JPH0539562A - ＣｕＩｎＳｅ２ 薄膜の形成方法 - Google Patents
ＣｕＩｎＳｅ２ 薄膜の形成方法Info
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- JPH0539562A JPH0539562A JP3195588A JP19558891A JPH0539562A JP H0539562 A JPH0539562 A JP H0539562A JP 3195588 A JP3195588 A JP 3195588A JP 19558891 A JP19558891 A JP 19558891A JP H0539562 A JPH0539562 A JP H0539562A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】セレン化法でCuInSe2 薄膜を形成する際に、Cu
／In積層薄膜やCu−In合金薄膜の平坦性あるいはCu／In
組成比の均一性が悪いため良好な膜特性が得られない問
題を解決する。 【構成】Cu薄膜上にIn薄膜を積層する際に基板に超音波
振動を加えるかあるいはCuおよびInの同時蒸着の際に基
板に超音波振動を加えると平坦で均一なCu／In組成比を
もつCu−In合金薄膜ができる。またCu, In薄膜を積層し
たのち基板に超音波振動を加えながら加熱処理すると平
坦で均一な組成比をもつCu−In合金薄膜ができる。これ
らのCu−In合金薄膜をセレン化すると均一なCu／In組成
比をもつ、膜特性の良いCuInSe2 薄膜が得られる。
／In積層薄膜やCu−In合金薄膜の平坦性あるいはCu／In
組成比の均一性が悪いため良好な膜特性が得られない問
題を解決する。 【構成】Cu薄膜上にIn薄膜を積層する際に基板に超音波
振動を加えるかあるいはCuおよびInの同時蒸着の際に基
板に超音波振動を加えると平坦で均一なCu／In組成比を
もつCu−In合金薄膜ができる。またCu, In薄膜を積層し
たのち基板に超音波振動を加えながら加熱処理すると平
坦で均一な組成比をもつCu−In合金薄膜ができる。これ
らのCu−In合金薄膜をセレン化すると均一なCu／In組成
比をもつ、膜特性の良いCuInSe2 薄膜が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光エネルギーを半導体
接合により電気エネルギーに変換する太陽電池の光電変
換層に用いられるCuInSe2 薄膜の形成方法に関する。
接合により電気エネルギーに変換する太陽電池の光電変
換層に用いられるCuInSe2 薄膜の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】CuInSe2 は直接遷移型半導体であり、光
学吸収係数が大きいため薄膜で高効率太陽電池が実現で
きる可能性がある。またバンドギャップが約１eVであ
り、長波長光を有効に吸収できるためアモルファスシリ
コンと組み合わせたタンデムセルのボトムセルとして用
いることによりさらに高効率化が期待できる。このよう
な理由により現在活発に研究開発が行われている。
学吸収係数が大きいため薄膜で高効率太陽電池が実現で
きる可能性がある。またバンドギャップが約１eVであ
り、長波長光を有効に吸収できるためアモルファスシリ
コンと組み合わせたタンデムセルのボトムセルとして用
いることによりさらに高効率化が期待できる。このよう
な理由により現在活発に研究開発が行われている。
【０００３】CuInSe2 薄膜の形成方法としては三源同時
蒸着法やセレン化法等が知られている。大面積への適用
を考えた場合セレン化法の方が優れている。セレン化法
は，Cu／In積層薄膜あるいはCu−In合金薄膜に、積層し
たセレン薄膜あるいはセレン蒸気やセレン化水素ガスに
よりセレンを供給してCuInSe2 薄膜を形成する方法であ
る。セレン源が、積層したセレン薄膜の場合を固相セレ
ン化法、セレン蒸気あるいはセレン化水素ガスによるも
のを気相セレン化法と呼ばれている。
蒸着法やセレン化法等が知られている。大面積への適用
を考えた場合セレン化法の方が優れている。セレン化法
は，Cu／In積層薄膜あるいはCu−In合金薄膜に、積層し
たセレン薄膜あるいはセレン蒸気やセレン化水素ガスに
よりセレンを供給してCuInSe2 薄膜を形成する方法であ
る。セレン源が、積層したセレン薄膜の場合を固相セレ
ン化法、セレン蒸気あるいはセレン化水素ガスによるも
