不锈钢箔制太阳电池基板材料及其制造方法技术

本发明专利技术提供防止作为光吸收层的Cu(In1-XGaX)Se2的被膜的剥离的不锈钢箔制太阳电池基板材料及其制造方法。具体而言，在选自N2气、H2气、Ar气、AX气及HN气中的一种的气氛中或两种以上混合而成的气氛中且在250～1050℃的范围内，对含有7～40质量％的Cr、0～100℃下的线膨胀系数为12.0×10-6/℃以下、厚度为20～200μm的不锈钢箔实施用于除去应力的预热处理，进而，在实施了该预热处理的不锈钢箔的表面形成由Mo层构成的背面电极后，或者在不锈钢箔的表面形成绝缘被膜、进而在其上形成由Mo层构成的背面电极后，实施被膜形成热处理，在背面电极上形成由Cu(In1-XGaX)Se2构成的光吸收层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在不锈钢箔上形成有光吸收层（absorber layer)的太阳电池基板材 料（solar cell substrate)及其制造方法。
技术介绍
太阳电池基板材料的原材广泛使用作为比较廉价的绝缘体（insulator)的玻璃 (glass)。但是，由于玻璃较脆，因此，难以大量并且连续地制造在玻璃的表面形成有光吸收 层的玻璃制太阳电池基板材料。 因此，正在开发使用能够大量生产（mass manufacturing)并且比玻璃更廉价的金 属板（例如不锈钢板（stainless steel sheet)等）的太阳电池基板材料。但是，金属板 为导电体（conductive material),因此，为了作为集成型的太阳电池 （integrated solar cell)的基板材料使用，需要在表面上形成绝缘被膜（insulating layer)。或者，与娃太 阳电池 （silicon solar cell)同样地安装表面集电电极（power-collecting-surfaced electrode)而将太阳电池单元连接起来，由此，也能够作为栅型（grid type)使用。 例如，在专利文献1、2中公开了使不锈钢板的表面光滑并形成有氧化铝被膜 (alumina coating)的绝缘性板材（insulating sheet)。在该绝缘性板材上形成由Mo层 构成的背面电极（back-contact)并在其上形成作为光吸收层的Cu(Irv xGax)Se2的被膜时， 如果实施用于使该Cu(IrvxGa x) Se2的晶体生长的热处理而作为集成型的太阳电池基板材料 使用，贝1J与玻璃制太阳电池基板材料相比，能够实现制造成本（production cost)的降低。 或者，在作为栅型的太阳电池基板材料使用的情况下，使不锈钢板的表面光滑而 在其上形成由Mo层构成的背面电极、进而在其上形成作为光吸收层的Cu (IrvxGax) Se2的被 膜时，实施用于使该Cu (IrvxGax) Se2的晶体生长的热处理，得到太阳电池基板材料。需要说 明的是，Cu (IrvxGax) Se2是指使Cu (In) Se2与Cu (Ga) Se2形成混晶而得到的被称为CIGS的 物质。 对于这些使用不锈钢板的太阳电池基板材料（即，不锈钢板制太阳电池基板材 料）而言，在形成绝缘被膜、背面电极时，有时预先在基底上形成被称为阻挡层（barrier layer)的Cr等的层。在该情况下，阻挡层以外的绝缘被膜、背面电极、光吸收层以与上述同 样的方式构成。 现有技术文献 专利文献 专利文献1 :日本特开平6-299347号公报 专利文献2 :日本特开平5-306460号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题 为了进一步削减不锈钢板制太阳电池基板材料的制造成本，要求对所使用的不锈 钢板进行薄壁化，研究了在不锈钢箔上形成光吸收层、或者在形成有绝缘被膜的绝缘性箔 材上形成光吸收层而作为太阳电池基板材料使用的技术。 对于以不锈钢箔作为原材的太阳电池基板材料（以下，称为不锈钢箔制太阳电池 基板材料）而言，在栅型的情况下，使不锈钢箔光滑，在其表面形成由Mo层构成的背面电 极，在其上形成作为光吸收层的Cu (IrvxGax) Se2的被膜。或者，在集成型的情况下，在不锈 钢箔的表面形成绝缘被膜（例如氧化铝被膜等），得到绝缘性箔材，在该绝缘被膜上形成背 面电极，进一步在其上形成作为光吸收层的Cu (IrvxGax) Se的被膜。 在任意一种情况下，均存在由于在形成Cu(IrvxGa x)Se2的被膜时实施的热处理 (heat treatment)而使光吸收层、绝缘被膜、背面电极容易剥离的问题。如果作为光吸 收层的Cu(IrvxGa x)Se2的被膜发生剥离，则将太阳光转换成电的转换效率（conversion efficiency)降低。另外，如果背面电极、绝缘被膜发生剥离，则形成在其上的光吸收层也脱 落，因此导致转换效率的降低。 本专利技术的目的在于提供防止作为光吸收层的Cu (IrvxGax) Se2的被膜的剥离的不锈 钢箔制太阳电池基板材料及其制造方法。 用于解决问题的方法 专利技术人对不锈钢箔制太阳电池基板材料中光吸收层、绝缘被膜、背面电极发生剥 离的原因进行了考察。