(57)【要約】本発明は、ＩｎｘＧａｙＳｅｚ（ＩＧＳ）とＣｕｘＳｅｙ（ＣＳ）の化合物ターゲットを利用して、スパッタリング方法で多層構造の前駆体を蒸着し、熱処理することで、材料利用率及び生産性の向上を図り、大面積でも優れた薄膜均一度を有するＣＩＧＳ光吸収層の製造方法を提供することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上部に下部電極層を形成する段階と、
前記下部電極層上に、ＩＩＩｂ族元素及びＳｅからなる化合物ターゲットを利用してスパッタリングすることで、第１前駆体層を形成する段階と、
前記第１前駆体層上に、Ｉｂ族元素及びＳｅからなる化合物ターゲットを利用してスパッタリングすることで、第２前駆体層を形成する段階と、
前記第２前駆体層上に、ＩＩＩｂ族元素及びＳｅからなる化合物ターゲットを利用してスパッタリングすることで、第３前駆体層を形成する段階と、
前記第３前駆体層を形成した後、Ｓｅ雰囲気熱処理工程を実施して、光吸収層を形成する段階と、
前記光吸収層上にバッファー層を形成する段階と、
前記バッファー層上に上部電極層を形成する段階と、を含む、太陽電池の製造方法。
【請求項２】
第１前駆体層を形成する段階、第２前駆体層を形成する段階、及び第３前駆体層を形成する段階は、２０℃〜５００℃の温度範囲で行われる、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項３】
第１前駆体層を形成する段階、第２前駆体層を形成する段階、及び第３前駆体層を形成する段階は、互いに同一又は異なる温度範囲で行われる、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項４】
Ｓｅ雰囲気熱処理工程の後、Ｈ２Ｓを利用した熱処理をさらに実施する、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項５】
第１前駆体層は、Ｇａ／（Ｇａ＋Ｉｎ）組成比が０．２〜０．６である、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項６】
第１前駆体層は、単層又は２層以上の複数層であり、第２前駆体層の厚さ方向に向かってガリウム（Ｇａ）の含有量が減少する、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項７】
第３前駆体層は、Ｇａ／（Ｇａ＋Ｉｎ）組成比が０．２〜０．６である、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項８】
第３前駆体層は、単層又は２層以上の複数層であり、バッファー層の厚さ方向に向かってガリウム（Ｇａ）の含有量が増加する、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項９】
第１前駆体層のガリウム（Ｇａ）の含有量及び第３前駆体層のガリウム（Ｇａ）の含有量の割合が１：１〜３：１である、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１０】
第１前駆体層の厚さ及び第３前駆体層の厚さの割合が１：１〜５：１である、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項に記載の製造方法により製造される、太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池の光吸収層の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境にやさしい代替エネルギーとして太陽電池は、吸収された光子によって生成された電子と正孔を利用することで、光エネルギーを電気エネルギーに変換する装置である。具体的に、太陽電池は、Ｐ（ｐｏｓｉｔｉｖｅ）型半導体とＮ（ｎｅｇａｔｉｖｅ）型半導体を接合したｐ‐ｎ接合構造を有しており、太陽光が入射されると、入射された太陽光が有しているエネルギーによって前記半導体内で正孔（ｈｏｌｅ）及び電子（ｅｌｅｃｔｒｏｎ）が生成され、ｐ‐ｎ接合で発生した電場によって前記正孔（＋）がｐ型半導体側に移動し、前記電子（−）がｎ型半導体側に移動することで電位が発生し、太陽電池が電力を生成することになる。
