不銹鋼箔制太陽(yáng)電池基板材料及其制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供防止作為光吸收層的Cu(In1-XGaX)Se2的被膜的剝離的不銹鋼箔制太陽(yáng)電池基板材料及其制造方法。具體而言，在選自N2氣、H2氣、Ar氣、AX氣及HN氣中的一種的氣氛中或兩種以上混合而成的氣氛中且在250～1050℃的范圍內(nèi)，對(duì)含有7～40質(zhì)量％的Cr、0～100℃下的線膨脹系數(shù)為12.0×10-6/℃以下、厚度為20～200μm的不銹鋼箔實(shí)施用于除去應(yīng)力的預(yù)熱處理，進(jìn)而，在實(shí)施了該預(yù)熱處理的不銹鋼箔的表面形成由Mo層構(gòu)成的背面電極后，或者在不銹鋼箔的表面形成絕緣被膜、進(jìn)而在其上形成由Mo層構(gòu)成的背面電極后，實(shí)施被膜形成熱處理，在背面電極上形成由Cu(In1-XGaX)Se2構(gòu)成的光吸收層。
【專(zhuān)利說(shuō)明】不銹鋼箔制太陽(yáng)電池基板材料及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及在不銹鋼箔上形成有光吸收層（absorber layer)的太陽(yáng)電池基板材 料（solar cell substrate)及其制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 太陽(yáng)電池基板材料的原材廣泛使用作為比較廉價(jià)的絕緣體（insulator)的玻璃 (glass)。但是，由于玻璃較脆，因此，難以大量并且連續(xù)地制造在玻璃的表面形成有光吸收 層的玻璃制太陽(yáng)電池基板材料。
[0003] 因此，正在開(kāi)發(fā)使用能夠大量生產(chǎn)（mass manufacturing)并且比玻璃更廉價(jià)的金 屬板（例如不銹鋼板（stainless steel sheet)等）的太陽(yáng)電池基板材料。但是，金屬板 為導(dǎo)電體（conductive material),因此，為了作為集成型的太陽(yáng)電池 （integrated solar cell)的基板材料使用，需要在表面上形成絕緣被膜（insulating layer)?；蛘?，與娃太 陽(yáng)電池 （silicon solar cell)同樣地安裝表面集電電極（power-collecting-surfaced electrode)而將太陽(yáng)電池單元連接起來(lái)，由此，也能夠作為柵型（grid type)使用。
[0004] 例如，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1、2中公開(kāi)了使不銹鋼板的表面光滑并形成有氧化鋁被膜 (alumina coating)的絕緣性板材（insulating sheet)。在該絕緣性板材上形成由Mo層 構(gòu)成的背面電極（back-contact)并在其上形成作為光吸收層的Cu(Irv xGax)Se2的被膜時(shí)， 如果實(shí)施用于使該Cu(IrvxGa x) Se2的晶體生長(zhǎng)的熱處理而作為集成型的太陽(yáng)電池基板材料 使用，貝1J與玻璃制太陽(yáng)電池基板材料相比，能夠?qū)崿F(xiàn)制造成本（production cost)的降低。
[0005] 或者，在作為柵型的太陽(yáng)電池基板材料使用的情況下，使不銹鋼板的表面光滑而 在其上形成由Mo層構(gòu)成的背面電極、進(jìn)而在其上形成作為光吸收層的Cu (IrvxGax) Se2的被 膜時(shí)，實(shí)施用于使該Cu (IrvxGax) Se2的晶體生長(zhǎng)的熱處理，得到太陽(yáng)電池基板材料。需要說(shuō) 明的是，Cu (IrvxGax) Se2是指使Cu (In) Se2與Cu (Ga) Se2形成混晶而得到的被稱(chēng)為CIGS的 物質(zhì)。
