(57)【要約】      （修正有）【課題】受光ロスが発生せず、かつ広範囲の波長成分を含む光に対して高い光電変換効率の光電変換素子を提供する。【解決手段】バンドギャップの異なる半導体層から成る上部セル１０１Ｃと下部セル１０２Ｃとが積層されて成るタンデム型光起電力素子１００であって、上部セル１０１Ｃ及び下部セル１０２Ｃの電極１０３，１０４及び電極周囲のキャリア分極層１０６，１０７，１０８，１０９は全て半導体層内に埋め込まれ  且つ絶縁層１１０に接して設けられ、（Ａ）上部セル正電極１０４と下部セル負電極１０５とが絶縁層１１０を間に挟んで設けられ、上部セル負電極１０３と下部セル正電極１０３とが絶縁層１１０を貫通して一体として形成されているか、または、（Ｂ）上部セル正電極１０４と下部セル正電極１０３とが絶縁層１１０を間に挟んで設けられ、上部セル負電極１０３と下部セル負電極１０５とが上記絶縁層１１０を貫通して一体として形成されている。【選択図】      図３
2004193324.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バンドギャップの異なる半導体層から成る上部セルと下部セルとが積層されて成るタンデム型光起電力素子であって、
上記積層の界面において上部セルと下部セルとは光透過性の絶縁層によって相互に電気的に分離されており、上部セルおよび下部セルの電極および該電極の周囲のキャリア分極層は全て各セルの半導体層内に埋め込まれ且つ上記絶縁層に接して設けられ、上部セルの第１極性電極と下部セルの第２極性電極とが上記絶縁層を間に挟んで対向して設けられており、上部セルの第２極性電極と下部セルの第１極性電極とが上記絶縁層を貫通する導体層により一体として形成されていることを特徴とする内部電極タンデム型光起電力素子。
【請求項２】
バンドギャップの異なる半導体層から成る上部セルと下部セルとが積層されて成るタンデム型光起電力素子であって、
上記積層の界面において上部セルと下部セルとは光透過性の絶縁層によって相互に電気的に分離されており、上部セルおよび下部セルの電極および該電極の周囲のキャリア分極層は全て各セルの半導体層内に埋め込まれ且つ上記絶縁層に接して設けられ、上部セルの第１極性電極と下部セルの第１極性電極とが上記絶縁層を間に挟んで対向して設けられており、上部セルの第２極性電極と下部セルの第２極性電極とが上記絶縁層を貫通する導体層により一体として形成されていることを特徴とする内部電極タンデム型光起電力素子。
【請求項３】
前記電極は、少なくとも前記素子の受光面に対向する面が該受光面に対して傾斜していることを特徴とする請求項１または２記載の内部電極タンデム型光起電力素子。
【請求項４】
前記素子の２つの側面にそれぞれ露出して設けた出力端子に前記第１極性および第２極性の電極がそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項記載の内部電極タンデム型光起電力素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光電変換効率を高めた光起電力素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光起電力素子は、素子（セル）を構成する半導体のバンドギャップで決まる限られた波長範囲の光のみを電力に変換できる。そのため、例えば太陽光のように広範囲の波長成分を含む光を有効に電気エネルギーに変換するために、バンドギャップの異なる複数の半導体層を積層したタンデム型構造の光起電力素子が開発されている（例えば特許文献１（特開２００１−１９６６２０号公報）参照）。
