太陽電池およびその製造方法
【課題】発電効率を向上させつつ、発生した光生成キャリアをより多く取り出すことができる太陽電池を提供する。
【解決手段】受光面電極層２と、受光面電極層２上に積層された第１光電変換部３１と、第１光電変換部３１上に積層されたＳｉＯからなる反射層３２と、反射層３２上に積層された第２光電変換部３３と、第２光電変換部３３上に積層された裏面電極層４と、を有し、反射層３２の酸素濃度は、第１光電変換部３１側よりも前記第２光電変換部３３側の方が高くなっている。
【解決手段】受光面電極層２と、受光面電極層２上に積層された第１光電変換部３１と、第１光電変換部３１上に積層されたＳｉＯからなる反射層３２と、反射層３２上に積層された第２光電変換部３３と、第２光電変換部３３上に積層された裏面電極層４と、を有し、反射層３２の酸素濃度は、第１光電変換部３１側よりも前記第２光電変換部３３側の方が高くなっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射した光の一部を反射する反射層を備える太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、クリーンで無尽蔵のエネルギー源である太陽からの光を直接電気に変換できることから、新しいエネルギー源として期待されている。
【０００３】
一般的に、太陽電池は、光入射側に設けられる透明電極層と、光入射側の反対側に設けられる裏面電極層との間に、太陽電池に入射した光を吸収して光生成キャリアを生成する光電変換部を備えている。
【０００４】
従来から、光電変換に寄与する積層体として複数の光電変換部を設け、入射した光の多くを光電変換に寄与させることが知られている。このような複数の光電変換部は、光入射側に設けられた光電変換部で光電変換に寄与することなく透過した光の一部を、他の光電変換部により光電変換に寄与させることができるため、光電変換部において吸収される光の量が増加する。その結果、光電変換部において生成される光生成キャリアが増加するため、太陽電池の発電効率が向上する。
【特許文献１】特開平４−１６７４７４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、近年、太陽電池の発電効率のさらなる向上が求められている。
【０００６】
ここで、発電効率をさらに向上させるためには、光電変換部において生成される光生成キャリアを増加させることが有効である。そこで、複数の光電変換部の間に反射層を設けることが検討されている。これにより、入射した光の一部を反射して光入射側の光電変換部に入射させるとともに、裏面電極層側の他の光電変換部においては、入射した光のうち裏面電極層などにより反射された光を再度反射して閉じ込めることができる。上記のような反射材料の主体となる透光性導電材料としては、酸化シリコン（ＳｉＯ）を用いて、研究開発が行われてきた。
【０００７】
しかし、より多くの光を反射させて光入射側の光電変換部に入射させるとともに、より多くの光を裏面電極側の他の光電変換部に閉じ込めるために低屈折の反射層を用いた場合、隣接する光電変換部とのコンタクト抵抗が大きくなり、生成された光生成キャリアをロスする問題が生じていた。
【０００８】
そこで、本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、発電効率を向上させた太陽電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る太陽電池は、受光面電極層と、受光面電極層上に積層された第１光電変換部と、第１光電変換部上に積層されたＳｉＯからなる反射層と、反射層上に積層された第２光電変換部と、第２光電変換部上に積層された裏面電極層と、を有し、反射層の酸素濃度は、第１光電変換部側から第２光電変換部側に向かって高くなっていることを要旨とする。
【００１０】
また、本発明に係る太陽電池の製造方法は、受光面電極層を形成する工程Ａと、受光面電極層上に第１光電変換部を形成する工程Ｂと、第１光電変換部上にＳｉＯからなる反射層を形成する工程Ｃと、反射層上に第２光電変換部を形成する工程Ｄと、第２光電変換部上に裏面電極層を形成する工程Ｅと、を有し、工程Ｃにおいて、反射層の酸素濃度が第１光電変換部側から第２光電変換部側に向かって高くなるように形成されることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、発生した光生成キャリアのロスを抑制し、発電効率を向上させた太陽電池を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図面を用いて、本発明の実施形態について説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１３】
［第１実施形態］
〈太陽電池の構成〉
以下において、本発明の第１実施形態に係る太陽電池の構成について、図１を参照しながら説明する。
【００１４】
図１は、本発明の第１実施形態に係る太陽電池１０の断面図である。
【００１５】
太陽電池１０は、基板１と、受光面電極層２と、積層体３と、裏面電極層４とを備える。
【００１６】
基板１は、透光性を有し、ガラス、プラスチック等の透光性材料により構成される。
【００１７】
受光面電極層２は、基板１上に積層されており、導電性および透光性を有する。受光面電極層２としては、酸化錫（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、又は酸化チタン（ＴｉＯ２）などの金属酸化物を用いることができる。尚、これらの金属酸化物に、フッ素（Ｆ）、錫（Ｓｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）、ガリウム（Ｇａ）、ニオブ（Ｎｂ）などがドープされていてもよい。
【００１８】
積層体３は、受光面電極層２と裏面電極層４との間に設けられる。積層体３は、第１光電変換部３１と、反射層３２と、第２光電変換部３３とを含む。
【００１９】
第１光電変換部３１、反射層３２、および第２光電変換部３３は、受光面電極層２側から順に積層される。
【００２０】
第１光電変換部３１は、受光面電極層２側から入射する光、又は反射層３２から反射される光により光生成キャリアを生成する。第１光電変換部３１は、ｐ型非晶質シリコン半導体と、ｉ型非晶質シリコン半導体と、ｎ型非晶質シリコン半導体とが基板１側から積層されたｐｉｎ接合を有する（不図示）。
【００２１】
