(57)【要約】      （修正有）【課題】  単位面積当たりの起電力を大幅に向上して、高効率の太陽電池を提供する。また、小型化によるコスト低減とフレキシブルな形状の実現を図ることで、多用途への応用が図られる高効率の太陽電池を提供する。【解決手段】  ｐ型及びｎ型シリコンを、ｎ型マイクロ粒子とｐ型マイクロ微粒子等に成形し、それらを一体的に組合せてｐｎマイクロ接合層を形成して単位面積あたりのｐｎ接合面積を大幅に増加させる。これにより生成キャリアの電子と正孔の対がより多く発生して分極化が促進されより多くの起電力が得られる。また、受光面側のｎ型シリコン層を、ｎ型マイクロ粒子とそれより細かい光拡散材とによって一体的に組み合わせた層に形成し、ｐｎマイクロ接合層と一体的に組み合わせることでより立体的な厚みを持つｐｎマイクロ接合層が得られ、小型で高効率な太陽電池ができる。さらに、ｐｎマイクロ接合層だけでなく、受光面となるｎ型シリコン層及び裏面のｐ型シリコン層をもマイクロメータレベルの粒子（微粒子含む。）とすることで、フレキシブルで高効率な太陽電池ができる。また帯状にしたこれらを、さらに渦巻き状に一体成形することでより高効率な太陽光発電パネルとなる。【選択図】図２
2006041452.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ型シリコン及びｐ型シリコン（単結晶、多結晶及び微結晶シリコンのみならず、アモルファスシリコン及び化合物半導体を含む。以下同じ。）によるｐｎ接合面（以下「ｐｉｎ接合」を含む。）において、ｎ型シリコンをマイクロバブルのような球状のマイクロメーターレベルの粒子（以下「ｎ型マイクロ粒子」といい、ナノメーターレベルの粒子を含む。またｐ型より細かいものを「ｎ型マイクロ微粒子」とする。）にして幾つかの層に積み上げ、その隙間をｎ型マイクロ粒子よりさらに微細なｐ型シリコンの球状のマイクロメータレベルの粒子（以下「ｐ型マイクロ微粒子」といい、ナノメーターレベルの粒子を含む。またｎ型マイクロ粒子と同程度の大きさのものを「ｐ型マイクロ粒子」とする。）で全て充填させて、従来では平面形状であったｐｎ接合面を、ｎ型マイクロ粒子とｐ型マイクロ微粒子を一体的に組み合わせて立体的に厚みを持たせたｐｎ接合層（以下「ｐｎマイクロ接合層」といい、ｐｉｎ接合を含む。）に形成したことを特徴とする太陽電池。
【請求項２】
ｐｎマイクロ接合層（ｎ型及びｐ型シリコン層を含む。）において、ｎ型シリコンをｎ型マイクロ粒子（ｎ型マイクロ微粒子を含む。）に成形し、ｐ型シリコンをｐ型マイクロ微粒子（ｐ型マイクロ粒子を含む。）に成形したことを特徴とする請求項１記載の太陽電池。
【請求項３】
ｐｎマイクロ接合層（ｎ型及びｐ型シリコン層を含む。）において、ｎ型マイクロ粒子（ｎ型マイクロ微粒子を含む。）とｐ型マイクロ微粒子（ｐ型マイクロ粒子を含む。）を一体的に組み合わせたこと（以下「微粒子接合法」という。）を特徴とする請求項１記載の太陽電池。
【請求項４】
受光面となるｎ型シリコン層において、ｎ型シリコンをｎ型マイクロ粒子として配置し、そこに生じる隙間に、ｎ型マイクロ粒子より微細となる球状のマイクロメータレベル（ナノメータレベルも含む。以下同じ。）のクリスタル、ガラス及び石英ガラスを充填させ、これらを光拡散材として一体的に組み合わせた層に形成したことを特徴とする請求項１記載の太陽電池。
【請求項５】
受光面となるｎ型シリコン層において、ｎ型マイクロ粒子を成形し配置することで生じる隙間に充填する光拡散材として、クリスタル、ガラス及び石英ガラス（透明樹脂材を含む。以下同じ。）を用いることを特徴とする請求項１記載の太陽電池。
【請求項６】
ｐｎマイクロ接合層のみならず、受光面となるｎ型シリコン層及び裏面となるｐ型シリコン層を含め、それら全てをマイクロメータレベルの粒子及び微粒子（ナノメータレベルを含む。）に成形して一体的に組み合わせた構成とすることを特徴とする請求項１記載の太陽電池。
【請求項７】
ｎ型シリコン層が受光する際の採光板において、入射光の波長の一部又は複数を干渉効果によって強い光とするために、その光が強め合うように干渉し合う間隔距離を持つスリットを設けた採光板を有することを特徴とする請求項１記載の太陽電池。
【請求項８】
ｎ型シリコン層が受光する際の採光板において、必要時に使用する入射光の反射防止用薄膜のうち、請求項７記載のスリットの位置に合わせてその部分のみに僅かな厚みを加えて、レンズ効果を増すことを特徴とする請求項１記載の太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、ｎ型及びｐ型シリコンをｎ型マイクロ粒子及びｐ型マイクロ微粒子（ｎ型マイクロ微粒子及びｐ型マイクロ粒子を含む。）に成形してｐｎマイクロ接合層（ｎ型及びｐ型シリコン層を含む。）とすること及び光拡散材の使用等によって高効率化を図った太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来の太陽電池は光起電力効果によってなされるもので、これはｐｎ接合面を持つｎ型シリコンに光を照射すると、バンド間遷移等によって電子と正孔の対がｐｎ接合面の付近で発生し、空乏層のドリフト効果によって正負の電極ができる現象を利用している（ｐｉｎ接合もある）。【０００３】  しかしながら、太陽光の持つエネルギー密度が低いために、従来の太陽電池は大きく分けて、太陽光をそのままの状態で利用する平板型と光学系などを使って高密度化してから太陽電池に入射させる集光型の二つになっている。【０００４】  通常では、前者の太陽光をそのままの状態でシリコンなどで形成されたｐｎ接合（アモルファスシリコンはｐｉｎ接合）の構造によって電力を得る平板型（平板型太陽電池）が最も一般的な太陽電池であり、そのほとんど全てがインゴットにしたシリコン固体から、結晶板（ウエハ）を製作する方法となっている。【０００５】  その中で、「球状マイクロソーラセル」という名称で、京セミ株式会社が球状のｐｎ接合を持つ商品を開発したものがある（例えば、非特許文献１参照）。【０００６】  その内容は、「直径が１〜２ｍｍ程度の小さなシリコン単結晶を用いて、シリコンの表面から１ミクロンメートル程度の深さまで不純物を拡散して、球面状のｐｎ接合を形成し、そのｐとｎの表面に対向した１対の電極を設けてセルを作る〜」というものである。【０００７】  つまり、直径１〜２ｍｍのシリコンボールを作り、それらの１個ずつに、中身をｐ型シリコンとして外側をｎ型シリコンとすることで、中身と外側の境目にｐｎ接合面を作り、さらにその１個ずつの球状の端と端に正負の電極を取り付けるというものである。【０００８】  一方、単に球状半導体を用いて太陽電池としたものもある。球状にした第１型半導体の表面に、ｐｎ接合を形成するように第２型の半導体層と透明の電導膜を一緒に張り、個々の球状半導体同士を細い導体で繋ぐ方法のものである（例えば、特許文献１参照。）。【０００９】  さらに、球状太陽電池をｐ型及びｎ型領域と接触する糸状の導体を横糸として、不良導体を縦糸とした構成でモジュール化したものがある（例えば、特許文献２参照。）。