【０００３】
図１に、従来のタンデム型光起電力素子の基本構造を示す。図示したタンデム型光起電力素子１０は、バンドギャップの大きい半導体Ａ層中にｎ＋層１１、ｐ層１２およびｐ＋層１３を形成した上部セルと、バンドギャップの小さい半導体Ｂにｎ＋層１５、ｐ層１６およびｐ＋層１７を形成した下部セルとが、トンネル接合１４により接合されており、上部セルの受光面に負電極１８、下部セルの裏面に正電極１９が設けられている。この構造により、バンドギャップの大きい上部セルで短波長の光を、バンドギャップの小さい下部セルで長波長の光を、それぞれ電気エネルギーに変換することにより、素子全体としては太陽光のような広範囲の波長成分を含む光に対して高い変換効率を発揮することができる。
【０００４】
しかし、上記従来のタンデム型光起電力素子は、図示のように表裏面電極型の構造とならざるを得ないため、受光面に設けた電極１８により入射光が遮られてしまい、それによる受光ロスの発生が避けられないという欠点があった。
【０００５】
一方、タンデム型ではない単一セルタイプの光起電力素子については、本出願人が特許文献２（特開２００２−２８０５８６号公報）において、受光ロスを解消する内部電極型の構造を提案している。その基本構造を図２に示す。
【０００６】
図示した内部電極型光起電力素子２０は、ｐ型またはｎ型の半導体基板２１の内部に、基板２１の受光面（例えば基板２１の上面）および裏面（例えば基板２１の下面）の両方から距離を置いて、正電極２２および負電極２３と、正電極２２の周囲のキャリア分極層（ｐ＋層）２５および負電極２３の周囲のキャリア分極層（ｎ＋層）２４とが埋め込まれている。この構造により、受光面に電極がないため入射光が遮られず、受光ロスが発生することがない。
【０００７】
しかし、上記従来の内部電極型光起電力素子は、単一の半導体基板によって構成されているため、広範囲の波長成分を含む光に対して効率良く光電変換することができない、という欠点があった。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−１９６６２０号公報（特許請求の範囲、図１）
【特許文献２】
特開２００２−２８０５８６号公報（特許請求の範囲、図１）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の欠点を解消し、受光ロスが発生せず、かつ広範囲の波長成分を含む光に対して高い光電変換効率を発揮できる光電変換素子を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、第１発明によれば、バンドギャップの異なる半導体層から成る上部セルと下部セルとが積層されて成るタンデム型光起電力素子であって、
上記積層の界面において上部セルと下部セルとは光透過性の絶縁層によって相互に電気的に分離されており、上部セルおよび下部セルの電極および該電極の周囲のキャリア分極層は全て各セルの半導体層内に埋め込まれ且つ上記絶縁層に接して設けられ、上部セルの第１極性電極と下部セルの第２極性電極とが上記絶縁層を間に挟んで対向して設けられており、上部セルの第２極性電極と下部セルの第１極性電極とが上記絶縁層を貫通する導体層により一体として形成されていることを特徴とする内部電極タンデム型光起電力素子が提供される。
【００１１】
