(57)【要約】  結晶質のシリコン層である基板と、基板上の受光面側に直接設けられた真性のｉ型半導体層と、ｉ型半導体層上に設けられたｐ型又はｎ型の不純物が添加されたワイドギャップ層と、ワイドギャップ層上に設けられた透明導電層と、を備え、ｉ型半導体層の屈折率は、基板と透明導電層との屈折率の間の値を有し、ワイドギャップ層の屈折率は、透明導電層の屈折率より大きい値を有する太陽電池とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
結晶質のシリコン層である発電層と、
前記発電層上の受光面側に直接設けられた真性の酸化シリコン層と、
前記酸化シリコン層上に設けられたｐ型又はｎ型の不純物が添加されたワイドギャップ層と、
前記ワイドギャップ層上に設けられた透明導電層と、
を備え、
前記酸化シリコン層の屈折率は、前記発電層と前記透明導電層との屈折率の間の値を有し、
前記ワイドギャップ層の屈折率は、前記透明導電層の屈折率より大きい値を有することを特徴とする太陽電池。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽電池であって、
前記発電層の受光面側と反対側の裏面にｐ型電極及びｎ型電極の両方が設けられた裏面電極型の構造を有することを特徴とする太陽電池。
【請求項３】
請求項２に記載の太陽電池であって、
前記透明導電層上に透明層が設けられており、
前記発電層の受光面側には凹凸を有するテクスチャ構造が設けられておらず、前記透明層に凹凸を有するテクスチャ構造が設けら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、太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電システムとして結晶シリコン基板を利用した太陽電池が広く一般に実用化されている。このような太陽電池の中でも、結晶シリコンとはバンドギャップの異なる非晶質シリコン薄膜を結晶表面へ成膜した構造はヘテロ接合太陽電池と呼ばれている。さらに、拡散電位を形成するための導電型非晶質シリコン系薄膜と結晶シリコン表面の間に薄い真性の非晶質シリコン層を介在させる太陽電池は、変換効率の最も高い結晶シリコン太陽電池の形態の一つとして知られている。【０００３】
また、光電変換効率の向上を目的として、高い光閉じ込め効果を得るために、結晶シリコン基板の片面または両面をテクスチャ構造に加工しておくことが一般的である。このテクスチャ構造は、一般的にアルカリ水溶液によるエッチングにより形成される。【０００４】
近年、結晶シリコン太陽電池の原料問題の観点から使用する結晶シリコン基板の厚みを低減する必要性が高まっている。このため、原料問題からエッチングによる結晶シリコンのテクスチャ構造もコスト増につながり、他の方法でテクスチャ構造を形成する技術が重要となってくる。【０００５】
この問題を解決するために、結晶シリコン太陽電池の最表面に凹凸形状を有する絶縁体層が設けられている方法が報告されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２０１１−３６３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の結晶シリコン太陽電池では、結晶シリコン基板及びその表面に形成される真性の非晶質シリコン薄膜（屈折率４程度）と絶縁体層（屈折率１．４〜１．９）との屈折率の差は大きい。そのため、シリコン膜と絶縁体層との間で光反射が起こり、発電効率が向上されないという問題がある。【０００８】
本発明の目的は、単結晶シリコン基板を用いた結晶シリコン系太陽電池において、ヘテロ接合を構成する膜によって表面反射を低減できる構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の１つの態様は、結晶質のシリコン層である発電層と、発電層上の受光面側に直接設けられた真性の酸化シリコン層と、酸化シリコン層上に設けられたｐ型又はｎ型の不純物が添加されたワイドギャップ層と、ワイドギャップ層上に設けられた透明導電層と、を備え、酸化シリコン層の屈折率は、発電層と透明導電層との屈折率の間の値を有し、ワイドギャップ層の屈折率は、透明導電層の屈折率より大きい値を有する、太陽電池である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、表面反射を抑制し、太陽電池の発電効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施の形態に係る太陽電池の構造を示す断面図である。
