專利名稱：化合物薄膜太陽能電池及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化合物薄膜太陽能電池的性能提高和其制造方法。
背景技術(shù)：
在化合物薄膜太陽能電池中，作為光吸收層，在II族、VI族元素中廣泛使用II-VI 系的CdTe、或在具有黃銅礦結(jié)構(gòu)的I族、III族、VI族元素中廣泛使用I-III-VI2系的 Cuhk2或Cu (Irufei) 〔所謂CIGS〕。通過選擇黃銅礦型的化合物半導(dǎo)體的構(gòu)成元素，能夠大大調(diào)制帶隙(Eg)。例如，作為使用CIGS作為光吸收層的CIGS太陽能電池中的高效率化技術(shù)之一，有通過使光吸收層中的的組成比變化而控制帶隙，從而在帶隙中形成分布的技術(shù)。但是，在通過改變光吸收層中的h或( 等的組成比來控制帶隙的情況下，在通過真空蒸鍍制膜時，必須嚴(yán)格控制構(gòu)成元素的供給。此外，通過層疊光吸收層的構(gòu)成元素或組成比不同的多個化合物半導(dǎo)體層，能夠構(gòu)成具備不同的帶隙的光吸收層的太陽能電池，能夠?qū)崿F(xiàn)波長靈敏度的寬帶化。對于將Cu(IrvxGax) (Se1Jy)2用作光吸收層的化合物薄膜太陽能電池，含有h和 Ga作為構(gòu)成元素。h和( 為稀有金屬，基于其資源埋藏量較少或者難以產(chǎn)出可經(jīng)濟采掘的高品位的礦石等理由，穩(wěn)定供給變得困難的可能性較高。另外，基于在精煉上需要非常高超的技術(shù)和較大的能量等理由，從礦石開始的精煉并不容易，從而成為價格高漲的原因。高效率的CIGS〔Cu(IrvxGax)^g太陽能電池可以通過CIGS具有化學(xué)計量組成至 III族元素稍微過剩的組成的P型半導(dǎo)體的薄膜來獲得。作為制作方法，可以使用多元蒸鍍法，特別是可以使用三階段法。在三階段法中，在第1層蒸鍍^uGaje以形成aruGahSe^ 膜，接著僅供給Cu和％而使整個膜的組成成為Cu過剩的組成，最后再次供給h、Ga、k助熔劑而使膜的最終組成成為(In、Ga)過剩的組成。蒸鍍法可以精密地控制化學(xué)組成，從而可以制作高效率的CIGS太陽能電池，但受到工藝上的制約，難以實現(xiàn)大面積化?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本專利第3244408號

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題通過對化合物薄膜太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率或品質(zhì)壽命進(jìn)行改善，來提高化合物薄膜太陽能電池的性能。用于解決課題的手段第1實施方式的化合物薄膜太陽能電池，其特征在于其具備半導(dǎo)體薄膜作為光吸收層，該半導(dǎo)體薄膜含有Cu、A元素(A為選自AlUn及( 之中的至少1種元素)和Te， 且具有黃銅礦型的晶體結(jié)構(gòu)；與所述光吸收層形成接合界面的緩沖層是含有選自Cd、Zn,化及(^之中的至少1種元素以及選自S、義及Te之中的至少1種元素、且具有閃鋅礦型結(jié)構(gòu)、纖鋅礦結(jié)構(gòu)或缺陷尖晶石型結(jié)構(gòu)中的任一種晶體結(jié)構(gòu)的化合物；所述閃鋅結(jié)構(gòu)的所述緩沖層的晶格常數(shù)a或者將所述纖鋅礦結(jié)構(gòu)或所述缺陷尖晶石型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為閃鋅礦型結(jié)構(gòu)時的所述緩沖層的晶格常數(shù)a為0. 59nm 0. 62nm。第2實施方式的化合物薄膜太陽能電池，其特征在于其具備半導(dǎo)體薄膜作為光吸收層，該半導(dǎo)體薄膜含有Cu、A元素(A為選自Al、h及( 之中的至少1種元素)和X元素(X為選自S、義及Te之中的至少1種元素)，且具有黃銅礦型的晶體結(jié)構(gòu)；在背面電極和所述光吸收層的界面上形成界面中間層，所述界面中間層中含有的化合物包含所述背面電極的構(gòu)成元素和所述光吸收層的X元素，在將來自于(hkl)面的X射線衍射峰強度設(shè)定為Ihkl時，含有所述背面電極的構(gòu)成元素和所述光吸收層的X元素的化合物的X射線衍射峰強度比為 5>IQ(12/I11Q>0.2。第3實施方式的化合物薄膜太陽能電池，其特征在于其具備半導(dǎo)體薄膜作為光吸收層，該半導(dǎo)體薄膜含有Cu、A元素(A為選自Al、h及( 之中的至少1種元素)和X元素(X為選自S、義及Te之中的至少1種元素)，且具有黃銅礦型的晶體結(jié)構(gòu)；在背面電極和所述光吸收層的界面存在結(jié)晶相CuAAtJA為選自Al、h及( 之中的至少1種元素， X為選自S、義及Te之中的至少1種元素，c為0. 1以下且d為0. 1以上，或者c+d為0.9 以上)。


圖1是第1實施方式中的化合物薄膜太陽能電池的示意圖。圖2是表示第1實施方式中的光吸收層的帶隙和晶格常數(shù)a的曲線圖。圖3是表示第1實施方式中的緩沖層的帶隙和閃鋅結(jié)構(gòu)或?qū)⒗w鋅礦結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為閃鋅礦型結(jié)構(gòu)時的晶格常數(shù)a的曲線圖。圖4是在背面電極上通過濺射法形成的Te系化合物半導(dǎo)體薄膜太陽能電池的斷面的TEM圖像。圖5是第2實施方式中的化合物薄膜太陽能電池的示意圖。圖6是第2實施方式中的化合物薄膜太陽能電池的斷面的TEM-EDX分析的結(jié)果。圖7是第3實施方式中的化合物薄膜太陽能電池的示意圖。圖8是第3實施方式中的另一化合物薄膜太陽能電池的示意圖。
具體實施例方式(第1實施方式)在具有黃銅礦結(jié)構(gòu)(I族-III族-VI族)的CIGS化合物薄膜太陽能電池中使用 CdS作為緩沖層，通過在pn結(jié)界面形成能帶偏移(band offset)，可以降低載流子的復(fù)合， 從而得到高的轉(zhuǎn)換效率。大多數(shù)的CIGS型太陽能電池的特征具有下述特征使用S或％ 作為光吸收層的VI族元素，光吸收層和緩沖層的晶格常數(shù)接近。另一方面，基本沒有關(guān)于使用Te代替S或％作為VI族元素的具有黃銅礦結(jié)構(gòu)的光吸收層(Te系光吸收層)的研究。Te系光吸收層的晶格常數(shù)與使用S、Se作為VI族元素的光吸收層相比具有較大的值。所以，作為Te系的緩沖層，需要選擇適合Te系光吸收層的材料，但并不知道怎樣的材料是優(yōu)選的。因此，著眼于Te系光吸收層和緩沖層的晶體結(jié)構(gòu)和晶格常數(shù)，發(fā)明了具有閃鋅礦型結(jié)構(gòu)、纖鋅礦結(jié)構(gòu)或缺陷尖晶石型結(jié)構(gòu)中的任一種晶體結(jié)構(gòu)、且具有Te系光吸收層與緩沖層的晶格常數(shù)之差較小的緩沖層的化合物薄膜太陽能電池。首先，圖1中示出第1實施方式的化合物薄膜太陽能電池100的一例子的斷面示意圖?；衔锉∧ぬ柲茈姵?00至少具備基板111、設(shè)置在所述基板111上的背面電極112、設(shè)置在所述背面電極112上的光吸收層113、設(shè)置在所述光吸收層113上的緩沖層 114、設(shè)置在所述緩沖層114上的半絕緣層115、設(shè)置在所述半絕緣層上的透明電極層116、 設(shè)置在所述透明電極層116上的防反射膜117、設(shè)置在所述背面電極112上的取出電極 118a、以及設(shè)置在所述透明電極層116上的取出電極118b。作為基板111，優(yōu)選使用青板玻璃，也可以使用不銹鋼、Ti或Cr等金屬板或聚酰亞胺等樹脂。作為背面電極112，能夠使用Mo或W等金屬膜。其中，優(yōu)選使用Mo膜。光吸收層為含有Cu、A元素(A為選自Al、h及( 之中的至少1種元素)和Te、 且具有黃銅礦型的晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體薄膜。也可以是Te的一部分被0置換而得到的半導(dǎo)體薄膜。作為緩沖層114，使用與ρ型的光吸收層113形成pn結(jié)界面的化合物。具體而言，能夠使用含有選自CcUZnUn及( 之中的至少1種元素以及選自S、k&Te之中的至少1種元素、且具有閃鋅礦型結(jié)構(gòu)、纖鋅礦結(jié)構(gòu)或缺陷尖晶石型結(jié)構(gòu)中的任一種晶體結(jié)構(gòu)的化合物，考慮到與光吸收層113的晶格匹配，其中，閃鋅結(jié)構(gòu)的緩沖層的晶格常數(shù)a或者將纖鋅礦結(jié)構(gòu)或缺陷尖晶石型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為閃鋅礦型結(jié)構(gòu)時的晶格常數(shù)a優(yōu)選為0. 59nm 0.62nm。為了 η型化，可微量添加B、Al、Ga、h及Cl中的至少1種元素作為添加劑。由于