第１発明の素子は２端子電極構造であり、上部セル第１極性電極（例えば正電極）を第１極性出力端子（正極出力端子）に、下部セル第２極性電極（負電極）を第２極性出力端子（負極出力端子）に、それぞれ接続して電力を取り出す。絶縁層を貫通する導体層が上部セル第２極性電極（負電極）と下部セル第１極性電極（正電極）を兼ねており、これにより両セルが直列に接続された構造である。なお、第１極性を負極性とすれば、第２極性は正極性となり、その場合は上記説明中で（  ）内の正負は反転する。
【００１２】
また、第２発明によれば、バンドギャップの異なる半導体層から成る上部セルと下部セルとが積層されて成るタンデム型光起電力素子であって、
上記積層の界面において上部セルと下部セルとは光透過性の絶縁層によって相互に電気的に分離されており、上部セルおよび下部セルの電極および該電極の周囲のキャリア分極層は全て各セルの半導体層内に埋め込まれ且つ上記絶縁層に接して設けられ、上部セルの第１極性電極と下部セルの第１極性電極とが上記絶縁層を間に挟んで対向して設けられており、上部セルの第２極性電極と下部セルの第２極性電極とが上記絶縁層を貫通する導体層により一体として形成されていることを特徴とする内部電極タンデム型光起電力素子が提供される。
【００１３】
第２発明の素子は３端子電極構造であり、上部セルの第１極性電極（例えば正電極）を一方の第１極性出力端子（一方の正極出力端子）に、下部セルの第１極性電極（正電極）を他方の第１極性出力端子（他方の正極出力端子）に、それぞれ接続し、更に、上部セル第２極性電極（負電極）と下部セル第２極性電極（負電極）を兼ねて絶縁層を貫通している導体層を第２極性出力端子（負極出力端子）に接続する。なお、第１極性を負極性とすれば、第２極性は正極性となり、その場合は上記説明中で（  ）内の正負は反転する。このように３端子電極構造とすると、上部セルと下部セルとの間で電流整合を考慮する必要がないので、各セルに用いる半導体材料の選択の自由度が大きくなると共に、上部セルと下部セルの出力を別個に取り出すことができるので、発電した電流を最大限に利用できる。
【００１４】
第１、第２発明のいずれにおいても、バンドギャップの異なる半導体層から成る上部セルと下部セルとでタンデム構造を構成したことにより、広い波長範囲に対して高い光電変換効率を発揮でき、同時に、電極およびその周囲のキャリア分極層を全て各セルの半導体層内に埋め込んだ内部電極構造としたことにより、受光面に電極を設ける必要がないため、それによる受光ロスが発生しない。
【００１５】
第１、第２発明に共通して、前記電極は、少なくとも前記素子の受光面に対向する面が該受光面に対して傾斜していることが望ましい。このようにすると、入射光が電極で反射して受光面から外部へ戻る確率が低下し、裏面側セル内まで到達する光量が増加するので、光電変換効率が高まる。
【００１６】
第１、第２発明に共通して、前記素子の２つの側面にそれぞれ露出して設けた出力端子に前記第１極性および第２極性の電極がそれぞれ接続されていることが望ましい。このように出力端子を設けることにより、複数の素子を容易に連接してモジュール化できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
〔実施形態１〕
図３に、第１発明による内部電極タンデム型光起電力素子の望ましい実施形態の一例を示す。
【００１８】
