(57)【要約】 【課題】光電変換効率が高く、低コストで製造できる太陽電池及びその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】基板１と透光性電極４との間に、ｎ型半導体層２と、ｐ型半導体層３と、を有する太陽電池３１であって、前記ｎ型半導体層２がｎ型ＧａＮ微粒子またはｎ型ＩｎＧａＮ系微粒子のいずれかからなり、前記ｐ型半導体層３がｐ型ＧａＮ微粒子またはｐ型ＩｎＧａＮ系微粒子のいずれかからなり、前記微粒子の平均粒径がいずれも１〜１００ｎｍであることを特徴とする太陽電池３１を用いることにより、上記課題を解決できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と透光性電極との間に、ｎ型半導体層と、ｐ型半導体層と、を有する太陽電池であって、
前記ｎ型半導体層がｎ型ＧａＮ微粒子またはｎ型ＩｎＧａＮ系微粒子のいずれかからなり、前記ｐ型半導体層がｐ型ＧａＮ微粒子またはｐ型ＩｎＧａＮ系微粒子のいずれかからなり、前記微粒子の平均粒径がいずれも１〜１００ｎｍであることを特徴とする太陽電池。
【請求項２】
前記ｎ型ＧａＮ微粒子またはｎ型ＩｎＧａＮ系微粒子のいずれかと前記ｐ型ＩｎＧａＮ系微粒子とが接触するように、前記ｎ型半導体層と前記ｐ型半導体層とが積層され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ｎ型ＩｎＧａＮ系微粒子と前記ｐ型ＧａＮ微粒子とが接触するように、前記ｎ型半導体層と前記ｐ型半導体層とが積層され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４】
前記ｎ型半導体層と前記ｐ型半導体層との間にｉ型層が形成されており、前記ｉ型層が、ｉ型ＩｎＧａＮ系微粒子からなり、前記微粒子の平均粒径が１〜１００ｎｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池。
【請求項５】
前記ｉ型ＩｎＧａＮ系微粒子が前記ｎ型ＧａＮ微粒子および前記ｐ型ＧａＮ微粒子と接触するように、前記ｎ型半導体層、前記ｉ型層および前記ｐ型半導体層とがこの順序で積層されていることを特徴とする請求項４に記載の太陽電池。
【請求項６】
前記ｉ型ＩｎＧａＮ系微粒子が前記ｎ型ＩｎＧａＮ系微粒子および前記ｐ型ＩｎＧａＮ系微粒子と接触するように、前記ｎ型半導体層、前記ｉ型層および前記ｐ型半導体層とがこの順序で積層されていることを特徴とする請求項４に記載の太陽電池。
【請求項７】
前記ｎ型ＧａＮ微粒子またはｎ型ＩｎＧａＮ系微粒子がＳｉまたはＧｅをｎ型ドーパントとして含有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項８】
前記ｐ型ＧａＮ微粒子またはｐ型ＩｎＧａＮ系微粒子がＭｇまたはＺｎをｐ型ドーパントとして含有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項９】
前記基板が導電性基板または一面に導電性層が形成された絶縁性基板であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項１０】
前記導電性基板が、アルミニウム、鉄、ニッケル、錫、銅、銀、白金、チタン、タンタル、ニオブ、ジルコニウム、インジウム、モリブデン、クロム、タングステンから選ばれる１種以上からなることを特徴とする請求項９に記載の太陽電池。
【請求項１１】
前記絶縁性基板が、樹脂、プラスチック、ガラス、セラミックスから選ばれる１種以上からなり、前記導電性層が、アルミニウム、鉄、ニッケル、錫、銅、銀、白金、チタン、タンタル、ニオブ、ジルコニウム、インジウム、モリブデン、クロム、タングステンから選ばれる１種以上からなることを特徴とする請求項９に記載の太陽電池。
【請求項１２】
前記透光性電極が、酸化インジウム錫、酸化インジウム亜鉛、酸化アルミ亜鉛、酸化ガリウム亜鉛から選ばれる１種以上からなることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の太陽電池。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれかに記載の太陽電池と、前記太陽電池を覆うように形成された樹脂と、を有することを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項１４】
前記樹脂が、エチレン−テトラフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロアルコキシアルカン、パーフルオロエチレン−プロペンコポリマーから選ばれる１種以上からなることを特徴とする請求項１３に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１５】
基板と透光性電極との間に、ｎ型半導体層と、ｐ型半導体層と、を有する太陽電池の製造方法であって、
平均粒径が１〜１００ｎｍであるｎ型ＧａＮ微粒子またはｎ型ＩｎＧａＮ系微粒子のいずれかを塗布して前記ｎ型半導体層を形成する工程と、
平均粒径が１〜１００ｎｍであるｐ型ＧａＮ微粒子またはｐ型ＩｎＧａＮ系微粒子のいずれかを塗布して前記ｐ型半導体層を形成する工程と、を有することを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項１６】
前記ｎ型半導体層と前記ｐ型半導体層との間に、平均粒径が１〜１００ｎｍであるｉ型ＩｎＧａＮ系微粒子を塗布して前記ｉ型層を形成する工程と、を有することを特徴とする請求項１５に記載の太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池及びその製造方法、太陽電池モジュールに関するものである。特に、窒化インジウムガリウム粒子を用いた、量産性、製造コスト、光電変換効率に優れた太陽電池及びその製造方法、太陽電池モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電は、近年の地球温暖化現象の原因のひとつとされるＣＯ２ガスの削減に効果的な手段として注目されており、その心臓部である太陽電池の技術に関しては世界レベルで精力的に研究開発が進められている。特に、シリコン系太陽電池に関しての研究は永く、単結晶、多結晶、アモルファス等、現在の太陽電池の主流となっている。
