(57)【要約】      （修正有）【課題】シリコン系およびＣＩＳ系薄膜光電変換ユニットを直列接続することにより短絡電流値を高い値でバランスさせ、高い開放電圧を有する、変換効率の高い多接合型光電変換装置を提供する。【解決手段】多接合型薄膜光電変換装置は、シリコン系薄膜光電変換ユニット３、５及びＣＩＳ系薄膜光電変換ユニット７を備え、中間層４、６を介してこれらを直列接続している。シリコン系薄膜光電変換装置では光電変換が難しい１１００ｎｍ以上の近赤外光の光電変換が可能であり、太陽光スペクトルを幅広く利用することが可能である点から、より高効率な多接合型薄膜光電変換装置を提供することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン系及びＣＩＳ系薄膜光電変換ユニットを備え、シリコン系光電変換ユニットとＣＩＳ系薄膜光電変換ユニットが中間層を介して直列接続されていることを特徴とする多接合型薄膜光電変換装置。
【請求項２】
シリコン系薄膜光電変換ユニットが、アモルファスシリコン、アモルファスシリコンゲルマンおよび微結晶シリコンからなる群の内のいずれか一つ以上から構成されていることを特徴とする請求項１記載の多接合型薄膜光電変換装置。
【請求項３】
ＣＩＳ系薄膜光電変換ユニットが、ＣＩＳ系ナノ粒子から形成されることを特徴とする請求項１、または２のいずれか１項に記載の多接合型薄膜光電変換装置。
【請求項４】
ＣＩＳ系薄膜光電変換ユニットはバッファー層を有し、バッファー層がＺｎＯ、ＺｎＳ、ＣｄＳからなる群の内の少なくとも一つ以上からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の多接合型薄膜光電変換装置。
【請求項５】
中間層が、透明酸化物層／カーボン層／透明酸化物層の順に積層された層を少なくとも一つ以上含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の多接合型薄膜光電変換装置。
【請求項６】
中間層を構成する透明酸化物層が酸化亜鉛により形成されていることを特徴とする請求項５に記載の多接合型薄膜光電変換装置。
【請求項７】
シリコン系薄膜光電変換ユニットとＣＩＳ系薄膜光電変換ユニットの間に設けられた中間層が酸化亜鉛により形成されていることを特徴とする請求項１〜６いずれか１項に記載の多接合型薄膜光電変換装置。
【請求項８】
中間層の膜厚が１０Å以上２０００Å以下であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の多接合型薄膜光電変換装置。
【請求項９】
中間層を構成する透明酸化物層が導電性酸素化シリコンにより形成されていることを特徴とする請求項５〜８のいずれか１項に記載の多接合型薄膜光電変換装置。
【請求項１０】
多接合薄膜光電変換装置の光が入射する側と反対側には裏面電極が設けられており、裏面電極層に用いられる透明酸化物半導体層がホウ素、アルミニウム、ゲルマニウムからなる群の内の一つ以上の元素がドープされていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の多接合型薄膜光電変換装置。
【請求項１１】
ＣＩＳ系薄膜光電変換ユニットが２００度以下の温度域で作製されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の多接合型薄膜光電変換装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はシリコン系及びＣＩＳ系薄膜光電変換ユニットを備え、中間層を介して直列接続されていることを特徴とする多接合型薄膜光電変換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体内部の光電効果を用いて光を電気に変換する光電変換装置が注目され、開発が精力的に行われているが、その光電変換装置の中でもシリコン系薄膜光電変換装置は、低温で大面積のガラス基板やステンレス基板上に形成できることから、低コスト化が期待できる。