(57)【要約】  裏面電極層における光の吸収損失を低減し、光電変換装置の発電効率を向上させる。光を電気に変換する光電変換ユニットと、光電変換ユニット上に形成された第１酸化亜鉛層４０ａと、第１酸化亜鉛層４０ａ上に形成され、アルミニウム及びシリコンが添加された第２酸化亜鉛層４０ｂと、第２酸化亜鉛層４０ｂ上に形成された反射金属層４０ｃと、を設ける。
2012081656.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を電気に変換する光電変換ユニットと、
前記光電変換ユニット上に形成された第１酸化亜鉛層と、
前記第１酸化亜鉛層上に形成され、アルミニウム及びシリコンが添加された第２酸化亜鉛層と、
前記第２酸化亜鉛層上に形成された金属層と、
を有することを特徴とする光電変換装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光電変換装置であって、
前記第２酸化亜鉛層は、前記アルミニウムを０．２６重量％以上１．５６重量％以下で含むことを特徴とする光電変換装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光電変換装置であって、
前記第２酸化亜鉛層は、前記シリコンを２．３３重量％以上９．３３重量％以下で含むことを特徴とする光電変換装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の光電変換装置であって、
前記第１酸化亜鉛層は、結晶質であり、
前記第２酸化亜鉛層は、アモルファス質であることを特徴とする光電変換装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の光電変換装置であって、
前記第１酸化亜鉛層と前記第２酸化亜鉛層の合計の膜厚は８０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることを特徴とする光電変換装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の光電変換装置を製造する製造方法であって、
前記第２酸化亜鉛層は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）及び酸化シリコン（ＳｉＯ２）を含むターゲットをスパッタリングして形成することを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の光電変換装置の製造方法であって、
前記スパッタリングは、酸素を含むスパッタリングガスを用いて行われることを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽光発電システム等において光エネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換装置が採用されている。【０００３】
光電変換装置は、図５の断面図に示すように、基板１０、透明電極層１２、第１光電変換ユニット１４、第２光電変換ユニット１８及び裏面電極層２０を含んで構成される。基板１０は、透光性を有するガラス基板等である。透明電極層１２は、基板１０上に形成される。透明電極層１２上に、非晶質（アモルファス）シリコンの第１光電変換ユニット１４が形成される。第１光電変換ユニット１４上には、微結晶シリコンの第２光電変換ユニット１８が形成される。第２光電変換ユニット１８上には、裏面電極層２０が形成される。裏面電極層２０は、透明導電性酸化物（ＴＣＯ）、反射金属層、透明導電性酸化物（ＴＣＯ）を順に積層した構造である。透明導電性酸化物（ＴＣＯ）としては、酸化亜鉛（ＺｎＯ）にアルミニウム（Ａｌ）やガリウム（Ｇａ）を不純物としてドープしたものが用いられる。反射金属層としては、銀（Ａｇ）等の金属が使用できる。【０００４】