添加的量為微量，因此對晶格常數(shù)沒有影響。pn結(jié)界面可以是光吸收層113和緩沖層114的接合部，或者也可以CcUSi向部分光吸收層113中擴散而在光吸收層113內(nèi)部形成pn結(jié)界面。作為半絕緣層115，能夠使用被認(rèn)為作為η+型層發(fā)揮作用的ZnO等。透明電極層116需要透射太陽光、而且具有導(dǎo)電性，例如，能夠使用含有2wt%的氧化鋁(Al2O3)的aiO:Al或以來自于乙硼烷的B作為摻雜劑的aiO:B。為了能夠有效地取入太陽光，優(yōu)選設(shè)置防反射膜117。作為防反射膜117，例如能夠使用MgF2。作為取出電極118，例如能夠使用Al、Ag或Au。另外，為了提高與透明電極層15 的密合性，也可以在沉積了 Ni或Cr之后再沉積Al、Ag或Au。作為圖1的化合物薄膜太陽能電池100的制造方法，列舉以下的方法作為例子。第1實施方式中的化合物薄膜太陽能電池的制造方法具備以下工序在基板上形成背面電極的工序；在所述背面電極上形成含有化合物半導(dǎo)體薄膜的光吸收層的工序；在所述光吸收層上形成緩沖層的工序；在所述緩沖層上形成半絕緣層的工序；在所述半絕緣層上形成透明電極層的工序；在所述背面電極上及所述透明電極層上形成取出電極的工序；以及在所述透明電極層上形成防反射膜的工序。
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再有，下述的制造方法為一個例子，也可以適宜變更。所以，既可以變更工序的順序，也可以合并多個工序。對通過濺射法形成的光吸收層進(jìn)行加熱處理的工序優(yōu)選在調(diào)整光吸收層113的帶隙時進(jìn)行。[在基板上形成背面電極的工序]在基板111上形成背面電極112。作為制膜方法，可列舉出濺射法。[在背面電極上形成光吸收層的工序]在沉積了背面電極112后，沉積成為光吸收層113的化合物半導(dǎo)體薄膜。再有，為了在背面電極112上沉積光吸收層113和取出電極118a，在至少將沉積取出電極118a的部位除去的背面電極112上的一部分上，沉積光吸收層113。作為制膜方法，可列舉出濺射法、真空蒸鍍法等真空工藝。在濺射法中，從濺射靶供給光吸收層的所有的構(gòu)成元素。供給源的靶可以為1個靶，也可以為多個靶。優(yōu)選根據(jù)所制得的薄膜的化學(xué)計量組成、情況，以 III族元素稍微過剩的方式預(yù)先調(diào)整靶的構(gòu)成元素的投料組成，也可以從其它靶供給不足的元素。[對光吸收層進(jìn)行加熱處理的工序]制膜后，將制膜室抽真空，在超高真空氣氛下進(jìn)行退火。剛濺射制膜后的光吸收層 113為非晶質(zhì)，而且粒徑也非常小。因而，通過進(jìn)行高溫下的退火，能夠使光吸收層113結(jié)晶化。其結(jié)晶平均粒徑根據(jù)退火溫度的不同而不同。退火溫度例如為200°C 500°C。作為化合物半導(dǎo)體薄膜的結(jié)晶化，除了在制膜后進(jìn)行退火以外，還可以在制膜中對化合物半導(dǎo)體薄膜進(jìn)行退火。加熱處理為退火或紅外線激光等，加熱手段沒有特別的限定。[在光吸收層上形成緩沖層的工序]在得到的光吸收層113上沉積緩沖層114。作為緩沖層114的制膜方法，可列舉出真空工藝的濺射法、真空蒸鍍法或有機金屬化學(xué)氣相沉積(MOCVD)法、液相工藝的化學(xué)沉積(CBD)法等。[在緩沖層上形成半絕緣層的工序]在得到的緩沖層114上沉積半絕緣層115。作為半絕緣層115的制膜方法，可列舉出真空工藝的濺射法、真空蒸鍍法或有機金屬化學(xué)氣相沉積(MOCVD)法等。[在半絕緣層上形成透明電極層的工序]接著，在半絕緣層115上沉積透明電極層116。作為制膜方法，可列舉出真空工藝的濺射法、真空蒸鍍法或有機金屬化學(xué)氣相沉積(MOCVD)法等。[在背面電極上和透明電極層上形成取出電極的工序]在背面電極112上的至少將形成有光吸收層113的部位除去的部位上，沉積取出電極118a。在透明電極層116上的至少將欲形成防反射膜117的部位除去的部位上，沉積取出電極118b。作為制膜方法，可列舉出濺射法、真空蒸鍍法等。取出電極的制膜可以通過1道工序進(jìn)行，也可以分別作為另外的工序在任意的工序后進(jìn)行。[在透明電極層上形成防反射膜的工序]最后，在透明電極層116上的至少將形成有取出電極118b的部位除去的部位上， 沉積防反射膜117。作為制膜方法，可列舉出濺射法、真空蒸鍍法等。經(jīng)過上述工序，制作圖1的示意圖所示的化合物薄膜太陽能電池。在制作化合物薄膜太陽能電池的模組(module)的情況下，通過在基板上形成背面電極的工序后，插入利用激光切斷背面電極的工序，進(jìn)一步在光吸收層上形成緩沖層的工序及在緩沖層上形成透明電極層的工序后，分別插入利用機械刻劃來分割試樣的工序， 由此可進(jìn)行集成化。作為第1實施方式的緩沖層114的晶格常數(shù)a (nm)，如果使用與光吸收層113的晶格常數(shù)a的失配盡量小的、或沒有失配的晶格常數(shù)a，則可得到高效率的太陽能電池，因此是優(yōu)選的。圖2中示出S系、％系及Te系黃銅礦型光吸收層(I族元素為Cu)的帶隙和晶格常數(shù)a的值。CdS的晶格常數(shù)a為約0. 58nm,因此帶隙(eV)為1. 0 1. 5的CIGS薄膜光吸收層與CdS的晶格失配最大為約4%，對于Te系光吸收層，如果晶格失配在與CIGS和 CdS的同等程度以下，則也可以期待同等以上的轉(zhuǎn)換效率提高的效果。因而，作為第1實施方式的緩沖層114的具體的晶格常數(shù)a(nm)，優(yōu)選0. 59 0. 62。對于閃鋅結(jié)構(gòu)的晶格常數(shù)a或者將纖鋅礦結(jié)構(gòu)或缺陷尖晶石型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為閃鋅礦型結(jié)構(gòu)時的晶格常數(shù)a為0. 59 0. 62的、作為緩沖層優(yōu)選的化合物，其是含有選自Cd、 ZnUn和( 之中的1種以上元素和選自Teje和S之中的1種以上元素、且具有閃鋅礦型結(jié)構(gòu)、纖鋅礦結(jié)構(gòu)或缺陷尖晶石型結(jié)構(gòu)中的任一種晶體結(jié)構(gòu)的化合物。對于閃鋅結(jié)構(gòu)的晶格常數(shù)a或者將纖鋅礦結(jié)構(gòu)或缺陷尖晶石型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為閃鋅礦型結(jié)構(gòu)時的晶格常數(shù)a(nm) 為0. 59 0. 62、且具有上述閃鋅礦型結(jié)構(gòu)、纖鋅礦結(jié)構(gòu)或缺陷尖晶石型結(jié)構(gòu)中的任一種晶體結(jié)構(gòu)的化合物，可以從 CdTe, CdSe, CdS、ZnTe, ZnSe, ZnS、In2Te3> In2Se3> In2S3, Ga2Te3, Ga2Se3和6 中適當(dāng)選擇合適的組合。下面以纖鋅礦結(jié)構(gòu)時為例對轉(zhuǎn)換為閃鋅礦型結(jié)構(gòu)時的晶格常數(shù)a(nm)進(jìn)行說明。 纖鋅礦結(jié)構(gòu)為六方晶系，如果將其晶格常數(shù)設(shè)為a’(nm)，則轉(zhuǎn)換為閃鋅礦型結(jié)構(gòu)時的晶格常數(shù)a(nm)可由下式求出。a ( η m) =-f 2 x a ‘ ( η m)同樣，在為缺陷尖晶石結(jié)構(gòu)時，也能夠確定轉(zhuǎn)換為閃鋅礦型結(jié)構(gòu)時的晶格常數(shù) a (nm)。為了 η型化，也能夠微量添加B、Al、Ga、In及Cl中的至少1種元素作為添加劑。
由于添加的量為微量，因此對晶格常數(shù)沒有影響。再有，作為光吸收層113，如果Cu(Aln1JnaGab)Ti52的帶隙為1. 0 1. 5則轉(zhuǎn)換效率高，因此是優(yōu)選的。帶隙為1. 0 1. 5的Cu(Al1I1JnaGab)Ti52中的a、b根據(jù)以下的帶隙計算，其滿足下式。CuAlTe2 2. 25eV、CuInTe2 :1. 23eV、CuGaTe2 :0. 96eVEg (eV) = 2. 25 (l_a_b) +1. 23a+0. 96b、1. 0 ^ Eg (eV)彡 1. 50 ^ a ^ UO ^ b ^ 1
