(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に金属裏面電極層を形成し、
金属裏面電極層上に光吸収層として供されるｐ形の導電性を有する第１の多元化合物半導体薄膜を形成し、
前記第１の多元化合物半導体薄膜上に界面層（バッファー層）として供される透明で高抵抗の混晶化合物半導体薄膜を形成し、
前記混晶化合物半導体薄膜の上に窓層として供されるｎ形の導電性を有し、禁制帯幅が広く且つ透明で導電性を有する第２の酸化物半導体薄膜を形成し、
前記第２の酸化物半導体薄膜上に上部電極層を形成したヘテロ接合薄膜太陽電池の製造方法であって、
前記界面層として供される混晶化合物半導体薄膜は、酸素、イオウ及び水酸基を含む、亜鉛、ガリウム、インジウム、スズ、カドミウムの１つ又はこれらの組み合わせからなる混晶化合物半導体薄膜からなり、
前記界面層の製造方法は、前記基板上に金属裏面電極層及び光吸収層が形成された加工試料の光吸収層として供される第１の多元化合物半導体薄膜上に界面層として供される前記混晶化合物半導体薄膜を強アルカリ性の混合溶液から化学的に成長させるものであり、
前記強アルカリ性の混合溶液は、亜鉛塩、ガリウム塩、インジウム塩、スズ塩、カドミウム塩の１つ又はこれらの組み合わせからなる物質をアンモニア水又は水酸化アンモニウム水に溶解した溶液とイオウ含有塩を純水に溶解した水溶液とを混合した混合溶液であり、
前記混晶化合物半導体薄膜を製膜する際、前記混合溶液中に徐々に形成されるコロイド状物質の形成の程度を前記混合溶液の透明度により検知し、前記混合溶液の使用限度を決定することを特徴とするヘテロ接合薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項２】
前記強アルカリ性の混合溶液の使用限度の下限を、赤色の波長の光、望ましくは、波長６５０ｎｍの単色光を使用して測定した透明度で、７０％乃至５０％とすることを特徴とする請求項１に記載のヘテロ接合薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項３】
前記加工試料を前記混合溶液の透明度が１００％の状態から順次前記混合溶液中に浸漬し、前記混合溶液の透明度が７０％乃至５０％、望ましくは６０％に到達した時点で前記加工試料を混合溶液から引き出すことにより、前記光吸収層上に前記混晶化合物半導体薄膜を膜厚５０乃至１５０ｎｍの範囲で製膜すると共に、後工程である窓層の製膜段階でこの混晶化合物半導体薄膜上にスパッタ法により窓層を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載のヘテロ接合薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項４】
前記加工試料を前記混合溶液の透明度が７５％の状態から順次前記混合溶液中に浸漬し、前記混合溶液の透明度が７０％乃至５０％、望ましくは６０％に到達した時点で前記加工試料を混合溶液から引き出すことにより、前記光吸収層上に前記混晶化合物半導体薄膜を膜厚５乃至８０ｎｍの範囲で製膜すると共に、後工程である窓層の製膜段階でこの混晶化合物半導体薄膜上に有機金属化学的気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）により窓層を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載のヘテロ接合薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項５】
前記強アルカリ性の混合溶液がｐＨ１０〜１３の範囲で前記混晶化合物半導体薄膜を成長させることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１つに記載のヘテロ接合薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項６】
前記混晶化合物半導体薄膜を成長させる強アルカリ性の混合溶液を１００゜Ｃ以下の温度、望ましくは８０〜９０゜Ｃの温度で加熱することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１つに記載のヘテロ接合薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項７】
