(57)【要約】【課題】  透明電極層と半導体層との界面とのバリヤを少なくして、直列抵抗を減少させ、なおかつ、裏面電極の導電率を上げることによって、光電変換効率の高い光起電力素子を提供することを目的とする。【解決手段】  酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛からなる群より選ばれた１種又は２種以上の金属酸化物を成分として含む電極を用いて光起電力素子を構成する。この電極の材料は、５．２ｅＶを超える仕事関数を有しており、光起電力素子の直列抵抗の値を小さくすることが可能である。【選択図】  図１  
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛からなる群より選ばれた１種又は２種以上の金属酸化物を成分として含み、５．２ｅＶを超える仕事関数を有することを特徴とする光起電力素子用電極
【請求項２】
ランタノイド系金属酸化物を含有することを特徴とする請求項１記載の光起電力素子用電極。
【請求項３】
前記ランタノイド系金属酸化物が、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕより選択された１種又は２種以上の金属の酸化物であることを特徴とする請求項２に記載の光起電力素子用電極。
【請求項４】
前記ランタノイド系金属酸化物の含有量が、前記光起電力素子用電極中の全金属酸化物に対して１から３０ｗｔ％であることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の光起電力素子用電極。
【請求項５】
実質的に非晶質であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の光起電力素子用電極。
【請求項６】
光を電気エネルギーに変換する半導体層と、
前記半導体層が出力する電気エネルギーを外部に取り出すための電極層と、
前記半導体層と、前記電極層との間に設けられている補助電極層と、
を含む光起電力素子において、
前記補助電極層は、前記請求項１から請求項５のいずれかに記載の光起電力素子用電極を利用していることを特徴とする光起電力素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
太陽光等の光エネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換素子、すなわちいわゆる太陽電池は、石油などの化石エネルギーや原子力エネルギーに代わるクリーンなエネルギーとして期待されている。本発明は、この光電変換素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光等を電気エネルギーに変換する光電変換素子である太陽電池を、電力用のエネルギー源として実用化するために解決すべき最も大きな課題の一つとして「製造コストの低減」が挙げられよう。
【０００３】
太陽電池は、その材料で大別すると、（１）単結晶を用いるもの、（２）多結晶を用いるもの、（３）非晶質を用いるもの、（４）化合物薄膜を用いるもの、に分けられる。
【０００４】
このうち、（３）非晶質や（４）化合物薄膜を用いる太陽電池は、製造コストを大幅に低減できる可能性が高い材料であるとして注目され、広く研究開発が行われている。
【０００５】
製造コストを考慮する際には、単に製造プロセスのコストの低減だけでなく、単位電力当たりの製造コストを低減するという視点が重要である。したがって、単なる製造コストだけでなく、太陽電池の光電変換効率を向上させることも重要なポイントとなる。
【０００６】
光電変換効率を向上させる手段の一つとして、太陽電池の光が入射する側と反対側にＡｇ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ等の光反射率の高い金属の膜によって反射層を形成する手段が知られている。この技術は、キャリアを生成する半導体層を通過した光を反射層で反射してやることによって、再び半導体層で吸収させて出力電流の増大を図り、もって光電変換効率の向上を目指したものである。
【０００７】
したがって、太陽電池の光が入射する側と反対側（以下、この側面を裏面と呼ぶこともある）に、上記Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ等の高い光反射率を有する金属膜を、裏面電極として設けることが考えられる。
【０００８】
しかしながら、裏面電極としてこれらの金属を用いた場合、これらの金属と光入射側（以下、表面とも呼ぶ）の電極と導通し、短絡（シャント）を生じやすいという問題が見いだされた。これは、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ等の高い光反射率を有する金属が、半導体層中に拡散しやすいためであると考えられる。
【０００９】
この問題は、半導体層を通過してきた光を散乱させて、吸収係数の小さい長波長光の光路長を増大せしめるために、裏面電極を凹凸のある粗面として形成した場合に特に顕著に観察される。
【００１０】
一方、裏面電極と、半導体層との間に透明導電層（透明電極層）を介在させることによって、基板表面性を向上させる方法が下記特許文献１及び特許文献２に開示されている。これらの特許文献では、裏面電極と半導体層の間に透明導電層（透明電極層）を介在させる効果として、裏面電極の平坦性の向上、半導体層の密着性の向上、裏面電極の金属と半導体層の合金化の防止、等が挙げられている。
【００１１】
また、下記特許文献３においては、裏面電極と、半導体層との間にバリヤ層として透明導電層（透明電極層）を介在させることによって、半導体層の欠陥領域中を流れる電流を減少させる技術が開発されている。
【００１２】
さらに、裏面電極と半導体層との間に透明導電層（透明電極層）を介在させることによって、太陽電池のスペクトル感度上、長波長領域の感度が増大する現象が報告されている。
【００１３】
【特許文献１】特公昭５９−４３１０１号公報
【特許文献２】特公昭６０−４１８７８号公報
【特許文献３】特開昭６０−８４８８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上述したような、裏面電極と半導体層との間に透明導電層（透明電極層）を介在させた従来の技術では、以下のような問題点が存在する。
