JPH1131826A - Method for depositing cadmium sulfide and fabrication of photoelectric conversion element - Google Patents
Method for depositing cadmium sulfide and fabrication of photoelectric conversion elementInfo
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- JPH1131826A JPH1131826A JP9186968A JP18696897A JPH1131826A JP H1131826 A JPH1131826 A JP H1131826A JP 9186968 A JP9186968 A JP 9186968A JP 18696897 A JP18696897 A JP 18696897A JP H1131826 A JPH1131826 A JP H1131826A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光電変換素子に用
いるｎ型の化合物半導体、特に硫化カドミウムからなる
薄膜の形成法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming an n-type compound semiconductor used for a photoelectric conversion element, in particular, a thin film made of cadmium sulfide.
【０００２】[0002]
【従来の技術】結晶性の高い硫化カドミウム膜を形成す
る方法としては、従来より、高周波スパッタリング法及
び蒸着法が知られている。高周波スパッタリング法は、
アルゴンなどのガスで置換された低圧雰囲気下で、高周
波電界を発生させて置換ガスをプラズマ化し、このプラ
ズマをターゲットと呼ばれる硫化カドミウム結晶プレー
トにたたきつけることにより、プレート表面から飛び出
した硫化カドミウムの粒子群を膜形成用の基板上に付着
させ、薄膜を形成する手法である。これらの方法による
と、結晶性の高い硫化カドミウム膜が得られる。しかし
ながら、いずれの方法も、真空設備を必要とすることか
ら、装置の大型化や膜形成の高速化が困難である。した
がって、量産性が低い。2. Description of the Related Art As a method of forming a cadmium sulfide film having high crystallinity, a high frequency sputtering method and a vapor deposition method have been conventionally known. The high frequency sputtering method is
In a low-pressure atmosphere replaced with a gas such as argon, a high-frequency electric field is generated to convert the replacement gas into plasma, and the plasma is knocked against a cadmium sulfide crystal plate called a target, thereby causing cadmium sulfide particles to jump out of the plate surface. Is deposited on a film-forming substrate to form a thin film. According to these methods, a cadmium sulfide film having high crystallinity can be obtained. However, all of these methods require vacuum equipment, so it is difficult to increase the size of the apparatus and increase the speed of film formation. Therefore, mass productivity is low.
【０００３】他の硫化カドミウム膜形成法としては、溶
液成長法があげられる。溶液成長法では、例えばアンモ
ニアおよび塩化アンモニウムを含む塩化カドミウム水溶
液とチオ尿素水溶液を加熱混合して得られた溶液に、膜
形成用の基板を浸漬し、乾燥することにより、基板上に
硫化カドミウム膜を形成する。この方法によると、得ら
れる硫化カドミウム膜は結晶性がやや低い。また、溶液
の濃度や温度の制御が困難であるために量産性が低い。
さらには、膜形成によって大量にでる使用済みの廃液を
処理するための費用が必要になる。As another cadmium sulfide film forming method, there is a solution growing method. In the solution growth method, for example, a substrate for film formation is immersed in a solution obtained by heating and mixing an aqueous solution of cadmium chloride containing ammonia and ammonium chloride and an aqueous solution of thiourea, and then dried to form a cadmium sulfide film on the substrate. To form According to this method, the obtained cadmium sulfide film has slightly lower crystallinity. In addition, it is difficult to control the concentration and temperature of the solution, so that the mass productivity is low.
In addition, there is a need for a cost for treating a large amount of used waste liquid generated by film formation.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、結晶性の高
い硫化カドミウム膜を量産性よく安価に形成することが
できる硫化カドミウム膜の形成法を提供することを目的
とする。また、高性能のI-III-VI2型カルコパイライト
／硫化カドミウム光電変換素子を、量産性よく、低コス
トで製造することができる方法を提供することを目的と
する。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for forming a cadmium sulfide film having high crystallinity and good mass productivity at a low cost. Another object of the present invention is to provide a method capable of producing a high-performance I-III-VI type 2 chalcopyrite / cadmium sulfide photoelectric conversion element with good mass productivity and at low cost.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は、カドミウムお
よび硫黄を含む有機金属化合物を含むペーストを耐熱性
の支持体に塗布、乾燥することにより塗膜を形成し、こ
の塗膜と、硫化カドミウム膜を形成するための基板を対
向させ、塗膜および基板の間の雰囲気を交換しながら、
塗膜および基板を加熱することにより、基板上に硫化カ
ドミウム膜を形成する。According to the present invention, a coating containing an organometallic compound containing cadmium and sulfur is applied to a heat-resistant support and dried to form a coating film. While facing the substrate for forming the film and exchanging the atmosphere between the coating film and the substrate,
By heating the coating film and the substrate, a cadmium sulfide film is formed on the substrate.
