(57)【要約】【課題】光吸収率を高めた多接合型薄膜光電変換装置を提供する。【解決手段】本発明の多接合型薄膜光電変換装置は、透明基板と、該透明基板上に形成された透明導電膜と、該透明導電膜上に形成された第１光電変換素子と、該第１光電変換素子上に形成された中間層と、該中間層上に形成された第２光電変換素子と、該第２光電変換素子上に形成された裏面電極とを有し、中間層の平均厚みよりも厚みが厚い厚膜部と、中間層の平均厚みよりも厚みが薄い薄膜部とを有し、厚膜部の厚みは、薄膜部の厚みの１．５倍以上であることを特徴とする。【選択図】図１
2011249645.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板と、該透明基板上に形成された透明導電膜と、
前記透明導電膜上に形成された第１光電変換素子と、
前記第１光電変換素子上に形成された中間層と、
前記中間層上に形成された第２光電変換素子と、
前記第２光電変換素子上に形成された裏面電極とを有し、
前記中間層は、前記中間層の平均厚みよりも厚みが厚い厚膜部と、前記中間層の平均厚みよりも厚みが薄い薄膜部とを有し、
前記厚膜部の厚みは、前記薄膜部の厚みの１．５倍以上である、多接合型薄膜光電変換装置。
【請求項２】
前記厚膜部の厚みは、前記薄膜部の厚みの２倍以上である、請求項１に記載の多接合型薄膜光電変換装置。
【請求項３】
前記第１光電変換素子の透明導電膜側の凹凸の表面粗さは、２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である、請求項１または２に記載の多接合型薄膜光電変換装置。
【請求項４】
前記中間層の前記第１光電変換素子側の凹凸の表面粗さは、前記中間層の前記第２光電変換素子側の凹凸の表面粗さよりも大きい、請求項１〜３のいずれかに記載の多接合型薄膜光電変換装置。
【請求項５】
前記中間層の前記第２光電変換素子側の凹凸の表面粗さは、２ｎｍ以上２０ｎｍ以下である、請求項１〜４のいずれかに記載の多接合型薄膜光電変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多接合型薄膜光電変換装置に関し、特に光電変換素子の光吸収の効率を高めるための中間層を備える多接合型薄膜光電変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化を防止する観点から、従来の化石燃料を用いたエネルギから自然エネルギへの変換が要求されている。自然エネルギ用いる技術として、光電変換素子を用いる太陽電池はすでに実用化されているが、さらなる性能向上とコストダウンが要求されている。
【０００３】
太陽電池は、ｐｎ接合またはｐｉｎ接合を有する半導体により光エネルギを電気エネルギに変換する。ｐｎ接合またはｐｉｎ接合を構成する半導体としてはシリコンが一般的に用いられる。シリコンの中でも単結晶シリコンは、光電変換効率を高めることができるというメリットを有する。その反面、単結晶シリコンは、原料供給、大面積化、低コスト化の面での問題がある。
【０００４】
そこで、大面積化、および低コスト化の課題を解決する材料として、非晶質シリコンを光電変換素子として用いた薄膜太陽電池が実用化されている。この薄膜太陽電池は、一般的にｐ型層とｎ型層とでｉ型層を挟んだ構造の光電変換素子を有する。
【０００５】
ここで、ｉ型層は、実質的に真性の半導体であって、光電変換作用を示すものであり、光電変換素子の厚みの大部分を占める。ｉ型層の厚みを厚くすることにより、ｉ型層の光吸収を大きくすることができ、もって得られる光電流を大きくすることができる。
【０００６】
ところで、太陽電池の高効率化と低コスト化を両立する手段として、多接合型太陽電池の研究開発が盛んに行なわれている。たとえば特許文献１には、エネルギーギャップが異なる光電変換素子を複数積層した多接合型薄膜太陽電池が開示されている。
【０００７】
特許文献１に開示される多接合型薄膜太陽電池は、エネルギーギャップが大きい材料を太陽光の入射側から順に配置することにより、単接合型の薄膜太陽電池よりも効率的に太陽光エネルギを利用するというものである。しかも、複数の光電変換素子を直列に接続することにより、開放電圧を高めることができる。
【０００８】
このような多接合型薄膜太陽電池は、複数の光電変換素子が直列に接続されている。このため、多接合型薄膜太陽電池から取り出せる電流は、各光電変換素子で発生する電流のうちの最小のものに依存する。よって、たとえば多接合型薄膜太陽電池を構成するいずれか１つの光電変換素子の性能が低下すると、多接合型薄膜太陽電池全体の出力が低下する。このため、多接合型薄膜太陽電池を構成するそれぞれの光電変換素子の特性をバランスよく高度に保つことが要求される。