【００１５】
（１）裏面電極と半導体層の間に介在させる透明導電層（透明電極層）は、半導体層が吸収できる波長の光に対する透過率が高く、かつ、導電率が高いことが要求されるが、例えば透明導電層（透明電極層）として好適に用いられる導電性酸化膜は、導電率を上げようとすると光の透過率が下がってしまうという性質がある。また、裏面電極として、高い反射率を有する金属を用いた場合のメリットを生かそうとして透過率を優先した場合に、導電率を十分に上げられず、太陽電池の直列抵抗の増大となって、期待したほどの光電変換効率の上昇が得られない場合がある。
【００１６】
（２）さらに、透明導電層（透明電極層）の作成条件によっては、裏面電極の反射率を損なう恐れがある。
【００１７】
（３）また、透明導電層（透明電極層）として好適に用いられる導電性酸化膜はｎ型のものが多く、透明導電層（透明電極層）と半導体層との組み合わせによっては、それらの界面に大きなバリヤ（障壁）が生じてしまう可能性もある。
【００１８】
本発明は、上述した従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、透明電極層と半導体層との界面とのバリヤを少なくして、直列抵抗を減少させることである。
【００１９】
さらに、本発明の他の目的は、裏面電極層・表面電極層の導電率を上げることによって、光電変換効率の高い光起電力素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上述の目的を達成するために、本願発明者らは、鋭意研究した結果、以下の構成の光起電力素子によって目的を達成した。
【００２１】
すなわち、本発明は、透明電極層と半導体層との界面のバリヤを小さくして、直列抵抗を減少させることを特徴とする。
【００２２】
さらに、光起電力素子の長波長感度を増大させることも本発明の特徴の一つである。
【００２３】
さらに、透明導電層の導電率を上げた光起電力素子用電極を得ることも本発明の特徴の一つである。また、この光起電力素子用電極を用いた、光電変換効率の高い光起電力素子も本発明の特徴の一つである。
【００２４】
以下、具体的に説明する。
【００２５】
（１）本発明は、
光を電気エネルギーに変換する半導体層と、
前記半導体層が出力する電気エネルギーを外部に取り出すための電極層と、
前記半導体層と、前記電極層との間に設けられている補助電極層と、
を含む光起電力素子において、
前記補助電極層が、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛からなる群より選ばれた１種又は２種以上の金属酸化物を成分として含み、５．２ｅＶを超える仕事関数を有することを特徴とする光起電力素子である。
【００２６】
上記「成分として含む」の典型的な一例としては、「主成分として含む」が挙げられる。仕事関数が５．２ｅＶを超えれば、他の成分が含まれていてもよい。
【００２７】
補助電極層の仕事関数を５．２ｅＶを超える値とすることによって、補助電極層と半導体層との間の界面のバリヤを小さくし、直列抵抗を減少させることができる。直列抵抗が減少する結果、光電変換効率が向上する。
【００２８】
なお、補助電極層は、透明であることが望ましい場合が多い。後述する実施の形態では、補助電極層の一例として、表面透明電極層、裏面透明電極層が挙げられている。
【００２９】
さらに、本発明は、上記補助電極層が、ランタノイド系金属酸化物を含むことを特徴とする光起電力素子である。ここで、ランタノイド系金属酸化物は、上記酸化インジウム等の金属酸化物以外の他の成分となるので、「第２成分」・「副成分」と呼ばれる場合もある。
【００３０】
ランタノイド系金属酸化物を含ませることによって仕事関数の値をより大きくすることができる。この結果、前記補助電極層の仕事関数を、前記半導体層との界面において５．６ｅＶを超える値とすることができる場合もある。この結果、前記補助電極層と半導体層との界面に形成されるバリヤの大きさをより一層小さくすることができる。その結果、光起電力素子の直列抵抗が減少し、光電変換効率の向上が期待される。
【００３１】
このように、ランタノイド系金属酸化物を補助電極層中に存在させることによって、前記半導体層と前記補助電極層との界面近傍において、前記電極層を構成する金属の拡散が減少すると考えられる。この結果、光起電力素子の短絡現象が減少すると考えられ、もって、光起電力素子の製造歩留まりが向上することが期待される。
【００３２】
また、補助電極層がなければ、前記電極層を構成する金属の拡散によって前記電極層との界面近傍の前記導電性酸化物が高抵抗化することが考えられるが、補助電極層の存在によってこれを効果的に防止できる。この結果、光起電力素子の直列抵抗が減少し、光電変換効率が向上する。
【００３３】
さらに、前記補助電極層中にランタノイド系金属酸化物を光起電力素子の長波長感度が増大し、短絡電流が増大し、光電変換効率が上昇した。
【００３４】
この理由は、前記補助電極層中にランタノイド系金属酸化物が存在することによって、前記補助金属層の光の屈折率が増大し、補助電極層と半導体層の界面における反射が増大し、半導体層へ入射する長波長光が増大したものと考えられる。
【００３５】
（２）本発明の上記補助電極層自体も本件発明であり、具体的には以下のような構成を採用する。
【００３６】
本発明は、上記課題を解決するために、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛からなる群より選ばれた１種又は２種以上の金属酸化物を成分として含み、５．２ｅＶを超える仕事関数を有することを特徴とする光起電力素子用電極である。
【００３７】
このような電極を上述した補助電極層（後述する実施の形態における透明電極層）として利用すれば、半導体層との間の界面のバリヤを小さくすることができる。その理由は、仕事関数が５．２ｅＶを超える値だからである。
【００３８】
ここで、仕事関数が５．２ｅＶを超える値を有していない場合は、補助電極層と半導体層との間のバリヤが大きくなってしまう。なお、この仕事関数は、好ましくは、さらに高い５．４ｅＶを超える値が望ましい。さらに好ましくはより高い５．６ｅＶを超える値がより一層望ましい。