また、安価で、光や放射線による劣化が極めて少ない、組成Ｃｕ、Ｉｎ、Ｓｅ等からなり結晶構造がカルコパイライト構造を有する薄膜を光吸収層として用いたＣＩＳ系薄膜光電変換装置の開発が行われている（特許文献１参照）。特許文献１には、ＣＩＳ系薄膜太陽電池の製造方法が開示されているが、ＣＩＳ系薄膜光電変換装置を形成するには、５００〜６００℃の温度雰囲気にする必要である。
【０００３】
シリコン系薄膜光電変換装置は、効率を上げるためのハイブリッド化、中間層導入といった技術開発がなされて来たが、可視光から１１００ｎｍ程度の近赤外光までしか光電変換に利用できていなかった。一方、ＣＩＳ系薄膜光電変換装置は、可視光は勿論のこと、シリコン系薄膜光電変換装置では光電変換できない１１００〜１３００ｎｍまでの近赤外光の光電変換が可能であり、太陽光スペクトルを幅広く利用することが可能である点から、近年開発が精力的に行われている。
【０００４】
また、光電変換装置の変換効率を向上させる方法として、２つ以上の光電変換ユニットを積層した、多接合型と呼ばれる構造を採用した光電変換装置が知られている。
【０００５】
この方法においては、光電変換装置の光入射側に大きな光学的禁制帯幅を有する光電変換層を含む光電変換ユニットを配置し、その後ろに順に小さなバンドギャップを有する光電変換層を含む光電変換ユニットを１つ以上配置することにより、入射光の広い波長範囲にわたる光電変換を可能にし、入射する光を有効利用することにより装置全体としての変換効率の向上が図られている。
【０００６】
本願では、相対的に光入射側に配置された光電変換ユニットを前方光電変換ユニットと呼び、これよりも相対的に光入射側から遠い側に隣接して配置された光電変換ユニットを後方光電変換ユニットと呼ぶ。
３つ以上の光電変換ユニットを積層した光電変換装置においては、光入射側から２つめ以降に配置された後方光電変換ユニットを前方光電変換ユニットとして、相対的に光入射側から遠い側に隣接して配置された後方光電変換ユニットが複数存在することとなる。
【０００７】
本願では、光入射側に配置されたシリコン系薄膜太陽電池では吸収できなかった波長の光を光電変換に供するために、シリコン系薄膜太陽電池に対して光入射側から遠い位置にＣＩＳ系薄膜太陽電池を配置する多接合型薄膜光電変換装置である。
【０００８】
上記多接合型構造を採用することで入射光を有効利用できるが、多接合型光電変換装置全体の特性、特に短絡電流密度は積層された各光電変換ユニットの短絡電流密度のうち小さい方の短絡電流密度に制限される。したがって、多接合型光電変換装置全体の特性を向上するためには、それぞれの光電変換ユニットで発生した短絡電流密度のバランスを取る必要がある。
【０００９】
そこで、近年では積層された複数の光電変換ユニットの間に光透過性及び光反射性の双方を有し且つ導電性の中間層を介在させる構造を有する積層型の光電変換装置が提案されている。この場合、中間層に到達した光の一部が反射し、中間層よりも光入射側に位置する前方光電変換ユニット内での光吸収量が増加し、その前方光電変換ユニットで発生する電流値を増大させることができる。例えば、非晶質シリコン光電変換ユニットと結晶質シリコン光電変換ユニットを有する多接合型薄膜光電変換装置に、非晶質シリコン光電変換ユニットと結晶質シリコン光電変換ユニットの間に透過光を反射できる性質を有する中間層を挿入した場合、非晶質シリコン層の膜厚を増やすことなく非晶質シリコン光電変換ユニットによって発生する電流を増加させることができる。