【０００６】[0006]
【発明の実施の形態】本発明の硫化カドミウム膜の形成
法は、カドミウムおよび硫黄を含有する有機金属化合物
を含むペーストを調製する工程と、ペーストを耐熱性の
支持体に塗布、乾燥することにより、支持体の表面に有
機金属化合物を含む塗膜を形成する工程と、支持体およ
び硫化カドミウム膜を形成しようとする基板を、塗膜が
基板と対向するように配する工程と、塗膜および基板の
間の雰囲気を交換しながら、塗膜および基板を加熱する
工程を含むものである。この方法によると、常圧下で硫
化カドミウム膜を形成することができるため、量産性を
大幅に向上させることができる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The cadmium sulfide film forming method of the present invention comprises the steps of preparing a paste containing an organometallic compound containing cadmium and sulfur, applying the paste to a heat-resistant support, and drying the paste. A step of forming a coating film containing an organometallic compound on the surface of the support, a substrate on which the support and the cadmium sulfide film are to be formed, and a step of disposing the coating film so as to face the substrate; and The method includes a step of heating the coating film and the substrate while exchanging the atmosphere between the substrates. According to this method, since the cadmium sulfide film can be formed under normal pressure, mass productivity can be greatly improved.
【０００７】本発明の硫化カドミウム膜の形成法の好ま
しい形態において、雰囲気を交換する速度が１〜５０％
／秒である。これにより、材料のロスを少なくすること
ができ、安定して硫化カドミウム膜を形成することがで
きる。In a preferred embodiment of the method for forming a cadmium sulfide film according to the present invention, the rate at which the atmosphere is exchanged is 1 to 50%.
/ Sec. Thereby, the loss of the material can be reduced, and the cadmium sulfide film can be formed stably.
【０００８】本発明の光電変換素子の製造法は、カドミ
ウムおよび硫黄を含有する有機金属化合物を含むペース
トを調製する工程と、ペーストを耐熱性の支持体に塗
布、乾燥することにより、支持体の表面に有機金属化合
物を含む塗膜を形成する工程と、支持体および硫化カド
ミウム膜を形成しようとする基板を、塗膜が基板と対向
するように配する工程と、塗膜および基板の間の雰囲気
を交換しながら塗膜および基板を加熱することにより、
基板上に硫化カドミウム膜を形成する工程と、硫化カド
ミウム膜上にテルル化カドミウム膜を形成する工程を含
む。本発明の他の光電変換素子の製造法は、カドミウム
および硫黄を含有する有機金属化合物を含むペーストを
調製する工程と、ペーストを耐熱性の支持体に塗布、乾
燥することにより、支持体の表面に有機金属化合物を含
む塗膜を形成する工程と、支持体およびI-III-VI2型カ
ルコパイライト膜を備えた基板を、塗膜およびI-III-VI
2型カルコパイライト膜が対向するように配する工程
と、塗膜および基板の間の雰囲気を交換しながら、塗膜
および基板を加熱することにより、I-III-VI2型カルコ
パイライト膜上に硫化カドミウム膜を形成する工程を含
む。この方法によると、良質の硫化カドミウム膜を量産
性よく形成することができる。また、常圧下で膜を形成
することができる。したがって、高い変換効率を持つ光
電変換素子を安価で製造することができる。The method for producing a photoelectric conversion element of the present invention comprises the steps of preparing a paste containing an organometallic compound containing cadmium and sulfur, and applying and drying the paste on a heat-resistant support. A step of forming a coating film containing an organometallic compound on the surface, a step of arranging a support and a substrate on which a cadmium sulfide film is to be formed, such that the coating film faces the substrate, By heating the coating and substrate while changing the atmosphere,
Forming a cadmium sulfide film on the substrate; and forming a cadmium telluride film on the cadmium sulfide film. Another method for producing a photoelectric conversion element of the present invention includes a step of preparing a paste containing an organometallic compound containing cadmium and sulfur, and applying the paste to a heat-resistant support, followed by drying. A step of forming a coating film containing an organometallic compound on the substrate and a substrate provided with a support and an I-III-VI type 2 chalcopyrite film, coating film and I-III-VI
By arranging the type 2 chalcopyrite film to face each other and heating the coating and the substrate while exchanging the atmosphere between the coating and the substrate, the I-III-VI type 2 chalcopyrite film is formed on the chalcopyrite film. Forming a cadmium sulfide film. According to this method, a high-quality cadmium sulfide film can be formed with good mass productivity. Further, a film can be formed under normal pressure. Therefore, a photoelectric conversion element having high conversion efficiency can be manufactured at low cost.