【００３９】
また、本発明は、さらに、ランタノイド系金属酸化物を含有することを特徴とする上記光起電力素子用電極である。ランタノイド系金属酸化物を含有することによって、容易に仕事関数を５．２ｅＶを超えさせることができる。
【００４０】
また、本発明は、前記ランタノイド系金属酸化物が、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕより選択された１種又は２種以上の金属の酸化物であることを特徴とする上述した光起電力素子用電極である。
【００４１】
なお、コスト的見地からは、Ｃｅ、Ｔｂ、Ｙｂ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｅｒ等が好ましい。
【００４２】
また、本発明は、前記ランタノイド系金属酸化物の含有量が、前記光起電力素子用電極中の全金属酸化物に対して１から３０ｗｔ％であることを特徴とする上記光起電力素子用電極である。
【００４３】
この比率は、好ましくは１から２０ｗｔ％であり、より一層好ましくは、２から１０ｗｔ％である。この比率が１ｗｔ％未満では、本発明の効果が現れにくい場合がある。その一方、３０ｗｔ％を超える比率の場合は、本発明の光起電力素子用電極の抵抗率が上昇してしまい、電力の取り出し効率が低下する場合もある。
【００４４】
なお、ｗｔ％は、重量パーセントを意味する。
【００４５】
また、本発明は、実質的に非晶質であることを特徴とする上記光起電力素子用電極である。
【００４６】
なお、以上述べた本発明の光起電力素子用電極は、安定性を向上させることや、導線製を改良する目的、その他の目的で、他の物質を添加してももちろんかまわない。他の物質とは、上記ランタノイド系金属酸化物以外の他の成分となるが、これを第３成分と呼ぶ場合もある。特にこのような物質は、電力の取り出し効率を低下させない程度に添加することが好ましい。
【００４７】
また、このような光起電力素子用電極の形成方法（成膜方法とも呼ぶ）は、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法、スプレー法、スピンオン法、デップ法などが好適に用いられる。特にスパッタ法が好ましい。
【００４８】
以上述べた光起電力素子用電極を利用した光起電力素子を構成すれば、光電変換効率の向上した光起電力素子が得られると考えられる。
【発明の効果】
【００４９】
以上述べたように、本発明によれば、仕事関数が５．２ｅＶを超える値の電極である。したがって、この電極を用いれば直列抵抗の減少した光起電力素子を提供することができ、もって、より光電変換効率が向上した光起電力素子を提供することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００５１】
実施の形態１（裏面透明電極層の改良）
図１には、本実施の形態１の光起電力素子の構成を示す断面図が示されている。この図に示すように、本実施の形態１の光起電力素子は、導電性材料からなる基板１０１上に、裏面電極層１０２、裏面透明電極層１０３、ｐ型半導体層１０４、真性半導体層（ｉ型半導体層）１０５、ｎ型半導体層１０６及び表面透明電極層１０７を順に積層した層構造を有している。また、光入射面となる最上層の表面透明電極層１０７の上には、入射光を遮らないような枝状の集電電極１０８が形成されている。ここでは、木の枝状に張り巡らされている集電電極１０８の例を示すが、他の構成でもかまわない。
【００５２】
本実施の形態１において特徴的な構成の一つが裏面透明電極層１０３である。この裏面透明電極層１０３において、仕事関数が５．２ｅＶを超えていることによって、直列抵抗の値の減少を図ることができる。
【００５３】
つまり、この裏面透明電極層１０３は、請求の範囲の光起電力素子用電極の一例に相当し、また、補助電極層の一例に相当する。
【００５４】
基板 
基板１０１は、素子の支持体となるものである。その材質は、上述したように、導電性材料を用いることができる。また基板１０１は、絶縁性材料を用いることも好ましい。
【００５５】
導電性材料としては、モリブデン、タングステン、チタン、コバルト、クロム、ニッケル、鉄、銅、タンタル、ニオブ、ジルコニウム、アルミニウム金属、又は、これら材料の合金の板状体やフィルム体が挙げられる。特に、ステンレス鋼、ニッケルクロム合金、及びニッケル、タンタル、ニオブ、ジルコニウム、チタン金属及び／又は合金は、耐蝕性の点から特に好ましい。
【００５６】
また、絶縁性材料としては、ポリエステル、ポリエチレン、ポリカーボネート、セルロースアセテート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリアミド等の合成樹脂のフィルム又はシート、若しくはガラス、セラミック等の板状体を用いることもできる。さらに、導電性材料に絶縁性材料をコーティングしたものを用いることも可能である。
【００５７】
裏面電極層
裏面電極層１０２の材料としては、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、鉄、クロム、モリブデン、タングステン、チタン、コバルト、タンタル、ニオブ、ジルコニウム等の金属又はステンレス等の合金が挙げられる。特に、アルミニウム、銅、銀、金等の反射率の高い金属が特に好ましい。また、その形状は表面が平坦であってもよいが、光を散乱する凹凸形状を有することがより好ましい。裏面電極層１０２を凹凸形状にして、その上層に積層されている半導体層（１０４、１０５、１０６）が吸収しきれなかった長波長光を散乱させて、該半導体層（１０４、１０５、１０６）内での光路長を延ばすことで、光起電力素子の長波長感度が向上し、短絡電流が増大する。その結果、光電変換効率を向上させることができる。光を散乱するための凹凸形状は、凹凸の山と谷の高低差がＲｍａｘで、０．２μｍから２．０μｍの範囲にあることが望ましい。
【００５８】
裏面透明電極層
裏面透明電極層１０３の材料としては、前述したように、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛の群から選択された１種又は２種以上の金属酸化物を主成分とし、５．２ｅＶを超える値の仕事関数を有する導電性酸化物を利用することが好ましい。
【００５９】
本実施の形態１において特徴的な構成がこの裏面透明電極層１０３である。この裏面透明電極層１０３の仕事関数の値が５．２ｅＶを超えることによって、裏面透明電極層１０３と、ｎ型半導体層１０４との間の界面のバリヤ（障壁）を小さくすることができる。この結果、本実施の形態の光起電力素子の直列抵抗の値を小さくすることができ、もって光電変換効率の向上を図ることができる。
【００６０】
半導体層
透明電極層１０３の上に積層される半導体層（１０４、１０５、１０６）としては、アモルファスシリコン、（ａ−Ｓｉ）、アモルファスシリコンゲルマニウム、（ａ−ＳｉＧｅ）、アモルファスシリコンカーバイト、（ａ−ＳｉＣ）、等の非晶質半導体、又は、多結晶シリコン、若しくは、ＣｄＳ、ＣｄＴｅ等のＩＩ−ＶＩ属半導体、又は、ＣｕＩｎＳｅ２等のＩ−ＩＩＩ−ＶＩ２属の化合物半導体を利用したものが挙げられよう。
【００６１】
この半導体層（１０４、１０５、１０６）は、少なくとも一部がｐ型又はｎ型にドーピングしたｐｎ接合又はｐｉｎ接合を少なくとも一組有するものが用いられる。
【００６２】
本実施の形態においては、上述したように、ｐ型半導体層１０４と、真性半導体層１０５と、ｎ型半導体層１０６と、でｐｉｎ接合を形成している。そして、これらｐｉｎ結合の上層に設けられている表面透明電極層１０７を透過して、光がこのｐｉｎ結合に入射する。この入射した光に基づき光起電力が発生する。
【００６３】
表面透明電極層
表面透明電極層１０７は、光が入射する側の電極であるとともに、反射防止膜としての役割も果たす。反射防止膜としての役割を果たすために、この表面透明電極層１０７は、その膜厚を好ましい厚みに調整されている。
【００６４】
この表面透明電極層１０７は、前記半導体層（１０４、１０５、１０６）が吸収可能な光の波長領域において、高い透過率を有することが要求される。また、この表面透明電極層１０７は、抵抗率が低いことが要求される。この表面透明電極層１０７の材料としては、前述した裏面透明導電層１０３と同様の材料、及び、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＩＴＯ（Ｉｎ２Ｏ３＋ＳｎＯ２）、ＴｉＯ２、ＣｄＯ、Ｃｄ２ＳｎＯ４等の導電性酸化物を用いることも好ましい。
【００６５】
集電電極
集電電極１０８は、表面透明電極層１０７の抵抗率が十分に低くできない場合に、必要に応じて、透明電極層１０７条の一部分に形成され、該表面透明電極層１０７の抵抗率を下げ、光起電力素子の直列抵抗を下げる働きを有する。集電電極１０８の材料としては、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、鉄、クロム、モリブデン、タングステン、チタン、コバルト、タンタル、ニオブ、ジルコニウム等の金属又はステンレス等の合金が挙げられる。さらに、粉末状金属を用いた導電ペースト等が挙げられる。集電電極１０８の形状は、できるだけ前記半導体層（１０４、１０５、１０６）への入射光を遮らないようにするべきである。例えば、図２に示すような枝状に形成することが好ましい。この図２には、本実施の形態の光起電力素子の光入射面の一例を示す平面図が示されている。
【００６６】
この図２に示される光入射面２０１は、前記表明透明電極層１０７の表面であり、この入射面２０１に前記集電電極１０８が７本平行に形成されている。また、これら７本の集電電極１０８からさらに電力を収集するために、２本の取り出し電極２０２が設けられている。この２本の取り出し電極２０２は、外部装置との接続端子でもある。７本の集電電極１０８はこれら２本の取り出し電極に接続している。
【００６７】
光起電力素子の製造方法
次に、前述した光起電力素子の製造方法を説明する。
【００６８】
（１）裏面電極層１０２の形成
まず、支持体となる基板１０１上に裏面電極層１０２を形成する。なお、基板１０１が裏面電極層１０２を兼ねる構成を採用する場合は、この裏面電極層１０２を形成する工程は不要なこともある。
【００６９】
裏面電極層１０２の形成には、蒸着法、スパッタ法、メッキ法、印刷法等が用いられる。
【００７０】
また、裏面電極層１０２の表面に、凹凸形状を形成する場合には、上記蒸着法等を用いて該裏面電極層１０２として形成した金属又は合金の膜に対して、以下のような処理を施して凹凸を形成する。この処理は、例えば、ドライエッチング、ウェットエッチング、サイドプラスト、加熱、等の手法である。
【００７１】
また、上記蒸着法を利用する際に、基板１０１を加熱しながら、前述の金属又は合金を蒸着することによって凹凸形状を形成しながら裏面電極層１０２を形成することも好ましい。この手法で形成した凹凸形状でも、光を散乱させることが可能である。
【００７２】
（２）裏面透明電極層１０３の形成
次に、裏面透明電極層１０３を、上で述べた方法、すなわち、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法、スプレー法、スピンオン法、デップ法、等によって形成する。
【００７３】
（３）半導体層（１０４、１０５、１０６）の形成
次に、ｐｎ接合、又はｐｉｎ接合を少なくとも１個有する半導体層を形成する。この半導体層は、非晶質半導体又は多結晶Ｓｉの場合は、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法などの各種ＣＶＤ法を利用して形成する。一方、ＩＩ−ＶＩ属、又は、Ｉ−ＩＩＩ−ＶＩ２属の化合物半導体の場合は、蒸着法、スパッタ法、スプレー法、印刷法等どによって形成することが好ましい。
【００７４】
（４）表面透明電極層１０７の形成
次に、表面透明電極層１０７の形成する。この形成動作は、基本的に上述した裏面透明電極層１０３と同様の手法によって実行される。
【００７５】
（５）集電電極１０８の形成
最後に集電電極１０８を、前記裏面電極１０２と同様の手法で形成する。ただし、集電電極１０８の形成においては、上述した半導体層（１０４、１０５、１０６）への入射光をなるべく遮らないパターンで形成する。このようなパターンは、従来の太陽電池で広く利用されているので、従来から知られているそのようなパターンを採用すればよい。
【００７６】
