(57)【要約】  この太陽電池は、第１電極層，光電変換層，及び第２電極層が順に基板上に重ねて設けられた光電変換体と、前記基板と前記第１電極層との間に配置され、可視光領域において透明な材料からなり、前記第１電極層と接する面に連続的な凹凸形状を有するテクスチャ層とを含む。
2010029751.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池であって、
第１電極層，光電変換層，及び第２電極層が順に基板上に重ねて設けられた光電変換体と、
前記基板と前記第１電極層との間に配置され、可視光領域において透明な材料からなり、前記第１電極層と接する面に連続的な凹凸形状を有するテクスチャ層と、
を含むことを特徴とする太陽電池。
【請求項２】
請求項１記載の太陽電池であって、
前記基板，前記テクスチャ層，及び前記第１電極層の可視光領域における屈折率を順にｎ０、ｎ１、ｎ２と定義した場合、ｎ０＜ｎ１＜ｎ２が成立する
ことを特徴とする太陽電池。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の太陽電池であって、
前記テクスチャ層において互いに隣接する頂部の間隔が０．１μｍ以上１０μｍ以下であり、
前記第１電極層の膜厚が０．２μｍ以上０．５μｍ以下である
ことを特徴とする太陽電池。
【請求項４】
第１電極層，光電変換層，及び第２電極層が順に基板上に重ねて設けられた光電変換体を有する太陽電池の製造方法であって、
前記第１電極層を形成する前に、可視光領域において透明な材料を用い、前記基板上に連続的な凹凸形状を形成するテクスチャ層を形成する工程を有し、
前記テクスチャ層を形成する工程は、
前記基板上に前記透明な材料を塗布する工程と、
前記基板上に塗布された前記透明な材料に対してパターンを有する型を押し当てることにより、前記パターンを前記透明な材料に転写させて凹凸形状を形成する工程と、
を含むことを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項５】
第１電極層，光電変換層，及び第２電極層が順に基板上に重ねて設けられた光電変換体を有する太陽電池の製造方法であって、
前記第１電極層を形成する前に、可視光領域において透明な材料を用い、前記基板上に連続的な凹凸形状を形成するテクスチャ層を形成する工程を有し、
前記テクスチャ層を形成する工程は、
前記基板上にインクジェット装置を用いて前記透明な材料を塗布し、連続的な凹凸形状を形成することを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項６】
第１電極層，光電変換層，及び第２電極層が順に基板上に重ねて設けられた光電変換体を有する太陽電池の製造方法であって、
前記第１電極層を形成する前に、可視光領域において透明な材料を用い、前記基板上に連続的な凹凸形状を形成するテクスチャ層を形成する工程を有し、
前記テクスチャ層を形成する工程は、
前記基板上にスプレーを用いて前記透明な材料を塗布し、凹凸形状を有する前記テクスチャ層を形成することを特徴とする太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池及び太陽電池の製造方法に関する。
本願は、２００８年９月１２日に出願された特願２００８−２３５０６７号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エネルギーの効率的な利用の観点から、太陽電池はますます広く一般に利用されつつある。この太陽電池としては、単結晶シリコンを用いたシリコン太陽電池、ポリシリコン層を用いたポリシリコン太陽電池、アモルファスシリコンを用いたアモルファスシリコン太陽電池等のシリコン系の太陽電池が知られている。
例えばシリコン系の太陽電池は、ガラス基板上に透明電極として形成された表面電極と、表面電極上にシリコンからなる半導体層（光電変換層）と裏面電極となるＡｇ薄膜とが積層された光電変換体とによって構成されている。半導体層は、光を受けると電子とホールを発生するシリコン膜（ｉ型）がｐ型及びｎ型のシリコン膜によって挟まれたｐｉｎ接合と呼ばれる層構造によって構成されている。【０００３】
ところで、上述した太陽電池の構成においては、光エネルギーの変換効率を向上させるために、表面電極が半導体層との界面に、凹凸構造を持つテクスチャ構造が採用されていることが知られている。
この構成によれば、表面電極と半導体層との界面における光反射率の低減を図ることで、表面電極に入射した太陽光の光路を伸ばすプリズム効果と光の閉じ込め効果とを得ることができ、光電流を向上させることができる。【０００４】
テクスチャ構造を採用した太陽電池として、例えば以下に示すような構成が知られている。
例えば、特許文献１に示すように、スズ浴、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によりＳｎＯ２からなる表面電極（透明導電膜）を形成し、工程中の熱を利用して表面電極の表面に凹凸を形成する方法が知られている。
この場合、ＣＶＤ法により形成された表面電極を、遊離砥石を用いた湿式研磨で適切に研磨して凹凸を形成するような方法も知られている（例えば、特許文献２参照）。
さらに、例えば特許文献３に示すように、基板と表面電極（導電層）との間にＳｎＯ２等からなる半球形の島状層が形成されている構成が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３４０８１５号公報
【特許文献２】特開２００６−５０２１号公報
【特許文献３】国際公開２００５／２７２２９号
【特許文献４】特開２００４−３１６４８号公報
【特許文献５】特開２００３−１７９２４１号公報
【特許文献６】特開２００８−５３２７３号公報
【特許文献７】特開２００８−２１８１９１号公報
【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、上述の特許文献１，２の構成では、表面電極自体に凹凸形状を形成するため、表面電極の膜厚を比較的厚く（例えば、０．８μｍ〜１μｍ程度）形成しなければならない。表面電極の膜厚を厚く形成すると、表面電極の光透過率が低下して、半導体層への光入射量が少なくなる。その結果、半導体層における太陽光の吸収量が低下するため、太陽電池の変換効率が低下するという問題がある。【０００７】
また、特許文献３においては、高屈折率層及び低屈折率層の上に島状層が形成された構成が開示されており、高屈折率層及び低屈折率層を形成するための工程が必要であった。その結果、製造コストを削減することが難しいという問題があった。
また、従来のテクスチャ構造として、例えば、特許文献４，５に開示された構造が知られている。
また、従来のテクスチャ構造を形成する方法として、例えば、特許文献６，７に開示された方法が知られている。
特許文献７においては、シリカからなる微粒子が分散かつ付着して形成された凹凸面を有する型を用意し、この凹凸面を有する型を基板にプレスし、型の凹凸面の形状を基板に直接的に転写することによって基板表面を変形させ、基板にテクスチャ構造を形成する方法が開示されている。【０００８】
そこで、本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、第１電極層における光透過率を向上させつつ、テクスチャ構造を有する太陽電池の製造方法及び太陽電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明の第１態様の太陽電池は、第１電極層，光電変換層，及び第２電極層が順に基板上に重ねて設けられた光電変換体と、前記基板と前記第１電極層との間に配置され、可視光領域において透明な材料からなり、前記第１電極層と接する面に連続的な凹凸形状を有するテクスチャ層とを含む。
この構成によれば、基板と第１電極層との間に第１電極層とは別体のテクスチャ層を形成することで、テクスチャ層上に形成された第１電極層はテクスチャ層の形状に倣って凹凸形状を有する。
これにより、太陽光の光路を伸ばすプリズム効果と光の閉じ込め効果等に優れたテクスチャ構造の太陽電池を提供することができる。
従って、従来のように第１電極層の表面に凹凸形状を形成するために、第１電極層の膜厚を厚く形成する必要がない。
つまり、第１電極層の膜厚を薄く形成することができるため、第１電極層における光透過率を向上させることができ、光電変換層への太陽光の入射量を増加させることができる。
したがって、光電変換層における太陽光の吸収量を増加させて、太陽電池の変換効率を向上させることができる。
また、基板に平行な方向に連続的に凹凸形状を基板上に形成することで、テクスチャ層上に形成された第１電極層に平坦面が形成されることを防ぐことができる。
これにより、基板の全面において太陽光の光路を伸ばすプリズム効果と光の閉じ込め効果等を得ることができるため、太陽電池の変換効率を向上させることができる。
さらに、第１電極層の膜厚を薄く形成することで、第１電極層の使用量を削減することができるため、太陽電池の製造コストを低減することができ、製造効率も向上させることができる。
また、基板上にテクスチャ層が直接形成されているため、特許文献３のような高屈折率層及び低屈折率層を形成する必要がなく、太陽電池の製造コストを低減できる効果が得られる。また、テクスチャ層の凹凸形状（凹凸部，凸部，凹部）を所望に調整することにより、好ましい屈折率を得ることができるため、テクスチャ層を屈折率調整層として機能させることができる。
また、本発明の第１態様の太陽電池においては、基板表面を変形させてテクスチャ層が形成されているではなく、換言すれば、基板とテクスチャ層とが一体化されているテクスチャ層が形成されているのではない。本発明の太陽電池においては、基板上に配置された透明な材料によってテクスチャ層が構成されているため、テクスチャ層となる材料を基板上に配置する方法，テクスチャ層の材料の種類等を適切に選択することにより、所望の変換効率を得るようにテクスチャ層の構造を適切に選択することができる。【００１０】
また、本発明の第１態様の太陽電池においては、前記基板，前記テクスチャ層，及び前記第１電極層の可視光領域における屈折率を順にｎ０、ｎ１、ｎ２と定義した場合、ｎ０＜ｎ１＜ｎ２が成立することが好ましい。
この構成によれば、基板とテクスチャ層との間、及びテクスチャ層と第１電極層との間の界面での入射光の反射を抑えられるため、従来よりも薄い膜厚であるにもかかわらず、高い光閉じ込め効果を呈する第１電極層によるテクスチャを得ることができ、より高い変換効率の太陽電池を作製することができる。【００１１】
また、本発明の第１態様の太陽電池の前記テクスチャ層においては、前記テクスチャ層において互いに隣接する頂部の間隔が０．１μｍ以上１０μｍ以下であり、前記第１電極層の膜厚が０．２μｍ以上０．５μｍ以下であることが好ましい。
頂部の間隔及び高さをともに０．１μｍより小さい値に設定すると、テクスチャ層上に形成される第１電極層に所望のテクスチャ構造を形成することができず、プリズム効果又は光の閉じ込め効果が見込めないため好ましくない。
