(57)【要約】  本発明は、表面構造を持つ電極と一体にされた、被覆する機能を有する基材であり、金属酸化物を含む少なくとも１つの透明導電層（３）を含み、この層は光を受け取ることができる構成要素の少なくとも１つの機能性層（４）で覆われている基材（１）であって、周期的な又は非周期的な凹凸パターンの繰り返しを含む表面構造部分を有する界面層（２）で覆われていることを特徴とする基材に関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１種以上の金属酸化物を基礎材料とする少なくとも１つの透明な導電層（３）を含む表面構造を有する電極と組み合わされた基材（１）であり、その層は光を受け取ることができる構成要素の少なくとも１つの機能性層（４）で覆われたものである、被覆機能を有する基材（１）であって、周期的な又は非周期的な凹凸状の表面形状の繰り返しを含む表面構造部分を有する界面層（２）で覆われていることを特徴とする基材。
【請求項２】
前記界面層（２）が、前記基材（１）の背面に位置し、そしてピッチｗと高さｈが次の関係、すなわち、ｗ≦λ、好ましくはｗ≦λ／２、より好ましくはｗ≦λ／４、及びｈ≧λ／４、好ましくはｈ≧λ、より好ましくはｈ≧２λ、であり、λは太陽スペクトルの範囲内にあり、且つ太陽電池の最高エネルギー変換効率のところにある、という関係を満足する、周期的な又は非周期的な凹凸状の表面形状の繰り返しを含む表面構造部分を有することを特徴とする、請求項１記載の基材。
【請求項３】
前記界面層（２）が、前記基材（１）の背面に位置し、そしてピッチｗと高さｈが次の関係、すなわち、λ／４≦ｗ≦２λ、且つ、ｈは２０ｎｍと１μｍの間、好ましくは３０ｎｍと５００ｎｍの間、より好ましくは５０ｎｍと２００ｎｍの間にあり、λは太陽スペクトルが大きな振幅を有するが電池の変換効率はその最適値ではない波長のところにある、という関係を満足する、周期的な又は非周期的な凹凸状の表面形状の繰り返しを含む表面構造部分を有することを特徴とする、請求項１記載の基材。
【請求項４】
前記導電層（３）が前記界面層（２）に被着していることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１つに記載の基材。
【請求項５】
前記界面層（２）が、前記基材（１）の前面に位置し、そしてピッチｗと高さｈが次の関係、すなわち、λ／４≦ｗ≦２λ、且つ、ｈは２０ｎｍと１μｍの間、好ましくは３０ｎｍと５００ｎｍの間、より好ましくは５０ｎｍと２００ｎｍの間にあり、λは太陽スペクトルが大きな振幅を有するが電池の変換効率はその最適値ではない波長のところにある、という関係を満足する、周期的な又は非周期的な凹凸状の表面形状の繰り返しを含む表面構造部分を有することを特徴とする、請求項１記載の基材。
【請求項６】
前記導電層（３）が前記界面層（２）の表面形状に一致していることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１つに記載の基材。
【請求項７】
前記導電層（３）前記界面層のものと異なる粗さを有することを特徴とする、請求項１〜５の１つに記載の基材。
【請求項８】
前記界面層（２）の屈折率が当該基材のそれに近いことを特徴とする、請求項１〜４の１つに記載の基材。
【請求項９】
前記界面層（２）がｎ≦ｎsubstrateなる屈折率を有することを特徴とする、請求項５記載の基材。
【請求項１０】
前記界面層（２）が前記基材と前記導電層との間に配置される場合、前記界面層はｎsubstrate≦ｎ≦ｎTCOであるような屈性率ｎを有することを特徴とする、請求項１〜４の１つに記載の基材。
【請求項１１】
前記凹凸状の表面形状が平行な線を含むことを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１つに記載の基材。
【請求項１２】
前記凹凸状の表面形状が平行でない線及び／又はスタッドを含むことを特徴とする、請求項１〜１０の１つに記載の基材。
【請求項１３】
ソーラーモジュールと組み合わされていて、前記表面構造を持つ面が該ソーラーモジュールの活性材料の方に向いていることを特徴とする、請求項１〜１２の１つに記載の基材。
【請求項１４】