内部電極タンデム型光起電力素子１００は、バンドギャップの異なる半導体Ａ層１０１と半導体Ｂ層１０２からそれぞれ成る上部セル１０１Ｃと下部セル１０２Ｃとが積層されて構成されている。上部セル１０１Ｃを受光側とする場合、上部セル１０１Ｃを構成する半導体ＡのバンドギャップをＥｇａ、下部セル１０２Ｃを構成する半導体ＢのバンドギャップをＥｇｂとすると、Ｅｇａ＞Ｅｇｂとなるように半導体Ａおよび半導体Ｂを選択する。なお、半導体Ａ層１０１、半導体Ｂ層１０２はｐ型、ｎ型のいずれでもよい。
【００１９】
上記積層の界面において上部セル１０１Ｃと下部セル１０２Ｃとは光透過性の絶縁層１１０によって相互に電気的に分離されている。
【００２０】
上部セル１０１Ｃの正電極１０４と負電極１０３、下部セル１０２Ｃの正電極１０３と負電極１０５、および、これら電極の周囲のキャリア分極層１０６、１０７、１０８、１０９は全て各セル１０１Ｃ、１０２Ｃの半導体層１０１、１０２内に埋め込まれ且つ絶縁層１１０に接して設けられている。ここで、上部セル１０１Ｃにおいて、正電極１０４の周囲のキャリア分極層１０７はｐ＋型半導体Ａ層から成り、負電極１０３の周囲のキャリア分極層１０６はｎ＋型半導体Ａ層から成る。また、下部セル１０２Ｃにおいては、正電極１０３の周囲のキャリア分極層１０９はｐ＋型半導体Ｂ層から成り、負電極１０５の主意のキャリア分極層１０８はｎ＋型半導体Ｂ層から成る。
【００２１】
上部セル１０１Ｃの正電極（第１極性電極）１０４と下部セル１０２Ｃの負電極（第２極性電極）１０５とは、絶縁層１１０を間に挟んで対向して設けられており、上部セル１０１Ｃの負電極（第２極性電極）１０３と下部セル１０２Ｃの正電極（第１極性電極）１０３とは、絶縁層１１０を貫通する導体層により一体として形成されている。
【００２２】
本実施形態の内部電極タンデム型光起電力素子１００は２端子電極構造であり、上部セル１０１Ｃの正電極１０４をプラス側出力端子に、下部セル１０２Ｃの負電極１０５をマイナス側出力端子に、それぞれ接続して電力を取り出す。絶縁層１１０を貫通する導体層が上部セル１０１Ｃの負電極１０３と下部セル１０２Ｃの正電極１０３を兼ねており、両セル１０１Ｃ、１０２Ｃが直列に接続されたタンデム構造となっている。
【００２３】
前述のように入射光の進路に対してバンドギャップの大きい順に半導体Ａ層、半導体Ｂ層を配列することにより、入射光は先ず上部セル１０１Ｃの半導体Ａ層１０１で短波長成分（Ｅｇａより大きいエネルギーを持つ波長成分）が吸収されて電気エネルギーに変換され、次に光透過性絶縁膜１１０を透過して下部セル１０２Ｃの半導体Ｂ層１０２で長波長成分（Ｅｇａより小さくＥｇｂより大きいエネルギーを持つ波長成分）が吸収されて電気エネルギーに変換される、というタンデム型の利点が得られる。
【００２４】
更に、本実施形態の内部電極タンデム型光起電力素子１００は、各セル１０１Ｃ、１０２Ｃの電極１０３、１０４、１０５と、これら電極の周囲のキャリア分極層１０６、１０７、１０８、１０９とが全て各セル１０１Ｃ、１０２Ｃの半導体層１０１、１０２の内部に埋め込まれており、受光面に電極を設ける必要がないため、それによる受光ロスが生じない、という内部電極型の利点が得られる。入射光は上部セル１０１Ｃの半導体Ａ層１０１内を進行した後に、光透過性の絶縁層１１０を透過して、下部セル１０２Ｃ内に進入する。その際、絶縁層１１０に沿って配列されている電極１０３、１０４、１０５の陰に入る部分では、下部セル１０２Ｃによる受光が無い。しかし、少なくとも上部セル１０１Ｃに関しては、受光面に電極が無いのでロスの無い受光が実現できる点で、従来のタンデム型に比較して受光ロスを大幅に低減できる。
【００２５】
更に、本実施形態においては、各電極を図示のような菱形の断面形状にしたことにより、下部セル１０２Ｃについても受光ロスを低減できる。
