(57)【要約】  金属シリサイド層を具備し、高い発電効率を有する太陽光発電モジュールを提供する。発電層として多結晶金属シリサイド層を具備する太陽光発電モジュールにおいて、多結晶金属シリサイド層の平均結晶粒径Ａは、上記多結晶金属シリサイド層の膜厚Ｂ以上（Ａ≧Ｂ）である。
2014171146.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電層として多結晶金属シリサイド層を具備する太陽光発電モジュールであって、
前記多結晶金属シリサイド層の平均結晶粒径Ａは、前記多結晶金属シリサイド層の膜厚Ｂ以上（Ａ≧Ｂ）である、太陽光発電モジュール。
【請求項２】
前記多結晶金属シリサイド層の平均結晶粒径Ａが０．０１μｍ以上である、請求項１記載の太陽光発電モジュール。
【請求項３】
前記多結晶金属シリサイド層の膜厚Ｂが１μｍ以下である、請求項１に記載の太陽光発電モジュール。
【請求項４】
前記多結晶金属シリサイド層は、β−鉄シリサイド、バリウムシリサイド、マグネシウムシリサイド、クロムシリサイド、およびレニウムシリサイドからなる群より選ばれる少なくとも１つである、請求項１に記載の太陽光発電モジュール。
【請求項５】
前記β−鉄シリサイドは、β−ＦｅＳｉ２である、請求項４に記載の太陽光発電モジュール。
【請求項６】
前記バリウムシリサイドは、ＢａＳｉ２である、請求項４に記載の太陽光発電モジュール。
【請求項７】
前記多結晶金属シリサイド層のキャリア密度は、１×１０１８ｃｍ−３以下である、請求項１に記載の太陽光発電モジュール。
【請求項８】
前記多結晶金属シリサイド層は、
ｎ型多結晶金属シリサイド層およびｐ型多結晶金属シリサイド層の少なくとも１つを具備する、請求項１に記載の太陽光発電モジュール。
【請求項９】
前記太陽光発電モジュールは、ショットキー型構造を有する、請求項１に記載の太陽光発電モジュール。
【請求項１０】
前記多結晶金属シリサイド層に接する電極層を具備し、
前記電極層は、多結晶金属シリサイドからなる、請求項１に記載の太陽光発電モジュール。
【請求項１１】
前記多結晶金属シリサイド層から供給される電力の一部または全部を蓄電する蓄電機構部を具備する、請求項１に記載の太陽光発電モジュール。
【請求項１２】
前記蓄電機構部は、
第１の電極部と、
第２の電極部と、
前記第１の電極部と前記第２の電極部との間を封止する封止部と、
前記封止部の内側に設けられた蓄電部と、
第１の電極部、前記第２の電極部、および封止部により囲まれる空間に充填された電解液と、
前記蓄電部と前記第１の電極部との間に設けられた保護部と、
前記封止部の内側において前記第２の電極部の表面を覆うように設けられた還元部と、
を具備する、請求項１１に記載の太陽光発電モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
後述する実施形態は、概ね、太陽光発電モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光を利用して発電する太陽電池は、クリーンな電気エネルギーデバイスとして注目を集めている。太陽電池としては、発電効率が優れていることから単結晶シリコン基板や多結晶シリコン基板を具備する太陽電池が主に用いられている。また、コストダウンのため、薄膜化されたシリコン基板を具備する薄膜状アモルファスシリコン太陽電池を用いることも検討されている。【０００３】
また、シリコン系以外の太陽電池として、ガリウム、砒素、リン、ゲルマニウム、インジウムなどを用いた化合物半導体系の太陽電池も提案されている。上記シリコン系太陽電池や化合物半導体系太陽電池は、太陽光を受けるシリコン基板の大型化や化合物の合成プロセスの煩雑さ等によりコストが高いため、思うように普及が進まないといった問題を有していた。【０００４】
そこで近年、半導体層として金属シリサイド層を具備する太陽電池が研究されている。例えば、半導体層としてβ−ＦｅＳｉ２層を具備する太陽電池が提案されている。鉄シリサイドなどの金属シリサイドでは、単結晶体および多結晶体の両方を製造することができ、シリコン系太陽電池よりも低コスト化の期待がある。また、金属シリサイド系太陽電池は、シリコン系太陽電池では使用されない赤外線を感受して発電することからシリコン系太陽電池よりも高い発電効率を有する太陽電池として期待されている。【０００５】
しかしながら、金属シリサイド系太陽電池は、現状において商品化されておらず、研究段階である。これは安定した発電効率が得られていないためである。また、金属シリサイド系太陽電池は、受光した光の強度により出力が変動するため、単独電源としての使用に対する不安を有していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１９８９４１号公報
【発明の概要】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、金属シリサイド層を具備する太陽光発電モジュールであって、高い発電効率を有する太陽光発電モジュールを提供することである。また、光の強度の変化、つまりは日照量の変化に強い安定した電力供給を可能とする太陽光発電モジュールを提供することである。
【０００８】
実施形態にかかる太陽光発電モジュールは、発電層として多結晶金属シリサイド層を具備する。多結晶金属シリサイド層の平均結晶粒径Ａは、上記多結晶金属シリサイド層の膜厚Ｂ以上（Ａ≧Ｂ）である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】太陽光発電モジュールの構成例を示す模式図である。
【図２】多結晶金属シリサイド層の構造例を示す模式図である。
【図３】ｐｎ接合型多結晶金属シリサイド層の構造例を示す模式図である。
【図４】ショットキー型多結晶金属シリサイド層の構造例を示す模式図である。
【図５】太陽光発電モジュールの構成例を示す模式図である。
【図６】蓄電機構部の構成例を示す模式図である。
【図７】太陽光発電モジュールの出力特性例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【００１１】
図１は、第一の実施形態に係る太陽光発電モジュール１の構造例を示す模式図である。太陽光発電モジュール１は、基板５上に設けられた多結晶金属シリサイド層２と、多結晶金属シリサイド層２の表面側（太陽光受光面側）に設けられた表面電極部４と、多結晶金属シリサイド層２の裏面側（太陽光受光面の反対側）に設けられた電極層３と、を具備する。
【００１２】
多結晶金属シリサイド層２は、太陽光を受光して発電する機能を有する。太陽光発電モジュール１では、表面電極部４および電極層３を用いて多結晶金属シリサイド層２で発電した電気を外部に取り出すことができる。このとき、多結晶金属シリサイド層２は、発電層としての機能を有する。
【００１３】
多結晶金属シリサイド層２の平均結晶粒径Ａ（μｍ）と膜厚Ｂ（μｍ）は、Ａ≧Ｂを満たす。つまり、多結晶金属シリサイド層２の平均結晶粒径Ａは、多結晶金属シリサイド層２の膜厚Ｂ以上（Ａ≧Ｂ）である。
【００１４】