また、特許文献１及び２には、光入射側に配置される透明電極層１２の組成を適正化することにより光電変換装置の特性を向上させる技術について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６２−２９５４６６号公報
【特許文献２】特開平６−３１８７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記構成では、第２光電変換ユニット１８と裏面電極層２０の反射金属層との間にある透明導電性酸化物（ＴＣＯ）における光の吸収損失によって、光電変換装置における短絡電流が減少し、発電効率が低下する課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、光を電気に変換する光電変換ユニットと、前記光電変換ユニット上に形成された第１酸化亜鉛層と、前記第１酸化亜鉛層上に形成され、アルミニウム及びシリコンが添加された第２酸化亜鉛層と、前記第２酸化亜鉛層上に形成された金属層と、を有する、光電変換装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、裏面電極層における光の吸収損失を低減し、光電変換装置の発電効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施の形態における光電変換装置の構成を示す断面模式図である。
【図２】第１の実施の形態における光電変換装置の製造工程を示す図である。
【図３】第１の実施の形態における光電変換装置の裏面電極層の積層構造を示す断面模式図である。
【図４】第１の実施の形態における裏面電極層の吸収係数の波長依存性を示す図である。
【図５】従来の光電変換装置の構成を示す断面模式図である。
【図６】第２の実施の形態における光電変換装置の構成を示す断面模式図である。
【図７】第２の実施の形態における裏面電極層及び充填層の構成を説明する断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜第１の実施の形態＞
第１の実施の形態における光電変換装置１００は、図１の断面図に示すように、基板３０、透明電極層３２、第１光電変換ユニット３４、第２光電変換ユニット３８及び裏面電極層４０を含んで構成される。なお、第１光電変換ユニット３４と第２光電変換ユニット３８との間に透明導電膜からなる中間層を設けてもよい。
【００１１】
以下、図２の製造工程図を参照して、光電変換装置１００の製造方法及びその構造について説明する。なお、図１及び図２では光電変換装置１００の構造を明確に示すために、光電変換装置１００の一部を拡大して示し、各部の比率を変えて示している。
【００１２】
ステップＳ１０では、基板３０上に透明電極層３２を形成する。基板３０は、透光性を有する材料で構成する。本実施の形態では、光電変換装置１００の受光面は基板３０側である。ここで、受光面とは、光電変換装置１００に対して入射する光のうち５０％以上が入射する面である。基板３０は、例えば、ガラス基板、プラスチック基板等とすることができる。透明電極層３２は、透光性を有する透明導電膜とする。透明電極層３２は、酸化錫（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等に錫（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、フッ素（Ｆ）、アルミニウム（Ａｌ）等をドープした透明導電性酸化物（ＴＣＯ）のうち少なくとも一種類又は複数種を組み合わせた膜を用いることができる。透明電極層３２は、例えば、スパッタリング法、ＭＯＣＶＤ法（熱ＣＶＤ）により形成する。基板３０と透明電極層３２の一方又は両方の表面に凹凸（テクスチャ構造）を設けることも好適である。
【００１３】
ステップＳ１２では、透明電極層３２に第１のスリットＳ１を形成して短冊状にパターニングする。スリットＳ１は、レーザ加工により形成することができる。例えば、波長１０６４ｎｍ、エネルギー密度１３Ｊ／ｃｍ２、パルス周波数３ｋＨｚのＹＡＧレーザを用いて透明電極層３２を短冊状にパターニングすることができる。スリットＳ１の線幅は１０μｍ以上２００μｍ以下とすることが好適である。