前記界面層（２）が、前記基材（１）の背面に位置し、そしてピッチｗが実質的に３００ｎｍに近い、周期的な又は非周期的な表面形状の繰り返しを含む表面構造部分を有し、そのため第一の波長範囲についての反射防止効果と第二の波長範囲についての光捕捉効果との組み合わせを有することを特徴とする、請求項１〜１３の１つに記載の基材。
【請求項１５】
前記表面構造を有する面をゾル−ゲル又はポリマー層をエンボス加工することにより得ることを特徴とする、請求項１〜１４の１つに記載の基材の製造方法。
【請求項１６】
前記表面構造を有する面をフォトリソグラフィー技術により得ることを特徴とする、請求項１〜１４の１つに記載の基材の製造方法。
【請求項１７】
請求項１〜１４の１つに記載の基材の太陽電池における使用。
【請求項１８】
請求項１〜１４の１つに記載の基材を含むことを特徴とする、太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極を備えた透明基材、特にガラス製の透明基材に対する改良に関する．この導電性基材は、より詳しく言うと、太陽電池の一部分を形成しようとするものである。それは特に、太陽電池の「前面」、すなわち電気に変換しようとする太陽放射線に直接さらされる面、として使用される。
【背景技術】
【０００２】
本発明は特に、非晶質の又は微結晶性のＳｉタイプの太陽電池に適用可能であり、その構造を簡単に思い出すことにする。
【０００３】
一般に、このタイプの製品は、２つの、できる限りは透明な、硬質基材の間に直列に搭載した太陽電池の形で市販され、硬質基材の前面はガラス製である．このタイプの電池は、ドイツ国特許出願公開第１０２００４０４６５５４．１号明細書に記載されている。
【０００４】
「ソーラーモジュール」と呼ばれて市販されているのは、基材、ポリマー及び太陽電池を含む組立体である。
【０００５】
従って、本発明は、上記のモジュールにも関する。
【０００６】
ソーラーモジュールが平方メートルで販売されず、供給する電力で販売される場合、追加される効率の各パーセントは電気的性能を増大させるので、所定のソーラーモジュール技術にについて言えば、各パーセントの効率が増加した、所定寸法のソーラーモジュールの価格は、何よりも、電池と組み合わせた基材における光透過率について得られる増加率に依存する、ということが知られている。
【０００７】
フランス国特許第２８３２７０６号明細書には、１種以上の金属酸化物を基礎材料とする少なくとも１つの透明な導電層を含む電極を備えた、被覆する機能を有する基材が教示されており、この電極は、数ナノメートルから数十ナノメートルまでの様々なＲＭＳ粗さを有するという特別な特性を有する。
【０００８】
表面構造を有する電極を備えたこの基材は、光を受け取ることができる構成要素（例えば光電池又はソーラーコレクター）のすぐ近くに配置された場合に、その機能を果たし、そして有益なエネルギー変換効率が得られるようにするとは言うものの、発明者らは、光を受け取ることができる構成要素の機能性層に向かう基材内の光の源の拡散を更に向上させることができることを見いだした。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、本発明の目的は、これらのモジュールの光電変換効率を向上させるための手段を追求することであり、その手段は、より具体的には、電極を備えた上述の「前面」ガラス板に関する。追求されるものは、工業規模で実施するのが簡単であり、そしてこのタイプの製品の既知の構造と構成に変更をもたらさない手段である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の最初の対象は、１種以上の金属酸化物を基礎材料とする少なくとも１つの透明な導電層を含む表面構造を有する電極と組み合わされた基材であり、その層は光を受け取ることができる構成要素の少なくとも１つの機能性層で覆われたものである、被覆機能を有する基材であって、周期的な又は非周期的な凹凸状の表面形状の繰り返しを含む表面構造部分を有する界面層で覆われていることを特徴とする基材である。
【００１１】
本発明の範囲内で、電極はＴＣＯ（透明導電性酸化物（Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｏｘｉｄｅ））の省略形で呼ばれ、太陽電池分野及びエレクトロニクス分野で広く用いられるものである。
【００１２】