结果获知，其原因在于，由于形成Cu(Irv xGax) Se2的被膜时实施的热 处理而引起不锈钢箔变形（deformation)。 BP，由于在不锈钢箔的制造工序中反复进行冷加工（cold rolling)而在不锈钢箔 产生残余应力（residual stress)。在该不锈钢箔上层叠绝缘被膜、背面电极后实施进行 用于形成光吸收层的涂覆和加热这两者的处理（以下，称为被膜形成热处理）（集成型）， 或者在不锈钢箔上层叠背面电极后实施用于形成光吸收层的被膜形成热处理（栅型），由 此，不锈钢箔的残余应力释放，不锈钢箔发生变形，在光吸收层、背面电极、绝缘被膜上产生 裂纹而剥离。 因此，在预先对不锈钢箔实施热处理（以下，称为预热处理（thermal pretreatment))而除去残余应力后，在集成型的情况下，层叠绝缘被膜、背面电极，实施形 成光吸收层的被膜形成热处理，或者，在栅型的情况下，在不锈钢箔上层叠背面电极，实施 形成光吸收层的被膜形成热处理，由此，能够抑制由被膜形成热处理引起的不锈钢箔的变 形，进而能够防止作为光吸收层的Cu(Ir vxGax)Se2的被膜的剥离。 本专利技术是基于这样的见解而完成的。 即，本专利技术为一种不锈钢箔制太阳电池基板材料的制造方法，在选自N2气、H 2气、 Ar气、AX气及HN气中的一种的气氛中或两种以上混合而成的气氛中且在250?1050°C的 范围内，对含有7?40质量％的Cr、0?KKTC下的线膨胀系数为12. OX 10_6/°C以下、厚 度为20?200 μ m的不锈钢箔实施用于除去应力的预热处理，进而，在实施了该预热处理 的不锈钢箔的表面形成由Mo层构成的背面电极后，或者在不锈钢箔的表面形成绝缘被膜、 进而在其上形成由Mo层构成的背面电极后，实施被膜形成热处理，在背面电极上形成由 Cu(IrvxGax)Se2构成的光吸收层。 本专利技术的不锈钢箔制太阳电池基板材料的制造方法中，优选在250?900°C的范 围内实施预热处理。更优选为250?700°C。另外，优选在450?700°C的范围内实施被膜 形成热处理。 另外，本专利技术为一种不锈钢箔制太阳电池基板材料，在含有7?40质量％的Cr、 0?100°C下的线膨胀系数为12.0Xl(r7°C以下、厚度为20?200μπι、并且在选自N 2气、H2 气、Ar气、AX气及HN气中的一种的气氛中或两种以上混合而成的气氛中且在250?1050°C 的范围内实施了用于除去应力的预热处理的不锈钢箔的表面形成由Mo层构成的背面电极 后，或者在不锈钢箔的表面形成绝缘被膜、进而在其上形成由Mo层构成的背面电极后，实 施被膜形成热处理，在背面电极上形成由Cu (IrvxGax) Se2构成的光吸收层，实施被本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种不锈钢箔制太阳电池基板材料的制造方法，在选自N2气、H2气、Ar气、AX气及HN气中的一种的气氛中或两种以上混合而成的气氛中且在250～1050℃的范围内，对含有7～40质量％的Cr、0～100℃下的线膨胀系数为12.0×10‑6/℃以下、厚度为20～200μm的不锈钢箔实施用于除去应力的预热处理，进而，在实施了该预热处理的所述不锈钢箔的表面形成由Mo层构成的背面电极后，或者在所述不锈钢箔的表面形成绝缘被膜、进而在其上形成由Mo层构成的背面电极后，实施被膜形成热处理，在所述背面电极上形成由Cu(In1‑XGaX)Se2构成的光吸收层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1. 一种不锈钢箔制太阳电池基板材料的制造方法，在选自N2气、H2气、Ar气、AX气 及HN气中的一种的气氛中或两种以上混合而成的气氛中且在250?1050°C的范围内，对 含有7?40质量％的Cr、0?100°C下的线膨胀系数为12. OX 10_6/°C以下、厚度为20? 200 的不锈钢箔实施用于除去应力的预热处理，进而，在实施了该预热处理的所述不锈 钢箔的表面形成由Mo层构成的背面电极后，或者在所述不锈钢箔的表面形成绝缘被膜、进 而在其上形成由Mo层构成的背面电极后，实施被膜形成热处理，在所述背面电极上形成由 Cu (IrvxGax) Se2构成的光吸收层。2. 如权利要求1所述的不锈钢箔制太阳电池基板材料的制造方法，其中，在250? 900°C的范围内实施所述预热处理。3. 如权利要求1或2所述的不锈钢箔制太阳电池基板材料的制造方法，其中，在250? 700°C的范围内实施所述预热处理。4. 如权利要求1?3中任一项所述的不锈钢箔制太阳电池基板材料的制造方法，其中， 在450?700°C的范围内实施所述被膜形成热处理。5. -种不锈钢箔制太阳电池基板材料，在含有7?40质量％的Cr、0?KKTC下的线 膨胀系数为12. 0X10_6/°C以下、厚度为20?200iim、并且在选自N2气、H2气、Ar气、AX气 及HN气中的一种的气氛中或两种以上混合而成的气氛中且在2...

【专利技术属性】
技术研发人员：山口裕弘，本田充孝，西山直树，中田时夫，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP