(57)【要約】【課題】  発電効率の高い金属シリサイド層を有する太陽光発電モジュールを提供する。【解決手段】  実施の形態の太陽光発電モジュールは、電極層、金属酸化物層、β−ＦｅＳｉ２またはＢａＳｉ２の一種からなる金属シリサイド層からなる半導体層の積層構造を具備することを特徴とするものである。また、前記金属酸化物層がＳｉＯ２層であることが好ましい。また、前記金属酸化物層は厚さ５ｎｍ以下であることが好ましい。また、ショットキー型であることが好ましい。また、電極層はＮｉＳｉ２またはＣｏＳｉの一種からなる電極層であることが好ましい。【選択図】  図１
2014212216.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極層、金属酸化物層、β−ＦｅＳｉ２またはＢａＳｉ２の一種からなる金属シリサイド
層からなる半導体層の積層構造を具備することを特徴とする太陽光発電モジュール。
【請求項２】
前記金属酸化物層がＳｉＯ２層であることを特徴とする請求項１記載の太陽光発電モジュ
ール。
【請求項３】
前記金属酸化物層は厚さ５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし請求項２のい
ずれか１項に記載の太陽光発電モジュール。
【請求項４】
ショットキー型であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の
太陽光発電モジュール。
【請求項５】
電極層は、ＮｉＳｉ２またはＣｏＳｉの一種からなることを特徴とする請求項１ないし請
求項４のいずれか１項に記載の太陽光発電モジュール。
【請求項６】
前記金属シリサイド層からなる半導体層は多結晶金属シリサイド層であることを特徴とす
る請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の太陽光発電モジュール。
【請求項７】
前記金属シリサイド層からなる半導体層は厚さ１μｍ以下であることを特徴とする請求項
１ないし請求項６のいずれか１項に記載の太陽光発電モジュール。
【請求項８】
金属シリサイド層からなる半導体層から供給される電力の一部または全部を蓄電する蓄電
機構部を具備することを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の太陽
光発電モジュール。
【請求項９】
蓄電機構部は、酸化タングステン粒子を具備することを特徴とする請求項８記載の太陽光
発電モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
後述する実施形態は、概ね、太陽光発電モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光を利用した太陽電池はクリーンな電気エネルギーとして注目を集めている。太陽
電池としては、単結晶シリコン基板や多結晶シリコン基板を使ったものが発電効率が優れ
ていることから主に使われている。また、コストダウンのためにシリコン基板を薄膜化し
た薄膜状アモルファスシリコンを使うことも検討されている。また、これらシリコン系以
外の太陽電池としては、ガリウム、砒素、リン、ゲルマニウム、インジウムなどを使った
化合物半導体系の太陽電池も知られている。これまでの太陽電池は、太陽光を受けるシリ
コン基板の大型化や、化合物の合成プロセスの煩雑さから、コストが高く、思うように普
及が進まないといった問題があった。
近年、金属シリサイドを半導体層とした太陽電池が研究されている。例えば、特開２０
１１−１９８９４１号公報（特許文献１）には、β−ＦｅＳｉ２層を半導体層とした太陽
電池が開示されている。鉄シリサイドなどの金属シリサイドは、単結晶体や多結晶体のど
ちらも製造可能であり、シリコン系太陽電池よりも低コスト化の期待がある。また、金属
シリサイド系太陽電池は、シリコン系太陽電池では使用されない赤外線を感受して発電す
ることからシリコン系太陽電池よりも高効率化への期待もある。
しかしながら、金属シリサイド層を使った太陽電池に関して現状では商品化されておら
ず、研究段階である。これは安定した発電効率が得られないためである。また、金属シリ
サイド層を使った太陽電池は、受光した光の強度により出力変動するため、単独電源とし
ての使用には不安があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１９８９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、発電効率のよい金属シリサイド層を使った太陽光発
