(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
組成式ＣｕｘＡｙＴｅ１−ｘ−ｙ（ＡはＡｌ、Ｉｎ及びＧａからなる群より選ばれる少なくとも一つのＩＩＩｂ族元素）にて表され、０．０８≦ｘ≦０．２５、且つ、０．３≦ｘ／ｙ≦０．８を満たすカルコパイライト構造を有する光吸収層と、
前記光吸収層とｐｎ接合するバッファー層を備え、
前記光吸収層の前記ｐｎ接合界面における表面凹凸が１０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下であり、
前記ｐｎ接合界面の光吸収層の結晶粒子は、前記粒子の内接円半径をａ、外接円半径をｂと定義した場合において、ａ／ｂが、０．７７≦ａ／ｂ≦１を満たすことを特徴とする光電変換素子。
【請求項２】
前記Ｔｅの５０原子％未満は、Ｓｅ及びＳより選ばれる少なくとも１つの元素で置換されていることを特徴とする請求項１記載の光電変換素子。
【請求項３】
前記光吸収層は、前記Ｃｕ及び前記元素Ａ（ＡはＡｌ、Ｉｎ及びＧａからなる群より選ばれる少なくとも一つのＩＩＩｂ族元素）をスパッタ法により原料供給し、同時にＴｅを蒸着法により原料供給し、成膜されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の光電変換素子。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３いずれか１項記載の光電変換素子を用いてなることを特徴とする太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、光電変換素子および太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、太陽電池において、半導体薄膜を光吸収層として用いる化合物薄膜光電変換素子の開発が進んできており、Ｉｂ族、ＩＩＩｂ族とＶＩｂ族から構成されカルコパイライト構造をもつ化合物半導体の中で、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｇａ及びＳｅから成るＣｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２、いわゆるＣＩＧＳは薄膜太陽電池等の光電変換素子の光吸収層として広く用いられている。その製造方法には物理蒸着法、特に真空蒸着法或いはスパッタ法を用いることが一般的である。真空蒸着法は、３段階法と呼ばれる高温での成膜プロセスで、始めにＩＩＩｂ族元素であるＩｎ及びＧａとＶＩｂ族元素であるＳｅを真空蒸着し、その後、Ｉｂ族元素であるＣｕと、Ｓｅを蒸着し、最後に再びＩｎ及びＧａと、Ｓｅを蒸着する手法で、膜厚相当の結晶粒径を有する薄膜が形成されている。さらに、特許文献１では、ＣＩＧＳの結晶成長を促進させる技術として、成膜中に高いエネルギーのレーザーを照射することで粒子の凝集を抑制し、薄膜表面の平坦性を向上させる技術が開示されている。一方で、スパッタ法による成膜は、大面積で均一な薄膜形成が可能で、その再現性も優れている。
【０００３】
従来のスパッタ成膜では、結晶粒径を大きくするために、成膜中或いは成膜後に高温での熱処理が必須である。しかしながら、高温での熱処理の過程で、微小な結晶面を反映したファセット構造が顕著となり、表面凹凸が大きくなり、結果として薄膜太陽電池の開放端電圧（Ｖｏｃ）が低下することが問題となる。特に、ＶＩｂ族元素がＴｅから構成され、カルコパイライト構造を有する化合物半導体薄膜では、その特徴が顕著に現れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２４３９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
実施形態は、変換効率の高い光電変換素子および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】
【０００６】
