(57)【要約】  【課題】  III-V族化合物太陽電池セルの表面電極形成プロセスを簡略化できる太陽電池セル構造及び太陽電池セル作製方法を提供する。  【解決手段】  本発明では、窓層及び光電変換層よりバンドギャップが大きいＧａＰを主成分とする材料をコンタクト層として用いる。この構成により、光が透過する部分にコンタクト層が存在していた場合でも、その透過損失により太陽電池セルの出力が低下することを抑えることができる。そのため、コンタクト層の製膜面積を大きく取ることができ、コンタクト層と表面電極の位置あわせ精度を緩和することが可能となる。また、さらに、コンタクト層を窓層上全面に形成することにより、コンタクト層のエッチング工程を省略できるとともに、表面電極の精密な位置あわせが不要となり、太陽電池の製造工程を簡略化することができる。  【選択図】図１
2007115916.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
III-V族化合物半導体を主材料とする光電変換層を少なくとも１つ含む複数の半導体層と、
前記半導体層の裏面に積層された裏面電極と、
前記半導体層の表面に積層された窓層と、
前記窓層の表面の少なくとも一部に積層されたＧａＰを主成分とするコンタクト層と、
前記コンタクト層上面の少なくとも一部に積層された表面電極と、
を備える太陽電池。
【請求項２】
前記コンタクト層は、前記窓層の上面全面に積層されていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】
前記コンタクト層は、前記表面電極側の最表面キャリア濃度が３×1018cm-3以上であることを特徴とする請求項1または２の何れか１項に記載の太陽電池。
【請求項４】
前記コンタクト層の層厚は、0.1μm以上であることを特徴とする請求項1から３の何れか１項に記載の太陽電池。
【請求項５】
前記コンタクト層は、AlxGa1-x-y InyP（0≦x≦0.1、0≦y≦0.1）で表される組成からなることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の太陽電池。
【請求項６】
前記コンタクト層と前記窓層との間に、前記コンタクト層と前記窓層との間のバンドギャップ、格子定数を有する中間層が設けられていることを特徴とする請求１から５の何れか１項に記載の太陽電池。
【請求項７】
前記中間層はAlGaInPからなることを特徴とする請求項６に記載の太陽電池。
【請求項８】
III-V族化合物半導体を主材料とする光電変換層を少なくとも１つ含む複数の半導体層を形成する工程と、
前記半導体層の一面に(AlxGa1-x)0.5In0.5P(1≧x≧0.7)窓層を形成する工程と、
前記半導体層の他面に裏面電極を形成する工程と、
前記半導体層の一面の少なくとも一部にＧａＰを主成分とするコンタクト層を形成する工程と、
前記コンタクト層上の少なくとも一部に表面電極を形成する工程と、を備え、前記コンタクト層の形成初期の製膜速度が1.5μm/h以下であり、かつ、前記成長初期の層厚が0.01μm以上であることを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項９】
III-V族化合物半導体を主材料とする光電変換層を少なくとも１つ含む複数の半導体層を形成する工程と、
前記半導体層の一面に(AlxGa1-x)0.5In0.5P(1≧x≧0.7)窓層を形成する工程と、
前記半導体層の他面に裏面電極を形成する工程と、
前記半導体層の窓層上面にAlGaInPからなる中間層を形成する工程と、
前記中間層上の少なくとも一部にＧａＰを主成分とするコンタクト層を形成する工程と、
前記コンタクト層上の少なくとも一部に表面電極を形成する工程と、を備え、前記AlGaInP中間層の成長速度は1.5μm/h以下であることを特徴とする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III-V族化合物半導体太陽電池の材質、構造および製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、III-V族化合物半導体をセルの材料とする太陽電池（以下、III-V族化合物太陽電池と称する）は、高効率である特徴を生かして宇宙用あるいは集光用として用いられつつある。