此外，通過對光吸收層113進(jìn)行退火，可調(diào)節(jié)其粒徑及帶隙。所以，在對光吸收層 113進(jìn)行加熱處理的情況下，光吸收層Cu(Al1I1JnaGab)Ti52的a及b并不限定于上述條件。此外，還能夠使用Cu(Alh-JnaGab) (Τθι_αOa)2作為光吸收層113。通過用氧部分置換Te，能夠在禁帶寬度內(nèi)形成中間能級。從計算結(jié)果得出，如果 Cu(Al1^bInaGab) (Te1^aOa)2的氧置換量α為0. 001 0. 0625，則形成中間能級，可期待高的轉(zhuǎn)換效率。氧置換量越少，中間能級的狀態(tài)密度越尖銳。關(guān)于Al、和( 的比率，考慮到中間能級的形成和加熱處理的加熱條件，可以適當(dāng)選擇合適的值。作為用于在光吸收層中形成中間能級的母相，寬帶隙半導(dǎo)體是有效的，可以有效地取入太陽光的不同波長的光， 從而能夠制作高轉(zhuǎn)換效率的化合物薄膜太陽能電池。因而，更優(yōu)選寬帶隙半導(dǎo)體的CuAlTe52 作為母相，也可以使用用^或(^部分或全部置換了 Al而得到的母相。光吸收層113的化合物薄膜半導(dǎo)體在制膜中或制膜后，可通過加熱處理來調(diào)整晶粒直徑(帶隙)。加熱溫度越高，化合物薄膜半導(dǎo)體的晶粒直徑越生長。如果將化合物半導(dǎo)體薄膜的平均晶粒直徑調(diào)整到Inm lOOnm，則成為適合吸收太陽光的帶隙，因此是優(yōu)選的。如果預(yù)先使用寬帶隙的化合物半導(dǎo)體，則通過比較低溫的加熱處理能夠控制為適合吸收太陽光的帶隙。此外，由于通過制膜后的加熱處理來控制晶粒直徑，因此在平均晶粒直徑低于 IOnm的范圍，有結(jié)晶性低、不能形成適當(dāng)?shù)膸兜目赡苄裕虼嘶衔锇雽?dǎo)體薄膜的平均晶粒直徑優(yōu)選為IOnm lOOnm。作為光吸收層113的加熱處理，優(yōu)選在超高真空氣氛下的退火。退火溫度以基板溫度計優(yōu)選為200°C 500°C。如果退火溫度在此范圍內(nèi)，則形成帶隙成為作為太陽能電池的光吸收層113而合適的值的晶粒直徑，因此是優(yōu)選的。此外，晶體生長在退火的初期階段進(jìn)行，逐漸達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，退火的時間優(yōu)選為10 分鐘 120分鐘。此外，通過在pn結(jié)界面形成能帶偏移，使載流子的復(fù)合減低，從而能夠提高轉(zhuǎn)換效率，因此是優(yōu)選的。從提高轉(zhuǎn)換效率的觀點出發(fā)，能帶偏移優(yōu)選為O^eV以下，更優(yōu)選為 0. 1 0. 4eV，進(jìn)一步優(yōu)選為0. 1 0. 35eV。所以，緩沖層的帶隙優(yōu)選大于2. 3且在2. 7eV以下。對于具有帶隙大于2. 3且在2. 7eV以下的上述閃鋅礦型結(jié)構(gòu)、纖鋅礦結(jié)構(gòu)或缺陷尖晶石型結(jié)構(gòu)中的任一種晶體結(jié)構(gòu)的化合物，可以從CdTe、CdSe, CdS、ZnTe, ZnSe, ZnS, In2Te3>In2Se3>In2S3Xa2Te3Xa2Se3和6 的帶隙中適當(dāng)?shù)剡x擇合適的組合。為了 η型化， 也可微量添加B、Al、Ga、In及Cl中的至少1種元素作為添加劑。圖3中示出閃鋅結(jié)構(gòu)或?qū)⒗w鋅礦結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成閃鋅礦型結(jié)構(gòu)時的CdTe、CdSe, CdS、 ZnTe、a^e和ZnS的帶隙和晶格常數(shù)a(nm)的關(guān)系。圖3中，分別用粗線圍成晶格常數(shù)a(nm) 滿足0. 59 0. 62的范圍和帶隙大于2. 3且在2. 7eV以下的范圍。晶格常數(shù)a(nm)及帶隙這兩者在第1實施方式中適當(dāng)?shù)姆秶鸀橛么志€圍成的重合范圍。例如，在S1Te、ZMe和ZnS的組合中，作為在第1實施方式中成為合適的緩沖層的化合物，可列舉出Si(I^xSh)中χ大于0. 8且在1以下的化合物、或在Si(TeySei_y)中y大于0. 55且在1以下的化合物。此外，在緩沖層中使用Cd的情況下，通過相互擴散，光吸收層的Cu容易向緩沖層中擴散。所以，如果在CIGS型的太陽能電池中使用含有Cd的緩沖層，則產(chǎn)生通過相互擴散而使緩沖層中含有Cu的不純粹的緩沖層，因此為了一定厚度地得到純粹的緩沖層，需要使緩沖層加厚。另一方面，在緩沖層中使用Si的情況下，與Cd相比，Cu的相互擴散少，因而在CIGS型的太陽能電池中，為了一定厚度地得到純粹的緩沖層的緩沖層的厚度與使用Cd 時的緩沖層相比可以減薄。此外，從環(huán)境負(fù)荷的觀點出發(fā)，更優(yōu)選不使用0(1或％的化合物薄膜太陽能電池。另外，在緩沖層的晶格常數(shù)a(nm)大于光吸收層的晶格常數(shù)a(nm)的情況下，通過 Cu和Si的相互擴散，Cu(AlJrKGa)Te52光吸收層的晶格常數(shù)增大，緩沖層的晶格常數(shù)縮小， 因此即使原本有晶格常數(shù)a(nm)的失配，通過相互擴散也能夠?qū)ζ浠旧匣蛲耆剡M(jìn)行晶格匹配。再有，該相互擴散通過在沉積緩沖層114時的熱等而產(chǎn)生，因此不需要用于相互擴散的特別的工藝。緩沖層的構(gòu)成元素，可通過聚焦離子束(FIB focused Ion Beam)加工切下薄膜太陽能電池的一部分，進(jìn)行來自斷面方向的能量分散型X射線(EDX=Energy Dispersive X-ray)線分析，由此能夠知道包括相互擴散后的界面在內(nèi)的緩沖層的厚度方向的組成分布。此外，緩沖層的晶格常數(shù)a(nm)能夠通過從利用X射線分析(XRD X-ray diffraction)的測定中鑒定峰位置來算出。雖然也取決于緩沖層的結(jié)晶性，但即使在緩沖層厚度較薄時，只要具有20nm左右以上的膜厚，就可從利用XRD的測定中算出晶格常數(shù)。這里，通過利用離子銑削除去緩沖層上部的透明電極層等，能夠提高XRD的峰強度，因此是優(yōu)選的。在得到的峰強度低的情況下，更優(yōu)選進(jìn)行使用了放射光的XRD測定。(第2實施方式)如果利用蒸鍍法在Mo背面電極上形成化合物半導(dǎo)體太陽能電池的光吸收層即 CIGS薄膜，則在CIGS薄膜和Mo背面電極上形成Mc^e2的界面中間層。根據(jù)界面中間層蒸鍍的01、111、(^及％的助熔劑量或沉積工藝步驟，c軸與Mo背面電極表面平行或垂直。結(jié)晶面相對于Mo背面電極表面平行或垂直的界面中間層具有容易剝離或難以阻止剝離擴展的特征，因此還有影響太陽能電池的耐久性的顧慮、和剝離引起的轉(zhuǎn)換效率降低的顧慮。但是，已知形成于CIGS光吸收層和Mo背面電極的界面上的中間層帶來歐姆接觸。因而，著眼于形成于光吸收層和背面電極的界面上的中間層，發(fā)明了具有難以剝離的、可防止太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率降低的、非晶態(tài)或多結(jié)晶的界面中間層的化合物薄膜太陽能電池。第2實施方式的界面中間層是由來自于Mo背面電極的Mo和來自于光吸收層的Te 構(gòu)成的化合物(MoTe2)。優(yōu)選通過濺射形成背面電極及光吸收層。如圖4所示，在背面電極與光吸收層的界面上形成有MoI^2中間層，其結(jié)晶面不規(guī)則地取向。再有，圖4的a、b為相同的TEM圖像，圖4b中用部分白線示出界面中間層的結(jié)晶面。為了提高耐剝離性，優(yōu)選界面中間層(MoTe2)為非晶態(tài)或多結(jié)晶。如果形成非晶態(tài)或多結(jié)晶的界面中間層，則可形成許多晶界，該多個晶界可抑制層的剝離。首先，圖5中示出第2實施方式的化合物薄膜太陽能電池200的一個例子的斷面示意圖?；衔锉∧ぬ柲茈姵?00至少具備基板211、設(shè)置在所述基板211上的背面電極212、設(shè)置在所述背面電極212上的光吸收層213、設(shè)置在所述光吸收層213上的緩沖層 214、設(shè)置在所述緩沖層214上的半絕緣層215、設(shè)置在所述半絕緣層上的透明電極層216、 設(shè)置在所述透明電極層216上的防反射膜217、設(shè)置在所述背面電極212上的取出電極 218a、設(shè)置在所述透明電極層216上的取出電極218b ；在所述背面電極212與所述光吸收層213的界面上形成有界面中間層219。作為基板211，優(yōu)選使用青板玻璃，也可以使用不銹鋼、Ti或Cr等金屬板或聚酰亞胺等樹脂。作為背面電極212，能夠使用Mo或W等金屬膜。其中，由于使用Mo膜。光吸收層213是含有Cu、A元素(A為選自Al、h及( 之中的至少1種元素)和 Te、且具有黃銅礦型的晶體結(jié)構(gòu)的化合物半導(dǎo)體薄膜。也可以用0置換Te的一部分。作為緩沖層214，使用與ρ型的光吸收層213形成pn結(jié)界面的化合物。