前記界面層の製造方法が、請求項１乃至６に記載の溶液成長法により成長させた前記混晶化合物半導体薄膜を製膜した後、乾燥を目的に該混晶化合物半導体薄膜を加熱する請求項１乃至６の何れか１つに記載のヘテロ接合薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項８】
前記混晶化合物半導体薄膜を加熱乾燥する温度が、１００〜２５０゜Ｃ、望ましくは１５０〜２００゜Ｃであることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１つに記載のヘテロ接合薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項９】
前記界面層として供される前記混晶化合物半導体薄膜が、硫酸亜鉛、塩化亜鉛、炭酸亜鉛又は酢酸亜鉛の亜鉛塩のうちの何れか１つから形成される請求項１乃至８の何れか１つに記載のヘテロ接合薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項１０】
前記界面層として供される前記混晶化合物半導体薄膜を形成するためのイオウ含有塩が、チオアセトアミド、チオリア、チオセミカルバジド、チオウレタン、ジエチルアミン、トリエタノールアミンの何れか１つである１乃至８の何れか１つに記載のヘテロ接合薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項１１】
前記界面層として供される前記混晶化合物半導体薄膜は、酸素、イオウ及び水酸基を含むZn(O,OH,S)X 、ZnGa(O,OH,S)X 、ZnIn(O,OH,S)X 、Sn(O,OH,S)X 、Cd(O,OH,S)X 、CdZn(O,OH,S)X 、ZnSn(O,OH,S)X 、In(O,OH,S)X 、Ga(O,OH,S)X 、InGa(O,OH,S)X の何れか１つ又はこれらの何れかの組み合わせからなることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１つに記載のヘテロ接合薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項１２】
前記光吸収層として供される前記第１の多元化合物半導体薄膜が、二セレン化銅インジウム（CuInSe2 ）、二セレン化銅インジウム・ガリウム（Cu(InGa)Se2）、二セレン・イオウ化銅インジウム・ガリウム（Cu(InGa)(SSe)2）又は薄膜の二セレン・イオウ化銅インジウム・ガリウム（Cu(InGa)(SSe)2）（ＣＩＧＳＳ）の層を表面層として有する二セレン化銅インジウム・ガリウム（Cu(InGa)Se2）（ＣＩＧＳ）である請求項１乃至１１の何れか１つに記載のヘテロ接合薄膜太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はヘテロ接合薄膜太陽電池の界面層（バッファー層）の製膜方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境問題等により、太陽電池を構成する材料からカドミウムのような毒性を有するものを原則、排除する技術が積極的に提案且つ実施されている。前記ヘテロ接合薄膜太陽電池１は光吸収層（ｐ形半導体）４と窓層（ｎ形半導体）６との界面に界面層（バッファー層）５が形成されるが、この界面層（バッファー層）５として透明で高抵抗を有するイオウ含有亜鉛混晶化合物半導体薄膜を用いることにより、ＣｄＳのような毒性の高い材料を用いずに、高い変換効率を達成することができる（特開平８−３３０６１４号参照）。前記界面層（バッファー層）５としてのイオウ含有亜鉛混晶化合物半導体薄膜の製造方法は、水酸化アンモニウム水（又はアンモニア水）をｐＨ調整剤として酢酸亜鉛を溶解することにより、水酸化アンモニウム水（又はアンモニア水）と酢酸亜鉛との間でアンモニウム亜鉛錯塩を形成する溶液と、純水にイオウ含有塩を溶解した水溶液とを混合した強アルカリ性溶液を調整し、この強アルカリ性溶液を８０〜９０゜Ｃに加熱して、光吸収層（ｐ形半導体）４上にイオウ含有亜鉛混晶化合物半導体薄膜を成長させる溶液成長法を採用している。
【０００３】
