(57)【要約】【課題】反射防止機能とアルカリバリア機能を兼ね備えた単層の透明薄膜を、透光性基板と透明電極層との間に挿入することによって、光電変換層への光透過率を向上させ、発電効率の高い光電変換装置を提供することを目的とする。【解決手段】透光性基板１と、該透光性基板１上に設けられた透明電極層２及び光電変換層３とを備え、前記透光性基板１と前記透明電極層２との間に、Ｙ２Ｏ３を主成分とする透明薄膜２０１が設けられた光電変換装置９０を提供する。それによって、単層で反射防止機能及びアルカリバリア機能を有する透明薄膜２０１を備えた、発電効率の高い光電変換装置９０とすることができる。【選択図】図１
2011049460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性基板と、
該透光性基板上に設けられた透明電極層及び光電変換層とを備え、
前記透光性基板と前記透明電極層との間に、Ｙ２Ｏ３を主成分とする透明薄膜が設けられた光電変換装置。
【請求項２】
前記光電変換層を少なくとも２つ以上備えた請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項３】
前記透光性基板が、アルカリ成分を有するガラスである請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項４】
前記透光性基板の前記透明薄膜が設けられた面の反対側の面に、ＭｇＦ２又は多孔質シリカを主成分とする反射防止層が設けられた請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項５】
透光性基板と、
該透光性基板上に設けられた透明電極層とを備え、
前記透光性基板と前記透明電極層との間に、Ｙ２Ｏ３を主成分とする透明薄膜が設けられた透明電極層付き基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換装置及び透明電極層付き基板に関し、特に発電層としてシリコンを用いる薄膜シリコン系太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
光を受光して電力に変換する光電変換装置として、例えば発電層（光電変換層）に薄膜シリコン系の層を積層させた薄膜系太陽電池が知られている。薄膜系太陽電池は、一般に、透光性基板上に、透明電極層、シリコン系半導体層（光電変換層）、金属電極膜を備える裏面電極層を順次積層して構成される。
【０００３】
太陽電池の発電効率向上には、透光性基板と透明電極層との界面での反射を低減して、光電変換層に到達する光量を増大させることが重要である。特許文献１は、透光性基板と透明電極層との間に屈折率の異なる２層の透明薄膜を挿入し、光透過性を向上させる光起電力デバイスについて開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】再表００／１３２３７号公報（請求項１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の光起電力デバイスの第１薄膜は、透光性基板よりも屈折率が高い。そのため、適正な膜厚で精度良く製膜しないと、透光性基板／透明電極層界面での光透過性が、逆に低下してしまうという問題が生じる。
【０００６】
透光性基板に一般に用いられるガラスは、アルカリ成分（Ｎａ）を有する。該ガラスは、安価であるが、ガラスに含まれるＮａ＋が透明電極層に拡散すると、透明電極層の劣化やシリコン系半導体膜の極性準位の乱れを引き起こすことが知られている。このアルカリ成分が透明電極層に拡散しないように、透光性基板と透明電極層との間に酸化シリコン膜（ＳｉＯ２膜）などの下地膜が設けられる。ＳｉＯ２膜だけでは、透光性基板とＳｉＯ２膜と透明電極層との界面で光反射が生じるため、更にＴｉＯ２膜などの反射防止層を設けなくてはならない。このように、アルカリ成分を有する透光性基板を用いる場合には、アルカリバリア層として下地膜を設ける必要があり、透光性基板／透明電極層界面での光透過性との両立を図る上で複雑な層構成となっていた。