具體而言， 優(yōu)選使用含有選自Cd、Zn、h及( 之中的至少1種元素以及選自S、義及Te之中的至少 1種元素、且具有閃鋅礦型結(jié)構(gòu)、纖鋅礦結(jié)構(gòu)或缺陷尖晶石型結(jié)構(gòu)中的任一種晶體結(jié)構(gòu)的化合物。為了 η型化，還能夠微量添加B、Al、GaUn及Cl中的至少1種元素作為添加劑。pn結(jié)界面可以是光吸收層213和緩沖層214的接合部，也可以CcUSi向部分光吸收層213中擴散而在光吸收層213內(nèi)部形成pn結(jié)界面。半絕緣層215能夠使用被認(rèn)為作為η+型層發(fā)揮作用的ZnO等。透明電極層216需要透射太陽光、而且具有導(dǎo)電性，例如能夠使用含有2wt%的氧化鋁(Al2O3)的&ι0:Α1或以來自于乙硼烷的B作為摻雜劑的aiO:B。為了能夠有效地取入太陽光，優(yōu)選設(shè)置防反射膜217。作為防反射膜217，例如能夠使用MgF2。作為取出電極218，例如能夠使用Al、Ag或Au。另外，為了提高與透明電極層15 的密合性，也可以在沉積Ni或Cr之后再沉積Al、Ag或Au。界面中間層219是含有背面電極212和光吸收層213的構(gòu)成元素Te的化合物。例如，只要背面電極為Mo，Mok2就可以作為界面中間層來形成。作為圖5的化合物薄膜太陽能電池200的制造方法，可舉例以下的方法。第2實施方式中的化合物薄膜太陽能電池的制造方法具備以下工序在基板上形成背面電極的工序；在背面電極上形成含有化合物半導(dǎo)體薄膜的光吸收層的工序；在光吸收層上形成緩沖層的工序；在緩沖層上形成半絕緣層的工序；在半絕緣層上形成透明電極層的工序；在背面電極上及透明電極層上形成取出電極的工序；在透明電極層上形成防反射膜的工序；以及在背面電極和光吸收層的界面上形成界面中間層的工序。另外，下述制造方法是一個例子，也可以適宜變更。因此，既可以變更工序的順序， 也可以合并多個工序。[在基板上形成背面電極的工序]在基板211上形成背面電極212。作為制膜方法，可列舉出濺射法。[在背面電極上形成光吸收層的工序]在沉積了背面電極212之后，沉積成為光吸收層213的化合物半導(dǎo)體薄膜。再有， 為了在背面電極212上沉積光吸收層214和取出電極218a，在至少將沉積取出電極218a的部位除去的背面電極212上的一部分上，沉積光吸收層213。作為制膜方法，可列舉出濺射法、真空蒸鍍法等真空工藝。其中，從光吸收層213的耐剝離特性的觀點出發(fā)，特別優(yōu)選可形成非晶態(tài)的光吸收層213的濺射法。在濺射法中，從濺射靶供給光吸收層213的所有的構(gòu)成元素。供給源的靶可以是1個靶，也可以是多個靶。優(yōu)選根據(jù)所制得的薄膜的化學(xué)計量組成、情況，以III族元素稍微過剩的方式預(yù)先調(diào)整靶的構(gòu)成元素的投料組成，也可以從其它靶供給不足的元素。再有，為了促進(jìn)光吸收層213的晶粒生長，控制沉積速度及生長溫度是有效的。[對光吸收層進(jìn)行加熱處理的工序]制膜后，將制膜室抽真空，在超高真空氣氛下進(jìn)行退火。剛濺射制膜后的光吸收層 213為非晶質(zhì)，而且粒徑也非常小。因而，通過進(jìn)行高溫下的退火，能夠使光吸收層213結(jié)晶化。其結(jié)晶平均粒徑因退火溫度的不同而不同。此外，通過退火，在背面電極212和光吸收層213的界面上形成界面中間層219。退火溫度例如為200°C 500°C。優(yōu)選退火后例如以 I0C /min以下的冷卻速度冷卻到室溫。對于界面中間層219的形成及化合物半導(dǎo)體薄膜的結(jié)晶化，除了在制膜后進(jìn)行退火以外，也可以在制膜中對化合物半導(dǎo)體薄膜進(jìn)行退火。加熱處理為退火或紅外線激光等， 加熱手段沒有特別的限定。[在光吸收層上形成緩沖層的工序]在得到的光吸收層213上沉積緩沖層214。作為緩沖層214的制膜方法，可列舉出真空工藝的濺射法、真空蒸鍍法或有機金屬化學(xué)氣相沉積(MOCVD)法、液相工藝的化學(xué)沉積(CBD)法等。[在緩沖層上形成半絕緣層的工序]在得到的緩沖層214上沉積半絕緣層215。作為半絕緣層215的制膜方法，可列舉出真空工藝的濺射法、真空蒸鍍法或有機金屬化學(xué)氣相沉積(MOCVD)法等。[在半絕緣層上形成透明電極層的工序]接著，在半絕緣層215上沉積透明電極層216。作為制膜方法，可列舉出真空工藝的濺射法、真空蒸鍍法或有機金屬化學(xué)氣相沉積(MOCVD)法等。[在背面電極上和透明電極層上形成取出電極的工序]在背面電極212上的至少將形成有光吸收層213的部位除去的部位上，沉積取出電極218a。在透明電極層216上的至少將欲形成防反射膜217的部位除去的部位上，沉積取出電極218b。作為制膜方法，可列舉出濺射法、真空蒸鍍法等。取出電極218的形成可以通過1道工序進(jìn)行，也可以分別作為另外的工序在任意的工序后進(jìn)行。[在透明電極層上形成防反射膜的工序]最后，在透明電極層216上的至少將形成有取出電極218b的部位除去的部位上， 沉積防反射膜217。作為制膜方法，可列舉出濺射法、真空蒸鍍法等。
經(jīng)過上述工序，制作圖5的示意圖所示的化合物薄膜太陽能電池。在制作化合物薄膜太陽能電池的模組時，通過在基板211上形成背面電極212的工序后，插入利用激光切斷背面電極212的工序，進(jìn)一步在光吸收層213上形成緩沖層214 的工序及在緩沖層上形成透明電極層216的工序后，分別插入利用機械刻劃來分割試樣的工序，由此可以進(jìn)行集成化。以下，對第2實施方式中的光吸收層213和界面中間層219進(jìn)行說明。首先，對第2實施方式中使用的光吸收層213中的Cu(AlhynaGab)Te2進(jìn)行說明。Cu(Al1^bInaGab)Te2的帶隙(eV)如果為1. 0 1. 5，則轉(zhuǎn)換效率高，因此是優(yōu)選的。 對于帶隙(eV)為1. 0 1. 5的Cu (Aln1JnaGab) Te2，只要考慮到a、b的值及加熱處理的加熱條件，適當(dāng)選擇合適的值就可以。接著，對Cu (Al^JnaGab) (Tei_a Oa) 2 進(jìn)行說明。通過用氧部分置換Te，能夠在禁帶寬度內(nèi)形成中間能級。從計算結(jié)果得出，如果 Cu(Al1^bInaGab) OVa Oa) 2的氧置換量α為0. 001 0. 2，則可以形成中間能級，從而可期待高的轉(zhuǎn)換效率。氧置換量越少，中間能級的狀態(tài)密度越尖銳。對于Al、h和( 的比率， 只要考慮到中間電位的形成和加熱處理的加熱條件，適當(dāng)選擇合適的值就可以。作為用于在光吸收層中形成中間能級的母相，寬帶隙半導(dǎo)體是有效，由此能夠有效地取入太陽光的不同波長的光，從而制作高轉(zhuǎn)換效率的化合物薄膜太陽能電池。因而，更優(yōu)選寬帶隙半導(dǎo)體即CuAII^2作為母相，也可以使用用h或(^部分或全部置換了 Al而得到的母相。光吸收層213的化合物薄膜半導(dǎo)體可以通過在制膜中或制膜后進(jìn)行加熱處理來調(diào)整晶粒直徑(帶隙)，從而形成界面中間層219。加熱溫度越高，化合物薄膜半導(dǎo)體的晶粒直徑越生長。如果將化合物半導(dǎo)體薄膜的平均晶粒直徑調(diào)整到Inm lOOnm，則成為適合吸收太陽光的帶隙，因而優(yōu)選。如果預(yù)先使用寬帶隙的化合物半導(dǎo)體，則能夠通過比較低的低溫下的加熱處理將其控制為適合吸收太陽光的帶隙。此外，如果界面中間層219的層厚度過厚，則背面電極212難以作為背面電極發(fā)揮作用。界面中間層219的厚度為Ιμπι以下從背面電極212的功能的觀點出發(fā)是優(yōu)選的。界面中間層的厚度可通過制膜后的加熱處理溫度及加熱時間進(jìn)行調(diào)整。在高的加熱處理溫度或長的加熱時間下，界面中間層變厚。此外，通過制膜后的加熱處理，光吸收層213的化合物薄膜的晶粒直徑也變化。在平均晶粒直徑低于IOnm的范圍，有結(jié)晶性低、不能形成適當(dāng)?shù)膸兜目赡苄?，因此化合物半?dǎo)體薄膜的平均晶粒直徑優(yōu)選為IOnm lOOnm。作為光吸收層213的加熱處理，優(yōu)選超高真空氣氛下的退火。退火溫度以基板溫度計優(yōu)選為200°C 500°C。優(yōu)選如果退火溫度在此范圍內(nèi)，則形成帶隙作為太陽能電池的光吸收層213而合適的值的粒徑，因此是優(yōu)選的。此外，晶體生長在退火的初期階段進(jìn)行，由于逐漸地達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，因此退火時間優(yōu)選為10分鐘 120分鐘。接著，對界面中間層219和其結(jié)晶取向性進(jìn)行說明。對于第2實施方式中的界面中間層219，相對于背面電極212表面，未定向的晶格面是優(yōu)選的，具體而言，優(yōu)選為非晶態(tài)或多晶體結(jié)構(gòu)，則耐剝離性優(yōu)良。這樣的界面中間
