(57)【要約】【課題】透過率を変化させることにより、発電効率を向上させた太陽電池を提供する。【解決手段】本発明は、凹凸面１８を有する光電変換部１０Ａと、凹凸面１８を覆って形成された透光性を有する透光性膜２０Ａとを備える太陽電池１Ａであって、透光性膜２０Ａは、傾きを有する第一表面２３と、第一表面２３に相対し、傾きを有する第二表面２８とを有し、第一表面２３を形成する第一透光性膜２１と第二表面２８を形成する第二透光性膜２６との厚さが異なる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹凸面を有する光電変換部と、前記凹凸面を覆って形成された透光性を有する透光性膜とを備える太陽電池であって、
前記透光性膜は、傾きを有する第一表面と、前記第一表面に相対し、傾きを有する第二表面とを有し、
前記第一表面を形成する第一透光性膜と前記第二表面を形成する第二透光性膜との厚さが異なる太陽電池。
【請求項２】
前記第一表面で反射された光の少なくとも一部の光は前記第二表面に入射する請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】
前記透光成膜は、前記第一表面と前記第二表面とからなる一対の面を複数有し、
前記透光性膜が有する全ての前記一対の面において、前記第一透光性膜と前記第二透光性膜との厚さが異なる請求項１又は２に記載の太陽電池。
【請求項４】
前記透光性膜は、絶縁膜からなり、
前記第一透光性膜及び前記第二透光性膜の厚さは、４０ｎｍ以上、１０５ｎｍ以下である請求項１から３の何れか１項に記載の太陽電池。
【請求項５】
前記透光性膜は、酸化錫が添加された酸化インジウムを含む導電膜からなり、
前記第一透光性膜及び前記第二透光性膜の厚さは、４５ｎｍ以上、１００ｎｍ以下である請求項１から３の何れか１項に記載の太陽電池。
【請求項６】
前記透光性膜は、酸化セリウムが添加された酸化インジウムを含む導電膜からなり、
前記第一透光性膜及び前記第二透光性膜の厚さは、４５ｎｍ以上、１０５ｎｍ以下である請求項１から３の何れか１項に記載の太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射する太陽光の反射を抑制する透光性の膜が形成された太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、クリーンで無尽蔵に供給される太陽光エネルギーを直接電気エネルギー変換することができるため、新しいエネルギー源として期待されている。
【０００３】
従来、入射した太陽光を太陽電池に取り込み、発電効率を向上させるために、反射を抑制する透光性膜を備えた太陽電池が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ここで、透光性膜に入射する光の波長（λ）と、透光性膜の厚み（ｄ）、透光性膜の屈折率（ｎ）とが、以下の（式１）を満たすとき、透光性膜に入射する光の波長の反射率は最小となる。
【０００５】
ｄ＝λ／４ｎ  ・・・・（式１）
太陽光は、６００ｎｍ付近の波長を持つ光の強度が最も大きい（図５（ａ）参照）。そこで、反射を抑制する透光性膜は、６００ｎｍ付近の波長の反射率が低くなるような膜厚に設計される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１０９１６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
太陽電池は、３００ｎｍから１２００ｎｍの波長領域を持つ光を利用する。従って、６００ｎｍ付近の波長の透過率が高くなる膜厚では、６００ｎｍ付近を除いた波長領域の透過率は、低くなってしまう。このため、太陽電池が発電のために利用する３００ｎｍから１２００ｎｍの波長領域を考慮した透過率とはいえず、未だ改善の余地が残されていた。
