(57)【要約】【課題】カルコパイライト結晶構造を有する半導体を用いた太陽電池において、特性と密着性が高い太陽電池、およびその製造方法を提供する。【解決手段】絶縁性基板１１上に、導電層１２ａ、１２ｂと、Ｉｂ族元素とＩＩＩｂ族元素とＶＩｂ族元素とを含む化合物半導体層からなる光吸収層１３を備えている太陽電池１０であって、前記導電層が少なくとも２層からなり、第１の導電層１２ａと第２の導電層１２ｂとの間にＩａ族元素を含む層１９を備えた太陽電池。【選択図】　図１
2004079858.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基板上に、導電層と、Ｉｂ族元素とＩＩＩｂ族元素とＶＩｂ族元素とを含む化合物半導体層を備えている太陽電池であって、前記導電層が少なくとも２層からなり、前記導電層間にＩａ族元素を含む層を設けたことを特徴とする太陽電池。
【請求項２】
前記Ｉａ族元素がＮａまたはＬｉである請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】
前記Ｉａ族元素を含む層がＮａ２Ｓ、Ｎａ２Ｓｅ、ＮａＣｌ、ＮａＦまたはソーダライムガラスから選ばれた少なくとも１つからなる請求項２に記載の太陽電池。
【請求項４】
前記導電層の最上層と最下層の結晶粒径が異なる請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池。
【請求項５】
前記導電層の最上層と最下層の密度が異なる請求項１〜４のいずれかに記載の太陽電池。
【請求項６】
前記導電層がＭｏ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｒから選ばれた少なくとも１つの元素からなる請求項１〜５のいずれかに記載の太陽電池。
【請求項７】
前記絶縁性基板が、絶縁層を施した金属からなる請求項１〜６のいずれかに記載の太陽電池。
【請求項８】
前記絶縁性基板が、絶縁層を施した可撓性を有する金属板からなる請求項１〜７のいずれかに記載の太陽電池。
【請求項９】
前記金属が、ステンレスまたはアルミニウム合金からなる請求項７または８のいずれかに記載の太陽電池。
【請求項１０】
前記導電層の最下層の結晶粒径が最上層の結晶粒径より大きい請求項１〜９のいずれかに記載の太陽電池。
【請求項１１】
前記導電層の最下層の密度が最上層の密度より小さい請求項１〜１０のいずれかに記載の太陽電池。
【請求項１２】
前記化合物半導体が、Ｃｕと、ＩｎおよびＧａから選ばれる少なくとも１つの元素と、ＳｅおよびＳから選ばれる少なくとも１つの元素とを含む半導体である請求項１〜１１のいずれかに記載の太陽電池。
【請求項１３】
絶縁性基板上に、導電層と、Ｉｂ族元素とＩＩＩｂ族元素とＶＩｂ族元素とを含む化合物半導体層を備えている太陽電池の製造方法であって、前記導電層が少なくとも２層からなり、前記導電層間にＩａ族元素を含む層を設ける工程を含むことを特徴とする太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２（以下、ＣＩＧＳと記述する）に代表されるカルコパイライト構造半導体を光吸収層に用いた薄膜太陽電池が高い変換効率を示すことが知られている。従来、これらＣＩＧＳ太陽電池の基板としては安価なソーダライムガラス基板が用いられていた。ソーダライムガラス基板に含まれるＮａがＣＩＧＳ膜の製膜中にＣＩＧＳ膜中へと拡散し、ＣＩＧＳ太陽電池の特性が向上することが知られているからである。
【０００３】
一方、絶縁層を施した金属製の基板やポリイミドなどのプラスチック基板を用いた薄膜太陽電池が、基板の軽量性および可撓性（フレキシビリティー）という特徴から、広い用途への適用が可能であり注目されており、フレキシブルＣＩＧＳ薄膜太陽電池の期待が大きい。これらフレキシブル薄膜太陽電池に用いられる基板としてはポリイミドやステンレスシートが挙げられる。しかしながら、これらの基板はＮａなどのＩａ族元素を含んでいないため、ＮａなどのＩａ族元素を別途添加する必要がある。また、ソーダライムガラス基板に含まれるＮａを熱拡散のみで安定的に均一にＣＩＧＳ膜へ拡散させることは、ソーダライムガラス基板表面にＮａが偏析する際に面内での均一性が悪いので困難である。