(57)【要約】【課題】ｉ層に微結晶シリコンゲルマニウムを用いたｐｉｎ型光電変換層を備えた光電変換装置及びその製造方法において、ｉ層のゲルマニウム濃度の増加に伴う発電特性の低下を抑制する。【解決手段】ｐ型シリコン系半導体の層を製膜する工程、ｉ型シリコン系半導体の層を製膜する工程、及びｎ型シリコン系半導体の層を製膜する工程によりｐｉｎ接合を形成して光電変換層を形成する光電変換装置の製造方法であって、ｉ型シリコン系半導体の層を製膜する工程が、微結晶シリコンゲルマニウムの層を１００℃以上１６０℃以下の製膜温度でプラズマＣＶＤ法により製膜する工程である。【選択図】図３
2011103492.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｐ型シリコン系半導体の層を製膜する工程、
ｉ型シリコン系半導体の層を製膜する工程、及び
ｎ型シリコン系半導体の層を製膜する工程
によりｐｉｎ接合を形成して光電変換層を形成する光電変換装置の製造方法であって、
前記ｉ型シリコン系半導体の層を製膜する工程が、微結晶シリコンゲルマニウムの層を１００℃以上１６０℃以下の製膜温度でプラズマＣＶＤ法により製膜する工程である光電変換装置の製造方法。
【請求項２】
ｐ型シリコン系半導体の層、ｉ型シリコン系半導体の層及びｎ型シリコン系半導体の層を積層したｐｉｎ接合を有する光電変換層を備えた光電変換装置であって、
前記ｉ型シリコン系半導体の層が、１００℃以上１６０℃以下の製膜温度でプラズマＣＶＤ法により製膜された微結晶シリコンゲルマニウムの層である光電変換装置。
【請求項３】
前記光電変換層と異なる光の吸収帯を有する他の光電変換層をさらに積層した２接合型または３接合型からなる請求項２に記載の光電変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換装置及びその製造方法に関するものであり、特に太陽電池として使用される光電変換装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光のエネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池に用いられる光電変換装置としては、ｐ型シリコン系半導体（ｐ層）、ｉ型シリコン系半導体（ｉ層）及びｎ型シリコン系半導体（ｎ層）の薄膜をプラズマＣＶＤ法等で製膜して形成したｐｉｎ接合を有する光電変換層を備えた薄膜シリコン系光電変換装置が知られている。
上記ｉ層は光吸収層としての機能を有する層である。微結晶シリコンゲルマニウム膜は微結晶シリコン膜に比べてバンドギャップが狭く、長波長光（赤外光）の吸収特性に優れることから、前記ｉ層としてその開発が進められている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２８４６１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、太陽電池の赤外光吸収を増加する目的でｉ層のゲルマニウム濃度を増加させると、ｉ層内にｐ型寄りのエネルギー準位が発生し、その結果、受光面のｐ／ｉ界面付近の電界が弱くなるため分光感度スペクトルにおける短波長感度が著しく低下するという問題があった。このため、微結晶シリコンゲルマニウムを光電変換層に用いる太陽電池は十分な発電効率が得られておらず、実用化に至っていない。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、光吸収層となるｉ層に微結晶シリコンゲルマニウムを用いたｐｉｎ型光電変換層を備えた光電変換装置及びその製造方法において、ｉ層のゲルマニウム濃度の増加に伴う発電特性の低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明の第１の参考例に係る光電変換装置の製造方法は、ｐ型シリコン系半導体の層を製膜する工程、ｉ型シリコン系半導体の層を製膜する工程、及びｎ型シリコン系半導体の層を製膜する工程によりｐｉｎ接合を形成して光電変換層を形成する光電変換装置の製造方法であって、前記ｉ型シリコン系半導体の層を製膜する工程が、ゲルマニウムを５０原子％以上含有する微結晶シリコンゲルマニウムの層を１００℃以上２５０℃以下の製膜温度でプラズマＣＶＤ法により製膜する工程である光電変換装置の製造方法である。ここで製膜温度は基板温度で代表するものとする。