【００１４】
ステップＳ１４では、透明電極層３２上に第１光電変換ユニット３４を形成する。本実施の形態では、第１光電変換ユニット３４は非晶質（アモルファス）シリコン太陽電池とする。第１光電変換ユニット３４は、基板３０側からｐ型、ｉ型、ｎ型の順にアモルファスシリコン膜を積層して形成する。第１光電変換ユニット３４は、例えば、プラズマ化学気相成長法（ＣＶＤ）により形成することができる。プラズマＣＶＤ法は、例えば、１３．５６ＭＨｚのＲＦプラズマＣＶＤ法を適用することが好適である。このとき、シラン（ＳｉＨ４）、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）、ジクロルシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）等のシリコン含有ガス、メタン（ＣＨ４）等の炭素含有ガス、ジボラン（Ｂ２Ｈ６）等のｐ型ドーパント含有ガス、フォスフィン（ＰＨ３）等のｎ型ドーパント含有ガス及び水素（Ｈ２）等の希釈ガスを混合した混合ガスをプラズマ化して成膜を行うことによって、ｐ型、ｉ型、ｎ型のアモルファスシリコン膜を積層することができる。第１光電変換ユニット３４のｉ層の膜厚は１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下とすることが好適である。
【００１５】
ステップＳ１６では、第１光電変換ユニット３４上に第２光電変換ユニット３８を形成する。本実施の形態では、第２光電変換ユニット３８は微結晶シリコン太陽電池とする。第２光電変換ユニット３８は、基板３０側からｐ型、ｉ型、ｎ型の順に微結晶シリコン膜を積層して形成する。第２光電変換ユニット３８は、プラズマＣＶＤ法により形成することができる。プラズマＣＶＤ法は、例えば、１３．５６ＭＨｚのＲＦプラズマＣＶＤ法を適用することが好適である。第２光電変換ユニット３８は、シラン（ＳｉＨ４）、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）、ジクロルシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）等のシリコン含有ガス、メタン（ＣＨ４）等の炭素含有ガス、ジボラン（Ｂ２Ｈ６）等のｐ型ドーパント含有ガス、フォスフィン（ＰＨ３）等のｎ型ドーパント含有ガス及び水素（Ｈ２）等の希釈ガスを混合した混合ガスをプラズマ化して成膜を行うことによって形成することができる。第２光電変換ユニット３８のｉ層の膜厚は１０００ｎｍ以上５０００ｎｍ以下とすることが好適である。
【００１６】
ステップＳ１８では、第２のスリットＳ２を形成して短冊状にパターニングする。スリットＳ２は、第２光電変換ユニット３８，第１光電変換ユニット３４を貫いて透明電極層３２に到達するように形成する。スリットＳ２は、例えば、レーザ加工により形成することができる。レーザ加工は、これに限定されるものではないが、波長約５３２ｎｍ（ＹＡＧレーザの第２高調波）を用いて行うことが好適である。レーザ加工のエネルギー密度は例えば１×１０５Ｗ／ｃｍ２とすればよい。透明電極層３２に形成したスリットＳ１の位置から５０μｍ横の位置にＹＡＧレーザを照射してスリットＳ２を形成する。スリットＳ２の線幅は、１０μｍ以上２００μｍ以下とすることが好適である。
【００１７】
ステップＳ２０では、第２光電変換ユニット３８上に裏面電極層４０を形成する。裏面電極層４０は、図３の拡大断面図に示すように、透明導電性酸化物（ＴＣＯ）である第１酸化亜鉛層４０ａ，第２酸化亜鉛層４０ｂ，第３酸化亜鉛層４０ｄ及び反射金属層４０ｃを積層した構造とする。
【００１８】