実施形態の光電変換素子は、組成式ＣｕｘＡｙＴｅ１−ｘ−ｙ（ＡはＡｌ、Ｉｎ及びＧａからなる群より選ばれる少なくとも一つのＩＩＩｂ族元素）にて表され、０．０８≦ｘ≦０．２５、且つ、０．３≦ｘ／ｙ≦０．８を満たすカルコパイライト構造を有する光吸収層と、前記光吸収層とｐｎ接合するバッファー層を備え、前記光吸収層の前記ｐｎ接合界面における表面凹凸が１０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下であり、前記ｐｎ接合界面の光吸収層の結晶粒子は、前記粒子の内接円半径をａ、外接円半径をｂと定義した場合において、ａ／ｂが、０．７７≦ａ／ｂ≦１を満たすことを特徴とする。
また、他の実施形態の太陽電池は、前記実施形態の光電変換素子を用いてなることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態の光電変換素子の概念図である。
【図２】実施形態のファセット構造を有する結晶粒子形状定義のための概念図である。
【図３】実施形態の円形に近い構造を有する結晶粒子形状定義のための概念図である。
【図４】実施形態の光電変換素子の製造装置の概念図である。
【図５】実施形態のＣｕ及びＩｎはスパッタ法で、Ｔｅは蒸着法で成膜したＣｕ−Ｉｎ−Ｔｅ薄膜の表面（Ａ）及び断面（Ｂ）ＳＥＭ像である。
【図６】単元スパッタ成膜したＣｕ−Ｉｎ−Ｔｅ薄膜の表面（Ａ）及び断面（Ｂ）ＳＥＭ像である（従来技術）。
【図７】実施形態の表面凹凸と変換効率の関係を示す図である。
【図８】実施形態の表面凹凸が５０ｎｍにおける結晶粒子の形状（ａ／ｂ）と変換効率の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１の概念図に示す光電変換素子１０は、基板１１と、前記基板上に設けられた裏面電極１２と、前記裏面電極１２上に設けられた第１の取り出し電極１３と、前記裏面電極１２上に設けられた光吸収層１４と、前記光吸収層１４上に設けられたバッファー層１５（１５ａ、１５ｂ）と、前記バッファー層１５上に設けられた透明電極層１６と、前記透明電極層１６上に設けられた第２の取り出し電極１７と、前記透明電極層１６上に設けられた反射防止膜１８とを少なくとも備えている。
【０００９】
実施形態の光吸収層１４はＣｕｘＡｙＴｅ１−ｘ−ｙ（ＡはＡｌ、Ｉｎ及びＧａからなる群より選ばれる少なくとも一つのＩＩＩｂ族元素）にて表される薄膜である。結晶構造はカルコパイライト構造若しくは空孔配列型カルコパイライト構造を有することが望まれる。
なお、実施形態において、カルコパイライト構造と空孔配列型カルコパイライト構造は、それぞれを別に説明している場合を除き、両者をカルコパイライト構造として記載する。
【００１０】
光吸収層のｘは、０．０８≦ｘ≦０．２５を満たすことが好ましい。また、光吸収層１４のｘ／ｙは、０．３≦ｘ／ｙ≦０．８を満たすことが好ましい。なお、光吸収層１４の整流性の観点から、ｘ／ｙは０．６以下であることが好ましい。
ここでＣｕ量であるｘは、その量があまり多いとＴｅ量が欠損することがあり、逆にあまり少ないとカルコパイライト構造を維持できないことがあるため、Ｃｕ量を示すｘは、０．０８≦ｘ≦０．２５とした。好ましいｘは、０．１≦ｘ≦０．２５である。また、ＣｕとＩＩＩｂ族元素であるＡのモル比（ｘ／ｙ）は、その比率があまり大きいと電気抵抗が低下してしまい、逆にあまり小さいとカルコパイライト構造を維持できないことがあるため、そのモル比ｘ／ｙは、０．３≦ｘ／ｙ≦０．８とした。
また、Ｔｅの５０原子％未満をＳｅ及びＳより選ばれる少なくとも一つの元素で置換してもよい。
【００１１】
ここで、光吸収層１４の表面平坦性と光電変換素子１０の開放端電圧Ｖｏｃの関係を説明する。
下の式（１）で、光吸収層１４のバッファー層１５が形成される面の表面凹凸（以下、表面凹凸と略記）が大きくなると、バッファー層１５とのｐｎ接合の面積が増大し、光の入射面積あたりの見かけ上の逆方向飽和電流Ｊ０が増大する。一方で、入射光量と比例関係にある光電流ＪＬは凹凸を考慮しない面積あたり同じであるので、ＪＬ／Ｊ０が減少し、結果として、開放端電圧Ｖｏｃが低下する。すなわち、表面平坦性を向上することにより、開放端電圧Ｖｏｃを改善することができる。
