(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と該基板上に形成された光電変換部とを含む太陽電池において、
前記光電変換部は、第一の導電型シリコン層と、結晶質シリコン中間層と、ｉ型結晶質シリコン層とが該順番で積層されており、
前記結晶質シリコン中間層の膜厚は１０〜１００ｎｍの範囲内であり、
前記結晶質シリコン中間層は、ラマン分光法で測定した結晶化率Ｘｃａが１．５〜３の範囲内となる単一層のシリコン層をガラス基板上に成膜する条件と同一の条件で成膜したものであり、
前記ｉ型結晶質シリコン層の膜厚は１〜５μｍの範囲内であり、
前記ｉ型結晶質シリコン層は、ラマン分光法で測定した結晶化率Ｘｃｂが４〜８の範囲内となる単一層のシリコン層をガラス基板上に成膜する条件と同一の条件で成膜したものであり、
前記基板の一主面上に存在する凹凸高さの二乗平均値ＲＭＳは２５〜６００ｎｍの範囲内であり、かつ前記基板表面の凹凸の平均線に対する凹凸表面の傾斜角をθとしたときのｔａｎθが０．０７〜０．２０の範囲内にあることを特徴とする、太陽電池。
【請求項２】
前記基板の凹凸を有する一主面は透明導電性膜が被覆された面であることを特徴とする、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】
前記基板の凹凸は、前記透明導電性膜をエッチングすることにより形成されることを特徴とする、請求項１または２に記載の太陽電池。
【請求項４】
前記基板の凹凸の少なくとも一部は概略球面状または円錐状のホールであり、該ホールの直径は２００〜２０００ｎｍの範囲内であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池。
【請求項５】
前記透明導電性膜は主として酸化亜鉛から形成されていることを特徴とする、請求項２〜４のいずれかに記載の太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高効率の太陽電池に関し、より詳細には、光電変換部に結晶質シリコン中間層を用いた薄膜太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
石油等の化石燃料は、将来における需給が懸念され、かつ地球温暖化現象の原因となる二酸化炭素排出の問題があるので、当該化石燃料の代替エネルギー源として太陽電池が注目されている。
【０００３】
この太陽電池は光エネルギーを電力に変換する光電変換部にｐｎ接合を有する半導体を用いており、このｐｎ接合を構成する半導体として一般的にはシリコンが最もよく用いられている。光電変換効率の点からは単結晶シリコンを用いることが好ましいが、シリコン原料を供給するに際し、また大面積の単結晶を得るために、多くのコストがかかってしまい問題である。
【０００４】
一方、大面積化および低コスト化を実現するのに有用な材料としてアモルファスシリコンを用いて光電変換部を形成した薄膜太陽電池がある。さらには、単結晶シリコン太陽電池が有するレベルである高くて安定な光電変換効率と、アモルファスシリコン太陽電池が有するレベルの大面積化および低コスト化との両者を備えた太陽電池を実現するために、結晶質シリコンの光電変換部への使用が検討されている。特にアモルファスシリコンの場合と同様の化学的気相成長法（以下、ＣＶＤ法とする）による薄膜形成技術を用いて、結晶質シリコン薄膜を形成した薄膜太陽電池（以下、結晶質シリコン薄膜太陽電池とする）が注目されている。
【０００５】
なお、本明細書において、他に言及しない限り、用語「結晶質」とは、単結晶および多結晶などの実質的に結晶のみからなる状態だけでなく、微結晶またはマイクロクリスタルと呼ばれる結晶成分と非晶質成分が混在した状態のものも含むことを意味する。
【０００６】
高効率な結晶質シリコン薄膜太陽電池を達成する上で重要な技術の１つに光閉込がある。光閉込とは、光電変換部に接する透明導電性膜または金属層の表面を凹凸化して、その界面で光を散乱させることで光路長を延長させ、光電変換部での光吸収量を増大させるものである。例えば、下記特許文献１には、ガラス基板上に作製した透明導電性膜の凹凸大きさと、その傾斜角を規定した太陽電池用基板の例が開示されている。
【０００７】
この光閉込によって光電変換効率を向上させることにより、光電変換部の膜厚を薄くすることができる。特に、アモルファスシリコン太陽電池の場合にはＳｔａｅｂｌｅｒ−Ｗｒｏｎｓｋｉ効果に起因する光劣化による光電変換効率の低下を抑制することができる。さらに、結晶質シリコン太陽電池の場合においては、通常、光吸収特性のためにアモルファスシリコンと比較して数倍から十数倍となる数μｍオーダーもの膜厚を必要とされるが、平坦な基板を用いた場合より膜厚を低減することができ大幅な製膜時間の短縮をもたらすことができる。すなわち、光閉込は結晶質シリコン薄膜太陽電池の実用化への大きな課題である高効率化、安定化、低コスト化の全てを解決する手段として必須の技術である。
【０００８】
ところで、高効率な結晶質シリコン薄膜太陽電池を実現するためには、光電変換部の膜質をも良好にする必要がある。下記特許文献２によれば、ｉ型結晶質シリコン層の（１１０）結晶配向性を高めることが高効率に必要であると示唆されている。（１１０）に配向した結晶は粒界が少なく、光照射によって生成されたキャリアを効率よく集電することができるためである。
【０００９】
しかしながら、ｉ層の製膜において、たとえ高品質なｉ型結晶質シリコン層を製膜できる条件を適用したとしても、結晶成長初期から高品質な膜を製膜することはできない。理由としては、欠陥が多い結晶成長初期膜がまず形成されるからである。これが開放電圧やフィルファクターを低下させる原因となるため、これを極力排除しなければならない。
【００１０】
これに対して、下記特許文献２にはまた、成長初期から高品質なｉ型結晶質シリコン層を得る方法として、導電層を製膜した後に非晶質のシリコンを薄く製膜することにより、これをシード層または結晶化制御層として用い、ｉ型結晶質シリコン層の（１１０）面配向性を高めることが開示されている。