【０００７】
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、光電変換層への透過光量を増大させ、比較的単純な層構成とされた発電効率の高い光電変換装置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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、透光性基板と、該透光性基板上に設けられた透明電極層及び光電変換層とを備え、前記透光性基板と前記透明電極層との間に、Ｙ２Ｏ３を主成分とする透明薄膜が設けられた光電変換装置を提供する。
【０００９】
本発明によれば、Ｙ２Ｏ３を主成分とする透明薄膜によって、透光性基板と透明電極層との間の光反射が低減され、透光性基板／透明電極層界面での透過特性を向上させることができる。Ｙ２Ｏ３は、透光性基板より高く、透明電極層より低い屈折率を有する。そのため、所定の膜厚で挿入すると、光透過特性向上効果が得られるとともに、所望の膜厚に精度良く製膜できなかった場合でも、反射率が高まるようなことはない。
【００１０】
上記発明においては、前記光電変換層を少なくとも２つ以上備えることが好ましい。
複数の光電変換層を有する太陽電池では、基板に近い側に設けられた光電変換層は、短波長を吸収する。Ｙ２Ｏ３を主成分とする透明薄膜は、上述の光電変換層に対する入射光量を増加させる機能が特に高くなる。
【００１１】
上記発明においては、前記透光性基板が、アルカリ成分を有するガラスであることが好ましい。
Ｙ２Ｏ３を主成分とする透明薄膜は、光透過特性向上機能だけでなく、アルカリバリア機能をも有する。そのため、透光性基板にアルカリ成分が含まれる場合であっても、透光性基板から透明電極層へのアルカリ成分の分散を防止することができる。従来用いられているＳｉＯ２膜などのアルカリバリア膜は、透光性基板と透明電極層との界面の反射損を抑制する機能がないため、単層で挿入すると、光反射が生じる。従って、反射防止層と組み合わせて、２層構造とする必要がある。一方、Ｙ２Ｏ３を主成分とする透明薄膜は、１層でも光反射を低減することができる。
従って、Ｙ２Ｏ３を主成分とする透明薄膜は、単層で、反射防止効果とアルカリバリア効果の両方の効果を奏する。
【００１２】
上記発明においては、前記透光性基板の前記透明薄膜が設けられた面の反対側の面に、ＭｇＦ２又は多孔質シリカを主成分とする反射防止層が設けられることが好ましい。
ＭｇＦ２又は多孔質シリカは、透光性基板よりも低い屈折率を有する。そのため、反射防止層を挿入することによって、空気／透光性基板界面での光反射を抑制し、光電変換層への透過光量をさらに増大させることができる。
【００１３】
上記発明においては、透光性基板と、該透光性基板上に設けられた透明電極層とを備え、前記透光性基板と前記透明電極層との間に、Ｙ２Ｏ３を主成分とする透明薄膜が設けられた透明電極層付き基板を提供する。このような透明電極層付き基板を光電変換装置に用いると、発電効率の高い光電変換装置とすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、光透過特性向上機能とアルカリバリア機能を兼ね備えた単層の透明薄膜を、透光性基板と透明電極層との間に挿入することによって、光電変換層への光透過率を向上させ、発電効率の高い光電変換装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る光電変換装置の構成を模式的に示した断面図である。
