(57)【要約】【課題】光電変換効率を向上する。【解決手段】多接合型太陽電池１は、受光面側から順に、基板１１と、透明電極１２と、第１要素セル１３と、中間層１４と、第２要素セル１５と、裏面電極１６とを有し、各層は、薄膜製造技術によって基板１１の受光面側とは逆の表面上に順次積層形成される。中間層１４は、受光面側に位置する第１中間層４１と、受光面に対する裏面側に位置する第２中間層４２とを備え、第１中間層４１は、第２中間層よりも屈折率が相対的に小である導電性材料を部分的に含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非晶質シリコン層又は結晶質シリコン層よりなる複数の要素セルと、
前記複数の要素セルの間に設けられた中間層とを有し、
前記中間層は、該中間層の他の部分よりも相対的に屈折率が小である導電性材料を部分的に含む
多接合型太陽電池。
【請求項２】
前記中間層は、複数の層を有し、
前記複数の層のうち、受光面側に位置する層は、前記受光面に対する裏面側に位置する層よりも、屈折率が相対的に小である導電性材料を含むことを特徴とする請求項１に記載の多接合型太陽電池。
【請求項３】
前記中間層は、
受光面側に形成される第１層と、
前記第１層に隣接して前記受光面に対する裏面側に形成される第２層とを有し、
前記第２層は、導電性材料からなり、前記第１層は、前記導電性材料に対して、この導電性材料よりも屈折率が相対的に小である導電性材料が島状に分布されていることを特徴とする請求項１に記載の多接合型太陽電池。
【請求項４】
前記第２層はＺｎＯを含み、前記第１層は、前記ＺｎＯに対してＭｇＺｎＯが島状に分布されていることを特徴とする請求項３に記載の多接合型太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池セルが複数積層されてなる多接合型太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、クリーンで無尽蔵のエネルギー源である太陽からの光を直接電気に変換できることから、新しいエネルギー源として期待されている。このような太陽電池として、非晶質シリコン系半導体等の広バンドギャップ半導体材料を主体とする第１セルユニットと微結晶シリコン系半導体等の狭バンドギャップ半導体材料を主体とする第２セルユニットとを積層して作成される積層型太陽電池の開発が進められている。このような積層型太陽電池では、単一セルユニットから構成される太陽電池に比べ、発電に利用できる光の波長範囲を広くすることができるので、高い変換効率を得ることができる。
【０００３】
ところで、このような積層型太陽電池では、第１セルユニットと第２セルユニットとの間にＩＴＯ、ＺｎＯ等の透明導電膜からなる中間層を挿入する例が知られている（特許文献１参照）。このような積層型太陽電池では、第１セルユニットを透過した光の一部を中間層により、第１セルユニットに再度反射させることができる。したがって、微結晶シリコン系半導体に比べ、光劣化の生じやすい非晶質シリコン系半導体の厚みを薄くすることができるので、光劣化率を低減することができる。
【０００４】
また、同様の趣旨の中間層を絶縁膜と導電膜の２層で構成し、絶縁膜に開口穴を設けて部分的に電気的コンタクトの向上を図った技術も開示されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００１−３０８３５４号公報
