薄膜太陽電池基板
【課題】本発明は、高い耐熱性を有し、光閉じ込め効果の高い薄膜太陽電池基板を得ることを目的とする。
【解決手段】基材層上に電極層が形成された薄膜太陽電池基板であって、該電極層の厚みが１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下であり、該電極層の表面の凹凸の平均面粗さＲａが２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることを特徴とする薄膜太陽電池基板
【解決手段】基材層上に電極層が形成された薄膜太陽電池基板であって、該電極層の厚みが１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下であり、該電極層の表面の凹凸の平均面粗さＲａが２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることを特徴とする薄膜太陽電池基板
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は薄膜太陽電池の基板材料として有用な凹凸基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化防止などの環境対策や、化石燃料代替などのエネルギー対策として、太陽電池が注目されている。
【０００３】
太陽電池には、単結晶シリコン系太陽電池、多結晶シリコン系太陽電池、薄膜シリコン系太陽電池、化合物半導体系太陽電池、色素増感太陽電池などがある。さらに、前記薄膜シリコン系太陽電池には、アモルファスシリコン太陽電池からなる単接合型太陽電池、アモルファスシリコン太陽電池と微結晶シリコン太陽電池を積層した２接合型太陽電池、さらに３つの太陽電池を積層した３接合型太陽電池などがある。
【０００４】
上記の薄膜シリコン系太陽電池では、変換効率（光電変換効率）を向上させることが共通の課題となっている。この課題を解決するために、平坦基板上に凹凸を有した樹脂からなる透光層を形成したのち、透明電極層、非晶質半導体層、および裏面電極層を順次積層して、入射光をこの凹凸によって散乱させることにより、光電変換層を通過する光路長を長くして吸収光量を増加させる光閉じ込め効果を持たせた薄膜太陽電池が知られている。しかしながら、凹凸を有した樹脂からなる透光層は熱劣化により透光性が悪化して変換効率の高い太陽電池を実現することが困難であった。（特許文献１、２）
一方、透光層に耐熱性を持たせる方法として、平坦基板上の無機マトリックス材料に無機粒子を分散させて凹凸層を形成したのち、透明電極層、非晶質半導体層、および裏面電極層を順次積層した薄膜太陽電池が知られているが、透明導電層表面が平坦性を有することにより、透光層と透明電極層の界面での光散乱が小さく変換効率の高い太陽電池を実現することが困難であった。（特許文献３）
また、凹凸を有した透光層に耐熱性を持たせる別の手段として、基板上に金属酸化物からなる不連続な凹凸を形成した上に、透明電極層を形成する太陽電池基板が知られているが、凹凸の頂部と谷部に角があるため、光電変換層が薄くなる部位が生じやすく太陽電池が短絡する場合があり変換効率の高い太陽電池を実現することが困難であった。（特許文献４）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１９１６３２号公報
【特許文献２】特開２００９−２６０２７０号公報
【特許文献３】特開２００９−２１２５０７号公報
【特許文献４】特開２００９−１４０９３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、高い耐熱性を有し、光閉じ込め効果の高い薄膜太陽電池基板を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した目的を達成する本発明の薄膜太陽電池基板は、基材層上に電極層が形成された薄膜太陽電池基板であって、該電極層の厚みが１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下であり、該電極層の表面の凹凸の平均面粗さＲａが２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、薄膜太陽電池基板の電極層の表面に光閉じ込め効果の高い凹凸を形成することで、発電層で吸収される光量を増やすことができ、変換効率の高い薄膜太陽電池を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の薄膜太陽電池基板を用いた薄膜太陽電池の断面模式図である。
【図２】本発明の薄膜太陽電池基板の一例を示す断面模式図である。
【図３】本発明の薄膜太陽電池基板の一例を示す斜視模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面等を参照しながら、本発明の薄膜太陽電池基板についてさらに詳しく説明する。
［基材層／電極層からなる薄膜太陽電池基板］
本発明の薄膜太陽電池基板は、例えば、図１に示すような基材層６／電極層３により薄膜太陽電池基板７が構成される。
本発明における基材層６の、電極層３が形成される側の表面形状は、多数のドーム状突起が存在したものであることが好ましい。基材層６のドーム状突起形成方法は特に限定されないが、ウェットエッチング、ドライエッチング、熱式インプリント等の手段を用いることができる。基材層６の材質、表面処理、及びドーム状突起の詳細な説明は後述する。
【００１１】
本発明の電極層３の表面には凹凸が形成されている。電極層３の表面の凹凸は本発明で規定されるものであれば、凹凸形成方法は特に限定されない。電極層３の詳細な説明は後述する。
【００１２】
［平坦基板層／テクスチャ層／電極層からなる薄膜太陽電池基板］
薄膜太陽電池基板は、例えば図２及び図３に示すように、基材層６が平坦基板層１とテクスチャ層２の積層により構成されても良い。この場合は、平坦基板層１／テクスチャ層２／電極層３により薄膜太陽電池基板７が構成される。図２の薄膜太陽電池基板はテクスチャ層２がマトリックス材料１０と球形粒子１１からなる形態であり、図３の薄膜太陽電池基板はテクスチャ層２にレンズアレイ１２が賦形された形態である。レンズアレイとは、多数のレンズが２次元状に配列したものである。以下では、図２に示すような薄膜太陽電池基板７について説明する。
【００１３】
［平坦基板層］
薄膜太陽電池基板を構成する平坦基板層１は、特に限定はなく、ケイ酸塩系ガラス、ホウ酸系ガラス、リン酸系ガラス等の酸化物ガラス等を使用できる。これらの中で、平坦基板層１に含まれるアルカリ成分溶出による半導体の劣化を防止できるという理由から、アルカリ成分を含まない、いわゆる白板ガラスを使用することが好ましい。一方、アルカリ成分を含むいわゆる青板ガラスを使用する際には、平坦基板層１の表面にシリカなどからなるアルカリバリア層が形成されたものを用いることができる。また、平坦基板層１の密着性を向上させるために、平坦基板層１の表面を処理することもできる。平坦基板層１の表面処理としては、例えばシランカップリング剤コーティング、ＵＶ処理、オゾン処理、プラズマ処理、酸・アルカリ処理等が挙げられるが特に限定はない。
【００１４】
［テクスチャ層］
上記テクスチャ層２は、平坦基板層１の表面に積層されて凹凸を形成するのに好ましい。本願においてテクスチャとは、屈折率差のある界面での光反射による損失を減らして太陽電池の光吸収を増加させる機能や、屈折率差のある界面での光散乱により光路長を長くして太陽電池の光吸収を増加させる機能を得るための形状である。テクスチャ層２は少なくともマトリックス材料１０と球形粒子１１からなるものが好ましく例示される。球形粒子１１の球形とは、真球度で表すことができ、その真球度が０．８以上のものが好ましく、０．９以上のものがより好ましい。真球度の上限は１である。真球度が０．８未満であると、テクスチャ層２の表面に角や突起が形成されやすく太陽電池が短絡する場合がある。ここでいう真球度とは、走査型電子顕微鏡にて、粒子を観察して短径を長径で除算した比を算出したときの、粒子３０個の平均値である。球形粒子１１は、テクスチャ層２の表面が凹凸となるように一部はマトリックス材料１０から露出していることが好ましい。このような構成にすることによって、テクスチャ層２の表面に多数の凹凸を設けることができる。
【００１５】
テクスチャ層２の材料には、電極層３や図１に示すような光電変換層４および裏面電極層５を形成するプロセスへの適性として耐熱性と低脱ガス性が求められ、また太陽電池の適性として耐紫外線性と長期耐熱性が求められる。これらの観点から、テクスチャ層２のマトリックス材料１０としては、ポリシロキサンを質量比８０％以上の成分とすること、テクスチャ層２の球形粒子１１としては、シリカ粒子を質量比８０％以上の成分とすることが好ましい。ポリシロキサンとは、下記一般式（１）で表されるオルガノシランの１種類以上を加水分解・重縮合反応させることによって合成される、シロキサン骨格をもつものである。
【００１６】
（Ｒ１）ｎ−Ｓｉ−（ＯＲ２）４−ｎ （１）
式中、Ｒ１は水素、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数２〜１０のアルケニル基、炭素数６〜１５のアリール基のいずれかを表し、複数のＲ１はそれぞれ同じでも異なっていてもよい。Ｒ２は水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数２〜６のアシル基、炭素数６〜１５のアリール基のいずれかを表し、複数のＲ２はそれぞれ同じでも異なっていてもよい。ｎは０から３の整数を表す。
【００１７】
一般式（１）で表されるオルガノシランにおいて、Ｒ１のアルキル基、アルケニル基、アリール基はいずれも無置換体、置換体のどちらでもよく、組成物の特性に応じて選択できる。アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプルピル基、ｎ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−デシル基、トリフルオロメチル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基、３−グリシドキシプロピル基、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル基、［（３−エチル３−オキセタニル）メトキシ］プロピル基、３−アミノプロピル基、３−メルカプトプロピル基、３−イソシアネートプロピル基が挙げられる。アルケニル基の具体例としては、ビニル基、３−アクリロキシプロピル基、３−メタクリロキシプロピル基が挙げられる。アリール基の具体例としては、フェニル基、トリル基、ｐ−ヒドロキシフェニル基、１−（ｐ−ヒドロキシフェニル）エチル基、２−（ｐ−ヒドロキシフェニル）エチル基、４−ヒドロキシ−５−（ｐ−ヒドロキシフェニルカルボニルオキシ）ペンチル基、ナフチル基が挙げられる。
【００１８】
一般式（１）で表されるオルガノシランにおいてＲ２のアルキル基、アシル基、アリール基はいずれも無置換体、置換体のどちらでもよく、組成物の特性に応じて選択できる。アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基が挙げられる。アシル基の具体例としては、アセチル基が挙げられる。アリール基の具体例としてはフェニル基が挙げられる。
【００１９】
一般式（１）の、ｎ＝０の場合は４官能性シラン、ｎ＝１の場合は３官能性シラン、ｎ＝２の場合は２官能性シラン、ｎ＝３の場合は1官能性シランである。
【００２０】
一般式（１）で表されるオルガノシランの具体例としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラアセトキシシラン、テトラフェノキシシランなどの４官能性シラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、メチルトリｎ−ブトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリｎ−ブトキシシラン、ｎ−プロピルトリメトキシシラン、ｎ−プロピルトリエトキシシラン、ｎ−ブチルトリメトキシシラン、ｎ−ブチルトリエトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、トリフルオロメチルトリメトキシシラン、トリフルオロメチルトリエトキシシラン、３，３，３−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリエトキシシランなどの３官能性シラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジアセトキシシラン、ジｎ−ブチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシランなどの２官能性シラン、トリメチルメトキシシラン、トリｎ−ブチルエトキシシランなどの１官能性シランが挙げられる。
【００２１】
これらのオルガノシランは単独で使用しても、２種類以上を組み合わせて使用してもよいが、テクスチャ層のクラック防止の観点から３官能性シランと２官能性シランを組み合わせることが好ましい。
【００２２】
