(57)【要約】【課題】  薄膜Ｓｉ太陽電池の効率を向上させる。【解決手段】  裏面電極と、裏面電極の表面側に設けられた透明導電膜との間に、透明導電膜よりも屈折率が小さい材質からなる屈折率調整層を挿入する。例えば透明導電膜がＧＺＯであるとき、Ａｇよりなる裏面電極との間にＳｉＯ２を挿入する。その結果、裏面電極に浸透し吸収される光が減少し、裏面電極における光の反射率が改善される。【選択図】  図１
2007266095.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性基板と、
前記透光性基板の主面側に形成され、受光した光を電力に変換する第１光電変換層と、
前記主面側に形成され、該第１光電変換層に外光が入射する側と反対側に形成された裏面電極層と、
前記第１光電変換層と前記裏面電極層との間に形成され、前記裏面電極層に近い側において前記裏面電極層から遠い側よりも屈折率が小さい透明層と、
を具備することを特徴とする光電変換セル。
【請求項２】
前記透明層は、
上部透明層と、
前記上部透明層と前記裏面電極層との間に設けられ、前記上部透明層よりも屈折率が小さい屈折率調整層と、
を具備することを特徴とする請求項１記載の光電変換セル。
【請求項３】
前記上部透明層はＺｎＯ、ＩＴＯ、又はＳｎＯ２のうちのいずれかを含み、
前記ＺｎＯには、Ｇａ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｂのうちのいずれかがドーピングされていることを特徴とする請求項２記載の光電変換セル。
【請求項４】
前記屈折率調整層はＳｉＯ２、ＭｇＦ２、ＭｇＯ、ガラス、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＣａＦ２、ＬｉＦ、空孔のうちのいずれかを含むことを特徴とする請求項２又は３のうちのいずれか１項に記載の光電変換セル。
【請求項５】
前記屈折率調整層は、第１材料と第２材料との混合相を含み、
前記第１材料は、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２、ＭｇＯ、ガラス、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＣａＦ２、及びＬｉＦのうちから選択され、
前記第２材料は、ＺｎＯ、ＩＴＯ、及びＳｎＯ２のうちから選択され、前記ＺｎＯにはＧａ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｂのうちのいずれかがドーピングされていることを特徴とする請求項４に記載の光電変換セル。
【請求項６】
前記裏面電極層はＡｇ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕのいずれかを含むことを特徴とする請求項２から５のうちのいずれか１項に記載の光電変換セル。
【請求項７】
前記屈折率調整層は、厚さが２ナノメートル以上であることを特徴とする請求項２から６のうちのいずれか１項に記載の光電変換セル。
【請求項８】
前記屈折率調整層は、厚さが５ナノメートル以上、２５ナノメートル以下であることを特徴とする請求項２から７のうちのいずれか１項に記載の光電変換セル。
【請求項９】
前記屈折率調整層は、厚さが１０ナノメートル以上、２０ナノメートル以下であることを特徴とする請求項２から８のうちのいずれか１項に記載の光電変換セル。
【請求項１０】
前記透明層は３層以上の層構造をしており、
前記層構造のなかの任意の層である上側透明層の屈折率は、前記上側透明層と前記裏面電極層との間の任意の層である下側透明層の屈折率よりも大きいことを特徴とする請求項１から９のうちのいずれか１項に記載の光電変換セル。
【請求項１１】
前記第１光電変換層は多結晶質シリコンを含み、
更に、前記第１光電変換層に対して前記裏面電極層の反対側に、アモルファスシリコンを含む第２光電変換層を含むことを特徴とする請求項１から１０までのいずれか１項に記載の光電変換セル。
【請求項１２】
前記第１光電変換層はシリコンとシリコン以外のＩＶ族元素との合金、ＣＩＳ系化合物、および、ＣＩＧＳ系化合物のいずれかを含むことを特徴とする請求項１１に記載の光電変換セル。
【請求項１３】
更に、前記第１光電変換層と前記第２光電変換層との間に、多結晶質シリコンを含む第３光電変換層を含むことを特徴とする請求項１１または１２のうちのいずれか１項に記載の光電変換セル。
【請求項１４】
前記第３光電変換層はシリコンとシリコン以外のＩＶ族元素との合金、ＣＩＳ系化合物、および、ＣＩＧＳ系化合物のいずれかを含むことを特徴とする請求項１３に記載の光電変換セル。
【請求項１５】
不透光性基板と、
前記不透光性基板の主面側に形成された裏面電極層と、
前記主面側に形成され、受光した光を電力に変換する第１光電変換層と、
前記主面側に形成された透明電極層と、入射光は前記透明電極層の側から取り入れられ、
該第１光電変換層に外光が入射する側と反対側に形成された裏面電極層と前記第１光電変換層との間に形成され、前記裏面電極層に近い側において前記裏面電極層から遠い側よりも屈折率が小さい透明層と、
を具備することを特徴とする請求項１から９のうちのいずれか１項に記載の光電変換セル。
【請求項１６】
請求項１から請求項１５のいずれかに記載の光電変換セルが同一の基板上に複数集積され、集積された複数の光電変換セルが電気的に接続されていることを特徴とする光電変換モジュール。
【請求項１７】
請求項１６に記載の光電変換モジュールと、
少なくとも前記裏面電極層と電気的に接続され、前記光電変換モジュールにおいて発生した直流電力を外部の負荷へ供給する配線と、
が設けられたことを特徴とする光電変換パネル。
【請求項１８】
請求項１７に記載の光電変換パネルと、
前記配線と電気的に接続され、外部の負荷および電力系統の少なくとも一方へ供給される直流電力を交流電力に変換するインバータと、
が設けられたことを特徴とする光電変換システム。
【請求項１９】
請求項１７に記載の光電変換パネルと、
前記配線と電気的に接続され、外部の負荷へ供給される電力を一時的に貯える蓄電池と、
が設けられたことを特徴とする光電変換システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換セル、光電変換モジュール、光電変換パネルおよび光電変換システムの効率を高くする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、光入射面の反対側に設けられた裏面電極と半導体からなる光電変換層との間に、透明導電層を有する光起電力素子において、該透明導電層に導電率を変化させる元素を含有させ、該元素の添加量が膜厚方向で変化していることを特徴とする光起電力素子が開示されている。この特許文献の［００２３］から［００２４］には、次の記載がある。
