(57)【要約】【課題】光電変換効率に優れた光電変換装置を得ること。【解決手段】結晶性半導体基板（ｎ型結晶珪素基板２）の少なくとも片面に半導体層（ｐ型非晶質珪素層４、ｎ型非晶質珪素層５）が形成された光電変換装置であって、透明電極膜からなり前記半導体層（ｐ型非晶質珪素層４、ｎ型非晶質珪素層５）上に形成された下層透明電極（下層透明電極６ａ、下層透明電極６ｂ）と、前記下層透明電極（下層透明電極６ａ、下層透明電極６ｂ）上に前記下層透明電極（下層透明電極６ａ、下層透明電極６ｂ）に接触して形成された集電極（集電極７、集電極８）と、透明電極膜からなり前記集電極（集電極７、集電極８）の上を覆うように形成され、前記集電極（集電極７、集電極８）の一部および前記下層透明電極（下層透明電極６ａ、下層透明電極６ｂ）の一部と電気的に接触して形成された上層透明電極（上層透明電極９ａ、上層透明電極９ｂ）と、を備える。【選択図】図１
2014241310.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結晶性半導体基板の少なくとも片面に半導体層が形成された光電変換装置であって、
透明電極膜からなり前記半導体層上に形成された下層透明電極と、
前記下層透明電極上に前記下層透明電極に接触して形成された集電極と、
透明電極膜からなり前記集電極の上を覆うように形成され、前記集電極の一部および前記下層透明電極の一部と電気的に接触して形成された上層透明電極と、
を備えることを特徴とする光電変換装置。
【請求項２】
前記上層透明電極が、少なくとも前記下層透明電極の一部を覆って形成されていること、
を特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項３】
前記上層透明電極が、前記集電極および前記下層透明電極の全面を覆って形成されていること、
を特徴とする請求項２に記載の光電変換装置。
【請求項４】
前記上層透明電極の電気抵抗が、前記下層透明電極の電気抵抗より低いこと、
を特徴とする１乃至３のいずれか１つに記載の光電変換装置。
【請求項５】
前記上層透明電極の結晶性が、前記下層透明電極の結晶性より高いこと、
を特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の光電変換装置。
【請求項６】
前記上層透明電極の厚さが、前記下層透明電極の厚さより厚いこと、
を特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の光電変換装置。
【請求項７】
前記上層透明電極の材料が、錫を添加した酸化インジウムであること、
を特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の光電変換装置。
【請求項８】
前記結晶性半導体基板がｎ型の導電型を有し、
前記結晶性半導体基板の一面側にｉ型半導体層とｐ型の前記半導体層がこの順で形成され、
前記結晶性半導体基板の他面側にｉ型半導体層とｎ型半導体層がこの順で形成されること、
を特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つに記載の光電変換装置。
【請求項９】
前記下層透明電極の材料が、錫を添加した酸化インジウム、酸化インジウムおよび酸化亜鉛のいずれか１種であること、
を特徴とする請求項１乃至８のいずれか１つに記載の光電変換装置。
【請求項１０】
結晶性半導体基板の少なくとも一面側に半導体層を形成する工程と、
前記半導体層上に透明電極膜からなる下層透明電極を形成する工程と、
前記下層透明電極上に前記下層透明電極に接触する集電極を形成する工程と、
透明電極膜からなり前記集電極の一部および前記下層透明電極の一部と電気的に接触する上層透明電極を前記集電極の上を覆うように形成する工程と、
を含むことを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【請求項１１】
前記上層透明電極が、少なくとも前記下層透明電極の一部を覆って形成されること、
を特徴とする請求項１０に記載の光電変換装置の製造方法。
【請求項１２】
前記上層透明電極が、前記集電極および前記下層透明電極の全面を覆って形成されていること、
を特徴とする請求項１１に記載の光電変換装置の製造方法。
【請求項１３】
前記上層透明電極の電気抵抗が、前記下層透明電極の電気抵抗より低いこと、
を特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか１つに記載の光電変換装置の製造方法。
【請求項１４】
前記上層透明電極の結晶性が、前記下層透明電極の結晶性より高いこと、
を特徴とする請求項１０乃至１３のいずれか１つに記載の光電変換装置の製造方法。
【請求項１５】
前記上層透明電極の厚さが、前記下層透明電極の厚さより厚いこと、
を特徴とする請求項１０乃至１４のいずれか１つに記載の光電変換装置の製造方法。
【請求項１６】
前記上層透明電極の材料が、錫を添加した酸化インジウムであること、
を特徴とする請求項１０乃至１５のいずれか１つに記載の光電変換装置の製造方法。
【請求項１７】
前記結晶性半導体基板がｎ型の導電型を有し、
前記結晶性半導体基板の一面側にｉ型半導体層とｐ型の前記半導体層とをこの順で形成し、
前記結晶性半導体基板の他面側にｉ型半導体層とｎ型半導体層とをこの順で形成すること、
を特徴とする請求項１０乃至１６のいずれか１つに記載の光電変換装置の製造方法。
【請求項１８】
前記下層透明電極の材料が、錫を添加した酸化インジウム、酸化インジウムおよび酸化亜鉛のいずれか１種であること、
を特徴とする請求項１０乃至１７のいずれか１つに記載の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、光電変換装置およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の光電変換装置として、例えば結晶性半導体基板の一面側に導電性の異なる少なくとも薄膜半導体層と透明電極とがこの順で形成され、他面側に導電性の異なる少なくとも非晶質半導体薄膜と透明電極とがこの順で形成され、結晶性半導体基板の一方の面または両面からの光入射により結晶性半導体基板と半導体層で光起電力を発生する太陽電池セルを備えるものがある。この太陽電池セルでは、一面側および他面側の両透明導電上に細線状にパターニングされた集電極が形成される。