【０００３】
このような太陽電池は、基板型太陽電池と薄膜型太陽電池とに区分することができる。基板型太陽電池は、シリコンのような半導体物質自体を基板として利用したものであって、主にバルクタイプの結晶質シリコン基板を利用する。このような太陽電池は、効率が高く、安定している利点があるが、コストが高く、吸収層の厚さを薄くすることが困難で、工程が断続的に行われる欠点がある。一方、薄膜型太陽電池は、非晶質シリコン、薄膜多結晶シリコン、二セレン化銅インジウムガリウム（ＣＩＧＳ）、テルル化カドミウム化合物（ＣｄＴｅ）、有機物質などを使用して製造されるものであって、吸収層の厚さを薄くすることができ、基板としてガラス、金属又はプラスチックを利用して連続大量生産が可能であることから経済的な利点がある。
【０００４】
薄膜型太陽電池は、基板（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）、基板上に形成される下部電極、光を吸収して電気を発生させる吸収層、光が通過するウィンドウ層及び前記下部層を保護するためのスーパーストレート（ｓｕｐｅｒｓｔｒａｔｅ）からなる。この際、吸収層は、ｐ‐ｔｙｐｅの半導体であり、ウィンドウ層は、ｎ‐ｔｙｐｅの半導体を使用してｐ‐ｎ  ｄｉｏｄｅの構造を有する。
【０００５】
薄膜型太陽電池は、光吸収層を構成する材料としてＣｕＩｎＳｅ２をベースとし、インジウム（Ｉｎ）をガリウム（Ｇａ）で代替したＣｕＧａＳｅ２又はインジウム（Ｉｎ）とガリウム（Ｇａ）を同時に使用したＣｕ（Ｉｎ、Ｇａ）Ｓｅ２の四元系物質がある。また、セレン（Ｓｅ）を硫黄（Ｓ）で置換したＣｕＩｎＳ２やＣｕ（Ｉｎ、Ｇａ）Ｓ２などがあり、セレン（Ｓｅ）及び硫黄（Ｓ）を同時に使用したＣｕ（Ｉｎ、Ｇａ）（Ｓｅ、Ｓ）２の五成分系物質がある。
【０００６】
光電変換効率は、ＣｕＩｎＳｅ２に他の元素を添加してバンドギャップ（ｂａｎｄ  ｇａｐ）を調節することで高めることができる。この際、吸収層の厚さ方向に同一の組成を有する場合、一定のバンドギャップを有するが、添加された元素が薄膜の厚さ方向にグレーディング（ｇｒａｄｉｎｇ）を形成することで形成された電場によってｃａｒｒｉｅｒ  ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎが容易となり、効率を増加させることができる。特に、厚さ方向にバンドギャップを一定に増加させるｓｉｎｇｌｅ  ｇｒａｄｉｎｇに比べて、Ｖ字状にバンドギャップを調節するｄｏｕｂｌｅ  ｇｒａｄｉｎｇ方式では、２〜３％の効率の増加を期待することができ、その具現は、高効率の太陽電池において必須である。
【０００７】
薄膜型太陽電池において光吸収層は、主に金属元素や二元化合物を同時蒸発法（ｃｏ‐ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）を利用したり、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｇａ合金を同時スパッタリング（ｃｏ‐ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）により基板に蒸着した後、セレン化させることで製造される。この際、同時蒸発法を使用して光吸収層を製造する方法は、（Ｉｎ、Ｇａ）Ｓｅ層を３５０℃程度の温度で結晶に成長させ、５５０〜６００℃程度の高温に昇温させた後、第二のＣｕＳｅ層を蒸着する。既に蒸着されていたＩＧＳ層と新たに蒸着されているＣＳ層が反応して、ＣＩＧＳが同時に形成される。ＣＳがＩＧＳと反応する際には、Ｃｕ‐Ｉｎの反応速度がＣｕ‐Ｇａの反応速度より速いことからＧａが下部電極層に向かってより高い濃度を有することになり（ｇｒａｄｉｎｇ）、第一のＩＧＳが全てＣＩＧＳに変換されると、第三のＩＧＳ層を蒸着する。