[0006] 對(duì)于這些使用不銹鋼板的太陽(yáng)電池基板材料（即，不銹鋼板制太陽(yáng)電池基板材 料）而言，在形成絕緣被膜、背面電極時(shí)，有時(shí)預(yù)先在基底上形成被稱(chēng)為阻擋層（barrier layer)的Cr等的層。在該情況下，阻擋層以外的絕緣被膜、背面電極、光吸收層以與上述同 樣的方式構(gòu)成。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008] 專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0009] 專(zhuān)利文獻(xiàn)1 :日本特開(kāi)平6-299347號(hào)公報(bào)
[0010] 專(zhuān)利文獻(xiàn)2 :日本特開(kāi)平5-306460號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 發(fā)明所要解決的問(wèn)題
[0012]為了進(jìn)一步削減不銹鋼板制太陽(yáng)電池基板材料的制造成本，要求對(duì)所使用的不銹 鋼板進(jìn)行薄壁化，研究了在不銹鋼箔上形成光吸收層、或者在形成有絕緣被膜的絕緣性箔 材上形成光吸收層而作為太陽(yáng)電池基板材料使用的技術(shù)。
[0013] 對(duì)于以不銹鋼箔作為原材的太陽(yáng)電池基板材料（以下，稱(chēng)為不銹鋼箔制太陽(yáng)電池 基板材料）而言，在柵型的情況下，使不銹鋼箔光滑，在其表面形成由Mo層構(gòu)成的背面電 極，在其上形成作為光吸收層的Cu (IrvxGax) Se2的被膜?；蛘?，在集成型的情況下，在不銹 鋼箔的表面形成絕緣被膜（例如氧化鋁被膜等），得到絕緣性箔材，在該絕緣被膜上形成背 面電極，進(jìn)一步在其上形成作為光吸收層的Cu (IrvxGax) Se的被膜。
[0014] 在任意一種情況下，均存在由于在形成Cu(IrvxGa x)Se2的被膜時(shí)實(shí)施的熱處理 (heat treatment)而使光吸收層、絕緣被膜、背面電極容易剝離的問(wèn)題。如果作為光吸 收層的Cu(IrvxGa x)Se2的被膜發(fā)生剝離，則將太陽(yáng)光轉(zhuǎn)換成電的轉(zhuǎn)換效率（conversion efficiency)降低。另外，如果背面電極、絕緣被膜發(fā)生剝離，則形成在其上的光吸收層也脫 落，因此導(dǎo)致轉(zhuǎn)換效率的降低。
[0015] 本發(fā)明的目的在于提供防止作為光吸收層的Cu (IrvxGax) Se2的被膜的剝離的不銹 鋼箔制太陽(yáng)電池基板材料及其制造方法。
[0016] 用于解決問(wèn)題的方法
[0017] 發(fā)明人對(duì)不銹鋼箔制太陽(yáng)電池基板材料中光吸收層、絕緣被膜、背面電極發(fā)生剝 離的原因進(jìn)行了考察。結(jié)果獲知，其原因在于，由于形成Cu(Irv xGax) Se2的被膜時(shí)實(shí)施的熱 處理而引起不銹鋼箔變形（deformation)。
[0018] BP，由于在不銹鋼箔的制造工序中反復(fù)進(jìn)行冷加工（cold rolling)而在不銹鋼箔 產(chǎn)生殘余應(yīng)力（residual stress)。在該不銹鋼箔上層疊絕緣被膜、背面電極后實(shí)施進(jìn)行 用于形成光吸收層的涂覆和加熱這兩者的處理（以下，稱(chēng)為被膜形成熱處理）（集成型）， 或者在不銹鋼箔上層疊背面電極后實(shí)施用于形成光吸收層的被膜形成熱處理（柵型），由 此，不銹鋼箔的殘余應(yīng)力釋放，不銹鋼箔發(fā)生變形，在光吸收層、背面電極、絕緣被膜上產(chǎn)生 裂紋而剝離。
[0019] 因此，在預(yù)先對(duì)不銹鋼箔實(shí)施熱處理（以下，稱(chēng)為預(yù)熱處理（thermal pretreatment))而除去殘余應(yīng)力后，在集成型的情況下，層疊絕緣被膜、背面電極，實(shí)施形 成光吸收層的被膜形成熱處理，或者，在柵型的情況下，在不銹鋼箔上層疊背面電極，實(shí)施 形成光吸收層的被膜形成熱處理，由此，能夠抑制由被膜形成熱處理引起的不銹鋼箔的變 形，進(jìn)而能夠防止作為光吸收層的Cu(Ir vxGax)Se2的被膜的剝離。