第１酸化亜鉛層４０ａは、酸化亜鉛（ＺｎＯ）にアルミニウム（Ａｌ）をドープした（ＡＺＯ：Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ）や酸化亜鉛（ＺｎＯ）にガリウム（Ｇａ）をドープした（ＧＺＯ：Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ）が適用される。第１酸化亜鉛層４０ａは、第２光電変換ユニット３８と第２酸化亜鉛層４０ｂとの電気的な接続を良好にするために設けられる。第１酸化亜鉛層４０ａは、スパッタリング法によって形成することができる。
【００１９】
例えば、スパッタリングには、酸化亜鉛（ＺｎＯ）に酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）を２重量％含むターゲットを用いることが好適である。スパッタリングは、アルゴンガスに１Ｗ／ｃｍ２〜１０Ｗ／ｃｍ２で電力を供給することよって、ターゲットに含まれる元素を第２光電変換ユニット３８上に堆積させる。
【００２０】
第２酸化亜鉛層４０ｂは、酸化亜鉛（ＺｎＯ）にアルミニウム（Ａｌ）及びシリコン（Ｓｉ）をドープした（Ｓｉ−ＡＺＯ：Ｓｉ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ）が適用される。第２酸化亜鉛層４０ｂは、第２光電変換ユニット３８と反射金属層４０ｃとの間の透明導電性酸化物（ＴＣＯ）での光の吸収損失を低減させるために設けられる。第２酸化亜鉛層４０ｂは、スパッタリング法によって形成することができる。
【００２１】
例えば、スパッタリングには、酸化亜鉛（ＺｎＯ）にアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を０．５重量％以上３重量％以下及び酸化シリコン（ＳｉＯ２）を５重量％以上２０重量％以下含むターゲットを用いることが好適である。スパッタリングは、アルゴンガス又はアルゴンガスと酸素ガスの混合ガスに１Ｗ／ｃｍ２〜１０Ｗ／ｃｍ２で電力を供給することよって、ターゲットに含まれる元素を第１酸化亜鉛層４０ａ上に堆積させる。
【００２２】
ここで、スパッタリングによってターゲットに含まれる元素の組成比は変わらずに第２酸化亜鉛層４０ｂとして堆積されるので、第２酸化亜鉛層４０ｂは、アルミニウム（Ａｌ）を０．２６重量％以上１．５６重量％以下含み、シリコン（Ｓｉ）を２．３３重量％以上９．３３重量％以下含むことが好適である。このような組成比の場合、第２酸化亜鉛層４０ｂはアモルファス膜となる。第２酸化亜鉛層４０ｂは、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）により測定することができる。
【００２３】
また、第１酸化亜鉛層４０ａと第２酸化亜鉛層４０ｂとの合計の膜厚は８０ｎｍ以上１００ｎｍ以下とすることが好適である。第２光電変換ユニット３８と第２酸化亜鉛層４０ｂとの電気的な接続を良好にするためには、第１酸化亜鉛層４０ａの膜厚は、２０ｎｍ以上３０ｎｍ以下が好ましいので、第２酸化亜鉛層４０ｂの膜厚は５０ｎｍ以上８０ｎｍ以下とすることが好適である。
【００２４】
第２酸化亜鉛層４０ｂ上には、反射金属層４０ｃが形成される。反射金属層４０ｃとしては、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属が使用できる。反射金属層４０ｃは、スパッタリング法で形成することができる。例えば、銀（Ａｇ）又はアルミニウム（Ａｌ）のターゲットを用いて、アルゴンガスに１Ｗ／ｃｍ２〜１０Ｗ／ｃｍ２で電力を供給することよって、ターゲットに含まれる元素を第２酸化亜鉛層４０ｂ上に堆積させる。
【００２５】
