JP2001044464A - Ｉｂ―ＩＩＩｂ―ＶＩｂ２族化合物半導体層の形成方法、薄膜太陽電池の製造方法 - Google Patents
Ｉｂ―ＩＩＩｂ―ＶＩｂ２族化合物半導体層の形成方法、薄膜太陽電池の製造方法Info
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- JP2001044464A JP2001044464A JP11214058A JP21405899A JP2001044464A JP 2001044464 A JP2001044464 A JP 2001044464A JP 11214058 A JP11214058 A JP 11214058A JP 21405899 A JP21405899 A JP 21405899A JP 2001044464 A JP2001044464 A JP 2001044464A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/541—CuInSe2 material PV cells
Landscapes
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】Ｎａ含有ＣｕＩｎＳ2 層を熱処理法でＭｏ電極
上に形成する際に剥離し難くする。熱処理法で形成され
たＮａ含有ＣｕＩｎＳ2 層を光吸収層として有する薄膜
太陽電池の変換効率を高くする。 【解決手段】先ず、Ｍｏ電極層２上に、Ｉｎ薄膜３、Ｃ
ｕ薄膜４、Ｎａ2 Ｓ薄膜５、ＩｎＳ薄膜６をこの順に成
膜することにより、Ｃｕ−Ｉｎ−Ｎａ層７を形成する。
次に、Ｈ2 Ｓガス雰囲気中で熱処理することにより、Ｎ
ａ含有ＣｕＩｎＳ 2 層８を形成する。ＣｕＩｎＳ2 層８
の表面にＮａＩｎＳ2 相９が生じるが、太陽電池を形成
する場合には、この上に溶液成長法でＣｄＳ層を形成す
ることにより、ＮａＩｎＳ2 相９を除去する。この方法
によれば、Ｎａ2 Ｓ薄膜５をＩｎ薄膜３の直上に成膜す
る従来例よりも、得られる太陽電池の変換効率が高くな
り、ＣｕＩｎＳ2 層８の密着性も向上する。
上に形成する際に剥離し難くする。熱処理法で形成され
たＮａ含有ＣｕＩｎＳ2 層を光吸収層として有する薄膜
太陽電池の変換効率を高くする。 【解決手段】先ず、Ｍｏ電極層２上に、Ｉｎ薄膜３、Ｃ
ｕ薄膜４、Ｎａ2 Ｓ薄膜５、ＩｎＳ薄膜６をこの順に成
膜することにより、Ｃｕ−Ｉｎ−Ｎａ層７を形成する。
次に、Ｈ2 Ｓガス雰囲気中で熱処理することにより、Ｎ
ａ含有ＣｕＩｎＳ 2 層８を形成する。ＣｕＩｎＳ2 層８
の表面にＮａＩｎＳ2 相９が生じるが、太陽電池を形成
する場合には、この上に溶液成長法でＣｄＳ層を形成す
ることにより、ＮａＩｎＳ2 相９を除去する。この方法
によれば、Ｎａ2 Ｓ薄膜５をＩｎ薄膜３の直上に成膜す
る従来例よりも、得られる太陽電池の変換効率が高くな
り、ＣｕＩｎＳ2 層８の密着性も向上する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｉａ族元素を含む
Ｉｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2 族化合物半導体層の形成方法
と、この半導体層を光吸収層として備えた薄膜太陽電池
の製造方法に関する。
Ｉｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2 族化合物半導体層の形成方法
と、この半導体層を光吸収層として備えた薄膜太陽電池
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｉｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2 族化合物半導
体（特に、ＣｕＩｎＳｅ2 、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓ
ｅ2 、あるいはＣｕＩｎＳ2 を母材としたｐ型半導体）
を光吸収層として備えた薄膜太陽電池は、高い変換効率
が得られることから実用化が期待されている。近年、こ
のＩｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2 族化合物半導体層にアルカ
リ金属（Ｉａ族元素）、例えばＮａを添加することによ
り、薄膜太陽電池の変換効率を高くできることが見出さ
れ、盛んに研究が進められている。
体（特に、ＣｕＩｎＳｅ2 、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓ
ｅ2 、あるいはＣｕＩｎＳ2 を母材としたｐ型半導体）
を光吸収層として備えた薄膜太陽電池は、高い変換効率
が得られることから実用化が期待されている。近年、こ
のＩｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2 族化合物半導体層にアルカ
リ金属（Ｉａ族元素）、例えばＮａを添加することによ
り、薄膜太陽電池の変換効率を高くできることが見出さ
れ、盛んに研究が進められている。
【０００３】Ｉｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2 族化合物半導体
を薄膜太陽電池の光吸収層として形成する方法には、真
空蒸着法と熱処理法がある。真空蒸着法では、真空中で
蒸発させた各構成元素を、加熱された基板上に同時に堆
積する。熱処理法では、Ｉｂ族元素とＩＩＩｂ族元素を
含む層（合金薄膜または積層薄膜）をスパッタリング法
等で基板上に堆積した後に、ＶＩｂ族元素を含む雰囲気
中で熱処理するか、Ｉｂ族元素とＩＩＩｂ族元素とＶＩ
ｂ族元素を含む層をスパッタリング法等で基板上に堆積
した後に、不活性ガス雰囲気または真空中で熱処理す
る。熱処理法は、ＶＩｂ族元素がＳｅの場合はセレン化
法、Ｓの場合は硫化法と称されている。
を薄膜太陽電池の光吸収層として形成する方法には、真
空蒸着法と熱処理法がある。真空蒸着法では、真空中で
蒸発させた各構成元素を、加熱された基板上に同時に堆
積する。熱処理法では、Ｉｂ族元素とＩＩＩｂ族元素を
含む層（合金薄膜または積層薄膜）をスパッタリング法
等で基板上に堆積した後に、ＶＩｂ族元素を含む雰囲気
中で熱処理するか、Ｉｂ族元素とＩＩＩｂ族元素とＶＩ
ｂ族元素を含む層をスパッタリング法等で基板上に堆積
した後に、不活性ガス雰囲気または真空中で熱処理す
る。熱処理法は、ＶＩｂ族元素がＳｅの場合はセレン化
法、Ｓの場合は硫化法と称されている。
【０００４】これらの方法のうち熱処理法は、真空蒸着
法よりも量産性の点で有利である。したがって、アルカ
リ金属を含有するＩｂ−ＩＩＩｂ―ＶＩｂ2 族化合物半
導体層を光吸収層として備えた薄膜太陽電池を低コスト
で大量生産するためには、この半導体層を熱処理法で形
成することが好ましい。そのため、アルカリ金属を含有
するＩｂ−ＩＩＩｂ―ＶＩｂ2 族化合物半導体層の形成
に適した熱処理法の開発が望まれている。
法よりも量産性の点で有利である。したがって、アルカ
リ金属を含有するＩｂ−ＩＩＩｂ―ＶＩｂ2 族化合物半
導体層を光吸収層として備えた薄膜太陽電池を低コスト
で大量生産するためには、この半導体層を熱処理法で形
成することが好ましい。そのため、アルカリ金属を含有
するＩｂ−ＩＩＩｂ―ＶＩｂ2 族化合物半導体層の形成
に適した熱処理法の開発が望まれている。
【０００５】アルカリ金属を含有するＩｂ−ＩＩＩｂ―
ＶＩｂ2 族化合物半導体層を熱処理法で形成した従来例
について以下に述べる。第１従来例としては、Ｍａｔｅ
ｒｉａ１ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ
（１９９６）Ｓｐｒｉｎｇ Ｍｅｅｔｉｎｇで報告され
た方法が挙げられる。この方法は、Ｍｏ電極上にＮａを
含むＣｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ2 層を形成する方法であっ
て、Ｍｏ電極上に先ずＮａ化合物層を形成し、その上
に、Ｃｕ薄膜，Ｉｎ薄膜，Ｇａ薄膜，およびＳｅ薄膜を
この順に成膜した後、不活性ガス雰囲気または真空中で
熱処理を行う。この方法で形成された光吸収層を有する
薄膜太陽電池は、Ｎａ化合物層の形成を行わない以外は
同じ方法で形成された光吸収層を有する薄膜太陽電池よ
りも高い変換効率が得られる。
ＶＩｂ2 族化合物半導体層を熱処理法で形成した従来例
について以下に述べる。第１従来例としては、Ｍａｔｅ
ｒｉａ１ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ
（１９９６）Ｓｐｒｉｎｇ Ｍｅｅｔｉｎｇで報告され
た方法が挙げられる。この方法は、Ｍｏ電極上にＮａを
含むＣｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ2 層を形成する方法であっ