【０００３】
このような太陽電池セルでは、光照射により発生した電荷を効率良く収集するために、太陽電池セルの寄生抵抗を低下させなければならない。寄生抵抗を低下させるためには、具体的には、透明電極を構成している錫を添加した酸化インジウム（ＩＴＯ：Indium  Tin  Oxide）の抵抗率および集電極を構成している銀（Ａｇ）の抵抗率を低減する。また、これに加えて透明電極と集電極間との間の接触抵抗も低減する必要がある。
【０００４】
一方、上記透明電極であるＩＴＯは照射された光を半導体層および結晶性半導体基板まで導くため、光透過性が高くなければならない。ＩＴＯの光透過性を高めるためには、酸素濃度を増加させる必要がある。しかし、ＩＴＯにおいては酸素濃度が増加すると電気抵抗率が上昇するため、光照射により発生した電荷の収集効率が低下し、光電変換効率が低下する。また、透明電極と集電極間の接触抵抗を低下させるためには、透明電極の酸素濃度を低減して電気抵抗率を低下させなければならない。
【０００５】
これらの課題を解決するために、たとえば特許文献１では、集電極と接触している箇所のＩＴＯのみ酸素濃度を低下させることで電気抵抗率を低減し、接触抵抗を減少させている。そして、ＩＴＯにおけるこれ以外の箇所では、酸素濃度を増加させることにより光透過性を確保している。
【０００６】
また、たとえば特許文献２では、集電極をメッキ法により形成し、透明電極と集電極との接触箇所のＩＴＯのみを低抵抗とすることにより、接触抵抗を低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２１４４４２号公報
【特許文献２】特許第３６１９６８１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記の特許文献１や特許文献２のように集電極に接触する箇所のＩＴＯのみ抵抗を低下させる方法では、集電極の幅が狭い場合は集電極と透明電極との接触面積が小さくなるため接触抵抗が増加する、という問題があった。また、集電極の幅が狭い場合は透明電極の電気抵抗が高い領域が相対的に広くなるため、透明電極の電気抵抗により光電変換効率が低下する、という課題があった。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、光電変換効率に優れた光電変換装置およびその製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる光電変換装置は、結晶性半導体基板の少なくとも片面に半導体層が形成された光電変換装置であって、透明電極膜からなり前記半導体層上に形成された下層透明電極と、前記下層透明電極上に前記下層透明電極に接触して形成された集電極と、透明電極膜からなり前記集電極の上を覆うように形成され、前記集電極の一部および前記下層透明電極の一部と電気的に接触して形成された上層透明電極と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、集電極と透明電極との接触面積を広く確保して集電極と透明電極との接触抵抗を低減できるため、寄生抵抗が低減し、光電変換効率に優れた太陽電池セルが得られる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの概略構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルにおける電荷の流れを説明する概念図である。
【図３】図３は、実施の形態１にかかる太陽電池セル（実施例）と従来の太陽電池セル（従来例）との光電変換特性を示す図である。
【図４−１】図４−１は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造方法の手順の一例を示す断面図である。
【図４−２】図４−２は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造方法の手順の一例を示す断面図である。
【図４−３】図４−３は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造方法の手順の一例を示す断面図である。
【図４−４】図４−４は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造方法の手順の一例を示す断面図である。
【図４−５】図４−５は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造方法の手順の一例を示す断面図である。
【図４−６】図４−６は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造方法の手順の一例を示す断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態２にかかる太陽電池セルの概略構成を模式的に示す斜視図である。
【図６−１】図６−１は、本発明の実施の形態２にかかる太陽電池セルの製造方法の手順の一例を示す断面図である。
【図６−２】図６−２は、本発明の実施の形態２にかかる太陽電池セルの製造方法の手順の一例を示す断面図である。
【図６−３】図６−３は、本発明の実施の形態２にかかる太陽電池セルの製造方法の手順の一例を示す断面図である。
【図６−４】図６−４は、本発明の実施の形態２にかかる太陽電池セルの製造方法の手順の一例を示す断面図である。
【図６−５】図６−５は、本発明の実施の形態２にかかる太陽電池セルの製造方法の手順の一例を示す断面図である。
【図６−６】図６−６は、本発明の実施の形態２にかかる太陽電池セルの製造方法の手順の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明にかかる光電変換装置およびその製造方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す図面においては、理解の容易のため、各部材の縮尺が実際とは異なる場合がある。各図面間においても同様である。