【００１０】
もしくは、同一の電流値を得るために必要な非晶質シリコン層の膜厚を薄くできることから、非晶質シリコン層の膜厚増加に応じて顕著となる光劣化による非晶質シリコン光電変換ユニットの特性低下を押さえることが可能となる。このような中間層としては、前方光電変換ユニットで吸収される光の波長領域を選択的に反射し、且つ後方光電変換ユニットで吸収される光の波長領域は選択的に透過することが好ましく、研究開発が盛んに行われている。
【００１１】
しかし、シリコン系薄膜光電変換装置において、非晶質シリコン、非晶質シリコンゲルマン、微結晶シリコンといったシリコン系材料を用いたシリコン系薄膜光電変換装置では、〜１１００ｎｍまでしか光感度がなく、中間層を用いて光を選択反射および選択透過させても、光感度のない光はそのままロスとなり、有効活用できていなかったシリコン系薄膜光電変換装置は、一旦２５０℃以上に加熱してしまうと、室温に戻しても光電変換装置として機能しなくなってしまう。このため、シリコン系薄膜光電変換ユニットとＣＩＳ系薄膜光電変換ユニットを直列接続するのは問題点があった。
【特許文献１】特開２００６-１６５３８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ＣＩＳ系薄膜光電変換ユニットをシリコン系薄膜光電変換ユニットに直列接続させることにより、シリコン系多接合型薄膜光電変換装置では不可能だった近赤外光まで含む幅広い太陽光スペクトルを光電変換できるだけでなく、ＣＩＳ系薄膜光電変換ユニットだけでは達成できなかった高い開放電圧を有する多接合型薄膜光電変換装置を製造することができる。
【００１３】
本発明により従来以上に幅広い太陽光スペクトルを光電変換することが可能となり、発生する短絡電流密度を高い値
でバランスさせた光電変換効率の高い多接合型薄膜光電変換装置を提供することが可能となる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明による多接合型薄膜光電変換装置は、以下の構成を有するものである。
１）．  シリコン系及びＣＩＳ系薄膜光電変換ユニットを備え、シリコン系光電変換ユニットとＣＩＳ系薄膜光電変換ユニットが中間層を介して直列接続されていることを特徴とする多接合型薄膜光電変換装置。
【００１５】
２）．  シリコン系薄膜光電変換ユニットが、アモルファスシリコン、アモルファスシリコンゲルマンおよび微結晶シリコンからなる群の内のいずれか一つ以上から構成されていることを特徴とする１）記載の多接合型薄膜光電変換装置。
【００１６】
３）．  ＣＩＳ系薄膜光電変換ユニットが、ＣＩＳ系ナノ粒子から形成されることを特徴とする１）、または２）のいずれか１に記載の多接合型薄膜光電変換装置。
【００１７】
４）．  ＣＩＳ系薄膜光電変換ユニットはバッファー層を有し、バッファー層がＺｎＯ、ＺｎＳ、ＣｄＳからなる群の内の少なくとも一つ以上からなることを特徴とする１）〜３）のいずれか１に記載の多接合型薄膜光電変換装置。
【００１８】
５）．  中間層が、透明酸化物層／カーボン層／透明酸化物層の順に積層された層を少なくとも一つ以上含むことを特徴とする１）〜４）のいずれか１に記載の多接合型薄膜光電変換装置。
【００１９】
６）．  中間層を構成する透明酸化物層が酸化亜鉛により形成されていることを特徴とする５）に記載の多接合型薄膜光電変換装置。
【００２０】
７）．  シリコン系薄膜光電変換ユニットとＣＩＳ系薄膜光電変換ユニットの間に設けられた中間層が酸化亜鉛により形成されていることを特徴とする１）〜６）いずれか１に記載の多接合型薄膜光電変換装置。
【００２１】
８）．  中間層の膜厚が１０Å以上２０００Å以下であることを特徴とする１）〜７）のいずれか１に記載の多接合型薄膜光電変換装置。
【００２２】