多結晶金属シリサイド層２では、個々の結晶粒子が発電に寄与する。金属シリサイド結晶粒子により発電した電気は、前述のように表面電極部４および電極層３を伝って外部に取り出されることになる。つまり、多結晶金属シリサイド層２の厚み方向に電気が流れることになる。多結晶金属シリサイド層２の中を電気が流れる際に、金属シリサイド結晶粒子同士の粒界はトラップサイトとなる。粒界トラップサイトは、キャリアの伝導を阻害する内部抵抗となる。このため、粒界トラップサイトが存在すると多結晶金属シリサイド層２により発電した電気を取り出しにくくなり、結果として発電効率が低下しやすくなる。
【００１５】
太陽光発電モジュール１では、多結晶金属シリサイド層２の平均結晶粒径Ａを多結晶金属シリサイド層２の膜厚Ｂ以上（Ａ≧Ｂ）とすることにより、多結晶金属シリサイド層２の厚み方向に対して粒界の個数を減らす（ゼロ含む）ことができる。このとき、多結晶金属シリサイド層２の厚み方向に交わるように金属シリサイド結晶粒子の粒界が存在しない状態が最も好ましい。
【００１６】
多結晶金属シリサイド層２の平均結晶粒径Ａ、膜厚Ｂの測定方法例について説明する。まず、多結晶金属シリサイド層２の厚み方向における任意の断面の拡大写真を取得する。取得した拡大写真に写る個々の金属シリサイド結晶粒子の最大径を該結晶粒子の結晶粒径とし、任意の３０粒の金属シリサイド結晶粒子の結晶粒径（最大径）の平均値を平均結晶粒径Ａとする。また、取得した拡大写真において、任意の１０か所の厚さを測定し、測定した１０か所の厚さの平均値を膜厚Ｂとする。なお、拡大写真の倍率は金属シリサイド結晶粒子間の粒界が分かる程度の倍率である。また、一枚の写真（一視野）に３０粒の金属シリサイド結晶粒子の全てが入らない場合、写真画像が連続するように複数の拡大写真を用いる。
【００１７】
図２は多結晶金属シリサイド層２の構造例を示す模式図である。図２では、多結晶金属シリサイド層２の膜厚Ｂを示している。なお、図２は一例として５粒の金属シリサイド結晶粒子が並んだ状態の模式図である。金属シリサイド結晶粒子間の粒界の形状は、特に限定されず、例えば直線状、曲線状などであってもよい。また、個々の金属シリサイド結晶粒子の粒径は、拡大写真に写る個々の金属シリサイド結晶粒子の最大径である。このとき、図２に示す金属シリサイド結晶粒子の粒径は、それぞれ粒径Ａ１、粒径Ａ２、粒径Ａ３、粒径Ａ４、粒径Ａ５となる。
【００１８】
多結晶金属シリサイド層２の平均結晶粒径Ａは、０．０１μｍ以上（１０ｎｍ以上）であることが好ましい。平均結晶粒径Ａが１０ｎｍ未満の場合、結晶粒径が小さすぎてＡ≧Ｂとなるように多結晶金属シリサイド層２の平均結晶粒径Ａおよび膜厚Ｂを制御することが困難になるおそれがある。平均結晶粒径Ａの上限は、特に限定されないが、例えば３μｍ以下であることが好ましい。平均結晶粒径Ａが３μｍを超えて大きい場合、均一な結晶を作製することが困難になるおそれがある。さらに、平均結晶粒径Ａは、０．０５〜１．２μｍ（５０〜１２００ｎｍ）であることがより好ましい。
【００１９】
多結晶金属シリサイド層２の膜厚Ｂは、１μｍ以下であることが好ましい。膜厚Ｂが１μｍを超える場合、均質な結晶を作製することが困難になるおそれがある。また、１μｍを超える場合であっても、発電効率が向上しないおそれがある。
【００２０】
多結晶金属シリサイド層２に含まれる金属シリサイドは、例えばβ−鉄シリサイド、バリウムシリサイド、マグネシウムシリサイド、クロムシリサイド、およびレニウムシリサイドからなる群より選ばれる少なくとも１つであることが好ましい。
【００２１】
β−鉄シリサイドは、β−ＦｅＳｉ２であることが好ましい。鉄シリサイドとしては、ＦｅＳｉ２以外にもＦｅＳｉ、Ｆｅ３Ｓｉ、Ｆｅ５Ｓｉ３などが挙げられるが、ＦｅＳｉ２が最も発電効率がよい。なお、化学量論としてＦｅＳｉ２に近似していれば多少ずれていても鉄シリサイドとして用いることができる（小数点一桁目を四捨五入してＦｅとＳｉの原子比が１：２になる範囲）。
【００２２】
β−鉄シリサイドを用いる場合、太陽光発電モジュール１は、例えばｐ型β−鉄シリサイド層とｐ型β−鉄シリサイド層に接触するように設けられたｎ型β−鉄シリサイド層とを具備するｐｎ接合型構造、ショットキー型構造、ＭＩＳ（Ｍｅｔａｌ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型構造、またはＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型構造を有していてもよい。ｐｎ接合型構造とショットキー型構造を比較した場合、ショットキー型構造の方が好ましい。ショットキー型構造であれば、ｐｎ接合型構造のようにｐ型およびｎ型の２種類の金属シリサイドを用いる必要がないため、低コスト化が図れる。なお、必要に応じ、多結晶金属シリサイド層２に不純物などをドープしてもよい。
【００２３】
ｐ型β−ＦｅＳｉ２のキャリア密度は１×１０１４〜１×１０２１ｃｍ−３であることが好ましく、ｎ型β−ＦｅＳｉ２のキャリア密度は１×１０１４〜１×１０２１ｃｍ−３であることが好ましい。また、ショットキー型β−ＦｅＳｉ２のキャリア密度は１×１０１４〜１×１０１８ｃｍ−３であることが好ましい。さらに、いずれのβ−ＦｅＳｉ２であってもキャリア密度は１×１０１６ｃｍ−３以下であることがより好ましい。キャリア密度を低くすることにより発電効率が向上する。言い換えると、発電効率が向上しているということはキャリア密度が１×１０１６ｃｍ−３以下となっていることを示す。なお、キャリア密度が１×１０１６ｃｍ−３以下とは、乗数が１×１０１６ｃｍ−３と同じまたは１×１０１４ｃｍ−３のように１×１０１６ｃｍ−３よりも小さい数値を示す。
【００２４】
バリウムシリサイドは、ＢａＳｉ２であることが好ましい。バリウムシリサイドとしてはＢａＳｉ２以外にも、ＢａＳｉなどが挙げられるが、ＢａＳｉ２が最も発電効率がよい。なお、化学量論としてＢａＳｉ２に近似していれば組成比等が多少ずれていてもバリウムシリサイドとして用いることができる。バリウムシリサイドを用いる場合、太陽光発電モジュール１は、ｐ型バリウムシリサイド層とｐ型バリウムシリサイド層に接するｎ型バリウムシリサイド層とを具備するｐｎ接合型構造、ショットキー型構造、ＭＩＳ型構造、またはＭＯＳ型構造を有していてもよい。また、必要に応じ、多結晶金属シリサイド層２に不純物などをドープしてもよい。
【００２５】
ｐ型ＢａＳｉ２のキャリア密度は１×１０１４〜１×１０２１ｃｍ−３であることが好ましく、ｎ型ＢａＳｉ２のキャリア密度は１×１０１４〜１×１０２１ｃｍ−３であることが好ましい。また、ショットキー型ＢａＳｉ２のキャリア密度は１×１０１４〜１×１０１８ｃｍ−３であることが好ましい。さらに、いずれのＢａＳｉ２であってもキャリア密度は１×１０１７ｃｍ−３以下であることがより好ましい。キャリア密度を低くすることにより発電効率が向上する。、発電効率が向上するということは、キャリア密度が１×１０１７ｃｍ−３以下となっていることを示す。なお、キャリア密度が１×１０１７ｃｍ−３以下とは、乗数が１×１０１７ｃｍ−３と同じまたは１×１０１５ｃｍ−３のように１×１０１７ｃｍ−３よりも小さい数値を示す。
【００２６】
β−ＦｅＳｉ２は、バンドギャップＥｇが０．８５ｅＶ程度であり、直接遷移型であるため、波長１５００ｎｍ以下の光に対し高い吸収効率を有している。ＢａＳｉ２は、バンドギャップＥｇが１．４ｅＶ程度であり、間接遷移型であるため、波長９５０ｎｍ以下に対し高い吸収効率を有している。β−ＦｅＳｉ２またはＢａＳｉ２を多結晶金属シリサイド層２に用いることにより、１５００ｎｍ以下または９５０ｎｍ以下の赤外線を発電に利用できるようになり、一日単位でみても長い時間発電することが可能となる。また、β−ＦｅＳｉ２、ＢａＳｉ２の吸収係数は、Ｓｉの１００〜１０００倍と高いことから、同じ発電効率としたときβ−ＦｅＳｉ２やＢａＳｉ２を含む多結晶金属シリサイド層２の膜厚をＳｉ太陽電池層の１／１００〜１／１０００程度に薄くすることもできる。
