專利名稱：Cigs型太陽(yáng)能電池和cigs型太陽(yáng)能電池用基板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及CIGS型太陽(yáng)能電池和構(gòu)成所述太陽(yáng)能電池的基板。
背景技術(shù)：
CIGS型太陽(yáng)能電池顯示高能量轉(zhuǎn)換效率，由于具有因光照射引起的效率的劣化少的特征，在各企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)中都在推進(jìn)研究開(kāi)發(fā)。一般的CIGS型太陽(yáng)能電池由在玻璃等基板上依次層疊Mo (鑰)電極、CIGS層、緩沖層以及ZnO (氧化鋅)電極而構(gòu)成。所述構(gòu)成中，緩沖層是η型半導(dǎo)體層，CIGS層是P型半導(dǎo)體層。因此，如果在CIGS層(ρη接合部)照射光，則由于電子的光激發(fā)，產(chǎn)生光電動(dòng)勢(shì)。因此，通過(guò)向太陽(yáng)能電池 的光照射，可以將直流電流從兩電極取出至外部。這里，CIGS層通常由Cu (In、Ga) Se2這樣的化合物構(gòu)成。此外，由于Na (鈉)這樣的堿金屬的存在，CIGS層的缺陷密度降低，載流子濃度提高。使用具有高載流子濃度的CIGS層時(shí)，太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)換效率提高。因此，有人提出在Mo電池和CIGS層之間設(shè)置含有Na (鈉)這樣的堿金屬的層(專利文獻(xiàn)1、2)。這樣的情況下，在太陽(yáng)能電池的制造過(guò)程中，可以使堿金屬?gòu)暮袎A金屬的層擴(kuò)散到CIGS層。此外，由此可以進(jìn)一步提高太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)換效率。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I:日本專利特開(kāi)2004-079858號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本專利特開(kāi)2004-140307號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
但是，由于上述文獻(xiàn)中記載的含有堿金屬的層具有吸濕性或?qū)λ哂腥芙馓匦?，因此操作?fù)雜的同時(shí)存在耐久性差的問(wèn)題。例如，在堿金屬供給層中使用如專利文獻(xiàn)I中記載的Na2S時(shí)，在太陽(yáng)能電池的制造時(shí)需要有阻斷與含有水分的氣氛的接觸的環(huán)境和控制濕度的環(huán)境。此外，在太陽(yáng)能電池的制造過(guò)程中，除去異物時(shí)不能使用水或水溶液水洗或清洗部件。這樣，專利文獻(xiàn)1、2記載的構(gòu)成中，基板與空氣接觸這樣的基板的操作不實(shí)際。此外，作為堿金屬的供給源，已知的是使用鈉鈣玻璃作為基板(稱為SLG)。但是，SLG的堿金屬含有率相對(duì)于其它金屬陽(yáng)離子元素的總量只有大約22原子％，期待具有更高堿金屬含有率的堿金屬的供給源。本發(fā)明是鑒于這樣的背景而完成的，本發(fā)明的目的是提供以更實(shí)用的構(gòu)成能夠使堿金屬擴(kuò)散到CIGS層的CIGS型太陽(yáng)能電池。此外，還提供用于構(gòu)成所述太陽(yáng)能電池的太陽(yáng)能電池用基板。