Cu－Ga合金粉末的制造方法和Cu－Ga合金粉末、以及Cu－Ga合金溅射靶的制造方法和Cu－Ga合金溅射靶技术

本发明专利技术提供能够容易地制造高品质Cu－Ga合金粉末的Cu－Ga合金粉末的制造方法和Cu－Ga合金粉末、以及Cu－Ga合金溅射靶的制造方法和Cu－Ga合金溅射靶。本发明专利技术将以85：15～55：45的质量比配合Cu粉末和Ga而成的混合粉末，在非活性气体环境中以30～700℃的温度加以搅拌而进行合金化，从而获得Cu－Ga合金粉末。另外，通过对该Cu－Ga合金粉末加以成型并进行烧结，获得Cu－Ga合金溅射靶。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及ー种在形成CIGS (Cu 一 In — Ga — Se四元系合金)太阳能电池的光吸收层时使用的Cu — Ga合金粉末的制造方法和Cu — Ga合金粉末、以及Cu — Ga合金派射革巴的制造方法和Cu — Ga合金派射革巴。本申请基于在日本国于2010年4月9日申请的日本专利申请号特愿2010 —090475和在日本国于2010年8月24日申请的日本专利申请号特愿2010 — 187160主张优先权，并通过參照上述申请，援引在本申请中。
技术介绍
近年来，作为绿色能源，太阳光发电备受关注，并主要是在使用結晶系Si的太阳能电池，但由于在供给方面和成本上存在问题，转换效率高的CIGS (Cu 一 In — Ga — Se四兀系合金)系太阳能电池越来越受人关注。作为CIGS太阳能电池的基本结构，具有形成于钠钙玻璃基板上并作为背电极的Mo电极层；形成于该Mo电极层上并作为光吸收层的Cu — In — Ga — Se四兀系合金膜；在由该Cu — In — Ga — Se四元系合金膜构成的光吸收层上形成并包含ZnS、CdS等的缓冲层；以及在该缓冲层上形成的透明电极。作为由Cu — In — Ga — Se四元系合金膜构成的光吸收层的形成方法，已知有蒸镀法，但为了在更宽的面积上得到均匀的膜，提出了通过溅射法形成的方法。溅射法是首先使用In靶并通过溅射形成In膜后，使用Cu — Ga合金溅射靶在该In膜上进行溅射而形成Cu — Ga合金膜,在Se环境气体对所得到的由In膜和Cu — Ga合金膜构成的层叠膜进行热处理，从而形成Cu — In — Ga — Se四元系合金膜的方法。由该溅射法形成的Cu — In —Ga 一 Se四元系合金膜的品质在很大程度上依赖于Cu — Ga合金溅射靶的品质，因此，希望有高品质的Cu — Ga合金溅射靶。作为Cu — Ga合金溅射靶的制造方法，已知有溶解法和粉末烧结法。溶解法中存在溶解鋳造的CIGS系太阳能电池用途的组成即Cu-Ga合金变脆且容易破裂的问题。另ー方面，由于粉末烧结法能够得到均匀的组成，因此，被认为是有前途的溅射靶的制造方法。作为粉末烧结法，例如在专利文献I中，记载了将Ga含量高的Cu — Ga合金粉末和纯Cu或Ga含量低的Cu — Ga合金粉末加以配合，并通过热压法制造溅射靶的方法。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2008 — 138232号公报
技术实现思路
专利技术要解決的课题由于Ga的熔点为29. 78°C，是极低的熔点，从Cu粉末和Ga无法直接获得烧结体，因此，作为粉末烧结法的原料使用Cu — Ga合金粉末。通常，利用Cu — Ga合金为脆性材料的特性，先溶解Cu和Ga而进行合金化，然后将其粉碎而获得Cu — Ga合金粉末。S卩，为了得到Cu — Ga合金粉末，需要在高温下使Cu和Ga溶解的エ艺、以及粉碎Cu — Ga合金铸锭等的粉末化工艺。本专利技术是鉴于上述情形而完成的，根据本专利技术，提供能够容易地制造出高品质Cu — Ga合金粉末的Cu — Ga合金粉末的制造方法和Cu — Ga合金粉末、以及Cu — Ga合金派射祀的制造方法和Cu — Ga合金派射革巴。用于解决课题的方法本专利技术人等经过深入研究发现，通过以规定的比例配合Cu粉末和Ga，并在规定的温度范围下进行合金化，能够容易地获得高品质Cu — Ga合金粉末，而且能够获得高品质Cu — Ga合金派射革巴。 S卩，本专利技术的Cu — Ga合金粉末的制造方法，其特征在于，将以85 :15 55 45的质量比配合Cu粉末和Ga而成的混合粉末，在非活性气体环境中以30 700°C的温度加以搅拌而进行合金化。另外，本专利技术的Cu — Ga合金粉末,其特征在于,通过上述Cu — Ga合金粉末的制造方法制造。