て、Ｍｏ電極上に先ずＮａ化合物層を形成し、その上
に、Ｃｕ薄膜，Ｉｎ薄膜，Ｇａ薄膜，およびＳｅ薄膜を
この順に成膜した後、不活性ガス雰囲気または真空中で
熱処理を行う。この方法で形成された光吸収層を有する
薄膜太陽電池は、Ｎａ化合物層の形成を行わない以外は
同じ方法で形成された光吸収層を有する薄膜太陽電池よ
りも高い変換効率が得られる。
【０００６】しかしながら、この方法で形成された光吸
収層を有する薄膜太陽電池には、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓ
ｅ2 層とＭｏ電極層との間に剥離が生じ易いという問題
がある。そのため、この方法は、薄膜太陽電池の量産化
のために有効な方法とは言い難い。第２従来例として
は、Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ．３７
（１９９８）ｐｐ．Ｌ１３７０に、Ｍｏ電極上にＮａを
含むＣｕＩｎＳ2 層を形成する方法として、Ｍｏ電極上
に先ず薄いＩｎ層を形成し、その上にＮａ化合物層を形
成した後、Ｃｕ薄膜およびＩｎＳ薄膜をこの順に成膜し
た後、Ｈ2 Ｓ雰囲気中で熱処理する方法が報告されてい
る。
収層を有する薄膜太陽電池には、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓ
ｅ2 層とＭｏ電極層との間に剥離が生じ易いという問題
がある。そのため、この方法は、薄膜太陽電池の量産化
のために有効な方法とは言い難い。第２従来例として
は、Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ．３７
（１９９８）ｐｐ．Ｌ１３７０に、Ｍｏ電極上にＮａを
含むＣｕＩｎＳ2 層を形成する方法として、Ｍｏ電極上
に先ず薄いＩｎ層を形成し、その上にＮａ化合物層を形
成した後、Ｃｕ薄膜およびＩｎＳ薄膜をこの順に成膜し
た後、Ｈ2 Ｓ雰囲気中で熱処理する方法が報告されてい
る。
【０００７】この方法で形成された光吸収層を有する薄
膜太陽電池の変換効率は、Ｎａ化合物層の形成を行わな
い以外は同じ方法で形成された光吸収層を有する薄膜太
陽電池よりは高いが、十分に高い値ではない。
膜太陽電池の変換効率は、Ｎａ化合物層の形成を行わな
い以外は同じ方法で形成された光吸収層を有する薄膜太
陽電池よりは高いが、十分に高い値ではない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、光吸
収層形成工程として、アルカリ金属を含むＩｂ−ＩＩＩ
ｂ−ＶＩｂ2 族化合物半導体層を熱処理法で形成する工
程を有する薄膜太陽電池の製造方法において、Ｍｏ等の
金属電極層に対する前記半導体層の密着性が高く、しか
も、十分に高い変換効率が得られる方法を提供すること
にある。
収層形成工程として、アルカリ金属を含むＩｂ−ＩＩＩ
ｂ−ＶＩｂ2 族化合物半導体層を熱処理法で形成する工
程を有する薄膜太陽電池の製造方法において、Ｍｏ等の
金属電極層に対する前記半導体層の密着性が高く、しか
も、十分に高い変換効率が得られる方法を提供すること
にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意検討を重ねた結果、以下の知見を
得て本発明を完成させた。第１従来例でＣｕ（Ｉｎ，Ｇ
ａ）Ｓｅ2 層とＭｏ電極層との間に剥離が起こる原因
は、金属に対する濡れ性の低いＮａ化合物層をＭｏ電極
上に直接形成していることにある。
を解決するために鋭意検討を重ねた結果、以下の知見を
得て本発明を完成させた。第１従来例でＣｕ（Ｉｎ，Ｇ
ａ）Ｓｅ2 層とＭｏ電極層との間に剥離が起こる原因
は、金属に対する濡れ性の低いＮａ化合物層をＭｏ電極
上に直接形成していることにある。
【００１０】第２従来例では、Ｍｏ電極層とＮａ化合物
層との間にＩｎ層が形成されているため、熱処理後にＭ
ｏ電極層とＣｕＩｎＳ2 層との界面に、ＮａＩｎＳ2 等
のＮａ化合物相の偏析が生じる。このＮａ化合物相は高
抵抗の相であるため、Ｍｏ電極層とＣｕＩｎＳ2 層との
間の電気的特性（オーミック性）を劣化させる。その結
果、太陽電池の変換効率が十分に高くならない。このＮ
ａ化合物相は、また、Ｍｏ電極層とＣｕＩｎＳ2 層との
間の密着性を低下させる原因となる。
層との間にＩｎ層が形成されているため、熱処理後にＭ
ｏ電極層とＣｕＩｎＳ2 層との界面に、ＮａＩｎＳ2 等
のＮａ化合物相の偏析が生じる。このＮａ化合物相は高
抵抗の相であるため、Ｍｏ電極層とＣｕＩｎＳ2 層との
間の電気的特性（オーミック性）を劣化させる。その結
果、太陽電池の変換効率が十分に高くならない。このＮ
ａ化合物相は、また、Ｍｏ電極層とＣｕＩｎＳ2 層との
間の密着性を低下させる原因となる。
【００１１】Ｍｏ電極層とＮａ化合物層との間にＩｎ層
を形成した場合でも、Ｉｎ層とＮａ化合物層との間にＣ
ｕ層を設けることにより、熱処理後にＭｏ電極層とＣｕ
ＩｎＳ2 層との界面にＮａＩｎＳ2 相が偏析することを
抑制できる。このような知見に基づき、本発明は、Ｉｂ
族元素（Ｃｕおよび／またはＡｇ）とＩＩＩｂ族元素
（Ａ１，Ｇａ，およびＩｎから選択された少なくとも一
つの元素）とＩａ族元素（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，およびＣｓ
から選択された少なくとも一つの元素）とを少なくとも
含む組成のＩｂ−ＩＩＩｂ−Ｉａ層を、Ｉｂ族元素から
なる薄膜を成膜する工程と、ＩＩＩｂ族元素からなる薄
膜を成膜する工程と、Ｉａ族元素の化合物からなる薄膜
を成膜する工程とを少なくとも有する方法で、導電性基
板（基板上に電極層として金属薄膜が形成されたものを
含む）上に形成した後に、このＩｂ−ＩＩＩｂ−Ｉａ層
を、ＶＩｂ族元素（Ｓ，Ｓｅ，およびＴｅから選択され
た少なくとも一つの元素）を含有する組成のガス雰囲気
中で熱処理することにより、Ｉａ族元素を含むＩｂ−Ｉ
ＩＩｂ−ＶＩｂ2 族化合物半導体層（Ｉｂ−ＩＩＩｂ−
ＶＩｂ2 −Ｉａ層）を導電性基板上に形成する方法にお
いて、前記Ｉｂ−ＩＩＩｂ−Ｉａ層の形成工程で、Ｉａ
族元素の化合物からなる薄膜を、Ｉｂ族元素からなる薄
膜の直上に成膜することを特徴とするＩｂ−ＩＩＩｂ−
ＶＩｂ2 族化合物半導体層の形成方法を提供する。
を形成した場合でも、Ｉｎ層とＮａ化合物層との間にＣ
ｕ層を設けることにより、熱処理後にＭｏ電極層とＣｕ
ＩｎＳ2 層との界面にＮａＩｎＳ2 相が偏析することを
抑制できる。このような知見に基づき、本発明は、Ｉｂ
族元素（Ｃｕおよび／またはＡｇ）とＩＩＩｂ族元素
（Ａ１，Ｇａ，およびＩｎから選択された少なくとも一
つの元素）とＩａ族元素（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，およびＣｓ
から選択された少なくとも一つの元素）とを少なくとも
含む組成のＩｂ−ＩＩＩｂ−Ｉａ層を、Ｉｂ族元素から
なる薄膜を成膜する工程と、ＩＩＩｂ族元素からなる薄
膜を成膜する工程と、Ｉａ族元素の化合物からなる薄膜
を成膜する工程とを少なくとも有する方法で、導電性基
板（基板上に電極層として金属薄膜が形成されたものを
含む）上に形成した後に、このＩｂ−ＩＩＩｂ−Ｉａ層
を、ＶＩｂ族元素（Ｓ，Ｓｅ，およびＴｅから選択され
た少なくとも一つの元素）を含有する組成のガス雰囲気
中で熱処理することにより、Ｉａ族元素を含むＩｂ−Ｉ
ＩＩｂ−ＶＩｂ2 族化合物半導体層（Ｉｂ−ＩＩＩｂ−
ＶＩｂ2 −Ｉａ層）を導電性基板上に形成する方法にお
いて、前記Ｉｂ−ＩＩＩｂ−Ｉａ層の形成工程で、Ｉａ
族元素の化合物からなる薄膜を、Ｉｂ族元素からなる薄
膜の直上に成膜することを特徴とするＩｂ−ＩＩＩｂ−
ＶＩｂ2 族化合物半導体層の形成方法を提供する。
【００１２】この方法によれば、熱処理前のＩｂ−ＩＩ
Ｉｂ−Ｉａ層において、Ｉａ族元素の化合物からなる薄
膜の直下には、ＩＩＩｂ族元素からなる薄膜ではなく、
Ｉｂ族元素からなる薄膜が存在しているため、熱処理後
に導電性基板とＩｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2 −Ｉａ層との
界面に高抵抗の相（ＮａＩｎＳ2 相等）が偏析すること
が抑制される。また、Ｉａ族元素の化合物からなる薄膜
と導電性基板との間には、少なくともＩｂ族元素からな
る薄膜が介在しているため、Ｉａ族元素の化合物からな
る薄膜を導電性基板の直上に成膜した場合よりも、Ｉｂ
−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2 −Ｉａ層の導電性基板に対する密
着性が向上する。
Ｉｂ−Ｉａ層において、Ｉａ族元素の化合物からなる薄
膜の直下には、ＩＩＩｂ族元素からなる薄膜ではなく、
Ｉｂ族元素からなる薄膜が存在しているため、熱処理後
