(57)【要約】【課題】所望の光散乱性と導電率を有するシリコン酸化物系微粒子集合体をその下地層に悪影響を及ぼすことなくプラズマＣＶＤによって簡便に低コストで製造して提供する。【解決手段】シリコン酸化物を主成分として含むシリコン酸化物系微粒子集合体をプラズマＣＶＤで製造する方法において、そのプラズマＣＶＤの際に圧力／電力密度≧２５０（Ｔｏｒｒ・ｃｍ2／Ｗ）、ガス流量比ＣＯ2／ＳｉＨ4≦１４、および圧力／電力密度≦４６×（ＣＯ2／ＳｉＨ4）の条件を満たすことを特徴としている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン酸化物を主成分として含むシリコン酸化物系微粒子集合体をプラズマＣＶＤで製造する方法であって、そのプラズマＣＶＤにおいて圧力／電力密度≧２５０（Ｔｏｒｒ・ｃｍ2／Ｗ）、ガス流量比ＣＯ2／ＳｉＨ4≦１４、および圧力／電力密度≦４６×（ＣＯ2／ＳｉＨ4）の条件を満たすことを特徴とするシリコン酸化物系微粒子集合体の製造方法。
【請求項２】
請求項１の製造方法によって得られたシリコン酸化物系微粒子集合体であって、結晶質シリコン相と非晶質シリコン相をも含むことを特徴とするシリコン酸化物系微粒子集合体。
【請求項３】
ラマン散乱法による測定において前記非晶質シリコン相に対する前記結晶質シリコン相のピーク比が１．５以上であることを特徴とする請求項２に記載のシリコン酸化物系微粒子集合体。
【請求項４】
透明導電酸化物層、１以上の薄膜半導体光電変換ユニット、および裏面電極層が順に積層された薄膜光電変換装置において、前記光電変換ユニットと前記裏面電極層との間に請求項２または３のシリコン酸化物系微粒子集合体が介在させられていることを特徴とする薄膜光電変換装置。
【請求項５】
前記シリコン酸化物系微粒子集合体を介して前記裏面電極層に接している前記光電変換ユニットは結晶質光電変換層を含むことを特徴とする請求項４に記載の薄膜光電変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば薄膜光電変換装置などにおいて好ましく利用され得るシリコン酸化物系微粒子集合体とその製造方法の改善に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜太陽電池に代表される薄膜光電変換装置の変換効率向上のためには、入射光の有効利用が重要である。このために、光電変換装置内の或る層に微粒子状物を形成して積極的に微細凹凸構造を導入することによって、入射光を散乱させて半導体光電変換層中の光路長を延ばして光の有効利用を図った薄膜光電変換装置が知られている。
【０００３】
たとえば特許文献１の特開平８−２１３６４４号公報によれば、薄膜光起電力素子に含まれるｐ型、ｉ型、およびｎ型のシリコン系層の少なくともいずれかの少なくとも一部において、光屈折率の小さいシリコン酸化物粒子がランダムに分散させられている。この場合、光起電力素子に入射した光はシリコンに比べて屈折率の小さいシリコン酸化物粒子によって散乱されるので、表面をテクスチャ化した透明電極層を用いなくともｉ型シリコン系光電変換層中の光路長を増大させることができる。
【０００４】
しかしながら、特許文献１におけるシリコン酸化物粒子は、酸素を含む非晶質シリコン層をプラズマＣＶＤで形成した後に、その層をレーザアニールすることによって形成される。すなわち、特許文献１に開示されたシリコン酸化物粒子は煩雑なプロセスによって形成しなければならない。また、シリコン酸化物粒子を分散させようとする酸素含有シリコン層をレーザアニールする際に、その層および下地となっている他の半導体層または電極層に対して熱による悪影響を及ぼす恐れもある。さらに、特許文献１に開示された方法では、形成されるシリコン酸化物粒子の分散状況や導電性を制御することは困難である。
