透明导电基板及制造方法、薄膜太阳能电池及制造方法技术

本发明专利技术提供光电转换效率高的带有表面电极的透明导电基板及制造方法、薄膜太阳能电池及制造方法。通过形成氧化铟类的非晶体透明导电膜作为基底膜(21)，在其上形成氧化锌类的晶体透明导电膜，形成由良好的凹凸结构构成的表面电极(2)。结果能够提供光封闭效果更高的表面电极(2)，得到光电转换效率更高的薄膜太阳能电池(10)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在透光性基板上形成有由透明导电膜构成的表面电极膜的带有表面电极的透明导电基板及其制造方法，并且涉及使用该带有表面电极的透明导电基板的薄膜太阳能电池及其制造方法。
技术介绍
在使光从玻璃基板等透光性基板侧入射来进行发电的薄膜太阳能电池中，利用在透光性基板上形成有光入射侧电极(下面称为“表面电极”)的透明导电玻璃基板。表面电极由氧化锡、氧化锌、氧化铟等透明导电性膜单独形成，或层叠形成。另外，在薄膜太阳能电池中，利用多晶硅、微晶硅那样的晶体硅簿膜或非晶体硅薄膜。大力对该薄膜太阳能电池进行了开发，主要目的是通过低温加工在低价的基板上形成优质的硅薄膜来同时实现低成本化和高性能化。作为上述的薄膜太阳能电池中的一种薄膜太阳能电池具有如下的结构，S卩，在透光性基板上依次形成由透明导电膜构成的表面电极、依次层叠P型半导体层、i型半导体层、η型半导体层而成的光电转换半导体层、包括反射光性的金属电极的背面电极。在该薄膜太阳能电池中，因为光电转换作用主要发生在该i型半导体层内，所以若i型半导体层薄，则不能充分吸收吸光系数(light absorption coefficient)小的长波长区域的光。也就是说，光电转换量实质上受到i型半导体层的膜厚的制约。因此，为了更有效地利用入射到包括i型半导体层的光电转换半导体层的光，在光入射侧的表面电极设置表面凹凸结构使光向光电转换半导体层内散射，还使在背面电极反射的光进行漫反射。在这样的薄膜太阳能电池中，通常，通过热CVD法(热化学气相沉积法)使原料气体热分解来形成掺杂有氟的氧化锡薄膜(例如，参照专利文献1)，从而通过这样的方法，在玻璃基板上形成表面凹凸结构，来作为光入射侧的表面电极。但是，形成具有表面凹凸结构的氧化锡膜，需要进行500°C以上的高温加工，从而使得成本高。另外，因为膜的电阻率大，所以若膜厚形成得厚，则透过率降低，光电转换效率降低。因此，提出了如下的方法，S卩，在由氧化锡膜或掺杂有Sn的氧化铟(ITO)膜构成的基底电极上，通过溅射法形成掺杂有Al的氧化锌(AZO)膜或掺杂有( 的氧化锌(GZO)膜， 对易于蚀刻的氧化锌膜进行蚀刻，由此形成具有表面凹凸结构的表面电极(例如，参照专利文献2~)。另外，还提出了如下的方法，即，在由近红外区域的透光性好的掺杂有Ti的氧化铟(ITiO)膜构成的基底电极上，通过溅射法进行成膜时很少产生电弧放电现象(arcing) 和微粒的掺杂有Al和( 的氧化锌(GAZO)膜，与专利文献2的技术相同，通过对氧化锌膜进行蚀刻，形成具有表面凹凸结构的表面电极(例如，参照专利文献3)专利文献1 JP特表平2-503615号公报；专利文献2 JP特开2000-294812号公报；专利文献3 JP特开2010-34232号公报。但是，在通过蚀刻形成表面凹凸结构的方法中，容易在凹凸膜上形成锋利的突起， 难以得到良好的光电转换半导体层，光电转换效率不会得到提高。而且，如果蚀刻后清洗不充分则易于在半导体层上产生缺陷，为了防止该缺陷需要经过复杂的清洗工序，量产性差。
技术实现思路