反射金属層４０ｃ上には、透明導電性酸化物（ＴＣＯ）として第３酸化亜鉛層４０ｄが形成される。第３酸化亜鉛層４０ｄは、酸化亜鉛（ＺｎＯ）にアルミニウム（Ａｌ）をドープした（ＡＺＯ：Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ）や酸化亜鉛（ＺｎＯ）にガリウム（Ｇａ）をドープした（ＧＺＯ：Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ）が適用される。第３酸化亜鉛層４０ｄは、スパッタリング法によって形成することができる。例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）に酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）を２重量％含むターゲットを用い、アルゴンガスに１Ｗ／ｃｍ２〜１０Ｗ／ｃｍ２で電力を供給することよって、ターゲットに含まれる元素を反射金属層４０ｃ上に堆積させる。
【００２６】
裏面電極層４０は、スリットＳ２に埋め込まれ、スリットＳ２内で裏面電極層４０と透明電極層３２とが電気的に接続される。
【００２７】
ステップＳ２２では、裏面電極層４０に第３のスリットＳ３を形成して短冊状にパターニングする。スリットＳ３は、裏面電極層４０，第２光電変換ユニット３８，第１光電変換ユニット３４を貫いて透明電極層３２に到達するように形成する。スリットＳ３は、スリットＳ１との間にスリットＳ２を挟む位置に形成する。スリットＳ３は、レーザ加工により形成することができる。例えば、スリットＳ２の位置から５０μｍ横の位置にＹＡＧレーザを照射してスリットＳ３を形成する。ＹＡＧレーザは、エネルギー密度０．７Ｊ／ｃｍ２、パルス周波数４ｋＨｚのものを用いることが好適である。スリットＳ３の線幅は、１０μｍ以上２００μｍ以下とすることが好適である。さらに、レーザ加工により光電変換装置１００の周辺に周辺領域と発電領域とを分離する溝を形成する。
【００２８】
また、基板２０の周辺部分に第４のスリットＳ４を形成し、光電変換装置１００の周辺に周辺領域と発電領域とを分離する溝を形成する。スリットＳ４は、裏面電極層４０，第２光電変換ユニット３８，第１光電変換ユニット３４及び透明電極層３２を貫いて基板３０に到達するように形成する。スリットＳ４は、レーザ加工により形成することができる。例えば、波長１０６４ｎｍ、エネルギー密度１３Ｊ／ｃｍ２、パルス周波数３ｋＨｚのＹＡＧレーザを用いることが好適である。スリットＳ４の線幅は、１０μｍ以上２００μｍ以下とすることが好適である。
【００２９】
さらに、充填材等を用いて裏面電極層４０をバックシートで覆って封止してもよい。充填材及びバックシートは、ＥＶＡ、ポリイミド等の樹脂材料とすることができる。充填材を塗布した裏面電極層４０上をバックシートで覆い、１５０℃程度の温度に加熱しつつ裏面電極層４０へ向かってバックシートに圧力を加えることによって封止を行うことができる。これによって、光電変換装置１００の発電層への水分等の浸入をより抑制することができる。
【００３０】
＜実施例１〜３＞
表１は、実施例１〜３における裏面電極層４０の形成条件を示す。裏面電極層４０は、基板３０、透明電極層３２、第１光電変換ユニット３４及び第２光電変換ユニット３８を形成したタンデム型光電変換装置に適用した。
【００３１】
実施例１は、第２酸化亜鉛層４０ｂを形成する際に酸素ガスを導入しないでスパッタリングを行った場合である。実施例２は、第２酸化亜鉛層４０ｂを形成する際に酸素ガスを３ｓｃｃｍ導入してスパッタリングを行った場合である。実施例３は、第２酸化亜鉛層４０ｂを形成する際に酸素ガスを５ｓｃｃｍ導入してスパッタリングを行った場合である。
【表１】
2012081656.tif 000003
【００３２】
＜比較例１＞
表２は、上記実施例に対する比較例１である裏面電極層の形成条件を示す。本比較例では、第２酸化亜鉛層４０ｂを設けず、第１酸化亜鉛層４０ａ、反射金属層４０ｃ及び第３酸化亜鉛層４０ｄを積層している。比較例１では、第１酸化亜鉛層４０ａの膜厚は、実施例１〜３における第１酸化亜鉛層４０ａと第２酸化亜鉛層４０ｂとの膜厚の合計値と同じとした。他の条件は実施例と同様とした。
【表２】
2012081656.tif 000004
【００３３】
＜特性試験＞
