[发明专利]CIGS系化合物太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及CIGS系化合物太阳能电池。

背景技术

已知，将由Ib族、IIIb族及VIb族的元素形成的CuInSe₂(CIS)或者固溶了Ga而得的Cu(In，Ga)Se₂(CIGS)化合物半导体(I-III-VI族化合物半导体)用于光吸收层的化合物太阳能电池具有如下优点：具有高的光转换效率(以下称为“转换效率”)且能够形成薄膜，并且由光照射等引起的转换效率的劣化少。

这种将CIS或CIGS(以下称为“CIGS系”)化合物半导体用于光吸收层的CIGS系太阳能电池的缓冲层中，通常使用由化学沉积法形成的CdS、Zn(O，S)等(例如，参照专利文献1)。但是，由化学析出法形成缓冲层时，在真空下利用蒸镀或硒化法形成CIGS系化合物半导体层后，需要暂时取出到大气下而形成缓冲层，并再次在真空下形成透明电极层，存在生产率差之类的问题。

因此，为了解决该问题，提出了不取出到大气下，而是在真空下利用溅射法来连续进行缓冲层的形成(例如，参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-343987号公报

专利文献2：日本特开2002-124688号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，虽然如专利文献2所述，使用通用的磁控溅射装置作为溅射装置在真空下连续形成缓冲层时，虽然生产效率得以改善，但不能期待转换效率的改善。因此，强烈期望能够提高生产率并且实现更高的转换效率。

本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的在于，提供能够不在大气下取出而是在真空下形成缓冲层的、且前所未有的高转换效率的CIGS系化合物太阳能电池。

用于解决问题的方案

为了实现上述目的，本发明的要旨为一种CIGS系化合物太阳能电池，其在基板上至少依次具备I-III-VI族化合物半导体层、缓冲层和透明电极层，上述缓冲层为IIa族金属与Zn氧化物的混晶，上述混晶的由X射线衍射所显示的特性满足下述式(1)。

0.5≤A/(A+B+C)<1···(1)

(其中，A、B、C均不为0)

A：(002)面的峰强度

B：(100)面的峰强度

C：(101)面的峰强度

发明的效果

本发明的CIGS系化合物太阳能电池具备具有黄铜矿结构的I-III-VI族化合物半导体作为光吸收层，并且其缓冲层由IIa族金属与Zn氧化物的混晶形成。因此，可在I-III-VI族的化合物半导体层与缓冲层的边界产生高转换效率的电流。另外，上述混晶的由X射线衍射所显示的特性满足上述式(1)，因此在CIGS系化合物太阳能电池中，能够实现前所未有的高转换效率。

另外，混晶的由X射线衍射所显示的特性满足下述式(2)时，裂纹难以进入缓冲层，并且能够减少由于电子难以流向透明电极层侧而导致的电流的损失。

0<B/(A+B+C)<0.2···(2)

(其中，A、B、C均不为0)

A：(002)面的峰强度

B：(100)面的峰强度

C：(101)面的峰强度

进而，混晶的由X射线衍射所显示的特性满足下述式(3)时，裂纹难以进入缓冲层，并且能够更加减少由于电子难以流向透明电极层侧而导致的电流的损失。

0<C/(A+B+C)<0.3···(3)

(其中，A、B、C均不为0)

A：(002)面的峰强度

B：(100)面的峰强度

C：(101)面的峰强度

而且，混晶的由X射线衍射所显示的特性满足下述式(4)时，裂纹难以进入缓冲层，并且缓冲层与CIGS层的界面能够更加无缺陷地结合，能够进一步减少由于界面电子难以流向透明电极层侧而导致的电流的损失。

0.7<(A+C)/(A+B+C)<1···(4)

(其中，A、B、C均不为0)

A：(002)面的峰强度

B：(100)面的峰强度

C：(101)面的峰强度

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的CIGS太阳能电池的截面图。