【００２７】
太陽光発電モジュール１の構造を、β−ＦｅＳｉ２層を有する第１の多結晶金属シリサイド層と、第１の多結晶金属シリサイド層上に設けられ、ＢａＳｉ２層を有する第２の多結晶金属シリサイド層とを具備するタンデム構造とすることも可能である。ＢａＳｉ２層は、９５０ｎｍ以下の波長に高い吸収効率を有している。言い換えると９５０ｎｍの波長を超えた光は透過しやすい。一方、β−ＦｅＳｉ２層は、１５００ｎｍ以下の波長に高い吸収効率を有しているため、β−ＦｅＳｉ２層を用いることによりＢａＳｉ２層を透過した光も発電に使うことができる。タンデム構造とする場合、第２の多結晶金属シリサイド層の裏面電極として透光性を有する電極層を用いることが好ましい。
【００２８】
マグネシウムシリサイドは、Ｍｇ２Ｓｉであることが好ましく、クロムシリサイドは、ＣｒＳｉ２であることが好ましく、レニウムシリサイドは、ＲｅＳｉ２であることが好ましい。なお、ＢａＳｉ２、Ｍｇ２Ｓｉ、ＣｒＳｉ２、ＲｅＳｉ２と原子比がずれる材料であっても、小数点一桁目を四捨五入して原子比がこの範囲となるのであれば、各金属シリサイドとして用いることができる。また、金属シリサイドとしてＭｇ２Ｓｉ、ＣｒＳｉ２、ＲｅＳｉ２を用いる場合であっても、ＢａＳｉ２と同様にキャリア密度が１×１０１７ｃｍ−３以下であることが好ましい。
【００２９】
図３はｐｎ接合型構造を有する太陽光発電モジュールの構造例を示す模式図である。図３に示す太陽光発電モジュールは、多結晶金属シリサイド層２と、多結晶金属シリサイド層２の表面側（太陽光受光面側）に設けられた表面電極部４と、多結晶金属シリサイド層２の裏面側（太陽光受光面の反対側）に設けられた電極層３と、を具備する。さらに、多結晶金属シリサイド層２は、表面電極部４側に設けられたｐ型多結晶金属シリサイド層２ａと、電極層３（裏面電極）側に設けられたｎ型多結晶金属シリサイド層２ｂとを具備する。なお、ｐ型多結晶金属シリサイド層２ａとｎ型多結晶金属シリサイド層２ｂの配置を逆にしてもよい。図３に示すように、ｐｎ接合型構造の太陽光発電モジュールに電荷を与えるとｐ型多結晶金属シリサイド層２ａとｎ型多結晶金属シリサイド層２ｂの間に空乏層２ｃが形成される。空乏層２ｃが存在することにより多結晶金属シリサイド層２が電気二重層となり、多結晶金属シリサイド層２から電気を取出すことが可能となる。なお、電極層３は、図１と同様に基板５上に形成されていてもよい。
【００３０】
図４はショットキー型構造を有する太陽光発電モジュールの構造例を示す模式図である。図４に示す太陽光発電モジュールは、多結晶金属シリサイド層２と、多結晶金属シリサイド層２の表面側（太陽光受光面側）に設けられた表面電極部４と、多結晶金属シリサイド層２の裏面側（太陽光受光面の反対側）に設けられた電極層３と、を具備する。このとき、多結晶金属シリサイド層２は、ｐ型多結晶金属シリサイド層２ａまたはｎ型多結晶金属シリサイド層２ｂのどちらであってもよい。一般的に、ショットキー型構造は、金属と半導体の間で整流作用を示す接合構造である。空乏層は、金属と半導体の接触により形成される。図４に示すショットキー型構造を有する太陽光発電モジュールの場合、金属は表面電極部４または電極層３である。半導体はｐ型多結晶金属シリサイド層２ａまたはｎ型多結晶金属シリサイド層２ｂである。なお、電極層３は、図１と同様に基板５上に形成されていてもよい。
【００３１】
ｐｎ接合型構造は、主に少数キャリアを使って電流を流す構造であるのに対し、ショットキー型構造は、主に多数キャリアを使って電流を流す構造である。このため、ショットキー型構造の方が高速動作性に優れた太陽光発電モジュールを作製することができる。
【００３２】
ｐ型多結晶金属シリサイド層２ａの作製方法例としては、多結晶金属シリサイド層に周期表第１３族から選ばれる少なくとも１つの元素を添加する方法を用いることができる。周期表第１３族の元素としては、例えばＢ（ホウ素）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｇａ（ガリウム）、Ｉｎ（インジウム）、Ｔｌ（タリウム）などが挙げられる。ｎ型多結晶金属シリサイド層２ｂの作製方法例としては、多結晶金属シリサイド層に周期表第１５族から選ばれる少なくとも１つの元素を添加する方法を用いることができる。周期表第１５族の元素としては、例えばＮ（窒素）、Ｐ（リン）、Ａｓ（ヒ素）、Ｓｂ（アンチモン）、Ｂｉ（ビスマス）などが挙げられる。なお、多結晶金属シリサイド層の組成を制御することにより、ｐ型多結晶金属シリサイド層２ａおよびｎ型多結晶金属シリサイド層２ｂを作製することもできる。
【００３３】
表面電極部４は、波長１５００ｎｍ以下の光が透過する電極材料であることが好ましい。このような材料としては、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ：ＩＴＯ）、ＡＴＯ（Ａｎｔｉｍｏｎｙ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ：ＡＴＯ）、ＡＺＯ（Ａｌｕｍｉｎｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ：ＡＺＯ）などの透明電極材料が挙げられる。表面電極部４は、多結晶金属シリサイド層２上に１か所以上形成されていればよい。なお、表面電極部４および多結晶金属シリサイド層２の上に反射防止膜やガラス基板を設けてもよい。
【００３４】
多結晶金属シリサイド層２上に窒化膜を形成した後、その上に透明電極を形成してもよい。窒化膜は、多結晶金属シリサイド層２の酸化や吸湿を防止する保護膜としての機能を有する。窒化膜としては、シリコン窒化膜を用いることが好ましい。シリコン窒化膜としては、ＳｉＮｘ、ＳｉＮｘＯｙ、ＳｉＮｘＯｙＨｚ、ＳｉＮｘＨｚから選ばれる１つの材料の窒化膜を用いることが好ましい。このとき、ｘ、ｙ、ｚはＳｉの原子量を１としたときの原子比であり、ｘは０＜ｘ≦２．０を満たす数、ｙは０≦ｙ≦１．０を満たす数、ｚは０≦ｚ≦０．１を満たす数であることが好ましい。
【００３５】
窒化膜の膜厚は１０ｎｍ以下、さらには５ｎｍ以下であることが好ましい。窒化膜は絶縁性である（導電性が低い）ことが多く、膜厚が１０ｎｍを超えると電気が流れなくなるおそれがある。１０ｎｍ以下、さらには５ｎｍ以下の薄い膜にすることにより、トンネル効果が得られるため導通に対する影響はなくなる。なお、窒化膜が保護膜として機能するのであれば、窒化膜の膜厚は特に限定されないが、例えば２ｎｍ以上が好ましい。
【００３６】
窒化膜の作製方法例としては、例えばスパッタリング、化学気相成長（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＣＶＤ）法、直接窒化法（金属シリサイドを窒化させる方法）などの成膜方法が挙げられる。また、各成膜方法を用いる場合、成膜中の雰囲気に酸素や水素を含有させることにより、ＳｉＮｘＯｙ、ＳｉＮｘＯｙＨｚ、ＳｉＮｘＨｚの窒化膜を形成することができる。
【００３７】