【図２】本発明に係る光電変換装置として、太陽電池パネルを製造する一実施形態を説明する概略図である。
【図３】本発明に係る光電変換装置として、太陽電池パネルを製造する一実施形態を説明する概略図である。
【図４】本発明に係る光電変換装置として、太陽電池パネルを製造する一実施形態を説明する概略図である。
【図５】本発明に係る光電変換装置として、太陽電池パネルを製造する一実施形態を説明する概略図である。
【図６】透明薄膜を挿入した場合の光透過率を示す。図６（ａ）は理想媒質Ａ、図６（ｂ）はＡｌ２Ｏ３、図６（ｃ）はＭｇＯ、図６（ｄ）はＹ２Ｏ３を挿入した場合である。
【図７】両面反射防止基板の透過率及び反射率の測定結果を示す。
【図８】両面反射防止基板の透過率の測定及び計算結果を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明の光電変換装置の構成を示す概略図である。光電変換装置９０は、タンデム型シリコン系太陽電池であり、透光性基板１、透明薄膜２０１、透明電極層２、太陽電池光電変換層３としての第１セル層９１（非晶質シリコン系）及び第２セル層９２（結晶質シリコン系）、中間コンタクト層９３、及び裏面電極層４を備える。なお、ここで、シリコン系とはシリコン（Ｓｉ）やシリコンカーバイト（ＳｉＣ）やシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）を含む総称である。また、結晶質シリコン系とは、非晶質シリコン系以外のシリコン系を意味するものであり、微結晶シリコンや多結晶シリコンも含まれる。
【００１７】
本実施形態に係る光電変換装置の製造方法を、太陽電池パネルを製造する工程を例に挙げて説明する。図２から図５は、本実施形態の太陽電池パネルの製造方法を示す概略図である。
【００１８】
（１）図２（ａ）
透光性基板１としてソーダフロートガラス基板（例えば１．４ｍ×１．１ｍ×板厚：３．５ｍｍ〜４．５ｍｍ）を使用する。基板端面は熱応力や衝撃などによる破損防止にコーナー面取りやＲ面取り加工されていることが望ましい。
【００１９】
透明薄膜２０１は、蒸着源としてＹ２Ｏ３のバルクを用い、基板温度３００℃で蒸着により製膜する。基板温度は、常温から３００℃まで選択できる。蒸着雰囲気は真空でも良いし、酸化性ガス雰囲気での反応性蒸着法としても良い。ガス種と分圧は透明薄膜２０１の光学的特性、特に、透明性を高めるように適宜条件選定すれば良い。透明薄膜２０１の（平均）膜厚は、式（１）から算出し、７０ｎｍから９０ｎｍとする。中心波長は、光電変換装置の量子効率と太陽光スペクトルを掛け合わせて求めた波長特性関数の最高点近傍の波長とする。本実施形態での中心波長は５００〜６００ｎｍ程度とする。すなわち、量子効率が高く、太陽光強度が高い波長において、最も透過性を高めることができるようにする。
ｄ＝λ／４×１／ｎ・・・（１）
（ｄ：膜厚（ｎｍ）、λ：中心波長（ｎｍ）、ｎ：当該薄膜の屈折率）
【００２０】
透光性基板１の透明薄膜２０１を製膜した面と反対側の面に、反射防止層を設けても良い。反射防止層２０２は、蒸着源としてＭｇＦ２のバルクを用い、基板温度３００℃で蒸着により製膜する。基板温度は、常温から３００℃まで選択できる。蒸着雰囲気は、真空である。反射防止層２０２の（平均）膜厚は、透明薄膜２０１と同様に式（１）から算出し、９０ｎｍから１１０ｎｍとする。
なお、反射防止層２０２にはＭｇＦ２を用いたが、多孔質シリカであっても良い。多孔質シリカは、空孔を設けて、屈折率を１．２３に近づけたものを使用する。多孔質シリカの場合には、（平均）膜厚は、透明薄膜２０１と同様に式（１）から算出し、１００ｎｍから１２０ｎｍとする。