本発明の範囲内で、「機能性層」という用語は、光を受け取ることができる構成要素（例えば太陽電池、光電池又はソーラーコレクター）内で光エネルギーを電気エネルギー又は熱エネルギーに変えるのを可能にする材料を基礎材料とする薄い層として定義される。太陽電池のための当該材料は、伝統的に、非晶質ケイ素、微結晶性ケイ素、又はテルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）を基礎材料とする層でよい。
【００１３】
この表面構造が特別な仕様を有する場合に得られるものは、界面層を取り囲む２つの媒体間の反射防止効果である。
【００１４】
更に、界面層の表面に構造を付与することにより、界面層とそのおのおのの面に配置される材料との間での入射光の拡散が多くなり、光は太陽電池を非常に長い進路で進まなければならなくなる。
【００１５】
こうして光学距離を延ばすことによって、電池の活性構成要素による光の吸収の機会が増加し、そして最終的には、太陽電池の光電変換率が増大する。従って、光の捕捉がより良好となる。
【００１６】
本発明の好ましい態様では、次の構成のうちの１つ以上を、所望に応じ更に利用することができる。
・界面層が基材の背面に位置し、この界面層は、ピッチｗと高さｈが次の関係、すなわち、ｗ≦λ、好ましくはｗ≦λ／２、より好ましくはｗ≦λ／４、及びｈ≧λ／４、好ましくはｈ≧λ、より好ましくはｈ≧２λ、であり、λは太陽スペクトルの範囲内にあり、且つ太陽電池の最高エネルギー変換効率のところにある、という関係を満足する、周期的な又は非周期的な凹凸状の表面形状の繰り返しを含む表面構造部分を有すること。
・界面層が基材の背面に位置し、この界面層は、ピッチｗと高さｈが次の関係、すなわち、λ／４≦ｗ≦２λ、且つ、ｈは２０ｎｍと１μｍの間、好ましくは３０ｎｍと５００ｎｍの間、より好ましくは５０ｎｍと２００ｎｍの間にあり、λは太陽スペクトルが大きな振幅を有するが電池の変換効率はその最適値ではない波長のところにある、という関係を満足する、周期的な又は非周期的な凹凸状の表面形状の繰り返しを含む表面構造部分を有すること。
・導電層を界面層に被着すること。
・界面層が基材の前面に位置し、この界面層は、ピッチｗと高さｈが次の関係、すなわち、λ／４≦ｗ≦２λ、且つ、ｈは２０ｎｍと１μｍの間、好ましくは３０ｎｍと５００ｎｍの間、より好ましくは５０ｎｍと２００ｎｍの間にあり、λは太陽スペクトルが大きな振幅を有するが電池の変換効率はその最適値ではない波長のところにある、という関係を満足する、周期的な又は非周期的な凹凸状の表面形状の繰り返しを含む表面構造部分を有すること。
・界面層の屈折率が基材のそれに近いこと。
・界面層が基材の前面に配置される場合、界面層はｎ≦ｎsubstrateなる屈折率ｎを有すること。
・界面層が基材と導電層との間に配置される場合、界面層はｎsubstrate≦ｎ≦ｎTCOであるような屈性率ｎを有すること。
・導電層が界面層の表面形状に一致すること。
・導電層の粗さが界面層のそれと異なること。
・界面層が基材の背面に位置し、この界面層は、ピッチｗが実質的に３００ｎｍに近い、周期的な又は非周期的な表面形状の繰り返しを含む表面構造部分を有し、そのため第一の波長範囲についての反射防止効果と第二の波長範囲についての光捕捉効果との組み合わせを有すること。
・凹凸状の表面形状が平行な線を含むこと。
・凹凸状の表面形状が平行でない線及び／又はスタッドを有すること。
・表面構造を有する面がゾル−ゲル又はポリマー層をエンボス加工することにより得られること。
・表面構造を有する面がフォトリソグラフィー技術により得られること。
【００１７】
本発明のこのほかの特徴、詳細及び利点は、添付の図面を参照しそして単に限定しない例示として示される、以下の説明を読むことによって、より明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第一の実施形態により本発明を実施することによって基材を組み入れ、界面層が基材の背面に配置されている太陽電池の断面図である。
【図２】第二の実施形態により本発明を実施することによって基材を組み入れ、界面層が基材の前面に配置されている太陽電池の断面図である。
【図３】２つの代表的な光電池（非晶質Ｓｉと微結晶性Ｓｉ）のエネルギー変換効率（Ｅ／λ）を示す図である。
【図４】反射防止効果のある本発明の第一の実施形態の変形例を示す図である。