また、ＣＩＧＳ薄膜太陽電池の導電層として一般的に用いられるＭｏの熱膨張係数はＣＩＧＳ膜や基板に対して大きいため製造プロセスの途中、例えばＣＩＧＳ膜の製膜工程など高温となる過程を経るため剥離という問題も存在する。基板からの剥離に関する解決手段としてはＭｏ膜を積層する手法がジョン・エッチ・スコフィールド（Ｊｏｈｎ　Ｈ．　Ｓｃｈｏｆｉｅｌｄ）等によって報告されている（シン・ソリッド・フィルムズ（Ｔｈｉｎ　Ｓｏｌｉｄ　Ｆｉｌｍｓ），２６０，（１９９５），ｐ２６−３１）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
Ｉｂ族元素とＩＩＩｂ族元素とＶＩｂ族元素とを含む半導体（カルコパイライト構造半導体）を用いた太陽電池は、信頼性や特性のさらなる向上が求められている。
【０００５】
本発明は、Ｉｂ族元素とＩＩＩｂ族元素とＶＩｂ族元素とを含む半導体を用いた特性および信頼性が高い太陽電池、およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の太陽電池は、絶縁性基板上に、導電層と、Ｉｂ族元素とＩＩＩｂ族元素とＶＩｂ族元素とを含む化合物半導体層を備えている太陽電池であって、前記導電層が少なくとも２層からなり、前記導電層間にＩａ族元素を含む層を設けたことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の太陽電池の製造方法は、絶縁性基板上に、導電層と、Ｉｂ族元素とＩＩＩｂ族元素とＶＩｂ族元素とを含む化合物半導体層を備えている太陽電池の製造方法であって、前記導電層が少なくとも２層からなり、前記導電層間にＩａ族元素を含む層を設ける工程を含むことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
上記本発明の太陽電池によれば、導電層間のＩａ族元素を含む層からＩａ族元素を化合物半導体層に安定的に供給することが可能であるため、特性および信頼性が高い太陽電池が得られる。ＮａなどのＩａ族元素は、導電層を構成する元素の粒界を通って化合物半導体層に拡散していくと推定される。また、前記導電層が少なくとも２層からなり、前記導電層間にＩａ族元素を含む層を設けた構成としているので、前記導電層が１層のみからなり従って直接Ｉａ族元素を含む層が絶縁性基板あるいは化合物半導体層に接している構成では絶縁性基板あるいは化合物半導体層との接着性が低下すると言うような問題も生じない。
【０００９】
前記本発明の太陽電池においては、前記Ｉａ族元素がＮａまたはＬｉである事が好ましい。前記Ｉａ族元素がＫなどであってもなんら差し支えないが、ＮａまたはＬｉ化合物のほうが入手がしやすく、特に、その意味からも前記Ｉａ族元素としてはＮａが好ましい。
【００１０】
また、前記本発明の太陽電池においては、前記Ｉａ族元素を含む層がＮａ２Ｓ、Ｎａ２Ｓｅ、ＮａＣｌ、ＮａＦまたはソーダライムガラスから選ばれた少なくとも１つからなることが好ましい。Ｎａ２Ｓ、Ｎａ２ＳｅはＣＩＧＳ膜などの前記化合物半導体層とのなじみが良く、また、ＮａＣｌ、ＮａＦ、ソーダライムガラスは入手が容易で比較的安価であり好ましい。これらの層は、スパッタリング法または蒸着法で形成されるのが好ましい。
【００１１】
また、前記本発明の太陽電池においては、前記導電層の最上層と最下層の結晶粒径が異なるものが好ましい。これにより、前記導電層の導電性、基板との密着性ないし前記Ｉａ族元素の安定な拡散を調整することが可能となる。
【００１２】
また、前記本発明の太陽電池においては、前記導電層の最上層と最下層の密度が異なるものが好ましい。これにより、前記導電層の導電性、基板との密着性ないし前記Ｉａ族元素の安定な拡散を調整することが可能となる。
【００１３】
また、前記本発明の太陽電池においては、前記導電層がＭｏ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｒから選ばれた少なくとも１つの元素からなることが好ましい。これらの元素は導電層としてオーミックコンタクトが可能であり、ＣＩＧＳ膜などの化合物半導体層への拡散の恐れもなく好ましい。
【００１４】