テクスチャ層２の表面の凹凸を構成する球形粒子１１の材料は、例えば、ガラス粒子、シリカ粒子、硫酸バリウム粒子、酸化チタン粒子、硫酸マグネシウム粒子、炭酸マグネシウム粒子、炭酸カルシウム粒子等の無機粒子、またはアクリル系樹脂粒子、有機シリコーン系樹脂粒子、ポリスチレン系樹脂粒子、ポリオレフィン系樹脂粒子、ポリエステル系樹脂粒子、尿素樹脂粒子、ホルムアルデヒド縮合物粒子、フッ素樹脂粒子等の有機粒子などが挙げられるが、低光吸収性およびマトリックス材料１０に分散したときの高光透過性の観点からシリカ粒子が好ましい。
【００２３】
テクスチャ層２の表面の凹凸を構成する球形粒子１１の数平均粒径は、１５０ｎｍ〜５００ｎｍが好ましく、２００ｎｍ〜４００ｎｍがより好ましい。数平均粒径が１５０ｎｍ未満であると光散乱が弱く太陽電池の効率が低くなる場合があり、５００ｎｍ超であると凹凸が大きくなり太陽電池の短絡が増加する場合がある。
【００２４】
テクスチャ層２の表面の凹凸を構成する球形粒子１１の含有量は、１０〜６０質量％が好ましく、２０〜５０質量％がより好ましい。１０質量％未満であると、テクスチャ層２の表面に球形粒子１１が露出できずに平滑になり、凹凸を形成できない場合がある。６０質量％を超えると、マトリックス材料１０が不足することでテクスチャ層２の強度が低下し、擦過などにより球形粒子１１が脱落する場合がある。
【００２５】
平坦基板層１の表面にテクスチャ層２を形成するのに使用するマトリックス材料１０、球形粒子１１、溶媒からなる溶液を塗工する方法としては、例えばグラビアコート、ロールコート、スピンコート、スリットコート、リバースコート、バーコート、スクリーンコート、ブレードコート、エアーナイフコート、ディップコートなど特に限定はない。塗工後、マトリックス材料１０の重合を進行させてガラス化するために高温熱処理することもできる。高温熱処理する際は、平坦基板層１の表面にテクスチャ層２を形成してから熱処理を行なう。熱処理温度は１５０℃以上１０００℃以下が好ましく、２００℃以上８００℃以下がより好ましく、２５０℃以上４００℃以下がさらに好ましい。１５０℃未満で処理した場合、十分に縮合が進行せず、十分に固化できずに耐熱性や密着性が悪くなる場合がある。一方、１０００℃より高い温度で熱処理した場合、収縮によるクラックや層剥れが起こる場合がある。また、高温熱処理の前に、処理温度よりも低い温度でプレベークしても良い。
【００２６】
また、テクスチャ層２を形成するのに使用する塗液は必要に応じてシランカップリング剤、界面活性剤、架橋剤、反応促進剤等の添加剤を含むことができる。シランカップリング剤を含有する場合、平坦基板層１とテクスチャ層２の密着性が向上する。
【００２７】
テクスチャ層２の体積平均厚みは０．１５μｍ〜５μｍであることが好ましく、０．２μｍ〜３μｍであることがより好ましい。０．１５μｍより薄い場合、シロキサンゾルの塗工においてマトリックス材料１０が球形粒子１１に対して不足して、球形粒子１１が脱落する場合がある。一方５μｍより厚い場合、収縮によるクラックや層剥れが起こる場合がある。
テクスチャ層２の表面の凹凸の平均面粗さＲａは、２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましい。２０ｎｍ未満の場合、光散乱が弱く太陽電池の光吸収が減少する場合がある。２００ｎｍを越えると凹凸の突起が大きく太陽電池の短絡が増加する場合がある。
テクスチャ層２には、テクスチャ層２の表面の凹凸を構成する球形粒子１１とは異なる、直径が１００ｎｍ未満の粒子を含むことができる。直径が１００ｎｍ未満の粒子を含有する場合、太陽電池の感度である波長３００ｎｍ以上の光に対する透過率及び散乱には影響を及ぼさずに、テクスチャ層２の高温熱処理時の耐クラック性が良好になり、またテクスチャ層２の屈折率の調整も可能であり、テクスチャ層２の物性の改質に好適に使用することができる。
【００２８】
［電極層］
電極層３の製法はスパッタリング法もしくはＣＶＤ法が好ましく、スパッタリング法がより好ましい。スパッタリング法は、電極層３の凹凸の平均面粗さＲａが製膜の過程で小さくなりやすく、光散乱が弱くなり太陽電池の効率を損なう場合がある。ＣＶＤ法は、電極層３の凹凸の平均面粗さＲａが製膜の過程で大きくなりやすく、凹凸の突起が大きくなり太陽電池が短絡する場合がある。
薄膜太陽電池基板を構成する電極層３の厚みは１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。より好ましくは１５０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下である。１００ｎｍより薄いとテクスチャ層２上の電極層３のカバレッジが悪くなり、部分的に薄いところでは電気抵抗の増加、部分的にテクスチャ層２が露出したところでは短絡が生じて太陽電池の効率を損なう。５００ｎｍより厚いと、スパッタリング法では電極層３の凹凸の平均面粗さＲａが小さくなり、ＣＶＤ法では電極層３の凹凸の平均面粗さＲａが大きくなることで太陽電池の効率を損なう。
【００２９】
電極層３の凹凸の平均面粗さＲａは、２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。２０ｎｍ未満の場合、光散乱が弱く太陽電池の光吸収が減少する。２００ｎｍを越えると凹凸の突起が大きく太陽電池の短絡が増加する。
【００３０】
電極層３の材料は、酸化亜鉛系の導電性金属酸化物を挙げることができる。また、導電性金属酸化物に不純物をドープしてもよい。例えば、酸化亜鉛にインジウム、アルミニウム、ガリウムをドープしたりすることもできる。特に、例えば図１に示すような光電変換層４の作製工程において、導電性金属酸化物が水素プラズマに曝されて還元され透明性を損なわない観点で、酸化亜鉛にインジウム、アルミニウム、ガリウムをドープした還元雰囲気に強い酸化亜鉛系材料からなる、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、アルミニウム亜鉛酸化物（ＡＺＯ）、ガリウム亜鉛酸化物（ＧＺＯ）が特に好ましい。
【００３１】
［ドーム状突起］
薄膜太陽電池基板を構成する基材層６の表面には、例えば図３に示すような多数のドーム状突起が存在していることが好ましい。
【００３２】
基材層６のドーム状突起の数平均直径は５０ｎｍ以上７００ｎｍ以下が好ましい。５０ｎｍ未満の場合、光散乱が弱く太陽電池の光吸収が減少する場合がある。７００ｎｍを越えるとドーム状突起が大きく太陽電池の短絡が増加する場合がある。基材層６のドーム状突起の数平均直径は、球形粒子１１のサイズを調整したり、マトリックス材料１０から球形粒子１１が突出する量をコーティングで調整する手段が好ましく例示されるが、特に限定されない。
【００３３】
［薄膜太陽電池基板の光吸収率］
薄膜太陽電池基板７は、基材層６の電極層３とは反対側の表面から垂直に光入射したときの３５０ｎｍ波長の光吸収率は４０％以下が好ましい。４０％を超えると薄膜太陽電池基板７の光吸収が多くなり太陽電池の効率を損なう場合がある。
［薄膜太陽電池基板を用いることができる薄膜太陽電池］
例えば図１に示すような薄膜太陽電池基板において、好適に用いることができる太陽電池の光電変換層４を構成する材料は、薄膜シリコン系太陽電池、化合物半導体系太陽電池が挙げられる。また、太陽電池の光電変換層の積層数は特に限定されず、複数の異なるバンドギャップを持つ光電変換層４を積み重ねた多接合構造でも構わない。
【実施例】
【００３４】
本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明は実施例のみに限定されるものではない。
【００３５】
（１）電極層の厚み
薄膜太陽電池基板の断面を日立ハイテクノロジーズ社製ＳＥＭ型番Ｓ−３４００Ｎで撮像し、基材層の厚みと直交する方向に１１等分した場合に境界となる１０点について、テクスチャ層の表面から、電極層の表面までを、基板層と直交する方向で実測して、１０点の平均厚みを電極層の厚みとした。撮像の倍率は、電極層の厚みが０．１μｍ未満の場合は５００００倍、０．１μｍ以上の場合は２００００倍とする。
【００３６】
（２）電極層、テクスチャ層の平均面粗さＲａ
薄膜太陽電池を作製する工程中で、平坦基板層にテクスチャ層を形成した際にテクスチャ層の表面を、次いでテクスチャ層に電極層を形成した際に電極層の表面を、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を使用して下記条件で凹凸を測定して解析した。解析は□１０μｍの平均面粗さＲａを測定したが、異物等により凹凸より明らかに大きな突起物が□１０μｍに存在する場合は、視野を再選択してから測定した。
システム：デジタルインスツルメンツ社製ＮａｎｏＳｃｏｐｅIIIａ／ＭＭＡＦＭ
スキャナ：ＡＳ−１３０（Ｊ−Ｓｃａｎｎｅｒ）
プローブ：ＮＣＨ−Ｗ型 単結晶シリコン（ナノワールド社製）
走査モード：タッピングモード
走査範囲：□１０μｍ
走査速度：０．３Ｈｚ
（３）基材層のドーム状突起の数平均直径
薄膜太陽電池を作製する工程中で、平坦基板層にテクスチャ層を形成して基材層を作製した際に、基材層のドーム状突起の表面を、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を使用して下記条件で測定して解析した。解析は、基材層と水平方向をＸＹ、また基材層と垂直方向をＺとして、３次元プロファイル形状を確認したときに、１個のドーム状突起の周囲のＺ極小部で作られる外縁に注目して、この外縁のＸＹ平面に平行な長さが最大になる長軸について、ＸＹ平面内での最大長さをドーム状突起の直径として計測し、ドーム状突起５０個以上の直径の平均値を数平均直径とした。また、異物等によりドーム状突起より明らかに大きな突起物が□１０μｍに存在する場合は、視野を再選択してから測定した。
システム：デジタルインスツルメンツ社製ＮａｎｏＳｃｏｐｅIIIａ／ＭＭＡＦＭ
スキャナ：ＡＳ−１３０（Ｊ−Ｓｃａｎｎｅｒ）
プローブ：ＮＣＨ−Ｗ型 単結晶シリコン（ナノワールド社製）
走査モード：タッピングモード
走査範囲：□１０μｍ
走査速度：０．３Ｈｚ
（４）テクスチャ層中の球形粒子の数平均粒径
薄膜太陽電池基板の断面をＴＯＰＣＯＮ社製ｍｉｎｉＳＥＭ型番ＡＢＴ−３２で観察して、倍率５０００〜４００００倍の範囲で球形粒子が観察できる倍率を選択して、球形粒子を観察した。観察箇所を変えて粒子の最大径が０．１μｍ以上の粒子個数５０個以上について粒径を測長し、その平均値を数平均粒径とした。
【００３７】
（５）薄膜太陽電池基板の光吸収率
島津製作所製の紫外可視赤外分光光度計、型番ＵＶ−３１５０を使用して、薄膜太陽電池基板を基材層側から垂直に光入射するように配置して、３５０ｎｍの全光透過率と相対反射率を測定して下式により光吸収率を算出することで、３５０ｎｍ波長の光吸収率を求めた。
光吸収率（３５０ｎｍ）＝１００−全光透過率（３５０ｎｍ）−相対反射率（３５０ｎｍ）
（６）太陽電池特性の評価
２５℃の雰囲気中で、ソーラーシミュレータによってＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ２の擬似太陽光を作り出し、これを作製した太陽電池モジュールサンプルに照射し、太陽電池モジュールサンプルに掃引電圧を印加しながら電流値を測定することによってＩＶ特性曲線を得て、開放電圧、曲線因子、短絡電流、および変換効率を計算した。
実施例および比較例では、電圧０Ｖのときの電流値、すなわち短絡電流値を評価値とした。ここで短絡電流とは、抵抗値がゼロの時の電流値、すなわち太陽電池セル内での電荷の発生量である。そのため、この短絡電流値が大きくなれば、薄膜太陽電池基板によって光電変換層での光吸収量が増加したことになり、効果的な光閉じ込めが得られたと言える。
テクスチャ層による短絡電流値の増減について以下のように評価した。
○：平坦基板層／電極層からなるテクスチャ層を設けていない太陽電池基板による薄膜太陽電池に対して、短絡電流の増加が１５％以上。
△：平坦基板層／電極層からなるテクスチャ層を設けていない太陽電池基板による薄膜太陽電池に対して、短絡電流の増加が０％以上１５％未満。
×：平坦基板層／電極層からなるテクスチャ層を設けていない太陽電池基板による薄膜太陽電池に対して、短絡電流の増加が０％未満。
【００３８】
〔実施例１〕
メチルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるメチルシロキサンと、フェニルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるフェニルシロキサンと、ジメチルジメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるジメチルシロキサンと、数平均粒径２０ｎｍのシリカ粒子を、質量比１７．５：５０：５：２７．５で混合してマトリックス材料を得た。次に、数平均粒径３００ｎｍのシリカ球形粒子と、マトリックス材料を、質量比４：６で混合して、ジアセトンアルコールで固形分１２質量％に希釈してコーティング溶液を得た。次に、１辺３０ｍｍ四方で厚さ１．１ｍｍの低アルカリケイ酸塩ガラス基板（コーニング１７３７）の表面に、コーティング溶液をスピンコート法により１５００ｒｐｍで塗布し、１２０℃で５分間プレベークした後、２７０℃で１時間キュアすることによって平坦基板層／テクスチャ層を得た。次に、スパッタ装置を用いて、テクスチャ層の上にガリウム亜鉛酸化物（ＧＺＯ）を製膜して電極層を形成して薄膜太陽電池基板を得た。