に導電性基板とＩｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2 −Ｉａ層との
界面に高抵抗の相（ＮａＩｎＳ2 相等）が偏析すること
が抑制される。また、Ｉａ族元素の化合物からなる薄膜
と導電性基板との間には、少なくともＩｂ族元素からな
る薄膜が介在しているため、Ｉａ族元素の化合物からな
る薄膜を導電性基板の直上に成膜した場合よりも、Ｉｂ
−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2 −Ｉａ層の導電性基板に対する密
着性が向上する。
【００１３】Ｉａ族元素の化合物からなる薄膜を成膜す
る工程では、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，およびＣｓから選択され
た少なくとも一つの元素の化合物（例えば、酸化物、硫
化物、セレン化物、塩化物等のハロゲン化物）からなる
薄膜を成膜する。薄膜太陽電池の光吸収層として好適な
（高い変換効率が得られる）Ｉｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ 2
−Ｉａ層を得るためには、Ｉａ族元素の化合物からなる
薄膜として、Ｎａ化合物、特にＮａ2 ＳまたはＮａ2 Ｏ
2 からなる薄膜を成膜することが好ましい。
る工程では、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，およびＣｓから選択され
た少なくとも一つの元素の化合物（例えば、酸化物、硫
化物、セレン化物、塩化物等のハロゲン化物）からなる
薄膜を成膜する。薄膜太陽電池の光吸収層として好適な
（高い変換効率が得られる）Ｉｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ 2
−Ｉａ層を得るためには、Ｉａ族元素の化合物からなる
薄膜として、Ｎａ化合物、特にＮａ2 ＳまたはＮａ2 Ｏ
2 からなる薄膜を成膜することが好ましい。
【００１４】本発明のＩｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2 族化合
物半導体層の形成方法において、前記Ｉｂ−ＩＩＩｂ−
Ｉａ層を形成する方法の好ましい形態としては、導電性
基板上に、ＩＩＩｂ族元素からなる薄膜と、Ｉｂ族元素
からなる薄膜と、Ｉａ族元素の化合物からなる薄膜と、
ＩＩＩｂ族元素とＶＩｂ族元素との混合組成の薄膜をこ
の順に積層する方法が挙げられる。
物半導体層の形成方法において、前記Ｉｂ−ＩＩＩｂ−
Ｉａ層を形成する方法の好ましい形態としては、導電性
基板上に、ＩＩＩｂ族元素からなる薄膜と、Ｉｂ族元素
からなる薄膜と、Ｉａ族元素の化合物からなる薄膜と、
ＩＩＩｂ族元素とＶＩｂ族元素との混合組成の薄膜をこ
の順に積層する方法が挙げられる。
【００１５】この方法によれば、熱処理前のＩｂ−ＩＩ
Ｉｂ−Ｉａ層において、導電性基板とＩａ族元素の化合
物からなる薄膜との間にＩＩＩｂ族元素からなる薄膜が
存在するが、このＩＩＩｂ族元素からなる薄膜とＩａ族
元素の化合物からなる薄膜との間にはＩｂ族元素からな
る薄膜が存在しているため、熱処理後に導電性基板とＩ
ｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2 −Ｉａ層との界面に高抵抗の相
（ＮａＩｎＳ2 相等）が偏析することが抑制される。
Ｉｂ−Ｉａ層において、導電性基板とＩａ族元素の化合
物からなる薄膜との間にＩＩＩｂ族元素からなる薄膜が
存在するが、このＩＩＩｂ族元素からなる薄膜とＩａ族
元素の化合物からなる薄膜との間にはＩｂ族元素からな
る薄膜が存在しているため、熱処理後に導電性基板とＩ
ｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2 −Ｉａ層との界面に高抵抗の相
（ＮａＩｎＳ2 相等）が偏析することが抑制される。
【００１６】より具体的には、Ｉｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ
2 族化合物半導体がＣｕＩｎＳ2 である場合、Ｍｏ等の
金属電極層上に、Ｉｎ薄膜、Ｃｕ薄膜、Ｎａ2 Ｓ薄膜、
およびＩｎとＳとを含む組成の薄膜（Ｉｎ−Ｓ膜）をこ
の順に積層することが好ましい。Ｍｏ電極層上のＩｎ薄
膜は、硫化後のＣｕＩｎＳ2 層のＭｏ電極層に対する密
着性を高めるために有効である。表面側のＩｎ−Ｓ膜
は、Ｉｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2 −Ｉａ層の表面の平坦性
を高めるために有効である。
2 族化合物半導体がＣｕＩｎＳ2 である場合、Ｍｏ等の
金属電極層上に、Ｉｎ薄膜、Ｃｕ薄膜、Ｎａ2 Ｓ薄膜、
およびＩｎとＳとを含む組成の薄膜（Ｉｎ−Ｓ膜）をこ
の順に積層することが好ましい。Ｍｏ電極層上のＩｎ薄
膜は、硫化後のＣｕＩｎＳ2 層のＭｏ電極層に対する密
着性を高めるために有効である。表面側のＩｎ−Ｓ膜
は、Ｉｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2 −Ｉａ層の表面の平坦性
を高めるために有効である。
【００１７】また、Ｉｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2 族化合物
半導体のうち、ＶＩｂ族元素がＳであるものはＶＩｂ族
元素がＳｅであるものと比較して、ＮａＩｎＳ2 等のア
ルカリ金属の硫化物がＭｏ電極層付近に安定して形成さ
れ易い。そのため、ＶＩｂ族元素がＳである場合はＶＩ
ｂ族元素がＳｅである場合よりも、熱処理後に導電性基
板とＩｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2 −Ｉａ層との界面に高抵
抗の相（ＮａＩｎＳ2相等）が偏析することを抑制する
効果が特に大きくなる。
半導体のうち、ＶＩｂ族元素がＳであるものはＶＩｂ族
元素がＳｅであるものと比較して、ＮａＩｎＳ2 等のア
ルカリ金属の硫化物がＭｏ電極層付近に安定して形成さ
れ易い。そのため、ＶＩｂ族元素がＳである場合はＶＩ
ｂ族元素がＳｅである場合よりも、熱処理後に導電性基
板とＩｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2 −Ｉａ層との界面に高抵
抗の相（ＮａＩｎＳ2相等）が偏析することを抑制する
効果が特に大きくなる。
【００１８】本発明のＩｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2 族化合
物半導体層の形成方法において、Ｉｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩ
ｂ2 族化合物半導体はＣｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓ2 であり、
ＧａとＩｎとの合計含有量に対するＧａの含有量の比
（Ｇａ／（Ｇａ＋Ｉｎ））が原子比で０より大きく０．
２５未満となるように、前記Ｉｂ−ＩＩＩｂ−Ｉａ層の
成膜と熱処理を行うことが好ましい。この方法により、
Ｉａ族元素を含むＣｕＧａx Ｉｎ(1-x) Ｓ2 （０＜ｘ＜
０．２５）層が得られるが、この層を薄膜太陽電池の光
吸収層とすることにより、薄膜太陽電池の変換効率をよ
り一層高くすることができる。以下にその理由を述べ
る。
物半導体層の形成方法において、Ｉｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩ
ｂ2 族化合物半導体はＣｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓ2 であり、
ＧａとＩｎとの合計含有量に対するＧａの含有量の比
（Ｇａ／（Ｇａ＋Ｉｎ））が原子比で０より大きく０．
２５未満となるように、前記Ｉｂ−ＩＩＩｂ−Ｉａ層の
成膜と熱処理を行うことが好ましい。この方法により、
Ｉａ族元素を含むＣｕＧａx Ｉｎ(1-x) Ｓ2 （０＜ｘ＜
０．２５）層が得られるが、この層を薄膜太陽電池の光
吸収層とすることにより、薄膜太陽電池の変換効率をよ
り一層高くすることができる。以下にその理由を述べ
る。
【００１９】ＣｕＧａx Ｉｎ(1-x) Ｓ2 で表されるＩｂ
−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2 族化合物半導体において、ｘ＝０
であるＣｕＩｎＳ2 のバンドギャップは１．５ｅＶであ
り、ｘ＝１であるＣｕＧａＳ2 のバンドギャップは２．
５ｅｖである。太陽電池に最適なバンドギャップを、太
陽光スペクトルの整合性の観点から求めた値は１．４５
ｅＶである。ｘの値が大きくなるほど、ＣｕＧａx Ｉｎ
(1-x) Ｓ2 のバンドギャップはこの値（１．４５ｅＶ）
から外れていくため、ＣｕＧａx Ｉｎ(1-x) Ｓ 2 を光吸
