(57)【要約】【課題】  接続部の無効面積の増大やレーザ加工工程の増加を招く分離溝の増加をすることなくサイドリークを防止した集積型太陽電池を提供することを目的とする。【解決手段】    絶縁基板と、複数の発電ユニットとを有し、少なくとも１つの発電ユニットが、前記絶縁基板上に設けられた下部電極と、該下部電極上に積層された複数の光電変換セルと、前記複数の光電変換セルのうちの２つの光電変換セルの間に設けられた透明中間層と、前記複数の光電変換セルの上に設けられた上部電極とを有し、前記上部電極が隣接する他の発電ユニットの下部電極と電気的に接触した集積型太陽電池において、前記透明中間層の比抵抗が１Ω・ｃｍ以上１００Ω・ｃｍ以下である。【選択図】  図１
2005322707.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板と、
複数の発電ユニットとを有し、
少なくとも１つの発電ユニットが、前記絶縁基板上に設けられた下部電極と、該下部電極上に積層された複数の光電変換セルと、前記複数の光電変換セルのうちの２つの光電変換セルの間に設けられた透明中間層と、前記複数の光電変換セルの上に設けられた上部電極とを有し、
前記上部電極が隣接する他の発電ユニットの下部電極と電気的に接触した集積型太陽電池であって、
前記透明中間層の比抵抗が１Ω・ｃｍ以上１００Ω・ｃｍ以下である集積型太陽電池。
【請求項２】
前記透明中間層の比抵抗が５Ω・ｃｍ以上である請求項１記載の集積型太陽電池。
【請求項３】
前記透明中間層が分割されることなく前記上部電極と接触する請求項１または２記載の集積型太陽電池。
【請求項４】
前記下部電極が透明酸化物膜を有し、
前記上部電極が金属膜を有し、
前記複数の光電変換セルが、ＰＩＮジャンクションを有する非晶質シリコン膜を有してなる光電変換セルと、該非晶質シリコン膜を有する光電変換セルより上方に位置しＰＩＮジャンクションを有する結晶質シリコン膜を有してなる光電変換セルとを含む、
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の集積型太陽電池。
【請求項５】
前記少なくとも１つの発電ユニットが、前記下部電極と隣接する他の発電ユニットの下部電極とを分離する下部電極分離部と、前記上部電極と隣接する他の発電ユニットの下部電極とを電気的に接続する接続部と、前記上部電極と隣接する他の発電ユニットの上部電極とを分離する上部電極分離部とを有し、前記少なくとも１つの発電ユニットと前記隣接する他の発電ユニットとが直列接続された請求項１ないし４のいずれか一項に記載の集積型太陽電池。
【請求項６】
前記下部電極分離部が、前記複数の発電ユニットに共通に形成された下部電極用の層の一部を除去して形成された下部電極分離溝であり、
前記接続部が、前記少なくとも１つの発電ユニットの複数の光電変換セルおよび透明中間層と前記隣接する他の発電ユニットの複数の光電変換セルおよび透明中間層とを分離するように、前記複数の発電ユニットに共通に形成された複数の光電変換セル用の層と透明中間層用の層とを有してなる積層膜の一部を除去して形成された接続溝と、該接続溝に延在する上部電極の一部と、前記接続項に延在し前記上部電極の一部と電気的に接続する前記隣接する他の発電ユニットの下部電極の一部とを含んでなり、
前記上部電極分離部が、前記複数の発電ユニットに共通に形成された上部電極用の層の一部を除去して形成された上部電極分離溝である、
請求項５記載の集積型太陽電池。
【請求項７】
前記透明中間層が、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化錫（ＳｎＯ２）、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、銅アルミニウム酸化物（ＣｕＡｌＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化珪素（ＳｉＯ２）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、および酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）からなる群より選ばれる少なくとも１つを含む、請求項１ないし６のいずれか一項記載の集積型太陽電池。
