(57)【要約】【課題】実施形態は、変換効率を向上させた太陽電池、多接合型太陽電池、太陽電池モジュール及び太陽光発電システムを提供する。【解決手段】実施形態の太陽電池は、第１電極と、光吸収層と、ｎ型層と、第２電極とを備え、光吸収層は、第１電極とｎ型層の間に存在し、ｎ型層は、光吸収層と第２電極の間に存在し、光吸収層は、Ｃｕ２Ｏを含み、ｎ型層は、硫化物を含む。【選択図】  図１
2019057536.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極と、
光吸収層と、
ｎ型層と、
第２電極とを備え、
前記光吸収層は、前記第１電極と前記ｎ型層の間に存在し、
前記ｎ型層は、前記光吸収層と前記第２電極の間に存在し、
前記光吸収層は、Ｃｕ２Ｏを含み、
前記ｎ型層は、硫化物を含む太陽電池。
【請求項２】
前記ｎ型層は、ＺｎとＩｎを含む硫化物、ＣｄとＺｎを含む硫化物とＩｎとＧａを含む硫化物からなる群から選ばれる１種以上の硫化物を含む層である請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】
前記ｎ型層は、ＺｎｘＩｎ２−２ｘＳ３−２ｘ、ＣｄｙＺｎ１−ｙＳとＩｎｚＧａ１−ｚＳからなる群から選ばれる１種以上の硫化物を含む層であり、前記ｘは０．０≦ｘ≦０．６、前記ｙは０．３≦ｙ≦０．７、前記ｚは０．２≦ｚ≦１．０を満たす請求項２に記載の太陽電池。
【請求項４】
前記光吸収層の伝導帯下端の位置と前記ｎ型層の伝導帯下端の位置の差は、−０．２ｅＶ以上０．６ｅＶ以下である請求項１ないし３のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の太陽電池と、
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の太陽電池の光吸収層よりもバンドギャップの小さい光吸収層を有する太陽電池とを有する多接合型太陽電池。
【請求項６】
前記請求項１ないし４のいずれか１項に記載の太陽電池の光吸収層よりもバンドギャップの小さい光吸収層を有する太陽電池の光吸収層は、化合物半導体又は結晶シリコンである請求項５に記載の多接合型太陽電池。
【請求項７】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の太陽電池を用いた太陽電池モジュール。
【請求項８】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の太陽電池と、前記請求項１ないし４のいずれか１項に記載の太陽電池の光吸収層よりもバンドギャップの小さい光吸収層を有する太陽電池を用いた太陽電池モジュール。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の太陽電池モジュールを用いて太陽光発電を行う太陽光発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
実施形態は、太陽電池、多接合型太陽電池、太陽電池モジュール及び太陽光発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
高効率な太陽電池として多接合型(タンデム)太陽電池がある。タンデム太陽電池は、波長帯毎に分光感度が高いセルを用いることができるため、単接合よりも高効率化できる。またタンデム太陽電池のトップセルとして、安価な材料でかつバンドギャップが広いＣｕ２Ｏ化合物が期待されている。しかしながら、酸化されやすいＣｕ２Ｏ化合物の表面はＣｕＯが生成され、ｐｎ界面の特性が悪くなり、Ｃｕ２Ｏ太陽電池は１０％以上の変換効率は得られていない。そこで、ＣｕＯ化合物の生成抑制により変換効率の太陽電池を得るため、本発明では酸化物を使用しないｎ型層を提案する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２３９５２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
