新製品紹介 CIGS 型太陽電池用スパッタリングターゲット材 Sputtering Target Material for CIGS Solar Cell Sputtering target ：Cu-Ga target ら，全世界的に商業化への動きが活 スパッタリングでの均一な膜分布が期 コン系が主流であるが，シリコンの供 発化し，大きな転換期を迎えている。 待できる。また平滑なエロージョン面 給不足，製造コストが高いなどの問 図 1 に CIGS 型太陽電池の一般的な の実現によりパーティクル抑制効果も 題から薄膜系の太陽電池が注目され セル構造と断面の顕微鏡像を示す。 期待できる。図 2 にその粉末焼結材 2011 年現在，太陽電池は結晶シリ 日立金属は，CIGS 太陽電池の裏 と一般的な溶解材のミクロ組織の比 面電極用の Mo を量産してきた。そ 較を示す。図 3 では密度ムラが認めら Ga，S e の化合物を用いた CIG S 型 の知見をもとに CIGS 層（光吸収層） れず高密度であることが確認できる。 （Cu（In,Ga）Se2）太陽電池は，薄膜 太陽電池の中で最も高い変換効率が に使われる Cu- Ga ターゲット材を製 また 表 1 の 不 純 物 分 析 結 果 から 品化した。製法は，合金アトマイズ粉 CIGS 素子に有害な Fe，Ni を低減し 得られる。その CIGS 太陽電池はモ 末によるホットプレス焼結法である。 た高純度のターゲット材であると言え ジュール製造販売各社による屋外暴 本製造法によるターゲット材の主な特 る。 露試験や加速劣化試験により大面積 徴は，①粒径が均一微細，② Ga が 国内太陽電池メーカーへ量産評価 モジュールの長期安定性が確認されて 均 一に分 布， ③ 高 密度（ 相 対 密度 用サンプルを 2011 年 6 月に出荷した。 おり，安全面・環境面においても問 99％以上），④高純度（純度 99.99％ 出荷したサンプルを図 4 に示す。 題ないことが 確認されていることか 以上）が挙げられる。これらにより ている。 中でもシリコンを使わず，Cu，In， Composition − （特殊鋼カンパニー） Cu-23.3Ga（at%） Cu-30Ga（at%） ZnO Al ZnO：Al ZnO CBD-CdS CIGS CIGS Powdery sintering material ＋ 200 m 200 m 200 m 200 m Mo Mo 1μm Soda lime glass Melted material 図 1 CIGS セル構造の例 Fig. 1 Cell structure of CIGS （a） Tissue morphology （b） β phase＋γ phase γ single phase 図 2 粉末焼結材と溶解材のミクロ組織比較の例 Fig. 2 Microstructure comparison between powdery sintering material and melted material From front From side 50 mm 図 3 Cu-30Ga（at%）焼結材の（a）外観と（b）超音波探傷結果 Fig. 3 Cu-30Ga (at%) sintering material (size：T 12×H 240×W 285 mm) (a) appearance and (b) ultrasonic testing map Size：T 11×H 214×W 1,600 mm 図 4 Cu-30Ga（at%）量産サンプル外観 100 mm Fig. 4 Cu-30Ga (at%) target mass production sample appearance 表 1 Cu-30Ga（at%）ターゲットの分析値の一例 Table 1 Typical purity level of Cu-30Ga (at%) target material 主成分 （mass%） 62 不純物 （mass%） Cu Ga C N O Fe Ni Cr Bal. 31.75 0.0015 0.0002 0.0099 0.0005 0.0001 0.0001 日立金属技報 Vol. 28（2012） 100 mm