【０００３】
図１２に従来のIII-V族化合物太陽電池の素子構造を示す。この太陽電池はボトム、ミドル、トップの3接合セルで形成されており、それぞれp-Ge 101/ n-Ge 102（ボトムセル）、p-InGaP  BSF層106/p-InGaAsヘ゛ース層107/n-InGaAsエミッタ―層108/n-InGaP窓層 109（ミドルセル）、p-AlInP  BSF層111/p-InGaPヘ゛ース層112/n-InGaPエミッタ―層113/n-AlInP窓層 114（トップセル）で構成されており、順にバンドギャップが大きくなるような構造である。ボトムセルとミドルセルの間にはn-InGaP核形成層103に加えてn-InGaAsハ゛ッファ層104、p-GaAs/n-GaAsトンネル接合層105が設けられ、ミドルセルとトップセルの間にはp-AlGaAs/n-InGaPトンネル接合層110が設けられる。また、トップセルのn-AlInP窓層114上にはn-GaAsコンタクト層115が櫛型状に形成される。櫛型状に形成するのは、n-GaAsのバンドギャップが小さく近赤外より波長の短い光が透過しないため、光を透過させる領域のn-GaAsコンタクト層は除去する必要があるからである。櫛型状に設けられたn-GaAsコンタクト層115上に表面電極116が形成されている。n-GaAsコンタクト層115が除去された領域には、表面反射率を下げるためMgF2/ZnSによる反射防止膜120が蒸着されている。またp-Ge基板101側には全面に裏面電極117が形成されている。
【０００４】
特許文献１には、上記構造と同様の化合物太陽電池セルの構造が開示されており、表面電極、コンタクト層の製膜面積は略同一である。すなわち、光が当たる部分のn-GaAsコンタクト層は除去されており、そのコンタクト層上に表面電極が形成されている。
【０００５】
コンタクト層と表面電極の櫛型形状の形成プロセスを図１３を基に説明する。まず、上記光電変換層、トンネル接合層、窓層等が積層された半導体層119の最上層であるトップセルのn-AlInP窓層114表面全面にレジスト121を塗り(a)、櫛形状の電極にするためにフォトリソグラフィーにより、レジストを残す(b)。アンモニア系のエッチング液でレジスト下のn-GaAsコンタクト層115をエッチングする(c)。この時、下地のn-AlInP窓層114はアンモニア系ではエッチングされないため、n-GaAsコンタクト層115がエッチングされればエッチングは自動的に止まる。次に適当な有機溶剤を用いてレジストを除去し(d)、再度全面にレジスト122を塗布する(e)。再度のフォトリソグラフィーによりn-GaAsコンタクト層115が残っている櫛形状の領域に合わせてレジストを抜く(f)。その上から表面電極となる金属、例えばAu、Ge、Ni、Auをこの順に蒸着し(g)、リフトオフによりレジスト上に蒸着された表面電極116はレジストごと除去し、n-GaAsコンタクト層115上に目的の電極を残して形成する(h)。以上のプロセスによりコンタクト層と表面電極が形成される。
【特許文献１】特開平8−２０４２１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のコンタクト層、表面電極形成プロセスは、前記工程（ａ）から（ｈ）のようにマスキング、エッチングを繰り返す複雑な工程であり、また、n-GaAsコンタクト層幅が10μm程度であるのに対して電極幅を５μm程度にする必要があるため、工程(f)では精度の高いアライメントが要求されていた。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、表面電極形成プロセスを簡略化できる太陽電池セル構造及び太陽電池セル作製方法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】
上記目的を達成するために本発明はIII-V族化合物半導体を主材料とする光電変換層を少なくとも１つ含む複数の半導体層と、
前記半導体層の裏面に積層された裏面電極と、
前記半導体層の表面に積層された窓層と、
前記窓層の表面の少なくとも一部に積層されたＧａＰを主成分とするコンタクト層と、