【特許文献２】特開２００３−１２４４８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、非特許文献１に示された中間層（ＺｎＯ膜）は、多接合型の薄膜太陽電池に適用された場合、光吸収ロスを生じるという問題がある。一般的に、反射率は、層厚に比例するので、非晶質シリコン層を含む薄膜太陽電池セルの短絡電流の低下を防ぐ、或いは一層向上させる目的で中間層の適切な反射率を確保しようとすると、中間層は、然るべき膜厚でなければならない。しかし、膜厚が厚くなれば、膜における光吸収も増大するので、中間層における光吸収が無視できなくなる。特に、ＺｎＯ膜は、所定の膜厚を確保しようとすると、光吸収による変換効率の損失（光吸収ロスという）が顕著になるという問題があった。
【０００６】
また、中間層を絶縁膜と導電膜の２層にし、絶縁膜の開口穴を介して部分的に電気的コンタクトをとるようにした、特許文献１の技術の場合には、中間層における光吸収ロスよりも、絶縁膜（ＳｉＯ２）が介在することで、中間層の受光面側の太陽電池セルと裏側の太陽電池セルとの間の電気的コンタクトが妨げられることにより、太陽電池全体としての変換効率が低下するというおそれがあった。
【０００７】
そこで本発明は、光電変換効率を向上することが可能な多接合型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】
【０００８】
上述した目的を達成するために、本発明に係る多接合型太陽電池は、非晶質シリコン層又は結晶質シリコン層よりなる複数の要素セルと、複数の要素セルの間に設けられた中間層とを有し、中間層は、この中間層の他の部分よりも相対的に屈折率が小である導電性材料を部分的に含む。
【０００９】
本発明に係る多接合型太陽電池は、中間層が部分的に、他の部分よりも相対的に屈折率が小である導電性材料を部分的に含むことにより、入射した光が屈折率小の箇所で中間層の他の箇所よりも多く、受光面側に配置された要素セルに反射されるので、一旦入射して要素セルで吸収されなかった光の利用効率を向上させることができ、光電変換効率を向上することができる。
【００１０】
また、本発明に係る多接合型太陽電池は、中間層が複数の層を有し、複数の層のうち、受光面側に位置する層は、受光面に対する裏面側に位置する層よりも、屈折率が相対的に小である導電性材料を含むことを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る多接合型太陽電池は、中間層を形成する受光面側に位置する層を、裏面側に位置する層よりも、屈折率が相対的に小である導電性材料を含んで構成することにより、入射した光が、屈折率小の層で、他の箇所よりも多く、受光面側に配置された要素セルに戻されるので、一旦入射して要素セルで吸収されなかった光を再度吸収させることができ、光電変換効率を向上することができる。
【００１２】
また、本発明に係る多接合型太陽電池は、中間層が受光面側に形成される第１層と、第１層に隣接して受光面に対する裏面側に形成される第２層とを有しており、第２層は、導電性材料からなり、第１層は、この導電性材料に対して、この導電性材料よりも屈折率が相対的に小である導電性材料が島状に分布されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る多接合型太陽電池は、第１層及び第２層は、導電性材料であり、第１層は、第２層を形成する導電性材料に対して、この導電性材料よりも屈折率小の導電性材料が島状に分布した構成となっていることにより、入射した光が、受光面側に位置する第１層における屈折率小の導電性材料の部分で、他の箇所よりも多く、受光面側に配置された要素セルに戻されるので、一旦入射して要素セルで吸収されなかった光を再度吸収させることができ、光電変換効率を向上することができる。また、第１層、第２層は、ともに導電性材料であって、第１層は第２層の導電性材料を含んで形成されているため、要素セル間において良好な電気的導通を確保することができる。したがって、光電変換効率を向上することができる。
