(57)【要約】      （修正有）【課題】時間効率、材料効率、パターニング精細度の全てが良好な太陽電池の製造方法と、その製造方法を用いて製造された太陽電池を提供する。【解決手段】太陽電池の製造方法は、基板上に透明電極膜を形成し（Ｓ１２）、透明電極膜上にホール輸送層を形成し（Ｓ１３）、ホール輸送層上に活性層を形成し（Ｓ１４）、活性層上に電子輸送層を形成し（Ｓ１５）、電子輸送層上に電極層を形成する工程（Ｓ１６）を有しており、透明電極膜、ホール輸送層、活性層、および電子輸送層の少なくとも１層以上は、超音波振動によってミスト化された原料を堆積することによって薄膜形成される。【選択図】図１
2012114424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に透明電極膜を形成する透明電極膜形成工程と、
前記透明電極膜上にホール輸送層を形成するホール輸送層形成工程と、
前記ホール輸送層上に活性層を形成する活性層形成工程と、
前記活性層上に電子輸送層を形成する電子輸送層形成工程と、
前記電子輸送層上に電極層を形成する電極層形成工程と、
を有する太陽電池の製造方法であって、
前記透明電極膜、前記ホール輸送層、前記活性層、および前記電子輸送層の少なくとも１層以上を、超音波振動によってミスト化された原料を堆積することによって薄膜形成することを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項２】
前記基板を加温し、前記ミスト化された原料を堆積する際、加温された当該基板を介して当該原料に熱処理を施すことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項３】
前記ホール輸送層形成工程において、前記ホール輸送層を形成する際に用いられる前記ミスト化された原料は、透明導電性ポリマー原液を水で希釈したものであることを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし３に記載の太陽電池の製造方法を含む工程によって製造された太陽電池。
【請求項５】
基板上に透明電極膜を形成する透明電極膜形成工程と、
前記透明電極膜上にホール輸送層を形成するホール輸送層形成工程と、
前記ホール輸送層上に活性層を形成する活性層形成工程と、
前記活性層上に電子輸送層を形成する電子輸送層形成工程と、
前記電子輸送層上に電極層を形成する電極層形成工程と、
を有する太陽電池の製造方法であって、
少なくとも前記活性層を、超音波振動によってミスト化された複数種類の原料を堆積することによって薄膜形成するものであり、
前記ミスト化は、前記活性層を構成する前記複数種類の原料毎に別々に行われ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、太陽電池の製造方法と、その製造方法を用いて製造された太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、太陽電池、特にマイクロクリスタリン、シリコン、カドテル、有機などの薄膜太陽電池は、次世代のエネルギー問題を解決する手段の１つとして期待されている。薄膜太陽電池は半導体材料を薄膜化することによって製造されているが、この製造方法には幾つかの手法が公知である。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ディッピング法、スピンコート法、スプレーコート法、およびスクリーン印刷法などによって、格子状電極が形成された一導電型半導体表面上に有機物の薄膜を形成する太陽電池の製造方法が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、シリコン基板上に水素を導入した後にシリコン基板を３５０℃以上５００℃以下に加熱し、そのシリコン基板上にスプレーコート法によって薄膜の原料を含む溶液を噴霧して薄膜を形成する薄膜の製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５８−２３４８６号公報
【特許文献２】特開２００４−２６６１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されたような太陽電池の製造方法の場合、時間効率、材料効率、パターニング精細度、ハイブリッド膜形成、膜構造制御の観点から実用化には幾つかの問題がある。
【０００７】
例えば、ディッピング法は、有機溶液の中に基板を浸して薄膜を形成する手法であるが、この場合、ディップされた基板に熱処理を施して乾燥させる必要があり、時間効率が非常に悪い。
【０００８】
また、スピンコート法は、回転する基板上に原料を滴下し、回転の遠心力で原料を延伸することにより成膜する技術である。このスピンコート法の場合、成膜後にフォトリソグラフィーによってパターニングを施す必要があるため、フォトリソグラフィー工程による時間のロスや、レジストなどのコストが掛かり、時間効率および材料効率が悪く、基板形成追随性も欠如している。
【０００９】
また、スプレーコート法は、スプレーによって基板上に原料を散布することで成膜する技術である。このスプレーコート法の場合、メタルマスクを用いてパターニングをすることができるため、時間効率および材料効率は良い。しかしながら、スプレーされる原料の粒子径を最小化するには限界があるため、複雑なパターニングの成膜をする場合、エッジの細部にまで原料を到達させることが難しく、パターニング精細度が悪く、均質な膜を得ることが難しい。
【００１０】
また、インックジェット印刷法は、インクジェット装置を用いて、必要な部分にのみ成膜できる技術である。インックジェット印刷法の場合も、メタルマスクを用いてパターニングをすることができるため、時間効率および材料効率は良いが、例えば表面に凹凸があるような複雑な形状への成膜は不可能であり、パターニング精細度が悪い。
【００１１】
さらに、特許文献２に開示されたような薄膜の製造方法を用いた場合、スプレーコート法の難点であるパターニング精細度を向上させることはできるが、基板に水素を導入する工程が必要になり、その分の材料費や時間が掛かり、時間効率および材料効率が悪い。
【００１２】
本発明は、上記の問題を鑑みてされたものであり、時間効率、材料効率、パターニング精細度、ハイブリッド膜形成、膜構造制御の全てが良好な太陽電池の製造方法と、その製造方法を用いて製造された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】