另外，本专利技术的Cu-Ga合金溅射靶的制造方法，其特征在于，包括制造エ序，将以85 :15 55 :45的质量比配合Cu粉末和Ga而成的混合粉末，在非活性气体环境中以30 700°C温度加以搅拌而进行合金化，从而制造Cu — Ga合金粉末；以及烧结エ序，对Cu — Ga合金粉末加以成型并进行烧结。另外，本专利技术的Cu — Ga合金溅射靶，其特征在于，通过上述Cu — Ga合金溅射靶的制造方法制造。专利技术的效果根据本专利技术，能够容易地获得高品质Cu — Ga合金粉末，井能够获得均匀性、加工性优异的Cu — Ga合金溅射靶。附图说明图I是Cu — Ga合金粉末的示意剖面图。图2是用于说明本专利技术ー实施方式中的Cu — Ga合金溅射靶的制造方法的概要图。图3是根据EPMA映射分析获得的Cu — Ga合金粉末的剖面照片。图4是图3所示剖面照片的示意图。图5是根据EPMA映射分析获得的Cu — Ga合金烧结体的剖面照片。图6是图5所示剖面照片的示意图。图7是根据EPMA映射分析获得的Cu — Ga合金粉末的剖面照片。图8是图7所示剖面照片的示意图。具体实施例方式下面，參照附图详细说明本专利技术的具体实施方式。< I. Cu — Ga合金粉末的制造方法>(原料)作为Cu - Ga合金粉末的原料，使用Cu粉末和Ga。适当地选择Cu粉末和Ga的纯度，以不会影响由Cu — Ga合金溅射靶形成的CIGS光吸收层的特性。作为Cu粉末，例如，可使用通过电解法或喷雾法制造的电解Cu粉末或雾化Cu粉末。对电解Cu粉末而言，在硫酸铜溶液等的电解液中通过电解使海绵状或树枝状的Cu析出在阴极而制造电解Cu粉末。对雾化Cu粉末而言,通过气体喷雾法、水喷雾法、离心喷雾法、熔体提取法(Melt Extraction)等制造出球状或无定形的Cu粉末。此外，Cu粉末也可以使用通过这些方法以外的方法制造的Cu粉末。优选Cu粉末的平均粒径为I 300 μ m。通过Cu粉末的平均粒径为I μ m以上，能 够防止Cu粉末的飞散而不需要特殊的操作，而且，能够防止因Cu粉末的松装体积增加而导致合金粉末制造装置大型化、并需要高额的装置的现象。另外，通过Cu粉末的平均粒径为300 μ m以下，能够防止因需要由Ga包覆的Cu粉末的表面积(BET)不足而容易使过剩的未反应液相Ga残留的现象。此外，Cu粉末的平均粒径是指通过激光衍射法测定Cu粉末的粒度分布，并从小粒径侧开始累计的累计粒度分布百分数达到50%时所对应的粒径(D50)。Ga是熔点低的金属(熔点29. 78°C )，通过加热容易发生熔解。熔解后的Ga包覆Cu粉末，从而进行ニ元系合金化。对Ga的形状并没有特别的限定，但当Ga的形状为小片吋，容易秤量。小片是通过在室温附近溶解Ga而进行鋳造，并粉碎鋳造物而获得。(配合)以85 :15 55 45的质量比配合Cu粉末和Ga。由于Ga是熔点低的金属(熔点29. 780C )，因此，通过加热容易发生熔解，由熔解后的Ga包覆Cu粉末。通过Ga量为15质量％以上，能够实现Ga的均匀包覆，而且对所得到的粉末进行烧结时，能够得到均匀的合金组织。另外，通过Ga量在45质量％以下，能够防止因Cu粉末之间大量存在的Ga导致粉末之间结合而成为块状的现象，能够提高合金粉末的收率。另外，更优选Ga量为25 41质量％。通过Ga量为25质量％以上，能够在短小时内均匀地包覆，另外，通过G本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.04.09 JP 2010-090475;2010.08.24 JP 2010-187161.ー种Cu — Ga合金粉末的制造方法，其特征在于， 将以85 :15 55 45的质量比配合Cu粉末和Ga而成的混合粉末，在非活性气体环境中以30 700°C的温度加以搅拌，从而进行合金化。2.如权利要求I所述的Cu— Ga合金粉末的制造方法，其特征在干， 在非活性气体环境中以30°C以上且低于400°C的温度搅拌所述混合粉末，在所述Cu粉末的表面形成Cu — Ga ニ兀系合金层。3.如权利要求I所述的Cu— Ga合金粉末的制造方法，其特征在干， 在非活性气体环境中以400°C以上且700°C以下的温度搅拌所述混合粉末，在所述Cu粉末的内部形成Cu — Ga ニ元系合金。4.如权利要求I所述的Cu— Ga合金粉末的制造方法，其特征在干， 在非活性气体环...

【专利技术属性】
技术研发人员：森本敏夫，高桥辰也，安东勋雄，小向哲史，高木正德，佐藤惠理子，南浩尚，
申请(专利权)人：住友金属矿山株式会社，
类型：
国别省市：