【０００８】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、透過率を変化させることにより、発電効率を向上させた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】
上述した課題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。本発明の特徴は、凹凸面（凹凸面１８）を有する光電変換部（光電変換部１０Ａ、光電変換部１０Ｂ）と、凹凸面を覆って形成された透光性を有する透光性膜（透光性膜２０Ａ、透光性導電膜２０Ｂ）とを備える太陽電池（太陽電池１Ａ、太陽電池１Ｂ）であって、透光性膜は、傾きを有する第一表面（第一表面２３）と、第一表面に相対し、傾きを有する第二表面（第二表面２８）とを有し、第一表面を形成する第一透光性膜（第一透光性膜２１）と第二表面を形成する第二透光性膜（第二透光性膜２６）との厚さが異なることを要旨とする。
【００１０】
本発明によれば、第一透光性膜と第二透光性膜との厚さとが異なる。透過率は、透光性膜の厚さによって変化するため、第二透光性膜は、第一透光性膜と異なる透過率となる。第一透光性膜では、透過率の高い波長の光は充分に透過され、透過率の低い波長の光は反射される。第一透光性膜では、透過率の低い波長の光であっても、第二透光性膜では、透過率がより高い波長の光となる。このため、第二透光性膜では、反射された光がより透過されることになる。これにより、入射した太陽光をより太陽電池に取り込むことができ、発電効率の向上が図られる。
【００１１】
また、第一表面で反射された光の少なくとも一部の光は第二表面に入射することを要旨とする。
【００１２】
また、透光成膜は、第一表面と第二表面とからなる一対の面を複数有し、透光性膜が有する全ての一対の面において、第一透光性膜と第二透光性膜との厚さが異なることを要旨とする。
【００１３】
また、透光性膜は、絶縁膜からなり、第一透光性膜及び第二透光性膜の厚さは、４０ｎｍ以上、１０５ｎｍ以下であることを要旨とする。
【００１４】
また、透光性膜は、酸化錫が添加された酸化インジウムを含む導電膜からなり、第一透光性膜及び第二透光性膜の厚さは、４５ｎｍ以上、１００ｎｍ以下であることを要旨とする。
【００１５】
また、透光性膜は、酸化セリウムが添加された酸化インジウムを含む導電膜からなり、第一透光性膜及び第二透光性膜の厚さは、４５ｎｍ以上、１０５ｎｍ以下であることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、透過率を変化させることにより、発電効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る太陽電池１Ａの斜視図である。
【図２】図２（ａ）は、受光面側から視た本発明の実施形態に係る太陽電池１Ａの上面図の一部である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ断面図の一部である。
【図３】図３（ａ）は、裏面側から視た透光性膜２０Ａの形成様子を説明する説明図である。図３（ｂ）は、進行方向ｘと垂直な面から視た透光性膜２０Ａの形成様子を説明する説明図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態に係る太陽電池１Ｂの斜視図である。