【０００９】[0009]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００１０】《実施例１》有機金属化合物としてのジエ
チルジチオカルバミン酸カドミウムおよび増粘剤として
のプロピレングリコールを混練してペーストを調製し
た。得られたペーストを幅および長さが１００ｍｍで厚
さが１．１ｍｍのガラス製の支持体の表面に均一に塗布
した。ついで、この支持体を１２０℃で３０分間乾燥す
ることによりプロピレングリコールを揮発させて、支持
体上に有機金属化合物を含む塗膜を形成してソース基板
を得た。一方、長さおよび幅が１００ｍｍで厚さが１．
１ｍｍのガラス製の基板（コーニング社製＃１７３７）
の表面に、高周波マグネトロンスパッタリング法によ
り、スズを混入させた厚さが２００ｎｍの酸化インジウ
ム膜を形成した。Example 1 Cadmium diethyldithiocarbamate as an organometallic compound and propylene glycol as a thickener were kneaded to prepare a paste. The obtained paste was uniformly applied to the surface of a glass support having a width and length of 100 mm and a thickness of 1.1 mm. Then, the support was dried at 120 ° C. for 30 minutes to volatilize propylene glycol, and a coating film containing an organometallic compound was formed on the support to obtain a source substrate. On the other hand, the length and width are 100 mm and the thickness is 1.
1mm glass substrate (Corning # 1737)
A 200 nm thick indium oxide film mixed with tin was formed on the surface of the substrate by high frequency magnetron sputtering.
【００１１】基板およびソース基板を用いて、以下のよ
うにして硫化カドミウム膜を形成した。基板１とソース
基板２を、図１に示すように、厚さ３ｍｍのスペーサ３
を挟んで、塗膜および酸化インジウム膜が互いに対向す
るように重ね合わせてホットプレート６（株式会社井内
盛栄堂、シャマルホットプレート）の上に配置した。つ
いで、ブロワ５より送気口４を通じて、基板１とソース
基板２の間に均一に空気を、流速０．６ｍ／分で供給し
た。このときの基板１およびソース基板２の間の空間に
おける雰囲気の交換速度は１０％／秒となる。雰囲気を
交換しながら、ホットプレート６により基板１およびソ
ース基板２を図２に示す温度プロファイルで加熱して、
基板１の酸化インジウム膜上に硫化カドミウム膜を形成
した。すなわち、基板１を４３０℃に、ソース基板２を
３３０℃にそれぞれ加熱したのち、同温度で１分間保持
した。その後、これらをホットプレート６上から取り除
き冷却した。Using a substrate and a source substrate, a cadmium sulfide film was formed as follows. As shown in FIG. 1, the substrate 1 and the source substrate 2 are
, The coating film and the indium oxide film were superposed on each other so as to be opposed to each other and placed on a hot plate 6 (Shauchi hot plate, Inuchi Seiseido Co., Ltd.). Subsequently, air was uniformly supplied between the substrate 1 and the source substrate 2 from the blower 5 through the air supply port 4 at a flow rate of 0.6 m / min. At this time, the exchange rate of the atmosphere in the space between the substrate 1 and the source substrate 2 is 10% / sec. While exchanging the atmosphere, the substrate 1 and the source substrate 2 are heated with the temperature profile shown in FIG.
A cadmium sulfide film was formed on the indium oxide film of the substrate 1. That is, the substrate 1 was heated to 430 ° C. and the source substrate 2 was heated to 330 ° C., and then kept at the same temperature for 1 minute. Thereafter, these were removed from the hot plate 6 and cooled.
【００１２】《実施例２》図３に示すように、実施例１
で用いたものと同様の基板１１、ソース基板１２および
スペーサ１３を重ね合わしたのち、さらにこれらを一対
のカーボン製の吸熱板１７で挟んだ。これらを石英製で
円筒状のチャンバ１９の内部に挿入し、支持棒１８によ
り保持した。ついで、ヒータ１６により基板１１および
ソース基板１２を図４に示すような温度プロファイルで
加熱し、基板１１上に硫化カドミウム膜を形成した。こ
のとき、ポンプ１０により、空気を矢印方向に吸引し、
基板１１とソース基板１２の間に流速０．６ｍ／分（雰
囲気交換速度１０％／秒）で流通させた。<< Embodiment 2 >> As shown in FIG.