【非特許文献１】「京セミ株式会社  インターネットＨＰ  球状マイクロソーラセル」
【特許文献１】特開２００１−１５６３１５  公報
【特許文献２】特開平０９ー１６２４３４    公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】  従来の太陽電池では、太陽光の持つエネルギー密度が低いため、変換効率が結晶系シリコン太陽電池のｐｎ接合型であっても１５％〜１９％程度と低く、太陽光を十分に電力変換しているとは言えなかった。例えば、１ＫＷの電力を得るためには、約７ｍ２もの受光面積（ｐｎ接合面）が必要であった。さらに、パッケージによるモジュールも大規模となってコストが割高となっていた。また、太陽の軌道に沿った受光が難しいために、安定的な強度の光も得られにくかった。【００１１】  これは、従来の太陽電池の原理が光起電力効果によってなされるからであり、電子と正孔の対を発生するｐｎ接合面の広さが最も影響しているのである。【００１２】  そのため、太陽光によって光起電力効果を起こすｐｎ接合において、その単位面積当たりのｐｎ接合面積を増加させることが、より現実的に小型化を可能とし、かつ高い変換効率となる太陽電池を実現させるのである。【００１３】  本発明は、このような従来の太陽電池が有していた問題を解決しようとするものであり、ｐ型及びｎ型シリコンのマイクロ粒子化によるｐｎマイクロ接合層の形成によって単位面積当たりのｐｎ接合面積を大幅に増加向上させ、小型化が可能となる高い変換効率の太陽電池の実現とフレキシブルで高効率な太陽電池の実現を目的とするものである。【００１４】  また、このような太陽電池の改善のみならず、パッケージ化にかかる採光板の改善による光の干渉効果と集光作用を併せ用いて、さらなる高効率化を図ることをも目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】  本発明は、上記目的を達成するために太陽電池のｐｎ接合面（アモルファスシリコンにあってはｐｉｎ接合。以下略する。）を、ｎ型及びｐ型シリコンをｎ型マイクロ粒子とｐ型マイクロ微粒子に成形して、それらを一体的に組み合わせて立体的な厚みを持つ「ｐｎマイクロ接合層」を形成することにより、結果として起電力を大幅に増加向上させるものであり、単位面積当たりのｐｎ接合面積を大幅に増大させることで小型化やコスト低減を図るものである。【００１６】  具体的には、ｎ型シリコンをマイクロメータレベル（目安として数十μｍ〜数百μｍの大きさ。ｎｍレベルを含む。）の球状の粒子（ｎ型マイクロ粒子）として、それを、例えば段ボールの箱に野球ボールを積み込むように積み上げる。【００１７】  次に、ｐ型シリコンをマイクロレベル（目安として数μｍ〜数十μｍの大きさ。ｎｍレベルも含む。）の球状の微粒子（ｐ型マイクロ微粒子）として、上記ｎ型マイクロ粒子の層の隙間に、このｐ型マイクロ微粒子を充填させるように一体的に組み合わせる。【００１８】  この場合ｎ型マイクロ粒子が球状の粒子であるため、積み上げると必ず均一な隙間が発生することになる。例えば、段ボールの箱の中にｎ型マイクロ粒子の野球ボールが数段積み上がり、その隙間に砂のようなｐ型マイクロ微粒子が充填されているようなものである。【００１９】  そして、このｎ型マイクロ粒子が数段〜数十段程度積み上がって形成する立体的な厚みを「ｐｎマイクロ接合層」とすることで、厚みのある立体的なｐｎ接合面（空乏層）ができあがる。そこから生成キャリアである電子と正孔の対がより多く発生して、ドリフト効果によって再結合化せずに正負極に分極される。【００２０】  そのｐｎマイクロ接合層を、ｎ型及びｐ型シリコン層（ｎ型シリコン層側には反射防止薄膜を含む。）で両側から夾むように固定して、さらに両側に電極を配置することでマイクロ粒子層型の高効率太陽電池ができあがる。【００２１】  さらに、ｐｎマイクロ接合層が厚みを増して太陽光が十分届かないような場合、より入射光を必要とする場合及びより多くの角度からの太陽光を取り込もうとする場合には、太陽光を受光するｎ型シリコン層において、まずｎ型シリコンをｎ型マイクロ粒子に成形し配置して、そこに生じる隙間に、ｎ型マイクロ粒子より細かな大きさに成形したクリスタル、ガラス及び石英ガラスを充填させる。【００２２】  すなわち、このクリスタルなどが光拡散材としての役割を成して、ｐｎマイクロ接合層まで光を誘導することになるのである。これによって、ｐｎマイクロ接合層はより立体的に厚みを増すことができたり、垂直入射以外の多くの角度からの太陽光を取り込むことができるようになり、結果として単位面積あたりのｐｎ接合面積が大幅に増えて、小型化が可能となる高効率の太陽電池ができる。【００２３】  一方、以上のマイクロ粒子層型の高効率太陽電池の素子とは別に、当該素子をパッケージ化する際に、受光側の採光板となる部分において、まず単純に０．１〜数ｍｍ単位のスリットを設ける。但し、スリット間隔は０．４マイクロメータ〜０．６マイクロメータの太陽光が概ね干渉して強め合う間隔の距離とする。基本的には０．５マイクロメータの波長が���も増幅するようにスリット間隔を設定する（干渉効果によって強め合うには、当該波長の半波長の整数倍の距離のうち、技術可能な距離を採用する。）。【００２４】  これは、少しでも光起電力効果が向上するよう上記素子に照射される光の強度を高めるために、多くの波長を持つ太陽光において、最強のスペクトルである上記波長帯を対象とするものである。なお、スリット効果については、透明な採光板の光の損失率が通常４〜５％程度あるので、この光差によるだけで十分なスリット効果が発生することとなる。