(57)【要約】【課題】Ｃｕ，Ｉｎ，およびＳｅを含む材料系を用いた太陽電池でより高い発電効率が得られるようにする。【解決手段】この太陽電池は、基板１０１の上に形成された光吸収層１０２を備える。また、光吸収層１０２は、ＣｕＧａＳｅ2（ＣＧＳ）からなる第１半導体層１２１と、ＣｕＩｎＳｅ2（ＣＩＳ）からなる第２半導体層１２２とを交互に積層した超格子構造とされている。光吸収層１０２は、ｐ型の化合物半導体からなるｐ型半導体層（不図示）と、ｎ型の化合物半導体からなるｎ型半導体層（不図示）との間に挟まれて配置され、これらでｐｉｎ接合型の太陽電池が構成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上に形成された光吸収層を備え、
前記光吸収層は、
ＣｕＧａＳｅ2からなる第１半導体層と、ＣｕＩｎＳｅ2からなる第２半導体層とを交互に積層した超格子構造とされている
ことを特徴とする太陽電池。
【請求項２】
請求項１記載の太陽電池において、
前記基板の上に形成されたｐ型の化合物半導体からなるｐ型半導体層およびｎ型の化合物半導体からなるｎ型半導体層を備え、
前記光吸収層は、前記ｐ型半導体層と前記ｎ型半導体層との間に挟まれて配置されていることを特徴とする太陽電池。
【請求項３】
請求項１記載の太陽電池において、
前記第１半導体層および前記第２半導体層からなりｎ型とされたｎ型半導体構造と、
ＣｕＧａＳｅ2からなる第３半導体層と、ＣｕＩｎＳｅ2からなる第４半導体層とを交互に積層した超格子構造からなりｐ型とされたｐ型半導体構造と
を備え、
前記光吸収層は、前記ｎ型半導体構造および前記ｐ型半導体構造から構成されていることを特徴とする太陽電池。
【請求項４】
請求項３記載の太陽電池において、
前記ｎ型半導体構造は、前記第１半導体層に、Ｓｉ，Ｓｎ，Ｚｎ，Ｃｄの少なくとも１つがｎ型不純物として添加されていることを特徴とする太陽電池。
【請求項５】
請求項４記載の太陽電池において、
前記ｎ型不純物は、前記第１半導体層および前記第２半導体層に添加されていることを特徴とする太陽電池。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載した太陽電池において、
前記基板は、ガラス，金属，樹脂より選択された材料より構成されていることを特徴とする太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｃｕ，Ｉｎ，およびＳｅを含む材料系から構成された太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、典型的な自然エネルギー利用デバイスとして有力視されている。太陽電池が主要なエネルギー供給源として使われるためには、コストの低減および発電効率の向上が不可欠である。コスト低減のためには薄膜化が最も有効な手段である（非特許文献１，２参照）。これまでのＣｕＩｎ1-xＧａxＳｅ2（ＣＩＧＳ）などを用いた太陽電池の開発情況は、上述した方向に沿ったものである（非特許文献３参照）。
【０００３】
ＣＩＳ，ＣＩＧＳは、光吸収係数が大きく薄膜でも充分な吸収効率が得られ、高い光電変換効率が得られる材料である。ところで、「Ｓｃｈｏｃｋｌｅｙ−Ｑｕｅｉｓｓｏｒ」の詳細平衡理論によれば、太陽電池の効率は、光吸収層などに用いる材料のバンドギャップエネルギーが約１．４ｅＶのとき最大となる。これに対し、ＣＩＳはバンドギャップが約１ｅＶであるため、太陽電池にはあまり適していない。
【０００４】
一方、ＣＩＧＳは、より高いバンドギャップとすることが可能であり、太陽電池に適用することが可能となる。ＣＩＧＳはＩｎに対するＧａの組成比を大きくすることで、バンドギャップエネルギーを大きくすることができる。ただし、例えば、ガラス基板の上にスパッタ法などで形成するなど、簡便な方法で形成した薄膜では、この組成比が１０％を超えると、結晶性が著しく劣化し、光電変換効率の低下を招く。このため、現在実用的に用いられているＣＩＧＳのバンドギャップエネルギーは、１．２ｅＶ程度である。なお、ＣＩＧＳを、例えば、結晶基板を用いてエピタキシャル成長させれば、高い結晶品質の状態を維持した上で、Ｉｎに対するＧａの組成比を大きくし、バンドギャップエネルギーを１．４ｅＶ程度にすることができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】A. Shah et al. , "Photovoltaic Technology: The Case for Thin Film Solar Cells", Science, vol.285, pp.692-698, 1999.
