太阳能电池基板用铁素体不锈钢箔的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及太阳能电池基板用铁素体不诱钢锥（ferriticstainlesssteel foilforsolarcellsubstrate)。本发明尤其设及在通过卷对卷法（roU-to-roll method)制造太阳能电池时能够维持抑制通板时压曲化uckling)等的足够的硬度的、通板 性（threadingperformance)优异的太阳能电池基板用铁素体不诱钢锥。
【背景技术】
[0002] 近年来，作为新能源利用了太阳光的发电系统受到关注。将单晶Si、多晶Si作 为构成层的晶体Si太阳能电池被实用化，运种太阳能电池作为供电用太阳光发电系统 (solar photovoltaic system for power supply),承担重要的作用。但是，对于晶体Si 太阳能电池的制造，需要制造大块晶体化Ulk crystal)的工序。因此，使用大量的原料，结 晶生长花费时间长，而且制造工序复杂且需要大量的能量，因此制造成本极高。
[0003] 在运种背景下，盛行研究开发大幅度减少了Si使用量的薄膜类Si太阳能电池、 完全不使用Si的化合物薄膜类太阳能电池（CompoundFilmSolarCell)、有机薄膜类太 阳能电池（OrganicFilmSolarCell)、色素增感型太阳能电池值yeSensitizedSolar Cell)W及量子点型太阳能电池（如antumDotSolarCell)等新的太阳能电池，并且开始 将它们实用化。运些太阳能电池均为薄膜类太阳能电池（thinfilmsolarcell),通过在 基板上成膜非晶Si、化合物半导体（compositesemicon化ctor)来形成薄膜状的光吸收层 (油sorberlayer)而被制造。因此，与晶体Si太阳能电池相比，制造工序单纯，并且能够缩 短制造时间。另外，由于光吸收层的厚度为几十nm~几ym，所W与晶体Si太阳能电池相 比，能够使使用原料大幅度减少。
[0004] 根据W上的理由，由于薄膜类太阳能电池制造成本低，且量产性高，所W作为下 一代太阳能电池大受期待。特别是，作为光吸收层使用了化(InixGax)Sez(W下也存在省 略为CIGS(CopperIndiumGalliumDiSelenide:铜铜嫁二砸）的情况）的化合物薄膜类 太阳能电池亦即CIGS太阳能电池在薄膜类太阳能电池中，光电变换效率（photoelectric conversionefficiency)高且制造成本也廉价，因此关注度较高。
[0005] 对于薄膜类太阳能电池的基板，主要使用了钢巧玻璃（soda-limeglass)等玻璃 板、不诱钢锥、聚酷亚胺（polrimide)等合成树脂膜（plasticsfilm)。在它们中，由于玻璃 板不具有晓性，所WW线圈的状态连续地进行处理的卷对卷法无法应用，对量产化、低成本 化不利。由于合成树脂膜的耐热性化eat-resistingproperty)较差，所W具有在太阳能 电池单元的制造工序中必须限制处理溫度的上限运一缺点。
[0006] 相对于它们，不诱钢锥的晓性W及耐热性优异。因此，能够应用对量产化、低成本 化有利的卷对卷法。由于不诱钢锥与合成树脂膜相比，具有优异的耐热性，所W能够实现太 阳能电池单元生产效率的提高、轻型且具有晓性的薄膜类太阳能电池的制造。
[0007]由于不诱钢锥具有优异的晓性，所W将其作为基板的薄膜类太阳能电池也能够进 行向曲面的施工，作为所谓的柔性（flexible)的太阳能电池，能够期待太阳能电池的进一 步的用途的开展。特别是，在不诱钢中，铁素体不诱钢的线性热膨胀系数（coefficientof linearthermalexpansion)的值与CIGS是同种程度，因此积极地研究了作为薄膜类太阳 能电池的基板用材料的应用。
[0008] 薄膜类太阳能电池单元通过在基板依次成膜例如由Mo层构成的里面电极层 化ackcontactlayer)、光吸收层、缓冲层化ufferlayer)W及透明导电层（transparent contactlayer)而被制造。另外，也存在在基板与里面电极层之间设置绝缘层（insulating layer)的情况。
[0009] 在使用不诱钢锥作为上述基板的情况下，在基板成膜光吸收层等时，能够应用对 量产化有利的卷对卷法。