次に、プラズマＣＶＤ装置を用いて、電極層の上に、膜厚１５ｎｍのｐ型アモルファスシリコン層、膜厚４００ｎｍのｉ型アモルファスシリコン層、膜厚３０ｎｍのｎ型アモルファスシリコン層をこの順序で成膜し、ｐ−ｉ−ｎ型の光電変換層を形成した。次に、スパッタ装置を用いて膜厚１００ｎｍのインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を成膜して、次いで真空蒸着装置により膜厚２００ｎｍの銀を成膜して、透明電極と金属電極とからなる裏面電極層を形成して、「スーパーストレートタイプ」の太陽電池サンプルを作製した。結果を表１に示す。
【００３９】
〔実施例２〕
メチルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるメチルシロキサンと、フェニルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるフェニルシロキサンと、ジメチルジメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるジメチルシロキサンと、数平均粒径２０ｎｍのシリカ粒子を、質量比１７．５：５０：５：２７．５で混合してマトリックス材料を得た。次に、数平均粒径３００ｎｍのシリカ球形粒子と、マトリックス材料を、質量比４：６で混合して、ジアセトンアルコールで固形分９質量％に希釈してコーティング溶液を得た。次に、１辺３０ｍｍ四方で厚さ１．１ｍｍの低アルカリケイ酸塩ガラス基板（コーニング１７３７）の表面に、コーティング溶液をスピンコート法により１５００ｒｐｍで塗布し、１２０℃で５分間プレベークした後、２７０℃で１時間キュアすることによって平坦基板層／テクスチャ層を得た。次に、スパッタ装置を用いて、テクスチャ層の上にガリウム亜鉛酸化物（ＧＺＯ）を製膜して電極層を形成して薄膜太陽電池基板を得た。
次に、プラズマＣＶＤ装置を用いて、電極層の上に、膜厚１５ｎｍのｐ型アモルファスシリコン層、膜厚４００ｎｍのｉ型アモルファスシリコン層、膜厚３０ｎｍのｎ型アモルファスシリコン層をこの順序で成膜し、ｐ−ｉ−ｎ型の光電変換層を形成した。次に、スパッタ装置を用いて膜厚１００ｎｍのインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を成膜して、次いで真空蒸着装置により膜厚２００ｎｍの銀を成膜して、透明電極と金属電極とからなる裏面電極層を形成して、「スーパーストレートタイプ」の太陽電池サンプルを作製した。結果を表１に示す。
【００４０】
〔実施例３〕
メチルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるメチルシロキサンと、フェニルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるフェニルシロキサンと、ジメチルジメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるジメチルシロキサンと、数平均粒径２０ｎｍのシリカ粒子を、質量比１７．５：５０：５：２７．５で混合してマトリックス材料を得た。次に、数平均粒径３００ｎｍのシリカ球形粒子と、マトリックス材料を、質量比４５：５５で混合して、ジアセトンアルコールで固形分１０質量％に希釈してコーティング溶液を得た。次に、１辺３０ｍｍ四方で厚さ１．１ｍｍの低アルカリケイ酸塩ガラス基板（コーニング１７３７）の表面に、コーティング溶液をスピンコート法により１５００ｒｐｍで塗布し、１２０℃で５分間プレベークした後、２７０℃で１時間キュアすることによって平坦基板層／テクスチャ層を得た。次に、スパッタ装置を用いて、テクスチャ層の上にガリウム亜鉛酸化物（ＧＺＯ）を製膜して電極層を形成して薄膜太陽電池基板を得た。
次に、プラズマＣＶＤ装置を用いて、電極層の上に、膜厚１５ｎｍのｐ型アモルファスシリコン層、膜厚４００ｎｍのｉ型アモルファスシリコン層、膜厚３０ｎｍのｎ型アモルファスシリコン層をこの順序で成膜し、ｐ−ｉ−ｎ型の光電変換層を形成した。次に、スパッタ装置を用いて膜厚１００ｎｍのインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を成膜して、次いで真空蒸着装置により膜厚２００ｎｍの銀を成膜して、透明電極と金属電極とからなる裏面電極層を形成して、「スーパーストレートタイプ」の太陽電池サンプルを作製した。結果を表１に示す。
【００４１】
〔実施例４〕
メチルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるメチルシロキサンと、フェニルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるフェニルシロキサンと、ジメチルジメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるジメチルシロキサンと、数平均粒径２０ｎｍのシリカ粒子を、質量比１７．５：５０：５：２７．５で混合してマトリックス材料を得た。次に、数平均粒径３００ｎｍのシリカ球形粒子と、マトリックス材料を、質量比４：６で混合して、ジアセトンアルコールで固形分９質量％に希釈してコーティング溶液を得た。次に、１辺３０ｍｍ四方で厚さ１．１ｍｍの低アルカリケイ酸塩ガラス基板（コーニング１７３７）の表面に、コーティング溶液をスピンコート法により１５００ｒｐｍで塗布し、１２０℃で５分間プレベークした後、２７０℃で１時間キュアすることによって平坦基板層／テクスチャ層を得た。次に、ＣＶＤ装置を用いて、テクスチャ層の上にアルミニウム亜鉛酸化物（ＡＺＯ）を製膜して電極層を形成して薄膜太陽電池基板を得た。
次に、プラズマＣＶＤ装置を用いて、電極層の上に、膜厚１５ｎｍのｐ型アモルファスシリコン層、膜厚４００ｎｍのｉ型アモルファスシリコン層、膜厚３０ｎｍのｎ型アモルファスシリコン層をこの順序で成膜し、ｐ−ｉ−ｎ型の光電変換層を形成した。次に、スパッタ装置を用いて膜厚１００ｎｍのインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を成膜して、次いで真空蒸着装置により膜厚２００ｎｍの銀を成膜して、透明電極と金属電極とからなる裏面電極層を形成して、「スーパーストレートタイプ」の太陽電池サンプルを作製した。結果を表１に示す。
【００４２】
〔実施例５〕
メチルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるメチルシロキサンと、フェニルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるフェニルシロキサンと、ジメチルジメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるジメチルシロキサンと、数平均粒径２０ｎｍのシリカ粒子を、質量比１７．５：５０：５：２７．５で混合してマトリックス材料を得た。次に、数平均粒径３００ｎｍのシリカ球形粒子と、マトリックス材料を、質量比４：６で混合して、ジアセトンアルコールで固形分９質量％に希釈してコーティング溶液を得た。次に、１辺３０ｍｍ四方で厚さ１．１ｍｍの低アルカリケイ酸塩ガラス基板（コーニング１７３７）の表面に、コーティング溶液をスピンコート法により１５００ｒｐｍで塗布し、１２０℃で５分間プレベークした後、２７０℃で１時間キュアすることによって平坦基板層／テクスチャ層を得た。次に、スパッタ装置を用いて、テクスチャ層の上にガリウム亜鉛酸化物（ＧＺＯ）を製膜して電極層を形成して薄膜太陽電池基板を得た。
【００４３】
次に、プラズマＣＶＤ装置を用いて、電極層の上に、膜厚１５ｎｍのｐ型アモルファスシリコン層、膜厚４００ｎｍのｉ型アモルファスシリコン層、膜厚３０ｎｍのｎ型アモルファスシリコン層をこの順序で成膜し、ｐ−ｉ−ｎ型の光電変換層を形成した。次に、スパッタ装置を用いて膜厚１００ｎｍのインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を成膜して、次いで真空蒸着装置により膜厚２００ｎｍの銀を成膜して、透明電極と金属電極とからなる裏面電極層を形成して、「スーパーストレートタイプ」の太陽電池サンプルを作製した。結果を表１に示す。
【００４４】
［実施例６］
メチルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるメチルシロキサンと、フェニルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるフェニルシロキサンと、ジメチルジメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるジメチルシロキサンと、数平均粒径２０ｎｍのシリカ粒子を、質量比１７．５：５０：５：２７．５で混合してマトリックス材料を得た。次に、数平均粒径３００ｎｍのシリカ球形粒子と、マトリックス材料を、質量比４：６で混合して、ジアセトンアルコールで固形分９質量％に希釈してコーティング溶液を得た。次に、１辺３０ｍｍ四方で厚さ１．１ｍｍの低アルカリケイ酸塩ガラス基板（コーニング１７３７）の表面に、コーティング溶液をスピンコート法により１５００ｒｐｍで塗布し、１２０℃で５分間プレベークした後、２７０℃で１時間キュアすることによって平坦基板層／テクスチャ層を得た。次に、スパッタ装置を用いて、テクスチャ層の上にガリウム亜鉛酸化物（ＧＺＯ）を製膜して電極層を形成して薄膜太陽電池基板を得た。
次に、プラズマＣＶＤ装置を用いて、電極層の上に、膜厚１５ｎｍのｐ型アモルファスシリコン層、膜厚４００ｎｍのｉ型アモルファスシリコン層、膜厚３０ｎｍのｎ型アモルファスシリコン層をこの順序で成膜し、ｐ−ｉ−ｎ型の光電変換層を形成した。次に、スパッタ装置を用いて膜厚１００ｎｍのインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を成膜して、次いで真空蒸着装置により膜厚２００ｎｍの銀を成膜して、透明電極と金属電極とからなる裏面電極層を形成して、「スーパーストレートタイプ」の太陽電池サンプルを作製した。結果を表１に示す。
【００４５】
〔実施例７〕
メチルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるメチルシロキサンと、フェニルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるフェニルシロキサンと、ジメチルジメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるジメチルシロキサンと、数平均粒径２０ｎｍのシリカ粒子を、質量比１７．５：５０：５：２７．５で混合してマトリックス材料を得た。次に、数平均粒径３００ｎｍのシリカ球形粒子と、マトリックス材料を、質量比４：６で混合して、ジアセトンアルコールで固形分１０質量％に希釈してコーティング溶液を得た。次に、１辺３０ｍｍ四方で厚さ１．１ｍｍの低アルカリケイ酸塩ガラス基板（コーニング１７３７）の表面に、コーティング溶液をスピンコート法により１５００ｒｐｍで塗布し、１２０℃で５分間プレベークした後、２７０℃で１時間キュアすることによって平坦基板層／テクスチャ層を得た。次に、スパッタ装置を用いて、テクスチャ層の上にアルミニウム亜鉛酸化物（ＡＺＯ）を製膜して電極層を形成して薄膜太陽電池基板を得た。
次に、プラズマＣＶＤ装置を用いて、電極層の上に、膜厚１５ｎｍのｐ型アモルファスシリコン層、膜厚４００ｎｍのｉ型アモルファスシリコン層、膜厚３０ｎｍのｎ型アモルファスシリコン層をこの順序で成膜し、ｐ−ｉ−ｎ型の光電変換層を形成した。次に、スパッタ装置を用いて膜厚１００ｎｍのインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を成膜して、次いで真空蒸着装置により膜厚２００ｎｍの銀を成膜して、透明電極と金属電極とからなる裏面電極層を形成して、「スーパーストレートタイプ」の太陽電池サンプルを作製した。結果を表１に示す。
【００４６】
〔比較例１〕
一辺３０ｍｍ四方で厚さ１．１ｍｍの低アルカリケイ酸塩ガラス基板（コーニング製１７３７）に、テクスチャ層を作製しないで、スパッタ装置を用いて、基板の上にガリウム亜鉛酸化物（ＧＺＯ）を製膜して電極層を形成することで、平坦基板層／平坦電極層からなる薄膜太陽電池基板を得た。
次に、プラズマＣＶＤ装置を用いて、電極層の上に、膜厚１５ｎｍのｐ型アモルファスシリコン層、膜厚４００ｎｍのｉ型アモルファスシリコン層、膜厚３０ｎｍのｎ型アモルファスシリコン層をこの順序で成膜し、ｐ−ｉ−ｎ型の光電変換層を形成した。次に、スパッタ装置を用いて膜厚１００ｎｍのインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を成膜して、次いで真空蒸着装置により膜厚２００ｎｍの銀を成膜して、透明電極と金属電極とからなる裏面電極層を形成して、「スーパーストレートタイプ」の太陽電池サンプルを作製した。結果を表１に示す。
【００４７】
〔比較例２〕
メチルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるメチルシロキサンと、フェニルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるフェニルシロキサンと、ジメチルジメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるジメチルシロキサンと、数平均粒径２０ｎｍのシリカ粒子を、質量比１７．５：５０：５：２７．５で混合してマトリックス材料を得た。次に、数平均粒径３００ｎｍのシリカ球形粒子と、マトリックス材料を、質量比４：６で混合して、ジアセトンアルコールで固形分９質量％に希釈してコーティング溶液を得た。次に、１辺３０ｍｍ四方で厚さ１．１ｍｍの低アルカリケイ酸塩ガラス基板（コーニング１７３７）の表面に、コーティング溶液をスピンコート法により１５００ｒｐｍで塗布し、１２０℃で５分間プレベークした後、２７０℃で１時間キュアすることによって平坦基板層／テクスチャ層を得た。次に、スパッタ装置を用いて、テクスチャ層の上にガリウム亜鉛酸化物（ＧＺＯ）を製膜して電極層を形成して薄膜太陽電池基板を得た。