【００１４】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる光電変換装置である太陽電池セル１の概略構成を模式的に示す斜視図である。この太陽電池セル１は、光電変換層を構成する両側の表面が凹凸加工された光電変換層を構成するｎ型結晶珪素基板２の一面側の表面に厚さが略５ｎｍのｉ型非晶質珪素層３ａが形成され、他面側の表面に厚さが略５ｎｍのｉ型非晶質珪素層３ｂが形成されている。これにより、非晶質珪素層と結晶珪素基板とのヘテロ接合が形成される。ｎ型結晶珪素基板２は、比抵抗が１〜１０Ω・ｃｍ、結晶配向が＜１００＞、厚さが５０μｍ以上３００μｍ以下の珪素基板である。なお、図１においては簡略化のためｎ型結晶珪素基板２の表面の凹凸構造の図示を省略している。
【００１５】
ｉ型非晶質珪素層３ａ上には、厚さが略５ｎｍのｐ型非晶質珪素層４が形成され、ｉ型非晶質珪素層３ｂ上には厚さが略５ｎｍのｎ型非晶質珪素層５が形成されている。これにより、ｉ型非晶質珪素層３ａを介してｎ型結晶珪素基板２とｐ型非晶質珪素層４とによりｐｎ接合が形成される。真性半導体層（ｉ型非晶質珪素層３ａおよびｉ型非晶質珪素層３ｂ）はヘテロ接合間の不純物拡散を抑制し、急峻な不純物プロファイルをもつ接合を形成することができるため、良好な接合界面形成により高い開放電圧を得ることができる。
【００１６】
ｐ型非晶質珪素層４上には厚さが略７０ｎｍの下層透明電極６ａが形成され、ｎ型非晶質珪素層５上には厚さが略７０ｎｍの下層透明電極６ｂが形成されている。下層透明電極６ａ上には銀（Ａｇ）からなる厚さが略６０μｍの集電極７が形成され、下層透明電極６ｂ上には銀（Ａｇ）からなる厚さが略６０μｍの集電極８が形成されている。なお、以下においては下層透明電極６ａと下層透明電極６ｂとを総称して下層透明電極６と呼ぶ場合がある。
【００１７】
集電極７は、幅が略２０μｍ、厚さが略６０μｍであり一定のピッチで互いに略平行に配置された複数のグリッド電極７ａと、幅が略１ｍｍでありグリッド電極７ａに交差して電気的に接続されたバス電極７ｂとから構成されている。集電極８は、幅が略２０μｍ、厚さが略６０μｍであり一定のピッチで互いに略平行に配置された複数のグリッド電極８ａと、幅が略１ｍｍでありグリッド電極８ａに交差して電気的に接続されたバス電極８ｂとから構成されている。
【００１８】
そして、下層透明電極６ａの一部と集電極７を覆うように、上層透明電極９ａが形成され、下層透明電極６ｂの一部と集電極８を覆うように、上層透明電極９ｂが形成されている。下層透明電極６ａは、表面において集電極７に隣接した領域を上層透明電極９ａにより覆われ、下層透明電極６ｂは、表面において集電極８に隣接した領域を上層透明電極９ｂにより覆われている。なお、以下においては上層透明電極９ａと上層透明電極９ｂとを総称して上層透明電極９と呼ぶ場合がある。また、下層透明電極６ａと上層透明電極９ａとを総称して一面側透明電極と、下層透明電極６ｂと上層透明電極９ｂとを総称して他面側透明電極と呼ぶ場合がある。
【００１９】
集電極７は下層透明電極６ａに接触し、さらに下層透明電極６ａと集電極７との両方に電気的に接続された上層透明電極９ａを備えることにより、太陽電池セル１では一面側透明電極と集電極７との接触面積を、従来の太陽電池セルに比べて広く確保できる。また、集電極８は下層透明電極６ｂに接触し、さらに下層透明電極６ｂと集電極８との両方に電気的に接続された上層透明電極９ｂを備えることにより、太陽電池セル１では他面側透明電極と集電極８との接触面積を、従来の太陽電池セルに比べて広く確保できる。太陽電池セル１では、透明電極と集電極間との接触面積が増加することにより、透明電極と集電極との間の接触抵抗が低下して寄生抵抗が低下し、発電効率、曲線因子が向上する。
【００２０】
図２は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セル１における電荷の流れを説明する概念図である。図２では、ｎ型結晶珪素基板２の面方向において集電極７の延在方向に略直交する方向に沿った断面を示しており、図中の矢印は電荷の流れ流方向を示している。例えば太陽電池セル１の片面側または両面側から太陽電池セル１に対して光を照射すると、光電変換層であるｎ型結晶珪素基板２で電荷が発生する。すなわち、光が太陽電池セル１に照射されると、電荷としてホールと電子が生成する。
【００２１】
太陽電池セル１における一面側では、発生した電荷のうち一部は、ｉ型非晶質半導体層３ａ、ｐ型非晶質珪素層４を通じて、下層透明電極６ａに到達する。下層透明電極６ａに到達した電荷は、集電極７ａと下層透明電極６ａとが接触している領域付近まで下層透明電極６ａ内を移動する。そして、集電極７ａ付近において、一部の電荷は下層透明電極６ａを通って集電極７ａの下面から、その他の電荷は上層透明電極９ａを通って集電極７ａの側面および上面から集電極７ａに移動する。したがって、太陽電池セル１においては、電荷は従来の太陽電池セルと比較して広い領域、すなわち集電極７ａと一面側透明電極（下層透明電極６ａ、上層透明電極９ａ）とが接触している接触面を通って下層透明電極６ａから集電極７ａに到達する。なお、バス電極７ｂと一面側透明電極（下層透明電極６ａ、上層透明電極９ａ）とが接触している部分でも、上記と同様な電荷の移動が生じる。
【００２２】
太陽電池セル１における他面側では、発生した電荷のうち一部は、ｉ型非晶質半導体層３ｂ、ｎ型非晶質珪素層５を通じて、下層透明電極６ｂに到達する。下層透明電極６ｂに到達した電荷は、集電極８ａと下層透明電極６ｂとが接触している領域付近まで下層透明電極６ｂ内を移動する。そして、集電極ａ８付近において、一部の電荷は下層透明電極６ｂを通って集電極８ａの下面から、その他の電荷は上層透明電極９ｂを通って集電極８ａの側面および上面から集電極８ａに移動する。したがって、太陽電池セル１においては、電荷は従来の太陽電池セルと比較して広い領域、すなわち集電極８ａと他面側透明電極（下層透明電極６ｂ、上層透明電極９ｂ）とが接触している接触面を通って下層透明電極６ａから集電極８ａに到達する。なお、バス電極８ｂと他面側透明電極（下層透明電極６ｂ、上層透明電極９ｂａ）とが接触している部分でも、上記と同様な電荷の移動が生じる。
【００２３】
太陽電池セル１においては、グリッド電極７ａおよびバス電極７ｂのサイズは幅が略２０μｍ、厚さが略６０μｍである。このため、太陽電池セル１における集電極と透明電極との接触面積（導通面積）は、これと同じサイズの集電極を有して該集電極と透明電極との接触面が集電極の下面のみである従来の太陽電池セルに対して略８倍となる。