電モジュールを提供するものである。また、光の強度の変化、つまりは日照量の変化に強
い安定した電力供給を可能とする太陽光発電モジュールを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態にかかる太陽光発電モジュールは、ＮｉＳｉ２またはＣｏＳｉの一種からなる
電極層、金属酸化物層、β−ＦｅＳｉ２またはＢａＳｉ２の一種からなる金属シリサイド
層からなる半導体層の積層構造を具備することを特徴とするものである。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第一の実施形態に係る太陽光発電モジュールを例示するための模式図である。
【図２】金属シリサイド層からなる半導体層を例示するための模式図である。
【図３】第二の実施形態に係る太陽光発電モジュールを例示するための模式図である。
【図４】本実施形態の蓄電機構部を例示するための模式図である。
【図５】第二の実施形態に係る太陽光発電モジュールのＩ−Ｖ特性を例示するための模式グラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示する。なお、各図面中、同様の構成
要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図１は、第一の実施形態に係る太陽光発電モジュールを例示するための模式図である。
図中、１は第一の実施形態に係る太陽光発電モジュール、２は金属シリサイド層からなる
半導体層、３は電極層、４は金属酸化物層、５は基板、６は表面電極部、である。
金属シリサイド層からなる半導体層２の表面側（太陽光受光面側）に表面電極部６、裏
面側（太陽光受光面とは反対側）に金属酸化物層４、電極層３が設けられている。
金属シリサイド層からなる半導体層２はβ−ＦｅＳｉ２またはＢａＳｉ２の一種からな
る金属シリサイド層である。金属シリサイド層からなる半導体層２と電極層３の間に金属
酸化物層４が形成されている。なお、化学量論としてＦｅＳｉ２に近似（小数点一ケタ目
を四捨五入して原子比Ｆｅ：Ｓｉ＝１：２となるもの）していれば多少ずれていても使用
できる。同様に、化学量論としてＢａＳｉ２に近似（小数点一ケタ目を四捨五入して原子
比Ｂａ：Ｓｉ＝１：２となるもの）していれば多少ずれていても使用できる。
【０００８】
金属酸化物層４を設けることにより、金属シリサイド層からなる半導体層２のバンドギ
ャップを変化させることができ、電子とホールを増加させ内臓電位を高めることができる
。この結果、発電効率を向上させることができる。特に、このような効果はショットキー
型構造を有する太陽光発電モジュールに効果的である。
また、β−ＦｅＳｉ２はバンドギャップＥｇが０．８５ｅＶ程度、ＢａＳｉ２はバンド
ギャップＥｇが１．４ｅＶ程度と高く、直接遷移型であることから波長１５００ｎｍ以下
に対し高い吸収効率を有している。また、β−ＦｅＳｉ２、ＢａＳｉ２は吸収係数がＳｉ
の１００〜１０００倍と高いことから、同じ効率としたとき膜厚をＳｉ太陽電池層の１／
１００〜１／１０００程度に薄くすることも可能である。
また、金属酸化物層４は、ＳｉＯ２層（酸化ケイ素層）であることが好ましい。ＳｉＯ
２層はβ−ＦｅＳｉ２層またはＢａＳｉ２層との密着性がよく、内臓電位を高める効果を
得易い。また、金属酸化物層４は厚さ５ｎｍ以下であることが好ましい。厚さが５ｎｍを
超えて厚いと金属酸化物層が絶縁体となり、電極層３に電気が十分流れなくなるおそれが
ある。また、金属酸化物層の厚さは１〜３ｎｍが好ましい。金属酸化物層の厚さが１ｎｍ
未満と薄いと十分な効果が得られないおそれがある。
また、電極層３は、ＮｉＳｉ２またはＣｏＳｉのいずれか１種からなる金属シリサイド
層であることが好ましい。電極層３としては、導電性を有すれば、金属材料など様々なも
のが適用できる。一方で、ＮｉＳｉ２またはＣｏＳｉは金属酸化物膜、特にＳｉＯ２膜と
の密着性がよい。そのため、半導体層２で発電した電気を効率的に取り出すことができる
。
【０００９】
また、β−ＦｅＳｉ２またはＢａＳｉ２の一種からなる金属シリサイド層からなる半導
体層２は、多結晶金属シリサイド層であることが好ましい。半導体層２を構成する金属シ
リサイドとしては、単結晶、多結晶と様々なものが適用できる。一方で単結晶はエピタキ
シャル成長を利用した製法であることからコスト的な負担がある。多結晶金属シリサイド
は、スパッタリング法などの成膜法と熱処理の組合せにより製造できることから低コスト
化を図ることができる。
また、β−ＦｅＳｉ２またはＢａＳｉ２の一種からなる金属シリサイド層からなる半導