のを気相セレン化法と呼ばれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、セレン化法を
実施する場合に、Cu／In積層薄膜やCu−In合金薄膜を形
成する際に平坦な薄膜が得られにくいという問題があっ
た。またCu／In組成比の面内均一性が悪いという問題が
あった。これらの薄膜の凹凸やCu／In組成比の面内不均
一性はInの面内不均一性によるものである。Inは融点が
156.４℃と低いことから、成膜時の基板温度上昇により
基板上に島状のInが形成される。このためCu／In積層薄
膜やCu−In合金薄膜が凹凸になり、Cu／In組成比の面内
不均一性が生じる。平坦なCu−In合金薄膜を得るため
に、Cu／In積層薄膜を加熱処理することも行われたが、
満足できる結果は得られていない。CuInSe2 薄膜ではCu
／In組成比が膜特性に大きく影響するため面内均一性は
重要な課題である。
実施する場合に、Cu／In積層薄膜やCu−In合金薄膜を形
成する際に平坦な薄膜が得られにくいという問題があっ
た。またCu／In組成比の面内均一性が悪いという問題が
あった。これらの薄膜の凹凸やCu／In組成比の面内不均
一性はInの面内不均一性によるものである。Inは融点が
156.４℃と低いことから、成膜時の基板温度上昇により
基板上に島状のInが形成される。このためCu／In積層薄
膜やCu−In合金薄膜が凹凸になり、Cu／In組成比の面内
不均一性が生じる。平坦なCu−In合金薄膜を得るため
に、Cu／In積層薄膜を加熱処理することも行われたが、
満足できる結果は得られていない。CuInSe2 薄膜ではCu
／In組成比が膜特性に大きく影響するため面内均一性は
重要な課題である。
【０００５】本発明の目的は、上記の問題を解決し、ま
ず表面に凹凸がなく、面内のCu／In組成比の均一性の良
い、Cu／In積層薄膜やCu−In合金薄膜を形成することに
より、膜特性良好なCuInSe2 薄膜を形成する方法を提供
することにある。
ず表面に凹凸がなく、面内のCu／In組成比の均一性の良
い、Cu／In積層薄膜やCu−In合金薄膜を形成することに
より、膜特性良好なCuInSe2 薄膜を形成する方法を提供
することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、基板上にCu薄膜およびIn薄膜を積層
し、その積層薄膜をセレン化することによりCuInSe2 薄
膜を形成する方法において、In薄膜を成膜する際に基板
に超音波振動を加えるものとする。また、基板上にCu−
In合金薄膜を成膜し、その薄膜をセレン化することによ
りCuInSe2 薄膜を形成する方法において、Cu−In合金薄
膜を成膜する際に基板に超音波振動を加えるものとす
る。さらにまた、基板上にCu薄膜およびIn薄膜を積層
し、その積層薄膜を不活性ガス中で加熱処理をしてCu−
In合金薄膜を形成した後、その薄膜をセレン化すること
によりCuInSe2 薄膜を形成する方法において、加熱処理
をしてCu−In合金薄膜を成膜する際に基板に超音波振動
を加えるものとする。
めに、本発明は、基板上にCu薄膜およびIn薄膜を積層
し、その積層薄膜をセレン化することによりCuInSe2 薄
膜を形成する方法において、In薄膜を成膜する際に基板
に超音波振動を加えるものとする。また、基板上にCu−
In合金薄膜を成膜し、その薄膜をセレン化することによ
りCuInSe2 薄膜を形成する方法において、Cu−In合金薄
膜を成膜する際に基板に超音波振動を加えるものとす
る。さらにまた、基板上にCu薄膜およびIn薄膜を積層
し、その積層薄膜を不活性ガス中で加熱処理をしてCu−
In合金薄膜を形成した後、その薄膜をセレン化すること
によりCuInSe2 薄膜を形成する方法において、加熱処理
をしてCu−In合金薄膜を成膜する際に基板に超音波振動
を加えるものとする。
【０００７】
【作用】Cu／In積層薄膜の成膜の際にIn薄膜の成膜時に
基板に超音波振動を加えることによりIn薄膜が平坦化さ
れ、かつCuとInの合金化が促進される。また、Cu−In合
金薄膜の成膜時に基板に超音波振動を加えることによ
り、合金化が促進され、平坦でCu／In組成比の均一性に
優れたCu−In合金薄膜の形成が可能となる。さらに、Cu
／In積層薄膜を加熱処理してCu−In合金薄膜を形成する
時に基板に超音波振動を加えることにより、合金化が促
進され、平坦でCu／In組成比の均一性に優れたCu−In合
金薄膜の形成が可能となる。
