专利名称：半导体膜以及太阳能电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体膜以及具备该半导体膜的太阳能电池。
背景技术：
为使太阳能电池高效率化，将分别吸收短波段、中波段、长波段的多个太阳能电池层叠起来的多接合太阳能电池大有希望。最能支配多接合太阳能电池的效率的是光最初入射的短波段的太阳能电池(顶部电池)的效率。因此，使顶部电池的高效率化最重要。由于具有黄铜矿结构的半导体的带隙是通过适当选择IB族元素、IIIA族元素、VIA族元素来控制的，因此可形成从该半导体吸收适于顶部电池的短波段的半导体层。然而，在作为具有黄铜矿结构的半导体而使用了带隙为1. 3eV以上的Cu(In，Ga)Se2、CuGaSe2、·CuInS2Xu (In，Ga) S2等的情况下，如果该半导体的带隙变大，则太阳能电池的变换效率就会从理论值急剧下降。作为其原因之一可列举带隙的扩大与开路电压的增加之间的比例关系瓦解，从而导致开路电压增加的比例下降。进而，由于带隙的扩大导致量子效率下降、即无法获得与带隙相应的短路电流密度也会成为效率下降的要因。作为其原因可以列举半导体中的缺陷随着带隙扩大而增加，由此容易产生载流子再结合且载流子浓度下降。与之相对，在半导体膜中掺杂Zn来提高太阳能电池的开路电压已经在非专利文献I中做出报告。但是，也同时报告了 在Zn/Cu比为O. 02程度的掺杂中，没有观测到带隙的扩大。另外，如果在半导体膜中掺杂Zn，则太阳能电池的短路电流密度会下降。认为掺杂Zn所导致的载流子浓度的下降是较大的要因。此外，在非专利文献I中，虽然并没有记载掺杂了 Zn的CuInS2膜中的Cu/In的摩尔比，但是由于进行KCN处理，因而该Cu/In的摩尔比在I以下。另外，在专利文献I等中，虽然报告了有意使P型的Cu(In，Ga)Se2膜的表面η型化从而在该Cu (In，Ga) Se2膜的表面掺杂Zn，但是此时掺杂了 Zn的Cu (In，Ga) Se2膜中的Cu/(In+Ga)的摩尔比也低于I。在先技术文献专利文献专利文献1:日本专利公开公报特开平6-45248号非专利文献非专利文献1:D. Braunger, Th.Durr, D. Hariskos, Ch. Koble, Th. Walter,N.ffieser, and H. W. Schock, “IMPROVED OPEN CIRCUITVOLTAGE IN CulnS2_BASEDSOLARCELLS，，， Proceedings of 25th IEEEPhotovoltaic Specialists Conference，Washington D. C.，p. 1001 (1996).
发明内容
(发明要解决的问题)如上所述，为使多接合太阳能电池的顶部电池高效率化，适于顶部电池的光吸收层的带隙的控制和载流子浓度的控制是必要的，但是在现有技术中，在具有由IB族元素、IIIA族元素和VIA族元素组成的黄铜矿结构的半导体中，如果带隙扩大，则载流子浓度会下降，故难以一起控制带隙和载流子浓度。进而，如果带隙在1. 3eV以上，则存在半导体膜中的缺陷密度随着带隙的扩大而增加的问题。本发明鉴于上述情况而完成，其目的在于提供一种带隙和电阻率、或者带隙和载流子浓度都适于太阳能电池的半导体膜、以及具备该半导体膜的能量变换效率高的太阳能电池。(用于解决问题的方案)本发明涉及的半导体膜，由半导体构成，该半导体以下述组成式(I)表示的比例来含有IB族元素、IIB族元素、IIIA族元素 以及VIA族元素。