【０００７】
この光電変換装置の製造方法によれば、ｉ型シリコン系半導体の層を製膜する工程を、ゲルマニウムを５０原子％以上含有する微結晶シリコンゲルマニウムの層を１００℃以上２５０℃以下の製膜温度でプラズマＣＶＤ法により製膜する工程としたことにより、５０原子％以上という高いゲルマニウム濃度により微結晶シリコンに比べて長波長光の吸収特性を大きく向上すると共に、短波長感度の低下を防ぐことができる。
【０００８】
本発明の第１の態様に係る光電変換装置の製造方法は、ｐ型シリコン系半導体の層を製膜する工程、ｉ型シリコン系半導体の層を製膜する工程、及びｎ型シリコン系半導体の層を製膜する工程によりｐｉｎ接合を形成して光電変換層を形成する光電変換装置の製造方法であって、前記ｉ型シリコン系半導体の層を製膜する工程が、微結晶シリコンゲルマニウムの層を１６０℃以下の製膜温度でプラズマＣＶＤ法により製膜する工程である光電変換装置の製造方法である。
【０００９】
この光電変換装置の製造方法によれば、ｉ型シリコン系半導体の層を製膜する工程を、微結晶シリコンゲルマニウムの層を１６０℃以下の製膜温度でプラズマＣＶＤ法により製膜する工程としたことにより、全ゲルマニウム濃度領域において短波長感度の低下を防ぐことができる。ここで全ゲルマニウム濃度領域とはゲルマニウム濃度１％以上９９％以下の領域を示す。
【００１０】
本発明の第２の参考例に係る光電変換装置は、ｐ型シリコン系半導体の層、ｉ型シリコン系半導体の層及びｎ型シリコン系半導体の層を積層したｐｉｎ接合を有する光電変換層を備えた光電変換装置であって、前記ｉ型シリコン系半導体の層が、ゲルマニウムを５０原子％以上含有し、１００℃以上２５０℃以下の製膜温度でプラズマＣＶＤ法により製膜された微結晶シリコンゲルマニウムの層である光電変換装置である。
【００１１】
この光電変換装置は、ｉ型シリコン系半導体の層を、ゲルマニウムを５０原子％以上含有し、１００℃以上２５０℃以下の製膜温度でプラズマＣＶＤ法により製膜された微結晶シリコンゲルマニウムの層としたことにより、優れた長波長光の吸収特性を有すると共に、短波長感度の低下が抑えられている。
【００１２】
前記第２の参考例に係る光電変換装置は、前記光電変換層と異なる光の吸収帯を有する他の光電変換層をさらに積層した２接合型または３接合型からなる光電変換装置とすることができる。この場合、優れた長波長感度を有する微結晶シリコンゲルニウム層をｉ層とする光電変換層をボトム層（２接合型においては光入射側から２層目の光電変換層、３接合型においては光入射側から３層目の光電変換層）として用いることで高効率の多接合光電変換層を形成する事が出来る。
【００１３】
本発明の第２の態様に係る光電変換装置は、ｐ型シリコン系半導体の層、ｉ型シリコン系半導体の層及びｎ型シリコン系半導体の層を積層したｐｉｎ接合を有する光電変換層を備えた光電変換装置であって、前記ｉ型シリコン系半導体の層が、１００℃以上１６０℃以下の製膜温度でプラズマＣＶＤ法により製膜された微結晶シリコンゲルマニウムの層である光電変換装置である。
【００１４】
この光電変換装置は、ｉ型シリコン系半導体の層を、１００℃以上１６０℃以下の製膜温度でプラズマＣＶＤ法により製膜された微結晶シリコンゲルマニウムの層としたことにより、微結晶シリコンゲルマニウム中のゲルマニウム濃度に関わらず、優れた長波長光の吸収特性を有する。
【００１５】