実施形態は、変換効率を向上させた太陽電池、多接合型太陽電池、太陽電池モジュール及び太陽光発電システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の太陽電池は、第１電極と、光吸収層と、ｎ型層と、第２電極とを備え、光吸収層は、第１電極とｎ型層の間に存在し、ｎ型層は、光吸収層と第２電極の間に存在し、光吸収層は、Ｃｕ２Ｏを含み、ｎ型層は、硫化物を含む層である。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施形態にかかわる太陽電池の断面概念図。
【図２】実施形態にかかわる多接合太陽電池の断面概念図。
【図３】実施形態にかかわる太陽電池モジュールの概念図。
【図４】実施形態にかかわる太陽電池モジュールの断面概念図。
【図５】実施形態にかかわる太陽光電池システムの概念図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照しながら、本発明の好適な一実施形態について詳細に説明する。
（第１実施形態）
第１実施形態は、太陽電池に関する。図１の概念図に、第１実施形態の太陽電池１００の概念図を示す。図１に示すように、本実施形態に係る太陽電池１００は、基板１と、基板１上に第１電極２と、第１電極２上に光吸収層３と、光吸収層３上にｎ型層４と、ｎ型層４上に第２電極５と、を備える。第１電極２と光吸収層３との間やｎ型層４と第２電極５との間には、図示しない中間層が含まれていてもよい。
【０００８】
（基板）
実施形態の基板１としては、ソーダライムガラスを用いることが望ましく、石英、白板ガラス、化学強化ガラスなどガラス全般、ステンレス、Ｔｉ（チタン）又はＣｒ（クロム）等の金属板あるいはポリイミド、アクリル等の樹脂を用いることもできる。
【０００９】
（第１電極）
実施形態の第１電極２は、基板１と光吸収層３の間に存在する層である。図１では、第１電極２は、基板１と光吸収層３と直接接している。第１電極２としては、透明導電膜、金属膜と透明導電膜と金属膜を積層したものが好ましい。透明導電膜としては、酸化インジウムスズ（Indium Tin Oxide: ＩＴＯ）、アルミニウムドープ酸化亜鉛(Al-doped Zinc Oxide: AZO)、ボロンドープ酸化亜鉛（Boron-doped Zinc Oxide: BZO）、ガリウムドープ酸化亜鉛(Gallium-doped Zinc Oxide)、フッ素ドープ酸化スズ（Fluorine-doped Tin Oxide: FTO）、アンチモンドープ酸化スズ（Antimony-doped Tin Oxide: ATO）、チタンドープ酸化インジウム（Titanium-doped Indium Oxide: ITiO）、酸化インジウム酸化亜鉛(Indium Zinc Oxide: IZO)や酸化インジウムガリウム亜鉛（Indium Gallium Zinc Oxide: IGZO）などの特に限定されない。透明導電膜は、積層膜であってもよく、上記酸化物の他に酸化スズなどの膜が積層膜に含まれていてもよい。金属膜としては、Ｍｏ、ＡｕやＷの膜など特に限定されない。また、第１電極２は、透明導電膜上にドット状、ライン状もしくはメッシュ状の金属を設けた電極でもよい。このとき、ドット状、ライン状もしくはメッシュ状の金属は、透明導電膜と光吸収層３の間に配置される。ドット状、ライン状もしくはメッシュ状の金属は、透明導電膜に対して開口率が５０％以上であることが好ましい。ドット状、ライン状もしくはメッシュ状の金属は、Ｍｏ、ＡｕやＷなど特に限定されない。
【００１０】
（光吸収層）
実施形態の光吸収層３は、第１電極２とｎ型層４の間に存在する層である。図１では、光吸収層３は、第１電極１とｎ型層４と直接接している。光吸収層３は、Ｃｕ２Ｏを含むｐ型の層である。Ｃｕ２Ｏは、ノンドープあるいはドープされた亜酸化銅である。Ｃｕ２Ｏの厚さは、典型的には、５００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下であるがこれに限定されない。Ｃｕ２Ｏは、カルコパイライト構造を有する化合物と比べて安価であるため太陽電池１００の低コスト化が可能である。また、Ｃｕ２Ｏは、バンドギャップが約２．０ｅＶでありワイドバンドギャップである。実施形態の太陽電池１００の光吸収層３のバンドギャップが広いと、Ｓｉなどのナローバンドギャップな光吸収層を有する太陽電池をボトムセルとして用いて多接合化したときに、実施形態の太陽電池１００はボトムセル側での発電に寄与する波長の透過性が高いため、ボトムセル側での発電量が高いという点で、実施形態の太陽電池１００は好ましい。実施形態の太陽電池１００を多接合型の太陽電池として用いる場合、実施形態の太陽電池１００は、光入射側に設けられることが好ましい。