【図２】第２の実施の形態に係る太陽電池の構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜第１の実施の形態＞
第１の実施の形態における太陽電池１００は、図１に示すように、基板１０、ｉ型半導体層１２、１４、ワイドギャップ層１６、１８、透明導電層２０、２２及び透明層２４、２６を含んで構成される。
【００１３】
ここで、太陽電池１００の受光面は透明層２４側とする。なお、受光面とは主に光が入射される側の面、すなわち、太陽電池１００に入射される光の半分以上が入射される側の面を意味する。裏面とは、受光面とは反対側の面を意味する。
【００１４】
基板１０は、ｎ型又はｐ型の導電型の結晶性半導体からなるウエハ状の基板である。基板１０は、単結晶シリコン基板とする。基板１０は、太陽電池１００において発電層となり、入射された光を吸収することで光電変換効果により電子及び正孔のキャリア対を発生させる。
【００１５】
基板１０は、ＣＺ法やＦＺ法等で形成することができる。基板１０の厚みは、１００μｍ以下とすることが好ましい。特に、基板１０の厚みが５０μｍ以下の場合には、エピタキシャル法等により任意の基板上で形成された単結晶膜としてもよい。基板１０の屈折率は４．１程度である。
【００１６】
ｉ型半導体層１２及び１４は、真性なシリコンに微量の酸素を添加した酸化シリコン層である。具体的には、ｉ型半導体層１２及び１４は、例えば、水素を含有するアモルファス酸化シリコンとすることができる。ｉ型半導体層１２及び１４は、ワイドギャップ層１６及び１８より膜中のドーパント濃度が低くなるように形成される。例えば、ｉ型半導体層１２及び１４は、ｎ型又はｐ型のドーパントの濃度が５×１０１８／ｃｍ３以下となるように形成することが好適である。
【００１７】
ｉ型半導体層１２及び１４は、基板１０の受光面側及び裏面側の表面にそれぞれ形成される。ｉ型半導体層１２及び１４は、基板１０の表面を覆うパッシベーション層の一部を構成する。基板１０に対して酸化シリコンを適用することにより良好なパッシベーション効果を得ることができる。
【００１８】
ｉ型半導体層１２及び１４の膜厚は、光の吸収をできるだけ抑えられるように薄くし、一方で基板１０の表面が十分にパッシベーションされる程度に厚くするとよい。例えば、ｉ型半導体層１２及び１４の膜厚は、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下とするとよい。
【００１９】
ワイドギャップ層１６及び１８は、結晶シリコンよりバンドギャップが広い層である。ワイドギャップ層１６及び１８は、例えば、非晶質シリコン層や微量の酸素が添加された酸化シリコン層とするとよい。なお、非晶質シリコン層には、微結晶シリコン層が含まれていてもよい。微結晶シリコン層とは、非晶質半導体中に結晶粒が析出している膜である。
【００２０】
ワイドギャップ層１６は、ｐ型の不純物が添加された層とする。ワイドギャップ層１６は、ｉ型半導体層１２よりも膜中の不純物濃度が高くされる。例えば、ワイドギャップ層１６は、ｐ型のドーパントの濃度を１×１０２１／ｃｍ３以上とすることが好適である。ワイドギャップ層１８は、ｎ型の不純物が添加された層とする。ワイドギャップ層１８は、ｉ型半導体層１４よりも膜中の不純物濃度が高くされる。例えば、ワイドギャップ層１８は、ｎ型のドーパントの濃度を１×１０２１／ｃｍ３以上とすることが好適である。なお、ワイドギャップ層１６をｎ型とし、ワイドギャップ層１８をｐ型としてもよい。
【００２１】
ワイドギャップ層１６及び１８として、不純物を添加した非晶質シリコン層を適用することで、基板１０に対してバンドギャップを広くすることができ、シリコン層を適用するより光吸収による損失が少なく、良好なヘテロ接合構造が得られる。なお、ワイドギャップ層１６及び１８の膜厚は、光の吸収をできるだけ抑えられるように薄くし、一方で太陽電池１００の開放電圧が十分に高くなるような程度に厚くするとよい。例えば、ワイドギャップ層１６及び１８の膜厚は、２ｎｍ以上２０ｎｍ以下とすることが好適である。
【００２２】
ｉ型半導体層１２及び１４並びにワイドギャップ層１６及び１８は、プラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）等のＣＶＤ法によって形成することができる。具体的には、ｉ型半導体層１２及び１４は、シラン（ＳｉＨ４）等のケイ素含有ガス及び二酸化炭素（ＣＯ２）や酸素（Ｏ２）等の酸素含有ガスを含み、ｐ型及びｎ型のドーピングガスを含まない、ノンドープの原料ガスを、平行平板電極の一方の電極に高周波電力を印加してプラズマ化して、加熱された基板１０の製膜面に供給することによって形成することができる。原料ガスを供給しつつ、高周波電極へ高周波電源から高周波電力を供給することによって原料ガスのプラズマを生成する。これによって、プラズマから基板１０の表面に原料が供給されて酸化シリコン層が形成される。