前記第２の態様に係る光電変換装置は、前記光電変換層と異なる光の吸収帯を有する他の光電変換層をさらに積層した２接合型および３接合型からなる光電変換装置とすることができる。この場合、優れた長波長感度を有する微結晶シリコンゲルニウム層をｉ層とする光電変換層をボトム層（２接合型においては光入射側から２層目の光電変換層、３接合型においては光入射側から３層目の光電変換層）として用いることで高効率の多接合光電変換層を形成する事が出来る。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、光吸収層となるｉ層に微結晶シリコンゲルマニウムを用いたｐｉｎ型光電変換層を備えた光電変換装置及びその製造方法において、ｉ層のゲルマニウム濃度の増加に伴う発電特性の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態の太陽電池を示す概略部分断面図である。
【図２】微結晶シリコンゲルマニウム薄膜の伝導タイプ及びキャリア濃度のゲルマニウム濃度依存性を示したグラフである。
【図３】ｎ−型からｐ−型へ遷移するゲルマニウム濃度閾値の製膜温度依存性を示したグラフである。
【図４】微結晶シリコンゲルマニウムからなるｉ層を含むｐｉｎ接合型太陽電池における、量子効率スペクトルのｉ層伝導タイプ依存性を示したグラフである。
【図５】微結晶シリコンゲルマニウムからなるｉ層を含むｐｉｎ接合型太陽電池における、発電効率の製膜温度依存性を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明の光電変換装置及びその製造方法にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下、光電変換装置として太陽電池を例に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されない。
【００１９】
本実施形態では、真性半導体からなるｉ層の上下に、ｐ型不純物を添加した半導体からなるｐ層と、ｎ型不純物を添加した半導体からなるｎ層とを形成してなる光電変換層を単一の光電変換層として有する、いわゆるシングル型の太陽電池の場合について説明する。本実施形態では基板面入射型ｐｉｎ構造の太陽電池について述べているが、本技術はｎｉｐ構造そして膜面入射型の太陽電池についても同様な効果が見込める。また、上記光電変換層とは異なる光の吸収帯を有する他の光電変換層をさらに積層した、計２層の光電変換層を含むタンデム型太陽電池や、計３層の光電変換層を含むトリプル型太陽電池等の多接合型太陽電池についても同様な効果が見込める。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態の太陽電池を示す概略部分断面図である。この光電変換装置は、基板１と、第１透明電極２と、光電変換層３と、第２透明電極９と、裏面電極１０とを具備する。
【００２１】
基板１は、光電変換層３や各電極が製膜される透明な絶縁基板である。基板１は、薄板状の白板ガラスに例示される。第１透明電極２は、光電変換装置における太陽光の入射側の電極であり、酸化錫（ＳｎＯ２）や酸化亜鉛（ＺｎＯ）のような透明導電酸化物体に例示される。
【００２２】
光電変換層３は、光を電気に変換する層である。光電変換層３は、前述の通り、ｐ層と、ｉ層と、ｎ層とを備える（各層についての図示は省略する）。ｐ層は、ｐ型不純物をドープされた半導体層である。ｐ層は、ｐ型微結晶シリコンに例示される。ｉ層は、不純物を積極的にドープしない半導体層である。ｉ層は、微結晶シリコンゲルマニウムを主として含有する層である。ｎ層は、ｎ型不純物をドープされた半導体層である。ｎ層は、ｎ型微結晶シリコンに例示される。
【００２３】
前述の通り、ｉ層は不純物を積極的にドープしない真性半導体からなる層であるが、実際には真性半導体であってもそのエネルギー準位はｐ型半導体またはｎ型半導体のエネルギー準位のいずれかの方に寄っている。ｐ型寄りの真性半導体は「弱いｐ型」もしくは「ｐ−型」、ｎ型寄りの真性半導体は「弱いｎ型」もしくは「ｎ−型」と呼ばれている。
【００２４】