また、第１電極層の膜厚を０．２μｍより小さくすると、導電性を確保できない虞があるため好ましくない。
一方、頂部の間隔を１０μｍより広く、頂部の高さを０．５μｍより高く、第１電極層の膜厚を０．５μｍより厚く形成すると、第１電極層及びテクスチャ層の膜厚が厚くなり光透過率が低下する虞があるため好ましくない。
これに対して、本発明の構成によれば、第１電極層に所望のテクスチャ構造を形成することができ、第１電極層の導電性を確保した上で、第１電極層及びテクスチャ層における光透過率を向上させることができる。【００１２】
また、本発明の第２態様の太陽電池の製造方法は、第１電極層，光電変換層，及び第２電極層が順に基板上に重ねて設けられた光電変換体を有する太陽電池の製造方法であって、前記第１電極層を形成する前に、可視光領域において透明な材料を用い、前記基板上に連続的な凹凸形状を形成するテクスチャ層を形成する工程を有し、前記テクスチャ層を形成する工程は、前記基板上に前記透明な材料を塗布する工程と、前記基板上に塗布された前記透明な材料に対してパターンを有する型を押し当てることにより、前記パターンを前記透明な材料に転写させて凹凸形状を形成する工程と、を含む。
この方法によれば、基板上にテクスチャ層を形成した後、テクスチャ層上に第１電極層を形成することで、第１電極層はテクスチャ層の形状に倣って凹凸が形成される。
これにより、太陽光の光路を伸ばすプリズム効果と光の閉じ込め効果等に優れたテクスチャ構造の太陽電池を製造することができる。
特に、基板上に塗布された透明材料（液体材料）に対して、ナノインプリント法によりテクスチャ層のパターンを転写することで、基板に平行な方向に連続的にかつ容易にテクスチャ層を基板上に形成することができる。
従って、従来のように第１電極層の表面に凹凸形状を形成するために、第１電極層の膜厚を厚く形成する必要がない。
つまり、第１電極層の膜厚を薄く形成することができるため、第１電極層における光透過率を向上させることができ、光電変換層への太陽光の入射量を増加させることができる。
したがって、光電変換層における太陽光の吸収量を増加させて、太陽電池の変換効率を向上させることができる。
また、基板に平行な方向に連続的な凹凸形状を基板上に形成することで、テクスチャ層上に形成される第１電極層に平坦面が形成されることを防ぐことができる。
これにより、基板の全面において太陽光の光路を伸ばすプリズム効果と光の閉じ込め効果等を得ることができるため、太陽電池の変換効率を向上させることができる。
さらに、第１電極層の膜厚を薄く形成することで、第１電極層の使用量を削減することができるため、太陽電池の製造コストを低減することができ、製造効率も向上させることができる。
また、基板上にテクスチャ層を直接形成しているため、特許文献３のような高屈折率層及び低屈折率層を形成する必要がなく、太陽電池の製造コストを低減できる効果が得られる。また、テクスチャ層の凹凸形状（凹凸部）を所望に調整することにより、好ましい屈折率を得ることができるため、テクスチャ層を屈折率調整層として機能させることができる。
また、本発明の第２態様の太陽電池の製造方法においては、基板表面を変形させてテクスチャ層が形成されているではなく、換言すれば、基板とテクスチャ層とが一体化されているテクスチャ層が形成されているのではない。本発明の太陽電池の製造方法においては、基板上に透明な材料を塗布し、基板上に塗布された透明な材料に対してパターンを有する型を押し当てることにより、このパターンを透明な材料に転写させて凹凸形状を形成している。このため、型に形成されるパターン形状(例えばランダムパターン)，テクスチャ層の材料の種類等を適切に選択することにより、所望の変換効率を得るようにテクスチャ層の構造を適切に選択することができる。【００１３】
また、本発明の第３態様の太陽電池の製造方法は、第１電極層，光電変換層，及び第２電極層が順に基板上に重ねて設けられた光電変換体を有する太陽電池の製造方法であって、前記第１電極層を形成する前に、可視光領域において透明な材料を用い、前記基板上に連続的な凹凸形状を形成するテクスチャ層を形成する工程を有し、前記テクスチャ層を形成する工程は、前記基板上にインクジェット装置を用いて前記透明な材料を塗布し、連続的な凹凸形状を形成する。
この方法によれば、基板上にテクスチャ層を形成した後、テクスチャ層上に第１電極層を形成することで、第１電極層はテクスチャ層の形状に倣って凹凸が形成される。
これにより、太陽光の光路を伸ばすプリズム効果と光の閉じ込め効果等に優れたテクスチャ構造の太陽電池を製造することができる。
特に、インクジェット装置により透明材料（液体材料）の液滴を塗布することで、基板に平行な方向に連続的に、かつ容易にテクスチャ層を基板上に形成することができる。
また、基板上に先に形成された液滴の上に、更に液滴を塗布することにより、基板面の鉛直方向に連続的に液滴を配置することができる。
また、基板上にテクスチャ層を直接形成しているため、特許文献３のような高屈折率層及び低屈折率層を形成する必要がなく、太陽電池の製造コストを低減できる効果が得られる。また、テクスチャ層の凹凸形状（凹凸部）を所望に調整することにより、好ましい屈折率を得ることができるため、テクスチャ層を屈折率調整層として機能させることができる。
また、本発明の第３態様の太陽電池の製造方法においては、基板表面を変形させてテクスチャ層が形成されているではなく、換言すれば、基板とテクスチャ層とが一体化されているテクスチャ層が形成されているのではない。本発明の太陽電池の製造方法においては、インクジェット装置を用いて透明な材料を塗布し、連続的な凹凸形状を形成している。このため、透明な材料からなる液滴の吐出量，この液滴が基板上に配置される位置，テクスチャ層の材料の種類等を適切に選択することにより、所望の変換効率を得るようにテクスチャ層の構造を適切に選択することができる。【００１４】
また、本発明の第４態様の太陽電池の製造方法は、第１電極層，光電変換層，及び第２電極層が順に基板上に重ねて設けられた光電変換体を有する太陽電池の製造方法であって、前記第１電極層を形成する前に、可視光領域において透明な材料を用い、前記基板上に連続的な凹凸形状を形成するテクスチャ層を形成する工程を有し、前記テクスチャ層を形成する工程は、前記基板上にスプレーを用いて前記透明な材料を塗布し、凹凸形状を有する前記テクスチャ層を形成する。
この方法によれば、基板上にテクスチャ層を形成した後、テクスチャ層上に第１電極層を形成することで、第１電極層はテクスチャ層の形状に倣って凹凸が形成される。
これにより、太陽光の光路を伸ばすプリズム効果と光の閉じ込め効果等に優れたテクスチャ構造の太陽電池を製造することができる。
特に、スプレーを用いて透明材料（液体材料）の液滴を塗布することで、基板に平行な方向に連続的に、かつ容易にテクスチャ層を基板上に形成することができる。
また、基板上にテクスチャ層を直接形成しているため、特許文献３のような高屈折率層及び低屈折率層を形成する必要がなく、太陽電池の製造コストを低減できる効果が得られる。また、テクスチャ層の凹凸形状（凹凸部）を所望に調整することにより、好ましい屈折率を得ることができるため、テクスチャ層を屈折率調整層として機能させることができる。
また、本発明の第４態様の太陽電池の製造方法においては、基板表面を変形させてテクスチャ層が形成されているではなく、換言すれば、基板とテクスチャ層とが一体化されているテクスチャ層が形成されているのではない。本発明の太陽電池の製造方法においては、スプレーを用いて透明な材料を噴霧し、凹凸形状を有するテクスチャ層を形成している。このため、噴霧される液滴の径，液体噴霧ヘッド（スプレー）と基板との距離，テクスチャ層の材料の種類等を適切に選択することにより、所望の変換効率を得るようにテクスチャ層の構造を適切に選択することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、基板と第１電極層との間に第１電極層とは別体のテクスチャ層を形成することで、テクスチャ層上に形成された第１電極層はテクスチャ層の形状に倣って凹凸形状を形成する。
これにより、太陽光の光路を伸ばすプリズム効果と光の閉じ込め効果等に優れたテクスチャ構造の太陽電池を提供することができる。
従って、従来のように第１電極層の表面にテクスチャを形成するために、第１電極層の膜厚を厚く形成する必要がない。
つまり、第１電極層の膜厚を薄く形成することができるため、第１電極層における光透過率を向上させることができ、光電変換層への太陽光の入射量を増加させることができる。
したがって、光電変換層における太陽光の吸収量を増加させて、太陽電池の変換効率を向上させることができる。
また、基板に平行な方向に連続的に凹凸形状を基板上に形成することで、テクスチャ層上に形成された第１電極層に平坦面が形成されることを防ぐことができる。
これにより、基板の全面において太陽光の光路を伸ばすプリズム効果と光の閉じ込め効果等を得ることができるため、太陽電池の変換効率を向上させることができる。
さらに、第１電極層の膜厚を薄く形成することで、第１電極層の使用量を削減することができるため、太陽電池の製造コストを低減することができ、製造効率も向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態におけるアモルファスシリコン型の太陽電池を示す断面図ある。
【図２Ａ】本発明の第１実施形態におけるアモルファスシリコン型の太陽電池の製造方法を示す工程図であって、テクスチャ層を形成する方法を説明する図である。
【図２Ｂ】本発明の第１実施形態におけるアモルファスシリコン型の太陽電池の製造方法を示す工程図であって、テクスチャ層を形成する方法を説明する図である。
【図２Ｃ】本発明の第１実施形態におけるアモルファスシリコン型の太陽電池の製造方法を示す工程図である。
【図２Ｄ】本発明の第１実施形態におけるアモルファスシリコン型の太陽電池の製造方法を示す工程図である。
【図３Ａ】本発明の第１実施形態におけるテクスチャ層を説明するための拡大図であって、実験によって得られたテクスチャ層を示す図である。
【図３Ｂ】本発明の第１実施形態におけるテクスチャ層を説明するための図であって、実験によって得られた図３Ａに対応するプロファイルを示す図である。
【図３Ｃ】本発明の第１実施形態におけるテクスチャ層を説明するための斜視図であって、実験によって得られたテクスチャ層を示す図である。
【図３Ｄ】本発明の第１実施形態におけるテクスチャ層を説明するため斜視図であって、実験によって得られたテクスチャ層を示す図である。
【図４Ａ】本発明の第２実施形態におけるテクスチャ層形成工程において用いる装置を示す断面図である。
【図４Ｂ】本発明の第２実施形態におけるテクスチャ層形成工程において用いる装置を示す平面図である。
【図５Ａ】本発明の第２実施形態におけるテクスチャ層形成工程を示す工程図であって、テクスチャ層を形成する工程を示す図である。
【図５Ｂ】本発明の第２実施形態におけるテクスチャ層形成工程を示す工程図であって、テクスチャ層を形成する工程を示す図である。
【図５Ｃ】本発明の第２実施形態におけるテクスチャ層形成工程を示す工程図であって、テクスチャ層を形成する工程を示す図である。
