[发明专利]前驱膜及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于形成CIS型薄膜太阳能电池的光吸收层的步骤中的前驱膜，并涉及形成所述前驱膜的方法。

背景技术

在CIS型薄膜太阳能电池的光吸收膜中，那些包含其成分中的铜和镓的CIS型薄膜太阳能电池的吸收层，例如CIGS和CIGSSe，已经通过利用由合金制成的靶进行溅射而形成(前驱膜)，所述合金对应于在各自光吸收层中的镓成分比例(参见，例如，专利文献1)。除了溅射，形成膜的技术还包括多源共蒸发、有机金属化学汽相淀积、丝网印刷、电沉积，等。在溅射的情况下，为了形成其中镓对铜和镓的比例(Ga/(Ga+Cu))为25wt％(下文中称为25wt％Ga)的膜，包含25wt％Ga的Cu-Ga合金(前驱膜)已经用作如图5所示的靶。

在形成膜的技术中，溅射是形成膜的一种方法，其中使用具有不同镓比例的靶(参见，例如专利文献2)。为了形成其中镓对铜和镓的比例(Ga/(Ga+Cu))为25wt％的Cu-Ga合金的膜，已经使用包含具有镓比例为20wt％的Cu-Ga合金层和具有镓比例为30wt％的Cu-Ga合金层的前驱膜作为靶。

专利文献1：JP-A-10-135498(日本专利3249407)

专利文献2：JP-A-10-135495

因此，每次在光吸收层中的镓成分比例是变化的，必须向供货商定购适合于所需要的镓成分比例的Cu-Ga合金靶。包含镓的合金具有相对低的溅射效率并且不会获得高的精确性。因此镓合金的问题在于获得不了高品质的前驱膜，并且这已经导致成本增加。(存在的问题是增加的成本的结果。)尤其当使用在镓比例上不同的两个或更多个靶的时候，这个问题是显著的。

在多源共蒸发的情况下，如铜、镓和铟的金属的多源共蒸发的情况下，必然导致复杂的控制。因此这项技术在汽相淀积中具有相对低的效率并且不会获得高的膜厚精度。即，存在的问题是不能获得高品质的前驱膜，并且这已经导致成本增加。

发明内容

本发明要解决的技术问题

本发明的目的是消除如上所述的问题，所述目的为通过简单的方法有效地形成具有需要的给定的镓比例的Cu-Ga合金的膜，其中精确度高，成本低。

解决问题的手段

(1)用于消除如上所述问题的本发明提供形成需要具有镓成分比例为Ywt％Ga(X＞Y)的前驱膜的方法，该方法包括：

通过利用包含具有镓成分比例为Xwt％Ga的Cu-Ga合金层的前驱膜作为靶进行溅射而形成作为第一层的具有高的镓成分比例(Ga/(Ga+Cu))为Xwt％Ga的Cu-Ga层(第一沉积步骤)，和之后通过利用铜层作为靶进行溅射而形成作为在所述第一层上的第二层的铜层(沉积步骤B)，从而形成按所述第一层和第二层合计具有需要的镓成分比例为Ywt％Ga(X＞Y)的前驱膜。

(2)本发明提供形成需要具有镓成分比例为Ywt％Ga(X＞Y)的前驱膜的方法，该方法包括

通过选自多源共蒸发、有机金属化学汽相淀积、丝网印刷和电沉积中任一项技术将具有高的镓成分比例(Ga/(Ga+Cu))为Xwt％Ga的Cu-Ga合金沉积而形成前驱膜，和通过与关于所述前驱膜相同的沉积技术以增加的量形成铜层，从而形成具有所需的低的镓成分比例为Ywt％Ga(X＞Y)的Cu-Ga合金前驱膜。

(3)本发明提供在上面(1)或(2)下所述的形成前驱膜的方法，其中所述的前驱膜用于形成CIS型薄膜太阳能电池的光吸收层的步骤中，其中所述CIS型薄膜太阳能电池为具有基板结构的pn异质结器件，其包括按照如下顺序叠置的玻璃基板、金属背衬电极层、包含铜和镓的CuInSe₂、高阻缓冲层和n型窗口层。

(4)本发明提供包含作为第一层的Cu-Ga合金层和作为在所述第一层上形成的第二层的铜层的前驱膜，所述Cu-Ga合金层具有高的镓成分比例(Ga/(Ga+Cu))为Xwt％Ga，所述铜层由增加量的铜组成，其中所述前驱膜为按所述第一层和作为所述第二层的铜层合计具有需要的低的镓成分比例为Ywt％Ga(X＞Y)的Cu-Ga前驱膜。

(5)本发明提供如上面(4)下所述的前驱膜，其用于形成CIS型薄膜太阳能电池的光吸收层的步骤中，其中所述CIS型薄膜太阳能电池为pn异质结器件，其具有包括按照如下顺序叠置的玻璃基板、金属背衬电极层、包含铜和镓的p型CIS基光吸收层、高阻缓冲层和n型窗口层的基板结构。

有益效果