【請求項８】
前記複数の光電変換セルが２つの光電変換セルである、請求項１ないし７のいずれか一項記載の集積型太陽電池。
【請求項９】
前記複数の光電変換セルが３つの光電変換セルである、請求項１ないし７のいずれか一項記載の集積型太陽電池。
【請求項１０】
絶縁基板上に下部電極用の層を形成する工程と、
前記下部電極用の層の一部を除去して下部電極分離溝を形成し、該下部電極分離溝によって分離された複数の下部電極を形成する工程と、
前記複数の下部電極および下部電極分離溝の上に、光電変換セル用の複数の層および該複数の層のうちの２つの層の間に介在する透明中間層用の層を含む積層体を形成する工程と、
前記下部電極分離溝の近傍において前記積層体の一部を除去して接続溝を形成し、該接続溝によって分離され、各々が複数の光電変換セルと、前記複数の光電変換セルのうちの２つの光電変換セルの間に設けられた透明中間層とを有する複数の積層膜を、前記複数の下部電極の上にそれぞれ形成する工程であって、前記接続溝の底部に、隣接する下部電極の一部を露出させる工程と、
前記複数の積層膜、接続溝、および露出した下部電極の上に、上部電極用の層を形成する工程と、
前記接続溝の近傍であって該接続溝に一部が露出している下部電極の上方において、前記上部電極用の層の一部を除去して上部電極分離溝を形成し、該上部電極分離溝により分離された複数の上部電極を前記複数の積層膜の上にそれぞれ形成する工程
とを含む集積型太陽電池の製造方法であって、
比抵抗が１Ω・ｃｍ以上１００Ω・ｃｍ以下の透明材料で前記透明中間層用の層を形成する集積型太陽電池の製造方法。
【請求項１１】
前記透明材料の比抵抗が５Ω・ｃｍ以上である請求項１０記載の集積型太陽電池の製造方法。
【請求項１２】
前記積層体を形成する工程において、前記透明中間層用の層を分割する処理を含まない請求項１０または１１記載の集積型太陽電池の製造方法。
【請求項１３】
前記下部電極用の層が透明酸化物を用いて形成され、
前記上部電極用の層が金属材料を用いて形成され、
前記光電変換セル用の複数の層がＰＩＮジャンクションを有する非晶質シリコンの層と、該非晶質シリコンの層より上方に位置しＰＩＮジャンクションを有する結晶質シリコンの層とを含む
請求項１０ないし１２のいずれか一項に記載の集積型太陽電池の製造方法。
【請求項１４】
前記透明材料が酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化錫（ＳｎＯ２）、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、銅アルミニウム酸化物（ＣｕＡｌＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化珪素（ＳｉＯ２）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、および酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）からなる群より選ばれる少なくとも１つを含む、請求項１０ないし１３のいずれか一項に記載の集積型太陽電池の製造方法。
【請求項１５】
前記光電変換セル用の層を２層形成する請求項１０ないし１４のいずれか一項に記載の集積型太陽電池の製造方法。
【請求項１６】
前記光電変換セル用の層を３層形成する請求項１０ないし１４のいずれか一項に記載の集積型太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中間層を有する集積型太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
絶縁基板上に下部電極、半導体からなる単一層の光電変換セル及び上部電極を順次形成した発電ユニットを備えた太陽電池（シングルセル）が知られている。このシングルセルとして形成された太陽電池は、半導体のバンドギャップより低いエネルギーをもつ長波長の光が半導体に吸収されずに透過または反射してしまうという欠点を有する。またバンドギャップよりエネルギーの大きい短波長の光は吸収され発電に寄与するが、バンドギャップより過剰なエネルギーは熱となり利用されない。そこで太陽電池の高効率化のために、バンドギャップの異なる半導体を複数重ねて用いる方法がある。