【００２４】
図３は、実施の形態１にかかる太陽電池セル１（実施例）と上記従来の太陽電池セル（従来例）との光電変換特性を示す図である。図３では、電圧（Ｖ）と短絡電流密度（相対値）との関係を示している。短絡電流密度は、従来例に対する実施例の相対値を示している。図３から、太陽電池セル１の曲線因子が向上していることが分かる。太陽電池セル１の曲線因子の向上は、上層透明電極９ａを備えることにより透明電極６ａから集電極７への導通面積が増加して一面側透明電極と集電極７間の接触抵抗が低減したこと、および上層透明電極９ｂを備えることにより透明電極６ｂから集電極８への導通面積が増加して他面側透明電極と集電極８間の接触抵抗が低減したことに因るものである。したがって、実施の形態１にかかる太陽電池セル１の光電変換効率は、従来の太陽電池セルに比べて向上していることが明らかとなった。
【００２５】
次に、上記のように構成された実施の形態１にかかる太陽電池セル１の製造方法について図４−１〜図４−６を参照して説明する。図４−１〜図４−６は、実施の形態１にかかる太陽電池セル１の製造方法の手順の一例を示す断面図である。
【００２６】
まず、図４−１に示すように、ｎ型結晶珪素基板２の表面にテクスチャと呼ばれる凹凸構造を形成する。テクスチャは太陽電池セルに入射する光の反射を低減し、ｎ型結晶珪素基板２内における光散乱を促進する。凹凸構造の形成には、酸性またはアルカリ性のエッチング溶液を用いたｎ型結晶珪素基板２の表面のウエットエッチングを用いることができる。
【００２７】
また、凹凸構造の形成前に、ｎ型結晶珪素基板２の表面のダメージ層を除去する工程を実施してもよい。また、これに加えてダメージ層除去工程後に、基板内不純物のゲッタリング処理を施すことが太陽電池セルの性能向上には好ましい。ゲッタリング処理としては、例えばリン拡散処理などを用いる。また、凹凸構造の形成は、ｎ型結晶珪素基板２において太陽電池セル１の光入射側となる面だけに施してもよい。
【００２８】
つぎに、図４−２に示すように、ｎ型結晶珪素基板２の一面側にｉ型非晶質珪素層３ａとｐ型非晶質珪素層４とをこの順番で化学気相成長（ＣＶＤ）法を用いて形成する。ｉ型非晶質珪素層３ａおよびｐ型非晶質珪素層４の層厚は、それぞれの略５ｎｍである。なお、実施の形態１ではｉ型非晶質珪素層３ａおよびｐ型非晶質珪素層４の層厚を略５ｎｍとしたが、層の形成条件によってはたとえば５ｎｍ以上１０ｎｍ以下の範囲の層厚でも構わない。
【００２９】
ＣＶＤ法としては、たとえばプラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法などを用いることが好ましい。光電変換層であるｎ型結晶珪素基板２に対して十分な内蔵電界を発生させるためには、ｐ型非晶質珪素層４のバンドギャップは１．７ｅＶ以上、活性化エネルギーは０．４ｅＶ以下であることが必要である。なおｉ型非晶質珪素層３ａの代わりに、ｉ型非晶質炭化珪素層、ｉ型非晶質酸化珪素層またはこれらを積層した多層膜を用いてもよい。また、ｐ型非晶質珪素層４の代わりにｐ型非晶質炭化珪素層、ｐ型非晶質酸化珪素層、ｐ型微結晶珪素層またはこれらを積層した多層膜などを用いてもよい。
【００３０】
つぎに、図４−３に示すように、ｎ型結晶珪素基板２の他面側にｉ型非晶質珪素層３ｂとｎ型非晶質珪素層５とをこの順番でＣＶＤ法を用いて形成する。ｉ型非晶質珪素層３ｂおよびｎ型非晶質珪素層５の層厚は、それぞれ略５ｎｍである。なお、実施の形態１ではｉ型非晶質珪素層３ｂおよびｎ型非晶質珪素層５の層厚を略５ｎｍとしたが、層の形成条件によってはたとえば５ｎｍ以上２０ｎｍ以下の範囲の層厚でも構わない。
【００３１】
ＣＶＤ法としては、たとえばプラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法などを用いることが好ましい。光電変換層であるｎ型結晶珪素基板２に対して十分な内蔵電界を発生させるためには、ｎ型非晶質珪素層５のバンドギャップは１．７ｅＶ以上、活性化エネルギーは０．３ｅＶ以下であることが必要である。なおｉ型非晶質珪素層３ｂの代わりに、ｉ型非晶質炭化珪素層、ｉ型非晶質酸化珪素層またはこれらを積層した多層膜を用いてもよい。また、ｎ型非晶質珪素層５の代わりにｎ型非晶質炭化珪素層、ｎ型非晶質酸化珪素層、ｎ型微結晶珪素層またはこれらを積層した多層膜などを用いてもよい。
【００３２】
また、ｉ型非晶質珪素層３ｂおよびｎ型非晶質珪素層５の形成後、ｉ型非晶質珪素層３ａおよびｉ型非晶質珪素層３ｂと、ｎ型結晶珪素基板２との界面欠陥低減のために、不活性ガスまたは不活性ガスで希釈した水素ガス中で熱アニール処理を施してもよい。アニール温度は２００℃以下が好ましい。また、ｉ型非晶質珪素層３ａおよびｐ型非晶質珪素層４と、ｉ型非晶質珪素層３ｂおよびｎ型非晶質珪素層５との形成順序を反対にしてもよい。
【００３３】
つぎに、図４−４に示すように、ｐ型非晶質珪素層４上に下層透明電極６ａを、ｎ型非晶質珪素層５上に下層透明電極６ｂをスパッタリング法または蒸着法を用いて形成する。下層透明電極６ａおよび下層透明電極６ｂの透明電極材料としては、ＩＴＯまたは酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３：Indium  Oxide）を用いる。下層透明電極６ａおよび下層透明電極６ｂの膜厚は、反射率低減の観点から略７０ｎｍが好ましい。また、透明電極の電気抵抗率は低いことが望ましいが、導電性を担うキャリア密度が高いと透明電極での光吸収率が増加する。このため、透明電極として用いる材料は高キャリア移動度を実現できなければならない。７０ｎｍの層厚で十分低い電気抵抗率を達成するために、キャリア移動度はたとえば１００ｃｍ２／Ｖｓ以上が好ましい。なお、下層透明電極材料としてアルミニウム（Ａｌ）やガリウム（Ｇａ）などを添加した酸化亜鉛（ＺｎＯ：Zinc  Oxide）を用いてもよい。
【００３４】