しかし、前記溶液成長法によりイオウ含有亜鉛混晶化合物半導体薄膜を形成する場合、時間の経過と共に、化学反応により強アルカリ性溶液中にコロイド状の物質が徐々に形成し、このコロイド状の物質を含んだ界面層（バッファー層）においては膜質の劣化や被覆性の低下が発生したり、光吸収層との接合特性が低下するという問題があった。そして、これまで、界面層（バッファー層）を製膜する溶液の状態をその場で測定したり、溶液の使用限度を評価するような製造工程の運転管理についての議論又は試みはなされていなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記問題点を解決するもので、本発明の目的は、薄膜太陽電池の界面層を製膜する際に、界面層を製膜するための前記強アルカリ性の混合溶液中にコロイド状の物質を含まないように制御・管理することで、界面層の膜質の劣化、被覆性の低下及び光吸収層との接合特性の低下を防止させると共に、溶液の製膜可能時間を長くすること及び被覆性を向上することで、溶液の交換回数の減少により、製造コストを低減させ、且つ製品の歩留りを向上させることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基板上に金属裏面電極層を形成し、金属裏面電極層上に光吸収層として供されるｐ形の導電性を有する第１の多元化合物半導体薄膜を形成し、前記第１の多元化合物半導体薄膜上に界面層（バッファー層）として供される透明で高抵抗の混晶化合物半導体薄膜を形成し、前記混晶化合物半導体薄膜の上に窓層として供されるｎ形の導電性を有し、禁制帯幅が広く且つ透明で導電性を有する第２の酸化物半導体薄膜を形成し、前記第２の酸化物半導体薄膜上に上部電極層を形成したヘテロ接合薄膜太陽電池の製造方法であって、前記界面層として供される混晶化合物半導体薄膜は、酸素、イオウ及び水酸基を含む、亜鉛、ガリウム、インジウム、スズ、カドミウムの１つ又はこれらの組み合わせからなる混晶化合物半導体薄膜からなり、前記界面層の製造方法は、前記基板上に金属裏面電極層及び光吸収層が形成された加工試料の光吸収層として供される第１の多元化合物半導体薄膜上に界面層として供される前記混晶化合物半導体薄膜を強アルカリ性の混合溶液から化学的に成長させるものであり、前記強アルカリ性の混合溶液は、亜鉛塩、ガリウム塩、インジウム塩、スズ塩、カドミウム塩の１つ又はこれらの組み合わせからなる物質をアンモニア水又は水酸化アンモニウム水に溶解した溶液とイオウ含有塩を純水に溶解した水溶液とを混合した混合溶液であり、前記混晶化合物半導体薄膜を製膜する際、前記混合溶液中に徐々に形成されるコロイド状物質の形成の程度を前記混合溶液の透明度により検知し、前記混合溶液の使用限度を決定することを特徴とするヘテロ接合薄膜太陽電池の製造方法である。
【０００６】
本発明は、前記強アルカリ性の混合溶液の使用限度の下限を、赤色の波長の光、望ましくは、波長６５０ｎｍの単色光を使用して測定した透明度で、７０％乃至５０％とするヘテロ接合薄膜太陽電池の製造方法である。
【０００７】
本発明は、前記加工試料を前記混合溶液の透明度が１００％の状態から順次前記混合溶液中に浸漬し、前記混合溶液の透明度が７０％乃至５０％、望ましくは６０％に到達した時点で前記加工試料を混合溶液から引き出すことにより、前記光吸収層上に前記混晶化合物半導体薄膜を膜厚５０乃至１５０ｎｍの範囲で製膜すると共に、後工程である窓層の製膜段階でこの混晶化合物半導体薄膜上にスパッタ法により窓層を形成するヘテロ接合薄膜太陽電池の製造方法である。
【０００８】
本発明は、前記加工試料を前記混合溶液の透明度が７５％の状態から順次前記混合溶液中に浸漬し、前記混合溶液の透明度が７０％乃至５０％、望ましくは６０％に到達した時点で前記加工試料を混合溶液から引き出すことにより、前記光吸収層上に前記混晶化合物半導体薄膜を膜厚５乃至８０ｎｍの範囲で製膜すると共に、後工程である窓層の製膜段階でこの混晶化合物半導体薄膜上に有機金属化学的気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）により窓層を形成するヘテロ接合薄膜太陽電池の製造方法である。
【０００９】
本発明は、前記強アルカリ性の混合溶液がｐＨ１０〜１３の範囲で前記混晶化合物半導体薄膜を成長させるヘテロ接合薄膜太陽電池の製造方法である。
【００１０】
