专利名称：太阳能电池及其制造方法
技术领域：
本发明涉及使用导电性基体的太阳能电池及其制造方法。
使用金属制基片的薄膜太阳能电池因基片轻和可挠性(柔性)的特征而具有广泛的用途。而且，因金属制的基片在耐高温处理上的特点，所以可以期待太阳能电池的高效率。
在使用导电性基片的情况下，存在难以在基片上将多个单元电池串联连接并集成化的问题。此外，在使用金属板作为基片的情况下，金属板的构成元素向光吸收层扩散，存在特性下降那样的问题。对于这些问题，披露了在金属基片上形成绝缘层，并在其上形成电极层和作为光吸收层的非晶硅层的方法(例如，日本特开平05-129641号公报、特开平11-261090号公报)。
另一方面，将以Cu(In、Ga)Se2(以下记述为CIGS)为代表的黄铜矿结构的半导体用于光吸收层的太阳能电池因变换效率高而引人注目。在使用CIGS的太阳能电池中，一般使用玻璃基片作为基体。此外，以重量轻的太阳能电池和具有可挠性的太阳能电池的制作为目的，还报告了在除了玻璃基片之外使用聚酰亚胺或不锈钢板的太阳能电池。
本发明寻求进一步提高使用包含Ⅰb族元素、Ⅲb族元素和Ⅵb族元素的半导体(黄铜矿结构半导体)的太阳能电池的可靠性和特性。
本发明的目的在于提供太阳能电池及其制造方法，其中使用包含Ⅰb族元素、Ⅲb族元素和Ⅵb族元素的半导体的特性和可靠性高。
为了实现上述目的，本发明的第一太阳能电池包括导电性的基体；在所述基体的一主表面上形成的第1绝缘层；在所述基体的另一主表面上形成的第2绝缘层；以及在所述第1绝缘层的上方配置的光吸收层；其中，所述光吸收层由包含Ⅰb族元素、Ⅲb族元素和Ⅵb族元素的半导体组成。根据上述第一太阳能电池，在形成光吸收层时，可以防止Ⅵb族元素(特别是Se或S)与基体进行反应而使基体变脆，所以可得到特性和可靠性高的太阳能电池。此外，可以防止因Ⅵb族元素与基体进行反应形成的硫硒碲(硫属)化合物所导致的生产率下降。而且，在上述第一太阳能电池中，通过绝缘层可以防止构成基体的元素扩散到光吸收层。该效果在基体由金属组成的情况是特别重要。
再有，在本说明书中，Ⅰb族元素、Ⅲb族元素、Ⅵb族元素、Ⅰa族元素，分别对应于1985年以前IUPAC推荐的周期表的ⅠB族元素、3B族元素、6B族元素和1A族元素。因而，Ⅰb族元素指包含Cu的系列元素。此外，Ⅲb族元素指包含Al、Ga、及In的系列元素。此外，Ⅵb族元素指包含S、Se、及Te的系列元素。此外，Ⅰa族元素指包含Li、Na、及K的系列元素。
在上述第一太阳能电池中，也可以在上述第1绝缘层上配备串联连接的多个单元电池。根据上述结构，可得到面积大特性好的集成型太阳能电池。
在上述第一太阳能电池中，所述基体由金属组成，所述半导体也可以包含从Cu、In和Ga中选择的至少一种元素、以及从Se和S中选择的至少一种元素。在上述结构中，通过使用薄的基体，获得具有可挠性的太阳能电池。此外，由于使用由金属构成的基片，因而可以进行高温中的处理，所以可以形成结晶性很好的半导体构成的光吸收层。
在上述第一太阳能电池中，所述基体可以由不锈钢或铝合金构成。根据上述结构，可得到重量轻的太阳能电池。
在上述第一太阳能电池中，还包括在所述第1绝缘层上形成的导电层、以及在所述导电层和所述光吸收层之间配置的层A，所述层A也可以包含Ⅰa族元素。根据上述结构，可得到特性十分良好的太阳能电池。
在上述第一太阳能电池中，所述Ⅰa族元素可以是Na。
在上述第一太阳能电池中，所述第1和第2绝缘层的平均层厚度可以在0.5μm以下。根据上述结构，在形成光吸收层时，可以使基片表面的温度分布均匀。此外，可以防止基体与导电层剥离。
在上述第一太阳能电池中，所述第1和第2绝缘层可以从氧化物或氟化物中选择至少一种来构成。
在上述第一太阳能电池中，所述第1和第2绝缘层可以以氧化硅为主要成分。根据上述结构，可以防止基体与导电层剥离。此外，可以容易地形成绝缘层。