体層２を多結晶金属シリサイドとする場合、多結晶金属シリサイドの平均結晶粒径は０．
０１μｍ以上（１０ｎｍ以上）であることが好ましい。平均結晶粒径が１０ｎｍ未満では
結晶サイズが小さすぎて、多結晶金属シリサイド層（半導体層２）内に金属シリサイド結
晶粒子同士の粒界が増加する。粒界が増加すると粒界がトラップサイトとなり、内部抵抗
を増大させてしまうおそれがある。多結晶金属シリサイドの平均結晶粒径の上限は特に限
定されるものではないが、平均結晶粒径は３μｍ以下が好ましい。平均結晶粒径が３μｍ
を超えて大きいと均一な結晶を作製するのが困難となるおそれがある。なお、好ましくは
平均結晶粒径０．０５〜１．２μｍ（５０〜１２００ｎｍ）である。
【００１０】
また、内部抵抗を低減するという観点からすると、多結晶金属シリサイド層の膜厚をＢ
（μｍ）、多結晶金属シリサイドの平均結晶粒径をＡ（μｍ）としたとき、Ａ≧Ｂである
ことが好ましい。多結晶金属シリサイド層の膜厚Ｂより、多結晶金属シリサイドの平均結
晶粒径Ａを大きくすることにより、多結晶金属シリサイド層の厚み方向に対して金属シリ
サイド結晶粒子同士の粒界の数を減らすことができるので内部抵抗を低減することができ
る。粒界の数を減らすことは粒界トラップサイトの低減を行うことができる。
図２に多結晶金属シリサイド層（半導体層２）の模式図を示した。図中、２は多結晶金
属シリサイド層である。また、Ｂは金属シリサイド層の膜厚である。図２では５粒の結晶
粒子が並んだ状態を模式したものである。結晶粒子同士の粒界は、直線状、曲線状など特
に限定されるものではない。また、図２に示したように金属シリサイド結晶粒子の個々の
粒径は、そこに写る結晶粒子の最大径を粒径とするので、それぞれＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ
４、Ａ５が粒径となる。この作業を３０粒行い、その平均値を求めるものである。また、
測定にあたっては、多結晶金属シリサイド層（半導体層２）の厚み方向の任意の断面の拡
大写真を測定する。そこに写る個々の結晶粒子の最大径を粒径とし、任意の３０粒の平均
値を平均結晶粒径Ａ（μｍ）とする。また、一枚の写真（一視野）に３０粒すべてが入ら
ない場合いは連続した複数の拡大写真を使うものとする。
また、金属シリサイド層の膜厚は１μｍ以下であることが好ましい。また、膜厚が１μ
ｍを超えて厚いと金属シリサイド層を作製するのが困難となるおそれがある。また、１μ
ｍを超えて厚くても、それ以上の発電効率が得られないおそれがある。
また、β−ＦｅＳｉ２はキャリア密度が１×１０−１４〜１×１０−１８ｃｍ−３、Ｂ
ａＳｉ２はキャリア密度が１×１０−１４〜１×１０−１８ｃｍ−３であることが好まし
い。
【００１１】
第一の実施形態の太陽光発電モジュールは、上記のような電極層３、金属酸化物層４、
β−ＦｅＳｉ２またはＢａＳｉ２の一種からなる金属シリサイド層からなる半導体層２の
積層構造を具備している。この積層構造は、電極層３と半導体層２の間の８０％以上に金
属酸化物層４が形成されていることが好ましい。また、電極層３と半導体層２の間すべて
（１００％）に金属酸化物層４が形成されていることが最も好ましい。
【００１２】
また、基板５は、ガラス基板、絶縁性セラミックス基板や金属基板などが挙げられる。
なお、金属基板の場合は絶縁層を設けて外部との絶縁性を確保するものとする。基板５は
前記積層構造を保持するために使用されるものである。
また、β−ＦｅＳｉ２またはＢａＳｉ２の一種からなる金属シリサイド層からなる半導
体層２の表面には表面電極部６が形成されている。また、表面電極部６は波長１５００ｎ
ｍ以下の光が透過する電極材料であることが好ましい。このような材料としては、ＩＴＯ
やＡＴＯなどの透明電極材料が挙げられる。また、表面電極部６は多結晶金属シリサイド
層２上に１か所以上形成されていればよい。また、必要に応じ、表面電極部６および半導
体層２の上に反射防止膜やガラス基板を設けてもよいものとする。
以上のような第一の太陽光発電モジュールであれば、発電効率のよい太陽光発電モジュ
ールを提供することができる。
【００１３】
ここで、第一の太陽光発電モジュールの製造方法について説明する。本実施形態に関し
ては上記構成を有していれば製造方法は特に限定されるものではないが、効率よく得るた
めの方法として次の方法が挙げられる。
まず、基板５を用意する。必要に応じ、基板５の表面を洗浄する。洗浄した場合は、十
分に乾燥工程を行うものとする。
次に、電極層３を形成する。電極層３は、電極層を構成する成分をスパッタリング法な