本発明の太陽電池の製造方法は、基板上に透明電極膜を形成する透明電極膜形成工程と、前記透明電極膜上にホール輸送層を形成するホール輸送層形成工程と、前記ホール輸送層上に活性層を形成する活性層形成工程と、前記活性層上に電子輸送層を形成する電子輸送層形成工程と、前記電子輸送層上に電極層を形成する電極層形成工程と、を有する太陽電池の製造方法であって、前記透明電極膜、前記ホール輸送層、前記活性層、および前記電子輸送層の少なくとも１層以上を、超音波振動によってミスト化された原料を堆積することによって薄膜形成する。
【００１４】
上記の製造方法によれば、透明電極膜、ホール輸送層、活性層、および電子輸送層の少なくとも１層以上を、超音波振動によってミスト化された原料を堆積することによって薄膜形成しているため、ディッピング法のように長時間の乾燥時間を確保する必要がなく、スピンコート法のようにフォトリソグラフィー工程による時間のロスや、レジストなどのコストが掛かることがない。また、超音波振動によってミスト化された原料は、スプレーコート法でスプレーされる原料よりも粒子径が小さいため、パターニングのエッジの細部にまで原料を到達させることができ、スプレーコート法では難しかった複雑なパターニングが可能である。さらに、インクジェット法では難しかった表面に凹凸があるような複雑な形状への成膜も可能である。従って、従来よりも時間効率、材料効率、パターニング精細度、ハイブリッド膜形成、膜構造制御の全てにおいて効率良く太陽電池を製造することができる。
【００１５】
また、本発明の太陽電池の製造方法において、前記基板を加温し、前記ミスト化された原料を堆積する際、加温された当該基板を介して当該原料に熱処理を施してもよい。
【００１６】
上記の製造方法によれば、加温された基板の熱によってミスト化された原料が熱処理される。これにより、原料に熱分解による化学反応を起こさせて、基板上に薄膜形成することもできるため、高純度の薄膜を形成することができ、被覆性も向上する。
【００１７】
また、本発明の太陽電池の製造方法において、前記ホール輸送層形成工程において、前記ホール輸送層を形成する際に用いられる前記ミスト化された原料は、透明導電性ポリマー原液を水で希釈したものであってもよい。
【００１８】
上記の製造方法によれば、透明導電性ポリマー原液をそのまま用いるよりも少量で済むため、さらに材料効率が良好である。また、原料の一部が水で構成されているため、取り扱う際にも安全である。
【００１９】
また、本発明の太陽電池は、上記の太陽電池の製造方法を含む工程によって製造された太陽電池である。
【００２０】
上記の構成によれば、透明電極膜、ホール輸送層、活性層、および電子輸送層の少なくとも１層以上が、超音波振動によってミスト化された原料を堆積することによって薄膜形成されているため、従来よりも時間効率、材料効率、パターニング精細度、ハイブリッド膜形成、膜構造制御の全てにおいて効率の良い太陽電池を提供することができる。
【００２１】
また、本発明の太陽電池の製造方法は、基板上に透明電極膜を形成する透明電極膜形成工程と、前記透明電極膜上にホール輸送層を形成するホール輸送層形成工程と、前記ホール輸送層上に活性層を形成する活性層形成工程と、前記活性層上に電子輸送層を形成する電子輸送層形成工程と、前記電子輸送層上に電極層を形成する電極層形成工程とを有し、少なくとも前記活性層を、超音波振動によってミスト化された複数種類の原料を堆積することによって薄膜形成するものであり、前記ミスト化は、前記活性層を構成する前記複数種類の原料毎に別々に行われることを特徴としている。
【００２２】
上記の製造方法によれば、活性層を、超音波振動によってミスト化された複数種類の原料を堆積することによって薄膜形成するに際して、ミスト化は、活性層を構成する複数種類の原料毎に別々に行うことができる。このため、活性層を、ミスト化された複数種類の原料を別々の経路から堆積させて薄膜形成することができる。例えば、活性層として堆積させる原料の比率を変えることにより、複数種類の原料を所望の比率で混合した活性層を薄膜形成することができる。また、例えば、活性層として堆積させる原料のミスト化のタイミングを変えることにより、複数種類の原料を所望の順序で積層した活性層を薄膜形成することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の太陽電池の製造方法によると、従来よりも時間効率、材料効率、パターニング精細度、ハイブリッド膜形成、膜構造制御の全てにおいて効率良く太陽電池を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態に係る太陽電池の製造方法を示す工程図である。
【図２】本発明の実施形態に係る太陽電池の構成を示す図である。
【図３】第１実施形態に係る超音波噴霧ミストデポジション装置を示す図である。
【図４】実施例における電流−電圧特性を示す図である。
【図５】第２実施形態に係る超音波噴霧ミストデポジション装置を示す図である。
【図６】（Ａ）スピンコート法によって作成される試験体の説明図である。（Ｂ）第２実施形態に係る超音波噴霧ミストデポジション装置によって作成される試験体の説明図である。
【図７】第２実施形態に係る超音波噴霧ミストデポジション装置によって作成される活性層の平面ヘテロ接合の構成を説明した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２６】
（太陽電池の製造方法）
図１および図２に示すように、本実施形態に係る太陽電池２０の製造方法は、基板２１を配置する基板配置工程（Ｓ１１）と、基板２１上に透明電極膜２２を形成する透明電極膜形成工程（Ｓ１２）と、透明電極膜２２上にホール輸送層２３を形成するホール輸送層形成工程（Ｓ１３）と、ホール輸送層２３上に活性層２４を形成する活性層形成工程（Ｓ１４）と、活性層２４上に電子輸送層２５を形成する電子輸送層形成工程（Ｓ１５）と、電子輸送層２５上に電極層２６を形成する電極層形成工程（Ｓ１６）と、を有する太陽電池２０の製造方法であって、透明電極膜２２、ホール輸送層２３、活性層２４、および電子輸送層２５の少なくとも１層以上を、超音波振動によってミスト化された原料を堆積することによって薄膜形成している。
【００２７】
太陽電池２０の製造方法を、図１を用いて具体的に説明する。先ず、基板配置工程（Ｓ１１）において、ガラスで構成された基板２１を配置する。なお、基板２１はガラスに限らず、例えばプラスチックなどの他の材料から構成されていてもよい。
【００２８】
次に、透明電極膜形成工程（Ｓ１２）において、基板２１上に酸化インジウム錫を塗布して透明電極膜２２を形成する。なお、透明電極膜２２は酸化インジウム錫に限らず、他の材料を用いていてもよい。