【００１４】
また、本発明に係る多接合型太陽電池は、第２層がＺｎＯを含み、第１層がＺｎＯに対してＭｇＺｎＯが島状に分布されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る多接合型太陽電池では、第２層がＺｎＯを含み、第１層は、ＺｎＯに対してＭｇＺｎＯが島状に分布されているので、入射した光が屈折率の小さいＭｇＺｎＯでＺｎＯよりも多く反射し、受光面側に配置された要素セルに戻されるので、一旦入射して要素セルで吸収されなかった光を再度吸収させることができ、光電変換効率を向上することができる。この場合の中間層は、受光面側からみたとき、ＭｇＺｎＯ層に続いてＺｎＯ層が形成される部分と、ＺｎＯ層のみで形成される部分とがある。そのため、ＭｇＺｎＯ領域において、ＺｎＯ領域よりも多くの光を受光面側に反射させる効果を担うとともに、ＭｇＺｎＯ層とＺｎＯ層とが形成される部分においても、電気的導通が確保されるので、光電変換効率を向上することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、中間層が部分的に、他の部分よりも相対的に屈折率が小である導電性材料を部分的に含むようにしたことにより、光電変換効率を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、図面を用いて、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１８】
本発明の実施形態として示す太陽電池セルは、非晶質シリコン及び結晶質シリコンよりなる薄膜シリコン太陽電池セルが、中間層を介して複数積層されて１つとして形成された、いわゆる多接合型太陽電池であり、中間層に、部分的に相対的に屈折率が小である導電性材料が含まれていることを特徴としている。なお、本実施形態では、結晶質シリコンには、微細な結晶シリコンを多数含む、いわゆる微結晶シリコン、多結晶シリコンを含むものとする。また、以下では、積層された太陽電池セルの各々を要素セルという。
【００１９】
本発明の実施形態として示す多接合型太陽電池１について、図１を用いて説明する。多接合型太陽電池１は、受光面側から順に、基板１１と、透明電極１２と、第１要素セル１３と、中間層１４と、第２要素セル１５と、裏面電極１６とを有する。多接合型太陽電池１の上記各層は、薄膜製造技術によって、基板１１の受光面側とは逆の表面上に順次積層形成される。
【００２０】
基板１１は、ガラス、プラスチック等の透光性材料からなり、この基板１１表面には、スパッタ法、ＣＶＤ法等の薄膜製造技術によって透明電極１２が形成されている。透明電極１２としては、ＳｎＯ２膜、ＩＴＯ膜、ＺｎＯ膜等があげられる。
【００２１】
第１要素セル１３は、透明電極１２であるＳｎＯ２膜上にプラズマＣＶＤ法により形成される。第１要素セル１３は、非晶質シリコン系半導体を主体とし、Ｐ層３１と、Ｉ層３２と、Ｎ層３３とを有するｐｉｎセルである。
【００２２】
中間層１４は、第１要素セル１３上に形成され、複数層を有する。本実施形態では、中間層１４が２層の場合について説明する。中間層１４は、受光面側に位置する層（第１中間層という）４１と、受光面に対する裏面側に位置する層（第２中間層という）４２とから形成され、第１中間層４１は、第２中間層よりも屈折率が相対的に小である導電性材料を部分的に含む構成とされている。
【００２３】
第１中間層４１は、円形、方形等の形状を有する開口部が所定の開口率で規則的又は不規則的に、第１要素セル１３の表面に形成されている。開口部の形成方法としては、所定形状のマスクをした後、ＲＦスパッタ法により相対的に屈折率が小である導電性材料を形成する方法、この導電性材料を周知の薄膜製造に則って形成した後、部分的にレーザ等で除去する等の手法を用いることもできる。