【０００３】
こうした状況の中、世界各国でフィードインタリフ制度（高価買取制度）に代表される補助金制度がスタートし、住宅用途だけでなく商業的な大規模発電プラントに至るまで太陽光発電の普及が促進されている。
【０００４】
従来、シリコン太陽電池の原料は、半導体産業のスペックアウト品やスクラップ品のシリコン等で賄って来たが、近年の太陽電池用の需要の急拡大により原料が不足し、将来的な長期の原料確保に不安が高まっている。既存のシリコン原料メーカーも増産で対応する計画を発表し、新規参入メーカーも増えてくると予想されるが、太陽電池の市場拡大は予想以上に拡大することが想定され、シリコンの供給不安は当面続くと思われる。
【０００５】
シリコン原料の供給不安に対し、原料であるシリコンウェハーを薄くする技術が進められる中、原料の使用量を大幅に削減した薄膜系太陽電池が注目されてきている。薄膜系太陽電池は、プラズマＣＶＤ法などで造られるアモルファスシリコンや微結晶シリコンの薄膜シリコン系の他、シリコンを原料に用いないＣｕ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｅ（Ｓ）を原料としたＣＩＧＳ化合物半導体薄膜系やＣｄＴｅ薄膜系等が知られており、近年量産レベルの段階に入ってきている。また、開発段階ではあるが、色素増感型太陽電池や有機薄膜太陽電池も精力的に研究されており、一部は実証試験に進めるまで性能を上げてきている。
ただし、太陽電池の発電コストは未だ高く、製造コストの削減や光電変換効率の向上が大きな課題となっており、更なる普及を促進させるための取り組みが重要である。
【０００６】
光電変換効率が高い太陽電池としては、ＧａＡｓ系原料を使用した多層の化合物半導体太陽電池が知られているが、精密に制御された真空製造プロセスが必須であり、基板面積はシリコン系太陽電池のように広く出来ず、製造コストが格段に高い。そのため民生用途には普及せず、高発電量や耐放射線性が要求される宇宙衛星用途が主となっている。
【０００７】
ＩｎＧａＮ系原料を用いた化合物半導体太陽電池については、たとえば、特許文献１には、ＩｎＧａＮ系原料で構成した多接合タイプの太陽電池が開示されている。ただし、これもＭＯＣＶＤやＭＢＥ等の半導体プロセスを用いており、製造コストが高いことは必至であり、大面積化も難しく、用途が限定されてしまい汎用的な普及にはつながらない。また、太陽電池の性能や実施例が記載されておらず、詳細は不明である。
【０００８】
また、特許文献２には、同じＩｎＧａＮ系材料で構成された別の太陽電池が開示されている。これはインジウムとガリウムの組成比を変えて感度をもつ波長域を３６５〜６３５ｎｍの範囲で変えられるが、利用できる波長域が極めて狭く、得られる波長感度域も極めて狭いため、太陽電池としては高い光電変換効率が得られてない。
【特許文献１】米国特許第ＵＳ７２１７８８２Ｂ２号明細書
【特許文献２】特許第３０１９１３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、光電変換効率が高く、低コストで製造できる太陽電池及びその製造方法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】
【００１０】
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、以下の発明に至った。
（１）  基板と透光性電極との間に、ｎ型半導体層と、ｐ型半導体層と、を有する太陽電池であって、前記ｎ型半導体層がｎ型ＧａＮ微粒子またはｎ型ＩｎＧａＮ系微粒子のいずれかからなり、前記ｐ型半導体層がｐ型ＧａＮ微粒子またはｐ型ＩｎＧａＮ系微粒子のいずれかからなり、前記微粒子の平均粒径がいずれも１〜１００ｎｍであることを特徴とする太陽電池。
（２）  前記ｎ型ＧａＮ微粒子またはｎ型ＩｎＧａＮ系微粒子のいずれかと前記ｐ型ＩｎＧａＮ系微粒子とが接触するように、前記ｎ型半導体層と前記ｐ型半導体層とが積層されていることを特徴とする（１）に記載の太陽電池。
【００１１】
（３）  前記ｎ型ＩｎＧａＮ系微粒子と前記ｐ型ＧａＮ微粒子とが接触するように、前記ｎ型半導体層と前記ｐ型半導体層とが積層されていることを特徴とする（１）に記載の太陽電池。
（４）  前記ｎ型半導体層と前記ｐ型半導体層との間にｉ型層が形成されており、前記ｉ型層が、ｉ型ＩｎＧａＮ系微粒子からなり、前記微粒子の平均粒径が１〜１００ｎｍであることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の太陽電池。
（５）  前記ｉ型ＩｎＧａＮ系微粒子が前記ｎ型ＧａＮ微粒子および前記ｐ型ＧａＮ微粒子と接触するように、前記ｎ型半導体層、前記ｉ型層および前記ｐ型半導体層とがこの順序で積層されていることを特徴とする（４）に記載の太陽電池。
【００１２】
（６）  前記ｉ型ＩｎＧａＮ系微粒子が前記ｎ型ＩｎＧａＮ系微粒子および前記ｐ型ＩｎＧａＮ系微粒子と接触するように、前記ｎ型半導体層、前記ｉ型層および前記ｐ型半導体層とがこの順序で積層されていることを特徴とする（４）に記載の太陽電池。
（７）  前記ｎ型ＧａＮ微粒子またはｎ型ＩｎＧａＮ系微粒子がＳｉまたはＧｅをｎ型ドーパントとして含有することを特徴とする（１）〜（６）のいずれか１項に記載の太陽電池。
（８）  前記ｐ型ＧａＮ微粒子またはｐ型ＩｎＧａＮ系微粒子がＭｇまたはＺｎをｐ型ドーパントとして含有することを特徴とする（１）〜（７）のいずれか１項に記載の太陽電池。
【００１３】
（９）  前記基板が導電性基板または一面に導電性層が形成された絶縁性基板であることを特徴とする（１）〜（８）のいずれか１項に記載の太陽電池。
（１０）  前記導電性基板が、アルミニウム、鉄、ニッケル、錫、銅、銀、白金、チタン、タンタル、ニオブ、ジルコニウム、インジウム、モリブデン、クロム、タングステンから選ばれる１種以上からなることを特徴とする（９）に記載の太陽電池。
【００１４】