【特許文献１】特開平８−２１３６４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、所望の光散乱性と導電率を有するシリコン酸化物系微粒子集合体をその下地層に悪影響を及ぼすことなくプラズマＣＶＤによって簡便に低コストで製造して提供することを目的としている。
【０００６】
本発明はまた、そのようなシリコン酸化物系微粒子集合体を含むことによって改善された光電変換効率を有する薄膜光電変換装置を提供することをも目的としている。
【０００７】
なお、本発明に係るシリコン酸化物系微粒子集合体は、薄膜光電変換装置のみならず他の種々の電子デバイスにおいても利用可能であり、たとえば窓ガラスのコーティングのようなコーティング材としても利用可能なものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、シリコン酸化物を主成分として含むシリコン酸化物系微粒子集合体をプラズマＣＶＤで製造する方法において、そのプラズマＣＶＤの際に圧力／電力密度≧２５０（Ｔｏｒｒ・ｃｍ2／Ｗ）、ガス流量比ＣＯ2／ＳｉＨ4≦１４、および圧力／電力密度≦４６×（ＣＯ2／ＳｉＨ4）の条件を満たすことを特徴としている。
【０００９】
こうして製造されるシリコン酸化物系微粒子集合体は、結晶質シリコン相と非晶質シリコン相をも含んでいる。このようなシリコン酸化物系微粒子集合体がたとえば薄膜光電変換装置に利用される場合、ラマン散乱法による測定において非晶質シリコン相に対する結晶質シリコン相のピーク比が１．５以上であることが好ましい。
【００１０】
透明導電酸化物層、１以上の薄膜半導体光電変換ユニット、および裏面電極層が順に積層された薄膜光電変換装置において、光電変換ユニットと裏面電極層との間に本発明によるシリコン酸化物系微粒子集合体を介在させることによって、光電変換効率の改善された薄膜光電変換装置を提供することができる。この場合、２段以上の光電変換ユニットを含むタンデム型薄膜光電変換装置においては、シリコン酸化物系微粒子集合体を介して裏面電極層に接している光電変換ユニットは結晶質光電変換層を含んでいることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
以上のような本発明によれば、所望の光散乱性と導電率を有するシリコン酸化物系微粒子集合体をその下地層に悪影響を及ぼすことなくプラズマＣＶＤによって簡便に低コストで製造して提供することができる。また、そのようなシリコン酸化物系微粒子集合体を利用することによって、改善された光電変換効率を有する薄膜光電変換装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下において、本発明の種々の実施例によるシリコン酸化物系微粒子集合体とそれを含む薄膜光電変換装置が種々の比較例とともに説明される。
【００１３】
（実施例１）
本発明の実施例１では、０．７ｍｍ厚のガラス基板上にシリコン酸化物系微粒子集合体がプラズマＣＶＤ法によって堆積された。本実施例におけるシリコン酸化物系微粒子集合体の堆積条件としては、プラズマＣＶＤ反応室内において、基板温度が２００℃、ガス圧が７０Ｔｏｒｒ（１Ｔｏｒｒ＝１３３．３Ｐａ：以下同様）、高周波電力密度が０．１７５Ｗ／ｃｍ2、基板電極間距離が７ｍｍ、そしてガス流量比がＳｉＨ4／ＣＯ2／ＰＨ3／Ｈ2＝１／９．８／０．０５／７６０であった。
【００１４】
このガス流量比において、ＣＯ2はＳｉＨ4に比べて約１０倍も含まれている。このＣＯ2は、プラズマによって分解されて、酸素を供給する。そのような分解酸素はＳｉＨ4と反応する。その結果、主要成分としてシリコン酸化物を含む堆積物が、ガラス基板上に形成される。
【００１５】
本実施例によるプラズマＣＶＤにおいて、ガラス基板上の堆積物をＡＦＭ（原子間力顕微鏡）およびＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で形態観察した結果、ガラス基板上には微粒子が堆積されていくことが確認された。