微結晶シリコンからなる真性半導体は、元々ｎ−型の特徴を示す。しかし、シリコンにゲルマニウムを添加した組成を有する微結晶シリコンゲルマニウムの真性半導体薄膜に関して、電気伝導特性のゲルマニウム濃度依存性を調べた結果、高ゲルマニウム組成領域では電子が多いｎ−型から正孔が多いｐ−型へ伝導タイプが遷移することを見出した。すなわち、微結晶シリコンゲルマニウムではゲルマニウム濃度が増加するとｐ−型準位が生成することが明らかとなった。ゲルマニウム濃度が５０％を超える微結晶シリコンゲルマニウムでは強いｐ型を示すために、ｐ／ｉ層界面で電界強度の低下によると思われる短波長感度の顕著な低下が見られる。また、正孔がキャリアとなることによる全波長域での収集効率低下が見られ、セル効率の低下の原因となっている。
【００２５】
図２は、微結晶シリコンゲルマニウム薄膜の伝導タイプ及びキャリア濃度のゲルマニウム濃度依存性を示したグラフである。横軸は微結晶シリコンゲルマニウム薄膜中のゲルマニウム濃度（ｘ；原子％）を表し、縦軸は１ｃｍ３中のキャリア個数を示している。グラフ中、白抜きのプロットはｐ−型の伝導タイプを示し、黒塗りのプロットはｎ−型の伝導タイプを示している。このグラフには、１００℃、２００℃、２７５℃及び３５０℃の製膜温度でプラズマＣＶＤ法により製膜した際の結果を比較して示してある。グラフ中の各製膜温度における結果を示した線において、矢印はｎ−型からｐ−型に遷移したゲルマニウム濃度を示している。なお、１００℃の製膜温度ではｎ−型からｐ−型への遷移は生じなかった。
【００２６】
さらに、微結晶シリコンゲルマニウムの電気伝導特性は製膜温度に強く依存し、ｎ−型からｐ−型へ遷移するゲルマニウム濃度閾値を製膜温度により制御できることを見いだした。
図３は、ｎ−型からｐ−型へ遷移するゲルマニウム濃度閾値の製膜温度依存性を示したグラフである。横軸は製膜温度（Ｔｓ；単位：℃）を示し、縦軸はゲルマニウム濃度（ｘ；原子％）を示している。
図３のグラフより、製膜温度が高温になるほど、ｐ−型となるゲルマニウム濃度の領域が広がることが分かる。また、製膜温度が低温の場合は、ｐ−型に遷移しにくいことが分かる。
【００２７】
次に、微結晶シリコンゲルマニウムからなるｉ層を含むｐｉｎ接合を有する光電変換層を備えた太陽電池に関して、キャリア収集特性のｉ層伝導タイプ依存性を調べた。
図４は、微結晶シリコンゲルマニウム（ゲルマニウム濃度３０原子％）からなるｉ層を含むｐｉｎ接合型太陽電池における、量子効率スペクトルのｉ層伝導タイプ依存性を示したグラフである。横軸は入射光の波長（単位：ｎｍ）を示し、縦軸は量子効率を示している。
微結晶シリコンゲルマニウムをｉ層に用いたｐｉｎ接合型太陽電池において、光生成キャリアの収集特性はｉ層のキャリア濃度に強く依存するが、図４のグラフから、同じキャリア濃度でもｉ層の伝導タイプをｎ−型とする方がｐ−型とする場合に比べてキャリア収集特性が優れていることがわかった。
【００２８】
次に、微結晶シリコンゲルマニウムからなるｉ層を含むｐｉｎ接合を有する光電変換層を備えた太陽電池に関して、発電効率の製膜温度存性を調べた。
図５は、微結晶シリコンゲルマニウム（ゲルマニウム濃度（ｘ）２０原子％及び４０原子％）からなるｉ層を含むｐｉｎ接合型太陽電池における、発電効率の製膜温度依存性を示したグラフである。横軸はプラズマＣＶＤ法によるｉ層の製膜温度（Ｔｓ；単位：℃）を示し、縦軸は製膜温度２００℃における発電効率（η（２００℃））を１として表した各製膜温度（Ｔｓ）における発電効率（η（Ｔｓ））の相対値を示している。
図５の発電効率はＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ２に調整したソーラーシミュレーターを用いて室温２５℃にて計測した。
【００２９】
図５のグラフより、伝導タイプがｎ−型であっても、高ゲルマニウム組成領域では高温の製膜温度領域において変換効率が減少する傾向にあることが分かる。これは、高ゲルマニウム組成領域では、製膜温度が高いと膜中水素が低下し、これにより欠陥が増加して発電特性が低下するためと考えられる。従って、高ゲルマニウム濃度を有するｉ層を製膜する場合はできるだけ製膜温度を低温化し、ｉ層の膜中水素を積極的に増やすことが望ましいことが分かった。