【０００３】
「また前記元素の添加量を前記半導体層との界面に近づくにつれた少なくともある膜厚の範囲にわたって単調に減少させることによって、光起電力素子の長波長感度が増大し、短絡電流が増大して、光電変換効率が上昇した。
【０００４】
この効果については、前記元素の添加量を前記裏面電極との界面に近づくにつれて単調に減少させることによって、前記導電性酸化物の屈折率が前記裏面電極との界面に近づくにつれて単調に減少し、透明電極層と半導体層の界面での反射が減少して、半導体層への長波長光の入射が増大したものと考えられる。」
【０００５】
特許文献２には、光入射面の反対側に形成された光反射性の裏面電極と、一導電型を示す半導体層との間に、複数の元素の化合物からなる透明導電層を有する光起電力素子において、前記透明導電層を形成する化合物は導電性酸化物であり、該導電性酸化物の酸素の組成比が膜厚方向において連続的に変化する領域を含むことを特徴とする光起電力素子が開示されている。
【特許文献１】特開平５−１１０１２５号公報
【特許文献２】特許第２８４６５０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のような薄膜Ｓｉ光電変換セルでは、光散乱を意図したテクスチャ構造による粗面界面により裏面電極の金属層での光吸収が増加することが知られている。ところが、テクスチャ構造を用いない薄膜Ｓｉ光電変換セルは光散乱が弱く、短絡電流が低下する。したがって、透明導電膜・金属膜で構成された裏面電極での光反射の更なる増強は困難であって、光電変換効率を高めることが困難であった。
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、光電変換効率を高めることができる光電変換セル、光電変換モジュール、光電変換パネルおよび光電変換システムを提供することを目的とする。
本発明の目的をより詳細に述べると、薄膜Ｓｉ太陽電池（光電変換セル）における裏面電極層に侵入し吸収される電磁波を低減することにより、光電変換効率を高めることができる光電変換セル、光電変換モジュール、光電変換パネルおよび光電変換システム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】
【０００８】
以下に、［発明を実施するための最良の形態］で使用される番号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための最良の形態］との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【０００９】
本発明による光電変換セルは、透光性基板（１）と、透光性基板（１）の主面側に形成され、受光した光を電力に変換する第１光電変換層（７）と、主面側に形成され、該第１光電変換層に外光が入射する側と反対側に形成された裏面電極層（２）と、第１光電変換層（７）と裏面電極層（２）との間に形成され、裏面電極層（２）に近い側において裏面電極層（２）から遠い側よりも屈折率が小さい透明層（８、９）とを備えている。
【００１０】
本発明による光電変換セルにおいて、透明層（８、９）は、上部透明層（８）と、上部透明層（８）と裏面電極層（２）との間に設けられ、上部透明層（８）よりも屈折率が小さい屈折率調整層（９）とを備えている。
【００１１】
本発明による光電変換セルにおいて、上部透明層（８）はＺｎＯ、ＩＴＯ、又はＳｎＯ２のうちのいずれかを含んでいる。ＺｎＯには、Ｇａ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｂのうちのいずれかがドーピングされている。
【００１２】
本発明による光電変換セルにおいて、屈折率調整層（９）はＳｉＯ２、ＭｇＦ２、ＭｇＯ、ガラス、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＣａＦ２、ＬｉＦ、空孔のうちのいずれかを含む。
【００１３】
本発明による光電変換セルにおいて、屈折率調整層（９）は、第１材料と第２材料との混合相を含んでいる。第１材料は、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２、ＭｇＯ、ガラス、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＣａＦ２、及びＬｉＦのうちから選択される。第２材料は、ＺｎＯ、ＩＴＯ、及びＳｎＯ２のうちから選択される。ＺｎＯにはＧａ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｂのうちのいずれかがドーピングされている。
【００１４】
本発明による光電変換セルにおいて、裏面電極層（２）はＡｇ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕのいずれかを含む。
【００１５】
本発明による光電変換セルにおいて、屈折率調整層（９）は、厚さが２ナノメートル以上である。より好ましくは、厚さが１０ナノメートル以上である。
本発明による光電変換セルにおいて、屈折率調整層（９）は、厚さが５ナノメートル以上、２５ナノメートル以下である。より好ましくは、厚さが１０ナノメートル以上、２０ナノメートル以下である。
【００１６】
本発明による光電変換セルにおいて、透明層（８、９）は３層以上の層構造をしている。層構造のなかの任意の層である上側透明層の屈折率は、上側透明層と裏面電極層との間の任意の層である下側透明層の屈折率よりも大きい。
【００１７】
本発明による光電変換セルにおいて、第１光電変換層（７）は多結晶質シリコンを含んでいる。本発明による光電変換素子は更に、第１光電変換層（７）に対して裏面電極層（２）の反対側に、アモルファスシリコンを含む第２光電変換層（５）を含んでいる。
【００１８】
本発明による光電変換セルにおいて、第１光電変換層（７）はシリコンとシリコン以外のＩＶ族元素（例示：Ｇｅ）との合金、ＣＩＳ系化合物、および、ＣＩＧＳ系化合物のいずれかを含む。
【００１９】
本発明による光電変換セルは、第１光電変換層（７）と第２光電変換層（５）との間に、多結晶質シリコンを含む第３光電変換層（１０M）を含む。
【００２０】
本発明による光電変換セルにおいて、第３光電変換層（１０M）はシリコンとシリコン以外のＩＶ族元素（例示：Ｇｅ）との合金、ＣＩＳ系化合物、および、ＣＩＧＳ系化合物のいずれかを含む。