このように複数の半導体を重ねて用いた太陽電池には、吸収波長帯域が異なるセルを２段重ねたタンデム太陽電池、３段重ねたトリプル太陽電池がある。前記タンデム太陽電池としては、太陽光入射側であるトップセルにａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）、裏面側のボトムセルに結晶質Ｓｉまたはａ−ＳｉＧｅを用いた薄膜シリコンタンデム太陽電池、またトップセルにＣｕＧａＳｅ２、ボトムセルにＣｕＩｎｘＧａ１−ｘＳｅ２を用いた薄膜化合物タンデム太陽電池が知られている。またトリプル太陽電池としては、トップセルにａ−ＳｉＣ、トップセルとボトムセルの間に設けられたミドルセルにａ−Ｓｉ、ボトムセルにａ−ＳｉＧｅを用いた薄膜シリコントリプル太陽電池が知られている。トップセルとしてのａ−Ｓｉとボトムセルとしての結晶質Ｓｉ（例えば非晶質相が混在する微結晶シリコン）を用いたタンデム太陽電池を例にとると、太陽光入射側であるａ−Ｓｉが短波長の光を吸収し、吸収されなかった長波長の光を結晶質Ｓｉが吸収する。トップセルとボトムセルは電気的に直列であるため同じ電流量が両セルに流れるが、発生電流が小さいａ−Ｓｉによってタンデム太陽電池の電流が決まってしまう。ａ−Ｓｉの膜厚を大きくし光吸収量を増やすことで電流を大きくできるが、光劣化が大きくなってしまうという問題がある。そこで、ａ−Ｓｉで吸収しきれずに透過してしまう短波長の光を、透明中間層でａ−Ｓｉ膜側に反射させて光路を長くし吸収させることで、ａ−Ｓｉの膜厚を大きくしないで、発生電流を大きくすることができる。
【０００３】
この透明中間層は、太陽電池の光入射側にある下部電極または上部電極に用いられる透明電極と同じ、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化錫（ＳｎＯ２）、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）などの金属酸化物が主成分であり、一般に低抵抗膜である。透明金属酸化物の導電率は、酸素欠損量やドーピング元素含有量によって変化する性質がある。
【０００４】
透明電極の比抵抗は低いもので約５×１０−４Ω・ｃｍ程度であるが、裏面電極に用いられる金属膜の比抵抗より２桁程大きい。そのため、セルで発生した電流が透明電極を流れる間に電力損失が生じてしまう。それは基板面積が大きくなる程顕著となり、外部へ取り出せる電力を減少させるため、損失を小さくする集積構造が知られている。図１はこのような集積構造を有する集積型太陽電池の断面図を示したものである。この集積型太陽電池において、複数個の太陽電池（発電ユニット）が１枚の基板上に作成され、直列接続されている。
【０００５】
絶縁基板１上に下部電極２、下部光電変換セル３、透明中間層４、上部光電変換セル５、上部電極６が積層膜として形成されており、これら積層膜が発電膜を構成する。光入射側にある下部電極２または上部電極６には、透明電極が用いられる。この発電膜は下部電極分離溝７及び上部電極分離溝９によって複数の発電ユニットに分割されている。さらに隣り合う発電ユニットの間で、一方の発電ユニットの下部電極２と他方の発電ユニットの上部電極６がそれぞれ延在して、接続溝８で電気的に接触することでそれぞれの発電ユニットが直列接続されている。これは、発電膜を分割し１つの発電ユニットの面積を小さくすることで、透明電極に流れる電流量を減らし、直列化で電圧を高めることで、損失を抑えるものである。なお上記分離溝や接続溝は、直列接続方向に垂直方向（紙面に垂直方向）に延在するように、レーザスクライブによって形成される。
【０００６】
太陽電池には、図１の下側から太陽光が入射するスーパーストレート型と、図の上側から太陽光が入射するサブストレート型がある。スーパーストレート型太陽電池は、ガラス等の透明な基板１と、下部電極２として用いられる透明電極と、下部光電変換セル３として用いられる短波長域を吸収するトップセルと、上部光電変換セル５として用いられる長波長域を吸収するボトムセルと、上部電極６として用いられる金属膜からなる裏面電極とで構成される。またサブストレート型太陽電池では、基板１が透明である必要はないのでガラス以外に金属や高分子フィルムも使用される。サブストレート型太陽電池は、基板１と、下部電極２として用いられる金属膜からなる裏面電極と、下部光電変換セル３として用いられる長波長域を吸収するボトムセルと、上部光電変換セル５として用いられる短波長域を吸収するトップセルと、上部電極６として用いられる透明電極とで構成される。