【０００９】
入射光に近い側の光電変換素子には、エネルギーギャップが大きい非晶質シリコンを用いる。非晶質シリコンの膜厚を薄くすることにより、Staebler-Wronski効果に起因する光電変換効率の経時劣化を抑制するとともに、生産性の向上およびコストダウンも実現し得る。
【００１０】
また、特許文献２には、２つの光電変換素子の間に導電性の中間層を配置した多接合型薄膜太陽電池が開示されている。このような位置に中間層を設けることにより、特定の波長のみを優先的に反射することができ、もって中間層の上下に位置する光電変換素子にそれぞれ、吸収係数の高い波長の光を透過させることができる。
【００１１】
ところで、特許文献３には、２つの光電変換素子の間に位置する中間層の表面に微細な凹凸を形成することにより、微細な凹凸が形成された側の光電変換素子の光電変換効率を高める技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平４−１２７５８０号公報
【特許文献２】特開２００１−２８４５２号公報
【特許文献３】特開２００３−３４７５７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
表面に凹凸形状を有する光電変換素子に太陽光が入射すると、光電変換素子の入射面で様々な方向に拡散される。そして、特許文献２および３のように光電変換素子の下面に中間層を配置する場合、中間層には様々な方向の光が入射する。中間層に入射した光が回析して、光電変換素子側に反射するためには、中間層の屈折率と膜厚とを調整する必要がある。
【００１４】
しかしながら、たとえば中間層に対して垂直に入射した光が反射しやすいように中間層の屈折率および膜厚を最適化すると、中間層に一定の角度をもって入射する光が反射されにくくなる。一方、中間層に対して一定の角度をもって入射する光が反射しやすいように中間層の屈折率および膜厚を最適化すると、中間層に垂直に入射した光が反射されにくくなる。
【００１５】
すなわち、中間層に入射する光の拡散度合に適した膜厚にする必要があるが、中間層に入射する光は一定の角度分布を有しているため、最適な中間層の膜厚を一意的に決定することはできなかった。
【００１６】
また、凹凸を形成した中間層の表面上に、結晶質からなる第２光電変換素子を結晶成長させると、かかる凹凸により結晶成長が阻害されて、粒界の発生が増加し、第２光電変換素子から取り出せる電圧が低下するという問題があった。
【００１７】
一方、平坦で滑らかな中間層の表面上に、結晶質からなる光電変換素子を結晶成長させると、光の拡散性が低下して、光電変換阻止を通過する光路長が短くなるという問題があった。
【００１８】
本発明は、上記のような現状に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、幅広い角度に拡散した光を効果的に反射することができる中間層を備えることにより、光吸収率を高めた多接合型薄膜光電変換装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明者らは上記のような課題を解決するために、中間層の最適厚みを検討したところ、中間層が一定の間隔で厚い部分と薄い部分とを有することにより、幅広い角度に拡散した入射光を効果的に反射するとともに、その上に形成される第２光電変換素子に粒界が生じにくくなることを見い出した。
【００２０】
すなわち、本発明の多接合型薄膜光電変換装置は、透明基板と、該透明基板上に形成された透明導電膜と、該透明導電膜上に形成された第１光電変換素子と、該第１光電変換素子上に形成された中間層と、該中間層上に形成された第２光電変換素子と、該第２光電変換素子上に形成された裏面電極とを有し、中間層の平均厚みよりも厚みが厚い厚膜部と、中間層の平均厚みよりも厚みが薄い薄膜部とを有し、厚膜部の厚みは、薄膜部の厚みの１．５倍以上であることを特徴とする。
【００２１】
上記の厚膜部の厚みは、薄膜部の厚みの２倍以上であることが好ましい。
第１光電変換素子の透明導電膜側の凹凸の表面粗さは、２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましい。中間層の第１光電変換素子側の凹凸の表面粗さは、中間層の第２光電変換素子側の凹凸の表面粗さよりも大きいことが好ましい。中間層の第２光電変換素子側の凹凸の表面粗さは、２ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、上記の構成を有することにより、幅広い角度に拡散した光であっても効果的に反射することができ、もって中間層から見て入射光側の光電変換素子の光吸収率を高めることができる。これにより光電変換素子が薄膜であっても多くの電流を取り出すことができる。しかも、上記の構成を有する中間層は、その上に形成される第２光電変換素子に粒界が生じにくいという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明による多接合型薄膜光電変換装置の模式的な断面図の一例である。