【００１６】
図１は、本実施例のプラズマＣＶＤによってガラス基板上に反応物が堆積する初期段階におけるシリコン酸化物系微粒子のＡＦＭ観察像を示している。この正方形状のＡＦＭ像の一辺は５．０６μｍの範囲を表わしている。そして、その正方形状ＡＭＦ像の右側の明暗スケールはガラス基板からの位置の相対高さを表わし、明度が高いほど位置が高いことを表わしている。図１のＡＦＭ像から明らかなように、本実施例１のプラズマＣＶＤにおいては、主要成分としてシリコン酸化物を含む堆積物が微粒子状に形成されていることが分かる。
【００１７】
ただし、本実施例のプラズマＣＶＤの反応が進んで多くのシリコン酸化物系微粒子が堆積した後においては、ガラス基板上にシリコン酸化物系微粒子集合体が層状に形成される。このことは、後で説明される図６のＳＥＭ像からも明らかである。
【００１８】
図２は、本実施例においてガラス基板上に形成された層状のシリコン酸化物系微粒子集合体のラマン散乱分光法による測定結果を示している。すなわち、図２のグラフの横軸は光の波数（ｃｍ-１）を表わし、縦軸は相対ラマン強度を表わしている。図２に類似している図３のグラフは、実質的に１００％シリコン結晶のラマン散乱分光法による測定結果を示している。ただし、図３の縦軸における相対ラマン強度は、図２における相対ラマン強度に比べて大幅に縮小されていることに留意されたい。
【００１９】
図２のグラフに示されているように、本実施例のプラズマＣＶＤによって堆積された層状のシリコン酸化物系微粒子集合体においては、波数５２０ｃｍ-1付近に相対ラマン強度のピークが観察される。この図２のグラフにおけるピーク位置は、図３のグラフ中において結晶質シリコン結合に起因した鋭いピークの波数に対応していることから、本実施例における層状のシリコン酸化物系微粒子集合体が結晶質シリコン相を含んでいることを意味している。
【００２０】
また、図３のグラフとの対比から明らかなように、図２のグラフにおいては波数４８０ｃｍ-1付近に非晶質シリコン結合に起因したブロードな相対ラマン強度が存在している。このことは、本実施例における層状のシリコン酸化物系微粒子集合体が結晶質シリコン相のみならず非晶質シリコン相をも含んでいることを意味している。
【００２１】
本実施例１において、得られたシリコン酸化物系微粒子集合体をラマン散乱分光法により測定した結果から導出した非晶質シリコン相に対する結晶質シリコン相の相対ラマン強度比は２．５３であった。もちろん、この相対ラマン強度比が大きいほど、非晶質シリコン相に比べて多くの結晶質シリコン相がシリコン酸化物系微粒子集合体に含まれていることを意味している。
【００２２】
ここで、結晶質シリコン相は非晶質シリコン相に比べて高い導電率を有している。したがって、層状のシリコン酸化物系微粒子集合体が相対的に高い導電性を有することが望まれる場合には、この相対ラマン強度比が大きい方が好ましい。たとえば、薄膜太陽電池中の光散乱層として本発明によるシリコン酸化物系微粒子集合体を利用する場合、障害とならない導電率を確保する観点から、非晶質シリコン相に対する結晶質シリコン相の相対ラマン強度比が１．５以上であることが望ましい。また、非晶質シリコン相に対する結晶シリコン相の相対ラマン強度比は高い程好ましく、その強度比２．５以上であれば、シリコン酸化物の比率を高めて屈折率を低くしても充分な導電率が得られるので好ましい。
【００２３】
本実施例１による層状のシリコン酸化物系微粒子集合体を約３００ｎｍの厚みで形成した後に、その微粒子集合体層上で１．５ｍｍだけ離して蒸着された２つのＡｇ電極間に１００Ｖの直流電圧を印加して測定した導電率は３．２８×１０-7Ｓ／ｃｍであった。このような導電率を有する層状のシリコン酸化物系微粒子集合体は、たとえば薄膜光電変換装置内の光散乱層として好ましく利用し得るものである。すなわち、シリコン酸化物系微粒子集合体層が１０-7Ｓ／ｃｍ程度以上の導電率を有していれば、薄膜光電変換装置中の高抵抗層として障害になることはない。