（１１）  前記絶縁性基板が、樹脂、プラスチック、ガラス、セラミックスから選ばれる１種以上からなり、前記導電性層が、アルミニウム、鉄、ニッケル、錫、銅、銀、白金、チタン、タンタル、ニオブ、ジルコニウム、インジウム、モリブデン、クロム、タングステンから選ばれる１種以上からなることを特徴とする（９）に記載の太陽電池。
（１２）  前記透光性電極が、酸化インジウム錫、酸化インジウム亜鉛、酸化アルミ亜鉛、酸化ガリウム亜鉛から選ばれる１種以上からなることを特徴とする（１）〜（１１）のいずれかに記載の太陽電池。
【００１５】
（１３）  （１）〜（１２）のいずれかに記載の太陽電池と、前記太陽電池を覆うように形成された樹脂と、を有することを特徴とする太陽電池モジュール。
（１４）  前記樹脂が、エチレン−テトラフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロアルコキシアルカン、パーフルオロエチレン−プロペンコポリマーから選ばれる１種以上からなることを特徴とする（１３）に記載の太陽電池モジュール。
【００１６】
（１５）  基板と透光性電極との間に、ｎ型半導体層と、ｐ型半導体層と、を有する太陽電池の製造方法であって、平均粒径が１〜１００ｎｍであるｎ型ＧａＮ微粒子またはｎ型ＩｎＧａＮ系微粒子のいずれかを塗布して前記ｎ型半導体層を形成する工程と、平均粒径が１〜１００ｎｍであるｐ型ＧａＮ微粒子またはｐ型ＩｎＧａＮ系微粒子のいずれかを塗布して前記ｐ型半導体層を形成する工程と、を有することを特徴とする太陽電池の製造方法。
【００１７】
（１６）  前記ｎ型半導体層と前記ｐ型半導体層との間に、平均粒径が１〜１００ｎｍであるｉ型ＩｎＧａＮ系微粒子を塗布して前記ｉ型層を形成する工程と、を有することを特徴とする（１５）に記載の太陽電池の製造方法。
【発明の効果】
【００１８】
上記の構成によれば、光電変換効率が高く、低コストで製造できる太陽電池及びその製造方法を提供することができる。
【００１９】
本発明の太陽電池は、ＩｎＧａＮ系微粒子からなる受光層を有しており、ＩｎＧａＮ系微粒子のＩｎとＧａの組成比を変えることにより、０．７ｅＶ〜３．４ｅＶの広い範囲のバンドギャップを持つことが可能になるため、太陽光スペクトルとしては３６５〜１７７１ｎｍの範囲の光に感度を持たせることが出来る。これにより、広い範囲の太陽光スペクトルを吸収して発電に利用することが出来、光電変換効率が高い太陽電池が得られる。
【００２０】
また、本発明の太陽電池は、ｎ型半導体層とｐ型半導体層を構成するＩｎＧａＮ系微粒子またはＧａＮ微粒子の平均粒径が１〜１００ｎｍである構成なので、ｎ型半導体層とｐ型半導体層の接触面積を増加させることができ、ｎ型半導体層とｐ型半導体層の接触抵抗を低減して、太陽電池の光電変換効率を向上させることができる。
【００２１】
また、本発明の太陽電池は、ｎ型半導体層とｉ型層とｐ型半導体層を構成するＩｎＧａＮ系微粒子またはＧａＮ微粒子の平均粒径が１〜１００ｎｍである構成なので、ｉ型層とｎ型半導体層およびｐ型半導体層との接触面積を増加させることができ、ｉ型層とｎ型半導体層およびｉｐ型半導体層との間の接触抵抗を低減して、太陽電池の光電変換効率を向上させることができる。
【００２２】
さらに、本発明の太陽電池は、ＩｎＧａＮ系微粒子またはＧａＮ微粒子がｎ型半導体層とｉ型層とｐ型半導体層を構成する構成なので、界面に無秩序な凹凸が形成し、実質的な受光面積が格段に増加し、より効率的に太陽光を吸収することができる。併せて、粒子表面で太陽光を受けるため、その凹凸度合いで光が屈折し光路長が長くなり、膜厚を薄くしても効率的に太陽光を吸収することができる。さらに、粒子を用いて凹凸を形成することはシリコン太陽電池で行われているような、表面をテクスチャー構造にして光閉じ込め効果を促進する効果と同様な効果を持たせるが、表面を複雑な方法でエッチングする工程が不要なため、低い製造コストができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。なお、本発明は、以下の実施形態の各々に限定されるものではなく、例えば、これら実施形態の構成要素同士を適宜組み合わせても良い。
【００２４】
（実施形態１） 
図１は、本発明の実施形態である太陽電池の一例を説明する断面図である。
図１に示すように、本発明の実施形態である太陽電池３１は、基板１上に、ｎ型半導体層２、ｐ型半導体層３、透光性電極４および正極５がこの順序で積層されて概略構成されている。太陽光は、透光性電極４側からｎ型半導体層２またはｐ型半導体層３へ入射する。また、太陽電池３１では、基板１側に負極が接続される（図示略）。
【００２５】
＜基板＞
基板１は、導電性基板または導電性層を形成した絶縁性基板のいずれかであって、製造時のベース材として使用されるほか、電極として機能する基板である。厚みや硬度は特に制限は無く、板状または箔状のような形で用いることも出来る。
【００２６】
導電性基板または導電性層の材料としては、導電性を有していれば従来公知のいずれの材料を用いることもできるが、好ましくはアルミニウム、鉄、ニッケル、錫、銅、銀、白金、チタン、タンタル、ニオブ、ジルコニウム、インジウム、モリブデン、クロム、タングステンから選ばれる１種以上から構成される材料であることが好ましい。これらは、導電性が良好な素材であるためである。
【００２７】
絶縁性基板としては、好ましくは樹脂、プラスチック、ガラス、セラミックスから選ばれる１種以上が用いられ、さらに好ましくは、耐候性および耐久性の高いフッ素系樹脂または耐久性や価格面に優れるガラスが好ましい。
また、絶縁性基板の形態は特に制限されず、樹脂やプラスチックであれば板状またはフィルム状いずれの形で用いることも出来、ガラスやセラミックスであれば板状で用いることが出来る。
【００２８】
なお、製造工程で熱処理が加わる場合、熱処理温度によって基板１の耐性が異なる場合があるので、それを考慮して、必要とする耐性を備えた基板１を選択する。
基板１の形状に関しては、製造上の取扱性を重視した形状を選べばよく、装置搬送に適したサイズのパネルタイプ、連続性を考慮したロールタイプ等が可能である。
また、太陽電池は屋外に設置する場合が多いので、耐候性が重要であり、熱、湿気、乾燥、光、雰囲気ガスで劣化が起こることがあれば、それらを防止または抑制するためのコート材を表面に用いることも可能である。