また、透明薄膜２０１及び反射防止層２０２の製膜方法には蒸着を採用したが、スパッタ法であっても良い。
【００２１】
（２）図２（ｂ）
透明電極層２として、ＧＺＯ（ＧａドープＺｎＯ）を主成分とする膜厚約５００ｎｍ以上３０００ｎｍ以下の透明導電膜を、スパッタリング装置により約１５０℃で製膜する。製膜温度は常温から２００℃まで選択できる。この際、透明導電膜の表面には、適当な凹凸のあるテクスチャーが形成される。テクスチャーの形状が不充分である場合には、製膜後に、湿式で、エッチング処理を実施して、所望のテクスチャー形状に調整すれば良い。エッチング液は、希塩酸を用いる。濃度と液温と処理時間は適宜調節すれば良い。
なお、透明電極層２の製造方法はスパッタ法を採用したが、ＭＯＣＶＤ法や熱ＣＶＤ法であっても良い。透明電極層２としてＧＺＯを用いたが、ＡＺＯ（ＡｌドープＺｎＯ）、ＳｎＯ２：Ｆであっても良い。
【００２２】
（３）図２（ｃ）
その後、基板１をＸ−Ｙテーブルに設置して、ＹＡＧレーザーの第１高調波（１０６４ｎｍ）を、図の矢印に示すように、透明導電膜の膜面側から照射する。加工速度に適切となるようにレーザーパワーを調整して、透明導電膜を発電セルの直列接続方向に対して垂直な方向へ、基板１とレーザー光を相対移動して、溝１０を形成するように幅約６ｍｍから１５ｍｍの所定幅の短冊状にレーザーエッチングする。
【００２３】
（４）図２（ｄ）
第１セル層９１として、非晶質シリコン薄膜からなるｐ層、ｉ層及びｎ層を、プラズマＣＶＤ装置により製膜する。ＳｉＨ４ガス及びＨ２ガスを主原料にして、減圧雰囲気：３０Ｐａ以上１０００Ｐａ以下、基板温度：約２００℃にて、透明電極層２上に太陽光の入射する側から非晶質シリコンｐ層、非晶質シリコンｉ層、非晶質シリコンｎ層の順で製膜する。非晶質シリコンｐ層は非晶質のＢドープシリコンを主とし、膜厚１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下である。非晶質シリコンｉ層は、膜厚２００ｎｍ以上３５０ｎｍ以下である。非晶質シリコンｎ層は、非晶質シリコンに微結晶シリコンを含有するＰドープシリコンを主とし、膜厚３０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。非晶質シリコンｐ層と非晶質シリコンｉ層の間には、界面特性の向上のためにバッファー層を設けても良い。
【００２４】
次に、第１セル層９１の上に、プラズマＣＶＤ装置により、減圧雰囲気：３０００Ｐａ以下、基板温度：約２００℃、プラズマ発生周波数：４０ＭＨｚ以上１００ＭＨｚ以下にて、第２セル層９２としての結晶質シリコンｐ層、結晶質シリコンｉ層、及び、結晶質シリコンｎ層を順次製膜する。結晶質シリコンｐ層はＢドープした微結晶シリコンを主とし、膜厚１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。結晶質シリコンｉ層は微結晶シリコンを主とし、膜厚は１．２μｍ以上３．０μｍ以下である。結晶質シリコンｎ層はＰドープした微結晶シリコンを主とし、膜厚２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。
【００２５】
微結晶シリコンを主とするｉ層膜をプラズマＣＶＤ法で形成するにあたり、プラズマ放電電極と基板１の表面との距離は、３ｍｍ以上１０ｍｍ以下にすることが好ましい。３ｍｍより小さい場合、大型基板に対応する製膜室内の各構成機器精度から距離を一定に保つことが難しくなるとともに、近過ぎて放電が不安定になる恐れがある。１０ｍｍより大きい場合、十分な製膜速度（１ｎｍ／ｓ以上）を得難くなるとともに、プラズマの均一性が低下しイオン衝撃により膜質が低下する。
【００２６】