基板に超音波振動を加えることによりIn薄膜が平坦化さ
れ、かつCuとInの合金化が促進される。また、Cu−In合
金薄膜の成膜時に基板に超音波振動を加えることによ
り、合金化が促進され、平坦でCu／In組成比の均一性に
優れたCu−In合金薄膜の形成が可能となる。さらに、Cu
／In積層薄膜を加熱処理してCu−In合金薄膜を形成する
時に基板に超音波振動を加えることにより、合金化が促
進され、平坦でCu／In組成比の均一性に優れたCu−In合
金薄膜の形成が可能となる。
【０００８】
【実施例】図１(a) 〜(d) は本発明の一実施例のCuInSe
2 薄膜形成工程を示す。図１(a)においてガラス基板１
上にMo等の金属電極２を１μｍの厚さにスパッタリング
法で成膜した基板上に、図１(b) において基板温度を40
0 ℃に設定してCu薄膜３を2000Åの厚さに蒸着し、その
上に常温の基板に超音波振動を加えIn薄膜を4600Åの厚
さに蒸着したところ、図１(c) に示すように平坦でCu／
In組成比の面内均一性に優れたCu−In合金薄膜５を得
た。この膜５を用いてセレン化法により図１(d) に示す
ようにCu／In組成比の面内均一性に優れたCuInSe2 薄膜
６を得た。
2 薄膜形成工程を示す。図１(a)においてガラス基板１
上にMo等の金属電極２を１μｍの厚さにスパッタリング
法で成膜した基板上に、図１(b) において基板温度を40
0 ℃に設定してCu薄膜３を2000Åの厚さに蒸着し、その
上に常温の基板に超音波振動を加えIn薄膜を4600Åの厚
さに蒸着したところ、図１(c) に示すように平坦でCu／
In組成比の面内均一性に優れたCu−In合金薄膜５を得
た。この膜５を用いてセレン化法により図１(d) に示す
ようにCu／In組成比の面内均一性に優れたCuInSe2 薄膜
６を得た。
【０００９】図２(a) 〜(c) は本発明の別の実施例のCu
InSe2 薄膜形成工程を示し、図１と共通の部分には同一
の符号が付されている。図２(a) において図１(a) 同様
ガラス基板１上にMo等の金属電極２を１μｍの厚さに成
膜した基板上に基板温度を400 ℃に設定し基板に超音波
振動を加えCuの成膜速度１Å／sec, In の成膜速度2.３
Å／sec で同時蒸着したところ、図２(b) のように平坦
でCu／In組成比の面内均一性に優れたCu−In合金薄膜５
を得た。この膜を用いてセレン化法により図２(c) に示
すCu／In組成比の面内均一性に優れたCuInSe2 薄膜６を
得た。
InSe2 薄膜形成工程を示し、図１と共通の部分には同一
の符号が付されている。図２(a) において図１(a) 同様
ガラス基板１上にMo等の金属電極２を１μｍの厚さに成
膜した基板上に基板温度を400 ℃に設定し基板に超音波
振動を加えCuの成膜速度１Å／sec, In の成膜速度2.３
Å／sec で同時蒸着したところ、図２(b) のように平坦
でCu／In組成比の面内均一性に優れたCu−In合金薄膜５
を得た。この膜を用いてセレン化法により図２(c) に示
すCu／In組成比の面内均一性に優れたCuInSe2 薄膜６を
得た。
【００１０】図３(a) 〜(e) は本発明のさらに別の実施
例のCuInSe2 薄膜形成工程を示し、図１, 図２と共通の
部分には同一の符号が付されている。図３(a) において
図１(a),図２(a) 同様ガラス基板１上にMo等の金属電極
２を１μｍの厚さに成膜した基板上に、図３(b) におい
て図１(b) 同様基板温度を400 ℃に設定してCu薄膜３を
2000Åの厚さに蒸着し、その上に図３(c) において常温
の基板にIn薄膜４を4600Åの厚さに蒸着し、図３(d) に
おいてこのCu／In積層薄膜３, ４を基板に超音波振動を
加えながら窒素などの不活性ガス中で加熱処理したとこ
ろ、図３(d) に示すように平坦でCu／In組成比の面内均
一性に優れたCu／In薄膜５を得た。この膜を用いてセレ
ン化法により図３(e) に示すCu／In組成比の面内均一性
に優れたCuInSe2 薄膜６を得た。
例のCuInSe2 薄膜形成工程を示し、図１, 図２と共通の
部分には同一の符号が付されている。図３(a) において
図１(a),図２(a) 同様ガラス基板１上にMo等の金属電極
２を１μｍの厚さに成膜した基板上に、図３(b) におい
て図１(b) 同様基板温度を400 ℃に設定してCu薄膜３を
2000Åの厚さに蒸着し、その上に図３(c) において常温
の基板にIn薄膜４を4600Åの厚さに蒸着し、図３(d) に