【００２９】
＜透光性電極＞
透光性電極４は、透過性と導電性を持っていればいずれの物質も使用可能であるが、好ましくは、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）、ＩＺＯ（酸化インジウム亜鉛）、ＡＺＯ（酸化アルミ亜鉛）、ＧＺＯ（酸化ガリウム亜鉛）から選ばれる１種以上の金属酸化物を用いることが好ましい。
透光性電極４は、従来公知のいずれの製法を用いることができるが、好ましくは蒸着法、スパッタ法、スプレー噴霧法、印刷法が一般的であり、さらに好ましくは高価な真空装置を用いないスプレー噴霧法、印刷法が選ばれる。
【００３０】
＜受光層：ｎ型半導体層、ｐ型半導体層＞
図１に示すＩｎＧａＮ系太陽電池は、ｎ型半導体層２がｎ型ＧａＮ微粒子またはｎ型ＩｎＧａＮ系微粒子のいずれかからなり、ｐ型半導体層３がｐ型ＧａＮ微粒子またはｐ型ＩｎＧａＮ系微粒子のいずれかからなる。
ここで、ｎ型半導体層２、ｐ型半導体層３のいずれかまたは両方が、光を吸収して発電する受光層とされる。
【００３１】
前記受光層は、ＩｎＧａＮ系微粒子からなることが好ましい。ＩｎＧａＮ系微粒子からなる受光層を有することにより、ＩｎＧａＮ系微粒子のＩｎとＧａの組成比を変えることにより、０．７ｅＶ〜３．４ｅＶの広い範囲のバンドギャップを持つことが可能になるため、太陽光スペクトルとしては３６５〜１７７１ｎｍの範囲の光に感度を持たせることが出来る。これにより、広い範囲の太陽光スペクトルを吸収して発電に利用することが出来、光電変換効率が高い太陽電池が得られる。
【００３２】
ｎ型半導体層２を受光層とする場合、ｎ型半導体層２はｎ型ＩｎＧａＮ系微粒子からなり、ｐ型半導体層３はｐ型ＧａＮ微粒子またはｐ型ＩｎＧａＮ系微粒子のいずれかからなる。
また、ｐ型半導体層３を受光層とする場合、ｐ型半導体層３はｐ型ＩｎＧａＮ系微粒子からなり、ｎ型半導体層２はｎ型ＧａＮ微粒子またはｎ型ＩｎＧａＮ系微粒子のいずれかからなる。
さらにまた、ｎ型半導体層２およびｐ型半導体層３の両方を受光層とする場合、ｎ型半導体層２はｎ型ＩｎＧａＮ系微粒子からなり、ｐ型半導体層３はｐ型ＩｎＧａＮ系微粒子からなる。
【００３３】
ＩｎＧａＮ系微粒子のインジウムとガリウムの組成比は、ＩｎｘＧａ１−ｘＮにおいて、好ましくは０．２＜ｘ＜１、より好ましくは０．４＜ｘ＜１、さらに好ましくは０．６＜ｘ＜１である。
ＩｎｘＧａ１−ｘＮのｘが０．２以上では、短波長領域の光を吸収してしまう透光性電極の影響が無いので効率的な発電に有効である。
ＩｎｘＧａ１−ｘＮのｘが０．４以上では、より広い範囲の波長が利用できるので効果的である。
理論的な最大光電変換効率をもたらすのはバンドギャップが１．３〜１．５ｅＶであることが知られているが、ＩｎｘＧａ１−ｘＮのｘがおおよそ０．７〜０．８のときバンドギャップが１．３〜１．５ｅＶとなるので、ＩｎｘＧａ１−ｘＮのｘが０．６以上で最も効率が良い状態となる。
【００３４】
また、ＧａＮ微粒子およびＩｎＧａＮ系微粒子の平均粒径は、いずれも１〜１００ｎｍであることが好ましく、１０〜５０ｎｍがより好ましい。
前記微粒子の平均粒径が１００ｎｍを超える場合には、各層の接触面積が減少してしまい接触抵抗が増加し光電変換効率が高い太陽電池が得られない。逆に、前記微粒子の平均粒径が１ｎｍ未満の場合には、均一にｎ型ドーパントまたはｐ型ドーパントを分散させることが難しい。
前記微粒子の平均粒径が１〜１００ｎｍの場合には、これらの問題が生じない。さらに、前記微粒子の平均粒径が１０〜５０ｎｍであると、膜厚０．１〜２．０μｍの膜を良好に作成することができる。
【００３５】
なお、ここで言う粒径とは球形近似した径を意味する。例えば、楕円状であればその長径が粒径であり、多角形状であれば角から角へ引いた線の一番長いものを粒径とする。粒径は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）や透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察される画像または写真を用いて測定することができる。
【００３６】
ｎ型ＧａＮ微粒子またはｎ型ＩｎＧａＮ系微粒子がＳｉまたはＧｅを含有することが好ましい。これにより、ｎ型半導体層２を、塗布法を用いて容易に形成することができる。なお、ｎ型ドーパントの濃度は、ｎ型キャリアとして活性化するのに必要な量であればよい。
また、ｐ型ＧａＮ微粒子またはｐ型ＩｎＧａＮ系微粒子がＭｇまたはＺｎを含有することが好ましい。これにより、ｐ型半導体層３を、塗布法を用いて容易に形成することができる。なお、ｐ型ドーパントの濃度は、ｐ型キャリアとして活性化するのに必要な量であればよく、好ましくは０．０１〜１０ｍｏｌ％、さらに好ましくは０．１〜５ｍｏｌ％である。
【００３７】
前記微粒子の作成方法、すなわち、ｎ型ＧａＮ微粒子、ｎ型ＩｎＧａＮ系微粒子、ｐ型ＧａＮ微粒子、ｐ型ＩｎＧａＮ系微粒子の作成方法としては、ＭＯＣＶＤ法、レーザ法、ガリウム塩またはインジウムガリウム複合塩微粒子の窒化処理による作成方法などを用いることができる。
【００３８】
[ＭＯＣＶＤ法]
ＭＯＣＶＤ法では、ＩＩＩ族原料であるＧａ源およびＩｎ源、Ｖ族原料であるＮ源およびドーパントのガスをキャリアガスとともにＣＶＤチャンバー内に導入し、７００℃〜１２００℃の温度にて熱処理することにより、前記微粒子を得ることができる。たとえば、チャンバー内の圧力は１００〜２００Ｔｏｒｒとする。
【００３９】
キャリアガスとして水素（Ｈ２）または窒素（Ｎ２）、ＩＩＩ族原料であるＧａ源としてトリメチルガリウム（ＴＭＧ）またはトリエチルガリウム（ＴＥＧ）、ＩＩＩ族原料であるＩｎ源としてトリメチルインジウム（ＴＭＩ）またはトリエチルインジウム（ＴＥＩ）、Ｖ族原料であるＮ源としてアンモニア（ＮＨ３）、ヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）などが用いられる。
【００４０】