【００２５】  また、スリット効果によって暗線となる部分は、透明な採光板を透過する太陽光によってフォローされることとなる。【００２６】  さらに、場合によっては採光板の表面に設定する反射防止薄膜において、上記スリット部分にのみ厚みを僅か加えることで、十分レンズ効果が発揮されることとなる。しかしこの厚みが強すぎては、入射光自体が減衰してしまう。【００２７】  これらの解決手段による作用は、次の通りである。すなわち、太陽電池の原理は、半導体の陰極に光を照射すると、バンド間遷移等によってｐｎ接合面付近から生成キャリアでる電子と正孔の対が発生する。ただし、ｐｎ接合面から離れた場所では、電子と正孔の再結合化によって発生した電子と正孔は消滅するが、ｐｎ接合面付近では空乏層という内蔵電界域ができあがり、ドリフト効果が発生して電子と正孔が再結合化せずに分極され、電位差が生じて起電力が発生するものである。【００２８】  つまり、この光起電力効果を利用する限りにおいて、変換効率を向上させようとするためには、ｐｎ接合面付近でしか生成しない電子と正孔の対を、より多く発生させて分極させることが必要となる。【００２９】  そのために、受光にかかる単位面積あたりのｐｎ接合面積を増加させて、かつ光起電力効果を十分に発揮できるように、マイクロレベルでの微粒子接合法を採用したものである。この微粒子接合法では、ｎ型マイクロ粒子が球状であるために、ｐｎマイクロ接合層を形成しても、全てのｎ型マイクロ粒子や受光面となるｎ型シリコン層と必ず接点を共有し、かつ均一な隙間を発生させることとなる。これによって、ｎ型シリコンとしての物理的かつ電気的な機能は全く損なわれることなく維持し続けることができる。【００３０】  そして、この均一な隙間にｎ型マイクロ粒子よりもさらに細かなｐ型マイクロ微粒子を充填させることで、ｎ型マイクロ粒子と同様に、ｐ型シリコン層やｐ型マイクロ微粒子同士で必ず接点を共有することとなり、物理的かつ電気的な機能は全く損なわれることなく維持されることとなる。【００３１】  そればかりではなく、ｐ型マイクロ微粒子がｎ型マイクロ粒子の表面をすべて覆い尽くすことでｐｎ接合面となり、従来のものと同じように光起電力効果を発揮することとなる。【００３２】  すなわち、実質的に従来のｐｎ接合面と全く同じ機能が維持されるだけでなく、それらを「ｐｎマイクロ接合層」とすることで、単位面積あたりのｐｎ接合面積が大幅に増え、従来のｐｎ接合面の複数分に相当する機能と効果が得られることとなる。これは、ｐｎマイクロ接合層が内蔵電界を作るとともに、生成キャリアである電子と正孔の対がより多く発生して分極され、結果���してより多くの起電力が得られることとなるからである。【００３３】  また、ｐｎマイクロ接合層の厚みをより多くする場合、より入射光を必要とする場合及びより多くの角度からの太陽光を取り込もうとする場合には、受光面となるｎ型シリコン層において、ｐｎマイクロ接合層と同様の微粒子接合法を用いることで解決できる。【００３４】  具体的には、受光面となるｎ型シリコン層において、そのｎ型シリコンをｎ型マイクロ粒子に成形して配置し、その際に生じる隙間に、今度はｐ型マイクロ微粒子と同程度の球状のクリスタル、ガラス及び石英ガラスの光拡散材を充填して一体的に組み合わせることで、マイクロ粒子化されたｎ型シリコン層の受光面を形成させるのである。【００３５】  すなわち、クリスタルなどの光拡散材とｎ型マイクロ粒子で形成されたｎ型シリコン層の受光面において、より多くの角度から入射する太陽光が、その受光面にある光拡散材に入射し、次にマイクロ粒子となった多くの光拡散材間で反射及び屈折などの作用を繰り返すことでｐｎマイクロ接合層の内部まで誘導されることとなり、結果としてｐｎマイクロ接合層内で光起電力効果を生じさせることとなる。【００３６】  これによって、ｐｎマイクロ接合層が、より立体的な厚みを増すことが可能となり、受光にかかる単位面積あたりのｐｎ接合面積が大幅に増加することで起電力も大幅に増加し、その結果小型化の可能な高効率の太陽電池が実現することとなる。【００３７】  さらに、ｎ型及びｐ型シリコン層とｐｎマイクロ接合層の全てをマイクロメータレベルの粒子（ナノメータレベルを含む。）に成形して一体的に組み合わせた太陽電池とすることで、高効率な太陽電池でありながらも、全ての接合点がピン接合となるために、十分にフレキシブルな形態が可能となる。
【発明の効果】
【００３８】  上述したように、本発明のマイクロ粒子層型の高効率太陽電池は、太陽電池の心臓部とも言うべきｐｎ接合面において、ｎ型マイクロ粒子とｐ型マイクロ微粒子を微粒子接合法によって一体的に組み合わせたｐｎマイクロ接合層としたことにより、従来のｐｎ接合面が有する光起電力効果の機能を全く損なうことなく、より飛躍的なｐｎ接合面積の増大を実現したものであり、これによって、従来１ＫＷの電力を得るために７ｍ２程度の受光面積（ｐｎ接合面積）が必要であったものが、（ｐｎマイクロ接合層の厚みによるが）例えば１ｍ２程度といった具合に大幅に縮小されることとなる。【００３９】  すなわち、高い変換効率ばかりでなく、従来の太陽電池に要した規模においても大幅に小型化できることとなり、運搬及び取付工事が容易になるばかりか、コスト面においても工事費及び維持経費等が大幅に低減される。また、販売価格も低減されることから、より多くの太陽光発電が普及することとなる。【００４０】  また、本発明による小型化によって家庭及び業務用の電気製品或いは自動車等への普及が急速に進むこととなる。
【発明の実施するための最良の形態】
【００４１】  以下、本発明の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。
【００４２】  図１〜図３において、１ａはマイクロ粒子層型の高効率太陽電池（基本型）、１ｂはマイクロ粒子層型の高効率太陽電池（光拡散型）、１ｃはマイクロ粒子層型の高効率太陽電池（フレキシブル型）の構造内容である。
【００４３】  まず図１においては、ｎ型マイクロ粒子５を、単位面積あたりのｐｎ接合面積を増大させるために数層〜数十層程度に積み上げて、その際に生じる隙間にｐ型マイクロ微粒子６を充填させて形成したｐｎマイクロ接合層４を、受光面側のｎ型シリコン層２ａとその裏面側となるｐ型シリコン層３ａで夾むように接合することで、従来のｐｎ接合面と同様の構造となるとともに、生成キャリアである電子と正孔の対を発生させる機能を有することとなる。