【００１１】
しかし、非晶質のシリコン膜は電子の移動度が結晶性シリコンに比較して低く、たとえｉ型結晶質シリコン層の膜質を向上させることができたとしても、このうすい非晶質シリコン膜によって変換効率が低下する。また、挿入しようとする非晶質シリコン膜の望ましい膜厚は１０〜５０Åであり、この範囲より薄くても厚くても望ましい結果を得ることができない。したがって、微妙な膜厚の制御を行わないといけない点は技術的な困難さとなる。
【００１２】
また、下記特許文献３には、ｉ型結晶質シリコン層、ｉ型の微結晶中間層、導電型結晶質シリコン層が順次積層されたシリコン系薄膜光電変換装置が開示されている。しかしながら、上記文献に記載された発明は、窓層としての導電型結晶質シリコン層の結晶化率を小さくすることによってバンドギャップを大きくすることを目的としている。つまり、この技術は高品質なｉ型結晶質シリコン層を得ることを目的としたものではない。ｉ型結晶質シリコン層を製膜した後に中間層を製膜していることを考慮すると、現実的に高品質なｉ型結晶質シリコン層を得ることはできない。
【特許文献１】特開２００２−１４１５２５号公報
【特許文献２】特開平１１−８７７４２号公報
【特許文献３】特開２０００−１８８４１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記従来の技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、光電変換部としてのｉ型結晶質シリコン層を製膜するにあたり、その初期に形成される品質の悪い初期膜を低減し、結晶質シリコン中間層およびｉ型結晶質シリコン層の結晶化率を調整することによって、高い光電変換効率を有する結晶質シリコン薄膜太陽電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、基板と該基板上に形成された光電変換部とを含む太陽電池において、前記光電変換部は、第一の導電型シリコン層と、結晶質シリコン中間膜と、ｉ型結晶質シリコン層とが該順番で積層されており、前記結晶質シリコン中間層の膜厚は５〜１００ｎｍの範囲内であり、かつ前記結晶質シリコン中間層の結晶化率Ｘｃａは０．６〜３の範囲内であり、前記ｉ型結晶質シリコン層の膜厚は１〜５μｍの範囲内であり、かつ前記ｉ型結晶質シリコン層の結晶化率Ｘｃｂは２〜８の範囲内であることを特徴とする、太陽電池を提供する。
【００１５】
これによれば、第一の導電型シリコン層とｉ型結晶質シリコン層との間に結晶質シリコン中間層を挿入することにより、低品質なｉ型結晶質シリコン層の成長初期膜を低減させ、変換効率を向上することができる。また、ｉ型シリコン結晶質層の結晶化率Ｘｃｂおよび膜厚を好適な範囲内にすることにより高効率な太陽電池を作製することができる。
【００１６】
好ましくは、前記基板の一主面上に存在する凹凸高さの二乗平均値ＲＭＳは２５〜６００ｎｍの範囲内であり、かつ前記基板表面の凹凸の平均線に対する凹凸表面の傾斜角をθとしたときのｔａｎθが０．０７〜０．２０の範囲内にある。
【００１７】
また好ましくは、前記基板の凹凸を有する一主面は透明導電性膜が被覆された面であり、前記基板の凹凸は、前記透明導電性膜をエッチングすることにより形成される。
【００１８】
また好ましくは、前記基板の凹凸の少なくとも一部は概略球面状または円錐状のホールであり、該ホールの直径は２００〜２０００ｎｍの範囲内であり、前記透明導電性膜は主として酸化亜鉛から形成されている。
【発明の効果】
【００１９】
結晶質シリコン中間層１３ａを、膜厚５〜１００ｎｍの範囲でかつ結晶化率Ｘｃａを０．６〜３の範囲内として、第一の導電型シリコン層１２とｉ型結晶質シリコン層１３ｂの間に挿入することにより、低品質なｉ型結晶質シリコン層の成長初期膜を低減させ、変換効率を向上することができる。その際、ｉ型シリコン結晶質層の結晶化率Ｘｃｂを２〜８の範囲内で、膜厚を１〜５μｍとしたときに高効率な太陽電池を作製することができる。また、この発明は、凹凸が設けられた基板を用いて作製した太陽電池に対しても有効であり、その際には光閉じ込めによりさらに高効率な太陽電池の作製が可能となる。有効な凹凸の範囲は、凹凸高さの二乗平均値ＲＭＳが２５〜６００ｎｍで、凹凸の傾斜角をθとしたときのｔａｎθが０．０７〜０．２０の範囲内である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に本発明を、図１を用いて詳細に説明する。
【００２１】
（太陽電池構造）
図１は、本発明の太陽電池の構造を示す概略断面図である。図１において、本発明の太陽電池２０は、基板１１上に、少なくとも第一の導電型シリコン層１２と、結晶質シリコン中間膜１３ａと、ｉ型結晶質シリコン層１３ｂとがこの順番で積層されて、光電変換部２１を形成する。さらに、基板１１は、基底基板１１ａおよび凹凸表面層１１ｂからなる。また、好ましくは、ｉ型結晶質シリコン層１３ｂ上に、第二の導電型シリコン層１４および裏面電極がこの順番で積層形成されている。第二の導電型シリコン層１４と裏面電極１６との間には裏面反射層１５を形成していてもよい。ここで、第二の導電型シリコン層１４は、第一の導電型シリコン層１２とは異なる材質で形成されている。
【００２２】
本発明において、前記結晶質シリコン中間層１３ａの結晶化率をＸｃａとすると、Ｘｃａは０．６〜３の範囲内であり、かつ、前記ｉ型結晶質シリコン層の結晶化率をＸｃｂとすると、Ｘｃｂは２〜８の範囲内にある。なお、ｉ型結晶質シリコン層には、ｐ−型またはｎ−型の実質的に真正な半導体も含まれる。
【００２３】
ここで、結晶化率とは、太陽電池作製時と同じ製膜条件でガラス基板上に製膜した単層の膜のラマンスペクトルにおいて、５２０ｃｍ−１にある結晶シリコンのピーク高さをＩｃ、４８０ｃｍ−１にあるアモルファスシリコンのピーク高さをＩａとしたとき、ＩｃとＩａの比の値すなわちＩｃ／Ｉａを本明細書中において結晶化率と定義する。この値は結晶体積分率の絶対値を表す値ではない。しかしその比の値は結晶体積分率と正の相関があるため、傾向を評価する指標としては使用できる。