収層として備えた薄膜太陽電池の変換効率は、理論的に
はｘの値が大きくなるほど低下する傾向にあるはずであ
る。
−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2 族化合物半導体において、ｘ＝０
であるＣｕＩｎＳ2 のバンドギャップは１．５ｅＶであ
り、ｘ＝１であるＣｕＧａＳ2 のバンドギャップは２．
５ｅｖである。太陽電池に最適なバンドギャップを、太
陽光スペクトルの整合性の観点から求めた値は１．４５
ｅＶである。ｘの値が大きくなるほど、ＣｕＧａx Ｉｎ
(1-x) Ｓ2 のバンドギャップはこの値（１．４５ｅＶ）
から外れていくため、ＣｕＧａx Ｉｎ(1-x) Ｓ 2 を光吸
収層として備えた薄膜太陽電池の変換効率は、理論的に
はｘの値が大きくなるほど低下する傾向にあるはずであ
る。
【００２０】しかしながら、上述の方法で得られたＩａ
族元素（Ｎａ等）を含むＣｕＧａxＩｎ(1-x) Ｓ2 層
は、表面側でＧａが少なく基板側でＧａが多い傾斜構造
の組成となり、この傾斜構造に起因して生じる内蔵電界
が、光生成された電子の取り出し効率（電流収集効率）
を向上させる。これにより、Ｉａ族元素を含むＣｕＧａ
x Ｉｎ(1-x) Ｓ2 層を光吸収層として備えた薄膜太陽電
池の変換効率は、ｘ＝０の場合よりも０＜ｘの場合の方
が高くなる。
族元素（Ｎａ等）を含むＣｕＧａxＩｎ(1-x) Ｓ2 層
は、表面側でＧａが少なく基板側でＧａが多い傾斜構造
の組成となり、この傾斜構造に起因して生じる内蔵電界
が、光生成された電子の取り出し効率（電流収集効率）
を向上させる。これにより、Ｉａ族元素を含むＣｕＧａ
x Ｉｎ(1-x) Ｓ2 層を光吸収層として備えた薄膜太陽電
池の変換効率は、ｘ＝０の場合よりも０＜ｘの場合の方
が高くなる。
【００２１】ただし、ｘ≧０．２５の場合には、バンド
ギャップが大きくなり過ぎて、傾斜構造による電流収集
効率向上の効果が打ち消されるため、短絡電流密度が低
下する。その結果、上述のような変換効率の向上が見ら
れない。本発明はまた、Ｉｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2 族化
合物半導体層を光吸収層として備えた薄膜太陽電池の製
造方法において、本発明のＩｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2 族
化合物半導体層の形成方法により、Ｉａ族元素を含むＩ
ｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2族化合物半導体層を導電性基板
上に形成する工程と、この工程で形成された前記半導体
層の表面に存在するＩａ族元素化合物相を除去する工程
とを有することを特徴とする方法を提供する。
ギャップが大きくなり過ぎて、傾斜構造による電流収集
効率向上の効果が打ち消されるため、短絡電流密度が低
下する。その結果、上述のような変換効率の向上が見ら
れない。本発明はまた、Ｉｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2 族化
合物半導体層を光吸収層として備えた薄膜太陽電池の製
造方法において、本発明のＩｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2 族
化合物半導体層の形成方法により、Ｉａ族元素を含むＩ
ｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2族化合物半導体層を導電性基板
上に形成する工程と、この工程で形成された前記半導体
層の表面に存在するＩａ族元素化合物相を除去する工程
とを有することを特徴とする方法を提供する。
【００２２】本発明のＩｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2 族化合
物半導体層の形成方法により、Ｉａ族元素を含むＩｂ−
ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2 族化合物半導体層を、光吸収層とし
て導電性基板上に形成すると、前記半導体層表面に部分
的にＩａ族元素化合物相（例えばＮａＩｎＳ2 相）が偏
析する。この相が太陽電池のｐｎ接合界面に存在する
と、太陽電池の特性が悪化する恐れがあるが、この相を
除去することにより太陽電池の特性の悪化が防止され
る。
物半導体層の形成方法により、Ｉａ族元素を含むＩｂ−
ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2 族化合物半導体層を、光吸収層とし
て導電性基板上に形成すると、前記半導体層表面に部分
的にＩａ族元素化合物相（例えばＮａＩｎＳ2 相）が偏
析する。この相が太陽電池のｐｎ接合界面に存在する
と、太陽電池の特性が悪化する恐れがあるが、この相を
除去することにより太陽電池の特性の悪化が防止され
る。
【００２３】Ｉａ族元素化合物相がＮａＩｎＳ2 相であ
る場合には、本発明の方法によりＩｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩ
ｂ2 −Ｉａ層をｐ型半導体層として電極層（導電性基
板）上に形成し、その上に、ｎ型半導体層として例えば
ＣｄＳ層を形成する際に、溶液成長法による堆積方法を
採用すれば、ｎ型半導体層の形成と同時にＮａＩｎＳ2
相を除去することができる。この方法では、ＣｄＳ成長
用の溶液がアルカリ性であるため、ＣｄＳの堆積が開始
される前にＮａＩｎＳ2 が除去される。
る場合には、本発明の方法によりＩｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩ
ｂ2 −Ｉａ層をｐ型半導体層として電極層（導電性基
板）上に形成し、その上に、ｎ型半導体層として例えば
ＣｄＳ層を形成する際に、溶液成長法による堆積方法を
採用すれば、ｎ型半導体層の形成と同時にＮａＩｎＳ2
相を除去することができる。この方法では、ＣｄＳ成長
用の溶液がアルカリ性であるため、ＣｄＳの堆積が開始
される前にＮａＩｎＳ2 が除去される。
【００２４】この方法でより効果的にＮａＩｎＳ2 相を
除去するためには、溶液のｐＨを１２以上とすることが
好ましい。また、ＣｄＳの溶液成長前に、別の方法でＮ
ａＩｎＳ2 相を除去してもよい。例えば、塩酸（ＨＣｌ
水溶液）にＩｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2 −Ｉａ層の表面を
浸すことにより、ＮａＩｎＳ2 相を除去することができ
る。酸を使用してＮａＩｎＳ2 を除去する方法として
は、ＣｕＩｎＳ2 を溶解せずにＮａＩｎＳ2 のみを選択
的に溶解できるため、塩酸を使用することが最も好まし
い。
除去するためには、溶液のｐＨを１２以上とすることが
好ましい。また、ＣｄＳの溶液成長前に、別の方法でＮ
ａＩｎＳ2 相を除去してもよい。例えば、塩酸（ＨＣｌ
水溶液）にＩｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2 −Ｉａ層の表面を
浸すことにより、ＮａＩｎＳ2 相を除去することができ
る。酸を使用してＮａＩｎＳ2 を除去する方法として
は、ＣｕＩｎＳ2 を溶解せずにＮａＩｎＳ2 のみを選択
的に溶解できるため、塩酸を使用することが最も好まし
い。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て説明する。 ［実施例１］先ず、基板１としては、スパッタリング中
にガラス基板からＮａが拡散することを抑制するため
に、厚さ１．１ｍｍのソーダライムガラス基板の一方の
面にＳｉＯ2 薄膜が成膜されているものを用意した。
て説明する。 ［実施例１］先ず、基板１としては、スパッタリング中
にガラス基板からＮａが拡散することを抑制するため
に、厚さ１．１ｍｍのソーダライムガラス基板の一方の
面にＳｉＯ2 薄膜が成膜されているものを用意した。
【００２６】この基板１のＳｉＯ2 薄膜形成面上に、図
１（ａ）に示すように、下部電極層としてＭｏ薄膜２を
スパッタリング法により形成した。次に、このＭｏ薄膜
２の上に、Ｉｎ薄膜３およびＣｕ薄膜４を、この順に、
Ａｒガス雰囲気中でスパッタリング法により成膜した。
これらのスパッタリングは、ＩｎおよびＣｕの金属ター
ゲットを用い、スパッタリングガス圧８ｍＴｏｒｒの条
件で行った。
１（ａ）に示すように、下部電極層としてＭｏ薄膜２を
スパッタリング法により形成した。次に、このＭｏ薄膜
２の上に、Ｉｎ薄膜３およびＣｕ薄膜４を、この順に、
Ａｒガス雰囲気中でスパッタリング法により成膜した。
これらのスパッタリングは、ＩｎおよびＣｕの金属ター
ゲットを用い、スパッタリングガス圧８ｍＴｏｒｒの条
件で行った。
【００２７】次に、同一チャンバ内で連続して、Ｃｕ薄
膜４の上にＮａ2 Ｓ薄膜５を真空蒸着法により成膜し