どの成膜法を使って形成する。電極層３の厚さは、任意であるが、１０ｎｍ以上であるこ
とが好ましい。また、ＮｉＳｉ２などの金属シリサイドを電極層３として用いる場合は、
ＮｉＳｉ２ターゲットを用いる方法、Ｎｉターゲット（金属ターゲット）およびＳｉター
ゲットの両方を用いる方法が挙げられる。ＮｉターゲットおよびＳｉターゲットの両方を
用いる方法の場合、ＮｉターゲットとＳｉターゲットを同時スパッタまたは交互スパッタ
のどちらでもよい。また、スパッタ後、熱処理を行いＮｉＳｉ２に反応させることが好ま
しい。熱処理条件としては窒素などの不活性雰囲気中、３００〜７００℃、３０秒〜５分
が好ましい。７００℃を超えた高温または５分を超えた長時間の熱処理を行うと基板５な
どの歪みを生じるおそれがある。また、電極層３としてＣｏＳｉを形成する場合も同様の
方法で対応できる。また、ＮｉＳｉ２やＣｏＳｉは５００℃以下でも反応させることが可
能である。
【００１４】
次に、電極層３に対し、必要に応じ、パターニング処理を行う。パターニング処理は、
パターン（配線）として残したい箇所にエッチングレジストを塗布またはマスク材を配置
し、エッチング処理を行う方法が挙げられる。
次に、金属酸化膜４を設ける工程を行う。金属酸化膜を形成する方法は、第一の方法と
して電極層３の表面を酸化する方法、第二の方法として金属ターゲットを酸素含有雰囲気
中でスパッタリングする方法、第三の方法として金属酸化物ターゲットをスパッタリング
する方法などがある。また、金属酸化物層４の膜厚は５ｎｍ以下となるように形成するこ
とが好ましい。
また、電極層３としてＮｉＳｉ２やＣｏＳｉといった金属シリサイドを用いた場合、第
一の方法（電極層３の表面を酸化する方法）が有効である。電極層３の表面を酸化する方
法としては、電極層３の表面を酸素含有雰囲気中にさらす方法、酸素含有雰囲気を吹き付
ける方法、酸素含有雰囲気中で熱処理を施す方法などが挙げられる。ＮｉＳｉ２やＣｏＳ
ｉといった金属シリサイド層の表面を酸化するとＳｉＯ２膜が形成される。
次に、金属シリサイド層（半導体層２）を設ける工程を行う。金属シリサイド層を設け
る場合、スパッタリング法などの成膜法を使って形成する。また、金属シリサイド層の厚
さは０．０１μｍ（１０ｎｍ）以上であることが好ましい。
また、β−ＦｅＳｉ２層を形成する場合、ＦｅＳｉ２ターゲットをスパッタする方法、
ＦｅターゲットおよびＳｉターゲットの両方を用いる方法が挙げられる。Ｆｅターゲット
およびＳｉターゲットの両方を用いる方法の場合、ＦｅターゲットとＳｉターゲットを同
時スパッタまたは交互スパッタのどちらでもよい。また、スパッタ後、熱処理を行いＦｅ
Ｓｉ２に反応させることが好ましい。熱処理条件としては窒素などの不活性雰囲気中、３
００〜９００℃、３０秒〜１時間が好ましい。９００℃を超えた高温または１時間を超え
た長時間の熱処理を行うと基板５などの歪みを生じるおそれがある。なお、電極層３とし
て金属シリサイド（ＮｉＳｉ２またはＣｏＳｉ）を使った場合、熱処理温度を５００℃以
下とすることができる。これは金属シリサイドがβ−ＦｅＳｉ２層を形成するためのテン
プレートの役割を果たすためである。特に、本実施形態のように薄い金属酸化膜であれば
金属シリサイド（ＮｉＳｉ２またはＣｏＳｉ）のテンプレート効果を低下させることはな
い。また、β−ＦｅＳｉ２層を形成するための熱処理温度が５００℃以下にできれば、基
板、特にガラス基板へのダメージを低減することができるため望ましい。また、スパッタ
後の熱処理によって、β−ＦｅＳｉ２層の平均結晶粒径の制御ができる。
また、均質なβ−ＦｅＳｉ２層を得るには、ＦｅターゲットとＳｉターゲットを交互に
スパッタした後、熱処理を行う方法が好ましい。Ｆｅ膜を０．５〜５ｎｍ、Ｓｉ膜を１〜
１０ｎｍの範囲とし、Ｆｅ膜／Ｓｉ膜を１セットとし、目的とする膜厚になるまで交互に
積層膜を形成し、熱処理を施す。熱処理により、Ｆｅ膜とＳｉ膜が反応し、多結晶のβ−
ＦｅＳｉ２層となる。
【００１５】
また、ＢａＳｉ２層を形成する場合も同様に、バリウムシリサイドターゲットをスパッ
タする方法が挙げられる。バリウムシリサイドターゲットとしては、ＢａＳｉ２ターゲッ
トやＢａＳｉターゲットなどが挙げられる。また、スパッタ後、熱処理を行いＢａＳｉ２
に反応させることが好ましい。熱処理条件としては窒素などの不活性雰囲気中、３００〜
９００℃、３０秒〜１時間が好ましい。９００℃を超えた高温または１時間を超えた長時
間の熱処理を行うと基板５などの歪みを生じるおそれがある。
なお、電極層３として金属シリサイド（ＮｉＳｉ２またはＣｏＳｉ）を使った場合、熱