【００２３】
ワイドギャップ層１６は、シラン（ＳｉＨ４）等のケイ素含有ガスを含む原料ガスにボロン（Ｂ２Ｈ６）等のｐ型のドーピングガスを添加し、平行平板電極等の電極に高周波電力を印加してプラズマ化して、加熱された基板１０の製膜面に供給することによって形成することができる。また、ワイドギャップ層１６を酸化シリコン層とする場合には、原料ガスに二酸化炭素（ＣＯ２）や酸素（Ｏ２）等の酸素含有ガスを含有させてもよい。このとき、ケイ素含有ガスを水素（Ｈ２）によって希釈した原料ガスを用いることで、その希釈率に応じて形成されるワイドギャップ層１６の膜質を変化させることができる。ワイドギャップ層１８は、シラン（ＳｉＨ４）等のケイ素含有ガスを含む原料ガスにフォスフィン（ＰＨ３）等のｎ型のドーピングガスを添加し、平行平板電極等の電極に高周波電力を印加してプラズマ化して、加熱された基板１０の製膜面に供給することによって形成することができる。また、ワイドギャップ層１８を酸化シリコン層とする場合には、原料ガスに二酸化炭素（ＣＯ２）や酸素（Ｏ２）等の酸素含有ガスを含有させてもよい。このとき、ケイ素含有ガスを水素（Ｈ２）によって希釈した原料ガスを用いることで、その希釈率に応じて形成されるワイドギャップ層１８の膜質を変化させることができる。
【００２４】
ｉ型半導体層１２及び１４並びにワイドギャップ層１６及び１８の膜厚は、透過型電子顕微鏡観察（ＴＥＭ）および二次イオン質量分析（ＳＩＭＳ）の測定結果をもとに求めることができる。膜厚に分布がある場合には、平均膜厚で比較すればよい。
【００２５】
透明導電層２０及び２２は、酸化錫（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等に錫（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、フッ素（Ｆ）、アルミニウム（Ａｌ）等をドープした透明導電性酸化物（ＴＣＯ）のうち少なくとも一種類又は複数種を組み合わせた膜を用いることができる。透明導電層２０及び２２は、例えば、スパッタリング法、ＭＯＣＶＤ法（熱ＣＶＤ）により形成することができる。透明導電層２０及び２２の厚さは、３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下とすることが好適である。透明導電層２０及び２２の屈折率は、１．３以上２．０以下程度である。
【００２６】
透明層２４及び２６は、反射防止膜としての機能と太陽電池１００の受光面の保護膜としての機能を有する。透明層２４及び２６は、導電性であってもよいし、絶縁性であってもよい。透明層２４及び２６は、例えば、酸化アルミニウム、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン等の透明絶縁材料や酸化錫、酸化インジウム等の透明導電材料とすることができる。透明層２４及び２６は、適用する原料を含むターゲットを用いたスパッタリング法等のＰＶＤ法や適用する原料の元素を含むガスを用いた化学気相成長法（ＣＶＤ）等の方法を用いて形成することができる。
【００２７】
透明層２４及び２６の厚みは、例えば、１００ｎｍ以上５μｍ以下とすればよい。また、透明層２４及び２６にはテクスチャ構造を設けることが好ましい。テクスチャ構造の凹凸の高さの平均値は１００ｎｍ以上５μｍ以下とすればよい。また、透明層２４及び２６の屈折率は１．３以上２．０以下程度である。
【００２８】
表１は、ｉ型半導体層１２及び１４及びワイドギャップ層１６及び１８をプラズマＣＶＤ法で形成した場合における、二酸化炭素（ＣＯ２）とシラン（ＳｉＨ４）の比率とｉ型半導体層１２及び１４及びワイドギャップ層１６及び１８の屈折率の関係を示す結果の一例を示す。屈折率は、波長５５０ｎｍの光に対する値である。表１に示すように、酸化シリコン膜の成膜において二酸化炭素（ＣＯ２）の導入条件を変えることで、屈折率を１．７から４．２まで自由に変えることができる。
【表１】
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【００２９】