第三のＩＧＳ層が蒸着される直前にはＣｕの濃度が化学量論的なＣＩＧＳより高いＣｕ  ｒｉｃｈ  ＣＩＧＳの状態であるが、ＩＧＳ層が追加蒸着されてＣｕ  ｄｅｆｉｃｉｅｎｔ  ＣＩＧＳに変換される。また、第一の層と同様に、第三の層が蒸着される際にＣｕは蒸着されている第三のＩＧＳ層に拡散が生じるが、ここではＧａが以降に蒸着されるバッファー層及びウィンドウ層側へより高い濃度を有することでｄｏｕｂｌｅ  ｇｒａｄｉｎｇを具現することができる。しかし、この方法は、５５０〜６００℃水準の高温を使用することで一般的なｓｏｄａ‐ｌｉｍｅ  ｇｌａｓｓを使用する場合、反りなどによって大面積均一性（ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）を確保することができず、大面積化が困難なだけでなく、材料利用率（ｍａｔｅｒｉａｌ  ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ）が低くて生産コストが増加する問題点を有している。
【０００８】
一方、光吸収層蒸着法としてスパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）を利用する場合には、Ｃｕ‐ＧａとＩｎをスパッタリングした後、これをセレン化又は硫化処理する工程を使用するが、セレン化の際に吸収層内の空の空間（ｖｏｉｄ）が形成されるなど、高効率の信頼性を確保することができる太陽電池の作製が困難である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明が解決しようとする技術的課題は、化合物ターゲットを利用して、低温でスパッタリング方法により光吸収層を形成することで、空の空間（ｖｏｉｄ）の形成を抑制し、大面積化工程の際にも優れた薄膜均一度を有し、且つ信頼性を確保することができ、低コストで生産性に優れた太陽電池の光吸収層の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記のような技術的課題を解決するために、本発明は、基板の上部に下部電極層を形成する段階と、前記下部電極層上に、ＩＩＩｂ族元素及びＳｅからなる化合物ターゲットを利用してスパッタリングすることで、第１前駆体層を形成する段階と、前記第１前駆体層上に、Ｉｂ族元素及びＳｅからなる化合物ターゲットを利用してスパッタリングすることで、第２前駆体層を形成する段階と、前記第２前駆体層上に、ＩＩＩｂ族元素及びＳｅからなる化合物ターゲットを利用してスパッタリングすることで、第３前駆体層を形成する段階と、前記第３前駆体層を形成した後、Ｓｅ雰囲気熱処理工程を実施して、光吸収層を形成する段階と、前記光吸収層上にバッファー層を形成する段階と、前記バッファー層上に上部電極層を形成する段階と、を含む太陽電池の製造方法を提供する。
【００１１】
本発明の一実施例による太陽電池の製造方法において、前記第１前駆体層を形成する段階、第２前駆体層を形成する段階、及び第３前駆体層を形成する段階は、２０℃〜５００℃の温度範囲で行われることができる。
【００１２】
本発明の一実施例による太陽電池の製造方法において、第１前駆体層を形成する段階、第２前駆体層を形成する段階、及び第３前駆体層を形成する段階は、互いに同一又は異なる温度範囲で行われることができる。
【００１３】
前記各前駆体層を異なる温度範囲で形成する場合、第１前駆体層の後に第２前駆体層をより低い温度で蒸着する場合には、温度を下げるために真空雰囲気で放射（ｒａｄｉａｔｉｏｎ）による自然冷却法を利用することが好ましく、第２前駆体層の後に第３前駆体層をより高い温度で蒸着する場合には、急速熱処理方式を利用するかｉｓｏｔｈｅｒｍａｌ  ｏｖｅｎを利用することができ、この際、昇温速度は１℃／ｓ〜１０℃／ｓの範囲で調節することが好ましい。
【００１４】
