，形成前驅(qū)體。然后，在硒化氫氣氛中對 該前驅(qū)體進行加熱(硒化)，形成將要成為第1半導體層13a的ρ型半導體層(CIGS)。在圖6(f)的第2半導體層形成工序中，在第1半導體層13a之上通過CdS、ZnO和 /或InS等形成將要成為第2半導體層13b的η型半導體層。第2半導體層13b能夠通過 濺射法等形成。在圖6(g)的第2分割工序中，通過激光照射和/或金屬探針等，去除半導體層13 的一部分，在厚度方向上對半導體層13進行分割。在通過激光照射等去除了半導體層13 的部分，形成第2分割槽32。在圖6(h)的上部電極層形成工序中，在半導體層13之上形成上部電極層14。 例如，以濺射法等形成將要成為上部電極層的AZO(摻雜Al的氧化鋅)等的透明電極體 (TCO)。在圖6(i)的第3分割工序中，通過激光照射和/或金屬探針等，去除上部電極層 14及半導體層13的一部分，在厚度方向上對上部電極層14及半導體層13進行分割。在通 過激光照射等去除了上部電極層14及半導體層13的部分，形成第3分割槽33，由此形成一 個單體電池40。通過經(jīng)由上述的工序，串聯(lián)地連接多個單體電池40，形成可以從青板玻璃基板10 側(cè)及上部電極層14側(cè)雙面受光的CIGS型太陽電池la。從而，依照于上述的第2實施方式，則除了第1實施方式的效果之外，還存在示于 以下的效果。(1)在青板玻璃基板10 (基底層11)之上，形成有由第1下部電極層12a與第2下 部電極層12b構(gòu)成的下部電極層12。第2下部電極層12b由透明電極體(TCO)構(gòu)成，第1 下部電極層12a形成了采用電阻率比透明電極體(TCO)低的材料(Ag等)的電極層。由此， 因為第1下部電極層12a輔助性地降低電阻率，所以能夠降低作為下部電極層12整體的薄 層電阻。而且，形成為格子狀、或線狀的第1下部電極層12a。由此，從青板玻璃基板10側(cè) 入射進來的光可高效到達半導體層13。從而，能夠提供可以從雙面受光的高效率的太陽電 池la。還有，并非限定于上述的實施方式，可舉出如以下的變形例。(變形例1)雖然在上述實施方式中，采用銀、或以銀為主成分的化合物而形成了第1下部電極層12a，但是并非限定于此。例如，第1下部電極層12a也可以是以銀、或碳為 主成分的納米線層。還有，在從青板玻璃基板10側(cè)也受光的情況下，為了確保光透射率，使 得用于光進行透射的開口率變成90%以上地形成上述納米線層。即使如此，也能夠得到與 上述同樣的效果。(變形例2)雖然在上述第1實施方式中，在下部電極層12設(shè)置有凹凸部20，但是 例如也可以如示于第2實施方式的圖4(b)、(c)地，通過形成格子狀、或線狀的第1下部電 極層12a而形成凹凸部20。即使如此，也能夠得到與上述同樣的效果。(變形例3)雖然在上述實施方式中，將第1下部電極層12a應用于CIGS型太陽電 池而進行了說明，但是并非限定于此。例如，也可以應用于CIS(銅-銦-硒化合物)型太 陽電池和/或薄膜硅型太陽電池中的電極層的結(jié)構(gòu)。即使如此，也能夠容易地使電極層的 薄層電阻降低。
權(quán)利要求
一種太陽電池，其特征在于，具備基板，形成于前述基板上的下部電極層，形成于前述下部電極層上的半導體層，和形成于前述半導體層上的上部電極層；前述下部電極層包括第1下部電極層和第2下部電極層；前述第1下部電極層，與前述第2下部電極層相比，以電阻率低的材料所構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽電池，其特征在于前述第1下部電極層通過銀或以銀為主成分的化合物形成于前述基板上； 前述第2下部電極層通過鉬形成于前述第1下部電極層上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽電池，其特征在于 前述第1下部電極層具有凹凸部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽電池，其特征在于前述第1下部電極層為形成于前述基板上的、以銀或碳為主成分的納米線層； 前述第2下部電極層通過鉬形成于前述第1下部電極層上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽電池，其特征在于 前述基板為具有透明性的基板；前述第1下部電極層通過銀或以銀為主成分的化合物且按格子狀或線狀形成于前述 基板上；前述第2下部電極層為形成于前述第1下部電極層上及前述基板上的具有透明性的導 電體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽電池，其特征在于 前述基板為具有透明性的基板；前述第1下部電極層為形成于前述基板上的、以銀或碳為主成分的納米線層； 前述第2下部電極層為形成于前述第1下部電極層上及前述基板上的具有透明性的導 電體。
7.一種太陽電池的制造方法，其特征在于包括以下工序 在基板上形成下部電極層的下部電極層形成工序，在前述下部電極層上形成半導體層的半導體層形成工序，和 在前述半導體層上形成上部電極層的上部電極層形成工序；前述下部電極層形成工序包括在前述基板上形成第1下部電極層的第1下部電極層形 成工序、和在前述第1下部電極層上形成第2下部電極層的第2下部電極層形成工序；在前述第1下部電極層形成工序中，形成電阻率比前述第2下部電極層低的前述第1 下部電極層。
全文摘要
本發(fā)明涉及太陽電池及其制造方法。提供高效率的太陽電池。具備基板、形成于前述基板之上的下部電極層、形成于前述下部電極層之上的半導體層、和形成于前述半導體層之上的上部電極層；前述下部電極層以形成于前述基板之上的第1下部電極層、和形成于前述第1下部電極層之上的第2下部電極層所構(gòu)成；前述第1下部電極層相比于前述第2下部電極層，以電阻率較低的材料所形成。
文檔編號H01L31/0224GK101908565SQ20101019645
公開日2010年12月8日 申請日期2010年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月2日
發(fā)明者傅田敦, 齋藤廣美 申請人:精工愛普生株式會社