反射層３２は、第１光電変換部３１を透過した光の一部を第１光電変換部３１側に反射する。反射層３２は、第１光電変換部３１側から順次、接触するように積層される。
【００２２】
反射層３２は、主体となる透光性導電材料として酸化シリコン（ＳｉＯ）が用いられる。ここで用いられるＳｉＯは、層中の酸素濃度が第１光電変換部３１側から後述する第２光電変換部３３側に向かって高くなるものが用いられる。なお、本実施形態においてはＳｉＯ層の酸素濃度の変化を第１光電変換部３１側から第２光電変換部３３側に向かって一定の割合で高くなるようにしたが、これに限らず段階的に高くなるようにしたものでも良い。要するに、ＳｉＯ層の酸素濃度は、第１光電変換部３１側よりも第２光電変換部３３側の方が高くなっていれば良い。また、本実施形態においては、中間層３２ｂは、膜厚を５０ｎｍとしたが、３０〜１５０ｎｍとすることが好適である。
【００２３】
第２光電変換部３３は、第１光電変換部３１を透過して受光面電極層２側から入射する光、又は裏面電極層４から反射される光により光生成キャリアを生成する。第２光電変換部３３は、ｐ型微結晶シリコン半導体と、ｉ型微結晶シリコン半導体と、ｎ型微結晶シリコン半導体とが基板１側から積層されたｐｉｎ接合を有する（不図示）。
【００２４】
裏面電極層４は、導電性を有する１または複数の層からなる。裏面電極層４としては、ＺｎＯ、銀（Ａｇ）などを用いることができ、本実施形態では、裏面電極層が、ＺｎＯを含む層と、Ａｇを含む層とを積層体３側から積層した構成とした。しかし、これに限るものではなく、裏面電極層４は、Ａｇを含む層のみを有していてもよい。
【００２５】
〈作用および効果〉
本発明の第１実施形態に係る太陽電池１０の効果について、以下に詳説する。
【００２６】
（１）太陽電池１０では、反射層３２の酸素濃度を第１光電変換部３１側から第２光電変換部３３側に向かって高くなるようにする。これにより、以下の効果が得られる。
【００２７】
（ａ）酸素濃度が第１光電変換部３１側から第２光電変換部３３側に向かって高くなるように反射層３２を形成することにより、反射層３２の第１光電変換部３１側においては、反射層３２の平均酸素濃度に比べて酸素濃度が低く、高屈折率の膜となる。一方、反射層３２の第２光電変換部３３側においては、反射層３２の平均酸素濃度に比べて酸素濃度が高く、低屈折率の膜となる。この結果、反射層３２全体としての屈折率は相殺され、反射層３２全体の光学特性は、反射層３２の平均酸素濃度を均一に有する膜と同等となる。つまり、反射層３２の第１光電変換部３１側の酸素濃度を低くすることにより高い酸素濃度を有する反射層３２と第１光電変換部３１との接触界面で生じるコンタクト抵抗を抑制しつつ、反射層３２中の第２光電変換部３３側の酸素濃度を高くすることにより反射層３２全体の屈折率が高くなるようにして、反射層３２と第１光電変換部３１、もしくは反射層３２と第２光電変換部３３との界面での反射率が高くなるようにする。この結果、反射層３２と第１光電変換部３１、もしくは反射層３２と第２光電変換部３３との界面での反射効果を高めつつ、酸素濃度が高い反射層３２とシリコンからなる第１光電変換部３１間で生じる高いコンタクト抵抗から起因する太陽電池１０のシリーズ抵抗（直列抵抗）値の増大を抑制することができる。
【００２８】
従って、太陽電池１０において、シリーズ抵抗値の増大による太陽電池１０の曲線因子（Ｆ.Ｆ.）の減少を抑制しつつ、反射層３２と第１光電変換部３１、もしくは第２光電変換部３３との界面での反射率が高められることによって短絡電流を増加させ、太陽電池１０の発電効率の向上を図ることができる。
【００２９】
（ｂ）本実施形態では、ＣＯ２流量を成膜開始時よりも成膜終了時の方が多くなるようにして反射層３２を成膜することにより、成膜開始時よりも成膜終了時の方が結晶化し難くすることができ、反射層３２の結晶化率が高くなることを抑制できる。これにより、結晶成分に比べ多くの酸素を取り込み易いアモルファス成分を多くし、より良く酸素濃度を高めることができ、反射層３２での光吸収ロスを小さくすることができる。
【００３０】
尚、５５０ｎｍの波長の光に対する反射層３２全体としての屈折率を２．４未満とすることにより、４．３程度の屈折率を有するシリコンとの界面における反射率を８％以上とすることができる。これにより、非晶質シリコンからなる第１光電変換部３１に入射する光を多くすることができ、実質的に第1光電変換部３１の厚さを厚くしたときと同様の効果を得ることができる。この結果、厚さが厚いほど問題となる第１光電変換部３１の光劣化を抑制しつつ、第１光電変換部３１において生成される光生成キャリアの減少を抑制することができる。
【００３１】
（２）本発明の第１実施形態に係る太陽電池１０では、反射層３２として用いたＳｉＯを微結晶とする。これにより、以下の効果が得られる。
【００３２】
（ａ）反射層３２を微結晶として、アモルファスＳｉＯ中に結晶成分を含むものとすることにより、アモルファスＳｉＯのみからなるものに比べ、導電性を高めることができる。
【００３３】
（ｂ）第２光電変換部３３を微結晶シリコンとした場合においては、反射層３２として微結晶シリコンを用いることにより、反射層３２を下地層として第２光電変換部３３を結晶成長させることができ、より良く結晶化させることができる。この結果、第２光電変換部３３の膜質が向上し、太陽電池１０の発電効率を向上させることができる。
【００３４】
〈その他の実施形態〉
本発明は上記の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
【００３５】
例えば、上述した第１実施形態では、積層体３に含まれる光電変換部が２つ（第１光電変換部３１および第２光電変換部３３）であるが、これに限定されるものではない。具体的には、積層体３には、３つ以上の光電変換部が含まれていてもよい。このような場合、反射層３２は、任意の隣接する２つの光電変換部の間に設けることができる。
【００３６】
また、上述した第１実施形態では、第１光電変換部３１は、ｐ型非晶質シリコン半導体と、ｉ型非晶質シリコン半導体と、ｎ型非晶質シリコン半導体とが基板１側から積層されたｐｉｎ接合を有するが、これに限定されるものではない。具体的には、第１光電変換部３１は、ｐ型結晶質シリコン半導体と、ｉ型結晶質シリコン半導体と、ｎ型結晶質シリコン半導体とが基板１側から積層されたｐｉｎ接合を有していてもよい。尚、結晶質シリコンには、微結晶シリコンや多結晶シリコンが含まれるものとする。
【００３７】