在上述第一太阳能电池中，所述第1和第2绝缘层可以以氟化铁为主要成分。根据上述结构，可以容易地形成均匀的绝缘层。
此外，本发明的第二太阳能电池是包括导电性的基体；在所述基体上形成的绝缘层；在所述绝缘层上形成的导电层；以及在所述导电层的上方配置的光吸收层的太阳能电池；其中，所述基体和所述光吸收层之间配置的至少一个层包含Ⅰa族元素；所述光吸收层由包含Ⅰb族元素、Ⅲb族元素和Ⅵb族元素的半导体构成。根据上述第二太阳能电池，可得到特性和可靠性良好的太阳能电池。认为这是因为配置在基体和光吸收层之间的层包含Ⅰa族元素，所以光吸收层的结晶性提高。而且，在上述第二太阳能电池中，通过绝缘层可以防止构成基体的元素扩散到光吸收层。该效果在基体由金属构成的情况下特别重要。
在上述第二太阳能电池中，可以在所述绝缘层上配备多个串联连接的单元电池。
在上述第二太阳能电池中，所述基体由金属构成，所述半导体可以包含从Cu、In和Ga中选择的至少一种元素、以及从Se和S中选择的至少一种元素。
在上述第二太阳能电池中，所述基体可以由不锈钢或铝合金构成。
在上述第二太阳能电池中，所述绝缘层可以包含所述Ⅰa族元素。
在上述第二太阳能电池中，所述绝缘层可以由包含Na的氧化物构成。
在上述第二太阳能电池中，所述绝缘层可以由钠钙玻璃构成。
在上述第二太阳能电池中，所述绝缘层可以由NaF构成。
在上述第二太阳能电池中，还包括在所述导电层和所述光吸收层之间配置的层B，所述层B可以包含Ⅰa族元素。
在上述第二太阳能电池中，所述层B可以由Na2S或NaF构成。
此外，本发明的太阳能电池的制造方法是制造配备导电性基体的太阳能电池的制造方法，其中，该方法包括以下步骤(ⅰ)在所述基体上形成包含Ⅰa族元素的层和包括导电层的叠层膜；以及(ⅱ)在所述叠层膜上形成由包括Ⅰb族元素、Ⅲb族元素和Ⅵb族元素的半导体组成的光吸收层。根据上述制造方法，可以形成结晶性良好的光吸收层，所以可得到特性和可靠性良好的太阳能电池。
在上述太阳能电池的制造方法中，所述基体由金属构成，所述半导体可以包含从Cu、In和Ga中选择的至少一种元素、以及从Se和S中选择的至少一种元素。
下面对附图作简单的说明
图1是表示本发明的太阳能电池一例的剖面图。
图2是表示本发明的太阳能电池的另一例的剖面图。
图3是表示本发明的太阳能电池的另一例的剖面图。
图4是表示本发明的太阳能电池的又一例的剖面图。
图5是表示本发明的太阳能电池制造方法一例的步骤图。
图6是表示图5所示的制造步骤的一步骤的平面图。
图7是表示本发明的太阳能电池制造方法的另一例的步骤图。
以下，参照附图来说明本发明的实施例。
(实施形态1)在实施形态1中，说明本发明的第一太阳能电池的一例。图1表示实施形态1的太阳能电池10的剖面图。
参照图1，太阳能电池10包括导电性的基体11；在基体11的一主表面11a上形成的第1绝缘层12a；以及在基体11的另一主表面11b上形成的第2绝缘层12b。基体11、第1绝缘层12a和第2绝缘层12b构成基片。太阳能电池10还包括在第1绝缘层12a上依次形成的导电层13、光吸收层14、第1半导体层15、第2半导体层16和透明导电层17、在导电层13上形成的取出电极18、以及在透明导电层17上形成的取出电极19。第1半导体层15和第2半导体层16是窗层。
基体11由具有导电性的材料组成。具体地说，基体11可以使用金属来形成，例如，可以使用不锈钢、或杜拉铝(硬铝)等铝合金来形成。基体11最好具有可挠性。在使用具有可挠性的基体11的情况下，使基体11为滚筒状，可以连续形成太阳能电池，所以生产变得容易。
