(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換層と、
前記光電変換層の表面上に形成され、（２２２）の配向を有するとともに、２つのＸ線回折ピークを有する酸化インジウム層を含む透明導電膜とを備え、
前記酸化インジウム層の前記２つのＸ線回折ピークは、低角側の第１ピークと、前記第１ピークのピーク強度よりも小さいピーク強度を有する高角側の第２ピークとを含み、
前記酸化インジウム層の前記低角側の第１ピークは、２θ（θ：Ｘ線回折角）が３０．１度近傍であり、
前記酸化インジウム層の前記高角側の第２ピークは、２θ（θ：Ｘ線回折角）が３０．６度近傍である、光起電力素子。
【請求項２】
前記酸化インジウム層の前記第１ピークと前記第２ピークとの強度比は、１以上２以下である、請求項１に記載の光起電力素子。
【請求項３】
前記酸化インジウム層は、Ｗを含む、請求項１〜２のいずれか１項に記載の光起電力素子。
【請求項４】
前記透明導電膜がその上に形成され、非晶質半導体および微結晶半導体のうちの少なくともいずれかからなる半導体層と、
前記透明導電膜上に形成される集電極とをさらに備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光起電力素子。
【請求項５】
光電変換層と、前記光電変換層の表面上に形成され、（２２２）の配向を有するとともに、２つのＸ線回折ピークを有する酸化インジウム層を含む透明導電膜とを含む複数の光起電力素子と、
前記複数の光起電力素子の前記透明導電膜の表面上に配置される透明な表面保護材と、
前記表面保護材とにより前記複数の光起電力素子を挟み込むように配置される樹脂フィルムとを備え、
前記光起電力素子の前記酸化インジウム層の前記２つのＸ線回折ピークは、低角側の第１ピークと、前記第１ピークのピーク強度よりも小さいピーク強度を有する高角側の第２ピークとを含み、
前記酸化インジウム層の前記低角側の第１ピークは、２θ（θ：Ｘ線回折角）が３０．１度近傍であり、
前記酸化インジウム層の前記高角側の第２ピークは、２θ（θ：Ｘ線回折角）が３０．６度近傍である、光起電力モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光起電力素子およびその光起電力素子を備えた光起電力モジュールに関し、特に、酸化インジウム層を含む透明導電膜を備えた光起電力素子およびその光起電力素子を備えた光起電力モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、酸化インジウム層を含む透明導電膜を備えた光起電力素子が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、光電変換層と、光電変換層の表面上に形成され、２つのＸ線回折ピークを有する酸化インジウム錫（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）層からなる透明導電膜とを備えた光起電力装置（光起電力素子）が開示されている。この光起電力装置では、酸化インジウム錫層の２つのＸ線回折ピークは、低角側のピークと、低角側のピークの強度よりも大きい強度を有する高角側のピークとを含んでいる。
【０００４】
上記特許文献１に開示された光起電力装置では、透明導電膜を、酸化インジウム錫層が、低角側のピークと、低角側のピークの強度よりも大きい強度を有する高角側のピークとの２つのＸ線回折ピークを有するように形成することによって、酸化インジウム層が１つのＸ線回折ピークのみを有する場合に比べて、透明導電膜の抵抗を低減することができる。また、上記のように透明導電膜を形成することによって、酸化インジウム層が１つのＸ線回折ピークのみを有する場合に比べて、透明導電膜の光吸収損失を低減することができる。なお、光起電力装置（光起電力素子）において、透明導電膜は、低抵抗かつ低光吸収損失であることが、光起電力素子のセル出力（Ｐｍａｘ）を増加させるのに有効であることが知られている。上記特許文献１に開示された光起電力装置では、酸化インジウム層が１つのＸ線回折ピークのみを有する場合に比べて、透明導電膜の抵抗および光吸収損失を低減することができるので、光起電力装置のセル出力（Ｐｍａｘ）を増加させることができる。
【特許文献１】特開２００４−２８１５８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に開示された光起電力装置では、耐候性について十分な検討が行われていないため、耐候性を向上させることが困難であるという問題点がある。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、耐候性を向上させることが可能な透明導電膜を備えた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および発明の効果】
【０００７】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面における光起電力素子は、光電変換層と、光電変換層の表面上に形成され、（２２２）の配向を有するとともに、２つのＸ線回折ピークを有する酸化インジウム層を含む透明導電膜とを備え、酸化インジウム層の２つのＸ線回折ピークは、低角側の第１ピークと、第１ピークのピーク強度よりも小さいピーク強度を有する高角側の第２ピークとを含み、酸化インジウム層の低角側の第１ピークは、２θ（θ：Ｘ線回折角）が３０．１度近傍であり、酸化インジウム層の高角側の第２ピークは、２θ（θ：Ｘ線回折角）が３０．６度近傍である。
【０００８】
この第１の局面による光起電力素子では、上記のように、（２２２）の配向を有するとともに、２つのＸ線回折ピークを有する酸化インジウム層を含む透明導電膜を設けるとともに、酸化インジウム層の２つのＸ線回折ピークを、低角側の第１ピークと、第１ピークのピーク強度よりも小さいピーク強度を有する高角側の第２ピークとにより構成することによって、酸化インジウム層が低角側のピークと、低角側のピークの強度よりも大きい強度を有する高角側のピークとの２つのＸ線回折ピークを有する場合に比べて、耐候性を向上させることができる。この結果、耐候性を向上させるとともに、長時間経過後のセル出力（Ｐｍａｘ）をさらに増加させることが可能な透明導電膜を備えた光起電力素子を得ることができる。なお、上記の効果については、後述する実験により確認済みである。