【非特許文献２】K. L. Chopra et al. , "Thin-Film Solar Cells: An Overview", Prog. Photovolt: Res. Appl. , vol.12, pp.69-92, 2004.
【非特許文献３】I. Repins et al. , "19 9%-efficient ZnO/CdS/CuInGaSe2 Solar Cell with 81 2% Fill Factor" Progress in Photovoltaics: research and applications Prog. photovolt: Res. , vol.16, pp.235-239, 2008.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、エピタキシャル成長させたＣＩＧＳを用いたとしても、吸収効率は、ＣＩＧＳが持つ固有の値を超えることはできす、変換効率を上げることはできない。このように、従来では、Ｃｕ，Ｉｎ，およびＳｅを含む材料系を用いた太陽電池で、より高い発電効率が得ることが容易ではないという問題があった。
【０００７】
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、Ｃｕ，Ｉｎ，およびＳｅを含む材料系を用いた太陽電池でより高い発電効率が得られるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る太陽電池は、基板の上に形成された光吸収層を備え、光吸収層は、ＣｕＧａＳｅ2からなる第１半導体層と、ＣｕＩｎＳｅ2からなる第２半導体層とを交互に積層した超格子構造とされている。
【０００９】
上記太陽電池において、基板の上に形成されたｐ型の化合物半導体からなるｐ型半導体層およびｎ型の化合物半導体からなるｎ型半導体層を備え、光吸収層は、ｐ型半導体層とｎ型半導体層との間に挟まれて配置されているようにすればよい。
【００１０】
上記太陽電池において、第１半導体層および第２半導体層からなりｎ型とされたｎ型半導体構造と、ＣｕＧａＳｅ2からなる第３半導体層と、ＣｕＩｎＳｅ2からなる第４半導体層とを交互に積層した超格子構造からなりｐ型とされたｐ型半導体構造とを備え、光吸収層は、ｎ型半導体構造およびｐ型半導体構造から構成されているようにしてもよい。
【００１１】
上記太陽電池において、ｎ型半導体構造は、第１半導体層に、Ｓｉ，Ｓｎ，Ｚｎ，Ｃｄの少なくとも１つがｎ型不純物として添加されている。また、ｎ型不純物は、第１半導体層および第２半導体層の少なくとも１つに添加されている。
【００１２】
上記太陽電池において、基板は、ガラス，金属，樹脂より選択された材料より構成されているようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したことにより、本発明によれば、Ｃｕ，Ｉｎ，およびＳｅを含む材料系を用いた太陽電池でより高い発電効率が得られるようになるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の実施の形態における太陽電池の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】図２は、本実施の形態における超格子構造とした光吸収層における、光子エネルギーに対する吸収係数の変化を示す特性図である。
【図３】図３は、バルク構造のＣｕＩｎ0.25Ｇａ0.75Ｓｅ2からなる光吸収層における光子エネルギーに対する吸収係数の変化を示す特性図である。
【図４】図４は、本実施の形態における超格子構造とした光吸収層におけるバンド構造および準位を示す特性図である。
【図５】図５は、ＣＧＳからなる層とＣＩＳからなる層とによる量子井戸構造のバンド構造を示すバンド図である。
【図６】図６は、光吸収層を、ＣＧＳからなる層厚３ｎｍの第１半導体層と、ＣＩＳからなる層厚１ｎｍ第２半導体層とを交互に１０組積層した全層厚４０ｎｍの超格子構造としたｐｉｎ接合構造の太陽電池における出力特性を示す特性図である。