第1绝缘层12a是为使基体11和导电层13绝缘而设置的层。第1和第2绝缘层12a和12b的电阻值，例如是1MΩ以上。第1绝缘层12a和第2绝缘层12b可以使用从氧化物和氟化物中选择的至少一种来形成。具体地说，可以用以氧化硅(SiO2)为主要成分的材料、或以氟化铁为主要成分的材料来形成。此外，第1绝缘层12a和第2绝缘层12b也可以用包含Ⅰa族元素的材料来形成，例如，可以用钠钙玻璃那样的Na的氧化物、NaF或Na2S等来形成。第1绝缘层12a和第2绝缘层12b的平均厚度最好在0.01μm以上和0.5μm以下。
导电层13是电极。导电层13可以使用金属来形成，例如，可以使用Mo来形成。
光吸收层14被配置在第1绝缘层12a的上方。光吸收层14由包含Ⅰb族元素、Ⅲb族元素和Ⅵb族元素的半导体构成。具体地说，可以使用具有与黄铜矿(chalcopyrite)相同结晶结构的半导体。更具体地说，可以使用包括从Cu、In和Ga中选择的至少一种元素、以及从Se和S中选择的至少一种元素的半导体。例如，可以使用CuInSe2、CuIn(Se、S)2、Cu(In、Ga)Se2、或Cu(In、Ga)(Se、S)2。
第1半导体层15可以由CdS、或包含Zn的化合物来形成。作为包含Zn的化合物，可列举出Zn(O、S)或ZnMgO等。第2半导体层16可以由ZnO、或包含ZnO的材料来形成。透明电极17可以使用掺杂了Al等的Ⅲ族元素的ZnO、或ITO(铟锡氧化物)来形成。取出电极18和19可使用导电性高的金属形成。
再有，本发明的第一太阳能电池还可以包括在导电层13和光吸收层14之间配置的包含Ⅰa族元素的层(层A)。图2表示配有包含Ⅰa族元素的层21(层A)的太阳能电池20的剖面图。太阳能电池20除了在导电层13和光吸收层14之间配置的层21以外都与太阳能电池10相同。
作为层21中包含的Ⅰa族元素，可列举出Na、K、Li。层21例如可以使用包含Na的化合物来形成。作为包含Na的化合物，可以使用Na2S或NaF。层21的平均厚度例如在0.001μm～0.1μm的范围内。
再有，太阳能电池10和20是本发明的第一太阳能电池的一例，本发明的第一太阳能电池不限于太阳能电池10和20。例如，可以省略第2半导体层16。此外，本发明的第一太阳能电池如实施例3说明所示，可以在第1绝缘层12a上配有串联连接的多个单元电池。
(实施形态2)在实施形态2中，说明本发明的第二太阳能电池的一例。图3表示实施形态2的太阳能电池30的剖面图。再有，与实施形态1相同的部分附以相同的符号，省略重复的说明。
参照图1，太阳能电池30包括基体11，以及在基体11上形成的绝缘层32。基体11和绝缘层32构成基片。太阳能电池30还配有在绝缘层32上依次形成的导电层13、光吸收层14、第1半导体层15、第2半导体层16和透明导电层17、导电层13上形成的取出电极18、以及透明导电层17上形成的取出电极19。光吸收层14被配置在绝缘层32的上方。
绝缘层32是为使基体11和导电层13绝缘设置的层。绝缘层32的电阻值，例如是1MΩ以上。绝缘层32可以用包含Ⅰa族元素的绝缘性材料来形成，例如，可以使用Ⅰa族元素的氧化物或氟化物来形成。具体地说，可以用钠钙玻璃那样的包含Na的氧化物来形成。此外，绝缘层32也可以使用NaF来形成。
太阳能电池30在基体11和光吸收层14之间配置的至少一个层包含Ⅰa族元素(最好是Na)。例如，绝缘层32可以包含Ⅰa族元素。比如，绝缘层32可以通过包含Na的氧化物来形成。具体地说，绝缘层32也可以由钠钙玻璃来形成。
此外，本发明的第二太阳能电池还可以包括在导电层13和光吸收层14之间配置的包含Ⅰa族元素的层(层B)。图4表示配有包含Ⅰa族元素的层41(层B)的太阳能电池40的剖面图。太阳能电池40与太阳能电池30的不同仅在于配有层41。层41包含Ⅰa族元素，例如，由Na2S或NaF组成。在太阳能电池40中，层41被配置在导电层13和光吸收层14之间。再有，层41也可以配置在导电层13和绝缘层32之间。