表３は、実施例１〜３及び比較例１について光電変換特性（開放電圧Ｖｏｃ、短絡電流Ｉｓｃ、フィルファクターＦＦ、直列抵抗Ｒｓ及び変換効率Ｅｆｆ）を測定した結果を示す。表３に示されるように、実施例１〜３では、比較例１に比べて短絡電流Ｉｓｃが増加し、結果として変換効率Ｅｆｆも増加した。これは、第２酸化亜鉛層４０ｂを設けることによって、裏面電極層４０から反射してきた光によって第２光電変換ユニット３８における変換効率が向上されたものと考えられる。
【表３】
2012081656.tif 000005
【００３４】
図４は、ガラス基板上に第１酸化亜鉛層４０ａを単膜として形成した試料と、第２酸化亜鉛層４０ｂを単膜として形成した試料と、の光の波長に対する吸収係数を測定した結果を示す。図４において、第１酸化亜鉛層４０ａの吸収係数は破線で示し、第２酸化亜鉛層４０ｂの吸収係数は実線で示している。
【００３５】
図４に示されるように、第２酸化亜鉛層４０ｂは、第１酸化亜鉛層４０ａに比べて全波長において吸収が小さく、特に波長８５０ｎｍ以上において吸収が小さい。したがって、第２酸化亜鉛層４０ｂを第１酸化亜鉛層４０ａと反射金属層４０ｃとの間に挟んだ構成とすることによって、第１酸化亜鉛層４０ａのみとした場合に比べて裏面電極層４０における光の吸収損失が抑制され、光電変換装置としての発電効率が向上できたものと推考される。
【００３６】
また、第１酸化亜鉛層４０ａを設けることによって、第２光電変換ユニット３８との電気的なコンタクトも良好に維持される。
【００３７】
＜第２の実施の形態＞
光電変換装置１００は、図６に示すように、第１酸化亜鉛層４０ａ及び第２酸化亜鉛層４０ｂを積層し、さらに充填層４２を介して封止材４４で封止した構成とすることが好適である。
【００３８】
充填層４２は、図７の模式図に示すように、エチレン・ビニル・アセテート（ＥＶＡ）やポリ・ビニル・ブチラート（ＰＶＢ）等の樹脂４２ａを主成分とし、それに反射性の粒子４２ｂを含有させたものとする。封止材４４は、ガラス基板やプラスチックシート等の機械的及び化学的に安定な材料とすることが好ましい。充填層４２を塗布した第２酸化亜鉛層４０ｂ上を封止材４４で覆い、１５０℃程度の温度に加熱しつつ第２酸化亜鉛層４０ｂへ向かって封止材４４に約１００ｋＰａの圧力を加えることによって封止を行うことができる。これによって、光電変換装置１００の発電層への水分等の浸入を抑制することができる。
【００３９】
粒子４２ｂは、光を反射する材料を含んで構成され、特に第１光電変換ユニット３４及び第２光電変換ユニット３８を透過し得る波長の光を反射する材料を含んで構成されることが好適である。例えば、粒子４２ｂは、酸化チタン、酸化ケイ素等の反射性の材料から構成することが好適である。
【００４０】
本実施の形態では、図７に示すように、充填層４２に含まれる粒子４２ｂの形状が第２酸化亜鉛層４０ｂの受光面側に反映される。すなわち、封止材４４により光電変換装置１００の裏面を封止する際に、充填層４２に含まれる粒子４２ｂによって第２酸化亜鉛層４０ｂが型押しされ、充填層４２の表面の粒子４２ｂの凹凸形状が第２酸化亜鉛層４０ｂの受光面側に反映される。
【００４１】
粒子４２ｂの径は、第２酸化亜鉛層４０ｂの受光面側の凹凸が反射させたい光の波長と同程度の大きさになるように設定することが好ましい。シリコンを光電変換領域に利用した光電変換装置１００では、粒子４２ｂの径は２００ｎｍ以上１５００ｎｍ以下であることが好適である。特に、ａ−Ｓｉユニットである第１光電変換ユニット３４とμｃ−Ｓｉユニットである第２光電変換ユニット３８とのタンデム型の光電変換装置１００やμｃ−Ｓｉユニットのみのシングル型の太陽電池では、第２光電変換ユニット３８を透過してくる光の波長は主に７００ｎｍ以上１２００ｎｍ以下であるので、粒子４２ｂの径は７００ｎｍ以上１２００ｎｍ以下とすることが好適である。また、ａ−Ｓｉユニットのみのシングル型の太陽電池の場合、粒子４２ｂの径は５００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下とすることが好適である。
【００４２】