前記コンタクト層上面の少なくとも一部に積層された表面電極と、
を備える太陽電池とした。
【０００９】
この構造によれば、コンタクト層としてバンドギャップが大きいＧａＰを主成分とする材料を用いることにより、光が透過する部分にコンタクト層が存在していた場合でも、その透過損失を低減できるため、コンタクト層の面積を大きくとることができ、コンタクト層と表面電極の位置あわせに要求される精度を低減することができる。
【００１０】
また、本発明において、前記コンタクト層は、前記窓層の上面全面に積層されていることが望ましい。
【００１１】
この構成によれば、コンタクト層のエッチング工程が不要となり、さらにコンタクト層が半導体層の他面全面に成膜されているため、表面電極の位置合わせがより簡単になる。
【００１２】
また、本発明において、前記コンタクト層は、前記表面電極側の最表面キャリア濃度が３×1018cm-3以上であることが望ましい。
【００１３】
また、本発明において、前記コンタクト層の層厚は、0.1μm以上であることが望ましい。
【００１４】
また、本発明において、前記コンタクト層は、AlxGa1-x-yInyP（0≦x≦0.1、0≦y≦0.1）で表される組成からなることが望ましい。
【００１５】
また、本発明において、前記コンタクト層と前記窓層との間に、前記コンタクト層と前記窓層との間のバンドギャップ、格子定数を有する中間層が設けられていることが望ましい。
【００１６】
また、本発明において、前記中間層はAlGaInPからなることが望ましい。
また、本発明は、III-V族化合物半導体を主材料とする光電変換層を少なくとも１つ含む複数の半導体層を形成する工程と、
前記半導体層の一面に(AlxGa1-x)0.5In0.5P(1≧x≧0.7)窓層を形成する工程と、
前記半導体層の他面に裏面電極を形成する工程と、
前記半導体層の一面の少なくとも一部にＧａＰを主成分とするコンタクト層を形成する工程と、
前記コンタクト層上の少なくとも一部に表面電極を形成する工程と、を備え、前記コンタクト層の形成初期の製膜速度が1.5μm/h以下であり、かつ、前記成長初期の層厚が0.01μm以上である太陽電池の製造方法とした。
【００１７】
この製造方法によれば、コンタクト層としてバンドギャップが大きいＧａＰを主成分とする材料を用いることにより、光が透過する部分にコンタクト層が存在していた場合でも、その透過損失を低減できるため、コンタクト層の面積を大きくとることができ、コンタクト層と表面電極の位置あわせに要求される精度を低減することができる。さらに、ＧａＰコンタクト層の成膜表面層に発生するヒロックと呼ばれる結晶欠陥の数を減少させることができ、高品質な膜を形成することが可能となる。
【００１８】
また、本発明は、III-V族化合物半導体を主材料とする光電変換層を少なくとも１つ含む複数の半導体層を形成する工程と、
前記半導体層の一面に(AlxGa1-x)0.5In0.5P(1≧x≧0.7)窓層を形成する工程と、
前記半導体層の他面に裏面電極を形成する工程と、
前記半導体層の窓層上面にAlGaInPからなる中間層を形成する工程と、
前記中間層上の少なくとも一部にＧａＰを主成分とするコンタクト層を形成する工程と、
前記コンタクト層上の少なくとも一部に表面電極を形成する工程と、を備え、前記AlGaInP中間層の成長速度は1.5μm/h以下である太陽電池の製造方法とした。
【００１９】
この製造方法によれば、(AlxGa1-x)0.5In0.5P(1≧x≧0.7)窓層上にAlGaInP中間層を成膜する工程において、格子不整合を緩和することができ、その後のＧａＰコンタクト層の成膜表面層に発生するヒロックと呼ばれる結晶欠陥の数を減少させ、高品質な膜形成が可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明では、窓層及び光電変換層よりバンドギャップが大きいＧａＰを主成分とする材料をコンタクト層として用いる。この構成により、光が透過する部分にコンタクト層が存在していた場合でも、その透過損失により太陽電池セルの出力が低下することを抑えることができる。そのため、コンタクト層の製膜面積を大きく取ることができ、コンタクト層と表面電極の位置あわせ精度を緩和することが可能となる。また、さらに、コンタクト層を窓層上全面に形成することにより、コンタクト層のエッチング工程を省略できるとともに、表面電極の精密な位置あわせが不要となり、太陽電池の製造工程を簡略化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下本発明の実施形態を以下実施例に基づき説明する。本発明は以下の実施例のような3接合セルに適用されるのみならず、GaPのバンドギャップより小さいバンドギャップを有する複数の光電変換層を接合したIII-V族化合物太陽電池に適用が可能である。