【０００７】
スーパーストレート型で透明中間層を挿入した集積型の薄膜シリコンタンデム太陽電池は、特許文献１、特許文献２などに開示されている。これらには、中間層の比抵抗値が規定されており、１×１０−１Ω・ｃｍ以下がよいとされている。中間層の比抵抗が低い場合、図１の矢印１０に示すように、上部光電変換セルから下部光電変換セルに流れるべき電流の一部が、中間層を通って接続溝８を覆う上部電極６に漏れてしまう問題がある。この電流漏れは、膜に沿って横方向へ流れるため、サイドリークと呼ばれる。
【０００８】
サイドリークを防止する集積構造の一例が、特許文献３に開示されている。この集積構造では、図１の下部電極分離溝７と接続溝８の間に、下部光電変換セル及び透明中間層を除去する分離溝を設けることで、発電ユニットから接続溝８へ中間層を通って流れる電流経路が遮断されている。しかしこの集積構造では、分離溝が増えることで、発電に寄与しない接続部の面積が増加すること及び、レーザ加工装置が余計に必要になるという問題が生じる。
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−２７４４３０号公報
【００１０】
【特許文献２】特開２００２−１１８２７３号公報
【００１１】
【特許文献３】特開２００２−２６１３０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、接続部による無効面積の増大やレーザ加工工程の増加を招く分離溝の増加をすることなくサイドリークを防止した集積型太陽電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明の集積型太陽電池は、
絶縁基板と、
複数の発電ユニットとを有し、
少なくとも１つの発電ユニットが、前記絶縁基板上に設けられた下部電極と、該下部電極上に積層された複数の光電変換セルと、前記複数の光電変換セルのうちの２つの光電変換セルの間に設けられた透明中間層と、前記複数の光電変換セルの上に設けられた上部電極とを有し、
前記上部電極が隣接する他の発電ユニットの下部電極と電気的に接触し、
前記透明中間層の比抵抗が１Ω・ｃｍ以上１００Ω・ｃｍ以下である。
【００１４】
前記透明中間層の比抵抗は、５Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。
【００１５】
前記透明中間層は分割されることなく前記上部電極と接触するのが好ましい。
【００１６】
前記下部電極は透明酸化物膜を有し、前記上部電極は金属膜を有し、前記複数の光電変換セルはＰＩＮジャンクションを有する非晶質シリコン膜を有してなる光電変換セルと、該非晶質シリコン膜を有する光電変換セルより上方に位置しＰＩＮジャンクションを有する結晶質シリコン膜を有してなる光電変換セルとを含むことが好ましい。
【００１７】
前記少なくとも１つの発電ユニットは、前記下部電極と隣接する他の発電ユニットの下部電極とを分離する下部電極分離部と、前記上部電極と隣接する他の発電ユニットの下部電極とを電気的に接続する接続部と、前記上部電極と隣接する他の発電ユニットの上部電極とを分離する上部電極分離部とを有し、前記少なくとも１つの発電ユニットと前記隣接する他の発電ユニットとが直列接続される。
【００１８】
前記下部電極分離部は、前記複数の発電ユニットに共通に形成された下部電極用の層の一部を除去して形成された下部電極分離溝でよい。
前記接続部は、前記少なくとも１つの発電ユニットの複数の光電変換セルおよび透明中間層と前記隣接する他の発電ユニットの複数の光電変換セルおよび透明中間層とを分離するように、前記複数の発電ユニットに共通に形成された複数の光電変換セル用の層と透明中間層用の層とを有してなる積層膜の一部を除去して形成された接続溝と、該接続溝に延在する上部電極の一部と、前記接続項に延在し前記上部電極の一部と電気的に接続する前記隣接する他の発電ユニットの下部電極の一部とによって構成することができる。
前記上部電極分離部は、前記複数の発電ユニットに共通に形成された上部電極用の層の一部を除去して形成された上部電極分離溝でよい。
【００１９】