電極層３は、導電性を有する材料であればよく、電極層３に適用可能な材料としては、Ｐｔ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕなどの金属材料（合金含む）、ＬａＢ６、ＴｉＮなどの導電性窒化物、ニッケルシリサイド（ＮｉＳｉ２）やコバルトシリサイド（ＣｏＳｉ）などの金属シリサイドが挙げられる。電極層３の厚さは、任意であるが、１０ｎｍ以上であることが好ましい。多結晶金属シリサイド層２として、β−ＦｅＳｉ２を用いる場合は電極層３としてＮｉＳｉ２を用いることが好ましい。ＮｉＳｉ２は、β−ＦｅＳｉ２の結晶配向性を制御するテンプレートとしても機能する電極材料である。
【００３８】
電極層３として合金を用いる場合、電極層３に適用可能な合金としては、Ａｌ合金が挙げられる。Ａｌ合金としては、ＡｌＮｄ合金といったＡｌ−希土類合金が挙げられる。Ａｌ−希土類合金中の希土類元素の含有量は、１０原子％以下であることが好ましい。なお、多結晶金属シリサイド層２と電極層３の間には、必要に応じ、部分的に絶縁層を設けてもよい。
【００３９】
電極層３は、耐熱性を有する材料であることが好ましい。後述するように、多結晶金属シリサイド層２を作製する際に熱処理を施すことが好ましいためである。耐熱性を有する材料としては、ＮｉＳｉ２、ＡｌＮｄ合金、ＬａＢ６、ＴｉＮが挙げられる。耐熱性を有する電極材料を用いることにより電極層３の形成における歩留りが向上する。
【００４０】
電極層３の材料を決める場合、多結晶金属シリサイド層２の仕事関数のマッチングを行うことが好ましい。具体的には、ｐ型多結晶金属シリサイド層２ａに接する電極の仕事関数は、ｐ型多結晶金属シリサイド層２ａの仕事関数よりも低いことが好ましい。また、ｎ型多結晶金属シリサイド層２ｂに接する電極の仕事関数は、ｎ型多結晶金属シリサイド層２ｂの仕事関数よりも高いことが好ましい。このようなマッチングを行うことにより、多結晶金属シリサイド層２と電極層との間に整流特性を付与することができる。整流特性とは一定方向に電流が流れやすくなる特性である。整流特性を付与することにより、発電効率が向上する。
【００４１】
例えば、ｐ型多結晶金属シリサイド層２ａがｐ型ＢａＳｉ２層である場合、仕事関数４．７を基準に電極材料を選定することが好ましく、ｎ型多結晶金属シリサイド層２ｂがｎ型ＢａＳｉ２層である場合、仕事関数３．３を基準に電極材料を選定することが好ましく、ｐ型多結晶金属シリサイド層２ａがｐ型β−ＦｅＳｉ２層である場合、仕事関数５．６を基準に電極材料を選定することが好ましく、ｎ型多結晶金属シリサイド層２ｂがｎ型β−ＦｅＳｉ２層である場合、仕事関数４．８を基準に電極材料を選定することが好ましい。なお、仕事関数の単位はｅＶである。
【００４２】
基板５としては、ガラス基板、絶縁性セラミック基板、金属基板などを用いることができる。なお、金属基板の場合は絶縁層からなる絶縁表面を有していてもよい。
【００４３】
上記第一の実施形態における太陽光発電モジュールでは、発電効率を向上させることができる。ここで、第一の太陽光発電モジュールの製造方法について説明する。本実施形態の太陽光発電モジュールの製造方法は、上記構成を有していれば特に限定されないが、効率よく太陽光発電モジュールを得るための方法としては、次の方法が挙げられる。
【００４４】
まず、基板５を用意する。このとき、必要に応じ、基板５の表面を洗浄する。洗浄した場合は、十分に乾燥工程を行う。次に、電極層３を形成する。例えば、電極層３に適用可能な材料を用い、スパッタリングなどの成膜法により電極層３を形成することができる。
【００４５】
例えば、ＮｉＳｉ２などの金属シリサイドを電極層３に用いる場合、ＮｉＳｉ２ターゲットを用いたスパッタリング、ＮｉターゲットおよびＳｉターゲットの両方を用いたスパッタリング等を適用することができる。ＮｉターゲットおよびＳｉターゲットの両方を用いたスパッタリングの場合、ＮｉターゲットとＳｉターゲットを同時に用いたスパッタリングまたは交互に用いたスパッタリングのどちらであってもよい。このとき、スパッタリング後、熱処理を行うことにより上記スパッタリングにより形成した膜が反応しＮｉＳｉ２層が形成される。
【００４６】
熱処理条件は、窒素などの不活性雰囲気中、３００〜７００℃、３０秒〜５分の条件であることが好ましい。７００℃を超えた高温または５分を超えた長時間の熱処理を行うと基板５などに歪みが生じるおそれがある。形成されるＮｉＳｉ２の純度は９９．９質量％以上、さらには９９．９９９質量％以上であることが好ましい。
【００４７】
ＮｉＳｉ２層は、多結晶膜または単結晶膜のどちらでもよい。多結晶膜の場合、ＮｉＳｉ２層の平均結晶粒径は大きいことが好ましい。ＮｉＳｉ２層などの下地層の平均結晶粒径を大きくすることにより、その上に形成される多結晶金属シリサイド層２の平均結晶粒径を大きくすることができる。なお、下地層を単結晶膜にしても同様の効果が得られる。
【００４８】
次に、電極層３に対し、必要に応じ、パターニング処理を行う。パターニング処理としては、パターン（配線）として残したい箇所にレジストまたはマスク材を配置し、エッチング処理を行う方法が挙げられる。
【００４９】
次に、多結晶金属シリサイド層２を形成する。例えば、スパッタリングなどの成膜法を用いて多結晶金属シリサイド層２を形成することができる。多結晶金属シリサイド層２の厚さは、０．０１μｍ（１０ｎｍ）以上であることが好ましい。
【００５０】
多結晶金属シリサイド層２としてβ−ＦｅＳｉ２層を形成する場合、ＦｅＳｉ２ターゲットを用いてスパッタリングを行う方法、ＦｅターゲットおよびＳｉターゲットの両方を用いてスパッタリングを行う方法を用いてβ−ＦｅＳｉ２層を形成することができる。ＦｅターゲットおよびＳｉターゲットの両方を用いるスパッタリングの場合、ＦｅターゲットとＳｉターゲットとを同時に用いたスパッタリングまたは交互に用いたスパッタリングのどちらでもよい。このとき、スパッタリング後、熱処理を行いスパッタリングにより生成した膜を反応させることによりＦｅＳｉ２が形成される。
【００５１】
熱処理条件は、不活性雰囲気中または還元性雰囲気中、３００〜９００℃、３０秒〜１時間の条件であることが好ましい。不活性雰囲気としては、窒素ガス雰囲気、アルゴンガス雰囲気などが挙げられる。還元性雰囲気としては、水素を含有した窒素ガス雰囲気などが挙げられる。９００℃を超えた高温または１時間を超えた長時間の熱処理を行うと基板５などに歪みが生じるおそれがある。
【００５２】
電極層３として金属シリサイド（ＮｉＳｉ２またはＣｏＳｉ）を用いる場合、熱処理温度を５００℃以下とすることができる。これは金属シリサイドがβ−ＦｅＳｉ２層を形成するためのテンプレートの役割を果たすためである。また、β−ＦｅＳｉ２層を形成するための熱処理温度が５００℃以下にできれば、基板、特にガラス基板に対するダメージを低減することができるため望ましい。また、スパッタリング後の熱処理によって、β−ＦｅＳｉ２層の平均結晶粒径Ａを制御することができる。
【００５３】
均質なβ−ＦｅＳｉ２層を得るためには、ＦｅターゲットとＳｉターゲットを交互に用いてスパッタリングを行った後、熱処理を行うことが好ましい。Ｆｅ膜を０．５〜５ｎｍ、Ｓｉ膜を１〜１０ｎｍの範囲とし、Ｆｅ膜およびＳｉ膜を目的とする膜厚になるまで交互に積層しながら形成し、熱処理を施す。熱処理により、Ｆｅ膜とＳｉ膜が反応し、多結晶のβ−ＦｅＳｉ２層となる。また、Ｆｅ膜とＳｉ膜を交互に積層する場合、ＳｉとＦｅの原子比がＦｅ：Ｓｉ＝１：１．５〜２．５、さらにはＦｅ：Ｓｉ＝１：２．０〜２．５であることが好ましい。ＦｅとＳｉの原子比を１：２．０〜２．５とすることにより均質なβ−ＦｅＳｉ２層が形成されやすくなる。