【図５】図５（ａ）は、３００〜１２００ｎｍ領域の波長の太陽光強度を表すグラフである。図５（ｂ）は、実施例及び比較例の分光透過特性を表すグラフである。図５（ｃ）は、図５（ａ）と図５（ｂ）との関係から、光電変換部に入射する太陽光の強度を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施形態に係る太陽電池の一例について、図面を参照しながら説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なのものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることを留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１９】
（１）太陽電池１Ａの概略構成
本発明の実施形態に係る太陽電池１Ａの概略構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係る太陽電池１Ａの斜視図である。
【００２０】
太陽電池１Ａは、図１に示すように、光電変換部１０Ａと透光性膜２０Ａと裏面電極３０と表面電極４０とを備える。太陽電池１Ａは、表面電極４０が設けられている側から太陽光を受光する。この太陽光を受光する面を受光面とし、受光面と反対側の面を裏面とする。
【００２１】
光電変換部１０Ａは、入射した太陽光を電気エネルギーに変換するものである。光電変換部１０Ａは、ｐ型シリコン（Ｓｉ）基板１２とｎ層１４とｐ＋層１６とからなる。ｐ型シリコン基板１２の受光面側には、ｎ層１４が形成されている。これよって、半導体接合が形成され、太陽光が入射することにより生成したキャリア（正孔及び電子）が分離される。
【００２２】
ｐ型シリコン基板１２の裏面側には、ｐ＋層１６が形成されている。ｐ＋層１６は、太陽光の入射により生成された電子が裏面側で再結合しないように、いわゆるＢＳＦ効果が得られるように設けられている。
【００２３】
光電変換部１０Ａは、凹凸面１８を有する。凹凸面１８は、四角錐が規則的に連続して並ぶことにより、形成されている（図２（ａ）及び図２（ｂ）参照）。すなわち、光電変換部１０Ａの受光面側は、いわゆるピラミッド構造となっている。
【００２４】
透光性膜２０Ａは、光電変換部１０Ａを保護するために設けられるとともに、入射してきた太陽光が反射されるのを抑制するために設けられる。透光性膜２０Ａは、光電変換部１０Ａの受光面側に設けられる。このため、透光性膜２０Ａは、太陽光を遮らないように、透光性を有する。透光性膜２０Ａは、凹凸面１８を有する光電変換部１０Ａを覆って形成される。このため、透光性膜２０Ａも凹凸形状となる。透光性膜２０Ａとして、例えば、窒化珪素（ＳｉＮ、Ｓｉ３Ｎ４）膜、酸化珪素（ＳｉＯ２）膜等の透光性絶縁膜が挙げられる。他にも、透光性膜２０Ａとして、アミド系材料、イミド系材料、エポキシ系材料、オレフィン系材料、アクリル系材料等を用いた透光性の樹脂膜が挙げられる。
【００２５】
一般的に、透光性絶縁膜は、屈折率が小さい。このため、ある波長の反射率を最小にする場合、屈折率の大きい膜に比べて、膜厚を大きくする必要がある。透光性膜を形成する場合、膜厚が小さい場合に比べて、膜厚が大きい方が膜厚を制御しやすい。従って、透光性絶縁膜を用いた透光性膜２０Ａは、透光性の導電性膜と比べて、膜厚の制御が容易であるという利点がある。
【００２６】
裏面電極３０及び表面電極４０は、光電変換部１０Ａで生成されたキャリアを収集する。表面電極４０は、光電変換部１０Ａの受光面側に設けられる。表面電極４０は、光電変換部１０Ａと直接接触している。裏面電極３０は、光電変換部１０Ａの裏面側に設けられる。裏面電極３０は、ＢＳＦ効果を得るために、一般的にアルミニウム材料が使用される。光電変換部１０Ａには、キャリアをさらに収集するための、いわゆるバス電極（不図示）が形成されていても良い。
【００２７】
（２）透光性膜２０Ａ