９）．  中間層を構成する透明酸化物層が導電性酸素化シリコンにより形成されていることを特徴とする５）〜８）のいずれか１に記載の多接合型薄膜光電変換装置。
【００２３】
１０）．  多接合薄膜光電変換装置の光が入射する側と反対側には裏面電極が設けられており、裏面電極層に用いられる透明酸化物半導体層がホウ素、アルミニウム、ゲルマニウムからなる群の内の一つ以上の元素がドープされていることを特徴とする１）〜９）のいずれか１に記載の多接合型薄膜光電変換装置。
【００２４】
１１）．  ＣＩＳ系薄膜光電変換ユニットが２００度以下の温度域で作製されることを特徴とする１）〜９）のいずれか１に記載の多接合型薄膜光電変換装置の製造方法。
【発明の効果】
【００２５】
本発明により、１１００−１３００ｎｍの赤外域にも光感度のあるＣＩＳ系薄膜光電変換ユニットをシリコン系薄膜光電変換ユニットに直列接続させることにより、従来よりも幅広い太陽光スペクトルを光電変換できるだけでなく、ＣＩＳ系薄膜光電変換ユニットだけでは達成できなかった高い開放電圧を有する多接合型薄膜光電変換装置を製造することができるようになる。
【００２６】
以上のような効果により、本発明によれば高性能な多接合型薄膜光電変換装置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】
【００２７】
以下において本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお本願の各図において、厚さや長さなどの寸法関係については図面の明瞭化と簡略化のため適宜変更されており、実際の寸法関係を表してはいない。また、各図において、同一の参照符号は同一部分または相当部分を表している。
【００２８】
図１に、本発明の実施形態の一例によるシリコン系およびＣＩＳ系多接合型薄膜光電変換装置の断面図を示す。
【００２９】
透明基板１上に、透明電極層２、前方シリコン系光電変換ユニット３、中間層４、後方シリコン系光電変換ユニット５、中間層６、ＣＩＳ系光電変換ユニット７、および裏面電極層８の順に配置されている。なお、図１にはシリコン系光電変換ユニットが前方光電変換ユニットと後方光電変換ユニットの２つで構成されているが、本発明はシリコン系光電変換ユニットを３段以上積層した場合にも適用することができる。
【００３０】
例えば光入射側から第一光電変換ユニット、第二光電変換ユニット、第三光電変換ユニットの順に配置された３接合型シリコン系光電変換装置において、第一光電変換ユニットと第二光電変換ユニットを、それぞれ前方光電変換ユニットと後方光電変換ユニットと見なし、両者の境界に中間層を設けても良い。
【００３１】
あるいは第二光電変換ユニットと第三光電変換ユニットを、それぞれ前方光電変換ユニットと後方光電変換ユニットと見なし、両者の境界に中間層を設けても良い。むろん、第一光電変換ユニットと第二光電変換ユニットの境界および第二光電変換ユニットと第三光電変換ユニットの境界の両方に中間層を設けた構造でも良い。シリコン系光電変換装置部分としては、例えば第一光電変換ユニットに非晶質シリコン光電変換ユニット、第二光電変換ユニットに非晶質シリコンゲルマニウムあるいは結晶質シリコン系光電変換ユニット、第三光電変換ユニットに非晶質シリコンゲルマニウムあるいは結晶質シリコン系光電変換ユニットを適用する場合などが挙げられるが、組み合わせはこの限りではない。
【００３２】
シリコン系薄膜光電変換装置とＣＩＳ系薄膜光電変換装置の境界には中間層が配置される。当該中間層を設けることにより、ＣＩＳ系薄膜光電変換装置を形成する際に、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｓ、Ｓｅ、Ｇａ等の原子をシリコン系薄膜光電変換装置側への透過・拡散を防止することが出来る。当該中間層としては例えば、ノンドープのＺｎＯなどが用いることができる。