【００２４】
なお、非晶質シリコン層の導電率は一般に１０-10Ｓ／ｃｍ以下である。このような非晶質シリコン層の導電率は、ドーパントによってある程度高めることができる。しかし、非晶質シリコン層に含まれるドーパント量の増大よりも、それに含まれる結晶質シリコン相の増大のほうが導電率の向上に対する寄与が大きい。
【００２５】
本実施例１において得られた層状のシリコン酸化物系微粒子集合体をエリプソメトリで測定した結果から同定した光屈折率は、波長６００ｎｍの光に関して１．７９であった。ここで、非晶質シリコン相の光屈折率は４．０〜４．４程度であって、多結晶シリコン相の光屈折率は３．７７程度である。すなわち、本実施例によるシリコン酸化物系微粒子集合体においては、主要成分としてシリコン酸化物を含んでいるので、シリコン相に比べて遥かに低い光屈折率を有している。なお、たとえばシリコン系積層構造を含む薄膜太陽電池中においてシリコン酸化物系微粒子集合体層が高い光散乱効果を発揮するためには、その微粒子集合体層ができるだけ低い屈折率を有することが好ましい。すなわち、シリコン系層とシリコン酸化物系微粒子集合体層との屈折率差が大きい程光散乱効果が大きくなる。
【００２６】
（実施例２）
本発明の実施例２においても、０．７ｍｍ厚のガラス基板上にプラズマＣＶＤ法によってシリコン酸化物系微粒子集合体が形成された。本実施例におけるシリコン酸化物系微粒子集合体の堆積条件としては、基板温度が２００℃、ガス圧が５０Ｔｏｒｒ、高周波電力密度が０．１Ｗ／ｃｍ2、基板電極間距離が８ｍｍ、そしてガス流量比がＳｉＨ4／ＣＯ2／ＰＨ3／Ｈ2＝１／１３．２／０．０６／１０１２であった。
【００２７】
本実施例２においてガラス基板上に形成された堆積物も、ＡＦＭおよびＳＥＭによる形態観察の結果から、微粒子の集合体になっていることが確認された。
【００２８】
本実施例２において、得られたシリコン酸化物系微粒子集合体をラマン散乱分光法により測定した結果から導出した非晶質シリコン相に対する結晶質シリコン相の相対ラマン強度比は２．９０であった。
【００２９】
本実施例２による層状のシリコン酸化物系微粒子集合体を約２７０ｎｍの厚みで形成した後に、その微粒子集合体層上で１．５ｍｍだけ離して蒸着された２つのＡｇ電極間に１００Ｖの直流電圧を印加して測定した導電率は１．６６×１０-6Ｓ／ｃｍであった。
【００３０】
本実施例２において得られた層状のシリコン酸化物系微粒子集合体をエリプソメトリで測定した結果から同定した光屈折率は、波長６００ｎｍの光に関して１．７７であった。
【００３１】
（実施例３）
本発明の実施例３においても、０．７ｍｍ厚のガラス基板上にプラズマＣＶＤ法によってシリコン酸化物系微粒子集合体が形成された。本実施例におけるシリコン酸化物系微粒子集合体の堆積条件としては、基板温度が２００℃、ガス圧が５０Ｔｏｒｒ、高周波電力密度が０．１７５Ｗ／ｃｍ2、基板電極間距離が７ｍｍ、そしてガス流量比がＳｉＨ4／ＣＯ2／ＰＨ3／Ｈ2＝１／９．８／０．０５／８４３であった。
【００３２】
本実施例３においてガラス基板上に形成された堆積物も、ＡＦＭおよびＳＥＭによる形態観察の結果から、微粒子の集合体になっていることが確認された。
【００３３】
本実施例３において、得られたシリコン酸化物系微粒子集合体をラマン散乱分光法により測定した結果から導出した非晶質シリコン相に対する結晶質シリコン相の相対ラマン強度比は２．６５であった。
【００３４】
本実施例３による層状のシリコン酸化物系微粒子集合体を約２７０ｎｍの厚みで形成した後に、その微粒子集合体層上で１．５ｍｍだけ離して蒸着された２つのＡｇ電極間に１００Ｖの直流電圧を印加して測定した導電率は１．０２×１０-5Ｓ／ｃｍであった。
【００３５】