本発明の一実施例による太陽電池の製造方法において、光吸収層を形成する段階において、Ｓｅ雰囲気熱処理工程の後、Ｈ２Ｓを利用した熱処理をさらに実施することができる。
【００１５】
本発明の一実施例による太陽電池の製造方法において、第１前駆体層は、Ｇａ／（Ｇａ＋Ｉｎ）組成比が０．２〜０．６であることができる。
【００１６】
本発明の一実施例による太陽電池の製造方法において、第１前駆体層は、単層又は２層以上の複数層であり、第２前駆体層の厚さ方向に向かってガリウム（Ｇａ）の含有量が減少することができる。
【００１７】
本発明の一実施例による太陽電池の製造方法において、第３前駆体層は、Ｇａ／（Ｇａ＋Ｉｎ）組成比が０．２〜０．６であることができる。
【００１８】
本発明の一実施例による太陽電池の製造方法において、第３前駆体層は、単層又は２層以上の複数層であり、バッファー層の厚さ方向に向かってガリウム（Ｇａ）の含有量が減少することができる。
【００１９】
本発明の一実施例による太陽電池の製造方法において、第１前駆体層のガリウム（Ｇａ）の含有量及び第３前駆体層のガリウム（Ｇａ）の含有量の割合が１：１〜３：１であることができる。
【００２０】
本発明の一実施例による太陽電池の製造方法において、第１前駆体層の厚さ及び第３前駆体層の厚さの割合が１：１〜５：１であることができる。
【００２１】
本発明は、前記の太陽電池の製造方法により製造される太陽電池を提供することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明による太陽電池の製造方法によれば、低温で化合物ターゲットをスパッタリングして材料利用率（ｍａｔｅｒｉａｌ  ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ）を高め、生産コストを節減することができ、経済的である。
【００２３】
また、本発明によれば、光吸収層の空の空間（ｖｏｉｄ）の発生を抑制し、大面積化工程の際に、優れた薄膜均一度（ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）を示し、且つ信頼性を確保することができる。
【００２４】
また、本発明によれば、真空同時蒸発法（ｃｏ‐ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）などの他の物理蒸着（ＰＶＤ）方式とは異なり、蒸着する基板面を上側あるいは下側に配置することに制限されず、ガラス基板を垂直あるいは垂直に近い状態に立てて蒸着するなど、蒸着配置方向を自由にできることから、大面積化工程の際に発生しうる基板の反りなどの問題点を防止するように装備を設計することが容易となり、大面積化による生産性を極大化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施例１による太陽電池の断面を示す図である。
【図２】本発明の一実施例１による太陽電池の断面を示す図である。
【図３】本発明の一実施例による各前駆体層の蒸着温度プロファイルを示す図である。
【図４】本発明の一実施例による各前駆体層の蒸着温度プロファイルを示す図である。
【図５】本発明の一実施例による各前駆体層の蒸着温度プロファイルを示す図である。
【図６】本発明の一実施例による太陽電池の断面を示す図である。
【図７】比較例による太陽電池の断面を示す図である。
【図８】本発明の一実施例による太陽電池の製造工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の太陽電池の製造方法について詳細に説明する。以下に開示される実施例及び図面は、当業者に本発明の思想を充分に伝達するために例として提供されるものである。また、使用される技術用語及び科学用語において他の定義がない限り、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が通常理解している意味を有し、下記の説明及び添付の図面において本発明の要旨を不明瞭にしうる公知の機能及び構成に関する説明は省略する。