【００５４】
上記工程により形成された均質なβ−ＦｅＳｉ２層の抵抗率は、４×１０４Ωｃｍ以上である。特に、ＦｅとＳｉの原子比をＦｅ：Ｓｉ＝１：２．１〜２．４の範囲にすることにより、β−ＦｅＳｉ２層の抵抗率を１×１０５Ωｃｍ以上にすることができる。シート抵抗値が高いということは、抵抗値の低いＦｅ単体やＳｉ単体となっている部分が少なく、均質なβ−ＦｅＳｉ２層が得られていることを示す。
【００５５】
ＦｅＳｉ２ターゲットを用いてスパッタリングを行う方法、ＦｅターゲットおよびＳｉターゲットの両方を用いてスパッタリングを行う方法のいずれの方法であっても、使用するスパッタリングターゲットの純度は、９９．９質量％以上、さらには９９．９９９質量％以上の高純度であることが好ましい。
【００５６】
スパッタリングは、真空雰囲気または不活性雰囲気中で行うことが好ましい。真空雰囲気または不活性雰囲気中でスパッタリングを行うことにより、スパッタリング中の不純物の混入を防ぐことができる。また、真空雰囲気は１×１０−３Ｐａ以下の真空雰囲気であることが好ましく、不活性雰囲気はアルゴンガス雰囲気であることが好ましい。また、スパッタリング中に、加熱雰囲気としてもよい。
【００５７】
シート抵抗値の測定は、四探針法によりβ−ＦｅＳｉ２層表面に対して行う。均質なβ−ＦｅＳｉ２層が形成されているか否かは、Ｘ線回折（Ｘ−Ｒａｙ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ：ＸＲＤ）分析により確認することもできる。得られたβ−ＦｅＳｉ２層に対してＸＲＤ分析（２θ）を行ったとき、２８〜３０°の間にβ−ＦｅＳｉ２の（２０２）／（２２０）面のピークおよび（００４）／（０４０）面のピークが検出され、４２〜５８°の間に（４２２）面のピークおよび（１３３）面のピークが検出される。なお、（２０２）／（２２０）面のピークが最強ピークになることが好ましい。また、均質なβ−ＦｅＳｉ２となっていると、ＸＲＤ分析を行ったときにＦｅ単体やＳｉ単体のピークが検出されない。
【００５８】
熱処理を施すことで得られた均質なβ−ＦｅＳｉ２層は、赤外線吸収特性として６３００〜６５００ｃｍ−１に吸収端（Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ  Ｅｄｇｅ）を有する。また、スパッタリングによりＦｅ膜とＳｉ膜を交互に形成し、熱処理によりＦｅ膜とＳｉ膜を反応させて形成したβ−ＦｅＳｉ２層では、シート抵抗の温度依存性が高い。
【００５９】
β−ＦｅＳｉ２層における、シート抵抗の温度依存性をアレニウスプロット（Ａｒｒｈｅｎｉｏｓ  Ｐｌｏｔ）で表すと、２９８Ｋ（２５℃）で「抵抗率が８×１０４Ωｃｍ、Ｅａ＝０．１４２ｅＶ」であるとき、２００Ｋ（−７３℃）で「抵抗率が３．６×１０５Ωｃｍ、Ｅａ＝０．１２３ｅＶ」となり、９０Ｋ（−１８３℃）で「抵抗率が３．６×１０６Ωｃｍ、Ｅａ＝０．０９２６ｅＶ」となり、５０Ｋ（−２２３℃）で「抵抗率が２×１０７Ωｃｍ、Ｅａ＝０．０３９５ｅＶ」となる。上記のように低温領域でも優れた抵抗率を示すということは、キャリア密度が１×１０１８ｃｍ−３以下になっていることを示している。
【００６０】
このため、Ｆｅ膜とＳｉ膜を交互に積層して熱処理によりβ−ＦｅＳｉ２層を生成することにより、均質なβ−ＦｅＳｉ２層が得られる。また、熱処理条件を調整することにより、多結晶金属シリサイド層２の平均結晶粒径Ａを膜厚Ｂ以上（Ａ≧Ｂ）にすることもできる。
【００６１】
多結晶金属シリサイド層２としてＢａＳｉ２層を形成する場合、バリウムシリサイドターゲットを用いてスパッタリングを行うことによりＢａＳｉ２層を形成する方法が挙げられる。バリウムシリサイドターゲットとしては、ＢａＳｉ２ターゲット、ＢａＳｉターゲットなどが挙げられる。なお、ＢａＳｉ２層形成後、窒化膜（保護膜）を連続成膜することで大気開放後の酸化や吸湿を防止することができる。
【００６２】
スパッタリングは、真空雰囲気または不活性雰囲気中で行うことが好ましい。真空雰囲気中または不活性雰囲気中でスパッタリングを行うことにより酸化を抑制しながらＢａＳｉ２層を成膜することができる。真空雰囲気としては、１×１０−３Ｐａ以下の真空雰囲気であることが好ましい。不活性雰囲気は、窒素、アルゴンなどの不活性雰囲気が好ましい。なお、スパッタリング工程中に、加熱雰囲気としてもよい。
【００６３】
スパッタリング工程では、ＢａＳｉ２ターゲットを用いてＢａＳｉ２層を形成した後、熱処理を行ってもよい。また、スパッタリング工程では、ＢａＳｉ２ターゲット、ＢａＳｉターゲットなどのようにＢａとＳｉの組成比を変えたスパッタリングターゲットを用意し、交互にスパッタリングを行いＳｉ膜とＦｅ膜との積層膜を形成し、スパッタリング後、熱処理を行いＳｉ膜とＦｅ膜とを反応させてＢａＳｉ２層を形成してもよい。
【００６４】
熱処理条件は、真空雰囲気、不活性雰囲気中または還元性雰囲気中、３００〜９００℃、３０秒〜１時間の条件であることが好ましい。９００℃を超えた高温または１時間を超えた長時間の熱処理を行うと基板５などに歪みが生じるおそれがある。また、真空雰囲気で熱処理する場合、真空雰囲気は１×１０−３Ｐａ以下であることが好ましい。不活性雰囲気は、窒素雰囲気、アルゴン雰囲気などであることが好ましい。還元性雰囲気は、水素を含有した窒素雰囲気などであることが好ましい。
【００６５】
電極層３として金属シリサイド（ＮｉＳｉ２またはＣｏＳｉ）を用いる場合、熱処理温度を５００℃以下とすることができる。これは金属シリサイドがＢａＳｉ２層を形成するためのテンプレートの役割を果たすためである。また、ＢａＳｉ２層を形成するための熱処理温度を５００℃以下にできれば、基板５、特にガラス基板に対するダメージを低減することができるため望ましい。スパッタリング後の熱処理によって、ＢａＳｉ２層の平均結晶粒径Ａを制御することができる。
【００６６】
電極層３として金属シリサイド（ＮｉＳｉ２またはＣｏＳｉ）を用いる場合、電極層３は、多結晶体または単結晶体のどちらでもよい。多結晶体の場合、平均結晶粒径はできるだけ大きい方が望ましい。平均結晶粒径の大きな電極層３上に多結晶金属シリサイド層２を設けると、多結晶金属シリサイド層２の平均結晶粒径Ａ（μｍ）と膜厚Ｂ（μｍ）がＡ≧Ｂを満たしやすくなる。また、金属シリサイドを電極層３として用いる場合、電極層３を下地層とし、その下に金属電極などを設けた多層電極構造にしてもよい。
【００６７】
前述のように電極層３のパターニング処理を行う場合、電極層３が設けられていない個所にレジストまたはマスク材を配置してから行う。また、ｐｎ接合型のように積層構造とする場合は、それぞれ不純物をドーピングする工程を行う。
【００６８】
前述のようにスパッタリングと熱処理を組合せることにより多結晶金属シリサイド層２を形成することができる。多結晶金属シリサイド層２の平均結晶粒径Ａ（μｍ）と膜厚Ｂ（μｍ）がＡ≧Ｂを満たすようにするには、多結晶金属シリサイド層２に熱処理を加えて粒成長させることが有効である。この熱処理は３００〜９００℃、３０秒〜１時間で行うことが好ましい。なお、上記熱処理は、ＦｅターゲットとＳｉターゲットを同時に用いたスパッタリングまたは交互に用いたスパッタリングを行った後の熱処理と併せて行ってもよい。なお、ショットキー型構造であれば、熱処理温度を５００℃以下にできるため基板５に対するダメージを低減することができる。