After the same substrate 11, source substrate 12, and spacer 13 as those used in the above were overlapped, they were further sandwiched between a pair of carbon heat absorbing plates 17. These were inserted into a cylindrical chamber 19 made of quartz and held by a support rod 18. Then, the substrate 11 and the source substrate 12 were heated by the heater 16 with a temperature profile as shown in FIG. 4 to form a cadmium sulfide film on the substrate 11. At this time, the pump 10 sucks air in the direction of the arrow,
It was allowed to flow between the substrate 11 and the source substrate 12 at a flow rate of 0.6 m / min (atmosphere exchange rate 10% / sec).
【００１３】以上のようにして得られた硫化カドミウム
膜の結晶性を調べた。硫化カドミウム膜の表面の放線方
向よりＣｕＫα線を入射して得られたＸ線回折パターン
を図５に示す。図５に示すように、実施例１および実施
例２で得られた硫化カドミウム膜のＸ線回折パターン
は、比較例に用いた硫化カドミウム粉末の粉末Ｘ線回折
パターンと比べて、００２反射が強くなっている。すな
わち、得られた硫化カドミウム膜は、膜内の結晶子は、
（００２）面が膜の表面と平行になる方向に偏って配向
していることがわかる。特に、実施例１で得られた硫化
カドミウム膜のＸ線回折パターンは、粉末Ｘ線回折パタ
ーンと比較して００２反射がシャープになっている。こ
れより、実施例１によると結晶性の高い硫化カドミウム
膜が得られることがわかる。The crystallinity of the cadmium sulfide film obtained as described above was examined. FIG. 5 shows an X-ray diffraction pattern obtained by irradiating CuKα rays from the radiation direction of the surface of the cadmium sulfide film. As shown in FIG. 5, the X-ray diffraction pattern of the cadmium sulfide film obtained in Example 1 and Example 2 has a stronger 002 reflection than the powder X-ray diffraction pattern of the cadmium sulfide powder used in Comparative Example. Has become. That is, the obtained cadmium sulfide film has crystallites in the film,
It can be seen that the (002) plane is oriented in a direction that is parallel to the surface of the film. In particular, the X-ray diffraction pattern of the cadmium sulfide film obtained in Example 1 has a sharper 002 reflection than the X-ray powder diffraction pattern. From this, it is understood that according to Example 1, a cadmium sulfide film having high crystallinity was obtained.
【００１４】《実施例３》基板とソース基板の間に、表
１に示す流速で空気を流通させ、それぞれ実施例２と同
様に硫化カドミウム膜を形成した。Example 3 Air was allowed to flow between the substrate and the source substrate at the flow rates shown in Table 1 to form cadmium sulfide films in the same manner as in Example 2.
【００１５】[0015]
【表１】 [Table 1]
【００１６】得られた硫化カドミウム膜のＸ線回折パタ
ーンを図６に示す。図６より、流速が、雰囲気の交換速
度１％／秒に相当する０．０６ｍ／分より小さくなる
と、（００２）面への配向性が低下することがわかる。
また、得られた膜の厚さを図７に示す。これより、流速
が雰囲気の交換速度５０％／秒に相当する３．０ｍ／分
より大きくなると、膜の厚さが低下することがわかる。
これは、加熱により塗膜中の有機金属化合物を昇華させ
る際に、昇華した有機金属化合物が基板に到達せずに装
置外部に排出されるためと考えられる。FIG. 6 shows an X-ray diffraction pattern of the obtained cadmium sulfide film. FIG. 6 shows that when the flow rate is smaller than 0.06 m / min, which is equivalent to the exchange rate of the atmosphere of 1% / sec, the orientation to the (002) plane is reduced.
FIG. 7 shows the thickness of the obtained film. From this, it can be seen that when the flow rate is greater than 3.0 m / min, which corresponds to an atmosphere exchange rate of 50% / sec, the thickness of the film decreases.
This is presumably because, when the organometallic compound in the coating film is sublimated by heating, the sublimated organometallic compound is discharged to the outside of the apparatus without reaching the substrate.