表２は、ｉ型半導体層１２とワイドギャップ層１６の屈折率を変えた時の表面反射ロスをシミュレーションした結果を示す。シミュレーションには、厳密結合波解析法（ＲＣＷＡ）を用いた。表３は、表面形状のモデルにおける各層の膜厚と屈折率の組み合わせを示す。透明層２４のテクスチャ構造の凹凸の幅は１μｍとした。また、裏面に到達した光は全て透過する境界条件を適用した。また、入射光の波長は、３００、３４０、３８０・・・１３００ｎｍの２６種類とし、これらのシミュレーション結果により得られた表面反射率を太陽光のエアマス１．５で生成された電流（ｍＡ／ｃｍ２）に換算して、表面反射ロスを計算した。この表面反射ロスが小さいほど、光はシリコン基板の中に入射し、その結果太陽電池の変換効率が高くなる。
【表２】
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【表３】
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【００３０】
ワイドギャップ層１６の屈折率が透明導電層２０の屈折率とほぼ同じ１．７以上２．５以下の場合は、透明導電層２０との屈折率差が小さく、ｉ型半導体層１２の屈折率によらずいずれの場合においても５．８以上と、表面反射ロスが大きくなった。特に、ワイドギャップ層１６の屈折率が１．７の場合は６．３以上と、表面反射ロスが非常に大きくなった。
【００３１】
また、ワイドギャップ層１６の屈折率を２．７以上４．５以下とした場合、ｉ型半導体層１２内に酸素が含まれないときには屈折率は４．１以上となり、表面反射ロスはいずれの場合においても５．８以上と高くなった。すなわち、不純物を添加したワイドギャップ層１６の屈折率だけを変えた場合には、表面反射ロスを十分に低減することができなかった。
【００３２】
これに対してｉ型半導体層１２内の酸素濃度を調節し、屈折率を１．７以上３．３以下にすることにより（表２において太枠で囲んだ範囲）、低い表面反射ロスを得ることができた。特に、屈折率が１．７以上２．７以下の範囲（表２において点線で囲んだ範囲）では、特に表面反射ロスを低くすることができた。
【００３３】
すなわち、ｉ型半導体層１２の屈折率が基板１０と透明導電層２０との間の屈折率を持ち、かつ、ワイドギャップ層１６が透明導電層２０より大きな屈折率を持つことによって、非常に低い表面反射ロスとパシベーション効果、ワイドギャップによる低い光吸収ロスが実現する。その結果、太陽電池１００の変換効率を向上させることができる。
【００３４】
＜第２の実施の形態＞
第２の実施の形態における太陽電池１０２は、図２に示すように、基板３０、ｉ型半導体層３２、ワイドギャップ層３４、透明導電層３６、透明層３８、ｉ型半導体層４０、４２、ｐ型半導体層４４、ｎ型半導体層４６、透明導電層４８、５０及び電極層５２、５４を含んで構成される。図２に示すように、太陽電池１０２は、ｐ型及びｎ型の半導体層に接続される電極のいずれもが裏面側に設けられた裏面接合型太陽電池である。なお、太陽電池１０２において透明層３８が受光面側である。
【００３５】
基板３０は、ｎ型又はｐ型の導電型の結晶性半導体からなるウエハ状の基板である。基板３０は、単結晶シリコン基板とする。基板３０は、太陽電池１０２において発電層となり、入射された光を吸収することで、光電変換効果により電子及び正孔のキャリア対を発生させる。基板３０は、基板１０と同様に、ＣＺ法やＦＺ法等で形成することができる。基板３０の厚みは、１００μｍ以下とすることが好ましい。特に、基板３０の厚みが５０μｍ以下の場合には、エピタキシャル法等により任意の基板上で形成された単結晶膜としてもよい。基板３０の屈折率は４．１程度である。
【００３６】
ｉ型半導体層３２は、真性なシリコンに微量の酸素を添加した酸化シリコン層である。具体的には、ｉ型半導体層３２は、ｉ型半導体層１２及び１４と同様に、水素を含有するアモルファス酸化シリコンとすることができる。ｉ型半導体層３２は、ワイドギャップ層３４より膜中のドーパント濃度が低くなるように形成される。例えば、ｉ型半導体層３２は、ｎ型又はｐ型のドーパントの濃度が５×１０１８／ｃｍ３以下となるように形成することが好適である。ｉ型半導体層３２は、基板３０の受光面側の表面に形成される。ｉ型半導体層３２は、基板３０の表面を覆うパッシベーション層の一部を構成する。基板３０に対して酸化シリコンを適用することにより良好なパッシベーション効果を得ることができる。ｉ型半導体層３２の膜厚は、光の吸収をできるだけ抑えられるように薄くし、一方で基板３０の表面が十分にパッシベーションされる程度に厚くするとよい。例えば、ｉ型半導体層３２の膜厚は、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下とするとよい。
【００３７】