た。次に、Ｉｎ−Ｓ薄膜６を、Ｉｎの金属ターゲットを
用い、Ｈ2 Ｓ／Ａｒガス（Ｈ2 Ｓ濃度：７．５ａｔ％）
雰囲気中で、反応性スパッタリングを行うことにより成
膜した。この成膜はＩｎ：Ｓ＝１：１の組成となるよう
にして行った。この場合のスパッタリングガス圧も８ｍ
Ｔｏｒｒとした。なお、全ての薄膜の成膜時に、基板１
の加熱は行わなかった。
膜４の上にＮａ2 Ｓ薄膜５を真空蒸着法により成膜し
た。次に、Ｉｎ−Ｓ薄膜６を、Ｉｎの金属ターゲットを
用い、Ｈ2 Ｓ／Ａｒガス（Ｈ2 Ｓ濃度：７．５ａｔ％）
雰囲気中で、反応性スパッタリングを行うことにより成
膜した。この成膜はＩｎ：Ｓ＝１：１の組成となるよう
にして行った。この場合のスパッタリングガス圧も８ｍ
Ｔｏｒｒとした。なお、全ての薄膜の成膜時に、基板１
の加熱は行わなかった。
【００２８】このようにして、Ｍｏ薄膜２の上に、Ｃｕ
（Ｉｂ族元素）とＩｎ（ＩＩＩｂ族元素）とＮａ（Ｉａ
族元素）とを含む組成のＣｕ−Ｉｎ−Ｎａ層７を形成し
た。なお、このＣｕ−Ｉｎ−Ｎａ層７は、熱処理後のＮ
ａ含有ＣｕＩｎＳ2 層を光吸収層をなすｐ型半導体層と
するために、Ｃｕに対してＩｎが所定量だけ過剰な組成
となるように形成した。
（Ｉｂ族元素）とＩｎ（ＩＩＩｂ族元素）とＮａ（Ｉａ
族元素）とを含む組成のＣｕ−Ｉｎ−Ｎａ層７を形成し
た。なお、このＣｕ−Ｉｎ−Ｎａ層７は、熱処理後のＮ
ａ含有ＣｕＩｎＳ2 層を光吸収層をなすｐ型半導体層と
するために、Ｃｕに対してＩｎが所定量だけ過剰な組成
となるように形成した。
【００２９】次に、このＭｏ薄膜２およびＣｕ−Ｉｎ−
Ｎａ層７が形成された基板１を熱処理炉内に入れ、温
度：５５０℃、圧力：大気圧、雰囲気ガス：Ｈ2 Ｓ濃度
が５ａｔ％であるＨ2 Ｓ／Ａｒガス、保持時間：１時間
の条件で熱処理を行った。これにより、図１（ｂ）に示
すように、基板１のＭｏ薄膜２上に、Ｎａを含有するＣ
ｕＩｎＳ2 層（ｐ型半導体層）８が形成された。また、
このＣｕＩｎＳ2 層８の表面にはＮａＩｎＳ2 相９が偏
析していた。
Ｎａ層７が形成された基板１を熱処理炉内に入れ、温
度：５５０℃、圧力：大気圧、雰囲気ガス：Ｈ2 Ｓ濃度
が５ａｔ％であるＨ2 Ｓ／Ａｒガス、保持時間：１時間
の条件で熱処理を行った。これにより、図１（ｂ）に示
すように、基板１のＭｏ薄膜２上に、Ｎａを含有するＣ
ｕＩｎＳ2 層（ｐ型半導体層）８が形成された。また、
このＣｕＩｎＳ2 層８の表面にはＮａＩｎＳ2 相９が偏
析していた。
【００３０】基板１を１０枚用意し、上述の方法で同様
に、Ｎａを含有するＣｕＩｎＳ2 層８の形成を行ったと
ころ、ＣｕＩｎＳ2 層８がＭｏ薄膜２上から剥離したも
のは１枚もなかった。次に、図２に示すように、このＣ
ｕＩｎＳ2 層８の上に、ＣｄＳ層（ｎ型半導体層）１０
を溶液成長法により形成した。ここでは、１．４×１０
-3ＭのＣｄＩ 2 水溶液、４．０ＭのＮＨ4 ＯＨ水溶液、
０．１４Ｍのチオ尿素（（ＮＨ2 ）2ＣＳ）水溶液を使
用して、以下の手順でＣｄＳの堆積を行った。
に、Ｎａを含有するＣｕＩｎＳ2 層８の形成を行ったと
ころ、ＣｕＩｎＳ2 層８がＭｏ薄膜２上から剥離したも
のは１枚もなかった。次に、図２に示すように、このＣ
ｕＩｎＳ2 層８の上に、ＣｄＳ層（ｎ型半導体層）１０
を溶液成長法により形成した。ここでは、１．４×１０
-3ＭのＣｄＩ 2 水溶液、４．０ＭのＮＨ4 ＯＨ水溶液、
０．１４Ｍのチオ尿素（（ＮＨ2 ）2ＣＳ）水溶液を使
用して、以下の手順でＣｄＳの堆積を行った。
【００３１】先ず、ＣｄＩ2 水溶液とＮＨ4 ＯＨ水溶液
を混合し、この混合溶液（ｐＨ１２．５）中にＣｕＩｎ
Ｓ2 膜８を１０分間浸漬した。これにより、ＣｕＩｎＳ
2 膜８の表面に偏析しているＮａＩｎＳ2 相９が除去さ
れた。次に、この溶液中にさらにチオ尿素水溶液を加え
て混合した後、この溶液の温度を６０℃まで上げること
により、ＣｕＩｎＳ2 層８の上にＣｄＳの堆積層が形成
された。
を混合し、この混合溶液（ｐＨ１２．５）中にＣｕＩｎ
Ｓ2 膜８を１０分間浸漬した。これにより、ＣｕＩｎＳ
2 膜８の表面に偏析しているＮａＩｎＳ2 相９が除去さ
れた。次に、この溶液中にさらにチオ尿素水溶液を加え
て混合した後、この溶液の温度を６０℃まで上げること
により、ＣｕＩｎＳ2 層８の上にＣｄＳの堆積層が形成
された。
【００３２】次に、このＣｄＳ層１０の上に、ｎ型半導
体層であるＺｎＯ薄膜１１、透明電極層である錫添加酸
化インジウム（ＩＴＯ）薄膜１２を、スパッタリング法
により順次形成した。このようにして、図２に示す構成
の薄膜太陽電池素子を作製した。各層の膜厚は、Ｍｏ電
極層２が１μｍ、Ｎａ含有ＣｕＩｎＳ2 層８が２μｍ、
ＣｄＳ層１０が０．０８μｍ、ＺｎＯ層１１が０．０１
μｍ、ＩＴＯ電極層１２が０．５μｍである。
体層であるＺｎＯ薄膜１１、透明電極層である錫添加酸
化インジウム（ＩＴＯ）薄膜１２を、スパッタリング法
により順次形成した。このようにして、図２に示す構成
の薄膜太陽電池素子を作製した。各層の膜厚は、Ｍｏ電
極層２が１μｍ、Ｎａ含有ＣｕＩｎＳ2 層８が２μｍ、
ＣｄＳ層１０が０．０８μｍ、ＺｎＯ層１１が０．０１
μｍ、ＩＴＯ電極層１２が０．５μｍである。
【００３３】この太陽電池素子の変換効率をソーラーシ
ミュレータ（ＡＭ１．５，１００ｍＷ／ｃｍ2 ）で測定
したところ１０．６％であった。 ［実施例２］ＣｄＳ層１０を溶液成長法で形成する際に
使用したＮＨ4 ＯＨ水溶液の濃度を１．０Ｍとすること
により、ＮａＩｎＳ2 相９の除去をｐＨ１１．４の溶液
中で行った。これ以外の点は実施例１と同様にして、図
２に示す構成の薄膜太陽電池素子を作製した。
ミュレータ（ＡＭ１．５，１００ｍＷ／ｃｍ2 ）で測定
したところ１０．６％であった。 ［実施例２］ＣｄＳ層１０を溶液成長法で形成する際に
使用したＮＨ4 ＯＨ水溶液の濃度を１．０Ｍとすること
により、ＮａＩｎＳ2 相９の除去をｐＨ１１．４の溶液
中で行った。これ以外の点は実施例１と同様にして、図
２に示す構成の薄膜太陽電池素子を作製した。
【００３４】この太陽電池素子の変換効率をソーラーシ
ミュレータ（ＡＭ１．５，１００ｍＷ／ｃｍ2 ）で測定
したところ１０．０％であった。 ［比較例１］先ず、実施例１と同じ基板１の上に、図５
（ａ）に示すように、Ｍｏ薄膜２、Ｉｎ薄膜３、Ｎａ2
Ｓ薄膜５、Ｃｕ薄膜４、およびＩｎ−Ｓ薄膜６をこの順
に成膜した。各薄膜の形成は実施例１と同じ条件で行っ
た。
ミュレータ（ＡＭ１．５，１００ｍＷ／ｃｍ2 ）で測定
したところ１０．０％であった。 ［比較例１］先ず、実施例１と同じ基板１の上に、図５
（ａ）に示すように、Ｍｏ薄膜２、Ｉｎ薄膜３、Ｎａ2
Ｓ薄膜５、Ｃｕ薄膜４、およびＩｎ−Ｓ薄膜６をこの順
に成膜した。各薄膜の形成は実施例１と同じ条件で行っ
た。
【００３５】このようにして、Ｍｏ薄膜２の上に、Ｃｕ
（Ｉｂ族元素）とＩｎ（ＩＩＩｂ族元素）とＮａ（Ｉａ
族元素）とを含む組成のＣｕ−Ｉｎ−Ｎａ層７０を形成
した。なお、このＣｕ−Ｉｎ−Ｎａ層７０は、熱処理後
のＮａ含有ＣｕＩｎＳ2 層を光吸収層をなすｐ型半導体
層とするために、Ｃｕに対してＩｎが所定量だけ過剰な
組成となるように形成した。
（Ｉｂ族元素）とＩｎ（ＩＩＩｂ族元素）とＮａ（Ｉａ
族元素）とを含む組成のＣｕ−Ｉｎ−Ｎａ層７０を形成
した。なお、このＣｕ−Ｉｎ−Ｎａ層７０は、熱処理後
のＮａ含有ＣｕＩｎＳ2 層を光吸収層をなすｐ型半導体
層とするために、Ｃｕに対してＩｎが所定量だけ過剰な
組成となるように形成した。
【００３６】次に、このＭｏ薄膜２およびＣｕ−Ｉｎ−
Ｎａ層７０が形成された基板１を熱処理炉内に入れ、実
施例１と同じ条件で熱処理を行った。これにより、図５
（ｂ）に示すように、基板１のＭｏ薄膜２上に、Ｎａを
含有するＣｕＩｎＳ2 層（ｐ型半導体層）８が形成され
た。また、このＣｕＩｎＳ2 層８とＭｏ薄膜２との界面
にはＮａＩｎＳ2 相９が偏析していた。
Ｎａ層７０が形成された基板１を熱処理炉内に入れ、実
施例１と同じ条件で熱処理を行った。これにより、図５
（ｂ）に示すように、基板１のＭｏ薄膜２上に、Ｎａを
含有するＣｕＩｎＳ2 層（ｐ型半導体層）８が形成され
た。また、このＣｕＩｎＳ2 層８とＭｏ薄膜２との界面
にはＮａＩｎＳ2 相９が偏析していた。
【００３７】基板１を１０枚用意し、上述の方法で同様
に、Ｎａを含有するＣｕＩｎＳ2 層８の形成を行ったと
ころ、ＣｕＩｎＳ2 層８がＭｏ薄膜２上から剥離したも
のは１枚もなかったが、部分的な剥がれが見られた。次
に、実施例１と同様にして、このＣｕＩｎＳ2 層８の上
に、ＣｄＳ層１０、ＺｎＯ薄膜１１、およびＩＴＯ薄膜
１２を順次形成することにより、図２に示す構成の薄膜
太陽電池素子を作製した。各層の膜厚も、実施例１と同
じにした。また、この太陽電池素子では、ＮａＩｎＳ2
相９がＣｕＩｎＳ2 層８とＭｏ薄膜２との界面に生じて
いるため、ＣｄＳ層１０の溶液成長法による形成でＮａ