[0020] 本發(fā)明是基于這樣的見(jiàn)解而完成的。
[0021] 即，本發(fā)明為一種不銹鋼箔制太陽(yáng)電池基板材料的制造方法，在選自N2氣、H 2氣、 Ar氣、AX氣及HN氣中的一種的氣氛中或兩種以上混合而成的氣氛中且在250?1050°C的 范圍內(nèi)，對(duì)含有7?40質(zhì)量％的Cr、0?KKTC下的線膨脹系數(shù)為12. OX 10_6/°C以下、厚 度為20?200 μ m的不銹鋼箔實(shí)施用于除去應(yīng)力的預(yù)熱處理，進(jìn)而，在實(shí)施了該預(yù)熱處理 的不銹鋼箔的表面形成由Mo層構(gòu)成的背面電極后，或者在不銹鋼箔的表面形成絕緣被膜、 進(jìn)而在其上形成由Mo層構(gòu)成的背面電極后，實(shí)施被膜形成熱處理，在背面電極上形成由 Cu(IrvxGax)Se2構(gòu)成的光吸收層。
[0022] 本發(fā)明的不銹鋼箔制太陽(yáng)電池基板材料的制造方法中，優(yōu)選在250?900°C的范 圍內(nèi)實(shí)施預(yù)熱處理。更優(yōu)選為250?700°C。另外，優(yōu)選在450?700°C的范圍內(nèi)實(shí)施被膜 形成熱處理。
[0023] 另外，本發(fā)明為一種不銹鋼箔制太陽(yáng)電池基板材料，在含有7?40質(zhì)量％的Cr、 0?100°C下的線膨脹系數(shù)為12.0Xl(r7°C以下、厚度為20?200μπι、并且在選自N 2氣、H2 氣、Ar氣、AX氣及HN氣中的一種的氣氛中或兩種以上混合而成的氣氛中且在250?1050°C 的范圍內(nèi)實(shí)施了用于除去應(yīng)力的預(yù)熱處理的不銹鋼箔的表面形成由Mo層構(gòu)成的背面電極 后，或者在不銹鋼箔的表面形成絕緣被膜、進(jìn)而在其上形成由Mo層構(gòu)成的背面電極后，實(shí) 施被膜形成熱處理，在背面電極上形成由Cu (IrvxGax) Se2構(gòu)成的光吸收層，實(shí)施被膜形成熱 處理前后的不銹鋼箔的寬度及長(zhǎng)度的變化分別滿足下述（1)式及（2)式。
[0024] 100X I (W1-W0) I/WO ^ 0. 037% ... (1)
[0025] 100X I (L1-L0) |/L 0 ^ 0. 037% ... (2)
[0026] Wtl :實(shí)施被膜形成熱處理前的不銹鋼箔的寬度（mm)
[0027] W1 :實(shí)施被膜形成熱處理后的不銹鋼箔的寬度（mm)
[0028] Ltl :實(shí)施被膜形成熱處理前的不銹鋼箔的長(zhǎng)度（mm)
[0029] L1 :實(shí)施被膜形成熱處理后的不銹鋼箔的長(zhǎng)度（mm)
[0030] 本發(fā)明的不銹鋼箔制太陽(yáng)電池基板材料中，優(yōu)選實(shí)施被膜形成熱處理前后的不銹 鋼箔的寬度及長(zhǎng)度的變化分別滿足下述（3)式及（4)式。另外，預(yù)熱處理的溫度優(yōu)選在 250?700°C的范圍內(nèi)。此外，被膜形成熱處理的溫度優(yōu)選在450?700°C的范圍內(nèi)。
[0031] 100X I (W1-W0) I/W0 ^ 0. 018% …（3)
[0032] 100X I (L「L〇) I/L。彡 0· 018% …（4)
[0033] 發(fā)明效果
[0034] 根據(jù)本發(fā)明，能夠防止使用廉價(jià)并且能夠大量生產(chǎn)的不銹鋼箔的太陽(yáng)電池基板材 料（即，不銹鋼箔制太陽(yáng)電池基板材料）中形成的光吸收層的剝離。因此，不僅能夠有助于 太陽(yáng)電池的制造成本的削減，而且能夠提高對(duì)太陽(yáng)光進(jìn)行電轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換效率。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0035] 圖1是示意地表示本發(fā)明的不銹鋼箔制太陽(yáng)電池基板材料的例子的截面圖。