【００４４】  さらに、受光面側のｎ型シリコン層２ａの外側には反射防止膜９を置くとともに、当該太陽電池の両端となるｎ型シリコン層２ａ及びｐ型シリコン層３ａにそれぞれ電極７を配置することで上記１ａの太陽電池（基本形）が構成される。
【００４５】  次に図２においては、ｎ型マイクロ粒子５とｐ型マイクロ微粒子６を微粒子接合法によって一体的に組み合わせて形成したｐｎマイクロ接合層４は全く変えず、受光面側のｎ型シリコン層（光拡散型）２ｂにおいて、垂直入射以外となるより多くの角度の光や弱い光をより多くｐｎマイクロ接合層４の深部まで誘導するために、当該ｎ型シリコン層（光拡散型）２ｂにおいて、ｎ型マイクロ粒子５と、その配置によって生じた隙間に充填されるためのマイクロメータレベルの微粒子としたクリスタル、ガラス及び石英ガラスの光拡散材８とによって一体的に組合せ、当該ｎ型シリコン層を形成する。
【００４６】  そして、上記と同様にｎ型シリコン層（光拡散型）２ｂの外側に反射防止膜９を置くとともに、両端となるｎ型シリコン層（光拡散型）２ｂとｐ型シリコン層３ａのそれぞれに電極７を配置することで上記１ｂの太陽電池（光拡散型）が構成される。
【００４７】  さらに図３においては、ｐｎマイクロ接合層４の構成は全く変えずに、受光面側のｎ型シリコン層（粒子型）２ｃと裏面側のｐ型シリコン層３ｂの構成内容をマイクロメータレベル（ナノメータレベルを含む。）の粒子による構成に変えようとするものである。
【００４８】  具体的には、受光面側のｎ型シリコン層（粒子型）２ｃにおいては、ｎ型マイクロ粒子５に成形して生じる隙間に、同じｎ型シリコンをｐ型マイクロ微粒子６と同じ大きさと形状にしたｎ型マイクロ微粒子１０を充填させるのである。
【００４９】  これによって、粒子の大きさは異なるものの純粋なｎ型シリコンで成形されたｎ型マイクロ粒子５とｎ型マイクロ微粒子１０で統一されたｎ型シリコン層（粒子型）２ｃができる。
【００５０】  さらに、裏面側となるｐ型シリコン層（粒子型）３ｂにおいても、上記のｎ型シリコン層（粒子型）２ｃと同様にして、ｐ型シリコンをｎ型マイクロ粒子５と同じ大きさにしたｐ型マイクロ粒子１１を成形して配置し、その際に生じる隙間には、ｐ型マイクロ微粒子６を充填させる。
【００５１】  これによって、受光面側のｎ型シリコン層（粒子型）２ｃと同様に、裏面側のｐ型シリコン層（粒子型）においても、粒子の大きさは異なるものの純粋なｐ型シリコンで成形されたｐ型マイクロ粒子１１とｐ型マイクロ微粒子６で統一されたｐ型シリコン層（粒子型）３ｂができる。
【００５２】  すなわち、ｐｎマイクロ接合層４を、ｎ型シリコン層（粒子型）２ｃとｐ型シリコン層（粒子型）３ｂで夾むようにして、さらにそれぞれに電極７を配置すれば、上記１ｃの太陽電池（フレキシブル型）が構成されることとなる。
【００５３】  これは、１ｃの太陽電池（フレキシブル型）の構成が、すべてマイクロレベルの球状の粒子となることを意味し、これにより、互いに接する粒子の節点がすべて球面の一点というピン接合となることから、折り曲げ自在となる自由な変化を実現できることとなる。例えば、ボールベアリングの原理に似たようなものである。
【００５４】  一方、図４の採光板本体１２においては、透明な耐熱性樹脂などの採光板１４に細いスリット１５を設けるものであるが、そのスリット１５の設定間隔は、光の干渉効果によって強め合うような距離１６にすることが必要である。
【００５５】  なお、必要に応じて、採光板１４の表面に設ける反射防止膜（採光板用）１３のスリット１５位置にかかる部分の厚み１７を僅かに厚くすることで、一定程度のレンズ効果が期待できる。厚すぎては透過光のエネルギーが損失し過ぎることとなる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】  本発明の実施形態を示すマイクロ粒子層型の高効率太陽電池（基本型）の断面図
【図２】  同マイクロ粒子層型の高効率太陽電池（光拡散型）の断面図
【図３】  同マイクロ粒子層型の高効率太陽電池（フレキシブル型）の断面図
【図４】  同採光板の断面図
【符号の説明】
【００５７】  １ａ  マイクロ粒子層型の高効率太陽電池（基本型）
１ｂ              同                  （光拡散型）
１ｃ              同                  （フレキシブル型）
２ａ  ｎ型シリコン層
２ｂ      同      （光拡散型）
２ｃ      同      （粒子型）
３ａ  ｐ型シリコン層
３ｂ      同      （粒子型）
４    ｐｎマイクロ接合層
５    ｎ型マイクロ粒子
６    ｐ型マイクロ微粒子
７    電極
８    光拡散材（クリスタル、石英ガラス等）
９    反射防止膜
１０    ｎ型マイクロ微粒子
１１    ｐ型マイクロ粒子
１２    採光板本体
１３    反射防止膜（採光板用）
１４    採光板
１５    スリット
１６    光が干渉して強め合う距離
１７    厚み
【図１】
2006041452.tif 000003
【図２】
2006041452.tif 000004
【図３】
2006041452.tif 000005
【図４】
2006041452.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成17年1月19日(2005.1.19)
【手続補正１】
【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】
ｎ型シリコン及びｐ型シリコン（単結晶、多結晶及び微結晶シリコンのみならず、アモルファスシリコン及び化合物半導体を含む。以下同じ。）によるｐｎ接合面（以下「ｐｉｎ接合」を含む。）において、ｎ型シリコンをマイクロバブルのような球状のマイクロメーターレベルの粒子（以下「ｎ型マイクロ粒子」といい、ナノメーターレベルの粒子を含む。またｐ型より細かいものを「ｎ型マイクロ微粒子」とする。）にして幾つかの層に積み上げ、その隙間をｎ型マイクロ粒子よりさらに微細なｐ型シリコンの球状のマイクロメータレベルの粒子（以下「ｐ型マイクロ微粒子」といい、ナノメーターレベルの粒子を含む。またｎ型マイクロ粒子と同程度の大きさのものを「ｐ型マイクロ粒子」とする。）で全て充填させて、従来では平面形状であったｐｎ接合面を、ｎ型マイクロ粒子とｐ型マイクロ微粒子を一体的に組み合わせて立体的に厚みを持たせたｐｎ接合層（以下「ｐｎマイクロ接合層」といい、ｐｉｎ接合を含む。）に形成したことを特徴とする太陽電池。