本実施例３において得られた層状のシリコン酸化物系微粒子集合体をエリプソメトリで測定した結果から同定した光屈折率は、波長６００ｎｍの光に関して１．７７であった。
【００３６】
（実施例４）
本発明の実施例４においても、０．７ｍｍ厚のガラス基板上にプラズマＣＶＤ法によってシリコン酸化物系微粒子集合体が形成された。本実施例におけるシリコン酸化物系微粒子集合体の堆積条件としては、基板温度が２００℃、ガス圧が５０Ｔｏｒｒ、高周波電力密度が０．１７５Ｗ／ｃｍ2、基板電極間距離が７ｍｍ、そしてガス流量比がＳｉＨ4／ＣＯ2／ＰＨ3／Ｈ2＝１／６．４／０．０５／８３４であった。
【００３７】
本実施例３においてガラス基板上に形成された堆積物も、ＡＦＭおよびＳＥＭによる形態観察の結果から、微粒子の集合体になっていることが確認された。
【００３８】
本実施例４において、得られたシリコン酸化物系微粒子集合体をラマン散乱分光法により測定した結果から導出した非晶質シリコン相に対する結晶質シリコン相の相対ラマン強度比は２．２７であった。
【００３９】
本実施例４による層状のシリコン酸化物系微粒子集合体を約２７０ｎｍの厚みで形成した後に、その微粒子集合体層上で１．５ｍｍだけ離して蒸着された２つのＡｇ電極間に１００Ｖの直流電圧を印加して測定した導電率は１．６２×１０-7Ｓ／ｃｍであった。
【００４０】
本実施例４において得られた層状のシリコン酸化物系微粒子集合体をエリプソメトリで測定した結果から同定した光屈折率は、波長６００ｎｍの光に関して１．９３であった。
【００４１】
（比較例１）
比較例１においても、０．７ｍｍ厚のガラス基板上にプラズマＣＶＤ法によってシリコン酸化物系微粒子集合体を形成することを試みた。本比較例におけるプラズマＣＶＤ条件としては、基板温度が２００℃、ガス圧が７０Ｔｏｒｒ、高周波電力密度が０．１Ｗ／ｃｍ2、基板電極間距離が６ｍｍ、そしてガス流量比がＳｉＨ4／ＣＯ2／ＰＨ3／Ｈ2＝１／１１．７／０．０６／１０１２であった。
【００４２】
しかし、本比較例１のプラズマＣＶＤ条件では、ガラス基板上に堆積物が形成されないことが確認された。
【００４３】
（比較例２）
比較例２においても、０．７ｍｍ厚のガラス基板上にプラズマＣＶＤ法によってシリコン酸化物系微粒子集合体を形成することを試みた。本比較例２におけるプラズマＣＶＤ条件としては、基板温度が２００℃、ガス圧が５０Ｔｏｒｒ、高周波電力密度が０．１５Ｗ／ｃｍ2、基板電極間距離が７ｍｍ、そしてガス流量比がＳｉＨ4／ＣＯ2／ＰＨ3／Ｈ2＝１／６．１／０．０４／３４０であった。
【００４４】
本比較例２のプラズマＣＶＤ条件においてガラス基板上に形成された堆積物は、ＡＦＭおよびＳＥＭによる形態観察の結果、微粒子集合体ではなくて、均一な膜状になっていることが確認された。
【００４５】
本発明者は、上述の実施例と比較例以外にも、種々のプラズマＣＶＤ条件の下でガラス基板上にシリコン酸化物系微粒子集合体を堆積する試みの実験（実施例に該当する実験と比較例に該当する実験の双方を含む）を行なった。それらの実施例、比較例、および実験例の結果が図４のグラフにまとめて示されている。
【００４６】
図４のグラフにおいて、横軸はプラズマＣＶＤにおけるガス流量比ＣＯ2／ＳｉＨ4を表わし、縦軸は圧力／パワー密度（Ｔｏｒｒ・ｃｍ2／Ｗ）を表わしている。グラフ中の黒丸印は本発明において望まれているシリコン酸化物系微粒子集合体が堆積された場合を表わし、アスタリスク印は微粒子集合体ではなくて均一な膜が堆積された場合を表わし、そして白三角印は堆積物が形成されなかった場合を表わしている。
【００４７】
図４のグラフから明らかなように、本発明が望むところのシリコン酸化物系微粒子集合体が堆積され得るためには、プラズマＣＶＤ条件として、圧力／電力密度≧２５０（Ｔｏｒｒ・ｃｍ2／Ｗ）、ガス流量比ＣＯ2／ＳｉＨ4≦１４、および圧力／電力密度≦４６×（ＣＯ2／ＳｉＨ4）の条件を満たすこと必要である。