前記透明中間層は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化錫（ＳｎＯ２）、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、銅アルミニウム酸化物（ＣｕＡｌＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化珪素（ＳｉＯ２）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、および酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）からなる群より選ばれる少なくとも１つを含む材料で形成できる。
【００２０】
本発明の集積型太陽電池は、前記複数の光電変換セルが２つの光電変換セルである集積型タンデム太陽電池であってもよく、あるいは前記複数の光電変換セルが３つの光電変換セルである集積型トリプル太陽電池であってもよい。
【００２１】
本発明の集積型太陽電池は、
絶縁基板上に下部電極用の層を形成する工程と、
前記下部電極用の層の一部を除去して下部電極分離溝を形成し、該下部電極分離溝によって分離された複数の下部電極を形成する工程と、
前記複数の下部電極および下部電極分離溝の上に、光電変換セル用の複数の層および該複数の層のうちの２つの層の間に介在する透明中間層用の層を含む積層体を形成する工程と、
前記下部電極分離溝の近傍において前記積層体の一部を除去して接続溝を形成し、該接続溝によって分離され、各々が複数の光電変換セルと、前記複数の光電変換セルのうちの２つの光電変換セルの間に設けられた透明中間層とを有する複数の積層膜を、前記複数の下部電極の上にそれぞれ形成する工程であって、前記接続溝の底部に、隣接する下部電極の一部を露出させる工程と、
前記複数の積層膜、接続溝、および露出した下部電極の上に、上部電極用の層を形成する工程と、
前記接続溝の近傍であって該接続溝に一部が露出している下部電極の上方において、前記上部電極用の層の一部を除去して上部電極分離溝を形成し、該上部電極分離溝により分離された複数の上部電極を前記複数の積層膜の上にそれぞれ形成する工程
とを含む方法で製造され、前記透明中間層用の層は比抵抗が１Ω・ｃｍ以上１００Ω・ｃｍ以下、好ましくは５Ω・ｃｍ以上１００Ω・ｃｍ以下の透明材料で形成される。
【００２２】
前記積層体を形成する工程は、前記透明中間層用の層を分割する処理を含まないことが好ましい。
【００２３】
前記下部電極用の層が透明酸化物を用いて形成することができる。
前記上部電極用の層は金属材料を用いて形成することができる。
前記光電変換セル用の複数の層はＰＩＮジャンクションを有する非晶質シリコンの層と、該非晶質シリコンの層より上方に位置しＰＩＮジャンクションを有する結晶質シリコンの層とを含んでもよい。
【００２４】
前記中間層用の層を形成する前記透明材料は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化錫（ＳｎＯ２）、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、銅アルミニウム酸化物（ＣｕＡｌＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化珪素（ＳｉＯ２）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、および酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）からなる群より選ばれる少なくとも１つを含む材料が好ましい。
【００２５】
集積型タンデム太陽電池を製造する場合は、前記光電変換セル用の層を２層形成すればよい。
【００２６】
集積型トリプル太陽電池を製造する場合は、前記光電変換セル用の層を３層形成すればよい。
【００２７】
本発明の集積型太陽電池は、透明中間層の単膜比抵抗が１Ω・ｃｍ以上１００Ω・ｃｍ以下（さらに望ましくは５Ω・ｃｍ以上１００Ω・ｃｍ以下）であるので、集積構造におけるサイドリークの影響が小さくなり、効率、ＦＦ、開放電圧が良好となる。
【発明の効果】
【００２８】