【００２９】
次に、ホール輸送層形成工程（Ｓ１３）において、図３に示す超音波噴霧ミストデポジション装置１０を用いて、ガス状にミスト化された原料４１を透明電極膜２２上に噴霧して薄膜することによって、ホール輸送層２３を形成する。超音波噴霧ミストデポジション装置１０を用いた具体的な成膜方法については、図３を用いて後述する。なお、ホール輸送層２３に用いられる原料４１は、透明導電性ポリマー原液（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）を水で原液から１００倍までの間で希釈したものである。そのため、透明導電性ポリマー原液をそのまま用いる場合に比べて材料効率が良い。なお、透明導電性ポリマー原液を水で１００倍より上に希釈してしまうと、透明導電性ポリマーが薄まりすぎて薄膜を上手く形成できなくなる。また、材料効率や薄膜形成の仕上がりの面から、より好適には、透明導電性ポリマー原液（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）を水で１０倍に希釈する方が効果的である。なお、透明導電性ポリマーを用いて形成された薄膜は、可視光領域、さらには紫外領域において８０％を越える透過性を有しているため、ホール輸送層２３の形成に適している。また、透明導電性ポリマーに導電性向上剤のジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、エチレングリコール、ＮＭＰ（n-メチルピロリドン）などを添加すると、導電性が向上するため効果的である。さらに、透明導電性ポリマーにエタノールなどのアルコールを加えると、乾燥速度が向上するため効果的である。
【００３０】
次に、活性層形成工程（Ｓ１４）において、ホール輸送層２３上に活性層２４を形成する。活性層２４には、ドナー材料としてpoly（3-hexylthiophene）（ポリ（３−ヘルシルチオフェン））（略称Ｐ３ＨＴ）が用いられ、アクセプター材料として[6,6]-Phenyl-C61-Butyric Acid Methyl Ester（フェニルＣ６１酪酸メチルエステル）（略称ＰＣＢＭ）が用いられており、スピンコート法によって薄膜形成される。なお、活性層２４のドナー材料およびアクセプター材料には、上記に限らず他の材料を用いていてもよい。活性層２４は、上記のドナー材料およびアクセプター材料を混合してバルクへテロ接合される。
【００３１】
次に、電子輸送層形成工程（Ｓ１５）において、活性層２４上に酸化チタン（Tiox）を積層して電子輸送層２５を形成する。なお、電子輸送層２５は酸化チタン（Tiox）に限らず、例えば酸化モリブデン（MoO3）、酸化バナジウム（V2O5）などの金属酸化物、フッ化リチウム（LiF）、バリウム（Ba）、カルシウム（Ca）、Bathocuproine（BCP）などの色素から構成されていてもよい。この電子輸送層２５により、太陽電池２０の整流特性が高まり、曲線因子の増大をもたらすようになる。
【００３２】
最後に、電極層形成工程（Ｓ１６）において、電子輸送層２５上にアルミ（Al）を真空蒸着して電極層２６を形成し、これらを複合化する。
【００３３】
上記の製造方法によれば、ホール輸送層２３を、超音波振動によってミスト化された原料４１を堆積することによって薄膜形成しているため、ディッピング法のように長時間の乾燥時間を確保する必要がなく、スピンコート法のようにフォトリソグラフィー工程による時間のロスや、レジストなどのコストが掛かることがない。また、超音波振動によってミスト化された原料４１は、スプレーコート法でスプレーされる原料よりも粒子径が小さいため、パターニングのエッジの細部にまで原料を到達させることができ、スプレーコート法では難しかった複雑なパターニングが可能である。さらに、インクジェット法では難しかった表面に凹凸があるような複雑な形状への成膜も可能である。従って、従来よりも時間効率、材料効率、パターニング精細度、ハイブリッド膜形成、膜構造制御の全てにおいて効率良く太陽電池２０を製造することができる。
【００３４】
また、上記の製造方法によれば、透明導電性ポリマーをそのまま用いるよりも少量で済むため、さらに材料効率が良好である。また、原料４１の一部が水で構成されているため、取り扱う際にも安全である。
【００３５】
なお、図１の太陽電池２０の製造方法を示す工程図では、ホール輸送層２３を、ガス状にミスト化された原料４１を用いて薄膜形成しているが、これに限定される必要はない。即ち、透明電極膜２２、ホール輸送層２３、活性層２４、および電子輸送層２５の少なくとも１層以上を、ミスト化された原料（夫々の層に、無機、有機、およびハイブリッドを問わず適合する原料）を堆積、熱処理を繰り返すことによって薄膜形成していても同効果を有する。
【００３６】
（太陽電池の構成）
以上、図１に示す製造方法により製造された太陽電池２０は、図２に示すように、上から基板２１、透明電極膜２２、ホール輸送層２３、活性層２４、電子輸送層２５、電極層２６の順に形成されている。基板２１側から太陽の光が当たると、活性層２４において電子と正孔が発生し、電子は電子輸送層２５へ、正孔はホール輸送層２３へ引き寄せられる。これにより、透明電極膜２２側をプラス電極、電極層２６側をマイナス電極として接続することで、透明電極膜２２側から電極層２６側へと電気が流れるようになっている。
【００３７】
上記の太陽電池２０の構成によれば、超音波振動によってミスト化された原料４１を堆積することによって薄膜形成されているため、従来よりも時間効率、材料効率、パターニング精細度、ハイブリッド膜形成、膜構造制御の全てにおいて効率の良い太陽電池２０を提供することができる。
【００３８】
（超音波噴霧ミストデポジション装置１０の構成）
図３に示すように、本実施形態に係る超音波噴霧ミストデポジション装置１０は、原料ガス供給装置３０と、原料ガス噴出ノズル５０と、エネルギー供給装置６０と、を単一または複数備えている。
【００３９】
原料ガス供給装置３０は、伝搬溶液４２を収容する伝搬溶液収容部３２と、原料４１を収容する原料収容部３５と、伝搬溶液収容部３２の底に配置された超音波振動子３１と、原料収容部３５にキャリアガス４４を供給するキャリアガス供給部３４と、原料ガス４３を原料ガス噴出ノズル５０へ運ぶ通路となる原料ガス連絡部３８と、原料ガス連絡部３８に希釈ガス４５を供給する希釈ガス供給部３７と、を有する。伝搬溶液４２には、通常は水が用いられる。キャリアガス４４および希釈ガス４５は例えばエアー、窒素が挙げられ、その流量は４Ｌ／ｍｉｎである。なお、キャリアガス４４および希釈ガス４５はエアー、窒素に限らずその他のガスを用いてもよく、流量は適宜設定可能である。なお、原料４１には複数の材料を所定の割合で予め混ぜた混合溶液を使用してもよい。
