(57)【要約】【課題】  ガラス基板から透明導電膜を通り光電変換層へ入射する太陽光線のロスを抑えることのできる太陽電池及びその製造法を提供する。  【解決手段】  本発明による、ガラス基板上に透明導電膜層、光電変換層及び裏面電極を積層して成る太陽電池は、ガラス基板とその上に形成される透明導電膜層との間に、ガラス基板の屈折率から透明導電膜層の屈折率まで連続して変化する傾斜屈折率層を設けたことを特徴としている。  また、本発明による太陽電池の製造法は、アルコキシシラン化合物及びアルコキシジルコ化合物を含有する溶液をその混合比を制御しながらスプレーデポジション法によりガラス基板上に塗布することにより組成が連続して変化した傾斜屈折率層を、ガラス基板と透明導電膜層との間に形成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板上に透明導電膜層、光電変換層及び裏面電極を積層して成る太陽電池において、ガラス基板とその上に形成される透明導電膜層との間に、ガラス基板の屈折率から透明導電膜層の屈折率まで連続して変化する傾斜屈折率層を設けたことを特徴とする太陽電池。
【請求項２】
傾斜屈折率層がＳｉＯ２-ＺｒＯ2より成ることを特徴とする請求項1記載の太陽電池。
【請求項３】
傾斜屈折率層がＳｉＯ２-TｉＯ2より成ることを特徴とする請求項1記載の太陽電池。
【請求項４】
傾斜屈折率層がＳｉＯ２-CeＯ2より成ることを特徴とする請求項1記載の太陽電池。
【請求項５】
ガラス基板上に、透明導電膜層、光電変換層及び裏面電極を積層して成る太陽電池の製造法において、ガラス基板上に、透明導電膜層を形成する前に、ガラス基板の屈折率から透明導電膜層の屈折率まで連続して変化する傾斜屈折率層を形成することを特徴とする太陽電池の製造法。
【請求項６】
傾斜屈折率層の形成が、アルコキシシラン化合物及びアルコキシジルコ化合物を含有する溶液をその混合比を制御しながらスプレーデポジション法によりガラス基板上に塗布することにより行われることを特徴とする請求項５記載の太陽電池の製造法。
【請求項７】
傾斜屈折率層の形成が、ガラス基板までのアルコキシシラン化合物及びアルコキシジルコ化合物を含有する溶液の飛翔距離を調整することにより、前記溶液をゾル状態からゲル状態に変化させながらガラス基板に堆積させ、焼成することにより行われることを特徴とする請求項５記載の太陽電池の製造法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池及びその製造法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化の問題を解決するため、CO2の排出を抑える一つの手段として太陽光発電が注目されているが、その普及には、安価で、光電変換効率の高い太陽電池が望まれている。
【０００３】
この目的で開発された太陽電池としてガラス基板上に透明導電膜層、光電変換層を成す非晶質シリコン層及び裏面電極を積層して成るものが種々提案されている（特許文献1及び特許文献2）。この種の太陽電池では、例えば特許文献1に記載されているように、まずガラス基板上に透明導電膜層が形成され、形成された基板上の透明導電膜はパターニング処理されて、基板上の透明導電膜層は複数のユニットに分割される。その上に非晶質シリコン層が形成され、形成された非晶質シリコン層はパターニング処理されて、非晶質シリコン層を選択的に除去する。その後、裏面電極が形成される。
【０００４】
また、特許文献2に記載されたものは、透明基板上にスパッタリング法により透明導電膜を形成し、形成した透明導電膜をレーザー照射により短冊状にパターニングし、続いてプラズマCVD法により光電変換層を形成し、形成した光電変換層をレーザー照射により短冊状にパターニングし、そしてパターニングした光電変換層上に裏面電極を形成することで構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８‐２０４２１７
【特許文献２】特開２００８‐３４７４４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述のような先行技術による太陽電池では、ガラス基板とその上に形成される透明導電膜の光電変換特性への影響として、ガラス基板及び透明導電膜の屈折率が異なる、すなわち通常ガラス基板の屈折率が１．５であり、透明導電膜の屈折率が２．０であるために、ガラス基板を通して入射してきた太陽光線は、ガラス基板とその上に形成される透明導電膜との間の界面で反射し、そのためガラス基板を通して入射してきた太陽光線が透明導電膜を介して光電変換層へ有効に入射せず、その結果、光電変換効率がロスされるという問題がある。
【０００７】
本発明は、先行技術の太陽電池に伴うかかる問題点を解決して、ガラス基板から透明導電膜を通り光電変換層へ入射する太陽光線のロスを抑えることのできる太陽電池及びその製造法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するために、本発明の第１の発明によれば、ガラス基板上に透明導電膜層、光電変換層及び裏面電極を積層して成る太陽電池において、ガラス基板とその上に形成される透明導電膜層との間に、ガラス基板の屈折率から透明導電膜層の屈折率まで連続して変化する傾斜屈折率層を設けたことを特徴としている。
【０００９】