【図２】本発明による多接合型薄膜光電変換装置の模式的な断面図の一例である。
【図３】従来の多接合型薄膜光電変換装置の模式的な断面図の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の多接合型薄膜光電変換装置を説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものである。また、長さ、幅、厚さ、深さなどの寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜に変更されており、実際の寸法関係を表わすものではない。
【００２５】
図１は、本実施の形態の多接合型薄膜光電変換装置の模式的な断面図である。本実施の形態の多接合型薄膜光電変換装置１は、図１に示されるように、透明基板１１と、該透明基板１１上に形成された透明導電膜１２と、該透明導電膜１２上に形成された第１光電変換素子１３と、該第１光電変換素子１３上に形成された中間層１４と、該中間層１４上に形成された第２光電変換素子１５と、該第２光電変換素子１５上に形成された裏面電極１７とを有し、中間層１４は、中間層１４の平均厚みよりも厚みが厚い厚膜部と、中間層１４の平均厚みよりも厚みが薄い薄膜部とを有し、該厚膜部の厚みは、薄膜部の厚みの１．５倍以上であることを特徴とする。なお、図１に示されるように、第２光電変換素子１５と裏面電極１７との間に、透明導電性薄膜１６を形成してもよい。
【００２６】
このように中間層１４が厚膜部と薄膜部とを有することにより、たとえば厚膜部が中間層１４に対して角度をもって入射した光を反射し、薄膜部が中間層１４に対して垂直に入射した光を反射するというように機能し、幅広い角度をもって中間層１４に入射した光を効果的に反射することができる。なお、本実施の形態の多接合型薄膜光電変換装置１は、透明基板１１側から光を入射させる。以下、本実施の形態の多接合型薄膜光電変換装置１を構成する各部を説明する。
【００２７】
＜中間層＞
本実施の形態において、中間層１４は入射光のうちの第１光電変換素子が吸収しやすい波長の光のみを反射し、それ以外の波長の光を透過させる機能を有するものである。本実施の形態の中間層１４は、均一な膜厚のものではなく、上述のように厚膜部と薄膜部とを有するものであるが、中間層１４の厚みを平均すると５ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましい。このような中間層１４の平均厚みは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning  Electron  Microscope）を用いて断面形状を観察することにより測定された値を平均したものを採用するものとする。ここで、厚膜部とは、中間層１４の平均厚みよりも厚みが厚い部分のことをいい、薄膜部とは、中間層１４の平均厚みよりも厚みが薄い部分をいう。
【００２８】
本実施の形態において、中間層１４の厚膜部の厚みは、薄膜部の厚みの２倍以上であることが好ましい。このような膜厚の分布を有することにより、中間層１４に入射した光のうちの特定波長を効率的に反射させることができる。
【００２９】
このような中間層１４は、蒸着法、ＣＶＤ法、またはスパッタリング法により形成することができるが、所望の膜厚を形成するという観点から、化学的成膜法を用いることが好ましい。化学的成膜法としては、たとえばＣＶＤ法、ミストデポジション法、スプレー法などを挙げることができる。
【００３０】
上記の中間層１４に用いられる材料としては、透明性と導電性とを有する酸化物膜を用いることができる他、導電性を有するシリコン酸化物層、またはシリコン窒化物層などを用いてもよい。このような酸化物膜としては、たとえばＩＴＯ膜、ＳｎＯ2膜、またはＺｎＯ膜を挙げることができる。
【００３１】
ここで、中間層１４は、その表裏に凹凸を有するものであり、中間層１４の第１光電変換素子１３側に形成された凹凸の表面粗さＲａは、中間層１４の第２光電変換素子１５側に形成された凹凸の表面粗さＲａよりも大きいことが好ましい。このように中間層１４の第２光電変換素子１５側の凹凸を平坦化するように、中間層１４の膜厚を分布させることにより、結晶質を含む第２光電変換素子１５を結晶成長させるときに、粒界が生じにくくなり、第２光電変換素子１５の結晶性を向上させることができる。