【００２６】
すなわち、図４（ａ）に示したように、電極Ｅの素子受光面側表面が受光面に対して傾斜しているので、図の上方から進行してきた入射光Ｌ０は、電極Ｅの傾斜面で反射する。反射光Ｌ１は、斜め下方に向けて進行し、下部セル１０２Ｃ内に進入する。したがって、電極Ｅにより一旦は遮られた入射光Ｌ０は反射光Ｌ１として下部セル１０２Ｃにより有効に受光されるため、電極Ｅによる受光ロスは実質的に解消する。
【００２７】
更に、斜め下方に進行した反射光Ｌ１は、下部セル１０２Ｃの裏面や側面で反射し、あるいは更に上部セル１０１Ｃへ再進入して受光面や側面で反射し、下部セル１０２Ｃ内へ再進入する、等々による多重反射が生じるため、タンデム型素子１００内での光路が延長され、それにより更に光吸収量が高まり、それに応じて発電量が増加する。
【００２８】
ここで、図３に示した実施形態では、各電極の断面を菱形とした。これは、図の上方からの受光のみでなく図の下方からも受光する両面受光の際にも上記の効果を得るためである。上方からの受光のみを考慮する場合には、図４（ａ）のように菱形断面とする必要はなく、図４（ｂ）のように上方（受光側）のみを傾斜させればよい。ここで、図４（ｂ）では三角形断面として示したが、上方が傾斜していればよく、下方の形状は特に限定しない。ただし、電極下部の幅は上部傾斜面の幅を超えない範囲とする。
【００２９】
図３に示した実施形態１による内部電極タンデム型光起電力素子１００の各部の構成の典型例は下記のとおりである。下記において、ｔ：厚さ、Ｄ：ドープ濃度、ｄ：拡散深さ、である。
【００３０】
上部セルのベース層１０１：ｐ型ＡｌＧａＡｓ層ｔ＝３μｍ、Ｄ＝１×１０１６ｃｍ−３
下部セルのベース層１０２：ｐ型Ｓｉ層ｔ＝１５０μｍ、Ｄ＝１×１０１５ｃｍ−３
上部セル負電極兼下部セル正電極１０３（上下セル結線層）：Ａｌ層ｔ＝５μｍ
上部セル正電極１０４：Ａｌ層ｔ＝２μｍ
下部セル負電極１０５：Ａｌ層ｔ＝２μｍ
上部セルエミッタ層１０６：ｎ＋型ＡｌＧａＡｓ層ｄ＝０．５μｍ、Ｄ＝１×１０１９ｃｍ−３
上部セルｈｉｇｈ−ｌｏｗ接合層１０７：ｐ＋型ＡｌＧａＡｓ層ｄ＝０．５μｍ、Ｄ＝１×１０１９ｃｍ−３
下部セルエミッタ層１０８：ｎ＋型Ｓｉ層ｄ＝１μｍ、Ｄ＝１×１０１９ｃｍ−３
下部セルのｈｉｇｈ−ｌｏｗ接合層１０９：ｐ＋型Ｓｉ層ｄ＝１μｍ、Ｄ＝１×１０１９ｃｍ−３
光透過性絶縁層１１０：ＳｉＯ２層ｔ＝１μｍ
なお、図３の例では、上部セル１０１Ｃのｎ＋層１０６と下部セル１０２Ｃのｐ＋層１０９とを電極１０３により結線しているが、上部セル１０１Ｃのｐ＋層１０７と下部セル１０２Ｃのｎ＋層１０８とを電極１０３のように絶縁層を貫通する電極により結線してもよい。その場合には、上部セル１０１Ｃのｎ＋層１０６に負電極を、下部セル１０２Ｃのｐ＋層１０９に正電極を形成する。
【００３１】
〔実施形態２〕
図５に、第２発明による内部電極タンデム型光起電力素子の望ましい実施形態の一例を示す。
【００３２】
内部電極タンデム型光起電力素子２００は、バンドギャップの異なる半導体Ａ層２０１と半導体Ｂ層２０２からそれぞれ成る上部セル２０１Ｃと下部セル２０２Ｃとが積層されて構成されている。上部セル２０１Ｃを受光側とする場合、上部セル２０１Ｃを構成する半導体ＡのバンドギャップをＥｇａ、下部セル２０２Ｃを構成する半導体ＢのバンドギャップをＥｇｂとすると、Ｅｇａ＞Ｅｇｂとなるように半導体Ａおよび半導体Ｂを選択する。なお、半導体Ａ層２０１、半導体Ｂ層２０２はｐ型、ｎ型のいずれでもよい。
【００３３】