[0036] 圖2是示意地表示本發(fā)明的不銹鋼箔制太陽(yáng)電池基板材料的另一個(gè)例子的截面 圖。

【具體實(shí)施方式】
[0037] 圖1、2是示意地表示本發(fā)明的不銹鋼箔制太陽(yáng)電池基板材料的例子的截面圖。本 發(fā)明中，在作為不銹鋼箔制太陽(yáng)電池基板材料1的原材的不銹鋼箔2的箔軋制之前的制造 方法沒(méi)有特別限定。
[0038] 首先，對(duì)不銹鋼箔2的成分進(jìn)行說(shuō)明。
[0039] Cr量低于7質(zhì)量％時(shí)，長(zhǎng)期使用時(shí)的耐腐蝕性（corrosion resistance)不足，作 為不銹鋼箔制太陽(yáng)電池基板材料的耐久性變差。另一方面，超過(guò)40質(zhì)量％時(shí)，不銹鋼箔的 制造工序中的中間制品（partly-finished product)即熱乳鋼板的韌性顯著降低，存在不能 在制造生產(chǎn)線中通板的問(wèn)題。因此，Cr量需要設(shè)定為7?40質(zhì)量％。
[0040] 不銹鋼箔2在上述組成中可以含有Nb和/或Mo。
[0041] 在不銹鋼箔2含有Nb的情況下，Nb含量低于0. 05質(zhì)量％時(shí)，結(jié)晶化熱處理中的 耐變形效果降低。另一方面，超過(guò)1. 5質(zhì)量％時(shí)，不銹鋼箔的制造工序中的中間制品即熱軋 鋼板的制造時(shí)的焊接性顯著降低，存在不能在制造生產(chǎn)線中通板的問(wèn)題。因此，Nb含量?jī)?yōu) 選在0.05?1.5質(zhì)量％的范圍內(nèi)。
[0042] 在不銹鋼箔2含有Mo的情況下，Mo含量低于0. 3質(zhì)量％時(shí)，被膜形成熱處理中的 耐變形效果降低。另一方面，超過(guò)3.0質(zhì)量％時(shí)，不銹鋼箔的制造工序中的中間制品即熱軋 鋼板的制造時(shí)的熱加工性降低，存在不能在制造生產(chǎn)線中通板的問(wèn)題。因此，Mo含量?jī)?yōu)選 在0.3?3.0質(zhì)量％的范圍內(nèi)。更優(yōu)選為2.0%以下。
[0043] 作為這樣的鋼，可以列舉：SUS430(17% Cr 鋼）、SUS447J1(30% Cr-2%Mo 鋼）、9% Cr 鋼、20% Cr-5% Al 鋼、SUS304(18% Cr-8% Ni 鋼）等。
[0044] 以下，如下例示出除了上述Cr、Nb和Mo以外添加的優(yōu)選的成分組成。另外，規(guī)定 鋼的成分組成的成分％全部是指質(zhì)量％。
[0045] C :0.12 % 以下
[0046] C與鋼中的Cr結(jié)合而引起耐腐蝕性（corrosion resistance)的降低，因此，越低 越優(yōu)選，但如果為〇. 12%以下，則不會(huì)使耐腐蝕性顯著降低。因此，優(yōu)選為0. 12%以下，更 優(yōu)選為0.04%以下。
[0047] Si :2.5% 以下
[0048] Si是用于脫氧（deoxidation)的元素，但過(guò)量含有時(shí)，引起延展性的降低，因此， 優(yōu)選為2. 5 %以下。更優(yōu)選為1.0 %以下。
[0049] Mn :1.0% 以下
[0050] Mn與S結(jié)合而形成MnS，使耐腐蝕性降低，因此，優(yōu)選為1.0 %以下。更優(yōu)選為 0. 8%以下。
[0051] S :0.030% 以下
[0052] 如上所述，S與Mn結(jié)合而形成MnS，使耐腐蝕性降低，因此，優(yōu)選為0. 030%以下。 更優(yōu)選為〇. 008%以下。
[0053] P :0.050% 以下
[0054] P引起延展性的降低，因此，越低越優(yōu)選，但如果為0. 050%以下，則不會(huì)使延展性 顯著降低。因此，優(yōu)選為〇. 050%以下，更優(yōu)選為0. 040%以下。
[0055] 以上，對(duì)必要成分進(jìn)行了說(shuō)明，但在本發(fā)明中，除此以外，還可以適當(dāng)含有以下所 述的元素。
[0056] 選自Ti、Zr中的至少一種的合計(jì)：1. 0%以下
