[发明专利]太阳能电池基板用铁素体不锈钢箔及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池基板用铁素体不锈钢箔(ferriticstainlesssteelfoilforsolarcellsubstrate)。本发明尤其涉及在通过卷对卷法(roll-to-rollmethod)制造太阳能电池时能够维持抑制通板时的压曲(buckling)等的足够的硬度的、通板性(threadingperformance)优异的太阳能电池基板用铁素体不锈钢箔。

背景技术

近年来，作为新能源利用太阳光的发电系统受到关注。将单晶硅、多晶硅作为构成层的晶体系硅太阳能电池被实用化，这种太阳能电池作为供电用太阳光发电系统(solarphotovoltaicsystemforpowersupply)，承担重要的作用。但是，对于晶体系硅太阳能电池的制造，需要制造大块晶体(bulkcrystal)的工序。因此，使用大量的原料，结晶生长花费时间长，而且制造工艺复杂且需要大量的能量，因此制造成本极高。

在这种背景下，盛行研究开发大幅度减少了Si使用量的薄膜类Si太阳能电池、完全不使用Si的化合物薄膜类太阳能电池(CompoundFilmSolarCell)、有机薄膜类太阳能电池(OrganicFilmSolarCell)、色素增感型太阳能电池(DyeSensitizedSolarCell)以及量子点型太阳能电池(QuantumDotSolarCell)等新的太阳能电池，并且开始将它们实用化。这些太阳能电池均为薄膜类太阳能电池(thinfilmsolarcell)，通过在基板上成膜非晶Si、化合物半导体(compositesemiconductor)来形成薄膜状的光吸收层(absorberlayer)，由此被制造出来。因此，与晶体Si太阳能电池相比，制造工序单纯，并且能够缩短制造时间。另外，由于光吸收层的厚度为几十纳米～几微米，所以与晶体Si太阳能电池相比，能够大幅度减少使用的原料。

根据以上理由，由于薄膜类太阳能电池制造成本低且量产性高，所以作为下一代太阳能电池大受期待。特别是作为光吸收层使用了Cu(In_1-XGa_X)Se₂(以下也存在省略为CIGS(CopperIndiumGalliumDiSelenide：铜铟镓二硒)的情况)的化合物薄膜类太阳能电池亦即CIGS太阳能电池在薄膜类太阳能电池中，光电变换效率(photoelectricconversionefficiency)高且制造成本也廉价，因此关注度较高。

对于薄膜类太阳能电池的基板，主要使用了钠钙玻璃(soda-limeglass)等玻璃板、不锈钢箔、聚酰亚胺(polyimide)等合成树脂膜(plasticsfilm)。在它们中，由于玻璃板不具有挠性，所以以线圈的状态连续地进行处理的卷对卷法无法应用，对量产化、低成本化不利。由于合成树脂膜的耐热性(heat-resistingproperty)较差，所以具有在太阳能电池单元的制造工序中必须限制处理温度的上限这一缺点。

相对于它们，不锈钢箔的挠性以及耐热性优异。因此，对量产化、低成本化有利的卷对卷法能够应用。由于不锈钢箔与合成树脂膜相比，具有优异的耐热性，所以能够实现太阳能电池单元生产效率的提高、轻型且具有挠性的薄膜类太阳能电池的制造。

由于不锈钢箔具有优异的挠性，所以将其作为基板的薄膜类太阳能电池在向曲面的施工中，也能够进行，作为所谓的柔性(flexible)的太阳能电池，能够期待太阳能电池的进一步的用途的开展。特别是，在不锈钢中，铁素体不锈钢的线性热膨胀系数(coefficientoflinearthermalexpansion)的值与CIGS是同种程度，因此积极地研究了作为薄膜类太阳能电池的基板用材料的应用。

薄膜类太阳能电池单元通过在基板依次成膜例如由Mo层构成的背面电极层(backcontactlayer)、光吸收层、缓冲层(bufferlayer)以及透明导电层(transparentcontactlayer)而被制造。另外，也存在在基板与背面电极层之间设置绝缘层(insulatinglayer)的情况。

在使用不锈钢箔作为上述基板的情况下，在基板成膜光吸收层等时，能够应用对量产化有利的卷对卷法。