【００１７】《実施例４》幅および長さが１００ｍｍで
厚さが１．１ｍｍのガラス製の基板（コーニング社、＃
１７３７）の上にＲＦマグネトロンスパッタリングによ
り厚さが２００ｎｍのスズが混入した酸化インジウム膜
を形成した。ついで、酸化インジウム膜の上に実施例２
と同様に流速０．６ｍ／分（雰囲気交換速度１０％／
秒）で空気を流通させながら、厚さ０．０７μｍの硫化
カドミウム膜を形成した。Example 4 A glass substrate having a width and length of 100 mm and a thickness of 1.1 mm (Corning Corporation, #
1737), an indium oxide film mixed with tin having a thickness of 200 nm was formed by RF magnetron sputtering. Then, Example 2 was formed on the indium oxide film.
0.6m / min (atmosphere exchange rate 10% /
(Second), a cadmium sulfide film having a thickness of 0.07 μm was formed while flowing air.
【００１８】以上のようにして得られた硫化カドミウム
膜を用いて、図８に示すような硫化カドミウム／テルル
化カドミウム光電変換素子を作製した。圧力２００Ｐａ
のアルゴン雰囲気下で基板２１の硫化カドミウム膜２４
とアルミナボート上に充填されたテルル化カドミウム粉
末を３．０ｍｍの間隔で対向させた。ついで、基板２１
を６００℃に、テルル化カドミウム粉末を６３０℃にそ
れぞれ加熱し、１分間保持することによって、硫化カド
ミウム膜２４上に厚さ５．０μｍのテルル化カドミウム
膜２５を形成した。この基板２１を、塩化カドミウム飽
和溶液に浸漬し、さらに４００℃で３０分間熱処理し
た。基板２１を純水で表面を洗浄した後、スクリーン印
刷法によりテルル化カドミウム膜２５上にカーボンペー
ストを塗布した。ついで、この基板２１を熱風乾燥機に
より１５０℃で６０分乾燥して、カーボン電極２６を形
成した。さらに、カーボン電極２６上および酸化インジ
ウム膜２３上に集電電極として、それぞれ銀電極２７を
形成した。Using the cadmium sulfide film obtained as described above, a cadmium sulfide / cadmium telluride photoelectric conversion device as shown in FIG. 8 was produced. Pressure 200Pa
Cadmium sulfide film 24 on substrate 21 under an argon atmosphere
And cadmium telluride powder charged on an alumina boat were opposed to each other at an interval of 3.0 mm. Then, the substrate 21
The cadmium telluride powder was heated to 600 ° C. and the cadmium telluride powder was heated to 630 ° C. and held for 1 minute, thereby forming a cadmium telluride film 25 having a thickness of 5.0 μm on the cadmium sulfide film 24. The substrate 21 was immersed in a cadmium chloride saturated solution, and further heat-treated at 400 ° C. for 30 minutes. After the surface of the substrate 21 was washed with pure water, a carbon paste was applied on the cadmium telluride film 25 by a screen printing method. Next, the substrate 21 was dried at 150 ° C. for 60 minutes using a hot air drier to form a carbon electrode 26. Further, a silver electrode 27 was formed on the carbon electrode 26 and the indium oxide film 23 as a current collecting electrode.
【００１９】また、比較例として、溶液成長法により形
成された硫化カドミウム膜を用いて同様の硫化カドミウ
ム／テルル化カドミウム光電変換素子を作製した。この
硫化カドミウム膜は、アンモニアおよび塩化アンモニウ
ムを含む塩化カドミウム水溶液とチオ尿素水溶液を加熱
混合して得られた溶液に基板を浸漬し、乾燥することに
より形成されたもので、その厚さは０．０７μｍであっ
た。As a comparative example, a similar cadmium sulfide / cadmium telluride photoelectric conversion element was manufactured using a cadmium sulfide film formed by a solution growth method. The cadmium sulfide film is formed by immersing a substrate in a solution obtained by heating and mixing an aqueous solution of cadmium chloride containing ammonia and ammonium chloride and an aqueous solution of thiourea, and drying the substrate. 07 μm.
【００２０】以上のようにして作製された光電変換素子
の特性を、ＡＭ；１．５、１００ｍＷ／ｃｍ2の条件下
で測定した。その結果を表２に示す。The characteristics of the photoelectric conversion device manufactured as described above were measured under the following conditions: AM: 1.5, 100 mW / cm 2 . Table 2 shows the results.