【図７】図７は、ＣＩＳ／ＣＧＳ超格子と同じ平均組成を持つＣＩＧＳからなる層厚４０ｎｍのバルクの光吸収層を用いたｐｉｎ接合構造の太陽電池における出力特性について示す特性図である。
【図８】図８は、Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ／ＧａＡｓ超格子構造の光吸収層を用いた太陽電池の吸収効率スペクトルの計算結果を示す特性図である。
【図９】図９は、Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ／ＧａＡｓ超格子太陽電池の量子効率のスペクトルを示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態における太陽電池の構成を模式的に示す断面図である。この太陽電池は、基板１０１の上に形成された光吸収層１０２を備える。また、光吸収層１０２は、ＣｕＧａＳｅ2（ＣＧＳ）からなる第１半導体層１２１と、ＣｕＩｎＳｅ2（ＣＩＳ）からなる第２半導体層１２２とを交互に積層した超格子構造とされている。
【００１６】
例えば、光吸収層１０２は、ｐ型の化合物半導体からなるｐ型半導体層（不図示）と、ｎ型の化合物半導体からなるｎ型半導体層（不図示）との間に挟まれて配置されている。この場合、いわゆるｐｉｎ接合構造の太陽電池である。
【００１７】
上述した実施の形態によれば、光吸収層１０２における吸収効率を、材料自体が持つ固有の値以上とすることが可能となり、変換効率をより向上させることができる。また、バンドギャップエネルギーを、容易に１．４ｅＶ程度にできるようになり、この点においても、太陽電池の効率を向上させることができる。なお、太陽電池としては、上述した構造を、２つの電極層で挟んで用いることになる。また、少なくとも一方の電極層は、透明な導電材料から構成する。
【００１８】
以下、吸収効率の向上およびバンドギャップエネルギーの最適化についてより詳細に説明する。
【００１９】
まず、吸収効率の向上について、図２，図３を用いて説明する。図２は、本実施の形態における超格子構造とした光吸収層における、光子エネルギーに対する吸収係数の変化を示す特性図である。図２では、ＣＧＳからなる第１半導体層の層厚を３ｎｍとし、ＣＩＳからなる第２半導体層の層厚を１ｎｍとし、繰り返し数を１０とし、全層厚を４０ｎｍとして、サブバンド構造の吸収係数を計算した結果を示している。また、図２において、（ａ）は、励起子吸収を考慮した吸収スペクトルであり、（ｂ）は、サブバンド間の遷移による吸収スペクトルである。
【００２０】
一方、図３は、バルク構造のＣｕＩｎ0.25Ｇａ0.75Ｓｅ2からなる光吸収層における光子エネルギーに対する吸収係数の変化を示す特性図である。図３では、光吸収層の層厚を４０ｎｍとしてサブバンド構造の吸収係数を計算した結果を示している。また、図３において、（ａ）は、励起子吸収を考慮した吸収スペクトルであり、（ｂ）は、サブバンド間の遷移による吸収スペクトルである。
【００２１】
超格子構造とした実施の形態の光吸収層によれば、ＣＧＳの高い励起子束縛エネルギーを反映し、図２の（ａ）に示すように、励起子による強い吸収が得られ、吸収効率の向上が図れていることが分かる。これは、図３に示す結果との比較により明らかである。ＣＩＳ／ＣＧＳの超格子構造とすることで、ＣＩＧＳバルク構造に比較して、圧倒的に高い吸収効率が得られている。
【００２２】
次に、バンドギャップエネルギーの最適化について、図４を用いて説明する。図４は、本実施の形態における超格子構造とした光吸収層におけるバンド構造および準位を示す特性図である。図４において、符号４０１は、超格子構造の伝導帯、４０２は超格子構造の価電子帯、４０３は伝導帯不連続（ΔＥｃ）、４０４は価電子帯不連続（ΔＥｖ）、４０５は伝導帯の第１超格子サブバンド、４０６は価電子帯の第１超格子サブバンドである。
【００２３】
前述したように、バンドギャップ約１ｅＶのＣＩＳにＣＧＳを加え、ＣＩＧＳ混晶を形成することにより、バンドギャップの増大が可能である。しかしながら、ＣＧＳ分率が１０％を超えるとＣＩＧＳの結晶性が劣化する。この劣化を発生させないためには、バンドギャップは最大１．２ｅＶ程度にとどまることになり、理想の１．４ｅＶは実現できない。