【００３３】
基板側から光を入射するタイプの光電変換装置にて用いられる透明基板１には、ガラス、透明樹脂等から成る板状部材やシート状部材が用いられる。透明電極層２はＳｎＯ2、ＺｎＯ等の導電性金属酸化物から成ることが好ましく、ＣＶＤ、スパッタ、蒸着等の方法を用いて形成されることが好ましい。透明電極層２はその表面に微細な凹凸を有すると、入射光の散乱を増大させる効果が生じるので好ましい。
【００３４】
裏面電極層８としては、Ｍｏ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、ＰｔおよびＣｒから選ばれる少なくとも一つの材料からなる少なくとも一層の金属層をスパッタ法または蒸着法により形成することできる。中でもＭｏが好ましい。また、光電変換ユニットと裏面電極との間に、ＩＴＯ、ＳｎＯ2、ＺｎＯ等の導電性酸化物からなる層を形成しても構わない（図示せず）。
【００３５】
光入射側からみて透明電極層２の後方に、複数の光電変換ユニットが配置される。図２のように２つの光電変換ユニットが積層された構造の場合、光入射側に配置された前方光電変換ユニット３には相対的にバンドギャップの広い材料、例えば非晶質シリコン系材料による光電変換ユニットなどが用いられる。その後方に配置された後方光電変換ユニット５には、それよりも相対的にバンドギャップの狭い材料、例えば結晶質を含むシリコン系材料による光電変換ユニットや、非晶質シリコンゲルマニウム光電変換ユニットなどが用いられる。
【００３６】
各々のシリコン系光電変換ユニットは、ｐ型層、実質的に真性な光電変換層であるｉ型層、およびｎ型層から成るｐｉｎ接合によって構成されるのが好ましい。このうちｉ型層に非晶質シリコンを用いたものを非晶質シリコン光電変換ユニット、結晶質を含むシリコンを用いたものを結晶質シリコン光電変換ユニットと呼ぶ。なお、非晶質あるいは結晶質のシリコン系材料としては、半導体を構成する主要元素としてシリコンのみを用いる場合だけでなく、炭素、酸素、窒素、ゲルマニウムなどの元素をも含む合金材料であってもよい。また、導電型層の主要構成材料としては、必ずしもｉ型層と同質のものである必要はなく、例えば非晶質シリコン光電変換ユニットのｐ型層に非晶質シリコンカーバイドを用い得るし、ｎ型層に結晶質を含むシリコン層（μｃ−Ｓｉとも呼ばれる）も用い得る。
【００３７】
ＣＩＳ系薄膜光電変換ユニットは、一般に表面が絶縁性の基板上に順に積層された第一電極と、半導体薄膜光電変換ユニットと、及び第二電極とを含んでいる。ここで、ＣＩＳ系光電変換ユニットは一般的にｐ型層、バッファー層及びｎ型層の順に積層されてなり、その主要部を占めるｐ型層の光電変換層はＣｕ、Ｉｎ、Ｓｅから構成したものを用いることができる。
【００３８】
バッファー層は、ＣｄＳ、ＺｎＳ、ＺｎＯ等を用いることが好ましい。また、ｐ型層の形成温度は２５０度以下であることが好ましい。２５０度以下という低温で形成するために、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｓｅ等を含む化合物半導体ナノ粒子を作製し、塗布した後に、２００度以下で加熱処理することによりＣＩＳ系薄膜光電変換装置のｐ型層を形成してもよい。
【００３９】
本発明では、前方光電変換ユニットと後方光電変換ユニットとの間に前方光電変換ユニットで吸収できる波長領域の光に対する反射率が高く、前方光電変換ユニットで吸収できない波長領域の光に対する反射率が低くなるような反射特性を有する中間層を用いている。
【００４０】
本願発明に用いる中間層は透明酸化物層を有するものが好ましく、透明酸化物層としては、酸化錫、酸化亜鉛、ＩＴＯ、導電性酸素化シリコン層等を用いることが出来る。