さらに、上述した第１実施形態では、第２光電変換部３３は、ｐ型微結晶シリコン半導体と、ｉ型微結晶シリコン半導体と、ｎ型微結晶シリコン半導体とが基板１側から積層されたｐｉｎ接合を有するが、これに限定されるものではない。具体的には、第１光電変換部３１は、ｐ型非晶質シリコン半導体と、ｉ型非晶質シリコン半導体と、ｎ型非晶質シリコン半導体とが基板１側から積層されたｐｉｎ接合を有していてもよい。
【００３８】
また、上述した第１実施形態では、第１光電変換部３１および第２光電変換部３３は、ｐｉｎ接合を有するが、これに限定されるものではない。具体的には、第１光電変換部３１および第２光電変換部３３の少なくとも一方が、ｐ型シリコン半導体と、ｎ型シリコン半導体とが基板１側から積層されたｐｎ接合を有していてもよい。
【００３９】
また、上述した第１実施形態では、太陽電池１０は、基板１上に、受光面電極層２と、積層体３と、裏面電極層４とが順に積層された構成を有しているが、これに限定されるものではない。具体的には、太陽電池１０は、基板１上に、裏面電極層４と、積層体３と、受光面電極層２とが順に積層された構成を有していてもよい。
【００４０】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【実施例】
【００４１】
以下、本発明に係る太陽電池について、実施例を挙げて具体的に説明する。但し、本発明は、下記の実施例に示したものに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施することができるものである。
【００４２】
〈実施例〉
以下のようにして、実施例１に係る太陽電池１０を作製した。
【００４３】
まず、厚さ４ｍｍのガラス基板（基板１）上に、熱ＣＶＤにより表面に凹凸形状を有する６００ｎｍ厚のＳｎＯ２層（受光面電極層２）を形成した。
【００４４】
次に、ＳｎＯ２層（受光面電極層２）上に、プラズマＣＶＤ法を用いて、ｐ型非晶質シリコン半導体と、ｉ型非晶質シリコン半導体と、ｎ型非晶質シリコン半導体とを順次積層し、第１セル（第１光電変換部３１）を形成した。
【００４５】
プラズマＣＶＤ法としては、例えば、１３．５６ＭＨｚのＲＦプラズマＣＶＤを適用することが好適である。プラズマの投入電力密度は、５ｍＷ／ｃｍ２以上１００ｍＷ／ｃｍ２以下とすることが好ましい。
【００４６】
次に、第１光電変換部３１上に、プラズマＣＶＤ法を用いて、ＳｉＯからなる反射層３２を形成した。反射層３２形成する際には、成膜開始時から成膜終了時までにＣＯ２流量を１２０ｓｃｃｍから１８０ｓｃｃｍに一定の割合で増加させた。つまり、成膜開始時のＳｉＨ４流量に対するＣＯ２流量の流量比を１．０として規格化した場合（以後、成膜開始時のＳｉＨ４流量に対するＣＯ２流量の流量比を１．０として規格化したものを記載する）、成膜時にはＳｉＨ４流量を変えず、ＣＯ２流量のみを一定の割合で変えてＣＯ２／ＳｉＨ４流量比を１．０から１．５として反射層３２全体のＣＯ２／ＳｉＨ４流量比の平均が１．２５となるようにした。
【００４７】
なお、接する面の屈折率差が大きいほど反射率は大きくすることができるため、５５０ｎｍの波長の光に対するシリコンを主体とする材料の屈折率は４．３程度であることから、ＳｉＯからなる反射層３２全体での屈折率は２．４未満となるように反射層３２成膜時の平均ＣＯ２／ＳｉＨ４流量比を調整することが好適である。
【００４８】
また、ＣＯ２に代えて例えばＣＯやＯ２、さらにはＳｉＨ４に代えて例えばＳｉ２Ｈ６を用いてもよい。
【００４９】
次に、反射層３２上に、プラズマＣＶＤ法を用いて、ｐ型微結晶シリコン半導体と、ｉ型微結晶シリコン半導体と、ｎ型微結晶シリコン半導体とを積層し、第２光電変換部３３を形成した。
【００５０】
プラズマＣＶＤ法としては、第１光電変換部３１と同様に、例えば、１３．５６ＭＨｚのＲＦプラズマＣＶＤを適用することが好適である。プラズマの投入電力密度は、５ｍＷ／ｃｍ２以上１００ｍＷ／ｃｍ２以下とすることが好ましい。
【００５１】
次に、第２光電変換部３３上に、スパッタ法を用いて、ＺｎＯ層およびＡｇ層（裏面電極層４）を形成した。
【００５２】
上述した第１光電変換部３１、反射層３２および第２光電変換部３３の形成条件を表１に示す。尚、ＺｎＯ層およびＡｇ層（裏面電極層４）の厚さは、それぞれ９０ｎｍ、２００ｎｍとした。
【００５３】
【表１】
【００５４】
以上により、本実施例１では、図１に示すように、第１光電変換部３１と第２光電変換部３３との間に、第１光電変換部３１側から第２光電変換部３３側に向かって酸素濃度が高くなった微結晶ＳｉＯからなる反射層３２を有する太陽電池１０を形成した。
【００５５】
〈比較例１〉
以下のようにして、比較例１に係る太陽電池２０を作製した。
【００５６】
まず、上記実施例１および２と同様にして、厚さ４ｍｍのガラス基板（基板２１）上に、熱ＣＶＤにより表面に凹凸形状を有する６００ｎｍ厚のＳｎＯ２層（受光面電極層１２２）、第１光電変換部１３１を順次形成した。
【００５７】
次に、第１光電変換部１３１上に、プラズマＣＶＤ法を用いて、ＳｉＯからなる反射層１３２を形成した。本比較例１では、反射層１３２はＣＯ２／ＳｉＨ４流量比を１．０として一定の割合で供給し、形成した。つまり、実施例の成膜開始時のＳｉＨ４流量に対するＣＯ２流量の流量比のまま、流量比を変化させることなく反射層１３２の成膜を行った。
【００５８】
次に、上記実施例と同様にして、反射層１３２上に、第２光電変換部１３３、ＺｎＯ層およびＡｇ層（裏面電極層１４）を順次形成した。
【００５９】
上述した反射層１３２の形成条件を表２に示す。尚、第１光電変換部１３１、第２光電変換部１３３の形成条件は、上記実施例における形成条件と同様である。また、ＺｎＯ層およびＡｇ層（裏面電極層１４）の厚さは、上記実施例と同様に、それぞれ９０ｎｍ、２００ｎｍとした。
【００６０】
【表２】
【００６１】
以上により、本比較例では、図２に示すように、第１光電変換部１３１と第２光電変換部１３３との間に、ＣＯ２／ＳｉＨ４流量比を１．０として一定の割合で供給して形成し、一定の酸素濃度を有する微結晶ＳｉＯからなる反射層１３２を有する太陽電池２０を形成した。
【００６２】
〈比較例２〉
以下のようにして、比較例２に係る太陽電池３０を作製した。
【００６３】
まず、上記実施例１および２と同様にして、厚さ４ｍｍのガラス基板（基板２１）上に、熱ＣＶＤにより表面に凹凸形状を有する６００ｎｍ厚のＳｎＯ２層（受光面電極層２２２）、第１光電変換部１３１を順次形成した。
【００６４】