【図５】光捕捉効果のある本発明の第二の実施形態の変形例を示す図である。
【図６】いろいろなピッチの値について光学距離を波長の関数として示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、本発明による基材を組み入れた光を受け取ることができる構成要素（太陽電池又は光電池）を示している。
【００２０】
被覆する機能を有する透明基材１は、例えば、完全にガラス製であることができる。それは、ポリウレタン又はポリカーボネート又はポリメチルメタクリレートなどの、熱可塑性ポリマー製であってもよい。
【００２１】
被覆機能を有する基材の質量の大部分（すなわち少なくとも９８ｗｔ％）又は全ては、可能である最良の透明度を有するとともに、好ましくは、用途（ソーラーモジュール）にとって有効なスペクトルの部分において、一般には３８０〜１２００ｎｍの範囲のスペクトルにおいて、０．０１ｍｍ-1未満の線吸収を有する材料で製作される。
【００２２】
本発明による基材１は、様々な技術分野の光電池（非晶質ケイ素、微結晶性ケイ素）のための保護プレートとして用いられる場合、０．５〜１０ｍｍの範囲の全厚を有することができる。この場合には、このプレートは熱処理（例えば強化タイプの）を受けるのが有利であろう。
【００２３】
慣用的に、光線の方に向けられる基材の前面（すなわち外面）は、Ａで表示され、ソーラーモジュールの層のうちの残りのものの方に向けられる基材の背面（すなわち内面）は、Ｂで表示される。
【００２４】
界面層２は、基材の面Ｂに配置される。この界面層２は、スピンコーティング、フローコーティング、スプレーコーティング、又はスクリーン印刷の手法により、あるいは薄層を被着させるためのその他の任意の液相被着手法によって得られ、そしてポリマー又はゾル−ゲルを基礎材料とする。
【００２５】
使用することができるゾル−ゲル層は、一般には、例えば水／アルコール混合物に溶解した、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2などの、無機酸化物前駆物質の液体層である。これらの層は、補助的な加熱手段を用い又は用いずに、乾燥することにより硬化する。ＳｉＯ2前駆物質としては、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）及びメチルトリエトキシシラン（ＭＴＥＯＳ）が挙げられる。これらの前駆物質と最終的に得られるシリカには、有機機能性基を含ませることができる。例えば、疎水性コーティングを得るためには、ヨーロッパ特許出願公開第７９９８７３号明細書にフルオロシランが記載されている。
【００２６】
ポリマーのうちでは、次のもの、すなわち、
・ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、
・ポリスチレン、
・ポリアクリレート、例えばポリメチルメタクリレート、ポリブチルアクリレート、ポリメタクリル酸、ポリ（２−ヒドロキシエチルメタクリレート）、及びそれらのコポリマーなど、
・エポキシポリアクリレート及びポリメタクリレート、
・ウレタンポリアクリレート及びポリメタクリレート、
・ポリイミド、例えばポリメチルグルタルイミドなど、
・ポリシロキサン、例えばポリエポキシシロキサンなど、
・ポリビニルエーテル、
・ポリ（ビスベンゾシクロブテン）、
などを、単独のものとして、又はそれらのいくつかのコポリマーもしくは混合物として、挙げることができる。
【００２７】
その後、上記の表面形状を、この界面層２の表面に、エンボス加工技術、又はフォトリソグラフィー技術、又はそのほかの任意の表面形状作製技術（化学エッチング、トランスファーレーザーアブレーション、イオン交換、光屈折又は電気光学効果）のいずれかにより作り出す。
【００２８】
エンボス加工は、被覆機能を有する基材の表面の一部分に、サブミリメートルスケールの特性寸法の表面形状の格子を形成して表面構造を作るものであり、塑性又は粘塑性変形による表面構造の形成を、マスクと呼ばれる、表面構造を有するエレメントとの接触と、圧力をかけ、製品の表面と平行にマスクを連続して移動させ及び／又は製品を製品の表面と平行に連続して移動させることにより行う。製品とマスクとの間の圧力下での移動の速度と接触の時間を、表面構造を形成しようとする表面の性質、特に、
