[发明专利]太阳能电池的制造方法

说明书

本发明提供一种CIS太阳能电池的制造方法，其包括：准备层状构件的工序，所述层状构件是在具有第一温度以上的耐热性的基板上形成第一电极层，在第一温度以上的条件下将CIS层成膜于第一电极层上，并在CIS层上形成第二电极层而成的；使层状构件的温度成为比第一温度低的第二温度的工序；在第二电极层上形成固体状态下的线膨胀系数比基板大的层形成物质的层的工序；和将层状构件冷却的工序，随着由层状构件的冷却实现的层形成物质的层的收缩，使CIS层从第一电极层剥离，得到薄膜状CIS太阳能电池。

技术领域

本发明涉及太阳能电池的制造方法，更详细而言，涉及以高效率制造具有柔软性的薄膜状的CIS太阳能电池的方法。

背景技术

如果太阳能电池能够制造成具有柔软性的薄膜状，则能够设置于例如汽车、飞机等的表面等以往难以设置的任意场所，因此是有利的。作为能够进行上述的薄膜化，并且能够以高效率低成本制造的太阳能电池的一例，CIS太阳能电池(以Cu、In、Se这三种元素为主成分的太阳能电池)、CIGS太阳能电池(以Cu、In、Ga、Se这四种元素为主成分的太阳能电池)或CIGSSe太阳能电池(以Cu、In、Ga、S、Se这五种元素为主成分的太阳能电池)备受关注，成为代替目前主流的硅系的太阳能电池的有力候补。关于上述的CIS太阳能电池，例如在国际公开第2009/116626或A.F.Pianezzi,etal.,Physical Chemistry Chemical Physics 16(2014)8843中，提出将具有柔软性的聚酰亚胺树脂薄膜作为基板，在其上形成CIS薄膜，由此制造薄膜状的太阳能电池。在日本特开2009-049389中，提出在玻璃基板上形成水溶性的剥离层，在其上形成太阳能电池层，然后利用水将剥离层溶解除去，由此制造柔软的太阳能电池的方法。日本特开2013-171876中，提出在熔融Al系镀敷钢板的Al系镀层表层部形成阳极氧化皮膜，将进行了上述表面处理的钢板作为基板，形成CIS太阳能电池层，制造比较柔软的太阳能电池的方法。日本特表2010-532576中，虽然不是针对CIS太阳能电池，但提出了在制造太阳能电池的基板与基板上制造的III-V化合物薄膜太阳能电池之间设置牺牲层，在太阳能电池的制造之后，将太阳能电池浸渍于只将牺牲层化学溶解的特殊溶液中，将III-V化合物薄膜太阳能电池从基板上剥离，由此得到柔软的太阳能电池的方法。日本特开2017-038069中，记载了作为用于将太阳能电池单元密封的片材，使用热收缩的树脂。

发明内容

所述CIS太阳能电池中高品质的制品是在450℃以上的高温条件下将CIS层形成于玻璃基板上而制作的。但是，在为了得到柔软的薄膜状的太阳能电池而使用具有柔软性的树脂薄膜或薄的金板作为基板的情况下，在高温条件下，会发生基板熔化、或钢成分元素向CIS层扩散之类的问题。因此，不得不降低CIS层的成膜时的温度，其结果会导致太阳能电池的性能、例如转换效率降低。例如，国际公开第2009/116626，A.F.Pianezzi,etal.,Physical Chemistry Chemical Physics 16(2014)8843中，使用具有较高耐热性的聚酰亚胺树脂薄膜作为基板，但CIS层的成膜时的温度没有上升到450℃以上，与在450℃以上的条件下在玻璃基板上成膜的情况相比，太阳能电池的转换效率降低。聚酰亚胺树脂薄膜的线膨胀系数比玻璃和金属大，高温时和低温时的变形量大，因此存在以下等问题：在回到室温时太阳能电池破损；透湿性高，在屋外无法作为太阳能电池使用(耐久性低)；原料、制造方法特殊，因此造价高；低温条件下的CIS层的成膜的制造时间长，并且需要追加工序，因此成本增高，也无法进行设备的挪用。如日本特开2009-049389、日本特表2010-532576所述，形成剥离层或牺牲层，并在CIS层的成膜后将剥离层或牺牲层溶解的方法中，为了形成上述的剥离层或牺牲层以及为了将剥离层或牺牲层溶解而使制造时间变长，并且成本也增加。日本特开2013-171876中，作为基板使用薄的钢板，因此柔软性受到限制，并且为了制作形成有阳极氧化皮膜的熔融Al系镀敷钢板等也需要花费精力。总而言之，相关技术中制造柔软的薄膜状的CIS太阳能电池的方法，在太阳能电池的效率降低以及制造工序的时间、精力、成本方面存在改善的空间。