14層219可通過上述加熱處理來形成。圖6中示出通過TEM-EDX(透射電子顯微鏡-能量色散 X 身寸線光譜分析Transmission Electron Microscope-Energy Dispersive X-ray Spectroscopy)分析第2實施方式的化合物薄膜太陽能電池的斷面的結(jié)果。再有，圖6的化合物薄膜太陽能電池為按實施例4所示的條件制作的化合物薄膜太陽能電池。從圖6能夠確認(rèn)界面中間層219的形成和界面中間層219的元素組成。由圖6可知，界面中間層219 是含有由來自于背面電極212的Mo和來自于光吸收層213的Te構(gòu)成的化合物的層。界面中間層219的晶體結(jié)構(gòu)能夠以XRD的衍射峰(峰強度1)為基礎(chǔ)進(jìn)行判斷。 在將來自于(hkl)面的X射線衍射峰強度設(shè)定為Ihkl時，關(guān)于界面中間層219的結(jié)晶面，具體而言，如果觀測界面中間層219的晶格面(002)的峰、而不觀測(110)的峰的話，則界面中間層219的結(jié)晶面與背面電極212表面平行，如果觀測界面中間層219的晶格面(110) 的峰、而不觀測(002)的峰的話，則界面中間層219的結(jié)晶面與背面電極212表面垂直。所以，如果有界面中間層219的晶格面(110)和(002)這兩個峰，則界面中間層219為多結(jié)晶。 再有，寬峰不包含在晶格面的峰中。此外，如果界面中間層219為非晶態(tài)，則峰變寬，晶格面 (110)和(002)的峰哪個也沒有被觀測到。從以上可知，第2實施方式中的界面中間層在晶格面(110)和(002)的峰強度比在5 > I002/I110 > 0. 2的范圍時，為多結(jié)晶或非晶態(tài)。在峰強度比為ΙΜ2/Ι11(1 > 5時，與背面電極212表面平行的界面中間層219的結(jié)晶面增多，耐剝離性容易下降。此外，在Icici2Alltl < 0. 2時，與背面電極212表面垂直的界面中間層219的結(jié)晶面增多，耐剝離性容易下降。已知黃銅礦型化合物半導(dǎo)體薄膜和青板玻璃的熱膨脹系數(shù)相近，但在用于制作化合物薄膜太陽能電池而進(jìn)行層疊化時，通過形成本發(fā)明的界面中間層，能夠進(jìn)一步提高耐剝離性。(第3實施方式)盡管已知在化合物薄膜太陽能電池中，特別是在CIGS太陽能電池中晶界難以成為載流子的復(fù)合中心，但為了進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)換效率，一直要求光吸收層的大粒徑化。在蒸鍍法中使用三階段法，在沉積了 aruGa^Sh之后利用供給01和％而實現(xiàn)的光吸收層的大粒徑化是已知的。但是，利用三階段法的大粒徑化具有其工序數(shù)量多、難以在使用簡便的濺射法的光吸收層的形成中應(yīng)用的缺點。因而，著眼于在光吸收層形成后進(jìn)行加熱處理，在光吸收層的形成前，在背面電極上形成可促進(jìn)光吸收層的晶粒生長的晶體生長核或晶體生長層，在濺射法中，可用簡便的方法實現(xiàn)光吸收層的大粒徑化。首先，圖7中示出第3實施方式的化合物薄膜太陽能電池300的斷面示意圖。化合物薄膜太陽能電池300至少具備基板311、設(shè)置在所述基板311上的背面電極312、設(shè)置在所述背面電極312上的界面結(jié)晶層320、設(shè)置在所述界面結(jié)晶層320上的光吸收層313、 設(shè)置在所述光吸收層313上的緩沖層314、設(shè)置在所述緩沖層314上的半絕緣層315、設(shè)置在所述半絕緣層上的透明電極層316、設(shè)置在所述透明電極層316上的防反射膜317、設(shè)置在所述背面電極312上的取出電極318a、以及設(shè)置在所述透明電極層316上的取出電極 318b0圖8中示出第3實施方式的合物薄膜太陽能電池400的斷面示意圖。化合物薄膜太陽能電池400與化合物薄膜太陽能電池300相比較，除了替代界面結(jié)晶層320而設(shè)置界面結(jié)晶核421以外，與化合物薄膜太陽能電池300相同。對于化合物薄膜太陽能電池300和化合物薄膜太陽能電池400，除了形成界面結(jié)晶層320和界面結(jié)晶核421中的哪一個以外， 其它均相同。所以，除了化合物薄膜太陽能電池400的界面結(jié)晶核421以外，與化合物薄膜太陽能電池300重復(fù)，因此以下省略其重復(fù)的記載。作為基板311，優(yōu)選使用青板玻璃，也可以使用不銹鋼、Ti或Cr等金屬板或聚酰亞胺等樹脂。作為背面電極312，能夠使用Mo或W等金屬膜。其中，優(yōu)選使用Mo膜。在存在于背面電極312、412和光吸收層313、413的界面上的晶體生長層320或晶體生長核421上，形成有結(jié)晶相CucAdX1Tdtl A為選自Al、In及( 之中的至少1種元素，X 為選自S、義及Te之中的至少1種元素。光吸收層313是含有Cu、A元素(A為Al、h及fei之中的至少1種元素)和X元素(X為選自Sje及Te之中的至少1種元素)、且具有黃銅礦型的晶體結(jié)構(gòu)的化合物半導(dǎo)體薄膜。也可以用0置換X元素的一部分。作為緩沖層314，使用與ρ型的光吸收層313形成pn結(jié)界面的化合物。具體而言， 優(yōu)選使用含有選自Cd、Zn、In及( 之中的至少1種元素以及選自S、％及Te之中的至少 1種元素、且具有閃鋅礦型結(jié)構(gòu)、纖鋅礦結(jié)構(gòu)或缺陷尖晶石型結(jié)構(gòu)中的任一種晶體結(jié)構(gòu)的化合物。為了 η型化，還能夠微量添加B、Al、Ga、In及Cl中的至少1種元素作為添加劑。pn結(jié)界面也可以是光吸收層313和緩沖層314的接合部，或者也可以CcUSi向部分光吸收層313中擴散而在光吸收層313內(nèi)部形成pn結(jié)界面。半絕緣層315能夠使用被認(rèn)為作為η+型層發(fā)揮作用的ZnO等。透明電極層316需要透射太陽光、而且具有導(dǎo)電性，例如能夠使用含有2wt%的氧化鋁(Al2O3)的&ι0:Α1或以來自乙硼烷的B作為摻雜劑的aiO:B。為了能夠有效地取入太陽光，優(yōu)選設(shè)置防反射膜317。作為防反射膜317，例如能夠使用MgF2。作為取出電極318，例如能夠使用Al、Ag或Au。另外，為了提高與透明電極層15 的密合性，也可以在沉積Ni或Cr之后，再沉積Al、Ag或Au。作為圖7及8的化合物薄膜太陽能電池300、400的制造方法，可舉例以下的方法。第3實施方式中的化合物薄膜太陽能電池的制造方法具備以下工序在基板上形成背面電極的工序；在背面電極上形成晶體生長層的工序或形成晶體生長核的工序；在所述晶體生長層或所述背面電極及所述晶體生長核上形成含有化合物半導(dǎo)體薄膜的光吸收層的工序；對所述光吸收層進(jìn)行加熱處理的工序；在光吸收層上形成緩沖層的工序；在緩沖層上形成半絕緣層的工序；在半絕緣層上形成透明電極層的工序；在背面電極上及透明電極層上形成取出電極的工序；以及在透明電極層上形成防反射膜工序。再有，下述制造方法為一個例子，也可以適宜變更。因此，既可以變更工序的順序， 也可以合并多個工序。[在基板上形成背面電極的工序]在基板311上形成背面電極312。作為制膜方法，可列舉出濺射法。[在背面電極上形成晶體生長層或形成晶體生長核的工序]在沉積了背面電極312后，形成晶體生長層320或形成晶體生長核421。晶體生長層320或晶體生長核421利用濺射法進(jìn)行沉積。在沉積了晶體生長層320或晶體生長核421 后，將制膜室抽真空，在超高真空氣氛下進(jìn)行退火。如果背面電極312上的晶體生長層320 的表面覆蓋率為100%，就形成晶體生長層320，如果低于100%，原子在背面電極312上進(jìn)行表面擴散及核形成，從而形成晶體生長核421。退火溫度例如為200°C 500°C。關(guān)于化合物半導(dǎo)體薄膜的結(jié)晶化，加熱處理為退火或紅外線激光等，加熱手段沒有特別的限定。[在背面電極上(晶體生長層、晶體生長核)形成光吸收層的工序]沉積成為光吸收層313的化合物半導(dǎo)體薄膜。再有，為了在制膜或形成有晶體生長層320或晶體生長核421的背面電極312上沉積光吸收層314和取出電極318a，在至少將沉積取出電極318a的部位除去的部位上，沉積光吸收層313。制膜方法使用簡便的濺射法。在濺射法中，從濺射靶供給光吸收層的所有的構(gòu)成元素。供給源的靶可以是1個靶，也可以是多個靶。優(yōu)選根據(jù)制得的薄膜的化學(xué)計量組成、情況，以III族元素若干過剩的方式預(yù)先調(diào)整靶的構(gòu)成元素的投料組成，不足的元素也可以從其它靶供給。再有，為了促進(jìn)光吸收層的晶粒生長，控制沉積速度及生長溫度是有效的。[對光吸收層進(jìn)行加熱處理的工序]制膜后，將制膜室抽真空，在超高真空氣氛下進(jìn)行退火。