ワイドギャップ層３４は、結晶シリコンよりバンドギャップが広い層である。ワイドギャップ層３４は、例えば、非晶質シリコン層や微量の酸素が添加された酸化シリコン層とするとよい。ワイドギャップ層３４は、ｐ型又はｎ型の不純物が添加された層とする。ワイドギャップ層３４は、ｉ型半導体層３２よりも膜中の不純物濃度が高くされる。例えば、ワイドギャップ層３４は、ｐ型のドーパントの濃度を１×１０２１／ｃｍ３以上とすることが好適である。ワイドギャップ層３４として、不純物を添加した非晶質シリコン層を適用することで、基板３０に対してバンドギャップを広くすることができ、シリコン層を適用するより光吸収による損失が少なく、良好なヘテロ接合構造が得られる。なお、ワイドギャップ層３４の膜厚は、光の吸収をできるだけ抑えられるように薄くし、一方で表面電界により基板３０の表面における再結合速度が十分に低減できる程度に厚くするとよい。例えば、ワイドギャップ層３４の膜厚は、２ｎｍ以上２０ｎｍ以下とすることが好適である。
【００３８】
透明導電層３６は、酸化錫（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等に錫（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、フッ素（Ｆ）、アルミニウム（Ａｌ）等をドープした透明導電性酸化物（ＴＣＯ）のうち少なくとも一種類又は複数種を組み合わせた膜を用いることができる。透明導電層３６の厚さは、３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下とすることが好適である。透明導電層３６の屈折率は、１．３以上２．０以下程度である。
【００３９】
透明層３８は、反射防止膜としての機能と太陽電池１０２の受光面の保護膜としての機能を有する。透明層３８は、導電性であってもよいし、絶縁性であってもよい。透明層３８は、例えば、酸化アルミニウム、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン等の透明絶縁材料や酸化錫、酸化インジウム等の透明導電材料とすることができる。透明層３８の厚みは、例えば、１００ｎｍ以上５μｍ以下とすればよい。また、透明層３８にはテクスチャ構造を設けることが好ましい。テクスチャ構造の凹凸の高さの平均値は１００ｎｍ以上５μｍ以下とすればよい。また、透明層３８の屈折率は１．３以上２．０以下程度である。
【００４０】
ｉ型半導体層４０及び４２は、真性な非晶質シリコン層である。具体的には、ｉ型半導体層４０及び４２は、例えば、水素を含有するアモルファスシリコンとすることができる。ｉ型半導体層４０及び４２は、ｐ型半導体層４４及び４６より膜中のドーパント濃度が低くなるように形成される。例えば、ｉ型半導体層４０及び４２は、ｎ型又はｐ型のドーパントの濃度が５×１０１８／ｃｍ３以下となるように形成することが好適である。ｉ型半導体層４０及び４２は、基板３０の裏面側の表面に形成される。ｉ型半導体層４０及び４２は、基板３０の裏面を覆うパッシベーション層の一部を構成する。基板３０に対して非晶質シリコンを適用することにより良好なパッシベーション効果を得ることができる。ｉ型半導体層４０及び４２の膜厚は、光の吸収をできるだけ抑えられるように薄くし、一方で基板３０の表面が十分にパッシベーションされる程度に厚くするとよい。例えば、ｉ型半導体層４０及び４２の膜厚は、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下とするとよい。
【００４１】
ｐ型半導体層４４は、ｐ型の不純物が添加された層とする。ｐ型半導体層４４は、ｉ型半導体層４０よりも膜中の不純物濃度が高くされる。例えば、ｐ型半導体層４４は、ｐ型のドーパントの濃度を１×１０２１／ｃｍ３以上とすることが好適である。ｎ型半導体層４６は、ｎ型の不純物が添加された層とする。ｎ型半導体層４６は、ｉ型半導体層４２よりも膜中の不純物濃度が高くされる。例えば、ｎ型半導体層４６は、ｎ型のドーパントの濃度を１×１０２１／ｃｍ３以上とすることが好適である。ｐ型半導体層４４及びｎ型半導体層４６は、例えば、非晶質シリコン層や微量の酸素が添加された酸化シリコン層とするとよい。ｐ型半導体層４４及びｎ型半導体層４６の膜厚は、光の吸収をできるだけ抑えられるように薄くし、一方で太陽電池１０２の開放電圧が十分に高くなるような程度に厚くするとよい。例えば、ｐ型半導体層４４及びｎ型半導体層４６の膜厚は、２ｎｍ以上２０ｎｍ以下とすることが好適である。
【００４２】