本發(fā)明提供一種太陽(yáng)能電池，其特征在于，所述電池是具有絕緣性支撐基板、設(shè)置在所述絕緣性支撐基板上的背面電極層、設(shè)置在所述背面電極層上的CIGS層、設(shè)置在所述CIGS層上的緩沖層和設(shè)置在所述緩沖層上的透明表面電極層的CIGS型太陽(yáng)能電池，在所述絕緣性支撐基板與所述背面電極層之間、或所述背面電極層與所述CIGS層之間、或同時(shí)在所述絕緣性支撐基板與所述背面電極層之間以及所述背面電極層與所述CIGS層之間，還具有堿金屬供給層，該堿金屬供給層含有選自NaNbO3化合物和KNbO3化合物的一種以上的化合物。本發(fā)明還提供一種太陽(yáng)能電池，其特征在于，所述電池是具有絕緣性支撐基板、設(shè)置在所述絕緣性支撐基板上的背面電極層、設(shè)置在所述背面電極層上的CIGS層、設(shè)置在所述CIGS層上的緩沖層和設(shè)置在所述緩沖層上的透明表面電極層的CIGS型太陽(yáng)能電池，在所述絕緣性支撐基板與所述背面電極層之間、或所述背面電極層與所述CIGS層之間、或同時(shí)在所述絕緣性支撐基板與所述背面電極層之間以及所述背面電極層與所述CIGS層之間，還具有堿金屬供給層，該堿金屬供給層含有選自LiNbO3化合物、NaNbO3化合物和KNbO3化合物的一種以上的化合物。這里，本發(fā)明的太陽(yáng)能電池中，所述堿金屬供給層可以具有20nm 200nm范圍的·厚度。更優(yōu)選具有20nm IOOnm的范圍的厚度。此外，本發(fā)明的太陽(yáng)能電池中，設(shè)置有背面電極層的基板(本說(shuō)明書(shū)中，該基板稱為絕緣性支撐基板)由絕緣性的基材本身構(gòu)成，或者也可以通過(guò)在導(dǎo)電性的基材上設(shè)置絕緣層而構(gòu)成。這樣的情況下，所述絕緣性支撐基板特別優(yōu)選玻璃基板或塑料基板。此外，本發(fā)明提供一種CIGS型太陽(yáng)能電池用的基板，其特征在于，具有設(shè)置在絕緣性支撐基板的第一表面上的背面電極層、和堿金屬供給層，所述堿金屬供給層設(shè)置在所述第一表面與所述背面電極層之間、或所述背面電極層的上層、或同時(shí)設(shè)置在所述第一表面與所述背面電極層之間以及所述背面電極層的上層，所述堿金屬供給層含有選自NaNbO3化合物和KNbO3化合物的一種以上的化合物。此外，本發(fā)明提供一種CIGS型太陽(yáng)能電池用的基板，其特征在于，具有設(shè)置在絕緣性支撐基板的第一表面上的背面電極層、和堿金屬供給層，所述堿金屬供給層設(shè)置在所述第一表面與所述背面電極層之間、或所述背面電極層的上層、或同時(shí)設(shè)置在所述第一表面與所述背面電極層之間以及所述背面電極層的上層，所述堿金屬供給層含有選自LiNbO3化合物、NaNbO3化合物和KNbO3化合物的一種以上的化合物。這里，本發(fā)明的太陽(yáng)能電池用基板中，上述堿金屬供給層的厚度優(yōu)選在20nm 200nm的范圍內(nèi)。更優(yōu)選厚度在20nm IOOnm的范圍內(nèi)。此外，本發(fā)明的太陽(yáng)能電池用的基板由絕緣性的基材本身構(gòu)成，或通過(guò)在導(dǎo)電性基材上設(shè)置絕緣層而構(gòu)成。此外，本發(fā)明提供一種CIGS型太陽(yáng)能電池用的基板，其特征在于，具有設(shè)置在絕緣性支撐基板的第一表面上的堿金屬供給層，該堿金屬供給層含有選自NaNbO3化合物和KNbO3化合物的一種以上的化合物。此外，本發(fā)明提供一種CIGS型太陽(yáng)能電池用的基板，其特征在于，具有設(shè)置在絕緣性支撐基板的第一表面上的堿金屬供給層，該堿金屬供給層含有選自LiNbO3化合物、NaNbO3化合物和KNbO3化合物的一種以上的化合物。
