[发明专利]氧化物烧结体及其制造方法、溅射靶材、氧化物透明导电膜及其制造方法、和太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及氧化物烧结体及其制造方法、溅射靶材、氧化物透明导电膜及其制造方法、和太阳能电池。

背景技术

氧化物透明导电膜具有低电阻和可见光区域中的高透过率，被用作液晶等的显示元件、太阳能电池等的各种受光元件。在氧化物透明导电膜当中，氧化铟膜以添加了锡的ITO膜、添加了锌的IZO膜的形式得到广泛利用。

在作为重视在较宽的波长区域的透光性的太阳能电池用途的氧化物透明导电膜的利用时，期望不仅在可见光区域而且在红外区域的透光性进一步得到提高。对于这种要求，在ITO膜中降低锡量来对应，但可靠性有变差倾向。

虽然添加钛来代替锡的ITiO膜能够提高红外区域中的透光性，但可靠性不充分。因此，期望兼顾在红外区域中更进一步高的透光性和更进一步高的可靠性。

另一方面，在专利文献1中，公开了一种添加锡和绝缘物、电阻率为0.8～10×10^-3Ωcm左右的高电阻的氧化铟系的透明导电膜。根据此，虽然示例出了锶作为绝缘物，但未进行实施例的公开，完全没有组成、特性等的记载。

另外，在专利文献2中，公开了添加有锡和锶的氧化铟系的透明导电膜。根据此，记载了可容易地得到非晶质（非晶，amorphous）膜，该非晶质膜能够通过弱酸蚀刻容易地进行图案化，以及容易地结晶化而得的膜电阻低且透过率高。然而，没有关于作为重视透光性的太阳能电池用途重要的在红外区域的透光性、可靠性的记载。另外，在用于该成膜的溅射靶材中，抑制溅射中的异常放电现象的产生会抑制因此时飞散的颗粒而导致的成品率降低，有助于生产率。可认为这是非常重要的问题，但是未公开溅射中的异常放电。

即，在成膜所使用的现有的溅射靶材中，难以充分降低溅射中的异常放电现象的产生。因此，存在会产生因异常放电现象时飞散的颗粒而导致的成品率降低，生产率降低这样的问题。因此，需要确立更进一步抑制异常放电现象的技术。

另外，对于薄膜太阳能电池而言，实现高光电转换效率和高耐热耐湿性是最重要的课题。因此，用于其的透明电极也需要有助于提高太阳能电池的光电转换效率、耐热耐湿性。

迄今为止作为薄膜太阳能电池用的透明电极，使用了添加有氟的氧化锡膜、添加有锡、锌的氧化铟膜、添加有铝、镓、硼的氧化锌膜这样的氧化物透明导电膜。尤其是添加有锡的氧化铟膜如例如专利文献3、专利文献4中公开的那样，电阻低且耐久性优异。因此，适宜用作薄膜太阳能电池的透明电极。

然而，添加了锡的氧化铟膜在近红外区域因载体引起的反射较大，因此透过率降低。因此，无法有效利用较宽的波长区域的太阳光，存在光电转换效率低这样的问题。因此，期望可提高光电转换效率的膜。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-105532号公报

专利文献2：WO2009/044888号公报

专利文献3：日本特开平9-78236号公报

专利文献4：日本特开平9-219530号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明是为了解决上述问题而进行的，其目的在于，在一个方面提供一种溅射靶材，该溅射靶材适于可获得优异透光性的太阳能电池用途的氧化物透明导电膜的成膜，并可充分降低溅射中的异常放电现象。另外，目的在于提供适宜用于这样的溅射靶材的氧化物烧结体。

本发明另一方面的目的在于，提供一种氧化物透明导电膜，其可以形成光电转换效率高的太阳能电池，电阻低且从可见光区域至红外区域的广的波长区域下具有高透过率，并且耐久性优异。

本发明再一方面的目的在于，提供一种光电转换效率高的太阳能电池。

用于解决问题的方案

鉴于这种背景，本发明人等反复进行了深入研究。其结果，从可在较宽的区域以均匀的膜厚成膜的观点考虑，作为氧化物透明导电膜的成膜方法，着眼于使用了溅射靶材的溅射法。并且，研究了将具有特定的组成、和结构的氧化物烧结体作为溅射靶材来使用。其结果发现，可得到下述氧化物透明导电膜的氧化物烧结体、以及溅射靶材：所述氧化物透明导电膜控制因溅射而导致的成膜中的异常放电现象的产生来抑制因颗粒导致的成品率降低，并且不仅在可见光区域而且在红外区域中也具有高透光率，可靠性也优异。

另外，使用该溅射靶材，从而得到了在广的波长区域下具有高透光率、并且可靠性也优异的氧化物透明导电膜，从而完成本发明。