(57)【要約】【課題】電流を効率よく収集でき、光吸収損失が少なく、且つ、裏面電極側での光反射率が高い薄膜シリコン系の光電変換装置を提供することを目的とする。【解決手段】光電変換装置１００は、光入射側から順に、透明電極層２と、製膜によって形成されたシリコン系光電変換層３と、透明導電性酸化物を主とする裏面透明電極層４と、金属を主として形成された櫛型裏面金属電極層５もしくは膜厚１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の裏面金属電極層と、硫酸バリウムを主とする反射層６と、を備えている。【選択図】図１
2012059886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光入射側から順に、
透明電極層と、
薄膜シリコン系光電変換層と、
透明導電性酸化物を主とする裏面透明電極層と、
金属を主とし、櫛型で形成された裏面金属電極層もしくは膜厚１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の裏面金属電極層と、
硫酸バリウムを主とする反射層と、
を備えた光電変換装置。
【請求項２】
前記反射層が、前記裏面金属電極層と接着可能な樹脂を含む請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項３】
前記樹脂が、ポリビニルアルコールである請求項２に記載の光電変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換装置に関し、特に発電層として薄膜シリコンを用いる薄膜シリコン系太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
光を受光して電力に変換する光電変換装置として、太陽電池が知られている。太陽電池の中でも、例えば発電層（光電変換層）に薄膜シリコン系の層を積層させた薄膜シリコン系太陽電池は、大面積化が容易である、膜厚が結晶系太陽電池の１／１００程度と薄く材料が少なくて済む、などの利点がある。このため、薄膜シリコン系太陽電池は、結晶系太陽電池と比較して低コストでの製造が可能となる。しかしながら、薄膜シリコン系太陽電池の短所としては、変換効率が結晶系に比べて低いことが挙げられる。
【０００３】
光電変換層にシリコン系を用いた太陽電池は、特に波長５００ｎｍ以上の長波長光の吸収係数が小さいために、太陽電池内で入射光を反射させて光路長を長くし、シリコンでの光吸収量を増大させる必要がある。このため、透明基板側から太陽光が入射するスーパーストレート型においては、発電層に対して光入射側と反対側の裏面構造の改良が検討されてきた。
【０００４】
特許文献１は、裏面構造として、結晶質シリコンからなる光電変換層上に乱反射膜として酸化Ａｌの微粉末等を形成し、その上に裏面電極としてＡｇを真空蒸着した結晶系太陽電池が開示されている。特許文献２は、非晶質シリコンからなる光電変換層上に透明導電性酸化物膜と透光性の封止用樹脂層を形成し、その上に光散乱表面を有する白色板とを積層させた薄膜非晶質シリコン太陽電池が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２６９０９６３号公報（第２頁右欄４行目〜５行目、同４３行目〜４７行目）
【特許文献２】特開平２−１０６０７７号公報（請求項１、第２頁左下欄４行目〜２０行目）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
結晶シリコン系太陽電池と薄膜シリコン系太陽電池とでは、光電変換層で発生した電流の取り出し構造が異なる。特許文献１の結晶シリコン系太陽電池では、光電変換層と裏面電極との間に、絶縁性の乱反射膜を配置しているが、乱反射膜の一部にコンタクトホールを設けて電流の取り出しを行なっている。しかしながら、薄膜シリコン系太陽電池では、一般に、光電変換層と裏面電極との間に、絶縁性の層を配置することはなく、裏面電極も導電性を有する層を用いる。薄膜シリコン系太陽電池に乱反射膜を適用する際は、導電性を有する乱反射膜を適用する必要がある。特許文献１で挙げられている乱反射膜は酸化アルミ、硫酸バリウム、フッ化炭素の微粉末であり、導電性を有しない。従って、特許文献１に記載の発明をそのまま薄膜シリコン系太陽電池に適用することは困難である。