【００１１】
（ｎ型層）
実施形態のｎ型層４は、光吸収層３と第２電極５との間に存在する層である。図１では、ｎ型層４は、光吸収層３と第２電極５と直接接している。Ｃｕ２Ｏを含む光吸収層は、これまで酸化物系のｎ型層とｐｎ接合を形成していたが、実施形態では、ｎ型層４は、光吸収層３の酸化を抑える観点から硫化物層を含む層が好ましい。また、ｎ型層４は、光吸収層３の酸化を抑える観点から硫化物層であることがより好ましい。ｎ型層４の硫化物は、ＺｎとＩｎを含む硫化物、ＣｄとＺｎを含む硫化物とＩｎとＧａを含む硫化物であることが好ましい。より具体的には、ｎ型層４は、ＺｎｘＩｎ２−２ｘＳ３−２ｘ、ＣｄｙＺｎ１−ｙＳとＩｎｚＧａ１−ｚＳからなる群から選ばれる１種以上の硫化物を含む層が好ましい。ｎ型層４は、ＺｎｘＩｎ２−２ｘＳ３−２ｘ、ＣｄｙＺｎ１−ｙＳとＩｎｚＧａ１−ｚＳからなる群から選ばれる１種以上の硫化物からなる層がより好ましい。ｎ型層４は、ＺｎｘＩｎ２−２ｘＳ３−２ｘ、ＣｄｙＺｎ１−ｙＳとＩｎ2ｚＧａ2１−2ｚＳからなる群から選ばれる１種の硫化物からなる層が好ましい。酸化物ではなく硫化物をｎ型層４として使用すると、酸化物を使用した場合と比べて作製時及び作成後のＣｕ２Ｏを含む光吸収層３の酸化を抑えることができる。Ｃｕ２ＯはＣｕＯに酸化されやすい。Ｃｕ２Ｏが酸化されるとｐｎ界面が荒れ、界面の抵抗が増加して、変換効率が低下してしまう。特に、高温高湿度条件下に長時間置かれたＣｕ２Ｏを含む光吸収層３は、ｎ型層４が酸化物であると酸化されやすいが、ｎ型層４に硫化物を用いることで、光吸収層３の酸化を抑えることができる。ｐｎ界面における状態は、太陽電池１００の変換効率に大きく影響を及ぼすことから、実施形態のｎ型層４とＣｕ２Ｏを含む光吸収層３を組み合わせて用いることが好ましい。
【００１２】
ｎ型層４の厚さは、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが好ましい。ｎ型層４の厚さが５ｎｍ以下であるとｎ型層４のカバレッジが悪い場合にリーク電流が発生し、好ましくない。ｎ型層４の厚さが１００ｎｍを超えると透過率が低下し短絡電流が低下するので好ましくない。従って、ｎ型層４の厚さは１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下がより好ましい。また、カバレッジの良い膜を実現するためにｎ型層の表面粗さは５ｎｍ以下が好ましい。
【００１３】
光吸収層３の伝導帯下端（Conduction Band Minimum: CBM）の位置（Ｅｃｐ（ｅＶ））とｎ型層４の伝導帯下の位置（Ｅｃｎ（ｅＶ））の差である伝導帯オフセット（ΔＥ＝Ｅｃｐ−Ｅｃｎ）は、−０．２ｅＶ以上０．６ｅＶ以下（−０．２ｅＶ≦ΔＥ≦＋０．６ｅＶ）であることが好ましい。伝導帯オフセットが０より大きいとｐｎ接合界面の伝導帯が不連続となりスパイクが生じる。伝導帯オフセットが０より小さいとｐｎ接合界面の伝導帯が不連続となりクリフが生じる。スパイク及びクリフはどちらも光生成電子の障壁となるため小さい方が好ましい。従って、伝導帯オフセットは、０．０ｅＶ以上０．４ｅＶ以下（０．０ｅＶ≦ΔＥ≦＋０．４ｅＶ）であることがより好ましい。ＣＢＭの位置は、以下の手法を用いて見積もることができる。電子占有準位の評価法である光電子分光により価電子帯上端（Valence Band Maximum: VBM）を実測し、続いて既知のバンドギャップを仮定してＣＢＭを算出する。しかしながら、実際のｐｎ接合界面では、相互拡散や陽イオンの空孔発生など理想的な界面を維持していないため、バンドギャップが変化する可能性が高い。このため、ＣＢＭも直接的に光電子放出の逆過程を利用する逆光電子分光により評価することが好ましい。具体的には、光電変換素子表面を低エネルギーイオンエッチングと正・逆光電子分光測定の繰り返しにより、ｐｎ接合界面の電子状態を評価できる