[0010] 在卷对卷法中，设置退绕线圈状的基板（不诱钢锥）的漉与卷绕基板的漉。并且， 在2个漉之间配置里面电极层用的薄膜制造装置、光吸收层用的薄膜制造装置等。在从退 绕漉被搬运的基板上依次形成里面电极层、光吸收层、缓冲层、透明导电层之后，通过卷绕 漉卷绕。因此，若基于卷对卷法，则能够连续并且大量地制造多个太阳能电池单元，并且能 够实现太阳能电池的量产化、低成本化。
[0011] 运里，作为太阳能电池用基板的不诱钢锥的厚度为20ym~300ym，非常薄。因 此，若强度（硬度）不够，则在卷对卷法中的通板时，在不诱钢锥产生压曲，从而容易产生皱 權（wrinkles)、破碎化reak)、拉深（化awing)等。运样，在卷对卷法那样的连续工序中，若 在通板时在基板产生皱權等，则无法制造太阳能电池或者制造出光电变换效率降低的太阳 能电池。因此，成为太阳能电池用基板的材料的不诱钢锥具有抑制上述那样的压曲的足够 的强度（硬度）并且在卷对卷法等的连续工序中通板性良好也很重要。
[0012] 关于通过使用了卷对卷法的连续工序制造太阳能电池单元的情况下的不诱钢锥 (基板）的通板性，在专利文献1中提出了如下技术：通过对不诱钢材料实施压下率50% W上的冷社，并且根据需要在惰性气体环境中实施400°C~700°C的热处理成为不诱钢 锥，从而沿不诱钢锥的社制方向（rollingdirection)使直角方向的拉伸强度（tensile strength)为930MPaW上。而且，在专利文献1所提出的技术中，即便应用于使用了卷对卷 法的连续工序，也能够获得难W引起压曲的太阳能电池基板用不诱钢锥。
[0013] 专利文献1 :日本特开2012 - 138571号公报（国际公开W02012/077827号公报）
[0014] 若基于专利文献1中提出的技术，则在卷对卷法的连续工序中，能够某种程度地 抑制不诱钢锥（基板）的压曲从而改善通板性。
[0015] 然而，在专利文献1中提出的技术中，针对经过了光吸收层成膜工序（油sorber layergrowthprocess)之后的不诱钢锥（基板）的通板性，并未考虑。
[0016] 在形成有里面电极层的基板成膜光吸收层时的基板的溫度取决于构成光吸收层 的材料的种类。例如在成膜CIGS类的化合物薄膜类太阳能电池的光吸收层（CIGS层）时， 一般成为450°C~600°C的高溫工序。因此，即使在将具有规定的强度（硬度）的不诱钢锥 作为基板来使用的情况下，也会产生如下问题：在光吸收层成膜工序中基板（不诱钢锥）软 化，在之后的制造工序中，在基板产生压曲，从而容易产生皱權、破碎或者拉深等。
[0017] 根据W上的理由，在成为太阳能电池基板的材料的不诱钢锥中，具备能够抑制由 光吸收层成膜工序引起的软化的足够的耐热性，并且在卷对卷法的连续工序中，光吸收层 成膜工序后通板性也优异很重要。在专利文献1所提出的技术中，运种问题完全未被研究。
[0018] 因此，在专利文献I所提出的技术中，在卷对卷法的连续工序中，即便在光吸收层 成膜工序前的不诱钢锥（基板）未产生皱權等且通板性良好，也会因在光吸收层成膜工序 时被加热至450°C~600°C的高溫，从而不诱钢锥（基板）软化。其结果是，在上述光吸收 层成膜工序W后的连续工序中，无法避免不诱钢锥（基板）的由压曲引起的皱權等的产生， 太阳能电池的生产性、光电变换效率降低。
【发明内容】
[0019] 本发明是有利地解决上述问题的发明，其目的在于提供一种太阳能电池基板用铁 素体不诱钢锥，在使用卷对卷法制造太阳能电池单元时，即便在光吸收层成膜工序后的连 续工序中也能够抑制在基板出现由压曲引起的皱權等并且通板性良好。
[0020] 本发明人们为了解决上述课题，专屯、地研究了如下手段，即，在使用了卷对卷法的 太阳能电池单元制造时，在经过了光吸收层成膜工序之后的连续工序中，也抑制不诱钢基 板的压曲从而维持通板性。其结果是，清楚了解到使用了卷对卷法的太阳能电池单元制造 时是否产生不诱钢基板的压曲、即通板性的好坏，较大地取决于作为基板使用的不诱钢锥 的维氏硬度（Vickershar化ess)。而且，确认到若不诱钢锥的维氏硬度为Hv250W上，卯J表 现出优异的通板性。
[0021] 并且，本发明人们深入地研究的结果是发现：在使用卷对卷法制造太阳能电池 单元的情况下，在经过了光吸收层成膜工序之后，具体而言，经过了在450°CW上600°CW 下的溫度中保持时间1分W上的光吸收层成膜工序之后的不诱钢锥，若维氏硬度维持着 Hv250W上的硬度，则在光吸收层成膜工序后，也难W引起基板（不诱钢锥）的压曲，能够维 持优异的通板性。
[0022] 另外，本发明人们对赋予不诱钢锥上述硬度特性的手段进行了摸索，即，对维氏硬 度为Hv250W上并且即便在经过了在450°