【００４１】
透明酸化物層を有する中間層の構造としては、透明酸化物からなるものの他に、例えば、透明酸化物層／カーボン層／透明酸化物層の順に積層された層であってもよい。またこれらの層を複数用いてもかまわない。
【００４２】
透明酸化物層の形成方法は均一な薄膜が形成される手段であれば特に限定されない。例えば、スパッタリングや蒸着などのＰＶＤ法や、各種ＣＶＤ法などの化学気相法などの他に、透明酸化物層の原料を含む溶液をスピンコート法やロールコート法、スプレー塗布やディッピング塗布などにより塗布した後に加熱処理などで透明酸化物層を形成する方法も挙げられる。例えば導電性酸素化シリコンについては、光電変換ユニットを構成するｎ型μｃ−Ｓｉ層のプラズマＣＶＤ法による作製時と同様の条件で、追加的にＣＯ2ガスをチャンバー内へ導入することにより作製することが可能でありプロセス的に有利である。
【００４３】
また、カーボン層は透明酸化物層よりも屈折率が低く、カーボン層の形成方法についてもプラズマＣＶＤにて作成すれば、光電変換ユニット及び中間層を１台のプラズマＣＶＤにて作成することが可能になるため生産性が向上する。これらの透明酸化物層の膜厚は１０Å以上２０００Å以下であることが好ましい。透明酸化物層の膜厚が薄い場合は、透明酸化物層の導電性が極めて低く光電変換ユニットとの直列接続における障害となる。また透明酸化物層の膜厚が厚い場合は、透明性が悪くなり、生産コストも高くなる可能性がある。カーボン層の屈折率は、波長５５０ｎｍにおいて１．２〜１．９であることが好ましい。
【００４４】
導電性酸素化シリコンについては、光電変換ユニットを構成するｎ型μｃ−Ｓｉ層のプラズマＣＶＤ法による作製時と同様の条件で、追加的にＣＯ2ガスをチャンバー内へ導入することにより作製することが可能でありプロセス的に有利である。
【実施例】
【００４５】
以下においては、上述の実施の形態に対応するシリコン系薄膜光電変換ユニットとＣＩＳ系薄膜光電変換ユニットとを直列に積層した構造の多接合型薄膜光電変換装置の製造方法の実施例として、非晶質シリコン光電変換ユニットと結晶質シリコン光電変換ユニットとが積層されたシリコン系薄膜光電変換ユニットに化合物半導体ナノ粒子を用いてＣＩＳ系薄膜光電変換ユニットを直列接続した多接合型薄膜光電変換装置を挙げ、比較例と比較しつつ詳細に説明する。各図において同様の部材には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。また、本発明はその趣旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。
【００４６】
（実施例１）
図１に準じた多接合型薄膜光電変換装置を作成した。透明基板１にはガラスを用い、透明電極層２にはＳｎＯ2を用いた。この際の透明電極層２の膜厚は８００ｎｍ、シート抵抗は１０オーム／□、ヘイズ率は１５〜２０％とした。この上に、ボロンドープのｐ型シリコンカーバイド（ＳｉＣ）層を１０ｎｍ、ノンドープの非晶質シリコン光電変換層を２００ｎｍ、リンドープのｎ型μｃ−Ｓｉ層を２０ｎｍの膜厚で、それぞれプラズマＣＶＤ法により製膜した。これにより、前方光電変換ユニットであるｐｉｎ接合の非晶質シリコン光電変換ユニット３を形成した。
【００４７】
さらに非晶質シリコン光電変換ユニット３の上に中間層４を形成した。まず、非晶質シリコン光電変換ユニット３を形成した基板をプラズマＣＶＤ装置から大気中に取り出した後で、スパッタ法により酸化亜鉛からなる透明酸化物層４を形成するスパッタ装置の製膜室に投入した。スパッタターゲットとして酸化亜鉛中に２ｗｔ％のＡｌを添加したものにおいて、スパッタガスとしてＡｒガスを導入し、基板を１５０℃に加熱、圧力を０．２７Ｐａとした上で、ＤＣスパッタ法により酸化亜鉛を膜厚６００Åで形成した。酸化亜鉛の屈折率は１．９（波長５５０ｎｍ）であった。