【請求項２】
ｐｎマイクロ接合層（ｎ型及びｐ型シリコン層を含む。）において、ｎ型シリコンをｎ型マイクロ粒子（ｎ型マイクロ微粒子を含む。）に成形し、ｐ型シリコンをｐ型マイクロ微粒子（ｐ型マイクロ粒子を含む。）に成形したことを特徴とする請求項１記載の太陽電池。
【請求項３】
ｐｎマイクロ接合層（ｎ型及びｐ型シリコン層を含む。）において、ｎ型マイクロ粒子（ｎ型マイクロ微粒子を含む。）とｐ型マイクロ微粒子（ｐ型マイクロ粒子を含む。）を一体的に組み合わせたこと（以下「微粒子接合法」という。）を特徴とする請求項１記載の太陽電池。
【請求項４】
受光面となるｎ型シリコン層において、ｎ型シリコンをｎ型マイクロ粒子として配置し、そこに生じる隙間に、ｎ型マイクロ粒子より微細となる球状のマイクロメータレベル（ナノメータレベルも含む。又入りミリメータレベルも可。以下同じとし略する。）のダイヤモンド、クリスタル、ガラス及び石英ガラス（これらの他透明樹脂材及び鏡面となる材料を含む。）を充填させ、これらを光拡散材として一体的に組み合わせた層に形成したことを特徴とする請求項１記載の太陽電池。
【請求項５】
受光面となるｎ型シリコン層において、ｎ型マイクロ粒子を成形し配置することで生じる隙間に充填する光拡散材（ダイヤモンド、クリスタル、ガラス及び石英ガラス（これらの他透明樹脂材及び鏡面となる材料を含む。以下同じとし略する。）を用いることを特徴とする請求項１記載の太陽電池。
【請求項６】
ｐｎマイクロ接合層のみならず、受光面となるｎ型シリコン層及び裏面となるｐ型シリコン層を含め、それら全てをマイクロメータレベルの粒子及び微粒子（ナノメータレベルを含む。）に成形して一体的に組み合わせた構成とすることを特徴とする請求項１記載の太陽電池。
【請求項７】
ｎ型シリコン層が受光する際の採光板において、入射光の波長の一部又は複数を干渉効果によって強い光とするために、その光が強め合うように干渉し合う間隔距離を持つスリットを設けた採光板を有することを特徴とする請求項１記載の太陽電池。
【請求項８】
ｎ型シリコン層が受光する際の採光板において、必要時に使用する入射光の反射防止用薄膜のうち、請求項７記載のスリットの位置に合わせてその部分のみに僅かな厚みを加えて、レンズ効果を増すことを特徴とする請求項１記載の太陽電池。
【請求項９】
上記請求項１から請求項６記載の特徴を有する請求項１記載の太陽電池を、幅数センチから数十センチメートル、長さ数十センチメートルから数十メートルの薄い帯状に成形し、又はこれを両面から太陽光が入射するように抱き合わせた帯状にし、それらを円形又は方形の形状をした渦巻き状に、その中心に向かって僅かに隙間を残しつつ巻き込むとともに、その隙間部分に微細な粒子とした光拡散材で充填する。そして、それらの上下部分（上部防護体は透明で太陽光反射防止膜を付加した硬質樹脂材で、下部防護体は太陽光反射薄膜を付した硬質樹脂材とする。）及び側面を硬質樹脂材（側面防護体）で覆い、パネル用電極を通して一体的な円形又は方形の渦巻き状とした太陽光発電パネル。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、ｎ型及びｐ型シリコンをｎ型マイクロ粒子及びｐ型マイクロ微粒子（ｎ型マイクロ微粒子及びｐ型マイクロ粒子を含む。）に成形してｐｎマイクロ接合層（ｎ型及びｐ型シリコン層を含む。）とすること及び光拡散材の使用等によって高効率化を図った太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来の太陽電池は光起電力効果によってなされるもので、これはｐｎ接合面を持つｎ型シリコンに光を照射すると、バンド間遷移等によって電子と正孔の対がｐｎ接合面の付近で発生し、空乏層のドリフト効果によって正負の電極ができる現象を利用している（ｐｉｎ接合もある）。【０００３】  しかしながら、太陽光の持つエネルギー密度が低いために、従来の太陽電池は大きく分けて、太陽光をそのままの状態で利用する平板型と光学系などを使って高密度化してから太陽電池に入射させる集光型の二つになっている。【０００４】  通常では、前者の太陽光をそのままの状態でシリコンなどで形成されたｐｎ接合（アモルファスシリコンはｐｉｎ接合）の構造によって電力を得る平板型（平板型太陽電池）が最も一般的な太陽電池であり、そのほとんど全てがインゴットにしたシリコン固体から、結晶板（ウエハ）を製作する方法となっている。【０００５】  その中で、「球状マイクロソーラセル」という名称で、京セミ株式会社が球状のｐｎ接合を持つ商品を開発したものがある（例えば、非特許文献１参照）。【０００６】  その内容は、「直径が１〜２ｍｍ程度の小さなシリコン単結晶を用いて、シリコンの表面から１ミクロンメートル程度の深さまで不純物を拡散して、球面状のｐｎ接合を形成し、そのｐとｎの表面に対向した１対の電極を設けてセルを作る〜」というものである。【０００７】  つまり、直径１〜２ｍｍのシリコンボールを作り、それらの１個ずつに、中身をｐ型シリコンとして外側をｎ型シリコンとすることで、中身と外側の境目にｐｎ接合面を作り、さらにその１個ずつの球状の端と端に正負の電極を取り付けるというものである。【０００８】  一方、単に球状半導体を用いて太陽電池としたものもある。球状にした第１型半導体の表面に、ｐｎ接合を形成するように第２型の半導体層と透明の電導膜を一緒に張り、個々の球状半導体同士を細い導体で繋ぐ方法のものである（例えば、特許文献１参照。）。【０００９】  さらに、球状太陽電池をｐ型及びｎ型領域と接触する糸状の導体を横糸として、不良導体を縦糸とした構成でモジュール化したものがある（例えば、特許文献２参照。）。
【非特許文献１】「京セミ株式会社  インターネットＨＰ  球状マイクロソーラセル」
【特許文献１】特開２００１−１５６３１５  公報