太阳能电池30和40是本发明的第二太阳能电池的一例，本发明的第二太阳能电池不限于太阳能电池30和40。比如，可以省略第2半导体层16。此外，本发明的第二太阳能电池用实施例6说明那样，可以在绝缘层32上配有串联连接的多个单元电池。此外，如实施形态1中说明的太阳能电池那样，绝缘层32也可以形成在基体11的双面上。
(实施形态3)在实施形态3中说明本发明的太阳能电池的制造方法。按照实施形态3的制造方法，可以制造实施形态2的太阳能电池。再有，与实施形态1和2中说明的部分相同的部分附以相同的符号，省略重复的说明。
首先，在导电性的基体11上，形成包括含有Ⅰa族元素的层和导电层的叠层膜(步骤(ⅰ))。叠层膜比如可以由图3所示的绝缘层32和导电层13来构成。此外，叠层膜可以由图4所示的绝缘层32、导电层13、以及层41来构成。这些层可以通过蒸镀方法或溅射方法来形成。
接着，在叠层膜上形成由包含Ⅰb族元素、Ⅲb族元素和Ⅵb族元素的半导体构成的光吸收层14(步骤(ⅱ))。该光吸收层可以通过实施例中说明的蒸镀方法来形成。
接着，依次形成第1半导体层15、第2半导体层16、以及透明电极层17。这些层可以通过蒸镀方法或溅射方法来形成。最后，形成取出电极18和19，得到太阳能电池。
再有，集成型的太阳能电池可以通过实施例3和6中说明的方法来制造。
实施例以下，用实施例更详细地说明本发明。再有，在以下的实施例中，作为基体使用不锈钢板，但也可以使用硬铝等铝合金组成的基体。
(实施例1)在实施例1中，说明制作实施形态1的太阳能电池10的一例。
首先，作为基体11，准备具有可挠性的不锈钢板(厚度100μm)。接着，在不锈钢板的双面上，通过浸染涂敷方法(浸渍方法)来形成SiO2层(第1绝缘层12a和第2绝缘层12b)。接着，通过RF溅射方法在单面的SiO2层上形成Mo层(导电层13)。SiO2层的厚度为0.5μm,Mo层的厚度为0.4μm。
接着，通过以下所示的方法来形成Cu(In、Ga)Se2层(光吸收层14)。
首先，用电离真空计一边控制压力一边在Mo层上沉积In、Ga和Se。此时，基片温度为350℃。在沉积时，Se的压力为2.66×10-3Pa(2×10-5乇)，In的压力为1.064×10-4Pa(8×10-7乇)，Ga的压力为3.99×10-5Pa(3×10-7乇)。然后，在将基片温度提高到600℃、Se的压力为2.66×10-3pa(2×10-5乇)、Cu的压力为3.99×10-5Pa(3×10-7乇)的条件下，沉积Se和Cu。然后，将基片温度仍保持在600℃，沉积In、Ga和Se。这样，形成Cu(In、Ga)Se2层。
接着，通过化学浴析法，在Cu(In、Ga)Se2层上形成CdS层(第1半导体层15)，由此形成pn结合。接着，按照溅射方法依次形成ZnO层(第2半导体层16)、ITO层(透明导电层17)。最后，形成由Au构成的取出电极。这样，制作实施形态1的太阳能电池。
对于该太阳能电池，使用Air Mass(AM)=1.5、100mW/cm2的模拟太阳光来测定特性。其结果，得到短路电流密度为32.3mA/cm2、开放端电压为0.610V、曲线因子(Fill Factor填充系数)为0.750、变换效率为14.8％的太阳能电池。
这样，实施例1的太阳能电池显示良好的特性。此外，通过在不锈钢板的两面上形成作为绝缘层的SiO2层，可以抑制Cu(In、Ga)Se2层形成时Se蒸汽与不锈钢的反应。而且，在按照化学浴析法来形成CdS层时，即使将不锈钢板浸渍在碱性水溶液中，也可以抑制腐蚀不锈钢板。其结果，可以防止因不锈钢板的劣化造成的太阳能电池的破损和可挠性的下降。
(实施例2)在实施例2中说明制造实施形态1的太阳能电池20的一例。
首先，作为基体11，准备具有可挠性的不锈钢板(厚度100μm)。接着，通过将不锈钢板在氟气体环境中进行热处理，在不锈钢板的两面上形成氟化铁层(第1绝缘层12a和第2绝缘层12b)。氟化铁层的厚度为0.2μm。接着，作为导电层13，通过RF磁控管溅射方法在一面的氟化铁层上形成Mo层(厚度0.8μm)。