【００２４】
上記の如く構成の本発明の太陽電池２０は、第一の導電型シリコン層１２とｉ型結晶質シリコン層１３ｂの間に、膜厚と結晶化率が制御された結晶質シリコン中間層１３ａを設けることで、ｉ型結晶質シリコン層の成長初期段階における膜が非晶質でありかつ欠陥が多いことを低減し、高品質なｉ型結晶質シリコン層を堆積するための下地層として機能するものである。以下、本発明の太陽電池の構成についてより詳細に説明する。
【００２５】
（基板）
本発明において、基板１１は、基底基板１１ａ上に凹凸表面層１１ｂが形成された構造である。基底基板１１ａは、ガラスなどの透明の基板、ポリイミドおよびポリビニルなどの２００℃程度の耐熱性を有する樹脂、ならびにこれらが積層されたものなどを用いることができる。さらに、これらの基板表面に、透明導電性膜または絶縁膜などを被覆していてもよい。また、基底基板１１ａの厚さは、特に限定されるものではないが、太陽電池２０を支持し得る程度の強度を有するように、たとえば、１〜３０ｍｍとすることができる。
【００２６】
凹凸表面層１１ｂは、透明導電性膜からなることが好ましい。凹凸表面層１１ｂとしての透明性導電膜は当該分野で公知の材料を用いることができ、具体的には、酸化錫、酸化インジウムまたはＩＴＯなどが挙げられるが、特に酸化亜鉛またはこれを主成分とするものが、耐プラズマ性が高く変質しにくいという点で好ましい。当該透明導電性膜には不純物が含まれる場合がある。たとえば、酸化亜鉛を主成分とする場合、ガリウムやアルミニウムなどの第ＩＩＩ族元素、または銅などのＩＢ元素を、５×１０２０〜５×１０２１ｃｍ−３程度の範囲内で含有してもよい。これらの元素が混入することにより、透明導電性膜の抵抗率が低下するので電極として好ましく用いられ得る。
【００２７】
本発明において、凹凸表面層１１ｂにおける凹凸をエッチングによって形成することができる。エッチングを用いて凹凸表面層１１ｂの透明導電性膜における凹凸を形成するに際し、エッチャントの種類、濃度またはエッチング時間を適宜調整することにより、当該凹凸表面層の表面形状を容易に制御可能である。当該エッチャントとしては、酸またはアルカリ溶液を用いることができ、具体的には、使用可能な酸溶液としては塩酸、硫酸、硝酸、フッ酸、酢酸、蟻酸および過塩素酸等の１種または２種以上の混合物が挙げられるが、この中でも、塩酸および／または酢酸を用いることが好ましい。これらの酸溶液は、例えば０．０５〜５質量％程度の濃度で使用できるが、特に酢酸のような比較的弱い酸の場合には、０．１〜５質量％程度の濃度で使用するとよい。また、アルカリ溶液としては、水酸化ナトリウム、アンモニア、水酸化カリウム、水酸化カルシウムおよび水酸化アルミニウム等の１種または２種以上の混合物が挙げられる。なかでも水酸化ナトリウムが好ましい。これらのアルカリ溶液は１〜１０質量％程度の濃度で使用するとよい。
【００２８】
本発明において、凹凸表面層１１ｂの形状をＡＦＭ（原子間力顕微鏡）を用いて測定し、その結果から凹凸構造の高さの二乗平均値ＲＭＳを凹凸高さの指標とした。また、ＡＦＭ像のフーリエ変換スペクトルに現れる正弦波曲線の際頻出波長λを横方向の平均のサイズとした。これらを用いて、平均の角度θを、次式：
ｔａｎθ＝４×ＲＭＳ／λ
により定義した。
【００２９】
上式により得られたｔａｎθは、凹凸の傾きを評価するための数値であり、上式を用いて求めたθが凹凸の傾きを直接表わしているわけではない。この数値は相対評価のための指標として用いられ得るものである。しかしながら、これは一つのＡＦＭ像から数学的処理により一義的に決定される数値であるため、客観性が高く、相対評価の指標としては有用である。
【００３０】
本発明において、ＲＭＳは２５〜６００ｎｍの範囲内であり、かつ、ｔａｎθが０．０７〜０．２０の範囲内であることが好ましい。ＲＭＳが２５ｎｍよりも小さいかまたはｔａｎθが０．０７よりも小さい場合は、透明導電性膜の凹凸が小さく緩やかであるので光散乱効果が小さく、光電変換部における有効な光閉込効果を得ることが難しい。また、ＲＭＳが６００ｎｍより大きいかまたはｔａｎθが０．２０より大きい場合は、透明導電性膜の凹凸が大きく傾斜が急崚であるので、透明導電性膜の凹凸に相対する傾斜面からそれぞれ成長する結晶がぶつかりあうことで結晶粒界が生じ、発生する欠陥が多くなってしまうので変換効率を低下させることになる。上記の範囲のＲＭＳおよびｔａｎθは、上述したような、透明性導電膜をエッチングすることにより容易に達成することができる。
【００３１】
本発明において、凹凸表面層１１ｂとしての透明導電性膜の厚さは、０．１〜２μｍ程度の範囲内が好ましい。透明導電性膜の厚さが薄すぎると特性の均一性に問題が生じ、厚すぎると透過率の減少による光電変換効率の低下や製膜時間の増長によるコストの増大をもたらす。本発明における透明導電性膜の製造方法としては、スパッタリング法、常圧ＣＶＤ法、減圧ＣＶＤ法、電子ビーム蒸着法、ゾルゲル法および電析法などの公知が挙げられる。特に、スパッタリング法は、透明導電性膜の透過率や低効率を薄膜太陽電池に適したものに制御することが容易である点で好ましい。
【００３２】
なお、基板の表面に凹凸を設ける手段としては、例えば、平滑な表面を有する基板上に、堆積すると同時に表面に凹凸が形成されるような膜を形成してもよい。該表面に凹凸が形成される膜は基板と同じ材料であっても、または異なる材料であってもよい。また、基板表面に対してサンドブラストのような機械加工により、凹凸を形成することも可能である。
【００３３】
エッチングにより基板表面に設けられる凹凸の少なくとも一部は概略球面状あるいは円錐状のホールである。高さの二乗平均値ＲＭＳおよび傾斜角をθとしたときのｔａｎθについて上述した好適な範囲が凹凸の再現性が良好であるので、上記ホールの直径は２００〜２０００ｎｍの範囲内にすることが好ましい。より好ましくは、該ホールの直径は、４００〜１２００ｎｍ程度の範囲内である。
【００３４】
本発明において、基板１１の表面には、電極に用いるための導電性膜が被覆されていてもよい。また、当該導電性膜は、透明であることが好ましい。このように、基板１１の表面に導電性膜が形成されることにより、光閉込効果を向上させることが可能であり、さらに、基板１１中に含まれる不純物が、シリコン層からなる光電変換部を形成する際に、当該光電変換部へ取り込まれることを防止することができる。
【００３５】
（光電変換部）
本発明において、図１を用いて上述したとおり、基板１１の上には、光電変換部２１が設けられる。当該光電変換部２１は、第一の導電型シリコン層１２と、この上に積層された結晶質シリコン中間層１３ａと、この上に積層されたｉ型結晶質シリコン層１３ｂと、この上に積層された第二の導電型シリコン層１４とからなる。ここで、第一の導電型シリコン層１２と第二の導電型シリコン層１４とは同一ではない。すなわち、一方はｎ型の半導体であり、他方はｐ型の半導体であるという点で異なる場合もあり、半導体を形成する材料が異なる場合もある。
【００３６】
本発明において、結晶質シリコン中間層１３ａの膜厚は５〜１００ｎｍの範囲内が好ましい。５ｎｍ未満の膜厚では高品質なｉ型結晶質シリコン層を堆積するための下地層として十分な効果が得られない。１００ｎｍより大きな膜厚になると、膜の結晶化率は膜厚と共に増大するため、第一の導電型シリコン層１２近傍にある結晶質シリコン中間層１３ａの結晶化率と、結晶質シリコン中間層１３ａ表面の結晶化率とが異なってしまう。したがって、たとえ結晶質シリコン中間層１３ａが後述する範囲の結晶化率を有していたとしても、結晶質シリコン中間層１３ａ自身の成長初期層に付随する欠陥などが変換効率に及ぼす影響が無視できなくなる。
【００３７】
結晶質シリコン中間層１３ａの結晶化率Ｘｃａは、０．６〜３の範囲内が好ましい。この範囲内であると、上述の高品質なｉ型結晶質シリコン層１３ｂを堆積するための下地層としての効果が得られる。結晶化率Ｘｃａが０．６未満では、ほぼ非晶質の膜であり、この部分での電子の移動度の低下や、結晶質部に比べ非晶質部の抵抗が高いために電界がこの非晶質部に集中し、発電に寄与するｉ型結晶質シリコン層１３ｂに十分な電界が印加されにくくなってしまうので変換効率の低下を引き起こす。一方、結晶化率Ｘｃａが３より大きいと膜中の結晶体積分率が高く、すなわち結晶粒が多くなり、それに伴い欠陥となり得る結晶粒界が増加することで開放電圧およびフィルファクターの低下に伴う変換効率の低下を引き起こす。
【００３８】
ｉ型結晶質シリコン層１３ｂは、その光吸収特性を考慮すると数μｍの膜厚が必要であるが、生産性を考慮するとできるだけ薄い方が望ましく、本発明の太陽電池ではｉ型結晶質シリコン層の結晶化率Ｘｃｂを２〜８の範囲内に制御し、かつｉ型結晶質シリコン層１３ｂの膜厚を１〜５μｍの範囲内にすることにより良好な変換効率が得られる。結晶化率Ｘｃｂが２未満では結晶質シリコンに起因する短絡電流が低下し、一方、Ｘｃｂが８より大きい場合は膜中の結晶体積分率が高く、すなわち結晶粒が多くなり、それに伴い欠陥となり得る結晶粒界が増加することで開放電圧およびフィルファクターの低下に伴う変換効率の低下を引き起こす。
【００３９】
結晶質シリコン中間層１３ａおよびｉ型結晶質シリコン層１３ｂにおいて、前述の結晶化率の範囲を満たすように製膜する手段としては、例えばプラズマＣＶＤ法を用いて、ＳｉＨ４またはＳｉ２Ｈ６などのシラン系原料ガスの水素希釈率を変化させる方法、プラズマ発生用の電源出力を変化させる方法、基板温度を変化させる方法、製膜室内圧力を変化させる方法等を１つまたは２つ以上を組み合わせて実行することができるが、中でもシラン系原料ガスの水素希釈率を変化させる方法とプラズマ発生用の電源出力を変化させる方法を併用することが好ましい。
【００４０】
上述したようにして得られた結晶質シリコン中間層１３ａにより、製膜初期から欠陥の少ないｉ型結晶質シリコン層１３ｂが得られ、光電変換効率が向上する。
【００４１】
本発明において、第一および第二の導電型シリコン層はどのような方法で形成されてもよく、シリコン層を形成する一般的な方法としてはＣＶＤ法がある。ここで、このＣＶＤ法は、常圧ＣＶＤ、減圧ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ、ＥＣＲプラズマＣＶＤ、高温ＣＶＤ、低温ＣＶＤ等の何れであってもよいが、ＲＦからＶＨＦの周波数帯の高周波によるもの、ＥＣＲプラズマＣＶＤ法、これらの組み合わせによる方法で形成することが好ましい。例えば、プラズマＣＶＤ法を用いる場合には、その条件は、周波数１０〜２００ＭＨｚ程度、パワー数Ｗ〜数ｋＷ程度、チャンバー内圧力１３．３〜２６６０Ｐａ（０．１〜２０Ｔｏｒｒ）程度、基板温度は室温〜６００℃程度であればよい。
【００４２】
図１２は、プラズマＣＶＤ法を用いて結晶質シリコン薄膜を形成したときのシラン濃度[ＳｉＨ４／（ＳｉＨ４＋Ｈ２）]と結晶化率との関係を、グラフを用いて示す概念図である。図１２によれば、水素流量が大きくなり、シラン濃度が低くなるにつれて結晶化率は高くなっている。但し、その傾向には膜厚依存性があり、膜厚が厚くなるほど結晶化しやすくなっている。
【００４３】
本発明においては、図１に示される前記光電変換部２１のうち、少なくとも１つのｉ型結晶質シリコン層は結晶質シリコンまたはシリコン合金から成ることが、特に好ましい。また、裏面反射層１５は、マグネトロンスパッタリング法によって形成された、厚さ約４０〜６０ｎｍの酸化亜鉛からなる薄膜電極である。
【００４４】
また、本発明において、前述のスーパーストレート型太陽電池に加えて、光が、光電変換部から入射するサブストレート型太陽電池についても、図２を用いて説明する。
【００４５】
基底基板１１ａにはガラスなどの透明な基板、ポリイミドおよびポリビニルなどの２００℃程度の耐熱性を有する樹脂、またはステンレスなどの金属、ならびにこれらが積層されたものなどを用いることができる。
【００４６】