【００２４】
第２中間層４２は、第１中間層に続いて形成される。第２中間層４２を形成する導電性材料は、先に成膜された屈折率が小である導電性材料層の開口部を含んで堆積されるので、第１中間層４１は、受光面側からみたとき、第２中間層４２を形成する導電性材料が開口部の領域に分布された構成になる。中間層１４を形成するに際して、例えば、第２中間層４２としてＺｎＯを、第１中間層４１としてＺｎＯよりも屈折率が小であるＭｇＺｎＯを使用することができる。この場合、ＭｇＺｎＯに対してはドーパント元素をＡｌとし、ＺｎＯに対してはドーパント元素をＧａとする。
【００２５】
第２中間層４２としてＺｎＯ、また第１中間層４１としてＭｇＺｎＯを用いた場合について説明したが、第１中間層４１は、第２中間層４２を形成する導電性材料よりも屈折率が相対的に小であって且つ導電性を有する材料であればよく、そのための材料としては、ＭｇＺｎＯのほか、例えば、ＣａＺｎＯ、ＳｒＺｎＯ、ＡｌＧａＮ等の材料を用いることもできる。また、第１中間層４１を形成するＭｇＺｎＯに対するドーパント元素、第２中間層４２であるＺｎＯに対するドーパント元素としては、Ｂ，Ｉｎ，Ｆ，Ｃｌ等、通常ＺｎＯ系材料にドープすることが可能な導電性制御元素であれば使用することができ、上述したＡｌ、Ｇａに限定されない。
【００２６】
また、中間層１４は、２層構造に限定されない。受光面側に位置する第１中間層が、後に続く、第２中間層・第３中間層等よりも相対的に屈折率が小である導電性材料により形成されていればよい。
【００２７】
第２要素セル１５は、第２中間層４２上にプラズマＣＶＤ法により形成される。第２要素セル１５は、微結晶シリコン系半導体を主体とし、Ｐ層５１と、Ｉ層５２と、Ｎ層５３とからなるｐｉｎセルである。
【００２８】
裏面電極１６は、第２要素セル１５上に、スパッタ或いは蒸着等の方法により、ＩＴＯやＺｎＯ等からなる透光性導電膜６１と、Ａｇ，Ａｌ等の金属電極６２の積層構造として形成されている。
【００２９】
なお、上述した多接合型太陽電池１において、２層の要素セルを積層してなる場合、受光面側に位置する第１要素セルをトップセルともいい、中間層を介してその下（裏面側）に存在する第２要素セルをボトムセルともいう。
【００３０】
上述した実施形態では、各要素セルが、それぞれ非晶質シリコン層と微結晶シリコン層を主体とする２層である場合について説明したが、２層構造（タンデム構造ともいう）に限定されない。また、各要素セルは、Ｐ層、Ｉ層、Ｎ層の３層以外の層構造を有していてもよい。また、要素セルの材料は、Ｓｉ系材料に限定されない。複数の要素セルを有し、その要素セル間に中間層が設けられる多接合型太陽電池は、本実施形態の範囲に含まれる。
【００３１】
上述した構成を有する多接合型太陽電池１は、受光面より入射した光が中間層１４の屈折率小の箇所（例えば、ＭｇＺｎＯ層）で、他の箇所より多く反射されてトップセルに戻されるので、一旦入射した後、トップセルで吸収されなかった光の利用効率を向上させることができる。これにより、非晶質シリコン層を主体とするトップセルの層厚を、より薄くしても光電変換効率に遜色を与えない、若しくは光電変換効率を更に向上することができる。また、中間層１４の第１層と第２層とがともに導電性材料で構成されており、第１層は第２層の導電性材料を部分的に含んでいるため、上下に配置される要素セル間において良好な電気的導通を確保することができる。
【００３２】
以下、上述した本発明の実施形態として示す多接合型太陽電池の一実施例について説明する。
【００３３】
実施例
［中間層を形成する導電性材料］