剛濺射制膜后的光吸收層 313為非晶質(zhì)，而且粒徑也非常。因而，通過進(jìn)行高溫下的退火，能夠使光吸收層313結(jié)晶化。在第3實施方式中，結(jié)晶性生長層320或晶體生長核421形成在背面電極312、412上， 因此可促進(jìn)利用加熱處理的晶體生長。其結(jié)晶平均粒徑因退火溫度的不同而不同。退火溫度例如為200°C 500°C。化合物半導(dǎo)體薄膜的結(jié)晶化的加熱處理為退火或紅外線激光等，加熱手段沒有特別的限定。[在光吸收層上形成緩沖層的工序]在得到的光吸收層313上沉積緩沖層314。作為緩沖層314的制膜方法，可列舉出真空工藝的濺射法、真空蒸鍍法或有機金屬化學(xué)氣相沉積(MOCVD)法、液相工藝的化學(xué)沉積(CBD)法等。[在緩沖層上形成半絕緣層的工序]在得到的緩沖層314上沉積半絕緣層315。作為半絕緣層315的制膜方法，可列舉出真空工藝的濺射法、真空蒸鍍法或有機金屬化學(xué)氣相沉積(MOCVD)法等。[在半絕緣層上形成透明電極層的工序]接著，在半絕緣層315上沉積透明電極層316。作為制膜方法，可列舉出真空工藝的濺射法、真空蒸鍍法或有機金屬化學(xué)氣相沉積(MOCVD)法等。[在背面電極上和透明電極層上形成取出電極的工序]在背面電極312上的至少將形成有光吸收層313的部位除去的部位上，沉積取出電極318a。在透明電極層316上的至少將欲形成防反射膜317的部位除去的部位上，沉積取出電極318b。作為制膜方法，可列舉出濺射法、真空蒸鍍法等。
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取出電極318的形成可以在通過1道工序進(jìn)行，也可以分別作為另外的工序，在任意的工序后進(jìn)行。[在透明電極層上形成防反射膜的工序]最后，在透明電極層316上的至少將形成有取出電極318b的部位除去的部位上， 沉積防反射膜317。作為制膜方法，可列舉出濺射法、真空蒸鍍法等。經(jīng)過上述工序，制作圖7、8的示意圖所示的化合物薄膜太陽能電池。在制作化合物薄膜太陽能電池的模組的情況下，通過在基板311上形成背面電極 312的工序后，插入利用激光切斷背面電極312的工序，進(jìn)一步在光吸收層313上形成緩沖層314的工序及在緩沖層314上形成透明電極層315的工序后，分別插入利用機械刻劃來分割試樣的工序，由此可進(jìn)行集成化。以下，對第3實施方式中的光吸收層313、413的晶體生長層320和晶體生長核421 進(jìn)行說明。首先，對第3實施方式中使用的晶體生長層320和晶體生長核421進(jìn)行說明。晶體生長層320和晶體生長核421是使光吸收層313、413的晶體生長的核，在晶體生長層320和晶體生長核421中含有結(jié)晶相CucAdXm如果結(jié)晶相的A元素為選自光吸收層313、413中所用的Al、h和( 中的至少1種元素，從晶體生長的觀點出發(fā)是優(yōu)選的， 另外，更優(yōu)選結(jié)晶相的A元素與光吸收層313、413中所用的元素相同。如果結(jié)晶相的X元素為選自光吸收層313、413中所用的S、Se和Te中的至少1種元素，從晶體生長的觀點出發(fā)是優(yōu)選的，另外，更優(yōu)選結(jié)晶相的X元素與光吸收層313、413中所用的元素相同。c+d優(yōu)選為0. 9以上1以下。使光吸收層313、413的晶體生長的核，優(yōu)選A元素及X元素為主成分。具體而言，優(yōu)選c為0 0.1、且d為0.1以上。如從多元蒸鍍法(三階段法)的制膜工藝也可知，通過以由上述A-X構(gòu)成的化合物為結(jié)晶核，如果Cu向此處擴散，則通過形成于結(jié)晶核表面上的Cu-X液相而促進(jìn)大粒徑化。晶體生長層的厚度為Inm lOnm，從光吸收層的晶體生長的觀點出發(fā)是優(yōu)選的。 此外，優(yōu)選晶體生長核421在背面電極上的平均粒徑為IOnm以下，優(yōu)選沉積光吸收層413 的背面電極上的部位(相當(dāng)于光吸收層的面積)的0.1%以上被晶體生長核421覆蓋。晶體生長核421的覆蓋率為通過斷面SEM觀察得到的結(jié)晶斷面長度的合計的平方。如果是相同的覆蓋率，則優(yōu)選晶體生長核421為更細(xì)的粒子、粒子數(shù)多、更均勻地分散。如果晶體生長核421的粒子細(xì)而且均勻地分散，則可從背面電極表面上的多個位置促進(jìn)晶體生長，因此是優(yōu)選的。接著，對第3實施方式中使用的光吸收層313中的Cu(AlhynaGab)Te2進(jìn)行說明。如果Cu(Al1I1JnaGab)Ti52的帶隙(eV)為1. O 1. 5，則轉(zhuǎn)換效率高，因此是優(yōu)選的。對于帶隙(eV)為1. O 1. 5的Cu(Aln1JnaGab)Te2，只要考慮到a、b的值及從加熱處理的加熱條件而適當(dāng)選擇合適的值就可以。接著，對Cu (Al^JnaGab) (Tei_a Oa) 2 進(jìn)行說明。通過用氧部分置換Te，能夠在帶隙內(nèi)形成中間能級。從計算結(jié)果可知，如果 Cu(Al1^bInaGab) (Te1^aOa)2的氧置換量α為0. OOl 0. 2，則可形成中間能級，可期望高的轉(zhuǎn)換效率。氧置換量越少，中間能級的狀態(tài)密度越尖銳。對于Al、h和( 的比率，只要考慮到中間電位的形成和加熱處理的加熱條件，選擇適宜適當(dāng)?shù)闹稻涂梢浴Ｗ鳛橛糜谠诠馕諏又行纬芍虚g能級的母相，寬帶隙半導(dǎo)體是有效的，由此可有效地取入太陽光的不同波長的光，能夠制作高轉(zhuǎn)換效率的化合物薄膜太陽能電池。因而，更優(yōu)選寬帶隙半導(dǎo)體即 CuAlTe2作為母相，也可以使用用h或( 部分或全部置換了 Al而得到的母相。光吸收層313的化合物薄膜半導(dǎo)體在形成后，通過進(jìn)行加熱處理可調(diào)整晶粒直徑 (帶隙)。加熱溫度越高，化合物薄膜半導(dǎo)體的晶粒直徑越生長。在第3實施方式中晶體生長層320或晶體生長核421形成于背面電極312、421與光吸收層313、413之間，因而可促進(jìn)晶體生長。在第3實施方式中，由于可促進(jìn)在對光吸收層進(jìn)行加熱處理時的晶體生長，因此與沒有晶體生長層或晶體生長核的方式相比，能夠通過低溫工藝同等地使晶體生長。此外，已知黃銅礦型化合物半導(dǎo)體薄膜和青板玻璃的熱膨脹系數(shù)接近，但本發(fā)明的晶體生長核具有作為沉積光吸收層之前的錨固部(anchor)發(fā)揮作用的可能性，首先通過沉積晶體生長核，能夠提高耐剝離性。實施例(實施例1)使用青板玻璃基板作為基板，利用濺射法沉積700nm左右的成為背面電極的Mo薄膜。濺射通過以Mo作為靶、在Ar氣體氣氛中施加RF200W來進(jìn)行。在沉積了成為背面電極的Mo薄膜后，同樣通過RF濺射沉積2 μ m左右的成為光吸收層的Cu(AlhynaGab)Ti52薄膜。a及b為大于0小于1的數(shù)值。制膜通過在Ar氣體氣氛中施加RF200W來進(jìn)行。制膜后，將制膜室抽真空，在500°C超高真空氣氛下進(jìn)行退火。剛濺射制膜后的Cu ((Al1TbInaGab) Te2薄膜為非晶質(zhì)，而且粒徑也非常小。因而，通過進(jìn)行高溫下的退火，Cu(Al1^bInaGab)Te2薄膜結(jié)晶化、并大粒徑化。此時的Cu(Aln1JnaGab)Ti52薄膜的晶格常數(shù)a在0. 59nm 0. 62nm的范圍，調(diào)整為作為光吸收層合適的帶隙值即1. OeV 1. 5eV0在得到的光吸收層上，用真空蒸鍍法沉積50nm左右的SiTe薄膜作為緩沖層。ZnTe 薄膜的制膜除真空蒸鍍法以外，還能夠使用溶液生長法或濺射法。在使用濺射法的情況下， 考慮到界面上的等離子體損傷，以低輸出功率進(jìn)行。此外，ZnTe薄膜在通常的制膜中成為ρ 型半導(dǎo)體，但通過低真空下的制膜，Zn的缺損被補償，成為η型半導(dǎo)體。此外，為了 η型化， 也能夠微量添加B、Al、Ga、In及Cl中的至少1種元素作為添加劑。在該緩沖層上沉積ZnO薄膜作為半絕緣層，接著，沉積1 μ m左右的成為透明電極層的含有氧化鋁(Al2O3)的&ι0:Α1。除&ι0:Α1以外，還能夠使用aiO:B。作為取出電極，用蒸鍍法沉積Al或NiCr及Au。以膜厚達(dá)到300nm左右的方式進(jìn)行沉積。最后，通過濺射法沉積MgF2作為防反射膜，制成化合物薄膜太陽能電池。(實施例2)除了用真空蒸鍍法形成成為緩沖層的Zn(TexSh)以外，用與實施例1相同的方法制造化合物薄膜太陽能電池。Zn(TexSh)的制膜除了真空蒸鍍法以外，也能夠使用溶液生長法或濺射法。X為大于0. 8且小于1的數(shù)值。此外，Zn(TexSh)薄膜在上述的x的范圍為P型半導(dǎo)體，但通過低真空下的制膜，Si的缺損被補償，成為η型半導(dǎo)體。此外，為了 η型化，也能夠微量添加B、Al、Ga、In及Cl中的至少1種元素作為添加劑。