接着，作为层21，在Mo层上形成Na2S层。Na2S层通过蒸镀方法来形成。
接着，通过与实施例1相同的方法来形成Cu(In、Ga)Se2层、CdS层、ZnO层、ITO层、以及取出电极。这样，制作实施形态1的太阳能电池。另一方面，不形成Na2S层，按与上述方法相同的方法来制作太阳能电池。
对于这两个太阳能电池使用AM=1.5、100mW/cm2的模拟太阳光来测定特性。测定结果示于表1。
表1
由表1可知，通过形成Na2S层，可得到特性良好的太阳能电池。此外，与实施例1同样，通过在不锈钢板的两面上形成氟化铁，可以防止Se蒸汽和碱性水溶液造成的基体的劣化和腐蚀，其结果，可以防止太阳能电池的破损或挠性的下降。
(实施例3)在实施例3中，参照图5来说明制作实施形态1的太阳能电池的另一例。在实施例3中，制作被称为集成型的太阳能电池。图5表示制造步骤的剖面图。
首先，作为基体11，准备具有可挠性的不锈钢板51(厚度100μm)。接着，通过将不锈钢板51在氟气体环境中进行热处理，在不锈钢51的双面上形成氟化铁层52(第1绝缘层12a和第2绝缘层12b)。氟化铁层52的厚度为0.2μm。接着，作为导电层13，通过RF磁控管溅射在两面的氟化铁层上形成Mo层53(厚度0.8μm)。
接着，使用Nd:YAG激光带状地除去Mo层53的一部分，将Mo层53薄长方形地分割为多个(参照图5(a))。图6表示此时的平面图。
接着，通过与实施例1相同的方法来制作作为光吸收层的Cu(In、Ga)Se2层54。而且，通过化学浴析出方法在Cu(In、Ga)Se2层上形成CdS层55(第1半导体层15)，制作pn结合(参照图5(b))。
接着，通过机械划线方法平行地除去分割Cu(In、Ga)Se2层54和CdS层55的线的直线宽度、分割Mo层53的线的直线宽度。由此，将Cu(In、Ga)Se2层54和CdS层55薄长方形地分割为多个(参照图5(c))。
接着，按照溅射方法来形成ZnO层(第2半导体层16)和ITO层(透明导电层17)的叠层膜56。然后，按照机械划线方法，同时条纹状地除去叠层膜56的一部分、Cu(In、Ga)Se2层54和CdS层55的一部分(参照图5(d))。具体地说，在图5(c)的步骤中，平行地除去分割Cu(In、Ga)Se2层54和CdS层55的线的直线宽度。由此，在绝缘层52上形成串联连接的多个单元电池57。
最后，形成取出电极58和59，制作具有集成化结构的太阳能电池(参照图5(e))。
而且，制作不进行集成化的太阳能电池。对于这两个太阳能电池使用AM=1.5、100mW/cm2的模拟太阳光来测定特性。测定结果示于表2。
表2
从表2可知，通过将单元电池进行串联连接，得到输出电压高的太阳能电池。此外，通过使用金属性的基体，基体温度变得均匀，即使面积大，也可以形成均质结晶的光吸收层。再有，由于在该实施例中制作的太阳能电池的面积比较小，所以在表2中，集成化的太阳能电池的效率变低。但是，考虑到电极的电阻造成的损失和总线(busbar)造成的面积损失等，则太阳能电池的面积越大，越有利于集成化。
(实施例4)在实施例4中，说明制作实施形态2中说明的太阳能电池30的一例。
首先，作为基体11，准备具有可挠性的不锈钢板(厚度100μm)。接着，在不锈钢板的单面上，用RF磁控管溅射方法来形成钠钙玻璃层(绝缘层32)和Mo层(导电层13)。钠钙玻璃层的厚度为0.5μm，Mo层的厚度为1μm。
接着，按照与实施例1相同的方法来形成Cu(In、Ga)Se2层、CdS层、ZnO层、ITO层、以及取出电极。这样，制作实施形态2的太阳能电池。