【図６Ａ】本発明の第２実施形態におけるテクスチャ層形成工程の変形例を示す工程図であって、テクスチャ層を形成する工程を示す図である。
【図６Ｂ】本発明の第２実施形態におけるテクスチャ層形成工程の変形例を示す工程図であって、テクスチャ層を形成する工程を示す図である。
【図６Ｃ】本発明の第２実施形態におけるテクスチャ層形成工程の変形例を示す工程図であって、テクスチャ層を形成する工程を示す図である。
【図７Ａ】本発明の第３実施形態におけるテクスチャ層形成工程を説明するための側面図であって、テクスチャ層を形成する方法を説明するための側面図である。
【図７Ｂ】本発明の第３実施形態におけるテクスチャ層形成工程を説明するための平面図であって、テクスチャ層を形成する方法を説明するための平面図である。
【図７Ｃ】本発明の第３実施形態におけるテクスチャ層形成工程の第１変形例を説明するための平面図であって、テクスチャ層を形成する方法を説明するための図である。
【図７Ｄ】本発明の第３実施形態におけるテクスチャ層形成工程の第２変形例を説明するための側面図であって、テクスチャ層を形成する方法を説明するための図である。
【図８Ａ】本発明の第３実施形態におけるテクスチャ層を説明するための図である。
【図８Ｂ】テクスチャ層の比較例を説明するための図である。
【図９】本発明の第３実施形態におけるテクスチャ層を説明するための図である。
【図１０】本発明の第３実施形態におけるテクスチャ層を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１実施形態）
次に、図面に基づいて、本発明の太陽電池及び太陽電池の製造方法の第１実施形態について説明する。
なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１８】
（太陽電池）
図１は、アモルファスシリコン型の太陽電池を示す断面図である。
図１に示すように、太陽電池１０は、いわゆるシングル型の太陽電池であり、透明な絶縁性の基板１１の一方の面１１ａ（第１面、以下裏面１１ａという）に光電変換体１２が形成された構成を有する。また、裏面１１ａと光電変換体１２との間には、後述するテクスチャ層１７が配置されている。
基板１１は、例えば、ガラス又は透明樹脂等、太陽光の透過性に優れ、かつ耐久性のある絶縁材料で形成されている。
この太陽電池１０では、光電変換体１２が形成された裏面１１ａとは反対側に、つまり基板１１の他方の面１１ｂ（第２面、以下、表面１１ｂという）側から太陽光が入射する。
【００１９】
光電変換体１２は、表面電極１３と裏面電極１５との間に、半導体層１４が挟持された構成を有し、基板１１の裏面１１ａの外周を除く全域に配置されている。
表面電極１３は、光透過性を有する金属酸化物からなり、シート抵抗が１０Ω／□以下になるように構成されている。具体的には、比抵抗が２００μΩｃｍ〜５００μΩｃｍの材料を、膜厚が０．２μｍ以上０．５μｍ以下程度で形成することが好ましい。表面電極１３の膜厚を０．２μｍより薄く形成すると、表面電極１３の導電性を確保できない虞があるため好ましくない。一方、表面電極１３の膜厚を０．５μｍより厚く形成すると、表面電極１３における光透過率が低下する虞があるため好ましくない。
これに対して、表面電極１３の膜厚を０．２μｍ以上０．５μｍ以下で形成することで、表面電極１３の導電性を確保した上で、表面電極１３における光透過率を向上させることができる。このような材料として、第１実施形態の表面電極１３では、例えばＳｎＯ２が好適に用いられている。
なお、ＳｎＯ２の他に例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）又はＺｎＯ、等のいわゆるＴＣＯ（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｏｘｉｄｅ）を用いることも可能である。
【００２０】
表面電極１３上には、半導体層１４が設けられている。
この半導体層１４は、例えば、ｐ型アモルファスシリコン膜（不図示）とｎ型アモルファスシリコン膜（不図示）との間にｉ型アモルファスシリコン膜（不図示）が挟まれたｐｉｎ接合構造を有している。半導体層１４においては、表面電極１３側からｐ型アモルファスシリコン膜、ｉ型アモルファスシリコン膜、及びｎ型アモルファスシリコン膜が順次積層されている。
この半導体層１４に太陽光が入射し、太陽光に含まれるエネルギー粒子がｉ型アモルファスシリコン膜に当たると、光起電力効果により、電子とホールとが発生する。すると、電子はｎ型アモルファスシリコン膜、ホールはｐ型アモルファスシリコン膜に向かって移動する。これら電子とホールとを表面電極１３と裏面電極１５によりそれぞれ取り出すことで、光エネルギーを電気エネルギーに変換することができる（光電変換）。
【００２１】
裏面電極１５は、表面電極１３とは反対の半導体層１４の面上に配置されている。裏面電極１５は、Ａｇ、Ｃｕ等の導電性の金属膜で構成されており、例えば低温焼成型ナノインクメタル（Ａｇ）を好適に用いて形成されている。
裏面電極１５は、半導体層１４を透過した太陽光を反射させて再び半導体層１４へと供給するための反射層としての機能も有する。
また、裏面電極１５と半導体層１４との間には、ＴＣＯ等からなる透明電極１６が設けられている。この透明電極１６は、裏面電極１５と半導体層１４との間のバリア性、反射率等の向上させるための電極である。
【００２２】
ここで、基板１１と表面電極１３との間には、テクスチャ層１７が形成されている。テクスチャ層１７は、表面電極１３と接する側に、基板に平行な方向に連続的に形成された凹凸形状を有する。
このテクスチャ層１７は、基板１１の裏面１１ａ上における全面に錐状の凸部１８が多数連なって形成された層であり、隣接する凸部１８間には隣接する凸部１８の斜面によって囲まれた断面視Ｖ字状の凹部１９が形成されている。したがって、テクスチャ層１７には、基板１１の裏面１１ａに平行な平坦面は存在しない。
【００２３】
なお、テクスチャ層１７における凸部１８の間隔Ｐ（ピッチ）は、例えば０．１μｍ以上１０μｍ以下程度で形成されており、基板１１の裏面１１ａから凸部１８の頂部までの高さｈは、例えば０．１μｍ以上０．５μｍ以下程度で形成されている。
また、テクスチャ層１７において、裏面１１ａから凸部に延びる面と、裏面１１ａとの間の角度は、例えば、５５°であることが好ましい。
凸部１８の間隔及び凸部１８の高さｈを０．１μｍより小さい値に設定すると、テクスチャ層１７上に形成される表面電極１３に所望のテクスチャ構造を形成することができず、プリズム効果又は光の閉じ込め効果が見込めない虞があるため好ましくない。
一方、凸部１８の間隔Ｐを１０μｍより広く、凸部１８の頂部の高さｈを０．５μｍより高く形成すると、テクスチャ層１７における光透過率が低下する虞があるため好ましくない。
これに対して、凸部１８の間隔Ｐ及び高さｈを上述した範囲内に設定することで、光透過率を維持した上で、表面電極１３に所望のテクスチャ構造を形成することができる。
また、テクスチャ層１７の構成材料としては、可視光領域において光透過性を有する透明材料であることが好ましく、具体的には、波長４００〜１１００ｎｍの範囲で光透過率７０％以上を有する材料が好ましい。
【００２４】
また、基板１１、テクスチャ層１７、及び表面電極１３の可視光領域の屈折率を順にｎ０、ｎ１、ｎ２、と定義し、また半導体層１４の屈折率をｎ３と定義すると、ｎ０＜ｎ１＜ｎ２が成立していることが好ましい。
この構成によれば、基板１１とテクスチャ層１７との間、及びテクスチャ層１７と表面電極１３との間の界面での入射光の反射を抑えられるため、従来よりも薄い膜厚ながらも高い光閉じ込め効果を呈する表面電極１３によるテクスチャを得ることができ、より高い変換効率の太陽電池１０を作製することができる。
この場合、基板１１に例えばガラス又は透明樹脂等を用いるとｎ０≒１．４〜１．５となり、表面電極１３に例えばＳｎＯ２、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ２等を用いるとｎ２≒１．９〜２．５、また半導体層１４に例えばＳｉを用いるとｎ３≒４となるため、テクスチャ層１７の屈折率ｎ１≒１．５〜２．５程度に設定することが好ましい。
このような材料としては、例えばＳｉＯ２（後述するシルセスキオキサン（Ｓｉｌｓｅｓｑｕｉｏｘａｎｅｓ）等）、ＵＶ硬化性樹脂、熱硬化性樹脂等のペースト状の材料が好適に用いられる。
なお、基板１１、テクスチャ層１７、及び表面電極１３の３層の屈折率ｎ０、ｎ１、ｎ２が全て等しくならなければ、ｎ０≦ｎ１＜ｎ２、ｎ０＜ｎ１≦ｎ２になっていてもよい。
【００２５】
そして、上述した光電変換体１２の各層（表面電極１３、半導体層１４、透明電極１６、及び裏面電極１５）は、テクスチャ層１７の表面形状に倣って形成されることで、凹部１８及び凸部１９の形状と同様の凹凸形状が連続的に連なって形成される。これにより、テクスチャ構造を有する太陽電池１０が構成されている。
【００２６】
このような太陽電池１０では、基板１１の表面１１ｂに入射した太陽光は、テクスチャ層１７と表面電極１３との界面で屈折した後、表面電極１３を透過して半導体層１４に入射する。
半導体層１４に入射する太陽光のうち、大部分は表面電極１３と半導体層１４との界面において、屈折して半導体層１４に導入される。
半導体層１４に導入された太陽光は、半導体層１４内で吸収され上述した光電変換が行われる。
一方、半導体層１４に入射する光の一部は、表面電極１３と半導体層１４との界面で反射する。
この時、第１実施形態の太陽電池１０がテクスチャ構造を採用していることで、表面電極１３と半導体層１４との界面で反射した太陽光は、表面電極１３内を透過して再び半導体層１４との界面に入射する。
そして、再び半導体層１４に入射する光は、さらに半導体層１４に導入される太陽光と、表面電極１３と半導体層１４との界面で反射する太陽光とに分けられる。
このように、半導体層１４内に導入されずに反射した太陽光は、表面電極１３と半導体層１４との間で反射・入射が繰りかえされることで、徐々に半導体層１４内に導入されていく。
これにより、太陽光の光路を伸ばすプリズム効果と光の閉じ込め効果とを得ることができ、半導体層１４への光の入射量を増加させることができる。
【００２７】
（太陽電池の製造方法）
次に、図２Ａ〜図２Ｄに基づいて上述した太陽電池の製造方法について説明する。
図２Ａ〜図２Ｄは、太陽電池の製造方法を示す工程図である。
まず、図２Ａに示すように、基板１１の裏面１１ａ上にテクスチャ層１７（図１参照）を形成する（テクスチャ層形成工程）。
まず、基板１１の裏面１１ａ上の全面に、テクスチャ層１７の構成材料となる透明材料１７ａ（液体材料）をスピンコート法等により塗布する。
テクスチャ層１７の構成材料としては、例えば、ケイ素を含んだ新しいポリマー材料が用いられる。第１実施形態においては、（化１）に示すシルセスキオキサン（Ｓｉｌｓｅｓｑｕｉｏｘａｎｅｓ）が採用される。
【００２８】
【化１】
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【００２９】