AxByCzDw (I)(在组成式⑴中,A表示IB族元素,B表示IIB族元素,C表示IIIA族元素,D表示VIA族元素。x、y、z以及w是表示组成比的数,且X和ζ满足x/z > I的关系。)在本发明涉及的半导体膜中，优选所述组成式(I)中的X和ζ满足I < x/z <2的关系。在本发明涉及的半导体膜中，优选所述组成式(I)中的x、y以及ζ满足0<y/(x+y+z)彡O. 6的关系。在本发明涉及的半导体膜中，优选所述组成式(I)中的1、7、2以及《满足0.8彡《/(x+y+z)彡1. 2的关系。在本发明涉及的半导体膜中，优选所述半导体作为IB族元素而含有Cu以及Ag之中的至少一方，作为IIB族元素而含有Zn和Cd中的至少一方，作为IIIA族元素而含有从由In、Ga以及Al组成的组中选出的至少一种，作为VIA族元素而含有从由S、Se以及Te组成的组中选出的至少一种。本发明涉及的半导体膜优选含有IA族元素。本发明涉及的半导体膜优选含有IIA族元素。本发明涉及的半导体膜优选含有氧。在本发明涉及的半导体膜中，优选所述半导体具有黄铜矿结构。本发明涉及的半导体膜优选具备P型半导体特性。优选本发明涉及的半导体膜的电阻率在I IO7Qcm的范围。优选本发明涉及的半导体膜的载流子浓度在IO11 1019/cm3的范围。本发明涉及的太阳能电池作为光吸收层而具备所述半导体膜。在本发明涉及的太阳能电池中，优选所述半导体膜的带隙在1. O 2. OeV的范围。(发明效果)根据本发明，可以获得成为带隙和电阻率、或者带隙和载流子浓度都适于太阳能电池的半导体膜。另外，根据本发明，所述半导体膜被应用为太阳能电池的光吸收层，从而可获得能量变换效率高的太阳能电池。
图1是表示本发明涉及的太阳能电池的第一例的示意剖视图。
图2是表示本发明涉及的太阳能电池的第二例的示意剖视图。图3是表示CuxZnyInzSw膜的Zn/(Cu+In+Zn)的摩尔比与带隙的值之间的关系的图表。图4是表示CuxZnyInzSw膜的Cu/In的摩尔比与峰值强度之间的关系的图表。图5是表示CuxZnyInzSw膜的Cu/In的摩尔比与电阻率之间的关系的图表。图6是表示CuxZnyInzSw膜的Cu/In的摩尔比与将该CuxZnyInzSw膜作为光吸收层的太阳能电池的变换效率之间的关系的图表。图7是表示CuxZnyInzSw膜的Cu/In的摩尔比与将该CuxZnyInzSw膜作为光吸收层的太阳能电池的串联电阻之间的关系的图表。
具体实施例方式本实施方式中的半导体膜由以用下述组成式⑴示出的比例来含有IB族元素、IIB族元素、IIIA族元素以及VIA族元素的半导体而构成。AxByCzDw (I)在该组成式(I)中，A表示IB族元素，B表示IIB族元素，C表示I IIA族元素，D表示VIA族元素。X、y、ζ以及w是表示组成比的数。在该组成式⑴中，X和ζ满足x/z > I的关系。即，在构成半导体膜的半导体中，IB族元素的比例大于IIIA族元素的比例。在该半导体膜中，通过调整IIB族元素的组成比，从而容易控制带隙。而且，一般而言，如果半导体中的IIB族元素的组成比增加，则半导体膜的电阻率会增加、或者载流子浓度会下降，而与之相对，在本实施方式中，即便IIB族元素的组成比增加，也可抑制半导体膜的电阻率的增加、载流子浓度的下降。认为其原因在于，因在构成半导体膜的半导体中IB族元素的比例大于IIIA族元素的比例，导致半导体膜的电阻率下降，或者载流子浓度增力口。因而，即便是带隙大的具有短波长光吸收性的半导体膜，该半导体膜的电阻率也会变低、或者载流子浓度也会变高，因此尤其在短波长吸收用的太阳能电池中应用该半导体膜时，该太阳能电池的效率会变高。