【００１０】
上記構成において、好ましくは、酸化インジウム層の第１ピークと第２ピークとの強度比は、１以上２以下である。
【００１１】
上記構成において、好ましくは、酸化インジウム層は、Ｗを含む。
【００１２】
上記構成において、好ましくは、透明導電膜がその上に形成され、非晶質半導体および微結晶半導体のうちの少なくともいずれかからなる半導体層と、透明導電膜上に形成される集電極とをさらに備える。
【００１３】
この発明の第２の局面における光起電力モジュールは、光電変換層と、光電変換層の表面上に形成され、（２２２）の配向を有するとともに、２つのＸ線回折ピークを有する酸化インジウム層を含む透明導電膜とを含む複数の光起電力素子と、複数の光起電力素子の透明導電膜の表面上に配置される透明な表面保護材と、表面保護材とにより複数の光起電力素子を挟み込むように配置される樹脂フィルムとを備え、光起電力素子の酸化インジウム層の２つのＸ線回折ピークは、低角側の第１ピークと、第１ピークのピーク強度よりも小さいピーク強度を有する高角側の第２ピークとを含み、酸化インジウム層の低角側の第１ピークは、２θ（θ：Ｘ線回折角）が３０．１度近傍であり、酸化インジウム層の高角側の第２ピークは、２θ（θ：Ｘ線回折角）が３０．６度近傍である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
まず、本発明の一実施形態による光起電力素子の構造（図示せず）について説明する。本発明の一実施形態による光起電力素子では、約１Ω・ｃｍの抵抗率と約３００μｍの厚みとを有するｎ型（１００）単結晶シリコン基板（光電変換層）（以下、ｎ型単結晶シリコン基板という）の上面上に、約５ｎｍの厚みを有する実質的に真性なｉ型非晶質シリコン層が形成されている。ｉ型非晶質シリコン層上には、約５ｎｍの厚みを有するｐ型非晶質シリコン層が形成されている。また、ｐ型非晶質シリコン層上には、約１００ｎｍの厚みを有する酸化インジウム膜からなる透明導電膜が形成されている。
【００１６】
ここで、本実施形態では、透明導電膜は、（２２２）の配向を有するとともに、２つのＸ線回折ピークを有する酸化インジウム膜により形成されている。
【００１７】
また、本実施形態では、透明導電膜の２つのＸ線回折ピークは、２θ（θ：Ｘ線回折角）が３０．１±０．１度の低角側の第１ピーク（Ｐ１）と、第１ピーク（Ｐ１）のピーク強度よりも小さいピーク強度を有するとともに、２θ（θ：Ｘ線回折角）が３０．６±０．１度の高角側の第２ピーク（Ｐ２）とにより構成されている。また、第１ピーク（Ｐ１）と第２ピーク（Ｐ２）との強度比（Ｐ１／Ｐ２）は、１以上２以下に形成されている。
【００１８】
また、透明導電膜の上面上の所定領域には、銀（Ａｇ）からなる約１０μｍ〜約３０μｍの厚みを有する集電極が形成されている。この集電極は、所定の間隔を隔てて互いに平行に延びるように形成された複数のフィンガー電極部と、フィンガー電極部に流れる電流を集合させるバスバー電極部とによって構成されている。また、ｎ型単結晶シリコン基板の裏面上には、約１０μｍ〜約３０μｍの厚みを有する銀（Ａｇ）からなる裏面電極が形成されている。この裏面電極は、所定の間隔を隔てて互いに平行に延びるように形成された複数のフィンガー電極部と、フィンガー電極部に流れる電流を集合させるバスバー電極部とによって構成されている。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態による光起電力素子を備えた光起電力モジュールの構造を示した断面図である。次に、図１を参照して、本発明の一実施形態による光起電力素子１を備えた光起電力モジュール１０の構造について説明する。本発明の一実施形態による光起電力モジュール１０は、上述した構造を有する複数の光起電力素子１を備えており、この複数の光起電力素子１の各々は、ステップ状に折り曲げられたタブ電極２を介して、隣接する光起電力素子１に接続されている。また、タブ電極２を介して接続される光起電力素子１は、ＥＶＡ（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｖｉｎｙｌ  Ａｃｅｔａｔｅ：エチレンビニルアセテート）樹脂からなる充填材３により封止されている。また、複数の光起電力素子１を封止した充填材３の上面上（光入射面側）には、表面保護用のガラスからなる表面保護材４が配置されている。また、複数の光起電力素子１を封止した充填材３の下面上には、ＰＶＦ（Ｐｏｌｙ  Ｖｉｎｙｌ  Ｆｌｕｏｒｉｄｅ：ポリフッ化ビニル）フィルム（樹脂フィルム）５が配置されている。
【００２０】
次に、本発明の一実施形態による光起電力素子１の製造プロセスについて説明する。まず、約１Ω・ｃｍの抵抗率と約３００μｍの厚みを有するｎ型単結晶シリコン基板を洗浄することにより不純物を除去し、エッチングなどによりテクスチャ構造（凹凸形状）を形成する。そして、ＲＦプラズマＣＶＤ法を用いて、周波数：約１３．５６ＭＨｚ、形成温度：約１００℃〜約３００℃、反応圧力：約５Ｐａ〜約１００Ｐａ、ＲＦパワー：約１ｍＷ／ｃｍ２〜約５００ｍＷ／ｃｍ２の条件下で、ｎ型単結晶シリコン基板上に、ｉ型非晶質シリコン層およびｐ型非晶質シリコン層をそれぞれ約５ｎｍの厚みで順次堆積する。これにより、ｐｉｎ接合を形成する。なお、ｐ型非晶質シリコン層を形成する際のｐ型ドーパントとしては、３族元素であるＢ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎが挙げられる。ｐ型非晶質シリコン層の形成時に、ＳｉＨ４（シラン）ガスなどの原料ガスに、上記したｐ型ドーパントの少なくとも１つを含む化合物ガスを混合することによって、ｐ型非晶質シリコン層を形成することが可能である。
【００２１】