次に、図２Ｂに示すように、透明材料１７ａが形成された裏面１１ａが上方を向くように、基板１１を反転する。その後、基板１１の裏面１１ａに塗布された透明材料１７ａ（図２Ａ参照）に凹凸を形成する。
第１実施形態では、ナノインプリント法を用いて透明材料１７ａに凹凸を形成する。ナノインプリント法とは、電子線露光技術及び電鋳技術等により形成されたモールド１００（型）と呼ばれるネガパターン（パターン）を作製し、成膜材料に対してネガパターンと透明材料１７ａとが接触するようにモールド１００をスタンプする（押し当てる）ことにより、モールド１００のパターンを成膜材料に転写して複製品を多数製造する方法である。ナノインプリント法を用いることにより、テクスチャ層１７に微細加工を施すことが可能となる。モールド１００は、その表面に上述したテクスチャ層１７（図１参照）と同等の寸法の凹凸パターンを有している。
具体的に、モールド１００の形成方法としては、所定の範囲内で大きさが分布している凹凸形状がランダムな間隔で形成されているＳｎＯ２膜付ガラス基板に対して、先述のＳｎＯ２膜面に電鋳法を用いてＮｉを膜厚３００μｍで電着させ、表面の凹凸形状を転写し、これを剥離することによりネガパターン１００を得る方法が採用される。
このモールド１００を透明材料１７ａにスタンプすることにより、モールド１００の凹凸パターンが透明材料１７ａに転写され、透明材料１７ａ上に凹凸が形成される。この方法を用いることにより、モールドに予め形成されたテクスチャ層１７のパターン（ランダムパターン）を、裏面１１ａ上に形成された透明材料１７ａに転写することができる。
【００３０】
その後、透明材料１７ａを硬化させることで、テクスチャ層１７が形成される。
このように、ナノインプリント法によりモールド１００の凹凸パターンを透明材料１７ａに転写することで、基板１１上に連続的に、かつ容易にテクスチャ層１７を形成することができる。
【００３１】
次に、図２Ｃに示すように、スパッタ法、ＣＶＤ法、アークプラズマ法等によりテクスチャ層１７上に表面電極１３を形成する。
すると、表面電極１３の成膜材料の粒子がテクスチャ層１７の表面形状に倣って積層されていく。
これにより、テクスチャ層１７の表面形状と同形状の凹凸が形成された表面電極１３が形成される。
【００３２】
そして、図２Ｄに示すように、ＣＶＤ法等により表面電極１３上に半導体層１４を形成した後、ＣＶＤ法等により半導体層１４上に透明電極１６及び裏面電極１５を積層する。
以上により、上述したテクスチャ構造を有する太陽電池１０（図１参照）を製造することができる。
【００３３】
このように、上述の第１実施形態の太陽電池は、基板１１と表面電極１３との間に、透明材料からなるテクスチャ層１７が形成された構成を有する。
また、上記の太陽電池の製造方法によれば、基板１１と表面電極１３との間に、表面電極１３とは別体のテクスチャ層１７を形成した後、テクスチャ層１７上に表面電極１３を形成することで、テクスチャ層１７の表面形状（凹凸形状）に倣った形状を表面電極１３の表面に設けることができる。
これにより、太陽光の光路を伸ばすプリズム効果と光の閉じ込め効果等に優れたテクスチャ構造の太陽電池１０を製造することができる。
従って、従来のように表面電極の表面に凹凸形状を形成するために、表面電極の膜厚を厚く形成する必要がない。
つまり、表面電極１３の膜厚を薄く形成することができるため、表面電極１３における光透過率を向上させることができ、半導体層１４への太陽光の入射量を増加させることができる。
したがって、半導体層１４における太陽光の吸収量を増加させて、太陽電池１０の変換効率を向上させることができる。
また、基板１１上に連続的に凹凸を形成することで、テクスチャ層１７上に形成される表面電極１３に平坦面が形成されることを防ぐことができる。
これにより、基板１１の全面において太陽光の光路を伸ばすプリズム効果と光の閉じ込め効果等を得ることができるため、太陽電池の変換効率を向上させることができる。
さらに、表面電極１３の膜厚を薄く形成することで、表面電極１３の使用量を削減することができるため、太陽電池１０の製造コストを低減することができ、製造効率も向上させることができる。
【００３４】
また、ナノインプリント法を用いて基板１１上にテクスチャ層１７が直接形成されているため、特許文献３のような高屈折率層及び低屈折率層を形成する必要がなく、太陽電池の製造コストを低減できる効果が得られる。また、ナノインプリント法における転写条件を調整することによって、テクスチャ層１７の凸部１８及び凹部１９を含む凹凸形状を調整することが可能になり、好ましい屈折率を得ることができるため、テクスチャ層を屈折率調整層として機能させることができる。
また、第１実施形態の太陽電池においては、シルセスキオキサンからなるテクスチャ層１７（ＳｉＯ２からなるテクスチャ層）を形成することができる。
また、第１実施形態の太陽電池の製造方法においては、基板上に透明な材料を塗布し、基板上に塗布された透明な材料に対してパターンを有する型を押し当てることにより、このパターンを透明な材料に転写させて凹凸形状を形成している。このため、型に形成されるパターン形状(例えばランダムパターン)，テクスチャ層の材料の種類等を適切に選択することにより、所望の変換効率を得るようにテクスチャ層の構造を適切に選択することができる。
なお、電子線露光技術等で作製した規則的または周期的なパターンを有する型を用いることにより、規則的パターンのテクスチャを形成することも可能である。
【００３５】
また、上述した実施形態では、アモルファスシリコン型の太陽電池について説明したが、微結晶シリコン型等の太陽電池に採用することも可能である。
また、上述した実施形態では、シングル型の太陽電池について説明したが、一対の電極間にアモルファスシリコンと微結晶シリコンとが挟持されたタンデム型の太陽電池に採用することも可能である。
タンデム型の太陽電池では、短波長光を第１の半導体層（例えば、アモルファスシリコン）で、長波長光を半導体層（例えば、微結晶シリコン）でそれぞれ吸収することで、変換効率の向上を図ることができる。
また、各半導体層の間に中間電極を設けることにより、第１の半導体層を通過して第２の半導体層に到達する光の一部が中間電極で反射して再び第１の半導体層に入射するため、光電変換体の感度特性が向上し、変換効率の向上に寄与する。
【００３６】
（実験例）
次に、図３Ａ〜図３Ｄを参照し、第１実施形態の実験例について具体的に説明する。
図３Ａは、第１実施形態におけるテクスチャ層を説明するための拡大平面図であって、ＡＦＭによってテクスチャ層１７を観察した結果を示している。図３Ｂは、図３Ａに対応する図であって、断面のプロファイルを示している。図３Ｃ及び図３Ｄは、第１実施形態におけるテクスチャ層を説明するための拡大斜視図であって、図３ＣはＡＦＭによって観察した結果を示し、図３Ｄは、テクスチャ層１７のＳＥＭ画像を示している。
【００３７】
図３Ａの符号Ｂ−Ｂ’に示された断面における膜厚は、図３Ｂの符号Ｂ−Ｂ’に示された分布を有する。
また、図３Ａ及び図３Ｂにおいて、横軸は、基板１１に対して横方向の距離を示している。また、縦軸は、テクスチャ層１７に形成された凹凸形状を示す深さを示している。
図３Ａ及び図３Ｂにおいて、Ｌ（ＢとＢ’の間の水平距離）＝１．８６μｍ，ＲＭＳ（２乗平均粗さ）＝２６．７７ｎｍ，Ｒａ（算術平均粗さ，凸部の平均中心線粗さ）＝１９．４６ｎｍ，Ｒｍａｘ（曲線内最大高さ，凸部の基準面からの最大距離）＝１０９．４４ｎｍ，Ｒｚ（平均高さ）＝５５．５６ｎｍであった。
【００３８】
（第２実施形態）
次に、図面に基づいて、本発明の太陽電池及び太陽電池の製造方法の第２実施形態について説明する。
第２実施形態においては、上記の第１実施形態と異なる構成又は方法について説明し、第１実施形態と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。
第２実施形態と第１実施形態とは、テクスチャ層１７の形成方法に関して異なる。具体的に、第２実施形態においては、インクジェット装置を用いてテクスチャ層１７を形成している。
【００３９】
（インクジェット装置）
まず、図４Ａ及び図４Ｂを参照し、インクジェット装置の構成について説明する。
図４Ａは、本発明の第２実施形態におけるテクスチャ層形成工程において用いるインクジェット装置を示す断面図である。図４Ｂは、本発明の第２実施形態におけるテクスチャ層形成工程において用いるインクジェット装置を示す平面図である。
図４Ａ及び図４Ｂに示すように、本実施の形態のインクジェット装置２１は、吸気口（不図示）から外気が導入される筐体２２を備える。筐体２２の内部には本体２３が設けられ、この本体２３の上部に、支持台２４が設けられている。そして、支持台２４の上には、例えば基板１１が載置されるようになっている。支持台２４の上方には、支持台２４に対向するようにインクジェットヘッド２６が設けられている。
【００４０】
図４Ｂに示すように、インクジェットヘッド２６は、基板１１の幅とほぼ同じ長さを有し、基板１１上に透明材料１７ａを吐出するための複数のノズルを有する。また、インクジェットヘッド２６は、基板１１上に透明材料１７ａを吐出しつつ、矢印Ｐ１又は矢印Ｐ２方向に直線状に移動するように構成されている。
【００４１】
第２実施形態においては、矢印Ｐ１方向を第１の方向、矢印Ｐ２方向を第２の方向とする。筐体２２内には管状の部材から構成される第１排気部８１が設けられている。第１排気部８１は、排気管３０を介して真空装置（図示せず）に接続されており、第１排気部８１の上端部に設けられた第１排気口９１を介して筐体２２内の雰囲気を外部へ排出するように構成されている。
第１排気部８１には、第１開閉バルブ１１１が設けられている。第１開閉バルブ１１１は、インクジェットヘッド２６の移動方向に応じてその開閉動作が制御されている。
筐体２２内には管状の部材からなる第２排気部８２が設けられている。第２排気部８２は、第１排気部８１と同様の構成を有し、排気管３０を介して図示しない真空装置に接続されており、第２排気部８２の上端部に設けられた第２排気口９２を介して筐体２２内の雰囲気を外部へ排出するように構成されている。
第２排気部８２には、第２開閉バルブ１１２が設けられている。第２開閉バルブ１１２は、インクジェットヘッド２６の移動方向に応じて開閉が制御されるようになっている。
【００４２】
次に、図４Ａ及び図４Ｂに示すインクジェット装置を用いてテクスチャ層１７を形成する方法（以下インクジェット法）について説明する。
図５Ａ〜図５Ｃは、第２実施形態におけるテクスチャ層形成工程を示す工程図であって、テクスチャ層を形成する工程を示す図である。
まず図５Ａに示すように、基板１１の裏面１１ａにおける凸部１８（図１参照）の形成予定領域に透明材料の液滴を薄く塗布して硬化させる。透明材料からなる液滴１１７ａは、略半球状（曲率を有する形状）を有する。
透明材料を塗布する場合、インクジェットヘッド２６が基板１１上に透明材料を吐出しつつ、矢印Ｐ１又は矢印Ｐ２方向に直線状に移動することによって、透明材料が基板１１の裏面１１ａ上に塗布される。また、インクジェットヘッド２６の位置と、インクジェットヘッド２６が透明材料を吐出するタイミングとを制御することにより、所定の位置に液滴１１７ａが吐出される。従って、複数の液滴１１７ａのピッチが所望に決定される。また、液滴１１７ａが塗布された後には、乾燥処理・硬化処理によって液滴１１７ａが硬化される。