【００６９】
次に、表面電極部４を設ける工程を行う。表面電極部４としてＩＴＯやＡＴＯなどの透明電極を用いる場合、ＩＴＯターゲットまたはＡＴＯターゲットを用いたスパッタリングによりＩＴＯ膜またはＡＴＯ膜を形成する。その後、図１に示したように、多結晶金属シリサイド層２上に部分的に表面電極部４を設ける場合、レジストまたはマスク材を配置してスパッタリングを行ってもよい。表面電極部４を形成した後は、必要に応じ、表面電極部４上に反射防止膜を形成したり、表面電極部４とガラス基板などの透明基板とを貼り合わせてもよい。また、表面電極部４を予め設けた透明基板と貼り合わせてもよい。
【００７０】
次に、第二の実施形態に係る太陽光発電モジュール（第二の太陽光発電モジュール）について説明する。図５は第二の太陽光発電モジュールの構造例を示す模式図である。図５に示す太陽光発電モジュール６は、第一の実施形態における太陽光発電モジュールの基板５と、その裏面側に設けられた蓄電機構部１１とを具備する。また、太陽光発電モジュール６は、第一の実施形態における太陽光発電モジュールと同様に基板５の表面側に設けられた多結晶金属シリサイド層２、電極層３、表面電極部４を具備する。なお、第１の実施形態に係る太陽光発電モジュールと同じ構成要素については、第１の実施形態に係る太陽光発電モジュールの説明を適宜援用することができる。
【００７１】
蓄電機構部１１は、多結晶金属シリサイド層２から供給される電力の一部または全部を蓄電する機能を有する。蓄電機構部１１は、配線（図示しない）などにより表面電極部４および電極層３に接続される。図６は蓄電機構部１１の構造例を示す模式図である。図６に示す蓄電機構部１１は、電極部１２（第１の電極部の一例に相当する）、電極部１３（第２の電極部の一例に相当する）、封止部１４、蓄電部１５、電解液１６、保護部１７、還元部１８を具備する。なお、蓄電機構部１１の外周は、絶縁部材（図示しない）で覆われている。
【００７２】
電極部１２は、板状を呈し、導電性を有する材料を用いて形成されている。電極部１２は、例えばアルミニウム、銅、ステンレス、白金などの金属を含む。電極部１３は、板状を呈し、電極部１２と対峙して設けられている。電極部１３は、導電性を有する材料を用いて形成されている。電極部１３は、例えばアルミニウム、銅、ステンレス、白金などの金属を含む。なお、電極部１２と電極部１３とを同じ材料を用いて形成することもできるし、電極部１２と電極部１３とを異なる材料を用いて形成することもできる。また、電極部１２および電極部１３としては、例えばＩＴＯ、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、ＦＴＯ（Ｆｌｕｏｒｉｎｅ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＳｎＯ２、ＩｎＯ３などからなる材料を用いてもよい。
【００７３】
電極部１２および電極部１３は、基板（図示しない）上に設けられる。上記基板としては、ガラス基板や絶縁処理した金属基板などが挙げられる。上記基板としては、前述の基板５を用いてもよい。つまり、太陽光発電モジュール６の構造を基板５上に直接配置された蓄電機構部１１を具備する構造にしてもよい。
【００７４】
蓄電部１５側に設けられた電極部１３は、負極側の電極となる。また、電極部１３に対峙する電極部１２は、正極側の電極となる。封止部１４は、電極部１２と電極部１３との間に設けられ、電極部１２の周縁部と電極部１３の周縁部とを封止する。すなわち、封止部１４は、電極部１２と電極部１３の周縁に沿って蓄電機構部１１の内部を囲うように設けられ、電極部１２側と電極部１３側とを接合することで蓄電機構部１１の内部を密閉する。また、封止部１４の厚さは、特に限定されないが、蓄電部１５の厚さの１．５〜３０倍の範囲であることが好ましい。封止部１４の厚さが電解液１６を充填するスペースとなるため、封止部１４は所定の範囲の厚さを有していた方がよい。１．５倍未満では蓄電部１５に蓄電した電気が放出されやすく、３０倍を超えると蓄電部１５に蓄電した電気を取り出し難くなる。
【００７５】
封止部１４は、電極部１２と電極部１３との間を封止する。封止部１４は、ガラス材料を含んでいてもよい。封止部１４は、例えば、粉末ガラス、アクリル樹脂などのバインダ、有機溶媒などを混合してペースト状にしたガラスフリットを用いて形成することができる。粉末ガラスの材料としては、例えばバナジン酸塩系ガラスや酸化ビスマス系ガラスなどが挙げられる。この場合、ペースト状にしたガラスフリットを封止対象部分に塗布し、これを焼成して封止部１４を形成することができる。そして、封止部１４を加熱することで封止部１４を溶融させて蓄電機構部１１を封止することができる。例えば、形成された封止部１４にレーザ光を照射し、封止部１４のレーザ光が照射された部分を溶融させることで蓄電機構部１１を封止することができる。なお、封止部１４に適用可能な材料は、ガラス材料に限定されない。例えば、封止部１４は、樹脂材料を含んでいてもよい。例えば、蓄電機構部１１は、封止部１４が樹脂材料を含み、電極部１２および電極部１３に接着する構造であってもよい。
【００７６】
蓄電部１５は、封止部１４の内側であって、電極部１３の電極部１２に対峙する側の面に設けられている。蓄電部１５は、保護部１７を介して電極部１３上に設けられている。蓄電部１５は、蓄電性を有する材料により形成されている。蓄電部１５は、例えばＷＯ３（酸化タングステン）を含む。蓄電部１５は、多孔質構造を有していてもよい。多孔質構造の空隙率は２０〜８０体積％の範囲であることが好ましい。酸化タングステンとしては、平均粒径１〜１０００ｎｍ、さらには１〜１００ｎｍの酸化タングステン粒子を用いることが好ましい。また、蓄電性能を向上させるために酸化タングステン粒子の表面に金属被膜、金属酸化物被膜等を設けてもよい。
【００７７】
蓄電部１５の構造を多孔質構造を有する構造にすれば、電解液１６との接触面積を大きくすることができる。そのため、蓄電部１５に対する蓄電を容易にすることができる。蓄電部１５の厚みは、例えば、３０μｍ程度とすることができる。また、直径寸法が２０ｎｍ程度のＷＯ３の粒子を３０μｍ程度の厚みになるまで積層させることで蓄電部１５を形成してもよい。また、蓄電部１５の厚みは、蓄電機能を有することができれば特に限定されないが、１μｍ以上、さらには１μｍ〜１００μｍが好ましい。
【００７８】
電解液１６は、封止部１４の内側に設けられている。すなわち、電解液１６は、電極部１２と電極部１３と封止部１４とで囲まれる空間に充填されている。電解液１６としては、例えばヨウ素を含む電解液を用いることができる。また、電解液１６としては、例えばアセトニトリルなどの溶媒に、ヨウ化リチウムとヨウ素とを溶解させた電解液を用いることができる。ヨウ化リチウムの濃度は、０．５〜５ｍｏｌ／Ｌの範囲であることが好ましく、ヨウ素の濃度は０．０１〜５ｍｏｌ／Ｌの範囲であることが好ましい。
【００７９】