【００４０】
原料収容部３５は、例えば直方体の形状を有し、その内部の底には原料４１を収容している。原料４１の海面と原料収容部３５の上側の内面との間には、後述する原料ガス４３が収まる程度の空間が設けられている。つまり、原料収容部３５は、原料４１を収容しても原料ガス４３が収まる程度の大きさの空間を内部に有している。また、原料収容部３５の外側の底面は、伝搬溶液収容部３２に収容された伝搬溶液４２内に浸漬されており、超音波振動子３１の振動によって発生した超音波が伝搬溶液４２を介して原料４１に伝搬される。なお、伝搬溶液４２は、超音波を伝搬する役割の他に、超音波振動子３１を冷却する役割を有している。超音波振動子３１は振動によって熱を発生して能力が劣る場合があるが、この伝搬溶液４２によって冷却されているため、そのような不具合を生じることがない。
【００４１】
キャリアガス供給部３４にはキャリアガス流量制御弁３３が設けられており、開栓することによってキャリアガス４４を原料収容部３５内に供給できる。また、希釈ガス供給部３７には希釈ガス流量制御弁３６が設けられており、開栓することによって希釈ガス４５を原料ガス連絡部３８内に供給できる。
【００４２】
原料ガス噴出ノズル５０は、筐体５１と、筐体５１の内部に設けられたガイド部材５２と、を有している。筐体５１は、例えば上下方向に延びた直方体の形状をベースとしており、その上方から下方にかけて徐々に内部空間が狭くなっている。筐体５１の底面には開口部５３が形成されており、そこからガイド部材５２が突出している。また、原料ガス噴出ノズル５０は、図示しないヒーターによって高温に保つなど、温度を調整することができる。ガイド部材５２は、筐体５１の内部で上下方向に沿って設けられており、その上部は原料ガス連絡部３８と連絡されている。また、ガイド部材５２の下部は、開口部５３から外部に向けて突出し、基板２１の表面に対して垂直を保ちながら基板２１の表面近くまで配置されている。なお、必ずしもガイド部材５２の下部は、基板２１の表面に対して垂直を保つ必要はないが、ガイド部材５２を通って原料ガス４３を噴霧する場合、垂直に保っていた方が綺麗に薄膜形成することができる。
【００４３】
エネルギー供給装置６０は、基板２１を載せることができる平板状であり、基板２１に熱を供給して基板２１の温度を調整することができる。また、エネルギー供給装置６０は、水平方向に移動可能であり、固定されたガイド部材５２に対して基板２１を水平移動させることができる。
【００４４】
（超音波噴霧ミストデポジション装置１０の動作）
以上の構成を有する超音波噴霧ミストデポジション装置１０は、基板２１上に形成された透明電極膜２２上に超音波振動によってミスト化された原料４１を噴霧して薄膜することによってホール輸送層２３を形成することができる。
【００４５】
具体的には、先ず、超音波振動子３１が作動されると、発生した超音波は伝搬溶液４２を伝搬し、原料収容部３５に収容された原料４１に伝搬する。その結果、原料４１は超音波によって振動され、溶液粒子が細分化されることによりガス状にミスト化されて放出される。これが、原料４１がミスト化された原料ガス４３である。この時、原料ガス４３は、原料収容部３５の内部に設けられた空間に一旦滞留する。
【００４６】
原料４１がミスト化されて原料ガス４３が生成されると、キャリアガス供給部３４に設けられたキャリアガス流量制御弁３３が開栓される。そして、キャリアガス流量制御弁３３の開度に応じた供給量でキャリアガス４４が原料収容部３５内に供給される。これにより、原料収容部３５内に供給されたキャリアガス４４によって、原料ガス４３が原料ガス連絡部３８へ向けて上方へ運ばれる。この時、原料ガス４３の内で大きな粒子径を有するものは、下方へ落ち、やがて原料収容部３５に収容された原料４１へと戻される。これにより、粒子径の小さな原料ガス４３のみがキャリアガス４４によって原料ガス連絡部３８へ運ばれる。
【００４７】
次に、原料ガス４３が原料ガス連絡部３８へ運ばれると、希釈ガス供給部３７に設けられた希釈ガス流量制御弁３６が開栓され、希釈ガス４５が原料ガス連絡部３８内に供給される。これにより、原料ガス連絡部３８内に供給された希釈ガス４５によって、原料ガス４３が原料ガス連絡部３８内を通って原料ガス噴出ノズル５０側へと運ばれる。この時、原料ガス連絡部３８内を通っている間に、原料ガス４３の内で小さな粒子径を有するもの同士が集まり、大きな粒子径を有するものになる場合がある。この大きな粒子径を有するものは、自重によって原料ガス連絡部３８内を先に進めなくなり、逆戻りをしてやがて原料収容部３５に収容された原料４１へと戻される。これにより、粒子径の極小さな原料ガス４３のみが希釈ガス４５によって原料ガス噴出ノズル５０側へと運ばれる。なお、希釈ガス４５は供給されなくても、キャリアガス４４によって原料ガス４３は原料ガス噴出ノズル５０へと運ばれる。しかしながら、希釈ガス４５によって原料ガス４３の速度を調整したり、原料ガス４３を希釈して濃度を調整したりすることができるため、あった方がより効果的である。
【００４８】
原料ガス連絡部３８内を通って原料ガス噴出ノズル５０へ運ばれた原料ガス４３は、やがてガイド部材５２に到達する。そして、原料ガス４３は、ガイド部材５２の面状に沿って下方へと流れる。この時、原料ガス噴出ノズル５０は、図示しないヒーターによって８０℃に温められているため、原料ガス４３は一定の極小さな粒子径を保つことができる。その後、原料ガス４３は、原料ガス噴出ノズル５０内で均一な濃度になり、ガイド部材５２によって均一な流れとなって基板２１の表面へと放出される。このようにして、原料ガス４３が基板２１上に形成された透明電極膜２２の表面に均一に噴霧される。
【００４９】
また、基板２１はエネルギー供給装置６０によって７．５〜１５ｍｍ／ｍｉｎの速度で水平移動されている。そのため、この速度を調整することによって基板２１上に均一に所望の厚さの透明導電性ポリマーの薄膜を形成することができる。さらに、基板２１はエネルギー供給装置６０によって温められている。原料ガス４３は極小さい粒子径であり、大部分が水によるものであるため、原料ガス４３が基板２１に当たった瞬間に基板２１の温度によって成分である水が蒸発する。これにより、従来では、透明導電性ポリマーを用いて薄膜を形成した場合、酸性の透明導電性ポリマーによって透明電極膜２２が腐食していたが、本実施形態の場合、原料ガス４３が極小さい粒子径であるため、基板２１に当たった瞬間に基板２１の温度によって水が蒸発し、透明電極膜２２が腐食することがない。また、加温された基板２１の熱によって原料ガス４３が熱処理される。これにより、原料ガス４３に熱分解による化学反応を起こさせて、基板２１上に薄膜形成することができるため、高純度の薄膜を形成することができ、被覆性も向上する。なお、エネルギー供給装置６０によって温められる基板２１の温度は、５℃〜２００℃の間である。これは、５℃よりも低いと、原料ガス４３の水分が基板２１上で残ってしまい、２００℃よりも高いと、原料ガス４３が熱分解しすぎて上手く薄膜形成できないからである。また、上記の観点から、より好適には、基板２１を１５０℃に加温する方が効果的である。