（実施例１）
図１は本発明の実施例による太陽電池セルの概略断面図を示す。本実施例の太陽電池は、p型Ge基板上にMO-CVD法によりエピタキシャル膜を形成することにより作製したInGaP/InGaAs/Ge三接合型III-V族化合物太陽電池とした。本実施例においては従来例（図１２）と異なり、コンタクト層１５がn-GaPにより構成されている。
【００２２】
n-GaPコンタクト層１５は間接遷移型であり、トップセルのn-AlInP窓層１４とほぼ同じ大きさのバンドギャップを有しているため、n-AlInP窓層１４を透過する波長の光を透過させることができる。したがって従来例のn-GaAsコンタクト層のように光が通る領域すべてをエッチングで除去する必要がなく、表面電極１６より大きくn-GaPコンタクト層１５を残すことができる。
【００２３】
本実施例のコンタクト層１５、表面電極１６の形成工程は従来の工程図（図１３）と同様である。本実施例では、図１３（ｆ）のレジスト１２２除去パターンをコンタクト層１１５に位置合わせする工程において、幅約３０μmの櫛型状のコンタクト層に約5μm幅の櫛型状のレジスト除去パターンを形成する。従来の工程と異なり、コンタクト層１５の幅がレジスト除去パターンの幅より大きいため、その位置あわせに要求される精度が緩和される。その上から電極、例えばAu、Ge、Ni、Auをこの順に蒸着し(ｇ)、リフトオフ法によりレジスト上に蒸着された電極をレジストごと除去し、n-GaPコンタクト層15上に所望のパターンの表面電極16を形成する(ｈ)。
【００２４】
図２はn-GaPコンタクト層15のキャリア濃度と比抵抗の関係を示す測定データである。表面電極１６とn-GaPコンタクト層15の接合をオーミック接合とするためにはn-GaPコンタクト層15の比抵抗を1×10-3Ω・cm以下とする必要があるため、少なくともn-GaPコンタクト層15の最表面は３×1018cm-3以上のキャリア濃度とする必要がある。この構成により、表面電極１６とn-GaPコンタクト層１５の接触抵抗はGaAsコンタクト層の場合と同程度である３×10-６Ω／cm２以下に抑えることができる。
（実施例２）
図３は本発明の実施例２に係るIII-V族化合物太陽電池セル構造の概略断面図を示す。本実施例においては実施例１（図１）と異なり、コンタクト層１５がn-AlInP窓層１４上全面に形成されている。
【００２５】
本実施例の表面電極１６の形成工程を図４(a)〜(d)を基に説明する。まずn-GaPコンタクト層１５の表側全面にレジスト２１を塗り(a)、櫛形状の電極にするためにフォトリソグラフィーにより、約5μm幅の領域のレジストを除去する(b)。その上から電極、例えばAu、Ge、Ni、Auをこの順に蒸着し(c)、リフトオフ法によりレジスト上に蒸着された電極をレジストごと除去し、n-GaPコンタクト層１５上に所望のパターンの表面電極１６を形成する(d)。
【００２６】
従来例と比べてフォトリソグラフィー工程が1回で済み、コンタクト層１５のエッチング工程を省略でき、さらにレジスト除去パターン時の位置合わせ精度を緩和できるため、より簡単な工程とすることができる。
【００２７】
図５(a)(b)は、5×1018cm-3のキャリア濃度を有するn-GaPコンタクト層１５の層厚を0.05〜1.5μmの間で変化させた場合の、AM1.5における太陽電池セルのIsc（短絡電流）及びVoc（開放電圧）を示したものである。
【００２８】