本発明の実施形態に係る透光性膜２０Ａについて、図２（ａ）及び図２（ｂ）を参照しながら説明する。図２（ａ）は、受光面側から視た太陽電池１Ａの上面図の一部である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ断面図の一部である。
【００２８】
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示されているように、太陽電池１Ａの受光面側は、
四角錐が規則的に連続して並ぶことにより、形成されている。太陽電池１Ａの受光面側は、透光性膜２０Ａによって、覆われている。透光性膜２０Ａは、傾斜面である第一表面２３と、傾斜面である第二表面２８とを有している。第二表面２８は、第一表面２３と相対している。透光性膜２０Ａは、第一表面２３と第二表面２８とからなる一対の面２５を複数有している。
【００２９】
第一表面２３は、第一透光性膜２１によって、形成されている。第一透光性膜２１の表面が、第一表面２３となる。第一透光性膜２１の裏面は、凹凸面１８と接している。凹凸面１８と垂直な方向における凹凸面１８から第一表面２３までの長さを第一透光性膜２１の厚さｄ１とする。図２（ｂ）に示されるように、第一表面２３には、太陽光Ｌが入射する。
【００３０】
第二表面２８は、第二透光性膜２６によって、形成されている。第二透光性膜２６の表面が、第二表面２８となる。第二透光性膜２６の裏面は、凹凸面１８と接している。凹凸面１８と垂直な方向における凹凸面１８から第二表面２８までの長さを第二透光性膜２６の厚さｄ２とする。図２（ｂ）に示されるように、第一表面２３で反射された太陽光Ｌの少なくとも一部は、第二表面２８に入射する。
【００３１】
第一表面２３と第二表面２８とは、傾きを持って互いに向き合い隣接している。具体的には、角度θの傾きを持って、第一表面２３と第二表面２８とは、互いに向き合っている。このため、第一表面２３第一表面２３上で反射された光は、第二表面２８へと入射されやすい。
【００３２】
太陽光は、様々な波長の光を含んでいる。光の透過率は、光の持つ波長によって、変化する。また、透光成膜の膜厚と透光成膜の屈折率とによって、同一の波長であっても透過率が変化する。
【００３３】
図２（ｂ）に示されるように、太陽光Ｌは、第一透光性膜２１に入射してくる。第一透光性膜２１の厚さｄ１と屈折率との関係から、太陽光Ｌの透過率の高い波長を持つ光の多くは、第一透光性膜２１を透過し、光電変換部１０Ａに入射される。一方、透過率の低い波長を持つ太陽光Ｌの多くは、第一表面２３上で反射される。第一表面２３と第二表面２８とは、角度θの傾きを持って、互いに向き合っている。そのため、第一表面２３上で反射された太陽光Ｌは、第二透光性膜２６に入射してくる。一般的に、膜厚が厚いほど、長い波長の光の透過率が上がり、膜厚が薄いほど、短い波長の光の透過率が上がるという関係がある。図２（ｂ）に示されるように、厚さｄ１の方が厚さｄ２よりも薄い。このため、第一透光性膜２１と第二透光性膜２６と膜厚の関係において第一透光性膜２１は、短い波長の光の透過率が上がり、長い波長の光の透過率は下がる。第二透光性膜２６は、短い波長の光の透過率が下がり、長い波長の光の透過率は上がる。従って、第一表面２３上で反射された太陽光Ｌは、長い波長の光を多く含む。第二透光性膜２６は、第一透光性膜２１と比べると、長い波長の光の透過率は上がるため、第一表面２３上で反射された太陽光Ｌの多くは、第二表面２８上から第二透光性膜２６を透過し、光電変換部１０Ａに入射される。従って、厚さｄ１と厚さｄ２とが等しい場合と比べて、より多くの太陽光Ｌが光電変換部１０Ａに入射される。これによって、発電効率が向上する。
【００３４】