【００５０】
また、パターニングについては、図示しないメタルマスクを用いており、そのエッジの細部にまで極小さい粒子径を有する原料ガス４３は到達することができるため、パターニング精細度が非常に良好である。なお、原料ガス噴出ノズル５０の温度およびエネルギー供給装置６０によって温められる基板２１の温度は適宜設定可能である。また、エネルギー供給装置６０によって水平移動される基板２１の移動速度は、膜厚の設計に対応して適宜設定可能である。
【００５１】
（実施例と比較例）
次に、実施例と比較例を用いて本実施形態に係る太陽電池２０の特性を評価する。ここで、実施例１としては、本実施形態に係る太陽電池２０を用いて評価する。つまり、超音波振動によってミスト化された原料４１を透明電極膜２２上に噴霧して薄膜することによってホール輸送層２３が形成された太陽電池２０を用いる。一方、比較例１としては、ホール輸送層が従来のスピンコート法によって薄膜形成された太陽電池を用いる。ホール輸送層以外の構成および製造方法については、実施例１および比較例１ともに差はないものとする。
【００５２】
図４は、実施例１における太陽電池２０の電流−電圧特性を示したものである。また、表１は、実施例１における太陽電池２０と比較例１における太陽電池の特性を値で示したものである。
【００５３】
【表１】
2012114424.tif 000003
【００５４】
図４および表１に示すように、実施例１における太陽電池２０は、短絡電流密度が５．２８ｍＡ／ｃｍ２、開放電圧が０．５４ｖ、曲線因子が０．５４となり、エネルギー変換効率１．５５％を達成している。一方、比較例１における太陽電池は、短絡電流密度が４．６６ｍＡ／ｃｍ２、開放電圧が０．５４ｖ、曲線因子が０．５１となり、エネルギー変換効率１．２７％であった。これらの結果より、実施例１における太陽電池２０は、比較例１における太陽電池より２割ほど良好な特性を有していることが分かる。
【００５５】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００５６】
上記で説明した第１実施形態では、活性層形成工程（Ｓ１４）において、ホール輸送層２３上に活性層２４を形成するに際して、ドナー材料としてpoly（3-hexylthiophene）（ポリ（３−ヘルシルチオフェン））（略称Ｐ３ＨＴ）を用いり、アクセプター材料として[6,6]-Phenyl-C61-Butyric Acid Methyl Ester（フェニルＣ６１酪酸メチルエステル）（略称ＰＣＢＭ）を用いて、スピンコート法によって薄膜形成する場合について説明した。一方、第２実施形態では、図５に示す超音波噴霧ミストデポジション装置２１０を用いて、ガス状にミスト化された２種類の原料２４１、及び、原料３４１をホール輸送層２３上に噴霧して薄膜することによって、活性層２４を形成する場合について説明する。なお、原料２４１には、ドナー材料としてpoly（3-hexylthiophene）（ポリ（３−ヘルシルチオフェン））（略称Ｐ３ＨＴ）を使用し、原料３４１には、アクセプター材料として[6,6]-Phenyl-C61-Butyric Acid Methyl Ester（フェニルＣ６１酪酸メチルエステル）（略称ＰＣＢＭ）を使用するものとして以下説明する。
【００５７】
（超音波噴霧ミストデポジション装置２１０の構成）
まず、第２実施形態で使用する超音波噴霧ミストデポジション装置２１０の構成について図５を参照して説明する。第２実施形態で使用する超音波噴霧ミストデポジション装置２１０は、第１実施形態で使用する超音波噴霧ミストデポジション装置１０と比較すると、２種類の原料２４１及び原料３４１を収容するために原料ガス供給装置を２つ備えている点で相違している。なお、第１実施形態の超音波噴霧ミストデポジション装置１０とその構造・役割が同じものについては説明を省略する。
【００５８】
図５に示すように、本実施形態に係る超音波噴霧ミストデポジション装置２１０は、２つの原料ガス供給装置２３０、３３０と、原料ガス噴出ノズル２５０と、エネルギー供給装置２６０と、を単一または複数備えている。
【００５９】
原料ガス供給装置２３０は、第１実施形態同様に、伝搬溶液２４２を収容する伝搬溶液収容部２３２と、原料２４１を収容する原料収容部２３５と、伝搬溶液収容部２３２の底に配置された超音波振動子２３１と、原料収容部２３５にキャリアガス２４４を供給するキャリアガス供給部２３４と、原料２４１がミスト化された原料ガス２４３を原料ガス噴出ノズル２５０へ運ぶ通路となる原料ガス連絡部２３８と、原料ガス連絡部２３８に希釈ガス２４５を供給する希釈ガス供給部２３７と、を有する。また、キャリアガス供給部２３４にはキャリアガス流量制御弁２３３が設けられており、開栓することによってキャリアガス２４４を原料収容部２３５内に供給できる。また、希釈ガス供給部２３７には希釈ガス流量制御弁２３６が設けられており、開栓することによって希釈ガス２４５を原料ガス連絡部２３８内に供給できる。また、前述したように、原料２４１には、ドナー材料としてpoly（3-hexylthiophene）（ポリ（３−ヘルシルチオフェン））（略称Ｐ３ＨＴ）を使用する。
【００６０】
原料ガス供給装置３３０も、原料ガス供給装置２３０同様に、伝搬溶液３４２を収容する伝搬溶液収容部３３２と、原料３４１を収容する原料収容部３３５と、伝搬溶液収容部３３２の底に配置された超音波振動子３３１と、原料収容部３３５にキャリアガス３４４を供給するキャリアガス供給部３３４と、原料３４１がミスト化された原料ガス３４３を原料ガス噴出ノズル２５０へ運ぶ通路となる原料ガス連絡部３３８と、原料ガス連絡部３３８に希釈ガス３４５を供給する希釈ガス供給部３３７と、を有する。また、キャリアガス供給部３３４にはキャリアガス流量制御弁３３３が設けられており、開栓することによってキャリアガス３４４を原料収容部３３５内に供給できる。また、希釈ガス供給部３３７には希釈ガス流量制御弁３３６が設けられており、開栓することによって希釈ガス３４５を原料ガス連絡部３３８内に供給できる。また、前述したように、原料３４１には、アクセプター材料として[6,6]-Phenyl-C61-Butyric Acid Methyl Ester（フェニルＣ６１酪酸メチルエステル）（略称ＰＣＢＭ）を使用する。