第１セル層９１と第２セル層９２の間に、接触性を改善するとともに電流整合性を取るために半反射膜となる中間コンタクト層９３を設ける。中間コンタクト層９３として、膜厚：２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下のＧＺＯ（ＧａドープＺｎＯ）膜を、ターゲット：ＧａドープＺｎＯ焼結体を用いてスパッタリング装置により製膜する。また、中間コンタクト層９３を設けない場合もある。
【００２７】
（５）図２（ｅ）
基板１をＸ−Ｙテーブルに設置して、レーザーダイオード励起ＹＡＧレーザーの第２高調波（５３２ｎｍ）を、図の矢印に示すように、光電変換層３の膜面側から照射する。パルス発振：１０ｋＨｚから２０ｋＨｚとして、加工速度に適切となるようにレーザーパワーを調整して、透明電極層２のレーザーエッチングラインの約１００μｍから１５０μｍの横側を、溝１１を形成するようにレーザーエッチングする。またこのレーザーは基板１側から照射しても良く、この場合は光電変換層３の非晶質シリコン系の第１セル層で吸収されたエネルギーで発生する高い蒸気圧を利用して光電変換層３をエッチングできるので、更に安定したレーザーエッチング加工を行うことが可能となる。レーザーエッチングラインの位置は前工程でのエッチングラインと交差しないように位置決め公差を考慮して選定する。
【００２８】
（６）図３（ａ）
裏面電極層４としてＡｇ膜／Ｔｉ膜を、スパッタリング装置により、減圧雰囲気、製膜温度：１５０℃から２００℃にて製膜する。本実施形態では、Ａｇ膜：１５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下、これを保護するものとして防食効果の高いＴｉ膜：１０ｎｍ以上２０ｎｍ以下を、この順に積層する。あるいは、裏面電極層４を、２５ｎｍから１００ｎｍの膜厚を有するＡｇ膜と、１５ｎｍから５００ｎｍの膜厚を有するＡｌ膜との積層構造としても良い。結晶質シリコンｎ層と裏面電極層４との接触抵抗低減と光反射向上を目的に、光電変換層３と裏面電極層４との間に、スパッタリング装置により、膜厚：５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下のＧＺＯ（ＧａドープＺｎＯ）膜を製膜して設けても良い。
【００２９】
（７）図３（ｂ）
基板１をＸ−Ｙテーブルに設置して、レーザーダイオード励起ＹＡＧレーザーの第２高調波（５３２ｎｍ）を、図の矢印に示すように、基板１側から照射する。レーザー光が光電変換層３で吸収され、このとき発生する高いガス蒸気圧を利用して裏面電極層４が爆裂して除去される。パルス発振：１ｋＨｚ以上１０ｋＨｚ以下として加工速度に適切となるようにレーザーパワーを調整して、透明電極層２のレーザーエッチングラインの２５０μｍから４００μｍの横側を、溝１２を形成するようにレーザーエッチングする。
【００３０】
（８）図３（ｃ）と図４（ａ）
発電領域を区分して、基板端周辺の膜端部をレーザーエッチングし、直列接続部分で短絡し易い影響を除去する。基板１をＸ−Ｙテーブルに設置して、レーザーダイオード励起ＹＡＧレーザーの第２高調波（５３２ｎｍ）を、基板１側から照射する。レーザー光が透明電極層２と光電変換層３で吸収され、このとき発生する高いガス蒸気圧を利用して裏面電極層４が爆裂して、裏面電極層４／光電変換層３／透明電極層２が除去される。パルス発振：１ｋＨｚ以上１０ｋＨｚ以下として加工速度に適切となるようにレーザーパワーを調整して、基板１の端部から５ｍｍから２０ｍｍの位置を、図３（ｃ）に示すように、Ｘ方向絶縁溝１５を形成するようにレーザーエッチングする。なお、図３（ｃ）では、光電変換層３が直列に接続された方向に切断したＸ方向断面図となっているため、本来であれば絶縁溝１５位置には裏面電極層４／光電変換層３／透明電極層２の膜研磨除去をした周囲膜除去領域１４がある状態（図４（ａ）参照）が表れるべきであるが、基板１の端部への加工の説明の便宜上、この位置にＹ方向断面を表して形成された絶縁溝をＸ方向絶縁溝１５として説明する。このとき、Ｙ方向絶縁溝は後工程で基板１周囲膜除去領域の膜面研磨除去処理を行うので、設ける必要がない。