図５によると、層厚が０．１μｍより薄くなるとVocが急激に小さくなる。この層厚の減少に伴うVocの低下は表面電極１６の材料がトップセルのpn接合域まで拡散して接合が劣化したためである。このため、n-GaPコンタクト層１５の層厚は０．１μm以上とする必要がある。この下限値はそのキャリア濃度に関わらず一定であり、表面電極１６の材料の拡散を抑えることができる。したがって、n-GaPコンタクト層１５のキャリア濃度にかかわらず下限値は０．１μｍ以上とすること必要である。
【００２９】
また、層厚が増加するとIscが減少しているが、この層厚の増大に伴うIscの減少はn-GaPコンタクト層１５中の自由キャリアによる光吸収によるものである。したがって、この範囲の上限はコンタクト層１５の光吸収量により決定され、その光吸収量はキャリア濃度増に伴い増加するため、上限値はコンタクト層のキャリア濃度の影響を受けて変化する。
【００３０】
本実施例のn-GaPコンタクト層１５のキャリア濃度が5×1018cm-3場合には、膜厚は1.0μm以下であることが望ましい。コンタクト層１５のキャリア濃度を変化させた場合には、コンタクト層１５の光吸収量が変化するためIscの絶対値は変化するが、図５（ａ）と同様の傾向を示すため、膜厚の上限値はコンタクト層１５のキャリア濃度に合わせて適宜決定される。
【００３１】
ここで、発光ダイオードのコンタクト層としてｎ−ＧａＰを使用している例があるが、この場合、コンタクト層面内方向への電流拡散の必要があり、ｎ−ＧａＰ層が厚く形成されている。これに対して、III-V族太陽電池のコンタクト層の場合は面内方向への電流拡散は必要でなく、その膜厚を薄く形成することができ、発光ダイオードの場合と構造及びその目的が異なる。
【００３２】
本実施例において、さらに窓層１４は、(AlxGa1-x)0.5In0.5Pの組成からなるものでも良い。図６には、n-GaPコンタクト層１５のキャリア濃度を、5×1018cm-3、層厚を1.0μmとした場合において、n-GaPコンタクト層１５の下地の窓層１４を(AlxGa1-x)0.5In0.5PとしたときのAl混晶比ｘと太陽電池セルのIsc測定値の関係を示した。ｘが0.7未満ではIscは低下しているが、これは(AlxGa1-x)0.5In0.5P窓層が直接遷移型になり、短波長域での光吸収が生じているためである。
【００３３】
ｘが0.7〜1.0の間でIscに差がないのは、(AlxGa1-x)0.5In0.5Pが間接遷移型であり、見かけ上のバンドギャップの差（x=0.7でEg=2.20eV、x=1.0でEg=2.32eV）が太陽電池の感度波長光の透過率にほとんど影響を与えていないためと考えられる。本実施例ではn-GaPコンタクト層１５のキャリア濃度を、5×1018cm-3、層厚を1.0μmとしたが、他のキャリア濃度、膜厚とした場合には、コンタクト層１５の光吸収量が変化するためIscの絶対値は変化するが、ｘの変化に対する(AlxGa1-x)0.5In0.5P窓層１４のバンドギャップの変化は同様であるため、図６と同様の傾向を示す。
【００３４】
すなわち、窓層１４の組成が(AlxGa1-x)0.5In0.5P(1≧x≧0.7)の範囲内であれば、バンドギャップはn-GaPコンタクト層１５以下となるが、太陽電池セルの出力電流に影響を与えることなく本太陽電池の窓層１４として好適に使用可能である。
（実施例３）
本実施例では、実施例２の構成において、GaPを主成分とするコンタクト層１５がAl、Inを含有したときの比抵抗について検討した。コンタクト層１５は、トップセルの窓層であるn-AlInP窓層１４以上のバンドギャップを有していれば良く、n-AlxGa1-x-yInyPと表現した場合、ｘは0〜1.0、ｙは概ね0〜0.2の範囲となる。図７(a)(b)には、キャリア濃度を３×1018cm-3とした場合のn-AlxGa1-x-y InyPの比抵抗のx及びｙ依存性を示した。ｘ、ｙともに0.1より大きくなれば比抵抗が著しく大きくなり、コンタクト層として適さないと判断される。したがってｘ及びｙは0.1以下とすることが望ましい。
【００３５】
なお、キャリア濃度が３×1018cm-3の場合だけではなく、3×1018cm-3以上の濃度において図７(a)(b)と同様の傾向が確認された。
（実施例４）