高抵抗の透明中間層を使用することで、サイドリークの影響が無視できるほど小さくなるので、透明中間層を分割することなく、下部電極分離溝と、接続溝と、上部電極分離溝とによって発電ユニットが直列接続される従来のモジュール構造を使用できる。そのため、本発明の集積型太陽電池は、分離溝を増やすことによる接続部の無効面積増加がなく、さらにレーザ加工工程の増加がないので低コストで製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に、本発明の集積型太陽電池にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
【００３０】
図１は集積型タンデム太陽電池の一例を示す断面図である。この集積型タンデム太陽電池は、従来の集積型タンデム太陽電池の構造を示していると同時に、本発明の集積型太陽電池の実施形態の構造も示している。この集積型タンデム太陽電池は、スーパーストレート型構造を有し、ガラスからなる絶縁基板１上に、ＳｎＯ２などの透明電極からなる下部電極２、ＰＩＮジャンクションを有するａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）からなる下部光電変換セル３（この場合トップセル）、光透過性と光反射性を有する金属酸化物からなる透明中間層４、ＰＩＮジャンクションを有する結晶質Ｓｉからなる上部光電変換セル５（この場合ボトムセル）を、Ａｇなどの金属材料からなる上部電極６を順次積層した発電ユニットを複数有する薄膜シリコンタンデム太陽電池である。複数の下部電極２は下部電極分離溝７によって分離されている。この下部電極分離溝７の近傍には、隣接する発電ユニットから延在する下部電極２の一部を底面とする接続溝８が、上部光電変換セル５、透明中間層４および下部光電変換セル３の一部を除去して形成されている。上部電極６は接続溝８の内面に接するように延在し、接続溝８の底面に露出した下部電極２と電気的に接続している。上部電極６は接続溝８の近傍において、上部電極分離溝９によって隣接する発電ユニットの上部電極と分離されている。隣接する発電ユニットどうしは、下部電極分離溝７および上部電極分離溝９によって分離されているが、接続溝８において一方の発電ユニットの上部電極６と隣接する他方の発電ユニットの下部電極２が電気的に接続されており、直列接続を形成している。
【００３１】
（比較例１）
ａ−Ｓｉ下部光電変換セル（トップセル）３の膜厚が約３００ｎｍ、透明中間層４の膜厚が２０ｎｍ、結晶質Ｓｉ上部光電変換セル（ボトムセル）５の膜厚が約２μｍであり、透明中間層４が単膜比抵抗（抵抗率）１×１０−２Ω・ｃｍのＡｌドープＺｎＯ膜である、図１に示した構造の集積型タンデム太陽電池を作成した。透明中間層４は、ＲＦスパッタリング法でＡｒガスのみを供給して形成した。スパッタターゲットのＡｌ２Ｏ３含有濃度は２ｗｔ％とした。単膜比抵抗とは絶縁性であるガラス基板上に透明中間層のみを形成して計測したときの比抵抗を言う。
【００３２】
下部電極（透明電極）２を分離する下部電極分離溝７は、レーザスクライブにより形成した。本比較例では、波長１０６４ｎｍのＹＡＧレーザを使用した。また接続溝（Ｓｉ分離溝）８及び上部電極（Ａｇ電極）６を分離する上部電極分離溝９の形成には波長５３２ｎｍのＹＶＯ４レーザを使用した。
【００３３】
こうして得られた集積型タンデム太陽電池の発電特性は、ＡＭ１．５、光強度１００ｍＷ／ｃｍ２の照射下で、効率５．３％、ＦＦ（形状因子）０．５８、１段当たりの開放電圧（Ｖｏｃ）０．８５Ｖであった。
【００３４】
（比較例２）
透明中間層４として、単膜比抵抗が約１×１０−１Ω・ｃｍのＡｌドープＺｎＯ膜を使用して図１に示した構造の集積型タンデム太陽電池を作成した。比較例１と同じスパッタターゲットを用いＡｒガスに０．０５ｖｏｌ％の酸素を加えて透明中間層（膜厚２０ｎｍ）を形成した。その他の材料、製造条件、各層の厚さは比較例１と同様とした。こうして得られた集積型タンデム太陽電池の発電特性は、効率６．６２％、ＦＦ０．５５、１段当たりの開放電圧１．１２Ｖであった。
【００３５】
以上のように透明中間層４の比抵抗が０．１Ω・ｃｍ以下の場合、すなわち従来の集積型タンデム太陽電池ではサイドリークの影響が大きいことがわかった。比抵抗が０．１Ω・ｃｍであってもサイドリークが大きい原因として、透明酸化物からなる透明中間層４の酸素が、透明中間層４を挟むａ−Ｓｉ下部光電変換セル（トップセル）３のｎ型層や結晶質Ｓｉ上部光電変換セル（ボトムセル）５のｐ型層へ拡散しキャリア濃度が増えるために、透明中間層４の積層状態での比抵抗が単膜状態での比抵抗より下がるためと考えられた。そこで積層状態での比抵抗を評価したところ、単膜比抵抗の約１／２０にまで減少することが判明した。