従来の中間層で使用された材料（ＺｎＯ）よりも低い屈折率を有する導電性材料としてＭｇＺｎＯに着目した。また、同等の屈折率を有する導電性材料の一例として、ＩＴＯに着目した。
【００３４】
［ＭｇＺｎＯ膜、ＺｎＯ膜、ＩＴＯ膜の作製］
ＭｇＺｎＯ、ＺｎＯ、ＩＴＯ膜を作製し、各膜の物性を比較した。ＭｇＺｎＯ薄膜、ＺｎＯ薄膜、ＩＴＯ膜は、ともにＲＦスパッタ法により、表１に示す条件で作製した。
【００３５】
ＺｎＯ膜は、ターゲット材料としてガリウム又はアルミニウムがドープされたＺｎＯを、基板温度１７０℃〜２３０℃、アルゴンガス流量１０ｓｃｃｍ、反応圧力０．４Ｐａ、ＲＦパワー３００〜４００Ｗの条件で作製した。ＺｎＯ膜の膜厚は、１００ｎｍとした。また、ＭｇＺｎＯ膜は、ターゲット材料として、マグネシウムを１０乃至３０ａｔ％含有するＭｇＺｎＯにアルミニウムがドープされた材料を用いて、基板温度１７０乃至２３０℃、アルゴンガス流量１０ｓｃｃｍ、反応圧力０．４Ｐａ、ＲＦパワー３００〜４００Ｗの条件で作製した。ＭｇＺｎＯ膜の膜厚は、１００ｎｍとした。ＩＴＯ膜は、ターゲット材料として、ＩＴＯ（酸化錫添加酸化インジウム）を用いて、基板温度２５〜１７０℃、アルゴンガス流量１０ｓｃｃｍ、反応圧力０．４Ｐａ、ＲＦパワー２００〜３００Ｗの条件で作製した。ＩＴＯ膜の膜厚は、１００ｎｍとした。
【表１】
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【００３６】
［膜の物性比較］
表１の条件で作製したＩＴＯ膜、ＭｇＺｎＯ膜、ＺｎＯ膜の特性を表２に示す。また、各膜の抵抗率と屈折率の関係を図２に示す。ＭｇＺｎＯ膜の屈折率を測定したところ、１．７５乃至１．９であった。また、波長１０００ｎｍの光の吸収係数が５００乃至１０００ｃｍ−１であった。抵抗率は、１．０〜１×１０３Ω・ｃｍであった。また、ＺｎＯ膜は、屈折率が１．９１〜１．９５、波長１０００ｎｍの光の吸収係数が１０００乃至２４００ｃｍ−１であった。抵抗率は、１×１０−２〜１×１０１Ω・ｃｍであった。ＩＴＯ膜は、屈折率が１．９３〜１．９６、波長１０００ｎｍの光の吸収係数が３０００乃至８０００ｃｍ−１であった。抵抗率は、５×１０−４〜１×１０−３Ω・ｃｍであった。吸収係数の違いは、それぞれの膜のバンドギャップ特性によるものである。
【表２】
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【００３７】
表２，図２に示すように、ＭｇＺｎＯ膜は、ＺｎＯ膜に比べて、屈折率が低いことが確認できた。また、波長１０００ｎｍの光吸収係数から、ＭｇＺｎＯ膜は、ＩＴＯ膜、ＺｎＯ膜に比べて長波長側の光吸収が少ないことが確認できた。
【００３８】
［多接合型太陽電池の作製］
続いて、表２に示す膜特性をふまえた上で、ＺｎＯ膜を中間層として用いた多接合型太陽電池（比較例１という）と、本発明の実施形態として示す中間層を用いた多接合型太陽電池（実施例１という）を作製した。比較例と実施例の多接合型太陽電池の作製条件を、以下の表３，４に示す。
【表３】
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【００３９】
まず、比較例１の多接合型太陽電池を、次のように作製した。厚さ４ｍｍのＳｎＯ２膜付きガラス基板を用意し、ＳｎＯ２膜上にプラズマＣＶＤ法により非晶質シリコンｐ−ｉ−ｎセルを形成した。この非晶質シリコンｐ−ｉ−ｎセルを第１要素セルという。比較例１の多接合型太陽電池は、基板温度１８０℃で、ガス流量をＳｉＨ４が３００ｓｃｃｍ、ＣＨ４が３００ｓｃｃｍ、Ｈ２が２０００ｓｃｃｍ、Ｂ２Ｈ６が３ｓｃｃｍとし、反応圧力１０６Ｐａ、ＲＦパワー１０Ｗの条件で、膜厚１５ｎｍのＰ層を形成した。次に、基板温度２００℃で、ガス流量をＳｉＨ４が３００ｓｃｃｍ、Ｈ２が２０００ｓｃｃｍとし、反応圧力１０６Ｐａ、ＲＦパワー２０Ｗの条件で、膜厚２００ｎｍのＩ層を形成した。次に、基板温度１８０℃で、ガス流量をＳｉＨ４が３００ｓｃｃｍ、Ｈ２が２０００ｓｃｃｍ、ＰＨ３が５ｓｃｃｍとし、反応圧力１３３Ｐａ、ＲＦパワー２０Ｗの条件で、膜厚３０ｎｍのＮ層を形成した。