次に、プラズマＣＶＤ装置を用いて、電極層の上に、膜厚１５ｎｍのｐ型アモルファスシリコン層、膜厚４００ｎｍのｉ型アモルファスシリコン層、膜厚３０ｎｍのｎ型アモルファスシリコン層をこの順序で成膜し、ｐ−ｉ−ｎ型の光電変換層を形成した。次に、スパッタ装置を用いて膜厚１００ｎｍのインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を成膜して、次いで真空蒸着装置により膜厚２００ｎｍの銀を成膜して、透明電極と金属電極とからなる裏面電極層を形成して、「スーパーストレートタイプ」の太陽電池サンプルを作製した。結果を表１に示す。
【００４８】
〔比較例３〕
メチルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるメチルシロキサンと、フェニルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるフェニルシロキサンと、ジメチルジメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるジメチルシロキサンと、数平均粒径２０ｎｍのシリカ粒子を、質量比１７．５：５０：５：２７．５で混合してマトリックス材料を得た。次に、数平均粒径３００ｎｍのシリカ球形粒子と、マトリックス材料を、質量比４：６で混合して、ジアセトンアルコールで固形分１２質量％に希釈してコーティング溶液を得た。次に、１辺３０ｍｍ四方で厚さ１．１ｍｍの低アルカリケイ酸塩ガラス基板（コーニング１７３７）の表面に、コーティング溶液をスピンコート法により１５００ｒｐｍで塗布し、１２０℃で５分間プレベークした後、２７０℃で１時間キュアすることによって平坦基板層／テクスチャ層を得た。次に、スパッタ装置を用いて、テクスチャ層の上にガリウム亜鉛酸化物（ＧＺＯ）を製膜して電極層を形成して薄膜太陽電池基板を得た。
次に、プラズマＣＶＤ装置を用いて、電極層の上に、膜厚１５ｎｍのｐ型アモルファスシリコン層、膜厚４００ｎｍのｉ型アモルファスシリコン層、膜厚３０ｎｍのｎ型アモルファスシリコン層をこの順序で成膜し、ｐ−ｉ−ｎ型の光電変換層を形成した。次に、スパッタ装置を用いて膜厚１００ｎｍのインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を成膜して、次いで真空蒸着装置により膜厚２００ｎｍの銀を成膜して、透明電極と金属電極とからなる裏面電極層を形成して、「スーパーストレートタイプ」の太陽電池サンプルを作製した。結果を表１に示す。
【００４９】
〔比較例４〕
メチルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるメチルシロキサンと、フェニルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるフェニルシロキサンと、ジメチルジメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるジメチルシロキサンと、数平均粒径２０ｎｍのシリカ粒子を、質量比１７．５：５０：５：２７．５で混合してマトリックス材料を得た。次に、数平均粒径３００ｎｍのシリカ球形粒子と、マトリックス材料を、質量比４：６で混合して、ジアセトンアルコールで固形分９質量％に希釈してコーティング溶液を得た。次に、１辺３０ｍｍ四方で厚さ１．１ｍｍの低アルカリケイ酸塩ガラス基板（コーニング１７３７）の表面に、コーティング溶液をスピンコート法により１５００ｒｐｍで塗布し、１２０℃で５分間プレベークした後、２７０℃で１時間キュアすることによって平坦基板層／テクスチャ層を得た。次に、スパッタ装置を用いて、テクスチャ層の上にアルミニウム亜鉛酸化物（ＡＺＯ）を製膜して電極層を形成して薄膜太陽電池基板を得た。
次に、プラズマＣＶＤ装置を用いて、電極層の上に、膜厚１５ｎｍのｐ型アモルファスシリコン層、膜厚４００ｎｍのｉ型アモルファスシリコン層、膜厚３０ｎｍのｎ型アモルファスシリコン層をこの順序で成膜し、ｐ−ｉ−ｎ型の光電変換層を形成した。次に、スパッタ装置を用いて膜厚１００ｎｍのインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を成膜して、次いで真空蒸着装置により膜厚２００ｎｍの銀を成膜して、透明電極と金属電極とからなる裏面電極層を形成して、「スーパーストレートタイプ」の太陽電池サンプルを作製した。結果を表１に示す。
【００５０】
〔比較例５〕
メチルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるメチルシロキサンと、フェニルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるフェニルシロキサンと、ジメチルジメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるジメチルシロキサンを、質量比４５：５０：５で混合してマトリックス材料を得た。次に、数平均粒径５５ｎｍのシリカ球形粒子と、マトリックス材料を、質量比４：６で混合して、ジアセトンアルコールで固形分１２質量％に希釈してコーティング溶液を得た。次に、１辺３０ｍｍ四方で厚さ１．１ｍｍの低アルカリケイ酸塩ガラス基板（コーニング１７３７）の表面に、コーティング溶液をスピンコート法により１５００ｒｐｍで塗布し、１２０℃で５分間プレベークした後、２７０℃で１時間キュアすることによって平坦基板層／テクスチャ層を得た。次に、スパッタ装置を用いて、テクスチャ層の上にガリウム亜鉛酸化物（ＧＺＯ）を製膜して電極層を形成して薄膜太陽電池基板を得た。
次に、プラズマＣＶＤ装置を用いて、電極層の上に、膜厚１５ｎｍのｐ型アモルファスシリコン層、膜厚４００ｎｍのｉ型アモルファスシリコン層、膜厚３０ｎｍのｎ型アモルファスシリコン層をこの順序で成膜し、ｐ−ｉ−ｎ型の光電変換層を形成した。次に、スパッタ装置を用いて膜厚１００ｎｍのインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を成膜して、次いで真空蒸着装置により膜厚２００ｎｍの銀を成膜して、透明電極と金属電極とからなる裏面電極層を形成して、「スーパーストレートタイプ」の太陽電池サンプルを作製した。結果を表１に示す。
【００５１】
〔比較例６〕
メチルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるメチルシロキサンと、フェニルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるフェニルシロキサンと、ジメチルジメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるジメチルシロキサンと、数平均粒径２０ｎｍのシリカ粒子を、質量比１７．５：５０：５：２７．５で混合してマトリックス材料を得た。次に、数平均粒径３００ｎｍのシリカ球形粒子と、マトリックス材料を、質量比４５：５５で混合して、ジアセトンアルコールで固形分１０質量％に希釈してコーティング溶液を得た。次に、１辺３０ｍｍ四方で厚さ１．１ｍｍの低アルカリケイ酸塩ガラス基板（コーニング１７３７）の表面に、コーティング溶液をスピンコート法により１５００ｒｐｍで塗布し、１２０℃で５分間プレベークした後、２７０℃で１時間キュアすることによって平坦基板層／テクスチャ層を得た。次に、スパッタ装置を用いて、テクスチャ層の上にガリウム亜鉛酸化物（ＧＺＯ）を製膜して電極層を形成して薄膜太陽電池基板を得た。
次に、プラズマＣＶＤ装置を用いて、電極層の上に、膜厚１５ｎｍのｐ型アモルファスシリコン層、膜厚４００ｎｍのｉ型アモルファスシリコン層、膜厚３０ｎｍのｎ型アモルファスシリコン層をこの順序で成膜し、ｐ−ｉ−ｎ型の光電変換層を形成した。次に、スパッタ装置を用いて膜厚１００ｎｍのインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を成膜して、次いで真空蒸着装置により膜厚２００ｎｍの銀を成膜して、透明電極と金属電極とからなる裏面電極層を形成して、「スーパーストレートタイプ」の太陽電池サンプルを作製した。結果を表１に示す。
【００５２】
〔比較例７〕
メチルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるメチルシロキサンと、フェニルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるフェニルシロキサンと、ジメチルジメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるジメチルシロキサンと、数平均粒径２０ｎｍのシリカ粒子を、質量比１７．５：５０：５：２７．５で混合してマトリックス材料を得た。次に、数平均粒径５５０ｎｍのシリカ球形粒子と、マトリックス材料を、質量比４：６で混合して、ジアセトンアルコールで固形分９質量％に希釈してコーティング溶液を得た。次に、１辺３０ｍｍ四方で厚さ１．１ｍｍの低アルカリケイ酸塩ガラス基板（コーニング１７３７）の表面に、コーティング溶液をスピンコート法により１５００ｒｐｍで塗布し、１２０℃で５分間プレベークした後、２７０℃で１時間キュアすることによって平坦基板層／テクスチャ層を得た。次に、スパッタ装置を用いて、テクスチャ層の上にガリウム亜鉛酸化物（ＧＺＯ）を製膜して電極層を形成して薄膜太陽電池基板を得た。
次に、プラズマＣＶＤ装置を用いて、電極層の上に、膜厚１５ｎｍのｐ型アモルファスシリコン層、膜厚４００ｎｍのｉ型アモルファスシリコン層、膜厚３０ｎｍのｎ型アモルファスシリコン層をこの順序で成膜し、ｐ−ｉ−ｎ型の光電変換層を形成した。次に、スパッタ装置を用いて膜厚１００ｎｍのインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を成膜して、次いで真空蒸着装置により膜厚２００ｎｍの銀を成膜して、透明電極と金属電極とからなる裏面電極層を形成して、「スーパーストレートタイプ」の太陽電池サンプルを作製した。結果を表１に示す。
【００５３】
［評価結果］
実施例１〜７の薄膜シリコン太陽電池は、基材層及び電極層の表面が平坦な他は実施例１と同様な水準の比較例１に対して、いずれも短絡電流が１５％以上向上した。実施例１〜７の薄膜太陽電池基板は、優れた光閉じ込めにより短絡電流が大きく増加することがわかる。
【００５４】
一方、比較例１は基板層及び電極層に凹凸がなく光散乱が弱いため短絡電流が小さいと考えられる。比較例２及び３は、電極層が薄く凹凸の突起が鋭いために短絡不良を起こしたと考えられる。比較例４は、電極層が厚いので基板層に対して電極層の平均面粗さＲａが小さくなり電極層と光電変換層の界面の光散乱が弱く短絡電流が減少したと考えられる。比較例５は、テクスチャ層の数平均粒子径が小さいためマトリックス材料からの球形粒子の露出量が低くなり光散乱が弱く短絡電流が減少したと考えられる。比較例６は、電極層の平均面粗さＲａが大きいので光反射が多く光電変換層に到達する光量が少ないため短絡電流の増加が小さいと考えられる。比較例７は、基材層の数平均粒子径が大きいことから電極層の平均面粗さＲａが大きくなり光反射が多いので短絡電流の増加が少ないと考えられる。
【００５５】
【表１】
【符号の説明】
【００５６】
１：平坦基板層
２：テクスチャ層
３：電極層
４：光電変換層
５：裏面電極層
６：基材層
７：薄膜太陽電池基板
１０：マトリックス材料
１１：球形粒子
１２：レンズアレイ
【技術分野】
【０００１】
本発明は薄膜太陽電池の基板材料として有用な凹凸基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化防止などの環境対策や、化石燃料代替などのエネルギー対策として、太陽電池が注目されている。
【０００３】
太陽電池には、単結晶シリコン系太陽電池、多結晶シリコン系太陽電池、薄膜シリコン系太陽電池、化合物半導体系太陽電池、色素増感太陽電池などがある。さらに、前記薄膜シリコン系太陽電池には、アモルファスシリコン太陽電池からなる単接合型太陽電池、アモルファスシリコン太陽電池と微結晶シリコン太陽電池を積層した２接合型太陽電池、さらに３つの太陽電池を積層した３接合型太陽電池などがある。
【０００４】
上記の薄膜シリコン系太陽電池では、変換効率（光電変換効率）を向上させることが共通の課題となっている。この課題を解決するために、平坦基板上に凹凸を有した樹脂からなる透光層を形成したのち、透明電極層、非晶質半導体層、および裏面電極層を順次積層して、入射光をこの凹凸によって散乱させることにより、光電変換層を通過する光路長を長くして吸収光量を増加させる光閉じ込め効果を持たせた薄膜太陽電池が知られている。しかしながら、凹凸を有した樹脂からなる透光層は熱劣化により透光性が悪化して変換効率の高い太陽電池を実現することが困難であった。（特許文献１、２）