処理温度を５００℃以下とすることができる。これは金属シリサイドがＢａＳｉ２層を形
成するためのテンプレートの役割を果たすためである。また、ＢａＳｉ２層を形成するた
めの熱処理温度が５００℃以下にできれば、基板、特にガラス基板へのダメージを低減す
ることができるため望ましい。また、スパッタ後の熱処理によって、ＢａＳｉ２層の平均
結晶粒径の制御ができる。
また、前述のように電極層３のパターニング処理を行った場合、電極層３の設けられて
いない個所にレジストまたはマスク材を配置してから行うものとする。
また、ｐｎ接合型のように積層構造とする場合は、それぞれ不純物をドーピングする工
程を行うものとする。
【００１６】
前述のようにスパッタリング法と熱処理を組合せることにより多結晶金属シリサイド層
となる。また、多結晶金属シリサイド層の平均結晶粒径を制御するには熱処理を加えて粒
成長させることが有効である。この熱処理は３００〜９００℃、３０秒〜１時間が好まし
い。また、この熱処理はＦｅターゲットとＳｉターゲットを同時スパッタまたは交互スパ
ッタした後の熱処理と併せて行ってもよい。
また、ショットキー型構造であれば、熱処理温度を５００℃以下にできるので基板５へ
のダメージを低減できる。
【００１７】
次に、表面電極部６を設ける工程を行う。表面電極部は、ＩＴＯやＡＴＯなどの透明電
極を用いる場合にはＩＴＯターゲットまたはＡＴＯターゲットを用いたスパッタリング法
により形成することが好ましい。また、図１に示したように、金属シリサイド層２上に部
分的に表面電極部６を設ける場合は、レジストまたはマスク材を配置してスパッタリング
を行うものとする。
また、表面電極部６を形成した後は、必要に応じ、反射防止膜を形成したり、ガラス基
板などの透明基板と張り合わせてもよい。また、表面電極部６を予め設けた透明基板と張
り合わせてもよい。
【００１８】
次に、第二の実施形態に係る太陽光発電モジュール（第二の太陽光発電モジュール）に
ついて説明する。第二の太陽光発電モジュールの模式図を図２に示した。図２は、第一の
太陽光発電モジュールの基板５の裏面側に蓄電機構部１１を設けた構造である。また、図
中、６は第二の実施形態に係る太陽光発電モジュール、２は多結晶金属シリサイド層、３
は電極層、４は表面電極部、５は基板、１１は蓄電機構部である。
また、蓄電機構部１１は、多結晶金属シリサイド層から供給される電力の一部または全
部を蓄電する機能を有する。また、表面電極部４および電極層３から配線（図示しない）
を蓄電機構部１１に接続するものとする。
また、図３に蓄電機構部１１を例示する模式図を示した。図中、６は蓄電機構部、１２
および１３は電極部、１４は封止部、１５は蓄電部、１６は電解液、１７は保護部、１８
は還元部、である。
蓄電機構部６には、電極部１２（第１の電極部の一例に相当する）、電極部１３（第２
の電極部の一例に相当する）、封止部１４、蓄電部１５、電解液１６、保護部１７、還元
部１８が設けられている。
電極部１２は、板状を呈し、導電性を有する材料から形成されている。電極部１２は、
例えば、アルミニウム、銅、ステンレス、白金などの金属から形成することができる。ま
た、電極部１３は、板状を呈し、電極部１２と対峙して設けられている。電極部１３は、
導電性を有する材料から形成されている。電極部１３は、例えば、アルミニウム、銅、ス
テンレス、白金などの金属から形成することができる。この場合、電極部１２と電極部１
３とを同じ材料から形成することもできるし、電極部１２と電極部１３とを異なる材料か
ら形成することもできる。また、電極部１２および電極部１３は、例えば、ＩＴＯ、ＩＺ
Ｏ(Indium Zinc Oxide）、ＦＴＯ（Fluorine-doped Tin Oxide）、ＳｎＯ２、ＩｎＯ３な
どからなる導電膜を使用してもよい。
【００１９】
また、電極部１２および電極部１３は、基板（図示しない）上に設けられる。基板はガ
ラス基板や絶縁処理した金属基板などが例示される。この基板は前述の基板５を使用して
もよい。つまり、蓄電機構部６を基板５上に直接配置する構造をとってもよい。
なお、蓄電部１５が設けられる側の電極部１３が負極側の電極となる。また、負極側の
電極となる電極部１３に対峙する電極部１２が正極側の電極となる。封止部１４は、電極
部１２と電極部１３との間に設けられ、電極部１２の周縁部と電極部１３の周縁部とを封
止する。すなわち、封止部１４は、電極部１２と電極部１３の周縁に沿って蓄電機構部６
の内部を囲うように設けられ、電極部１２側と電極部１３側とを接合することで蓄電機構