次に、第１光電変換部１３１上に、プラズマＣＶＤ法を用いて、ＳｉＯからなる反射層２３２を形成した。本比較例２では、反射層２３２はＣＯ２／ＳｉＨ４流量比を１．２５として一定の割合で供給し、形成した。
【００６５】
次に、上記実施例と同様にして、反射層２３２上に、第２光電変換部１３３、ＺｎＯ層およびＡｇ層（裏面電極層１４）を順次形成した。
【００６６】
上述した反射層２３２の形成条件を表３に示す。尚、第１光電変換部１３１、第２光電変換部１３３の形成条件は、上記実施例における形成条件と同様である。また、ＺｎＯ層およびＡｇ層（裏面電極層１４）の厚さは、上記実施例と同様に、それぞれ９０ｎｍ、２００ｎｍとした。
【００６７】
【表３】
【００６８】
以上により、本比較例では、図３に示すように、第１光電変換部１３１と第２光電変換部１３３との間に、ＣＯ２／ＳｉＨ４流量比を１．２５として一定の割合で供給して形成し、一定の酸素濃度を有する微結晶ＳｉＯからなる反射層２３２を有する太陽電池３０を形成した。
【００６９】
〈比較例３〉
以下のようにして、比較例３に係る太陽電池４０を作製した。
【００７０】
まず、上記実施例１および２と同様にして、厚さ４ｍｍのガラス基板（基板２１）上に、熱ＣＶＤにより表面に凹凸形状を有する６００ｎｍ厚のＳｎＯ２層（受光面電極層３２２）、第１光電変換部１３１を順次形成した。
【００７１】
次に、第１光電変換部１３１上に、プラズマＣＶＤ法を用いて、ＳｉＯからなる反射層３３２を形成した。本比較例３では、反射層３３２はＣＯ２／ＳｉＨ４流量比を１．５として一定の割合で供給し、形成した。
【００７２】
次に、上記実施例と同様にして、反射層３３２上に、第２光電変換部１３３、ＺｎＯ層およびＡｇ層（裏面電極層１４）を順次形成した。
【００７３】
上述した反射層３３２の形成条件を表４に示す。尚、第１光電変換部１３１、第２光電変換部１３３の形成条件は、上記実施例における形成条件と同様である。また、ＺｎＯ層およびＡｇ層（裏面電極層１４）の厚さは、上記実施例と同様に、それぞれ９０ｎｍ、２００ｎｍとした。
【００７４】
【表４】
【００７５】
以上により、本比較例では、図４に示すように、第１光電変換部１３１と第２光電変換部１３３との間に、ＣＯ２／ＳｉＨ４流量比を１．５として一定の割合で供給して形成し、一定の酸素濃度を有する微結晶ＳｉＯからなる反射層３３２を有する太陽電池４０を形成した。
【００７６】
〈特性評価〉
実施例、および比較例１〜３に係る太陽電池について、開放電圧、短絡電流、曲線因子および発電効率の各特性値の比較を行った。比較結果を表５に示す。尚、表５においては、比較例１における各特性値を１．００として規格化して表している。
【００７７】
【表５】
【００７８】
表５に示すように、実施例では、短絡電流については比較例１よりも増加し、また曲線因子については比較例２および比較例３よりも増加し、発電効率がいずれの比較例よりも高くなることが確認された。
【００７９】
短絡電流については、実施例に係る太陽電池２０では、比較例１に比べ、層中の酸素量を増加させて反射層３２全体としての屈折率を小さくしたことより第１光電変換部３１との屈折率差を大きくすることができたため、より多くの光を反射層３２に反射させることが可能になり、増加させることができたと考えられる。また、短絡電流からＣＯ２／ＳｉＨ４流量比を１．０から１．５に変えながら形成して酸素濃度が膜は、ＣＯ２／ＳｉＨ４流量比を１．２５と一定にして形成したものと同様の反射効果を有することも確認された。
【００８０】
曲線因子については、実施例に係る太陽電池２０では、比較例２および比較例３に比べ、第１光電変換部３１に接する側の反射層３２の酸素濃度を小さくすることができるため、太陽電池２０におけるシリーズ抵抗値を低下させることができたことにより増加させることができたと考えられる。
【００８１】
従って、短絡電流および曲線因子の改善により、より多くの光を第１光電変換部３１に入射させてより多くの光キャリアを発生させ、さらに第１光電変換部３１と反射層３２との界面でのロスを少なくすることにより、より多くの電流を取り出すことが可能となり、実施例では、いずれの比較例よりも発電効率を向上させることができることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の第１実施形態（実施例）に係る太陽電池１０の断面図である。
【図２】本発明の比較例１に係る太陽電池２０の断面図である。
【図３】本発明の比較例２に係る太陽電池３０の断面図である。
【図４】本発明の比較例３に係る太陽電池４０の断面図である。
【符号の説明】
【００８３】
１，１１…基板
２，１２…受光面電極層
３…積層体
３１，１３１，２３１，３３１…第１光電変換部
３２，１３２，２３２，３３２…反射層
３３，１３３，２３３，３３３…第２光電変換部
４，１４…裏面電極層
１０，２０，３０，４０…太陽電池
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射した光の一部を反射する反射層を備える太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、クリーンで無尽蔵のエネルギー源である太陽からの光を直接電気に変換できることから、新しいエネルギー源として期待されている。
【０００３】
一般的に、太陽電池は、光入射側に設けられる透明電極層と、光入射側の反対側に設けられる裏面電極層との間に、太陽電池に入射した光を吸収して光生成キャリアを生成する光電変換部を備えている。
【０００４】
従来から、光電変換に寄与する積層体として複数の光電変換部を設け、入射した光の多くを光電変換に寄与させることが知られている。このような複数の光電変換部は、光入射側に設けられた光電変換部で光電変換に寄与することなく透過した光の一部を、他の光電変換部により光電変換に寄与させることができるため、光電変換部において吸収される光の量が増加する。その結果、光電変換部において生成される光生成キャリアが増加するため、太陽電池の発電効率が向上する。
【特許文献１】特開平４−１６７４７４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、近年、太陽電池の発電効率のさらなる向上が求められている。
【０００６】
ここで、発電効率をさらに向上させるためには、光電変換部において生成される光生成キャリアを増加させることが有効である。そこで、複数の光電変換部の間に反射層を設けることが検討されている。これにより、入射した光の一部を反射して光入射側の光電変換部に入射させるとともに、裏面電極層側の他の光電変換部においては、入射した光のうち裏面電極層などにより反射された光を再度反射して閉じ込めることができる。上記のような反射材料の主体となる透光性導電材料としては、酸化シリコン（ＳｉＯ）を用いて、研究開発が行われてきた。