【００１４】
ＺｎｘＩｎ２−２ｘＳ３−２ｘのｘは、０≦ｘ＜１を満たす。ＺｎＳは、Ｃｕ２Ｏとの伝導帯オフセットが大きいため好ましくない。好ましいｘは、０≦ｘ≦０．６を満たし、より好ましいｘは、０≦ｘ≦０．３である。この範囲であると、光生成電子の障壁が小さく、かつ、硫化物は、ｐｎ接合界面の品質に低下を防ぐ点で好ましい。
【００１５】
ＣｄｙＺｎ１−ｙＳのｙは、０＜ｙ≦１を満たす。ＺｎＳは、Ｃｕ２Ｏとの伝導帯オフセットが大きいため好ましくない。好ましいｙは、０．３≦ｙ≦０．７を満たし、より好ましいｙは、０．４≦ｙ≦０．６である。この範囲であると、光生成電子の障壁が小さく、かつ、硫化物は、ｐｎ接合界面の品質に低下を防ぐ点で好ましい。
【００１６】
Ｉｎ2ｚＧａ2１−2ｚＳ3のｚは、０＜ｚ≦１を満たす。Ｇａ2Ｓ3は、Ｃｕ２Ｏとの伝導帯オフセットが大きいため好ましくない。好ましいｚは、０．２≦ｚ≦１．０を満たし、より好ましいｚは、０．５≦ｚ≦１．０である。この範囲であると、光生成電子の障壁が小さく、かつ、硫化物は、ｐｎ接合界面の品質に低下を防ぐ点で好ましい。
【００１７】
（第２電極）
図１では、第２電極５は、ｎ型層４と直接接している。第２電極５としては、透明導電膜が好ましい。透明導電膜は、第１電極２と同様の材料を用いることが好ましい。
【００１８】
太陽電池１００の組成などは、Ｘ線光電子分光（X-ray Photoelectron Spectroscopy: XPS）及び二次イオン質量分析（Secondary Ion Mass Spectrometry: SIMS）によって求められる。また、各層の厚さや粒径は、太陽電池１００の断面を１０万倍で透過型電子顕微鏡（Transmission Electron Microscope: TEM）による観察を行えばよい。表面粗さは原子間力顕微鏡（Atomic Force Microscope; AFM）で観察を行えばよい。
【００１９】
（第２実施形態）
第２実施形態は、多接合型太陽電池に関する。図２に第２実施形態の多接合型太陽電池２００の断面概念図を示す。図２の多接合型太陽電池２００は、光入射側に第１実施形態の太陽電池（第１太陽電池）１００と、第２太陽電池２０１を有する。第２太陽電池１０１の光吸収層のバンドギャップは、第１実施形態の太陽電池１００の光吸収層３よりも小さいバンドギャップを有する。なお、実施形態の多接合型太陽電池は、３以上の太陽電池を接合させた太陽電池も含まれる。
【００２０】
第１実施形態の太陽電池１００の光吸収層３のバンドギャップが約２．０ｅＶであるため、第２太陽電池１０１の光吸収層のバンドギャップは、１．０ｅＶ以上１．４ｅＶ以下であることが好ましい。第２太陽電池１０１の光吸収層としては、Ｉｎの含有比率が高いＣＩＧＳ系、ＣＩＴ系及びＣｄＴｅ系のうちのいずれか１種以上の化合物半導体層又は結晶シリコンであることが好ましい。
【００２１】
（第３実施形態）
第３実施形態は、太陽電池モジュールに関する。図３に第３実施形態の太陽電池モジュール３００の斜視概念図を示す。図３の太陽電池モジュール３００は、第１太陽電池モジュール３０１と第２太陽電池モジュール３０２を積層した太陽電池モジュールである。第１太陽電池モジュール３０１は、光入射側であり、第１実施形態の太陽電池１００を用いている。第２の太陽電池モジュール３０２には、第２太陽電池１０１を用いることが好ましい。
【００２２】
図４に太陽電池モジュール３００の断面概念図を示す。図４では、第１太陽電池モジュール３０１の構造を詳細に示し、第２太陽電池モジュール３０２の構造は示していない。第２太陽電池モジュール３０１では、用いる太陽電池の光吸収層などに応じて適宜、太陽電池モジュールの構造を選択する。図４の太陽電池モジュールは、複数の太陽電池１００（太陽電池セル）が横方向に並んで電気的に直列に接続した破線で囲われたサブモジュール３０３が複数含まれ、複数のサブモジュール３０３が電気的に並列もしくは直列に接続している。隣り合うサブモジュール３０３は、バスバー３０４で電気的に接続している。
【００２３】