【００６１】
原料ガス噴出ノズル２５０は、筐体２５１と、筐体２５１の内部に設けられたガイド部材２５２と、を有している。筐体２５１は、例えば上下方向に延びた直方体の形状をベースとしており、その上方から下方にかけて徐々に内部空間が狭くなっている。筐体２５１の底面には開口部２５３が形成されており、そこからガイド部材２５２が突出している。また、原料ガス噴出ノズル２５０は、図示しないヒーターによって高温に保つなど、温度を調整することができる。ガイド部材２５２は、筐体２５１の内部で上下方向に沿って設けられており、その上部は原料ガス連絡部２３８及び原料ガス連絡部３３８と連絡されている。また、ガイド部材２５２の下部は、開口部２５３から外部に向けて突出し、基板２１の表面に対して垂直を保ちながら基板２１の表面近くまで配置されている。
【００６２】
エネルギー供給装置６０は、基板２１を載せることができる平板状であり、基板２１に熱を供給して基板２１の温度を調整することができる。また、エネルギー供給装置６０は、水平方向に移動可能であり、固定されたガイド部材２５２に対して基板２１を水平移動させることができる。
【００６３】
（超音波噴霧ミストデポジション装置２１０の動作）
以上の構成を有する超音波噴霧ミストデポジション装置２１０は、基板２１上に形成されたホール輸送層２３上に超音波振動によってミスト化された原料２４１及び原料３４１を噴霧して薄膜することによって活性層２４を形成することができる。本実施形態では、例えば、原料２４１と原料３４１とを、体積比率１：１で混合してバルクヘテロ接合により活性層を薄膜形成する場合について説明する。なお、原料２４１と原料３４１との混合体積比率を１：１にしているが、所望の比率を設定できる。また、原料２４１と原料３４１とを混合する際の比率は、体積比率だけでなく重量比率により規定してもよい。
【００６４】
具体的には、先ず、原料ガス供給装置２３０側の超音波振動子２３１が作動されると、発生した超音波は伝搬溶液２４２を伝搬し、原料収容部２３５に収容された原料２４１に伝搬する。その結果、原料２４１は超音波によって振動され、溶液粒子が細分化されることによりガス状にミスト化されて放出される。これが、原料２４１がミスト化された原料ガス２４３である。この時、原料ガス２４３は、原料収容部２３５の内部に設けられた空間に一旦滞留する。
【００６５】
次に、原料２４１がミスト化されて原料ガス２４３が生成されると、キャリアガス供給部２３４に設けられたキャリアガス流量制御弁２３３が開栓される。そして、キャリアガス流量制御弁２３３の開度に応じた供給量でキャリアガス２４４が原料収容部２３５内に供給される。これにより、原料収容部２３５内に供給されたキャリアガス２４４によって、原料ガス２４３が原料ガス連絡部２３８へ向けて上方へ運ばれる。
【００６６】
次に、原料ガス２４３が原料ガス連絡部２３８へ運ばれると、希釈ガス供給部２３７に設けられた希釈ガス流量制御弁２３６が開栓され、希釈ガス２４５が原料ガス連絡部２３８内に供給される。これにより、原料ガス連絡部２３８内に供給された希釈ガス２４５によって、原料ガス２４３が原料ガス連絡部２３８内を通って原料ガス噴出ノズル２５０側へと運ばれる。
【００６７】
一方、原料ガス供給装置３３０側においても超音波振動子３３１が作動され、発生した超音波は伝搬溶液３４２を伝搬し、原料収容部３３５に収容された原料３４１に伝搬する。その結果、原料３４１は超音波によって振動され、溶液粒子が細分化されることによりガス状にミスト化されて放出される。これが、原料３４１がミスト化された原料ガス３４３である。この時、原料ガス３４３は、原料収容部３３５の内部に設けられた空間に一旦滞留する。
【００６８】
次に、原料３４１がミスト化されて原料ガス３４３が生成されると、キャリアガス供給部３３４に設けられたキャリアガス流量制御弁３３３が開栓される。そして、キャリアガス流量制御弁３３３の開度に応じた供給量でキャリアガス３４４が原料収容部３３５内に供給される。これにより、原料収容部３３５内に供給されたキャリアガス３４４によって、原料ガス３４３が原料ガス連絡部３３８へ向けて上方へ運ばれる。
【００６９】
次に、原料ガス３４３が原料ガス連絡部３３８へ運ばれると、希釈ガス供給部３３７に設けられた希釈ガス流量制御弁３３６が開栓され、希釈ガス３４５が原料ガス連絡部３３８内に供給される。これにより、原料ガス連絡部３３８内に供給された希釈ガス３４５によって、原料ガス３４３が原料ガス連絡部３３８内を通って原料ガス噴出ノズル２５０側へと運ばれる。
【００７０】
そして、原料ガス連絡部２３８内及び原料ガス連絡部３３８内を通って原料ガス噴出ノズル２５０へ運ばれた原料ガス２４３及び原料ガス３４３は、やがてガイド部材２５２に到達する。
【００７１】
なお、原料ガス噴出ノズル２５０において混合される原料ガス２４３と原料ガス３４３との混合体積比率を１：１に設定しているが、これは、図示しないプログラミング制御されるコンピュータによって、原料ガス供給装置２３０側の超音波振動子２３１の作動制御、キャリアガス流量制御弁２３３の開度制御、及び、希釈ガス流量制御弁２３６が開度制御、原料ガス供給装置３３０側の超音波振動子３３１の作動制御、キャリアガス流量制御弁３３３の開度制御、及び、希釈ガス流量制御弁３３６・BR>ェ開度制御をすることにより、原料ガス噴出ノズル２５０において、所望の混合体積比率１：１で混合される。
【００７２】
そして、混合された原料ガス２４３及び原料ガス３４３は、ガイド部材２５２の面状に沿って下方へと流れる。この時、原料ガス噴出ノズル２５０は、図示しないヒーターによって８０℃に温められているため、混合された原料ガス２４３及び原料ガス３４３は一定の極小さな粒子径を保つことができる。その後、混合された原料ガス２４３及び原料ガス３４３は、原料ガス噴出ノズル２５０内で体積比率１：１の均一な濃度になり、ガイド部材２５２によって均一な流れとなって基板２１の表面へと放出される。このようにして、体積比率１：１で混合した原料２４１と原料３４１とが、基板２１上に形成されたホール輸送層２３の表面に均一に噴霧されることにより、バルクヘテロ接合された活性層が薄膜形成される。
【００７３】
（活性層の試験体作成方法）