【０００７】
しかし、より多くの光を反射させて光入射側の光電変換部に入射させるとともに、より多くの光を裏面電極側の他の光電変換部に閉じ込めるために低屈折の反射層を用いた場合、隣接する光電変換部とのコンタクト抵抗が大きくなり、生成された光生成キャリアをロスする問題が生じていた。
【０００８】
そこで、本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、発電効率を向上させた太陽電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る太陽電池は、受光面電極層と、受光面電極層上に積層された第１光電変換部と、第１光電変換部上に積層されたＳｉＯからなる反射層と、反射層上に積層された第２光電変換部と、第２光電変換部上に積層された裏面電極層と、を有し、反射層の酸素濃度は、第１光電変換部側から第２光電変換部側に向かって高くなっていることを要旨とする。
【００１０】
また、本発明に係る太陽電池の製造方法は、受光面電極層を形成する工程Ａと、受光面電極層上に第１光電変換部を形成する工程Ｂと、第１光電変換部上にＳｉＯからなる反射層を形成する工程Ｃと、反射層上に第２光電変換部を形成する工程Ｄと、第２光電変換部上に裏面電極層を形成する工程Ｅと、を有し、工程Ｃにおいて、反射層の酸素濃度が第１光電変換部側から第２光電変換部側に向かって高くなるように形成されることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、発生した光生成キャリアのロスを抑制し、発電効率を向上させた太陽電池を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図面を用いて、本発明の実施形態について説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１３】
［第１実施形態］
〈太陽電池の構成〉
以下において、本発明の第１実施形態に係る太陽電池の構成について、図１を参照しながら説明する。
【００１４】
図１は、本発明の第１実施形態に係る太陽電池１０の断面図である。
【００１５】
太陽電池１０は、基板１と、受光面電極層２と、積層体３と、裏面電極層４とを備える。
【００１６】
基板１は、透光性を有し、ガラス、プラスチック等の透光性材料により構成される。
【００１７】
受光面電極層２は、基板１上に積層されており、導電性および透光性を有する。受光面電極層２としては、酸化錫（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、又は酸化チタン（ＴｉＯ２）などの金属酸化物を用いることができる。尚、これらの金属酸化物に、フッ素（Ｆ）、錫（Ｓｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）、ガリウム（Ｇａ）、ニオブ（Ｎｂ）などがドープされていてもよい。
【００１８】
積層体３は、受光面電極層２と裏面電極層４との間に設けられる。積層体３は、第１光電変換部３１と、反射層３２と、第２光電変換部３３とを含む。
【００１９】
第１光電変換部３１、反射層３２、および第２光電変換部３３は、受光面電極層２側から順に積層される。
【００２０】
第１光電変換部３１は、受光面電極層２側から入射する光、又は反射層３２から反射される光により光生成キャリアを生成する。第１光電変換部３１は、ｐ型非晶質シリコン半導体と、ｉ型非晶質シリコン半導体と、ｎ型非晶質シリコン半導体とが基板１側から積層されたｐｉｎ接合を有する（不図示）。
【００２１】
反射層３２は、第１光電変換部３１を透過した光の一部を第１光電変換部３１側に反射する。反射層３２は、第１光電変換部３１側から順次、接触するように積層される。
【００２２】
反射層３２は、主体となる透光性導電材料として酸化シリコン（ＳｉＯ）が用いられる。ここで用いられるＳｉＯは、層中の酸素濃度が第１光電変換部３１側から後述する第２光電変換部３３側に向かって高くなるものが用いられる。なお、本実施形態においてはＳｉＯ層の酸素濃度の変化を第１光電変換部３１側から第２光電変換部３３側に向かって一定の割合で高くなるようにしたが、これに限らず段階的に高くなるようにしたものでも良い。要するに、ＳｉＯ層の酸素濃度は、第１光電変換部３１側よりも第２光電変換部３３側の方が高くなっていれば良い。また、本実施形態においては、中間層３２ｂは、膜厚を５０ｎｍとしたが、３０〜１５０ｎｍとすることが好適である。
【００２３】
第２光電変換部３３は、第１光電変換部３１を透過して受光面電極層２側から入射する光、又は裏面電極層４から反射される光により光生成キャリアを生成する。第２光電変換部３３は、ｐ型微結晶シリコン半導体と、ｉ型微結晶シリコン半導体と、ｎ型微結晶シリコン半導体とが基板１側から積層されたｐｉｎ接合を有する（不図示）。
【００２４】
裏面電極層４は、導電性を有する１または複数の層からなる。裏面電極層４としては、ＺｎＯ、銀（Ａｇ）などを用いることができ、本実施形態では、裏面電極層が、ＺｎＯを含む層と、Ａｇを含む層とを積層体３側から積層した構成とした。しかし、これに限るものではなく、裏面電極層４は、Ａｇを含む層のみを有していてもよい。
【００２５】
〈作用および効果〉
本発明の第１実施形態に係る太陽電池１０の効果について、以下に詳説する。
【００２６】
（１）太陽電池１０では、反射層３２の酸素濃度を第１光電変換部３１側から第２光電変換部３３側に向かって高くなるようにする。これにより、以下の効果が得られる。
【００２７】
（ａ）酸素濃度が第１光電変換部３１側から第２光電変換部３３側に向かって高くなるように反射層３２を形成することにより、反射層３２の第１光電変換部３１側においては、反射層３２の平均酸素濃度に比べて酸素濃度が低く、高屈折率の膜となる。一方、反射層３２の第２光電変換部３３側においては、反射層３２の平均酸素濃度に比べて酸素濃度が高く、低屈折率の膜となる。この結果、反射層３２全体としての屈折率は相殺され、反射層３２全体の光学特性は、反射層３２の平均酸素濃度を均一に有する膜と同等となる。つまり、反射層３２の第１光電変換部３１側の酸素濃度を低くすることにより高い酸素濃度を有する反射層３２と第１光電変換部３１との接触界面で生じるコンタクト抵抗を抑制しつつ、反射層３２中の第２光電変換部３３側の酸素濃度を高くすることにより反射層３２全体の屈折率が高くなるようにして、反射層３２と第１光電変換部３１、もしくは反射層３２と第２光電変換部３３との界面での反射率が高くなるようにする。この結果、反射層３２と第１光電変換部３１、もしくは反射層３２と第２光電変換部３３との界面での反射効果を高めつつ、酸素濃度が高い反射層３２とシリコンからなる第１光電変換部３１間で生じる高いコンタクト抵抗から起因する太陽電池１０のシリーズ抵抗（直列抵抗）値の増大を抑制することができる。