また、ｎ型ドーパントには、Ｓｉ原料としてモノシラン（ＳｉＨ４）またはジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）を、Ｇｅ原料としてゲルマンガス（ＧｅＨ４）や、テトラメチルゲルマニウム（（ＣＨ３）４Ｇｅ）やテトラエチルゲルマニウム（（Ｃ２Ｈ５）４Ｇｅ）等の有機ゲルマニウム化合物を利用できる。
ｐ型ドーパントには、Ｍｇ原料としては、例えば、ビスシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ２Ｍｇ）またはビスエチルシクロペンタジエニルマグネシウム（ＥｔＣｐ２Ｍｇ）を用いる。
【００４１】
[レーザ法]
レーザ法では、前記ＭＯＣＶＤ法と同じ原料ガスを用いて、チャンバー内で熱源としてレーザを用いて熱処理することにより、前記微粒子を得ることができる。
レーザ法の場合、レーザを絞り込むことにより局所的に温度を上昇させることができるので、前記微粒子の粒径分布を狭めて、均一な粒径の微粒子を形成することができる。
レーザとしては、従来公知のいかなるレーザを用いることもできるが、低コストで高出力のＣＯ２レーザを用いることが好ましい。
【００４２】
[ガリウム塩またはインジウムガリウム複合塩微粒子の窒化処理]
まず、ガリウム塩またはインジウムガリウム複合塩微粒子を合成した後、これらの微粒子をアンモニア雰囲気で熱処理することにより窒化して、前記微粒子を得ることができる。
【００４３】
ガリウム塩またはインジウムガリウム複合塩粒子の合成方法としては、気相や液相や固相で作製することが可能であることが一般に知られており、その作製方法としては、例えば、気相噴霧法、ゾルゲル法、アルコキシド法、共沈法、固相法などを挙げることができる。
また、複合塩微粒子は水酸化物、酸化物、塩化物、硝酸塩、硫酸塩、酢酸塩、リン酸塩、クエン酸塩、硫化物から選ばれる１種以上から選ぶことが出来る。
【００４４】
ガリウム塩またはインジウムガリウム複合塩粒子の合成の際、シリコン、ゲルマニウムおよびマグネシウムなどのドーパントをあらかじめ添加することによって、ガリウム塩またはインジウムガリウム複合塩微粒子内にドーパントを取り込むことができる。
この方法によれば、製造条件によってはドーパントを表面近傍に偏析させることも可能である。表面近傍に偏析させることで抵抗を下げる効果が発現する場合もある。
【００４５】
また、ガリウム塩またはインジウムガリウム複合塩粒子の合成後、表面にシリコン、ゲルマニウムおよびマグネシウムなどのドーパントを成膜または塗布した後、これをアニール処理で拡散させて、ガリウム塩またはインジウムガリウム複合塩微粒子内にドーパントを取り込むこともできる。ドーパントの成膜または塗布方法としては、従来公知の化学的または物理的方法であるスパッタ法、蒸着法、スプレー噴霧法、塗布法などを用いることができる。
【００４６】
アンモニア雰囲気は、たとえば、アンモニア通気式焼成炉でアンモニアガスを通気させた状態である。このとき、アンモニアガスの純度は、高い方が好ましく、９９．９９％以上が好ましい。しかし、アンモニアに水素を混在させた混合気体を用いることも可能である。この際、水素の混合割合は１〜２０体積％が好ましく、さらに好ましくは５〜１０体積％である。
熱処理温度は、５００〜１１００℃が好ましい。熱処理温度が５００℃以下の場合には、アンモニアがほとんど活性化せず、完全な窒化ができないことがあるとともに、完全窒化に要する時間が膨大に長くなり品質および生産性に支障を来たすことがある。逆に、熱処理温度が１１００℃以上の高温で処理する場合には、エネルギーコストをむやみに増やすこととなり、製造コストを上げることになるので好ましくない。
【００４７】
ｎ型半導体層の膜厚は０．５〜１０μｍであることが好ましく、１〜５μｍであることがより好ましい。ｎ型半導体層の膜厚が０．５μｍ以下の場合には、受光層が十分光を吸収できないこととなり、光電変換効率が低くなる場合がある。ｎ型半導体層の膜厚は特に規定されないが、１０μｍ以下で十分に光を吸収することができるので、１０μｍ以上の膜厚ではコストが上昇してしまうだけである。
【００４８】
ｐ型半導体層の膜厚は、０．５〜１０μｍであることが好ましく、１〜５μｍであることがより好ましい。
ｐ型半導体層の膜厚が０．５μｍ以下の場合には、受光層２が十分光が吸収できないこととなり、光電変換効率が低くなる場合がある。逆に、ｐ型半導体層の膜厚が１０μｍ以上の場合には、電極間の直列抵抗成分が大きくなり、光電変換効率が低くなるので好ましくない。
【００４９】
＜微粒子層の形成方法＞
前記微粒子を溶媒に溶解させた塗布液（インク）を形成した後、これを基板上に塗布して微粒子層を形成する。
前記微粒子の塗布方法としては、例えば、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット法、スプレー噴霧法、スピンコート法などの既知の塗布方法を用いることができる。なお、必要な膜厚を得るために、前記の塗布方法を複数回の薄膜形成工程を繰り返しても良い。これにより、均一な膜厚の微粒子層を形成することができる。
これらの方法を用いることにより、高価で、精密に制御された真空製造プロセスを必要としないので、製造コストを低くすることができ、さらに、基板の大面積化が可能となる。
【００５０】
前記微粒子を溶媒に溶解させた塗布液（インク）の組成は、特に制限は無く、分散剤、焼結助剤、チクソ剤等の一般的な添加成分を入れることが可能であり、その成分に関しては太陽電池として電気特性に悪影響を及ぼさなければなんら制限は無い。
【００５１】
溶媒としては、前記微粒子と分散剤、焼結助剤、チクソ剤等の添加物を分散させることが可能であり、熱処理で分解する揮発性の液体であればなんら制限はなく使用でき、水、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、エチレングリコール、ポリプロピレングリコールから選ばれる１種以上からなる混合物を用いることが好ましい。これにより、溶媒に完全に溶解させることができ、これを塗布することにより、均一な膜厚の薄膜を形成することができる。
【００５２】
具体的には、まず、ＧａＮ微粒子またはＩｎＧａＮ系微粒子のいずれかをポリエチレングリコールあるいはポリプロピレングリコールを主鎖にもつ高分子化合物水溶液に分散させて塗布液（インク）を調整する。