保護部１７は、膜状を呈し、蓄電部１５と電極部１３との間に設けられている。保護部１７は、封止部１４により画された電極部１３の表面を覆うように設けられている。保護部１７は、電解液１６により電極部１３が腐食してしまうことを抑制するために設けられている。保護部１７は、導電性と電解液１６に対する耐薬品性とを有する材料を用いて形成される。保護部１７は、例えば炭素や白金などを含む。保護部１７の厚みは、例えば、１００ｎｍ程度であることが好ましい。なお、電解液１６に対する耐薬品性を有する材料を用いて電極部１３を形成する場合、必ずしも保護部１７を設けなくてもよい。
【００８０】
還元部１８は、膜状を呈し、封止部１４により画された電極部１２の表面を覆うように設けられている。還元部１８は、電解液１６に含まれているイオンを還元するために設けられている。例えば、還元部１８は、電解液１６に含まれているＩ３−イオン（三ヨウ化物イオン）をＩ−イオン（ヨウ化物イオン）に還元する。そのため、還元部１８は、導電性と、電解液１６に対する耐薬品性と、電解液１６に含まれているイオンの還元を考慮した材料を用いて形成される。還元部１８は、例えば、炭素や白金などを含む。還元部１８の厚みは、例えば８０ｎｍ程度であることが好ましい。
【００８１】
このような蓄電機構部１１であれば、多結晶金属シリサイド層２により発電された電力の一部または全部を効率よく蓄電することができる。また、このような蓄電機構部１１は蓄電容量を１０００Ｃ／ｍ２以上、さらには１００００Ｃ／ｍ２以上とすることも可能である。
【００８２】
次に、第二の実施形態における太陽光発電モジュール（太陽光発電モジュール６）の出力特性について説明する。図７は第二の実施形態における太陽光発電モジュールの出力特性を示す模式図である。
【００８３】
図７において、縦軸は太陽光発電モジュール６が供給する電力の電圧を表し、横軸は時間を表す。太陽光発電モジュール６は太陽光を浴びて一定の電圧を供給することになる。天候の変化などにより日照量が低下すると、多結晶金属シリサイド層２により生成される電力は低下する。このとき、一定の電圧（△Ｖ１）まで下がると蓄電機構部１１から電力が供給される。蓄電機構部１１に蓄えられた電力（蓄電容量）に応じて、電力が供給される。蓄電機構部１１からの電圧が一定の電圧（△Ｖ２）まで下がるまでの間に、商用電源などへの切り替えを行えばよい。これにより、太陽電池単独で発電していたときとは異なり、日照量変化に伴い電力供給が不安定になる問題を改善することができる。
【００８４】
また、蓄電機構部１１の蓄電容量を１０００Ｃ／ｍ２以上と大きくすることにより、多結晶金属シリサイド層２の発電を安定化させることもできる。例えば、多結晶金属シリサイド層２の発電効率目標を５％とした場合、５％に足りない電力を蓄電機構部１１から供給することにより発電を安定化させることもできる。
【実施例】
【００８５】
（実施例１、２、比較例１）
ガラス基板上にＮｉＳｉ２層（厚さ２０ｎｍ）を設けた。なお、ＮｉＳｉ２層の形成では、ＮｉターゲットとＳｉターゲットを交互に用いてスパッタリングを行い、Ｎｉ膜／Ｓｉ膜を交互に複数積層させて積層膜を形成した。その後、窒素雰囲気中、５００℃×１分間の条件で熱処理を行いＮｉＳｉ２層を生成した。なお、ＮｉターゲットまたはＳｉターゲットの純度は、９９．９質量％であった。【００８６】
次に、ＮｉＳｉ２層上にβ−ＦｅＳｉ２層（厚さ３００ｎｍ）を形成した。β−ＦｅＳｉ２層の形成では、ＦｅターゲットとＳｉターゲットを交互に用いてスパッタリングを行い、Ｆｅ膜とＳｉ膜とを交互に複数回積層した。実施例１、実施例２、比較例１では、Ｆｅ膜の膜厚を１〜３ｎｍとし、Ｓｉ膜の膜厚を５〜１０ｎｍの範囲とした。また、実施例１ではＦｅとＳｉの原子比をＦｅ：Ｓｉ＝１：２．１、実施例２、比較例１ではＦｅ：Ｓｉ＝１：２．３にした。なお、ＦｅターゲットとＳｉターゲットの純度は、９９．９質量％であった。その後、表１に示す条件で熱処理を施しＦｅ膜とＳｉ膜とを反応させβ−ＦｅＳｉ２層を得た。次に、β−ＦｅＳｉ２層上に、ＩＴＯからなる表面電極部を設けた。なお、ＩＴＯ表面電極部の形成では、ＩＴＯターゲットのスパッタリングを行いＩＴＯ膜を形成した。【００８７】
上記方法により、ショットキー型構造を有する太陽光発電モジュールを作製した。得られた太陽光発電モジュールに対し、β−ＦｅＳｉ２層の平均結晶粒径Ａおよび膜厚Ｂを求めた。実施例における平均結晶粒径Ａおよび膜厚Ｂの測定方法は、上記実施形態に示したとおりである。また、β−ＦｅＳｉ２層に対しＸＲＤ分析を行った結果、β−ＦｅＳｉ２結晶のピークのみ検出され、Ｆｅ単体およびＳｉ単体のピークは検出されなかった。【００８８】
【表１】
2014171146.tif 000003
【００８９】
実施例１、２および比較例１に係る太陽光発電モジュールに関し、発電効率を求めた。発電効率の測定では、発光強度３０Ｗ／ｍ２、色温度５７００Ｋの太陽光スペクトル（昼１２時の発光スペクトルに近似）を具備するＬＥＤ照明光を照射して発電効率を求めた。その結果を表２に示す。【００９０】
【表２】
2014171146.tif 000004
【００９１】
表２から分かる通り、比較例１に係る太陽光発電モジュールの発電効率よりも実施例１および実施例２に係る太陽光発電モジュールの発電効率の方が高かった。これは実施例１および実施例２において平均結晶粒径Ａ≧膜厚Ｂとなっているため粒界トラップサイドが低減したためである。【００９２】
（実施例３、４、比較例２）
ＳｉＯ２基板上にＡｌＮｄ合金電極層（厚さ５０ｎｍ）を設けた。なお、ＡｌＮｄ合金としては、Ａｌ−１原子％Ｎｄ合金を用いた。次に、ＡｌＮｄ合金電極層上にＢａＳｉ２層（厚さ３００ｎｍ）を形成した。ＢａＳｉ２層の形成では、ＢａＳｉ２ターゲットを用いてスパッタリングを行い、その後、シリコン窒化物層（厚さ３ｎｍ）を連続成膜した。なお、スパッタリング工程は、１×１０−３Ｐａ以下の真空中、３００℃の加熱雰囲気で行った。また、ＢａＳｉ２ターゲットの純度は、９９．９９質量％であった。その後、表３に示した条件で熱処理を施した。次に、ＢａＳｉ２層上に、ＡＺＯからなる表面電極部を設けた。ＡＺＯ表面電極部の形成では、ＡＺＯターゲットのスパッタリングを行うことによりＡＺＯ膜を形成した。【００９３】
このような方法により、ショットキー型構造を有する太陽光発電モジュールを作製した。得られた太陽光発電モジュールに対し、上記に示した測定方法によりＢａＳｉ２層の平均結晶粒径Ａおよび膜厚Ｂを求めた。【００９４】
【表３】
2014171146.tif 000005
【００９５】
さらに実施例３〜４および比較例２に係る太陽光発電モジュールに関し、発電効率を求めた。発電効率の測定方法は、実施例１と同様の方法である。その結果を表４に示す。【００９６】
【表４】
2014171146.tif 000006
【００９７】
表４から分かる通り、比較例２に係る太陽光発電モジュールの発電効率よりも実施例３および実施例３、４に係る太陽光発電モジュールの発電効率の方が高かった。これは実施例３および実施例４において、平均結晶粒径Ａ≧膜厚Ｂとなっているため粒界トラップサイドが低減したためである。【００９８】
（実施例５〜９）
ガラス基板上にＮｉＳｉ２層（厚さ２０ｎｍ）を設けた。なお、ＮｉＳｉ２層の形成では、ＮｉターゲットとＳｉターゲットを交互に用いてスパッタリングを行い、Ｎｉ膜／Ｓｉ膜を交互に複数積層させた積層膜を形成した。その後、窒素雰囲気中、５００℃×１分間の条件で熱処理を行いＮｉ膜とＳｉ膜を反応させてＮｉＳｉ２層を得た。なお、ＮｉターゲットおよびＳｉターゲットの純度は９９．９９質量％であった。【００９９】