また、凹凸表面層１１ｂは、前述のスーパーストレート型の太陽電池の場合と同様に、当該分野で公知の材料を用いて透明性導電膜を形成し、酸またはアルカリ溶液によりエッチングを行い凹凸を形成する。なお、凹凸を設ける手段としては、前述のように堆積すると同時に凹凸が形成されるような膜を形成することや、サンドブラストのような機械加工を用いることも可能であることはいうまでもない。
【００４７】
基板１１の表面もしくは凹凸表面層１１ｂの表面には、裏面反射電極膜としてＡｇ，Ａｌ、ＴｉおよびＰｄなどの可視光反射率の高い金属膜ならびにこれらの合金などを用いて、蒸着法などの当該分野で公知の手段により形成される。
【００４８】
このようにして構成された基板１１上に、前述の光電変換部２１を形成することにより、サブストレート型の太陽電池とすることができる。なお、サブストレート型の太陽電池では、光電変換部２１上に光入射側電極として透明導電膜１７が形成される。また、集電のための電極として櫛型電極１８が形成される。
【００４９】
（電極）
裏面電極１６は、銀を電子ビーム蒸着法により、約４００〜６００ｎｍの厚さに形成したものであり、この裏面電極１６と、凹凸表面層１１ｂとから、電極１７をそれぞれ引き出して、スーパーストレート型の薄膜太陽電池２０が構成されている。
【００５０】
以上の構成により、欠陥の少ない高品質な光電変換部２１を基板１１に形成することで高効率な薄膜太陽電池２０を得ることができる。
【００５１】
なお、本実施形態では、光電変換部２１は、１つの結晶質シリコン薄膜太陽電池セルからなる例について説明した。しかし、光電変換部２１は、順次積層することで互いに直列接続された複数の結晶質シリコン薄膜太陽電池セルから形成されていてもよく、そのうち、少なくとも１つの光電変換素子におけるｉ型結晶質シリコン層と第一の導電性結晶質シリコン層の間に、結晶質シリコン中間層が形成され、ｉ型結晶質シリコン層は結晶質シリコンまたはシリコン合金で形成されていればよい。
【００５２】
光電変換部のうち、少なくとも１つの結晶質シリコン薄膜太陽電池セルのｉ型結晶質シリコン層を結晶質シリコンまたはシリコン合金からなる材料とすることにより、アモルファスシリコンでは光電変換に利用できない波長７００ｎｍ以上の長波長光を十分に利用することができる。なお上記シリコン合金とは、例えばシリコンに錫が添加されたＳｉｘＳｎ１−ｘ、およびゲルマニウムが添加されたＳｉｘＧｅ１−ｘ等の材料である。
【００５３】
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【実施例】
【００５４】
（実施例１）
図１に示される太陽電池２０の作製手順を説明する。なお、説明の便宜上、前記実施の形態において説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。なお、本実施例では、表１に示されるような、異なる結晶化率および膜厚を有する結晶質シリコン中間層１３ａを有する薄膜のシリコン太陽電池２０について特に説明する。
【００５５】
結晶質シリコン中間層１３ａおよびｉ型結晶質シリコン層１３ｂの結晶化率（ｘｃａ，Ｘｃｂ）を測定するために、ガラス基板上におのおの単層で堆積させたものをラマン分光法で測定することにより結晶化率を決定した。測定に使用したレーザー光の波長は５１４．５ｎｍである。一般にラマンスペクトルには、結晶シリコンのピークが５２０ｃｍ−１に、アモルファスシリコンのピークが４８０ｃｍ−１に現れる。５２０ｃｍ−１のピーク高さをＩｃとし、４８０ｃｍ−１のピーク高さをＩａとして、同じ製膜条件を用いてガラス上に単層で製膜した膜のラマンスペクトルから得られたＩｃとＩａの比の値（Ｉｃ／Ｉａ）を、上述したように本明細書中において結晶化率と定義する。この値は結晶体積分率の絶対値を表す値ではない。しかしその比の値は結晶体積分率と正の相関があるため、傾向を評価する指標としては使用できる。
【００５６】
表面が平滑なガラス板１１ａの一主面上に、マグネトロンスパッタリング法により基板温度１５０℃で凹凸表面層１１ｂとしての透明導電性膜として酸化亜鉛を厚さ５００ｎｍとなるように形成した。この酸化亜鉛には１×１０２１ｃｍ−３程度のガリウムが添加されている。この結果、得られた凹凸表面層１１ｂのシート抵抗は１０Ω／□であり、波長８００ｎｍの光に対する透過率は８０％であった。この凹凸表面層１１ｂの表面形状を詳細に調べるため、原子間力顕微鏡により表面形状を測定した。前記ホールの深さ方向形状から、ホールの形状は概略球面状または円錐状であることが分かった。そして、表面形状の特徴を数値で表現するために、表面粗さの二乗平均値ＲＭＳを凹凸高さの指標とした。さらに、表面形状を表す曲線をフーリエ変換した際に得られる正弦型曲線の最頻出波長λを凹凸ピッチの指標とし、表面凹凸の平均線に対する凹凸表面の傾きをθとすると、上述のように、ｔａｎθ＝４×ＲＭＳ／λの関係があり、この式から、ＲＭＳ＝４ｎｍ、ｔａｎθ＝０．００５を得た。
【００５７】
こうして得た基板１１上に、１３．５６ＭＨｚの高周波を用いたプラズマＣＶＤ法により第一の導電型シリコン層１２としてｐ型結晶質シリコン層、結晶質シリコン中間層１３ａ、ｉ型結晶質シリコン層１３ｂ、第二の導電型シリコン層１４としてｎ型非晶質シリコン層を順に積層し、表１に示す試料Ｎｏ．１−１−１〜１−５−５の太陽電池セルを得た。
【００５８】
上記ｐ型結晶質シリコン層は、ＳｉＨ４ガス２ｓｃｃｍ、Ｈ２ガス３００ｓｃｃｍ、Ｈ２ガスにより５０００ｐｐｍに調整されたＢ２Ｈ６ガス流量６ｓｃｃｍ、製膜室圧力６６８Ｐａ、放電電力３０Ｗ、基板温度１４０℃の条件で製膜し、３０ｎｍの厚さとした。結晶質シリコン中間層１３ａは、ＳｉＨ４ガス８ｓｃｃｍ、Ｈ２ガス流量については結晶化率を制御すべく図１１の関係を考慮して各サンプルにおいて適宜変化させ、製膜室圧力６６８Ｐａ、放電電力２０Ｗ、基板温度１７０℃の条件で製膜し、製膜時間の調整により、表１に示す膜厚とした。ｉ型結晶質シリコン層１３ｂは、ＳｉＨ４ガス９ｓｃｃｍ、Ｈ２ガス流量４００ｓｃｃｍ、製膜室圧力６６８Ｐａ、放電電力３５Ｗ、基板温度１７０℃の条件で製膜し、１μｍの厚さとした。上記ｎ型非晶質シリコン層は、ＳｉＨ４ガス８ｓｃｃｍ、Ｈ２ガス４０ｓｃｃｍ、Ｈ２ガスにより１０００ｐｐｍに希釈されたＰＨ３ガス５０ｓｃｃｍ、製膜室圧力１１３Ｐａ、放電電力１０Ｗ、基板温度１８０℃の条件で製膜し、３０ｎｍの厚さとした。