おいてこのCu／In積層薄膜３, ４を基板に超音波振動を
加えながら窒素などの不活性ガス中で加熱処理したとこ
ろ、図３(d) に示すように平坦でCu／In組成比の面内均
一性に優れたCu／In薄膜５を得た。この膜を用いてセレ
ン化法により図３(e) に示すCu／In組成比の面内均一性
に優れたCuInSe2 薄膜６を得た。
【００１１】以上の実施例ではCu膜３, In膜４あるいは
Cu−In合金膜５の成膜時に蒸着法を用いたが、スパッタ
リング法を用いる場合も同様に実施することができる。
Cu−In合金膜５の成膜時に蒸着法を用いたが、スパッタ
リング法を用いる場合も同様に実施することができる。
【００１２】
【発明の効果】本発明によれば、Cu／In積層薄膜の成膜
の際にIn薄膜の成膜時に基板に超音波振動を加えること
によりIn薄膜を平坦化と共にCuとInの合金化を促進する
ことが可能となった。また、Cu−In合金薄膜の成膜時に
基板に超音波振動を加えることにより合金化を促進し、
平坦でCu／In組成比の均一性に優れたCu−In合金薄膜の
形成が可能となった。また、Cu／In積層薄膜を加熱処理
してCu−In合金薄膜を形成する時に基板に超音波振動を
加えることにより、平坦でCu／In組成比の均一性に優れ
たCu−In合金薄膜の形成が可能となった。これらのCu−
In合金薄膜を用いて固相セレン化法あるいは気相セレン
化法により形成したCuInSe2 薄膜は平坦でCu／In組成比
の均一性に優れた膜となった。その結果、このCuInSe2
薄膜を用いることにより、ｎ型CdＳ薄膜と接合させた太
陽電池の特性を向上させることができた。
の際にIn薄膜の成膜時に基板に超音波振動を加えること
によりIn薄膜を平坦化と共にCuとInの合金化を促進する
ことが可能となった。また、Cu−In合金薄膜の成膜時に
基板に超音波振動を加えることにより合金化を促進し、
平坦でCu／In組成比の均一性に優れたCu−In合金薄膜の
形成が可能となった。また、Cu／In積層薄膜を加熱処理
してCu−In合金薄膜を形成する時に基板に超音波振動を
加えることにより、平坦でCu／In組成比の均一性に優れ
たCu−In合金薄膜の形成が可能となった。これらのCu−
In合金薄膜を用いて固相セレン化法あるいは気相セレン
化法により形成したCuInSe2 薄膜は平坦でCu／In組成比
の均一性に優れた膜となった。その結果、このCuInSe2
薄膜を用いることにより、ｎ型CdＳ薄膜と接合させた太
陽電池の特性を向上させることができた。
【図１】本発明の第一の実施例のCuInSe2 薄膜形成工程
を(a) ないし(d) の順に示す断面図
を(a) ないし(d) の順に示す断面図
【図２】本発明の第二の実施例のCuInSe2 薄膜形成工程
を(a) 〜(c) の順に示す断面図
を(a) 〜(c) の順に示す断面図
【図３】本発明の第三の実施例のCuInSe2 薄膜形成工程
を(a) 〜(e) の順に示す断面図
を(a) 〜(e) の順に示す断面図
１ ガラス基板 ２ 金属電極膜 ３ Cu薄膜 ４ In薄膜 ５ Cu−In合金薄膜 ６ CuInSe2 薄膜
Claims (3)
- 【請求項１】基板上に銅薄膜およびインジウム薄膜を積
層し、その積層薄膜をセレン化することによりCuInSe2
薄膜を形成する方法において、In薄膜を成膜する際に基
板に超音波振動を加えることを特徴とするCuInSe2 薄膜
の形成方法。 - 【請求項２】基板上に銅・インジウム合金薄膜を成膜
し、その薄膜をセレン化することによりCuInSe2 薄膜を
形成する方法において、銅・インジウム合金薄膜を成膜
する際に基板に超音波振動を加えることを特徴とするCu
InSe2 薄膜の形成方法。 - 【請求項３】基板上に銅薄膜およびインジウム薄膜を積
層し、その積層薄膜を不活性ガス中で加熱処理をして銅
・インジウム合金薄膜を形成した後、その薄膜をセレン
化することによりCuInSe2 薄膜を形成する方法におい
て、不活性ガス中で加熱処理をして銅・インジウム合金
薄膜を成膜する際に、基板に超音波振動を加えることを
特徴とするCuInSe2 薄膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3195588A JPH0539562A (ja) | 1991-08-06 | 1991-08-06 | ＣｕＩｎＳｅ２ 薄膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3195588A JPH0539562A (ja) | 1991-08-06 | 1991-08-06 | ＣｕＩｎＳｅ２ 薄膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0539562A true JPH0539562A (ja) | 1993-02-19 |