部６の内部を密閉する。また、封止部１４の厚さは特に限定されるものではないが、蓄電
部１５の厚さの１．５〜３０倍の範囲であることが好ましい。封止部１４の厚さが電解液
１６を充填するスペースとなるため、所定の範囲を有していた方がよい。１．５倍未満で
は蓄電部１５に蓄電した電気が放出され易く、３０倍を超えると蓄電部１５に蓄電した電
気を取り出し難くなる。
【００２０】
封止部１４は、ガラス材料を含むものとすることができる。封止部１４は、例えば、粉
末ガラス、アクリル樹脂などのバインダ、有機溶媒などを混合してペースト状にしたガラ
スフリットを用いて形成することができる。粉末ガラスの材料としては、例えば、バナジ
ン酸塩系ガラスや酸化ビスマス系ガラスなどを例示することができる。この場合、封止部
１４は、ペースト状にしたガラスフリットを封止対象部分に塗布し、これを焼成して形成
することができる。そして、封止部１４を加熱することで封止部１４を溶融させて封止を
行うようにすることができる。例えば、形成された封止部１４にレーザ光を照射し、封止
部１４のレーザ光が照射された部分を溶融させることで封止を行うようにすることができ
る。なお、封止部１４は、ガラス材料を含むものに限定されるわけではない。例えば、封
止部１４は、樹脂材料を含み、電極部１２と電極部１３との間に接着されたものとするこ
ともできる。
また、蓄電部１５は、封止部１４の内側であって、電極部１３の電極部１２に対峙する
側の面に設けられている。蓄電部１５は、保護部１７を介して電極部１３上に設けられて
いる。
【００２１】
蓄電部１５は、蓄電性を有する材料から形成されている。蓄電部１５は、例えば、ＷＯ
３（酸化タングステン）から形成されるものとすることができる。
蓄電部１５は、多孔質構造を有するものとすることができる。また、多孔質構造の空隙
率は２０〜８０ｖｏｌ％の範囲であることが好ましい。また、平均粒径１〜１０００ｎｍ
、さらには１〜１００ｎｍの酸化タングステン粒子が好ましい。また、蓄電性能を向上さ
せるために酸化タングステン粒子の表面に金属被膜、金属酸化物被膜を設けてもよい。
蓄電部１５を多孔質構造を有するものとすれば、電解液１６との接触面積を大きくする
ことができる。そのため、蓄電部１５への蓄電を容易とすることができる。
蓄電部１５の厚み寸法は、例えば、３０μｍ程度とすることができる。例えば、蓄電部
１５は、直径寸法が２０ｎｍ程度のＷＯ３の粒子を３０μｍ程度の厚みに積層させること
で形成されたものとすることができる。また、蓄電部１５の厚みは蓄電機能を有すれば特
に限定されるものではないが、１μｍ以上、さらには１μｍ〜１００μｍが好ましい。
また、電解液１６は、封止部１４の内側に設けられている。すなわち、電解液１６は、
電極部１２と電極部１３と封止部１４とで画される空間に充填されている。電解液１６は
、例えば、ヨウ素を含む電解液とすることができる。電解液１６は、例えば、アセトニト
リルなどの溶媒に、ヨウ化リチウムとヨウ素とを溶解させたものとすることができる。ま
た、ヨウ化リチウムは０．５〜５ｍｏｌ／Ｌ、ヨウ素は０．０１〜５ｍｏｌ／Ｌの範囲で
あることが好ましい。
【００２２】
保護部１７は、膜状を呈し、蓄電部１５と電極部１３との間に設けられている。保護部
１７は、封止部１４により画された電極部１３の表面を覆うように設けられている。保護
部１７は、電解液１６により電極部１３が腐食するのを抑制するために設けられている。
そのため、保護部１７は、導電性と、電解液１６に対する耐薬品性とを有する材料から形
成される。保護部１７は、例えば、炭素や白金などから形成されるものとすることができ
る。保護部１７の厚み寸法は、例えば、１００ｎｍ程度とすることができる。なお、電極
部１３が電解液１６に対する耐薬品性を有する材料から形成される場合には、保護部１７
は、必ずしも設ける必要はない。
また、還元部１８は、膜状を呈し、封止部１４により画された電極部１２の表面を覆う
ように設けられている。還元部１８は、電解液１６に含まれているイオンを還元するため
に設けられている。例えば、還元部１８は、電解液１６に含まれているＩ３−イオン（三
ヨウ化物イオン）をＩ−イオン（ヨウ化物イオン）に還元する。そのため、還元部１８は
、導電性と、電解液１６に対する耐薬品性と、電解液１６に含まれているイオンの還元を
考慮した材料から形成される。還元部１８は、例えば、炭素や白金などから形成されるも
のとすることができる。還元部１８の厚み寸法は、例えば、８０ｎｍ程度とすることがで
きる。
このような蓄電機構部であれば、半導体層２からの発電の一部または全部を効率よく蓄
電することができる。また、このような蓄電機構部は蓄電容量を１０００Ｃ／ｍ２以上、