また、前記本発明の太陽電池においては、前記絶縁性基板が、絶縁層を施した金属からなることが好ましい。
【００１５】
金属はガラスやセラミック基板に比べて、曲げ応力などに対して比較的フレキシブルで強度的にもより強靭であり好ましい。従って、比較的薄いものも使用可能であり好ましい。
【００１６】
また、前記本発明の太陽電池においては、前記絶縁性基板が、絶縁層を施した可撓性を有する金属板からなることが好ましい。絶縁性基板の前記金属部分を可撓性を有する金属板とすることにより、太陽電池を曲面に施工して取り付ける場合にも施工が可能で容易となる。また、可撓性を有する基板を用いた場合、基板をロール状にして連続的に太陽電池を形成できるため、生産が容易になり好ましい。
【００１７】
また、前記本発明の太陽電池においては、前記金属が、ステンレスまたはアルミニウム合金からなるものが好ましい。ステンレスもアルミニウム合金も薄くでき軽いものができる。特にアルミニウム合金はより軽くすることができ、ステンレスは安価であり好ましい。従って、大面積、たとえば屋根全面に太陽電池などを設置する場合も、重量の増加による建築物の補強などが軽減され、自動車などに適用する場合も、軽量化でき、エネルギーの消費が少なくできる。また、錆びにくく屋外の長期の使用に耐えることができる。更に、可撓性を有するので、太陽電池を曲面に施工して取り付ける場合にも施工が可能で容易となる。また、可撓性を有する基板を用いた場合、基板をロール状にして連続的に太陽電池を形成できるため、生産が容易になる。
【００１８】
また、前記本発明の太陽電池においては、前記導電層の最下層の結晶粒径が最上層の結晶粒径より大きいことが好ましい。結晶粒径が大きい層は、定かではないが層を形成した場合の内部応力が少ないと推定されるため、基板との密着性が向上し、太陽電池の化合物半導体層などの製膜工程など高温となる過程を経ても基板からの剥離が生じにくくなる。一方、結晶粒径がこれより小さい方の層は結晶粒径が小さい方が導電性がより良好となり化合物半導体層への導電層として好適に機能し、好ましい。なお、太陽電池のこれらの導電層は、それほど緻密な層である必要はなく、導電性が達成できればよく、緻密な導電層が要求されるような他の装置の電極などの場合に比べて、結晶粒径が小さい方の層においても、通常よりは全体的に結晶粒径が大きめの層とすることもできる。結晶粒径が大きめの方が、Ｉａ族元素がより拡散しやすくなる。
【００１９】
なお、本発明においては、前記導電層の最上層の結晶粒径が最下層の結晶粒径より大きい態様とすることも可能であり、この場合には化合物半導体層と導電層の密着性がより向上し、またＩａ族元素が更に拡散しやすくなる。
【００２０】
また、前記本発明の太陽電池においては、前記導電層の最下層の密度が最上層の密度より小さいことが好ましい。密度が小さい方が、定かではないが層を形成した場合の内部応力が少ないと推定されるため、基板との密着性が向上し、太陽電池の化合物半導体層などの製膜工程など高温となる過程を経ても基板からの剥離が生じにくくなる。一方、導電層の密度がこれより大きい方の層は密度が大きい方が導電性がより良好となり化合物半導体層への導電層として好適に機能し、好ましい。なお、太陽電池の上記導電層は、それほど緻密な層である必要はなく、導電性が達成できればよく、緻密な導電層が要求されるような他の装置の電極などの場合に比べて、密度が大きい方の層においても、通常より全体的に密度が小さめの層とすることもできる。密度が小さめの方が、Ｉａ族元素がより拡散しやすくなる。
【００２１】
なお、本発明においては、前記導電層の最上層の密度が最下層の密度より小さい態様とすることも可能であり、この場合には化合物半導体層と導電層の密着性がより向上し、またＩａ族元素が更に拡散しやすくなる。
【００２２】
また、前記本発明の太陽電池においては、前記化合物半導体が、Ｃｕと、ＩｎおよびＧａから選ばれる少なくとも１つの元素と、ＳｅおよびＳから選ばれる少なくとも１つの元素とを含む半導体であることが好ましい。かかる元素を構成成分とする化合物半導体を用いた太陽電池は、薄膜タイプの太陽電池としてより高い変換効率が達成でき好ましい。
【００２３】