【００２４】
これに対し、図４に示すように、第１超格子サブバンド４０５と第１超格子サブバンド４０６のエネルギー差が、超格子構造の実質的なバンドギャップを与えることになり、この構造では約１．４ｅＶとなる。このように、実施の形態によれば、結晶性の劣化を招くことなく、バンドギャップ最適化の目的が達成できる。
【００２５】
以上に説明したように、実施の形態によれば、光吸収効率の増大と、バンドギャップの最適化とを同時に実現できるようになる。
【００２６】
ところで、ＣＩＳ，ＣＩＧＳなどのＣｕ，Ｉｎ，およびＳｅを含む材料では、良質な高濃度のｎ型結晶を得ることが容易ではない。これは、次に示すことを原因としている。これらの材料系では、Ｃｕ空格子点、およびＩｎ格子点やＧａ格子点のＣｕ原子による置換などアクセプター性の欠陥の生成エネルギーが低く、かつこのアクセプター性欠陥の生成エネルギーが、フェルミ準位の上昇に伴って（電子濃度の増加に伴って）ますます低くなるためである。このため、ｎ型不純物を添加するとアクセプター生成が増加し、結果として、ｎ型結晶は実現できない。これは、ＣＩＳ，ＣＩＧＳなどの材料は、単に不純物ドーピングによってｎ型化するのが困難であることを意味している。
【００２７】
この問題も、本実施の形態における、ＣＧＳからなる第１半導体層と、ＣＩＳからなる第２半導体層とを交互に積層した超格子構造により解決できる。この超格子構造においては、図５に示すような量子井戸構造となるバンド構造の繰り返しとなる。図５において、符号５０１は、井戸となるＣＩＳ層、５０２は障壁となるＣＧＳ層、５０３は伝導帯不連続（ΔＥｃ）、５０４は価電子帯不連続（ΔＥｖ）、５０５はＣＧＳ中の深いドナー準位、５０６はＣＩＳ／ＣＧＳ量子井戸内の量子準位、５０７はＣＧＳの深いドナー準位からＣＩＳ井戸に落ちた電子である。
【００２８】
ＣＩＳとＣＧＳのヘテロ接合では、図５に示すように、バンドギャップ不連続がほとんど伝導帯側に存在する。実際に、ΔＥｃは、ΔＥｖより大きく６００ｍｅＶに達する。ここで、ＣＧＳのｎ型化が困難な理由の１つは、図５に示すように、ｎ型不純物をドープしたＣＧＳ層５０２中に含まれるドナー準位５０５が極めて深いエネルギー位置にあることにある。これに対し、ＣＧＳ／ＣＩＳのヘテロ接合を形成すれば、大きなΔＥｃのためにＣＧＳ層５０２側の深いドナーの電子５０７がトンネル現象によってＣＩＳ層５０１側に落ち込み、ＣＩＳ層５０１の伝導帯の電子濃度を増加させる。
【００２９】
これによって、高い電子濃度を持つＣＧＳ／ＣＩＳへテロ構造、または超格子構造を実現することができる。このように、ＣＧＳからなる第１半導体層と、ＣＩＳからなる第２半導体層とを交互に積層した超格子構造において、バンドギャップの大きい第１半導体層にｎ型不純物をドーピングしておくことで、実効的にｎ型の状態とすることができる。これは、ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓヘテロ接合において用いられる変調ドーピングの応用である。
【００３０】
ところで、上述したｎ型の状態とする効果は、ＣＩＳ（ＣｕＩｎＳｅ2）とＣＧＳ（ＣｕＧａＳｅ2）とのヘテロ接合のみでも実現でき、超格子構造とする必要はない。このＣＩＳとＣＧＳとのヘテロ接合で、ＣＧＳの層にｎ型不純物がドーピングされていれば、実効的にｎ型が発現される状態とすることができる。この構造を用いることで、太陽電池に限らず、Ｃｕ，Ｉｎ，およびＳｅを含むｎ型の半導体による様々な半導体装置が構成できるようになる。
【００３１】
この半導体装置は、ｎ型不純物が導入されたＣｕＧａＳｅ2からなる第１半導体層と、ＣｕＩｎＳｅ2からなる第２半導体層とから構成されたｎ型領域を備えるものとなる。例えば、ｎ型不純物が導入されたＣｕＧａＳｅ2からなる第１半導体層と、ＣｕＩｎＳｅ2からなる第２半導体層とから構成されたｎ型領域と、ｐ型不純物が導入されたＣＩＧＳとにより、ｐｎ接合型の半導体装置が構成できる。
【００３２】