【０００７】
特許文献２では、裏面電極として透明導電性酸化物膜を用いている。透明導電性酸化物膜は、ＡｇやＡｌなどの金属電極に比べてシート抵抗が大きい。そのため、特許文献２に記載の薄膜シリコン系太陽電池のように、裏面電極として透明導電性酸化物膜を用いる場合、電流を取り出して隣接セルと集積化すためにシート抵抗を小さくする必要がある。シート抵抗を下げるには、透明導電性酸化物膜の膜厚を厚くすることが一般的である。しかしながら、透明導電性酸化物膜の膜厚を厚くすると、透明性が落ちるため、太陽光が透明導電性酸化物膜を透過して再反射して光電変換層へと戻ろうとする際の光吸収損失が増加するという問題が生じる。
また、特許文献２では、裏面電極である透明導電性酸化物と白色板との間を接続する層として封止用樹脂層を設けて圧着加熱している。この封止用樹脂層は透光性とされているが、エチレンビニールアセテート（ＥＶＡ）などから形成されるため、光が樹脂層を透過する際に、光吸収損失があると考えられる。
また、特許文献２では、短絡電流以外について太陽電池特性の向上が得られていないことから改善の余地が残されていると考えられる。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、光電変換層で再利用するために有効となる光反射率が高い裏面電極を用いることで短絡電流を向上させ、且つ、透明導電膜による光吸収損失を抑制し、短絡電流を効率よく収集できる、薄膜シリコン系の光電変換装置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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、基板上に、光入射側から順に、透明電極層と、薄膜シリコン系光電変換層と、透明導電性酸化物を主とする裏面透明電極層と、金属を主とし、櫛型で形成された裏面金属電極層もしくは膜厚１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の裏面金属電極層と、硫酸バリウムを主とする反射層と、を備えた光電変換装置を提供する。
【００１０】
上記発明によれば、裏面透明電極層の上に、櫛型裏面金属電極層を設けたことで、裏面透明電極層の厚さを厚くせずに、光電変換層で発生した電流を効率良く取り出すことができるようになる。それによって、太陽光の裏面透明電極層による吸収損失を低減させることができる。裏面金属電極層は櫛型で形成されるため、光電変換層で吸収されなかった太陽光の大部分が、反射層で反射される。反射層は硫酸バリウムを主成分とするため、光反射性能、光散乱性能が高い。そのような反射層を設けることで、より多くの光を、光電変換層へ戻すことができる。
また、櫛型裏面金属電極層の代わりとして、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の薄い裏面金属電極層としてＡｇ、Ａｌ層を全面に設けても良い。形成方法としては、蒸着やスパッタ法を用いる。透過率が５０％以上となる膜厚とすることで、同様な効果を得る事ができる。
【００１１】
上記発明の一態様によれば、前記反射層が、前記裏面透明電極層と接着可能な樹脂を含むことが好ましい。また、前記樹脂が、ポリビニルアルコールであることが好ましい。