【００４３】
続いて、図５Ｂ及び図５Ｃに示すように、凸部１８の形成予定領域において、透明材料の塗布・硬化を複数回繰り返し、複数の透明材料が積み重ねられた積層体を形成する。
この時、基板１１ａ上に１回目（最初）に形成される透明材料の吐出量よりも、２回目に形成される透明材料の吐出量を少なくする。更に、２回目に形成される透明材料の吐出量よりも３回目に形成される透明材料の吐出量が少なくなるように透明材料を吐出する。このように、吐出量が徐々に少なくなるように透明材料を積層することにより、透明材料の積層体が先端に向かうにつれ次第に細くなるように形成される。
これにより、基板１１の裏面１１ａに、周面が湾曲したテクスチャ層１７を連続的に形成することができる。
なお、硬化された透明材料を溶融させることで、透明材料の積層体が溶融し、滑らかな曲線の凹凸を有するテクスチャ層を形成することもできる。
このような第２実施形態においては、インクジェット装置を駆動するための吐出データに基づいて液滴が吐出されるため、規則的に凹凸形状が配列した規則パターンを有するテクスチャ層１７を形成することができる。
【００４４】
また、インクジェット装置を用いて基板１１上にテクスチャ層１７が直接形成されているため、特許文献３のような高屈折率層及び低屈折率層を形成する必要がなく、太陽電池の製造コストを低減できる効果が得られる。また、インクジェット装置における液滴吐出条件を調整することによって、テクスチャ層１７の凸部及び凹部を含む凹凸形状を調整することが可能になり、好ましい屈折率を得ることができるため、テクスチャ層を屈折率調整層として機能させることができる。
インクジェットヘッド２６と基板との相対位置をランダムに制御すれば、ランダムパターンを有するテクスチャ層１７を形成できる。
また、第２実施形態の太陽電池の製造方法においては、インクジェット装置を用いて透明な材料を塗布し、連続的な凹凸形状を形成している。このため、透明な材料からなる液滴の吐出量，この液滴が基板上に配置される位置，テクスチャ層の材料の種類等を適切に選択することにより、所望の変換効率を得るようにテクスチャ層の構造を適切に選択することができる。
【００４５】
（第２実施形態の変形例）
次に、テクスチャ層１７を形成するために用いるインクジェット法の変形例について説明する。
図６Ａ〜図６Ｃは、インクジェット法の変形例を示す図であって、インクジェット法を用いたテクスチャ層形成工程を説明するための平面図である。
第２実施形態の変形例においては、上記の第２実施形態における同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。
【００４６】
まず、図６Ａに示すように、第１工程として、基板１１の裏面１１ｂ上に、透明材料からなる複数の液滴２１７ａ（第１液滴）をピッチＱで離間するように吐出する。その後、乾燥処理・硬化処理によって液滴２１７ａを硬化する。ここで、ピッチＱの大きさは、互いに隣接する液滴の間の距離と、液滴の直径とが同じになるように設定された値である。
次に、図６Ｂに示すように、第２工程として、ピッチＱで離間している液滴２７１ａの間に、液滴２１７ａ（第２液滴）を吐出し、乾燥処理・硬化処理によって液滴２１７ａを硬化する。換言すれば、第１液滴である液滴２１７ａが形成された後に露出している基板１１上に第２液滴である液滴２１７ａを吐出する。
更に、図６Ｃに示すように、第３工程として、基板１１の裏面１１ｂ上に形成された複数の液滴２１７ａの間に、かつ、複数の液滴２１７ａに重なるように、液滴２１７ｂ（第３液滴）を吐出し、乾燥処理・硬化処理によって液滴２１７ｂを硬化する。
【００４７】
このような図６Ａ〜図６Ｃに示す工程においては、液滴２１７ａ，２１７ｂの吐出量が一定に設定されている。従って、図５Ａ〜図５Ｃに示すような積層体を形成しない場合であっても、基板１１の裏面１１ｂに連続的な凹凸形状を有するテクスチャ層１７を形成することができる。
また、第１工程，第２工程，及び第３工程の各々において乾燥処理・硬化処理が行われているので、互いに隣接している未硬化の液滴が互いに結合することを防止できる。従って、複数の液滴が互いに結合することに起因するテクスチャ層１７のレベリング（液滴塗布によって形成された層の表面が平坦化されてしまうこと）を防止することができる。
【００４８】
上記のように、第２実施形態及び変形例について述べたが、上述したインクジェット法を用いた製造条件は適切に設定される。
例えば、基板１１の裏面１１ａ上に吐出された液滴の形状、或いは、裏面１１ａと液滴との接触角を適切に制御してもよい。この場合、基板１１の裏面１１ａを所定の洗浄液を用いて洗浄したり、裏面１１ａに撥液処理を施したり、或いは親液処理を施したりすることにより、所望の液滴の形状又は所望の接触角が得られる。
また、図６Ｂにおいては、基板１１の露出面の全てに透明材料が配置するように液滴を吐出したが、基板１１を露出するように液滴を吐出してもよい。
【００４９】
（第３実施形態）
次に、図面に基づいて、本発明の太陽電池及び太陽電池の製造方法の第３実施形態について説明する。
第３実施形態においては、上記の第１及び第２実施形態と異なる構成又は方法について説明し、第１及び第２実施形態と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。
第３実施形態と上述の第１及び第２実施形態とは、テクスチャ層１７の形成方法に関して異なる。具体的に、第３実施形態においては、スプレー法を用いてテクスチャ層１７を形成している。以下、スプレーを用いてテクスチャ層１７を形成する方法をスプレー法と呼称する。
【００５０】
まず、図７Ａ及び図７Ｂを参照し、スプレー法について説明する。
図７Ａは、スプレー法を用いたテクスチャ層形成工程を説明するための側面図である。図７Ｂは、スプレー法を用いたテクスチャ層形成工程を説明するための平面図である。
【００５１】
図７Ａに示すように、第３実施形態のスプレー法においては、液体と気体とを混合させて透明材料（透明な液体材料）を基板１１上に噴霧するための液体噴霧ヘッド４０が用いられる。このような液体噴霧ヘッド４０としては、例えば、２流体ノズル（アトマックス社製）が挙げられる。
液体噴霧ヘッド４０には、材料供給管４１と気体供給管４２とが接続されている。また、液体噴霧ヘッド４０は、材料を噴霧するノズル４３を有する。テクスチャ層１７の構成材料である原材料は、材料供給管４１を通じて、液体噴霧ヘッド４０に供給される。テクスチャ層１７の構成材料を噴霧するために用いる気体は、気体供給管４２を通じて、液体噴霧ヘッド４０に供給される。テクスチャ層１７の構成材料及び気体は、液体噴霧ヘッド４０内で混合され、ノズル４３を通じて、基板１１の裏面１１ａに向けて噴霧される（符号４４）。
【００５２】
材料供給管４１によって供給される透明材料は、テクスチャ層１７の構成材料と溶媒とを含む。テクスチャ層１７の構成材料としては、上述したシルセスキオキサンを用いてもよいし、その他、公知の透明材料を用いてもよい。本実施形態においては、ＨＳＱ（Ｈｙｄｒｏｇｅｎ  Ｓｉｌｓｅｓｑｕｉｏｘａｎｅ：商品名  ＦＯＸ−１６  ダウ・コーニング製）を用いている。また、溶媒としては、低沸点の溶媒が用いられる。
また、気体供給管４２によって供給される気体としては、空気或いは窒素が用いられる。
また、液体噴霧ヘッド４０においては、ノズル４３から噴霧される微細液滴の粒径を制御することが可能である。そのため、テクスチャ層１７を形成するために最適な液滴径が得られるように、液体噴霧ヘッド４０は調整される。
また、第３実施形態においては、液体噴霧ヘッド４０と基板１１との距離が３０〜５０ｍｍに設定され、液体噴霧ヘッド４０と基板１１の裏面１１ａとが対向して配置されている。また、スプレー法が行われる温度の雰囲気として、第３実施形態においては室温に設定している。
【００５３】
また、図７Ａにおいては、液体噴霧ヘッド４０と基板１１との距離を維持し、基板１１の平行な方向に液体噴霧ヘッド４０と基板１１とを相対的に移動させながら（符号Ｐ３）、液体噴霧ヘッド４０から透明材料が噴霧される。これによって、液体噴霧ヘッド４０と基板１１とが所定に離間させた状態で、透明材料４４が基板１１の裏面１１ａ上に噴霧される。
これによって、基板１１の裏面１１ａ上には、略半球状の形状（曲率を有する形状）を有する複数の微細液滴４５が形成される。また、複数の微細液滴４５は、ランダムパターンを有するように基板１１上に塗布される。
なお、図７Ａにおいては、基板１１の裏面１１ａが露出せずに、複数の微細液滴４５が互いに隣接しているが、実際には、裏面１１ａが部分的に露出するように複数の微細液滴４５が裏面１１ａ上に噴霧される。
上記のように透明材料４４が噴霧され、基板１１の裏面１１ａ上に微細液滴４５が形成された後には、微細液滴４５を乾燥させ、硬化させる。乾燥方法及び硬化方法としては、透明材料の種類（ＵＶ硬化性樹脂、熱硬化性樹脂）に応じて、紫外線を透明材料に照射する方法、或いは透明材料を加熱する方法が採用される。
【００５４】
第３実施形態においては、図７Ｂに示すＸ軸方向及びＹ軸方向に、液体噴霧ヘッド４０と基板１１とを相対的に移動させている。液体噴霧ヘッド４０を固定して基板１１を移動させてもよいし、基板１１を固定して液体噴霧ヘッド４０を移動させてもよい。
図７Ｂにおいて、符号４７は、基板１１（裏面１１ａ）上における、液体噴霧ヘッド４０から吐出された透明材料４４が噴霧される噴霧領域を示している。また、符号Ｘ１〜Ｘ５及び符号Ｙ１〜Ｙ４は、噴霧領域４７が基板１１上を移動する経路を示している。
図７Ｂに示す例においては、まず、噴霧領域４７は、走査方向Ｘ１に応じて基板１１の裏面１１ａ上を移動し、その後、噴霧領域４７は走査方向Ｙ１に応じて基板１１の裏面１１ａ上を移動する。
続いて、噴霧領域４７は、走査方向Ｘ１の反対方向である走査方向Ｘ２に応じて基板１１の裏面１１ａ上を移動し、その後、噴霧領域４７は、走査方向Ｙ２に応じて基板１１上を移動する。以下、上記と同様に、走査方向Ｘ３，Ｙ３，Ｘ４，Ｙ４，及びＸ５の順に沿って移動する。これによって、噴霧領域４７は、基板１１の裏面１１ａの全面を走査し、基板１１の裏面１１ａの全面に透明材料が噴霧される。
また、透明材料が噴霧された後には、乾燥処理及び硬化処理が行われる。
上述したようなスプレー法を用いることにより、裏面１１ａに平行な方向に連続な凹凸形状を有するテクスチャ層１７を裏面１１ａ上に形成することができる。
【００５５】
また、スプレー法を用いて基板１１上にテクスチャ層１７が直接形成されているため、特許文献３のような高屈折率層及び低屈折率層を形成する必要がなく、太陽電池の製造コストを低減できる効果が得られる。また、スプレー法における液滴噴霧条件を調整することによって、テクスチャ層１７の凸部及び凹部を含む凹凸形状を調整することが可能になり、好ましい屈折率を得ることができるため、テクスチャ層を屈折率調整層として機能させることができる。