這里，本發(fā)明的太陽(yáng)能電池用基板中，上述堿金屬供給層的厚度優(yōu)選在20nm 200nm的范圍內(nèi)。更優(yōu)選厚度在20nm IOOnm的范圍內(nèi)。此外，本發(fā)明的太陽(yáng)能電池用的基板由絕緣性的基材本身構(gòu)成，或者也可以通過(guò)在導(dǎo)電性基材上設(shè)置絕緣層而構(gòu)成。本發(fā)明中，可以以更實(shí)用的構(gòu)成提供不損害耐水性、低吸濕性和對(duì)水的低溶解性，且不損害太陽(yáng)能電池制造工序中的操作特性，能夠使堿金屬擴(kuò)散到CIGS層上的CIGS型太陽(yáng)能電池。此外，能夠提供用于構(gòu)成所述太陽(yáng)能電池的太陽(yáng)能電池用的基板。


圖I是概略表示目前的CIGS型太陽(yáng)能電池的構(gòu)成的截面圖。圖2是概略地表示本發(fā)明的CIGS型太陽(yáng)能電池的構(gòu)成的一例的截面圖。
圖3是表示各樣品中得到的Na擴(kuò)散行為的測(cè)定結(jié)果的圖。
具體實(shí)施例方式下面參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明。首先，為了更好地理解本發(fā)明的特征，對(duì)目前的CIGS型太陽(yáng)能電池的構(gòu)成簡(jiǎn)單進(jìn)行說(shuō)明。圖I概略地表示目前的CIGS型太陽(yáng)能電池的一例的截面圖。如圖I所示，目前的CIGS型太陽(yáng)能電池10通過(guò)依次層疊絕緣性支撐基板11、第一導(dǎo)電層12a、含有堿金屬的層(堿金屬供給層)19、第二導(dǎo)電層12b、吸光層13、第一半導(dǎo)體層14、第二半導(dǎo)體層15和透明導(dǎo)電層16而構(gòu)成。通常，太陽(yáng)能電池10還具有取出電極17和
18。箭頭90表示光對(duì)太陽(yáng)能電池I的入射方向。第一導(dǎo)電層12a和第二導(dǎo)電層12b由Mo (鑰)構(gòu)成,作為太陽(yáng)能電池10的正極發(fā)揮作用。另一方面，透明導(dǎo)電層16由ZnO (氧化鋅)等構(gòu)成，作為太陽(yáng)能電池I的負(fù)極發(fā)揮作用。第一半導(dǎo)體層14和第二半導(dǎo)體層15也被稱為緩沖層，通過(guò)在吸光層13和透明電極層16之間形成高電阻層,具有降低太陽(yáng)能電池的分流路徑(shuntpass)的功能。吸光層13通常由Cu (In、Ga) Se2這樣的化合物構(gòu)成。吸光層13通常也被稱為CIGS層，因此，以下將該層稱為“CIGS層13”。堿金屬供給層19是為了將堿金屬供給到CIGS層13上而設(shè)置的。堿金屬供給層19由例如Na2S、Na2Se、NaCl或NaF這樣的化合物構(gòu)成。已知由于Na (鈉)這樣的堿金屬的存在，CIGS層的缺陷密度降低，載流子濃度提高。因此，在CIGS層13的附近設(shè)置了堿金屬供給層19時(shí)，堿金屬?gòu)脑搲A金屬供給層19向CIGS層13移動(dòng)，由此，CIGS層13的缺陷密度降低，載流子濃度提高。此外，由此太陽(yáng)能電池I的能量轉(zhuǎn)換效率提高。所述太陽(yáng)能電池I的構(gòu)成中，緩沖層14、15成為η型半導(dǎo)體層，CIGS層13成為ρ型半導(dǎo)體層。因此，如果在CIGS層13 (ρη接合部)照射光，則由于電子的光激發(fā)，產(chǎn)生光電動(dòng)勢(shì)。因此，通過(guò)向太陽(yáng)能電池I照射光，可以經(jīng)由與第一導(dǎo)電層12a和第二導(dǎo)電層12b(以上，正極)連接的取出電極17和與透明導(dǎo)電層16 (負(fù)極)連接的取出電極18，將直流電流取出至外部。