ｉ型半導体層３２、ワイドギャップ層３４、ｉ型半導体層４０、４２、ｐ型半導体層４４及びｎ型半導体層４６は、プラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）等のＣＶＤ法によって形成することができる。具体的には、ｉ型半導体層３２、４０、４２は、シラン（ＳｉＨ４）等のケイ素含有ガス及び二酸化炭素（ＣＯ２）や酸素（Ｏ２）等の酸素含有ガスを含み、ｐ型及びｎ型のドーピングガスを含まない、ノンドープの原料ガスを、平行平板電極の一方の電極に高周波電力を印加してプラズマ化して、加熱された基板３０の製膜面に供給することによって形成することができる。原料ガスを供給しつつ、高周波電極へ高周波電源から高周波電力を供給することによって原料ガスのプラズマを生成する。これによって、プラズマから基板３０の表面に原料が供給されて酸化シリコン層が形成される。
【００４３】
ワイドギャップ層３４、ｐ型半導体層４４及びｎ型半導体層４６は、シラン（ＳｉＨ４）等のケイ素含有ガスを含む原料ガスにボロン（Ｂ２Ｈ６）等のｐ型のドーピングガス又はフォスフィン（ＰＨ３）等のｎ型のドーピングガスを添加し、平行平板電極等の電極に高周波電力を印加してプラズマ化して、加熱された基板１０の製膜面に供給することによって形成することができる。また、ワイドギャップ層３４を酸化シリコン層とする場合には、原料ガスに二酸化炭素（ＣＯ２）や酸素（Ｏ２）等の酸素含有ガスを含有させてもよい。このとき、ケイ素含有ガスを水素（Ｈ２）によって希釈した原料ガスを用いることで、その希釈率に応じて形成されるワイドギャップ層３４、ｐ型半導体層４４及びｎ型半導体層４６の膜質を変化させることができる。ｉ型半導体層３２、ワイドギャップ層３４、ｉ型半導体層４０、４２、ｐ型半導体層４４及びｎ型半導体層４６の膜厚は、透過型電子顕微鏡観察（ＴＥＭ）および二次イオン質量分析（ＳＩＭＳ）の測定結果をもとに求めることができる。膜厚に分布がある場合には、平均膜厚で比較すればよい。
【００４４】
透明導電層４８及び５０は、酸化錫（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等に錫（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、フッ素（Ｆ）、アルミニウム（Ａｌ）等をドープした透明導電性酸化物（ＴＣＯ）のうち少なくとも一種類又は複数種を組み合わせた膜を用いることができる。透明導電層４８及び５０は、例えば、スパッタリング法、ＭＯＣＶＤ法（熱ＣＶＤ）により形成することができる。透明導電層４８及び５０の厚さは、３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下とすることが好適である。
【００４５】
電極層５２及び５４は、ｐ型半導体層４４及びｎ型半導体層４６のそれぞれから電力を取り出すためのｐ型電極部及びｎ型電極部となる。電極層５２及び５４は、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属やそれらの合金を含む材料から構成するとよい。電極層５２及び５４は、スクリーン印刷法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、めっき法等により形成することができる。電極層５２及び５４の厚さは、１００ｎｍ以上５μｍ以下程度することが好適である。
【００４６】
本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、基板３０、ｉ型半導体層３２、ワイドギャップ層３４、透明導電層３６及び透明層３８の屈折率を最適化することによって表面反射ロスを防ぐことができる。すなわち、ｉ型半導体層３２の屈折率が基板３０と透明導電層３６との間の屈折率を持ち、かつ、ワイドギャップ層３４が透明導電層３６より大きな屈折率を持つことによって、非常に低い表面反射ロスとパシベーション効果、ワイドギャップによる低い光吸収ロスが実現する。その結果、太陽電池１０２の変換効率を向上させることができる。
【００４７】
以上、本発明を上述の実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて実施の形態における組合せや処理の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。
【符号の説明】
【００４８】
１０  基板、１２、１４、３２、４０、４２  ｉ型半導体層、１６、１８、３４  ワイドギャップ層、２０、２２、３６、４８、５０  透明導電層、２４、２６、３８  透明層、３０  基板、４４  ｐ型半導体層、４６  ｎ型半導体層、５２、５４  電極層、１００、１０２  太陽電池。
【図１】
2013179529.tif 000006
【図２】
2013179529.tif 000007
【国際調査報告】
2013179529.tif 000008
2013179529.tif 000009
2013179529.tif 000010
2013179529.tif 000011