Ｖｏｃ＝（ｎｋＴ／ｑ）ｌｎ［（ＪＬ／Ｊ０）＋１］  …式（１）
ｎ：ダイオード因子、ｋ：ボルツマン定数、Ｔ：絶対温度、ｑ：電荷
【００１２】
なお、実施形態における、表面凹凸とはＪＩＳ  Ｂ００３１：２００３で規定される平均粗さ（Ｒａ）を意味する。表面凹凸は、化合物薄膜太陽電池１０をへき開によってその断面を切り出し、その断面ＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：走査型電子顕微鏡）観察により確認できる。光吸収層１４とバッファー層１５のｐｎ接合の界面の中心部分の２万倍の断面ＳＥＭ観察で２μｍ幅の観察像での平均凹凸から、表面凹凸を測定する。
【００１３】
以上のことから、光吸収層１４の表面凹凸は、小さい方が好ましく、具体的には１００ｎｍ以下であることが好ましい。式（１）からは、開放端電圧を向上させるには、表面凹凸が小さいほど好ましいが、剥離耐性の観点からは、表面凹凸は小さすぎるのも好ましくなく、具体的には１０ｎｍ以上であることが好ましい。
【００１４】
表面凹凸を小さくするためには、光吸収層１４の結晶粒子は、ファセット構造よりも球形に近い形状であることが好ましい。実施形態において、ファセット構造と球形あるいは球形に近い結晶粒子を区別するための基準について図２、図３を参照して説明する。結晶粒子の内接円半径をａ、外接円半径をｂと定義すると、図２示す完全な正三角形の形状の結晶粒子ではａ／ｂが０．５となる。図３に示す球形あるいは球形に近い結晶形状の粒子は、内接円半径ａと外接円半径ｂが等しい又は等しい値に近づくので、ａ／ｂが１又は１に近づく。表面凹凸を小さくするという観点から、光吸収層の結晶粒子が正三角形の形状より頂点が鋭い形態、言い換えると内接円半径と外接円半径の差が大きいことは短所になる。そこで、実施形態のｐｎ界面の光吸収層１４の結晶粒子は、その結晶粒子の内接円半径をａ、外接円半径をｂと定義した場合において、ａ／ｂが、０．５＜ａ／ｂ≦１を満たすことが好ましい。
【００１５】
なお、実施形態における光吸収層１４表面の結晶粒子の形状は、積層された光電変換素子１０を反射防止膜１８側からイオンミリングにより除去し、バッファー層１５を除去した地点で表面ＳＥＭ観察を行うことで確認できる。さらに、結晶粒子の形状は、化合物薄膜太陽電池１０の中心部分の２万倍の表面ＳＥＭ観察で２μｍ角の範囲で観察像中心と観察像の対角線上、観察像中心を通る水平線上及び観察像中心を通る垂直線上の４等分位置の全９箇所の結晶粒子のａ／ｂを見積もり、最大値と最小値を除いた全７箇所のａ／ｂの平均値で定義する。
【００１６】
基板１１としては、青板ガラスを用いることが望ましく、ステンレス、Ｔｉ又はＣｒ等の金属板あるいはポリイミド等の樹脂を用いることもできる。
【００１７】
裏面電極１２としては、ＭｏやＷ等の導電性の金属膜を用いることができる。その中でも、Ｍｏ膜を用いることが望ましい。
【００１８】
取り出し電極１３，１７としては、例えば、Ａｌ、Ａｇ或いはＡｕ等の導電性の金属膜を用いることができる。さらに、透明電極１５との密着性を向上させるために、Ｎｉ或いはＣｒを堆積させた後、Ａｌ、Ａｇ或いはＡｕを堆積させてもよい。
【００１９】
バッファー層１５としては、ＣｄＳ、Ｚｎ（Ｏ，Ｓ，ＯＨ）或いはＭｇを添加したＺｎＯを用いることができる。光吸収層１４であるカルコパイライト型化合物半導体はｐ型半導体として、ＣｄＳあるいはＺｎＯ：Ｍｇに代表されるバッファー層１５ａはｎ型半導体として、ＺｎＯに代表されるバッファー層１５ｂはｎ＋型層として機能すると考えられる。ｐｎ接合界面で伝導帯不連続量（ＣＢＯ）ΔＥｃを誘起するようにバッファー層１５ａの材料を選定することによりキャリアの再結合を低減できる。また、開放端電位が向上するようにバッファー層１５と光吸収層１４の伝導体下端（ＣＢＭ）やフェルミ準位が調整されるようなキャリアを添加したバッファー層１５用いるとより好ましい。
【００２０】