そのような樹脂を含むことで、反射層と裏面透明電極層との間の結合力が強くなるため、反射層が剥離しにくくなる。従って、特許文献２に記載のような樹脂層を介する必要がない。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、櫛型の裏面金属電極層及び反射層を備えることで、光電変換層で発生した電流を効率良く収集できるとともに、裏面透明電極層による光吸収損失を低減させ、光電変換層の裏面側での光反射率を高めることができる。また、反射層と裏面透明電極層との間に接着層を別途設ける必要がないため、接着層による光吸収損失を低減させることができる。従って、発電効率の高い薄膜シリコン系の光電変換装置となる。特に、本発明は、透明電極層に大きな凹凸が形成されている薄膜シリコン系の光電変換装置での効果が顕著である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態に係る光電変換装置の構成を示す概略図である。
【図２】第１実施形態に係る光電変換装置の櫛型裏面金属電極層の平面図である。
【図３】シリーズ抵抗と形状因子との関係を示す図である。
【図４】第２実施形態に係る光電変換装置の構成を示す概略図である。
【図５】第３実施形態に係る光電変換装置の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜第１実施形態＞
図１は、本実施形態に係る光電変換装置の構成を示す概略図である。光電変換装置１００は、シングル型薄膜シリコン系太陽電池であり、基板１、透明電極層２、光電変換層３（第１発電セル層９１）、裏面透明電極層４、櫛型裏面金属電極層５、及び反射層６を備える。光電変換層３には、非晶質シリコン系と結晶質シリコン系のいずれでも利用が可能である。なお、ここで、シリコン系とはシリコン（Ｓｉ）やシリコンカーバイト（ＳｉＣ）やシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）を含む総称である。また、結晶質シリコン系とは、非晶質シリコン系以外のシリコン系を意味するものであり、微結晶シリコンや多結晶シリコンも含まれる。
【００１５】
第１実施形態に係る光電変換装置の製造方法を説明する。
基板１として、面積が１ｍ２を越える大型のソーダフロートガラス基板（例えば１．４ｍ×１．１ｍ×板厚：３．０ｍｍ〜４．５ｍｍ）を使用する。基板端面は熱応力や衝撃などによる破損防止にコーナー面取りやＲ面取り加工されていることが望ましい。
【００１６】
透明電極層２として、酸化錫（ＳｎＯ２）を主成分とする膜厚約５００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の透明導電膜を、熱ＣＶＤ装置にて約５００℃で製膜する。この際、透明電極膜の表面には、適当な凹凸のあるテクスチャーが形成される。透明電極層２として、透明電極膜に加えて、基板１と透明電極膜との間にアルカリバリア膜（図示されず）を形成しても良い。アルカリバリア膜は、酸化シリコン膜（ＳｉＯ２）を５０ｎｍ〜１５０ｎｍ、熱ＣＶＤ装置にて約５００℃で製膜処理する。
【００１７】
光電変換層３（第１発電セル層９１）として、非晶質シリコン薄膜からなるｐ層、ｉ層及びｎ層を、プラズマＣＶＤ装置により製膜する。ＳｉＨ４ガス及びＨ２ガスを主原料にして、減圧雰囲気：３０Ｐａ以上１０００Ｐａ以下、基板温度：約２００℃にて、透明電極層２上に太陽光の入射する側から非晶質シリコンｐ層、非晶質シリコンｉ層、非晶質シリコンｎ層の順で製膜する。非晶質シリコンｐ層は非晶質のＢドープシリコンを主とし、膜厚１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下である。非晶質シリコンｉ層は、膜厚２００ｎｍ以上３５０ｎｍ以下である。非晶質シリコンｎ層は、非晶質シリコンに微結晶シリコンを含有するＰドープシリコンを主とし、膜厚３０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。非晶質シリコンｎ層に代えて、結晶質シリコン膜を形成しても良く、あるいは、非晶質シリコン膜と結晶質シリコン膜との積層構造としても良い。非晶質シリコンｐ層と非晶質シリコンｉ層の間には、界面特性の向上のためにバッファー層を設けても良い。
【００１８】
裏面透明電極層４は、ＳｎＯ２、ＺｎＯ、ＩＴＯなどの透明導電性酸化物を主成分とする透明導電膜からなる。本実施形態では、裏面透明電極層４として、膜厚：１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の透明導電膜をＧａまたはＡｌがドープされたＺｎＯ膜を、ターゲット：ＧａドープＺｎＯ焼結体またはＡｌドープＺｎＯ焼結体を用いてスパッタリング装置により製膜する。
【００１９】
櫛型裏面金属電極層５は、ＡｇやＡｌなどの金属を主成分とする金属膜からなり、所定の櫛型形状で形成される。図２に、光電変換装置の櫛型裏面金属電極層の平面を示す。図２では、櫛型裏面金属電極層５を見やすくするために、反射層６は省略した。櫛型の形状、サイズは、図２の形状に縛られる事はない。櫛型裏面金属電極層５は、光電変換層３で発生した電流を効率よく収集するために配置される。櫛型裏面金属電極層５は、光電変換層３で発生した電流を収集できる範囲で、適宜総製膜面積を小さく設定することが好ましい。
本実施形態では、櫛型裏面金属電極層５として、スパッタリング装置により、減圧雰囲気、基板温度：１５０℃から２００℃にてＡｇ膜：膜厚１５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下を所定の櫛型形状に製膜する。
なお、櫛型裏面金属電極層５は、スパッタ法に替わり、裏面透明電極層４を所定の櫛型形状で製膜できるようマスキングした後、蒸着法にて製膜されても良い。また、真空装置を用いないスクリーン印刷を利用して櫛型裏面金属電極５を形成しても良い。
【００２０】
反射層６は、硫酸バリウムを主成分とし、０．６ｍｍ以上の厚さとされる。反射層６の厚さの実質的な上限は、２ｍｍとされる。硫酸バリウムを主とする反射層は、光を透過しながら反射するため、０．６ｍｍ以上の厚さとすることで、１００％に近い反射率を有する層とすることができる。厚さが２ｍｍ以上となると、塗布後の乾燥の時間がかかる。このため、厚さは２ｍｍ以下とすることが望ましい。反射層６には、つなぎ材料として裏面透明電極層４と接着可能な樹脂が含まれていることが好ましい。本実施形態では、樹脂としてポリビニルアルコール（ＰＶＡ）が用いられる。ＰＶＡは、硫酸バリウムに対して０．１質量％〜５質量％で含有させると良い。ＰＶＡは、透明導電性酸化物と化学的に結合可能である。
【００２１】
反射層６の形成方法を説明する。まず、ＰＶＡ及び硫酸バリウムを、５０−１０００倍容の適当な溶媒（エタノール等）に分散させて、裏面透明電極層４及び櫛型裏面金属電極層５上に塗布する。この際、ＰＶＡは、水と混合されているものを用いても良い。塗布後、アニール処理することで乾燥させて反射層６を形成させる。図１に示すように、反射層６は、光電変換層３及び透明電極層２の側面を覆うように形成されても良い。
【００２２】
（実施例１）
ガラス基板１（５ｃｍ×５ｃｍ×板厚１ｍｍまたは４ｍｍ）を用いて、光電変換層３が非晶質シリコン系である以下の層構成を有する非晶質シリコン太陽電池セルを作製した。
透明電極層２：酸化錫膜、平均膜厚５００ｎｍ
非晶質シリコンｐ層：平均膜厚１０ｎｍ
非晶質シリコンｉ層：平均膜厚２００ｎｍ
結晶質シリコンｎ層：平均膜厚３０ｎｍ
裏面透明電極層４：ＧＺＯ膜／平均膜厚７００ｎｍ
櫛型裏面金属電極層５：Ａｇ膜／平均膜厚３００ｎｍ
反射層６：膜厚０．６ｍｍ〜１．０ｍｍ
【００２３】
裏面透明電極層４は、ターゲット：ＧａドープＺｎＯ焼結体（Ｇａドープ量：０．５質量％）を用い、減圧雰囲気：７０Ｐａ、基板温度：１３５℃で製膜した。
櫛型裏面金属電極層５は、スパッタリング装置により、減圧雰囲気、基板温度：１５０℃にてＡｇ膜：膜厚３００ｎｍを所定の櫛型形状で形成させた。ここで、所定の形状とは、図２に記載するように櫛にあたる部分が５本（２．５ｍｍ×０．１ｍｍ）と中心線１本（５．５ｍｍ×０．２ｍｍ）からなる。従い、櫛型裏面金属電極層５が占める製膜面積率は裏面透明電極層４の７％である。
反射層６の形成には、ＰＶＡと水とを質量比１：１で混合したＰＶＡ溶液を、硫酸バリウムとともに２００倍のエタノールに分散させた溶液を使用した。上記溶液を櫛型裏面金属電極層５まで積層させた積層体に塗布後、大気下、１６０℃で３０分間アニール処理した。