次に、光吸収層を、ＣＧＳからなる層厚３ｎｍの第１半導体層と、ＣＩＳからなる層厚１ｎｍ第２半導体層とを交互に１０組積層した全層厚４０ｎｍの超格子構造としたｐｉｎ接合構造の太陽電池における出力特性について、図６を用いて説明する。図６において（ａ）は、超格子の励起子遷移を考慮した吸収スペクトル、（ｂ）はサブバンド間遷移のみを考慮に入れたスペクトルである。
【００３３】
また、比較のために、ＣＩＳ／ＣＧＳ超格子と同じ平均組成を持つＣＩＧＳからなる層厚４０ｎｍのバルクの光吸収層を用いたｐｉｎ接合構造の太陽電池における出力特性について図７に示す。図７において、（ａ）は、光吸収層の励起子遷移を考慮した吸収スペクトル、（ｂ）はバンド間遷移のみを考慮したスペクトルである。
【００３４】
いずれにおいても、励起子遷移の効果が大きいが、これはＣＧＳの励起子束縛エネルギーが大きいためと考えられる。ただし、２つの結果を比較して最も顕著な差は、励起子遷移において見られ、超格子構造による効果が極めて大きい。具体的な数値としては、超格子構造では、全層厚が４０ｎｍ程度の光吸収層においても、９．８％の効率が得られている。ＣＩＧＳによるバルク構造の光吸収層においても大きい吸収効率を持つが、これに比べ、超格子構造では２８％もの増感が得られることになる。
【００３５】
次に、本発明における超格子構造をＡｌxＧａ1-xＡｓ−ＧａＡｓ系に適用した場合について説明する。まず、図８に、Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ／ＧａＡｓ超格子構造の光吸収層を用いた太陽電池の吸収効率スペクトルの計算結果を示す。この太陽電池は、井戸層となる層厚５ｎｍのＧａＡｓ層と、障壁層となる層厚２ｎｍのＡｌＧａＡｓ層とを交互に積層した超格子構造を用い、ｐｉｎ接合構造としている。図８において、（ａ）は、超格子の励起子遷移を考慮した吸収スペクトル、（ｂ）はサブバンド間遷移のみを考慮に入れたスペクトルである。
【００３６】
図８の（ａ）に示すように、励起子による強い双峰性のスペクトルが得られており、励起子を考慮しない図８の（ｂ）の場合に比べ、強い吸収が得られる。実際に、同じ構造の太陽電池から得られる効率のスペクトルには、これを反映した強い双峰性が見られる。
【００３７】
次に、Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ／ＧａＡｓ超格子太陽電池の量子効率のスペクトルについて、図９を用いて説明する。図９は、分子線エピタキシー法により各層を形成して作製したＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ／ＧａＡｓ超格子太陽電池の量子効率のスペクトルを示す特性図である。図９の（ａ）は、量子効率の変化を示し、（ｂ）は、対応するフォトルミネッセンス（ＰＬ）スペクトルを示す。
【００３８】
図９の（ａ）に示すように、量子効率スペクトルには、強い双峰性を示され、ＧａＡｓからなるバルクの吸収層を用いた太陽電池とは、際立った違いを示している。また、室温（２７℃）におけるバルクの状態のバンド端発光は８６０ｎｍ付近に現れるが、図９の（ｂ）に示すフォトルミネッセンススペクトルから分かるように、超格子構造のバンドギャップがバルクＧａＡｓの値に比べ６０ｎｍほど短波長側（高エネルギー側）にシフトしたことが示されている。この例に示すように、超格子構造とすることによって効率の上昇とバンドギャップの調整が可能である。
【００３９】
ところで、前述した本発明のＣＧＳからなる第１半導体層と、ＣＩＳからなる第２半導体層とを交互に積層した超格子構造では、図２に示したように、サブバンド間の遷移による吸収スペクトル（ｂ）に比較して、励起子吸収を考慮した吸収スペクトル（ａ）は、より高い値を示している。この図２に示す結果と、図８に示す結果とを比較すれば明らかなように、超格子構造にすることによる効率の上昇は、ＣＩＳ／ＣＧＳ超格子構造においてより顕著である。
【００４０】