つぎに、図４−５に示すように、下層透明電極６ａ上にＡｇで構成される集電極７を、下層透明電極６ｂ上にＡｇで構成される集電極８をスクリーン印刷法で形成する。図４−５においてはグリッド電極７ａおよびグリッド電極８ａのみを示している。集電極７を構成するグリッド電極７ａおよび集電極８を構成するグリッド電極８ａの幅は、太陽電池セル１に入射する光の遮光を抑制するために狭いほど好ましい。しかし、グリッド電極７ａおよびグリッド電極８ａ幅が狭い場合には、断面積が小さくなるために電気抵抗が増加する。したがって、断面積を大きくして電気抵抗を低減するために、グリッド電極７ａおよびグリッド電極８ａは、幅が狭く、層厚が大きいことが好ましい。実施の形態１では、グリッド電極７ａおよびグリッド電極８ａの幅を略２０μｍ、層厚を略６０μｍとした。なお、集電極７および集電極８は、スクリーン印刷の他に、メッキ法などで形成してもよい。集電極７および集電極８の印刷後、２００℃以下で焼成を行う。
【００３５】
つぎに、図４−６に示すように、下層透明電極６ａ上の一部と集電極７とを覆うように上層透明電極９ａを集電極７の形状に沿った形状にスクリーン印刷で形成する。また、下層透明電極６ｂ上の一部と集電極８とを覆うように上層透明電極９ｂを集電極８の形状に沿った形状にスクリーン印刷で形成する。上層透明電極９ａおよび上層透明電極９ｂの透明電極材料としては、ＩＴＯを用いる。また、上層透明電極９ａおよび上層透明電極９ｂの透明電極材料として酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３：Indium  Oxide）やアルミニウム（Ａｌ）やガリウム（Ｇａ）などを添加した酸化亜鉛（ＺｎＯ：Zinc  Oxide）を用いてもよい。
【００３６】
また、上層透明電極９ａの層厚は下層透明電極６ａより厚くし、上層透明電極９ｂの層厚は下層透明電極６ｂより厚くすることが好ましい。これにより、上層透明電極９ａ、９ｂの抵抗が下層透明電極６ａ、６ｂに比べて低くなる。そして光電変換層であるｎ型結晶珪素基板２で発生した電荷の多くは上層透明電極９ａを通って集電極７へ、上層透明電極９ｂを通って集電極８へ向かって導通し、集電極７と上層透明電極間９ａの接触面から集電極７に、集電極８と上層透明電極間９ｂの接触面から集電極８に到達する。結果として、一面側透明電極と集電極７との間の接触面積および他面側下層透明電極と集電極８との間の接触面積が増加し、接触抵抗が低下する。
【００３７】
上層透明電極９ａの幅は、集電極７を完全に覆うために集電極７の幅より数μｍ〜数十μｍ程度広くすることが好ましい。また、上層透明電極９ｂの幅は、集電極８を完全に覆うために集電極８の幅より数μｍ〜数十μｍ程度広くすることが好ましい。実施の形態１では、グリッド電極７ａ上の上層透明電極９ａの幅は略４０μｍとし、グリッド電極８ａ上の上層透明電極９ｂの幅は略４０μｍとした。
【００３８】
また、上層透明電極９を形成する方法として、一旦基板全面に透明電極を形成した後に、集電極領域以外の透明電極を、エッチングペーストを用いて除去する方法を用いてもよい。
【００３９】
以上の工程を実施することにより、図１に示す太陽電池セル１が得られる。
【００４０】
上述したように、実施の形態１にかかる太陽電池セル１は、下層透明電極６ａおよび集電極７の両方に電気的に接続された上層透明電極９ａを備えることにより、一面側透明電極と集電極７との接触面積を広く確保できる。また、下層透明電極６ｂおよび集電極８の両方に電気的に接続された上層透明電極９ｂと備えることにより、他面側透明電極と集電極８との接触面積を広く確保できる。これにより、一面側透明電極と集電極７との間の接触抵抗および他面側下層透明電極と集電極８との間の接触抵抗が低下して寄生抵抗が低下し、発電効率、曲線因子が向上する。
【００４１】
また、実施の形態１によれば、集電極７（または８）の幅が狭い場合でも一面側透明電極と集電極７との接触面積および他面側透明電極と集電極８との接触面積を広く確保できるため、寄生抵抗が低下し、発電効率、曲線因子が向上する。
【００４２】
また、実施の形態１によれば、下層透明電極６ａおよび下層透明電極６ｂの光透過性を高くするためにＩＴＯ等の酸素濃度を増加させて電気抵抗率が上昇した場合でも、上層透明電極９を備えることにより、光照射により発生した電荷の収集効率を向上させ、光電変換効率を向上させることができる。
【００４３】
したがって、実施の形態１によれば、曲線因子および光電変換効率に優れた太陽電池セルが得られる。
【００４４】
なお、上述した本発明の効果を得るためには、上層透明電極９は集電極７、８の一部とのみ電気的に接触した構造とされてもよい。ただし、本発明の効果をより有効に得るためには、上層透明電極９と集電極７、８との接触面積は広くすることが好ましい。
【００４５】
また、上層透明電極９ａの電気抵抗が、下層透明電極６ａの電気抵抗よりも低いことが好ましい。これにより、下層透明電極６ａに到達した電荷の殆どが、集電極７との接触面積（導通面積）が広い上層透明電極９ａを通って集電極７に流れ、電荷が効率良く集電極７に収集される。同様に、上層透明電極９ｂの電気抵抗が、下層透明電極６ｂの電気抵抗よりも低いことが好ましい。これにより、下層透明電極６ｂに到達した電荷の殆どが、集電極８との接触面積（導通面積）が広い上層透明電極９ｂを通って集電極８に流れ、電荷が効率良く集電極８に収集される。
【００４６】
また、上層透明電極９の結晶性を下層透明電極６の結晶性より高くすることにより、上層透明電極９の電気抵抗を下層透明電極６の電気抵抗よりも低減してもよい。これにより、ｎ型結晶珪素基板２で発生した電荷の殆どが下層透明電極６から上層透明電極９を通って集電極７（集電極８）に流れ、電荷が効率良く集電極７（集電極８）に収集される。
【００４７】
実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２にかかる光電変換装置である太陽電池セル１０１の概略構成を模式的に示す斜視図である。この太陽電池セル１０１は、光電変換層であり両側の表面が凹凸加工されたｎ型結晶珪素基板１０２の一面側の表面に厚さが略５ｎｍのｉ型非晶質珪素層１０３ａが形成され、他面側の表面に厚さが略５ｎｍのｉ型非晶質珪素層１０３ｂが形成されている。ｎ型結晶珪素基板１０２は、比抵抗が１〜１０Ω・ｃｍ、結晶配向が＜１００＞、厚さが５０μｍ以上３００μｍ以下の珪素基板である。なお、図５においては簡略化のためｎ型結晶珪素基板２の表面の凹凸構造の図示を省略している。ｉ型非晶質珪素層１０３ａ上には、厚さが略５ｎｍのｐ型非晶質珪素層１０４が形成され、ｉ型非晶質珪素層１０３ｂ上には厚さが略５ｎｍのｎ型非晶質珪素層１０５が形成されている。
【００４８】