【００４０】
続いて、比較例の中間層を次の条件で作製した。比較例１の多接合型太陽電池の中間層は、ＺｎＯをターゲット材料とし、基板温度１７０℃で、アルゴンガス流量１０ｓｃｃｍ、反応圧力０．４Ｐａ、ＲＦパワー４００Ｗの条件で、膜厚３０ｎｍのＺｎＯ膜を第１要素セル上に形成した。
【００４１】
次に、比較例の中間層上にプラズマＣＶＤ法によって、微結晶シリコンｐ−ｉ−ｎセルを形成した。この微結晶シリコンｐ−ｉ−ｎセルを第２要素セルという。第２要素セルは、基板温度１８０℃で、ガス流量をＳｉＨ４が１０ｓｃｃｍ、Ｈ２が２０００ｓｃｃｍ、Ｂ２Ｈ６が３ｓｃｃｍとし、反応圧力１０６Ｐａ、ＲＦパワー１０Ｗの条件で、膜厚３０ｎｍのＰ層を形成した。次に、基板温度２００℃で、ガス流量をＳｉＨ４が１００ｓｃｃｍ、Ｈ２が２０００ｓｃｃｍとし、反応圧力１３３Ｐａ、ＲＦパワー２０Ｗの条件で、膜厚２０００ｎｍのＩ層を形成した。次に、基板温度２００℃で、ガス流量をＳｉＨ４が１０ｓｃｃｍ、Ｈ２が２０００ｓｃｃｍ、ＰＨ３が５ｓｃｃｍとし、反応圧力１３３Ｐａ、ＲＦパワー２０Ｗの条件で、膜厚２０ｎｍのＮ層を形成した。
【００４２】
そして最後に、裏面電極として、スパッタ法によりＺｎＯ膜を９０ｎｍ、Ａｇ膜を２００ｎｍ形成し、多接合型太陽電池を作製した。比較例１の多接合型太陽電池は、図１に示した多接合型太陽電池１の中間層１４が、ＺｎＯ層のみで構成されている。
【００４３】
なお、後述する実施例１の多接合型太陽電池も含め、２層の太陽電池セルを積層してなる場合、受光面側に位置する第１要素セルをトップセルともいい、中間層を介してその下（裏面側）に存在する第２要素セルをボトムセルともいう。
【００４４】
また、実施例１の多接合型太陽電池を、次のように作製した。作製条件を表４に示す。
【表４】
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【００４５】
第１要素セル及び第２要素セルは、比較例１と同一条件にて形成する。本実施形態の多接合型太陽電池は、中間層に、周囲よりも相対的に屈折率が小である導電性材料を部分的に含んでいる。実施例１の多接合型太陽電池では、具体的に、中間層を２層とした。受光面側に位置する層（第１中間層という）は、受光面に対する裏面側に位置する層（第２中間層という）よりも屈折率が相対的に小である導電性材料を含む構成である。
【００４６】
実施例１の多接合型太陽電池は、所定形状（本実施例では格子状）のマスクを用いたＲＦスパッタ法により、第１要素セルの表面に第１中間層として、ターゲット材料としてＭｇＺｎＯを用いて、基板温度１７０℃で、アルゴンガス流量が１０ｓｃｃｍ、反応圧力０．４Ｐａ、ＲＦパワー４００Ｗの条件で、膜厚１５ｎｍの格子状のＭｇＺｎＯ膜を形成した。なお、この格子状に形成された第１中間層のＭｇＺｎＯ層の開口率は、７５％であるようにした。
【００４７】
また、第１中間層に続いて、ＺｎＯをターゲット材料として、第１中間層と同一条件でのＲＦスパッタ法により、第２中間層を形成した。第２中間層を形成するＺｎＯは、格子状に成膜されたＭｇＺｎＯ層の開口部に堆積されるので、第１中間層は、受光面側からみたとき、ＭｇＺｎＯに対してＺｎＯが島状に分布されいる。図１に、実施例１の多接合型太陽電池の断面を示す。
【００４８】
作製した比較例１と実施例１の多接合型太陽電池の開放電圧、短絡電流、曲線因子、変換効率を測定した。結果を表５に示す。表５は、開放電圧、短絡電流、曲線因子、変換効率を、比較例１の測定結果で規格化して示したものである。
