[发明专利]均匀系涂布液及其制造方法、太阳能电池用光吸收层及其制造方法、以及太阳能电池及其制造方法

说明书

本发明涉及均匀系涂布液，其为用于形成太阳能电池的光吸收层的均匀系涂布液，所述均匀系涂布液含有选自由第11族金属、第13族金属、第11族金属化合物及第13族金属化合物组成的组中的至少1种金属或金属化合物、路易斯碱溶剂及路易斯酸。

技术领域

本发明涉及均匀系涂布液及其制造方法、太阳能电池用光吸收层及其制造方法、以及太阳能电池及其制造方法。

本申请基于2014年10月30日在日本提出申请的日本特愿2014-221682号及2015年6月2日在日本提出申请的日本特愿2015-112555号主张优先权，将其内容并入本文中。

背景技术

近年来，出于对环境保护的考虑，人们对太阳能电池的兴趣不断高涨，其中，作为光电转换效率高的薄膜太阳能电池的黄铜矿系太阳能电池和将铟等稀有金属置换为其他环境友好的金属而得的锌黄锡矿(kesterite)系太阳能电池尤其受到瞩目，目前，针对其的研究开发正在活跃地进行中。

黄铜矿系太阳能电池是将包含黄铜矿系(chalcopyrite系)材料的光吸收层成膜于基板上而形成的太阳能电池。黄铜矿系材料的代表性元素为铜(Cu)、铟(In)、镓(Ga)、硒(Se)及硫(S)等，作为光吸收层的代表性材料，包括Cu(In,Ga)Se₂、Cu(In,Ga)(Se,S)₂等，分别被简称为CIGS、CIGSSe等。另外，近来正在研究将作为稀有金属的铟置换掉而得到的例如包含铜(Cu)、锌(Zn)、锡(Sn)、硒(Se)及硫(S)的锌黄锡矿系太阳能电池，作为光吸收层的代表性材料，包括Cu₂ZnSnSe₄、Cu₂ZnSnS₄、Cu₂ZnSn(S,Se)₄等。

图1为示出黄铜矿系太阳能电池或锌黄锡矿系太阳能电池的一例的截面示意图。

如图1所示，黄铜矿系太阳能电池或锌黄锡矿系太阳能电池概略地构成为：在基板2上依序层合有第一电极3(背面电极)、CIGS或CZTS层(光吸收层)4、缓冲层5、i-ZnO层6及第二电极7。需要说明的是，作为缓冲层，例如CdS层、ZnS层、InS层等是已知的。

在第一电极3和第二电极7上分别接合有端子，在端子上连接有布线。对于这样的黄铜矿系或锌黄锡矿系太阳能电池1而言，沿箭头A的方向而入射的光被CIGS或CZTS层4吸收，由此产生电动势，电流沿箭头B的方向流动。

需要说明的是，对于第二电极7的表面，通过利用由例如MgF₂层形成的防反射膜层8进行覆盖而加以保护。

作为以膜状形成CIGS或CZTS层4的方法，已知有真空法、涂布法等方法。然而，在采用真空法的情况下，由于会导致装置的规模增大(scale-up)，所以成品率低，因此，对能够比较廉价地进行制造的涂布法的应用进行了深入研究。

涂布法中，通常，在CIGS层的情况下，将Cu、In、Ga、Se及S等元素溶解于特定的溶剂中从而制备涂布液，采用旋涂法、浸渍法、狭缝流延法(slit cast method)等将该涂布液涂布于基板上，进行烧成从而形成CIGS层。

专利文献1中公开了下述方法：制备肼配位金属硫属化物(chalcogenide)络合物，将该肼配位金属硫属化物络合物溶解于包含溶解促进剂的溶剂中，得到涂布液。

专利文献2中公开了下述方法：在硫醇化合物或硒醇化合物的存在下，使两种包含金属及硫属元素(chalcogen)的有机化合物进行反应从而制备涂布液。

专利文献3中公开了使含有硫属元素的有机化合物、路易斯碱及金属进行反应从而制备涂布液的方法。