上記では超音波噴霧ミストデポジション装置２１０の動作について説明したが、上記超音波噴霧ミストデポジション装置２１０を使用して、太陽電池の短絡電流密度や開放電圧や曲線因子やエネルギー変換効率といった太陽電池特性を最大化する原料２４１と原料３４１との混合体積比率や混合重量比率を見つける際に使用する活性層が堆積された試験体１１０の作成方法について説明する。
【００７４】
太陽電池を製造する過程において、活性層２４を薄膜形成するに際して、太陽電池特性が最大化する原料２４１と原料３４１との混合体積比率を、試験体を使用して調べることがある。例えば、原料２４１と原料３４１との混合体積比率が８：２の場合、７：３の場合、６：４の場合、５：５の場合、４：６の場合、３：７の場合のうちどの混合体積比率が最も太陽電池特性を最大化するかを知りたい場合、従来のスピンコート法により試験体を作成するには、予め原料２４１と原料３４１との混合体積比率を所望の比率で混合した原料を、回転する基板上に滴下し、回転の遠心力で原料を延伸することにより成膜して、図６の（Ａ）に示すように、原料２４１と原料３４１との混合体積比率が８：２の試験体１６１、原料２４１と原料３４１との混合体積比率が７：３の試験体１６２、原料２４１と原料３４１との混合体積比率が６：４の試験体１６３、原料２４１と原料３４１との混合体積比率が５：５の試験体１６４、原料２４１と原料３４１との混合体積比率が４：６の試験体１６５、原料２４１と原料３４１との混合体積比率が３：７の試験体１６６といった具合に１つ１つ作成して、各試験体に電極等を接続して太陽電池特性を調べて比較する必要がある。
しかし、１種類の混合体積比率で構成された試験体を複数作成しなければならず効率が悪い。
そこで、超音波噴霧ミストデポジション装置２１０を使用することにより、１つの試験体１１０に複数の混合体積比率で形成された活性層を堆積させる方法を以下に説明する。
【００７５】
具体的には、まず、エネルギー供給装置６０の上に活性層が堆積されていない試験体１１０を載置する。そして、図示しないプログラミング制御されるコンピュータによって、原料ガス供給装置２３０側の超音波振動子２３１の作動制御、キャリアガス流量制御弁２３３の開度制御、及び、希釈ガス流量制御弁２３６が開度制御、原料ガス供給装置３３０側の超音波振動子３３１の作動制御、キャリアガス流量制御弁３３３の開度制御、及び、希釈ガス流量制御弁３３６が開度制御をすることにより、原料ガス噴出ノズル２５０において、混合体積比率８：２で混合し、混合された原料ガス２４３及び原料ガス３４３は、開口部２５３から試験体１１０の表面へと放出される。この際、図６の（Ｂ）に示すように、エネルギー供給装置６０が、水平方向に距離Ｋだけ移動することにより試験体１１０の領域１１１に、原料２４１と原料３４１との混合体積比率が８：２でバルクヘテロ接合された活性層が薄膜形成される。
【００７６】
同様に、プログラミング制御されるコンピュータによって、原料ガス噴出ノズル２５０において、混合体積比率７：３で混合し、混合された原料ガス２４３及び原料ガス３４３を、開口部２５３から試験体１１０の表面に放出する。この際、エネルギー供給装置６０が、水平方向に距離Ｋだけ移動することにより試験体１１０の領域１１２に、原料２４１と原料３４１との混合体積比率が７：３でバルクヘテロ接合された活性層が薄膜形成される。同様に、試験体１１０の領域１１３に、原料２４１と原料３４１との混合体積比率が６：４でバルクヘテロ接合された活性層が薄膜形成され、試験体１１０の領域１１４に、原料２４１と原料３４１との混合体積比率が５：５でバルクヘテロ接合された活性層が薄膜形成され、試験体１１０の領域１１５に、原料２４１と原料３４１との混合体積比率が４：６でバルクヘテロ接合された活性層が薄膜形成され、試験体１１０の領域１１６に、原料２４１と原料３４１との混合体積比率が３：７でバルクヘテロ接合された活性層が薄膜形成される。
【００７７】
このようにして作成された試験体１１０は、図６（Ｂ）に示すように、１つの試験体１１０に複数の混合体積比率で形成された活性層が堆積された状態になる。そして、各領域１１１〜１１６に電極を接続し、太陽電池特性の調査に不用な領域にマスキングをしたうえで、太陽電池特性を調べたい領域にだけ光をあてる手順を繰り返すことにより、各領域１１１〜１１６における太陽電池特性を順次調べることができる。
【００７８】
この方法によれば、スピンコート法により、混合体積比率を変えた試験体を複数作成した場合に比べて、効率良く太陽電池特性が最大化する原料２４１と原料３４１との混合体積比率を調べることができる。
【００７９】
なお、上記説明では、原料２４１と原料３４１との混合体積比率で説明したが、原料２４１と原料３４１との重量比率で規定してもよい。また、原料は２種類に限らず３種類以上であってもよいし、その場合は、原料ガス供給装置を追加して対応することになる。
【００８０】
（活性層２４の平面ヘテロ接合）
次に、上記超音波噴霧ミストデポジション装置２１０を使用して、活性層２４として複数種類の原料を複数積層させて薄膜形成する方法について説明する。
【００８１】
まず、エネルギー供給装置６０の上に、最上位にホール輸送層２３が積層された基板２１を載置する。そして、図示しないプログラミング制御されるコンピュータによって、原料ガス供給装置２３０側の超音波振動子２３１の作動制御、キャリアガス流量制御弁２３３の開度制御、及び、希釈ガス流量制御弁２３６が開度制御、原料ガス供給装置３３０側の超音波振動子３３１の作動制御、キャリアガス流量制御弁３３３の開度制御、及び、希釈ガス流量制御弁３３６が開度制御をすることにより、原料ガス噴出ノズル２５０において、原料ガス３４３だけが、開口部２５３から基板２１の表面へと放出するようにする。この際、エネルギー供給装置６０が、水平方向に所定の距離を所定の時間をかけて移動することにより、ミスト化された原料ガス３４３が噴霧されて、図７に示すように、所定の厚みをもった原料３４１が積層される。
【００８２】
続いて、プログラミング制御されるコンピュータによって、原料ガス供給装置２３０側の超音波振動子２３１の作動制御、キャリアガス流量制御弁２３３の開度制御、及び、希釈ガス流量制御弁２３６が開度制御、原料ガス供給装置３３０側の超音波振動子３３１の作動制御、キャリアガス流量制御弁３３３の開度制御、及び、希釈ガス流量制御弁３３６が開度制御をすることにより、原料ガス噴出ノズル２５０において、原料ガス２４３だけが、開口部２５３から基板２１の表面へと放出するようにする。この際、エネルギー供給装置６０が、水平方向に所定の距離を所定の時間をかけて移動することにより、ミスト化された原料ガス２４３が噴霧されて、図７に示すように、所定の厚みをもった原料２４１が積層される。