[0057] Ti、Zr均是使鋼中的C、N形成碳化物、氮化物或者碳氮化物而固定、從而對(duì)改善耐 腐蝕性有用的元素。但是，含量超過(guò)1.0%時(shí)，延展性（ductility)的降低變得顯著，因此， 這些元素在單獨(dú)添加或復(fù)合添加中的任意一種情況下均限定為1. 〇%以下。另外，為了充分 發(fā)揮這些元素的添加效果，優(yōu)選含有〇. 02%以上。
[0058] Al :0.20 % 以下
[0059] Al是用于脫氧的元素，但過(guò)量含有時(shí)，引起延展性的降低，因此，優(yōu)選為0. 20%以 下。更優(yōu)選為〇. 15%以下。
[0060] 但是，在使用有意地添加了 Al的20Cr-5Al鋼等的情況下，沒(méi)有該限定。
[0061] N :0.05% 以下
[0062] N與鋼中的Cr結(jié)合而引起耐腐蝕性的降低，因此，越低越優(yōu)選，但如果為0. 05%以 下，則不會(huì)使耐腐蝕性顯著降低。因此，優(yōu)選為0.05%以下。更優(yōu)選為0.015%以下。
[0063] 另外，除此以外，為了改善耐腐蝕性，也可以含有分別為1.0%以下的Ni、Cu、V、 W。另外，為了提高熱加工性（hot workability),也可以含有分別為0.1%以下的Ca、Mg、 REM(Rare Earth Metals，稀土金屬）、B。
[0064] 余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。不可避免的雜質(zhì)中，0(氧）優(yōu)選為0.02%以下。
[0065] 不銹鋼箔2的0?KKTC下的線性膨脹率超過(guò)12. OX KT6/°C時(shí)，由于被膜形成 熱處理而發(fā)生光吸收層的剝離。因此，不銹鋼箔2的0?KKTC下的線性膨脹率設(shè)定為 12. 0X10_6/°C 以下。
[0066] 這樣的不銹鋼箔通過(guò)對(duì)與例如JIS標(biāo)準(zhǔn)的SUS430(所謂的17% Cr鋼）、SUS444(所 謂的18Cr-2Mo鋼）、SUS447J1 (所謂的30Cr-2Mo鋼）等相當(dāng)?shù)牟讳P鋼進(jìn)行箔軋制而得到。
[0067] 接著，對(duì)不銹鋼箔2的厚度進(jìn)行說(shuō)明。
[0068] 不銹鋼箔2的厚度小于20 μ m時(shí)，不銹鋼箔2極容易彎折或者破裂，因此，在后述 的絕緣被膜、光吸收層上容易自不銹鋼箔2的折痕、裂痕起產(chǎn)生裂紋而剝離。另一方面，超 過(guò)200 μ m時(shí)，與玻璃基板相比成本增高。因此，不銹鋼箔2的厚度設(shè)定在20?200 μ m的 范圍內(nèi)。
[0069] 在具有這樣的組成和厚度的不銹鋼箔2上形成絕緣被膜3、背面電極5等之前，實(shí) 施預(yù)熱處理，除去不銹鋼箔2的軋制工序中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。預(yù)熱處理在選自N2氣、H2氣、 Ar氣、AX氣及HN氣中的一種的氣氛中或兩種以上混合而成的氣氛中進(jìn)行。通過(guò)在這樣的 惰性氣體氣氛或還原性氣體氣氛中進(jìn)行預(yù)熱處理，可防止不銹鋼箔2的氧化。另外，AX氣 是指75體積％ H2與25體積％ N2的混合氣體，HN氣是指3?10 %體積％ H2與余量97? 90體積％ N2的混合氣體。
[0070] 預(yù)熱處理的溫度低于250°C時(shí)，不能充分地除去不銹鋼箔2的殘余應(yīng)力。另一方 面，超過(guò)1050°C時(shí)，不銹鋼箔2的晶粒變得粗大，不銹鋼箔2的表面粗糙，因此導(dǎo)致轉(zhuǎn)換效率 的降低。另外，在未添加 Nb或Mo的情況下，超過(guò)900°C時(shí)會(huì)發(fā)生相變，因此，不能得到充分 的耐腐蝕性。另外，為了不使不銹鋼箔2軟質(zhì)化而保持硬度、從而提高不銹鋼箔2的剛性， 優(yōu)選為700°C以下。因此，預(yù)熱處理的溫度設(shè)定在250?1050°C的范圍內(nèi)。優(yōu)選為250? 900°C，更優(yōu)選為250?700°C。通過(guò)在該溫度范圍內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱處理，能夠在防止不銹鋼箔2 變形的同時(shí)除去殘余應(yīng)力。為了顯著發(fā)揮該效果，預(yù)熱處理的時(shí)間只要在到達(dá)溫度下保持 數(shù)秒就足夠。