また、本発明の太陽電池の製造方法は、絶縁性基板上に、導電層と、Ｉｂ族元素とＩＩＩｂ族元素とＶＩｂ族元素とを含む化合物半導体層を備えている太陽電池の製造方法であって、前記導電層が少なくとも２層からなり、前記導電層間にＩａ族元素を含む層を設ける工程を含むことを特徴とする。
【００２４】
上記製造方法によれば、Ｉａ族を安定に供給することが可能で、特性および信頼性が高い太陽電池の容易な製造方法を提供できる。すなわち基板上に下層となる導電層用の金属を例えばＲＦスパッタリングで形成し、次いでＩａ族元素を含む層を例えばＲＦスパッタリングで形成し、更に上層となる導電層用の金属を例えばＲＦスパッタリングで形成するなど導電層間にＩａ族元素を含む層を設ける工程も容易な方法により簡単に実現できる。またその際の上層となる導電層用の金属、下層となる導電層用の金属のスパッタ圧を変えるなど簡単な条件変更で形成される導電層の結晶粒径や密度をコントロールできる。なお、本発明における導電層の形成法はＲＦスパッタリングに限定されるものではない。Ｉａ族元素を含む層の形成法は、スパッタリング法、蒸着法が好ましく採用される。
【００２５】
また、本発明の太陽電池においては、形成する少なくとも２層の導電層において、最上層と最下層の導電層を形成する素材を互いに異なる素材とすることは何等差し支えなく、例えば、最下層の導電層を形成する素材には基板との密着性の優れている素材を選定し、最上層の導電層を形成する素材にはＩａ族元素の拡散性が良好な素材を選定するとか、より導電性の良好な素材を選定するなど素材の選定を適宜行うことも好ましい。
【００２６】
また、前記導電層間に設けられるＩａ族元素を含む層の厚みは特に限定するものではないが、導電層間を絶縁しない程度以下の厚みにすればよく、比較的薄いことが好ましい。かなり薄くても、Ｉａ族元素を化合物半導体層に拡散させるには何ら問題がない。Ｉａ族元素を含む層の厚みは、用いるＩａ族元素を含む化合物の種類によっても異なるが、通常、０．００２〜０．２μｍ程度が好ましい。
【００２７】
尚、基板として金属を用いる場合、少なくとも導電層と接する側の表面には、絶縁層を設けておく必要がある。絶縁層としては、特に限定するものではないが、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＳｉＮなど適宜の絶縁層を設ければよい。
【００２８】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２９】
（実施形態）
この実施形態では、本発明の太陽電池について一例を説明する。実施形態の太陽電池１０について、その断面図を図１に示した。
【００３０】
図１において、太陽電池１０は、絶縁性の基板１１と、基板１１上に形成された第１の導電層１２ａと、導電層１２ａ上に形成されたＩａ族元素を含む層１９と、第２の導電層１２ｂとを備えている。太陽電池１０は、さらに、第２の導電層１２ｂ上に順に形成された、光吸収層１３、第１の半導体層１４、第２の半導体層１５および透明導電層１６と、第２の導電層１２ｂ上に形成された取り出し電極１７と、透明導電層１６上に形成された取り出し電極１８とを備えている。第１の半導体層１４および第２の半導体層１５は、窓層である。
【００３１】
基板１１は、絶縁性を有する材料または導電性を有する材料の表面に絶縁を施した材料からなる。具体的には、基板１１は、ガラス、ポリイミドなどを用いることができる。また、基板１１は金属を用いて形成できる。たとえば、ステンレス、またはデュラルミンなどのアルミニウム合金を用いて形成できる。前述したように基板１１として金属を用いる場合には、少なくとも導電層と接する側の表面には、絶縁層を設けておく必要がある。基板１１は可撓性を有することが好ましい。可撓性を有する基板１１を用いた場合、基板１１をロール状にして連続的に太陽電池を形成できるため、生産が容易になる。また太陽電池を曲面に施工して取り付ける場合にも施工が可能で容易となる。
【００３２】