一方、透光層に耐熱性を持たせる方法として、平坦基板上の無機マトリックス材料に無機粒子を分散させて凹凸層を形成したのち、透明電極層、非晶質半導体層、および裏面電極層を順次積層した薄膜太陽電池が知られているが、透明導電層表面が平坦性を有することにより、透光層と透明電極層の界面での光散乱が小さく変換効率の高い太陽電池を実現することが困難であった。（特許文献３）
また、凹凸を有した透光層に耐熱性を持たせる別の手段として、基板上に金属酸化物からなる不連続な凹凸を形成した上に、透明電極層を形成する太陽電池基板が知られているが、凹凸の頂部と谷部に角があるため、光電変換層が薄くなる部位が生じやすく太陽電池が短絡する場合があり変換効率の高い太陽電池を実現することが困難であった。（特許文献４）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１９１６３２号公報
【特許文献２】特開２００９−２６０２７０号公報
【特許文献３】特開２００９−２１２５０７号公報
【特許文献４】特開２００９−１４０９３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、高い耐熱性を有し、光閉じ込め効果の高い薄膜太陽電池基板を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した目的を達成する本発明の薄膜太陽電池基板は、基材層上に電極層が形成された薄膜太陽電池基板であって、該電極層の厚みが１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下であり、該電極層の表面の凹凸の平均面粗さＲａが２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、薄膜太陽電池基板の電極層の表面に光閉じ込め効果の高い凹凸を形成することで、発電層で吸収される光量を増やすことができ、変換効率の高い薄膜太陽電池を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の薄膜太陽電池基板を用いた薄膜太陽電池の断面模式図である。
【図２】本発明の薄膜太陽電池基板の一例を示す断面模式図である。
【図３】本発明の薄膜太陽電池基板の一例を示す斜視模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面等を参照しながら、本発明の薄膜太陽電池基板についてさらに詳しく説明する。
［基材層／電極層からなる薄膜太陽電池基板］
本発明の薄膜太陽電池基板は、例えば、図１に示すような基材層６／電極層３により薄膜太陽電池基板７が構成される。
本発明における基材層６の、電極層３が形成される側の表面形状は、多数のドーム状突起が存在したものであることが好ましい。基材層６のドーム状突起形成方法は特に限定されないが、ウェットエッチング、ドライエッチング、熱式インプリント等の手段を用いることができる。基材層６の材質、表面処理、及びドーム状突起の詳細な説明は後述する。
【００１１】
本発明の電極層３の表面には凹凸が形成されている。電極層３の表面の凹凸は本発明で規定されるものであれば、凹凸形成方法は特に限定されない。電極層３の詳細な説明は後述する。
【００１２】
［平坦基板層／テクスチャ層／電極層からなる薄膜太陽電池基板］
薄膜太陽電池基板は、例えば図２及び図３に示すように、基材層６が平坦基板層１とテクスチャ層２の積層により構成されても良い。この場合は、平坦基板層１／テクスチャ層２／電極層３により薄膜太陽電池基板７が構成される。図２の薄膜太陽電池基板はテクスチャ層２がマトリックス材料１０と球形粒子１１からなる形態であり、図３の薄膜太陽電池基板はテクスチャ層２にレンズアレイ１２が賦形された形態である。レンズアレイとは、多数のレンズが２次元状に配列したものである。以下では、図２に示すような薄膜太陽電池基板７について説明する。
【００１３】
［平坦基板層］
薄膜太陽電池基板を構成する平坦基板層１は、特に限定はなく、ケイ酸塩系ガラス、ホウ酸系ガラス、リン酸系ガラス等の酸化物ガラス等を使用できる。これらの中で、平坦基板層１に含まれるアルカリ成分溶出による半導体の劣化を防止できるという理由から、アルカリ成分を含まない、いわゆる白板ガラスを使用することが好ましい。一方、アルカリ成分を含むいわゆる青板ガラスを使用する際には、平坦基板層１の表面にシリカなどからなるアルカリバリア層が形成されたものを用いることができる。また、平坦基板層１の密着性を向上させるために、平坦基板層１の表面を処理することもできる。平坦基板層１の表面処理としては、例えばシランカップリング剤コーティング、ＵＶ処理、オゾン処理、プラズマ処理、酸・アルカリ処理等が挙げられるが特に限定はない。
【００１４】
［テクスチャ層］
上記テクスチャ層２は、平坦基板層１の表面に積層されて凹凸を形成するのに好ましい。本願においてテクスチャとは、屈折率差のある界面での光反射による損失を減らして太陽電池の光吸収を増加させる機能や、屈折率差のある界面での光散乱により光路長を長くして太陽電池の光吸収を増加させる機能を得るための形状である。テクスチャ層２は少なくともマトリックス材料１０と球形粒子１１からなるものが好ましく例示される。球形粒子１１の球形とは、真球度で表すことができ、その真球度が０．８以上のものが好ましく、０．９以上のものがより好ましい。真球度の上限は１である。真球度が０．８未満であると、テクスチャ層２の表面に角や突起が形成されやすく太陽電池が短絡する場合がある。ここでいう真球度とは、走査型電子顕微鏡にて、粒子を観察して短径を長径で除算した比を算出したときの、粒子３０個の平均値である。球形粒子１１は、テクスチャ層２の表面が凹凸となるように一部はマトリックス材料１０から露出していることが好ましい。このような構成にすることによって、テクスチャ層２の表面に多数の凹凸を設けることができる。
【００１５】
テクスチャ層２の材料には、電極層３や図１に示すような光電変換層４および裏面電極層５を形成するプロセスへの適性として耐熱性と低脱ガス性が求められ、また太陽電池の適性として耐紫外線性と長期耐熱性が求められる。これらの観点から、テクスチャ層２のマトリックス材料１０としては、ポリシロキサンを質量比８０％以上の成分とすること、テクスチャ層２の球形粒子１１としては、シリカ粒子を質量比８０％以上の成分とすることが好ましい。ポリシロキサンとは、下記一般式（１）で表されるオルガノシランの１種類以上を加水分解・重縮合反応させることによって合成される、シロキサン骨格をもつものである。
【００１６】
（Ｒ１）ｎ−Ｓｉ−（ＯＲ２）４−ｎ （１）
式中、Ｒ１は水素、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数２〜１０のアルケニル基、炭素数６〜１５のアリール基のいずれかを表し、複数のＲ１はそれぞれ同じでも異なっていてもよい。Ｒ２は水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数２〜６のアシル基、炭素数６〜１５のアリール基のいずれかを表し、複数のＲ２はそれぞれ同じでも異なっていてもよい。ｎは０から３の整数を表す。
【００１７】
一般式（１）で表されるオルガノシランにおいて、Ｒ１のアルキル基、アルケニル基、アリール基はいずれも無置換体、置換体のどちらでもよく、組成物の特性に応じて選択できる。アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプルピル基、ｎ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−デシル基、トリフルオロメチル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基、３−グリシドキシプロピル基、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル基、［（３−エチル３−オキセタニル）メトキシ］プロピル基、３−アミノプロピル基、３−メルカプトプロピル基、３−イソシアネートプロピル基が挙げられる。アルケニル基の具体例としては、ビニル基、３−アクリロキシプロピル基、３−メタクリロキシプロピル基が挙げられる。アリール基の具体例としては、フェニル基、トリル基、ｐ−ヒドロキシフェニル基、１−（ｐ−ヒドロキシフェニル）エチル基、２−（ｐ−ヒドロキシフェニル）エチル基、４−ヒドロキシ−５−（ｐ−ヒドロキシフェニルカルボニルオキシ）ペンチル基、ナフチル基が挙げられる。
【００１８】
一般式（１）で表されるオルガノシランにおいてＲ２のアルキル基、アシル基、アリール基はいずれも無置換体、置換体のどちらでもよく、組成物の特性に応じて選択できる。アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基が挙げられる。アシル基の具体例としては、アセチル基が挙げられる。アリール基の具体例としてはフェニル基が挙げられる。
【００１９】
一般式（１）の、ｎ＝０の場合は４官能性シラン、ｎ＝１の場合は３官能性シラン、ｎ＝２の場合は２官能性シラン、ｎ＝３の場合は1官能性シランである。
【００２０】
一般式（１）で表されるオルガノシランの具体例としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラアセトキシシラン、テトラフェノキシシランなどの４官能性シラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、メチルトリｎ−ブトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリｎ−ブトキシシラン、ｎ−プロピルトリメトキシシラン、ｎ−プロピルトリエトキシシラン、ｎ−ブチルトリメトキシシラン、ｎ−ブチルトリエトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、トリフルオロメチルトリメトキシシラン、トリフルオロメチルトリエトキシシラン、３，３，３−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリエトキシシランなどの３官能性シラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジアセトキシシラン、ジｎ−ブチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシランなどの２官能性シラン、トリメチルメトキシシラン、トリｎ−ブチルエトキシシランなどの１官能性シランが挙げられる。
【００２１】
これらのオルガノシランは単独で使用しても、２種類以上を組み合わせて使用してもよいが、テクスチャ層のクラック防止の観点から３官能性シランと２官能性シランを組み合わせることが好ましい。
【００２２】
テクスチャ層２の表面の凹凸を構成する球形粒子１１の材料は、例えば、ガラス粒子、シリカ粒子、硫酸バリウム粒子、酸化チタン粒子、硫酸マグネシウム粒子、炭酸マグネシウム粒子、炭酸カルシウム粒子等の無機粒子、またはアクリル系樹脂粒子、有機シリコーン系樹脂粒子、ポリスチレン系樹脂粒子、ポリオレフィン系樹脂粒子、ポリエステル系樹脂粒子、尿素樹脂粒子、ホルムアルデヒド縮合物粒子、フッ素樹脂粒子等の有機粒子などが挙げられるが、低光吸収性およびマトリックス材料１０に分散したときの高光透過性の観点からシリカ粒子が好ましい。
【００２３】
テクスチャ層２の表面の凹凸を構成する球形粒子１１の数平均粒径は、１５０ｎｍ〜５００ｎｍが好ましく、２００ｎｍ〜４００ｎｍがより好ましい。数平均粒径が１５０ｎｍ未満であると光散乱が弱く太陽電池の効率が低くなる場合があり、５００ｎｍ超であると凹凸が大きくなり太陽電池の短絡が増加する場合がある。
【００２４】
テクスチャ層２の表面の凹凸を構成する球形粒子１１の含有量は、１０〜６０質量％が好ましく、２０〜５０質量％がより好ましい。１０質量％未満であると、テクスチャ層２の表面に球形粒子１１が露出できずに平滑になり、凹凸を形成できない場合がある。６０質量％を超えると、マトリックス材料１０が不足することでテクスチャ層２の強度が低下し、擦過などにより球形粒子１１が脱落する場合がある。
【００２５】
平坦基板層１の表面にテクスチャ層２を形成するのに使用するマトリックス材料１０、球形粒子１１、溶媒からなる溶液を塗工する方法としては、例えばグラビアコート、ロールコート、スピンコート、スリットコート、リバースコート、バーコート、スクリーンコート、ブレードコート、エアーナイフコート、ディップコートなど特に限定はない。塗工後、マトリックス材料１０の重合を進行させてガラス化するために高温熱処理することもできる。高温熱処理する際は、平坦基板層１の表面にテクスチャ層２を形成してから熱処理を行なう。熱処理温度は１５０℃以上１０００℃以下が好ましく、２００℃以上８００℃以下がより好ましく、２５０℃以上４００℃以下がさらに好ましい。１５０℃未満で処理した場合、十分に縮合が進行せず、十分に固化できずに耐熱性や密着性が悪くなる場合がある。一方、１０００℃より高い温度で熱処理した場合、収縮によるクラックや層剥れが起こる場合がある。また、高温熱処理の前に、処理温度よりも低い温度でプレベークしても良い。
【００２６】
また、テクスチャ層２を形成するのに使用する塗液は必要に応じてシランカップリング剤、界面活性剤、架橋剤、反応促進剤等の添加剤を含むことができる。シランカップリング剤を含有する場合、平坦基板層１とテクスチャ層２の密着性が向上する。
【００２７】