【００２１】
本発明による光電変換セルは、不透光性基板と、不透光性基板の主面側に形成された裏面電極層と、主面側に形成され、受光した光を電力に変換する第１光電変換層と、主面側に形成された透明電極層とを備えている。入射光は透明電極層の側から取り入れられる。本発明による光電変換素子は更に、該第１光電変換層に外光が入射する側と反対側に形成された裏面電極層と第１光電変換層との間に形成され、裏面電極層に近い側において裏面電極層から遠い側よりも屈折率が小さい透明層とを備えている。
【００２２】
本発明の光電変換モジュールは、上記本発明の光電変換セルが同一の基板上に複数集積され、集積された複数の光電変換セルが電気的に接続されていることを特徴とする。
【００２３】
本発明の光電変換パネルは、上記本発明の光電変換モジュールと、少なくとも前記裏面電極層と電気的に接続され、前記光電変換モジュールにおいて発生した直流電力を外部の負荷へ供給する配線と、が設けられたことを特徴とする。
【００２４】
本発明の光電変換システムは、上記本発明の光電変換パネルと、前記配線と電気的に接続され、外部の負荷および電力系統の少なくとも一方へ供給される直流電力を交流電力に変換するインバータと、が設けられたことを特徴とする。
【００２５】
本発明の光電変換システムは、上記本発明の光電変換パネルと、前記配線と電気的に接続され、外部の負荷へ供給される電力を一時的に貯える蓄電池と、が設けられたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の光電変換セル、光電変換モジュール、光電変換パネルおよび光電変換システムによれば、光電変換効率を高めることができるという効果を奏する。
より詳細には、本発明光電変換セル、光電変換モジュール、光電変換パネルおよび光電変換システムによれば、薄膜Ｓｉ太陽電池（光電変換セル）における裏面電極層に侵入し吸収される電磁波を低減することにより、光電変換効率を高めることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
〔第１の実施形態〕
以下、図面を参照しながら本発明に係る第１の実施形態の光電変換セルを実施するための最良の形態について説明する。
【００２８】
図１を参照すると、光電変換セルの断面図が示されている。光電変換セル１０は、光入射側のガラス基板（透光性基板）１と裏面不透明電極（裏面電極層）２との間に、多層の発電層３が形成されている。発電層３は、第１透明（光透過性）導電膜４と、光電変換層であるトップセル層（第２光電変換層）５と、透明導電膜である中間層６と、光電変換層であるボトムセル層（第１光電変換層）７と、第２透明導電膜（透明層、上部透明層）８と、屈折率調整層（透明層）９の６層の積層構造として形成されている。
第１透明導電膜４は、ガラス基板１の裏面側に接合している。トップセル層５は、第１透明導電膜４の裏面側に接合している。中間層６は、トップセル層５の裏面側に接合している。ボトムセル層７は、中間層６の裏面側に接合している。第２透明導電膜８は、ボトムセル層７の裏面側に接合している。屈折率調整層９は、第２透明導電膜８の裏面側に接合している。裏面不透明電極２は、屈折率調整層９の裏面側に接合している。
なお、ここでは、基板、膜、層などの構成要素において、光が入射する面を表面とし、光が出射する面を裏面とする。
【００２９】
図２を参照すると、ボトムセル層７、第２透明導電膜８、屈折率調整層９、及び裏面不透明電極２の部分を拡大した断面図が示されている。光電変換セル１０の裏面不透明電極２の付近の層の材質は、本実施の形態では、ボトムセル層７がｃ−Ｓｉ若しくはμｃ−Ｓｉ（微結晶シリコン）、第２透明導電膜８がＧａドープＺｎＯ（ＧＺＯ）、裏面不透明電極２がＡｇである。本発明においては第２透明導電層膜８と裏面不透明電極２との間に屈折率調整層９が存在している。屈折率調整層９の材質Ｘに関しては後述する。
なお、トップセル層５とボトムセル層７とは、上述のようにｃ−Ｓｉ層若しくはμｃ−Ｓｉ（微結晶シリコン）層若しくはa−Ｓｉ（アモルファスシリコン）層として成膜されていてもよいし、さらに、ＣＩＳ系化合物層（Ｃｕ、Ｉｎ、Ｓｅの組成からなる均一層）やＣＧＩＳ系化合物層（Ｃｕ、Ｉｎ、Ｓｅの組成からなる均一層に、更にＧａが添加された層）などとして成膜されていてもよく、特に限定するものではない。
【００３０】
屈折率調整層９が存在しない場合、太陽電池（光電変換セル１０）の裏面電極付近の層構造は例えば、Ｓｉ発電膜／ＧＺＯ／Ａｇである。平滑なガラス基板に成膜したＧＺＯ／Ａｇ膜の長波長域における光学反射率は充分に高い（Ｒ＝９５％以上）。すなわちＧＺＯ膜とＡｇ界面における明瞭な吸収損失は認められない。ガラス基板上の裏面電極の反射率計測はほぼ垂直入射条件である。この場合、偏光依存性は生じない。
【００３１】
一方、斜め入射の場合、ｓ偏光とｐ偏光と呼ばれる二つの偏光状態について反射特性を考慮する必要がある。特に、ｐ偏光に関しては、ブリュースタ角や誘電体／金属界面における表面プラズモンなどｓ偏光が有しない現象が知られている。
【００３２】
金属の反射率は、理想金属ではＲ＝１００％であるが、Ａｇなどの実在する金属は９８％程度が最高である。誘電体／金属の界面で光は反射されるが、実際には、金属側に僅かに電界が侵入している。侵入の深さは数１０ｎｍのオーダーである。侵入の深さは、誘電体の光学定数（屈折率ｎ）と金属の光学定数（ｎ，ｋ）、入射する電磁波の波長λ、入射角θで決まる。金属中に侵入した光の電界強度は界面からの深さに対して指数関数的に減衰する。したがって、誘電体／金属界面の反射における吸収損は電界の侵入深さで決まると考えてよい。
【００３３】
本発明の発明者は、屈折率調整層９の材質を変えて、Ａｇの層内部におけるｐ偏光成分の電界強度分布を計算した。計算には、屈折率調整層９の材質Ｘとして、ＧＺＯより屈折率が高い物質の代表としてＴｉＯ２、及びＧＺＯより屈折率が低い物質の代表としてＳｉＯ２を用いた。
【００３４】
Ａｇの膜厚は充分にバルクと見なせる８０ｎｍとした。Ａｇの裏面側の空気と、ボトムセル層７のｃ−Ｓｉは半無限媒質とした。ｃ−ＳｉからＧＺＯ界面に対して入射する入射光の入射角はθとする。ＧＺＯ／Ａｇ界面に挿入される媒質Ｘの厚みはｄとする。媒質ＸとＧＺＯの厚みの和は８０ｎｍとした。計算にはサイバネット社のＯＰＴＡＳ−ＦＩＬＭを使用した。Ａｇ層における電界強度の二乗（Ｅ＊Ｅ）を求め、マイクロソフト社のエクセルを使用して電界強度の積分値（＝Ａｇにおける吸収損に比例した量）を求め、グラフ化した。本計算は、薄膜多重干渉効果を考慮した平膜計算である。