第１および第２の導電層１２ａおよび１２ｂは電極であり、金属を用いて形成でき、たとえば、Ｍｏを用いて形成できる。そのほか、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｒなども用いることができる。これらの元素は導電層としてオーミックコンタクトが可能であり、光吸収層を構成する化合物半導体への拡散の恐れもなく好ましい。第１の導電層１２ａは第２の導電層１２ｂよりも結晶粒径が大きい、すなわち疎であることが好ましい。また第１の導電層１２ａは第２の導電層１２ｂよりも密度が小さいことが好ましい。上記構成により、密着性の向上が可能である。
【００３３】
Ｉａ族元素を含む層１９はＮａまたはＬｉを含むものが好ましく、特にＮａを含む化合物が好ましく用いられる。具体的にはＮａ２Ｓ、Ｎａ２Ｓｅ、ＮａＣｌ、ＮａＦまたはソーダライムガラスなどが挙げられる。
【００３４】
光吸収層１３は、第２の導電層１２ｂの上方に配置される。光吸収層１３は、Ｉｂ族元素とＩＩＩｂ族元素とＶＩｂ族元素とを含む化合物半導体からなる。具体的には、カルコパイライト（ｃｈａｌｃｏｐｙｒｉｔｅ）と同様の結晶構造を有する半導体を用いることができる。より具体的には、Ｃｕと、ＩｎおよびＧａから選ばれる少なくとも１つの元素と、ＳｅおよびＳから選ばれる少なくとも１つの元素とを含む半導体を用いることができる。たとえば、ＣｕＩｎＳｅ２、ＣｕＩｎ（Ｓｅ，Ｓ）２、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２、または、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓｅ，Ｓ）２などを用いることができる。
【００３５】
第１の半導体層１４は、ＣｄＳ、またはＺｎを含む化合物によって形成できる。Ｚｎを含む化合物としては、Ｚｎ（Ｏ，Ｓ）やＺｎＭｇＯなどが挙げられる。第２の半導体層１５は、ＺｎＯ、またはＺｎＯを含む材料によって形成できる。透明導電層１６は、ＡｌなどのＩＩＩ族元素をドープしたＺｎＯや、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ：インジウム−錫−酸化物）を用いて形成できる。取り出し電極１７および１８は、導電性が高い金属を用いて形成できる。
【００３６】
なお、太陽電池１０は、本発明の太陽電池の一例であり、本発明の太陽電池は図１に示した特定の太陽電池１０のみに限定されるものではない。たとえば、第２の半導体層１５は省略してもよい。
【００３７】
【実施例】
以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明する。なお、以下の実施例では、基板として絶縁層をコートしたステンレスシートを用いているが、絶縁層をコートしたデュラルミンなどのアルミニウム化合物からなるシートを用いることも好ましい。
【００３８】
（実施例１）
本実施例１においては、実施形態で示した太陽電池１０を作製する場合の一具体例について説明する。
【００３９】
まず、基板１１として、ＳｉＯ２（厚さ　２μｍ）を絶縁層としてコートした可撓性を有するステンレスシート（厚さ　１００μｍ）を準備した。次に、ＲＦスパッタリング（高周波スパッタリング）によって、基板１１上にＭｏ層（第１の導電層１２ａ）を形成した。次に、ＲＦスパッタリングによって、ＮａＦ層（Ｉａ族元素を含む層１９）［スパッタ圧力２Ｐａ（１．５×１０−２Ｔｏｒｒ）］を形成した。次に、ＲＦスパッタリングによって、Ｍｏ層（第２の導電層１２ｂ）を形成した。第１の導電層１２ａを形成する際にはスパッタ圧力を２．６Ｐａ（２×１０−２Ｔｏｒｒ）とし、第２の導電層１２ｂを形成する際にはスパッタ圧力を０．２６Ｐａ（２×１０−３Ｔｏｒｒ）とすることにより、第１の導電層１２ａのＭｏ層の結晶粒径を第２の導電層１２ｂのＭｏ層の結晶粒径よりも大きく、また第１の導電層１２ａのＭｏ層の密度を第２の導電層１２ｂのＭｏ層の密度よりも小さくした。それぞれ第１の導電層１２ａのＭｏ層の結晶粒径は、０．３μｍ、第２の導電層１２ｂのＭｏ層の結晶粒径は、０．０５μｍとした。また、密度は、透過型電子顕微鏡で導電層を表面から観察し、縦横１μｍ×１μｍの面内の、表面から見える結晶の数で表し、第１の導電層が上記単位面積当たり６０個であり、第２の導電層が上記単位面積当たり１２０個であった。また、第１および第２の導電層１２ａ、１２ｂの厚さはそれぞれ０．２μｍとし、ＮａＦ層（Ｉａ族元素を含む層１９）の厚さは０．０５μｍとした。