进而，由于半导体中的IB族元素的比例大于IIIA族元素的比例，因此半导体的结晶生长得到促进，从而降低了缺陷密度。因而，半导体膜内的载流子的再结合被抑制，由此，在该半导体膜被应用于太阳能电池的情况下，太阳能电池的效率也会提高。然而，在由IB族元素、IIIA族元素和VIA族元素构成的半导体中，如日本专利公开公报特开平7-211930号的现有技术一栏所记载的那样，如果IB族元素的比例大于IIIA族元素的比例，则会生成由过量的IB族元素和VIA族元素组成的低电阻化合物。如果这种化合物在由半导体构成的半导体膜和η形半导体的接合面、或者半导体膜中的晶界处析出，则会产生短路，从而不会形成ρη结。因此，在现有技术中，设置成应用于太阳能电池的半导体中的IB族元素的比例略少于IIIA族元素的比例。但是，在本实施方式的半导体膜中，即便半导体中的IB族元素的比例大于IIIA族元素的比例，也能抑制在应用于太阳能电池等时短路等引起的特性下降。认为其理由在于，因半导体中的IIIA族元素的比例小而产生的空穴被IIB族元素填埋，由此低电阻化合物的生成得到了抑制。组成式(I)中的x/z的上限并没有特别限制，优选在2以下。S卩，优选组成式(I)中的X和Z满足I < x/z ( 2的关系。在该条件下，半导体的结晶生长得到促进，从而降低了缺陷密度，半导体膜中的载流子浓度尤其得到增加。另外，如果x/z变大，则通过剩余的IB族元素促进了结晶生长，其结果，半导体膜的表面的粗糙度(凹凸)易增加。于是，在半导体膜上容易产生局部厚度极薄的部位，在该部位，在配置于半导体膜两侧的层间有可能产生短路。从抑制这种短路的观点出发，优选x/z在2以下。进而，关于IIB族元素的组成比，优选组成式⑴中的x、y以及ζ满足0<y/(x+y+z)彡O. 6的关系。通过在这种范围内调整IIB族元素的组成比，由此容易调整半导体膜的带隙，并且尤其能够抑制与半导体膜的带隙的扩大相伴的载流子浓度的下降。如果y/(x+y+z)的值变大，则伴随于此，半导体膜的带隙变大，但从作为太阳能电池带隙成为最佳值的观点出发，如上所述优选y/(x+y+z)的值在O. 6以下。另外,如果y/(x+y+z)的值变大，则半导体的结晶结构从黄铜矿结构变为闪锌矿结构(闪锌结构)，伴随于此，光吸收系数会下降，从而为了维持太阳能电池的效率，需要将光吸收层的厚度增大，故从太阳能电池效率的效率提高的观点出发，也优选y/(x+y+z)的值在O. 6以下。
关于VIA族元素的组成比，优选组成式(I)中的X、y、ζ以及w满足O. 8彡w/(x+y+z)的关系。通过如此调整VIA族元素的组成比，从而半导体中的缺陷被进一步抑制，在太阳能电池中应用该半导体膜时，该太阳能电池的效率进一步得到提高。该w/(x+y+z)的值的上限并没有特别限制，但是由于难以获得该值大于1. 2这样的半导体膜，因此1. 2成为实质上的上限。即，x、y、ζ以及w特别优选满足O. 8彡w/(x+y+z)彡1.2的关系。虽然组成式(I)中的IB族元素(A)、IIB族元素(B)、IIIA族元素(C)以及VIA族元素(D)的组合被适当设定，但是特别优选IB族元素(A)包含Cu以及Ag之中的至少一方，IIB族元素⑶包含Zn以及Cd之中的至少一方，IIIA族元素(C)包含从由In、Ga以及Al组成的组中选出的至少一种，VIA族元素(D)包含从由S、Se、Te组成的组中选出的至少一种。如果由具有这种组成的半导体来构成半导体膜，则该半导体膜的带隙与太阳光光谱一致，该半导体膜特别适合于太阳能电池。组成式(I)中的IB族元素(A)、IIB族元素(B)、IIIA族元素(C)、以及VIA族元素(D)特别优选仅由上述列举出的元素组成。