【００３５】
以下、図３乃至図６を用いて計算の結果について述べる。以下の説明において「現状の構造」というのは、屈折率調整層９が存在しない構造のことを示す。
【００３６】
図３を参照すると、現状の構造、ＴｉＯ２挿入構造、ＳｉＯ２挿入構造における電界強度分布の計算結果が示されている。入射角５０°、計算波長８００ｎｍ、挿入媒質の膜厚は３０ｎｍの計算結果である。この結果から、ＧＺＯに対して、相対的に屈折率が高い媒質が挿入されると、電界強度分布が深くかつ大きくなり、Ａｇ層での吸収損が大きくなる（すなわち反射率が低下する）。逆に屈折率が低い媒質が挿入されると、Ａｇ層での吸収損を現状の構造よりも低減できることが分かる。
【００３７】
図４を参照すると、積分電界強度の計算結果がグラフに示されている。挿入媒質の膜厚が３０ｎｍ、計算波長８００ｎｍの計算結果である。３０°から４０°に認められるピークは、表面プラズモン共鳴による吸収増大と推定される。入射角６５°を越えると、積分電界強度が急峻に低下する。これはＳｉ／ＧＺＯ界面の全反射と推定される。
【００３８】
表面プラズモン共鳴現象は、平滑性と入射角が厳密に満たされないと充分に観測されないので、実際の（波長オーダーの凹凸を有する形状の）裏面電極ではシャープな吸収特性は出難いと推定される。そこで、仮定ではあるが、３０°から４０°のピークを無視して図４を見ると、４５°から６５°の入射角範囲において、積分電界強度レベルが屈折率調整層９の材質Ｘの屈折率に応じて変化していると解釈できる。すなわち、ＧＺＯ／Ａｇ界面にＧＺＯより屈折率の低い媒質を挿入することにより、Ａｇによる吸収損を低減できる可能性があるといえる。
【００３９】
図５を参照すると、積分電界強度の、挿入媒質の膜厚に対する依存性が示されている。入射角５０°、計算波長８００ｎｍでの計算結果である。膜厚がゼロのプロットは、現状の構造Ｓｉ／ＧＺＯ／Ａｇであり、膜厚８０ｎｍのプロットは、Ｓｉ／挿入媒質Ｘ／Ａｇの構造を示す。ＳｉＯ２の挿入により積分電界強度を低下できることが示されている。ＳｉＯ２の膜厚が厚いほどＡｇ層に侵入する積分電界強度が低下する傾向にある。
【００４０】
図６を参照すると、図５と同じ条件でＳｉＯ２が挿入された場合の積分電界強度の、挿入媒質の膜厚に対する依存性が、特に膜厚が薄い場合について詳細に示されている。この結果によれば、わずか２ｎｍ程度の膜厚でも、Ａｇ層に侵入する積分電界強度が低下している。これはセル化に有利な結果である。
【００４１】
次に、タンデムセル構造を備えた光電変換セル１０aにおける屈折率調整層の効果の計算について述べる。
【００４２】
図７を参照すると、タンデムセル構造を備えた光電変換セル１０aの断面図が示されている。ガラス基板１ａの裏面側には、第１透明導電膜４ａが成層されている。第１透明導電膜４ａの裏面側には、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）からなるトップセル層５ａが成層されている。トップセル層５ａの裏面側には、μｃ−Ｓｉ（微結晶シリコン）からなるボトムセル層７ａが成層されている。ボトムセル層７ａの裏面側には、第２透明導電膜８ａが成層されている。第２透明導電膜８ａの裏面側には、屈折率調整層９ａが成層されている。屈折率調整層９ａの裏面側には、裏面不透明電極２ａが成層されている。ガラス基板１ａの裏面側に積層された各層の接合面は、テクスチャ構造面として形成されている。
【００４３】
図８を参照すると、計算に用いたタンデムセルの層構造が示されている。この層構造は、図７に示された層構造と同じである。計算には、電磁波解析（ＦＤＴＤ法）を用いた。テクスチャ構造の凹凸の１周期分が取り出され、その左端と右端が同じとなる周期的境界条件で計算を行った。テクスチャ構造の凹凸は、ガラス基板（図８には図示されていない）に平行な面から３０°の凹凸とした。テクスチャ構造の凹凸の１周期分の幅（ピッチ）としては、後述するように様々な条件を指定した。ガラス基板の厚さは半無限とした。
【００４４】
図９を参照すると、ａ−Ｓｉよりなるトップセル層５ａのｐ偏光成分により発生する短絡電流に対する屈折率調整層９ａの屈折率依存性が示されている。ＧＺＯよりなる第２透明導電膜の膜厚は４０ｎｍ、屈折率調整層９ａの厚さは４０ｎｍである。ピッチが０．２μｍで、屈折率調整層９ａの屈折率がＧＺＯと同じ（ｎ≒１．８８）場合の短絡電流が基準として１００％に取られている。ピッチが０．２μｍ、０．６μｍ、１．０μｍ、及び２．０μｍのいずれの場合も、屈折率調整層９ａの屈折率が小さい場合に短絡電流が大きくなっていることが見て取れる。
【００４５】
図１０を参照すると、μｃ−Ｓｉよりなるボトムセル層７ａのｐ偏光成分により発生する短絡電流に対する屈折率調整層の９ａの屈折率依存性が示されている。ＧＺＯよりなる第２透明導電膜の膜厚は４０ｎｍ、屈折率調整層９ａの厚さは４０ｎｍである。ピッチが０．２μｍで、屈折率調整層９ａの屈折率がＧＺＯと同じ（ｎ≒１．８８）場合の短絡電流が基準として１００％に取られている。図９に示されたトップセル層５ａの場合と同じく、ピッチが０．２μｍ、０．６μｍ、１．０μｍ、及び２．０μｍのいずれの場合も、屈折率調整層９ａの屈折率が小さい場合に短絡電流が大きくなっていることが見て取れる。
【００４６】
図１１を参照すると、μｃ−Ｓｉよりなるボトムセル層７ａで発生する短絡電流に対する屈折率調整層９ａの屈折率・膜厚依存性が示されている。入射光としては、ｐ偏光成分とｓ偏光成分との平均がとられている。ＧＺＯよりなる第２透明導電膜８ａの膜厚と屈折率調整層９ａの厚さとの和は８０ｎｍとした。ピッチは０．６μｍである。屈折率調整層９ａの屈折率がＧＺＯと同じ（ｎ≒１．８８）場合の短絡電流が基準として１００％に取られている。屈折率調整層９ａの膜厚が２０ｎｍ、３０ｎｍ、及び４０ｎｍのいずれの場合も、屈折率調整層９ａの屈折率がＧＺＯよりも小さい場合に短絡電流が大きくなっていることが見て取れる。
【００４７】
図３、図４、図５、図６、図９、図１０、及び図１１に示された計算結果から、第２透明導電膜８、８ａと裏面不透明電極２、２ａとの間に第２透明導電膜８、８ａよりも屈折率が小さい材質からなる層が挿入されることにより、裏面不透明電極２、２ａに侵入し吸収される電界の強度が抑制され、その結果、発電効率が上昇することが示されている。
【００４８】
［特許文献１］により開示されている効果が透明導電層と半導体層との界面での反射の減少によって得られるものであるのに対し、本発明は裏面電極の金属層で吸収される電磁波が低減されることによって発電効率が向上するものであり、原理が異なる。
【００４９】