另一方面，使用Al2O3层来代替钠钙玻璃层，按与上述相同的方法来制作太阳能电池。对于这两个太阳能电池使用AM=1.5、100mW/cm2的模拟太阳光来测定特性。测定结果示于表3。
表3
从表3可知，通过使用包含Ⅰa族元素的绝缘层，可获得特性好的太阳能电池。
(实施例5)在实施例5中，说明制作实施形态2中说明的太阳能电池40的一例。
首先，作为基体11，准备具有可挠性的不锈钢板(厚度100μm)。接着，在不锈钢板的单面上，用RF磁控管溅射方法来形成Al2O3层(绝缘层32)。Al2O3层的厚度为0.5μm。接着，作为导电层13，通过RF磁控管溅射方法来形成Mo层(厚度1μm)。
接着，在Mo层上形成作为层41的Na2S层。Na2S层通过蒸镀方法来形成。
接着，按照与实施例1相同的方法来形成Cu(In、Ga)Se2层、CdS层、ZnO层、ITO层、以及取出电极。这样，制作实施形态2的太阳能电池。
另一方面，不制作Na2S层，按与上述相同的方法来制作太阳能电池。对于这两个太阳能电池，使用AM=1.5、100mW/cm2的模拟太阳光来测定特性。测定结果示于表4。
表4
由表4可知，通过形成Na2S层，可得到特性优良的太阳能电池。
(实施例6)在实施例6中，参照图7来说明制作实施形态2的太阳能电池的另一例。在实施例6中，制作被称为集成型的太阳能电池。图7表示制造步骤的剖面图。
首先，作为基体11，准备具有可挠性的不锈钢板71(厚度100μm)。接着，利用RF磁控管溅射方法，在不锈钢板71的单面上，形成Al2O3层72(绝缘层32)、以及Mo层73(导电层13)。Al2O3层72的厚度为0.5μm,Mo层73的厚度为1μm。
接着，条纹状地除去Mo层73的一部分，将Mo层73薄长方形状地分割成多个(参照图7(a))。
接着，形成Cu(In、Ga)Se2层74和CdS层75(参照图7(b))。然后，将Cu(In、Ga)Se2层74和CdS层75薄长方形状地分割成多个(参照图7(c))。
接着，形成ZnO层(第2半导体层16)和ITO层(透明导电层17)的叠层膜76。然后，同时条纹状地除去叠层膜76的一部分、以及Cu(In、Ga)Se2层74和CdS层75的一部分(参照图7(d))。由此，在作为基体的不锈钢板71上形成的，且形成串联连接的多个单元电池77。
最后，形成取出电极78和79，制作具有集成化结构的太阳能电池(参照图7(e))。图7(a)～图7(e)的步骤按与图5(a)～图5(e)相同的方法进行。
测定按上述制造方法制作的太阳能电池的特性结果与实施例3的太阳能电池相同，得到良好的特性。
以上，列举说明了本发明的实施形态的例子，但本发明不限于上述实施形态，基于本发明的技术思想，可以应用于其它实施形态。
如以上说明，根据本发明的第一和第二太阳能电池，可得到特性和可靠性良好的太阳能电池。此外，通过使用具有可挠性的薄基体，可以形成具有可挠性且重量轻的太阳能电池。而且，本发明的第一和第二太阳能电池在导电性的基体上形成绝缘层，所以可以将多个单元电池串联连接。
此外，根据本发明的太阳能电池的制造方法，可以容易地形成本发明的第2太阳能电池。
下面给出附图的符号10、20、30、40太阳能电池；11、51、71基体；11a一主表面；11b另一主表面；12a第一绝缘层；12b第二绝缘层；13、53、73导电层；14、54、74光吸收层；15、55、75第一半导体层；16第二半导体层；17透明导电层；18、19、58、59、78、79取出电极；21层(层A)；41层(层B)；32、52、72绝缘层；56、57叠层膜；57、77单元电池；
权利要求
1．一种太阳能电池，该太阳能电池包括导电性的基体；在所述基体的一主表面上形成的第1绝缘层；在所述基体的另一主表面上形成的第2绝缘层；以及在所述第1绝缘层的上方配置的光吸收层；其中，所述光吸收层由包含Ⅰb族元素、Ⅲb族元素和Ⅵb族元素的半导体构成。