次に、前記の塗布方法のいずれかを用いて、これを基板上に塗布する。
その後、塗布液（インク）を塗布した基板をオーブンなどで焼成することにより、溶媒（高分子化合物水溶液）を揮発させて、ＧａＮ系またはＩｎＧａＮ系のいずれかの微粒子からなる緻密な膜を得る。なお、溶媒（高分子化合物水溶液）を完全に除去するために、焼成温度は３００℃以上とすることが好ましい。なお、微粒子はその表面エネルギーのためアニールにより容易に膜を形成する。
【００５３】
ｎ型ＧａＮ微粒子またはｎ型ＩｎＧａＮ系微粒子のいずれかとｐ型ＩｎＧａＮ系微粒子とが接触するように、ｎ型半導体層２とｐ型半導体層３とが積層されていることが好ましい。
これにより、ｎ型半導体層２とｐ型半導体層３の接触面積を増加させることができ、ｎ型半導体層２とｐ型半導体層３との間の接触抵抗を低減させて、光電変換効率が高い太陽電池とすることができる。
【００５４】
ｎ型半導体層２およびｐ型半導体層３はそれぞれ微粒子層であるので、ｎ型半導体層２とｐ型半導体層３との界面またはｐ型半導体層３の透光性電極側の面は無秩序な凹凸面とされている。
これにより、実質的な受光面積を格段に増加させることができ、より効率的に太陽光を吸収することが可能になる。併せて、微粒子表面で太陽光を受けるため、その凹凸度合いで光が屈折し光路長を長くすることができ、膜厚を薄くしても効率的に太陽光を吸収することが可能となる。さらに、シリコン太陽電池で実証されているように、凹凸面は表面をテクスチャー構造にして光閉じ込め効果を促進する効果を発現させるが、微粒子により凹凸を形成することは、表面を複雑な方法でエッチングする工程が不要なため、製造コストを低減することが可能となる。
【００５５】
（実施形態２）
図２は、本発明の実施形態である太陽電池の別の一例を説明する断面図である。
図２に示すように、本発明の実施形態である太陽電池３２は、ｎ型半導体層２とｐ型半導体層３との間にｉ型層６が形成されている他は実施形態１と同様にして概略構成されている。
ｎ型半導体層２、ｐ型半導体層３およびｉ型層６のいずれかまたは２以上の層が光を吸収して発電する受光層であり、ＩｎＧａＮ系微粒子からなる。ｉ型層６は、真性半導体（ｉ型半導体＝ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）層であり、不純物原子を混ぜない半導体からなる。
【００５６】
ｉ型層６を受光層としてＩｎＧａＮ系微粒子で形成した場合、ｎ型半導体層２およびｐ型半導体層３は受光層とせずに、それぞれＧａＮ微粒子で形成することが好ましい。
ＩｎＧａＮ系微粒子は、Ｉｎの存在によりｎ型化およびｐ型化が困難であるため、ｎ型半導体層２はｎ型ＧａＮ微粒子を用いることが好ましく、ｐ型半導体層３はｐ型ＧａＮ微粒子を用いることが好ましい。
しかし、ｉ型層６を受光層とするとともに、ｎ型半導体層２またはｐ型半導体層３のいずれかまたは両方をが受光層として形成してもよい。
【００５７】
ｉ型ＩｎＧａＮ系微粒子の作成方法としては、実施形態１で示したＭＯＣＶＤ法、レーザ法、ガリウム塩またはインジウムガリウム複合塩微粒子の窒化処理などを用いることができる。
また、ｉ型ＩｎＧａＮ系微粒子層の形成方法は、実施形態１で示した微粒子層の形成方法を用いることができる。
【００５８】
ｉ型層の膜厚は０．５〜１０μｍであることが好ましく、１〜５μｍであることがより好ましい。ｉ型層の膜厚が０．５μｍ以下の場合には、受光層が十分光を吸収できないこととなり、光電変換効率が低くなる場合がある。ｉ型層の膜厚は特に規定されないが、１０μｍ以下で十分に光を吸収することができるので、１０μｍ以上の膜厚ではコストが上昇してしまうだけである。
【００５９】
（実施形態３：太陽電池モジュール）
本発明の実施形態である太陽電池モジュールは、本発明の実施形態である太陽電池３１、３２と、これを覆う樹脂と、を有する。
前記樹脂は、光透過性があり耐候性があれば公知のいずれの材料を用いることができるが、ＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシアルカン）、ＦＥＰ（パーフルオロエチレン−プロペンコポリマー）から選ばれる１種以上からなることが好ましい。
これにより、水分や酸素などの受光層への浸入を防いで、受光層の劣化を抑制することができる。これにより、太陽電池３１、３２の耐環境特性、信頼性および寿命を向上させることができる。
【００６０】
また、太陽電池３１、３２は必要な大きさにカットできる。これにより、任意の大きさにカットした複数の太陽電池３１、３２を、電流を大きくしたいときは並列に接続し、電圧を大きくしたいときは直列に接続することが容易にできる。
【００６１】
また、太陽電池３１、３２は屋外に設置する場合が多いので、熱、湿気、乾燥、光、雰囲気ガスなどに対する耐候性が必要とされる。そのため、熱、湿気、乾燥、光、雰囲気ガスを防止または抑制するコーティング層を、さらに、太陽電池３１、３２の表面または前記樹脂の表面に形成してもよい。
【００６２】
本発明の実施形態である太陽電池３１は、ｎ型半導体層２がｎ型ＧａＮ微粒子またはｎ型ＩｎＧａＮ系微粒子のいずれかからなり、ｐ型半導体層３がｐ型ＧａＮ微粒子またはｐ型ＩｎＧａＮ系微粒子のいずれかからなり、前記微粒子の平均粒径がいずれも１〜１００ｎｍである構成なので、ｎ型半導体層２とｐ型半導体層３の接触面積を増加させて、ｎ型半導体層２とｐ型半導体層３の接触抵抗を低減することができ、太陽電池３１の光電変換効率を向上させることができる。
【００６３】
さらに、本発明の太陽電池３１、３２は、ＩｎＧａＮ系微粒子またはＧａＮ微粒子がｎ型半導体層２とｉ型層６とｐ型半導体層３を構成する構成なので、微粒子層の界面に無秩序な凹凸が形成され、実質的な受光面積を格段に増加させ、より効率的に太陽光を吸収することができる。併せて、粒子表面で太陽光を受けるため、その凹凸度合いで光が屈折し光路長が長くなり、膜厚を薄くしても効率的に太陽光を吸収させることができる。さらに、粒子を用いて凹凸を形成することはシリコン太陽電池で行われているような、表面をテクスチャー構造にして光閉じ込め効果を促進する効果と同様な効果を持たせるが、表面を複雑な方法でエッチングする工程が不要なため、製造コストを低くすることができる。