即，特别优选半导体中的IB族元素(A)仅由Cu以及Ag之中的至少一方组成，IIB族元素(B)仅由Zn以及Cd之中的至少一方组成，IIIA族元素(C)仅通过从由In、Ga以及Al组成的组中选出的至少一种组成，VIA族元素(D)仅通过从由S、Se、Te组成的组中选出的至少一种组成。优选半导体膜还含有IA族元素。此时，在太阳能电池中应用该半导体膜的情况下，太阳能电池的效率得到提高。认为其原因在于，通过IA族元素进一步降低了半导体的缺陷，半导体膜中的载流子的再结合被进一步抑制。作为IA族元素，可以列举L1、Na、K等。优选半导体膜含有IIA族元素。由此，如果半导体膜含有IIA族元素，则在太阳能电池中应用该半导体膜的情况下，太阳能电池的效率进一步得到提高。认为其原因在于，IIA族元素填埋半导体中的不存在IIB族元素的空穴、或者非结合状态的IIB族元素被配置于半导体的晶格中，由此半导体膜的缺陷进一步降低。作为IIA族元素，可以列举Mg、Ca
坐寸ο还优选半导体膜含有氧。此时，在太阳能电池中应用该半导体膜的情况下，太阳能电池的效率也会进一步得到提高。认为其原因在于，由于氧而补足了半导体的结晶结构中的VIA族元素的不足量，由此半导体膜的缺陷进一步降低。此外，氧没有包含在上述组成式(I)示出的VIA族元素⑶中。构成半导体膜的半导体的结晶结构优选为黄铜矿结构。如上所述，如果半导体的结晶结构从黄铜矿结构变为闪锌矿结构(闪锌结构)，则伴随于此，光吸收系数会下降，从而为了维持太阳能电池的效率，需要增大光吸收层的厚度。与之相对，如果半导体的结晶结构为黄铜矿结构，则半导体膜的光吸收系数变大，在太阳能电池中应用该半导体膜的情况下，即便半导体膜的膜厚较薄，也可以通过该半导体膜充分吸收光。优选半导体膜具备P型半导体特性。此时，通过比IIIA族元素还过量的IB族元素，使得半导体膜中的载流子浓度尤其得到增加。为使半导体膜具备P型半导体特性，适当设计半导体膜的组成、结构。在组成式(I)中的X以及Z满足x/z > I的条件、且构成半导体膜的半导体具有黄铜矿结构的情况下，半导体膜具备P型半导体特性。优选半导体膜的电阻率为I IO7Qcm的范围，另外优选半导体膜的载流子浓度为IO11 IO1Vcm3的范围。在这种情况下，当在太阳能电池中应用半导体膜时，半导体膜的电阻率成为适于太阳能电池的值。另外，在这种条件下，在半导体膜与其他层层叠的情况 下、即例如电阻率更高的第一半导体膜和电阻率更低的第二半导体膜被层叠而构成太阳能电池的光吸收层的情况下，在光吸收层内形成内部电场，从而形成促进载流子输送的电场层，另外通过电阻率更高的第一半导体膜来抑制光吸收层和与其相邻的层之间的短路。此夕卜，此时，在第一半导体膜为本实施方式的半导体膜的情况下，电阻率更低的第二半导体膜可以是本实施方式的半导体膜，也可以不是本实施方式的半导体膜。半导体膜的电阻率以及载流子浓度可通过调整构成半导体膜的半导体中的IB族元素、IIB族元素、IIIA族元素和VIA族元素的种类、以及组成比来适当控制。例如，通过调整半导体中的IB族元素与IIIA族元素之比、即组成式(I)中的x/z的值，从而容易调整半导体膜的电阻率以及载流子浓度。优选半导体膜的带隙为1. O 2. OeV的范围。在太阳能电池中应用这种半导体膜时，尤其适用于太阳光的能量变换。尤其是，为了获得用于吸收短波长的半导体膜，优选半导体膜的带隙为1. 5 2. OeV的范围。由此，即便带隙变大，如上所述本实施方式的半导体膜的电阻率也会变低、或者载流子密度也会变高，因此可以实现太阳能电池的高效率化。