さらには１００００Ｃ／ｍ２以上とすることも可能である。また、蓄電機構部６はその外
周を絶縁部材（図示しない）で覆うものとする。
【００２３】
次に、第二の太陽光発電モジュールのＩ−Ｖ特性について説明する。図４は第二の太陽
光発電モジュール（第二の実施形態）のＩ−Ｖ特性を例示するための模式グラフ図である
。
図４を使って説明する。縦軸は、太陽光発電モジュール６が供給する電力の電圧、横軸
は時間である。太陽光発電モジュール６は太陽光を浴びて一定の電圧を供給することにな
る。天候の変化などにより日照量が低下すると太陽光発電モジュール６からの電力は低下
する。このとき、一定の電圧（△Ｖ１）まで下がると蓄電機構部６から電力が供給される
。蓄電機構部６に蓄えられた電力（蓄電容量）に応じて、電力が供給される。蓄電機構部
６からの電圧が一定の電圧（△Ｖ２）まで下がるまでの間に、商用電源などへの切り替え
を行うものとする。これにより、太陽電池単独で発電していたときとは異なり、日照量変
化に伴い電力供給が不安定になる問題を改善することができる。また、蓄電機構部６の蓄
電容量を１０００Ｃ／ｍ２以上と大きくすることにより、多結晶金属シリサイド層２の発
電を安定化させることもできる。例えば、多結晶金属シリサイド層２の発電効率目標を５
％とした場合、５％に足りない電力を蓄電機構部６から供給することにより発電を安定化
させることもできる。
【００２４】
（実施例）
（実施例１〜３、比較例１）
ガラス基板上に電極層としてＮｉＳｉ２層（厚さ２０ｎｍ）を設けた。なお、ＮｉＳｉ
２層の形成は、ＮｉターゲットとＳｉターゲットを交互スパッタし、Ｎｉ／Ｓｉが交互に
多数積層した積層膜を形成した。その後、窒素雰囲気中、５００℃×１分間熱処理してＮ
ｉＳｉ２層に反応させた。
次に、ＮｉＳｉ２層表面に金属酸化物層としてＳｉＯ２層を設けた。ＳｉＯ２層を設け
るにあたり、ＮｉＳｉ２層表面を酸素含有雰囲気中にさらしてＳｉＯ２層の膜厚を１ｎｍ
にしたものを実施例１、酸素含有雰囲気を吹き付けてＳｉＯ２層の膜厚を３ｎｍにしたも
のを実施例２、酸素含有雰囲気中で熱処理を加えてＳｉＯ２層の膜厚を５ｎｍにしたもの
を実施例３、ＳｉＯ２層を設けないものを比較例１とした。
次に、β−ＦｅＳｉ２層（厚さ３００ｎｍ）を形成した。β−ＦｅＳｉ２層の形成は、
ＦｅターゲットとＳｉターゲットを交互にスパッタし、Ｆｅ膜／Ｓｉ膜が交互に多数積層
した積層膜を形成した。その後、４５０℃で熱処理してβ−ＦｅＳｉ２層とした。また、
β−ＦｅＳｉ２層は平均結晶粒径３２０ｎｍの多結晶金属シリサイド層であった。
β−ＦｅＳｉ２層上に、ＩＴＯ表面電極部を設けたガラス基板を張り合わせて実施例１
〜３および比較例１に係る太陽光発電モジュールを作製した。なお、各太陽光発電モジュ
ールはショットキー型構造を有していた。
実施例１〜３および比較例１に係る太陽光発電モジュールに関し、発電効率を求めた。
発電効率の測定方法は、ソーラーシュミュレーターを用い、ＡＭ１．５のスペルトルを有
する１ｋＷ／ｍ２の強度の光を照射して発電効率を求めた。その結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】
2014212216.tif 000003
【００２６】
表から分かる通り、実施例に係る太陽光発電モジュールは効率が良かった。これはＳｉ
Ｏ２層がショットキー型構造を有する半導体層（β−ＦｅＳｉ２層）の内臓電位を高める
効果が得られるためである。また、実施例１〜３を比較すると実施例３よりも実施例１〜
２の方が発電効率は高かった。このため、ＳｉＯ２層は１〜３ｎｍが好ましいと言える。
【００２７】
（実施例４〜６、比較例２）
ガラス基板上にＮｉＳｉ２層（厚さ３０ｎｍ）を設けた。なお、ＮｉＳｉ２層の形成は
、ＮｉターゲットとＳｉターゲットを交互スパッタし、Ｎｉ／Ｓｉが交互に多数積層した
積層膜を形成した。その後、窒素雰囲気中、５００℃×１分間熱処理してＮｉＳｉ２層に
反応させた。
次に、ＮｉＳｉ２層表面に金属酸化物層としてＳｉＯ２層を設けた。ＳｉＯ２層を設け
るにあたり、ＮｉＳｉ２層表面を酸素含有雰囲気中にさらしてＳｉＯ２層の膜厚を１ｎｍ
にしたものを実施例４、酸素含有雰囲気を吹き付けてＳｉＯ２層の膜厚を３ｎｍにしたも
のを実施例５、酸素含有雰囲気中で熱処理を加えてＳｉＯ２層の膜厚を５ｎｍにしたもの
を実施例６、ＳｉＯ２層を設けないものを比較例２とした。
次に、ＢａＳｉ２層（厚さ２５０ｎｍ）を形成した。ＢａＳｉ２層の形成は、ＢａＳｉ
ターゲットをスパッタし、その後、４６０℃で熱処理することにより、ＢａＳｉ２層とし