【００３２】
中間層１４の第２光電変換素子１５側に形成される凹凸の表面粗さは、２ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることが好ましい。このような表面粗さの凹凸は、後に中間層１４上に形成される第２光電変換素子１５の結晶性を高めるだけでなく、光閉じ込め効果にも優れた効果を示す。ここで、凹凸の表面粗さは、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ：Atomic  Force  Microscope）により測定した表面粗さＲａの値を採用する。なお、以下における表面粗さはいずれも、この測定方法に従うものとする。
【００３３】
なお、ここでは、中間層１４の表裏に形成される凹凸の表面粗さを規定するが、かかる凹凸の平均間隔Ｓｍは、従来公知の範囲であればよく、たとえば１００ｎｍ以上１μｍ以下であればよい。また、第１光電変換素子１３側に形成された凹凸の平均間隔と、第２光電変換素子１５側に形成された凹凸の平均間隔とは同程度であることが好ましいが、必ずしも同程度でなくてもよく、異なるものであってもよい。
【００３４】
中間層１４の第２光電変換素子側に、凹凸を形成するためには、ＣＶＤ法により第１光電変換素子１３の凹部に選択的に中間層１４を形成することが好ましいが、この方法のみに限られるものではなく、従来公知の凹凸形成方法を用いることができる。一方、中間層１４の第１光電変換素子側に形成される凹凸の表面粗さは、第１光電変換素子１３の中間層１４側の表面粗さによる。
【００３５】
＜透明基板＞
本実施の形態の多接合型薄膜光電変換装置１に用いられる透明基板１１としては、ガラス、ポリイミド等の透光性樹脂フィルム等を用いることができる。ガラスの中でも、ソーダライムガラスを用いることが好ましい。ソーダライムガラスは、大面積な板を安価に入手することができるとともに、透明性および絶縁性にも優れるというメリットがある。
【００３６】
このような透明基板１１は、プラズマＣＶＤを用いて各層を形成するプロセスに耐え得る程度の耐熱性を有することが好ましい。透明基板１の厚みは特に限定されず、いかなる厚みであってもよいし、透明基板１の形状も所望のものを用いてよい。
【００３７】
＜透明導電膜＞
本実施の形態において、透明導電膜１２としては、透明性と導電性とを有する酸化物を用いることができる。このような酸化物としては、たとえばＩＴＯ、ＳｎＯ2、ＺｎＯなどを挙げることができる。透明導電膜１２の厚みは、特に限定されることなくいかなる厚みであってもよい。
【００３８】
このような透明導電膜１２は、従来公知の方法により製膜することができるが、蒸着法、ＣＶＤ法、スパッタリング法等を用いることが好ましい。ここで、図１に示されるように、透明導電膜１２の表面に微細な凹凸を含むテクスチャ構造を形成することが好ましい。このようなテクスチャ構造を形成することにより、光閉じ込め効果を向上させることができる。
【００３９】
なお、透明導電膜１２に微細な凹凸を形成する方法としては、たとえば熱ＣＶＤ法、ＬＰ−ＣＶＤ等を挙げることができる。
【００４０】
＜第１光電変換素子＞
本実施の形態において、第１光電変換素子１３は、光入射側の面に形成される光電変換素子であることから、エネルギーギャップの高い材料を用いることが好ましい。エネルギーギャップの高い材料としては、たとえば非晶質シリコンやシリコンカーバイドを挙げることができる。
【００４１】
このような第１光電変換素子１３は、選択する材料により最適な膜厚は異なり、たとえば非晶質シリコンを第１光電変換素子１３として用いると、第１光電変換素子１３の膜厚は、０．１μｍ以上０．５μｍ以下であることが好ましい。
【００４２】
このような第１光電変換素子１３は、透明導電膜１２側からｐ型層、ｉ型光電変換層、およびｎ型層を順次積層したｐｉｎ構造を有することが好ましい。ここでのｉ型光電変換層は、実質的に真性な半導体膜である非晶質水素化Ｓｉからなるものを用いることが好ましい。同様にｐ型層およびｎ型層はいずれも、非晶質水素化Ｓｉからなるものを用いることが好ましい。なお、ｐ型層とｉ型光電変換層との間に、たとえば非晶質水素化Ｓｉを設けてもよいし、ｉ型非晶質層などのバッファ層を設けてもよい。
【００４３】
ここで、「実質的に真性な半導体層」とは、完全にノンドープのものに限られるものではなく、微量のｐ型不純物を含んでもよいし、微量のｎ型不純物を含んでもよい。ちなみに、ｐ型層は、ボロン、アルミニウム等のｐ型不純物原子がドープされた半導体層であり、ｎ型層は、リン等のｎ型不純物原子がドープされた半導体層である。なお、第１光電変換素子１３は、複数の光電変換素子を積層させたものであってもよい。上記のような第１光電変換素子１３を構成する各層は、いずれもプラズマＣＶＤ法により作製することができる。