・その粘度と表面張力、
・場合により所望の表面形状のタイプ（マスク上のパターンの最も忠実な再現、あるいは意図的に先端を切り取っての再現、など）、
に応じて調整する。
【００２９】
マスク上のパターンは、必ずしも複写されるパターンのネガ型とは限らない。例えば、いくつかのマスクを使って、又は何回かの移動作業により、最終パターンを形成してもよい。
【００３０】
マスクは、寸法（幅と高さの両方）を異にし、及び／又は、位置及び／又は間隔を異にする表面形状パターンを持つゾーンを有してもよい。
【００３１】
本発明による格子を作るためのもう一つの可能性のある方法は、フォトリソグラフィーを含む。この方法は、一般に、凹凸状の表面形状を形成しようとする第一の層を、初めに透明基材に設けるものである。この第一の層は、エンボス加工の被着したゾル−ゲル又はポリマー層に匹敵する。それもまた、後者と同じ性質のものでよく、特にシリカ製でよい。この方法の第二の工程では、感光性樹脂又はフォトレジストの、第二の層を被着させる。特定の放射線への暴露により、これを所定の箇所で硬化させる。こうして、感光性樹脂の未硬化の部分を除去後に、エッチングする第一の層の上にマスクを形成する。次に、エンボス加工の任意的な工程に関連して先に説明したのと同じようにして、エッチングを行う。感光性樹脂の残留物があれば、除去することができる。
【００３２】
本発明による格子を作るためのもう一つの可能性のある方法は、ナノ表面構造を有する層の移動を含む。第一の支持体に結合した層を、本発明による発明品を構成するように、第二のものに結合させる。その層はプラスチックなどで作ることができる。
【００３３】
使用することができるもう一つの方法は、イオン交換、例えば無機ガラス中のＡｇ+イオンによるＮａ+イオンの交換、に依存する。
【００３４】
最後に、変調された光が材料（例えば、チタン酸バリウムでできた光屈折結晶）の屈折率の空間的変調を生じさせる光屈折効果を利用することができる。電場が材料の屈折率の空間的変調を生じさせる電気光学効果を利用することも可能である。
【００３５】
意図する表面構造の形態に応じて、この方法は必ずしも完全な幾何学形状をもたらすとは限らないことがある。特に急角度の表面形状の場合には、必要とされる性能を損なうことなしに、それらは丸みを帯びることがある。
【００３６】
第一の実施形態の変形によれば、「フライアイ」タイプの輪郭を作り、それにより周期的な又は非周期的な複数の凹凸状表面形状が、次の幾何学的特性、すなわち、表面形状のピッチｗと高さｈが次の関係、すなわち、
・ｗ≦λ、好ましくはｗ≦λ／２、より好ましくはｗ≦λ／４、及びｈ≧λ／４、好ましくはｈ≧λ、より好ましくはｈ≧２λ、
を満足する、というものを有するようにする。
【００３７】
この構成では、λは太陽スペクトルの範囲内にあり、且つ太陽電池の最高効率のところ、とりわけ、非晶質ケイ素の場合にはλ＝５００ｎｍ（図３参照）、微結晶性ケイ素の場合にはλ＝７００ｎｍ（図３参照）、のところにある。
【００３８】
表面形状は、例えば、円錐又は、三角形、正方形、長方形、六角形もしくは八角形などの多角形の底面を持つ角錐の形を有することができ、それらの表面形状は、場合により、凸状であり、すなわち界面層の全般的平面に対して突出したものであり、あるいは凹状であり、すなわち界面層の厚さにおいてくぼんでいてもよい。
【００３９】
これらの全ての表面形状は、表面の全面に広がり、平行な又は平行でない線を形成することができる（実際のところ、それらはスタッドを作り出すことができる）。
【００４０】
界面層の材料を構成するために選ばれる材料は、被覆機能を有する基材を構成する材料の屈折率と実質的に同様の又はそれに近い屈折率（約１．５０）を有する。
【００４１】
ＴＣＯ（透明導電性酸化物）層と呼ばれる導電層３は、この界面層２に被着される。それは、次の材料、すなわち、ドープされた酸化スズ、特にフッ素をドープされた又はアンチモンをドープされたもの（ＣＶＤでの被着の場合に使用することができる前駆物質は、フッ酸もしくはトリフルオロ酢酸タイプのフッ素前駆物質と組み合わされたハロゲン化スズ又は有機金属化合物でよい）、ドープされた酸化亜鉛、特にアルミニウムをドープされたもの（ＣＶＤでの被着の場合に使用することができる前駆物質は亜鉛とハロゲン化アルミニウム又は有機金属化合物でよい）、あるいはドープされた酸化インジウム、特にスズをドープされたもの（ＣＶＤでの被着の場合に使用することができる前駆物質はスズとハロゲン化インジウム又は有機金属化合物でよい）、から選ぶことができる。