半导体膜的带隙可通过调整构成该半导体膜的半导体中的IB族元素、IIB族元素、IIIA族元素和VIA族元素的种类、以及组成比来适当控制。尤其是，如上所述，在本实施方式中，通过调整半导体中的IIB族元素的组成比，从而容易控制带隙。作为构成该半导体膜的半导体的组成的具体例，可列举出CuxZnyInzSw、CuxZnyInzSew、CuxZnyInzTew、CuxZnyGazSw、CuxZnyGazSew、CuxZnyGazTew、AgxZnyInzSw、AgxZnyInzSew、AgxZnyInzTew>AgxZnyGazSw>AgxZnyGazSew>AgxZnyGazTew>CuxCdyInzSw>CuxCdyInzSew>CuxCdyInzTew>CuxCdyGazSw、CuxCdyGazSew、CuxCdyGazTew、AgxCdyInzSw> AgxCdyInzSew> AgxCdyInzTew、AgxCdyGazSw、AgxCdyGazSew、AgxCdyGazTew等。如果x、y以及z为超过0且I以下的数,则w为2附近的值。半导体膜也可以由组成不同的两种以上的半导体的固溶体构成。利用适当方法制作这种半导体膜。例如，利用使用了以与半导体的组成相应的比例含有IB族元素、IIB族元素、IIIA族元素以及VIA族元素的各元素的化合物的水溶液的喷雾涂敷热分解法，形成半导体膜。作为此时的IB族元素、IIB族元素、IIIA族元素以及VIA族元素的各元素的化合物，可列举出这些元素的氯化物等卤化物，另外作为S的化合物，可列举出硫脲。在利用喷雾涂敷热分解法来形成含有IA族元素的半导体膜的情况下，例如作为水溶液中含有的化合物，与IB族元素、IIB族元素、IIIA族元素以及VIA族元素的各元素的化合物一起使用了 IA族元素的化合物。另外，在利用喷雾涂敷热分解法来形成含有IIA族元素的半导体膜的情况下，例如作为水溶液中含有的化合物，与IB族元素、IIB族元素、IIIA族元素以及VIA族元素的各元素的化合物一起使用了 IIA族元素的化合物。在形成含有IA族元素和IIA族元素的半导体膜的情况下，同时使用了 IA族元素的化合物和IIA族元素的化合物。作为IA族元素的化合物以及IIA族元素的化合物，可列举这些元素的氯化物等卤化物。作为半导体膜的形成方法还可列举蒸渡法。此时，例如IB族元素、IIB族元素、IIIA族元素、以及VIA族元素的各元素被作为蒸发源，在蒸渡时根据半导体的组成来控制蒸渡速率。
在利用蒸渡法来形成含有IA族元素的半导体膜的情况下，例如作为蒸发源，与IB族元素、IIB族元素、IIIA族元素、以及VIA族元素一起使用了 IA族元素。在利用蒸渡法来形成含有IIA族元素的半导体膜的情况下，例如作为蒸发源，与IB族元素、IIB族元素、IIIA族元素、以及VIA族元素一起使用IIA族元素。在形成含有IA族元素和IIA族元素的半导体膜的情况下，作为蒸发源，同时使用IA族元素和IIA族元素。作为用于获得含有氧的半导体膜的方法，例如可列举在通过上述的方法形成含有IB族元素、IIB族元素、IIIA族元素、以及VIA族元素的膜之后，在空气中等含有氧的气氛中加热该膜。加热温度例如设定为200 400°C的范围。由此，通过氧元素填埋由IB族元素、IIB族元素、IIIA族元素、以及VIA族元素构成的结晶中的、不存在VIA族元素的空穴，从而获得了由含有氧的半导体构成的半导体膜。图1表示具备本实施方式的半导体膜的太阳能电池的第一例。该太阳能电池10具备基板U、透明电极12、窗口层13、缓冲层14、光吸收层15、以及背面电极16。这些基板11、透明电极12、窗口层13、缓冲层14、光吸收层15、背面电极16按照该顺序被层叠。