次に、本実施形態では、ｐ型非晶質シリコン層上に、イオンプレーティング法を用いて、約１００ｎｍの厚みを有する酸化インジウム膜からなる透明導電膜を形成する。具体的には、ドーピング用としてＷＯ３粉末またはＳｎＯ２粉末を約１〜約５ｗｔ％含むＩｎ２Ｏ３粉末の焼結体からなるターゲットを、チャンバ（図示せず）内の基板と対向する位置に設置する。この場合、ＷＯ３粉末またはＳｎＯ２粉末の量を変化させることにより、酸化インジウム膜中のＷまたはＳｎ量を変化させることが可能である。本実施形態では、イオンプレーティング法を用いてｐ型非晶質シリコン層上に酸化インジウム膜からなる透明導電膜を形成することによって、ｐ型非晶質シリコン層上に透明導電膜を形成する際のイオンのエネルギーを約１０ｅＶ〜約２０ｅＶまで小さくすることが可能であるので、たとえば、通常のスパッタ法を用いて透明導電膜を形成する場合のようにイオンのエネルギーが数１００ｅＶ以上になる場合に比べて、イオンのエネルギーを大幅に低減することが可能である。これにより、ｐ型非晶質シリコン層、ｉ型非晶質シリコン層およびｎ型単結晶シリコン基板へのダメージを低減することが可能である。
【００２２】
そして、ｐ型非晶質シリコン層が形成されたｎ型単結晶シリコン基板をターゲットと平行に対向配置した状態で、チャンバ（図示せず）を真空排気する。その後、ＡｒとＯ２との混合ガスを流して圧力を約０．４Ｐａ〜約１．０Ｐａに保持し、放電を開始する。なお、Ａｒガスの分圧は、約０．３６Ｐａで一定とする。この場合、ｎ型単結晶シリコン基板をターゲットに対して静止させた状態で成膜速度は約１０ｎｍ／ｍｉｎ〜約８０ｎｍ／ｍｉｎとなる。以上のようにして、酸化インジウム膜からなる透明導電膜を約１００ｎｍの厚みに形成した後、放電を停止する。
【００２３】
次に、スクリーン印刷法を用いて、透明導電膜の上面上の所定領域に、エポキシ樹脂に銀（Ａｇ）微粉末を練り込んだＡｇペーストを、約１０μｍ〜約３０μｍの厚みと、約１００μｍ〜約５００μｍの幅とを有するように形成した後、約２００℃で約８０分間焼成することによって硬化する。これにより、所定の間隔を隔てて互いに平行に延びるように形成された複数のフィンガー電極部と、フィンガー電極部に流れる電流を集合させるバスバー電極部とからなる集電極が形成される。その後、スクリーン印刷法を用いて、ｎ型単結晶シリコン基板の下面上に、エポキシ樹脂に銀（Ａｇ）微粉末を練り込んだＡｇペーストを、約１０μｍ〜約３０μｍの厚みを有するように形成した後、約２００℃で約８０分間焼成することによって硬化する。これにより、所定の間隔を隔てて互いに平行に延びるように形成された複数のフィンガー電極部と、フィンガー電極部に流れる電流を集合させるバスバー電極部とからなる裏面電極が形成される。以上のようにして、本実施形態による光起電力素子１が形成される。
【００２４】
次に、図１を参照して、本発明の一実施形態による光起電力素子１を備えた光起電力モジュール１０の製造プロセスについて説明する。図１に示すように、上記のようにして形成した複数の光起電力素子１の集電極のバスバー電極部に銅箔からなるタブ電極２の一方端側を接続する。そして、タブ電極２の他方端側を、隣接する光起電力素子１の裏面電極のバスバー電極部（図示せず）に接続する。このようにして、図１に示すように、複数の光起電力素子１を直列に接続する。
【００２５】
次に、ガラスからなる表面保護材４とＰＶＦフィルム５との間に、表面保護材４側から順に、後に充填材３となるＥＶＡシート、タブ電極２により接続した複数の光起電力素子１および後に充填材３となるＥＶＡシートを配置する。この後、加熱しながら真空ラミネート処理を行うことによって、図１に示した本実施形態による光起電力モジュール１０が形成される。
【００２６】
本実施形態では、上記のように、（２２２）の配向を有するとともに、２つのＸ線回折ピークを有する酸化インジウム膜を含む透明導電膜を設けるとともに、酸化インジウム膜の２つのＸ線回折ピークを、低角側の第１ピークと、第１ピークのピーク強度よりも小さいピーク強度を有する高角側の第２ピークとにより構成することによって、酸化インジウム膜が低角側のピークと、低角側のピークの強度よりも大きい強度を有する高角側のピークとの２つのＸ線回折ピークを有する場合に比べて、耐候性を向上させることができる。この結果、耐候性を向上させるとともに、長時間経過後のセル出力（Ｐｍａｘ）をさらに増加させることが可能な透明導電膜を備えた光起電力素子１を得ることができる。
【００２７】
図２〜図６は、図１に示した本実施形態による光起電力素子およびその光起電力素子を備えた光起電力モジュールの効果を確認するために行った実験を説明するための図である。次に、図２〜図６を参照して、本実施形態による光起電力素子１および光起電力素子１を備えた光起電力モジュール１０の効果を確認するために行った実験について説明する。
【００２８】
まず、図２を参照して、ＡｒとＯ２との混合ガスの圧力と、透明導電膜のＸ線回折スペクトルとの関係について評価した実験について説明する。なお、この実験では、本実施形態に対応する実施例１−１および１−２による試料と、比較例１−１および１−２による試料とを作製するとともに、それらの作製した試料について透明導電膜のＸ線回折スペクトルを測定した。
【００２９】
実施例１−１による試料は、ＷＯ３粉末を約１ｗｔ％含むＩｎ２Ｏ３粉末の焼結体からなるターゲットを用いて、イオンプレーティング法によりｐ型非晶質シリコン層上に約１００ｎｍの厚みを有する透明導電膜（ＩＷＯ膜）が形成された光起電力素子１を作製した。このときのＡｒとＯ２との混合ガスの圧力は、約０．７Ｐａとし、混合ガス中のＡｒガスの分圧は、約０．３６Ｐａとした。なお、Ｘ線回折スペクトルの信号を良好に検出するため、ｎ型単結晶シリコン基板として、表面が比較的平坦な形状に形成された基板を用いた。また、実施例１−１による試料では、集電極および裏面電極は形成せず、集電極および裏面電極を形成する際の熱処理を考慮して、約２００℃の温度で約８０分の熱処理を行った。この実施例１−１による試料のその他の構造および作製プロセスは、上記した本実施形態による光起電力素子１と同様である。また、実施例１−２による試料は、ＡｒとＯ２との混合ガスの圧力を約１．０Ｐａとし、混合ガス中のＡｒガスの分圧は、約０．３６Ｐａとして透明導電膜を形成した。また、比較例１−１による試料は、ＡｒとＯ２との混合ガスの圧力を約０．４Ｐａとし、混合ガス中のＡｒガスの分圧は、約０．３６Ｐａとして透明導電膜を形成した。また、比較例１−２による試料は、ＡｒとＯ２との混合ガスの圧力を約１．３Ｐａとし、混合ガス中のＡｒガスの分圧は、約０．３６Ｐａとして透明導電膜を形成した。なお、実施例１−２、比較例１−１および１−２による試料は、上記以外の条件を実施例１−１による試料と同様にして作製した。なお、Ａｒガスの分圧（約０．３６Ｐａ）は、実施例１−１、実施例１−２、比較例１−１および比較例１−２で同じであるので、ＡｒとＯ２との混合ガスの圧力が大きいほど、混合ガス中の酸素（Ｏ２）の量が増加していることを示している。これらの試料について、Ｘ線分析装置を用いてＸ線回折スペクトルを測定した。その結果を図２に示す。