【００４２】
導電層３は、最大で３０Ω／□、特に最大で２０Ω／□、好ましくは最大で１０又は１５Ω／□の表面抵抗を有する。それは一般には５Ω／□と１２Ω／□の間である。
【００４３】
界面層は、ガラスとＴＣＯ導電層３との間に配置される場合、ｎglass≦ｎ≦ｎTCOのような屈折率ｎを有する、ということに注目することができる。
【００４４】
このようにして、被覆機能を有する（ガラスを基礎材料とする）基材１と導電層３との間で、反射防止効果が得られる。この結果として、透過率が、屈折率が２．０に近い従来のＴＣＯに対してほぼ２〜３％上昇する。
【００４５】
導電層３は、太陽電池の機能性層４で覆われる。
【００４６】
導電層３と機能性層４との接触ゾーンの性質に応じて、太陽電池の種々の光学的特性を得ることが可能であり、すなわち、次のようになる。
・接触ゾーンが下地の表面形状に一致する、すなわち導電層３が凹凸表面形状に由来する界面層２の平面形状に一致する場合には、導電層３と機能性層４との間で第二の反射防止効果が得られる。屈折率が２のＴＣＯと屈折率が３の機能性層の場合、透過率の増加はほぼ３〜４％となる。
・接触ゾーンが下地の表面形状に一致しない、すなわち導電層３が界面層２のものと異なる表面構造（例えば粒子の形成）を有する場合には、この第二の表面構造は光の捕捉を助けることができ、そして太陽電池の機能性層における光の進路を長くするのを可能にすることができる。
【００４７】
第二の態様の変形例によれば、光を拡散させる又は回折させる構造が作られる。界面層２の表面構造部分は、次の平面特性、すなわち、ピッチｗと高さｈが次の関係、すなわち、λ／４≦ｗ≦２λ、且つ、ｈは２０ｎｍと１μｍの間、好ましくは３０ｎｍと５００ｎｍの間、より好ましくは５０ｎｍと２００ｎｍの間にある、という関係を満足する平面特性を有する、周期的な又は非周期的な複数の凹凸状表面形状を含む。
【００４８】
この構成では、選ばれた波長λは、太陽スペクトルが大きな振幅を有するが電池の変換効率はその最適値ではない波長に一致する。このようにして、その波長は太陽電池内のより長い距離を伝わり、変換される可能性がより高くなる。波長は、変換効率が低くなりすぎないように選ばれる。その理由は、変換効率が過度に低くなるようにλの値を選んだ場合、光学距離を延ばすということの結果として、相対的な増加は大きくなるが絶対的な増加は小さくなるからである。一例を挙げると、非晶質ケイ素を基礎材料とする太陽電池（図３参照）の場合、λは５５０ｎｍと７５０ｎｍの間になるように選ばれる（この値より大きくなると、効率は非常に低くなる）。微結晶性ケイ素（図３参照）の場合には、λは５００ｎｍと６５０ｎｍの間、及び８００ｎｍと１０００ｎｍの間になるように選ばれる。
【００４９】
表面形状は、例えば、円錐又は、三角形、正方形、長方形、六角形もしくは八角形などの多角形の底面を持つ角錐の形を持つことができ、それらの表面形状は、場合により、凸状であり、すなわち界面層の全般的平面に対して突出したものであり、あるいは凹状であり、すなわち界面層の厚さにおいてくぼんでいてもよい。
【００５０】
これらの全ての表面形状は、表面の全面に広がり、平行な又は平行でない線を形成することができる（実際のところ、それらはスタッドを作り出すことができる）。
【００５１】
ＴＣＯ（透明導電性酸化物）層と呼ばれる導電層３は、この界面層２に被着される。それは、次の材料、すなわち、ドープされた酸化スズ、特にフッ素をドープされた又はアンチモンをドープされたもの（ＣＶＤでの被着の場合に使用することができる前駆物質は、フッ酸もしくはトリフルオロ酢酸タイプのフッ素前駆物質と組み合わされたハロゲン化スズ又は有機金属化合物でよい）、ドープされた酸化亜鉛、特にアルミニウムをドープされたもの（ＣＶＤでの被着の場合に使用することができる前駆物質は亜鉛とハロゲン化アルミニウム又は有機金属化合物でよい）、あるいはドープされた酸化インジウム、特にスズをドープされたもの（ＣＶＤでの被着の場合に使用することができる前駆物質はスズとハロゲン化インジウム又は有機金属化合物でよい）、から選ぶことができる。
【００５２】