【００４０】
次に、以下に示す方法によって、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２層（光吸収層１４）を形成した。
【００４１】
まず、Ｉｎ、Ｇａ、およびＳｅを電離真空計で圧力を制御しながら熱真空蒸着法によりＭｏ層上に堆積させた。このとき、基板温度を３５０℃とした。堆積時において、Ｓｅの圧力を２．６６×１０−３Ｐａ（２×１０−５Ｔｏｒｒ）とし、Ｉｎの圧力を１．０６４×１０−４Ｐａ（８×１０−７Ｔｏｒｒ）とし、Ｇａの圧力を３．９９×１０−５Ｐａ（３×１０−７Ｔｏｒｒ）とした。その後、基板温度を６００℃に上げ、Ｓｅの圧力が２．６６×１０−３Ｐａ（２×１０−５Ｔｏｒｒ）、Ｃｕの圧力が３．９９×１０−５Ｐａ（３×１０−７Ｔｏｒｒ）となる条件で、ＳｅおよびＣｕを堆積させた。その後、基板温度を６００℃に保ったままＩｎ、Ｇａ、およびＳｅを堆積させた。このようにして、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２層を形成した。
【００４２】
次に、チオ尿素、酢酸カドミウム、酢酸アンモニウム、ｐＨ調整剤としてのアンモニアからなる水溶液を用いて化学浴析出法によって、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２層上にＣｄＳ層（第１の半導体層１４）を形成し、これによってｐｎ接合を形成した。次に、ＺｎＯ層（第２の半導体層１５）と、ＩＴＯ層（透明導電層１６）とをスパッタリング法で順次形成した。最後に、Ａｕからなる取り出し電極１７、１８を蒸着により形成した。このようにして、実施形態に示した太陽電池を作製した。
【００４３】
一方、比較のためにＩａ族元素を含む層１９を設けない太陽電池を上記方法で作製した。
【００４４】
これらの太陽電池について、Ａｉｒ　Ｍａｓｓ（ＡＭ）＝１．５、１００ｍＷ／ｃｍ２の擬似太陽光を用いて特性を測定した。結果を表１に示す。
【００４５】
【表１】
2004079858.tif 000003
【００４６】
表１から明らかなように、本発明の実施例の太陽電池は、開放端電圧の向上など良好な特性を示した。
【００４７】
以上、本発明の実施の形態について実施例を挙げて説明したが、本発明は、上記実施の形態や実施例に具体的に記載されたもののみに限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づき他の実施形態に適用することができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の太陽電池は、絶縁性基板上に、導電層と、Ｉｂ族元素とＩＩＩｂ族元素とＶＩｂ族元素とを含む化合物半導体層を備えている太陽電池であって、前記導電層が少なくとも２層からなり、前記導電層間にＩａ族元素を含む層を設けたので、特性および信頼性が高い太陽電池が提供できる。
【００４９】
また前記本発明の太陽電池において、前記Ｉａ族元素がＮａまたはＬｉである本発明の好ましい態様とすることにより、これらのＩａ族元素を含む化合物は入手がしやすく、容易に特性および信頼性が高い太陽電池を提供でき好ましい。
【００５０】
また、前記本発明の太陽電池において、前記Ｉａ族元素を含む層がＮａ２Ｓ、Ｎａ２Ｓｅ、ＮａＣｌ、ＮａＦまたはソーダライムガラスから選ばれた少なくとも１つからなる本発明の好ましい態様においては、Ｎａ２Ｓ、Ｎａ２ＳｅはＣＩＧＳ膜などの前記化合物半導体層とのなじみが良く、また、ＮａＣｌ、ＮａＦ、ソーダライムガラスは入手が容易で比較的安価であり好ましい。
【００５１】
また、前記本発明の太陽電池において、前記導電層の最上層と最下層の結晶粒径が異なる本発明の好ましい態様とすることにより、導電層の導電性、基板との密着性ないし前記Ｉａ族元素の安定な拡散を調整することが可能となり好ましい。
【００５２】
また、前記本発明の太陽電池において、前記導電層の最上層と最下層の密度が異なる本発明の好ましい態様とすることにより、導電層の導電性、基板との密着性ないし前記Ｉａ族元素の安定な拡散を調整することが可能となり好ましい。
【００５３】