ＩｎＳ 2 相９が除去されることはなく、太陽電池素子内
に残存している。
に、Ｎａを含有するＣｕＩｎＳ2 層８の形成を行ったと
ころ、ＣｕＩｎＳ2 層８がＭｏ薄膜２上から剥離したも
のは１枚もなかったが、部分的な剥がれが見られた。次
に、実施例１と同様にして、このＣｕＩｎＳ2 層８の上
に、ＣｄＳ層１０、ＺｎＯ薄膜１１、およびＩＴＯ薄膜
１２を順次形成することにより、図２に示す構成の薄膜
太陽電池素子を作製した。各層の膜厚も、実施例１と同
じにした。また、この太陽電池素子では、ＮａＩｎＳ2
相９がＣｕＩｎＳ2 層８とＭｏ薄膜２との界面に生じて
いるため、ＣｄＳ層１０の溶液成長法による形成でＮａ
ＩｎＳ 2 相９が除去されることはなく、太陽電池素子内
に残存している。
【００３８】この太陽電池素子の変換効率をソーラーシ
ミュレータ（ＡＭ１．５，１００ｍＷ／ｃｍ2 ）で測定
したところ８．４％であった。また、電流−電圧特性の
測定結果から、この太陽電池素子は、実施例１の太陽電
池素子と比較して曲線因子が悪く、直列抵抗が高いこと
が分かった。 ［比較例２］Ｍｏ薄膜２とＮａ2 Ｓ薄膜５との間にＩｎ
薄膜３を成膜しないで、Ｎａ2 Ｓ薄膜５をＭｏ薄膜２の
直上に形成した。これ以外の点は比較例１と同じ方法
で、Ｃｕ−Ｉｎ−Ｎａ層の形成および熱処理を行うこと
により、Ｎａを含有するＣｕＩｎＳ2 層８を形成した。
ミュレータ（ＡＭ１．５，１００ｍＷ／ｃｍ2 ）で測定
したところ８．４％であった。また、電流−電圧特性の
測定結果から、この太陽電池素子は、実施例１の太陽電
池素子と比較して曲線因子が悪く、直列抵抗が高いこと
が分かった。 ［比較例２］Ｍｏ薄膜２とＮａ2 Ｓ薄膜５との間にＩｎ
薄膜３を成膜しないで、Ｎａ2 Ｓ薄膜５をＭｏ薄膜２の
直上に形成した。これ以外の点は比較例１と同じ方法
で、Ｃｕ−Ｉｎ−Ｎａ層の形成および熱処理を行うこと
により、Ｎａを含有するＣｕＩｎＳ2 層８を形成した。
【００３９】基板１を１０枚用意し、上述の方法で同様
に、Ｎａを含有するＣｕＩｎＳ2 層８の形成を行ったと
ころ、熱処理後にＣｕＩｎＳ2 層８がＭｏ薄膜２上から
剥離したものが３枚あった。次に、実施例１と同様にし
て、このＣｕＩｎＳ2 層８の上に、ＣｄＳ層１０、Ｚｎ
Ｏ薄膜１１、およびＩＴＯ薄膜１２を順次形成すること
により、図２に示す構成の薄膜太陽電池素子を作製し
た。各層の膜厚も実施例１と同じにした。この太陽電池
素子の場合も、比較例１の場合と同様に、ＮａＩｎＳ2
相９がＣｕＩｎＳ2 層８とＭｏ薄膜２との界面に生じて
いるため、ＣｄＳ層１０の溶液成長法による形成でＮａ
ＩｎＳ2 相９が除去されることはなく、太陽電池素子内
に残存している。
に、Ｎａを含有するＣｕＩｎＳ2 層８の形成を行ったと
ころ、熱処理後にＣｕＩｎＳ2 層８がＭｏ薄膜２上から
剥離したものが３枚あった。次に、実施例１と同様にし
て、このＣｕＩｎＳ2 層８の上に、ＣｄＳ層１０、Ｚｎ
Ｏ薄膜１１、およびＩＴＯ薄膜１２を順次形成すること
により、図２に示す構成の薄膜太陽電池素子を作製し
た。各層の膜厚も実施例１と同じにした。この太陽電池
素子の場合も、比較例１の場合と同様に、ＮａＩｎＳ2
相９がＣｕＩｎＳ2 層８とＭｏ薄膜２との界面に生じて
いるため、ＣｄＳ層１０の溶液成長法による形成でＮａ
ＩｎＳ2 相９が除去されることはなく、太陽電池素子内
に残存している。
【００４０】この太陽電池素子の変換効率をソーラーシ
ミュレータ（ＡＭ１．５，１００ｍＷ／ｃｍ2 ）で測定
したところ９．５％であった。 ［実施例３］先ず、実施例１と同じ基板１の上に、図３
に示すように、Ｍｏ薄膜２、Ｉｎ薄膜３、Ｃｕ薄膜４、
Ｎａ2 Ｓ薄膜５、Ｉｎ−Ｓ薄膜６、およびＧａ薄膜１３
をこの順に成膜した。これにより、Ｍｏ薄膜２の上に、
Ｃｕ（Ｉｂ族元素）とＩｎおよびＧａ（ＩＩＩｂ族元
素）とＮａ（Ｉａ族元素）とを含む組成のＣｕ−（Ｉ
ｎ，Ｇａ）−Ｎａ層７１を形成した。
ミュレータ（ＡＭ１．５，１００ｍＷ／ｃｍ2 ）で測定
したところ９．５％であった。 ［実施例３］先ず、実施例１と同じ基板１の上に、図３
に示すように、Ｍｏ薄膜２、Ｉｎ薄膜３、Ｃｕ薄膜４、
Ｎａ2 Ｓ薄膜５、Ｉｎ−Ｓ薄膜６、およびＧａ薄膜１３
をこの順に成膜した。これにより、Ｍｏ薄膜２の上に、
Ｃｕ（Ｉｂ族元素）とＩｎおよびＧａ（ＩＩＩｂ族元
素）とＮａ（Ｉａ族元素）とを含む組成のＣｕ−（Ｉ
ｎ，Ｇａ）−Ｎａ層７１を形成した。
【００４１】Ｇａ薄膜１３以外の各薄膜の形成は実施例
１と同じ条件で行った。Ｇａ薄膜１３の成膜は真空蒸着
法で行い、Ｃｕ−（Ｉｎ，Ｇａ）−Ｎａ層７１内で、Ｇ
ａとＩｎとの合計含有量に対するＧａの含有量の比（Ｇ
ａ／（Ｇａ＋Ｉｎ））が原子比で０．１７になるように
した。このＧａ薄膜１３の成膜時にも基板の加熱は行わ
なかった。
１と同じ条件で行った。Ｇａ薄膜１３の成膜は真空蒸着
法で行い、Ｃｕ−（Ｉｎ，Ｇａ）−Ｎａ層７１内で、Ｇ
ａとＩｎとの合計含有量に対するＧａの含有量の比（Ｇ
ａ／（Ｇａ＋Ｉｎ））が原子比で０．１７になるように
した。このＧａ薄膜１３の成膜時にも基板の加熱は行わ
なかった。
【００４２】また、このＣｕ−（Ｉｎ，Ｇａ）−Ｎａ層
７１も、熱処理後のＮａ含有Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓ2 層
を光吸収層をなすｐ型半導体層とするために、Ｃｕに対
してＧａとＩｎとの合計量が所定量だけ過剰な組成とな
るように形成した。次に、このＭｏ薄膜２およびＣｕ−
（Ｉｎ，Ｇａ）−Ｎａ層７１が形成された基板１を熱処
理炉内に入れ、実施例１と同じ条件で熱処理を行った。
これにより、基板１のＭｏ薄膜２上に、Ｎａを含有する
Ｃｕ（Ｉｎ0.83Ｇａ0.17）Ｓ2 層（ｐ型半導体層）８が
形成された。また、このＣｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓ2 層８の
表面にはＮａＩｎＳ2 相９が偏析していた。
７１も、熱処理後のＮａ含有Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓ2 層
を光吸収層をなすｐ型半導体層とするために、Ｃｕに対
してＧａとＩｎとの合計量が所定量だけ過剰な組成とな
るように形成した。次に、このＭｏ薄膜２およびＣｕ−
（Ｉｎ，Ｇａ）−Ｎａ層７１が形成された基板１を熱処
理炉内に入れ、実施例１と同じ条件で熱処理を行った。
これにより、基板１のＭｏ薄膜２上に、Ｎａを含有する
Ｃｕ（Ｉｎ0.83Ｇａ0.17）Ｓ2 層（ｐ型半導体層）８が
形成された。また、このＣｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓ2 層８の
表面にはＮａＩｎＳ2 相９が偏析していた。
【００４３】このＣｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓ2 層８につい
て、厚さ方向の組成分布をＳＩＭＳ（２次イオン質量分
析）により解析したところ、Ｇａの含有率は表面側で少
なく基板側で多い傾斜構造の組成となっていた。図４
は、ＳＩＭＳによるこのＣｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓ2 層の解
析結果を示すグラフである。このグラフの横軸（スッパ
タ時間）は、このＣｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓ2 層の厚さ方向
の位置（スッパタ時間が長い側が基板側）を示し、縦軸
（カウント数）は、厚さ方向の各位置における各元素の
存在量を示す。
て、厚さ方向の組成分布をＳＩＭＳ（２次イオン質量分
析）により解析したところ、Ｇａの含有率は表面側で少
なく基板側で多い傾斜構造の組成となっていた。図４
は、ＳＩＭＳによるこのＣｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓ2 層の解
析結果を示すグラフである。このグラフの横軸（スッパ
タ時間）は、このＣｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓ2 層の厚さ方向
の位置（スッパタ時間が長い側が基板側）を示し、縦軸
（カウント数）は、厚さ方向の各位置における各元素の
存在量を示す。
【００４４】基板１を１０枚用意し、上述の方法で同様
に、Ｎａを含有するＣｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓ2 層８の形成
を行ったところ、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓ2 層８がＭｏ薄
膜２上から剥離したものは１枚もなかった。次に、実施
例１と同様にして、このＣｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓ2 層８の