【００３１】
絶縁溝１５は基板１の端より５ｍｍから１５ｍｍの位置にてエッチングを終了させることにより、太陽電池パネル端部からの太陽電池モジュール６内部への外部湿分浸入の抑制に、有効な効果を呈するので好ましい。
【００３２】
尚、以上までの工程におけるレーザー光はＹＡＧレーザーとしているが、ＹＶＯ４レーザーやファイバーレーザーなどが同様に使用できるものがある。
【００３３】
（９）図４（ａ：太陽電池膜面側から見た図、ｂ：受光面の基板側から見た図）
後工程のＥＶＡ等を介したバックシート２４との健全な接着・シール面を確保するために、基板１周辺（周囲膜除去領域１４）の積層膜は、段差があるとともに剥離し易いため、この膜を除去して周囲膜除去領域１４を形成する。基板１の端から５〜２０ｍｍで基板１の全周囲にわたり膜を除去するにあたり、Ｘ方向は前述の図３（ｃ）工程で設けた絶縁溝１５よりも基板端側において、Ｙ方向は基板端側部付近の溝１０よりも基板端側において、裏面電極層４／光電変換層３／透明電極層２を、砥石研磨やブラスト研磨などを用いて除去を行う。
研磨屑や砥粒は基板１を洗浄処理して除去した。
【００３４】
（１０）図５（ａ）（ｂ）
端子箱２３の取付け部分はバックシート２４に開口貫通窓を設けて集電板を取出す。この開口貫通窓部分には絶縁材を複数層で設置して外部からの湿分などの浸入を抑制する。
直列に並んだ一方端の太陽電池発電セルと、他方端部の太陽電池発電セルとから銅箔を用いて集電して太陽電池パネル裏側の端子箱２３の部分から電力が取出せるように処理する。銅箔は各部との短絡を防止するために銅箔幅より広い絶縁シートを配置する。
集電用銅箔などが所定位置に配置された後に、太陽電池モジュール６の全体を覆い、基板１からはみ出さないようにＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル共重合体）等による接着充填材シートを配置する。
ＥＶＡの上に、防水効果の高いバックシート２４を設置する。バックシート２４は本実施形態では防水防湿効果が高いようにＰＥＴシート／Ａｌ箔／ＰＥＴシートの３層構造よりなる。
バックシート２４までを所定位置に配置したものを、ラミネータにより減圧雰囲気で内部の脱気を行い約１５０〜１６０℃でプレスしながら、ＥＶＡを架橋させて密着させる。
【００３５】
（１１）図５（ａ）
太陽電池モジュール６の裏側に端子箱２３を接着剤で取付ける。
（１２）図５（ｂ）
銅箔と端子箱２３の出力ケーブルとをハンダ等で接続し、端子箱２３の内部を封止剤（ポッティング剤）で充填して密閉する。これで太陽電池パネル５０が完成する。
（１３）図５（ｃ）
図５（ｂ）までの工程で形成された太陽電池パネル５０について発電検査ならびに、所定の性能試験を行う。発電検査は、ＡＭ１．５、全天日射基準太陽光（１０００Ｗ／ｍ２）のソーラシミュレータを用いて行う。
（１４）図５（ｄ）
発電検査（図５（ｃ））に前後して、外観検査をはじめ所定の性能検査を行う。
【００３６】
以下に、透明薄膜材料の決定根拠について説明する。
（理想媒質Ａの条件）
透光性基板１と透明電極層２との間に挿入する透明薄膜２０１に用いる理想媒質Ａの条件（屈折率、膜厚）を推定した。
透光性基板１はバリウムホウケイ酸ガラス（コーニング社製、＃７０５９）、透明電極層２はＧＺＯ膜とした。理想媒質Ａの屈折率は、式（２）から算出した。
ｎＡ＝√ｎｇ×√ｎｔ・・・（２）
（ｎＡ：理想媒質Ａの屈折率、ｎｇ：透光性基板の屈折率、ｎｔ：透明電極層の屈折率）