【００６４】
本発明の実施形態である太陽電池３１は、ｎ型ＧａＮ微粒子またはｎ型ＩｎＧａＮ系微粒子のいずれかとｐ型ＩｎＧａＮ系微粒子とが接触するように、ｎ型半導体層２とｐ型半導体層３とが積層されている構成なので、ｎ型半導体層２とｐ型半導体層３の接触面積を増加させて、ｎ型半導体層２とｐ型半導体層３の接触抵抗を低減することができ、太陽電池３１の光電変換効率を向上させることができる。
【００６５】
本発明の実施形態である太陽電池３１は、ｎ型ＩｎＧａＮ系微粒子とｐ型ＧａＮ微粒子とが接触するように、ｎ型半導体層２とｐ型半導体層３とが積層されている構成なので、ｎ型半導体層２とｐ型半導体層３の接触面積を増加させて、ｎ型半導体層２とｐ型半導体層３の接触抵抗を低減することができ、太陽電池３１の光電変換効率を向上させることができる。
【００６６】
本発明の実施形態である太陽電池３２は、ｎ型半導体層２とｐ型半導体層３との間にｉ型層６が形成されており、ｉ型層６がｉ型ＩｎＧａＮ系微粒子からなり、微粒子の平均粒径が１〜１００ｎｍである構成なので、ｉ型層６とｎ型半導体層２とおよびｐ型半導体層３との接触面積を増加させて、ｉ型層６とｎ型半導体層２およびｐ型半導体層３との接触抵抗を低減することができ、太陽電池３２の光電変換効率を向上させることができる。
【００６７】
本発明の実施形態である太陽電池３２は、ｉ型ＩｎＧａＮ系微粒子がｎ型ＧａＮ微粒子およびｐ型ＧａＮ微粒子と接触するように、ｎ型半導体層２、ｉ型層６およびｐ型半導体層３とがこの順序で積層されている構成なので、ｉ型層６とｎ型半導体層２とおよびｐ型半導体層３との接触面積を増加させて、ｉ型層６とｎ型半導体層２およびｐ型半導体層３との接触抵抗を低減することができ、太陽電池３２の光電変換効率を向上させることができる。
【００６８】
本発明の実施形態である太陽電池３２は、ｉ型ＩｎＧａＮ系微粒子がｎ型ＩｎＧａＮ系微粒子およびｐ型ＩｎＧａＮ系微粒子と接触するように、ｎ型半導体層２、ｉ型層６およびｐ型半導体層３とがこの順序で積層されている構成なので、ｉ型層６とｎ型半導体層２とおよびｐ型半導体層３との接触面積を増加させて、ｉ型層６とｎ型半導体層２およびｐ型半導体層３との接触抵抗を低減することができ、太陽電池３２の光電変換効率を向上させることができる。
【００６９】
本発明の実施形態である太陽電池３１、３２は、ｎ型ＧａＮ微粒子またはｎ型ＩｎＧａＮ系微粒子のいずれかがＳｉまたはＧｅをｎ型ドーパントとして含有する構成なので、塗布法を用いて、容易にｎ型半導体層２を形成することができる。
本発明の実施形態である太陽電池３１、３２は、ｐ型ＧａＮ微粒子またはｐ型ＩｎＧａＮ系微粒子のいずれかがＭｇまたはＺｎをｐ型ドーパントとして含有する構成なので、塗布法を用いて、容易にｐ型半導体層２を形成することができる。
本発明の実施形態である太陽電池３１、３２は、基板が導電性基板または一面に導電性層が形成された絶縁性基板である構成なので、導電性を良好にして、太陽電池３１、３２の光電変換効率を向上させることができる。
【００７０】
本発明の実施形態である太陽電池３１、３２は、導電性基板が、アルミニウム、鉄、ニッケル、錫、銅、銀、白金、チタン、タンタル、ニオブ、ジルコニウム、インジウム、モリブデン、クロム、タングステンから選ばれる１種以上からなる構成なので、導電性を良好にして、太陽電池３１、３２の光電変換効率を向上させることができる。
【００７１】
本発明の実施形態である太陽電池３１、３２は、絶縁性基板が、樹脂、プラスチック、ガラス、セラミックスから選ばれる１種以上からなり、導電性層が、アルミニウム、鉄、ニッケル、錫、銅、銀、白金、チタン、タンタル、ニオブ、ジルコニウム、インジウム、モリブデン、クロム、タングステンから選ばれる１種以上からなる構成なので、耐候性、耐久性、価格面に優れるとともに、導電性を良好にして、光電変換効率を向上させた太陽電池３１、３２とすることができる。また、板状またはフィルム状いずれの形で用いることも出来、製造上の取扱性を重視した形状を選ぶことができる。
【００７２】
本発明の実施形態である太陽電池３１、３２は、透光性電極が、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）、ＩＺＯ（酸化インジウム亜鉛）、ＡＺＯ（酸化アルミ亜鉛）、ＧＺＯ（酸化ガリウム亜鉛）から選ばれる１種以上からなる構成なので、透光性および導電性を良好にして、太陽電池３１、３２の光電変換効率を向上させることができる。
【００７３】
本発明の実施形態である太陽電池モジュールは、本発明の実施形態である太陽電池３１、３２と、前記太陽電池を覆うように形成された樹脂と、を有する構成なので、水分や酸素などの受光層への浸入を防いで、受光層の劣化を抑制することができ、太陽電池３１、３２の耐環境特性、信頼性および寿命を向上させることができる。
【００７４】
本発明の実施形態である太陽電池モジュールは、樹脂が、ＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシアルカン）、ＦＥＰ（パーフルオロエチレン−プロペンコポリマー）から選ばれる１種以上からなる構成なので、水分や酸素などの受光層への浸入を防いで、受光層の劣化を抑制することができ、太陽電池３１、３２の耐環境特性、信頼性および寿命を向上させることができる。
【００７５】
本発明の実施形態である太陽電池の製造方法は、平均粒径が１〜１００ｎｍであるｎ型ＧａＮ微粒子またはｎ型ＩｎＧａＮ系微粒子のいずれかを塗布してｎ型半導体層２を形成する工程と、平均粒径が１〜１００ｎｍであるｐ型ＧａＮ微粒子またはｐ型ＩｎＧａＮ系微粒子のいずれかを塗布してｐ型半導体層３を形成する工程と、を有する構成なので、高価で、精密に制御された真空製造プロセスを必要としないので、製造コストを低くすることができ、さらに、基板を大面積とすることができる。
【００７６】
本発明の実施形態である太陽電池の製造方法は、ｎ型半導体層２とｐ型半導体層３との間に、平均粒径が１〜１００ｎｍであるｉ型ＩｎＧａＮ系微粒子を塗布してｉ型層６を形成する工程と、を有する構成なので、高価で、精密に制御された真空製造プロセスを必要としないので、製造コストを低くすることができ、さらに、基板を大面積とすることができる。