【００２８】
従って、太陽電池１０において、シリーズ抵抗値の増大による太陽電池１０の曲線因子（Ｆ.Ｆ.）の減少を抑制しつつ、反射層３２と第１光電変換部３１、もしくは第２光電変換部３３との界面での反射率が高められることによって短絡電流を増加させ、太陽電池１０の発電効率の向上を図ることができる。
【００２９】
（ｂ）本実施形態では、ＣＯ２流量を成膜開始時よりも成膜終了時の方が多くなるようにして反射層３２を成膜することにより、成膜開始時よりも成膜終了時の方が結晶化し難くすることができ、反射層３２の結晶化率が高くなることを抑制できる。これにより、結晶成分に比べ多くの酸素を取り込み易いアモルファス成分を多くし、より良く酸素濃度を高めることができ、反射層３２での光吸収ロスを小さくすることができる。
【００３０】
尚、５５０ｎｍの波長の光に対する反射層３２全体としての屈折率を２．４未満とすることにより、４．３程度の屈折率を有するシリコンとの界面における反射率を８％以上とすることができる。これにより、非晶質シリコンからなる第１光電変換部３１に入射する光を多くすることができ、実質的に第1光電変換部３１の厚さを厚くしたときと同様の効果を得ることができる。この結果、厚さが厚いほど問題となる第１光電変換部３１の光劣化を抑制しつつ、第１光電変換部３１において生成される光生成キャリアの減少を抑制することができる。
【００３１】
（２）本発明の第１実施形態に係る太陽電池１０では、反射層３２として用いたＳｉＯを微結晶とする。これにより、以下の効果が得られる。
【００３２】
（ａ）反射層３２を微結晶として、アモルファスＳｉＯ中に結晶成分を含むものとすることにより、アモルファスＳｉＯのみからなるものに比べ、導電性を高めることができる。
【００３３】
（ｂ）第２光電変換部３３を微結晶シリコンとした場合においては、反射層３２として微結晶シリコンを用いることにより、反射層３２を下地層として第２光電変換部３３を結晶成長させることができ、より良く結晶化させることができる。この結果、第２光電変換部３３の膜質が向上し、太陽電池１０の発電効率を向上させることができる。
【００３４】
〈その他の実施形態〉
本発明は上記の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
【００３５】
例えば、上述した第１実施形態では、積層体３に含まれる光電変換部が２つ（第１光電変換部３１および第２光電変換部３３）であるが、これに限定されるものではない。具体的には、積層体３には、３つ以上の光電変換部が含まれていてもよい。このような場合、反射層３２は、任意の隣接する２つの光電変換部の間に設けることができる。
【００３６】
また、上述した第１実施形態では、第１光電変換部３１は、ｐ型非晶質シリコン半導体と、ｉ型非晶質シリコン半導体と、ｎ型非晶質シリコン半導体とが基板１側から積層されたｐｉｎ接合を有するが、これに限定されるものではない。具体的には、第１光電変換部３１は、ｐ型結晶質シリコン半導体と、ｉ型結晶質シリコン半導体と、ｎ型結晶質シリコン半導体とが基板１側から積層されたｐｉｎ接合を有していてもよい。尚、結晶質シリコンには、微結晶シリコンや多結晶シリコンが含まれるものとする。
【００３７】
さらに、上述した第１実施形態では、第２光電変換部３３は、ｐ型微結晶シリコン半導体と、ｉ型微結晶シリコン半導体と、ｎ型微結晶シリコン半導体とが基板１側から積層されたｐｉｎ接合を有するが、これに限定されるものではない。具体的には、第１光電変換部３１は、ｐ型非晶質シリコン半導体と、ｉ型非晶質シリコン半導体と、ｎ型非晶質シリコン半導体とが基板１側から積層されたｐｉｎ接合を有していてもよい。
【００３８】
また、上述した第１実施形態では、第１光電変換部３１および第２光電変換部３３は、ｐｉｎ接合を有するが、これに限定されるものではない。具体的には、第１光電変換部３１および第２光電変換部３３の少なくとも一方が、ｐ型シリコン半導体と、ｎ型シリコン半導体とが基板１側から積層されたｐｎ接合を有していてもよい。
【００３９】
また、上述した第１実施形態では、太陽電池１０は、基板１上に、受光面電極層２と、積層体３と、裏面電極層４とが順に積層された構成を有しているが、これに限定されるものではない。具体的には、太陽電池１０は、基板１上に、裏面電極層４と、積層体３と、受光面電極層２とが順に積層された構成を有していてもよい。
【００４０】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【実施例】
【００４１】
以下、本発明に係る太陽電池について、実施例を挙げて具体的に説明する。但し、本発明は、下記の実施例に示したものに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施することができるものである。
【００４２】
〈実施例〉
以下のようにして、実施例１に係る太陽電池１０を作製した。
【００４３】
まず、厚さ４ｍｍのガラス基板（基板１）上に、熱ＣＶＤにより表面に凹凸形状を有する６００ｎｍ厚のＳｎＯ２層（受光面電極層２）を形成した。
【００４４】
次に、ＳｎＯ２層（受光面電極層２）上に、プラズマＣＶＤ法を用いて、ｐ型非晶質シリコン半導体と、ｉ型非晶質シリコン半導体と、ｎ型非晶質シリコン半導体とを順次積層し、第１セル（第１光電変換部３１）を形成した。
【００４５】
プラズマＣＶＤ法としては、例えば、１３．５６ＭＨｚのＲＦプラズマＣＶＤを適用することが好適である。プラズマの投入電力密度は、５ｍＷ／ｃｍ２以上１００ｍＷ／ｃｍ２以下とすることが好ましい。
【００４６】