【００３０】
図２に示すように、ＡｒとＯ２との混合ガスの圧力を制御することによって、透明導電膜のＸ線回折ピークを制御することが可能であることが判明した。具体的には、ＡｒとＯ２との混合ガスの圧力を約０．７Ｐａおよび約１．０Ｐａとしてそれぞれ透明導電膜を形成した実施例１−１による試料、および、実施例１−２による試料では、２θ（θ：Ｘ線回折角）が３０．１±０．１度の低角側の第１ピーク（Ｐ１）と、第１ピーク（Ｐ１）のピーク強度よりも小さいピーク強度を有するとともに、２θ（θ：Ｘ線回折角）が３０．６±０．１度の高角側の第２ピーク（Ｐ２）との２つのピークを有している。また、ＡｒとＯ２との混合ガスの圧力を約０．４Ｐａとして透明導電膜を形成した比較例１−１による試料では、２θ（θ：Ｘ線回折角）が３０．１±０．１度の低角側の第１ピーク（Ｐ１）と、第１ピーク（Ｐ１）のピーク強度よりも大きいピーク強度を有するとともに、２θ（θ：Ｘ線回折角）が３０．６±０．１度の高角側の第２ピーク（Ｐ２）との２つのピークを有している。また、ＡｒとＯ２との混合ガスの圧力を約１．３Ｐａとして透明導電膜を形成した比較例１−２による試料では、２θ（θ：Ｘ線回折角）が３０．６±０．１度のピークのみを有している。なお、実施例１−１、実施例１−２、比較例１−１および比較例１−２の透明導電膜の比抵抗は、図示しないが、約３×１０−４（Ω・ｃｍ）〜約９×１０−４（Ω・ｃｍ）であった。そして、ＡｒとＯ２との混合ガスの圧力を約１．３Ｐａとして透明導電膜を形成した比較例１−２の比抵抗が最も小さく、ＡｒとＯ２との混合ガスの圧力を増加することにより透明導電膜の比抵抗が減少する傾向が見られた。
【００３１】
次に、図３を参照して、ＡｒとＯ２との混合ガスの圧力と、光起電力素子１の規格化セル出力（Ｐｍａｘ）との関係について評価した結果について説明する。なお、この実験では、本実施形態に対応する実施例２−１および２−２による試料と、比較例２−１および２−２による試料とを作製するとともに、それらの作製した試料について規格化セル出力（Ｐｍａｘ）を測定した。
【００３２】
実施例２−１、実施例２−２、比較例２−１および比較例２−２による試料は、上記実施例１−１、実施例１−２、比較例１−１および比較例１−２による試料とは異なり、ｎ型単結晶シリコン基板として、テクスチャ構造（凹凸形状）が表面に形成された基板を用いるとともに、ｐ型非晶質シリコン層の上面上に形成された透明導電膜（ＩＷＯ膜上）およびｎ型単結晶シリコン基板の下面上に集電極および裏面電極をそれぞれ形成した。これら実施例２−１、実施例２−２、比較例２−１および比較例２−２による試料のその他の構造およびＩＷＯ膜の作製プロセスは、それぞれ、上記実施例１−１、実施例１−２、比較例１−１および比較例１−２による試料と同様である。具体的には、実施例２−１では、ＡｒとＯ２との混合ガスの圧力を約０．７Ｐａとし、実施例２−２では、ＡｒとＯ２との混合ガスの圧力を約１．０Ｐａとした。また、比較例２−１では、ＡｒとＯ２との混合ガスの圧力を約０．４Ｐａとし、比較例２−２では、ＡｒとＯ２との混合ガスの圧力を約１．３Ｐａとした。これにより、実施例２−１および２−２では、それぞれ、図２に示した実施例１−１および１−２と同様、低角側の第１ピーク（Ｐ１）のピーク強度よりも小さいピーク強度を有する高角側の第２ピーク（Ｐ２）が得られた。また、比較例２−１では、図２に示した比較例１−１と同様、低角側の第１ピーク（Ｐ１）よりも大きいピーク強度を有する高角側の第２ピーク（Ｐ２）が得られた。また、比較例２−２では、図２に示した比較例１−２と同様、１つのピーク（Ｐ２）のみが得られた。これらの実施例２−１、実施例２−２、比較例２−１および比較例２−２による試料について、セル出力（Ｐｍａｘ）を測定し、セル出力（Ｐｍａｘ）の規格化を行った。その結果を図３に示す。
【００３３】
なお、セル出力（Ｐｍａｘ）の規格化は、２θ（θ：Ｘ線回折角）が３０．１±０．１度の低角側の第１ピーク（Ｐ１）と、第１ピーク（Ｐ１）のピーク強度よりも大きいピーク強度を有するとともに、２θ（θ：Ｘ線回折角）が３０．６±０．１度の高角側の第２ピーク（Ｐ２）との２つのピークを有するＩＴＯ膜からなる透明導電膜を備えた規格化用光起電力素子によるセル出力（Ｐｍａｘ）により行った。この規格化用光起電力素子は、ＳｎＯ２粉末を約５ｗｔ％含むＩｎ２Ｏ３粉末の焼結体からなるターゲットを用いて、ＤＣスパッタ法により透明導電膜（ＩＴＯ膜）を形成した。このＤＣスパッタ法による透明導電膜（ＩＴＯ膜）の形成条件は、基板温度：６０℃、Ａｒ流量：２００ｓｃｃｍ、圧力：０．５Ｐａ、ＤＣ電力：１ｋＷ、カソードへの印加磁場：２０００Ｇａｕｓｓであった。なお、規格化用光起電力素子のその他の構造および作製プロセスは、上記した本実施形態による光起電力素子１と同様である。
【００３４】
図３に示すように、透明導電膜がＩＷＯ膜からなり、低角側の第１ピーク（Ｐ１）のピーク強度よりも小さいピーク強度を有する高角側の第２ピーク（Ｐ２）を有している実施例２−１および２−２による試料は、低角側の第１ピーク（Ｐ１）のピーク強度よりも大きいピーク強度を有する高角側の第２ピーク（Ｐ２）を有している比較例２−１による試料、および、１つのピーク（Ｐ２）を有する比較例２−２による試料に比べて、セル出力（Ｐｍａｘ）が増加することが判明した。具体的には、低角側の第１ピーク（Ｐ１）のピーク強度よりも小さいピーク強度を有する高角側の第２ピーク（Ｐ２）を有している実施例２−１および２−２による試料では、それぞれ、規格化セル出力（Ｐｍａｘ）は、約１０２．７％および約１０１．９％であった。その一方、低角側の第１ピーク（Ｐ１）のピーク強度よりも大きいピーク強度を有する高角側の第２ピーク（Ｐ２）を有している比較例２−１による試料では、規格化セル出力（Ｐｍａｘ）は、約１００．１％であった。また、１つのピークを有する比較例２−２による試料では、規格化セル出力（Ｐｍａｘ）は、約９８．９％であった。なお、比較例２−２による試料の規格化セル出力（Ｐｍａｘ）が、１００％よりも小さい値になったのは、規格化用光起電力素子は２つのピークを有するのに対して、比較例２−２による試料は１つのピークしか有さないためであると考えられる。