上記積層の界面において上部セル２０１Ｃと下部セル２０２Ｃとは光透過性の絶縁層２１０によって相互に電気的に分離されている。
【００３４】
上部セル２０１Ｃの正電極２０４と負電極２０３、下部セル２０２Ｃの負電極２０３と正電極２０５、および、これら電極の周囲のキャリア分極層２０６、２０７、２０８、２０９は全て各セル２０１Ｃ、２０２Ｃの半導体層２０１、２０２内に埋め込まれ且つ絶縁層２１０に接して設けられている。ここで、上部セル２０１Ｃにおいて、正電極２０４の周囲のキャリア分極層２０７はｐ＋型半導体Ａ層から成り、負電極２０３の周囲のキャリア分極層２０６はｎ＋型半導体Ａ層から成る。また、下部セル２０２Ｃにおいては、負電極２０３の周囲のキャリア分極層２０８はｎ＋型半導体Ｂ層から成り、正電極２０５の周囲のキャリア分極層２０９はｐ＋型半導体Ｂ層から成る。
【００３５】
上部セル２０１Ｃの正電極（第１極性電極）２０４と下部セル２０２Ｃの正電極（第１極性電極）２０５とは、絶縁層２１０を間に挟んで対向して設けられており、上部セル２０１Ｃの負電極（第２極性電極）２０３と下部セル２０２Ｃの負電極（第２極性電極）２０３とは、絶縁層２１０を貫通する導体層により一体として形成されている。
【００３６】
本実施形態の内部電極タンデム型光起電力素子２００は３端子電極構造であり、上部セル２０１Ｃの正電極２０４を一方のプラス側出力端子に、下部セル１０２Ｃの正電極２０５を他方のプラス側出力端子に、それぞれ接続し、更に、上部セル２０１Ｃの負電極２０３と下部セル２０２Ｃの負電極２０３を兼ねて絶縁層２１０を貫通している導体層をマイナス側出力端子に接続して、電力を取り出す。このように３端子構造とすることにより、（１）上部セル２０１Ｃと下部セル２０２Ｃとの間で電流整合を考慮する必要がないので、各セルに用いる半導体材料の選択の自由度が大きくなるという利点と、（２）上下のセルによる出力を別個に取り出すことができるので、発電した電流を最大限に利用できるという利点が得られる。
【００３７】
本実施形態においては、上記のように３端子電極構造による利点が得られると同時に、実施形態１と同様のタンデム構造による利点および内部電極構造による利点（電極面を傾斜させたことによる利点も含めて）が得られる。
【００３８】
図５に示した実施形態２による内部電極タンデム型光起電力素子２００の各部の構成の典型例は下記のとおりである。下記において、ｔ：厚さ、Ｄ：ドープ濃度、ｄ：拡散深さ、である。
【００３９】
上部セルのベース層２０１：ｐ型ＧａＡｓ層ｔ＝３μｍ、Ｄ＝１×１０１６ｃｍ−３
下部セルのベース層２０２：ｐ型Ｇｅ層ｔ＝１５０μｍ、Ｄ＝１×１０１５ｃｍ−３
上部セル負電極兼下部セル負電極２０３（上下セル結線層）：Ａｌ層ｔ＝５μｍ
上部セル正電極２０４：Ａｌ層ｔ＝２μｍ
下部セル正電極２０５：Ａｌ層ｔ＝２μｍ
上部セルエミッタ層２０６：ｎ＋型ＧａＡｓ層ｄ＝０．５μｍ、Ｄ＝１×１０１９ｃｍ−３
上部セルｈｉｇｈ−ｌｏｗ接合層２０７：ｐ＋型ＧａＡｓ層ｄ＝０．５μｍ、Ｄ＝１×１０１９ｃｍ−３
下部セルエミッタ層２０８：ｎ＋型Ｇｅ層ｄ＝１μｍ、Ｄ＝１×１０１９ｃｍ−３
下部セルのｈｉｇｈ−ｌｏｗ接合層２０９：ｐ＋型Ｇｅ層ｄ＝１μｍ、Ｄ＝１×１０１９ｃｍ−３
光透過性絶縁層２１０：ＳｉＯ２層ｔ＝１μｍ
なお、図５の例では、上部セル２０１Ｃのｎ＋層２０６と下部セル２０２Ｃのｎ＋層２０８とを電極２０３により結線して負電極としているが、これに限定する必要はなく、上部セル２０１Ｃのｐ＋層２０７と下部セル２０２Ｃのｐ＋層２０９とを電極２０３のように絶縁層を貫通する電極により結線して正電極としてもよい。その場合には、上部セル２０１Ｃのｎ＋層２０６に上部セル出力用負電極を、下部セル２０２Ｃのｎ＋層１０９に下部セル出力用正電極を、それぞれ形成する。