次に、第１光電変換部３１上に、プラズマＣＶＤ法を用いて、ＳｉＯからなる反射層３２を形成した。反射層３２形成する際には、成膜開始時から成膜終了時までにＣＯ２流量を１２０ｓｃｃｍから１８０ｓｃｃｍに一定の割合で増加させた。つまり、成膜開始時のＳｉＨ４流量に対するＣＯ２流量の流量比を１．０として規格化した場合（以後、成膜開始時のＳｉＨ４流量に対するＣＯ２流量の流量比を１．０として規格化したものを記載する）、成膜時にはＳｉＨ４流量を変えず、ＣＯ２流量のみを一定の割合で変えてＣＯ２／ＳｉＨ４流量比を１．０から１．５として反射層３２全体のＣＯ２／ＳｉＨ４流量比の平均が１．２５となるようにした。
【００４７】
なお、接する面の屈折率差が大きいほど反射率は大きくすることができるため、５５０ｎｍの波長の光に対するシリコンを主体とする材料の屈折率は４．３程度であることから、ＳｉＯからなる反射層３２全体での屈折率は２．４未満となるように反射層３２成膜時の平均ＣＯ２／ＳｉＨ４流量比を調整することが好適である。
【００４８】
また、ＣＯ２に代えて例えばＣＯやＯ２、さらにはＳｉＨ４に代えて例えばＳｉ２Ｈ６を用いてもよい。
【００４９】
次に、反射層３２上に、プラズマＣＶＤ法を用いて、ｐ型微結晶シリコン半導体と、ｉ型微結晶シリコン半導体と、ｎ型微結晶シリコン半導体とを積層し、第２光電変換部３３を形成した。
【００５０】
プラズマＣＶＤ法としては、第１光電変換部３１と同様に、例えば、１３．５６ＭＨｚのＲＦプラズマＣＶＤを適用することが好適である。プラズマの投入電力密度は、５ｍＷ／ｃｍ２以上１００ｍＷ／ｃｍ２以下とすることが好ましい。
【００５１】
次に、第２光電変換部３３上に、スパッタ法を用いて、ＺｎＯ層およびＡｇ層（裏面電極層４）を形成した。
【００５２】
上述した第１光電変換部３１、反射層３２および第２光電変換部３３の形成条件を表１に示す。尚、ＺｎＯ層およびＡｇ層（裏面電極層４）の厚さは、それぞれ９０ｎｍ、２００ｎｍとした。
【００５３】
【表１】
【００５４】
以上により、本実施例１では、図１に示すように、第１光電変換部３１と第２光電変換部３３との間に、第１光電変換部３１側から第２光電変換部３３側に向かって酸素濃度が高くなった微結晶ＳｉＯからなる反射層３２を有する太陽電池１０を形成した。
【００５５】
〈比較例１〉
以下のようにして、比較例１に係る太陽電池２０を作製した。
【００５６】
まず、上記実施例１および２と同様にして、厚さ４ｍｍのガラス基板（基板２１）上に、熱ＣＶＤにより表面に凹凸形状を有する６００ｎｍ厚のＳｎＯ２層（受光面電極層１２２）、第１光電変換部１３１を順次形成した。
【００５７】
次に、第１光電変換部１３１上に、プラズマＣＶＤ法を用いて、ＳｉＯからなる反射層１３２を形成した。本比較例１では、反射層１３２はＣＯ２／ＳｉＨ４流量比を１．０として一定の割合で供給し、形成した。つまり、実施例の成膜開始時のＳｉＨ４流量に対するＣＯ２流量の流量比のまま、流量比を変化させることなく反射層１３２の成膜を行った。
【００５８】
次に、上記実施例と同様にして、反射層１３２上に、第２光電変換部１３３、ＺｎＯ層およびＡｇ層（裏面電極層１４）を順次形成した。
【００５９】
上述した反射層１３２の形成条件を表２に示す。尚、第１光電変換部１３１、第２光電変換部１３３の形成条件は、上記実施例における形成条件と同様である。また、ＺｎＯ層およびＡｇ層（裏面電極層１４）の厚さは、上記実施例と同様に、それぞれ９０ｎｍ、２００ｎｍとした。
【００６０】
【表２】
【００６１】
以上により、本比較例では、図２に示すように、第１光電変換部１３１と第２光電変換部１３３との間に、ＣＯ２／ＳｉＨ４流量比を１．０として一定の割合で供給して形成し、一定の酸素濃度を有する微結晶ＳｉＯからなる反射層１３２を有する太陽電池２０を形成した。
【００６２】
〈比較例２〉
以下のようにして、比較例２に係る太陽電池３０を作製した。
【００６３】
まず、上記実施例１および２と同様にして、厚さ４ｍｍのガラス基板（基板２１）上に、熱ＣＶＤにより表面に凹凸形状を有する６００ｎｍ厚のＳｎＯ２層（受光面電極層２２２）、第１光電変換部１３１を順次形成した。
【００６４】
次に、第１光電変換部１３１上に、プラズマＣＶＤ法を用いて、ＳｉＯからなる反射層２３２を形成した。本比較例２では、反射層２３２はＣＯ２／ＳｉＨ４流量比を１．２５として一定の割合で供給し、形成した。
【００６５】
次に、上記実施例と同様にして、反射層２３２上に、第２光電変換部１３３、ＺｎＯ層およびＡｇ層（裏面電極層１４）を順次形成した。
【００６６】
上述した反射層２３２の形成条件を表３に示す。尚、第１光電変換部１３１、第２光電変換部１３３の形成条件は、上記実施例における形成条件と同様である。また、ＺｎＯ層およびＡｇ層（裏面電極層１４）の厚さは、上記実施例と同様に、それぞれ９０ｎｍ、２００ｎｍとした。
【００６７】
【表３】
【００６８】
以上により、本比較例では、図３に示すように、第１光電変換部１３１と第２光電変換部１３３との間に、ＣＯ２／ＳｉＨ４流量比を１．２５として一定の割合で供給して形成し、一定の酸素濃度を有する微結晶ＳｉＯからなる反射層２３２を有する太陽電池３０を形成した。
【００６９】
〈比較例３〉
以下のようにして、比較例３に係る太陽電池４０を作製した。
【００７０】
まず、上記実施例１および２と同様にして、厚さ４ｍｍのガラス基板（基板２１）上に、熱ＣＶＤにより表面に凹凸形状を有する６００ｎｍ厚のＳｎＯ２層（受光面電極層３２２）、第１光電変換部１３１を順次形成した。
【００７１】
次に、第１光電変換部１３１上に、プラズマＣＶＤ法を用いて、ＳｉＯからなる反射層３３２を形成した。本比較例３では、反射層３３２はＣＯ２／ＳｉＨ４流量比を１．５として一定の割合で供給し、形成した。
【００７２】
次に、上記実施例と同様にして、反射層３３２上に、第２光電変換部１３３、ＺｎＯ層およびＡｇ層（裏面電極層１４）を順次形成した。
【００７３】
上述した反射層３３２の形成条件を表４に示す。尚、第１光電変換部１３１、第２光電変換部１３３の形成条件は、上記実施例における形成条件と同様である。また、ＺｎＯ層およびＡｇ層（裏面電極層１４）の厚さは、上記実施例と同様に、それぞれ９０ｎｍ、２００ｎｍとした。
【００７４】
【表４】
【００７５】
以上により、本比較例では、図４に示すように、第１光電変換部１３１と第２光電変換部１３３との間に、ＣＯ２／ＳｉＨ４流量比を１．５として一定の割合で供給して形成し、一定の酸素濃度を有する微結晶ＳｉＯからなる反射層３３２を有する太陽電池４０を形成した。
【００７６】
〈特性評価〉
実施例、および比較例１〜３に係る太陽電池について、開放電圧、短絡電流、曲線因子および発電効率の各特性値の比較を行った。比較結果を表５に示す。尚、表５においては、比較例１における各特性値を１．００として規格化して表している。