テクスチャ層２の体積平均厚みは０．１５μｍ〜５μｍであることが好ましく、０．２μｍ〜３μｍであることがより好ましい。０．１５μｍより薄い場合、シロキサンゾルの塗工においてマトリックス材料１０が球形粒子１１に対して不足して、球形粒子１１が脱落する場合がある。一方５μｍより厚い場合、収縮によるクラックや層剥れが起こる場合がある。
テクスチャ層２の表面の凹凸の平均面粗さＲａは、２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましい。２０ｎｍ未満の場合、光散乱が弱く太陽電池の光吸収が減少する場合がある。２００ｎｍを越えると凹凸の突起が大きく太陽電池の短絡が増加する場合がある。
テクスチャ層２には、テクスチャ層２の表面の凹凸を構成する球形粒子１１とは異なる、直径が１００ｎｍ未満の粒子を含むことができる。直径が１００ｎｍ未満の粒子を含有する場合、太陽電池の感度である波長３００ｎｍ以上の光に対する透過率及び散乱には影響を及ぼさずに、テクスチャ層２の高温熱処理時の耐クラック性が良好になり、またテクスチャ層２の屈折率の調整も可能であり、テクスチャ層２の物性の改質に好適に使用することができる。
【００２８】
［電極層］
電極層３の製法はスパッタリング法もしくはＣＶＤ法が好ましく、スパッタリング法がより好ましい。スパッタリング法は、電極層３の凹凸の平均面粗さＲａが製膜の過程で小さくなりやすく、光散乱が弱くなり太陽電池の効率を損なう場合がある。ＣＶＤ法は、電極層３の凹凸の平均面粗さＲａが製膜の過程で大きくなりやすく、凹凸の突起が大きくなり太陽電池が短絡する場合がある。
薄膜太陽電池基板を構成する電極層３の厚みは１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。より好ましくは１５０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下である。１００ｎｍより薄いとテクスチャ層２上の電極層３のカバレッジが悪くなり、部分的に薄いところでは電気抵抗の増加、部分的にテクスチャ層２が露出したところでは短絡が生じて太陽電池の効率を損なう。５００ｎｍより厚いと、スパッタリング法では電極層３の凹凸の平均面粗さＲａが小さくなり、ＣＶＤ法では電極層３の凹凸の平均面粗さＲａが大きくなることで太陽電池の効率を損なう。
【００２９】
電極層３の凹凸の平均面粗さＲａは、２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。２０ｎｍ未満の場合、光散乱が弱く太陽電池の光吸収が減少する。２００ｎｍを越えると凹凸の突起が大きく太陽電池の短絡が増加する。
【００３０】
電極層３の材料は、酸化亜鉛系の導電性金属酸化物を挙げることができる。また、導電性金属酸化物に不純物をドープしてもよい。例えば、酸化亜鉛にインジウム、アルミニウム、ガリウムをドープしたりすることもできる。特に、例えば図１に示すような光電変換層４の作製工程において、導電性金属酸化物が水素プラズマに曝されて還元され透明性を損なわない観点で、酸化亜鉛にインジウム、アルミニウム、ガリウムをドープした還元雰囲気に強い酸化亜鉛系材料からなる、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、アルミニウム亜鉛酸化物（ＡＺＯ）、ガリウム亜鉛酸化物（ＧＺＯ）が特に好ましい。
【００３１】
［ドーム状突起］
薄膜太陽電池基板を構成する基材層６の表面には、例えば図３に示すような多数のドーム状突起が存在していることが好ましい。
【００３２】
基材層６のドーム状突起の数平均直径は５０ｎｍ以上７００ｎｍ以下が好ましい。５０ｎｍ未満の場合、光散乱が弱く太陽電池の光吸収が減少する場合がある。７００ｎｍを越えるとドーム状突起が大きく太陽電池の短絡が増加する場合がある。基材層６のドーム状突起の数平均直径は、球形粒子１１のサイズを調整したり、マトリックス材料１０から球形粒子１１が突出する量をコーティングで調整する手段が好ましく例示されるが、特に限定されない。
【００３３】
［薄膜太陽電池基板の光吸収率］
薄膜太陽電池基板７は、基材層６の電極層３とは反対側の表面から垂直に光入射したときの３５０ｎｍ波長の光吸収率は４０％以下が好ましい。４０％を超えると薄膜太陽電池基板７の光吸収が多くなり太陽電池の効率を損なう場合がある。
［薄膜太陽電池基板を用いることができる薄膜太陽電池］
例えば図１に示すような薄膜太陽電池基板において、好適に用いることができる太陽電池の光電変換層４を構成する材料は、薄膜シリコン系太陽電池、化合物半導体系太陽電池が挙げられる。また、太陽電池の光電変換層の積層数は特に限定されず、複数の異なるバンドギャップを持つ光電変換層４を積み重ねた多接合構造でも構わない。
【実施例】
【００３４】
本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明は実施例のみに限定されるものではない。
【００３５】
（１）電極層の厚み
薄膜太陽電池基板の断面を日立ハイテクノロジーズ社製ＳＥＭ型番Ｓ−３４００Ｎで撮像し、基材層の厚みと直交する方向に１１等分した場合に境界となる１０点について、テクスチャ層の表面から、電極層の表面までを、基板層と直交する方向で実測して、１０点の平均厚みを電極層の厚みとした。撮像の倍率は、電極層の厚みが０．１μｍ未満の場合は５００００倍、０．１μｍ以上の場合は２００００倍とする。
【００３６】
（２）電極層、テクスチャ層の平均面粗さＲａ
薄膜太陽電池を作製する工程中で、平坦基板層にテクスチャ層を形成した際にテクスチャ層の表面を、次いでテクスチャ層に電極層を形成した際に電極層の表面を、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を使用して下記条件で凹凸を測定して解析した。解析は□１０μｍの平均面粗さＲａを測定したが、異物等により凹凸より明らかに大きな突起物が□１０μｍに存在する場合は、視野を再選択してから測定した。
システム：デジタルインスツルメンツ社製ＮａｎｏＳｃｏｐｅIIIａ／ＭＭＡＦＭ
スキャナ：ＡＳ−１３０（Ｊ−Ｓｃａｎｎｅｒ）
プローブ：ＮＣＨ−Ｗ型 単結晶シリコン（ナノワールド社製）
走査モード：タッピングモード
走査範囲：□１０μｍ
走査速度：０．３Ｈｚ
（３）基材層のドーム状突起の数平均直径
薄膜太陽電池を作製する工程中で、平坦基板層にテクスチャ層を形成して基材層を作製した際に、基材層のドーム状突起の表面を、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を使用して下記条件で測定して解析した。解析は、基材層と水平方向をＸＹ、また基材層と垂直方向をＺとして、３次元プロファイル形状を確認したときに、１個のドーム状突起の周囲のＺ極小部で作られる外縁に注目して、この外縁のＸＹ平面に平行な長さが最大になる長軸について、ＸＹ平面内での最大長さをドーム状突起の直径として計測し、ドーム状突起５０個以上の直径の平均値を数平均直径とした。また、異物等によりドーム状突起より明らかに大きな突起物が□１０μｍに存在する場合は、視野を再選択してから測定した。
システム：デジタルインスツルメンツ社製ＮａｎｏＳｃｏｐｅIIIａ／ＭＭＡＦＭ
スキャナ：ＡＳ−１３０（Ｊ−Ｓｃａｎｎｅｒ）
プローブ：ＮＣＨ−Ｗ型 単結晶シリコン（ナノワールド社製）
走査モード：タッピングモード
走査範囲：□１０μｍ
走査速度：０．３Ｈｚ
（４）テクスチャ層中の球形粒子の数平均粒径
薄膜太陽電池基板の断面をＴＯＰＣＯＮ社製ｍｉｎｉＳＥＭ型番ＡＢＴ−３２で観察して、倍率５０００〜４００００倍の範囲で球形粒子が観察できる倍率を選択して、球形粒子を観察した。観察箇所を変えて粒子の最大径が０．１μｍ以上の粒子個数５０個以上について粒径を測長し、その平均値を数平均粒径とした。
【００３７】
（５）薄膜太陽電池基板の光吸収率
島津製作所製の紫外可視赤外分光光度計、型番ＵＶ−３１５０を使用して、薄膜太陽電池基板を基材層側から垂直に光入射するように配置して、３５０ｎｍの全光透過率と相対反射率を測定して下式により光吸収率を算出することで、３５０ｎｍ波長の光吸収率を求めた。
光吸収率（３５０ｎｍ）＝１００−全光透過率（３５０ｎｍ）−相対反射率（３５０ｎｍ）
（６）太陽電池特性の評価
２５℃の雰囲気中で、ソーラーシミュレータによってＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ２の擬似太陽光を作り出し、これを作製した太陽電池モジュールサンプルに照射し、太陽電池モジュールサンプルに掃引電圧を印加しながら電流値を測定することによってＩＶ特性曲線を得て、開放電圧、曲線因子、短絡電流、および変換効率を計算した。
実施例および比較例では、電圧０Ｖのときの電流値、すなわち短絡電流値を評価値とした。ここで短絡電流とは、抵抗値がゼロの時の電流値、すなわち太陽電池セル内での電荷の発生量である。そのため、この短絡電流値が大きくなれば、薄膜太陽電池基板によって光電変換層での光吸収量が増加したことになり、効果的な光閉じ込めが得られたと言える。
テクスチャ層による短絡電流値の増減について以下のように評価した。
○：平坦基板層／電極層からなるテクスチャ層を設けていない太陽電池基板による薄膜太陽電池に対して、短絡電流の増加が１５％以上。
△：平坦基板層／電極層からなるテクスチャ層を設けていない太陽電池基板による薄膜太陽電池に対して、短絡電流の増加が０％以上１５％未満。
×：平坦基板層／電極層からなるテクスチャ層を設けていない太陽電池基板による薄膜太陽電池に対して、短絡電流の増加が０％未満。
【００３８】
〔実施例１〕
メチルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるメチルシロキサンと、フェニルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるフェニルシロキサンと、ジメチルジメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるジメチルシロキサンと、数平均粒径２０ｎｍのシリカ粒子を、質量比１７．５：５０：５：２７．５で混合してマトリックス材料を得た。次に、数平均粒径３００ｎｍのシリカ球形粒子と、マトリックス材料を、質量比４：６で混合して、ジアセトンアルコールで固形分１２質量％に希釈してコーティング溶液を得た。次に、１辺３０ｍｍ四方で厚さ１．１ｍｍの低アルカリケイ酸塩ガラス基板（コーニング１７３７）の表面に、コーティング溶液をスピンコート法により１５００ｒｐｍで塗布し、１２０℃で５分間プレベークした後、２７０℃で１時間キュアすることによって平坦基板層／テクスチャ層を得た。次に、スパッタ装置を用いて、テクスチャ層の上にガリウム亜鉛酸化物（ＧＺＯ）を製膜して電極層を形成して薄膜太陽電池基板を得た。
次に、プラズマＣＶＤ装置を用いて、電極層の上に、膜厚１５ｎｍのｐ型アモルファスシリコン層、膜厚４００ｎｍのｉ型アモルファスシリコン層、膜厚３０ｎｍのｎ型アモルファスシリコン層をこの順序で成膜し、ｐ−ｉ−ｎ型の光電変換層を形成した。次に、スパッタ装置を用いて膜厚１００ｎｍのインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を成膜して、次いで真空蒸着装置により膜厚２００ｎｍの銀を成膜して、透明電極と金属電極とからなる裏面電極層を形成して、「スーパーストレートタイプ」の太陽電池サンプルを作製した。結果を表１に示す。
【００３９】
〔実施例２〕
メチルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるメチルシロキサンと、フェニルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるフェニルシロキサンと、ジメチルジメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるジメチルシロキサンと、数平均粒径２０ｎｍのシリカ粒子を、質量比１７．５：５０：５：２７．５で混合してマトリックス材料を得た。次に、数平均粒径３００ｎｍのシリカ球形粒子と、マトリックス材料を、質量比４：６で混合して、ジアセトンアルコールで固形分９質量％に希釈してコーティング溶液を得た。次に、１辺３０ｍｍ四方で厚さ１．１ｍｍの低アルカリケイ酸塩ガラス基板（コーニング１７３７）の表面に、コーティング溶液をスピンコート法により１５００ｒｐｍで塗布し、１２０℃で５分間プレベークした後、２７０℃で１時間キュアすることによって平坦基板層／テクスチャ層を得た。次に、スパッタ装置を用いて、テクスチャ層の上にガリウム亜鉛酸化物（ＧＺＯ）を製膜して電極層を形成して薄膜太陽電池基板を得た。
次に、プラズマＣＶＤ装置を用いて、電極層の上に、膜厚１５ｎｍのｐ型アモルファスシリコン層、膜厚４００ｎｍのｉ型アモルファスシリコン層、膜厚３０ｎｍのｎ型アモルファスシリコン層をこの順序で成膜し、ｐ−ｉ−ｎ型の光電変換層を形成した。次に、スパッタ装置を用いて膜厚１００ｎｍのインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を成膜して、次いで真空蒸着装置により膜厚２００ｎｍの銀を成膜して、透明電極と金属電極とからなる裏面電極層を形成して、「スーパーストレートタイプ」の太陽電池サンプルを作製した。結果を表１に示す。
【００４０】
〔実施例３〕
メチルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるメチルシロキサンと、フェニルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるフェニルシロキサンと、ジメチルジメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるジメチルシロキサンと、数平均粒径２０ｎｍのシリカ粒子を、質量比１７．５：５０：５：２７．５で混合してマトリックス材料を得た。次に、数平均粒径３００ｎｍのシリカ球形粒子と、マトリックス材料を、質量比４５：５５で混合して、ジアセトンアルコールで固形分１０質量％に希釈してコーティング溶液を得た。次に、１辺３０ｍｍ四方で厚さ１．１ｍｍの低アルカリケイ酸塩ガラス基板（コーニング１７３７）の表面に、コーティング溶液をスピンコート法により１５００ｒｐｍで塗布し、１２０℃で５分間プレベークした後、２７０℃で１時間キュアすることによって平坦基板層／テクスチャ層を得た。次に、スパッタ装置を用いて、テクスチャ層の上にガリウム亜鉛酸化物（ＧＺＯ）を製膜して電極層を形成して薄膜太陽電池基板を得た。
次に、プラズマＣＶＤ装置を用いて、電極層の上に、膜厚１５ｎｍのｐ型アモルファスシリコン層、膜厚４００ｎｍのｉ型アモルファスシリコン層、膜厚３０ｎｍのｎ型アモルファスシリコン層をこの順序で成膜し、ｐ−ｉ−ｎ型の光電変換層を形成した。次に、スパッタ装置を用いて膜厚１００ｎｍのインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を成膜して、次いで真空蒸着装置により膜厚２００ｎｍの銀を成膜して、透明電極と金属電極とからなる裏面電極層を形成して、「スーパーストレートタイプ」の太陽電池サンプルを作製した。結果を表１に示す。
【００４１】
〔実施例４〕
メチルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるメチルシロキサンと、フェニルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるフェニルシロキサンと、ジメチルジメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるジメチルシロキサンと、数平均粒径２０ｎｍのシリカ粒子を、質量比１７．５：５０：５：２７．５で混合してマトリックス材料を得た。次に、数平均粒径３００ｎｍのシリカ球形粒子と、マトリックス材料を、質量比４：６で混合して、ジアセトンアルコールで固形分９質量％に希釈してコーティング溶液を得た。次に、１辺３０ｍｍ四方で厚さ１．１ｍｍの低アルカリケイ酸塩ガラス基板（コーニング１７３７）の表面に、コーティング溶液をスピンコート法により１５００ｒｐｍで塗布し、１２０℃で５分間プレベークした後、２７０℃で１時間キュアすることによって平坦基板層／テクスチャ層を得た。次に、ＣＶＤ装置を用いて、テクスチャ層の上にアルミニウム亜鉛酸化物（ＡＺＯ）を製膜して電極層を形成して薄膜太陽電池基板を得た。
次に、プラズマＣＶＤ装置を用いて、電極層の上に、膜厚１５ｎｍのｐ型アモルファスシリコン層、膜厚４００ｎｍのｉ型アモルファスシリコン層、膜厚３０ｎｍのｎ型アモルファスシリコン層をこの順序で成膜し、ｐ−ｉ−ｎ型の光電変換層を形成した。次に、スパッタ装置を用いて膜厚１００ｎｍのインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を成膜して、次いで真空蒸着装置により膜厚２００ｎｍの銀を成膜して、透明電極と金属電極とからなる裏面電極層を形成して、「スーパーストレートタイプ」の太陽電池サンプルを作製した。結果を表１に示す。
【００４２】
〔実施例５〕
メチルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるメチルシロキサンと、フェニルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるフェニルシロキサンと、ジメチルジメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるジメチルシロキサンと、数平均粒径２０ｎｍのシリカ粒子を、質量比１７．５：５０：５：２７．５で混合してマトリックス材料を得た。次に、数平均粒径３００ｎｍのシリカ球形粒子と、マトリックス材料を、質量比４：６で混合して、ジアセトンアルコールで固形分９質量％に希釈してコーティング溶液を得た。次に、１辺３０ｍｍ四方で厚さ１．１ｍｍの低アルカリケイ酸塩ガラス基板（コーニング１７３７）の表面に、コーティング溶液をスピンコート法により１５００ｒｐｍで塗布し、１２０℃で５分間プレベークした後、２７０℃で１時間キュアすることによって平坦基板層／テクスチャ層を得た。次に、スパッタ装置を用いて、テクスチャ層の上にガリウム亜鉛酸化物（ＧＺＯ）を製膜して電極層を形成して薄膜太陽電池基板を得た。
【００４３】
次に、プラズマＣＶＤ装置を用いて、電極層の上に、膜厚１５ｎｍのｐ型アモルファスシリコン層、膜厚４００ｎｍのｉ型アモルファスシリコン層、膜厚３０ｎｍのｎ型アモルファスシリコン層をこの順序で成膜し、ｐ−ｉ−ｎ型の光電変換層を形成した。次に、スパッタ装置を用いて膜厚１００ｎｍのインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を成膜して、次いで真空蒸着装置により膜厚２００ｎｍの銀を成膜して、透明電極と金属電極とからなる裏面電極層を形成して、「スーパーストレートタイプ」の太陽電池サンプルを作製した。結果を表１に示す。
【００４４】
［実施例６］
メチルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるメチルシロキサンと、フェニルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるフェニルシロキサンと、ジメチルジメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるジメチルシロキサンと、数平均粒径２０ｎｍのシリカ粒子を、質量比１７．５：５０：５：２７．５で混合してマトリックス材料を得た。次に、数平均粒径３００ｎｍのシリカ球形粒子と、マトリックス材料を、質量比４：６で混合して、ジアセトンアルコールで固形分９質量％に希釈してコーティング溶液を得た。次に、１辺３０ｍｍ四方で厚さ１．１ｍｍの低アルカリケイ酸塩ガラス基板（コーニング１７３７）の表面に、コーティング溶液をスピンコート法により１５００ｒｐｍで塗布し、１２０℃で５分間プレベークした後、２７０℃で１時間キュアすることによって平坦基板層／テクスチャ層を得た。次に、スパッタ装置を用いて、テクスチャ層の上にガリウム亜鉛酸化物（ＧＺＯ）を製膜して電極層を形成して薄膜太陽電池基板を得た。
次に、プラズマＣＶＤ装置を用いて、電極層の上に、膜厚１５ｎｍのｐ型アモルファスシリコン層、膜厚４００ｎｍのｉ型アモルファスシリコン層、膜厚３０ｎｍのｎ型アモルファスシリコン層をこの順序で成膜し、ｐ−ｉ−ｎ型の光電変換層を形成した。次に、スパッタ装置を用いて膜厚１００ｎｍのインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を成膜して、次いで真空蒸着装置により膜厚２００ｎｍの銀を成膜して、透明電極と金属電極とからなる裏面電極層を形成して、「スーパーストレートタイプ」の太陽電池サンプルを作製した。結果を表１に示す。
【００４５】
〔実施例７〕
メチルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるメチルシロキサンと、フェニルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるフェニルシロキサンと、ジメチルジメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるジメチルシロキサンと、数平均粒径２０ｎｍのシリカ粒子を、質量比１７．５：５０：５：２７．５で混合してマトリックス材料を得た。次に、数平均粒径３００ｎｍのシリカ球形粒子と、マトリックス材料を、質量比４：６で混合して、ジアセトンアルコールで固形分１０質量％に希釈してコーティング溶液を得た。次に、１辺３０ｍｍ四方で厚さ１．１ｍｍの低アルカリケイ酸塩ガラス基板（コーニング１７３７）の表面に、コーティング溶液をスピンコート法により１５００ｒｐｍで塗布し、１２０℃で５分間プレベークした後、２７０℃で１時間キュアすることによって平坦基板層／テクスチャ層を得た。次に、スパッタ装置を用いて、テクスチャ層の上にアルミニウム亜鉛酸化物（ＡＺＯ）を製膜して電極層を形成して薄膜太陽電池基板を得た。
次に、プラズマＣＶＤ装置を用いて、電極層の上に、膜厚１５ｎｍのｐ型アモルファスシリコン層、膜厚４００ｎｍのｉ型アモルファスシリコン層、膜厚３０ｎｍのｎ型アモルファスシリコン層をこの順序で成膜し、ｐ−ｉ−ｎ型の光電変換層を形成した。次に、スパッタ装置を用いて膜厚１００ｎｍのインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を成膜して、次いで真空蒸着装置により膜厚２００ｎｍの銀を成膜して、透明電極と金属電極とからなる裏面電極層を形成して、「スーパーストレートタイプ」の太陽電池サンプルを作製した。結果を表１に示す。
【００４６】
〔比較例１〕
一辺３０ｍｍ四方で厚さ１．１ｍｍの低アルカリケイ酸塩ガラス基板（コーニング製１７３７）に、テクスチャ層を作製しないで、スパッタ装置を用いて、基板の上にガリウム亜鉛酸化物（ＧＺＯ）を製膜して電極層を形成することで、平坦基板層／平坦電極層からなる薄膜太陽電池基板を得た。
次に、プラズマＣＶＤ装置を用いて、電極層の上に、膜厚１５ｎｍのｐ型アモルファスシリコン層、膜厚４００ｎｍのｉ型アモルファスシリコン層、膜厚３０ｎｍのｎ型アモルファスシリコン層をこの順序で成膜し、ｐ−ｉ−ｎ型の光電変換層を形成した。次に、スパッタ装置を用いて膜厚１００ｎｍのインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を成膜して、次いで真空蒸着装置により膜厚２００ｎｍの銀を成膜して、透明電極と金属電極とからなる裏面電極層を形成して、「スーパーストレートタイプ」の太陽電池サンプルを作製した。結果を表１に示す。
【００４７】
〔比較例２〕
メチルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるメチルシロキサンと、フェニルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるフェニルシロキサンと、ジメチルジメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるジメチルシロキサンと、数平均粒径２０ｎｍのシリカ粒子を、質量比１７．５：５０：５：２７．５で混合してマトリックス材料を得た。次に、数平均粒径３００ｎｍのシリカ球形粒子と、マトリックス材料を、質量比４：６で混合して、ジアセトンアルコールで固形分９質量％に希釈してコーティング溶液を得た。次に、１辺３０ｍｍ四方で厚さ１．１ｍｍの低アルカリケイ酸塩ガラス基板（コーニング１７３７）の表面に、コーティング溶液をスピンコート法により１５００ｒｐｍで塗布し、１２０℃で５分間プレベークした後、２７０℃で１時間キュアすることによって平坦基板層／テクスチャ層を得た。次に、スパッタ装置を用いて、テクスチャ層の上にガリウム亜鉛酸化物（ＧＺＯ）を製膜して電極層を形成して薄膜太陽電池基板を得た。
次に、プラズマＣＶＤ装置を用いて、電極層の上に、膜厚１５ｎｍのｐ型アモルファスシリコン層、膜厚４００ｎｍのｉ型アモルファスシリコン層、膜厚３０ｎｍのｎ型アモルファスシリコン層をこの順序で成膜し、ｐ−ｉ−ｎ型の光電変換層を形成した。次に、スパッタ装置を用いて膜厚１００ｎｍのインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を成膜して、次いで真空蒸着装置により膜厚２００ｎｍの銀を成膜して、透明電極と金属電極とからなる裏面電極層を形成して、「スーパーストレートタイプ」の太陽電池サンプルを作製した。結果を表１に示す。
【００４８】
〔比較例３〕
メチルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるメチルシロキサンと、フェニルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるフェニルシロキサンと、ジメチルジメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるジメチルシロキサンと、数平均粒径２０ｎｍのシリカ粒子を、質量比１７．５：５０：５：２７．５で混合してマトリックス材料を得た。次に、数平均粒径３００ｎｍのシリカ球形粒子と、マトリックス材料を、質量比４：６で混合して、ジアセトンアルコールで固形分１２質量％に希釈してコーティング溶液を得た。次に、１辺３０ｍｍ四方で厚さ１．１ｍｍの低アルカリケイ酸塩ガラス基板（コーニング１７３７）の表面に、コーティング溶液をスピンコート法により１５００ｒｐｍで塗布し、１２０℃で５分間プレベークした後、２７０℃で１時間キュアすることによって平坦基板層／テクスチャ層を得た。次に、スパッタ装置を用いて、テクスチャ層の上にガリウム亜鉛酸化物（ＧＺＯ）を製膜して電極層を形成して薄膜太陽電池基板を得た。