本発明は、前記混晶化合物半導体薄膜を成長させる強アルカリ性の混合溶液を１００゜Ｃ以下の温度、望ましくは８０〜９０゜Ｃの温度で加熱するヘテロ接合薄膜太陽電池の製造方法である。
【００１１】
本発明は、前記界面層の製造方法が、前記溶液成長法により成長させた前記混晶化合物半導体薄膜を製膜した後、乾燥を目的に該混晶化合物半導体薄膜を加熱するヘテロ接合薄膜太陽電池の製造方法である。
【００１２】
本発明は、前記混晶化合物半導体薄膜を加熱乾燥する温度が、１００〜２５０゜Ｃ、望ましくは１５０〜２００゜Ｃであるヘテロ接合薄膜太陽電池の製造方法である。
【００１３】
本発明は、前記界面層として供される前記混晶化合物半導体薄膜が、硫酸亜鉛、塩化亜鉛、炭酸亜鉛又は酢酸亜鉛の亜鉛塩のうちの何れか１つから形成されるヘテロ接合薄膜太陽電池の製造方法である。
【００１４】
本発明は、前記界面層として供される前記混晶化合物半導体薄膜を形成するためのイオウ含有塩が、チオアセトアミド、チオリア、チオセミカルバジド、チオウレタン、ジエチルアミン、トリエタノールアミンの何れか１つであるヘテロ接合薄膜太陽電池の製造方法である。
【００１５】
本発明は、前記界面層として供される前記混晶化合物半導体薄膜は、酸素、イオウ及び水酸基を含むZn(O,OH,S)X 、ZnGa(O,OH,S)X 、ZnIn(O,OH,S)X 、Sn(O,OH,S)X 、Cd(O,OH,S)X 、CdZn(O,OH,S)X 、ZnSn(O,OH,S)X 、In(O,OH,S)X 、Ga(O,OH,S)X 、InGa(O,OH,S)X の何れか１つ又はこれらの何れかの組み合わせからなるヘテロ接合薄膜太陽電池の製造方法である。
【００１６】
本発明は、前記光吸収層として供される前記第１の多元化合物半導体薄膜が、二セレン化銅インジウム（CuInSe2 ）、二セレン化銅インジウム・ガリウム（Cu(InGa)Se2）、二セレン・イオウ化銅インジウム・ガリウム（Cu(InGa)(SSe)2）又は薄膜の二セレン・イオウ化銅インジウム・ガリウム（Cu(InGa)(SSe)2）（ＣＩＧＳＳ）の層を表面層として有する二セレン化銅インジウム・ガリウム（Cu(InGa)Se2）（ＣＩＧＳ）であるヘテロ接合薄膜太陽電池の製造方法である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明はヘテロ接合薄膜太陽電池の界面層（バッフアー層）の製膜方法に関するものであり、薄膜太陽電池Ａの基本構造は、図２に示すように、透明ガラス（青板ガラス）基板Ｂの上に金属裏面電極層Ｃ、光吸収層Ｄ、界面層（バッフアー層）Ｅ、窓層Ｆ及び上部電極Ｇが順次積層された積層構造で、前記金属裏面電極層Ｃは前記ガラス基板Ｂ上に作製される１〜２μの厚さのMo又はTi等の高耐蝕性で高融点の金属であり、光吸収層Ｄはｐ形の導電形を有する厚さ１〜３μのCu-III-VI2族カルコライト薄膜からなる第１の半導体薄膜であり、二セレン化銅インジウム（CuInSe2 ）（以下、ＣＩＳと略称する。）、二セレン化銅インジウム・ガリウム（Cu(InGa)Se2 ）（以下、ＣＩＧＳと略称する。）又は二セレン・イオウ化銅インジウム・ガリウム（Cu(InGa)(SSe)2）（以下、ＣＩＧＳＳと略称する。）の単層若しくは前記ＣＩＧＳの層の表面に薄膜のＣＩＧＳＳの層を表面層として有するものからなり、界面層（バッフアー層）Ｅは前記光吸収層Ｄと窓層Ｆの間の界面に形成される透明で高抵抗の亜鉛混晶化合物半導体薄膜からなる。
【００１８】
前記光吸収層Ｄと窓層Ｆとにより、太陽電池の光起電力効果を発生させるためにｐｎ接合を形成するが、光吸収層（ｐ形）Ｄの表面部分は、Cu、Se等の含有率が高く半金属の性質を有する低抵抗部分が残存するため、光吸収層Ｄと窓層Ｆとの間で完全に絶縁されたｐｎ接合を形成することができない。前記光吸収層（ｐ形）Ｄの表面部分の低抵抗部分を被覆することで良好なｐｎ接合を形成するために、光吸収層（ｐ形）Ｄの上に透明で且つ高抵抗の亜鉛混晶化合物半導体薄膜からなる界面層（バッフアー層）Ｅを形成する。
【００１９】
窓層Ｆはｎ形の導電形を有する禁制帯幅が広く且つ透明で導電性を有する厚さ0.5 〜３μの酸化亜鉛からなる第２の酸化物半導体透明導電膜薄膜である。
【００２０】
また、太陽光が光吸収層４に到達し易くするために、光吸収層Ｄの上に形成される界面層（バッフアー層）Ｅ及び窓層Ｆを透明度の高い材料とする。