【００４８】
すなわち、図４のグラフ中で、横の実線Ｌ１は圧力／電力密度＝２５０（Ｔｏｒｒ・ｃｍ2／Ｗ）の関係を表わし、縦の実線Ｌ２はガス流量比ＣＯ2／ＳｉＨ4＝１４の関係を表わし、そして斜めの実線Ｌ３は圧力／電力密度＝４６×（ＣＯ2／ＳｉＨ4）の関係を表わしている。
【００４９】
現時点においては、何故に３本の実線Ｌ１、Ｌ２、およびＬ３に囲まれた範囲内のプラズマＣＶＤ条件においてのみシリコン酸化物系微粒子集合体が堆積され得るかの詳細な理由は必ずしも明らかではない。しかし、ＣＯ2／ＳｉＨ4≦１４（実線Ｌ２より左）の条件を満たさなければならないのは、ＣＯ2の流量に比べてＳｉＨ4の流量が小さ過ぎればＳｉ原料が欠乏して堆積物が形成されないからであると考えられる。また、プラズマＣＶＤ反応室内において、一般にガス圧が高くなれば粒子状堆積物が形成されやすくなる傾向になるが、プラズマ放電が立ちにくくなる傾向にもなる。そして、一般には、放電電極に印加される高周波電力密度が高い程プラズマ放電が立ちやすい傾向になる。したがって、プラズマＣＶＤ反応室内におけるガス圧やパワー密度は、ガス流量比ＣＯ2／ＳｉＨ4とともにプラズマＣＶＤ堆積状態に対して顕著に影響を及ぼす支配的因子であると考えられる。
【００５０】
（実施例５および比較例３）
図５は、本発明の実施例５によるハイブリッド薄膜太陽電池を模式的に示す断面図である。この薄膜太陽電池の作製においては、まず０．７ｍｍ厚の透明ガラス基板１上に微細な表面凹凸構造を有するＳｎＯ2の透明電極層２が熱ＣＶＤ法によって形成された。
【００５１】
透明電極層２が形成されたガラス基板１は、プラズマＣＶＤ装置内に導入されて所定の温度に加熱された。そして、透明電極層２上に、厚さ１５ｎｍの非晶質ｐ型シリコンカーバイド層３ｐ、厚さ３３０ｎｍのノンドープ非晶質ｉ型シリコン光電変換層３ｉ、および厚さ３０ｎｍのｎ型シリコン層３ｎを順次積層することによって、非晶質光電変換ユニット３が形成された。
【００５２】
非晶質光電変換ユニット３上には、プラズマＣＶＤ装置を用いて、厚さ１５ｎｍのｐ型結晶質シリコン層４ｐ、厚さ１．４μｍの結晶質ｉ型シリコン光電変換層４ｉ、厚さ７．５ｎｍのｎ型結晶質シリコン層４ｎ、および厚さ約１０ｎｍのｎ型シリコン酸化物系微粒子集合体層４ｏを順次積層することによって、結晶質光電変換ユニット４が形成された。この場合のｎ型シリコン酸化物系微粒子集合体層４ｏのプラズマＣＶＤ条件は、実施例１の場合と同じ条件であった。
【００５３】
図６は、このｎ型シリコン酸化物系微粒子集合体層４ｏをＳＥＭにて観察した映像を示している。この図の下部における白いスケールバーは１μｍの長さを表わしている。このＳＥＭ像から明らかなように、ｎ型シリコン酸化物系微粒子集合体層４ｏにおいては微粒子がランダムに分散されていることが分かる。
【００５４】
結晶質光電変換ユニット４上には、厚さ３０ｎｍのＺｎＯ層５と厚さ２００ｎｍの裏面反射Ａｇ電極層６とがＤＣスパッタ法によって形成された。ここで、ＺｎＯ層５は、結晶質光電変換ユニット４とＡｇ電極層６と接合性を改善するためや、Ａｇが光電変換ユニット４内へ拡散することを防止するためなどの目的で挿入されている。
【００５５】
以上のようにして有効面積１ｃｍ2のハイブリッド薄膜太陽電池が作製された。なお、ハイブリッド薄膜太陽電池とは、非晶質光電変換ユニットと結晶質光電変換ユニットの両方を含む積層方薄膜太陽電池を意味する。
【００５６】
以上のような実施例５によるハイブリッド薄膜太陽電池に類似して、比較例３によるハイブリッド薄膜太陽電池も作製された。より具体的には、比較例３によるハイブリッド薄膜太陽電池は、ｎ型シリコン酸化物系微粒子集合体層４ｏが省略されたことのみにおいて実施例５と異なっていた。
【００５７】