【００３５】
次に、図４を参照して、ＡｒとＯ２との混合ガスの圧力、および、ターゲット内のＷＯ３の含有率と、透明導電膜の第１ピーク（Ｐ１）と第２ピーク（Ｐ２）との強度比（Ｐ１／Ｐ２）との関係について評価した結果について説明する。なお、この実験では、本実施形態に対応する実施例３−１〜３−７による試料と、比較例３−１〜３−９による試料とを作製するとともに、それらの作製した試料について透明導電膜のＸ線回折スペクトルを測定し、透明導電膜の第１ピーク（Ｐ１）と第２ピーク（Ｐ２）との強度比（Ｐ１／Ｐ２）を算出した。
【００３６】
実施例３−１による試料は、ＷＯ３粉末を約１ｗｔ％含むＩｎ２Ｏ３粉末の焼結体からなるターゲットを用いて、イオンプレーティング法によりｐ型非晶質シリコン層上に約１００ｎｍの厚みを有する透明導電膜（ＩＷＯ膜）が形成された光起電力素子１を作製した。このときのＡｒとＯ２との混合ガスの圧力は、約０．７Ｐａとし、混合ガス中のＡｒガスの分圧は、約０．３６Ｐａとした。なお、Ｘ線回折スペクトルの信号を良好に検出するため、ｎ型単結晶シリコン基板として、表面が比較的平坦な形状に形成された基板を用いた。また、実施例３−１による試料では、集電極および裏面電極は形成せず、集電極および裏面電極を形成する際の熱処理を考慮して、約２００℃の温度で約８０分の熱処理を行った。この光起電力素子１のその他の構造および作製プロセスは、上記した本実施形態による光起電力素子１と同様である。また、実施例３−２、３−３、３−４、３−５、３−６および３−７による試料は、それぞれ、ＷＯ３粉末の含有率が、約１ｗｔ％、約３ｗｔ％、約３ｗｔ％、約４ｗｔ％、約４ｗｔ％および約４ｗｔ％であるターゲットを用いて作製した。また、実施例３−２、３−３、３−４、３−５、３−６および３−７による試料は、ＡｒとＯ２との混合ガスの圧力を、それぞれ、約１．０Ｐａ、約０．７Ｐａ、約１．０Ｐａ、約０．４Ｐａ、約０．７Ｐａおよび約１．０Ｐａとし、混合ガス中のＡｒガスの分圧は、約０．３６Ｐａとして作製した。また、比較例３−１、３−２、３−３、３−４、３−５、３−６、３−７、３−８および３−９による試料は、それぞれ、ＷＯ３粉末の含有率が、約１ｗｔ％、約１ｗｔ％、約３ｗｔ％、約３ｗｔ％、約４ｗｔ％、約５ｗｔ％、約５ｗｔ％、約５ｗｔ％および約５ｗｔ％であるターゲットを用いて作製した。また、比較例３−１、３−２、３−３、３−４、３−５、３−６、３−７、３−８および３−９による試料は、ＡｒとＯ２との混合ガスの圧力を、それぞれ、約０．４Ｐａ、約１．３Ｐａ、約０．４Ｐａ、約１．３Ｐａ、約１．３Ｐａ、約０．４Ｐａ、約０．７Ｐａ、約１．０Ｐａおよび約１．３Ｐａとし、混合ガス中のＡｒガスの分圧は、約０．３６Ｐａとして作製した。なお、実施例３−２〜３−７および比較例３−１〜３−９による試料は、上記以外の条件を実施例３−１による試料と同様にして作製した。これらの実施例３−１〜３−７および比較例３−１〜３−７の試料について、Ｘ線分析装置を用いてＸ線回折スペクトルを測定し、透明導電膜の第１ピーク（Ｐ１）と第２ピーク（Ｐ２）との強度比（Ｐ１／Ｐ２）を測定した。その結果を図４に示す。
【００３７】
図４に示すように、ターゲット内のＷＯ３の含有率が約１ｗｔ％〜約４ｗｔ％の範囲では、ＷＯ３の含有率が増加するのにしたがって、透明導電膜の第１ピーク（Ｐ１）と第２ピーク（Ｐ２）との強度比（Ｐ１／Ｐ２）が増加することが判明した。また、ＡｒとＯ２との混合ガスの圧力を約０．７Ｐａおよび約１．０Ｐａに設定した場合には、ＷＯ３粉末の含有率の約１ｗｔ％〜約４ｗｔ％の試料（実施例３−１、３−２、３−３、３−４、３−６および３−７）で、透明導電膜の第１ピーク（Ｐ１）が第２ピーク（Ｐ２）よりも大きくなった。なお、ＷＯ３粉末の含有率が約５ｗｔ％のターゲットを用いて作製した比較例３−６〜比較例３−８による試料では、第２ピーク（Ｐ２）のピーク強度が見られず、第１ピーク（Ｐ１）のみが見られたので、透明導電膜の第１ピーク（Ｐ１）と第２ピーク（Ｐ２）との強度比（Ｐ１／Ｐ２）は、図４に示していない。また、ＡｒとＯ２との混合ガスの圧力を約１．３Ｐａにして作製した比較例３−２、３−４、３−５および３−９による試料では、第２ピーク（Ｐ２）のみが見られた。また、ＡｒとＯ２との混合ガスの圧力を約０．４Ｐａに設定した場合には、ＷＯ３粉末の含有率の約１ｗｔ％および約３ｗｔ％の試料（比較例３−１および３−３）で、透明導電膜の第１ピーク（Ｐ１）が第２ピーク（Ｐ２）よりも小さくなり、第１ピーク（Ｐ１）が第２ピーク（Ｐ２）よりも大きいＸ線回折スペクトルは得られなかった。その一方、ＡｒとＯ２との混合ガスの圧力を約０．４Ｐａに設定した場合にも、実施例３−５のように、ターゲット内のＷＯ３粉末の含有率を約４ｗ％にすれば、透明導電膜の低角側の第１ピーク（Ｐ１）が高角側の第２ピーク（Ｐ２）よりも大きいＸ線回折スペクトルが得られることが判明した。
【００３８】
次に、図５を参照して、透明導電膜の第１ピーク（Ｐ１）と第２ピーク（Ｐ２）との強度比（Ｐ１／Ｐ２）と、光起電力素子１の規格化耐候性との関係について評価した結果について説明する。なお、この実験では、本実施形態に対応する実施例４−１〜４−７による試料と、比較例４−１〜４−３による試料とを作製した。
【００３９】
実施例４−１〜４−７および比較例４−１〜４−３による試料は、上記実施例３−１〜３−７および比較例３−１〜３−３による試料とは異なり、ｎ型単結晶シリコン基板として、テクスチャ構造（凹凸形状）が表面に形成された基板を用いるとともに、ｐ型非晶質シリコン層の上面上に形成された透明導電膜（ＩＷＯ膜）上およびｎ型単結晶シリコン基板の下面上に集電極および裏面電極をそれぞれ形成した。これら実施例４−１〜４−７および比較例４−１〜４−３による試料（光起電力素子）のその他の構造およびＩＷＯ膜の作製プロセスは、それぞれ、上記実施例３−１〜３−７および比較例３−１〜３−３による試料と同様である。そして、これら実施例４−１〜４−７および比較例４−１〜４−３による光起電力素子を含む光起電力モジュールを、上記した本実施形態による光起電力モジュール１０と同様の作製プロセスを用いて作製した。なお、実施例４−１〜４−７および比較例４−１〜４−３による試料では、ＥＶＡの下側に、透湿性の高いＰＶＦフィルム５を用いて加速試験を行った。この加速試験は、湿度：８５％、温度：８５℃、時間：２０００ｈの条件で行った。そして、加速試験前と加速試験後とのセル出力（Ｐｍａｘ）を測定し、加速試験後のセル出力（Ｐｍａｘ）を加速試験前のセル出力（Ｐｍａｘ）で割ることにより耐候性を算出し、耐候性の規格化を行った。その結果を図５に示す。なお、耐候性の規格化は、２θ（θ：Ｘ線回折角）が３０．６±０．１度のピークのみが見られる比較例４−２による試料により行った。