本专利技术是鉴于这样的现有的情况而提出的，提供光电转换效率高的带有表面电极的透明导电基板及其制造方法、薄膜太阳能电池及其制造方法。本申请的专利技术人认真研究的结果发现，与在透光性基板上直接形成氧化锌膜的情况相比，形成氧化铟类的非晶体透明导电膜作为基底膜，再在其上形成氧化锌膜的方法非常有助于氧化锌结晶的成长。S卩，本专利技术的带有表面电极的透明导电基板的特征在于，在透光性基板上依次层叠氧化铟类的非晶体透明导电膜和氧化锌类的晶体透明导电膜，形成表面电极的凹凸结构。另外，本专利技术的带有表面电极的透明导电基板的制造方法的特征在于，在透光性基板上依次层叠氧化铟类的非晶体透明导电膜和氧化锌类的晶体透明导电膜，形成表面电极的凹凸结构。另外，本专利技术的薄膜太阳能电池，在透光性基板上依次形成有表面电极、光电转换半导体层和背面电极，其特征在于，在所述透光性基板上依次层叠氧化铟类的非晶体透明导电膜和氧化锌类的晶体透明导电膜，形成所述表面电极的凹凸结构。另外，本专利技术的薄膜太阳能电池的制造方法，在透光性基板上依次形成表面电极、 光电转换半导体层和背面电极，其特征在于，在所述透光性基板上依次层叠氧化铟类的非晶体透明导电膜和氧化锌类的晶体透明导电膜，形成所述表面电极的凹凸结构。根据本专利技术，通过形成氧化铟类的非晶体透明导电膜作为基底膜，在其之上形成氧化锌类的晶体透明导电膜，能够在不使用蚀刻手法的情况下形成由良好的凹凸结构构成的表面电极。结果能够提供光封闭效果更高的表面电极，能够得到光电转换效率更高的薄膜太阳能电池。附图说明图1是表示本专利技术的一个实施方式的薄膜太阳能电池的结构例子的剖视图。图2是表示基底膜的结晶性与基板温度的关系的图。图3是表示凹凸膜的结晶取向与基底膜成膜时的基板温度的关系的图。具体实施例方式下面，参照附图按照下面的顺序详细说明本专利技术的实施方式。1.薄膜太阳能电池的结构2.薄膜太阳能电池的制造方法<1.薄膜太阳能电池的结构〉图1是表示本专利技术的一个实施方式的薄膜太阳能电池的结构例子的剖视图。该薄膜太阳能电池10具有在透光玻璃基板1上依次层叠表面电极2、光电转换半导体层3、背面电极4而成的结构。将要被光电转换的光如箭头所示地从透光玻璃基板1侧入射进该薄膜太阳能电池10。为了使太阳光的光谱的光能够透过，优选透光玻璃基板1对350 1200nm的波长区域的光具有高的透过率。另外，考虑到要在室外环境下使用，希望透光玻璃基板1的电气性能、化学性能、物理性能稳定。作为这样的透光玻璃基板1能够例示钠钙硅酸盐玻璃 (soda-lime silicate glass)、硼酸盐玻璃(borate glass)、低碱玻璃、石英玻璃、其他的各种玻璃等。此外，为了防止离子从玻璃基板向形成在玻璃基板的上表面上的由透明导电膜构成的表面电极扩散，将因玻璃基板的种类和表面状态对膜的电气特性的影响抑制在最小限度，可以在玻璃基板上形成氧化硅膜等碱阻挡膜。表面电极2是依次在透光玻璃基板1上层叠由氧化铟类的非晶体透明导电膜构成的基底膜21、由氧化锌类的晶体透明导电膜构成的凹凸膜22而成的。优选该表面电极2与透光玻璃基板1相同，对于波长为350 1200nm的光具有80%以上的高的透过率。另外， 优选表面电极2的薄膜电阻为10Ω/口 ( Ω/square)以下。此外，在本说明书中，非晶体是指X射线分析中的衍射峰强度为晶体的衍射峰强度的10%以下的物质。基底膜21是掺杂有从Ti、Sn、Ga中选择的至少1种物质的氧化铟类的非晶体透明导电膜。作为这样的氧化铟类的非晶体透明导电膜例如能够使用掺杂有Ti的氧化铟 (ITiO)膜。关于ITiO膜，近红外区域的光的透过率高，易于形成非晶体的膜，另外，能够有助于形成在ITiO膜上的氧化锌类结晶成长。另外，作为氧化铟类的非晶体透明导电膜可以使用掺杂了 SruGa的氧化铟(ITGO) 膜。ITGO膜也能够易于形成非晶体的膜，另外，能够有助于形成在ITGO膜上的氧化锌类结晶成长。而且，作为氧化铟类的非晶体透明导电膜可以使用掺杂有Ti、Sn的氧化铟 (ITiTO)膜。ITiTO膜与ITiO膜相比，能够进一步有助于氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种带有表面电极的透明导电基板，其特征在于，在透光性基板上，依次层叠有氧化铟类的非晶体透明导电膜和氧化锌类的晶体透明导电膜，形成为表面电极的凹凸结构。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：山野边康德，松村文彦，
申请(专利权)人：住友金属矿山株式会社，
类型：发明
国别省市：JP