【００５９】
なお、上記と同一の製膜条件にてガラス基板上にｉ型結晶質シリコン層単層を堆積させてラマン分光法によって結晶化率Ｘｃｂを求めたところ、Ｘｃｂ＝２．０であった。
【００６０】
その後、マグネトロンスパッタリング法により裏面反射層１５として酸化亜鉛を厚さ５０ｎｍ、電子ビーム蒸着法により裏面電極１６として銀を厚さ５００ｎｍで形成し、ガラス板１１ａ側から光を入射するスーパーストレート型の結晶質シリコン薄膜太陽電池２０とした。
【００６１】
このようにして得られた結晶質シリコン薄膜太陽電池２０について、光電変換効率を測定した。測定は、スペクトルＡＭ１．５、光強度１００ｍＷ／ｃｍ２の光を照射できるソーラーシミュレーターを用い、試料の温度を２５℃に保持して行った。この結晶質シリコン薄膜太陽電池２０のＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ２）照射条件下における電流−電圧特性を測定した。結果を表１および図３に示した。図３は、実施例にしたがう太陽電池において、結晶質シリコン中間層膜厚を変化させたときの変換効率を、グラフを用いて表わした図である。なお、図３において、横軸は結晶質シリコン中間膜厚（ｎｍ）であり、縦軸は変換効率（％）であり、グラフ中の記号は図中に示すとおりを意味する。
【００６２】
【表１】
0004756820.tif 000002
【００６３】
（実施例２）
ｉ型結晶質シリコン層１３ｂの製膜条件のうち、水素流量を４５０ｓｃｃｍにした以外はすべて実施例１と同様にして、結晶質シリコン太陽電池２０を作製した。実施例１に記載の条件を用いてｉ型結晶質シリコン層単層をガラス基板上に堆積させてラマン分光法によって結晶化率Ｘｃｂを求めたところ、Ｘｃｂ＝４．０であった。得られた結果を表２及び図４に示す。図４は、本実施例にしたがう太陽電池において、結晶質シリコン中間層膜厚を変化させたときの変換効率を、グラフを用いて表わした図である。なお、図４において、横軸は結晶質シリコン中間膜厚（ｎｍ）であり、縦軸は変換効率（％）であり、グラフ中の記号は図中に示すとおりを意味する。
【００６４】
【表２】
0004756820.tif 000003
【００６５】
（実施例３）
ｉ型結晶質シリコン層１３ｂの製膜条件のうち、水素流量を５００ｓｃｃｍにした以外はすべて実施例１と同様にして、結晶質シリコン太陽電池２０を作製した。前記条件を用いてｉ型結晶質シリコン層単層をガラス基板上に堆積させてラマン分光法によって結晶化率Ｘｃｂを求めたところ、Ｘｃｂ＝８．０であった。得られた結果を表３及び図５に示す。図５は、本実施例にしたがう太陽電池において、結晶質シリコン中間層膜厚を変化させたときの変換効率を、グラフを用いて表わした図である。なお、図５において、横軸は結晶質シリコン中間膜厚（ｎｍ）であり、縦軸は変換効率（％）であり、グラフ中の記号は図中に示すとおりを意味する。
【００６６】
【表３】
0004756820.tif 000004
【００６７】
（実施例４）
ｉ型結晶質シリコン層１３ｂの膜厚を３μｍにした以外はすべて実施例１と同様にして、結晶質シリコン太陽電池２０を作製した。実施例１の記載と同条件を用いてｉ型結晶質シリコン層単層をガラス基板上に堆積させてラマン分光法によって結晶化率Ｘｃｂを求めたところ、Ｘｃｂ＝２．０であった。得られた結果を表４及び図６に示す。図６は、本実施例にしたがう太陽電池において、結晶質シリコン中間層膜厚を変化させたときの変換効率を、グラフを用いて表わした図である。なお、図６において、横軸は結晶質シリコン中間膜厚（ｎｍ）であり、縦軸は変換効率（％）であり、グラフ中の記号は図中に示すとおりを意味する。
【００６８】
【表４】
0004756820.tif 000005
【００６９】
（実施例５）
ｉ型結晶質シリコン層１３ｂの製膜条件のうち、水素流量を４５０ｓｃｃｍにした以外はすべて実施例４と同様にして、結晶質シリコン太陽電池２０を作製した。前記条件を用いてｉ型結晶質シリコン層単層をガラス基板上に堆積させてラマン分光法によって結晶化率Ｘｃｂを求めたところ、Ｘｃｂ＝４．０であった。得られた結果を表５及び図７に示す。図７は、本実施例にしたがう太陽電池において、結晶質シリコン中間層膜厚を変化させたときの変換効率を、グラフを用いて表わした図である。なお、図７において、横軸は結晶質シリコン中間膜厚（ｎｍ）であり、縦軸は変換効率（％）であり、グラフ中の記号は図中に示すとおりを意味する。
【００７０】
【表５】
0004756820.tif 000006
【００７１】
（実施例６）
ｉ型結晶質シリコン層１３ｂの製膜条件のうち、水素流量を５００ｓｃｃｍにした以外はすべて実施例４と同様にして、結晶質シリコン太陽電池２０を作製した。前記条件を用いてｉ型結晶質シリコン層単層をガラス基板上に堆積させてラマン分光法によって結晶化率Ｘｃｂを求めたところ、Ｘｃｂ＝８．０であった。得られた結果を表６及び図８に示す。図８は、本実施例にしたがう太陽電池において、結晶質シリコン中間層膜厚を変化させたときの変換効率を、グラフを用いて表わした図である。なお、図８において、横軸は結晶質シリコン中間膜厚（ｎｍ）であり、縦軸は変換効率（％）であり、グラフ中の記号は図中に示すとおりを意味する。
【００７２】
【表６】
0004756820.tif 000007
【００７３】
（実施例７）
ｉ型結晶質シリコン層１３ｂの膜厚を５μｍにした以外はすべて実施例１と同様にして、結晶質シリコン太陽電池２０を作製した。本実施例と同条件を用いてｉ型結晶質シリコン層単層を堆積させてラマン分光法によって結晶化率Ｘｃｂを求めたところ、Ｘｃｂ＝２．０であった。得られた結果を表７及び図９に示す。図９は、本実施例にしたがう太陽電池において、結晶質シリコン中間層膜厚を変化させたときの変換効率を、グラフを用いて表わした図である。なお、図９において、横軸は結晶質シリコン中間膜厚（ｎｍ）であり、縦軸は変換効率（％）であり、グラフ中の記号は図中に示すとおりを意味する。