上に、ＣｄＳ層１０、ＺｎＯ薄膜１１、およびＩＴＯ薄
膜１２を順次形成することにより、図２に示す構成の薄
膜太陽電池素子を作製した。各層の膜厚も実施例１と同
じにした。
に、Ｎａを含有するＣｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓ2 層８の形成
を行ったところ、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓ2 層８がＭｏ薄
膜２上から剥離したものは１枚もなかった。次に、実施
例１と同様にして、このＣｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓ2 層８の
上に、ＣｄＳ層１０、ＺｎＯ薄膜１１、およびＩＴＯ薄
膜１２を順次形成することにより、図２に示す構成の薄
膜太陽電池素子を作製した。各層の膜厚も実施例１と同
じにした。
【００４５】この太陽電池素子の変換効率をソーラーシ
ミュレータ（ＡＭ１．５，１００ｍＷ／ｃｍ2 ）で測定
したところ１１．８％であった。 ［実施例４］Ｇａ薄膜１３の成膜を、Ｃｕ−（Ｉｎ，Ｇ
ａ）−Ｎａ層７１内で、ＧａとＩｎとの合計含有量に対
するＧａの含有量の比（Ｇａ／（Ｇａ＋Ｉｎ））が原子
比で０．２５になるようにして行った。これ以外の点は
実施例３と同様にして、図２に示す構成の薄膜太陽電池
素子を作製した。このｐ型半導体層８はＮａを含有する
Ｃｕ（Ｉｎ0.75Ｇａ0.25）Ｓ2 層になっている。
ミュレータ（ＡＭ１．５，１００ｍＷ／ｃｍ2 ）で測定
したところ１１．８％であった。 ［実施例４］Ｇａ薄膜１３の成膜を、Ｃｕ−（Ｉｎ，Ｇ
ａ）−Ｎａ層７１内で、ＧａとＩｎとの合計含有量に対
するＧａの含有量の比（Ｇａ／（Ｇａ＋Ｉｎ））が原子
比で０．２５になるようにして行った。これ以外の点は
実施例３と同様にして、図２に示す構成の薄膜太陽電池
素子を作製した。このｐ型半導体層８はＮａを含有する
Ｃｕ（Ｉｎ0.75Ｇａ0.25）Ｓ2 層になっている。
【００４６】この太陽電池素子の変換効率をソーラーシ
ミュレータ（ＡＭ１．５，１００ｍＷ／ｃｍ2 ）で測定
したところ１０．５％であった。これらの実施例および
比較例の結果から以下のことが分かる。実施例１の結果
と比較例１の結果との比較から、Ｎａ2 Ｓ薄膜５を、Ｉ
ｎ薄膜３の直上ではなくＣｕ薄膜４の直上に成膜するこ
とにより、太陽電池の変換効率を高くできることが分か
る。
ミュレータ（ＡＭ１．５，１００ｍＷ／ｃｍ2 ）で測定
したところ１０．５％であった。これらの実施例および
比較例の結果から以下のことが分かる。実施例１の結果
と比較例１の結果との比較から、Ｎａ2 Ｓ薄膜５を、Ｉ
ｎ薄膜３の直上ではなくＣｕ薄膜４の直上に成膜するこ
とにより、太陽電池の変換効率を高くできることが分か
る。
【００４７】実施例１の結果と実施例２の結果との比較
から、ＣｄＳ層１０を溶液成長法で堆積することにより
ＮａＩｎＳ2 相９を除去する場合には、ＣｄＳ成長用の
溶液のｐＨを１２未満とするよりも１２以上にした方
が、太陽電池の変換効率を高くできることが分かる。実
施例３の結果と実施例４の結果との比較から、ｐ型半導
体層をなすＣｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓ2 層８の組成を示す前
記比（Ｇａ／（Ｇａ＋Ｉｎ））が０．１７（０より大き
く０．２５未満である範囲内）である方が、前記比が
０．２５（前記範囲外）である場合よりも、太陽電池の
変換効率を高くできることが分かる。
から、ＣｄＳ層１０を溶液成長法で堆積することにより
ＮａＩｎＳ2 相９を除去する場合には、ＣｄＳ成長用の
溶液のｐＨを１２未満とするよりも１２以上にした方
が、太陽電池の変換効率を高くできることが分かる。実
施例３の結果と実施例４の結果との比較から、ｐ型半導
体層をなすＣｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓ2 層８の組成を示す前
記比（Ｇａ／（Ｇａ＋Ｉｎ））が０．１７（０より大き
く０．２５未満である範囲内）である方が、前記比が
０．２５（前記範囲外）である場合よりも、太陽電池の
変換効率を高くできることが分かる。
【００４８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のＩｂ−Ｉ
ＩＩｂ−ＶＩｂ2 族化合物半導体層の形成方法によれ
ば、熱処理後に導電性基板とＩｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2
−Ｉａ層との界面に高抵抗の相（ＮａＩｎＳ2 相等）が
偏析することが抑制されるとともに、Ｉａ族元素の化合
物からなる薄膜を導電性基板の直上に成膜した場合より
もＩｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2 −Ｉａ層の導電性基板に対
する密着性が向上するため、従来例よりも導電性基板に
対する密着性が高く、薄膜太陽電池の光吸収層とした場
合に十分に高い変換効率が発揮できる、Ｉａ族元素を含
むＩｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2 族化合物半導体層が得られ
る。
ＩＩｂ−ＶＩｂ2 族化合物半導体層の形成方法によれ
ば、熱処理後に導電性基板とＩｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2
−Ｉａ層との界面に高抵抗の相（ＮａＩｎＳ2 相等）が
偏析することが抑制されるとともに、Ｉａ族元素の化合
物からなる薄膜を導電性基板の直上に成膜した場合より
もＩｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2 −Ｉａ層の導電性基板に対
する密着性が向上するため、従来例よりも導電性基板に
対する密着性が高く、薄膜太陽電池の光吸収層とした場
合に十分に高い変換効率が発揮できる、Ｉａ族元素を含
むＩｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2 族化合物半導体層が得られ
る。
【００４９】特に、請求項２の方法によれば、導電性基
板に対する密着性がより一層高く、表面の平坦性も高
い、Ｉａ族元素を含むＩｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2 族化合
物半導体層が得られる。特に、請求項３の方法によれ
ば、この方法で得られるＩｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ 2 族化
合物半導体層（Ｉａ族元素を含むＣｕＧａx Ｉｎ(1-x)
Ｓ2 （０＜ｘ＜０．２５）層）を薄膜太陽電池の光吸収
層とすることにより、薄膜太陽電池の変換効率をより一
層高くすることができる。
板に対する密着性がより一層高く、表面の平坦性も高
い、Ｉａ族元素を含むＩｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2 族化合
物半導体層が得られる。特に、請求項３の方法によれ
ば、この方法で得られるＩｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ 2 族化
合物半導体層（Ｉａ族元素を含むＣｕＧａx Ｉｎ(1-x)
Ｓ2 （０＜ｘ＜０．２５）層）を薄膜太陽電池の光吸収
層とすることにより、薄膜太陽電池の変換効率をより一
層高くすることができる。
【００５０】本発明の薄膜太陽電池の製造方法によれ
ば、Ｉａ族元素を含むＩｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2 族化合
物半導体層の導電性基板（金属電極層等）に対する密着
性が高く、しかも十分に高い変換効率を有する薄膜太陽
電池が得られる。
ば、Ｉａ族元素を含むＩｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2 族化合
物半導体層の導電性基板（金属電極層等）に対する密着
性が高く、しかも十分に高い変換効率を有する薄膜太陽
電池が得られる。
【図１】本発明の方法の一実施形態に相当するＮａ含有
ＣｕＩｎＳ2 層の形成方法を示す図であって、（ａ）は
Ｃｕ−Ｉｎ−Ｎａ層の構成を示す断面図であり、（ｂ）
は、熱処理後に、ＣｕＩｎＳ2 層の表面にＮａＩｎＳ2
相が生じることを示す断面図である。
ＣｕＩｎＳ2 層の形成方法を示す図であって、（ａ）は
Ｃｕ−Ｉｎ−Ｎａ層の構成を示す断面図であり、（ｂ）
は、熱処理後に、ＣｕＩｎＳ2 層の表面にＮａＩｎＳ2
相が生じることを示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態で形成した太陽電池素子の構
成を示す断面図である。
成を示す断面図である。
【図３】実施形態の実施例３および４で形成したＣｕ−
（Ｉｎ，Ｇａ）−Ｎａ層の構成を示す断面図である。
（Ｉｎ，Ｇａ）−Ｎａ層の構成を示す断面図である。
【図４】実施形態の実施例３で形成したＣｕ（Ｉｎ，Ｇ
ａ）Ｓ2 層について、厚さ方向の組成分布をＳＩＭＳ
（２次イオン質量分析）により解析した結果を示すグラ
フである。
ａ）Ｓ2 層について、厚さ方向の組成分布をＳＩＭＳ
（２次イオン質量分析）により解析した結果を示すグラ
フである。
【図５】Ｎａ含有ＣｕＩｎＳ2 層の形成方法の従来例
（実施形態で挙げた比較例）を示す図であって、（ａ）
はＣｕ−Ｉｎ−Ｎａ層の構成を示す断面図であり、
（ｂ）は、熱処理後に、ＣｕＩｎＳ2 層とＭｏ電極層と
の界面にＮａＩｎＳ2 相が生じることを示す断面図であ
る。
（実施形態で挙げた比較例）を示す図であって、（ａ）
はＣｕ−Ｉｎ−Ｎａ層の構成を示す断面図であり、
（ｂ）は、熱処理後に、ＣｕＩｎＳ2 層とＭｏ電極層と
の界面にＮａＩｎＳ2 相が生じることを示す断面図であ
る。
１ 基板 ２ Ｍｏ薄膜（下部電極層） ３ Ｉｎ薄膜（ＩＩＩｂ族元素からなる薄膜） ４ Ｃｕ薄膜（Ｉｂ族元素からなる薄膜） ５ Ｎａ2 Ｓ薄膜（Ｉａ族元素の化合物からなる薄膜） ６ Ｉｎ−Ｓ薄膜（ＩＩＩｂ族元素とＶＩｂ族元素との
混合組成の薄膜） ７ Ｃｕ−Ｉｎ−Ｎａ層（Ｉｂ−ＩＩＩｂ−Ｉａ層） ７０ Ｃｕ−Ｉｎ−Ｎａ層（Ｉｂ−ＩＩＩｂ−Ｉａ層） ７１ Ｃｕ−（Ｉｎ，Ｇａ）−Ｎａ層（Ｉｂ−ＩＩＩｂ
−Ｉａ層） ８ ｐ型半導体層（ＣｕＩｎＳ2 層、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇ
ａ）Ｓ2 層） ９ ＮａＩｎＳ2 相 １０ ＣｄＳ層（ｎ型半導体層） １１ ＺｎＯ薄膜 １２ ＩＴＯ薄膜（透明電極層）
混合組成の薄膜） ７ Ｃｕ−Ｉｎ−Ｎａ層（Ｉｂ−ＩＩＩｂ−Ｉａ層） ７０ Ｃｕ−Ｉｎ−Ｎａ層（Ｉｂ−ＩＩＩｂ−Ｉａ層） ７１ Ｃｕ−（Ｉｎ，Ｇａ）−Ｎａ層（Ｉｂ−ＩＩＩｂ
−Ｉａ層） ８ ｐ型半導体層（ＣｕＩｎＳ2 層、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇ
ａ）Ｓ2 層） ９ ＮａＩｎＳ2 相 １０ ＣｄＳ層（ｎ型半導体層） １１ ＺｎＯ薄膜 １２ ＩＴＯ薄膜（透明電極層）
Claims (4)
- 【請求項１】 Ｉｂ族元素（Ｃｕおよび／またはＡｇ）
とＩＩＩｂ族元素（Ａ１，Ｇａ，およびＩｎから選択さ
れた少なくとも一つの元素）とＩａ族元素（Ｌｉ，Ｎ
ａ，Ｋ，およびＣｓから選択された少なくとも一つの元
素）とを少なくとも含む組成のＩｂ−ＩＩＩｂ−Ｉａ層
を、 Ｉｂ族元素からなる薄膜を成膜する工程と、ＩＩＩｂ族
元素からなる薄膜を成膜する工程と、Ｉａ族元素の化合
物からなる薄膜を成膜する工程とを少なくとも有する方
法で、導電性基板上に形成した後に、 このＩｂ−ＩＩＩｂ−Ｉａ層を、ＶＩｂ族元素（Ｓ，Ｓ
ｅ，およびＴｅから選択された少なくとも一つの元素）
を含有する組成のガス雰囲気中で熱処理することによ
り、Ｉａ族元素を含むＩｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2 族化合
物半導体層を導電性基板上に形成する方法において、 前記Ｉｂ−ＩＩＩｂ−Ｉａ層の形成工程で、Ｉａ族元素
の化合物からなる薄膜を、Ｉｂ族元素からなる薄膜の直
上に成膜することを特徴とするＩｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ
2 族化合物半導体層の形成方法。 - 【請求項２】 請求項１記載のＩｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ
2 族化合物半導体層の形成方法において、 導電性基板上に、ＩＩＩｂ族元素からなる薄膜と、Ｉｂ
族元素からなる薄膜と、Ｉａ族元素の化合物からなる薄
膜と、ＩＩＩｂ族元素とＶＩｂ族元素との混合組成の薄
膜をこの順に積層することにより、前記Ｉｂ−ＩＩＩｂ
−Ｉａ層を形成することを特徴とする方法。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載のＩｂ−
ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2族化合物半導体層の形成方法におい
て、 Ｉｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2 族化合物半導体はＣｕ（Ｉ
ｎ，Ｇａ）Ｓ2 であり、ＧａとＩｎとの合計含有量に対
するＧａの含有量の比（Ｇａ／（Ｇａ＋Ｉｎ））が原子
比で０より大きく０．２５未満となるように、前記Ｉｂ
−ＩＩＩｂ−Ｉａ層の形成と熱処理を行うことを特徴と
する方法。 - 【請求項４】 Ｉｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2 族化合物半導
体層を光吸収層として備えた薄膜太陽電池の製造方法に
おいて、 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の方法で、
Ｉａ族元素を含むＩｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ2 族化合物半
導体層を導電性基板上に形成する工程と、この工程で形
成された前記半導体層の表面に存在するＩａ族元素化合
物相を除去する工程とを有することを特徴とする方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11214058A JP2001044464A (ja) | 1999-07-28 | 1999-07-28 | Ｉｂ―ＩＩＩｂ―ＶＩｂ２族化合物半導体層の形成方法、薄膜太陽電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11214058A JP2001044464A (ja) | 1999-07-28 | 1999-07-28 | Ｉｂ―ＩＩＩｂ―ＶＩｂ２族化合物半導体層の形成方法、薄膜太陽電池の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001044464A true JP2001044464A (ja) | 2001-02-16 |
Family
ID=16649574
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11214058A Withdrawn JP2001044464A (ja) | 1999-07-28 | 1999-07-28 | Ｉｂ―ＩＩＩｂ―ＶＩｂ２族化合物半導体層の形成方法、薄膜太陽電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001044464A (ja) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| FR2826951A1 (fr) * | 2001-07-06 | 2003-01-10 | Univ Nantes | Nouveau compose derive de la variete spinelle de sulfure d'indium, ses procedes de fabrication et ses applications |
| JP2003282908A (ja) * | 2002-03-25 | 2003-10-03 | Honda Motor Co Ltd | 光吸収層の作製方法および装置 |
| WO2005109525A1 (ja) * | 2004-05-11 | 2005-11-17 | Honda Motor Co., Ltd. | カルコパイライト型薄膜太陽電池の製造方法 |
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| JP2010512647A (ja) * | 2006-12-08 | 2010-04-22 | ソロパワー、インコーポレイテッド | Ｉｂｉｉｉａｖｉａ族化合物層のためのドーピング技術 |
| JP2012109559A (ja) * | 2010-10-29 | 2012-06-07 | Kyocera Corp | 光電変換装置 |
| US8309163B2 (en) | 2004-02-19 | 2012-11-13 | Nanosolar, Inc. | High-throughput printing of semiconductor precursor layer by use of chalcogen-containing vapor and inter-metallic material |
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