また、本実施の形態の光起電力素子を用いて太陽電池モジュールを製造することも好ましい。この場合、所望の面積に形成された複数の光起電力素子を集合させて、太陽電池モジュールを構成する。まず、所望の出力電圧が得られように、上記光起電力素子を直列に接続し、直列に接続したモジュール同士を並列に出力取り出し電極に接続する。このような接続によって、所望の電圧を発生する太陽電池モジュールが得られる。並列数を増やせば取り出せる電流が増え、その結果、出力も増大する。
【００７７】
以上のようにして製造した光起電力素子について具体的に作製した例を以下説明する。
【００７８】
「具体例１」
（１）裏面電極層の形成
まず、基板１０１として、表面がＲｍａｘ０．１μｍ以下で、厚さ１．０ｍｍ、１０ｃｍ角の無アルカリガラスを使用する。この基板１０１を洗浄し、洗浄後の基板１０１上に、裏面電極層１０２として、電子ビーム蒸着法によって、Ａｌを平均０．４μｍ厚に形成した。
【００７９】
（２）裏面透明電極層の形成
次に、図３に示すような構成のＤＣマグネトロンスパッタ装置によって、裏面透明導電極層１０３として酸化亜鉛−酸化セリウム（ＺｎＯ：９５ｗｔ％、ＣｅＯ２：５ｗｔ％）を０．５μｍ厚に形成した。
【００８０】
図３には、本具体例１で使用するＤＣマグネトロンスパッタ装置の説明図が示されている。図３に示されているように、真空容器３０１の内部の上面においては、絶縁性を有する支持体３０２が加熱板３０３を支持している。
【００８１】
この加熱板３０３には、ヒーター３０６と熱電対３０４とが埋設されている。加熱板３０３の下部表面には伝熱板３０７が取り付けられている。ヒーター３０６と、熱電対３０４とは温度コントローラ３０５に接続しており、温度コントローラ３０５は、熱電対３０３０４で温度を計測しながら、ヒーター３０６に電力を供給する。このようにして、温度コントローラ３０５によって、真空容器３０１内部は所定の温度に制御される。
【００８２】
前記基板１０１は、前記伝熱板３０７に基板押さえ３０８によって支持・固定される。スパッタ用のターゲット３０９は、前記加熱板３０３に対向して配置されているターゲット台３１１上に固定され、周囲にターゲットカバー３１０が設置される。このターゲット台３１１の裏面には、プラズマ空間３２１に磁場を形成するための複数のマグネット３１２が備えられている。また、前記ターゲット３０９は、スパッタ中加熱されるため、該ターゲット３０９を冷却するための冷却水が冷却水導入パイプ３１３を通じてターゲット３０９の裏面に導入される。なお、導入された冷却水はターゲット３０９を冷却した後、冷却水排出パイプ（不図示）を介して排出される。
【００８３】
本具体例の前記ターゲット３０９は、酸化亜鉛のパウダーに酸化セリウムを混合して焼結したものである。また、金属亜鉛−金属セリウムからなるターゲットを用いることも好ましい。このターゲット３０９には、ターゲット台３１１を介してスパッタ電源３１４からＤＣ電圧が印加される。このとき供給されるＤＣ電流量は、好ましくは０．０１Ａ以上であり、さらに好ましくは０．１Ａ以上である。本発明者らの実験によれば、スパッタ時に供給する電流は大きい方が、製作される酸化亜鉛−酸化セリウム層による光の吸収が少なくなり、光起電力素子の光電変換効率が向上する結果が得られた。特に、発生しうる電流の値が大きくなる傾向にあることが判明した。
【００８４】
同様の現象は、ＤＣスパッタの代わりにＲＦ型スパッタ法を用いた場合も観察された。具体的に言えば、ＲＦ型スパッタ法を利用して酸化亜鉛−酸化セリウム層の形成を行った場合に、スパッタ時のＲＦ電力を大きくして製作した光起電力素子の方が、ＲＦ電力がより小さくして製作した光起電力素子に比べて、より高い出力電流が得られる光起電力素子を製造できたのである。
【００８５】
スパッタガスは、アルゴンガスと酸素ガスとの混合ガスである。アルゴンガスは、第１マスフローコントローラ３１７を介して供給され、酸素ガスは第２マスフローコントローラ３１８を介して供給される。なお、該スパッタガスに他のガス、例えばＳｉＦ４やＮＦ３ガス等を混合することによって、形成される酸化亜鉛層にフッ素のドーピングを行ってもよい。
【００８６】
ここで、アルゴンガスの流量は、１ｓｃｃｍ乃至１ｓｌｍの範囲が好ましい。また、酸素ガスの流量は、０．１ｓｃｃｍ乃至１００ｓｃｃｍの範囲が好ましい。
【００８７】
また、真空容器３０１には、真空計３２０の真空計センサ部３１９が取り付けられている。したがって、真空計３２０を読み取ることにより、真空容器３０１の内部圧力がモニター可能である。
【００８８】
真空容器３０１の内部は、メインバルブ３２２を介して図示されていない排気系へ接続されている。このような構成によって、真空容器３０１の内部は基本的に真空状態に置かれる。スパッタを開始する前のバックグランドの内部圧力は好ましくは１０−４Ｔｏｒｒ以下であり、より好ましくは１０−５Ｔｏｒｒ以下である。また、スパッタを行っている最中（単にスパッタ中と呼ぶ）の内部圧力は、１ｍＴｏｒｒ以上  １Ｔｏｒｒ以下である。なお、図３に示されている高周波電源３１６は、スパッタ膜の基板への密着性を高めるために、スパッタ膜を成膜する前に、前記基板１０１の表面をあらかじめ粗くしておくための手段である。この高周波電源３１６の出力する高周波電力は、スイッチ３１５を介して加熱板３０３へ供給される。スイッチ３１５が閉状態（スイッチＯＮ）の場合は高周波電力が加熱板３０３に供給され、スイッチ３１５が開状態（スイッチＯＦＦ）の場合は高周波電力の加熱板３０３に対する供給は遮断される。
【００８９】
以上述べたような条件を保ったまま、基板１０１上における酸化亜鉛−酸化セリウム層の形成を開始する。この酸化亜鉛−酸化セリウム層の層厚が所望の値に達した後、スパッタ電源３１４からの電力供給を停止し、スパッタガスの供給も適宜停止する。さらに、てきぎ基板１０１を冷却した後、真空容器３０１内に大気リークし、酸化亜鉛−酸化セリウム層が形成された基板１０１を取り出す。
【００９０】
ここで、前記酸化亜鉛−酸化セリウム層の仕事関を、理研計器製ＡＣ−１を用いて測定したところ、５．８ｅＶが得られた。また、この酸化亜鉛−酸化セリウム層の表面抵抗は、１Ω／□以下であった。
【００９１】
（３）半導体層の形成
このようにして、裏面透明電極層１０３を形成した後、１３．５６ＭＨｚのＲＦ高周波を電極に印加して、原料ガスを、減圧下でプラズマ状態にして分解する、いわゆるグローディスチャージ法（ＧＤ法）によって、前述した各半導体層（１０４、１０５、１０６）を形成する。