実施例５と比較例３のハイブリッド薄膜太陽電池の形成後、それらの太陽電池の光入射側に近いトップ光電変換ユニットと光入射側から遠いボトム光電変換ユニットとの分光感度特性をそれぞれ測定した。それぞれの光電変換ユニットにおける分光感度特性の測定結果から、各測定波長における感度がＡＭ１．５の擬似太陽光（エネルギ密度１００ｍＷ／ｃｍ2）の分光放射照度と掛け合わせた後、全波長領域に渡って積分した値が積算電流値として導出された。これらの導出された積算電流値の結果が表１において示されている。
【００５８】
【表１】
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【００５９】
表１において、感度特性から計算された積算電流値は、比較例３によるハイブリッド薄膜太陽電池に関するの値を１としてそれぞれ規格化して示されている。この表１から、実施例５のハイブリッド薄膜太陽電池においては、比較例３に比べて、ボトムの結晶質シリコン光電変換ユニット４の積算電流が５％改善されていることが分かる。これは、実施例５においてボトム光電変換ユニット４の後方裏面側に配置したシリコン酸化物系微粒子集合体層４oによって光がボトム光電変換ユニット４側に散乱されて、ボトム光電変換ユニット４中の光路長が増加して光吸収が促進されたためである。他方において、実施例５のハイブリッド薄膜太陽電池におけるトップ光電変換ユニット３の積算電流値は比較例１と比べて変化が見られず、シリコン酸化物系微粒子集合体層４ｏによる光散乱がトップ光電変換ユニット３に及ぼす影響は少ないことが分かる。
【００６０】
なお、実施例５では光電変換ユニットが２段積層された薄膜太陽電池の例が説明されたが、単一の光電変換ユニットを含む薄膜太陽電池や３段以上の光電変換ユニットを含む薄膜太陽電池においても本発明によるシリコン酸化物系微粒子集合体層を利用し得ることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上のように、本発明によれば、所望の光散乱性と導電率を有するシリコン酸化物系微粒子集合体をその下地層に悪影響を及ぼすことなくプラズマＣＶＤによって簡便に低コストで製造して提供することができる。また、そのようなシリコン酸化物系微粒子集合体を利用することによって、改善された光電変換効率を有する薄膜光電変換装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明における堆積初期におけるシリコン酸化物系微粒子の一例を示す原子間力顕微鏡写真図である。
【図２】本発明におけるシリコン酸化物系微粒子集合体層のラマン散乱分光法による測定スペクトルの一例を示すグラフである。
【図３】シリコン結晶のラマン散乱分光法による測定スペクトルの一例を示すグラフである。
【図４】本発明によるシリコン酸化物系微粒子集合体が堆積され得るプラズマＣＶＤ条件の範囲を示すグラフである。
【図５】本発明によるハイブリッド薄膜太陽電池の積層構造の一例を示す模式的断面図である。
【図６】図５のハイブリッド薄膜太陽電池内に含まれるシリコン酸化物系微粒子集合体層を示すＳＥＭ写真図である。
【符号の説明】
【００６３】
１  透明ガラス基板、２  ＳｎＯ2導電膜、３  非晶質シリコン光電変換ユニット、３ｐ  非晶質ｐ型シリコンカーバイド層、３ｉ  非晶質ｉ型シリコン光電変換層、３ｎ  ｎ型結晶質シリコン層、４  結晶質シリコン光電変換ユニット、４ｐ  ｐ型結晶質シリコン層、４ｉ  結晶質ｉ型シリコン光電変換層、４ｎ  ｎ型結晶質シリコン層、４ｏ  シリコン酸化物系微粒子集合体層、５  ＺｎＯ層、６  裏面反射Ａｇ電極層。
【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１】
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【図６】
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