【００４０】
図５に示すように、透明導電膜がＩＷＯ膜からなり、第１ピーク（Ｐ１）と第２ピーク（Ｐ２）との強度比（Ｐ１／Ｐ２）が１よりも大きい実施例４−１〜４−７による試料が、透明導電膜の第１ピーク（Ｐ１）と第２ピーク（Ｐ２）との強度比（Ｐ１／Ｐ２）が１よりも小さい比較例４−１および４−３による試料と、１つのピークを有する比較例４−２による試料とに比べて、耐候性が向上することが判明した。これは以下の理由によるものと考えられる。すなわち、実施例４−１〜４−７では、透明導電膜の形成時に、イオンプレーティング法を用いて、ｐ型非晶質シリコン層上に透明導電膜を形成することによって、透明導電膜を形成する際のイオンのエネルギーを約１０ｅＶ〜約２０ｅＶまで小さくでき、これにより、ｐ型非晶質シリコン層、ｉ型非晶質シリコン層およびｎ型単結晶シリコン基板へのイオンによるダメージを低減することが可能であるので、ｐ型非晶質シリコン層、ｉ型非晶質シリコン層およびｎ型単結晶シリコン基板のイオンによるダメージに起因する耐候性の低下を抑制することが可能となったためであると考えられる。また、実施例４−１〜４−７では、イオンプレーティング法のようにスパッタ材料の再配列が促進される条件で透明導電膜を形成することによって、透明導電膜の緻密性を向上させることが可能となったためであると考えられる。また、透明導電膜の第１ピーク（Ｐ１）と第２ピーク（Ｐ２）との強度比（Ｐ１／Ｐ２）が１よりも小さい比較例４−１および４−３による試料と、１つのピークを有する比較例４−２による試料とでは、大きな差が見られないことが判明した。これは、透明導電膜の第１ピーク（Ｐ１）と第２ピーク（Ｐ２）との強度比（Ｐ１／Ｐ２）が１よりも小さい比較例４−１および４−３による試料では、透明導電膜の第１ピーク（Ｐ１）と第２ピーク（Ｐ２）との強度比（Ｐ１／Ｐ２）が１よりも大きい実施例４−１〜４−７と異なり、詳細なメカニズムは不明であるが、透明導電膜の緻密性が向上しなかったためであると考えられる。
【００４１】
なお、透明導電膜の第１ピーク（Ｐ１）と第２ピーク（Ｐ２）との強度比（Ｐ１／Ｐ２）が１よりも大きい実施例４−１〜４−７による試料では、規格化耐候性は、約１００．９２％〜約１０１．６３％であった。また、透明導電膜の第１ピーク（Ｐ１）と第２ピーク（Ｐ２）との強度比（Ｐ１／Ｐ２）が１よりも小さい比較例４−１および４−３による試料では、それぞれ、規格化耐候性は、約９９．９０％および約１００．２０％であった。
【００４２】
次に、図６を参照して、ＡｒとＯ２との混合ガスの圧力およびターゲット内のＷＯ３の含有率と、光起電力素子１の規格化セル出力（Ｐｍａｘ）との関係について評価した結果について説明する。なお、この実験では、本実施形態に対応する実施例５−１〜５−７による試料と、比較例５−１〜５−９による試料とを作製するとともに、それらの作製した試料についてセル出力（Ｐｍａｘ）を測定した。
【００４３】
実施例５−１〜５−７および比較例５−１〜５−９による試料は、上記実施例３−１〜３−７および比較例３−１〜３−９による試料とは異なり、ｎ型単結晶シリコン基板として、テクスチャ構造（凹凸形状）が表面に形成された基板を用いるとともに、ｐ型非晶質シリコン層の上面上に形成された透明導電膜（ＩＷＯ膜）上およびｎ型単結晶シリコン基板の下面上に集電極および裏面電極をそれぞれ形成した。これら実施例５−１〜５−７および比較例５−１〜５−９による試料のその他の構造およびＩＷＯ膜の作製プロセスは、それぞれ、上記実施例３−１〜３−７および比較例３−１〜３−９による試料と同様である。これらの試料について、セル出力（Ｐｍａｘ）を測定し、セル出力（Ｐｍａｘ）の規格化を行った。その結果を図６に示す。なお、セル出力（Ｐｍａｘ）の規格化は、図３に示した実施例２−１、２−２、比較例２−１および２−２の規格化セル出力（Ｐｍａｘ）を算出する際に用いたものと同じ規格化用光起電力素子によるセル出力（Ｐｍａｘ）により行った。
【００４４】
図６に示すように、ターゲット内のＷＯ３の含有率が増加するのにしたがって、光起電力素子１のセル出力（Ｐｍａｘ）が減少する傾向が見られることが判明した。これは、以下の理由によるものと考えられる。すなわち、ターゲット内のＷＯ３の含有率が増加するのにしたがって、透明導電膜の比抵抗を低下させることが可能である一方、透明導電膜内のＷが増加することにより、光の透過率が、透明導電膜の比抵抗の低下率以上に低下するためであると考えられる。なお、ＡｒとＯ２との混合ガスの圧力が約０．４Ｐａ〜約１．０Ｐａの条件において、ターゲット内のＷＯ３の含有率が１ｗｔ％または３ｗｔ％である実施例５−１〜５−４、比較例５−１および５−３では、いずれの規格化セル出力（Ｐｍａｘ）も１以上であった。また、ターゲット内のＷＯ３の含有率が４ｗｔ％である実施例５−５〜５−７のうち、実施例５−５および５−６では、規格化セル出力（Ｐｍａｘ）は、１以上である一方、実施例５−７では、規格化セル出力（Ｐｍａｘ）は、１よりも小さくなった。また、ターゲット内のＷＯ３の含有率が５ｗｔ％である比較例５−６〜５−９では、いずれの規格化セル出力（Ｐｍａｘ）も１よりも小さくなった。また、ターゲット内のＷＯ３の含有率が約１ｗｔ％〜約５ｗｔ％の範囲内において、ＡｒとＯ２との混合ガスの圧力が約１．３Ｐａである比較例５−２、５−４、５−５および５−９では、いずれの規格化セル出力（Ｐｍａｘ）も１よりも小さくなった。
【００４５】
なお、規格化セル出力（Ｐｍａｘ）が１以上であったターゲット内のＷＯ３の含有率が１ｗｔ％または３ｗｔ％の実施例５−１〜５−４と同様の構造を有するとともに、同様の作製プロセスにより作製した上記実施例３−１〜３−４による透明導電膜の第１ピーク（Ｐ１）と第２ピーク（Ｐ２）との強度比（Ｐ１／Ｐ２）は、図４に示したように２以下である。以上から、光起電力素子１のセル出力（Ｐｍａｘ）および耐候性を向上させるためには、透明導電膜の第１ピーク（Ｐ１）と第２ピーク（Ｐ２）との強度比（Ｐ１／Ｐ２）は、１以上２以下であることが望ましいと考えられる。