第３実施形態の太陽電池の製造方法においては、スプレー法を用いて透明な材料を噴霧し、凹凸形状を有するテクスチャ層を形成している。このため、噴霧される液滴の径，液体噴霧ヘッドと基板との距離，テクスチャ層の材料の種類等を適切に選択することにより、所望の変換効率を得るようにテクスチャ層の構造を適切に選択することができる。
【００５６】
（第３実施形態の第１変形例）
次に、テクスチャ層１７を形成するために用いるスプレー法の第１変形例について説明する。
図７Ｃは、スプレー法の第１変形例を示す図であって、スプレー法を用いたテクスチャ層形成工程を説明するための平面図である。
第３実施形態の第１変形例においては、上記の第３実施形態における同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。
【００５７】
上述した図７Ｂの噴霧方法においては、走査方向Ｘ１〜Ｘ５，Ｙ１〜Ｙ４に応じて、液体噴霧ヘッド４０による噴霧領域４７を走査することによって、透明材料を基板１１の裏面１１ａ上に噴霧している。
これに対し、図７Ｃにおいては、複数の液体噴霧ヘッド４０が線状に配置された噴霧ラインヘッド４８を用いて、透明材料を基板１１の裏面１１ａ上に噴霧している。
具体的に、図７Ｃに示すＸ軸方向に一致する方向Ｐ４に、噴霧ラインヘッド４８と基板１１とを相対的に移動させながら、図７Ａに示すように透明材料を噴霧している。噴霧ラインヘッド４８を固定して基板１１を移動させてもよいし、基板１１を固定して噴霧ラインヘッド４８を移動させてもよい。
このような噴霧ラインヘッド４８を用いる方法によれば、液体噴霧ヘッド４０の噴霧領域４７をＸ軸方向及びＹ軸方向において複数回移動させる必要がないため、噴霧領域４７が部分的に重なってしまうことに起因する塗布パターンの斑の発生が防止され、斑のないテクスチャ層１７を形成できる。
【００５８】
（第３実施形態の第２変形例）
次に、テクスチャ層１７を形成するために用いるスプレー法の第２変形例について説明する。
図７Ｄは、スプレー法の第２変形例を示す図であって、スプレー法を用いたテクスチャ層形成工程を説明するための側面図である。
第３実施形態の第２変形例においては、上記の第３実施形態における同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。
【００５９】
上述した図７Ａの噴霧方法においては、液体噴霧ヘッド４０を用いてテクスチャ層１７の構成材料と溶媒とを基板１１上に噴霧している。
これに対し、図７Ｄにおいては、静電スプレーを用いたエレクトロスプレーデポジション法（ＥＳＤ法）を用いて、テクスチャ層１７の構成材料と溶媒とを基板１１上に噴霧している。
図７Ｄに示すように、ＥＳＤ法においては、静電噴霧ヘッド５０と対向電極５１とが高圧直流電源５２を介して電気的に接続されている。また、対向電極５１には、基板１１が載置されている。
【００６０】
また、高圧直流電源５２によって供給される静電噴霧ヘッド５０と対向電極５１との間の電圧は例えば６〜８ｋＶであり、電流は例えば１０〜２０μＡである。
また、静電噴霧ヘッド５０から押し出される透明材料１７ａの量は、例えば５μＬ／ｍｉｎである。
また、ノズル５３と基板１１との間の距離は、３０〜５０ｍｍである。
また、透明材料１７ａの材料としては、上述した第３実施形態において述べた材料が用いられる。
【００６１】
この構成において、静電噴霧ヘッド５０に充填された透明材料１７ａは、正の電荷が帯電される。そして、静電噴霧ヘッド５０内の透明材料１７ａを基板１１に向けて押し出すことにより、静電噴霧ヘッド５０のノズル５３から透明材料１７ａが露出する。静電噴霧ヘッド５０と対向電極５１との間に供給された電圧によって生じた静電気の作用によって、透明材料１７ａは細かく分散させ、基板１１に向けて噴霧される。また、静電噴霧ヘッド５０と基板１１との間において、飛行中の透明材料５４の粒子は、静電気の作用によって更に細かく分散され、基板１１の裏面１１ａ上に塗布される。
また、基板１１と静電噴霧ヘッド５０とを相対的に移動させる方法としては、図７Ｂに示すように静電噴霧ヘッド５０を走査する方法、或いは図７Ｃに示すように線状に配置された静電噴霧ヘッド５０を用いる方法が挙げられる。
【００６２】
このような静電噴霧ヘッド５０を用いるＥＳＤ法においては、高圧直流電源５２によって供給される高圧電力によって透明材料１７ａが帯電され、静電気の作用によって透明材料１７ａからなる微細液滴を生じさせ、基板１１上に塗布することができる。
従って、ＥＳＤ法を用いることにより、裏面１１ａに平行な方向に連続な凹凸形状を有するテクスチャ層１７を裏面１１ａ上に形成することができる。
【００６３】
上記のように、第３実施形態（第１変形例及び第２変形例を含む）について述べたが、上述したスプレー法及びＥＳＤ法を用いたテクスチャ層１７の形成条件は適切に設定される。
例えば、基板の温度を調整するための温調ステージを用いて、温調ステージ上に配置された基板の温度を管理した状態で、スプレー法によって透明材料を噴霧し、テクスチャ層１７を形成してもよい。この場合、基板に噴霧された透明材料に含まれる溶媒の蒸発速度、又は基板に噴霧された透明材料の直径等を所望に制御できる。
また、所定の距離となるようにノズルと基板との距離を設定することにより、ノズルから噴霧された透明材料の塗布範囲、又は透明材料の滞空時間を調整してもよい。この場合、ノズルを基板に近づけることによって透明材料の滞空時間が短くなり、乾燥時間が短くなり、透明材料の粘性が低い状態で透明材料を基板に噴霧することができる。或いは、ノズルを基板から遠ざけることによって透明材料の滞空時間が長くなり、乾燥時間が長くなり、透明材料から溶媒をある程度蒸発させ、透明材料の粘性を高めた状態で透明材料を基板に噴霧することができる。
また、基板１１の裏面１１ａ上に噴霧された液滴の形状、或いは、裏面１１ａと液滴との接触を適切に制御してもよい。この場合、基板１１の裏面１１ａを所定の洗浄液を用いて洗浄したり、裏面１１ａに撥液処理を施したり、或いは親液処理を施したりすることにより、所望の液滴の形状又は所望の接触角が得られる。
また、材料供給管４１によって供給される透明材料においては、溶媒の種類を適切に選択してもよいし、溶媒の含有量を所望に設定してもよい。
また、スプレー法を行う雰囲気の温度は、透明材料（テクスチャ層１７の構成材料及び溶媒を含む）の乾燥速度等を考慮して適切に設定される。
また、噴霧工程を複数回に分けてもよい。この場合、１回目の噴霧によって裏面１１ａ上にテクスチャ層１７の第１層が形成される。２回目の噴霧によって裏面１１ａ上とテクスチャ層１７の第１層上とに、テクスチャ層１７の第２層が形成される。このような噴霧作業を複数回繰返すことによって、複数の層によって構成されたテクスチャ層１７を得てもよい。
【００６４】
（実験例）
次に、図８Ａ，図８Ｂ，図９，及び図１０を参照し、第３実施形態の実験例について具体的に説明する。
図８Ａは、本発明のスプレー法を用いて形成されたテクスチャ層のＳＥＭ画像を示している。
図８Ｂは、テクスチャ層の比較例を示すＳＥＭ画像である。
【００６５】
図８Ａに示すテクスチャ層は、図７Ｄに示すＥＳＤ法を用いて得られている。基板１１とノズル５３との距離は５０ｍｍに設定され、高圧直流電源５２に供給される印加電圧は６．５ｋＶに設定されている。また、液滴径は３μｍである。
一方、図８Ｂに示すテクスチャ層は、一般的な２流体ノズルを用いて得られている。基板１１とノズルとの距離は５０ｍｍに設定されている。また、液滴径は１０μｍである。
また、図８Ａ及び図８Ｂにおいては、透明材料として、ＨＳＱ（Ｈｙｄｒｏｇｅｎ  Ｓｉｌｓｅｑｕｉｏｘａｎｅ：商品名  ＦＯＸ−１６  ダウ・コーニング製）を用いた。また、基板温度、雰囲気の温度、ノズルの温度もいずれも室温（２４°）に設定されている。また、相対湿度は、４５％ＲＨに設定されている。
【００６６】
図８Ａに示す本発明においては、微細液滴がランダムに分布している。これによって、基板上に凹凸形状を有し、かつ、ランダムパターンを有するテクスチャ層が形成されている。
一方、図８Ｂに示す比較例においては、隣接する液滴が互いに結合し、レベリングされた膜が生じている。
図８Ａ及び図８Ｂから明らかなように、透明材料の条件、及び基板とノズルとの距離の条件が同じであっても、液滴径が１０μｍに設定された図８Ｂの場合ではレベリングが生じてしまい、液滴径が３μｍに設定された図８Ａの場合ではレベリングが生じないことが分かる。
なお、図８Ａは、ＥＳＤ法を用いた場合を示しているが、図７Ａに示すスプレー法を用いて、液滴径を３μｍに設定してテクスチャ層を形成した場合であっても、液滴径は分布を持っているため、図８Ａと同様に微細液滴がランダムに分布している凹凸形状を有するテクスチャ層が得られる。
【００６７】
図９は、本発明のスプレー法を用いて形成されたテクスチャ層を撮影した平面図と、テクスチャ層の膜厚の分布を示す図である。
図９においては、符号Ｒで示された断面について、膜厚を測定した結果が示されている。ここで、図９における横軸に示された“２０μｍ”とは、符号Ｒで示された部分の基板１１及びテクスチャ層の厚さを示している。また、基板１１とテクスチャ層と合わせた膜厚は、２０μｍ〜２２μｍの範囲において分布しており、即ち、テクスチャ層の膜厚は、２．０μｍ以下であることが分かる。
【００６８】
図１０は、本発明のスプレー法によって得られたテクスチャ層の表面粗さを示す図である。図１０は、厚さ１４μｍの基板１１上にテクスチャ層が形成された例を示している。図１０から明らかなように、テクスチャ層の膜厚は、２．０μｍ以下であることが分かる。
また、Ｒａ（凸部の平均中心線粗さ）は０．２３μｍであり、Ｒｙは１．８８μｍであり、Ｒｚ（平均高さ）は１．５７μｍであり、Ｓｍは８．１２μｍであり、Ｓは１．２９μｍであった。即ち、テクスチャ層の頂部の間隔は、１０μｍ以下であるという結果が得られた。従って、テクスチャ層において互いに隣接する頂部の間隔が０．１μｍ以上１０μｍ以下であることが分かる。
【００６９】
なお、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えた構成を含む。
すなわち、上述した実施形態で挙げた構成等は一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
以上詳述したように、本発明は、光透過率を向上させることができるテクスチャ構造を有する太陽電池の製造方法及び太陽電池に有用である。
【符号の説明】
【００７１】
１１…基板  １２…光電変換体  １３…表面電極（第１電極層）  １４…半導体層（光電変換層）  １５…裏面電極（第２電極層）  １７…テクスチャ層  １７ａ…透明材料。
【図１】
2010029751.tif 000004
【図２Ａ】
2010029751.tif 000005
【図２Ｂ】
2010029751.tif 000006
【図２Ｃ】
2010029751.tif 000007
【図２Ｄ】
2010029751.tif 000008
【図３Ｂ】
2010029751.tif 000009
【図４Ａ】
2010029751.tif 000010
【図４Ｂ】