次に、プラズマＣＶＤ装置を用いて、電極層の上に、膜厚１５ｎｍのｐ型アモルファスシリコン層、膜厚４００ｎｍのｉ型アモルファスシリコン層、膜厚３０ｎｍのｎ型アモルファスシリコン層をこの順序で成膜し、ｐ−ｉ−ｎ型の光電変換層を形成した。次に、スパッタ装置を用いて膜厚１００ｎｍのインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を成膜して、次いで真空蒸着装置により膜厚２００ｎｍの銀を成膜して、透明電極と金属電極とからなる裏面電極層を形成して、「スーパーストレートタイプ」の太陽電池サンプルを作製した。結果を表１に示す。
【００４９】
〔比較例４〕
メチルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるメチルシロキサンと、フェニルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるフェニルシロキサンと、ジメチルジメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるジメチルシロキサンと、数平均粒径２０ｎｍのシリカ粒子を、質量比１７．５：５０：５：２７．５で混合してマトリックス材料を得た。次に、数平均粒径３００ｎｍのシリカ球形粒子と、マトリックス材料を、質量比４：６で混合して、ジアセトンアルコールで固形分９質量％に希釈してコーティング溶液を得た。次に、１辺３０ｍｍ四方で厚さ１．１ｍｍの低アルカリケイ酸塩ガラス基板（コーニング１７３７）の表面に、コーティング溶液をスピンコート法により１５００ｒｐｍで塗布し、１２０℃で５分間プレベークした後、２７０℃で１時間キュアすることによって平坦基板層／テクスチャ層を得た。次に、スパッタ装置を用いて、テクスチャ層の上にアルミニウム亜鉛酸化物（ＡＺＯ）を製膜して電極層を形成して薄膜太陽電池基板を得た。
次に、プラズマＣＶＤ装置を用いて、電極層の上に、膜厚１５ｎｍのｐ型アモルファスシリコン層、膜厚４００ｎｍのｉ型アモルファスシリコン層、膜厚３０ｎｍのｎ型アモルファスシリコン層をこの順序で成膜し、ｐ−ｉ−ｎ型の光電変換層を形成した。次に、スパッタ装置を用いて膜厚１００ｎｍのインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を成膜して、次いで真空蒸着装置により膜厚２００ｎｍの銀を成膜して、透明電極と金属電極とからなる裏面電極層を形成して、「スーパーストレートタイプ」の太陽電池サンプルを作製した。結果を表１に示す。
【００５０】
〔比較例５〕
メチルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるメチルシロキサンと、フェニルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるフェニルシロキサンと、ジメチルジメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるジメチルシロキサンを、質量比４５：５０：５で混合してマトリックス材料を得た。次に、数平均粒径５５ｎｍのシリカ球形粒子と、マトリックス材料を、質量比４：６で混合して、ジアセトンアルコールで固形分１２質量％に希釈してコーティング溶液を得た。次に、１辺３０ｍｍ四方で厚さ１．１ｍｍの低アルカリケイ酸塩ガラス基板（コーニング１７３７）の表面に、コーティング溶液をスピンコート法により１５００ｒｐｍで塗布し、１２０℃で５分間プレベークした後、２７０℃で１時間キュアすることによって平坦基板層／テクスチャ層を得た。次に、スパッタ装置を用いて、テクスチャ層の上にガリウム亜鉛酸化物（ＧＺＯ）を製膜して電極層を形成して薄膜太陽電池基板を得た。
次に、プラズマＣＶＤ装置を用いて、電極層の上に、膜厚１５ｎｍのｐ型アモルファスシリコン層、膜厚４００ｎｍのｉ型アモルファスシリコン層、膜厚３０ｎｍのｎ型アモルファスシリコン層をこの順序で成膜し、ｐ−ｉ−ｎ型の光電変換層を形成した。次に、スパッタ装置を用いて膜厚１００ｎｍのインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を成膜して、次いで真空蒸着装置により膜厚２００ｎｍの銀を成膜して、透明電極と金属電極とからなる裏面電極層を形成して、「スーパーストレートタイプ」の太陽電池サンプルを作製した。結果を表１に示す。
【００５１】
〔比較例６〕
メチルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるメチルシロキサンと、フェニルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるフェニルシロキサンと、ジメチルジメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるジメチルシロキサンと、数平均粒径２０ｎｍのシリカ粒子を、質量比１７．５：５０：５：２７．５で混合してマトリックス材料を得た。次に、数平均粒径３００ｎｍのシリカ球形粒子と、マトリックス材料を、質量比４５：５５で混合して、ジアセトンアルコールで固形分１０質量％に希釈してコーティング溶液を得た。次に、１辺３０ｍｍ四方で厚さ１．１ｍｍの低アルカリケイ酸塩ガラス基板（コーニング１７３７）の表面に、コーティング溶液をスピンコート法により１５００ｒｐｍで塗布し、１２０℃で５分間プレベークした後、２７０℃で１時間キュアすることによって平坦基板層／テクスチャ層を得た。次に、スパッタ装置を用いて、テクスチャ層の上にガリウム亜鉛酸化物（ＧＺＯ）を製膜して電極層を形成して薄膜太陽電池基板を得た。
次に、プラズマＣＶＤ装置を用いて、電極層の上に、膜厚１５ｎｍのｐ型アモルファスシリコン層、膜厚４００ｎｍのｉ型アモルファスシリコン層、膜厚３０ｎｍのｎ型アモルファスシリコン層をこの順序で成膜し、ｐ−ｉ−ｎ型の光電変換層を形成した。次に、スパッタ装置を用いて膜厚１００ｎｍのインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を成膜して、次いで真空蒸着装置により膜厚２００ｎｍの銀を成膜して、透明電極と金属電極とからなる裏面電極層を形成して、「スーパーストレートタイプ」の太陽電池サンプルを作製した。結果を表１に示す。
【００５２】
〔比較例７〕
メチルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるメチルシロキサンと、フェニルトリメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるフェニルシロキサンと、ジメチルジメトキシシランを加水分解・重縮合して得られるジメチルシロキサンと、数平均粒径２０ｎｍのシリカ粒子を、質量比１７．５：５０：５：２７．５で混合してマトリックス材料を得た。次に、数平均粒径５５０ｎｍのシリカ球形粒子と、マトリックス材料を、質量比４：６で混合して、ジアセトンアルコールで固形分９質量％に希釈してコーティング溶液を得た。次に、１辺３０ｍｍ四方で厚さ１．１ｍｍの低アルカリケイ酸塩ガラス基板（コーニング１７３７）の表面に、コーティング溶液をスピンコート法により１５００ｒｐｍで塗布し、１２０℃で５分間プレベークした後、２７０℃で１時間キュアすることによって平坦基板層／テクスチャ層を得た。次に、スパッタ装置を用いて、テクスチャ層の上にガリウム亜鉛酸化物（ＧＺＯ）を製膜して電極層を形成して薄膜太陽電池基板を得た。
次に、プラズマＣＶＤ装置を用いて、電極層の上に、膜厚１５ｎｍのｐ型アモルファスシリコン層、膜厚４００ｎｍのｉ型アモルファスシリコン層、膜厚３０ｎｍのｎ型アモルファスシリコン層をこの順序で成膜し、ｐ−ｉ−ｎ型の光電変換層を形成した。次に、スパッタ装置を用いて膜厚１００ｎｍのインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を成膜して、次いで真空蒸着装置により膜厚２００ｎｍの銀を成膜して、透明電極と金属電極とからなる裏面電極層を形成して、「スーパーストレートタイプ」の太陽電池サンプルを作製した。結果を表１に示す。
【００５３】
［評価結果］
実施例１〜７の薄膜シリコン太陽電池は、基材層及び電極層の表面が平坦な他は実施例１と同様な水準の比較例１に対して、いずれも短絡電流が１５％以上向上した。実施例１〜７の薄膜太陽電池基板は、優れた光閉じ込めにより短絡電流が大きく増加することがわかる。
【００５４】
一方、比較例１は基板層及び電極層に凹凸がなく光散乱が弱いため短絡電流が小さいと考えられる。比較例２及び３は、電極層が薄く凹凸の突起が鋭いために短絡不良を起こしたと考えられる。比較例４は、電極層が厚いので基板層に対して電極層の平均面粗さＲａが小さくなり電極層と光電変換層の界面の光散乱が弱く短絡電流が減少したと考えられる。比較例５は、テクスチャ層の数平均粒子径が小さいためマトリックス材料からの球形粒子の露出量が低くなり光散乱が弱く短絡電流が減少したと考えられる。比較例６は、電極層の平均面粗さＲａが大きいので光反射が多く光電変換層に到達する光量が少ないため短絡電流の増加が小さいと考えられる。比較例７は、基材層の数平均粒子径が大きいことから電極層の平均面粗さＲａが大きくなり光反射が多いので短絡電流の増加が少ないと考えられる。
【００５５】
【表１】
【符号の説明】
【００５６】
１：平坦基板層
２：テクスチャ層
３：電極層
４：光電変換層
５：裏面電極層
６：基材層
７：薄膜太陽電池基板
１０：マトリックス材料
１１：球形粒子
１２：レンズアレイ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材層上に電極層が形成された薄膜太陽電池基板であって、該電極層の厚みが１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下であり、該電極層の表面の凹凸の平均面粗さＲａが２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることを特徴とする薄膜太陽電池基板。
【請求項２】
該基材層の表面に多数のドーム状突起が存在しており、該ドーム状突起の数平均直径が５０〜７００ｎｍである請求項１に記載の薄膜太陽電池基板。
【請求項３】
該基材層が、平坦基板層と凹凸を形成するテクスチャ層からなる請求項１または２に記載の薄膜太陽電池基板。
【請求項４】
該テクスチャ層が、マトリックス材料と球形粒子からなる請求項３に記載の薄膜太陽電池基板。
【請求項５】
該マトリックス材料がポリシロキサンからなり、該球形粒子はシリカ粒子であり、該シリカ粒子の数平均粒径が１５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であり、該テクスチャ層の表面の凹凸の平均面粗さＲａが２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である請求項４に記載の薄膜太陽電池基板。
【請求項６】
該電極層は、酸化亜鉛系材料を用いてスパッタ製法により得られるものである請求項１〜５のいずれかに記載の薄膜太陽電池基板。
【請求項７】
基材層の電極層とは反対側の表面側から垂直に光入射したときの３５０ｎｍ波長の光吸収が４０％以下である請求項１〜６のいずれかに記載の薄膜太陽電池基板。
【請求項１】
基材層上に電極層が形成された薄膜太陽電池基板であって、該電極層の厚みが１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下であり、該電極層の表面の凹凸の平均面粗さＲａが２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることを特徴とする薄膜太陽電池基板。
【請求項２】
該基材層の表面に多数のドーム状突起が存在しており、該ドーム状突起の数平均直径が５０〜７００ｎｍである請求項１に記載の薄膜太陽電池基板。
【請求項３】
該基材層が、平坦基板層と凹凸を形成するテクスチャ層からなる請求項１または２に記載の薄膜太陽電池基板。
【請求項４】
該テクスチャ層が、マトリックス材料と球形粒子からなる請求項３に記載の薄膜太陽電池基板。
【請求項５】
該マトリックス材料がポリシロキサンからなり、該球形粒子はシリカ粒子であり、該シリカ粒子の数平均粒径が１５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であり、該テクスチャ層の表面の凹凸の平均面粗さＲａが２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である請求項４に記載の薄膜太陽電池基板。
【請求項６】
該電極層は、酸化亜鉛系材料を用いてスパッタ製法により得られるものである請求項１〜５のいずれかに記載の薄膜太陽電池基板。
【請求項７】
基材層の電極層とは反対側の表面側から垂直に光入射したときの３５０ｎｍ波長の光吸収が４０％以下である請求項１〜６のいずれかに記載の薄膜太陽電池基板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−１０２０６４（Ｐ２０１３−１０２０６４Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４５０９９（Ｐ２０１１−２４５０９９）
【出願日】平成２３年１１月９日（２０１１．１１．９）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月９日（２０１１．１１．９）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
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