【００４６】
次に、図２〜図６に示した透明導電膜をＩＷＯ膜により形成した場合と異なり、透明導電膜をＩＴＯ膜により形成した場合の透明導電膜の第１ピーク（Ｐ１）と第２ピーク（Ｐ２）との強度比（Ｐ１／Ｐ２）と、光起電力素子１の規格化耐候性との関係について評価した結果について説明する。なお、この実験では、本実施形態に対応する実施例６−１による試料を作製するとともに、その作製した試料についてセル出力（Ｐｍａｘ）を測定した。
【００４７】
実施例６−１による試料は、ＳｎＯ２粉末を約３ｗｔ％含むＩｎ２Ｏ３粉末の焼結体からなるターゲットを用いて、イオンプレーティング法によりｐ型非晶質シリコン層上に約１００ｎｍの厚みを有する透明導電膜（ＩＴＯ膜）が形成された光起電力素子１を作製した。この光起電力素子１のその他の構造および作製プロセスは、上記した本実施形態による光起電力素子１と同様である。そして、この実施例６−１による光起電力素子１を含む光起電力モジュールを、上記した本実施形態による光起電力モジュール１０と同様の作製プロセスを用いて作製した。なお、実施例６−１による試料では、ＥＶＡの下側に、透湿性の高いＰＶＦフィルム５を用いて加速試験を行った。加速試験は、湿度：８５％、温度：８５℃、時間：２０００ｈの条件で行った。そして、加速試験前と加速試験後とのセル出力（Ｐｍａｘ）を測定し、加速試験後のセル出力（Ｐｍａｘ）を加速試験前のセル出力（Ｐｍａｘ）で割ることにより耐候性を算出し、耐候性の規格化を行った。実施例６−１による試料の透明導電膜の第１ピーク（Ｐ１）と第２ピーク（Ｐ２）との強度比（Ｐ１／Ｐ２）は、約１．３であった。また、実施例６−１による試料の規格化耐候性は、１．０１２であった。これにより、イオンプレーティング法を用いることによって、透明導電膜をＩＴＯ膜により形成する場合にも、透明導電膜の第１ピーク（Ｐ１）と第２ピーク（Ｐ２）との強度比（Ｐ１／Ｐ２）を１以上にすることができるとともに、透明導電膜にＩＷＯ膜を用いる場合のみでなく、ＩＴＯ膜を用いる場合にも、耐候性を向上させることが可能であることが判明した。
【００４８】
なお、耐候性の規格化は、透明導電膜の第１ピーク（Ｐ１）と第２ピーク（Ｐ２）との強度比（Ｐ１／Ｐ２）が約０．５である規格化用光起電力モジュールにより行った。この規格化用光起電力モジュールでは、ＳｎＯ２粉末を約５ｗｔ％含むＩｎ２Ｏ３粉末の焼結体からなるターゲットを用いて、ＤＣスパッタ法により透明導電膜（ＩＴＯ膜）を形成した。このＤＣスパッタ法による透明導電膜（ＩＴＯ膜）の形成条件は、基板温度：６０℃、Ａｒ流量：２００ｓｃｃｍ、圧力：０．５Ｐａ、ＤＣ電力：１ｋＷ、カソードへの印加磁場：２０００Ｇａｕｓｓであった。なお、規格化用光起電力モジュールのその他の構造および作製プロセスは、上記実施例６−１による規格化用光起電力モジュールと同様である。
【００４９】
また、薄膜系の光起電力素子においても、透明導電膜にＩＷＯ膜を用いることによって、透明導電膜にＩＴＯ膜を用いる場合に比べて、セル出力（Ｐｍａｘ）および耐候性が向上することが本願発明者の実験により判明している。具体的には、この実験では、ＷＯ３粉末を約３ｗｔ％含むＩｎ２Ｏ３粉末の焼結体からなるターゲットを用いるとともに、ＡｒとＯ２との混合ガスの圧力を約０．７Ｐａにした状態で、金属基板上にＩＷＯ膜を形成した。そして、ＩＷＯ膜上に、ｎ型微結晶シリコン膜、ｉ型微結晶シリコン膜およびｐ型微結晶シリコン膜を形成したものを２つ準備した。そして、一方には、ｐ型微結晶シリコン膜上に、ＩＷＯ膜および集電極を形成するとともに、他方には、ｐ型微結晶シリコン膜上に、ＩＴＯ膜および集電極を形成した。なお、ＩＷＯ膜の形成条件は、ＷＯ３粉末の含有率を約３ｗｔ％とし、ＡｒとＯ２との混合ガスの圧力を約０．７Ｐａとした。また、ＩＴＯ膜の形成条件は、図３に示した実施例２−１、２−２、比較例２−１および２−２の規格化セル出力（Ｐｍａｘ）を算出する際に用いた規格化用光起電力素子と同様の形成条件とした。これらのセル出力（Ｐｍａｘ）および耐候性を比較した結果、ＩＷＯ膜を用いた試料が、ＩＴＯ膜を用いた試料に比べて、セル出力（Ｐｍａｘ）および耐候性が向上した。また、金属基板とｎ型微結晶シリコン膜との間にＩＷＯ膜を形成することによって、金属基板とｎ型微結晶シリコン膜との間にＩＴＯ膜やＺｎＯ膜を形成する場合に比べてセル出力（Ｐｍａｘ）が向上した。
【００５０】
なお、今回開示された実施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、上記した実施形態および実施例の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに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。
【００５１】
たとえば、上記実施形態では、ｎ型単結晶シリコン基板からなる光電変換層を用いる場合について説明したが、本発明はこれに限らず、ｐ型単結晶シリコン基板または非晶質シリコン層からなる光電変換層を用いる場合にも、同様の効果を得ることができる。
【００５２】
また、上記実施形態では、透明導電膜を有するとともに、ｎ型単結晶シリコン基板上にｉ型非晶質シリコン層およびｐ型非晶質シリコン層を形成した構造を有する光起電力素子に本発明を適用したが、本発明はこれに限らず、透明導電膜を有していれば、上記構造を有しない光起電力素子に適用しても同様の効果を得ることができる。
【００５３】
また、上記実施形態では、非晶質シリコン層上に透明導電膜を形成した場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限らず、微結晶シリコン層、非晶質ＳｉＣ層、非晶質ＳｉＯ層の上に、本発明による透明導電膜を形成した場合にも、同様の効果を得ることができる。
【００５４】
また、上記実施形態では、透明導電膜を構成する材料として、ＷまたはＳｎをドープした酸化インジウム（ＩＷＯまたはＩＴＯ）膜を用いたが、本発明はこれに限らず、酸化インジウムにＷまたはＳｎに加えて、他の材料をドープした透明導電膜を用いてもよい。たとえば、Ｔｉ、Ｚｎ、ＴａおよびＲｅの少なくとも１つ、または、２つ以上を組み合わせて透明導電膜にドープしてもよい。たとえば、Ｗに加えて、Ｔｉ、ＳｎおよびＺｎのうちの少なくとも１つ以上をドープしてもよい。