【００９２】
以下、この半導体層（１０４、１０５、１０６）の形成について説明する。
【００９３】
まず、基板１０１を２００℃に加熱しながら、Ｈ２で希釈したモノシラン（ＳｉＨ４）と３フッ化ボロン（ＢＦ３）を分解して、ｐ型半導体層１０４としてｐ型の微結晶シリコン層を前記基板１０１の裏面透明電極層１０３上に５ｎｍ厚に形成した。
【００９４】
次に、基板１０１を２５０℃に加熱しながらＨ２で希釈したモノシラン（ＳｉＨ４）を分解して真性半導体層１０５として真性ａ−Ｓｉ層を前記ｐ型ａ−Ｓｉ層上に４００ｎｍ厚に形成した。
【００９５】
基板１０１を３００℃に加熱しながら、Ｈ２で希釈したモノシラン（ＳｉＨ４）とフォスフィン（ＰＨ３）を分解して、ｎ型半導体層１０６としてｎ型ａ−Ｓｉ層を厚さ２０ｎｍで形成した。
【００９６】
（４）表面透明電極層の形成
このようにしてｐｉｎ半導体層を形成した後、抵抗加熱蒸着法によって、基板１０１を１７０℃に加熱しながら、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）を７０ｎｍ厚に蒸着して表面透明電極層１０７を形成した。
【００９７】
（５）集電電極の形成
次に、電子ビーム蒸着法によって、マスクを用いて、前述の図２に示したようなパターンにＡｌ（アルミニウム）を蒸着して集電電極１０８を形成した。
【００９８】
以上のような各工程によって、いわゆる単層型ａ−Ｓｉ太陽電池を作製した。作製した太陽電池は、１０ｃｍ角であり、１０個作製した。
【００９９】
また、シャント抵抗が１ｃｍ２当たり、１ｋΩ以上の太陽電池を、２５℃で、ソーラーシミュレーターによってＡＭ１．５、１００ｍｗ／ｃｍ２の疑似太陽光を照射して、開放電圧（Ｖｏｃ）、短絡電流（Ｊｓｃ）、フィルファクター（ＦＦ）、光電変換効率（η）、直列抵抗（Ｒｓｅ）、シャント抵抗（Ｒｓｈ）等の太陽電池特性を測定し、１０個の平均値を求めた。この結果を表１に示す。表１には、本具体例１で得られた結果と同様に、次に述べる比較例１の結果も示されている。
【０１００】
【表１】
2005064273.tif 000003
「比較例１」
上述した具体例１に対する比較例として、裏面透明電極層１０３の材料をＺｎＯ（酸化亜鉛）のみとした例を示す。それ以外は、上記具体例１と全く同様であり、１０ｃｍ角のいわゆる単層型ａ−Ｓｉ太陽電池を１０個作製した。そして、具体例１と同様な太陽電池特性を測定して１０個の平均値を求めた。この比較例１の計測結果も上記具体例１と同様に表１に示されている。この表においては、比較例１の測定値を１とした場合の、上記具体例１の測定値の比が示されている。
【０１０１】
上記表１の内容から明らかなように、本発明の透明電極層１０３を用いた太陽電池（具体例１）においては、直列抵抗が小さくなり、開放電圧（Ｖｏｃ）とフィルファクター（ＦＦ）が向上し、光電変換効率（η）が向上した。
【０１０２】
この理由は、ＺｎＯ−ＣｅＯ２の電極の仕事関数を前述のように増大させることによって裏面透明電極層１０３と前記ｎ型ａ−Ｓｉ層（ｎ型半導体層１０４）との界面に形成されるバリヤ（障壁）の大きさを小さくすることができるので、直列抵抗が小さくなったものと考えられる。
【０１０３】
また、酸化亜鉛にそれぞれ
Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕの酸化物を添加した場合の仕事関数を計測した。その計測結果は、
５．６、５．７、５．８、５．５、５．７、５．５、５．８、５．６、５．７、５．６、５．７、５．６ｅＶであった。したがって、セリウム以外の他のランタノイドの酸化物を酸化亜鉛に添加した場合も、ＺｎＯ−ＣｅＯ２と同様の効果が得られると考えられる。なお、ＺｎＯ単独の仕事関数は、５．２ｅＶである。
【０１０４】
なお、上で述べた具体例１では、酸化セリウムを５ｗｔ％添加する例を示したが、１から３０ｗｔパーセントであれば、仕事関数が意味のある程度に大きくなる考えられる。この比率は、好ましくは、１から２０ｗｔ％である。また、より好ましくは、２から１０ｗｔ％である。これは、上で述べた他のランタノイド系金属酸化物を使用する場合も同様の比率が好ましい。
【０１０５】
実施の形態２（表面透明電極層の改良）
図４には、本実施の形態２の光起電力素子の構成を示す断面図が示されている。この図に示すように、本実施の形態２の光起電力素子は、導電性材料からなる基板４０１上に、裏面電極層４０２、裏面透明電極層４０３、ｎ型半導体層４０４、真性半導体層（ｉ型半導体層）４０５、ｐ型半導体層４０６及び表面透明電極層４０７を順に積層した層構造を有している。また、光入射面となる最上層の表面透明電極層４０７の上には、入射光を遮らないような枝状の集電電極４０８が形成されている。ここでは、木の枝状に張り巡らされている集電電極４０８の例を示すが、集電電極４０８は、格子状に張り巡らされていてもよい。
【０１０６】
本実施の形態２において特徴的な構成の一つが表面透明電極層４０７である。この表面透明電極層４０７において、仕事関数が５．２ｅＶを超えていることによって、光起電力素子の直列抵抗の値の減少を図ることができる。
【０１０７】
つまり、この表面透明電極層４０７は、請求の範囲の光起電力素子用電極の一例に相当し、また、請求の範囲の補助電極層の一例に相当する。
【０１０８】
基板 
基板４０１は、素子の支持体となるものであり、基本的に実施の形態１の基板１０１と同様のものである。
【０１０９】
裏面電極層
裏面電極層４０２も、基本的に実施の形態１の裏面電極層１０２と同様のものであり、同様の材質が使用される。また、実施の形態１と同様に、光を散乱する凹凸形状を有することがより好ましく、その凹凸の山と谷の高低差も、実施の形態１と同様に、Ｒｍａｘで、０．２μｍから２．０μｍの範囲にあることが望ましい。
【０１１０】
裏面透明電極層
裏面透明電極層４０３の材料としては、本実施の形態２においては酸化亜鉛を用いる。
【０１１１】
半導体層
透明電極層４０３の上に積層される半導体層（４０４、４０５、４０６）としては、アモルファスシリコン、（ａ−Ｓｉ）、アモルファスシリコンゲルマニウム、（ａ−ＳｉＧｅ）、アモルファスシリコンカーバイト、（ａ−ＳｉＣ）、等の非晶質半導体、又は、多結晶シリコン、若しくは、ＣｄＳ、ＣｄＴｅ等のＩＩ−ＶＩ属半導体、又は、ＣｕＩｎＳｅ２等のＩ−ＩＩＩ−ＶＩ２属の化合物半導体を利用したものが挙げられよう。