但是，在所述構(gòu)成的CIGS型太陽(yáng)能電池I中，構(gòu)成堿金屬供給層4的上述化合物具有吸濕性，或者具有對(duì)水溶解的特性。因此，目前的太陽(yáng)能電池I在制造時(shí)操作繁瑣，同時(shí)存在耐久性差的問(wèn)題。例如，在具有Na2S的堿金屬供給層4中，在制造太陽(yáng)能電池時(shí)需要有阻斷與含有水分的氣氛的接觸的環(huán)境和控制濕度的環(huán)境。此外，在太陽(yáng)能電池的制造過(guò)程中，除去異物時(shí)不能使用水或水溶液水洗或清洗部件。因此，基板與大氣接觸這樣的基板操作不實(shí)際，這樣的構(gòu)成稱不上耐久性高的實(shí)用的太陽(yáng)能構(gòu)成。與之相對(duì)，本發(fā)明的太陽(yáng)能電池，如后面所詳述的那樣，具有沒(méi)有必要進(jìn)行特別的操作、可以水洗等、對(duì)上述耐久性的問(wèn)題也能顯著抑制這樣的特點(diǎn)。以下，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的CIGS型太陽(yáng)能電池的構(gòu)成。圖2概略地表示本發(fā)明的CIGS型太陽(yáng)能電池100的一例的截面圖。如圖2所示，本發(fā)明的CIGS型太陽(yáng)能電池100通過(guò)依次層疊絕緣性支撐基板110、堿金屬供給層120、背面電極層130、CIGS層160、緩沖層170和透明表面電極層180而構(gòu) 成。圖中雖未顯示，除此之外，通常，太陽(yáng)能電池100具有圖I所示的取出電極17、18這樣的與各電極層電連接的取出部。箭頭190表示光對(duì)CIGS型太陽(yáng)能電池100的入射方向。絕緣性支撐基板110具有支撐層疊在其上部的各層的功能。堿金屬供給層120作為用于將堿金屬，例如Na (鈉)、K (鉀)、Li (鋰)等供給至CIGS層160中的供給源發(fā)揮作用。背面電極層130和透明表面電極層180作為通過(guò)光照射將CIGS層160中生成的電取出到外部的電極發(fā)揮作用。CIGS層160、緩沖層170可以使用具有可用于CIGS型太陽(yáng)能電池的公知的各種材料、特性、功能的物質(zhì)。這里，本發(fā)明的太陽(yáng)能電池100的堿金屬供給層120的特征在于，含有選自NaNbO3化合物、KNbO3化合物和LiNbO3化合物的I種以上的化合物。NaNbO3化合物、KNbO3化合物和LiNbO3化合物是在大氣中穩(wěn)定的氧化物，具有幾乎不溶于水的特性。因此，堿金屬供給層120通過(guò)具有這樣的化合物而構(gòu)成，可以顯著抑制上述的問(wèn)題，即由于堿金屬供給層19的吸濕性以及在水中的溶解性從而太陽(yáng)能電池10制造時(shí)的操作變得繁雜、耐久性下降的問(wèn)題。此外，在太陽(yáng)能電池的制造過(guò)程中，除去異物時(shí)不能使用水或水溶液水洗或清洗部件的問(wèn)題也得以解決。此外，由于本發(fā)明的太陽(yáng)能電池100具有含有上述化合物的堿金屬供給層120，因此可以將堿金屬供給至CIGS層160中。被供給堿金屬的CIGS層160，缺陷密度降低，載流子濃度提高。因此，本發(fā)明的太陽(yáng)能電池100可望獲得高能量轉(zhuǎn)換效率。圖2中，堿金屬供給層120設(shè)置在絕緣性支撐基板110和背面電極層130之間。但是，本發(fā)明的構(gòu)成不局限于此。例如，堿金屬供給層120也可以設(shè)置在背面電極層130和CIGS層160之間。此外，需要時(shí)，堿金屬供給層120也可以設(shè)置在絕緣性支撐基板110和背面電極層130之間以及背面電極層130和CIGS層160之間的兩處。(各構(gòu)成部件)以下，對(duì)本發(fā)明的CIGS型太陽(yáng)能電池100的各構(gòu)成層、構(gòu)成部件的方式等進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