2．按照权利要求1所述的太阳能电池，其中，在所述第1绝缘层上配有串联连接的多个单元电池。
3．按照权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述基体由金属构成；所述半导体包含从Cu、In和Ga中选择的至少一种元素以及从Se和S中选择的至少一种元素。
4．按照权利要求3所述的太阳能电池，其中，所述基体由不锈钢或铝合金构成。
5．按照权利要求1所述的太阳能电池，其中，还包括在所述第1绝缘层上形成的导电层，以及在所述导电层和所述光吸收层之间配置的层A；所述层A包含Ⅰa族元素。
6．按照权利要求5所述的太阳能电池，其中，所述Ⅰa族元素是Na。
7．按照权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述第1和第2绝缘层的平均层厚度在0.5μm以下。
8．按照权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述第1和第2绝缘层由从氧化物或氟化物中选择的至少一种构成。
9．按照权利要求8所述的太阳能电池，其中，所述第1和第2绝缘层以氧化硅作为主要成分。
10．按照权利要求8所述的太阳能电池，其中，所述第1和第2绝缘层以氟化铁作为主要成分。
11．一种太阳能电池，该电池包括导电性的基体；在所述基体上形成的绝缘层；在所述绝缘层上形成的导电层；以及在所述导电层的上方配置的光吸收层；其中，配置在所述基体和所述光吸收层之间的至少一个层包含Ⅰa族元素；所述光吸收层由包含Ⅰb族元素、Ⅲb族元素和Ⅵb族元素的半导体构成。
12．按照权利要求11所述的太阳能电池，在所述绝缘层上配有串联连接的多个单元电池。
13．按照权利要求11所述的太阳能电池，其中，所述基体由金属构成；所述半导体包含从Cu、In和Ga中选择的至少一种元素以及从Se和S中选择的至少一种元素。
14．按照权利要求13所述的太阳能电池，其中，所述基体由不锈钢或铝合金构成。
15．按照权利要求11所述的太阳能电池，其中，所述绝缘层包含所述Ⅰa族元素。
16．按照权利要求15所述的太阳能电池，其中，所述绝缘层由包含Na的氧化物构成。
17．按照权利要求16所述的太阳能电池，其中，所述绝缘层由钠钙玻璃构成。
18．按照权利要求15所述的太阳能电池，其中，所述绝缘层由NaF构成。
19．按照权利要求11所述的太阳能电池，其中，还配有在所述导电层和所述光吸收层之间配置的层B，所述层B包含Ⅰa族元素。
20．按照权利要求19所述的太阳能电池，所述层B由Na2S或NaF构成。
21．一种太阳能电池的制造方法，该方法是配有导电性基体的太阳能电池的制造方法，其中，该方法包括以下步骤(ⅰ)在所述基体上形成包括含Ⅰa族元素的层和导电层的叠层膜的步骤；以及(ⅱ)在所述叠层膜上形成由包括Ⅰb族元素、Ⅲb族元素和Ⅵb族元素的半导体构成的光吸收层的步骤。
22．按照权利要求21所述的太阳能电池的制造方法，其中，所述基体由金属构成；所述半导体包含从Cu、In和Ga中选择的至少一种元素以及从Se和S中选择的至少一种元素。
全文摘要
提供其特性和可靠性良好的太阳能电池及其制造方法,该太阳能电池使用包含Ⅰb族元素、Ⅲb族元素和Ⅵb族元素的半导体。该太阳能电池配有导电性的基体11、在基体11的一主表面11a上形成的第1绝缘层12a、在基体11的另一主表面11b上形成的第2绝缘层12b、以及在第1绝缘层11a的上方配置的光吸收层14,光吸收层14由包含Ⅰb族元素、Ⅲb族元素和Ⅵb族元素的半导体组成。
文档编号H01L31/032GK1319897SQ0111190
公开日2001年10月31日 申请日期2001年3月23日 优先权日2000年3月23日
发明者佐藤琢也, 根上卓之, 林茂生, 桥本泰宏, 岛川伸一 申请人:松下电器产业株式会社