透光性膜２０Ａは、第一表面２３と第二表面２８とからなる一対の面２５を複数有している。図２（ａ）において、透光性膜２０Ａは、７つの一対の面２５を有している。この７つの一対の面２５のうち、少なくとも一つの一対の面２５において、第一透光性膜２１と第二透光性膜２６との厚さが異なれば、本発明の効果を得ることができる。透光性膜２０Ａが有する７つ全ての一対の面２５において、第一透光性膜２１と第二透光性膜２６との厚さが異なるのが、より好ましい。
【００３５】
（３）太陽電池１Ａの製造方法
本発明の実施形態に係る太陽電池１Ａの製造方法について説明する。
【００３６】
まず、ｐ型シリコンからなるインゴットをスライスしてｐ型シリコン基板１２を準備する。ｐ型シリコン基板１２に凹凸を形成するため、アルカリ溶液でエッチングを行う。ｐ型シリコン基板１２の結晶面によって、凹凸の形状が異なる。例えば、（１１１）面の場合であれば、凹凸の形状は、四角錐型のピラミッド形状となる。
【００３７】
次に、ｐ型シリコン基板１２上に、ｎ層１４を形成する。例えば、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）、窒素及び酸素の混合ガス雰囲気で熱処理を行う。凹凸が形成されたｐ型シリコン基板１２に形成されたｎ層１４の表面が凹凸面１８となる。
【００３８】
次に、透光性膜２０Ａを形成する方法を、図３（ａ）及び図３（ｂ）を参照しながら説明する。図３（ａ）は、裏面側から視た透光性膜２０Ａの形成様子を説明する説明図である。図３（ｂ）は、進行方向ｘから視た透光性膜２０Ａの形成様子を説明する説明図である。なお、図３（ｂ）において、ｎ層１４は、省略されている。
【００３９】
図３（ａ）に示されるように、ｎ層１４が形成されたｐ型シリコン基板１２は、進行方向ｘに沿って、一定の速度で運ばれる。運ばれてきたｐ型シリコン基板１２に、透光性膜２０Ａとなる原料を蒸着することにより、透光性膜２０Ａが形成される。
【００４０】
透光性膜２０Ａとなる原料は、蒸着源１００から放出される。ｐ型シリコン基板１２の裏面側から視て、進行方向ｘと原料が放出される方向である方向ａとのなす角度が角度αとなり、進行方向ｘと垂直な面から視て、ｐ型シリコン基板１２の主面に沿った面と方向ａとのなす角度が角度βとなるように、蒸着源１００は設置されている。蒸着源１００としては、例えば、スパッタリング装置が挙げられる。
【００４１】
第一透光性膜２１と第二透光性膜２６とに膜厚の差を設けるため、凹凸面１８と方向ａとの角度を適宜調整する。図３（ｂ）に示されているように、進行方向ｘと垂直な断面において、凹凸面１８と方向ａとがなす角度を角度γ１及び角度γ２とする。蒸着源１００とｐ型シリコン基板１２とが、一定長さ離れている場合、角度γ２と比べて、角度γ１は小さくなる。従って、角度γ１を形成する凹凸面１８に蒸着する原料の量は、角度γ２を形成する凹凸面１８に蒸着する原料の量に比べて少ない。すなわち、角度γ１を形成する凹凸面１８には、厚さｄ２よりも薄い厚さｄ１を有する第一透光性膜２１が均一に形成される。角度γ２を形成する凹凸面１８には、第二透光性膜２６が均一に形成される。
【００４２】
なお、上述の通り、蒸着源１００の設置場所を変更しなくても、ｐ型シリコン基板１２の傾かせることによっても、厚さｄ１及び厚さｄ２を調整できる。
【００４３】
次に、裏面電極３０及び表面電極４０を形成する。例えば、スクリーン印刷法を用いて、アルミペーストをｐ型シリコン基板１２上に付着し、乾燥させることにより、裏面電極３０は形成される。表面電極４０も同様に、スクリーン印刷法を用いて、銀ペーストを透光性膜２０Ａ上に付着し、乾燥させることにより、形成できる。
【００４４】
次に、形成した裏面電極３０及び表面電極４０を焼成する。この焼成により、裏面電極３０とｐ型シリコン基板１２のシリコンが反応して、裏面電極３０とｐ型シリコン基板１２との間にｐ＋層１６が形成される。また、焼成により、表面電極４０と接していた透光性膜２０Ａは、溶融する。これによって、表面電極４０とｎ層１４とが接触する。