【００３６】
（実施例１）
透明中間層４として、単膜比抵抗が約１Ω・ｃｍのＡｌドープＺｎＯ膜を使用して図１に示した構造の集積型タンデム太陽電池を作成した。比較例１と同じスパッタターゲットを用いＡｒガスに０．６７ｖｏｌ％の酸素を加えて透明中間層（膜厚２０ｎｍ）を形成した。その他の材料、製造条件、各層の厚さは比較例１と同様とした。こうして得られた集積型タンデム太陽電池の発電特性は、効率８．６２％、ＦＦ０．６１、１段当たりの開放電圧１．３２Ｖであった。
【００３７】
（実施例２）
透明中間層４として、単膜比抵抗が５Ω・ｃｍのＧａドープＺｎＯ膜を使用して図１に示した構造の集積型タンデム太陽電池を作成した。スパッタターゲットにＧａ含有濃度が０．５ｗｔ％を用いＡｒガスに０．６７ｖｏｌ％の酸素を加えて透明中間層（膜厚２０ｎｍ）を形成した。その他の材料、製造条件、各層の厚さは比較例１と同様とした。こうして得られた集積型タンデム太陽電池の発電特性は、効率９．３５％、ＦＦ０．６５、１段当たりの開放電圧１．３４Ｖであった。
【００３８】
（実施例３）
透明中間層４として、単膜比抵抗が２０Ω・ｃｍのＧａドープＺｎＯ膜を使用して図１に示した構造の集積型タンデム太陽電池を作成した。実施例２と同じスパッタターゲットを用いＡｒガスに５ｖｏｌ％の酸素を加えて透明中間層（膜厚２０ｎｍ）を形成した。その他の材料、製造条件、各層の厚さは比較例１と同様とした。こうして得られた集積型タンデム太陽電池の発電特性は、効率９．５４％、ＦＦ０．６６、１段当たりの開放電圧１．３５Ｖであった。
【００３９】
（実施例４）
透明中間層４として、単膜比抵抗が１００Ω・ｃｍのＧａドープＺｎＯ膜を使用して図１に示した構造の集積型タンデム太陽電池を作成した。実施例２と同じスパッタターゲットを用いＡｒガスに１０ｖｏｌ％の酸素を加えて透明中間層（膜厚２０ｎｍ）を形成した。その他の材料、製造条件、各層の厚さは比較例１と同様とした。こうして得られた集積型タンデム太陽電池の発電特性は、効率９．５９％、ＦＦ０．６６、１段当たりの開放電圧１．３５Ｖであった。
【００４０】
（比較例３）
透明中間層４として、単膜比抵抗が２００Ω・ｃｍのＧａドープＺｎＯ膜を使用して図１に示した構造の集積型タンデム太陽電池を作成した。実施例２と同じスパッタターゲットを用いＡｒガスに１５ｖｏｌ％の酸素を加えて透明中間層（膜厚２０ｎｍ）を形成した。その他の材料、製造条件、各層の厚さは比較例１と同様とした。こうして得られた集積型タンデム太陽電池の発電特性は、効率８．８０％、ＦＦ０．６１５、１段当たりの開放電圧１．３３Ｖであり、透明中間層４の単膜比抵抗１００Ω・ｃｍである実施例４の集積型タンデム太陽電池より効率が低下した。
【００４１】
以上述べた比較例、実施例について、透明中間層の単膜比抵抗と発電効率、ＦＦ及び１段当たりの開放電圧の関係を図２に示す。
【００４２】
なお、本実施形態では、スーパーストレート型構造について述べたが、サブストレート型構造でも本発明を適用可能である。また光電変換セルは薄膜シリコンに限らず、薄膜化合物を用いた太陽電池にも本発明は適用可能である。さらに、２種類の光電変換セルが接合された集積型タンデム太陽電池だけでなく、３種類の光電変換セルが接合された集積型トリプル太陽電池にも本発明は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】集積型タンデム太陽電池を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例および比較例による集積型タンデム太陽電池における透明中間層の単膜比抵抗と発電効率、ＦＦ及び１段当たりの開放電圧の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  絶縁基板
２  下部電極
３  下部光電変換セル
４  透明中間層
５  上部光電変換セル
６  上部電極
７  下部電極分離溝
８  接続溝
９  上部電極分離溝
【図１】
2005322707.tif 000003
【図２】
2005322707.tif 000004