た。また、ＢａＳｉ２層は平均結晶粒径２７０ｎｍの多結晶金属シリサイド層であった。
ＢａＳｉ２層上に、ＩＴＯ表面電極部を設けたガラス基板を張り合わせて実施例４〜６
および比較例２に係る太陽光発電モジュールを作製した。なお、各太陽光発電モジュール
はショットキー型構造を有していた。
実施例４〜６および比較例２に係る太陽光発電モジュールに関し、発電効率を求めた。
発電効率の測定方法は、実施例１と同様の方法である。その結果を表２に示す。
【００２８】
【表２】
2014212216.tif 000004
【００２９】
表から分かる通り、実施例に係る太陽光発電モジュールは効率が良かった。これはＳｉ
Ｏ２層がショットキー型構造を有する半導体層（ＢａＳｉ２層）の内臓電位を高める効果
が得られるためである。また、実施例４〜６を比較すると実施例６よりも実施例４〜５の
方が発電効率は高かった。このため、ＳｉＯ２層は１〜３ｎｍが好ましいと言える。
【００３０】
（実施例７〜１０）
ガラス基板上にＮｉＳｉ２層（厚さ３０ｎｍ）を設けた。なお、ＮｉＳｉ２層の形成は
、ＮｉターゲットとＳｉターゲットを交互スパッタし、Ｎｉ／Ｓｉが交互に多数積層した
積層膜を形成した。その後、窒素雰囲気中、５００℃×１分間熱処理してＮｉＳｉ２層に
反応させた。
次に、ＮｉＳｉ２層表面を酸化して膜厚２ｎｍのＳｉＯ２膜を形成した。その上にβ−
ＦｅＳｉ２層を形成した。β−ＦｅＳｉ２層の膜厚は表３に示した通りである。また、β
−ＦｅＳｉ２層の形成は、ＦｅターゲットとＳｉターゲットを交互にスパッタし、Ｆｅ膜
／Ｓｉ膜が交互に多数積層した積層膜を形成した。その後、４００〜４５０℃で熱処理し
てβ−ＦｅＳｉ２層に反応させた。また、平均結晶粒径は表３に示した通りである。
β−ＦｅＳｉ２層上に、ＩＴＯ表面電極部を設けたガラス基板を張り合わせて実施例７
〜１０に係る太陽光発電モジュールを作製した。なお、各太陽光発電モジュールはショッ
トキー型構造を有していた。
実施例７〜１０および比較例１に係る太陽光発電モジュールに関し、発電効率を求めた
。発電効率の測定方法は、実施例１と同様の方法である。その結果を表３に示す。
【００３１】
【表３】
2014212216.tif 000005
【００３２】
表から分かる通り、実施例に係る太陽光発電モジュールは効率が良かった。これはＳｉ
Ｏ２層がショットキー型構造を有する半導体層（β−ＦｅＳｉ２層）の内臓電位を高める
効果が得られるためである。また、β−ＦｅＳｉ２層が１μｍを超えた実施例１０（１．
５μｍ）では発電効率の向上は見られなかった。そのため、β−ＦｅＳｉ２層の厚さは１
μｍ以下が好ましいことが分かる。
【００３３】
（実施例１Ａ、２Ａ）
実施例１〜２に係る太陽光発電モジュールの基板の裏面に図３に例示した蓄電機構部を
接合して、実施例１の裏面に蓄電機構部を設けたものを実施例１Ａ、実施例２の裏面に蓄
電機構部を設けたものを実施例２Ａとした。Ｉ−Ｖ特性を調べたところ、図４のような挙
動を示した。このため実施例１Ａ、実施例２Ａに係る太陽光発電モジュールは日照量の変
化に強いことが分かる。
また、実施例２〜１０に関しても蓄電機構部とのユニット化を行うことによりＩ−Ｖ特
性は図４のような挙動を示した。
【００３４】
以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示
したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は
、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、
種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、
発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範
囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１…第一の実施形態に係る太陽光発電モジュール
２…金属シリサイド層
３…電極層
４…表面電極部
５…基板
６…第二の実施形態に係る太陽光発電モジュール
１１…蓄電機構部
１２…電極部
１３…電極部
１４…封止部
１５…蓄電部
１６…電解液
１７…保護部
１８…還元部
【図１】
2014212216.tif 000006
【図２】
2014212216.tif 000007
【図３】
2014212216.tif 000008
【図４】
2014212216.tif 000009
【図５】
2014212216.tif 000010