【００２７】
本発明は、基板と、下部電極層と、光吸収層と、バッファー層と、上部電極層と、を含む太陽電池において、下部電極層上に、ＩＩＩｂ族元素とＳｅの化合物からなるターゲットを利用してスパッタリングすることで、第１前駆体層を蒸着し、前記第１前駆体層上に、Ｉｂ族元素とＳｅの化合物からなるターゲットを利用してスパッタリングすることで、第２前駆体層を蒸着し、前記第２前駆体層上に、ＩＩＩｂ族元素とＳｅの化合物からなるターゲットを利用してスパッタリングすることで、第３前駆体層を蒸着して、第１前駆体層、第２前駆体層及び第３前駆体層からなる予備光吸収層を形成した後、Ｓｅ雰囲気熱処理工程を実施して、光吸収層を形成する。
【００２８】
本発明において、ＩＩＩｂ族元素は、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）から選択される少なくとも一つの元素であり、Ｉｂ族元素は、銅（Ｃｕ）及び銀（Ａｇ）から選択される少なくとも一つの元素であり、これら金属原素のセレン化物（Ｓｅｌｅｎｉｄｅ）をスパッタリングターゲットとして利用する。
【００２９】
本発明において、光吸収層は、ＩＧＳ層、ＣＳ層及びＩＧＳ層からなり、各層は、金属のセレン化物（Ｓｅｌｅｎｉｄｅ）を利用したスパッタリング法で形成されて、蒸着段階で既に安定相を形成する。従来、金属ターゲットを利用したスパッタリングの場合にはＧａの低い融点（３０℃付近）によってＣｕ‐Ｇａ混合物とＩｎの二つのターゲットを利用するが、この際、順次に蒸着されたＣｕ‐Ｇａ‐Ｉｎは、以降、セレン化熱処理により体積が膨張するだけでなく、原子体積の大きいＳｅを薄膜の下部まで拡散させなければならないため、熱処理工程時間が長くなる問題点があったが、本発明では、金属セレン化物（Ｓｅｌｅｎｉｄｅ）をスパッタリングし、蒸着された薄膜の組成はターゲットの組成とほぼ同様に蒸着されるため、再結晶化のための熱処理が容易な利点がある。
【００３０】
また、本発明は、プラズマによるイオン衝撃（ｉｏｎ  ｂｏｍｂａｒｄｉｎｇ）効果により、同時蒸発法に比べて表面粗さに非常に優れた薄膜を得ることができる。
【００３１】
本発明において、第１前駆体層を形成する段階、第２前駆体層を形成する段階、及び第３前駆体層を形成する段階は、２０℃〜５００℃の温度範囲で行われることが好ましい。
【００３２】
本発明において、第１前駆体層、第２前駆体層及び第３前駆体層の蒸着工程は、互いに同一又は異なる温度範囲で行われることができる。
【００３３】
一様態として、同じ温度範囲で前駆体の蒸着を実施する場合には、基板の温度が１５０℃〜４５０℃の範囲で実施することが好ましい。他の様態として、第１前駆体層の後に第２前駆体層をより低い温度で蒸着する場合には、温度を下げるためには真空雰囲気で放射（ｒａｄｉａｔｉｏｎ）による自然冷却法を利用することが好ましい。また、第２前駆体層の後に第３前駆体層をより高い温度で蒸着する場合には、急速熱処理方式を利用するかｉｓｏｔｈｅｒｍａｌ  ｏｖｅｎを利用することができ、この際、昇温速度は、１℃／ｓ〜１０℃／ｓの範囲で制御することが好ましい。
【００３４】
本発明において、光吸収層を形成する段階は、カルコゲン化熱処理工程を実施してセレン化又は硫化処理を行う。この際、カルコゲン化熱処理は、セレン（Ｓｅ）又は硫黄（ｓｕｌｆｕｒ）から選択されるいずれか一つ以上の雰囲気下で、４００℃〜６００℃、５分〜６０分間実施して結晶化させることが好ましい。
【００３５】
前記光吸収層を形成する段階は、カルコゲン化熱処理工程後、硫化水素（Ｈ２Ｓ）を利用した熱処理をさらに実施して、バンドギャップ（ｂａｎｄ‐ｇａｐ）を制御することができる。Ｈ２Ｓ処理を行う場合には、ＣＩＧＳの表面にＳｅをＳで置換するが、この際、ＣＩＧＳのバンドギャップが大きくなり、特に、伝導帯（ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ  ｂａｎｄ）ではなく、価電子帯（ｖａｌｅｎｃｅ  ｂａｎｄ）の相殺（ｏｆｆＳｅｔ）を大きくすることで、バッファー層とのバンド配置（ｂａｎｄ‐ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）を維持した状態でバンドギャップ（ｂａｎｄ‐ｇａｐ）を大きくして、開放電圧（Ｖｏｃ）を増加させることができる。