【００３７】
上記結果を表１に示す。表１より、３２０ｎｍから９００ｎｍの間で、屈折率が１．８５から１．６３である材料が、理想媒質Ａになり得ることを確認した。
【表１】
2011049460.tif 000003
【００３８】
（実在材料の選定）
３２０ｎｍから９００ｎｍの間で、屈折率が１．８５から１．６３付近であり、広帯域（３５０から１０００ｎｍ）で透明性が高い材料として、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３を選定した。波長５５０ｎｍにおける各材料の屈折率は、それぞれ、１．７７、１．７４、１．７８であった。
【００３９】
透明薄膜２０１として理想媒質Ａ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３を用いた場合の＃７０５９／ＧＺＯ界面での光透過率を、光学薄膜計算ソフト（サイバネット社  ＯＰＴＡＳ−ＦＩＬＭ）を用いて算出した。透明薄膜２０１の膜厚は、式（３）から算出した値（理想媒質Ａ：７０ｎｍ、Ａｌ２Ｏ３：８０ｎｍ、ＭｇＯ：８０ｎｍ、Ｙ２Ｏ３：７７ｎｍ）とした。
ｄ＝λ／４×１／ｎ・・・（３）
（ｄ：膜厚（ｎｍ）、λ：中心波長（ｎｍ）、ｎ：屈折率）
比較例１として、理想媒質Ａ：０ｎｍを用いた場合の光透過率も算出した。
【００４０】
図６（ａ）は、透明薄膜２０１として理想媒質Ａを挿入した場合のＧＺＯ膜への光透過率を示す。光の入射側から、透光性基板／理想媒質Ａ／透明電極層の層構成としており、各層は無限に平行に配置されている。透光性基板から透明電極層への光の透過率を計算で求めた結果である。同図において、横軸は波長、縦軸はＧＺＯ膜への光透過率である。中心波長４５０ｎｍにおいて、比較例１と比べて、透過率が約２．０％向上した。
図６（ｂ）は、透明薄膜２０１としてＡｌ２Ｏ３を挿入した場合のＧＺＯ膜への光透過率を示す。同図において、横軸は波長、縦軸はＧＺＯ膜への光透過率である。中心波長５５０ｎｍにおいて、比較例１と比べて、透過率が約１．５％向上した。
図６（ｃ）は、透明薄膜２０１としてＭｇＯを挿入した場合のＧＺＯ膜への光透過率を示す。同図において、横軸は波長、縦軸はＧＺＯ膜への光透過率である。中心波長５５０ｎｍにおいて、比較例１と比べて、透過率が約１．５％向上した。
図６（ｄ）は、透明薄膜２０１としてＹ２Ｏ３を挿入した場合のＧＺＯ膜への光透過率を示す。同図において、横軸は波長、縦軸はＧＺＯ膜への光透過率である。中心波長５５０ｎｍにおいて、比較例１と比べて、透過率が約１．５％向上した。
上記結果によれば、透明薄膜２０１としてＡｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３のいずれの材料を用いた場合でも、透過率は向上することが明らかとなった。また、短波長側で光透過率が極大となっていることから、上記材料を使用した場合、短波長を吸収する第１セル層に対する入射光量増加機能が高くなる。なお、データは示さないが、実在材料として、屈折率を１．７９に調整したＴｉＯ２とＳｉＯ２との混合膜（５０％ＴｉＯ２−５０％ＳｉＯ２）でも、同様に透過率は向上した。
【００４１】
（両面反射防止基板の吸収の確認）
透光性基板１の光入射側に反射防止層２０２を設け、これと反対面に透明薄膜２０１を設け、両面反射防止基板を作製した。
透光性基板１には、アルミノホウケイ酸ガラス（コーニング社製、＃１７３７、５０ｍｍ×５０ｍｍ×板厚：１．１ｍｍ）を用いた。透光性基板１の光入射側に、ＭｇＦ２を主成分とする反射防止層２０２を製膜した。透光性基板１の反射防止層２０２を製膜した面と反対面に、Ｙ２Ｏ３を主成分とする透明薄膜２０１を製膜した。反射防止層２０２及び透明薄膜２０１の（平均）膜厚は、それぞれ１００ｎｍ、７７ｎｍとした。該膜厚は、中心波長５５０ｎｍでのＭｇＦ２及びＹ２Ｏ３の屈折率をそれぞれ１．３８、１．７８とし、上述の式（４）から算出した。