基板11具有光透过性，例如由玻璃或透光性树脂形成。透明电极12例如由金属氧化物形成。作为用于形成透明电极12的金属氧化物，例如可列举 SnO2: F、ZnO: Al、ZnO: Ga、IXO (In2O3 :X，其中 X 为 Sn、Mn、Mo、T1、Zn)等。透明电极12也可以通过多种金属氧化物的层叠来构成。透明电极12的厚度例如为O.1 2. O μ m的范围。窗口层13由具备η型或i型半导体特性的半导体形成。作为用于形成窗口层13的半导体，可列举Zn0、Ti02等。窗口层13也可以通过多种半导体的层叠来构成，例如也可以具有ZnO和TiO2被层叠的结构。在具有ZnO和TiO2层叠的结构的窗口层13中，相对于ZnO而言在光吸收层15侧层叠TiO2、或者相对于TiO2而言在光吸收层15侧层叠ZnO。窗口层13的厚度例如为O. 05 Ι.Ομπι的范围。缓冲层14由具备η型或i型半导体特性的半导体形成。作为用于形成缓冲层14的半导体，可列举In2S3' Ga2S3' Zn (O, S)、ZrvxMgxO (O彡x < I)、CdS等。缓冲层14的厚度例如为O. 05 1. O μ m的范围。光吸收层15由上述的半导体膜构成。光吸收层15的厚度例如为O. 3 3. O μ m的范围。背面电极16例如由金属形成。作为用于形成背面电极16的金属,可列举Au、Pt、Ag、Al等。背面电极16也可以由碳形成。如级联型太阳能电池中的上部太阳能电池的情形，在对背面电极16要求光透过性的情况下，背面电极16也可由具有光透过性的导电性氧化物形成。作为这种导电性氧化物，例如可列举与透明电极12的情形相同的金属氧化物；Cu2O, CuSr2O4等包含铜的氧化物；Ag20等。背面电极16的厚度因构成背面电极16的材料而大不相同，但是例如为O.1 50 μ m的范围。图2表示具备本实施方式的半导体膜的太阳能电池的第二例。该太阳能电池20具备基板21、第一电极22、光吸收层23、窗口层24、以及第二电极25。这些基板21、第一电极22、光吸收层23、窗口层24、以及第二电极25按照该顺序被层叠。基板21可以与图1所示的第一例中的基板11同样地具有光透过性，但是也可以不具有光透过性。第一电极22例如与图1所不的第一例中的背面电极16同样地构成。 光吸收层23由上述的本实施方式的半导体膜构成。光吸收层23的厚度例如为O. 3 3. Oym的范围。窗口层24例如与图1所不的第一例中的窗口层13同样地构成。第二电极25例如与图1所示的透明电极12同样地构成。太阳能电池的构成并不限于上述第一例以及第二例，作为以往公知的适当结构的太阳能电池中的光吸收层，可应用本实施方式的半导体膜。本实施方式的半导体膜也适用为具备吸收波长不同的多个光吸收层的多接合太阳能电池中的光吸收层。尤其是，如果本实施方式的半导体膜被应用为多接合太阳能电池中的吸收短波段的太阳能电池(顶部电池)的光吸收层，则可以使顶部电池高效率化，由此可以使多接合太阳能电池整体高效率化。实施例[半导体膜的制作例I]在碱石灰玻璃上通过喷雾涂敷热分解法形成了 CuxZnyInzSw膜。其详细过程如下。首先，调制了含有CuCl2、InCl3、ZnCl2、以及硫脲的多种水溶液。将这些水溶液中的CuCl2, InCl3、以及ZnCl2的总合的摩尔浓度设为4mmol/L，将硫脲的浓度设为lOmmol/L，将Cu/In摩尔比设为1. 05。使水溶液中的Zn/(Cu+In+Zn)的摩尔比在O I的范围内变化。