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。しかし、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。
【実施例】
【００７７】
（実施例１）
（ｎ型ＧａＮ微粒子の作成）
チャンバー内に、キャリアガスとしてＨ２を１２０００ｓｃｃｍ、原料ガスとしてＮＨ３を１００００ｓｃｃｍ、ＴＭＧを２００ｓｃｃｍ、ＳｉＨ４（５０ｐｐｍ）を５０ｓｃｃｍ流した状態で、チャンバー内温度を１０８０℃、チャンバー内の圧力は２００Ｔｏｒｒにして、平均粒径２０ｎｍのｎ型ＧａＮ微粒子を作成した。
【００７８】
（ｉ型ＩｎＧａＮ微粒子の作成）
チャンバー内に、キャリアガスとしてＮ２を４００００ｓｃｃｍ、原料ガスとしてＮＨ３を２００００ｓｃｃｍ、ＴＥＧを１００ｓｃｃｍ、ＴＭＩを１００ｓｃｃｍ流した状態で、チャンバー内温度を７５０℃、チャンバー内の圧力は２００Ｔｏｒｒにして、平均粒径２５ｎｍのｉ型Ｉｎ０．７Ｇａ０．３Ｎ微粒子を作成した。
【００７９】
（ｐ型ＧａＮ微粒子の作成）
チャンバー内に、キャリアガスとしてＨ２を５００００ｓｃｃｍ、原料ガスとしてＮＨ３を１００００ｓｃｃｍ、ＴＭＧを７０ｓｃｃｍ、Ｃｐ２Ｍｇを７００ｓｃｃｍ流した状態で、チャンバー内温度を１０５０℃、チャンバー内の圧力は１００Ｔｏｒｒにして、平均粒径２０ｎｍのｐ型ＧａＮ微粒子を作成した。
【００８０】
（太陽電池薄膜の作成）
前記のようにして得られたｎ型ＧａＮ微粒子をポリエチレングリコール中に分散させて塗布液を調整した後、スクリーン印刷法にてステンレス基板上に塗布した。塗布後、Ｎ２雰囲気中４００℃で焼成して、膜厚１００ｎｍのｎ型ＧａＮ微粒子層を形成した。
次に、前記のようにして得られたｉ型Ｉｎ０．７Ｇａ０．３Ｎ微粒子をポリエチレングリコール中に分散させて塗布液を調整した後、スクリーン印刷法にて前記ｎ型ＧａＮ微粒子層上に塗布した。塗布後、Ｎ２雰囲気中４００℃で焼成して、膜厚１０００ｎｍのｉ型Ｉｎ０．７Ｇａ０．３Ｎ微粒子層を形成した。
【００８１】
次に、前記のようにして得られたｐ型ＧａＮ微粒子をポリエチレングリコール中に分散させて塗布液を調整した後、スクリーン印刷法にて前記ｉ型Ｉｎ０．７Ｇａ０．３Ｎ微粒子層上に塗布した。塗布後、Ｎ２雰囲気中４００℃で焼成して、膜厚１００ｎｍのｐ型ＧａＮ微粒子層を形成した。
次に、スパッタ法にて、ｐ型ＧａＮ微粒子層上に膜厚３００ｎｍのＩＴＯを透明導電膜として成膜した。
最後に、スパッタ装置を用いて、Ａｌ（５０ｎｍ）、Ａｇ（３００ｎｍ）の電極を形成した。
【００８２】
（比較例１）
（ｎ型ＧａＮ微粒子の作成）
実施例１で作成したｎ型ＧａＮ微粒子を、Ｎ２雰囲気１１５０℃で２４時間アニールした。その結果、平均粒径３００ｎｍのｎ型ＧａＮ微粒子を作成することができた。
（ｉ型ＩｎＧａＮ微粒子の作成）
実施例１で作成したｉ型Ｉｎ０．７Ｇａ０．３Ｎ微粒子を、Ｎ２雰囲気８５０℃で２４時間アニールした。その結果、平均粒径４００ｎｍのｉ型Ｉｎ０．７Ｇａ０．３Ｎ微粒子を作成することができた。
【００８３】
（ｐ型ＧａＮ微粒子の作成）
実施例１で作成したｐ型ＧａＮ微粒子を、Ｎ２雰囲気１１００℃で２４時間アニールした。その結果、平均粒径３００ｎｍのｐ型ＧａＮ微粒子を作成することができた。
（太陽電池薄膜の作成）
前記のようにして得られたｎ型ＧａＮ微粒子をポリエチレングリコール中に分散させて塗布液を調整した後、スクリーン印刷法にてステンレス基板上に塗布した。塗布後、Ｎ２雰囲気４００℃に焼成して、膜厚３００ｎｍのｎ型ＧａＮ微粒子層を形成した。
【００８４】
次に、前記のようにして得られたｉ型Ｉｎ０．７Ｇａ０．３Ｎ微粒子をポリエチレングリコール中に分散させて塗布液を調整した後、スクリーン印刷法にてｎ型ＧａＮ微粒子層上に塗布した。塗布後、Ｎ２雰囲気４００℃に焼成して、膜厚１０００ｎｍのｉ型Ｉｎ０．７Ｇａ０．３Ｎ微粒子層を形成した。
次に、前記のようにして得られたｐ型ＧａＮ微粒子をポリエチレングリコール中に分散させて塗布液を調整した後、スクリーン印刷法にてｉ型Ｉｎ０．７Ｇａ０．３Ｎ微粒子層上に塗布した。塗布後、Ｎ２雰囲気４００℃に焼成して、膜厚３００ｎｍのｐ型ＧａＮ微粒子層を形成した。
その後、スパッタ法にて、ｐ型ＧａＮ微粒子層上に膜厚３００ｎｍのＩＴＯを透明導電膜として成膜した。
最後に、スパッタ装置を用いＡｌ（５０ｎｍ）、Ａｇ（３００ｎｍ）の電極を形成した。
【００８５】
（評価）
実施例１および比較例１の変換効率を測定した。測定条件は、エア・マス（ＡＭ）１．５、１００ｍＷ／ｃｍ２の擬似太陽光を透光性電極側から照射して、短絡電流Ｉｓｃ、開放電圧Ｖｏｃ、曲線因子ＦＦを測定した後、（Ｉｓｃ・Ｖｏｃ・ＦＦ）／１００ｍＷの式で示される値を％表示して、変換効率を抽出した。なお、この変換効率は、１００ｍＷの当力電力に対してどの程度の出力が得られたかを意味する規格化された指標である。
結果を表１に示す。
【００８６】
【表１】
2010010616.tif 000003
【００８７】
実施例１と比較例１の違いは主として平均粒径であるが、各微粒子の平均粒径が１００ｎｍ以下である実施例１と各微粒子の平均粒径が１００ｎｍを超える比較例１と比較して、大幅に変換効率が改善したことが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は、太陽電池及びその製造方法、太陽電池モジュールに関するものであって、特に、窒化インジウムガリウム粒子を用いた、量産性、製造コスト、光電変換効率に優れた太陽電池及びその製造方法、太陽電池モジュールに関するものである。そのため、本発明は太陽光発電などのエネルギー産業において利用可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の太陽電池の一例を示す断面拡大図である。
【図２】本発明の太陽電池の別の一例を示す断面拡大図である。
【符号の説明】
【００９０】
１…基板、２…ｎ型半導体層、３…ｐ型半導体層、４…透光性電極、５…正極、６…ｉ型層、３１、３２…太陽電池。
【図１】
2010010616.tif 000004
【図２】
2010010616.tif 000005