透明電極層１６は太陽光のような光を透過し、尚且つ導電性を有することが必要であり、例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を２ｗｔ％含有したＺｎＯ：Ａｌ或いはジボランからのＢをドーパントとしたＺｎＯ：Ｂを用いることができる。
反射防止膜１８としては、例えば、ＭｇＦ２を用いることが望ましい。
【００２１】
図１の光電変換素子１０の製造方法としては、以下の方法を例として挙げる。
なお、下記の製造方法の一例であり、適宜変更しても構わない。従って、工程の順序を変更してもよいし、複数の工程を併合してもよい。光電変換素子１０の製造の全工程又は一部工程は、その製造装置においてシステム化されていてもよい。
【００２２】
［基板に裏面電極を成膜する工程］
基板１１上に、裏面電極１２を成膜する。成膜方法としては、例えば、導電性金属よりなるスパッタ法の薄膜形成方法が挙げられる。
【００２３】
［裏面電極上に光吸収層を成膜する工程］
裏面電極１２を堆積後、光吸収層１４となる化合物半導体薄膜を堆積する。実施形態の光吸収層１４の成膜工程では、図４の概念図に示すＴｅ源２１がＣｕとＩＩＩｂ族元素の両方を含むターゲット２２と独立し、Ｔｅが蒸着可能な形態となっている成膜装置を用いることが好ましい。裏面電極１２が形成された基板（成膜対象）２３は、ヒーター２４で加熱することができる。ターゲット２２はＲＦ（ＤＣ）スパッタ装置２５によって、スパッタすることができる。また、チャンバー内にＡｒや酸素を微量に含むＡｒガスを導入するためのガス導入部２６が備えられている。
【００２４】
裏面電極１２には光吸収層１４と第１の取り出し電極１３を堆積するため、第１の取り出し電極１３を堆積する部位を少なくとも除く裏面電極１２上の一部に光吸収層１４を堆積する。成膜方法として、Ｉｂ族元素であるＣｕと、ＩＩＩｂ族元素であるＡｌ、Ｉｎ及びＧａからなる群より選ばれる少なくとも一つの元素は、両元素を含むターゲットを用いて、スパッタ法で、基板にＣｕとＩＩＩｂ族元素を供給する。ＶＩｂ族元素であるＴｅは真空蒸着法にて基板に原料供給して、スパッタと真空蒸着を同時に行って、光吸収層１４を成膜する。
【００２５】
Ｃｕ／ＩＩＩｂ族のモル比は、目的の組成比となるように、ターゲット仕込み組成を調整しておくことが望ましい。真空蒸着法で供給されるＴｅ量は蒸着源の温度を変化させることで制御されることが望ましい。蒸着源の温度は、例えば、１２０℃以上１５０℃以下とする。蒸着源の温度が高ければ光吸収層１４のＴｅの比率が大きくなる。蒸着源の温度が低ければ光吸収層１４のＴｅの比率が小さくなる。また、成膜時の基板１１は、ヒーターで加熱されていることが好ましい。成膜時の基板温度は４００℃以上５５０℃以下であることが好ましい。基板１１温度が５５０℃より高いと、基板１１上で光吸収層１４の粒子成長が促進され、表面凹凸が顕著になる。
【００２６】
また、成膜速度を遅くし、結晶面が出にくい条件で成膜することで、ａ／ｂを好適な範囲とすることができる。供給される粒子エネルギーが同じ、即ち、堆積速度が同程度の場合は、ａ／ｂにはそれ程影響を与えること無く成膜することが出来る。速い成膜速度で光吸収層１４を堆積することにより、結晶面が出やすくなり、ａ／ｂは０．５より小さいが、成膜時の基板温度を４００℃以上５５０℃以下としているため、表面凹凸が１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下に調整できる。成膜速度を上げるために、スパッタからのＣｕ及びＩＩＩｂ族の供給量を増やした場合、それに対応して、蒸着源からのＴｅ供給量も増やすことが好ましい。
【００２７】
［光吸収層上にバッファー層を成膜する工程］
得られた光吸収層１４の上にバッファー層１５ａ，ｂを堆積する。
バッファー層１５ａの成膜方法としては、真空プロセスのスパッタ法、真空蒸着法或いは有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）、液相プロセスの化学析出（ＣＢＤ）法などが挙げられる。
バッファー層１５ｂの成膜方法としては、真空プロセスのスパッタ法、真空蒸着法或いは有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）などが挙げられる。