太陽電池１００は、スクライブされていて、隣り合う太陽電池１００は、上部側と第２電極５と下部側の第１電極２が接続している。第３実施形態の太陽電池１００も第１実施形態の太陽電池１００と同様に、基板１、第１電極２、光吸収層３、ｎ型層４と第２電極５を有する。サブモジュール３０３中の太陽電池１００の両端は、バスバー３０４と接続し、バスバー３０４が複数のサブモジュール３０３を電気的に並列もしくは直列に接続し、第２太陽電池モジュール３０２との出力電圧を調整するように構成されていることが好ましい。
【００２４】
（第４実施形態）
第４実施形態は太陽光発電システムに関する。第３実施形態の太陽電池モジュール３００は、第４実施形態の太陽光発電システムにおいて、発電を行う発電機として用いることができる。実施形態の太陽光発電システムは、太陽電池モジュールを用いて発電を行うものであって、具体的には、発電を行う太陽電池モジュールと、発電した電気を電力変換する手段と、発電した電気をためる蓄電手段又は発電した電気を消費する負荷とを有する。図５に実施形態の太陽光発電システム４００の構成概念図を示す。図５の太陽光発電システムは、太陽電池モジュール４０１（３００）と、コンバーター４０２と、蓄電池４０３と、負荷４０４とを有する。蓄電池４０３と負荷４０４は、どちらか一方を省略しても良い。負荷４０４は、蓄電池４０３に蓄えられた電気エネルギーを利用することもできる構成にしてもよい。コンバーター４０２は、ＤＣ−ＤＣコンバーター、ＤＣ−ＡＣコンバーター、ＡＣ−ＡＣコンバーターなど変圧や直流交流変換などの電力変換を行う回路又は素子を含む装置である。コンバーター４０２の構成は、発電電圧、蓄電池４０３や負荷４０４の構成に応じて好適な構成を採用すればよい。
【００２５】
太陽電池モジュール３００に含まれる受光したサブモジュール３０１に含まれる太陽電池セルが発電し、その電気エネルギーは、コンバーター４０２で変換され、蓄電池４０３で蓄えられるか、負荷４０４で消費される。太陽電池モジュール４０１には、太陽電池モジュール４０１を常に太陽に向けるための太陽光追尾駆動装置を設けたり、太陽光を集光する集光体を設けたり、発電効率を向上させるための装置等を付加することが好ましい。
【００２６】
太陽光発電システム４００は、住居、商業施設や工場などの不動産に用いられたり、車両、航空機や電子機器などの動産に用いられたりすることが好ましい。実施形態の変換効率に優れた光電変換素子を太陽電池モジュール４０１に用いることで、発電量の増加が期待される。
以下、実施例に基づき本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００２７】
（実施例１）
ソーダライムガラス（アルカリガラス）基板上に、裏面側の第１電極としてITO透明導電膜を堆積する。透明な第１電極上に酸素、窒素、アルゴンガス雰囲気中でスパッタリング法により５００℃で加熱してＣｕ２Ｏ化合物を成膜する。その後、室温でスパッタリング法によりｐ−Ｃｕ２Ｏ層上にｎ型のＺｎ0.3Ｉｎ1.4Ｓ2.4硫化物を堆積し、表面側の第２電極としてＡＺＯ透明導電膜を堆積する。ｎ型層にＺｎｘＩｎ２−２ｘＳ３−２ｘの硫化物を使用する事で、Ｃｕ２Ｏの酸化を防ぎ、電圧・ＦＦを改善する。また高温高湿下に長期間（８５℃、湿度８５％、１０００時間）晒されても、ｎ型層としてＺｎOやＧａ2O3を堆積した場合と比べてＣｕ２Ｏの酸化を抑制し、開放電圧・ＦＦの低下を抑制する効果を備えている。また表面側の第２電極堆積時にはＣｕ２Ｏの酸化を抑制するため室温で成膜する必要があるが、ＡＺＯを用いる事により室温でも低抵抗な膜が得られる。ＡＺＯのターゲットは、ＺｎＯに対してＡｌ２Ｏ３の割合が２ｗｔ％もしくは３ｗｔ％が好ましい。
【００２８】
（実施例２）
ソーダライムガラス（アルカリガラス）基板上に、裏面側の第１電極としてＩＴＯ透明導電膜を堆積する。透明な第１電極上に酸素、窒素、アルゴンガス雰囲気中でスパッタリング法により５００℃で加熱してＣｕ２Ｏ化合物を成膜する。その後、室温でスパッタリング法によりｐ−Ｃｕ２Ｏ層上にｎ型のＣｄ0.4Ｚｎ0.6Ｓの硫化物を堆積し、表面側の第２電極としてＡＺＯ透明導電膜を堆積する。ｎ型層にＣｄｙＺｎ１−ｙＳの硫化物を使用する事で、Ｃｕ２Ｏの酸化を防ぎ、電圧・ＦＦを改善する。また高温高湿下に長期間（８５℃、湿度８５％、１０００時間）晒されても、ｎ型層としてＺｎOやＧａ2O3を堆積した場合と比べてＣｕ２Ｏの酸化を抑制し、開放電圧・ＦＦの低下を抑制する効果を備えている。また表面側の第２電極堆積時にはＣｕ２Ｏの酸化を抑制するため室温で成膜する必要があるが、ＡＺＯを用いる事により室温でも低抵抗な膜が得られる。ＡＺＯのターゲットは、ＺｎＯに対してＡｌ２Ｏ３の割合が２ｗｔ％もしくは３ｗｔ％が好ましい。
