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銅酸化物薄膜太陽電池の製造方法 コモンズ

国内特許コード P150011555
整理番号 H24-14
掲載日 2015年3月23日
出願番号 特願2013-057569
公開番号 特開2014-183244
出願日 平成25年3月21日(2013.3.21)
公開日 平成26年9月29日(2014.9.29)
発明者
  • 奥 健夫
  • 藤本 和也
  • 秋山 毅
  • 鈴木 厚志
出願人
  • 公立大学法人 滋賀県立大学
発明の名称 銅酸化物薄膜太陽電池の製造方法 コモンズ
発明の概要 【課題】本発明の目的は、従来の銅酸化物薄膜太陽電池に比べて光変換効率の高い銅酸化物薄膜太陽電池の製造方法を提供することにある。
【解決手段】銅酸化物薄膜太陽電池10は、基板12の上に第1電極14、n型半導体層16、p型半導体層18および第2電極20が順番に積層された構造である。p型半導体層18は電析によってn型半導体層16の上に形成する。電析のために水溶性銅塩を含むアルカリ性溶液を使用する。アルカリ性水溶液は、LiOHによってpHを調整する。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要



近年、化石燃料に代わる新エネルギーとして、ほとんど無尽蔵でクリーンな太陽光を電気に変えることができる太陽電池が注目されている。シリコン系の太陽電池が主流であるが、材料面や製造プロセス面から高価格である。太陽電池の普及のためには、低価格化が必要不可欠となっている。





そこで、安価で簡単に太陽電池を製造するために、シリコン系以外の太陽電池の開発も盛んにおこなわれている。例えば、下記の特許文献1には、酸化物半導体を使用した太陽電池が開示されている。酸化物半導体は、シリコン系の太陽電池に比べて、製造が簡単であり、安価である。さらに、酸化物半導体は、直接遷移半導体であり、光吸収スペクトルが大きい利点がある。例えば、銅酸化物半導体は、バンドギャップが太陽光のスペクトルに近く理想的であり、CuOであれば1.5eV、CuOであれば2.1eVである(図5参照)。図5は、電極にITOとAuを使用している。このため、太陽電池に適しており、バンドギャップの大きいCuO系太陽電池が注目されている。特許文献1には、NaOHでpHを12.5に調整し、電析によってCuOを形成することが開示されている。





しかし、銅酸化物半導体を使用した太陽電池は、シリコン系の太陽電池に比べて変換効率が低く、変換効率を高めることが求められる。

産業上の利用分野



本発明はヘテロ接合型の銅酸化物薄膜太陽電池の製造方法に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
基板を準備する工程と、
前記基板の一面上に第1電極を形成する工程と、
前記第1電極の上にn型半導体層を形成する工程と、
前記n型半導体層の上にp型半導体層を形成する工程と、
前記p型半導体層の上に第2電極を形成する工程と、
を含む銅酸化物薄膜太陽電池の製造方法であって、
前記p型半導体層を形成する工程が、
水溶性銅塩を含むアルカリ性水溶液に対し、水酸化リチウムを用いてpHを調整する工程と、
前記pHを調整されたアルカリ性水溶液の中で、前記n型半導体層の上に電析によってp型半導体層を形成する工程と、
を含む銅酸化物薄膜太陽電池の製造方法。

【請求項2】
前記pHを調整する工程によって、アルカリ性水溶液のpHを10~14にする請求項1の銅酸化物薄膜太陽電池の製造方法。

【請求項3】
前記p型半導体層を形成する工程によって、CuO層を形成する請求項1または2の銅酸化物薄膜太陽電池の製造方法。

【請求項4】
前記n型半導体層を形成する工程は、電析によってZnO層を形成する請求項1から3のいずれかの薄膜太陽電池の製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2013057569thum.jpg
出願権利状態 公開


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