【００２８】
［バッファー層上に透明電極を成膜する工程］
続いて、バッファー層１５ｂ上に、透明電極１６を堆積する。
成膜方法としては真空プロセスのスパッタ法、真空蒸着法或いは有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）などが挙げられる。
【００２９】
［裏面電極上と透明電極上に取り出し電極を成膜する工程］
第１の取り出し電極１３を裏面電極１２上の光吸収層１４が成膜された部位を少なくとも除く部位に堆積する。
第２の取り出し電極１７を透明電極１６上の反射防止膜１８が成膜される部位を少なくとも除く部位に堆積する。
成膜方法としてはスパッタ法、真空蒸着法などが挙げられる。
第１と第２の取り出し電極の成膜は、１工程で行ってもよいし、それぞれ、別の工程として、任意の工程の後に行ってもよい。
【００３０】
［透明電極上に反射防止膜を成膜する工程］
最後に透明電極１６上の第２の取り出し電極１７が成膜された部位を少なくとも除く部位に反射防止膜１８を堆積する。
成膜方法としてはスパッタ法、真空蒸着法などが挙げられる。
上記の工程を経て、図１の概念図に示した光電変換素子１０を作製する。
化合物薄膜太陽電池１０のモジュールを作製する場合、基板１１に裏面電極１２を成膜する工程の後、レーザーにより裏面電極１２を分断する工程、さらには光吸収層１４上にバッファー層１５を成膜する工程及びバッファー層１５上に透明電極１６を成膜する工程の後、それぞれメカニカルスクライブにより試料を分割する工程を挟むことにより集積化が可能となる。
【実施例】
【００３１】
（実施例１）
基板１１として青板ガラス基板を用い、スパッタ法により裏面電極１２となるＭｏ薄膜を７００ｎｍ程度堆積した。スパッタは、Ｍｏをターゲットとし、Ａｒガス雰囲気中でＲＦで２００Ｗ印加することにより行った。
裏面電極１２となるＭｏ薄膜堆積後、光吸収層１４となるＣｕ−Ｉｎ−Ｔｅ薄膜を２μｍ程度堆積した。成膜中の基板温度は５００℃とした。スパッタターゲットには、Ｃｕ／Ｉｎ＝０．３３となるＣｕ−Ｉｎ固溶体を用い、Ａｒガス雰囲気中でＲＦで２００Ｗ印加することにより、原料供給した。また、Ｔｅはターゲット直上の基板方向にむけて設置した蒸着源から、１４０℃に加熱して供給した。
得られた光吸収層１４の上にバッファー層１５ａとしてＭｇを添加したＺｎＯ薄膜を５０ｎｍ程度堆積した。製膜はＲＦスパッタを用いたが、界面でのプラズマダメージを考慮して、５０Ｗの出力で行った。このバッファー層１５ａ上にバッファー層１５ｂとして、ＺｎＯ薄膜を堆積し、続いて、透明電極１６となるアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を２ｗｔ％含有するＺｎＯ：Ａｌを１μｍ程度堆積した。取り出し電極１３、１７として、ＮｉＣｒ及びＡｕを蒸着法にて堆積した。膜厚はそれぞれ１００ｎｍ及び３００ｎｍとした。最後に反射防止膜１８としてＭｇＦ２をスパッタ法により堆積することにより、図１に示した光電変換素子を作製した。
得られた光電変換素子の光吸収層の組成はであった。また、光吸収層の表面（Ａ）及び断面（Ｂ）ＳＥＭ像を図５に示す。表面凹凸は５０ｎｍであり、ａ／ｂが０．７７の比較的円形に近い結晶粒子の形状の表面を確認した。
【００３２】
（実施例２）
光吸収層１４となるＣｕ−Ｉｎ−Ｔｅ薄膜の製膜で、製膜中の基板温度を４００℃とすること以外は実施例１と同じ方法で化合物薄膜太陽電池を製造した。製膜温度を低くすることにより、表面凹凸を１０ｎｍとすることができる。
【００３３】
（実施例３）
光吸収層１４となるＣｕ−Ｉｎ−Ｔｅ薄膜の製膜で、製膜中の基板温度を５５０℃とすること以外は実施例１と同じ方法で化合物薄膜太陽電池を製造した。製膜温度が若干高くすることで、表面凹凸は１００ｎｍとなる。
【００３４】
（比較例１）
光吸収層１４となるＣｕ−Ｉｎ−Ｔｅ薄膜の製膜で、製膜中の基板温度を６００℃とすること以外は実施例１と同じ方法で化合物薄膜太陽電池を製造した。製膜温度を非常に高く、表面凹凸を１５０ｎｍまで大きくなる。