【００２１】
本発明の薄膜太陽電池の界面層（バッファー層）の製造方法の詳細を以下に示す。
図１に示すように、溶液成長槽２には、アンモニア水又は水酸化アンモニウム水をpH調整剤とし、酢酸亜鉛を溶融することで酢酸亜鉛との間でアンモニウム亜鉛錯塩を形成した溶液▲１▼とイオウ含有塩を純水で溶解した水溶液▲２▼とを混合した強アルカリ性の混合溶液が蓄えられている。そして、前記強アルカリ性の混合溶液に前記薄膜太陽電池Ａの界面層（バッフアー層）Ｅを製膜するための加工試料Ｈを浸す、前記加工試料Ｈは図２（ｂ）に示すように、基板Ｂ上に、金属裏面電極層Ｃ及び光吸収層（ｐ形半導体）Ｄが順次積層されたものである。その結果、光吸収層Ｄが前記強アルカリ性の混合溶液に接触して、光吸収層Ｄ上に透明で高抵抗の酸素、イオウ及び水酸基を含む亜鉛混晶化合物半導体薄膜が化学的に成長する。前記亜鉛混晶化合物半導体薄膜の製膜工程では前記強アルカリ性の混合溶液の温度を８０〜９０゜Ｃの範囲で加熱すると共に、そのｐＨを略ｐＨ１０〜１３の範囲に維持する。
【００２２】
その後、亜鉛混晶化合物半導体薄膜が形成された加工試料を溶液成長槽２から取り出し、前記亜鉛混晶化合物半導体薄膜を大気中又は１〜１００Torrの真空中で、設定温度１００〜２５０゜Ｃ、望ましくは１５０〜２００゜Ｃで１０〜１２０分間アニールして乾燥することにより、前記亜鉛混晶化合物半導体薄膜の水酸化亜鉛が酸化亜鉛に転化して、所望の界面層（バッファー層）が得られる。
【００２３】
前記光吸収層Ｄ上に界面層（バッファー層）として供される亜鉛混晶化合物半導体薄膜を化学的に成長させる際に、前記強アルカリ性の混合溶液は時間の経過と共に化学反応が進行するため、コロイドの生成量が経時的に増加する。その結果、前記混合溶液中のコロイドの増加により混合溶液が縣濁して、混合溶液の透明度の低下現象が生じる。混合溶液中のコロイドの増加により、コロイドを含んだ亜鉛混晶化合物半導体薄膜からなる界面層（バッファー層）が形成され、このようなコロイドを含んだ界面層（バッファー層）は層自体の膜質や被覆性の劣化及び光吸収層との接合特性の低下の原因となる。
【００２４】
本発明は、界面層（バッファー層）として供される亜鉛混晶化合物半導体薄膜の化学的な溶液成長段階で、図１に示すような、界面層成長槽２、混合溶液循環用パイプ２Ａ、透明度モニター用センサー３、循環ポンプ４、溶液透明度監視装置５からなる混合溶液の透明度監視システム１により、強アルカリ性の混合溶液の透明度を測定することにより、混合溶液中のコロイドの生成状態を監視（モニター）し測定し、界面層成長槽２内の混合溶液が１００％の状態からこの混合溶液に順次、加工試料Ｈを浸漬し、混合溶液を１００゜Ｃ、望ましくは、８０〜９０゜Ｃの温度まで加熱し、混合溶液の透明度が徐々に低下して、７０％〜５０％、望ましくは６０％に到達した時点で、界面層（バッファー層）の製造を停止する。なお、図１には図示していないが、混合溶液を加熱するための加熱装置、混合溶液の温度を測定するための温度計、混合溶液のｐＨを測定するためのｐＨ測定器等を設ける必要がある。
【００２５】
図３は、前記加工試料Ｈを強アルカリ性の混合溶液に浸して、界面層（バッファー層）として供される亜鉛混晶化合物半導体薄膜を化学的に成長させた場合の、浸漬時間に対する強アルカリ性の混合溶液の透明度の変化及びその時点で形成された亜鉛混晶化合物半導体薄膜を界面層として用いた薄膜太陽電池の変換効率を示す図である。なお、前記薄膜太陽電池は後工程で所定の乾燥工程、窓層及び上部電極を形成したものである。
【００２６】
透明度が１００％〜６０％程度迄の強アルカリ性の混合溶液で製膜され界面層として供される亜鉛混晶化合物半導体薄膜Ｉ（以下、スパッタ窓層用Ｉ、という。）は、膜厚が５０〜１５０ｎｍの範囲で厚く、膜質も良質であるため、この膜の上に形成する窓層はスパッタ法により製膜する。
【００２７】
透明度が７５％〜５０％程度迄の強アルカリ性の混合溶液で製膜され界面層として供される亜鉛混晶化合物半導体薄膜II（以下、ＭＯＣＶＤ窓層用II、という。）は、膜質が多少劣るので、この膜の上に形成する窓層は有機金属化学的気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）により製膜する。有機金属化学的気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）の場合には、下地層である界面層の膜厚を補充する作用を有するので、膜厚が薄いものでも使用することができる。