2010029751.tif 000011
【図５Ａ】
2010029751.tif 000012
【図５Ｂ】
2010029751.tif 000013
【図５Ｃ】
2010029751.tif 000014
【図６Ａ】
2010029751.tif 000015
【図６Ｂ】
2010029751.tif 000016
【図６Ｃ】
2010029751.tif 000017
【図７Ａ】
2010029751.tif 000018
【図７Ｂ】
2010029751.tif 000019
【図７Ｃ】
2010029751.tif 000020
【図７Ｄ】
2010029751.tif 000021
【図１０】
2010029751.tif 000022
【図３Ａ】
2010029751.tif 000023
【図３Ｃ】
2010029751.tif 000024
【図３Ｄ】
2010029751.tif 000025
【図８Ａ】
2010029751.tif 000026
【図８Ｂ】
2010029751.tif 000027
【図９】
2010029751.tif 000028
【手続補正書】
【提出日】平成23年3月8日(2011.3.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明の第１態様の太陽電池は、第１電極層，光電変換層，及び第２電極層が順に基板上に重ねて設けられた光電変換体と、前記基板と前記第１電極層との間に配置され、可視光領域において透明な材料からなり、前記第１電極層と接する面に連続的な凹凸形状を有するテクスチャ層とを含む太陽電池であって、前記基板，前記テクスチャ層，及び前記第１電極層の可視光領域における屈折率を順にｎ０、ｎ１、ｎ２と定義した場合、ｎ０＜ｎ１＜ｎ２が成立する。
この構成によれば、基板と第１電極層との間に第１電極層とは別体のテクスチャ層を形成することで、テクスチャ層上に形成された第１電極層はテクスチャ層の形状に倣って凹凸形状を有する。
これにより、太陽光の光路を伸ばすプリズム効果と光の閉じ込め効果等に優れたテクスチャ構造の太陽電池を提供することができる。
従って、従来のように第１電極層の表面に凹凸形状を形成するために、第１電極層の膜厚を厚く形成する必要がない。
つまり、第１電極層の膜厚を薄く形成することができるため、第１電極層における光透過率を向上させることができ、光電変換層への太陽光の入射量を増加させることができる。
したがって、光電変換層における太陽光の吸収量を増加させて、太陽電池の変換効率を向上させることができる。
また、基板に平行な方向に連続的な凹凸形状を、基板上に形成することで、テクスチャ層上に形成された第１電極層に平坦面が形成されることを防ぐことができる。
これにより、基板の全面において太陽光の光路を伸ばすプリズム効果と光の閉じ込め効果等を得ることができるため、太陽電池の変換効率を向上させることができる。
さらに、第１電極層の膜厚を薄く形成することで、第１電極層の使用量を削減することができるため、太陽電池の製造コストを低減することができ、製造効率も向上させることができる。
また、基板上にテクスチャ層が直接形成されているため、特許文献３のような高屈折率層及び低屈折率層を形成する必要がなく、太陽電池の製造コストを低減できる効果が得られる。また、テクスチャ層の凹凸形状（凹凸部、凸部、凹部）を所望に調整することにより、好ましい屈折率を得ることができるため、テクスチャ層を屈折率調整層として機能させることができる。
また、本発明の第１態様の太陽電池においては、基板表面を変形させてテクスチャ層が形成されているのではなく、換言すれば、基板と一体化されているテクスチャ層が形成されているのではない。本発明の太陽電池においては、基板上に配置された透明な材料によってテクスチャ層が構成されているため、テクスチャ層となる材料を基板上に配置する方法，テクスチャ層の材料の種類等を適切に選択することにより、所望の変換効率を得るようにテクスチャ層の構造を適切に選択することができる。
この構成によれば、基板とテクスチャ層との間、及びテクスチャ層と第１電極層との間の界面での入射光の反射を抑えられるため、従来よりも薄い膜厚であるにもかかわらず、高い光閉じ込め効果を呈する第１電極層によるテクスチャを得ることができ、より高い変換効率の太陽電池を作成することができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、本発明の第１態様の太陽電池の前記テクスチャ層においては、前記テクスチャ層において互いに隣接する頂部の間隔が０．１μｍ以上１０μｍ以下であり、前記第１電極層の膜厚が０．２μｍ以上０．５μｍ以下であることが好ましい。
頂部の間隔及び高さをともに０．１μｍより小さい値に設定すると、テクスチャ層上に形成される第１電極層に所望のテクスチャ構造を形成することができず、プリズム効果又は光の閉じ込め効果が見込めないため好ましくない。
また、第１電極層の膜厚を０．２μｍより小さくすると、導電性を確保できない虞があるため好ましくない。
一方、頂部の間隔を１０μｍより広く、頂部の高さを０．５μｍより高く、第１電極層の膜厚を０．５μｍより厚く形成すると、第１電極層及びテクスチャ層の膜厚が厚くなり光透過率が低下する虞があるため好ましくない。
これに対して、本発明の構成によれば、第１電極層に所望のテクスチャ構造を形成することができ、第１電極層の導電性を確保した上で、第１電極層及びテクスチャ層における光透過率を向上させることができる。
また、インクジェット法を用いる場合において、本発明の第１態様の太陽電池の前記テクスチャ層の前記凹凸形状は、前記第１電極層と接する面に、規則的に配列していることが好ましい。
また、スプレー法を用いる場合において、本発明の第１態様の太陽電池の前記テクスチャ層の前記凹凸形状は、前記第１電極層と接する面に、ランダムパターンを有するように配列していることが好ましい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、本発明の第２態様の太陽電池の製造方法は、第１電極層，光電変換層，及び第２電極層が順に基板上に重ねて設けられた光電変換体を有する太陽電池の製造方法であって、前記第１電極層を形成する前に、可視光領域において透明な材料を用い、前記基板上に連続的な凹凸形状を有するテクスチャ層を形成する工程を有し、前記テクスチャ層を形成する工程は、前記基板上に前記透明な材料を塗布する工程と、前記基板上に塗布された前記透明な材料に対して、モールドと呼ばれるパターンを有する型を押し当てることにより、前記パターンを前記透明な材料に転写させて凹凸形状を形成する工程と、前記凹凸形状を形成した前記透明材料を硬化させる工程と、を含む。
この方法によれば、基板上にテクスチャ層を形成した後、テクスチャ層上に第１電極層を形成することで、第１電極層はテクスチャ層の形状に倣って凹凸が形成される。
これにより、太陽光の光路を伸ばすプリズム効果と光の閉じ込め効果等に優れたテクスチャ構造の太陽電池を製造することができる。
特に、基板上に塗布された透明材料（液体材料）に対して、ナノインプリント法によりテクスチャ層のパターンを転写することで、基板に平行な方向に連続的にかつ容易にテクスチャ層を基板上に形成することができる。
従って、従来のように第１電極層の表面に凹凸形状を形成するために、第１電極層の膜厚を厚く形成する必要がない。
つまり、第１電極層の膜厚を薄く形成することができるため、第１電極層における光透過率を向上させることができ、光電変換層への太陽光の入射量を増加させることができる。
したがって、光電変換層における太陽光の吸収量を増加させて、太陽電池の変換効率を向上させることができる。
また、基板に平行な方向に連続的な凹凸形状を、基板上に形成することで、テクスチャ層上に形成される第１電極層に平坦面が形成されることを防ぐことができる。
これにより、基板の全面において太陽光の光路を伸ばすプリズム効果と光の閉じ込め効果等を得ることができるため、太陽電池の変換効率を向上させることができる。
さらに、第１電極層の膜厚を薄く形成することで、第１電極層の使用量を削減することができるため、太陽電池の製造コストを低減することができ、製造効率も向上させることができる。
また、基板上にテクスチャ層を直接形成しているため、特許文献３のような高屈折率層及び低屈折率層を形成する必要がなく、太陽電池の製造コストを低減できる効果が得られる。また、テクスチャ層の凹凸形状（凹凸部）を所望に調整することにより、好ましい屈折率を得ることができるため、テクスチャ層を屈折率調整層として機能させることができる。
また、本発明の第２態様の太陽電池の製造方法においては、基板表面を変形させてテクスチャ層が形成されているのではなく、換言すれば、基板とテクスチャ層とが一体化されて形成されているのではない。本発明の太陽電池の製造方法においては、基板上に透明な材料を塗布し、基板上に塗布された透明な材料に対してパターンを有する型を押し当てることにより、このパターンを透明な材料に転写させて凹凸形状を形成している。このため、型に形成されるパターン形状（例えばランダムパターン）、テクスチャ層の材料の種類等を適切に選択することにより、所望の変換効率を得るようにテクスチャ層の構造を適切に選択することができる。
なお、本発明の第２態様の太陽電池の製造方法においては、前記モールドとして、電鋳法により形成された、前記テクスチャ層と同等の寸法の凹凸パターンを用いることが好ましい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、本発明の第３態様の太陽電池の製造方法は、第１電極層，光電変換層，及び第２電極層が順に基板上に重ねて設けられた光電変換体を有する太陽電池の製造方法であって、前記第１電極層を形成する前に、可視光領域において透明な材料を用い、前記基板上に連続的な凹凸形状を有するテクスチャ層を形成する工程を有し、前記テクスチャ層を形成する工程は、インクジェット法を用いて、前記基板上に前記透明な材料を塗布して硬化させ、連続的な凹凸形状を形成する。
この方法によれば、基板上にテクスチャ層を形成した後、テクスチャ層上に第１電極層を形成することで、第１電極層はテクスチャ層の形状に倣って凹凸が形成される。
これにより、太陽光の光路を伸ばすプリズム効果と光閉じ込め効果等に優れたテクスチャ構造の太陽電池を製造することができる。
特に、インクジェット装置により透明材料（液体材料）の液滴を塗布することで、基板に平行な方向に連続的に、かつ容易にテクスチャ層を基板上に形成することができる。
また、基板上に形成された液滴の上に、更に液滴を塗布することにより、基板面の鉛直方向に連続的に液滴を配置することができる。
また、基板上にテクスチャ層を直接形成しているため、特許文献３のような高屈折率層及び低屈折率層を形成する必要がなく、太陽電池の製造コストを低減できる効果が得られる。また、テクスチャ層の凹凸形状（凹凸部）を所望に調整することにより、好ましい屈折率を得ることができるため、テクスチャ層を屈折率調整層として機能させることができる。