本発明による太陽電池においては、傾斜屈折率層はＳｉＯ２-ＺｒＯ2より成り得る。或いは、傾斜屈折率層はＳｉＯ２-TｉＯ2又はＳｉＯ２-CeＯ2より成り得る。
【００１０】
また、本発明による太陽電池においては、好ましくは、傾斜屈折率層はテクスチャ化され得る。
【００１１】
本発明の第2の発明によれば、ガラス基板上に傾斜屈折率層、透明導電膜層、光電変換層及び裏面電極を積層して成る太陽電池の製造法において、アルコキシシラン化合物及びアルコキシジルコ化合物を含有する溶液をその混合比を制御しながらスプレーデポジション法によりガラス基板上に塗布することにより組成が連続して変化した傾斜屈折率層を形成することを特徴としている。
【００１２】
本発明の方法においては、傾斜屈折率層の形成は、ガラス基板までのアルコキシシラン化合物及びアルコキシジルコ化合物を含有する溶液の飛翔距離を調整することにより、前記溶液をゾル状態からゲル状態に変化させながらガラス基板に堆積させ、焼成することにより行われ得る。
【発明の効果】
【００１３】
本発明による太陽電池においては、ガラス基板とその上に形成される透明導電膜層との間に、ガラス基板の屈折率から透明導電膜層の屈折率まで連続して変化する傾斜屈折率層を設けたことにより、ガラス基板と透明導電膜層との間の界面反射による入射太陽光線のロスがなくなり、光電変換効率を向上させることができる。
【００１４】
また、本発明による太陽電池の製造法においては、アルコキシシラン化合物及びアルコキシジルコ化合物を含有する溶液をその混合比を制御しながらスプレーデポジション法によりガラス基板上に塗布することにより組成が連続して変化した傾斜屈折率層を形成しているので、ガラス基板の屈折率１．５から透明導電膜層の屈折率２．０までスムースに屈折率を変化させることができる。
【００１５】
さらにまた、本発明による太陽電池の製造法において、ガラス基板までのアルコキシシラン化合物及びアルコキシジルコ化合物を含有する溶液の飛翔距離を調整することにより、前記溶液をゾル状態からゲル状態に変化させながらガラス基板に堆積させ、焼成することにより、傾斜屈折率層を形成するようにした場合には、微細凹凸パターンを備えた構造を得ることができ、これによりヘイズ率を高くでき、その後のパターニング処理が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明による太陽電池の一実施形態を示す概略部分断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下添付図面を参照して本発明による太陽電池の一実施形態について説明する。
図１には、本発明の一実施形態による太陽電池を示し、１はガラス基板であり、このガラス基板１上には、ＳｉＯ２-ＺｒＯ2より成る傾斜屈性率層２が設けられている。この傾斜屈性率層２を構成しているＳｉＯ２の屈折率は波長５５０ｎｍの光に対して１．４６であり、ＺｒＯ2の屈折率は波長５５０ｎｍの光に対して２．１である。傾斜屈性率層２は、アルコキシシラン化合物（シリカ化合物）及びアルコキシジルコ化合物（ジルコ化合物）を含有する溶液をその混合比を制御しながらスプレーデポジション法によりガラス基板１上に塗布することにより形成される。この場合、混合比の制御は、例えば、最初は、シリカ化合物１００％でガラス基板１上に塗布し、少しずつジルコ化合物の割合を増やしてゆき、最終的にはジルコ化合物１００％にすることで、屈折率をガラス基板の１．５から透明導電膜の２．０まで少しずつ変わるようにできる。つまり傾斜屈折率をもつようにされる。そして一例として傾斜屈性率層２は、界面反射を実質質的に防止するために約   〜 μmの厚さに形成され、すなわちガラス基板の１．５から透明導電膜の２．０まで屈折率の傾斜角は    度程度となるように設定され得る。
【００１８】
また、傾斜屈性率層２の形成においては、ガラス基板１までのアルコキシシラン化合物及びアルコキシジルコ化合物を含有する溶液の飛翔距離を調整することにより、ゾル状態からゲル状態に変化させながら溶液をガラス基板に堆積させることができ、その後焼成することにより、微細凹凸パターンを備えた構造を得ることができる。表面にこの微細凹凸パターンを備えた傾斜屈性率層２は、以後の処理の容易性及び光電変換特性の観点から有効である。
【００１９】
こうして形成された傾斜屈性率層２上には例えばITO膜から成り得る透明導電膜層３が形成される。透明導電膜層３の形成には、従来から用いられてきた任意の方法例えばスプレイ法、プラズマCVDV法などが用いられ得る。そして形成した透明導電膜３は、パターニング処理より複数のユニットに区分けされる。
【００２０】
このようにして形成されそしてパターニング処理された透明導電膜３上には、光電変換層４を規定する非晶質シリコン層が厚さ    に形成される。形成された光電変換層４はその後、パターニング処理により複数のユニットに区分けされる。
【００２１】
その後、光電変換層４上に裏面電極５が形成され、太陽電池が構成される。
【００２２】
ところで、図示実施形態においては、傾斜屈性率層２を構成するのにＳｉＯ２-ＺｒＯ2が用いられているが、代わりに、ＳｉＯ２-TｉＯ2(波長５５０ｎｍの光に対して屈折率２．５)又はＳｉＯ２-CeＯ2(波長５５０ｎｍの光に対して屈折率２．２)を用いることもできる。
【符号の説明】
【００２３】
１：ガラス基板
２：傾斜屈性率層
３：透明導電膜層
４：光電変換層
５：裏面電極
【図１】
2011077306.tif 000003