【００２９】
（実施例３）
ソーダライムガラス（アルカリガラス）基板上に、裏面側の第１電極としてＩＴＯ透明導電膜を堆積する。透明な第１電極上に酸素、窒素、アルゴンガス雰囲気中でスパッタリング法により５００℃で加熱してＣｕ２Ｏ化合物を成膜する。その後、室温でスパッタリング法によりｐ−Ｃｕ２Ｏ層上にｎ型のＩｎＧａＳ３の硫化物を堆積し、表面側の第２電極としてＡＺＯ透明導電膜を堆積する。ｎ型層にＩｎＧａＳ3の硫化物を使用する事で、Ｃｕ２Ｏの酸化を防ぎ、電圧・ＦＦを改善する。また高温高湿下に長期間（８５℃、湿度８５％、１０００時間）晒されても、ｎ型層としてＺｎOやＧａ2O3を堆積した場合と比べてＣｕ２Ｏの酸化を抑制し、開放電圧・ＦＦの低下を抑制する効果を備えている。また表面側の第２電極堆積時にはＣｕ２Ｏの酸化を抑制するため室温で成膜する必要があるが、ＡＺＯを用いる事により室温でも低抵抗な膜が得られる。ＡＺＯのターゲットは、ＺｎＯに対してＡｌ２Ｏ３の割合が２ｗｔ％もしくは３ｗｔ％が好ましい。
【００３０】
（実施例４）
無アルカリガラス基板上に、裏面側の第１電極としてＩＴＯ透明導電膜を堆積する。透明な第１電極上に酸素、窒素、アルゴンガス雰囲気中でスパッタリング法により５００℃で加熱してＣｕ２Ｏ化合物を成膜する。その後、室温でスパッタリング法によりｐ−Ｃｕ２Ｏ層上にｎ型のＺｎ0.3Ｉｎ1.4Ｓ2.4の硫化物を堆積し、表面側の第２電極としてＡＺＯ透明導電膜を堆積する。ｎ型層にＺｎｘＩｎ２−２ｘＳ３−２ｘの硫化物を使用する事で、Ｃｕ２Ｏの酸化を防ぎ、電圧・ＦＦを改善する。また高温高湿下に長期間（８５℃、湿度８５％、１０００時間）晒されても、ｎ型層としてＺｎOやＧａ2O3を堆積した場合と比べてＣｕ２Ｏの酸化を抑制し、開放電圧・ＦＦの低下を抑制する効果を備えている。また表面側の第２電極堆積時にはＣｕ２Ｏの酸化を抑制するため室温で成膜する必要があるが、ＡＺＯを用いる事により室温でも低抵抗な膜が得られる。ＡＺＯのターゲットは、ＺｎＯに対してＡｌ２Ｏ３の割合が２ｗｔ％もしくは３ｗｔ％が好ましい。
【００３１】
（実施例５）
無アルカリガラス基板上に、裏面側の第１電極としてＩＴＯ透明導電膜を堆積する。透明な第１電極上に酸素、窒素、アルゴンガス雰囲気中でスパッタリング法により５００℃で加熱してＣｕ２Ｏ化合物を成膜する。その後、室温でスパッタリング法によりｐ−Ｃｕ２Ｏ層上にｎ型のＣｄ0.4Ｚｎ0.6Ｓの硫化物を堆積し、表面側の第２電極としてＡＺＯ透明導電膜を堆積する。ｎ型層にＣｄ0.4Ｚｎ0.6Ｓの硫化物を使用する事で、Ｃｕ２Ｏの酸化を防ぎ、電圧・ＦＦを改善する。また高温高湿下に長期間（８５℃、湿度８５％、１０００時間）晒されても、ｎ型層としてＺｎOやＧａ2O3を堆積した場合と比べてＣｕ２Ｏの酸化を抑制し、開放電圧・ＦＦの低下を抑制する効果を備えている。また表面側の第２電極堆積時にはＣｕ２Ｏの酸化を抑制するため室温で成膜する必要があるが、ＡＺＯを用いる事により室温でも低抵抗な膜が得られる。ＡＺＯのターゲットは、ＺｎＯに対してＡｌ２Ｏ３の割合が２ｗｔ％もしくは３ｗｔ％が好ましい。
【００３２】
（実施例６）
無アルカリガラス基板上に、裏面側の第１電極としてＩＴＯ透明導電膜を堆積する。透明な第１電極上に酸素、窒素、アルゴンガス雰囲気中でスパッタリング法により５００℃で加熱してＣｕ２Ｏ化合物を成膜する。その後、室温でスパッタリング法によりｐ−Ｃｕ２Ｏ層上にｎ型のＩｎＧａＳ3の硫化物を堆積し、表面側の第２電極としてＡＺＯ透明導電膜を堆積する。ｎ型層にＩｎＧａＳ3の硫化物を使用する事で、Ｃｕ２Ｏの酸化を防ぎ、電圧・ＦＦを改善する。また高温高湿下に長期間（８５℃、湿度８５％、１０００時間）晒されても、ｎ型層としてＺｎOやＧａ2O3を堆積した場合と比べてＣｕ２Ｏの酸化を抑制し、開放電圧・ＦＦの低下を抑制する効果を備えている。また表面側の第２電極堆積時にはＣｕ２Ｏの酸化を抑制するため室温で成膜する必要があるが、ＡＺＯを用いる事により室温でも低抵抗な膜が得られる。ＡＺＯのターゲットは、ＺｎＯに対してＡｌ２Ｏ３の割合が２ｗｔ％もしくは３ｗｔ％が好ましい。