在使用Si(TexSh)作為緩沖層的情況下，也可得到與成為光吸收層的Te系黃銅礦型化合物半導(dǎo)體薄膜的晶格匹配良好、能夠抑制晶格缺陷、高效率的化合物薄膜太陽能電池。(實施例3)除了用真空蒸鍍法形成成為緩沖層的Si(Tey^vy)以外，用與實施例1相同的方法制造化合物薄膜太陽能電池。ai(Teysei_y)的制膜除了真空蒸鍍法以外，也能夠使用溶液生長法或濺射法。y為大于0. 55且小于1的數(shù)值。此外，Zn(TeySe1^y)薄膜在上述的y的范圍為P型半導(dǎo)體，但通過低真空下的制膜，Si的缺損被補償，成為η型半導(dǎo)體。此外，為了 η 型化，也能夠微量添加B、Al、Ga、In及Cl中的至少1種元素作為添加劑。在使用Si (TeySei_y)作為緩沖層的情況下，也可得到與成為光吸收層的化系黃銅礦型化合物半導(dǎo)體薄膜的晶格匹配良好、能夠抑制晶格缺陷、高效率的化合物薄膜太陽能電池。(比較例1)除了通過溶液生長法形成成為緩沖層的CdS以外，用與實施例1相同的方法制造化合物薄膜太陽能電池。作為緩沖層使用的CdS與成為光吸收層的Te系黃銅礦型化合物半導(dǎo)體薄膜的晶格失配大，多在pn結(jié)界面發(fā)生晶格缺陷，使化合物薄膜太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率降低。(實施例4) 使用青板玻璃基板作為基板，利用濺射法沉積700nm左右的成為背面電極的Mo薄膜。濺射通過以Mo作為靶，在Ar氣體氣氛中施加RF200W來進(jìn)行。在沉積了成為背面電極的Mo薄膜后，同樣通過RF濺射沉積2 μ m左右的成為光吸收層的Cu(AlhynaGab)Ti52薄膜。a及b為大于0且小于1的數(shù)值。制膜通過在Ar氣體氣氛中施加RF200W來進(jìn)行。制膜后，將制膜室抽真空，在500°C超高真空氣氛下進(jìn)行退火。剛濺射制膜后的Cu(Al1I1JnaGab)Te52薄膜為非晶質(zhì)，而且粒徑也非常小，在光吸收層和背面電極的界面上不存在Mo-Te中間層。因而，通過高溫下的退火，Cu(Al1^bInaGab)Te2薄膜結(jié)晶化，并大粒徑化，同時在光吸收層和背面電極的界面上形成Mo-Te中間層。這里，Mo-Te中間層中的晶體不規(guī)則地取向，耐剝離性提高。在得到的光吸收層上沉積50nm左右的添加了 Mg的ZnO薄膜作為緩沖層。制膜使用RF濺射，但考慮到界面上的等離子體損傷，優(yōu)選按50W的輸出功率進(jìn)行。此外，作為緩沖層，盡管與Te系黃銅礦型化合物半導(dǎo)體膜的晶格失配大，但也能夠使用CdS。在該緩沖層上沉積ZnO薄膜作為半絕緣層，接著，沉積1 μ m左右的成為透明電極層的含有2wt %氧化鋁 (Al2O3)的aiO:Al。除aiO:Al以外，還能夠使用aiO:B。作為取出電極，通過蒸鍍法沉積Al 或NiCr及Au。以膜厚達(dá)到300nm左右的方式進(jìn)行沉積。最后，通過濺射法沉積MgF2作為防反射膜，制成化合物薄膜太陽能電池。(實施例5)除了通過RF濺射形成成為光吸收層的Cu (Al1^bInaGab) Se2以外，用與實施例4相同的方法制造化合物薄膜太陽能電池。a及b為大于O且小于1的數(shù)值。在使用Cu(Al1I1JnaGab)Se2作為光吸收層的情況下，在光吸收層和背面電極的界面上形成不規(guī)則取向的Mo-Se中間層，耐剝離性得以提高。(實施例6)除了通過RF濺射制膜成為光吸收層的Cu(Al1I1JnaGab)S以外，用與實施例4相同的方法制造化合物薄膜太陽能電池。a及b為大于且O小于1的數(shù)值。在使用Cu (Al1^bInaGab) S2作為光吸收層的情況下，在光吸收層和背面電極的界面上形成不規(guī)則地取向的Mo-Se中間層，耐剝離性得以提高。(比較例2-4)除了光吸收層的制膜中使用真空蒸鍍法以外，用與實施例4 6相同的方法制造化合物薄膜太陽能電池。在使用真空蒸鍍法的情況下，形成于光吸收層和背面電極的界面上的中間層的結(jié)晶面與薄膜表面平行，界面上的剝離令人擔(dān)心。在實施例7 9及比較例5中，促進(jìn)光吸收層的晶體生長的結(jié)晶層的A元素及X 元素至少含有光吸收層中含有的對應(yīng)的A或X元素。(實施例7)使用青板玻璃基板作為基板，利用濺射法沉積700nm左右的成為背面電極的Mo薄膜。濺射通過以Mo作為靶，在Ar氣體氣氛中施加RF200W來進(jìn)行。在沉積了成為背面電極的Mo薄膜后，通過RF濺射以覆蓋率達(dá)到0. 以上的量沉積Cu。AdTei_。_d(式中，A為選自Al、h及fei之中的至少一種元素)(c彡0. 1、d彡0. 1或 c+d彡0. 9)，在基板溫度500°C左右、超真空中進(jìn)行加熱處理，由此形成Cu。AdTei_。_d的結(jié)晶相。然后，同樣通過RF濺射沉積2μπι左右的成為光吸收層的Cu(Al^1JnaGab)Ti52薄膜。χ 及y為大于0且小于1的數(shù)值。制膜通過在Ar氣體氣氛中施加RF200W來進(jìn)行。制膜后， 將制膜室抽真空，在500°C超高真空氣氛下進(jìn)行退火。剛濺射制膜后的Cu(Al^1JnaGab)Te2 薄膜為非晶質(zhì)，而且粒徑也非常小，但通過進(jìn)行高溫下的退火，Cu(Al1^bInaGab)Te2薄膜以 Cu。AdTei_。_d結(jié)晶相為結(jié)晶核而大粒徑化。在得到的光吸收層上沉積50nm左右的添加了 Mg的ZnO薄膜作為緩沖層。制膜使用RF濺射，但考慮到界面上的等離子體損傷，優(yōu)選按50W的輸出功率進(jìn)行。此外，作為緩沖層，雖與Te系黃銅礦型化合物半導(dǎo)體膜的晶格失配比較大，但也能夠使用CdS。在該緩沖層上沉積SiO薄膜作為半絕緣層，接著，沉積1 μ m左右的成為透明電極層的含有2wt%氧化鋁 (Al2O3)的aiO:Al。除aiO:Al以外，也能夠使用aiO:B。作為取出電極，通過蒸鍍法沉積Al 或NiCr及Au。以膜厚達(dá)到300nm左右的方式進(jìn)行沉積。最后，通過濺射法沉積MgF2作為防反射膜，制成化合物薄膜太陽能電池。(實施例8) 作為沉積光吸收層前的成為晶體生長核的化合物，通過RF濺射形成 CucAdSe1^d(式中，A為選自Al、h及( 之中的至少一種元素，c彡0. 1、d彡0. 1或 c+d ^ 0. 9),除此以外，用與實施例7相同的方法制造化合物薄膜太陽能電池。在沉積光吸收層之前對Cu。AdSei_。_d進(jìn)行沉積及退火的情況下，以Cu。AdSei_。_d作為晶體生長核而促進(jìn)大粒徑化，可得到高效率的化合物薄膜太陽能電池。(實施例9)
作為沉積光吸收層前的成為晶體生長核的化合物，通過RF濺射形成CueAdS^d (式中，A為選自Al、h及( 之中的至少一種元素，y彡0. 1、ζ彡0. 1或y+z彡0. 9)，除此以夕卜，用與實施例7相同的方法制造化合物薄膜太陽能電池。在沉積光吸收層之前對CucAdS1Td進(jìn)行沉積及退火的情況下，以CucAdS1Td為晶體生長核而促進(jìn)大粒徑化，可得到高效率的化合物薄膜太陽能電池。(實施例10)作為沉積光吸收層前的成為晶體生長核的化合物，通過RF濺射形成A。Tei_。(式中， A為選自AlUn及( 之中的至少一種元素，c彡0. 1)，除此以外，用與實施例7相同的方法制造化合物薄膜太陽能電池。在沉積光吸收層之前對A。Tei_。進(jìn)行沉積及退火的情況下，以A。Tei_。為晶體生長核而促進(jìn)大粒徑化，可得到高效率的化合物薄膜太陽能電池。(實施例11)作為沉積光吸收層前的成為晶體生長核的化合物，通過RF濺射形成Aje1-。(式中， A為選自AlUn及( 之中的至少一種元素，c彡0. 1)，除此以外，用與實施例7相同的方法制造化合物薄膜太陽能電池。在沉積光吸收層之前對Aje1-。進(jìn)行沉積及退火的情況下，以Aje1-。為晶體生長核而促進(jìn)大粒徑化，可得到高效率的化合物薄膜太陽能電池。(實施例I2)作為沉積光吸收層之前的成為晶體生長核的化合物，通過RF濺射形成AeS1-。(式中，A為選自Aldn及( 之中的至少一種元素，c彡0. 1)，除此以外，用與實施例7相同的方法制造化合物薄膜太陽能電池。在沉積光吸收層之前進(jìn)行了 AeSh的沉積及退火的情況下，以AeSh作為晶體生長核而促進(jìn)大粒徑化，可得到高效率的化合物薄膜太陽能電池。(比較例5)除了不對成為沉積光吸收層之前的晶體生長核的化合物進(jìn)行沉積以外，用與實施例7相同的方法制造化合物薄膜太陽能電池。在不使用結(jié)晶核的情況下，光吸收層的晶體生長不能被促進(jìn)，因而未進(jìn)行大粒徑化，阻礙化合物薄膜太陽能電池的高效率化。以上對本發(fā)明的幾個實施方式進(jìn)行了說明，但這些實施方式是作為例子而提示的，其意圖并不是限定發(fā)明的范圍。這些實施方式能以其它多種方式實施，在不脫離發(fā)明要旨的范圍內(nèi)，可進(jìn)行各種省略、替代和變更。這些實施方式及其變形均包含在發(fā)明的范圍或要旨中，同樣地也均包含在權(quán)利要求書所記載的發(fā)明和其均等的范圍內(nèi)。