【００５５】
また、上記実施形態では、イオンプレーティング法を用いることにより、透明導電膜を形成する際のイオンのエネルギーを約１０ｅＶ〜約２０ｅＶまで小さくすることによって、酸化インジウム膜からなる透明導電膜を形成したが、本発明はこれに限らず、イオンプレーティング法以外の透明導電膜を形成する際のイオンのエネルギーを約１００ｅＶ以下にすることが可能な方法を用いて、低角側の第１ピーク（Ｐ１）と、第１ピーク（Ｐ１）のピーク強度よりも小さいピーク強度を有する高角側の第２ピーク（Ｐ２）とを有する酸化インジウム膜からなる透明導電膜を形成してもよい。たとえば、強磁場を印加しながらＤＣにＲＦを重畳したスパッタ法、パルス変調ＤＣ放電、ＲＦ放電、ＶＨＦ放電、マイクロ波放電またはイオンビーム蒸着法などを用いるとともに、透明導電膜を形成する際のイオンのエネルギーを約１００ｅＶ以下にすることが可能な形成条件を設定することによっても、低角側の第１ピーク（Ｐ１）と、第１ピーク（Ｐ１）のピーク強度よりも小さいピーク強度を有する高角側の第２ピーク（Ｐ２）とを有する酸化インジウム膜からなる透明導電膜を形成することができる。この場合にも、２つのピークを有する（２２２）ピークを含む酸化インジウム膜からなる透明導電膜を形成すれば、本発明と同様の効果を得ることができる。なお、強磁場を印加しながらＤＣにＲＦを重畳したスパッタ法を用いる場合は、印加磁場：約３０００Ｇａｕｓｓ、ＤＣ電力：１．２ｋＷ、ＲＦ電力：０．６ｋＷの条件下で形成することにより、透明導電膜を形成する際のイオンのエネルギーを約１００ｅＶ以下まで小さくすることが可能であるとともに、透明導電膜の下地となる半導体層に対するプラズマダメージを抑制することが可能であることが確認済みである。また、強磁場を印加しながらＤＣにＲＦを重畳したスパッタ法、パルス変調ＤＣ放電、ＲＦ放電、ＶＨＦ放電またはマイクロ波放電を用いる場合は、スパッタ材料（ＷまたはＳｎ）の再配列を促進させるために約１５０℃〜約２００℃の温度で透明導電膜を成膜するのが望ましい。なお、イオンビーム蒸着法を用いる場合は、イオンプレーティング法を用いた上記実施形態と同様、成膜時の加熱はなくても良い。
【００５６】
また、上記実施形態では、ｎ型単結晶シリコン基板の表面側にのみｉ型非晶質シリコン層およびｐ型非晶質シリコン層を形成した光起電力素子に本発明を適用した例について説明したが、本発明はこれに限らず、ｎ型単結晶シリコン基板の表面側にｉ型非晶質シリコン層およびｐ型非晶質シリコン層を形成するとともに、ｎ型単結晶シリコン基板の裏面側にｉ型非晶質シリコン層およびｎ型非晶質シリコン層を形成した光起電力素子に本発明を適用した場合にも同様の効果を得ることができる。この場合、ｎ型単結晶シリコン基板の下面（裏面）上に、約５ｎｍの厚みを有するｉ型非晶質シリコン層、および、約５ｎｍの厚みを有するｎ型非晶質シリコン層を、この順で形成すればよい。なお、ｎ型非晶質シリコン層の形成には、５族元素であるＰ、Ｎ、Ａｓ、Ｓｂの少なくとも１つを含む化合物ガスを用いることができる。
【００５７】
また、上記実施形態では、透明導電膜を構成する酸化インジウム膜の形成時に、Ａｒガスを用いたが、本発明はこれに限らず、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｘｅの他の不活性ガスまたはこれらの混合気体を用いることも可能である。
【００５８】
また、上記実施形態では、ＲＦプラズマＣＶＤ法を用いてｉ型非晶質シリコン層およびｐ型非晶質シリコン層を形成したが、本発明はこれに限らず、蒸着法、スパッタ法、マイクロ波プラズマＣＶＤ法、ＥＣＲ法、熱ＣＶＤ法、ＬＰＣＶＤ（減圧ＣＶＤ）法など他の方法を用いて、非晶質シリコン層を形成してもよい。
【００５９】
また、上記実施形態では、半導体材料として、シリコン（Ｓｉ）を用いたが、本発明はこれに限らず、ＳｉＧｅ、ＳｉＧｅＣ、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ＳｉＧｅＮ、ＳｉＳｎ、ＳｉＳｎＮ、ＳｉＳｎＯ、ＳｉＯ、Ｇｅ、ＧｅＣ、ＧｅＮのうちのいずれかの半導体を用いてもよい。この場合、これらの半導体は、結晶質、または、水素およびフッ素の少なくとも一方を含む非晶質または微結晶であってもよい。
【００６０】
また、上記実施形態では、光起電力素子に１つのｐｉｎ構造を形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、光起電力素子に複数のｐｉｎ構造を積層により形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の一実施形態による光起電力素子を備えた光起電力モジュールの構造を示した断面図である。
【図２】ＡｒとＯ２との混合ガスの圧力と、透明導電膜のＸ線回折スペクトルとの関係を説明するための図である。
【図３】ＡｒとＯ２との混合ガスの圧力と、光起電力素子の規格化セル出力（Ｐｍａｘ）との関係を説明するための図である。
【図４】ＡｒとＯ２との混合ガスの圧力、および、ターゲット内のＷＯ３の含有率と、透明導電膜の第１ピーク（Ｐ１）と第２ピーク（Ｐ２）との強度比（Ｐ１／Ｐ２）との関係を説明するための図である。
【図５】透明導電膜の第１ピーク（Ｐ１）と第２ピーク（Ｐ２）との強度比（Ｐ１／Ｐ２）と、光起電力素子の規格化耐候性との関係を説明するための図である。
【図６】ＡｒとＯ２との混合ガスの圧力、および、ターゲット内のＷＯ３の含有率と、光起電力素子の規格化セル出力（Ｐｍａｘ）との関係を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６２】
１  光起電力素子
４  表面保護材
５  ＰＶＦフィルム（樹脂フィルム）
１０  光起電力モジュール
【図１】
0004443516.tif 000002
【図２】
0004443516.tif 000003
【図３】
0004443516.tif 000004
【図４】
0004443516.tif 000005
【図５】
0004443516.tif 000006
【図６】
0004443516.tif 000007