図１２を参照すると、本発明の他の実施の形態が示されている。図１２を参照すると、ガラス基板１、第１透明導電層４、トップセル層５、ミドルセル層（第３光電変換層）１０Ｍ、ボトムセル層７、第２透明導電層８、屈折率調整層９、裏面不透明電極２が順次に積層されている。トップセル層５はアモルファスシリコンを含む光電変換層、ミドルセル層１０Ｍは多結晶シリコン（微結晶シリコンの場合も含める）を含む光電変換層、ボトムセル層７は多結晶シリコン（微結晶シリコンの場合も含める）を含む光電変換層である。本発明による、屈折率が第２透明導電層８よりも小さい屈折率調整層９を第２透明導電層８と裏面不透明電極２との間に形成する構造は、こうしたトリプル型の光電変換セルにも好適に用いられる。
【００５０】
次に、本実施形態に係る光電変換セル１０の発電特性の評価実験について説明する。
本実験に用いられる光電変換セル１０は、屈折率調整層９の材質Ｘが、ＳｉＯ２およびＭｇＦ２のいずれかからなるものを用いている。ＳｉＯ２およびＭｇＦ２は、ＧＺＯより屈折率が低い物質である。また、屈折率調整層９は、ＳｉＯ２およびＭｇＦ２のいずれかを、以下に述べる条件の下で蒸着により膜厚を変えて形成されている。
【００５１】
屈折率調整層９の形成は、真空蒸着法により行なった。ここで用いた蒸着法は一般的な光学フィルムの形成法として公知の技術である。屈折率調整層９の材質ＸがＳｉＯ２の場合には、ＳｉＯ２ガラスをターゲットに用い、材質ＸがＭｇＦ２の場合には、ＭｇＦ２結晶をターゲットに用いた。ターゲットと製膜基板を蒸着装置に設置し、所定の真空度まで排気した後、ターゲットに電子線ビームを照射して蒸着を行なった。製膜基板の設定温度は、常温から３００℃までが可能である。本実施例では、基板温度は１００℃で実施した。膜厚管理は一般的な水晶振動子法を用いた。あらかじめ検量線を作成して、所定の膜厚となるように蒸着を行なった。
本実施例では、真空蒸着法を用いたが、屈折率調整層９の形成方法としては、真空蒸着法に限定されず、スパッタリング法も好適である。スパッタリング法も一般的な光学フィルムの形成法として公知の技術である。
【００５２】
光電変換セル１０の発電特性は短絡電流密度（ＪＳＣ）、開放電圧（ＶＯＣ）、曲線因子（ＦＦ）、発電効率（Ｅｆｆ）により評価されている。以下の表１は上述の蒸着条件に基づいて試作された微結晶シングルセルである光電変換セル１０の発電特性を示している。
なお、表中の「現状の構造」における発電特性は、屈折率調整層９が存在しない構造の微結晶シングルセルの発電特性を示し、本実施形態に係る微結晶シングルセルの発電特性を評価する基準となっている。表中の「ＳｉＯ２（膜厚５ｎｍ）」における発電特性は、屈折率調整層９が膜厚５ｎｍのＳｉＯ２が蒸着された層である微結晶シングルセルの発電特性であって、「現状の構造」に係る発電特性を基準として相対値化して示している。同様に、「ＭｇＦ２（膜厚５ｎｍ）」における発電特性は、屈折率調整層９が膜厚５ｎｍのＭｇＦ２が蒸着された層である微結晶シングルセルの発電特性であって、「現状の構造」に係る発電特性を基準として相対値化して示している。
【表１】
2007266095.tif 000003
表１に示された発電特性によると、屈折率調整層９が、膜厚５ｎｍのＳｉＯ２の層である微結晶シングルセルおよび膜厚５ｎｍのＭｇＦ２の層である微結晶シングルセルにおける発電効率Ｅｆｆが、現状の構造に係る微結晶シングルセルの発電効率Ｅｆｆより向上していることが解る。
【００５３】
以下の表２は、同じく上述の蒸着条件に基づいて試作されたタンデムセルである光電変換セル１０の発電特性を示している。
なお、表中の「現状の構造」における発電特性は、屈折率調整層９が存在しない構造のタンデムセルの発電特性を示し、本実施形態に係るタンデムセルの発電特性を評価する基準となっている。表中の「ＳｉＯ２（膜厚５ｎｍ）」における発電特性は、屈折率調整層９が膜厚５ｎｍのＳｉＯ２が蒸着された層であるタンデムセルの発電特性であって、「現状の構造」に係る発電特性を基準として相対値化して示している。同様に、「ＭｇＦ２（膜厚５ｎｍ）」における発電特性は、屈折率調整層９が膜厚５ｎｍのＭｇＦ２が蒸着された層であるタンデムセルの発電特性であって、「現状の構造」に係る発電特性を基準として相対値化して示している。
【表２】
2007266095.tif 000004
表２に示された発電特性によると、屈折率調整層９が、膜厚５ｎｍのＳｉＯ２の層であるタンデムセルおよび膜厚５ｎｍのＭｇＦ２の層であるタンデムセルにおける発電効率Ｅｆｆが、現状の構造に係るタンデムセルの発電効率Ｅｆｆより向上していることが解る。
なお、表２には示されていないが、屈折率調整層９が、ＳｉＯ２の層であって膜厚が５ｎｍを越えると、屈折率調整層９の絶縁性が高くなるため、発電効率Ｅｆｆは低下する。一方、屈折率調整層９が、ＭｇＦ２の層である場合には、膜厚が５ｎｍを越えても発電効率Ｅｆｆは直ちに低下することはない。表３において、ＭｇＦ２層の膜厚を変化させた場合の発電特性を示す。
【００５４】
以下の表３は、上述の蒸着条件に基づいて試作されたタンデムセルである光電変換セル１０の発電特性を示している。
なお、表中の「現状の構造」における発電特性は、屈折率調整層９が存在しない構造のタンデムセルの発電特性を示し、本実施形態に係るタンデムセルの発電特性を評価する基準となっている。表中の「ＭｇＦ２（膜厚５ｎｍ）」における発電特性は、屈折率調整層９が膜厚５ｎｍのＭｇＦ２が蒸着された層であるタンデムセルの発電特性であって、「現状の構造」に係る発電特性を基準として相対値化して示している。同様に、「ＭｇＦ２（膜厚１０ｎｍ）」における発電特性は、屈折率調整層９が膜厚１０ｎｍのＭｇＦ２が蒸着された層であるタンデムセルの発電特性であって、「現状の構造」に係る発電特性を基準として相対値化して示している。以下、同様に、「ＭｇＦ２（膜厚２０ｎｍ）」、および、「ＭｇＦ２（膜厚３０ｎｍ）」における発電特性は、屈折率調整層９が膜厚２０ｎｍおよび３０ｎｍのＭｇＦ２が蒸着された層であるタンデムセルの発電特性であって、「現状の構造」に係る発電特性を基準として相対値化して示している。
【表３】
2007266095.tif 000005
表３に示された発電特性によると、屈折率調整層９が、膜厚５ｎｍから膜厚３０ｎｍのＭｇＦ２の層であるタンデムセルにおける発電効率Ｅｆｆが、現状の構造に係るタンデムセルの発電効率Ｅｆｆより向上していることが解る。