【００４５】
このようにして、太陽電池１Ａは製造される。
【００４６】
（４）太陽電池１Ｂの概略構成
太陽電池１Ａとは別の本発明の実施形態に係る太陽電池１Ｂの概略構成について、図４を参照しながら説明する。図４は、本発明の実施形態に係る太陽電池１Ｂの斜視図である。以下の説明において、太陽電池１Ａと同様の部分は、適宜省略する。
【００４７】
太陽電池１Ｂは、図４に示すように、光電変換部１０Ｂと透光性導電膜２０Ｂ及び透光性導電膜２０Ｂ’と表面電極４０及び裏面電極４５とを備える。太陽電池１Ｂは、表面電極４０が設けられている側を受光面とし、受光面と反対側の面を裏面とする。
【００４８】
光電変換部１０Ｂは、入射した太陽光を電気エネルギーに変換するものである。光電変換部１０Ｂは、ｎ型の単結晶シリコン基板１１（ｎ型ｃ−Ｓｉ層１１）とｉ型の水素化非晶質シリコン半導体層１３（ｉ型ａ−Ｓｉ層１３）とｐ型の水素化非晶質シリコン半導体層１５（ｐ型ａ−Ｓｉ層１５）とｉ型の水素化非晶質シリコン半導体層１７（ｉ型ａ−Ｓｉ層１７）とｎ型の水素化非晶質シリコン半導体層１９（ｎ型ａ−Ｓｉ層１９）とからなる。
【００４９】
ｎ型ｃ−Ｓｉ層１１の受光面側には、ｉ型ａ−Ｓｉ層１３、ｐ型ａ−Ｓｉ層１５が順に形成されている。ｎ型ｃ−Ｓｉ層１１の裏面側にはｉ型ａ−Ｓｉ層１７、ｎ型ａ−Ｓｉ層１９が順に形成されている。これらの層は、例えば、プラズマＣＶＤ法によって形成される。
【００５０】
光電変換部１０Ｂは、受光面側だけでなく、裏面側にも凹凸面１８を有する。この凹凸面１８は、太陽電池１Ａと同様、アルカリ溶液でエッチングされて形成される。
【００５１】
透光性導電膜２０Ｂ及び透光性導電膜２０Ｂ’は、光電変換部１０Ｂで生成されたキャリアを収集するために設けられるとともに、入射してきた太陽光が反射されるのを抑制するために設けられる。太陽電池１Ｂは、受光面側だけでなく、裏面側からも太陽光を入射できる、いわゆるＨＩＴ構造を有している。このため、透光性導電膜２０Ｂ及び透光性導電膜２０Ｂ’は、透光性を有する導電膜からなる。透光性導電膜２０Ｂ及び透光性導電膜２０Ｂ’としては、例えば、酸化インジウムに酸化錫が添加された導電膜（ＩＴＯ膜）や酸化インジウムにランタノイド系元素が添加された導電膜が挙げられる。添加されたランタノイド系元素には、セリウム（Ｃｅ）やプラセオジウム（Ｐｒ）が挙げられる。
【００５２】
金属は、太陽光を一部吸収する。透光性膜に金属が含まれる場合、光電変換部に入射される太陽光の一部が吸収され、発電効率が減少する。ＩＣＯ膜は、全光平均屈折率が２．２と大きい。このため、ＩＣＯ膜を用いれば、膜厚の厚みを薄くできる。膜厚が薄い方が、太陽光を一部吸収する金属の量も少なくなるため、より発電効率を向上できる。
【００５３】
透光性導電膜２０Ｂは、ｐ型ａ−Ｓｉ層１５上に形成される。透光性導電膜２０Ｂ’は、ｎ型ａ−Ｓｉ層１９上に形成される。透光性導電膜２０Ｂ及び透光性導電膜２０Ｂ’は、透光性膜２０Ａと同様の手法により形成される。これにより、透光性導電膜２０Ｂ及び透光性導電膜２０Ｂ’は、凹凸面１８を覆って形成される。
【００５４】
表面電極４０及び裏面電極４５については、太陽電池１Ａの表面電極４０と同様の手法により形成される。
【００５５】
（５）評価
本発明の効果を確かめるために、発電効率について、シミュレーションによって、評価を行った。評価には、透光性絶縁膜として、イミド樹脂膜（全光平均屈折率：約１．６）、及びＳｉＮ膜（全光平均屈折率：約２．０）を用いた。透光性導電膜として、酸化錫（ＳｎＯ２）が添加された酸化インジウムを含む透光性導電膜であるＩＴＯ膜（全光平均屈折率：約１．９）、酸化セリウムが添加された酸化インジウムを含む透光性導電膜であるＩＣＯ膜（全光平均屈折率：約２．２）を用いた。