櫛型裏面金属電極層５まで積層させた積層体の上から、積層体の側面も覆うようにエタノールに分散されたＰＶＡ含有硫酸バリウム溶液を塗布し、１６０℃で３０分間乾燥させて反射層６とした。
【００２４】
（参考例１）
反射層６を設けず、裏面金属電極層を裏面透明電極層の全面に製膜した非晶質シリコン太陽電池セルを作製した。
透明電極層２：酸化錫膜、平均膜厚５００ｎｍ
非晶質シリコンｐ層：平均膜厚１０ｎｍ
非晶質シリコンｉ層：平均膜厚２００ｎｍ
結晶質シリコンｎ層：平均膜厚３０ｎｍ
裏面透明電極層：ＧＺＯ膜／平均膜厚７０ｎｍ
裏面金属電極層５：Ａｇ膜／平均膜厚３００ｎｍ
【００２５】
櫛型裏面金属電極層５は、Ａｇ膜からなる金属膜を、スパッタリング装置により裏面透明電極層４上の全面に製膜した。
【００２６】
実施例１及び参考例１の非晶質シリコン太陽電池セルを用いて、製膜後初期（光劣化前）の短絡電流（Ｊｓｃ）、開放電圧（Ｖｏｃ）、形状因子（ＦＦ）、及び変換効率（Ｅｆｆ．）を測定した。
表１に、上記測定の結果を示す。表１に記載の数値は、参考例１のうち、透明電極層、光電変換層（非晶質シリコンセル）は、実施例１と同じ構成である非晶質シリコン太陽電池セルを用いた場合の測定値を基準とした相対値である。
【００２７】
【表１】
2012059886.tif 000003
【００２８】
表１によれば、実施例１は、参考例１と比較して、短絡電流、開放電圧、形状因子、及び変換効率のすべてが向上した。これは、反射層６を設けたことで、裏面側での光電変換層３に有効に利用されるように反射率が向上したことによると考えられる。また、櫛型裏面金属電極層５は、裏面透明電極層４から反射層６へ通過する光を直接反射する領域となるが、形状因子ＦＦが向上したことから集電する効果が大きく改善されたことを示しており、光電変換層３で発生した電流を効率よく収集できていることが確認された。
【００２９】
図３に実施例１及び参考例１の非晶質シリコン太陽電池セルのシリーズ抵抗と形状因子との関係を示す。同図において、横軸はシリーズ抵抗、縦軸は形状因子である。図３によれば、参考例１の群と比較して、実施例１はシリーズ抵抗が低い。また、図３からシリーズ抵抗の低減に従い、形状因子が向上する傾向が見られた。このことから、実施例１では、櫛型裏面金属電極層５及び反射層６を組み合わせて備えることで、シリーズ抵抗が低下した結果、形状因子が向上したものと考えられる。
【００３０】
＜第２実施形態＞
図４は、本実施形態に係る光電変換装置の構成を示す概略図である。光電変換装置２００は、タンデム型薄膜シリコン太陽電池であり、光電変換層３が第１セル層９１（非晶質シリコンセル）及び第２セル層９２（結晶質シリコンセル）を備える以外は、第１実施形態と同様の構成とされる。
【００３１】
光電変換層３は、第１セル層９１（非晶質シリコンセル）及び第２セル層９２（結晶質シリコンセル）を備える。第１セル層９１としては、第１実施形態と同様に、透明電極層２の上に非晶質シリコン薄膜からなるｐ層、ｉ層及びｎ層を、プラズマＣＶＤ装置により製膜する。
【００３２】
第１セル層９１の上に、プラズマＣＶＤ装置により、減圧雰囲気：３０００Ｐａ以下、基板温度：約２００℃、プラズマ発生周波数：４０ＭＨｚ以上１００ＭＨｚ以下にて、第２セル層９２としての結晶質シリコンｐ層、結晶質シリコンｉ層、及び、結晶質シリコンｎ層を順次製膜する。結晶質シリコンｐ層はＢドープした微結晶シリコンを主とし、膜厚１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。結晶質シリコンｉ層は微結晶シリコンを主とし、膜厚は１．２μｍ以上３．０μｍ以下である。結晶質シリコンｎ層はＰドープした微結晶シリコンを主とし、膜厚２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。なお、結晶質シリコンｎ層は、非晶質シリコンｎ層に置換しても良い。
【００３３】