【００２８】
図３の測定データから、界面層が前記スパッタ窓層用Ｉからなる薄膜太陽電池の変換効率（■で示す。）は略９％以上を示し、前記ＭＯＣＶＤ窓層用IIからなる薄膜太陽電池の変換効率（●で示す。）は略１１％以上を示しており、強アルカリ性の混合溶液の透明度が６０％程度迄の範囲であれば、窓層を使い分けることにより、薄膜太陽電池の界面層として十分使用可能であることが証明された。
【００２９】
なお、前記図３の測定データから強アルカリ性の混合溶液の透明度が１００％〜６０％程度迄の範囲であってもスパッタ窓層用Ｉの膜厚が一定の厚さに到達していない場合は（○印で囲んだ■で示す。）、変換効率は低く、実用に供することはできない。また、ＭＯＣＶＤ窓層用IIの場合においても、強アルカリ性の混合溶液の透明度が６０％以下の範囲で製膜されたものは、変換効率が低いが、用途等により必要に応じて実用に供することもできる。
【００３０】
以上のように、強アルカリ性の混合溶液により界面層として供される亜鉛混晶化合物半導体薄膜を強アルカリ性の混合溶液の透明度が１００％〜６０％程度迄の範囲で製膜することで、スパッタ窓層用ＩとＭＯＣＶＤ窓層用IIとに使い分けることが可能になり、製品の歩留りを向上することができる。
【００３１】
前記実施例として、界面層として供される混晶化合物半導体薄膜として、亜鉛混晶化合物半導体薄膜を例示したが、混晶化合物半導体薄膜としては、酸素、イオウ及び水酸基を含むZn(O,OH,S)X 、ZnGa(O,OH,S)X 、ZnIn(O,OH,S)X 、Sn(O,OH,S)X 、Cd(O,OH,S)X 、CdZn(O,OH,S)X 、ZnSn(O,OH,S)X 、In(O,OH,S)X 、Ga(O,OH,S)X 、InGa(O,OH,S)X の何れか１つ又はこれらの何れかの組み合わせからからなる物質を用いることができる。その場合の強アルカリ性の混合溶液は、Sn塩、Cd塩、Zn塩、In塩、Ga塩の何れか１つ又はこれらの何れかの組み合わせからなる物質をアンモニア水又は水酸化アンモニウム水に溶解した溶液とイオウ含有塩を純水に溶解した水溶液とを混合した混合溶液を用いる。そして、前記亜鉛混晶化合物半導体薄膜を製膜する場合に、前記混合溶液の透明度を製膜の運転管理パラメータとして、混合溶液の使用限度を決定する。
【００３２】
【発明の効果】
薄膜太陽電池の界面層（バッファー層）を製膜するための混合溶液の使用可能範囲を混合溶液の透明度が１００％〜６０％の範囲に規定することにより、界面層の膜質の劣化や被覆性の低下及び光吸収層との接合特性の低下を防止することができる。同時に、その溶液をスパッタ法による窓層用とＭＯＣＶＤ法による窓層用の界面層の製膜に使い分けることにより、溶液の正味の製膜可能時間を長くすることができ、溶液の交換回数の減少により、製造コストが低減できると共に、製品の歩留りも向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の薄膜太陽電池の界面層（バッファー層）を製造する際の、混合溶液の透明度を測定・監視する透明度監視システムを示す図である。
【図２】（ａ）本発明の薄膜太陽電池の基本構造を示す図（断面図）である。
（ｂ）本発明の薄膜太陽電池の界面層（バッファー層）を製造する際に使用する加工試料Ｈの構造を示す図（断面図）である。
【図３】本発明における加工試料の浸漬時間に対する混合溶液の透明度の変化及び薄膜太陽電池の変換効率の変化を示す図である。
【符号の説明】
Ａ    薄膜太陽電池
Ｂ    基板
Ｃ    金属裏面電極層
Ｄ    光吸収層（ｐ形半導体）
Ｅ    界面層（バッファー層）
Ｆ    窓層（ｎ形半導体）
Ｇ    上部電極又はスクライブライン
Ｈ    加工試料
１    界面層製膜装置（溶液透明度監視システム）
２    溶液成長槽
２Ａ  溶液循環用パイプ
３    透明度測定モニター用センサー
４    循環ポンプ
５    溶液透明度監視装置
【図１】
0004549570.tif 000002
【図２】
0004549570.tif 000003
【図３】
0004549570.tif 000004