Family
ID=16343646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3195588A Pending JPH0539562A (ja) | 1991-08-06 | 1991-08-06 | ＣｕＩｎＳｅ２ 薄膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0539562A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003005456A1 (en) * | 2001-07-06 | 2003-01-16 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Method for forming light-absorbing layer |
| JP2007529907A (ja) * | 2004-03-15 | 2007-10-25 | ソロパワー、インコーポレイテッド | 太陽電池製造のための半導体の薄層を堆積する方法および装置 |
| US8008113B2 (en) | 2004-03-15 | 2011-08-30 | Solopower, Inc. | Technique and apparatus for depositing layers of semiconductors for solar cell and module fabrication |
| EP2487722A1 (en) * | 2011-01-19 | 2012-08-15 | Hitachi, Ltd. | Light absorption layer |
| KR20170120516A (ko) * | 2016-04-21 | 2017-10-31 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | 유기막 형성 방법 및 반도체 장치용 기판의 제조 방법 |
-
1991
- 1991-08-06 JP JP3195588A patent/JPH0539562A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003005456A1 (en) * | 2001-07-06 | 2003-01-16 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Method for forming light-absorbing layer |
| JP2007529907A (ja) * | 2004-03-15 | 2007-10-25 | ソロパワー、インコーポレイテッド | 太陽電池製造のための半導体の薄層を堆積する方法および装置 |
| US8008113B2 (en) | 2004-03-15 | 2011-08-30 | Solopower, Inc. | Technique and apparatus for depositing layers of semiconductors for solar cell and module fabrication |
| US8192594B2 (en) | 2004-03-15 | 2012-06-05 | Solopower, Inc. | Technique and apparatus for depositing thin layers of semiconductors for solar cell fabrication |
| EP2487722A1 (en) * | 2011-01-19 | 2012-08-15 | Hitachi, Ltd. | Light absorption layer |
| KR20170120516A (ko) * | 2016-04-21 | 2017-10-31 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | 유기막 형성 방법 및 반도체 장치용 기판의 제조 방법 |
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