(絕緣性支撐基板110)絕緣性支撐基板110只要具有支撐層疊在其上部的各部件的功能，則可以由任何部件構(gòu)成。此外，絕緣性支撐基板的形狀不限于平板狀，可以是彎曲狀、管狀。只要具有能夠在絕緣性支撐基板的表面形成層疊的各層的功能，絕緣性支撐基板的形狀可以是任何形狀。更優(yōu)選具有第一表面和在 其相反面的第二表面的平板狀或彎曲狀的板狀體。絕緣性支撐基板優(yōu)選例如玻璃、聚酰亞胺這樣的、本身由絕緣體構(gòu)成的基板。采用玻璃的情況下，其組成沒(méi)有特別限制，玻璃可以是磷酸鹽類玻璃，也可以是二氧化硅類玻璃。采用二氧化硅類玻璃的情況下，絕緣性支撐基板110可以是含有例如換算成氧化物為60摩爾％ 80摩爾％的Si02、0. 5摩爾％ 7摩爾％的六1203、3摩爾％ 10摩爾％的]\%0、6摩爾％ 9摩爾％的Ca0、0 5摩爾％的Sr0、0 4摩爾％的Ba0、0 2摩爾％的Zr02、4摩爾％ 13摩爾％的Na2O和O. I摩爾％ 7摩爾％的K2O的組成。此外，由于本發(fā)明的太陽(yáng)能電池100具有堿金屬供給層120，因此絕緣性支撐基板可以是只含有少量堿金屬的物質(zhì)，例如無(wú)堿玻璃。無(wú)堿玻璃是指換算成氧化物時(shí)Li20+Na20+K20的總和為O. I質(zhì)量％以下的玻璃。無(wú)堿玻璃可以使用例如含有以氧化物基準(zhǔn)的質(zhì)量％表示為Si02:50 66%、Al2O3:10. 5 22%、B203:0 12%、Mg0:0 8%、Ca0:0 14. 5%、Sr0:0 24%、Ba0:0 13. 5%且Mg0+Ca0+Sr0+Ba0:9 29. 5質(zhì)量％的無(wú)堿玻璃?；蛘?，絕緣性支撐基板110可以在導(dǎo)電性材料的表面設(shè)置絕緣層而構(gòu)成。導(dǎo)電性材料可以是不銹鋼或鋁合金等的金屬。此外，絕緣層可以是氧化物等。絕緣性支撐基板110的厚度例如在O. 5mm 6mm的范圍。(堿金屬供給層120)堿金屬供給層120由含有堿金屬的鈮氧化物構(gòu)成。堿金屬供給層120優(yōu)選例如選自LiNbO3化合物、NaNbO3化合物和KNbO3化合物的一種以上的化合物。此外，選自LiNbO3化合物、NaNbO3化合物和KNbO3化合物的一種以上的化合物具有堿金屬的含有率相對(duì)于其它金屬陽(yáng)離子元素的總量為50原子％的高堿金屬含有率。此外，LiNbO3化合物、NaNbO3化合物和KNbO3化合物中，NaNbO3化合物的熔點(diǎn)最高，與LiNbO3化合物和KNbO3化合物相比，可以選擇高溫的燒結(jié)溫度進(jìn)行燒結(jié)，因此，在易于以高密度制作用于成膜的燒結(jié)體濺射靶這一點(diǎn)上特別優(yōu)選。此外，堿金屬供給層120中也可以以不損害本發(fā)明的目的、效果的程度含有其它成分。堿金屬供給層120中也可以在相對(duì)于總質(zhì)量為20質(zhì)量％以下的范圍內(nèi)含有Li (鋰)、Na(鈉)、K(鉀)、Nb(鈮)、0(氧)以外的元素。這樣的化合物沒(méi)有吸濕性，對(duì)水的溶解性也非常低，穩(wěn)定。堿金屬供給層120的厚度例如在20nm 200nm的范圍內(nèi)。堿金屬供給層120的厚度特別優(yōu)選20nm IOOnm的范圍。在這樣的范圍內(nèi)時(shí)，堿金屬供給層120和背面電極層130之間，或者背面電極層130和CIGS層160之間可以獲得良好的密合性。(背面電極層130)背面電極層130由例如Mo (鑰)、Ti (鈦)、A1 (鋁)或Cr (鉻)等構(gòu)成。背面電極130的厚度例如在IOOnm 1000nm(優(yōu)選300nm 700nm,例如500nm)的范圍。如果背面電極層130的膜厚變厚，則與基板110的密合性或與堿金屬供給層的密合性有降低的擔(dān)憂。此外，如果背面電極層130的膜厚變得過(guò)薄，則電極的電阻增大。背面電極層130的形成方法沒(méi)有特別限定。背面電極層130可以通過(guò)例如濺射法、蒸鍍法、氣相沉積法(PVD、CVD)等在絕緣性支撐基板110面上形成。