【００３０】
以上の知見から、本発明の第１の参考実施形態に係る太陽電池の製造方法は、ｐ層（ｐ型シリコン系半導体の層）を製膜する工程、ｉ層（ｉ型シリコン系半導体の層）を製膜する工程、及びｎ層（ｎ型シリコン系半導体の層）を製膜する工程によりｐｉｎ接合を形成して光電変換層を形成する太陽電池の製造方法であって、前記ｉ層を製膜する工程が、ゲルマニウムを５０原子％以上含有する微結晶シリコンゲルマニウムの層を１００℃以上２５０℃以下の製膜温度でプラズマＣＶＤ法により製膜する工程である、太陽電池の製造方法とした。
【００３１】
また、この太陽電池は、ｐ層、ｉ層及びｎ層を積層したｐｉｎ接合を有する光電変換層を備えた太陽電池であって、前記ｉ層が、ゲルマニウムを５０原子％以上含有し、１００℃以上２５０℃以下の製膜温度でプラズマＣＶＤ法により製膜された微結晶シリコンゲルマニウムの層である、太陽電池となる。
【００３２】
第１の参考実施形態においては、ｉ層の製膜温度を２５０℃以下とすることにより、ゲルマニウム濃度５０原子％以上の微結晶シリコンゲルマニウムをｉ層に用いた場合でも、ｎ−型からｐ−型への遷移を抑制し、キャリア収集特性を向上させることができ、太陽電池の発電効率の低下を抑えることができる。この製膜温度の上限は、２００℃がより好ましく、１６０℃がさらに好ましい。
一方、ｉ層の製膜温度を極度に低温化すると膜質が悪くなり光伝導度が低下してしまうので、却って太陽電池の発電効率が低下してしまう。このため、ｎ−型伝導を示す範囲で製膜温度を適正化する必要がある。従って、本参考実施形態において、ｉ層の製膜温度の下限は１００℃とした。この製膜温度の下限は、１００℃がより好ましく、１２０℃がさらに好ましい。
【００３３】
本参考実施形態においては、ｉ層の形成する微結晶シリコンゲルマニウム中のゲルマニウム濃度を５０原子％以上とすることにより、長波長光（赤外光）の吸収特性を向上することができる。ゲルマニウムを高濃度化することで、薄膜でも大きい赤外吸収が得られるため太陽電池の生産性が向上する。したがってゲルマニウム濃度の下限値は５５原子％とすることが好ましく、６０原子％がより好ましい。しかし、ゲルマニウムを添加するとバンドギャップが縮小し、太陽電池の開放電圧が低下する問題がある。特にゲルマニウム濃度８０原子％以上ではバンドギャップが急速に低下するため、ゲルマニウム濃度の上限値は８０原子％とすることが好ましく、７０原子％がより好ましい。
【００３４】
本発明の第１の実施形態に係る太陽電池の製造方法は、ｐ層（ｐ型シリコン系半導体の層）を製膜する工程、ｉ層（ｉ型シリコン系半導体の層）を製膜する工程、及びｎ層（ｎ型シリコン系半導体の層）を製膜する工程によりｐｉｎ接合を形成して光電変換層を形成する太陽電池の製造方法であって、前記ｉ層を製膜する工程が、微結晶シリコンゲルマニウムの層を１６０℃以下の製膜温度でプラズマＣＶＤ法により製膜する工程である、太陽電池の製造方法とした。
【００３５】
また、この太陽電池は、ｐ層、ｉ層及びｎ層を積層したｐｉｎ接合を有する光電変換層を備えた太陽電池であって、前記ｉ層が、１６０℃以下の製膜温度でプラズマＣＶＤ法により製膜された微結晶シリコンゲルマニウムの層である、太陽電池となる。
【００３６】
第１の実施形態においては、ｉ層の製膜温度を１６０℃以下とすることにより、微結晶シリコンゲルマニウムをｉ層に用いた場合に、全ゲルマニウム濃度領域においてｎ−型からｐ−型への遷移を抑制し、キャリア収集特性を向上させることができ、太陽電池の発電効率の低下を抑えることができる。この製膜温度の上限は、１５０℃がより好ましく、１４０℃がさらに好ましい。
【００３７】
一方、ｉ層の製膜温度を極度に低温化すると膜質が悪くなり光伝導度が低下してしまうので、却って太陽電池の発電効率が低下してしまう。このため、製膜温度を適正化する必要がある。従って、本実施形態において、ｉ層の製膜温度の下限は１００℃とすることができ、より好ましくは１１０℃、さらに好ましくは１２０℃とすることができる。