【００４８】
さらに前記中間層４を形成した基板を製膜室から大気中に取り出しプラズマＣＶＤ装置に投入した。そして前記中間層４の上にボロンドープのｐ型微結晶シリコン層を１５ｎｍ、ノンドープの結晶質シリコン光電変換層を２．５μｍ、リンドープのｎ型微結晶シリコン層を２０ｎｍの膜厚でそれぞれプラズマＣＶＤ法により製膜した。これにより、後方光電変換ユニットであるｐｉｎ接合の結晶質シリコン光電変換ユニット５を形成した。
【００４９】
さらに後方光電変換ユニット５の上に、中間層６としてノンドープのＺｎＯ膜を８０ｎｍの膜厚でＤＣスパッタ法により形成した。ノンドープのＺｎＯ膜の屈折率は１．８５（波長５５０ｎｍ）であった。当該基板を大気中に取り出した。
【００５０】
ＣＩＳ系薄膜光電変換ユニットを次のようにして形成した。Ａｒ雰囲気でＣｕＩ、ＩｎＩ3にピリジンを加えて室温で１時間攪拌し、次にＮａ2Ｓｅメタノール溶液を添加、ドライアイスで冷却し、２４時間攪拌（赤茶色から黒色の懸濁液になるまで）、２０分間遠心分離してＣＩＳとＮａＩを分離、ドライメタノールを加えてピリジンを除去し、精製ＣＩＳをメタノール中に懸濁させたものを、大気中に取り出した中間層６の上に、塗布した後、赤外線ゴールドファーナスで２００℃、５時間、セレン化水素を吹き込みながら焼成することでＣＩＳからなるＣＩＳ系薄膜光電変換ユニットのｐ層７ａを形成した。
【００５１】
次いで、スパッタ法により酸化亜鉛７ｂおよびＭｏからなる裏面電極層８を形成するスパッタ装置の製膜室に投入した。スパッタターゲットとして酸化亜鉛中に２ｗｔ％のＡｌを添加したものにおいて、スパッタガスとしてＡｒガスを導入し、基板を１５０℃に加熱、圧力を０．２７Ｐａとした上で、ＤＣスパッタ法により酸化亜鉛を膜厚６００Åで形成した。次いで、Ｍｏをスパッタし、膜厚１ミクロンで形成した。
【００５２】
以上のようにして得られた非晶質シリコン太陽電池から１ｃｍ角の受光面積を有する光電変換ユニットを分離し、分光感度特性を測定したところ、図１のような結果となった。なおグラフは後に述べる比較例１の結果において最大感度の値を１とした場合の規格値で示されている。また、これらの感度スペクトルより分光感度電流を算出したところ、１６．５ｍＡ／ｃｍ2であった。開放電圧と分光感度電流を纏めたものを表１に示す。
【００５３】
（比較例１）
図２に準じ、比較例１としての多接合薄膜シリコン系光電変換装置を作製した。実施例１と同様にして、非晶質シリコン光電変換ユニット３と中間層４および結晶質シリコン光電変換ユニット５および裏面電極６とからなるシリコン系光電変換装置を形成した。
以上のようにして得られたシリコン系薄膜光電変換装置から１ｃｍ角の受光面積を有する光電変換ユニットを分離し、分光感度特性を測定し、感度スペクトルより分光感度電流を算出したところ、１４．４ｍＡ／ｃｍ2であった。開放電圧と分光感度電流を纏めたものを表１に示す。
【００５４】
【表１】
2010087205.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明による多接合型光電変換装置の構造断面図
【図２】比較例における多接合型光電変換装置の構造断面図
【図３】本発明における多接合型光電変換装置の分光感度特性
【符号の説明】
【００５６】
１    透明基板
２    透明電極層
３    前方シリコン系光電変換ユニット
４    中間層
５    後方シリコン系光電変換ユニット
６    中間層
７    ＣＩＳ系光電変換ユニット
８    裏面電極層
【図１】
2010087205.tif 000004
【図２】
2010087205.tif 000005
【図３】
2010087205.tif 000006