(CIGS 層 160)CIGS層160由含有元素周期表Ib族元素、IIIb族元素和VIb族元素的化合物構(gòu)成。CIGS層160例如由具有黃銅礦(chalcopyrite)所代表的結(jié)晶構(gòu)造的半導(dǎo)體構(gòu)成。這樣的情況下，CIGS層160可以含有選自Cu (銅)、In (銦)和Ga (鎵)中的至少一種元素M與選自Se(硒)和S(硫)中的至少一種元素A。例如可以使用CuInSe2、CuIn(Se，S)2、 Cu (In, Ga) Se2 和 Cu (In, Ga) (Se, S) 2 等作為 CIGS 層 160。此外，CIGS 層 160 可以由具有與黃銅礦同樣的結(jié)晶構(gòu)造的半導(dǎo)體構(gòu)成。CIGS層160的膜厚沒(méi)有特別限定，例如在IOOOnm 3000nm的范圍內(nèi)。(緩沖層170)緩沖層170由例如含有形成半導(dǎo)體層的Cd (鎘)、Zn (鋅)的化合物構(gòu)成。含有Cd的化合物有CdS (硫化鎘)等，含有Zn的化合物有ZnO (氧化鋅)、ZnS (硫化鋅)、ZnMgO (氧化鋅錳)等材料。此外，緩沖層170可以如圖I所示的結(jié)構(gòu)那樣由多個(gè)半導(dǎo)體層構(gòu)成。這樣的情況下，在離CIGS層160近的一側(cè)的第一層由如前所述的含有CdS或Zn的化合物構(gòu)成，在離CIGS層160遠(yuǎn)的一側(cè)的第二層由ZnO (氧化鋅)或含有ZnO的材料等構(gòu)成。緩沖層170的膜厚沒(méi)有特別限定，例如在50nm 300nm的范圍內(nèi)。(透明表面電極層180)透明表面電極層180由例如ZnO (氧化鋅)或ITO (銦錫氧化物)這樣的材料等構(gòu)成?；蛘撸部梢栽谶@些材料中摻雜Al (鋁)等的III族元素。此外，透明表面電極層180可以層疊多層而構(gòu)成。透明表面電極層180的厚度(多層的情況下指總厚度)沒(méi)有特別限定，例如在IOOnm 3000nm的范圍內(nèi)。透明表面電極層180還可以電連接導(dǎo)電性的取出部件。這樣的取出部件優(yōu)選例如由選自Ni (鎳)、Cr (鉻)、A1 (招)和Ag (銀)的一種以上的金屬構(gòu)成。本發(fā)明的太陽(yáng)能電池的特征在于，在絕緣性支撐基板的表面具有堿供給層、背面電極層、CIGS層、緩沖層和透明表面電極層，或者在絕緣性支撐基板的表面具有背面電極層、堿供給層、CIGS層、緩沖層和透明表面電極層，或者在絕緣性支撐基板的表面具有堿供給層、背面電極層、堿供給層、CIGS層、緩沖層和透明表面電極層。此外，本發(fā)明的太陽(yáng)能電池用基板的特征在于，在絕緣性支撐基板的表面具有堿供給層、背面電極層，或者在絕緣性支撐基板上具有背面電極層、堿供給層，或者在絕緣性支撐基板上具有堿供給層、背面電極層和堿供給層。此外，本發(fā)明的太陽(yáng)能電池用基板的特征在于，在絕緣性支撐基板的表面具有堿供給層。但是，為了提聞耐久性、提聞密合性、提聞電特性、提聞發(fā)電效率等，上述本發(fā)明的太陽(yáng)能電池或太陽(yáng)能電池用基板中，在上述各層之間或者在絕緣性支撐基板的表面和在其上形成的層之間，還可以根據(jù)需要形成附加層。
實(shí)施例以下，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。通過(guò)以下的方法，在玻璃基板上依次將作為堿供給層的NaNbO3層和作為背面電極層的Mo層成膜，制備試驗(yàn)樣品。此外，使用這些試驗(yàn)樣品評(píng)價(jià)如下所述的各種特性。(試驗(yàn)樣品的制備)首先，準(zhǔn)備玻璃基板。玻璃基板的尺寸為縱50mmX橫50mmX厚I. 1mm。該玻璃基板的組成，換算成氧化物，含有72mol%的Si02、I. Imo 1%的Al203、5. 5mol%的Mg0、8. 6mol%的 CaO、12. 6mol% 的 Na2O 和 O. 2mol% 的 K20。