次に、ＮｉＳｉ２層上にβ−ＦｅＳｉ２層を形成した。β−ＦｅＳｉ２層の形成では、ＦｅターゲットとＳｉターゲットを交互に用いてスパッタリングを行い、Ｆｅ膜とＳｉ膜とを交互に複数回積層した。実施例５〜９では、Ｆｅ膜の膜厚を１〜３ｎｍの範囲とし、Ｓｉ膜の膜厚を５〜１０ｎｍの範囲とした。また、実施例５〜９では、ＦｅとＳｉの原子比をＦｅ：Ｓｉ＝１：２．２５にした。なお、ＦｅターゲットおよびＳｉターゲットの純度は９９．９９質量％であった。また、スパッタリング工程は１×１０−３Ｐａ以下の真空中で行った。その後、表５に示した条件で熱処理を行った。次に、β−ＦｅＳｉ２層上に、ＩＴＯからなる表面電極部を設けた。ＩＴＯ表面電極部の形成では、ＩＴＯターゲットのスパッタリングを行いＩＴＯ膜を形成した。【０１００】
このような方法により、ショットキー型構造を有する太陽光発電モジュールを作製した。得られた太陽光発電モジュールに対し、β−ＦｅＳｉ２層の平均結晶粒径Ａおよび膜厚Ｂを求めた。また、β−ＦｅＳｉ２層に対しＸＲＤ分析を行った結果、β−ＦｅＳｉ２結晶のピークのみ検出され、Ｆｅ単体およびＳｉ単体のピークは検出されなかった。【０１０１】
【表５】
2014171146.tif 000007
【０１０２】
実施例５〜９に係る太陽光発電モジュールに関し、発電効率を求めた。発電効率の測定方法は、実施例１と同様の方法である。その結果を表６に示す。【０１０３】
【表６】
2014171146.tif 000008
【０１０４】
表６から分かる通り、実施例５〜９に係る太陽光発電モジュールの発電効率は高かった。これは平均結晶粒径Ａ≧膜厚Ｂとなっているため粒界トラップサイドが低減したためである。以上のように、実施例５〜９に係る太陽光発電モジュールの発電効率は、いずれも２％以上となった。【０１０５】
（実施例１０、１１、比較例３）
ガラス基板上にＮｉＳｉ２層（厚さ２０ｎｍ）を設けた。なお、ＮｉＳｉ２層の形成は、ＮｉターゲットとＳｉターゲットを交互に用いてスパッタリングを行い、Ｎｉ膜とＳｉ膜とを交互に複数回積層した。その後、窒素雰囲気中、５００℃×１分間の条件で熱処理を行いＮｉ膜とＳｉ膜を反応させてＮｉＳｉ２層を形成した。なお、ＮｉターゲットおよびＳｉターゲットの純度は、９９．９９質量％であった。【０１０６】
次に、ＮｉＳｉ２層上に、ｎ型β−ＦｅＳｉ２層を形成し、さらにその上にｐ型β−ＦｅＳｉ２層を形成した。ｎ型およびｐ型のβ−ＦｅＳｉ２層の形成では、ＦｅターゲットとＳｉターゲットを交互に用いてスパッタリングを行い、Ｆｅ膜とＳｉ膜とを交互に複数回積層した。実施例１０、１１、比較例３ではＦｅ膜の膜厚を１〜３ｎｍの範囲とし、Ｓｉ膜の膜厚を５〜１０ｎｍの範囲とした。また、実施例１０、１１、比較例３では、ＦｅとＳｉの原子比をＦｅ：Ｓｉ＝１：２．２５にした。なお、ＦｅターゲットおよびＳｉターゲットの純度は、９９．９９質量％であった。スパッタリング工程は、１×１０−３Ｐａ以下の真空中で行った。その後、表７に示した条件で熱処理を施しＦｅ膜とＳｉ膜とを反応させてβ−ＦｅＳｉ２層を得た。なお、ｎ型、ｐ型の作製はＦｅＳｉ２層に対する不純物ドープにより行った。【０１０７】
次に、β−ＦｅＳｉ２層上に、ＩＴＯからなる表面電極部を形成した。なお、ＩＴＯ表面電極部の形成では、ＩＴＯターゲットのスパッタリングを行いＩＴＯ膜を形成した。これにより、ｐｎ接合型多結晶β−ＦｅＳｉ２太陽光発電モジュールを作製した。得られた太陽光発電モジュールに対し、β−ＦｅＳｉ２層の平均結晶粒径Ａおよび膜厚Ｂを求めた。【０１０８】
【表７】
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【０１０９】
実施例１０、１１、比較例３に係る太陽光発電モジュールに関し、発電効率を求めた。発電効率の測定方法は、実施例１と同様の方法である。その結果を表８に示す。【０１１０】
【表８】
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【０１１１】
表８から分かる通り、比較例３に係る太陽光発電モジュールの発電効率よりも実施例１０、１１に係る太陽光発電モジュールの発電効率の方が高かった。これは平均結晶粒径Ａ≧膜厚Ｂとなっているため粒界トラップサイドが低減したためである。このようにｐｎ接合型に関しても発電効率を高めることできることが判明した。【０１１２】
（実施例１２〜１４、比較例４）
実施例１２〜１４および比較例４では、ＳｉＯ２基板上に、ＬａＢ６電極層（厚さ５０ｎｍ）を設けた。次に、電極層上にｎ型ＢａＳｉ２層、その上にｐ型ＢａＳｉ２層を形成した。次に、実施例１２および実施例１４はｐ型ＢａＳｉ２層上にシリコン窒化物層（厚さ３ｎｍ）を連続成膜した（実施例１３と比較例４はシリコン窒化物層なし）。なお、スパッタリング工程は、１×１０−３Ｐａ以下の真空中、３００℃の加熱雰囲気で行った。また、ＢａＳｉ２ターゲットの純度は、９９．９質量％であった。その後、表９に示した条件で熱処理を施した。【０１１３】
次に、ＢａＳｉ２層上に、ＡＺＯからなる表面電極部を設けた。ＡＺＯ表面電極部の形成では、ＡＺＯターゲットのスパッタリングによりＡＺＯ膜を形成した。上記方法により、ｐｎ接合型構造を有する太陽光発電モジュールを作製した。得られた太陽光発電モジュールに対し、ＢａＳｉ２層の平均結晶粒径Ａおよび膜厚Ｂを求めた。【０１１４】
【表９】
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【０１１５】
実施例１２〜１４、比較例４に係る太陽光発電モジュールに関し、発電効率を求めた。発電効率の測定方法は、実施例１と同様の方法である。その結果を表１０に示す。【０１１６】
【表１０】
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【０１１７】
表１０から分かる通り、比較例４に係る太陽光発電モジュールの発電効率よりも実施例１２〜１４に係る太陽光発電モジュールの発電効率の方が高かった。これは平均結晶粒径Ａ≧膜厚Ｂとなっているため粒界トラップサイドが低減したためである。このようにｐｎ接合型に関しても高い発電効率が得られることが判明した。【０１１８】
（実施例１Ａ、２Ａ）
実施例１〜２に係る太陽光発電モジュールの基板の裏面に図５に示した蓄電機構部を接合して、実施例１の裏面に蓄電機構部を設けたものを実施例１Ａとし、実施例２の裏面に蓄電機構部を設けたものを実施例２Ａとした。出力特性を調べたところ、図７のような挙動を示した。このことから、実施例１Ａ、実施例２Ａに係る太陽光発電モジュールは、日照量の変化に強いことが分かる。また、実施例３〜１４に関しても蓄電機構部とのユニット化を行うことにより得られた太陽光発電モジュールの出力特性は図７のような挙動を示した。【０１１９】
以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
【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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【国際調査報告】
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