【特許文献２】特開平０９−１６２４３４    公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】  従来の太陽電池では、太陽光の持つエネルギー密度が低いため、変換効率が結晶系シリコン太陽電池のｐｎ接合型であっても１５％〜１９％程度と低く、太陽光を十分に電力変換しているとは言えなかった。例えば、１ＫＷの電力を得るためには、約７ｍ２もの受光面積（ｐｎ接合面）が必要であった。さらに、パッケージによるモジュールも大規模となってコストが割高となっていた。また、太陽の軌道に沿った受光が難しいために、安定的な強度の光も得られにくかった。【００１１】  これは、従来の太陽電池の原理が光起電力効果によってなされるからであり、電子と正孔の対を発生するｐｎ接合面の広さが最も影響しているのである。【００１２】  そのため、太陽光によって光起電力効果を起こすｐｎ接合において、その単位面積当たりのｐｎ接合面積を増加させることが、より現実的に小型化を可能とし、かつ高い変換効率となる太陽電池を実現させるのである。【００１３】  本発明は、このような従来の太陽電池が有していた問題を解決しようとするものであり、ｐ型及びｎ型シリコンのマイクロ粒子化によるｐｎマイクロ接合層の形成によって単位面積当たりのｐｎ接合面積を大幅に増加向上させ、小型化が可能となる高い変換効率の太陽電池の実現とフレキシブルで高効率な太陽電池の実現を目的とするものである。【００１４】  また、このような太陽電池の改善のみならず、パッケージ化にかかる採光板の改善による光の干渉効果と集光作用、さらには本発明の太陽電池を帯状にして渦巻き状の太陽光発電パネルとすることを併せ用いて、さらなる高効率化を図ることをも目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】    本発明は、上記目的を達成するために太陽電池のｐｎ接合面（アモルファスシリコンにあってはｐｉｎ接合。以下略する。）を、ｎ型及びｐ型シリコンをｎ型マイクロ粒子とｐ型マイクロ微粒子に成形して、それらを一体的に組み合わせて立体的な厚みを持つ「ｐｎマイクロ接合層」を形成することにより、結果として起電力を大幅に増加向上させるものであり、単位面積当たりのｐｎ接合面積を大幅に増大させることで小型化やコスト低減を図るものである。【００１６】  具体的には、ｎ型シリコンをマイクロメータレベル（目安として数十μｍ〜数百μｍの大きさ。ｎｍレベルを含む。）の球状の粒子（ｎ型マイクロ粒子）として、それを、例えば段ボールの箱に野球ボールを積み込むように積み上げる。【００１７】    次に、ｐ型シリコンをマイクロレベル（目安として数μｍ〜数十μｍの大きさ。ｎｍレベルも含む。）の球状の微粒子（ｐ型マイクロ微粒子）として、上記ｎ型マイクロ粒子の層の隙間に、このｐ型マイクロ微粒子を充填させるように一体的に組み合わせる。【００１８】  この場合ｎ型マイクロ粒子が球状の粒子であるため、積み上げると必ず均一な隙間が発生することになる。例えば、段ボールの箱の中にｎ型マイクロ粒子の野球ボールが数段積み上がり、その隙間に砂のようなｐ型マイクロ微粒子が充填されているようなものである。【００１９】  そして、このｎ型マイクロ粒子が数段〜数十段程度積み上がって形成する立体的な厚みを「ｐｎマイクロ接合層」とすることで、厚みのある立体的なｐｎ接合面（空乏層）ができあがる。そこから生成キャリアである電子と正孔の対がより多く発生して、ドリフト効果によって再結合化せずに正負極に分極される。【００２０】  そのｐｎマイクロ接合層を、ｎ型及びｐ型シリコン層（ｎ型シリコン層側には反射防止薄膜を含む。）で両側から夾むように固定して、さらに両側に電極を配置することでマイクロ粒子層型の高効率太陽電池ができあがる。【００２１】  さらに、ｐｎマイクロ接合層が厚みを増して太陽光が十分届かないような場合、より入射光を必要とする場合及びより多くの角度からの太陽光を取り込もうとする場合には、太陽光を受光するｎ型シリコン層において、まずｎ型シリコンをｎ型マイクロ粒子に成形し配置して、そこに生じる隙間に、ｎ型マイクロ粒子より細かな大きさに成形したクリスタル、ガラス及び石英ガラスを充填させる。【００２２】  すなわち、このクリスタルなどが光拡散材としての役割を成して、ｐｎマイクロ接合層まで光を誘導することになるのである。これによって、ｐｎマイクロ接合層はより立体的に厚みを増すことができたり、垂直入射以外の多くの角度からの太陽光を取り込むことができるようになり、結果として単位面積あたりのｐｎ接合面積が大幅に増えて、小型化が可能となる高効率の太陽電池ができる。【００２３】  一方、以上のマイクロ粒子層型の高効率太陽電池の素子とは別に、当該素子をパッケージ化する際に、受光側の採光板となる部分において、まず単純に０．１〜数ｍｍ単位のスリットを設ける。但し、スリット間隔は０．４マイクロメータ〜０．６マイクロメータの太陽光が概ね干渉して強め合う間隔の距離とする。基本的には０．５マイクロメータの波長が最も増幅するようにスリット間隔を設定する（干渉効果によって強め合うには、当該波長の半波長の整数倍の距離のうち、技術可能な距離を採用する。）。【００２４】  これは、少しでも光起電力効果が向上するよう上記素子に照射される光の強度を高めるために、多くの波長を持つ太陽光において、最強のスペクトルである上記波長帯を対象とするものである。なお、スリット効果については、透明な採光板の光の損失率が通常４〜５％程度あるので、この光差によるだけで十分なスリット効果が発生することとなる。【００２５】  また、スリット効果によって暗線となる部分は、透明な採光板を透過する太陽光によってフォローされることとなる。【００２６】  さらに、場合によっては採光板の表面に設定する反射防止薄膜において、上記スリット部分にのみ厚みを僅か加えることで、十分レンズ効果が発揮されることとなる。しかしこの厚みが強すぎては、入射光自体が減衰してしまう。【００２７】一方、マイクロ粒子層型の高効率太陽電池を、幅数センチから数十センチメートル、長さ数十センチメートルから数十メートルの薄い帯状に成形し、又はこれを両面から太陽光が入射するように抱き合わせた帯状にし、粒子又は微粒子とした光拡散材を充填するための隙間を残しつつ、方形（又は円形）の中心に向けて渦巻状に巻き込んでいく。【００２８】その隙間部分には粒子又は微粒子とした光拡散材で充填する。そして、それらの上下部分（上部防護体は透明で太陽光反射薄膜を付加した硬質樹脂材とし、下部防護体は反射薄膜を付した硬質樹脂材とする。）