導電層３は、最大で３０Ω／□、特に最大で２０Ω／□、好ましくは最大で１０又は１５Ω／□の表面抵抗を有する。それは一般には５Ω／□と１２Ω／□の間である。
【００５３】
導電層３は、太陽電池の機能性層４で覆われる。回折効果が得られ、光線は界面層で拡散され又は回折される。
【００５４】
導電層３が界面層に由来する表面構造に一致し、且つ更に特定の固有の粗さを有する場合には、導電層３と機能性層４との間の界面ゾーンは、２つのスケールの表面構造を有し、第一のスケールは表面構造を有する界面層により与えられ、第二のスケールは導電層の固有の粗さに由来する。この２つのスケールの粗さは、光の捕捉の向上を可能にする。
【００５５】
特定のモードについては、粗さは一様でなく、あるいはランダムである。界面層と導電層の表面に規則的な表面形状はなく、当該表面の全体にわたってこれらの層の表面の一定しない大きさの突出部及び／又はくぼみがランダムに分布する。この粗さはただでさえ、基材により伝えられる光の実質的な拡散又は散乱、主として「前方への」散乱、を可能にし、すなわち光を太陽電池の主として内部に向けて拡散させるのを可能にする。
【００５６】
ここでも、目的は特定波長λの入射太陽光線を最高条件で「捕捉」することである。非晶質のケイ素を基礎材料とする電池について言えば、λは５５０ｎｍと７５０ｎｍの間になるよう選ばれ、微結晶性のケイ素を基礎材料とするもの（図３参照）については、λは５００ｎｍと６５０ｎｍの間及び８００ｎｍと１０００ｎｍの間になるよう選ばれる。
【００５７】
機能性層４は、ソーラーモジュールのための第二の電極として働かなければならない導電層５で覆われる。例えば銀で作られる、この導電層５は、真空（マグネトロン）スパッタリング技術により製作することができる。
【００５８】
次に、上述の層の全てを設けたこのガラス板１を、薄層状の中間層又は封止材６を介して、裏側のガラス板７に固定し、こうして太陽電池又は光電池を組み立てる。
【００５９】
図２は、単純に基材に対する界面層２の位置によって図１に例示したものと異なる、本発明のもう一つの実施形態を示している。
【００６０】
この実施形態では、界面層２は基材１の面Ａにある。この場合には、界面層はｎ≦ｎglassなる屈折率を有する。それは、基材１を進んでいく光線が、次に導電層３、そして次に機能性層４を、大きな入射角で進むように、入射光が拡散又は回折するのを可能にし、こうして光捕捉現象を増進するのを可能にする。この光の拡散又は回折は、特定の波長について得られる。
【００６１】
次の関係、すなわち、λ／４≦ｗ≦２λ、且つ、ｈは２０ｎｍと１μｍの間、好ましくは３０ｎｍと５００ｎｍの間、より好ましくは５０ｎｍと２００ｎｍの間にある、という関係を満足するピッチｗと高さｈを有する凹凸状表面形状が用いられる。λは、非晶質のケイ素の場合には、５５０ｎｍと７５０ｎｍの間（この値を超えると効率が非常に低くなる）になるように選ばれる。微結晶性ケイ素の場合（図３参照）は、λは５００ｎｍと６５０ｎｍの間、及び８００ｎｍと１０００ｎｍの間になるように選ばれる。
【００６２】
本発明による基材は、太陽電池で使用することができる。
【００６３】
意図された用途に応じて、プレートの最も適した面に、プレートに特定の性質を付与する少なくとも１つの層を適用することが可能である。例えば紫外線領域の、特定の波長でバリヤを形成する層を、特に適用することができる。プレートに、好ましくは少なくとも周囲空気に直接接する側で、汚染防止層、例えばＴｉＯ2層、特にヨーロッパ特許出願公開第１０８７９１６号明細書の対象を形成する層、などや、あるいは国際公開第０１／３２５７８号パンフレットに記載されたような、ＳｉＯ2又は酸炭化ケイ素又は酸窒化ケイ素又は酸炭窒化ケイ素で作られた汚染防止層を適用することも可能である。
【実施例】
【００６４】
〔例１〕
図４は、第一の形態の変形例による「フライアイ」反射防止の構成を示している。
【００６５】
界面層２をガラス基材１の面Ｂに被着させる。この層２は表面構造を有し、台形状の下部を持った溝を有する。台形の下部は、幅ｗ＝１３５ｎｍであり、ｐ＝１５ｎｍである。溝はｐ＝１５ｎｍの間隔で離間している。この表面形状の深さｈは９００ｎｍである。
【００６６】
この界面層２に、透明な導電層３を被着させる。
【００６７】