[0071] 對(duì)于如圖2所示的集成型而言，在實(shí)施預(yù)熱處理后，在不銹鋼箔2上形成絕緣被膜 3。絕緣被膜3的形成方法沒(méi)有特別限定。另外，絕緣被膜3的材質(zhì)沒(méi)有特別限定，但優(yōu)選 以往廣泛使用的氧化鋁被膜。接著，在絕緣被膜3上形成由Mo層構(gòu)成的背面電極5,在其上 形成作為光吸收層4的Cu(Irv xGax)Se2的被膜。
[0072] 對(duì)于如圖1所示的柵型而言，在實(shí)施預(yù)熱處理后，在不銹鋼箔2上形成背面電極5。 接著，在背面電極5上形成作為光吸收層4的Cu(Ir vxGax)Se2的被膜。
[0073] 在任意一種情況下，均可以在實(shí)施了預(yù)熱處理的不銹鋼箔2上形成絕緣被膜3、背 面電極5時(shí)預(yù)先形成被稱(chēng)為阻擋層的Cr等的層。在該情況下，阻擋層以外的絕緣被膜、背 面電極、光吸收層的構(gòu)成也與上述相同。
[0074] 另外，本發(fā)明中，絕緣被膜3、背面電極5、光吸收層4的形成方法沒(méi)有特別限定，但 作為光吸收層4的被膜形成熱處理方法，例如有：(A)固相法（solid phase method)、（B) 氣相法（gas phase method)、（C)蒸鍍法（evaporation method)。關(guān)于各種方法，以下示 出其概要。
[0075] (A)固相法
[0076] 固相法為如下方法：通過(guò)溉射（sputtering)在基板上層疊 In/(CuGa)，進(jìn)而 通過(guò)蒸鍍法層疊 Se,形成Se/In/(CuGa)后，在450?500 °C下實(shí)施熱處理，由此，形成 Cu(IrvxGax)Se2 的被膜。
[0077] ⑶氣相法
[0078] 氣相法為如下方法：在H2Se氣的氣氛中對(duì)IrV(CuGa)進(jìn)行加熱處理，形成CIGS膜 (Copper Indium Gallium DiSelenide film,銅銦鎵硒膜）后，進(jìn)而在約500°C的溫度下實(shí)施 熱處理，由此，形成Cu (IrvxGax) Se2的被膜。
[0079] (C)蒸鍍法
[0080] 蒸鍍法為如下方法：在350?500°C的基板溫度下照射In、Ga、Se后，將基板溫度 升溫至500?550°C，僅照射Se、Cu，進(jìn)而在500?550°C下照射111、6 &、&1，或者在約5001： 的基板上同時(shí)蒸鍍In、Ga、Se、Cu,由此，形成Cu(Irv xGax)Se2的被膜。
[0081] 被膜形成熱處理的溫度低于450°C時(shí)，Cu (IrvxGax) Se2的晶體不會(huì)充分生長(zhǎng)。另一 方面，超過(guò)700°C時(shí)，不銹鋼箔2的變形量增大，因此，絕緣被膜3、背面電極5、光吸收層4容 易剝離。因此，被膜形成熱處理的溫度優(yōu)選在450?700°C的范圍內(nèi)。通過(guò)在該溫度范圍內(nèi) 進(jìn)行被膜形成熱處理，能夠在防止不銹鋼箔2變形的同時(shí)使Cu(Ir vxGax)Se2的晶體生長(zhǎng)。
[0082] 這樣，在不銹鋼箔2上形成絕緣被膜3并在該絕緣被膜3上形成背面電極5和光 吸收層4而得到的不銹鋼箔制太陽(yáng)電池基板材料1 (圖2)，在形成絕緣被膜3之前實(shí)施預(yù) 熱處理而除去殘余應(yīng)力，因此，由被膜形成熱處理引起的變形得到抑制。另外，在不銹鋼箔 2上形成背面電極5并在該背面電極5上形成光吸收層4而得到的不銹鋼箔制太陽(yáng)電池基 板材料1 (圖1)，在形成背面電極5之前實(shí)施預(yù)熱處理而除去殘余應(yīng)力，因此，由被膜形成熱 處理引起的變形得到抑制。