及び側面を硬質樹脂材（側面防護体）で覆い、パネル用電極を通して一体的な円形又は方形の渦巻き状太陽光発電パネルとする。【００２９】  これらの解決手段による作用は、次の通りである。すなわち、太陽電池の原理は、半導体の陰極に光を照射すると、バンド間遷移等によってｐｎ接合面付近から生成キャリアでる電子と正孔の対が発生する。ただし、ｐｎ接合面から離れた場所では、電子と正孔の再結合化によって発生した電子と正孔は消滅するが、ｐｎ接合面付近では空乏層という内蔵電界域ができあがり、ドリフト効果が発生して電子と正孔が再結合化せずに分極され、電位差が生じて起電力が発生するものである。【００３０】  つまり、この光起電力効果を利用する限りにおいて、変換効率を向上させようとするためには、ｐｎ接合面付近でしか生成しない電子と正孔の対を、より多く発生させて分極させることが必要となる。【００３１】  そのために、受光にかかる単位面積あたりのｐｎ接合面積を増加させて、かつ光起電力効果を十分に発揮できるように、マイクロレベルでの微粒子接合法を採用したものである。この微粒子接合法では、ｎ型マイクロ粒子が球状であるために、ｐｎマイクロ接合層を形成しても、全てのｎ型マイクロ粒子や受光面となるｎ型シリコン層と必ず接点を共有し、かつ均一な隙間を発生させることとなる。これによって、ｎ型シリコンとしての物理的かつ電気的な機能は全く損なわれることなく維持し続けることができる。【００３２】  そして、この均一な隙間にｎ型マイクロ粒子よりもさらに細かなｐ型マイクロ微粒子を充填させることで、ｎ型マイクロ粒子と同様に、ｐ型シリコン層やｐ型マイ���ロ微粒子同士で必ず接点を共有することとなり、物理的かつ電気的な機能は全く損なわれることなく維持されることとなる。【００３３】  そればかりではなく、ｐ型マイクロ微粒子がｎ型マイクロ粒子の表面をすべて覆い尽くすことでｐｎ接合面となり、従来のものと同じように光起電力効果を発揮することとなる。【００３４】  すなわち、実質的に従来のｐｎ接合面と全く同じ機能が維持されるだけでなく、それらを「ｐｎマイクロ接合層」とすることで、単位面積あたりのｐｎ接合面積が大幅に増え、従来のｐｎ接合面の複数分に相当する機能と効果が得られることとなる。これは、ｐｎマイクロ接合層が内蔵電界を作るとともに、生成キャリアである電子と正孔の対がより多く発生して分極され、結果としてより多くの起電力が得られることとなるからである。【００３５】  また、ｐｎマイクロ接合層の厚みをより多くする場合、より入射光を必要とする場合及びより多くの角度からの太陽光を取り込もうとする場合には、受光面となるｎ型シリコン層において、ｐｎマイクロ接合層と同様の微粒子接合法を用いることで解決できる。【００３６】  具体的には、受光面となるｎ型シリコン層において、そのｎ型シリコンをｎ型マイクロ粒子に成形して配置し、その際に生じる隙間に、今度はｐ型マイクロ微粒子と同程度の球状のクリスタル、ガラス及び石英ガラスの光拡散材を充填して一体的に組み合わせることで、マイクロ粒子化されたｎ型シリコン層の受光面を形成させるのである。【００３７】  すなわち、クリスタルなどの光拡散材とｎ型マイクロ粒子で形成されたｎ型シリコン層の受光面において、より多くの角度から入射する太陽光が、その受光面にある光拡散材に入射し、次にマイクロ粒子となった多くの光拡散材間で反射及び屈折などの作用を繰り返すことでｐｎマイクロ接合層の内部まで誘導されることとなり、結果としてｐｎマイクロ接合層内で光起電力効果を生じさせることとなる。【００３８】  これによって、ｐｎマイクロ接合層が、より立体的な厚みを増すことが可能となり、受光にかかる単位面積あたりのｐｎ接合面積が大幅に増加することで起電力も大幅に増加し、その結果小型化の可能な高効率の太陽電池が実現することとなる。【００３９】  さらに、ｎ型及びｐ型シリコン層とｐｎマイクロ接合層の全てをマイクロメータレベルの粒子（ナノメータレベルを含む。）に成形して一体的に組み合わせた太陽電池とすることで、高効率な太陽電池でありながらも、全ての接合点がピン接合となるために、十分にフレキシブルな形態が可能となる。【００４０】加えて、採光板の使用だけでなく、上記太陽電池を渦巻き状に配置した太陽光発電パネルとすることで、より高効率な太陽発電ができる。
【発明の効果】
【００４１】  上述したように、本発明のマイクロ粒子層型の高効率太陽電池は、太陽電池の心臓部とも言うべきｐｎ接合面において、ｎ型マイクロ粒子とｐ型マイクロ微粒子を微粒子接合法によって一体的に組み合わせたｐｎマイクロ接合層としたことにより、従来のｐｎ接合面が有する光起電力効果の機能を全く損なうことなく、より飛躍的なｐｎ接合面積の増大を実現したものであり、これによって、従来１ＫＷの電力を得るために７ｍ２程度の受光面積（ｐｎ接合面積）が必要であったものが、（ｐｎマイクロ接合層の厚みによるが）例えば１ｍ２程度といった具合に大幅に縮小されることとなる。【００４２】  すなわち、高い変換効率ばかりでなく、従来の太陽電池に要した規模においても大幅に小型化できることとなり、運搬及び取付工事が容易になるばかりか、コスト面においても工事費及び維持経費等が大幅に低減される。また、販売価格も低減されることから、より多くの太陽光発電が普及することとなる。【００４３】  また、本発明による小型化によって家庭及び業務用の電気製品或いは自動車等への普及が急速に進むこととなる。
【発明の実施するための最良の形態】
【００４４】  以下、本発明の実施の形態を図１〜図６に基づいて説明する。
【００４５】  図１〜図３において、１ａはマイクロ粒子層型の高効率太陽電池（基本型）、１ｂはマイクロ粒子層型の高効率太陽電池（光拡散型）、１ｃはマイクロ粒子層型の高効率太陽電池（フレキシブル型）の構造内容である。
【００４６】  まず図１においては、ｎ型マイクロ粒子５を、単位面積あたりのｐｎ接合面積を増大させるために数層〜数十層程度に積み上げて、その際に生じる隙間にｐ型マイクロ微粒子６を充填させて形成したｐｎマイクロ接合層４を、受光面側のｎ型シリコン層２ａとその裏面側となるｐ型シリコン層３ａで夾むように接合することで、従来のｐｎ接合面と同様の構造となるとともに、生成キャリアである電子と正孔の対を発生させる機能を有することとなる。
【００４７】  さらに、受光面側のｎ型シリコン層２ａの外側には反射防止膜９を置くとともに、当該太陽電池の両端となるｎ型シリコン層２ａ及びｐ型シリコン層３ａにそれぞれ電極７を配置することで上記１ａの太陽電池（基本形）が構成される。