【００３６】
前記熱処理工程後、各前駆体層は、ＩＧＳ‐ＣＳ‐ＩＧＳの３層構造からＣＩＧＳの単層構造に変化し、最終吸収層の形態を有することになる。
【００３７】
本発明において、第１前駆体層は、Ｇａ／（Ｇａ＋Ｉｎ）組成比が０．２〜０．６であることが好ましい。前記組成比が０．２未満の場合には開放電圧（ｏｐｅｎ  ｃｉｒｃｕｉｔ  ｖｏｌｔａｇｅ）が低下し、０．６を超える場合には短絡電流（ｓｈｏｒｔ  ｃｉｒｃｕｉｔ  ｃｕｒｒｅｎｔ）が低くなって太陽電池効率が低下しうる。
【００３８】
また、第１前駆体層は、単層又は２層以上の複数層からなることができ、基板からバッファー層への厚さ方向に向かってガリウム（Ｇａ）の含有量が減少することが、電荷の移動を容易にするためより好ましい
【００３９】
本発明において、第３前駆体層は、Ｇａ／（Ｇａ＋Ｉｎ）組成比が０．２〜０．６であることが、変換効率が低下することを防ぐことができるため好ましい。前記組成比が、０．２未満の場合には開放電圧（ｏｐｅｎ  ｃｉｒｃｕｉｔ  ｖｏｌｔａｇｅ）が低下し、０．６を超える場合には短絡電流（ｓｈｏｒｔ  ｃｉｒｃｕｉｔ  ｃｕｒｒｅｎｔ）が低くなって太陽電池効率が低下しうる。
【００４０】
また、第３前駆体層は、単層又は２層以上の複数層からなることができ、基板からバッファー層への厚さ方向に向かってガリウム（Ｇａ）の含有量が増加することが好ましい。これは、バッファー層との接合の際、電荷が移動する際に若干のバリア（ｂａｒｒｉｅｒ）を形成させることで、接合境界に存在する欠陥において電子‐正孔の再結合の確率を低減して、開放電圧の下落を防止することができ、これにより、さらに高い効率を得ることができる。
【００４１】
本発明において、第１前駆体層のガリウム（Ｇａ）の含有量及び第３前駆体層のガリウム（Ｇａ）の含有量の割合が１：１〜３：１であることが好ましく、１：１〜２：１であることが、全体のＧａの濃度を均一に維持することができるためより好ましい。
【００４２】
本発明において、第１前駆体層の厚さ及び第３前駆体層の厚さの割合が１：１〜５：１の範囲で制御することが好ましい。第１前駆体層の厚さがより厚い場合には、表面電荷空乏層がＣＩＧＳに非常に深く形成され、電荷密度の減少による効率の減少が問題になるため、少なくとも第１前駆体層は、同一又はより厚く形成することが好ましい。
【００４３】
図１はＩＧＳ層、ＣＳ層及びＩＧＳ層がそれぞれ所定の金属セレン化物（Ｓｅｌｅｎｉｄｅ）をスパッタリングターゲットにしてスパッタリングすることで下部電極上に積層した太陽電池の一断面図を示すものであり、図２はＩＧＳ層が少なくとも２層以上の多層に形成されたことを示すものであり、このような多成分系薄膜蒸着の際にスパッタリングターゲットを利用した蒸着された薄膜は、組成比を精密に調節することができ、ガリウムの含有量の調節により光電効率を極大化することができる。
【００４４】
図３〜図５はスパッタリング方法で蒸着する際の温度プロファイルを示す図であり、図３はすべての層に対して温度条件を変更することなく一つの温度条件で工程を実施したことを示す図であり、図４はＴ１（第１前駆体蒸着時の温度）で第１前駆体層（１ｓｔ  ＩＧＳ層）を形成した後、Ｔ１より低い温度Ｔ２（第２前駆体蒸着時の温度）で第２前駆体層（２ｎｄ  ＣＳ層）を形成し、Ｔ２より高い温度Ｔ３（第３前駆体蒸着時の温度）で第３前駆体層（３ｒｄ  ＩＧＳ層）を形成したことを示す図であり、図５はＴ１で１ｓｔ  ＩＧＳ層を形成し、それより低い温度であるＴ２で２ｎｄ  ＣＳ層及び３ｒｄ  ＩＧＳ層を形成したことを示す図である。
【００４５】