本実施例の太陽電池セル構造の概略断面図を図８に示した。実施例２の構造に加えて、n-GaPコンタクト層１５とn-AlInP窓層１４の間にその中間のバンドギャップと格子定数を有するn-AlGaInP中間層１８を形成した。n-GaPコンタクト層１５のキャリア濃度は表面電極１６側の最表面から深さ約0.1μmまでは3×1018cm-3の高ドープとし、その下は1×1018cm-3の低ドープとし、高ドープ層と低ドープ層のトータル膜厚は１．０μｍとした。n-AlGaInP中間層18のキャリア濃度は1×1018cm-3、膜厚は０．１５μｍとし、n-AlInP窓層１４のキャリア濃度は1×1018cm-3とした。
【００３６】
このような構造とした理由を以下に説明する。図９(a)(b)には、n-AlGaInP中間層１８を挿入しない場合の、n-GaPコンタクト層１５とn-AlInP窓層１４がヘテロ接合される前後のバンド状態の変化を示した。n-GaPとn-AlInPは真空準位に対する伝導帯の下端と価電子帯の上端の位置がタイプIIと呼ばれる位置関係にあり、接合時に伝導帯、価電子帯共にヘテロ界面で大きなノッチを生じる。本組合せでは伝導帯の界面でのノッチΔＥｃは約0.25eV、価電子帯の界面でのノッチΔＥｖは約0.29eVである。
【００３７】
n-GaP/n-AlInPの接合界面における約0.25eVの大きな伝導体のノッチは電子に対する障壁（抵抗）となる可能性があるため、キャリア濃度を３×1018cm-3以上の高濃度にしてノッチ間をトンネル電流が流れる状態にして抵抗を下げる必要があるが、キャリア濃度を高濃度とすると、自由キャリアによる光吸収量が増大するため、下層の光電変換層に入射する光強度が減少し太陽電池セルの出力電流の低下を招くといった問題がある。
【００３８】
しかしながらヘテロ接合をn-GaP（コンタクト層１５）/n-AlGaInP（中間層１８）/n-AlInP（窓層１４）の構成とすると図９(c)に示されたようにノッチは各界面に2分割され（0.25eV→0.13eV＋0.12eV）、界面における各層のキャリア濃度を３×1018cm-3以下にした場合、本実施例のようにコンタクト層１５の窓層側のキャリア濃度を1×1018cm-3にしても抵抗は上がらず、またコンタクト層における光吸収も小さく抑えられることが確認できた。
【００３９】
上記構成とした場合に太陽電池の短絡電流Iscを測定した結果、n-AlGaInP中間層１８がない場合には６．３ｍＡであったものが、６．５ｍＡに向上した。
【００４０】
本測定結果より、n-GaPコンタクト層１５とn-AlInP窓層１４の間に中間のバンドギャップと格子定数を有するn-AlGaInP中間層１８を形成する効果が確認できた。
【００４１】
本実施例においては、窓層／中間層／コンタクト層をAlInP／AlGaInP／GaPとしたが、窓層はGaPコンタクト層以上のバンドギャップを有していれば良く、中間層はGaPコンタクト層と窓層の間のバンドギャップと格子定数を有するものであれば、本発明の効果を得ることができる。
（実施例５）
図１０は、実施例２の構造において、窓層１４上にGaPコンタクト層１５を形成する際の成膜初期の成長速度を変えた場合の成膜表面層に発生するヒロックと呼ばれる結晶欠陥の数を示したものである。膜厚0.1μmまでは初期の成長速度で成膜し、それ以降のGaPコンタクト層１５の成長速度は3μm/hとした。
【００４２】
ヒロックは平均的な大きさが10μm2程度の異常成長領域で10万個/cm2以上の密度で発生すると、表面が白濁して見える部分が生じ、光がそこで吸収されIscの低下につながる。10万個/cm2の密度において概ねIscは１％低下し、100万個/cm2では10%低下する。
【００４３】
図１０より成膜初期の成長速度が1.5μm/hより大きいとヒロック数が増加している。これはGaPコンタクト層１５と下地のAlInP窓層１４の格子不整が大きいため、成長速度が大きいと歪が緩和しきれず転位源となって以降のGaP層が異常成長するためである。
【００４４】
従って、Iscの低下を1%（結晶欠陥数10万個/ cm2に相当）以下に抑えるために、n-GaPコンタクト層15の成膜初期の成膜速度は1.5μm/h以下とする必要がある。
【００４５】
また、本実施例ではコンタクト層を形成する際、成膜初期の成長速度で膜厚０．１μｍの膜を生成しているが、その膜厚が０．０１μｍ以上であれば格子不整が緩和され、それ以降のGaPコンタクト層１５の成長速度に関わらず図１０と同様の結果が得られる。