【００４４】
第１光電変換素子１３の透明導電膜１２側（すなわち入射光側）の凹凸の表面粗さは、２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましい。このような凹凸を第１光電変換素子１３の光入射面側に形成することにより、入射光が散乱し、第１光電変換素子１３の内部の光路長を長くすることができ、もって光電変換効率を高めることができる。
【００４５】
＜第２光電変換素子＞
本実施の形態において、第２光電変換素子１５は、第１光電変換素子１３を構成する材料よりもエネルギーギャップの少ない材料であることが好ましい。このような材料を用いることにより、第１光電変換素子１３で光エネルギから電気エネルギに変換し得なかった波長領域の光エネルギを電気エネルギに変換することができ、もって光電変換効率を高めることができる。
【００４６】
このような第２光電変換素子１５は、第１光電変換素子１３と同様に、中間層１４側から順にｐ型層、ｉ型光電変換層、およびｎ型層を作製したものであることが好ましい。第２光電変換素子１５の材料としては、たとえば非晶質のシリコンゲルマニウム、微結晶のシリコン、またはシリコンゲルマニウムを用いることができる。
【００４７】
このような第２光電変換素子１５は、選択する材料により最適な膜厚は異なり、たとえば微結晶シリコンを第２光電変換素子１５として用いると、第２光電変換素子１５の膜厚は、出力電流が最大となるように調整することが好ましく、たとえば０．５μｍ以上２μｍ以下であることが好ましい。第２光電変換素子１５は、上記の第１光電変換素子１３と同様にプラズマＣＶＤ法により形成することができる。このような第２光電変換素子１５は、複数の光電変換素子を積層させたものであってもよい。
【００４８】
また、第２光電変換素子１５の裏面電極１７側にも凹凸を形成することが好ましい。裏面電極１７側に凹凸を形成することにより、光電変換素子の膜厚を増加する必要がなく、生産性を維持したまま光電変換効率を高めることができる。第２光電変換素子１５の裏面電極１７側に形成する凹凸の表面粗さは、２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００４９】
＜裏面電極＞
本実施の形態において、裏面電極１７は、電極としての機能のみならず、第１光電変換素子１３および第２光電変換素子１５を透過して裏面電極１７に到達した光を反射させる機能を有することが好ましい。反射する機能を有することにより、一度透過した第１光電変換素子１３および第２光電変換素子１５に再度光を入射させることができ、もって光電変換効率を高めることができる。
【００５０】
このような裏面電極１７は、２００ｎｍ以上４００ｎｍ以下の膜厚であることが好ましい。裏面電極１７を構成する材料としては、たとえば銀、アルミニウム等を挙げることができる。また、裏面電極１７を形成する方法としては、蒸着法やスパッタリング法を用いることができる。
【００５１】
なお、図１に示されるように、第２光電変換素子１５と裏面電極１７との間に、透明導電性薄膜１６を設けてもよい。透明導電性薄膜１６を設けることにより、裏面電極１７での反射率を高めることができる他、第２光電変換素子１５と裏面電極１７との密着性を向上させることもできる。このような透明導電性薄膜１６を構成する材料は、ＺｎＯのような非金属材料からなることが好ましい。
【００５２】
本発明において上記で好適な実施形態を説明した多接合型薄膜光電変換装置は、上記に限定されるものではなく、上記以外の構成とすることもできる。
【実施例】
【００５３】
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５４】
＜実施例１＞
本実施例では、図１に示される多接合型薄膜光電変換装置を作製した。まず、透明導電膜１２付きの透明基板１１（Ａｓａｈｉ−Ｕ（旭硝子株式会社製））を用いた。透明基板１１としては、膜厚が１．８ｍｍのガラス基板であり、このガラス基板には、ＳｎＯ2からなる透明導電膜１２が形成されたものであり、かかる透明導電膜１２の表面には、２７ｎｍの表面粗さの凹凸が形成されていた。
【００５５】
かかる透明導電膜１２上に、プラズマＣＶＤ法を用いて、非晶質シリコンからなるｉ型層を含む膜厚が１５０ｎｍの第１光電変換素子１３を形成した。このようにして形成した第１光電変換素子１３の透明導電膜側の凹凸の表面粗さは、上記の透明導電膜１２の表面粗さと一致しており、２７ｎｍであった。
【００５６】