ｐ型非晶質珪素層１０４上には厚さが略７０ｎｍの下層透明電極１０６ａが形成され、ｎ型非晶質珪素層１０５上には厚さが略７０ｎｍの下層透明電極１０６ｂが形成されている。下層透明電極１０６ａ上には銀（Ａｇ）からなる厚さが略６０μｍの集電極１０７が形成され、下層透明電極１０６ｂ上には銀（Ａｇ）からなる厚さが略６０μｍの集電極１０８が形成されている。なお、以下においては下層透明電極１０６ａと下層透明電極１０６ｂとを総称して下層透明電極１０６と呼ぶ場合がある。
【００４９】
集電極１０７は、幅が略２０μｍ、厚さが略６０μｍであり一定のピッチで互いに略平行に配置された複数のグリッド電極１０７ａと、幅が略１ｍｍでありグリッド電極１０７ａに交差して電気的に接続されたバス電極１０７ｂとから構成されている。集電極１０８は、幅が略２０μｍ、厚さが略６０μｍであり一定のピッチで互いに略平行に配置された複数のグリッド電極１０８ａと、幅が略１ｍｍでありグリッド電極１０８ａに交差して電気的に接続されたバス電極１０８ｂとから構成されている。
【００５０】
そして、下層透明電極１０６ａと集電極１０７を覆うように上層透明電極１０９ａが形成され、下層透明電極１０６ｂと集電極１０８を覆うように上層透明電極１０９ｂが形成されている。すなわち、下層透明電極１０６ａは集電極１０７と上層透明電極１０９ａとにより外部側の表面全体を覆われている。下層透明電極１０６ｂは集電極１０８と上層透明電極１０９ｂとにより外部側の表面全体を覆われている。なお、以下においては上層透明電極１０９ａと上層透明電極１０９ｂとを総称して上層透明電極１０９と呼ぶ場合がある。また、下層透明電極１０６ａと上層透明電極１０９ａとを総称して一面側透明電極と、下層透明電極１０６ｂと上層透明電極１０９ｂとを総称して他面側透明電極と呼ぶ場合がある。
【００５１】
下層透明電極１０６ａと集電極１０７との両方に電気的に接続された上層透明電極１０９ａを備えることにより、太陽電池セル１０１では一面側透明電極と集電極１０７との接触面積を、従来の太陽電池セルに比べて広く確保できる。また、下層透明電極１０６ｂと集電極１０８との両方に電気的に接続された上層透明電極１０９ｂを備えることにより、太陽電池セル１０１では他面側透明電極と集電極１０８との接触面積を、従来の太陽電池セルに比べて広く確保できる。太陽電池セル１０１では、透明電極と集電極間との接触面積が増加することにより、透明電極と集電極との間の接触抵抗が低下して寄生抵抗が低下し、発電効率、曲線因子が向上する。
【００５２】
実施の形態２にかかる太陽電池セル１０１においては、図２で説明した実施の形態１の場合と同様の理由により、電荷は従来の太陽電池セルと比較して広い領域、すなわち集電極１０７と一面側透明電極（下層透明電極１０６ａ、上層透明電極１０９ａ）とが接触している接触面を通って一面側透明電極から集電極１０７に到達する。また、太陽電池セル１０１においては、図２で説明した実施の形態１の場合と同様の理由により、電荷は従来の太陽電池セルと比較して広い領域、すなわち集電極１０８と他面側透明電極（下層透明電極１０６ｂ、上層透明電極１０９ｂ）とが接触している接触面を通って他面側透明電極から集電極１０８に到達する。
【００５３】
実施の形態２にかかる太陽電池セル１０１について光電変換特性を調べたところ、図３で説明した実施の形態１の場合と同様の結果となり、実施の形態１の場合と同様の理由により、従来の太陽電池セルに比べて曲線因子が向上する。すなわち、太陽電池セル１０１の曲線因子の向上は、実施の形態１の場合と同様であり、上層透明電極１０９ａを備えることにより下層透明電極１０６ａから集電極１０７への導通面積が増加して一面側透明電極と集電極１０７間の接触抵抗が低減したこと、および上層透明電極１０９ｂを備えることにより下層透明電極１０６ｂから集電極１０８への導通面積が増加して他面側透明電極と集電極１０８間の接触抵抗が低減したことに因るものである。したがって、実施の形態２にかかる太陽電池セル１０１の光電変換効率は、従来の太陽電池セルに比べて向上していることが明らかとなった。
【００５４】
次に、上記のように構成された実施の形態２にかかる太陽電池セル１０１の製造方法について図６−１〜図６−６を参照して説明する。図６−１〜図６−６は、実施の形態２にかかる太陽電池セル１０１の製造方法の手順の一例を示す断面図である。
【００５５】
まず、図６−１に示すように、ｎ型結晶珪素基板１０２の表面にテクスチャと呼ばれる凹凸構造を形成する。テクスチャは太陽電池セルに入射する光の反射を低減し、ｎ型結晶珪素基板１０２内における光散乱を促進する。凹凸構造の形成には、酸性またはアルカリ性のエッチング溶液を用いたｎ型結晶珪素基板１０２の表面のウエットエッチングを用いることができる。
【００５６】
また、凹凸構造の形成前に、ｎ型結晶珪素基板１０２の表面のダメージ層を除去する工程を実施してもよい。また、これに加えてダメージ層除去工程後に、基板内不純物のゲッタリング処理を施すことが太陽電池セルの性能向上には好ましい。ゲッタリング処理としては、例えばリン拡散処理などを用いる。また、凹凸構造の形成は、ｎ型結晶珪素基板２において太陽電池セル１０１の光入射側となる面だけに施してもよい。
【００５７】
つぎに、図６−２に示すように、ｎ型結晶珪素基板１０２の一面側にｉ型非晶質珪素層１０３ａとｐ型非晶質珪素層１０４とをこの順番でＣＶＤ法を用いて形成する。ｉ型非晶質珪素層１０３ａおよびｐ型非晶質珪素層１０４の層厚は、それぞれ略５ｎｍである。なお、実施の形態２ではｉ型非晶質珪素層１０３ａおよびｐ型非晶質珪素層１０４の層厚を略５ｎｍとしたが、層の形成条件によってはたとえば５ｎｍ以上１０ｎｍ以下の範囲の層厚でも構わない。
【００５８】
ＣＶＤ法としては、たとえばプラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法などを用いることが好ましい。光電変換層であるｎ型結晶珪素基板２に対して十分な内蔵電界を発生させるためには、ｐ型非晶質珪素層１０４のバンドギャップは１．７ｅＶ以上、活性化エネルギーは０．４ｅＶ以下であることが必要である。なおｉ型非晶質珪素層１０３ａの代わりに、ｉ型非晶質炭化珪素層、ｉ型非晶質酸化珪素層またはこれらを積層した多層膜を用いてもよい。また、ｐ型非晶質珪素層１０４の代わりにｐ型非晶質炭化珪素層、ｐ型非晶質酸化珪素層、ｐ型微結晶珪素層またはこれらを積層した多層膜などを用いてもよい。
【００５９】