【００４０】
〔実施形態３〕
実施形態１の内部電極タンデム型光起電力素子１００（図３）に設ける出力端子の望ましい形態を説明する。
【００４１】
図６に、（ａ）図３の線Ａ−Ａにおける断面図、（ｂ）図３の線Ｂ−Ｂにおける断面図、および（ｃ）素子１００の一側面またはそれと対向する側面から見た斜視図を示す。
【００４２】
図６（ａ）に示すように、上部セル１０１Ｃの正電極１０４はプラス側出力端子１０４Ｔとして素子１００の一つの側面まで延在しており、また図６（ｂ）に示すように、下部セル１０２Ｃの負電極１０５はマイナス側出力端子１０５Ｔとして対向側の側面まで延在している。上下のセルを直列接続する結線用電極１０３は上部セル１０１Ｃと下部セル１０２Ｃとを素子１００の内部で結線しているのみであり、外部には現われない。
【００４３】
図６（ａ）、（ｂ）に示したように、各電極１０３、１０４、１０５の周囲にはキャリア分極層としてのｎ＋型半導体Ａ層１０６、ｐ＋型半導体Ａ層１０７、ｎ＋型半導体Ｂ層１０８、ｐ＋型半導体Ｂ層１０９が取り巻いている。また、素子１００の外周は絶縁層１１１で覆われている。この絶縁層１１１は、上下セル界面に設けた絶縁層１１０のように光透過性であってもよいし、光透過性でなくともよい。
【００４４】
上記のように素子１００の対向する２側面に設けた正負の出力端子１０４Ｔ、１０５Ｔは、図６（ｃ）に示すように２側面をそれぞれ覆うように形成することが望ましい。このような形態の出力端子を設けることにより、複数の素子１００同士を相互の出力端子で当接させた形で連接して、容易にモジュール化することができる。例えば多数個を連接させて平面パネル状のモジュールを組むことも容易である。
【００４５】
〔実施形態４〕
実施形態２の３端子電極構造の内部電極タンデム型光起電力素子２００（図５）に設ける出力端子の望ましい形態を説明する。
【００４６】
図７に、（ａ）図５の線Ａ−Ａにおける断面図、（ｂ）図５の線Ｂ−Ｂにおける断面図、（ｃ）素子２００の一側面から見た斜視図および（ｄ）素子２００の対向側面から見た斜視図を示す。
【００４７】
図７（ａ）に示すように、上下セル結線用電極兼負電極２０３はマイナス側出力端子２０３Ｔとして素子２００の一側面にまで延在しており、また、上部セル２０１Ｃの正電極２０４は上部セルプラス側出力端子２０４Ｔとして対向する側面まで延在している。また、図６（ｂ）に示すように、下部セル２０２Ｃの正電極２０５は下部セルプラス側出力端子２０５Ｔとして上部セルプラス側出力端子２０４Ｔが設けられている素子側面まで延在している。
【００４８】
図７（ａ）、（ｂ）に示したように、各電極２０３、２０４、２０５の周囲にはキャリア分極層としてのｎ＋型半導体Ａ層２０６、ｐ＋型半導体Ａ層２０７、ｎ＋型半導体Ｂ層２０８、ｐ＋型半導体Ｂ層２０９が取り巻いている。また、素子２００の外周は絶縁層２１１で覆われている。この絶縁層２１１は、上下セル界面に設けた絶縁層２１０のように光透過性であってもよいし、光透過性でなくともよい。
【００４９】
このように３端子構造とすることにより、上部セル２０１Ｃと下部セル２０２Ｃとの間で電流整合を考慮する必要がないので、各セルに用いる半導体材料２０１、２０２の選択の自由度が大きくなる。また、上部セル２０１Ｃによる出力は出力端子対２０３Ｔ／２０４Ｔから取り出し、これとは独立に下部セル２０２Ｃによる出力は出力端子対２０３Ｔ／２０５Ｔから、それぞれ別個に取り出すことができるので、発電した電流を最大限に利用できる。