そして、同様のプラズマＣＶＤ法を用いて、平均膜厚が１２０ｎｍのＺｎＯからなる中間層１４を、中間層１４の第２光電変換素子１５側の凹凸の表面粗さが１０ｎｍとなるように形成した。このとき薄膜部の厚みは６０ｎｍであり、厚膜部の厚みは１８０ｎｍであった。このことから、厚膜部の厚みは薄膜部の厚みの３倍であった。
【００５７】
次に、上記の中間層１４上に膜厚が２μｍの微結晶シリコンからなるｉ型層を含む第２光電変換素子１５を形成した。かかる第２光電変換素子１５上に、スパッタ法を用いて、ＺｎＯからなる透明導電性薄膜１６と、Ａｇからなる裏面電極１７を形成した。以上のようにして、本実施例の多接合型薄膜光電変換装置を作製した。
【００５８】
＜実施例２〜３、比較例１＞
実施例１の多接合型薄膜光電変換装置に対し、中間層の第２光電変換素子側の凹凸の表面粗さ、薄膜部の膜厚、および厚膜部の膜厚が以下の表１のように異なる他は、実施例１と同様の方法により、実施例２〜３、および比較例１の多接合型薄膜光電変換装置を作製した。
【００５９】
【表１】
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【００６０】
＜実施例４＞
本実施例では、図２に示される多接合型薄膜光電変換装置２を作製した。図２は、本発明による多接合型薄膜光電変換装置の模式的な断面図の一例である。まず、実施例１と同様の方法により、透明基板２１、透明導電膜２２、第１光電変換素子２３、および中間層２４をこの順に形成した。次に、中間層２４の第２光電変換素子２５側の凹凸の表面粗さを２０ｎｍとした。
【００６１】
次に、中間層２４上に、膜厚が１．５μｍの微結晶シリコンからなるｉ型層を含む第２光電変換素子２５を形成した。そして、第２光電変換素子２５の表面をエッチングすることにより、第２光電変換素子２５の透明導電性薄膜２６と接する側に表面粗さが３０ｎｍの凹凸を形成した。
【００６２】
その後、実施例１と同様の方法により、第２光電変換素子２５上に、透明導電性薄膜２６および裏面電極２７をスパッタ法により形成した。以上のようにして本実施例の多接合型薄膜光電変換装置を作製した。
【００６３】
＜比較例２＞
本比較例では、図３に示される多接合型薄膜光電変換装置３を作製した。図３は、従来の多接合型薄膜光電変換装置の模式的な断面図の一例である。まず、実施例１と同様の方法により、透明基板３１、透明導電膜３２、および第１光電変換素子３３を形成した。第１光電変換素子３３上に、平均膜厚が１５０ｎｍのＺｎＯからなる中間層３４を形成した。
【００６４】
次に、中間層３４上に膜厚が１．５μｍの微結晶シリコンからなるｉ型層を含む第２光電変換素子３５を形成した。かかる第２光電変換素子３５上に、スパッタ法を用いて、ＺｎＯからなる透明導電性薄膜３６と、Ａｇからなる裏面電極３７を形成した。以上のようにして本比較例の多接合型薄膜光電変換装置を作製した。
【００６５】
＜出力特性の評価＞
実施例１〜４および比較例１〜２で作製した多接合型薄膜光電変換装置に対し、ソーラシュミレータによりＡＭ１．５の光を１００ｍＷ／ｃｍ2の光強度で照射した。このようにして２５℃での各多接合型薄膜光電変換装置の出力特性を測定したところ、実施例１〜４、および比較例１〜２の多接合型薄膜光電変換装置の短絡電流密度は以下の表２に示す値となった。
【００６６】
【表２】
2011249645.tif 000004
【００６７】
このような結果から、本発明の多接合型薄膜光電変換装置は、第１光電変換素子のｉ型層の膜厚を変えることなく、短絡電流密度を向上させることができることが明らかとなった。このように短絡電流密度を向上させることができたのは、厚膜部と薄膜部とを有する中間層を形成したことにより、中間層に入射した拡散光を第１光電変換素子側に反射させることができたことによるものと考えられる。
【００６８】
以上のように本発明の実施の形態および実施例について説明を行なったが、上述の各実施の形態および実施例の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。
【００６９】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７０】
１，２，３  多接合型薄膜光電変換装置、１１，２１，３１  透明基板、１２，２２，３２  透明導電膜、１３，２３，３３  第１光電変換素子、１４，２４，３４  中間層、１５，２５，３５  第２光電変換素子、１６，２６，３６  透明導電性薄膜、１７，２７，３７  裏面電極。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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