【００７４】
【表７】
0004756820.tif 000008
【００７５】
（実施例８）
ｉ型結晶質シリコン層１３ｂの製膜条件のうち、水素流量を４５０ｓｃｃｍにした以外はすべて実施例７と同様にして、結晶質シリコン太陽電池２０を作製した。前記条件を用いてｉ型結晶質シリコン層単層をガラス基板上に堆積させてラマン分光法によって結晶化率Ｘｃｂを求めたところ、Ｘｃｂ＝４．０であった。得られた結果を表８及び図１０に示す。図１０は、本実施例にしたがう太陽電池において、結晶質シリコン中間層膜厚を変化させたときの変換効率を、グラフを用いて表わした図である。なお、図１０において、横軸は結晶質シリコン中間膜厚（ｎｍ）であり、縦軸は変換効率（％）であり、グラフ中の記号は図中に示すとおりを意味する。
【００７６】
【表８】
0004756820.tif 000009
【００７７】
（実施例９）
ｉ型結晶質シリコン層１３ｂの製膜条件のうち、水素流量を５００ｓｃｃｍにした以外はすべて実施例７と同様にして、結晶質シリコン太陽電池２０を作製した。前記条件を用いてｉ型結晶質シリコン層単層をガラス基板上に堆積させてラマン分光法によって結晶化率Ｘｃｂを求めたところ、Ｘｃｂ＝８．０であった。得られた結果を表９及び図１１に示す。図１１は、本実施例にしたがう太陽電池において、結晶質シリコン中間層膜厚を変化させたときの変換効率を、グラフを用いて表わした図である。なお、図１１において、横軸は結晶質シリコン中間膜厚（ｎｍ）であり、縦軸は変換効率（％）であり、グラフ中の記号は図中に示すとおりを意味する。
【００７８】
【表９】
0004756820.tif 000010
【００７９】
（実施例１〜９についての考察）
上記実施例１〜９の試料Ｎｏ．ｎ−１−１〜ｎ−１−５（ｎ＝１、２・・・９）のように結晶化率が低い結晶質シリコン中間層を挿入した場合では、変換効率は低い値となった。また、その膜厚の増加につれて変換効率は低下の一途をたどった。これは結晶化率の低い結晶質シリコン中間層に多いアモルファス成分中で、電子の移動度が低いことや、アモルファス成分が直列抵抗成分となることによると考えられる。その影響は膜厚の増加とともに大きく現れた。
【００８０】
また、試料Ｎｏ．ｎ−５−１〜ｎ−５−５のように、結晶化率が高い結晶質シリコン中間層を挿入した場合でも、変換効率は比較的低い値となった。これは、結晶化率の大きい結晶質シリコン中間層内では膜中の結晶体積分率が高く、すなわち結晶粒が多くなり、それに伴い欠陥となり得る結晶粒界が増加することで開放電圧及びフィルファクターの低下に伴う変換効率の低下が引き起こされるからであると考えられる。
【００８１】
また、上記実施例１〜９の、試料Ｎｏ．ｎ−１−１〜ｎ−５−１のように、膜厚が１ｎｍの結晶質シリコン中間層を挿入した場合では、変換効率は低い値となった。これは、５ｎｍ未満の膜厚では、基板及び第一の導電型シリコン層自身による微細な凹凸を有する第一の導電型シリコン層表面の凹凸を十分に被覆しきれないために、高品質なｉ型結晶質シリコン層を堆積するための下地層として十分な効果が得られないからであると考えられる。
【００８２】
また、上記実施例１〜９の、試料Ｎｏ．ｎ−１−５〜ｎ−５−５のように、膜厚が５００ｎｍの結晶質シリコン中間層を挿入した場合では、変換効率は低い値となった。これは、膜の結晶化率は膜厚と共に増大するために、１００ｎｍ以上の膜厚では、たとえ結晶質シリコン中間層が後述する範囲の結晶化率を有していたとしても、結晶質シリコン中間層自身の成長初期層による影響が無視できなくなるからであると考えられる。
【００８３】
以上のことから、結晶質シリコン中間層による、低品質な初期膜を低減する効果が良くはたらき、また、結晶質シリコン中間層を挿入したことに付随する悪影響が現れない結晶化率Ｘｃａの範囲は、実施例ｎ−２−２〜ｎ−４−４に示すように、０．６〜３．０で且つその膜厚が５〜１００ｎｍのときである。
【００８４】
（実施例１０）
実施例１において、凹凸表面膜１１ｂとしての、酸化亜鉛を用いた透明導電性膜を製膜した後、続いて、当該酸化亜鉛表面のエッチングを行った基板１１を用いて、結晶質シリコン太陽電池２０を作製した。基板の作製方法について以下に示す。
【００８５】
前記酸化亜鉛が被覆されたガラス板を、液温２５℃の０．５質量％塩酸水溶液に４５秒間浸した後、表面を純水で十分に洗浄し、凹凸表面層１１ｂとして、凹凸形状をした表面の透明導電性膜を有する太陽電池用基板１１を得た。この凹凸表面層１１ｂとしての透明導電性膜における表面形状を走査型電子顕微鏡で観察したところ、表面での直径が２００〜１４００ｎｍ程度の概略円形のホールが多数形成されていた。
【００８６】
凹凸表面層１１ｂとしての透明導電性膜の表面形状を詳細に調べるため、原子間力顕微鏡により表面形状を測定した。前記ホールの深さ方向形状から、前記ホールの形状は概略球面状または円錐状であることが分かった。そして、表面形状の特徴を数値で表現するために、表面粗さの二乗平均値ＲＭＳを凹凸高さの指標とした。さらに、表面形状を表す曲線をフーリエ変換した際に得られる正弦型曲線の最頻出波長λを凹凸ピッチの指標とし、表面凹凸の平均線に対する凹凸表面の傾きをθとすると、ｔａｎθ＝４×ＲＭＳ／λであり、ＲＭＳ＝２６ｎｍ、ｔａｎθ＝０．０９であった。
【００８７】
次いで、このようにして得られた基板を用いた以外は実施例５の５−３−３とすべて同様にして結晶質シリコン太陽電池２０を作製した。この結晶質シリコン太陽電池２０の変換効率は１１．９％であった。このように、基板に凹凸を形成することで、入射した光を多重反射により閉じ込めて有効に利用でき、変換効率が向上する。
【００８８】
（比較例１）