具体的には、ＭｇＦ２層からなる屈折率調整層９の膜厚が、５ナノメートル以上、２５ナノメートル以下の範囲内の厚さであれば、タンデムセルにおける発電効率Ｅｆｆが、現状の構造に係るタンデムセルの発電効率Ｅｆｆより向上していることが示されている。さらには、ＭｇＦ２層からなる屈折率調整層９の膜厚が、１０ナノメートル以上、２０ナノメートル以下の範囲内の厚さであれば、タンデムセルにおける発電効率Ｅｆｆの向上がより顕著に示されている。
【００５５】
図１３は、本発明が適用されたサブストレート型光電変換セルの構成を説明する模式図である。
なお、上述のように、本発明をスーパーストレート型光電変換セルに適用してもよいし、サブストレート型光電変換セルに適用してもよく、特に限定するものではない。
例えば、図１３に示す光電変換セル１０ｂは、透明電極１１ｂ側から光を入射させるサブストレート型光電変換セルである。光電変換セル１０ｂは、ガラス基板１ｂと、裏面不透明電極２ｂと、屈折率調整層９ｂと、第２透明導電膜８ｂと、光電変換層（第１光電変換層）７ｂと、透明電極１１ｂと、取出電極１３ｂと、を備えている。
透明電極１１ｂは、光電変換層７ｂに向けて入射する光を透過するとともに、光電変換層７ｂにおいて発生した電力を取出電極１３ｂに導くものである。取出電極１３ｂは、電力を透明電極１１ｂから外部に導くものである。
【００５６】
ここでは、基板、膜、層などの構成要素において、光が入射する面を表面とし、光が出射する面を裏面として説明する。
裏面不透明電極２ｂは、ガラス基板１ｂの表面側に成層されている。屈折率調整層９ｂは、裏面不透明電極２ｂの表面側に成層されている。第２透明導電膜８ｂは、屈折率調整層９ｂの表面側に成層されている。光電変換層７ｂは、第２透明導電膜８ｂの表面側に成層されている。透明電極１１ｂは、光電変換層７ｂの表面側に成層されている。取出電極１３ｂは、透明電極１１ｂの表面側に形成されている。
ガラス基板１ｂの表面にはテクスチャ構造が形成され、当該表面はテクスチャ構造面として形成されている。ガラス基板１ｂの表面側に成層された裏面不透明電極２ｂと、裏面不透明電極２ｂの表面側に成層された屈折率調整層９ｂとの接合面は、ガラス基板１ｂの表面にならってテクスチャ構造面として形成されている。
【００５７】
図１４は、本発明が適用されたサブストレート型光電変換セルの別の構成を説明する模式図である。
図１４に示す光電変換セル１０ｃは、図１３に示す光電変換セル１０ｂとは別の構成のサブストレート型光電変換セルである。光電変換セル１０ｃは、ガラス基板１ｃと、裏面不透明電極２ｃと、屈折率調整層９ｃと、第２透明導電膜８ｃと、光電変換層７ｂと、透明電極１１ｂと、取出電極１３ｂと、を備えている。
【００５８】
ここでは、基板、膜、層などの構成要素において、光が入射する面を表面とし、光が出射する面を裏面として説明する。
裏面不透明電極２ｃは、ガラス基板１ｃの表面側に成層されている。屈折率調整層９ｃは、裏面不透明電極２ｃの表面側に成層されている。第２透明導電膜８ｃは、屈折率調整層９ｃの表面側に成層されている。光電変換層７ｂは、第２透明導電膜８ｃの表面側に成層されている。透明電極１１ｂは、光電変換層７ｂの表面側に成層されている。取出電極１３ｂは、透明電極１１ｂの表面側に形成されている。
裏面不透明電極２ｃの表面にはテクスチャ構造が形成され、当該表面はテクスチャ構造面として形成されている。裏面不透明電極２ｃと、裏面不透明電極２ｃの表面側に成層された屈折率調整層９ｃとの接合面は、裏面不透明電極２ｃの表面にならってテクスチャ構造面として形成されている。
【００５９】
図１５は、本発明が適用されたサブストレート型光電変換セルの更に別の構成を説明する模式図である。
図１５に示す光電変換セル１０ｄは、図１３に示す光電変換セル１０ｂとは更に別の構成のサブストレート型光電変換セルである。光電変換セル１０ｄは、ガラス基板１ｃと、構造体１５ｄと、裏面不透明電極２ｄと、屈折率調整層９ｃと、第２透明導電膜８ｃと、光電変換層７ｂと、透明電極１１ｂと、取出電極１３ｂと、を備えている。
構造体１５ｄは、ガラス基板１ｃと裏面不透明電極２ｄとの間に配置されるものであって、テクスチャ構造状に形成されたものである。
【００６０】
ここでは、基板、膜、層などの構成要素において、光が入射する面を表面とし、光が出射する面を裏面として説明する。
裏面不透明電極２ｄは、ガラス基板１ｃの表面側に成層されている。屈折率調整層９ｃは、裏面不透明電極２ｄの表面側に成層されている。第２透明導電膜８ｃは、屈折率調整層９ｃの表面側に成層されている。光電変換層７ｂは、第２透明導電膜８ｃの表面側に成層されている。透明電極１１ｂは、光電変換層７ｂの表面側に成層されている。取出電極１３ｂは、透明電極１１ｂの表面側に形成されている。
ガラス基板１ｃの表面には構造体１５ｄが配置され、ガラス基板１ｃの表面側に成層された裏面不透明電極２ｄと、裏面不透明電極２ｄの表面側に成層された屈折率調整層９ｃとの接合面は、構造体１５ｄにならってテクスチャ構造面として形成されている。
【００６１】
〔第２の実施形態〕
以下、本発明に係る第２の実施形態における光電変換セルを備えた光電変換モジュールについて説明する。
図１６は、本実施形態における光電変換モジュールの構成を説明する図である。
光電変換モジュール１２０は、図１６に示すように、一枚のガラス基板１０１に複数の光電変換セル１１０が複数備えられたものであって、複数の光電変換セル１１０が電気的に直列に接続されたものである。各光電変換セル１１０は、第１透明導電膜１０４と、光電変換層（第１光電変換層）１０７と、第２透明導電膜（透明層、上部透明層）１０８と、屈折率調整層（透明層）１０９と、裏面不透明電極（裏面電極層）１０２と、を備えている。
【００６２】
第１透明導電膜１０４は、隣接する光電変換セル１１０を電気的に直列に接続する導電膜であって、ガラス基板１０１側から入射した光を光電変換層１０７に向けて透過する光透過性を有する膜である。第１透明導電膜１０４は、隣接する一対の光電変換セル１１０にわたって延在して成膜されている。隣接する第１透明導電膜１０４同士は、所定間隔をあけて形成されている。具体的には、一の第１透明導電膜１０４は、一の光電変換セル１１０の形成領域内に成膜されているとともに、一方の端部が、隣接する他の光電変換セル１１０の形成領域内に延在して成膜されている。
光電変換層１０７は、ガラス基板１０１側から入射した光を電力に変換する層である。光電変換層１０７は、隣接する第１透明導電膜１０４にわたって形成されており、一つの光電変換層１０７の形成されている領域が、一つの光電変換セル１１０の領域と略等しくなっている。光電変換層１０７としては、ｃ−Ｓｉ層やμｃ−Ｓｉ（微結晶シリコン）層やＣＩＳ系化合物層（Ｃｕ、Ｉｎ、Ｓｅの組成からなる均一層）やＣＧＩＳ系化合物層（Ｃｕ、Ｉｎ、Ｓｅの組成からなる均一層に、更にＧａが添加された層）などから形成されているものを例示できる。