接著，通過(guò)濺射法將NaNbO3層成膜在該玻璃基板上。濺射裝置使用射頻磁控濺射裝置(7夕'' +卜α > RF 7八V y夕''裝置，SPF210H、安內(nèi)華公司(了彳WWs'社)制)。使用NaNbO3燒結(jié)體靶，將NaNbO3層成膜在玻璃基板上。此外，使用的NaNbO3燒結(jié)體靶使用Na2CO3粉末(關(guān)東化學(xué)株式會(huì)社(関東化學(xué))制特級(jí))和Nb2O5粉末(高純度化學(xué)研究所(高純度化學(xué)研究所)制3N級(jí))，經(jīng)過(guò)粉末混合、預(yù)燒、濕式粉碎、成形、燒結(jié)(空氣中1330°C、保持2小時(shí))制作燒結(jié)體靶。通過(guò)熒光X射線法確認(rèn)，使用的NaNbO3燒結(jié)體靶中含有換算成K2O相對(duì)于總質(zhì)量為O. 01質(zhì)量％的K (鉀)。成膜氣氛為氬和氧的混合氣體。混合氣體中的氧為3體積％。此外，濺射壓力為
I.3Pa，成膜溫度(基板溫度)為室溫。NaNbO3 層的膜厚為 20nm、50nm、100nm、200nm 和 500nm (分別為試驗(yàn)樣品 No. I
No. 5)。接著，將Mo層成膜在各樣品的NaNbO3層上。Mo層的成膜中使用DC磁控管濺射裝置(SPL-71IV、特機(jī)株式會(huì)社(卜'> 々社)制)。靶使用Mo靶。成膜氣氛為氬，濺射壓力為I. 3Pa。此外，成膜溫度(基板溫度)為室溫。Mo層的厚度統(tǒng)一為約500nm。此外，作為比較例，不實(shí)施NaNbO3層的成膜，而是準(zhǔn)備在玻璃基板的表面直接成膜Mo層(500nm)的試驗(yàn)樣品(試驗(yàn)樣品No. 6)各試驗(yàn)樣品的層結(jié)構(gòu)和NaNbO3的膜厚歸納表示在表I中。[表I]
權(quán)利要求
1.一種太陽(yáng)能電池，其特征在于，所述電池是具有絕緣性支撐基板、設(shè)置在所述絕緣性支撐基板上的背面電極層、設(shè)置在所述背面電極層上的CIGS層、設(shè)置在所述CIGS層上的緩沖層和設(shè)置在所述緩沖層上的透明表面電極層的CIGS型太陽(yáng)能電池， 在所述絕緣性支撐基板與所述背面電極層之間、或所述背面電極層與所述CIGS層之間、或同時(shí)在所述絕緣性支撐基板與所述背面電極層之間以及所述背面電極層與所述CIGS層之間，還具有堿金屬供給層， 該堿金屬供給層含有選自NaNbO3化合物和KNbO3化合物的一種以上的化合物。
2.一種太陽(yáng)能電池，其特征在于，所述電池是具有絕緣性支撐基板、設(shè)置在所述絕緣性支撐基板上的背面電極層、設(shè)置在所述背面電極層上的CIGS層、設(shè)置在所述CIGS層上的緩沖層和設(shè)置在所述緩沖層上的透明表面電極層的CIGS型太陽(yáng)能電池， 在所述絕緣性支撐基板與所述背面電極層之間、或所述背面電極層與所述CIGS層之間、或同時(shí)在所述絕緣性支撐基板與所述背面電極層之間以及所述背面電極層與所述CIGS層之間，還具有堿金屬供給層， 該堿金屬供給層含有選自LiNbO3化合物、NaNbO3化合物和KNbO3化合物的一種以上的化合物。
3.如權(quán)利要求I或2所述的太陽(yáng)能電池，其特征在于，所述堿金屬供給層具有20nm 200nm的范圍的厚度。
4.如權(quán)利要求I 3中任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能電池，其特征在于，所述絕緣性支撐基板由絕緣性的基材本身構(gòu)成，或通過(guò)在導(dǎo)電性的基材上設(shè)置絕緣層而構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求I 4中任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能電池，其特征在于，所述絕緣性支撐基板是玻璃基板或塑料基板。