【００８３】
上記手順を繰り返すことにより、図７に示すように、所定の厚みをもった原料３４１と原料２４１が交互に複数積層されて平面ヘテロ接合された活性層２４を形成することができる。
【００８４】
この方法では、超音波振動によってミスト化された原料３４１と原料２４１を使用して活性層２４を薄膜形成しているため、非常に薄い原料３４１の層と原料２４１の層を交互に多数堆積させることが可能となる。
【００８５】
なお、上記説明では、２つの原料ガス供給装置２３０、３３０に対応する原料ガス噴出ノズル２５０を一つとして説明したが、これに限らず、２つの原料ガス供給装置２３０、３３０それぞれに対応する原料ガス噴出ノズルを個別に設けた構成としてもよい。
【００８６】
（本実施形態の概要）
以上のように、第１実施形態に係る太陽電池２０の製造方法は、基板２１上に透明電極膜２２を形成する透明電極膜形成工程と、透明電極膜２２上にホール輸送層２３を形成するホール輸送層形成工程と、ホール輸送層２３上に活性層２４を形成する活性層形成工程と、活性層２４上に電子輸送層２５を形成する電子輸送層形成工程と、電子輸送層２５上に電極層２６を形成する電極層形成工程と、を有する太陽電池２０の製造方法であって、透明電極膜２２、ホール輸送層２３、活性層２４、および電子輸送層２５の少なくとも１層以上を、超音波振動によってミスト化された原料４１を堆積することによって薄膜形成する。
【００８７】
上記の製造方法によれば、透明電極膜２２、ホール輸送層２３、活性層２４、および電子輸送層２５の少なくとも１層以上を、超音波振動によってミスト化された原料を堆積することによって薄膜形成しているため、ディッピング法のように長時間の乾燥時間を確保する必要がなく、スピンコート法のようにフォトリソグラフィー工程による時間のロスや、レジストなどのコストが掛かることがない。また、超音波振動によってミスト化された原料４１は、スプレーコート法でスプレーされる原料よりも粒子径が小さいため、パターニングのエッジの細部にまで原料を到達させることができ、スプレーコート法では難しかった複雑なパターニングが可能である。さらに、インクジェット法では難しかった表面に凹凸があるような複雑な形状への成膜も可能である。従って、従来よりも時間効率、材料効率、パターニング精細度、ハイブリッド膜形成、膜構造制御の全てにおいて効率良く太陽電池２０を製造することができる。
【００８８】
また、第１実施形態に係る太陽電池２０の製造方法においては、基板２１を加温し、ミスト化された原料４１を堆積する際、加温された基板２１を介して原料４１に熱処理を施している。
【００８９】
上記の製造方法によれば、加温された基板２１の熱によってミスト化された原料４１が熱処理される。これにより、原料４１に熱分解による化学反応を起こさせて、基板２１上に薄膜形成することもできるため、高純度の薄膜を形成することができ、被覆性も向上する。
【００９０】
また、第１実施形態に係る太陽電池２０の製造方法のホール輸送層形成工程において、ホール輸送層２３を形成する際に用いられるミスト化された原料４１は、透明導電性ポリマー原液を水で希釈したものである。
【００９１】
上記の製造方法によれば、透明導電性ポリマー原液をそのまま用いるよりも少量で済むため、さらに材料効率が良好である。また、原料の一部が水で構成されているため、取り扱う際にも安全である。
【００９２】
また、第１実施形態に係る太陽電池２０は、本実施形態に係る太陽電池２０の製造方法を含む工程によって製造されている。
【００９３】
上記の構成によれば、透明電極膜２２、ホール輸送層２３、活性層２４、および電子輸送層２５の少なくとも１層以上が、超音波振動によってミスト化された原料４１を堆積することによって薄膜形成されているため、従来よりも時間効率、材料効率、パターニング精細度、ハイブリッド膜形成、膜構造制御の全てにおいて効率の良い太陽電池２０を提供することができる。
【００９４】
また、第２実施形態に係る太陽電池の製造方法は、基板２１上に透明電極膜２２を形成する透明電極膜形成工程と、透明電極膜２２上にホール輸送層２３を形成するホール輸送層形成工程と、ホール輸送層２３上に活性層２４を形成する活性層形成工程と、活性層２４上に電子輸送層２５を形成する電子輸送層形成工程と、電子輸送層２５上に電極層２６を形成する電極層形成工程とを有し、少なくとも活性層２４を、超音波振動によってミスト化された原料２４１及び原料３４１（複数種類の原料）を堆積することによって薄膜形成するものであり、ミスト化は、活性層２４を構成する原料２４１及び原料３４１毎に別々に行われることを特徴としている。
【００９５】
上記の製造方法によれば、活性層２４を、超音波振動によってミスト化された原料２４１及び原料３４１（複数種類の原料）を堆積することによって薄膜形成するに際して、ミスト化は、活性層２４を構成する原料２４１及び原料３４１毎に別々に行うことができる。このため、活性層２４を、ミスト化された原料２４１及び原料３４１を別々の原料ガス供給装置２３０及び原料ガス供給装置３３０を介して薄膜形成することができる。例えば、活性層２４として堆積させる原料２４１及び原料３４１の比率を変えることにより、原料２４１及び原料３４１を所望の比率で混合した活性層２４を薄膜形成することができる。また、例えば、活性層２４として堆積させる原料２４１及び原料３４１のミスト化のタイミングを変えることにより、原料２４１及び原料３４１を所望の順序で積層した活性層２４を薄膜形成することができる。
【００９６】
以上、本発明の実施例を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、発明の実施形態に記載された、作用および効果は、本発明から生じる最も好適な作用および効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用および効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明は、太陽電池の製造について利用することができる。
【符号の説明】
【００９８】
１０  超音波噴霧ミストデポジション装置
２０  太陽電池
２１  基板
２２  透明電極膜
２３  ホール輸送層
２４  活性層
２５  電子輸送層
２６  電極層
３０  原料ガス供給装置
４１  原料
４３  原料ガス
５０  原料ガス噴出ノズル
６０  エネルギー供給装置
【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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