【００３５】
（比較例２）
光吸収層１４となるＣｕ−Ｉｎ−Ｔｅ薄膜の製膜で、製膜中の基板温度を３００℃とすること以外は実施例１と同じ方法で化合物薄膜太陽電池を製造した。製膜温度を非常に低いために、表面凹凸を５ｎｍまで小さくすることができるが、剥離耐性が低下する。
【００３６】
（実施例４）
光吸収層１４となるＣｕ−Ｉｎ−Ｔｅ薄膜の製膜で、スパッタをＲＦで１００Ｗ印加として製膜速度を１／２にすること以外は実施例１と同じ方法で化合物薄膜太陽電池を製造した。表面凹凸は５０ｎｍで、ａ／ｂが０．９５となる。
【００３７】
（参考例１）
光吸収層１４となるＣｕ−Ｉｎ−Ｔｅ薄膜の製膜で、Ｔｅ原料供給の半分を蒸着法で、半分をスパッタ法で行うこと以外は実施例１と同じ方法で化合物薄膜太陽電池を製造した。表面凹凸は５０ｎｍで、ａ／ｂがほぼ０．５５となる。
【００３８】
（参考例２）
光吸収層１４となるＣｕ−Ｉｎ−Ｔｅ薄膜の製膜で、Ｔｅ原料供給をスパッタ法で行うこと以外は実施例１と同じ方法で化合物薄膜太陽電池を製造した。表面凹凸は５０ｎｍで、ａ／ｂがほぼ０．４５となる。
【００３９】
（比較例３）
光吸収層１４となるＣｕ−Ｉｎ−Ｔｅ薄膜の製膜で、Ｔｅ原料供給をスパッタ法で行うこと製膜中の基板温度を５５０℃とすること以外は実施例１と同じ方法で化合物薄膜太陽電池を製造した。図６に光吸収層まで堆積した薄膜の表面（Ａ）及び断面（Ｂ）ＳＥＭ像を示す。表面凹凸は１５０ｎｍと大きく、ａ／ｂは０．４３となった。
【００４０】
図７に実施例１、２、３及び比較例１、２から得られる変換効率と表面凹凸の関係を示す。
比較例１では、Ｒａが小さいため、変換効率が低いが、Ｒａを大きくすることで、実施例のように、変換効率が向上することを確認することができる。また、Ｒａが大きくなりすぎると、変換効率が下がるため、Ｒａは１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下が好ましい。
【００４１】
図８に実施例１、４、参考例１、２から得られる表面凹凸を５０ｎｍに固定したときの変換効率と結晶粒子の形状ａ／ｂの関係を示す。
ａ／ｂが大きくなることで、変換効率が向上することを確認することができる。
【００４２】
表１に表面凹凸（Ｒａ）及びａ／ｂと変換効率の相関をまとめる。
表中の◎は、変換効率がかなりよい組み合わせ、○は変換効率がよい組み合わせ、△は変換効率があまりよくない組み合わせ、×は変換効率がよくない組み合わせを示している。
【００４３】
【表１】
0005710368.tif 000002
【００４４】
実施形態の範囲のＲａ値とすることで、変換効率が悪くはないものが得られることがわかる。また、実施形態の範囲のＲａのなかでも、ａ／ｂを１に近づけることで、変換効率が向上することを確認することができる。さらに、ａ／ｂが同程度である、参考例２と比較例３を比較すると、Ｒａが実施形態の範囲か否かで、変換効率が変わることも確認できる。
本発明の光電変換素子を太陽電池に用いることにより、変換効率の高い太陽電池を得ることができる。
【００４５】
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】
【００４６】
１０…化合物薄膜太陽電池、１１…基板、１２…裏面電極、１３…第１の取り出し電極、１４…光吸収層、１５ａ…バッファー層、１５ｂ…バッファー層、１６…透明電極層、１７…第２の取り出し電極、１８…反射防止膜、２１…Ｔｅ源、１２…ターゲット、１３…基板、１４…ヒーター、１５…ＲＦ（ＤＣ）出力装置、２６…ガス導入部
【図１】
0005710368.tif 000003
【図２】
0005710368.tif 000004
【図３】
0005710368.tif 000005
【図４】
0005710368.tif 000006
【図５】
0005710368.tif 000007
【図６】
0005710368.tif 000008
【図７】
0005710368.tif 000009
【図８】
0005710368.tif 000010