なお、光電変換層１０７は、a−Ｓｉ層、ｃ−Ｓｉ層やμｃ−Ｓｉ層等の多層発電層構造からなるタンデム構造である光電変換層であってもよく、特に限定するものではない。
第２透明導電膜１０８は、ＧａドープＺｎＯ（ＧＺＯ）を材料に成膜された導電性を有する膜である。
屈折率調整層１０９は、ＧＺＯより屈折率が低いＳｉＯ２またはＭｇＦ２を材料に成膜された導電性を有する層である。
裏面不透明電極１０２は、Ａｇから形成された電極であって、隣接する一つの光電変換セル１１０の第１透明導電膜１０４と電気的に接続された電極である。また、裏面不透明電極１０２は、第２透明導電膜１０８および屈折率調整層１０９とともに、ガラス基板１０１側から入射した光を反射するものである。裏面不透明電極１０２には、隣接する光電変換セル１１０の第１透明導電膜１０４と対向する領域に、当該第１透明導電膜１０４に向かって延びる接続部１０２aが形成されている。
【００６３】
光電変換モジュール１２０の製造方法について説明する。
光電変換モジュール１２０は、まず、ガラス基板１０１の裏面の全体に第１透明導電膜１０４が成膜され、エッチングにより第１透明導電膜１０４の所定形状に加工される。第１透明導電膜１０４の形成後に、光電変換層１０７が全面に成膜され、エッチングにより光電変換層１０７の所定形状に加工される。光電変換層１０７の形成後に、第２透明導電膜１０８が全面に成膜され、エッチングにより第２透明導電膜１０８の所定形状に加工される。第２透明導電膜１０８の形成後に、屈折率調整層１０９が全面に成膜され、エッチングにより屈折率調整層１０９の所定形状に加工される。屈折率調整層１０９の形成後に、接続部１０２aが形成される貫通孔がエッチングにより形成され、裏面不透明電極１０２が全面に成膜され、エッチングにより裏面不透明電極１０２の所定形状に加工されることにより、光電変換モジュール１２０が完成する。
【００６４】
なお、光電変換モジュール１２０における複数の光電変換セル１１０は、上述のように直列に接続された構成であっても良いし、直列に接続された複数群の光電変換セルが並列に接続された構成であっても良く、特に限定するものではない。これらの構成は、光電変換モジュール１２０に求められる電圧や電流値に基づいて適宜決定される。
【００６５】
光電変換モジュール１２０は、本発明の光電変換セル１１０を備えることにより、光電変換効率を向上させることができる。光電変換効率が向上すると、同じ電力量を得るために必要な光電変換モジュール１２０の光受面積が小さくなり、光電変換モジュール１２０の製造単価を安くするとともに、光電変換モジュール１２０の設置面積を小さくすることができる。あるいは、同じ受光面積でより大きな電力量を得ることができる。
【００６６】
〔第３の実施形態〕
以下、本発明に係る第３の実施形態における光電変換モジュールを備えた光電変換パネルについて説明する。
図１７は、本実施形態における光電変換パネルの構成を説明する図である。
光電変換パネル２０１は、図１７に示すように、第２の実施形態に係る光電変換モジュール１２０と、被覆膜２０３と、枠体２０５と、配線２０７と、端子ボックス（配線）２０９とを備えている。
被覆膜２０３は、光電変換モジュール１２０における裏面不透明電極１０２側の面を保護するラミネート膜である。枠体２０５は、光電変換モジュール１２０の周囲を覆うものであって、光電変換モジュール１２０を支持するものである。配線２０７は、光電変換モジュール１２０において発生した電力を端子ボックス２０９に導くものである。配線２０７は、裏面不透明電極１０２と電気的に接続されるものと、第１透明導電膜１０４と電気的に接続されるものとが備えられている。端子ボックス２０９は、配線２０７を介して導かれた光電変換モジュール１２０の電力を外部に供給する接続部である。
光電変換パネル２０１が外部に供給する直流電力の電圧としては、１００Ｖを例示することができる。
【００６７】
光電変換パネル２０１は、本発明の光電変換モジュール１２０を備えることにより、光電変換効率を向上させることができる。光電変換効率が向上すると、同じ電力量を得るために必要な光電変換パネル２０１の光受面積が小さくなり、光電変換パネル２０１の製造単価を安くするとともに、光電変換パネル２０１の設置面積を小さくすることができる。あるいは、同じ受光面積でより大きな電力量を得ることができる。
【００６８】
〔第４の実施形態〕
以下、本発明に係る第２および第３の実施形態における光電変換モジュールを備えた光電変換システムについて説明する。
図１８は、本実施形態における光電変換システムの外観構成を説明する斜視図である。図１９は、図１８の光電変換システムの構成を説明するブロック図である。
光電変換システム３０１は、図１８に示すように、光電変換パネル３０３と、インバータ３０５とを備えている。
【００６９】
光電変換パネル３０３は、図１９に示すように、複数の光電変換モジュール１２０と、端子ボックス３０７とを備えている。
光電変換モジュール１２０は、第２および第３の実施形態において説明した光電変換モジュールと同様のものであるので、その説明を省略する。光電変換モジュール１２０は、２つの光電変換モジュール１２０が直列に接続された一群の光電変換モジュール１２０を構成し、これら一群の光電変換モジュール１２０の出力がそれぞれ並列に端子ボックス３０７に入力されている。例えば、１つの光電変換モジュール１２０が１００Ｖの直流電力を供給する場合には、一群の光電変換モジュール１２０は、２００Ｖの直流電力を端子ボックス３０７に供給する。
端子ボックス３０７は、複数の一群の光電変換モジュール１２０の出力電力を一つにまとめてインバータ３０５へ出力するものであって、所定の直流電圧に昇圧するものである。端子ボックス３０７には、複数の昇圧チョッパ３０９が備えられ、光電変換モジュール１２０から出力された電力がそれぞれの昇圧チョッパ３０９に入力されている。昇圧チョッパ３０９の出力は、一つにまとめられインバータ３０５に入力されている。昇圧チョッパ３０９は、最大電力点追従制御（Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｐｏｗｅｒ  Ｐｏｉｎｔ  Ｔｒａｃｋｉｎｇ）を行い、光電変換モジュール１２０の出力電力を所定の直流電圧を有する電力に変換するものである。
【００７０】
インバータ３０５は、端子ボックス３０７から出力された直流電力を交流電力に変換するものである。インバータ３０５により変換された交流電力は、光電変換システム３０１に接続された負荷３１１に供給される。インバータ３０５により直流電力を交流電力に変換することで、外部の電力系統３１３と系統連携して負荷３１１に電力を供給することができる。あるいは、電力系統３１３に電力を供給することができる。