ここで、粒子４２ｂの径とは、粒子４２ｂの粒径の平均値であり、例えば、断面電子顕微鏡観察（ＳＥＭ）、断面透過電子顕微鏡観察（ＴＥＭ）において観察される粒子４２ｂの粒径の平均値を平均粒径として求めることができる。すなわち、粒子４２ｂの平均粒径は、２００ｎｍ以上１５００ｎｍ以下であることが好適であり、μｃ−Ｓｉユニットを含む場合には７００ｎｍ以上１２００ｎｍ以下が特に好適であり、ａ−Ｓｉユニットのみのシングル型の太陽電池の場合には５００ｎｍ以上１０００ｎｍが特に好適である。
【００４３】
第２酸化亜鉛層４０ｂの膜厚は、粒子４２ｂによる凹凸が受光面側に反映される程度に薄くする。例えば、第１酸化亜鉛層４０ａの膜厚は１．９μｍ程度とし、第２酸化亜鉛層４０ｂの膜厚は０．１μｍ程度とすることが好適である。第１酸化亜鉛層４０ａの膜厚の膜厚が厚すぎる場合には、第１酸化亜鉛層４０ａによる光の吸収量が多くなり光の利用効率が低下する。また、第１酸化亜鉛層４０ａの膜厚が薄すぎる場合には、裏面電極層４０としての導電性が十分に確保できなくなる。また、第２酸化亜鉛層４０ｂの膜厚が厚すぎる場合には、充填層４２に含まれる粒子４２ｂによって第２酸化亜鉛層４０ｂが型押しされても、充填層４２の表面の粒子４２ｂの凹凸形状が第２酸化亜鉛層４０ｂの受光面側に反映されなくなる。また、第２酸化亜鉛層４０ｂの膜厚が薄すぎる場合には、充填層４２に含まれる粒子４２ｂによって第２酸化亜鉛層４０ｂが型押しされると、第２酸化亜鉛層４０ｂが破断される部分が生じ易くなり、第２酸化亜鉛層４０ｂの受光面側の形状を充填層４２の表面の粒子４２ｂの凹凸形状に沿ったものに形成できなくなる。
【００４４】
このような構成とすることで、第２酸化亜鉛層４０ｂへ到達した光は、第２酸化亜鉛層４０ｂの表面の凹凸によって散乱反射されて再び第２光電変換ユニット３８及び第１光電変換ユニット３４へ入射する。すなわち、第２酸化亜鉛層４０ｂの表面の凹凸形状によって、反射される光の量とその光路長を高めることができ、光電変換装置１００の短絡電流密度Ｉｓｃを向上させることができる。
【００４５】
また、第２酸化亜鉛層４０ｂは、第１酸化亜鉛層４０ａに比べて全波長において吸収が小さく、特に波長８５０ｎｍ以上において吸収が小さい。したがって、第２酸化亜鉛層４０ｂを第１酸化亜鉛層４０ａと充填層４２との間に挟んだ構成とすることによって、第１酸化亜鉛層４０ａのみとした場合に比べて裏面電極層４０における光の吸収損失が抑制され、光電変換装置としての発電効率が向上できる。
【００４６】
また、第２酸化亜鉛層４０ｂの吸湿性は第１酸化亜鉛層４０ａよりも低いものとすることが好適である。このように、第１酸化亜鉛層４０ａと充填層４２との間に第１酸化亜鉛層４０ａより吸湿性の低い層である第２酸化亜鉛層４０ｂを設けることで、充填層４２を浸潤してくる水分が第１酸化亜鉛層４０ａに到達し難くなり、第１酸化亜鉛層４０ａの吸湿による特性の劣化を抑制することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１０  基板、１２  透明電極層、１４  第１光電変換ユニット、１８  第２光電変換ユニット、２０  裏面電極層、３０  基板、３２  透明電極層、３４  第１光電変換ユニット、３８  第２光電変換ユニット、４０  裏面電極層、４０ａ  第１酸化亜鉛層、４０ｂ  第２酸化亜鉛層、４０ｃ  反射金属層、４０ｄ  第３酸化亜鉛層、４２  充填層、４２ａ  樹脂、４２ｂ  粒子、４４  封止材、１００  光電変換装置。
【図１】
2012081656.tif 000006
【図２】
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【図３】
2012081656.tif 000008
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
2012081656.tif 000013
2012081656.tif 000014
2012081656.tif 000015