つぎに、図６−３に示すように、ｎ型結晶珪素基板１０２の他面側にｉ型非晶質珪素層１０３ｂとｎ型非晶質珪素層１０５とをこの順番でＣＶＤ法を用いて形成する。ｉ型非晶質珪素層１０３ｂおよびｎ型非晶質珪素層１０５の層厚は、それぞれ略５ｎｍである。なお、実施の形態２ではｉ型非晶質珪素層１０３ｂおよびｎ型非晶質珪素層１０５の層厚を略５ｎｍとしたが、層の形成条件によってはたとえば５ｎｍ以上２０ｎｍ以下の範囲の層厚でも構わない。
【００６０】
ＣＶＤ法としては、たとえばプラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法などを用いることが好ましい。光電変換層であるｎ型結晶珪素基板１０２に対して十分な内蔵電界を発生させるためには、ｎ型非晶質珪素層１０５のバンドギャップは１．７ｅＶ以上、活性化エネルギーは０．３ｅＶ以下であることが必要である。なおｉ型非晶質珪素層１０３ｂの代わりに、ｉ型非晶質炭化珪素層、ｉ型非晶質酸化珪素層またはこれらを積層した多層膜を用いてもよい。また、ｎ型非晶質珪素層１０５の代わりにｎ型非晶質炭化珪素層、ｎ型非晶質酸化珪素層、ｎ型微結晶珪素層またはこれらを積層した多層膜などを用いてもよい。
【００６１】
また、ｉ型非晶質珪素層１０３ｂおよびｎ型非晶質珪素層１０５の形成後、ｉ型非晶質珪素層１０３ａおよびｉ型非晶質珪素層１０３ｂと、ｎ型結晶珪素基板１０２との界面欠陥低減のために、不活性ガスまたは不活性ガスで希釈した水素ガス中で熱アニール処理を施してもよい。アニール温度は２００℃以下が好ましい。また、ｉ型非晶質珪素層１０３ａおよびｐ型非晶質珪素層１０４と、ｉ型非晶質珪素層１０３ｂおよびｎ型非晶質珪素層１０５との形成順序を反対にしてもよい。
【００６２】
つぎに、図６−４に示すように、ｐ型非晶質珪素層１０４上に下層透明電極１０６ａを、ｎ型非晶質珪素層１０５上に下層透明電極１０６ｂをスパッタリング法または蒸着法を用いて形成する。下層透明電極１０６ａおよび下層透明電極１０６ｂの透明電極材料としては、ＩＴＯまたは酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３：Indium  Oxide）を用いる。下層透明電極１０６ａおよび下層透明電極１０６ｂの膜厚は、反射率低減の観点から略７０ｎｍが好ましい。また、透明電極の電気抵抗率は低いことが望ましいが、導電性を担うキャリア密度が高いと透明電極での光吸収率が増加する。このため、透明電極として用いる材料は高キャリア移動度を実現できなければならない。７０ｎｍの層厚で十分低い電気抵抗率を達成するために、キャリア移動度はたとえば１００ｃｍ２／Ｖｓ以上が好ましい。なお、下層透明電極材料としてアルミニウム（Ａｌ）やガリウム（Ｇａ）などを添加した酸化亜鉛（ＺｎＯ：Zinc  Oxide）を用いてもよい。
【００６３】
つぎに、図６−５に示すように、下層透明電極１０６ａ上にＡｇで構成される集電極１０７を、下層透明電極１０６ｂ上にＡｇで構成される集電極１０８をスクリーン印刷法で形成する。図６−５においてはグリッド電極１０７ａおよびグリッド電極１０８ａのみを示している。集電極１０７を構成するグリッド電極１０７ａおよび集電極１０８を構成するグリッド電極１０８ａの幅は、太陽電池セル１０１に入射する光の遮光を抑制するために狭いほど好ましい。しかし、グリッド電極１０７ａおよびグリッド電極１０８ａの幅が狭い場合には、断面積が小さくなるために電気抵抗が増加する。したがって、断面積を大きくして電気抵抗を低減するために、グリッド電極１０７ａおよびグリッド電極１０８ａは、幅が狭く、層厚が大きいことが好ましい。実施の形態２では、グリッド電極１０７ａおよびグリッド電極１０８ａの幅を略２０μｍ、層厚を略６０μｍとした。なお、集電極１０７および集電極１０８は、スクリーン印刷の他に、メッキ法などで形成してもよい。集電極１０７および集電極１０８の印刷後、２００℃以下で焼成を行う。
【００６４】
つぎに、図６−６に示すように、下層透明電極１０６ａ上と集電極７との全体を覆うように上層透明電極１０９ａを集電極１０７の形状に沿った形状にスパッタリング法または蒸着法で形成する。また、下層透明電極１０６ｂ上と集電極１０８との全体を覆うように上層透明電極１０９ｂを集電極１０８の形状に沿った形状にスパッタリング法または蒸着法で形成する。上層透明電極１０９ａおよび上層透明電極１０９ｂの透明電極材料としては、ＩＴＯを用いる。また、上層透明電極１０９ａおよび上層透明電極１０９ｂの透明電極材料として酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３：Indium  Oxide）やアルミニウム（Ａｌ）やガリウム（Ｇａ）などを添加した酸化亜鉛（ＺｎＯ：Zinc  Oxide）を用いてもよい。
【００６５】
また、上層透明電極１０９ａの層厚は下層透明電極１０６ａより厚くし、上層透明電極１０９ｂの層厚は下層透明電極１０６ｂより厚くすることが好ましい。これにより、上層透明電極１０９ａ、１０９ｂの抵抗が下層透明電極１０６ａ、１０６ｂに比べて低くなる。そして光電変換層であるｎ型結晶珪素基板１０２で発生した電荷の多くは上層透明電極１０９ａを通って集電極１０７へ、上層透明電極１０９ｂを通って集電極１０８へ向かって導通し、集電極１０７と上層透明電極間１０９ａの接触面から集電極１０７に、集電極１０８と上層透明電極間１０９ｂの接触面から集電極１０８に到達する。結果として、一面側透明電極と集電極１０７との間の接触面積および他面側下層透明電極と集電極１０８との間の接触面積が増加し、接触抵抗が低下する。
【００６６】
上層透明電極１０９ａの幅は、集電極１０７を完全に覆うために集電極１０７の幅より数μｍ〜数十μｍ程度広くすることが好ましい。また、上層透明電極１０９ｂの幅は、集電極１０８を完全に覆うために集電極１０８の幅より数μｍ〜数十μｍ程度広くすることが好ましい。実施の形態２では、グリッド電極１０７ａ上の上層透明電極１０９ａの幅は略４０μｍとし、グリッド電極１０８ａ上の上層透明電極１０９ｂの幅は略４０μｍとした。
【００６７】
また、集電極１０７の側面まで十分に電荷を導くため、上層透明電極１０９ａの電気抵抗率は下層透明電極１０６ａより低くする。集電極１０８の側面まで十分に電荷を導くため、上層透明電極１０９ｂの電気抵抗率は下層透明電極１０６ｂより低くする。また、下層透明電極１０６の場合と同様の理由により、キャリア移動度は１００ｃｍ２／Ｖｓ以上が好ましい。このために、上層透明電極１０９の結晶性を下層透明電極１０６の結晶性より高くしてもよい。