【００７７】
【表５】
【００７８】
表５に示すように、実施例では、短絡電流については比較例１よりも増加し、また曲線因子については比較例２および比較例３よりも増加し、発電効率がいずれの比較例よりも高くなることが確認された。
【００７９】
短絡電流については、実施例に係る太陽電池２０では、比較例１に比べ、層中の酸素量を増加させて反射層３２全体としての屈折率を小さくしたことより第１光電変換部３１との屈折率差を大きくすることができたため、より多くの光を反射層３２に反射させることが可能になり、増加させることができたと考えられる。また、短絡電流からＣＯ２／ＳｉＨ４流量比を１．０から１．５に変えながら形成して酸素濃度が膜は、ＣＯ２／ＳｉＨ４流量比を１．２５と一定にして形成したものと同様の反射効果を有することも確認された。
【００８０】
曲線因子については、実施例に係る太陽電池２０では、比較例２および比較例３に比べ、第１光電変換部３１に接する側の反射層３２の酸素濃度を小さくすることができるため、太陽電池２０におけるシリーズ抵抗値を低下させることができたことにより増加させることができたと考えられる。
【００８１】
従って、短絡電流および曲線因子の改善により、より多くの光を第１光電変換部３１に入射させてより多くの光キャリアを発生させ、さらに第１光電変換部３１と反射層３２との界面でのロスを少なくすることにより、より多くの電流を取り出すことが可能となり、実施例では、いずれの比較例よりも発電効率を向上させることができることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の第１実施形態（実施例）に係る太陽電池１０の断面図である。
【図２】本発明の比較例１に係る太陽電池２０の断面図である。
【図３】本発明の比較例２に係る太陽電池３０の断面図である。
【図４】本発明の比較例３に係る太陽電池４０の断面図である。
【符号の説明】
【００８３】
１，１１…基板
２，１２…受光面電極層
３…積層体
３１，１３１，２３１，３３１…第１光電変換部
３２，１３２，２３２，３３２…反射層
３３，１３３，２３３，３３３…第２光電変換部
４，１４…裏面電極層
１０，２０，３０，４０…太陽電池
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光面電極層と、
前記受光面電極層上に積層された第１光電変換部と、
前記第１光電変換部上に積層されたＳｉＯからなる反射層と、
前記反射層上に積層された第２光電変換部と、
前記第２光電変換部上に積層された裏面電極層と、
を有し、
前記反射層の酸素濃度は、前記第１光電変換部側よりも前記第２光電変換部側の方が高くなっている
ことを特徴とする太陽電池。
【請求項２】
前記反射層の酸素濃度は、前記第１光電変換部側から前記第２光電変換部側に向かって徐々に又は段階的に高くなっていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】
前記反射層は、微結晶からなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の太陽電池。
【請求項４】
受光面電極層を形成する工程Ａと、
前記受光面電極層上に第１光電変換部を形成する工程Ｂと、
前記第１光電変換部上にＳｉＯからなる反射層を形成する工程Ｃと、
前記反射層上に第２光電変換部を形成する工程Ｄと、
前記第２光電変換部上に裏面電極層を形成する工程Ｅと、
を有し、
前記工程Ｃにおいて、前記反射層の酸素濃度が前記第１光電変換部側よりも前記第２光電変換部側の方が高くなるように形成されること
を特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項５】
前記工程Ｃは、前記反射層をシリコンを含むガスと酸素を含むガスとを用いたプラズマＣＶＤ法により形成する工程であって、酸素を含むガスの流量が成膜開始時に比べ、成膜終了時に多くなるようにして形成することを特徴とする請求項４に記載の太陽電池。
【請求項１】
受光面電極層と、
前記受光面電極層上に積層された第１光電変換部と、
前記第１光電変換部上に積層されたＳｉＯからなる反射層と、
前記反射層上に積層された第２光電変換部と、
前記第２光電変換部上に積層された裏面電極層と、
を有し、
前記反射層の酸素濃度は、前記第１光電変換部側よりも前記第２光電変換部側の方が高くなっている
ことを特徴とする太陽電池。
【請求項２】
前記反射層の酸素濃度は、前記第１光電変換部側から前記第２光電変換部側に向かって徐々に又は段階的に高くなっていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】
前記反射層は、微結晶からなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の太陽電池。
【請求項４】
受光面電極層を形成する工程Ａと、
前記受光面電極層上に第１光電変換部を形成する工程Ｂと、
前記第１光電変換部上にＳｉＯからなる反射層を形成する工程Ｃと、
前記反射層上に第２光電変換部を形成する工程Ｄと、
前記第２光電変換部上に裏面電極層を形成する工程Ｅと、
を有し、
前記工程Ｃにおいて、前記反射層の酸素濃度が前記第１光電変換部側よりも前記第２光電変換部側の方が高くなるように形成されること
を特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項５】
前記工程Ｃは、前記反射層をシリコンを含むガスと酸素を含むガスとを用いたプラズマＣＶＤ法により形成する工程であって、酸素を含むガスの流量が成膜開始時に比べ、成膜終了時に多くなるようにして形成することを特徴とする請求項４に記載の太陽電池。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−１８１５４４（Ｐ２０１１−１８１５４４Ａ）
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４１４８４（Ｐ２０１０−４１４８４）
【出願日】平成２２年２月２６日（２０１０．２．２６）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２６日（２０１０．２．２６）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
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