TOP > 国内特許検索 > Cu2O薄膜及び太陽電池の製造方法

Cu2O薄膜及び太陽電池の製造方法 コモンズ

国内特許コード P03P000677
整理番号 A152P24
掲載日 2003年10月21日
出願番号 特願2002-078051
公開番号 特開2003-282897
登録番号 特許第3828029号
出願日 平成14年3月20日(2002.3.20)
公開日 平成15年10月3日(2003.10.3)
登録日 平成18年7月14日(2006.7.14)
発明者
  • 小林 光
  • 秋本 克洋
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 Cu2O薄膜及び太陽電池の製造方法 コモンズ
発明の概要 【課題】 簡便な方法によってCu2O薄膜の欠陥準位を低減する。
【解決手段】 洗浄したガラス基板上に反応性スパッタ法によって膜厚約1μmのCu2O薄膜を作製した。このCu2O薄膜を形成した基板をクラウンエーテルシアン溶液に2分間浸漬してCu2O薄膜にシアン処理を施した。その後、Cu2O薄膜を形成した基板を室温でアセトン、エタノール、純水の順に洗浄を行った。このシアン処理を行ったCu2O薄膜とシアン処理を行わなかったCu2O薄膜について、フォトルミネッセンスを測定すると、シアン処理後のCu2O薄膜にはバンド端付近に発光が観測された。
従来技術、競合技術の概要


Cu2O薄膜はp型伝導性を示すバンドギャップ2.0eVの直接遷移型半導体であり、種々の用途が検討されている。その1つが金属層との界面に生じるショットキー障壁を利用したデバイスである。



そのようなデバイスとして、Cu2Oショットキー障壁太陽電池が提案され、短絡光電流密度8.5mA/cm2、エネルギー変換効率1.8%が得られたことが報告されている(L.C.Olsen et al, Solar Cells, 7 (1982-1983) 247-279)。
そこでは、Cu2O基板は高純度銅基板を酸素とアルゴンの混合ガス流中におき、1050℃で酸化して多結晶Cu2Oを成長させることにより得ている。その方法により作製された多結晶Cu2Oは比抵抗が高いため、比抵抗を低下させるために多結晶Cu2Oを成長させる酸素とアルゴンの混合ガス流中に塩素ガスを混入させることによりCu2O中に塩素を導入している。



本発明者らは、銅基板を酸化して多結晶Cu2Oを成長させる上記の方法に替わって、簡便で再現性よく多結晶Cu2O層を得る方法として、反応性スパッタ法によりCu2O薄膜を成膜する方法を検討してきた。
この方法により成膜した多結晶Cu2O層は比抵抗は比較的低く、比抵抗、キャリヤ濃度、光学的性質を容易にコントロールできる特徴がある。



太陽電池においてはエネルギー変換効率を高め、他のデバイスにおいてはそれぞれに求められる電気特性を向上させるためには、Cu2O層に存在する欠陥準位を低減させることが必要である。



欠陥準位を低減させる方法として、半導体デバイスを製造する際に採られる一般的な方法は、欠陥準位の主な原因である半導体の未結合手(ダングリングボンド)を水素で終端して電気的に不活性にすることである。その方法は、一般には半導体基板を水素雰囲気中で加熱することによって実現されている。



本発明者らは、反応性スパッタ法により成膜したCu2O薄膜の欠陥準位を水素で終端することを目的として、成膜後の多結晶Cu2O薄膜にプラズマ状水素処理を行うことによりキャリア密度が向上することを確認した。

産業上の利用分野


本発明は、種々の半導体装置に利用することのできるCu2O(亜酸化銅)薄膜と、それを用いた半導体装置の一例としての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】
基板上に反応性スパッタ法によりCu2O薄膜を成膜した後、前記基板をシアン化合物を含有する溶液に浸漬してCu2O薄膜にシアン処理を施す工程を含むことを特徴とするCu2O薄膜の製造方法。

【請求項2】
前記シアン化合物がシアン化カリウム又はシアン化ナトリウムである請求項に記載のCu2O薄膜の製造方法。

【請求項3】
前記シアン化合物を含有する溶液に、クラウンエーテルを含有する請求項1又は2に記載のCu2O薄膜の製造方法。

【請求項4】
前記クラウンエーテルが、18-クラウン-6、ジベンゾ-18-クラウン-6、ジシクロヘキシル-18-クラウン-6、15-クラウン-5、ジベンゾ-15-クラウン-5、ジシクロヘキシル-15-クラウン-5、アザ-18-クラウン-6、アザ-15-クラウン-5、[3,2,2]-クリプタンド及び[2,2,1]-クリプタンドから選ばれた少なくとも1種である請求項に記載のCu2O薄膜の製造方法。

【請求項5】
金属基板上にCu2O薄膜を形成し、その上に透明電極膜を形成してCu2Oショットキー障壁太陽電池を製造する方法において、
前記Cu2O薄膜を反応性スパッタ法により成膜し、請求項1からのいずれかに記載の方法によりシアン処理を施すことを特徴とする太陽電池の製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

※ 画像をクリックすると拡大します。

JP2002078051thum.jpg
出願権利状態 登録
参考情報 (研究プロジェクト等) CREST 資源循環・エネルギーミニマム型システム技術 領域
ライセンスをご希望の方、特許の内容に興味を持たれた方は、問合せボタンを押してください。


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close