また、前記本発明の太陽電池において、前記導電層がＭｏ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｒから選ばれた少なくとも１つの元素からなる本発明の好ましい態様とすることにより、これらの元素は導電層としてオーミックコンタクトが可能であり、ＣＩＧＳ膜などの化合物半導体層への拡散の恐れもなく好ましい。
【００５４】
また、前記本発明の太陽電池において、前記絶縁性基板が、絶縁層を施した金属からなる本発明の好ましい態様とすることにより、金属はガラスやセラミック基板に比べて、曲げ応力などに対して比較的フレキシブルで強度的にもより強靭であり好ましい。従って、比較的薄いものも使用可能であり好ましい。
【００５５】
また、前記本発明の太陽電池において、前記絶縁性基板が、絶縁層を施した可撓性を有する金属板からなる本発明の好ましい態様とすることにより、太陽電池を曲面に施工して取り付ける場合にも施工が可能で容易となる。また、可撓性を有する基板を用いた場合、基板をロール状にして連続的に太陽電池を形成できるため、生産が容易になり好ましい。
【００５６】
また、前記本発明の太陽電池において、前記金属が、ステンレスまたはアルミニウム合金からなる本発明の好ましい態様とすることにより、ステンレスもアルミニウム合金も薄くでき軽いものができる。特にアルミニウム合金はより軽くすることができ、ステンレスは安価であり好ましい。従って、大面積、たとえば屋根全面に太陽電池などを設置する場合も、重量の増加による建築物の補強などが軽減され、自動車などに適用する場合も、軽量化でき、エネルギーの消費が少なくできる。また、錆びにくく屋外の長期の使用に耐えることができる。更に、可撓性を有するので、太陽電池を曲面に施工して取り付ける場合にも施工が可能で容易となる。また、可撓性を有すると基板を用いた場合、基板をロール状にして連続的に太陽電池を形成できるため、生産が容易になり好ましい。
【００５７】
また、前記本発明の太陽電池において、前記導電層の最下層の結晶粒径が最上層の結晶粒径より大きい本発明の好ましい態様とすることにより、基板との密着性が向上し、太陽電池の化合物半導体層などの製膜工程など高温となる過程を経ても基板からの剥離が生じにくくなる。一方、結晶粒径がこれより小さい方の層は導電性がより良好となり化合物半導体層への導電層として好適に機能し、好ましい。
【００５８】
また、前記本発明の太陽電池において、前記導電層の最下層の密度が最上層の密度より小さい本発明の好ましい態様とすることにより、基板との密着性が向上し、太陽電池の化合物半導体層などの製膜工程など高温となる過程を経ても基板からの剥離が生じにくくなる。一方、導電層の密度がこれより大きい方の層は導電性がより良好となり化合物半導体層への導電層として好適に機能し、好ましい。
【００５９】
また、前記本発明の太陽電池において、前記化合物半導体が、Ｃｕと、ＩｎおよびＧａから選ばれる少なくとも１つの元素と、ＳｅおよびＳから選ばれる少なくとも１つの元素とを含む半導体である本発明の好ましい態様とすることにより、かかる元素を構成成分とする化合物半導体を用いた太陽電池は、薄膜タイプの太陽電池としてより高い変換効率が達成でき好ましい。
【００６０】
また、本発明の太陽電池の製造方法は、絶縁性基板上に、導電層と、Ｉｂ族元素とＩＩＩｂ族元素とＶＩｂ族元素とを含む化合物半導体層を備えている太陽電池の製造方法であって、前記導電層が少なくとも２層からなり、前記導電層間にＩａ族元素を含む層を設ける工程を含むことを特徴とする。
【００６１】
従って上記製造方法によれば、Ｉａ族元素を前記化合物半導体層に安定に供給することが可能で、特性および信頼性が高い太陽電池の容易な製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の太陽電池の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１０　太陽電池
１１　基板
１２ａ　第１の導電層
１２ｂ　第２の導電層
１３　光吸収層
１４　第１の半導体層
１５　第２の半導体層
１６　透明導電層
１７、１８　取り出し電極
１９　Ｉａ族元素を含む層
【図１】
2004079858.tif 000004