また、本発明の第３態様の太陽電池の製造方法においては、基板表面を変形させてテクスチャ層が形成されているのではなく、換言すれば、基板とテクスチャ層とが一体化されて形成されているのではない。本発明の太陽電池の製造方法においては、インクジェット装置を用いて透明な材料を塗布し、連続的な凹凸形状を形成している。このため、透明な材料からなる液滴の吐出量，この液滴が基板上に配置される位置，テクスチャ層の材料の種類等を適切に選択することにより、所望の変換効率を得るようにテクスチャ層の構造を適切に選択することができる。
なお、本発明の第３態様の太陽電池の製造方法においては、前記透明な材料を塗布し、硬化させる工程を複数回繰り返し、前記基板上に複数の透明材料が積み重ねられた積層体を形成することが好ましい。
また、前記透明な材料の塗布を複数回繰り返す際に、後に塗布する該透明な材料の量を、先に塗布する該透明な材料の量よりも少なくすることが好ましい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、本発明の第４態様の太陽電池の製造方法は、第一電極層，光電変換層，及び第２電極層が順に基板上に重ねて設けられた光電変換体を有する太陽電池の製造方法であって、前記第１電極層を形成する前に、可視光領域において透明な材料を用い、前記基板上に連続的な凹凸形状を有するテクスチャ層を形成する工程を有し、前記テクスチャ層を形成する工程は、スプレー法を用いて、前記基板上に前記透明な材料を噴霧して、該基板上に液滴を形成し、該液滴を乾燥させ、硬化させることにより、凹凸形状を有する前記テクスチャ層を形成する。
この方法によれば、基板上にテクスチャ層を形成した後、テクスチャ層上に第１電極層を形成することで、第１電極層はテクスチャ層の形状に倣って凹凸が形成される。
これにより、太陽光の光路を伸ばすプリズム効果と光の閉じ込め効果等に優れたテクスチャ構造の太陽電池を製造することができる。
特に、スプレー法を用いて透明材料（液体材料）の液滴を塗布することで、基板に平行な方向に連続的に、かつ容易にテクスチャ層を基板上に形成することができる。
なお、本発明の第３態様の太陽電池の製造方法においては、前記液滴の液滴径は３μｍであることが好ましい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
光電変換体１２は、表面電極１３（第一電極層）と裏面電極１５（第二電極層）との間に、半導体層１４（光電変換層）が狭持された構成を有し、基板１１の裏面１１ａの外周を除く全域に配置されている。
表面電極１３は、光透過性を有する金属酸化物からなり、シート抵抗が１０Ω／□以下になるように構成されている。具体的には、比抵抗が２００μΩｃｍ〜５００μΩｃｍの材料を、膜厚が０．２μｍ以上０．５μｍ以下程度で形成することが好ましい。表面電極１３の膜厚を０．２μｍより薄く形成すると、表面電極１３の導電性を確保できない虞があるため好ましくない。一方、表面電極１３の膜厚を０．５μｍより厚く形成すると、表面電極１３における光透過率が低下する虞があるため好ましくない。
これに対して、表面電極１３の膜厚を０．２μｍ以上０．５μｍ以下で形成することで、表面電極１３の導電性を確保した上で、表面電極１３における光透過率を向上させることができる。このような材料として、第１実施形態の表面電極１３では、例えば、ＳｎＯ２が好適に用いられている。
なお、ＳｎＯ２の他に例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）又はＺｎＯ、等のいわゆるＴＣＯ（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｏｘｉｄｅ）を用いることも可能である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
次に、図２Ｂに示すように、透明材料１７ａが形成された裏面１１ａが上方を向くように、基板１１を反転する。その後、基板１１の裏面１１ａに塗布された透明材料１７ａ（図２Ａ参照）に凹凸を形成する。
第１実施形態では、ナノインプリント法を用いて透明材料１７ａに凹凸を形成する。ナノインプリント法とは、電子線露光技術及び電鋳技術等により形成されたモールド１００（型）と呼ばれるネガパターン（パターン）を有する型を作成し、成膜材料に対してネガパターンと透明材料１７ａとが接触するようにモールド１００をスタンプする（押し当てる）ことにより、モールド１００のパターンを成膜材料に転写して複製品を多数製造する方法である。ナノインプリント法を用いることにより、テクスチャ層１７に微細加工を施すことが可能となる。モールド１００は、その表面に上述したテクスチャ層１７（図１参照）と同等の寸法の凹凸パターンを有している。
具体的に、モールド１００の形成方法としては、所定の範囲内で大きさが分布している凹凸形状がランダムな間隔で形成されているＳｎＯ２膜付ガラス基板に対して、先述のＳｎＯ２膜面に電鋳法を用いてＮｉを膜厚３００μｍで電着させ、表面の凹凸形状を転写し、これを剥離することによりネガパターン１００を得る方法が採用される。
このモールド１００を透明材料１７ａにスタンプすることにより、モールド１００の凹凸パターンが透明材料１７ａに転写され、透明材料１７ａ上に凹凸が形成される。この方法を用いることにより、モールドに予め形成されたテクスチャ層１７のパターン（ランダムパターン）を、裏面１１ａ上に形成された透明材料１７ａに転写することができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
続いて、図５Ｂ及び図５Ｃに示すように、凸部１８の形成予定領域において、透明材料を塗布し、硬化させる工程を複数回繰り返し、複数の透明材料が積み重ねられた積層体を形成する。
この時、基板１１ａ上に１回目（最初）に形成される透明材料の吐出量（塗布量）よりも、２回目に形成される透明材料の吐出量を少なくする。更に、２回目に形成される透明材料の吐出量よりも３回目に形成される透明材料の吐出量が少なくなるように透明材料を吐出する。
すなわち、後に吐出する該透明な材料の量を、先に吐出する該透明な材料の量よりも少なくする。
このように、吐出量が徐々に少なくなるように透明材料を積層することにより、透明材料の積層体が先端に向かうにつれ次第に細くなるように形成される。
これにより、基板１１の裏面１１ａに、周面が湾曲したテクスチャ層１７を連続的に形成することができる。
なお、硬化された透明材料を溶融させることで、透明材料の積層体が溶融し、滑らかな曲線の凹凸を有するテクスチャ層を形成することもできる。
このような第２実施形態においては、インクジェット装置を駆動するための吐出データに基いて液滴が吐出されるため、規則的に凹凸形状が配列した規則パターンを有するテクスチャ層１７を形成することができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極層，光電変換層，及び第２電極層が順に基板上に重ねて設けられた光電変換体と、
前記基板と前記第１電極層との間に配置され、可視光領域において透明な材料からなり、前記第１電極層と接する面に連続的な凹凸形状を有するテクスチャ層と、
を含む太陽電池であって、
前記基板，前記テクスチャ層，及び前記第１電極層の可視光領域における屈折率を順にｎ０、ｎ１、ｎ２と定義した場合、ｎ０＜ｎ１＜ｎ２が成立する
ことを特徴とする太陽電池。
【請求項２】
請求項１記載の太陽電池であって、
前記テクスチャ層において互いに隣接する頂部の間隔が０．１μｍ以上１０μｍ以下であり、
前記第１電極層の膜厚が０．２μｍ以上０．５μｍ以下である
ことを特徴とする太陽電池。
【請求項３】
請求項１または２に記載の太陽電池であって、
前記凹凸形状は、前記第１電極層と接する面に、規則的に配列していることを特徴とする太陽電池。
【請求項４】
請求項１または２に記載の太陽電池であって、
前記凹凸形状は、前記第１電極層と接する面に、ランダムパターンを有するように配列していることを特徴とする太陽電池。
【請求項５】
第１電極層，光電変換層，及び第２電極層が順に基板上に重ねて設けられた光電変換体を有する太陽電池の製造方法であって、
前記第１電極層を形成する前に、可視光領域において透明な材料を用い、前記基板上に連続的な凹凸形状を有するテクスチャ層を形成する工程を有し、
前記テクスチャ層を形成する工程は、
前記基板上に前記透明な材料を塗布する工程と、
前記基板上に塗布された前記透明な材料に対して、モールドと呼ばれるパターンを有する型を押し当てることにより、前記パターンを前記透明な材料に転写させて凹凸形状を形成する工程と、
前記凹凸形状を形成した前記透明材料を硬化させる工程と、
を含むことを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項６】
前記モールドとして、電鋳法により形成された、前記テクスチャ層と同等の寸法の凹凸パターンを用いることを特徴とする請求項５に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項７】
第１電極層，光電変換層，及び第２電極層が順に基板上に重ねて設けられた光電変換体を有する太陽電池の製造方法であって、
前記第１電極層を形成する前に、可視光領域において透明な材料を用い、前記基板上に連続的な凹凸形状を有するテクスチャ層を形成する工程を有し、
前記テクスチャ層を形成する工程は、
インクジェット法を用いて、前記基板上に前記透明な材料を塗布し、硬化させることにより、連続的な凹凸形状を形成することを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項８】
前記透明な材料を塗布し、硬化させる工程を複数回繰り返し、前記基板上に複数の透明材料が積み重ねられた積層体を形成することを特徴とする請求項７に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項９】
前記透明な材料の塗布を複数回繰り返す際に、後に塗布する該透明な材料の量を、先に塗布する該透明な材料の量よりも少なくすることを特徴とする請求項８に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１０】
第一電極層，光電変換層，及び第２電極層が順に基板上に重ねて設けられた光電変換体を有する太陽電池の製造方法であって、
前記第１電極層を形成する前に、可視光領域において透明な材料を用い、前記基板上に連続的な凹凸形状を有するテクスチャ層を形成する工程を有し、
前記テクスチャ層を形成する工程は、
スプレー法を用いて、前記基板上に前記透明な材料を噴霧して、該基板上に液滴を形成し、該液滴を乾燥させ、硬化させることにより、凹凸形状を有する前記テクスチャ層を形成することを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項１１】
請求項７記載の太陽電池の製造方法であって、
前記液滴の液滴径は３μｍであることを特徴とする太陽電池の製造方法。
【国際調査報告】
2010029751.tif 000029
2010029751.tif 000030
2010029751.tif 000031
2010029751.tif 000032