微結晶シリコンを主とするｉ層膜をプラズマＣＶＤ法で形成するにあたり、プラズマ放電電極と基板１の表面との距離ｄは、３ｍｍ以上１０ｍｍ以下にすることが好ましい。３ｍｍより小さい場合、大型基板に対応する製膜室内の各構成機器精度から距離ｄを一定に保つことが難しくなるとともに、近過ぎて放電が不安定になる恐れがある。１０ｍｍより大きい場合、十分な製膜速度（１ｎｍ／ｓ以上）を得難くなるとともに、プラズマの均一性が低下しイオン衝撃により膜質が低下する。
【００３４】
第１セル層９１と第２セル層９２の間に、接触性を改善するとともに電流整合性を取るために半反射膜となる中間コンタクト層が設けられても良い。中間コンタクト層として、膜厚：２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下のＧａまたはＡｌがドープされたＺｎＯ膜を、ターゲット：ＧａドープＺｎＯ焼結体またはＡｌドープＺｎＯ焼結体を用いてスパッタリング装置により製膜する。
【００３５】
（実施例２）
ガラス基板１（５ｃｍ×５ｃｍ×板厚１ｍｍまたは４ｍｍ）を用いて、光電変換層３が非晶質シリコン及び結晶質シリコンである以下の層構成を有するタンデム型薄膜シリコン系太陽電池セルを作製した。
透明電極層２：酸化錫膜、平均膜厚５００ｎｍ
非晶質シリコンｐ層：平均膜厚１０ｎｍ
非晶質シリコンｉ層：平均膜厚２００ｎｍ
結晶質シリコンｎ層：平均膜厚３０ｎｍ
結晶質シリコンｐ層：平均膜厚２０ｎｍ
結晶質シリコンｉ層：平均膜厚２μｍ
非晶質シリコンｎ層：平均膜厚３０ｎｍ
裏面透明電極層４：ＧＺＯ膜／平均膜厚７００ｎｍ
櫛型裏面金属電極層５：Ａｇ膜／平均膜厚３００ｎｍ
反射層６：平均膜厚０．６ｍｍ〜１．０ｍｍ
【００３６】
裏面透明電極層４、櫛型裏面金属電極層５、及び反射層６は、実施例１と同様に形成させた。
【００３７】
（参考例２）
透明電極層、光電変換層（非晶質シリコンセル、結晶質シリコンセル）は、実施例２と同様の構成とし、その上に裏面透明電極層としてＧＺＯ平均膜厚７０ｎｍ、裏面金属電極としてＡｇ膜厚３００ｎｍを積層してタンデム型薄膜シリコン太陽電池セルを作製した。
【００３８】
実施例２及び参考例２のタンデム型薄膜シリコン太陽電池セルを用いて、製膜後初期（光劣化前）の短絡電流（Ｊｓｃ）、開放電圧（Ｖｏｃ）、形状因子（ＦＦ）、及び変換効率（Ｅｆｆ．）を測定した。
表２に、上記測定の結果を示す。表２に記載の数値は、参考例２の測定値を基準とした相対値である。
【００３９】
【表２】
2012059886.tif 000004
【００４０】
表２によれば、実施例２は、短絡電流、開放電圧、形状因子、及び変換効率のすべてが参考例２と比較して同等以上の値を示した。これは、反射層６を設けたことで、裏面側での反射率が向上したことによると考えられる。また、櫛型裏面金属電極層５は、光電変換層３で発生した電流を効率よく収集できていることが確認された。
【００４１】
＜第３実施形態＞
図５は、本実施形態に係る光電変換装置の構成を示す概略図である。光電変換装置３００は、トリプル型薄膜シリコン系太陽電池であり、光電変換層３が第１セル層９１（非晶質シリコン系）、第２セル層９２（結晶質シリコン系）、及び第３セル層（ｉ層に結晶質シリコンゲルマニウムを含む）を備える以外は、第１実施形態と同様の構成とされる。
【００４２】
光電変換層３は、第１セル層９１（非晶質シリコン系）、第２セル層９２（結晶質シリコン系）及び第３セル層（ｉ層に結晶質シリコンゲルマニウムを含む）を備える。第１セル層９１としては、第１実施形態と同様に、透明電極層２の上に非晶質シリコン薄膜からなるｐ層、ｉ層及びｎ層を、プラズマＣＶＤ装置により製膜する。第２セル層９２としては、第２実施形態と同様に、第１セル層９１の上に結晶質シリコン薄膜からなるｐ層、ｉ層及びｎ層を、プラズマＣＶＤ装置により製膜する。
【００４３】
第２セル層９２の上に、プラズマＣＶＤ装置により、減圧雰囲気：３０００Ｐａ以下、基板温度：約２００℃、プラズマ発生周波数：４０ＭＨｚ以上１００ＭＨｚ以下にて、第３セル層９３としての結晶質シリコンｐ層、結晶質シリコンゲルマニウムｉ層、及び、結晶質シリコンｎ層を順次製膜する。