【００６８】
以上の工程を実施することにより、図５に示す太陽電池セル１０１が得られる。
【００６９】
上述したように、実施の形態２にかかる太陽電池セル１０１は、下層透明電極１０６ａおよび集電極１０７の両方に電気的に接続された上層透明電極１０９ａを備え、下層透明電極１０６ａ上における集電極１０７の形成領域以外の領域の全てが上層透明電極１０９ａで覆われていることにより、一面側透明電極と集電極１０７との接触面積をより広く確保できる。また、下層透明電極１０６ｂおよび集電極１０８の両方に電気的に接続された上層透明電極１０９ｂと備え、下層透明電極１０６ｂ上における集電極１０８の形成領域以外の領域の全てが上層透明電極１０９ｂで覆われていることにより、他面側透明電極と集電極１０８との接触面積をより広く確保できる。これにより、一面側透明電極と集電極１０７との間の接触抵抗および他面側下層透明電極と集電極１０８との間の接触抵抗が低下して寄生抵抗が低下し、発電効率、曲線因子が向上する。
【００７０】
また、実施の形態２によれば、集電極１０７（または１０８）の幅が狭い場合でも一面側透明電極と集電極１０７との接触面積および他面側透明電極と集電極１０８との接触面積を広く確保できるため、寄生抵抗が低下し、発電効率、曲線因子が向上する。
【００７１】
また、実施の形態２によれば、下層透明電極１０６ａおよび下層透明電極１０６ｂの光透過性を高くするためにＩＴＯ等の酸素濃度を増加させて電気抵抗率が上昇した場合でも、上層透明電極１０９を備えることにより、光照射により発生した電荷の収集効率を向上させ、光電変換効率を向上させることができる。
【００７２】
また、実施の形態２によれば、下層透明電極１０６ａおよび下層透明電極１０６ｂの光透過性を高くするためにＩＴＯ等の酸素濃度を増加させて電気抵抗率が上昇した場合でも、光照射により発生した電荷の収集効率を向上させ、光電変換効率を向上させることができる。
【００７３】
したがって、実施の形態２によれば、曲線因子および光電変換効率に優れた太陽電池セルが得られる。
【００７４】
なお、上述した本発明の効果を得るためには、上層透明電極１０９は集電極１０７、１０８の一部とのみ電気的に接触した構造とされてもよい。ただし、本発明の効果をより有効に得るためには、上層透明電極１０９と集電極１０７、１０８との接触面積は広くすることが好ましい。
【００７５】
また、上層透明電極１０９ａの電気抵抗が、下層透明電極１０６ａの電気抵抗よりも低いことが好ましい。これにより、下層透明電極１０６ａに到達した電荷の殆どが、集電極１０７との接触面積（導通面積）が広い上層透明電極１０９ａを通って集電極１０７に流れ、電荷が効率良く集電極１０７に収集される。同様に、上層透明電極１０９ｂの電気抵抗が、下層透明電極１０６ｂの電気抵抗よりも低いことが好ましい。これにより、下層透明電極１０６ｂに到達した電荷の殆どが、集電極１０８との接触面積（導通面積）が広い上層透明電極１０９ｂを通って集電極１０８に流れ、電荷が効率良く集電極１０８に収集される。
【００７６】
また、上層透明電極１０９の結晶性を下層透明電極１０６の結晶性より高くすることにより、上層透明電極１０９の電気抵抗を下層透明電極１０６の電気抵抗よりも低減してもよい。これにより、ｎ型結晶珪素基板１０２で発生した電荷の殆どが下層透明電極１０６から上層透明電極１０９を通って集電極１０７（集電極１０８）に流れ、電荷が効率良く集電極１０７（集電極１０８）に収集される。
【００７７】
また、上記の実施の形態で説明した構成を有する太陽電池セルを複数形成し、隣接する太陽電池セル同士を電気的に直列または並列に接続することにより、曲線因子および光電変換効率に優れた太陽電池モジュールが実現できる。この場合は、たとえば隣接する太陽電池セルの一方の一面側の集電極と他方の他面側の集電極とを電気的に接続すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
以上のように、本発明にかかる光電変換装置は、光電変換効率に優れた光電変換装置の実現に有用である。
【符号の説明】
【００７９】
１  太陽電池セル
２  ｎ型結晶珪素基板
３ａ  ｉ型型非晶質珪素層
３ｂ  ｉ型型非晶質珪素層
４  ｐ型非晶質珪素層
５  ｎ型非晶質珪素層
６  下層透明電極
６ａ  下層透明電極
６ｂ  下層透明電極
７  集電極
７ａ  グリッド電極
７ｂ  バス電極
８  集電極
８ａ  グリッド電極
８ｂ  バス電極
９  上層透明電極
９ａ  上層透明電極
９ｂ  上層透明電極
１０１  太陽電池セル
１０２  ｎ型結晶珪素基板
１０３ａ  ｉ型非晶質珪素層
１０３ｂ  ｉ型非晶質珪素層
１０４  ｐ型非晶質珪素層
１０５  ｎ型非晶質珪素層
１０６  下層透明電極
１０６ａ  下層透明電極
１０６ｂ  下層透明電極
１０７  集電極
１０７ａ  グリッド電極
１０７ｂ  バス電極
１０８  集電極
１０８ａ  グリッド電極
１０８ｂ  バス電極
１０９  上層透明電極
１０９ａ  上層透明電極
１０９ｂ  上層透明電極
【図１】
2014241310.tif 000003
【図２】
2014241310.tif 000004
【図３】
2014241310.tif 000005
【図４−１】
2014241310.tif 000006
【図４−２】
2014241310.tif 000007
【図４−３】
2014241310.tif 000008
【図４−４】
2014241310.tif 000009
【図４−５】
2014241310.tif 000010
【図４−６】
2014241310.tif 000011
【図５】
2014241310.tif 000012
【図６−１】
2014241310.tif 000013
【図６−２】
2014241310.tif 000014
【図６−３】
2014241310.tif 000015
【図６−４】
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【図６−５】
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【図６−６】
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