【００３３】
（実施例７）
ソーダライムガラス（アルカリガラス）上に、裏面側の第１電極としてまず、ＩＴＯ透明導電膜を堆積する。その後、開口部を確保しながら、導電率の向上を図るためＡｕもしくはＭｏドット電極を堆積する。金属ドット上に酸素、窒素、アルゴンガス雰囲気中でスパッタリング法により５００℃で加熱してＣｕ２Ｏ化合物を成膜する。その後、室温でスパッタリング法によりｐ−Ｃｕ２Ｏ層上にｎ型のＺｎ0.3Ｉｎ1.4Ｓ2.4の硫化物を堆積し、表面側の第２電極としてＡＺＯ透明導電膜を堆積する。ｎ型層にＺｎ0.3Ｉｎ1.4Ｓ2.4の硫化物を使用する事で、Ｃｕ２Ｏの酸化を防ぎ、電圧・ＦＦを改善する。また高温高湿下に長期間（８５℃、湿度８５％、１０００時間）晒されても、ｎ型層としてＺｎOやＧａ2O3を堆積した場合と比べてＣｕ２Ｏの酸化を抑制し、開放電圧・ＦＦの低下を抑制する効果を備えている。また表面側の第２電極堆積時にはＣｕ２Ｏの酸化を抑制するため室温で成膜する必要があるが、ＡＺＯを用いる事により室温でも低抵抗な膜が得られる。ＡＺＯのターゲットは、ＺｎＯに対してＡｌ２Ｏ３の割合が２ｗｔ％もしくは３ｗｔ％が好ましい。
【００３４】
（実施例８）
ソーダライムガラス（アルカリガラス）上に、裏面側の第１電極としてまず、ＩＴＯ透明導電膜を堆積する。その後、開口部を確保しながら、導電率の向上を図るためＡｕもしくはＭｏドット電極を堆積する。金属ドット上に酸素、窒素、アルゴンガス雰囲気中でスパッタリング法により５００℃で加熱してＣｕ２Ｏ化合物を成膜する。その後、室温でスパッタリング法によりｐ−Ｃｕ２Ｏ層上にｎ型のＣｄ0.4Ｚｎ0.6Ｓの硫化物を堆積し、表面側の第２電極としてＡＺＯ透明導電膜を堆積する。ｎ型層にＣｄ0.4Ｚｎ0.6Ｓの硫化物を使用する事で、Ｃｕ２Ｏの酸化を防ぎ、電圧・ＦＦを改善する。また高温高湿下に長期間（８５℃、湿度８５％、１０００時間）晒されても、ｎ型層としてＺｎOやＧａ2O3を堆積した場合と比べてＣｕ２Ｏの酸化を抑制し、開放電圧・ＦＦの低下を抑制する効果を備えている。また表面側の第２電極堆積時にはＣｕ２Ｏの酸化を抑制するため室温で成膜する必要があるが、ＡＺＯを用いる事により室温でも低抵抗な膜が得られる。ＡＺＯのターゲットは、ＺｎＯに対してＡｌ２Ｏ３の割合が２ｗｔ％もしくは３ｗｔ％が好ましい。
【００３５】
（実施例９）
ソーダライムガラス（アルカリガラス）上に、裏面側の第１電極としてまず、ＩＴＯ透明導電膜を堆積する。その後、開口部を確保しながら、導電率の向上を図るためＡｕもしくはＭｏドット電極を堆積する。金属ドット上に酸素、窒素、アルゴンガス雰囲気中でスパッタリング法により５００℃で加熱してＣｕ２Ｏ化合物を成膜する。その後、室温でスパッタリング法によりｐ−Ｃｕ２Ｏ層上にｎ型のＩｎＧａＳ3の硫化物を堆積し、表面側の第２電極としてＡＺＯ透明導電膜を堆積する。ｎ型層にＩｎＧａＳ3の硫化物を使用する事で、Ｃｕ２Ｏの酸化を防ぎ、電圧・ＦＦを改善する。また高温高湿下に長期間（８５℃、湿度８５％、１０００時間）晒されても、ｎ型層としてＺｎOやＧａ2O3を堆積した場合と比べてＣｕ２Ｏの酸化を抑制し、開放電圧・ＦＦの低下を抑制する効果を備えている。また表面側の第２電極堆積時にはＣｕ２Ｏの酸化を抑制するため室温で成膜する必要があるが、ＡＺＯを用いる事により室温でも低抵抗な膜が得られる。ＡＺＯのターゲットは、ＺｎＯに対してＡｌ２Ｏ３の割合が２ｗｔ％もしくは３ｗｔ％が好ましい。
【００３６】
（実施例１０）
無アルカリガラス基板上に裏面側の第１電極としてまず、ＩＴＯ透明導電膜を堆積する。その後、開口部を確保しながら、導電率の向上を図るためＡｕもしくはＭｏドット電極を堆積する。金属ドット上に酸素、窒素、アルゴンガス雰囲気中でスパッタリング法により５００℃で加熱してＣｕ２Ｏ化合物を成膜する。その後、室温でスパッタリング法によりｐ−Ｃｕ２Ｏ層上にｎ型のＺｎ0.3Ｉｎ1.4Ｓ2.4の硫化物を堆積し、表面側の第２電極としてＡＺＯ透明導電膜を堆積する。ｎ型層にＺｎ0.3Ｉｎ1.4Ｓ2.4の硫化物を使用する事で、Ｃｕ２Ｏの酸化を防ぎ、電圧・ＦＦを改善する。また高温高湿下に長期間（８５℃、湿度８５％、１０００時間）晒されても、ｎ型層としてＺｎOやＧａ2O3を堆積した場合と比べてＣｕ２Ｏの酸化を抑制し、開放電圧・ＦＦの低下を抑制する効果を備えている。また表面側の第２電極堆積時にはＣｕ２Ｏの酸化を抑制するため室温で成膜する必要があるが、ＡＺＯを用いる事により室温でも低抵抗な膜が得られる。ＡＺＯのターゲットは、ＺｎＯに対してＡｌ２Ｏ３の割合が２ｗｔ％もしくは３ｗｔ％が好ましい。