【００４４】
結晶質シリコンｐ層はＢドープした微結晶シリコンを主とし、膜厚１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。
結晶質シリコンゲルマニウムｉ層は微結晶シリコンゲルマニウムを主とし、膜厚は１．０μｍ以上３．０μｍ以下である。ゲルマニウム濃度は５原子％−１５原子％とされる。
結晶質シリコンｎ層はＰドープした微結晶シリコンを主とし、膜厚２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。なお、結晶質シリコンｎ層は、非晶質シリコンｎ層に置換しても良い。
【００４５】
第２セル層９２と第３セル層９３の間に、接触性を改善するとともに電流整合性を取るために半反射膜となる中間コンタクト層が設けられても良い。中間コンタクト層として、膜厚：２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下のＧａまたはＡｌがドープされたＺｎＯ膜を、ターゲット：ＧａドープＺｎＯ焼結体またはＡｌドープＺｎＯ焼結体を用いてスパッタリング装置により製膜する。
【００４６】
（実施例３）
実施例２の第２セル層９３と裏面透明電極層４との間に、下記構成の第３セル層９３を挿入したトリプル型薄膜シリコン太陽電池セルを作製した（実施例３）。また、反射層６を設けず、裏面金属電極層５を裏面透明電極層の全面に製膜した以外は、実施例３と透明電極層、光電変換層（非晶質シリコンセル、結晶質シリコンセル、結晶質シリコンゲルマニウムセル）は同様の構成とし、その上に裏面透明電極層としてＧＺＯ平均膜厚７０ｎｍ、裏面金属電極としてＡｇ膜厚３００ｎｍを積層したトリプル型薄膜シリコン太陽電池セルを参考例３とした。
実施例３及び参考例３のトリプル型薄膜シリコン太陽電池セルを用いて、製膜後初期（光劣化前）の短絡電流（Ｊｓｃ）、開放電圧（Ｖｏｃ）、形状因子（ＦＦ）、及び変換効率（Ｅｆｆ．）を測定した。
【００４７】
表３に、上記結果を示す。表３に記載の数値は、参考例３の測定値を基準とした相対値である。
【表３】
2012059886.tif 000005
【００４８】
表３によれば、実施例３は、短絡電流、開放電圧、形状因子、及び変換効率のすべてが参考例３と比較して同等以上の値となった。これは、反射層６を設けたことで、裏面側での反射率が向上したことによると考えられる。また、櫛型裏面金属電極層５は、光電変換層３で発生した電流を効率よく収集できていることが確認された。
【００４９】
なお、第１実施形態乃至第３実施形態では櫛型裏面金属電極層を用いたが、これに代えて、薄い裏面金属電極層を裏面透明電極層上の全面に設けても良い。裏面金属電極層は、ＡｇまたはＡｌからなり、厚さは１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下とされる。裏面金属電極層の形成方法としては、蒸着やスパッタ法が用いられる。透過率が５０％以上となる膜厚とすることで、櫛型裏面金属電極層を設けた場合と同様な効果を得る事ができる。
【００５０】
本発明は、金属基板などのような非透光性基板上に製造された、基板とは反対の側から光が入射するタイプの太陽電池にも同様に適用可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１  透明基板
２  透明電極層
３  光電変換層
４  裏面透明電極層
５  櫛型裏面金属電極層
６  反射層
９１  第１セル層（非晶質シリコンセル）
９２  第２セル層（結晶質シリコンセル）
９３  第３セル層（結晶質シリコンゲルマニウムセル）
１００、２００、３００  光電変換装置
【図１】
2012059886.tif 000006
【図２】
2012059886.tif 000007
【図３】
2012059886.tif 000008
【図４】
2012059886.tif 000009
【図５】
2012059886.tif 000010