【表５】
2008270562.tif 000007
【００４９】
また、作製した比較例１と実施例１の多接合型太陽電池の分光感度特性の比較結果を図３に示す。比較例１の多接合型太陽電池に対して、実施例１の多接合型太陽電池は、トップセル電流、ボトムセル電流ともに増加が確認された。実施例１の多接合型太陽電池の方が、比較例１の多接合型太陽電池よりも変換効率が高く、特に、短絡電流が向上することがわかった。
【００５０】
実施例１の多接合型太陽電池は、トップセル電流律速であったことから、本発明の構造を有する中間層を有する多接合型太陽電池では、ＭｇＺｎＯがＺｎＯに比べて屈折率が低いために、第１中間層のＭｇＺｎＯ領域での光反射が向上したことによって、トップセル電流が増加し、短絡電流を向上できたものと考えられる。また、表２に示すように、ＭｇＺｎＯは、ＺｎＯに比べて長波長側の光吸収が少ないことから、ＭｇＺｎＯを中間層に用いた多接合型太陽電池は、ボトムセルにおいても短絡電流が増加したことが、その要因として考えられる。
【００５１】
表５に示すように、実施例１として示す多接合型太陽電池の方が、比較例１の多接合型太陽電池よりも変換効率が高く、特に、短絡電流が向上することがわかった。これは、ＭｇＺｎＯ膜を中間層とした多接合型太陽電池では、第１要素セルにおける短絡電流が増加したことが要因として考えられる。ＭｇＺｎＯは、ＺｎＯに比べて屈折率が低いために、第１中間層のＭｇＺｎＯ領域での光反射が増加し、第１要素セル（非晶質シリコンセル）部分の短絡電流が増加したことがその要因として考えられる。また、表２に示す結果から、ＭｇＺｎＯは、ＺｎＯに比べて長波長側の光吸収が少ないことから、ボトムセルにおいても短絡電流が増加したことが、その要因として考えられる。
【００５２】
また、表２に示す膜特性から、ＭｇＺｎＯは、ＺｎＯに比べて、抵抗率が高いことが確認されたが、ＭｇＺｎＯをＺｎＯに対して格子状に形成したことによって、多接合型太陽電池全体としての抵抗増加を抑制することができたので、多接合型太陽電池の曲線因子の低下がなかったと考えられる（表５参照）。また、ＭｇＺｎＯが導電性であるため、実施例１の多接合型太陽電池では、第１中間層，第２中間層を導通する電気的コンタクトがある程度確保されるので、トップセル−中間層−ボトムセル間の接触抵抗ロスの増加が抑制されていると考えることができる。
【００５３】
したがって、本実施形態として示す多接合型太陽電池１は、ＺｎＯに対して低屈折率、低光吸収というＭｇＺｎＯを格子状（穴あき構造、開口構造）とし、続いてＺｎＯ膜を形成した中間層を有することにより、一旦入射して要素セルで吸収されなかった光の利用効率を向上させることができる。また、各要素セル間の接触抵抗の増加を抑制したことにより、光電変換効率を向上することができる。
【００５４】
本発明は、上述した実施形態を用いて説明したが、本発明は、上述した本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施形態として示す多接合型太陽電池を説明する断面図である。
【図２】ＭｇＺｎＯ膜とＺｎＯ膜の抵抗率と屈折率の関係を説明する説明図である。
【図３】比較例と実施例の多接合型太陽電池の分光感度特性の比較結果を説明する図である。
【符号の説明】
【００５６】
１…多接合型太陽電池、１１…基板、１２…透明電極、１３…第１要素セル、１４…中間層、１５…第２要素セル、１６…裏面電極、４１…第１中間層、４２…第２中間層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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