表１は、界面層２が存在する場合とこの界面層２がなしの場合の、ガラス基材と導電層３との間の反射の値を示している。反射率は、それぞれ、ガラス１がｎ＝１．５２、表面構造を持った界面層２がｎ＝１．５２、導電（ＴＣＯ）層３がｎ＝２．０１である。０°、３０°及び４２°の３つの入射角θ（最後の角度はガラスの全反射の角度である）について、そして波長λ＝４５０ｎｍ（非晶質のケイ素タイプの電池にとって理想的）について、反射を計算した。
【００６８】
【表１】
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【００６９】
界面層の反射防止効果が明らかであり、全ての入射角について反射は約２％から０．１％未満になっている。
【００７０】
〔例２〕
例２は、本発明の第二の実施形態の変形例、すなわち光学距離が増加したものを説明する。図５と６を参照すると、ガラス基材１の面Ｂに界面層２が被着している．この界面層２は、表面構造を有し、正弦波プロファイルの溝を有する。正弦波のピッチはｗであり、高さはｈである。この界面層２に被着しているのは、表面構造を有する界面層２の表面構造に一致する、厚さｅのＴＣＯを形成している透明導電層３である。こうして、機能性層４における光の進路が増加する。電池の法線に関し角度θで光線が機能性層４に入る場合、活性媒体中における光学距離は、電池の法線方向の光線に比べ１／ｃｏｓθだけ増加する。
【００７１】
光学距離の増加を、いろいろな表面構造のピッチｗについて光の波長λの関数として、以下に示す。高さｈはｈ＝２００ｎｍに設定し、厚さはｅ＝６００ｎｍに設定する。
【００７２】
光学距離の増加Ａ（％で表示）を、表面構造のいろいろなピッチｗについて機能性層４における光の波長λの関数として、以下に示す。屈折率は、媒体１と２（ガラスと表面構造を持つ界面層）がｎ＝１．５２、媒体３（ＴＣＯ）がｎ＝２．０、媒体４（機能性層４）がｎ＝３である。増加Ａ（％で表示）は、０°と５０°の間の空気中での入射角の範囲にわたり平均化して計算した。
【００７３】
結果を図６に示す。これは、表面構造を持つ層での光の回折・散乱のために光学距離が増加することを示している。光学距離の増加、すなわち光の捕捉は、光の波長とともに変化する。詳しく言えば、ｗ＝３００ｎｍの表面構造は、図３のもののような、非晶質ケイ素タイプの電池にとって特に有効である。実際に、光の捕捉は６００ｎｍと７５０ｎｍの間のλについて、特に有効である。更に、ｗ＝４００ｎｍの表面構造は、図３のもののような、微結晶性ケイ素タイプの電池にとって特に有効であるように思える。実際に、光の捕捉は５００ｎｍと６５０ｎｍの間及び７５０ｎｍと９００ｎｍの間のλにとって特に有効であり、それに対し光の捕捉は、電池が最高の変換効率を持ち、光の捕捉をそれほど必要でなくする波長の、約７００ｎｍではそれほど有効でない。
【００７４】
〔例３〕
最後に、例３は、「フライアイ」反射防止効果と光捕捉効果の両方を有する表面構造を示す。
【００７５】
この例３では、例２の、特にｗ＝３００ｎｍの事例の、幾何学形状を採用する。この構成では、光の捕捉が得られて光学距離が増加するのが可能であるばかりでなく、ガラス（媒体１）と機能性層４との間で反射防止効果も得られる。媒体１（ガラス）と機能性層４との間の光の透過を、そのような構造についてλ＝４００ｎｍと６００ｎｍの間の第一の波長範囲について計算することにより、約４％の光の透過の増加が得られる（この値は０°と５０°の間の入射角にわたり平均化して得られる）。更に、発明者らは、この構造は光学距離が６００ｎｍと７５０ｎｍの間の第二の波長範囲について約２０％増加するのを可能にするということを、既に確かめた（図６参照）。そのため、この構造は、図３のもののような、非晶質のケイ素タイプの機能性層４にとって有益な２つの効果を有することになる。機能性層４が非常に効果的である、４００ｎｍと６００ｎｍの間の波長の場合、当該構造は反射防止効果をもたらし、それに対し機能性層４がそれほど有効でない６００ｎｍと７５０ｎｍの間の波長の場合は、光の捕捉効果が得られる。
【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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【国際調査報告】
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