2權(quán)利要求
1.一種化合物薄膜太陽能電池，其特征在于其具備半導(dǎo)體薄膜作為光吸收層，該半導(dǎo)體薄膜含有Cu、A元素和Te，且具有黃銅礦型的晶體結(jié)構(gòu)，所述A為選自Al、h及( 之中的至少1種元素；與所述光吸收層形成接合界面的緩沖層是含有選自CcUZnUn及( 之中的至少1種元素以及選自Sje及Te之中的至少1種元素、且具有閃鋅礦型結(jié)構(gòu)、纖鋅礦結(jié)構(gòu)或缺陷尖晶石型結(jié)構(gòu)中的任一種晶體結(jié)構(gòu)的化合物；所述閃鋅結(jié)構(gòu)的所述緩沖層的晶格常數(shù)a或者將所述纖鋅礦結(jié)構(gòu)或所述缺陷尖晶石型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為閃鋅礦型結(jié)構(gòu)時的所述緩沖層的晶格常數(shù)a為0. 59nm 0. 62nm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物薄膜太陽能電池，其特征在于所述緩沖層的帶隙大于2. 3eV且在2. 7eV以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物薄膜太陽能電池，其特征在于所述閃鋅結(jié)構(gòu)的所述緩沖層的晶格常數(shù)a或者將所述纖鋅礦結(jié)構(gòu)或所述缺陷尖晶石型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為閃鋅礦型結(jié)構(gòu)時的所述緩沖層的晶格常數(shù)a大于所述光吸收層的晶格常數(shù)a。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物薄膜太陽能電池，其特征在于所述緩沖層是在 Zn(TexSh)中χ大于0. 8且在1以下的化合物、或在Si(Tey^vy)中y大于0. 55且在1以下的化合物中的任一種。
5.一種化合物薄膜太陽能電池，其特征在于其具備半導(dǎo)體薄膜作為光吸收層，該半導(dǎo)體薄膜含有Cu、A元素和X元素，且具有黃銅礦型的晶體結(jié)構(gòu)，所述A為選自Al、h及( 之中的至少1種元素，所述X為選自S、義及 Te之中的至少1種元素；在背面電極和所述光吸收層的界面上形成界面中間層；所述界面中間層中含有的化合物包含所述背面電極的構(gòu)成元素和所述光吸收層的X 元素；在將來自于(hkl)面的X射線衍射峰強度設(shè)定為Ihkl時，含有所述背面電極的構(gòu)成元素和所述光吸收層的X元素的化合物的X射線衍射峰強度比為5 > 1002/1110 > 0. 2。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的化合物薄膜太陽能電池，其特征在于所述光吸收層含有具有黃銅礦型的晶體結(jié)構(gòu)的Cu(AlnbInaGab) (IVaOa)2的化合物半導(dǎo)體膜；所述化合物半導(dǎo)體膜的帶隙為1. 0 1. 5eV0
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的化合物薄膜太陽能電池，其特征在于所述界面中間層中含有的化合物包含所述背面電極的構(gòu)成元素和所述光吸收層的X元素，所述界面中間層的厚度為Iym以下。
8.一種化合物薄膜太陽能電池的制造方法，其特征在于其具備以下工序 在基板上形成背面電極的工序；在所述背面電極上形成含有化合物半導(dǎo)體薄膜的光吸收層的工序； 在所述光吸收層上形成緩沖層的工序； 在所述緩沖層上形成半絕緣層的工序； 在所述半絕緣層上形成透明電極層的工序； 在所述背面電極上形成取出電極的工序；在所述透明電極層上形成取出電極的工序；以及在所述背面電極和光吸收層的界面上形成界面中間層的工序； 其中，所述光吸收層為含有Cu、A元素和X元素、且具有黃銅礦型的晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體薄膜，所述A為選自Al、h及( 之中的至少1種元素，所述X為選自S、％及Te之中的至少1種元素；在形成所述光吸收層的工序中，形成所述光吸收層的方法為濺射法； 在形成所述界面中間層的工序中，形成所述界面電極層的方法為加熱處理。
9.一種化合物薄膜太陽能電池，其特征在于其具備半導(dǎo)體薄膜作為光吸收層，該半導(dǎo)體薄膜含有Cu、A元素和X元素，且具有黃銅礦型的晶體結(jié)構(gòu)，所述A為選自Al、h及( 之中的至少1種元素，所述X為選自S、Se及 Te之中的至少1種元素；在背面電極和所述光吸收層的界面存在結(jié)晶相CuA1X1Td，其中A為選自Al、h及( 之中的至少1種元素，X為選自S、義及Te之中的至少1種元素，c為0. 1以下且d為0. 1 以上，或者c+d為0.9以上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的化合物薄膜太陽能電池，其特征在于 所述光吸收層的A和所述結(jié)晶相的A含有至少1種相同的元素； 所述光吸收層的X和所述結(jié)晶相的X含有至少1種相同的元素。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的化合物薄膜太陽能電池，其特征在于所述背面電極上的形成所述光吸收層的部位中的0. 被所述結(jié)晶相覆蓋。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的化合物薄膜太陽能電池，其特征在于，所述結(jié)晶相的平均粒徑為IOnm以下。
13.一種化合物薄膜太陽能電池的制造方法，其特征在于，其具有以下工序 在基板上形成背面電極的工序；在所述背面電極上形成含有化合物半導(dǎo)體薄膜的光吸收層的工序； 在所述背面電極和所述光吸收層的界面上形成結(jié)晶相CucAdX1Td的工序，A為選自Al、 In及( 之中的至少1種元素，X為選自S、％及Te之中的至少1種元素，c為0. 1以下且 d為0. 1以上，或者c+d為0. 9以上；在所述光吸收層上形成緩沖層的工序；在所述緩沖層上形成半絕緣層的工序；在所述半絕緣層上形成透明電極層的工序；在所述背面電極上形成取出電極的工序；在所述透明電極層上形成取出電極的工序；以及在所述背面電極和光吸收層的界面上形成界面中間層的工序。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的化合物薄膜太陽能電池的制造方法，其特征在于 所述光吸收層的A和所述結(jié)晶相的A含有至少1種相同的元素；所述光吸收層的X和所述結(jié)晶相的X含有至少1種相同的元素。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的化合物薄膜太陽能電池的制造方法，其特征在于所述背面電極上的形成所述光吸收層的部位中的0. 被所述結(jié)晶相覆蓋。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的化合物薄膜太陽能電池的制造方法，其特征在于所述結(jié)晶相的平均粒徑為IOnm以下。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提高化合物薄膜太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率或品質(zhì)壽命，并提高化合物薄膜太陽能電池的性能?；衔锉∧ぬ柲茈姵?100)的特征在于光吸收層和緩沖層形成接合界面，與所述光吸收層形成接合界面的緩沖層是含有選自Cd、Zn、In及Ga之中的至少1種元素以及選自S、Se及Te之中的至少1種元素、且具有閃鋅礦型結(jié)構(gòu)、纖鋅礦結(jié)構(gòu)或缺陷尖晶石型結(jié)構(gòu)中的任一種晶體結(jié)構(gòu)的化合物，閃鋅結(jié)構(gòu)的緩沖層的晶格常數(shù)a或者將纖鋅礦結(jié)構(gòu)或缺陷尖晶石型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為閃鋅礦型結(jié)構(gòu)時的所述緩沖層的晶格常數(shù)a為0.59nm～0.62nm。
文檔編號H01L31/18GK102484164SQ201180003677
公開日2012年5月30日 申請日期2011年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月5日
發(fā)明者中川直之, 伊藤聰, 櫻田新哉, 稻葉道彥, 西田靖孝 申請人:株式會社東芝