【００４８】  次に図２においては、ｎ型マイクロ粒子５とｐ型マイクロ微粒子６を微粒子接合法によって一体的に組み合わせて形成したｐｎマイクロ接合層４は全く変えず、受光面側のｎ型シリコン層（光拡散型）２ｂにおいて、垂直入射以外となるより多くの角度の光や弱い光をより多くｐｎマイクロ接合層４の深部まで誘導するために、当該ｎ型シリコン層（光拡散型）２ｂにおいて、ｎ型マイクロ粒子５と、その配置によって生じた隙間に充填されるためのマイクロメータレベルの微粒子としたクリスタル、ガラス及び石英ガラスの光拡散材８とによって一体的に組合せ、当該ｎ型シリコン層を形成する。
【００４９】  そして、上記と同様にｎ型シリコン層（光拡散型）２ｂの外側に反射防止膜９を置くとともに、両端となるｎ型シリコン層（光拡散型）２ｂとｐ型シリコン層３ａのそれぞれに電極７を配置することで上記１ｂの太陽電池（光拡散型）が構成される。
【００５０】  さらに図３においては、ｐｎマイクロ接合層４の構成は全く変えずに、受光面側のｎ型シリコン層（粒子型）２ｃと裏面側のｐ型シリコン層３ｂの構成内容をマイクロメータレベル（ナノメータレベルを含む。）の粒子による構成に変えようとするものである。
【００５１】  具体的には、受光面側のｎ型シリコン層（粒子型）２ｃにおいては、ｎ型マイクロ粒子５に成形して生じる隙間に、同じｎ型シリコンをｐ型マイクロ微粒子６と同じ大きさと形状にしたｎ型マイクロ微粒子１０を充填させるのである。
【００５２】  これによって、粒子の大きさは異なるものの純粋なｎ型シリコンで成形されたｎ型マイクロ粒子５とｎ型マイクロ微粒子１０で統一されたｎ型シリコン層（粒子型）２ｃができる。
【００５３】  さらに、裏面側となるｐ型シリコン層（粒子型）３ｂにおいても、上記のｎ型シリコン層（粒子型）２ｃと同様にして、ｐ型シリコンをｎ型マイクロ粒子５と同じ大きさにしたｐ型マイクロ粒子１１を成形して配置し、その際に生じる隙間には、ｐ型マイクロ微粒子６を充填させる。
【００５４】  これによって、受光面側のｎ型シリコン層（粒子型）２ｃと同様に、裏面側のｐ型シリコン層（粒子型）においても、粒子の大きさは異なるものの純粋なｐ型シリコンで成形されたｐ型マイクロ粒子１１とｐ型マイクロ微粒子６で統一されたｐ型シリコン層（粒子型）３ｂができる。
【００５５】  すなわち、ｐｎマイクロ接合層４を、ｎ型シリコン層（粒子型）２ｃとｐ型シリコン層（粒子型）３ｂで夾むようにして、さらにそれぞれに電極７を配置すれば、上記１ｃの太陽電池（フレキシブル型）が構成されることとなる。
【００５６】  これは、１ｃの太陽電池（フレキシブル型）の構成が、すべてマイクロレベルの球状の粒子となることを意味し、これにより、互いに接する粒子の節点がすべて球面の一点というピン接合となることから、折り曲げ自在となる自由な変化を実現できることとなる。例えば、ボールベアリングの原理に似たようなものである。
【００５７】  一方、図４の採光板本体１２においては、透明な耐熱性樹脂などの採光板１４に細いスリット１５を設けるものであるが、そのスリット１５の設定間隔は、光の干渉効果によって強め合うような距離１６にすることが必要である。
【００５８】  なお、必要に応じて、採光板１４の表面に設ける反射防止膜（採光板用）１３のスリット１５位置にかかる部分の厚み１７を僅かに厚くすることで、一定程度のレンズ効果が期待できる。厚すぎては透過光のエネルギーが損失し過ぎることとなる。
【００５９】図５及び６では、まず幅数センチメートルから数十センチメートル程度で、長さ数十センチメートルから数十メートルとした帯状の上記太陽電池１ｂを２つ、絶縁膜１９を間にして正極面同士を抱き合わせながら、粒子及び微粒子とした光拡散材８を充填するための隙間を残しつつ、方形（又は円形）の中心に向けて渦巻状に巻き込んでいく。
【００６０】そして、それらの上下部分（上部防護体２０は透明で太陽光反射薄膜９を付加した硬質樹脂材とし、下部防護体２１は反射薄膜２２を付した硬質樹脂材とする。）及び側面を硬質樹脂材（側面防護体１８）で覆い、パネル用電極２３を通して一体的な円形又は方形の渦巻き状の太陽光発電パネル２４とする。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】  本発明の実施形態を示すマイクロ粒子層型の高効率太陽電池（基本型）の断面図
【図２】  同マイクロ粒子層型の高効率太陽電池（光拡散型）の断面図
【図３】  同マイクロ粒子層型の高効率太陽電池（フレキシブル型）の断面図
【図４】  同採光板の断面図
【図５】図２記載のマイクロ粒子層型の高効率太陽電池（光拡散型）を活用した太陽光発電パネルの平面図
【図６】図５記載の太陽光発電パネルのＡ−Ａ断面図
【符号の説明】
【００６２】    １ａ  マイクロ粒子層型の高効率太陽電池（基本型）
１ｂ            同                    （光拡散型）
１ｃ            同                    （フレキシブル型）
２ａ  ｎ型シリコン層
２ｂ        同      （光拡散型）
２ｃ        同      （粒子型）
３ａ  ｐ型シリコン層
３ｂ        同      （粒子型）
４    ｐｎマイクロ接合層
５    ｎ型マイクロ粒子
６    ｐ型マイクロ微粒子
７    電極
８    光拡散材（クリスタル、石英ガラス等）
９    反射防止膜
１０    ｎ型マイクロ微粒子
１１    ｐ型マイクロ粒子
１２    採光板本体
１３    反射防止膜（採光板用）
１４    採光板
１５    スリット
１６    光が干渉して強め合う距離
１７    厚み
１８側面防護体
１９絶縁膜
２０上部防護体
２１下部防護体
２２反射薄膜
２３パネル用電極
２４太陽発電パネル
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】追加
【補正の内容】
【図５】
2006041452.tif 000007
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】追加
【補正の内容】
【図６】
2006041452.tif 000008