【００４２】
＃１７３７及び上記で作製した両面反射防止基板の透過率及び反射率を、分光光度計（
ＨＩＴＡＣＨＩ  Ｕ−３５００  積分球（φ６０）付属）を用いて測定した。図７に、上記測定結果を示す。同図において、横軸は波長、縦軸は光透過率と光反射率の和である。
４００ｎｍ以上の波長において、両面反射防止基板の光透過率と光反射率の和は、＃１７３７と同様にほぼ１００％であった。これによって、上記方法で作製したＭｇＦ２及びＹ２Ｏ３からなる膜には、吸収がないことが確認できた。
【００４３】
（両面反射防止基板の光透過率）
図８に、上記で測定した両面反射防止基板の光透過率を示す。図８において、横軸は波長、縦軸は光透過率である。比較例２は、反射防止層２０２にＭｇＦ２、透明薄膜２０１にＹ２Ｏ３を用いた場合の予想される光透過率（計算値）である。この計算は、光の入射側から、空気／ＭｇＦ２／ガラス基板／Ｙ２Ｏ３／空気の層構成で、光学薄膜計算ソフト（サイバネット社、ＯＰＴＡＳ−ＦＩＬＭ）を用いて実施した。両面反射防止基板の光透過率（実測値）は、予想される光透過率とほぼ同様に推移した。実測値は、計算の層構成と同じく、ＭｇＦ２面に光を入射させて、Ｙ２Ｏ３からの出射光を計測した。両面反射防止基板の周囲の媒質は空気であり、計算の層構成と同じである。これによって、本実施形態によれば、計算結果とほぼ等しく、光透過特性向上効果が得られることが示された。
【００４４】
ＭｇＦ２からなる反射防止層２０２のみを透光性基板１の光入射側に設けた場合、空気／透光性基板界面での光反射損失低減効果は、２．５％であった。透明薄膜２０１の光透過率向上効果が１．５％であったことから、透光性基板１の両面に反射防止層２０２を挿入することで、約４％の光反射損失低減効果を得ることができる。
【００４５】
Ｙ２Ｏ３を主成分とする透明薄膜のアルカリバリア特性を確認した。検討に用いた透明薄膜の膜厚は、３０ｎｍから１００ｎｍとした。データは示さないが、Ｙ２Ｏ３を主成分とする透明薄膜は、３０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の膜厚で、アルカリバリア効果を発揮することが確認された。
【００４６】
上記実施形態によれば、屈折率が理想媒質Ａに近い値の材料（Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＴｉＯ２−ＳｉＯ２混合膜等）であれば、透光性基板／透明電極層界面での光反射を低減することは可能である。しかし、そのような材料の中でも、Ｙ２Ｏ３を所定の膜厚で挿入することで、反射防止機能だけでなく、アルカリバリア機能も兼ね備えた透明薄膜２０１とすることができる。
【００４７】
上記実施形態では太陽電池として、タンデム型太陽電池について説明したが、本発明は、この例に限定されるものではない。例えば、アモルファスシリコン太陽電池、微結晶シリコンをはじめとする結晶質シリコン太陽電池、シリコンゲルマニウム太陽電池、また、トリプル型太陽電池などの他の種類の薄膜太陽電池にも同様に適用可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１  透光性基板
２  透明電極層
３  光電変換層
４  裏面電極層
６  太陽電池モジュール
９０  光電変換装置
９１  第１セル層
９２  第２セル層
９３  中間コンタクト層
２０１  透明薄膜
２０２  反射防止層
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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