【０１１２】
この半導体層（４０４、４０５、４０６）は、少なくとも一部がｐ型又はｎ型にドーピングしたｐｎ接合又はｐｉｎ接合を少なくとも一組有するものが用いられる。
【０１１３】
本実施の形態２においては、上述したように、ｎ型半導体層４０４と、真性半導体層４０５と、ｐ型半導体層４０６と、でｎｉｐ接合を形成している。そして、これらｎｉｐ結合の上層に設けられている表面透明電極層４０７を透過して、光がこのｎｉｐ結合に入射する。この入射した光に基づき光起電力が発生する。
【０１１４】
表面透明電極層
表面透明電極層４０７は、光が入射する側の電極であるとともに、反射防止膜としての役割も果たす。反射防止膜としての役割を果たすために、この表面透明電極層４０７は、その膜厚を好ましい厚みに調整されている。
【０１１５】
この表面透明電極層４０７は、前記半導体層（４０４、４０５、４０６）が吸収可能な光の波長領域において、高い透過率を有することが要求される。また、この表面透明電極層４０７は、抵抗率が低いことが要求される。この表面透明電極層４０７の材料としては、前述した裏面透明導電層４０３と同様の材料、及び、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＩＴＯ（Ｉｎ２Ｏ３＋ＳｎＯ２）、ＴｉＯ２、ＣｄＯ、Ｃｄ２ＳｎＯ４等の導電性酸化物を用いることも好ましい。
【０１１６】
さらに、本実施の形態２において特徴的な構成がこの表面透明電極層４０７である。この表面透明電極層４０７の仕事関数の値が５．２ｅＶを超えることによって、半導体層との間の界面のバリヤ（障壁）を小さくすることができる。この結果、本実施の形態の光起電力素子の直列抵抗の値を小さくすることができ、もって光電変換効率の向上を図ることができる。
【０１１７】
集電電極
集電電極４０８は、実施の形態１の集電電極１０８と同様に、表面透明電極層４０７の抵抗率が十分に低くできない場合に、必要に応じて、表面透明電極層４０７上の一部分に形成される。この結果、該表面透明電極層４０７の抵抗率を下げ、光起電力素子の直列抵抗を下げる働きを有する。集電電極４０８の材料も、実施の形態１の集電電極１０８と同様である。形成された様子も、例えば図２に示すようになる。
【０１１８】
以下、本実施の形態２の光起電力素子を具体的に作製した例（具体例２）を示す。
【０１１９】
「具体例２」
（１）裏面電極層の形成
上記具体例１と同様にして裏面電極層４０２を形成する。
【０１２０】
まず、基板４０１として、表面がＲｍａｘ０．１μｍ以下で、厚さ１．０ｍｍ、１０ｃｍ角の無アルカリガラスを使用する。この基板４０１を洗浄し、洗浄後の基板４０１上に、裏面電極層４０２として、電子ビーム蒸着法によって、Ａｌを平均０．４μｍ厚に形成した。
【０１２１】
（２）裏面透明電極層の形成
次に、図３に示すような構成ＤＣマグネトロンスパッタ装置によって、裏面透明導電極層４０３として酸化亜鉛（ＺｎＯ：１００ｗｔ％）を０．５μｍ厚に形成した。
【０１２２】
図３には、本具体例２で使用するＤＣマグネトロンスパッタ装置の説明図が示されている。本具体例２においても、具体例１と同様のＤＣマグネトロンスパッタ装置を使用する。
【０１２３】
本具体例２の前記ターゲット３０９は、具体例１と異なり、酸化亜鉛のパウダーに金属亜鉛を混合して焼結したものである。また、金属亜鉛からなるターゲットを用いることも好ましい。
【０１２４】
このターゲット３０９には、ターゲット台３１１を介してスパッタ電源３１４からＤＣ電圧が印加される。このとき供給されるＤＣ電流量は、具体例１と同様である。
【０１２５】
また、具体例１と同様に、スパッタ時に供給する電流は大きい方が、製作される酸化亜鉛−酸化セリウム層による光の吸収が少なくなり、光起電力素子の光電変換効率が向上する結果が得られた。特に、発生しうる電流の値が大きくなる傾向にあることが判明した。
【０１２６】
同様の現象は、ＤＣスパッタの代わりにＲＦ型スパッタ法を用いた場合も観察されたことは、上記具体例１と同様である。
【０１２７】
スパッタガスも、上記具体例１と同様である。具体例１と同様に、該スパッタガスに他のガス、例えばＳｉＦ４やＮＦ３ガス等を混合することによって、形成される酸化亜鉛層にフッ素のドーピングを行ってもよい。
【０１２８】
ここで、アルゴンガスの流量や、酸素ガスの流量も、上記具体例１と同様である。
【０１２９】
また、真空容器３０１に取り付けられている真空計３２０、及び真空計センサ部３１９の動作も、具体例１と同様である。
【０１３０】
真空容器３０１の内部は、メインバルブ３２２を介して図示されていない排気系へ接続されている点も具体例１と同様である。
【０１３１】
スパッタを開始する前のバックグランドの内部圧力や、スパッタを行っている最中（単にスパッタ中と呼ぶ）の内部圧力も、上記具体例１と同様である。
【０１３２】
さらに、高周波電源３１６や、スイッチ３１５の動作も具体例１と同様である。
【０１３３】
以上述べたような条件を保ったまま、基板４０１上における酸化亜鉛層の形成を開始する。この酸化亜鉛層の層厚が所望の値に達した後、スパッタ電源３１４からの電力供給を停止し、スパッタガスの供給も適宜停止する。さらに、適宜基板４０１を冷却した後、真空容器３０１内に大気リークし、酸化亜鉛層が形成された基板４０１を取り出す。
【０１３４】
（３）半導体層の形成
このようにして、裏面透明電極層４０３を形成した後、１３．５６ＭＨｚのＲＦ高周波を電極に印加して、原料ガスを、減圧下でプラズマ状態にして分解する、いわゆるグローディスチャージ法（ＧＤ法）によって、前述した各半導体層（４０４、４０５、４０６）を形成する。
【０１３５】
以下、この半導体層（４０４、４０５、４０６）の形成について説明する。
【０１３６】
まず、基板４０１を３００℃に加熱しながら、Ｈ２で希釈したモノシラン（ＳｉＨ４）とフォスフィン（ＰＨ３）を分解して、ｎ型半導体層４０４としてｎ型ａ−Ｓｉ層を前記基板４０１の裏面透明電極層１０３上に厚さ２０ｎｍで形成した。
【０１３７】
次に、基板４０１を２５０℃に加熱しながらＨ２で希釈したモノシラン（ＳｉＨ４）を分解して真性半導体層４０５として真性ａ−Ｓｉ層を前記ｎ型ａ−Ｓｉ層上に４００ｎｍ厚に形成した。