以上に説明したように、本発明によれば、ＣｕＧａＳｅ2からなる第１半導体層と、ＣｕＩｎＳｅ2からなる第２半導体層とを交互に積層した超格子構造とした光吸収層を用いるようにしたので、Ｃｕ，Ｉｎ，およびＳｅを含む材料系を用いた太陽電池でより高い発電効率が得られるようになる。
【００４１】
ここで、太陽電池は、動作中比較的高温に達するため、温度上昇による半導体の特性が劣化する。このときの最大の問題は、半導体のバンドギャップＥｇの減少に伴う起電力Ｖocの減少である。太陽電池を構成する半導体の温度上昇に伴うＥｇの減少は不可避の現象であるが、超格子構造の場合、二次元電子構造の形成によりＥｇは量子化される。この成分は、バンドギャップに対して大きいものではないが、温度の上昇とともにＶocが減少する問題を考えるとき、上述した超格子構造とすることによる効果は極めて大きいといえる。なお、超格子構造の形成に当たっては、太陽光照射によって超格子構造内に生じた励起子のエネルギーをできるだけ失わずに電極層に取り出す構造を用いることが重要となる。
【００４２】
また、例えば、基板をＧａＡｓから構成した場合、このＧａＡｓ基板上にＣＩＳ／ＣＧＳ超格子を成長させる場合を考える。ここで、ＧａＡｓの格子定数０．５６５３ｎｍに対し、ＣＩＳの格子定数は０．５７８４ｎｍであり、ＣＧＳの格子定数は０．５６１４ｎｍである。このため、ＧａＡｓ基板は、ＣＧＳからなる第１半導体層に対しては引っ張り応力を与え、ＣＩＳからなる第２半導体層に対しては圧縮応力を与える。従って、ＣＧＳからなる第１半導体層の層厚を３ｎｍとし、ＣＩＳからなる第２半導体層の層厚を１ｎｍとした超格子構造では、引っ張り応力と圧縮応力とが均衡の取れた状態となり、歪補償型の超格子が実現できる。このように、本発明によれば、結晶基板を用い、各層の層厚を適宜に設定することで、超格子構造の結晶性を改善することが可能である。
【００４３】
なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形および組み合わせが実施可能であることは明白である。例えば、上述では、ＣＧＳからなる第１半導体層の層厚を３ｎｍとし、ＣＩＳからなる第２半導体層の層厚を１ｎｍとした場合について説明したが、これに限るものではなく、第１半導体層および第２半導体層は、いわゆる超格子構造となる層厚に形成されていればよく、各層厚は適宜に設定すればよい。
【００４４】
例えば、用いる基板は、ＧａＡｓなどの結晶材料に限らず、ガラス，金属，樹脂より選択された材料より構成されていてもよい。これらの材料の上に形成する場合、第１半導体層および第２半導体層は、エピタキシャル成長ではなく、例えば、スパッタ法や真空蒸着法などにより形成し、適宜に各層厚を設定すればよい。この場合、形成される第１半導体層および第２半導体層は、例えば多結晶の状態となり、ＣＧＳの結晶とＣＩＳの結晶とからなる超格子構造が部分的に存在する構成となるが、この状態であっても、発電効率の向上が得られる。
【００４５】
また、例えば、本発明は、第１半導体層および第２半導体層からなりｎ型とされたｎ型半導体構造と、ＣｕＧａＳｅ2からなる第３半導体層と、ＣｕＩｎＳｅ2からなる第４半導体層とを交互に積層した超格子構造からなりｐ型とされたｐ型半導体構造とを備え、これらで光吸収層が構成されるｐｎ接合構造の太陽電池であっても同様である。
【００４６】
この場合、ｎ型半導体構造においては、ＣＧＳからなる第１半導体層に、Ｓｉ，Ｓｎ，Ｚｎ，Ｃｄの少なくとも１つがｎ型不純物として添加されていればよい。この場合、いわゆる変調ドープとなる。また、ｎ型不純物は、第１半導体層および第２半導体層の両者に添加されているようにしてもよい。
【００４７】
また、ｐｉｎ接合構造において、３つの全ての部分をＣＧＳからなる層とＣＩＳからなる層との超格子構造から構成してもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１０１…基板、１０２…光吸収層、１２１…第１半導体層、１２２…第２半導体層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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