【００２１】[0021]
【表２】 [Table 2]
【００２２】表２に示すように、本実施例の光電変換素
子は、比較例の光電変換素子と比べて開放電圧および曲
線因子が高いことがわかる。また、その結果、高い変換
効率が得られている。これは、硫化カドミウム膜の結晶
子が（００２）面へ優先的に配向しているためと考えら
れる。As shown in Table 2, it can be seen that the open-circuit voltage and the fill factor of the photoelectric conversion element of this example are higher than those of the photoelectric conversion element of the comparative example. As a result, high conversion efficiency is obtained. This is probably because the crystallites of the cadmium sulfide film are preferentially oriented to the (002) plane.
【００２３】《実施例５》I-III-VI2型カルコパイライ
ト結晶である二セレン化ガリウム1-xインジウムx（０≦
ｘ≦１）銅膜上に、実施例２と同様に硫化カドミウム膜
を形成して、図９に示す光電変換素子を作製した。長さ
および幅が１００ｍｍで厚さが１．１ｍｍのガラス製の
基板３１（コーニング社製＃１７３７）上にＲＦマグネ
トロンスパッタリングにより厚さ１．０μｍのモリブデ
ン膜３２形成した。ついで、モリブデン膜３２上の一部
に、４元蒸着法により厚さ３．０μｍの二セレン化ガリ
ウム1-xインジウムx（０≦ｘ≦１）銅膜３３を形成し
た。さらに、二セレン化ガリウム1-xインジウムx銅膜３
３上に、実施例２と同様に厚さ５０ｎｍの硫化カドミウ
ム膜３４を形成した。さらに、硫化カドミウム膜３４上
にＲＦマグネトロンスパッタリング法により、厚さ１０
０ｎｍの酸化亜鉛膜３５、およびスズを混入した厚さ２
００ｎｍの酸化インジウム膜３６を順次形成した。つい
で、モリブデン膜３２および酸化インジウム膜３６の上
に集電電極としての銀電極３７を形成して光電変換素子
を得た。得られた光電変換素子の特性を実施例４と同様
に測定した。その結果を表３に示す。Example 5 Gallium 1-x Indium x I-III-VI type 2 chalcopyrite crystal (0 ≦
x ≦ 1) A cadmium sulfide film was formed on the copper film in the same manner as in Example 2, and the photoelectric conversion element shown in FIG. 9 was manufactured. A 1.0 μm thick molybdenum film 32 was formed by RF magnetron sputtering on a glass substrate 31 (Corning # 1737) having a length and width of 100 mm and a thickness of 1.1 mm. Next, a 3.0 μm thick gallium 1-x indium x (0 ≦ x ≦ 1) copper film 33 having a thickness of 3.0 μm was formed on a part of the molybdenum film 32 by a quaternary vapor deposition method. Furthermore, gallium diselenide 1-x indium x copper film 3
3, a cadmium sulfide film 34 having a thickness of 50 nm was formed in the same manner as in Example 2. Further, on the cadmium sulfide film 34, a thickness of 10 mm was formed by RF magnetron sputtering.
0 nm zinc oxide film 35 and a thickness of 2 mixed with tin
A 00 nm indium oxide film 36 was sequentially formed. Next, a silver electrode 37 as a current collecting electrode was formed on the molybdenum film 32 and the indium oxide film 36 to obtain a photoelectric conversion element. The characteristics of the obtained photoelectric conversion element were measured in the same manner as in Example 4. Table 3 shows the results.
【００２４】[0024]
【表３】 [Table 3]
【００２５】表３に示すように、本実施例の光電変換素
子は、実施例４の光電変換素子と同様、硫化カドミウム
膜の結晶子の（００２）面への優先配向が要因と考えら
れる高い開放電圧と高い曲線因子を示す。また、その結
果、高い変換効率を有していることがわかる。As shown in Table 3, the photoelectric conversion element of the present embodiment, like the photoelectric conversion element of Example 4, is considered to be caused by the preferential orientation of crystallites of the cadmium sulfide film to the (002) plane. Show open circuit voltage and high fill factor. Further, as a result, it can be seen that it has high conversion efficiency.
【００２６】なお、上記実施例においては、雰囲気ガス
に空気を用いたが、このほか、窒素等の不活性ガスを用
いてもよい。また、硫化カドミウム膜形成用の有機金属
化合物として、ジメチルジチオカルバミン酸カドミウム
やジブチルジチオカルバミン酸カドミウムを用いても同
様の効果が得られる。Although air is used as the atmospheric gas in the above embodiment, an inert gas such as nitrogen may be used. Similar effects can be obtained by using cadmium dimethyldithiocarbamate or cadmium dibutyldithiocarbamate as the organometallic compound for forming the cadmium sulfide film.