【０１３８】
さらに、基板４０１を２００℃に加熱しながら、Ｈ２で希釈したモノシラン（ＳｉＨ４）と３フッ化ボロン（ＢＦ３）を分解して、ｐ型半導体層４０６としてｐ型の微結晶シリコン層を５ｎｍ厚に形成した。このようにしてｎｉｐ半導体層を形成した。
【０１３９】
（４）表面透明電極層の形成
次にスパッタ法によって、基板４０１を１７０℃に加熱しながら、酸化インジウム−酸化スズ−酸化セリウム（Ｉｎ２Ｏ３：８５ｗｔ％、ＳｎＯ２：１０ｗｔ％、ＣｅＯ２：５ｗｔ％）ターゲットを用いて、７０ｎｍ厚の表面透明電極層４０７を形成した。
【０１４０】
なお、この表面透明電極層の物性を調べるために、別途所定のガラス基板を用意し、このガラス基板上に上記ターゲットを用いて７０ｎｍ圧の透明電極層を形成した。形成した透明電極層の膜の仕事関数を計測したところ、６．０ｅＶであった。また、個の透明電極層の結晶質をＸＲＤで測定したが、ピークは観察されず、非晶質の膜であることが確認できた。
【０１４１】
このように、本実施の形態２において特徴的なことは、表面透明電極層４０７の成分に、酸化インジウムや酸化スズに加えて、酸化セリウムが含まれていることである。このような構成によって、表面透明電極層４０７の仕事関数をより高くする（具体的には、５．２ｅＶを超える値とする）ことができ、光起電力素子の直列抵抗を低減することが可能である。
【０１４２】
（５）集電電極の形成
次に、電子ビーム蒸着法によって、マスクを用いて、前述の図２に示したようなパターンにＡｌ（アルミニウム）を蒸着して集電電極４０８を形成した。
【０１４３】
以上のような各工程によって、実施の形態１と同様に、いわゆる単層型ａ−Ｓｉ太陽電池を作製した。作製した太陽電池は、１０ｃｍ角であり、１０個作製した。
【０１４４】
また、シャント抵抗が１ｃｍ２当たり、１ｋΩ以上の太陽電池に、２５℃で、ソーラーシミュレーターによってＡＭ１．５、１００ｍｗ／ｃｍ２の疑似太陽光を照射して、開放電圧（Ｖｏｃ）、短絡電流（Ｊｓｃ）、フィルファクター（ＦＦ）、光電変換効率（η）、直列抵抗（Ｒｓｅ）、シャント抵抗（Ｒｓｈ）等の太陽電池特性を測定し、１０個の平均値を求めた。
【０１４５】
この結果を表２に示す。表２には、具体例２で得られた結果と同様に、次に述べる比較例２の結果も示されている。
【０１４６】
【表２】
2005064273.tif 000004
「比較例２」
上述した具体例２に対する比較例として、表面透明電極層４０７の材料をＩＴＯ（Indium Tin Oxide）のみとした例を示す。それ以外は、上記具体例１と全く同様であり、１０ｃｍ角のいわゆる単層型ａ−Ｓｉ太陽電池を１０個作製した。そして、具体例2と同様な太陽電池特性を測定して１０個の平均値を求めた。この比較例１の計測結果も上記具体例１と同様に表１に示されている。この表においては、比較例２の測定値を１とした場合の、上記具体例２の測定値の比が示されている。
【０１４７】
上記表２の内容から明らかなように、本実施の形態の表面透明電極層４０７を用いた太陽電池（具体例２）においては、直列抵抗が小さくなり、開放電圧（Ｖｏｃ）とフィルファクター（ＦＦ）が向上し、光電変換効率（η）が向上した。
【０１４８】
この理由は、表面透明電極層４０７の電極の仕事関数を前述のように変化させることによって表面透明電極層４０７と前記ｐ型ａ−Ｓｉ層（ｐ型半導体層４０６）との界面に形成されるバリヤ（障壁）の大きさを小さくすることができ、直列抵抗が小さくなったものと考えられる。
【０１４９】
また、酸化インジウムにそれぞれ
Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕの酸化物を添加した場合の仕事関数を計測した。その計測結果は、
５．７、５．８、５．８、５．６、５．９、５．６、５．５、５．７、５．８、５．７、５．９、５．７ｅＶであった。したがって、これらの物質の酸化物を、ＩＴＯに添加した場合も、セリウムを添加した場合（Ｉｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２−ＣｅＯ２）と同様の効果が得られると考えられる。なお、ＩＴＯの仕事関数は、典型的には４．８ｅＶである。
【０１５０】
なお、上で述べた具体例２では、酸化セリウムを５ｗｔ％添加する例を示したが、１から３０ｗｔパーセントであれば、仕事関数が意味のある程度に大きくなる考えられる。この比率は、好ましくは、１から２０ｗｔ％である。また、より好ましくは、２から１０ｗｔ％である。これは、上で述べた他のランタノイド系金属酸化物を使用する場合も同様の比率が好ましい。
【図面の簡単な説明】
【０１５１】
【図１】本実施の形態１の光起電力素子の構成を示す断面図である。
【図２】本実施の形態の光起電力素子の光入射面の一例を示す平面図である。
【図３】本実施の形態で使用するＤＣマグネトロンスパッタ装置の説明図である。
【図４】本実施の形態２の光起電力素子の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１５２】
１０１  基板
１０２  裏面電極層
１０３  裏面透明電極層
１０４  ｐ型半導体層
１０５  真性半導体層
１０６  ｎ型半導体層
１０７  表面透明電極層
１０８  集電電極
２０１  光入射面
２０２  取り出し電極
３０１  真空容器
３０２  支持体
３０３  加熱板
３０４  熱電対
３０６  ヒーター
３０７  伝熱板
３０８  基板押さえ
３０９  ターゲット
３１０  ターゲットカバー
３１１  ターゲット台
３１２  マグネット
３１３  冷却水導入パイプ
３１４  スパッタ電源
３１５  スイッチ
３１６  高周波電源
３１７  第１マスフローコントローラ
３１８  第２マスフローコントローラ
３１９  真空計センサ部
３２０  真空計
３２１  プラズマ空間
３２２  メインバルブ
４０１  基板
４０２  裏面電極層
４０３  裏面透明電極層
４０４  ｎ型半導体層
４０５  真性半導体層
４０６  ｐ型半導体層
４０７  表面透明電極層
４０８  集電電極
【図１】
2005064273.tif 000005
【図２】
2005064273.tif 000006
【図３】
2005064273.tif 000007
【図４】
2005064273.tif 000008