[0083] 即，將實(shí)施被膜形成熱處理前的不銹鋼箔2的寬度設(shè)為Wtl (mm)，將實(shí)施被膜形成熱 處理后的不銹鋼箔2的寬度設(shè)為W1 (mm)，將實(shí)施被膜形成熱處理前的不銹鋼箔2的長(zhǎng)度設(shè) 為L(zhǎng)tl(Him)，將實(shí)施被膜形成熱處理后的不銹鋼箔2的長(zhǎng)度設(shè)為L(zhǎng) 1(Him)時(shí)，寬度和長(zhǎng)度的變 化滿足下述（1)式及（2)式，能夠抑制光吸收層4、背面電極5、絕緣被膜3的剝離。
[0084] 100X I (W1-W0) I/W0 ^ 0. 037% ... (1)
[0085] 100X I (L1-L0) |/L 0 ^ 0. 037% ... (2)
[0086] 為了進(jìn)一步提高抑制光吸收層4、背面電極5、絕緣被膜3的剝離的效果，需要進(jìn)一 步抑制由被膜形成熱處理引起的不銹鋼箔2的變形，因此，優(yōu)選將不銹鋼箔2的寬度和長(zhǎng)度 的變化控制在下述（3)式及（4)式的范圍內(nèi)。
[0087] 100X I (W1-W0) I/W0 ^ 0. 018% ... (3)
[0088] 100X I (L「L〇) I/L。彡 0· 018% …（4)
[0089] 如以上所說(shuō)明的那樣，本發(fā)明的不銹鋼箔制太陽(yáng)電池基板材料1，通過(guò)減小由被膜 形成熱處理引起的不銹鋼箔2的變形，能夠抑制光吸收層4、背面電極5、絕緣被膜3的剝 離。其結(jié)果，由本發(fā)明的不銹鋼箔制太陽(yáng)電池基板材料1制造的太陽(yáng)電池能夠有效地對(duì)太 陽(yáng)光進(jìn)行電轉(zhuǎn)換。
[0090] 實(shí)施例
[0091] 制造圖1所示的不銹鋼箔制太陽(yáng)電池基板材料1，對(duì)不銹鋼箔2的變形進(jìn)行考察。 進(jìn)一步安裝電極，制作太陽(yáng)電池，對(duì)其轉(zhuǎn)換效率進(jìn)行考察。以下說(shuō)明其步驟。
[0092] 對(duì)表1所示成分的不銹鋼箔2(厚度為50μπι)實(shí)施預(yù)熱處理（溫度為400? 700°C )，形成作為背面電極5的Mo層后，通過(guò)實(shí)施利用固相法的被膜形成熱處理，形成作 為光吸收層4的Cu(IrvxGa x)Se2的被膜。另外，固相法中的熱處理溫度設(shè)定為550°C。將這 樣制作的材料作為不銹鋼箔制太陽(yáng)電池基板材料1。此時(shí)，在實(shí)施被膜形成熱處理前，在不 銹鋼箔2的中央部沿寬度方向和長(zhǎng)度方向分別畫(huà)線，在被膜形成熱處理后測(cè)定這些線的長(zhǎng) 度，計(jì)算出100X (W1-Wtl)/Wtl及100X (L1-LciVLtl,作為不銹鋼箔2的變形進(jìn)行評(píng)價(jià)。將其結(jié) 果不于表2。
[0093] 在這樣得到的不銹鋼箔制太陽(yáng)電池基板材料1上形成作為緩沖層（buffer layer)的CdS被膜，接著，形成作為透明傳導(dǎo)膜（transparent conducting film)的ZnO被 膜，最后，真空蒸鍍（vacuum deposition) Ni-Al電極，制作太陽(yáng)電池。測(cè)定該太陽(yáng)電池的轉(zhuǎn) 換效率。將其作為發(fā)明例。
[0094] 另外，對(duì)太陽(yáng)光進(jìn)行電轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換效率利用由發(fā)電的電流、電圧測(cè)定得到的輸出 值除以入射光強(qiáng)度（intensity of incident light)而得到的值來(lái)計(jì)算。
[0095] 另一方面，不實(shí)施預(yù)熱處理，其他的工序與發(fā)明例同樣，制作太陽(yáng)電池，測(cè)定其轉(zhuǎn) 換效率。將其作為比較例。
[0096] 關(guān)于發(fā)明例和比較例，將不銹鋼箔的變形和太陽(yáng)電池的轉(zhuǎn)換效率示于表2。在此， 不銹鋼箔2的寬度和長(zhǎng)度的變化中，+表示膨脹側(cè)，-表示收縮側(cè)。
[0097]表 1