【００５０】
そして、本実施形態のように素子２００の側面に出力端子を設けたことにより、複数個の素子同士を連接して容易にモジュール化できる。
【００５１】
【発明の効果】
本発明によれば、受光ロスが発生せず、かつ広範囲の波長成分を含む光に対して高い光電変換効率を発揮できる光電変換素子が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、従来のタンデム型光起電力素子の断面図である。
【図２】図２は、従来の内部電極型光起電力素子の断面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態による内部電極タンデム型光起電力素子の断面図である。
【図４】図４は、本発明の内部電極タンデム型光起電力素子の望ましい電極形状を示す断面図である。
【図５】図５は、本発明の他の実施形態による内部電極タンデム型光起電力素子の断面図である。
【図６】図６は、本発明による図３の内部電極タンデム型光起電力素子に設ける出力端子の望ましい形態を示す（ａ）図３の線Ａ−Ａにおける断面図、（ｂ）図３の線Ｂ−Ｂにおける断面図、および（ｃ）素子の一側面またはそれに対向する側面から見た斜視図である。
【図７】図７は、本発明による図５の内部電極タンデム型光起電力素子に設ける出力端子の望ましい形態を示す（ａ）図５の線Ａ−Ａにおける断面図、（ｂ）図５の線Ｂ−Ｂにおける断面図、（ｃ）素子の一側面から見た斜視図、および（ｄ）素子の対向する側面から見た斜視図である。
【符号の説明】
１０…従来のタンデム型光起電力素子
１１…ｎ＋型半導体Ａ層
１２…ｐ型半導体Ａ層
１３…ｐ＋型半導体Ａ層
１４…トンネル接合
１５…ｎ＋型半導体Ｂ層
１６…ｐ型半導体Ｂ層
１７…ｐ＋型半導体Ｂ層
１８…負電極
１９…正電極
２０…従来の内部電極型光起電力素子
２１…ｐ型またはｎ型の半導体基板
２２…正電極
２３…負電極
２４…負電極２３の周囲のキャリア分極層（ｎ＋層）
２５…正電極２２の周囲のキャリア分極層（ｐ＋層）
１００…第１発明による内部電極タンデム型光起電力素子
１０１…半導体Ａ層
１０１Ｃ…上部セル
１０２…半導体Ｂ層
１０２Ｃ…下部セル
１０３…上部セル１０１Ｃの負電極兼下部セル１０２Ｃの正電極
１０４…上部セル１０１Ｃの正電極
１０４Ｔ…素子１００のプラス側出力端子
１０５…下部セル１０２Ｃの負電極
１０５Ｔ…素子１００のマイナス側出力端子
１０６、１０７、１０８、１０９…キャリア分極層
１１０…光透過性の絶縁層
１１１…素子１００の外周絶縁層
２００…第２発明による内部電極タンデム型光起電力素子
２０１…半導体Ａ層
２０１Ｃ…上部セル
２０２…半導体Ｂ層
２０２Ｃ…下部セル
２０３…上部セル２０１Ｃの負電極兼下部セル２０２Ｃの負電極
２０３Ｔ…素子２００のマイナス側出力端子（上下セル共用）
２０４…上部セル２０１Ｃの正電極
２０４Ｔ…素子２００の上部セルプラス側出力端子
２０５…下部セル２０２Ｃの正電極
２０５Ｔ…素子２００の下部セルプラス側出力端子
２０６、２０７、２０８、２０９…キャリア分極層
２１０…光透過性の絶縁層
２１１…素子２００の外周絶縁層
【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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