【００２７】[0027]
【発明の効果】本発明によると、結晶性の高い高品質の
硫化カドミウム膜を、量産性よく安価に形成することが
できる。また、これにより、高性能のI-III-VI2型カル
コパイライト／硫化カドミウム光電変換素子を、安価で
提供することができる。According to the present invention, a high-quality cadmium sulfide film having high crystallinity can be formed with good mass productivity and at low cost. Further, thereby, a high-performance I-III-VI type 2 chalcopyrite / cadmium sulfide photoelectric conversion element can be provided at low cost.
【図１】本発明の一実施例において、硫化カドミウム膜
の形成に用いた装置の概略構成を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an apparatus used for forming a cadmium sulfide film in one embodiment of the present invention.
【図２】同膜の形成における基板とソース基板の温度プ
ロファイルを示す図である。FIG. 2 is a view showing a temperature profile of a substrate and a source substrate in forming the same film.
【図３】本発明の他の実施例において、硫化カドミウム
膜の形成に用いた装置の概略構成を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing a schematic configuration of an apparatus used for forming a cadmium sulfide film in another embodiment of the present invention.
【図４】同膜の形成における基板とソース基板の温度プ
ロファイルを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a temperature profile of a substrate and a source substrate in forming the same film.
【図５】本発明の実施例の硫化カドミウム膜のＸ線回折
パターンを示す図である。FIG. 5 is a view showing an X-ray diffraction pattern of a cadmium sulfide film of an example of the present invention.
【図６】本発明の他の実施例における雰囲気の交換速度
と得られた硫化カドミニウム膜の厚さの関係を示す特性
図である。FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the exchange rate of the atmosphere and the thickness of the obtained cadmium sulfide film in another example of the present invention.
【図７】本発明の他の実施例の硫化カドミウム膜のＸ線
回折パターンを示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an X-ray diffraction pattern of a cadmium sulfide film of another example of the present invention.
【図８】本発明の一実施例の光電変換素子の縦断面図で
ある。FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a photoelectric conversion element according to one embodiment of the present invention.
【図９】本発明の他の実施例の光電変換素子の縦断面図
である。FIG. 9 is a longitudinal sectional view of a photoelectric conversion element according to another embodiment of the present invention.
１ 基板 ２ ソース基板 ３ スペーサ ４ 送気口 ５ ブロワ ６ ホットプレート １０ ポンプ １１ 基板 １２ ソース基板 １３ スペーサ １６ ヒータ １７ 吸熱板 １８ 支持棒 １９ チャンバ ２１ 基板 ２２ ソース基板 ２３ 酸化インジウム膜 ２４ 硫化カドミウム膜 ２５ テルル化カドミウム膜 ２６ カーボン電極 ２７ 銀電極 ３１ 基板 ３２ モリブデン膜 ３３ 二セレン化ガリウム1-xインジウムx銅膜 ３４ 硫化カドミウム膜 ３５ 酸化亜鉛膜 ３６ 酸化インジウム膜 ３７ 銀電極DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Source substrate 3 Spacer 4 Air supply port 5 Blower 6 Hot plate 10 Pump 11 Substrate 12 Source substrate 13 Spacer 16 Heater 17 Heat absorption plate 18 Support rod 19 Chamber 21 Substrate 22 Source substrate 23 Indium oxide film 24 Cadmium sulfide film 25 Tellurium Cadmium oxide film 26 Carbon electrode 27 Silver electrode 31 Substrate 32 Molybdenum film 33 Gallium 1-x indium xenium diselenide x copper film 34 Cadmium sulfide film 35 Zinc oxide film 36 Indium oxide film 37 Silver electrode
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 31/04 Ｈ０１Ｌ 31/04 Ｅ (72)発明者 日比野 武司 大阪府守口市松下町１番１号 松下電池工 業株式会社内 (72)発明者 室園 幹夫 大阪府守口市松下町１番１号 松下電池工 業株式会社内──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI H01L 31/04 H01L 31/04 E (72) Inventor Takeshi Hibino 1-1-1, Matsushita-cho, Moriguchi-shi, Osaka Matsushita Battery Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Mikio Murosono 1-1 Matsushita-cho, Moriguchi-shi, Osaka Matsushita Battery Industry Co., Ltd.