ｉ型結晶質シリコン層１３ｂの膜厚を０．５μｍとした以外は実施例２の試料Ｎｏ．２−３−３とすべて同様にして、結晶質シリコン太陽電池２０を作製した。前記条件を用いてｉ型結晶質シリコン層単層をガラス基板上に堆積させてラマン分光法によって結晶化率Ｘｃｂを求めたところ、Ｘｃｂ＝４．０であった。この結晶質シリコン太陽電池の変換効率は６．５５％であった。
【００８９】
（比較例２）
ｉ型結晶質シリコン層１３ｂの膜厚を６μｍとした以外はすべて実施例２の試料Ｎｏ．２−３−３と同様にして、結晶質シリコン太陽電池２０を作製した。前記条件を用いてｉ型結晶質シリコン層単層をガラス基板上に堆積させてラマン分光法によって結晶化率Ｘｃｂを求めたところ、Ｘｃｂ＝４．０であった。この結晶質シリコン太陽電池２０の変換効率は６．２８％であった。
【００９０】
（実施例２と比較例１および２とについての考察）
前記実施例２と比較例１および２とからわかるように、ｉ型シリコン結晶質層１３ｂの膜厚には最適な範囲が存在し、それは１〜５μｍである。ｉ型シリコン結晶質層１３ｂの膜厚が１μｍよりも小さいと、ｉ型シリコン結晶質層１３ｂにかかる電界は大きくなるが、薄い膜では入射光を十分吸収できないことによる短絡電流値の減少が大きく影響し、変換効率が低い値となったと考えられる。また、膜厚が５μｍよりも大きくなると、入射光を十分吸収できるが、光により発生したキャリアが走行しなければならない電極間距離が大きく、電極に至るまでにキャリアが再結合により失活する。このことにより、変換効率は低い値となったと考えられる。以上のことから、たとえｉ型シリコン結晶質層の成長初期膜を減じたとしても、ｉ型シリコン結晶質層の膜厚が適正な範囲にない場合には、実用性のある太陽電池となり得ない。よって、高効率な結晶質シリコン太陽電池２０を得るには、ｉ型シリコン結晶質層１３ｂの膜厚は、１〜５μｍが好ましい。
【００９１】
（比較例３）
ｉ型結晶質シリコン層１３ｂの製膜条件のうち、Ｈ２ガス流量を３５０ｓｃｃｍとした以外はすべて実施例４の試料Ｎｏ．４−３−３と同様にして、結晶質シリコン太陽電池２０を作製した。前記条件を用いてｉ型結晶質シリコン層単層をガラス基板上に堆積させてラマン分光法によって結晶化率Ｘｃｂを求めたところ、Ｘｃｂ＝０．５であった。この結晶質シリコン太陽電池２０の変換効率は５．８５％であった。
【００９２】
（比較例４）
ｉ型結晶質シリコン層１３ｂの製膜条件のうち、Ｈ２ガス流量を６００ｓｃｃｍとした以外はすべて実施例４の試料Ｎｏ．４−３−３と同様にして、結晶質シリコン太陽電池２０を作製した。前記条件を用いてｉ型結晶質シリコン層単層をガラス基板上に堆積させてラマン分光法によって結晶化率Ｘｃｂを求めたところ、Ｘｃｂ＝１０．０であった。この結晶質シリコン太陽電池の変換効率は６．１３％であった。
【００９３】
（実施例４と比較例３および４とについての考察）
また、前記実施例４と比較例３および４とが示すように、ｉ型シリコン結晶質層１３ｂの結晶化率Ｘｃｂには最適な範囲が存在し、それは２〜８である。ｉ型シリコン結晶質層１３ｂの結晶化率が２よりも小さいと、結晶成分による長波長光の吸収が不十分となるため、短絡電流値が低下し、変換効率が低下すると考えられる。また、結晶化率が８よりも大きくなると、膜中の結晶体積分率が高く、すなわち結晶粒が多くなり、それに伴い欠陥となり得る結晶粒界が増加することで開放電圧及びフィルファクターの低下に伴う変換効率の低下を引き起こすと考えられる。以上のことから、たとえｉ型シリコン結晶質層の成長初期膜を減じたとしても、ｉ型シリコン結晶質層結晶化率が適正な範囲にない場合には、実用性のある太陽電池となり得ない。よって、高効率な結晶質シリコン太陽電池２０を得るには、ｉ型シリコン結晶質層１３ｂの結晶化率Ｘｃｂは、２〜８が好ましい。
【００９４】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明にしたがう太陽電池の構造の概略断面図である。
【図２】本発明にしたがうサブストレート型太陽電池の構造の概略断面図である。
【図３】本実施例にしたがう太陽電池において、結晶質シリコン中間層膜厚を変化させたときの変換効率を、グラフを用いて表わした図である。
【図４】本実施例にしたがう太陽電池において、結晶質シリコン中間層膜厚を変化させたときの変換効率を、グラフを用いて表わした図である。
【図５】本実施例にしたがう太陽電池において、結晶質シリコン中間層膜厚を変化させたときの変換効率を、グラフを用いて表わした図である。
【図６】本実施例にしたがう太陽電池において、結晶質シリコン中間層膜厚を変化させたときの変換効率を、グラフを用いて表わした図である。
【図７】本実施例にしたがう太陽電池において、結晶質シリコン中間層膜厚を変化させたときの変換効率を、グラフを用いて表わした図である。
【図８】本実施例にしたがう太陽電池において、結晶質シリコン中間層膜厚を変化させたときの変換効率を、グラフを用いて表わした図である。
【図９】本実施例にしたがう太陽電池において、結晶質シリコン中間層膜厚を変化させたときの変換効率を、グラフを用いて表わした図である。
【図１０】本実施例にしたがう太陽電池において、結晶質シリコン中間層膜厚を変化させたときの変換効率を、グラフを用いて表わした図である。
【図１１】本実施例にしたがう太陽電池において、結晶質シリコン中間層膜厚を変化させたときの変換効率を、グラフを用いて表わした図である。
【図１２】プラズマＣＶＤ法を用いて結晶質シリコン薄膜を形成したときのシラン濃度[ＳｉＨ４／（ＳｉＨ４＋Ｈ２）]と結晶化率との関係を、グラフを用いて示す概念図である。
【符号の説明】
【００９６】
１１  基板、１１ａ  基底基板、１１ｂ  透明、１２  第一の導電型シリコン層、１３ａ  結晶質シリコン中間膜、１３ｂ  ｉ型結晶質シリコン層、１４  第二の導電型シリコン層、１５  裏面反射層、１６  裏面電極、１８  櫛型電極、２０  太陽電池、２１  光電変換部。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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