【００５６】
評価の方法について、ＩＣＯ膜を用いて説明する。本発明の実施形態を具現化した実施例では、厚さｄ１が８０ｎｍ、厚さｄ２が８５ｎｍとなるように、透光性導電膜（ＩＣＯ膜）を蒸着させた。比較例では、透光性導電膜の厚みが８０ｎｍと均一になるように、透光性導電膜（ＩＣＯ膜）を蒸着させた。その他の構成については、実施例及び比較例ともに同一である。
【００５７】
図５（ａ）は、３００ｎｍ〜１２００ｎｍ領域の波長の太陽光強度を表すグラフである。縦軸は太陽光の強度を表し、横軸は波長［ｎｍ］を表す。図５（ｂ）は、実施例及び比較例の分光透過特性を表すグラフである。縦軸は透過率を表し、横軸は波長［ｎｍ］を表す。図５（ｃ）は、図５（ａ）と図５（ｂ）との関係から、光電変換部に入射する太陽光の強度を表すグラフである。縦軸は、射する太陽光の強度を表し、横軸は波長［ｎｍ］を表す。
【００５８】
図５（ｂ）に示されるように、３００ｎｍから７００ｎｍまでは、実施例の透過率は、比較例に比べて小さいものの、７００ｎｍ以上の波長では、実施例の透過率は、比較例に比べて大きくなる。従って、図５（ｃ）に示されるように、７００ｎｍ以降の透過する太陽光の強度は上昇した。その結果、実施例の発電効率は、比較例に比べて、０．０９％上昇した（表１参照）。
【００５９】
太陽電池１Ｂのような水素化非晶質シリコンと単結晶シリコンとを利用するハイブリット構造の太陽電池では、赤外領域の波長を吸収する割合が高い。従って、ハイブリット構造の太陽電池に、本発明を適用することにより、発電効率の向上に大きく寄与することがわかる。
【００６０】
このようにして、その他の透光性膜についても同様に発電効率について評価を行った。結果を表１に示す。
【表１】
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【００６１】
透光性絶縁膜の厚さを４０ｎｍ〜１０５ｎｍの範囲で変化させ、発電効率の上昇割合を求めた。その結果、表１に示されるように、いずれの膜厚の場合であっても発電効率の上昇が見られた。
【００６２】
透光性導電膜の厚さを４５ｎｍ〜１０５ｎｍの範囲で変化させ、発電効率の上昇割合を求めた。その結果、表１に示されるように、いずれの膜厚の場合であっても発電効率の上昇が見られた。具体的には、ＩＴＯ膜の場合、４５ｎｍ以上、１００ｎｍ以下の膜厚において、発電効率の上昇が見られた。ＩＣＯ膜の場合、４５ｎｍ以上、１０５ｎｍ以下の膜厚において、発電効率の上昇が見られた。発電効率の上昇及び膜厚の制御の観点から、ＩＴＯ膜では、９０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下の膜厚が好ましい。同様に、ＩＣＯ膜では、９０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下の膜厚が好ましい。ＩＣＯ膜では、７５ｎｍ以上、８５ｎｍ以下の膜厚がさらに好ましいことが分かる。
【００６３】
（６）作用・効果
本発明の実施形態に係る太陽電池では、第一透光性膜２１の厚さｄ１と第二透光性膜２６の厚さｄ２とが異なる。また、本発明の実施形態に係る太陽電池では、第一表面２３で反射された太陽光Ｌの少なくとも一部は、第二表面２８に入射する。厚さｄ１の方が厚さｄ２よりも薄いとした場合、第一透光性膜２１と第二透光性膜２６との関係において、第一透光性膜２１は、短い波長の光の透過率が上がり、長い波長の光の透過率は下がる。第二透光性膜２６は、短い波長の光の透過率が下がり、長い波長の光の透過率は上がる。従って、第一表面２３上で反射された太陽光Ｌは、長い波長の光を多く含む。第二透光性膜２６は、第一透光性膜２１と比べると、長い波長の光の透過率は上がるため、第一表面２３上で反射された太陽光Ｌの多くは、第二表面２８上から第二透光性膜２６を透過し、光電変換部に入射される。従って、厚さｄ１と厚さｄ２とが等しい場合と比べて、より多くの太陽光Ｌが光電変換部に入射される。その結果、透光性膜の厚みが等しい太陽電池と比較して、本発明の実施形態に係る太陽電池は、発電効率の向上が図られる。