【００７１】
光電変換システム３０１は、本発明の光電変換モジュール１２０を備えることにより、光電変換効率を向上させることができる。光電変換効率が向上すると、同じ電力量を得るために必要な光電変換システム３０１の光受面積が小さくなり、光電変換システム３０１の製造単価を安くするとともに、光電変換システム３０１の設置面積を小さくすることができる。あるいは、同じ受光面積でより大きな電力量を得ることができる。
【００７２】
〔第５の実施形態〕
以下、本発明に係る第２および第３の実施形態における光電変換モジュールを備えた光電変換システムについて説明する。
図２０は、本実施形態における光電変換システムの構成を説明するブロック図である。
光電変換システム４０１は、図２０に示すように、光電変換パネル３０３と、蓄電池４０３とを備えている。
【００７３】
光電変換パネル３０３は、図２０に示すように、複数の光電変換モジュール１２０と、端子ボックス３０７とを備えている。
光電変換モジュール１２０は、第２および第３の実施形態において説明した光電変換モジュールと同様のものであるので、その説明を省略する。端子ボックス３０７は、第４の実施形態において説明した端子ボックスと同様のものであるので、その説明を省略する。
蓄電池４０３は、端子ボックス３０７から出力された直流電力を一時的に蓄電するものである。蓄電池４０３に一時的に蓄電された直流電力は、光電変換システム４０１に接続された負荷４１１に供給される。なお、蓄電池４０３としては、公知のものを用いることができ、特に限定されるものではない。
蓄電池４０３を備えるため、光電変換システム４０１から供給される直流電力の変動を抑えることができる。
【００７４】
光電変換システム４０１は、本発明の光電変換モジュール１２０を備えることにより、光電変換効率を向上させることができる。光電変換効率が向上すると、同じ電力量を得るために必要な光電変換システム４０１の光受面積が小さくなり、光電変換システム４０１の製造単価を安くするとともに、光電変換システム４０１の設置面積を小さくすることができる。あるいは、同じ受光面積でより大きな電力量を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光電変換セルの断面図である。
【図２】図１の光電変換セルにおける裏面不透明電極の付近の断面図である。
【図３】図３は、屈折率調整層の材質を変えたときのＡｇに侵入する電界強度の計算結果を示す。
【図４】図４は、積分電界強度の計算結果である。
【図５】図５は、積分電界強度の、挿入媒質の膜厚に対する依存性を示す。
【図６】図６は、積分電界強度の、挿入されるＳｉＯ２の膜厚に対する依存性を示す。
【図７】図７は、タンデムセル構造を備えた光電変換セルの断面図である。
【図８】図８は、計算に用いたタンデムセルの層構造を示す。
【図９】図９は、トップセル層がｐ偏光成分により発生する短絡電流に対する屈折率調整層の屈折率依存性を示す。
【図１０】図１０は、ボトムセル層がｐ偏光成分により発生する短絡電流に対する屈折率調整層の屈折率依存性を示す。
【図１１】図１１は、ボトムセル層が発生する短絡電流に対する屈折率調整層の屈折率・膜厚依存性を示す。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態によるトリプル型の光電変換セルの断面図である。
【図１３】本発明が適用されたサブストレート型光電変換セルの構成を説明する模式図である。
【図１４】本発明が適用されたサブストレート型光電変換セルの別の構成を説明する模式図である。
【図１５】本発明が適用されたサブストレート型光電変換セルの更に別の構成を説明する模式図である。
【図１６】本発明の第２の実施形態における光電変換モジュールの構成を説明する図である。
【図１７】本発明の第３の実施形態における光電変換パネルの構成を説明する図である。
【図１８】本発明の第４の実施形態における光電変換システムの外観構成を説明する斜視図である。
【図１９】図１８の光電変換システムの構成を説明するブロック図である。
【図２０】本発明の第５の実施形態における光電変換システムの構成を説明するブロック図である。
【符号の説明】
【００７６】
１，１０１  ガラス基板（透光性基板）
２，１０２  裏面不透明電極（裏面電極層）
３  発電層
４、１０４  第１透明導電膜
５  トップセル層（第２光電変換層）
６  中間層
７  ボトムセル層（第１光電変換層）
７ｂ  光電変換層（第１光電変換層）
８，１０８  第２透明導電膜（透明層、上部透明層）
９，１０９  屈折率調整層（透明層）
１０Ｍ  ミドルセル層（第３光電変換層）
１０７  光電変換層（第１光電変換層）
１０，１１０  光電変換セル
１２０  光電変換モジュール
２０１  光電変換パネル
２０７  配線
２０９  端子ボックス（配線）
３０１  光電変換システム
３０３  光電変換パネル
３０５  インバータ
３０７  端子ボックス
３０９  昇圧チョッパ
３１１  負荷
３１３  外部の電力系統
４０１  光電変換システム
４０３  蓄電池
４１１  負荷
【図１】
2007266095.tif 000006
【図２】
2007266095.tif 000007
【図３】
2007266095.tif 000008
【図４】
2007266095.tif 000009
【図５】
2007266095.tif 000010
【図６】
2007266095.tif 000011
【図７】
2007266095.tif 000012
【図８】
2007266095.tif 000013
【図９】
2007266095.tif 000014
【図１０】
2007266095.tif 000015
【図１１】
2007266095.tif 000016
【図１２】
2007266095.tif 000017
【図１３】
2007266095.tif 000018
【図１４】
2007266095.tif 000019
【図１５】
2007266095.tif 000020
【図１６】
2007266095.tif 000021
【図１７】
2007266095.tif 000022
【図１８】
2007266095.tif 000023
【図１９】
2007266095.tif 000024
【図２０】
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