【００４６】
なお、本実施例ではGaPコンタクト層15の下地層としてAlInP窓層14を用いたが、前述したようにIscの低下が見られない(AlxGa1-x)0.5In0.5P(1≧x≧0.7)を窓層として場合でも、AlInP窓層14（ｘ＝１）とした場合と同様にGaPコンタクト層１５の初期の成長速度を1.5μm/h以下にすれば、Iscの低下を1％以下に抑えられることが確認できた。
（実施例６）
図１１は実施例４の構造において、窓層１４上にn-AlGaInP中間層１８を形成する際の成長速度を変えた場合のn-GaPコンタクト層１５表面に発生するヒロックの数を示したものである。
【００４７】
n-AlGaInP中間層１８の上方に形成するn-GaPコンタクト層１５の成長速度は1μm/hとした。n-AlGaInP中間層１８の成長速度が1.5μm/hより大きいとヒロック数が増えている。これはn-AlGaInP中間層１８と下地のn-AlInP窓層１４の格子不整のため、成長速度が大きいと歪が緩和しきれず転位源となって以降のGaP層が異常成長するためである。
【００４８】
Iscの低下を1%以下に抑えるために、n-AlGaInP中間層１８の成長速度は1.5μm/h以下にする必要がある。
【００４９】
なお、本実施例ではGaPコンタクト層15の下地層としてAlInP窓層14を用いたが、前述したようにIscの低下が見られない(AlxGa1-x)0.5In0.5P(1≧x≧0.7)を窓層として場合でも、AlInP窓層14（ｘ＝１）とした場合と同様にn-AlGaInP中間層１８を形成する際の成長速度を1.5μm/h以下にすればIscの低下を1％以下に抑えることが可能である。
【００５０】
また、n-AlGaInP中間層１８の上方に形成するn-GaPコンタクト層１５の成長速度は上記の例では1μm/hとしたが、成長速度に関わらず図１１と同様の結果が得られた。
【００５１】
実施例５ではコンタクト層成膜時において成膜初期の成長速度の制御が必要であるが、本実施例のように上記中間層が介在している場合には、窓層１４上にコンタクト層１５を形成する場合に比べて格子不整が小さいため、成膜初期の成長速度による影響を受けない。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施例１に係るIII-V族化合物太陽電池セル構造の概略断面図を示す図である。
【図２】本発明の実施例１に係るn-GaPコンタクト層のキャリア濃度と比抵抗の関係を示す図である。
【図３】本発明の実施例２に係るIII-V族化合物太陽電池セル構造の概略断面図を示す図である。
【図４】本発明の実施例２に係る表面電極形成工程を示す図である。
【図５】本発明の実施例２に係るn-GaP層厚と太陽電池セルのIsc、Vocの関係を示す図である。
【図６】本発明の実施例２に係る(AlxGa1-x)0.5In0.5P窓層のAl混晶比ｘと太陽電池セルのIscの関係を示す図である。
【図７】本発明の実施例３に係るAlGaInPコンタクト層のAl、In組成比と比抵抗の関係を示す図である。
【図８】本発明の実施例４に係るIII-V族化合物太陽電池セル構造の概略断面図を示す図である。
【図９】本発明の実施例４に係るGaPコンタクト層/（AlGaInP中間層）/AlGaInP窓層のヘテロ接合におけるバンド状態を示す説明図である。
【図１０】本発明の実施例５に係るn-GaPコンタクト層の初期成長速度と結晶欠陥数の関係を表す。
【図１１】本発明の実施例６に係るn-AlGaInP中間層の成長速度と結晶欠陥数の関係を表す。
【図１２】従来のIII-V族化合物太陽電池セル構造の概略断面図を示す図である。
【図１３】従来のIII-V族化合物太陽電池セルの表面電極形成工程を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
14  窓層
15  コンタクト層
16  表面電極
17  裏面電極
18  中間層
19  半導体層
20  反射防止膜
21  レジスト
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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