【００６４】
本発明の実施形態に係る太陽電池では、透光性膜２０Ａ又は透光性導電膜２０Ｂ（及び透光性導電膜２０Ｂ’）が有する全ての一対の面２５において、第一透光性膜２１と第二透光性膜２６との厚さが異なるのが好ましい。これによって、本発明の効果を得ることのできる領域が増えるため、より発電効率の向上が図られる。
【００６５】
本発明の実施形態に係る太陽電池では、透光性膜は、透光性膜２０Ａからなり、第一透光性膜２１及び第二透光性膜２６の厚さｄ１及び厚さｄ２は、４０ｎｍ以上、１０５ｎｍ以下である。また、本発明の実施形態に係る太陽電池では、透光性膜は、酸化錫が添加された酸化インジウムを含む透光性導電膜２０Ｂ（及び透光性導電膜２０Ｂ’）からなり、第一透光性膜２１及び第二透光性膜２６の厚さｄ１及び厚さｄ２は、４５ｎｍ以上、１００ｎｍ以下である。また、本発明の実施形態に係る太陽電池では、透光性膜は、酸化セリウムが添加された酸化インジウムを含む透光性導電膜２０Ｂ（及び透光性導電膜２０Ｂ’）からなり、第一透光性膜２１及び第二透光性膜２６の厚さｄ１及び厚さｄ２は、４５ｎｍ以上、１０５ｎｍ以下である。このような構成とすることにより、発電効率の向上が図られる。
【００６６】
（７）その他の実施形態
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。
【００６７】
本発明の実施形態では、凹凸面１８は、四角錐が規則的に複数並ぶことにより、形成されていたが、必ずしもそうである必要はない。例えば、逆ピラミッド構造により、凹凸面１８は形成されていても良い。他にもハニカム状や多角形状の構造により、凹凸面１８は形成されていても良い。
【００６８】
本発明の実施形態では、第一透光性膜２１の厚さｄ１が第二透光性膜２６の厚さｄ２よりも薄いとしていたが、必ずしもそうである必要はない。厚さｄ１が厚さｄ２よりも厚くても良い。すなわち、図２（ｂ）に示されている第二表面２８に太陽光Ｌが入射し、第二表面２８上で反射された太陽光Ｌが第一表面２３に入射しても良い。
【００６９】
この場合、第二表面２８上で反射された太陽光Ｌは、短い波長の光を多く含む。第一透光性膜２１は、第二透光性膜２６と比べると、短い波長の光の透過率は上がるため、第二表面２８上で反射された太陽光Ｌの多くは、第一透光性膜２１を透過し、光電変換部１０Ａに入射される。従って、厚さｄ１と厚さｄ２とが等しい場合と比べて、より多くの太陽光Ｌが光電変換部１０Ａに入射される。これによって、発電効率が向上する。
【００７０】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態を含む。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【００７１】
１Ａ，１Ｂ…太陽電池、１０Ａ，１０Ｂ…光電変換部、１１…ｎ型ｃ−Ｓｉ層、１２…ｐ型シリコン（Ｓｉ）基板、１３…ｉ型ａ−Ｓｉ層、１４…ｎ層、１５…ｐ型ａ−Ｓｉ層、１６…ｐ＋層、１７…ｉ型ａ−Ｓｉ層、１８…凹凸面、１９…ｎ型ａ−Ｓｉ層、２０Ａ…透光性膜、２０Ｂ，２０Ｂ’…透光性導電膜、２１…第一透光性膜、２３…第一表面、２５…一対の面、２６…第二透光性膜、２８…第二表面、３０，４５…裏面電極、４０…表面電極、１００…蒸着源
【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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