【００３７】
（実施例１１）
無アルカリガラス基板上に裏面側の第１電極としてまず、ＩＴＯ透明導電膜を堆積する。その後、開口部を確保しながら、導電率の向上を図るためＡｕもしくはＭｏドット電極を堆積する。金属ドット上に酸素、窒素、アルゴンガス雰囲気中でスパッタリング法により５００℃で加熱してＣｕ２Ｏ化合物を成膜する。その後、室温でスパッタリング法によりｐ−Ｃｕ２Ｏ層上にｎ型のＣｄ0.4Ｚｎ0.6Ｓの硫化物を堆積し、表面側の第２電極としてＡＺＯ透明導電膜を堆積する。ｎ型層にＣｄ0.4Ｚｎ0.6Ｓの硫化物を使用する事で、Ｃｕ２Ｏの酸化を防ぎ、電圧・ＦＦを改善する。また高温高湿下に長期間（８５℃、湿度８５％、１０００時間）晒されても、ｎ型層としてＺｎOやＧａ2O3を堆積した場合と比べてＣｕ２Ｏの酸化を抑制し、開放電圧・ＦＦの低下を抑制する効果を備えている。また表面側の第２電極堆積時にはＣｕ２Ｏの酸化を抑制するため室温で成膜する必要があるが、ＡＺＯを用いる事により室温でも低抵抗な膜が得られる。ＡＺＯのターゲットは、ＺｎＯに対してＡｌ２Ｏ３の割合が２ｗｔ％もしくは３ｗｔ％が好ましい。
【００３８】
（実施例１２）
無アルカリガラス基板上に裏面側の第１電極としてまず、ＩＴＯ透明導電膜を堆積する。その後、開口部を確保しながら、導電率の向上を図るためＡｕもしくはＭｏドット電極を堆積する。金属ドット上に酸素、窒素、アルゴンガス雰囲気中でスパッタリング法により５００℃で加熱してＣｕ２Ｏ化合物を成膜する。その後、室温でスパッタリング法によりｐ−Ｃｕ２Ｏ層上にｎ型のＩｎＧａＳ3の硫化物を堆積し、表面側の第２電極としてＡＺＯ透明導電膜を堆積する。ｎ型層にＩｎＧａＳ3の硫化物を使用する事で、Ｃｕ２Ｏの酸化を防ぎ、電圧・ＦＦを改善する。また高温高湿下に長期間（８５℃、湿度８５％、１０００時間）晒されても、ｎ型層としてＺｎOやＧａ2O3を堆積した場合と比べてＣｕ２Ｏの酸化を抑制し、開放電圧・ＦＦの低下を抑制する効果を備えている。また表面側の第２電極堆積時にはＣｕ２Ｏの酸化を抑制するため室温で成膜する必要があるが、ＡＺＯを用いる事により室温でも低抵抗な膜が得られる。ＡＺＯのターゲットは、ＺｎＯに対してＡｌ２Ｏ３の割合が２ｗｔ％もしくは３ｗｔ％が好ましい。
【００３９】
また、実施例１−１２の太陽電池は、多接合型太陽電池のトップセルとして適している。実施例１−１２の太陽電池は、透光性があり、さらに、トップセルとして非常に適したバンドギャップを有するため、ボトムセル側での発電への影響が小さく、多接合型太陽電池としての変換効率向上に寄与する。
明細書中、一部の元素は元素記号のみで表している。
【００４０】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態そのままに限定解釈されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成することができる。例えば、変形例の様に異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。
【符号の説明】
【００４１】
１００…太陽電池（第１太陽電池）、１…基板、２…第１電極、３…光吸収層、４…ｎ型層、５…第２電極、
２００…多接合型太陽電池、２０１…第２太陽電池、
３００…太陽電池モジュール、３０１第１太陽電池モジュール、３０２…第２太陽電池モジュール、３０３…サブモジュール、３０４…バスバー、
４００…太陽光発電システム、４０１…太陽電池モジュール、４０２…コンバーター、４０３…蓄電池、４０４…負荷
【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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