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公開番号2025074929
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-14
出願番号2024104337,2023185841
出願日2024-06-27,2023-10-30
発明の名称太陽電池の製造方法及び太陽電池
出願人株式会社PXP,株式会社SOLABLE
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H10F 10/167 20250101AFI20250507BHJP()
要約【課題】太陽電池を高性能とする、高生産性の太陽電池製造方法を提供する。
【解決手段】
InGaSe層と、CuSe層と、InSe層と、を有する前駆体を形成する前駆体形成工程と、上記前駆体を加熱することにより結晶化させた光吸収層を得る結晶化工程と、を備える、太陽電池の製造方法。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ＩｎＧａＳｅ層と、ＣｕＳｅ層と、ＩｎＳｅ層と、を有する前駆体を形成する前駆体形成工程と、
前記前駆体を加熱することにより結晶化させた光吸収層を得る結晶化工程と、を備える、
太陽電池の製造方法。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記前駆体形成工程において、前記ＩｎＧａＳｅ層及び前記ＩｎＳｅ層は非晶質である、
請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項３】
前記前駆体形成工程において、各層をスパッタリング法及び／又は蒸着法により２００℃以下で形成する、
請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項４】
前記前駆体形成工程において、前記ＩｎＳｅ層を前記ＩｎＧａＳｅ層より受光面側へ形成する、
請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項５】
前記前駆体形成工程において、前記ＩｎＳｅ層を最も受光面側へ形成する、
請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項６】
前記前駆体形成工程において、前記ＩｎＧａＳｅ層と、前記ＣｕＳｅ層と、をそれぞれ２層以上形成する、
請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項７】
前記ＩｎＧａＳｅ層において、Ｉｎ元素とＧａ元素の合計物質量に対するＧａ元素の物質量の比の値（Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ））は、０．３以上０．６以下である、
請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項８】
前記ＩｎＳｅ層の中のＩｎ元素の物質量Ｘに対する、前記ＩｎＧａＳｅ層の中のＩｎ元素とＧａ元素の合計物質量Ｙ（Ｙ／Ｘ）の比の値が、１．０以上１．５以下である、
請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項９】
前記前駆体において、
Ｉｎ元素とＧａ元素の合計物質量に対するＧａ元素の物質量の比の値（Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ））が０．１５以上０．４０以下であり、
Ｉｎ元素とＧａ元素の合計物質量に対するＣｕ元素の物質量の比の値（Ｃｕ／（Ｉｎ＋Ｇａ））が０．７５以上０．９５以下であり、
Ｃｕ元素とＩｎ元素とＧａ元素の合計物質量に対するＳｅ元素の物質量の比の値（Ｓｅ／（Ｃｕ＋Ｉｎ＋Ｇａ））が１．０以上である、
請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１０】
前記ＩｎＧａＳｅ層及び前記ＩｎＳｅ層において、Ｉｎ元素とＧａ元素の合計物質量に対するＳｅ元素の物質量の比の値（Ｓｅ／（Ｉｎ＋Ｇａ））が１．２５以上１．７５以下である、
請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池の製造方法及び太陽電池に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
太陽電池として、単結晶や多結晶のシリコン等の材料を用いて製造するシリコン太陽電池があるが、耐久性に優れている一方、製造コストが高く、厚みがあるため、大型発電施設に使用される。また、ガラスや金属等の基板上に薄い膜上の光吸収層を形成して太陽電池とする薄膜太陽電池がある。薄膜太陽電池は製造コストが安価であり、非常に薄いため、フレキシブルな態様で利用することも可能である。このような特徴から、近年では、薄膜太陽電池の応用に向けて変換効率や耐久性等について様々な検討がされている。
【０００３】
例えば、特許文献１において、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｇａ等の金属成分をスパッタリング法により積層し、その後Ｈ
２
ＳｅやＨ
２
Ｓの雰囲気で加熱しながら光吸収層を形成する方法を用いることにより、製造コストを低減できる旨が記載されている。さらに、特許文献２においては、上記方法に加えて、基板を結晶化温度以上に加熱しながら光吸収層を形成することにより薄膜の内部欠陥を低減できる旨が記載されているが、高温加熱とスパッタリングを同時に行うため、装置のコストが高くなることが懸念される。
【０００４】
特許文献３において、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｓｅのそれぞれの単体又は合金を同時にスパッタリングし、その後さらにアニールして結晶化する方法が試みられたが、その発電性能が十分ではなかった。そこで、特許文献４においては、Ｉ族系セレンであるＣｕＳｅとIII族系セレンのＩｎＧａＳｅをそれぞれ積層し、Ｓｅ蒸気又はＨ
２
Ｓｅガスの雰囲気下で結晶化を行うことで、発電性能を向上できる旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開平１０－１３５４９５号公報
特表第２０１２－５１３１２７号公報
国際公開第２０１１／０５２５７４号
国際公開第２０１１／０９０９５９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１及び特許文献２に記載の方法では、Ｈ
２
ＳｅやＨ
２
Ｓの雰囲気で加熱しながら反応させる際に、光吸収層の体積膨張が大きく、膜中において欠陥が多く現れ、表面の凹凸も多くなることが懸念される。さらに、特許文献３及び特許文献４に記載の方法によれば、膜における欠陥や表面の凹凸はある程度抑えられるものの、Ｓｅ蒸気やＨ
２
Ｓｅガスの雰囲気下でアニールする必要があるため環境や安全面を考慮した設備が必要になり、コストが高くなる上、結晶粒は小さく発電性能も未だ十分とはいえないものであった。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、高性能と高生産性を両立させた太陽電池の製造方法及び太陽電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態にかかる太陽電池の製造方法は、ＩｎＧａＳｅ層と、ＣｕＳｅ層と、ＩｎＳｅ層と、を有する前駆体を形成する前駆体形成工程と、前駆体を加熱することにより結晶化させた光吸収層を得る結晶化工程と、を備える。
【０００９】
太陽電池の製造において、前駆体がＩｎＧａＳｅ層と、ＣｕＳｅ層と、ＩｎＳｅ層と、を有することにより、太陽電池の生産性が向上し、得られる太陽電池が高性能のものとなる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、高性能と高生産性を両立させた太陽電池及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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