【權(quán)利要求】
1. 一種不銹鋼箔制太陽(yáng)電池基板材料的制造方法，在選自N2氣、H2氣、Ar氣、AX氣 及HN氣中的一種的氣氛中或兩種以上混合而成的氣氛中且在250?1050°C的范圍內(nèi)，對(duì) 含有7?40質(zhì)量％的Cr、0?100°C下的線膨脹系數(shù)為12. OX 10_6/°C以下、厚度為20? 200 的不銹鋼箔實(shí)施用于除去應(yīng)力的預(yù)熱處理，進(jìn)而，在實(shí)施了該預(yù)熱處理的所述不銹 鋼箔的表面形成由Mo層構(gòu)成的背面電極后，或者在所述不銹鋼箔的表面形成絕緣被膜、進(jìn) 而在其上形成由Mo層構(gòu)成的背面電極后，實(shí)施被膜形成熱處理，在所述背面電極上形成由 Cu (IrvxGax) Se2構(gòu)成的光吸收層。
2. 如權(quán)利要求1所述的不銹鋼箔制太陽(yáng)電池基板材料的制造方法，其中，在250? 900°C的范圍內(nèi)實(shí)施所述預(yù)熱處理。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的不銹鋼箔制太陽(yáng)電池基板材料的制造方法，其中，在250? 700°C的范圍內(nèi)實(shí)施所述預(yù)熱處理。
4. 如權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的不銹鋼箔制太陽(yáng)電池基板材料的制造方法，其中， 在450?700°C的范圍內(nèi)實(shí)施所述被膜形成熱處理。
5. -種不銹鋼箔制太陽(yáng)電池基板材料，在含有7?40質(zhì)量％的Cr、0?KKTC下的線 膨脹系數(shù)為12. 0X10_6/°C以下、厚度為20?200iim、并且在選自N2氣、H2氣、Ar氣、AX氣 及HN氣中的一種的氣氛中或兩種以上混合而成的氣氛中且在250?1050°C的范圍內(nèi)實(shí)施 了用于除去應(yīng)力的預(yù)熱處理的不銹鋼箔的表面形成由Mo層構(gòu)成的背面電極后，或者在所 述不銹鋼箔的表面形成絕緣被膜、進(jìn)而在其上形成由Mo層構(gòu)成的背面電極后，實(shí)施被膜形 成熱處理，在所述背面電極上形成由Cu (Ini_xGax) Se2構(gòu)成的光吸收層，實(shí)施所述被膜形成熱 處理前后的所述不銹鋼箔的寬度及長(zhǎng)度的變化分別滿足下述（1)式及（2)式， looxlc^-wgi/WoSo.cmui) 100. I (L「L0) I /L0 彡 0? 037 % …（2) 實(shí)施被膜形成熱處理前的不銹鋼箔的寬度（mm) A :實(shí)施被膜形成熱處理后的不銹鋼箔的寬度（mm) U :實(shí)施被膜形成熱處理前的不銹鋼箔的長(zhǎng)度（mm) U :實(shí)施被膜形成熱處理后的不銹鋼箔的長(zhǎng)度（mm)。
6. 如權(quán)利要求5所述的不銹鋼箔制太陽(yáng)電池基板材料，其中，實(shí)施所述被膜形成熱處 理前后的所述不銹鋼箔的寬度及長(zhǎng)度的變化分別滿足下述（3)式及（4)式， looxlc^-wgi/WoSo.oisus) 100X|(L「L0)|/L0<0.018%-(4)。
7. 如權(quán)利要求5或6所述的不銹鋼箔制太陽(yáng)電池基板材料，其中，所述預(yù)熱處理的溫度 在250?700°C的范圍內(nèi)。
8. 如權(quán)利要求5?7中任一項(xiàng)所述的不銹鋼箔制太陽(yáng)電池基板材料，其中，所述被膜形 成熱處理的溫度在450?700°C的范圍內(nèi)。
【文檔編號(hào)】C22C38/02GK104334752SQ201280073433
【公開(kāi)日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2012年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月23日
【發(fā)明者】山口裕弘, 本田充孝, 西山直樹(shù), 中田時(shí)夫 申請(qǐng)人:杰富意鋼鐵株式會(huì)社