6.一種CIGS型太陽(yáng)能電池用的基板，其特征在于，具有設(shè)置在絕緣性支撐基板的第一表面上的背面電極層、和堿金屬供給層， 該堿金屬供給層設(shè)置在所述第一表面與所述背面電極層之間、或所述背面電極層的上層、或同時(shí)設(shè)置在所述第一表面與所述背面電極層之間以及所述背面電極層的上層， 所述堿金屬供給層含有選自NaNbO3化合物和KNbO3化合物的一種以上的化合物。
7.—種CIGS型太陽(yáng)能電池用的基板，其特征在于，具有設(shè)置在絕緣性支撐基板的第一表面上的背面電極層、和堿金屬供給層， 該堿金屬供給層設(shè)置在所述第一表面與所述背面電極層之間、或所述背面電極層的上層、或同時(shí)設(shè)置在所述第一表面與所述背面電極層之間以及所述背面電極層的上層， 所述堿金屬供給層含有選自LiNbO3化合物、NaNbO3化合物和KNbO3化合物的一種以上的化合物。
8.如權(quán)利要求6或7所述的CIGS型太陽(yáng)能電池用的基板，其特征在于，所述堿金屬供給層具有20nm 200nm的范圍的厚度。
9.如權(quán)利要求6 8中任一項(xiàng)所述的CIGS型太陽(yáng)能電池用的基板，其特征在于，絕緣性支撐基板由絕緣性的基材本身構(gòu)成，或通過(guò)在導(dǎo)電性的基材上設(shè)置絕緣層而構(gòu)成。
10.一種CIGS型太陽(yáng)能電池用的基板，其特征在于，具有設(shè)置在絕緣性支撐基板的第一表面上的堿金屬供給層，該堿金屬供給層含有選自NaNbO3化合物和KNbO3化合物的一種以上的化合物。
11.一種CIGS型太陽(yáng)能電池用的基板，其特征在于，具有設(shè)置在絕緣性支撐基板的第一表面上的堿金屬供給層，該堿金屬供給層含有選自LiNbO3化合物、NaNbO3化合物和KNbO3化合物的一種以上的化合物。
12.如權(quán)利要求10或11所述的CIGS型太陽(yáng)能電池用的基板，其特征在于，所述堿金屬供給層具有20nm 200nm的范圍的厚度。
13.如權(quán)利要求10 12中任一項(xiàng)所述的CIGS型太陽(yáng)能電池用的基板，其特征在于，所述絕緣性支撐基板由絕緣性的基材本身構(gòu)成，或通過(guò)在導(dǎo)電性的基材上設(shè)置絕緣層而構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種具有耐久性、以一般的構(gòu)成能夠向CIGS層供給堿金屬的CIGS型太陽(yáng)能電池。一種太陽(yáng)能電池，其特征在于，該電池是具有絕緣性支撐基板、設(shè)置在所述絕緣性支撐基板上的背面電極層、設(shè)置在所述背面電極層上的CIGS層、設(shè)置在所述CIGS層上的緩沖層和設(shè)置在所述緩沖層上的透明表面電極層的CIGS型太陽(yáng)能電池，在所述絕緣性支撐基板與所述背面電極層之間、或所述背面電極層與所述CIGS層之間、或同時(shí)在所述絕緣性支撐基板與所述背面電極層之間以及所述背面電極層與所述CIGS層之間，還具有堿金屬供給層，該堿金屬供給層含有選自NaNbO3化合物、KNbO3化合物和LiNbO3化合物的一種以上的化合物。
文檔編號(hào)H01L31/04GK102918652SQ201180026770
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2011年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月31日
發(fā)明者光井彰, 岡東健, 小高秀文, 川本泰 申請(qǐng)人:旭硝子株式會(huì)社