此外，在ZnCl2为Ommol的情况下，将CuCl2和InCl3的溶液的摩尔浓度设为相同的2mmol/L0其原因在于，在不含有Zn的CuInS2膜中，若Cu/In摩尔比为I以上，则形成剩余的Cu和S化合后的Cu-S相，因此难以估计黄铜矿相CuInS2的带隙。通过喷雾法将该水溶液涂敷在40(TC的碱石灰玻璃板上，从而在碱石灰玻璃板上形成了厚度为Iym的CuxZnyInzSw膜。在下述表I中示出利用感应耦合等离子法以及波长色散X射线荧光测量法评价了 CuxZnyInzSw膜的构成元素的摩尔比的结果。根据该结果，CuxZnyInzSw膜中的Zn/ (Cu+In+Zn)的摩尔比与水溶液中的Zn/ (Cu+In+Zn)的摩尔比大体一致。而且，CuxZnyInzSw膜中的S/(Cu+In+Zn)的摩尔比在O. 8 1. 2的范围内。[表 I]
权利要求
1.一种半导体膜，其由半导体构成，该半导体以下述组成式(I)所表示的比例含有IB族元素、IIB族元素、IIIA族元素以及VIA族元素， AxByCzDw(I) 在该组成式(I)中，A表示IB族元素，B表示IIB族元素，C表示IIIA族元素，D表示VIA族元素，x、y、z以及w是表示组成比的数,且X和z满足x/z > I的关系。
2.根据权利要求1所述的半导体膜，其中， 所述组成式⑴中的X和z满足I < x/z≤2的关系。
3.根据权利要求1或2所述的半导体膜，其中， 所述组成式(I)中的x、y以及z满足O < y/ (x+y+z)≤0. 6的关系。
4.根据权利要求1至3任一项所述的半导体膜，其中， 所述组成式(I)中的x、y、z以及w满足0. 8≤w/ (x+y+z)≤1. 2的关系。
5.根据权利要求1至4任一项所述的半导体膜，其中， 所述半导体作为IB族元素而含有Cu以及Ag中的至少一方，作为IIB族元素而含有Zn和Cd中的至少一方，作为IIIA族元素而含有从由In、Ga以及Al组成的组中选出的至少一种，作为VIA族元素而含有从由S、Se以及Te组成的组中选出的至少一种。
6.根据权利要求1至5任一项所述的半导体膜，其中， 所述半导体膜含有IA族元素。
7.根据权利要求1至6任一项所述的半导体膜，其中， 所述半导体膜含有IIA族元素。
8.根据权利要求1至7任一项所述的半导体膜，其中， 所述半导体膜含有氧。
9.根据权利要求1至8任一项所述的半导体膜，其中， 所述半导体具有黄铜矿结构。
10.根据权利要求1至9任一项所述的半导体膜，其中， 所述半导体膜具备P型半导体特性。
11.根据权利要求10所述的半导体膜，其中， 电阻率在I IO7Qcm的范围。
12.根据权利要求10所述的半导体膜，其中， 载流子浓度在IO11 IO1Vcm3的范围。
13.—种太阳能电池，其作为光吸收层而具备权利要求1至12的任一项所述的半导体膜。
14.根据权利要求13所述的太阳能电池，其中， 所述半导体膜的带隙在1. 0 2. OeV的范围。
全文摘要
本发明提供一种成为带隙和电阻率、或者带隙和载流子浓度都适于太阳能电池的值的半导体膜。在本发明中，半导体膜由以用下述组成式(1)示出的比例来含有IB族元素、IIB族元素、IIIA族元素以及VIA族元素的半导体而构成。AxByCzDw(1)(在组成式(1)中，A表示IB族元素，B表示IIB族元素，C表示IIIA族元素，D表示VIA族元素。x、y、z以及w是表示组成比的数、且x和z满足x/z＞1的关系)。
文档编号H01L31/072GK103003959SQ20118003469
公开日2013年3月27日 申请日期2011年6月7日 优先权日2010年9月13日
发明者根上卓之, 山本辉明 申请人:松下电器产业株式会社