【００３８】
本実施形態においては、ｉ層の形成する微結晶シリコンゲルマニウム中のゲルマニウム濃度は特に限定されないが、その下限値は、ゲルマニウムを含まない微結晶シリコンに比べて赤外感度の増加が顕著に出現する２０原子％とすることが好ましく、３０原子％がさらに好ましい。しかし、ゲルマニウムを添加するとバンドギャップが縮小し、太陽電池の開放電圧が低下する問題がある。特にゲルマニウム濃度８０原子％以上ではバンドギャップが急速に低下するため、ゲルマニウム濃度の上限値は８０原子％とすることが好ましく、７０原子％がより好ましい。
【００３９】
〔実施例〕
以下、上記実施形態による太陽電池の製造例について説明するが、本発明はこれに限定されない。
Ａ．太陽電池の構造
以下の層構成を有する太陽電池を製造した：
ガラス基板／ＴＣＯ（ＧＺＯ）／ＡＲ層（ＴｉＯ２／ＧＺＯ）／ｐ層（微結晶Ｓｉ）／ｉ層（微結晶ＳｉＧｅ）／ｎ層（微結晶Ｓｉ）／裏面電極（ＧＺＯ／Ａｇ／ＧＺＯ）。
但し、「ＴＣＯ」は透明導電性酸化物、「ＧＺＯ」はガリウム添加酸化亜鉛、「ＡＲ層」は反射防止層の略称である。
【００４０】
Ｂ．製膜条件
Ｂ−１．光電変換層の製膜条件
以下の条件でプラズマＣＶＤ法によりｐ層、ｎ層及びｉ層を製膜した。
（ｐ層）
圧力：０．５Ｔｏｒｒ
パワー：２００ｍＷ／ｃｍ２
ガス流量：ＳｉＨ４：４．５ｓｃｃｍ、Ｂ２Ｈ６：０．０１５ｓｃｃｍ、Ｈ２：４５０ｓｃｃｍ
製膜温度：１８０℃
電極−基板間距離：１５ｍｍ
膜厚：３５ｎｍ
【００４１】
（ｉ層）
圧力：１．５Ｔｏｒｒ
パワー：２００ｍＷ／ｃｍ２
ガス流量：ＳｉＨ４：０−５．４ｓｃｃｍ、ＧｅＨ４：０．２８ｓｃｃｍ、Ｈ２：３６０ｓｃｃｍ
製膜温度：２００℃
電極−基板間距離：１０ｍｍ
膜厚：１０００ｎｍ
膜厚は５００ｎｍ以上１５００ｎｍ以下であることが望ましく、実施例では１０００ｎｍを用いた結果を示す。
【００４２】
（ｎ層）
圧力：０．５Ｔｏｒｒ
パワー：２００ｍＷ／ｃｍ２
ガス流量：ＳｉＨ４：３ｓｃｃｍ、ＰＨ３：０．０４ｓｃｃｍ、Ｈ２：４００ｓｃｃｍ
製膜温度：２００℃
電極−基板間距離：２０ｍｍ
膜厚：４０ｎｍ
【００４３】
Ｂ−２．電極等の形成条件
ＧＺＯ（ＴＣＯ）：
１．１ｍｍ厚のガラス基板上に厚さ１μｍのＧＺＯを基板温度３００℃でマグネトロンスパッタ（６インチ径、ＤＣ電力４００Ｗ）により製膜した。
真空チャンバーから取り出した後、塩酸水溶液によりＧＺＯ膜を厚さ０．２μｍ以上０．３μｍ以下までエッチングし、シート抵抗を１０Ω／ｓｑ．以上１５Ω／ｓｑ．以下とした。
この化学エッチングにより、ＧＺＯ膜表面には凹凸形状ができ、Ｃ光源のもとで測定されるヘイズ率は約３５％であった。
【００４４】
ＡＲ層：
テクスチャ形成したＧＺＯ膜付き基板を再び真空スパッタリングチャンバーに設置し、基板温度３００℃に加熱した。
Ａｒ１００ｓｃｃｍ、圧力１５ｍＴｏｒｒで、ＴｉＯ２ターゲットに高周波電力（５００Ｗ、１３．５６ＭＨｚ）を供給し、厚さ４０ｎｍの酸化チタン層を形成した。
ＴｉＯ２の製膜終了後、圧力を５ｍＴｏｒｒまで下げ、ＧＺＯのターゲットに直流電力（４００Ｗ）を印加し、厚さ１０ｎｍのＧＺＯ層を形成した。
【００４５】
裏面電極：
マグネトロンスパッタ真空装置に設置し、室温でＧＺＯ層２０ｎｍ、Ａｇ層２００ｎｍ、ＧＺＯ層２０ｎｍを順に積層した。
最裏面のＺｎＯ層はプラズマ素子分離の際にマスクとして用いた。
【００４６】
電極パターニング、アニーリング：
試料を真空装置から取り出した後、裏面電極のパターニングにより面積０．２５ｃｍ２の太陽電池を１６個得た。その後、１５０℃のポストアニーリングを４時間おこなった。
【符号の説明】
【００４７】
１  基板
２  第１透明電極
３  光電変換層
９  第２透明電極
１０  裏面電極
【図１】
2011103492.tif 000003
【図２】
2011103492.tif 000004
【図３】
2011103492.tif 000005
【図４】
2011103492.tif 000006
【図５】
2011103492.tif 000007