Claims (4)
金属化合物を含むペーストを調製する工程と、前記ペー
ストを耐熱性の支持体に塗布、乾燥することにより、前
記支持体の表面に前記有機金属化合物を含む塗膜を形成
する工程と、前記支持体および硫化カドミウム膜を形成
しようとする基板を、前記塗膜が前記基板と対向するよ
うに配する工程と、前記塗膜および前記基板の間の雰囲
気を交換しながら、前記塗膜および前記基板を加熱する
工程を含む硫化カドミウム膜の形成法。1. A step of preparing a paste containing an organometallic compound containing cadmium and sulfur, and applying and drying the paste on a heat-resistant support, whereby the organometallic compound is applied to the surface of the support. Forming a coating film including: forming the support and a substrate on which the cadmium sulfide film is to be formed; disposing the coating film so as to face the substrate; and forming an atmosphere between the coating film and the substrate. A method of forming a cadmium sulfide film, comprising heating the coating film and the substrate while replacing the film.
／秒である請求項１記載の硫化カドミウム膜の形成法。2. The rate at which the atmosphere is exchanged is 1 to 50%.
2. The method for forming a cadmium sulphide film according to claim 1, wherein the cadmium sulfide film is applied at a rate of 1 / sec.
属化合物を含むペーストを調製する工程と、前記ペース
トを耐熱性の支持体に塗布、乾燥することにより、前記
支持体の表面に前記有機金属化合物を含む塗膜を形成す
る工程と、前記支持体および硫化カドミウム膜を形成し
ようとする基板を、前記塗膜が前記基板と対向するよう
に配する工程と、前記塗膜および前記基板の間の雰囲気
を交換しながら前記塗膜および前記基板を加熱すること
により、前記基板上に硫化カドミウム膜を形成する工程
と、前記硫化カドミウム膜上にテルル化カドミウム膜を
形成する工程を含む光電変換素子の製造法。3. A step of preparing a paste containing an organometallic compound containing cadmium and sulfur, and applying and drying the paste on a heat-resistant support, whereby the organometallic compound is applied to the surface of the support. Forming a coating film including: forming the support and a substrate on which the cadmium sulfide film is to be formed; disposing the coating film so as to face the substrate; and forming an atmosphere between the coating film and the substrate. Manufacturing a cadmium sulfide film on the substrate by heating the coating film and the substrate while replacing the film, and forming a cadmium telluride film on the cadmium sulfide film. Law.
属化合物を含むペーストを調製する工程と、前記ペース
トを耐熱性の支持体に塗布、乾燥することにより、前記
支持体の表面に前記有機金属化合物を含む塗膜を形成す
る工程と、前記支持体およびI-III-VI2型カルコパイラ
イト膜を備えた基板を、前記塗膜および前記I-III-VI2
型カルコパイライト膜が対向するように配する工程と、
前記塗膜および前記基板の間の雰囲気を交換しながら、
前記塗膜および前記基板を加熱することにより、前記I-
III-VI2型カルコパイライト膜上に硫化カドミウム膜を
形成する工程を含む光電変換素子の製造法。4. A step of preparing a paste containing an organometallic compound containing cadmium and sulfur, and applying and drying the paste on a heat-resistant support, whereby the organometallic compound is applied to the surface of the support. Forming a coating film comprising: a substrate provided with the support and the I-III-VI type 2 chalcopyrite film, the coating film and the I-III-VI 2
Arranging the type chalcopyrite membranes to face each other;
While exchanging the atmosphere between the coating and the substrate,
By heating the coating film and the substrate, the I-
III-VI A method for producing a photoelectric conversion element, comprising a step of forming a cadmium sulfide film on a type 2 chalcopyrite film.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9186968A JPH1131826A (en) | 1997-07-11 | 1997-07-11 | Method for depositing cadmium sulfide and fabrication of photoelectric conversion element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9186968A JPH1131826A (en) | 1997-07-11 | 1997-07-11 | Method for depositing cadmium sulfide and fabrication of photoelectric conversion element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1131826A true JPH1131826A (en) | 1999-02-02 |
Family
ID=16197884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9186968A Pending JPH1131826A (en) | 1997-07-11 | 1997-07-11 | Method for depositing cadmium sulfide and fabrication of photoelectric conversion element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1131826A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021510011A (en) * | 2018-03-13 | 2021-04-08 | ファースト・ソーラー・インコーポレーテッド | Annealing Material and Method for Annealing Photovoltaic Devices Using Annealing Material |
-
1997
- 1997-07-11 JP JP9186968A patent/JPH1131826A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021510011A (en) * | 2018-03-13 | 2021-04-08 | ファースト・ソーラー・インコーポレーテッド | Annealing Material and Method for Annealing Photovoltaic Devices Using Annealing Material |
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