図４又は図５において、第２前駆体層を形成する際に温度を下げる場合には、第１前駆体層との蒸着の際に反応を減少させることが可能である。ＩＧＳとＣＳが反応してＣＩＧＳ相を形成する最小温度は約２５０℃水準であると知られており、第２前駆体層を形成する際にこれより温度を下げる場合には、第１前駆体層と第２前駆体層の反応を最小化して、以降、高温熱処理による再結晶化を容易に行うことができる。
【００４６】
図６は本発明の一実施例による太陽電池の断面を示す図であり、図４の温度プロファイルに基づきＩＧＳ層‐ＣＳ層‐ＩＧＳ層を形成した後、５５０℃で熱処理して結晶化を行い、空の空間（ｖｏｉｄ）が一部存在するが、大きさが小さく、均一な膜を形成することを確認することができた。第１前駆体層は３５０℃、第２前駆体層は１５０℃、第３前駆体層は３５０℃で蒸着した。
【００４７】
一方、図７は既存の金属スパッタリング方式の太陽電池の断面を示す図であり、既存の方式でＣｕ‐ＧａとＩｎターゲット（ｔａｒｇｅｔ）を利用してスパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）を行った後、高温でセレン化（Ｓｅｌｅｎｉｚａｔｉｏｎ）及び硫化（ｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ）処理により形成されたＣＩＧＳの内部には空の空間（ｖｏｉｄ）が大きく、多数存在することを確認することができる。
【００４８】
図８は本発明の金属Ｓｅｌｅｎｉｄｅ化合物ターゲットを利用したＣＩＧＳ吸収層の製造装置を簡単に示す図であり、一例としてＣＩＧＳ吸収層の製造装置は、基板がローディングされて真空で工程を行うようにするローディングチャンバー（ｌｏａｄｉｎｇ  ｃｈａｍｂｅｒ）、蒸着前に所望の温度までの昇温のための予熱チャンバー（ｐｒｅ‐ｈｅａｔ  ｃｈａｍｂｅｒ）、ＩＧＳ蒸着のためのＤＥＰ（ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）１チャンバー、ＤＥＰ２チャンバ移送前の温度変化あるいは待機状態のためのバッファーチャンバー（ｂｕｆｆｅｒ  ｃｈａｍｂｅｒ）、ＣＳ蒸着のためのＤＥＰ２チャンバー、ＤＥＰ３チャンバー移送前の温度変化あるいは待機状態のためのバッファーチャンバー、またＩＧＳ層を蒸着するためのＤＥＰ３チャンバー、温度を常温に下げるための冷却チャンバー（ｃｏｏｌｉｎｇ  ｃｈａｍｂｅｒ）、すべての蒸着が完了し、基板を常圧に取り出すためのアンロードチャンバー（ｕｎ‐ｌｏａｄ  ｃｈａｍｂｅｒ）を含んでなることができる。各蒸着チャンバー（ＤＥＰ１チャンバー、ＤＥＰ２チャンバー、ＤＥＰ３チャンバー）は、複数のターゲット（ｔａｒｇｅｔ）を装着して組成の制御及び蒸着速度の制御が可能であり、バッファーチャンバー（ｂｕｆｆｅｒ  ｃｈａｍｂｅｒ）は、工程温度の変化がない場合には適用せず、すぐＤＥＰ１〜ＤＥＰ３チャンバーが連続して構成されることができる。
【００４９】
以上、本発明は、限定された実施例により説明しているが、これは、本発明のより全般的な理解を容易にするために提供されたものであって、本発明は、前記の実施例に限定されるものではなく、本発明が属する分野における通常の知識を有する者であれば、このような記載から様々な修正及び変形が可能である。
【００５０】
したがって、本発明の思想は、上述の実施例に限定されて定められてはならず、後述する特許請求の範囲だけでなく、本特許請求の範囲と均等又は等価的変形があるすべてのものなどは本発明の思想の範疇に属すると言える。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図８】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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2016518032.tif 000012
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