(57)【要約】【課題】広い波長域において光の有効活用が可能であり、容易に形成可能な薄膜太陽電池およびその製造方法を得ること。【解決手段】透光性絶縁基板１上に、透明電極層２と、光電変換を行う光電変換層３と、裏面電極層５と、をこの順で有する薄膜太陽電池であって、前記透明電極層２は、透光性を有する材料からなり、前記光電変換層３側の面の全面に略均一に形成されたクラックと、前記クラックにより構成された凹凸よりも小さい凹凸と、を表面に有する透明膜２ａと、透光性を有する導電性材料からなり、前記透明膜２ａにおける前記透光性絶縁基板１側の面および前記光電変換層３側の面のうち少なくとも一方に積層され、前記光電変換層３と電気的に接続して設けられた連続膜である透明導電膜２ｂ、２ｂ’と、を有する。【選択図】図１
2012089712.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性絶縁基板上に、透明電極層と、光電変換を行う光電変換層と、裏面電極層と、をこの順で有する薄膜太陽電池であって、
前記透明電極層は、
透光性を有する材料からなり、前記光電変換層側の面の全面に略均一に形成されたクラックと、前記クラックにより構成された凹凸よりも小さい凹凸と、を表面に有する透明膜と、
透光性を有する導電性材料からなり、前記透明膜における前記透光性絶縁基板側の面および前記光電変換層側の面のうち少なくとも一方に積層され、前記光電変換層と電気的に接続して設けられた連続膜である透明導電膜と、
を有することを特徴とする薄膜太陽電池。
【請求項２】
前記透明電極層の屈折率が、前記透光性絶縁基板から前記光電変換層の間で前記透光性絶縁基板から前記光電変換層に向かって高くなること、
を特徴とする請求項１に記載の薄膜太陽電池。
【請求項３】
前記透明導電膜は、前記透明膜における前記光電変換層側の面に設けられ、前記光電変換層側の面が平坦化されていること、
を特徴とする請求項１または２に記載の薄膜太陽電池。
【請求項４】
透光性絶縁基板上に、透明電極層と、光電変換を行う光電変換層と、裏面電極層と、をこの順で形成する薄膜太陽電池の製造方法であって、
前記透明電極層を形成する工程は、
透光性を有する材料からなり前記光電変換層側の面の全面に略均一にクラックを有する膜を形成した後に、前記クラックにより構成された凹凸よりも小さい凹凸を前記膜の表面に形成して透明膜を形成する透明膜形成工程と、
前記透明膜における前記透光性絶縁基板側の面および前記光電変換層側の面のうち少なくとも一方に、透光性を有する導電性材料からなる連続膜である透明導電膜を形成する透明導電膜形成工程と、
を含み、
前記光電変換層を形成する工程では、
前記光電変換層を前記透明導電膜に電気的に接続させて前記光電変換層を形成すること、
を特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項５】
前記透明電極層の屈折率が、前記透光性絶縁基板から前記光電変換層の間で前記透光性絶縁基板から前記光電変換層に向かって高くなるように前記透明膜および前記透明導電膜を形成すること、
を特徴とする請求項４に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項６】
前記透明導電膜形成工程では、前記透明膜における前記光電変換層側の面に、前記光電変換層側の面が平坦な前記透明導電膜を形成すること、
を特徴とする請求項４または５に記載の薄膜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、光散乱作用を有する透明電極を備えた薄膜太陽電池およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜太陽電池は、光電変換層の膜厚が薄いため、光電変換効率を向上させるためには入射光を有効利用することが非常に重要である。一般的に、薄膜シリコン（Ｓｉ）太陽電池では、透光性絶縁基板上の透明導電膜に、入射光を散乱させる凹凸構造を形成することが知られている。
【０００３】
従来、前記の透明導電膜の凹凸構造は、化学気相成長（ＣＶＤ）法による自己組織化、あるいはスパッタリング法による成膜後のエッチング処理により得られ、凹凸ピッチは数百ｎｍ〜数μｍ程度、凹部深さは数十ｎｍ〜約１μｍ程度、凹部開口角度は約９０度〜１４０度程度である。凹凸構造の凹凸ピッチは、散乱光の波長と強い相関関係を有しており、小さい凹凸ピッチの凹凸構造は短波長の光を、大きな凹凸ピッチの凹凸構造は長波長の光を散乱する。従来技術で得られる透明導電膜の凹凸構造は、６００ｎｍ以下の波長域の光を主に散乱する。また、前記凹凸構造の凹凸深さは、深くなるほど分光ヘイズ率（以下、「ヘイズ率」）が高くなり、強い散乱効果を示す。さらに、凹部開口角度が鋭くなるほど散乱角度が広角になり、実行光路長を増加することができる。以上のように、透明導電膜の凹凸構造を制御することで、散乱波長、散乱強度、散乱角度をコントロールできる。このため、入射光を有効利用して光電変換効率を向上させるために、様々な工夫がなされてきた。
【０００４】
例えば特許文献１では、透明導電膜に山部底面径が０．２μｍ〜２．０μｍ程の凹凸を形成し、さらにその凹凸の表面に凸部の底面径が０．１μｍ〜０．３μｍの多数の凸部を形成することで、太陽光の全波長域で光散乱性能を示す透明導電膜が提案されている。
【０００５】
また、例えば特許文献２では、湿式塗布法により溝幅が１０μｍ以下のメッシュ状のクラックを有するクラック層を形成し、導電性物質を含んだ溶液、分散液またはペーストを、クラック層表面に湿式塗布し、乾燥および／または硬化させることにより、該クラック層のメッシュ状クラックの溝内部に導電性物質を充填する導電膜の製造方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４３８９５８５号公報
【特許文献２】特許第４２７３７０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の特許文献１の技術では、不連続な大きな凸部と、その上に形成されて連続する小さな凹凸を表面に有する連続膜と、からなるダブルテクスチャ構造を有する透明導電膜を基板上に形成している。しかしながら、この透明導電膜では、大きな凸部を均一に形成することが困難である、という問題がある。
【０００８】
また、特許文献２では、微粒子を含んだ塗液を塗布後に乾燥、硬化させて溝幅１０μｍ以下のクラックを生じさせ、クラックの内部に導電物質を充填している。しかしながら、この方法で形成された導電膜は、薄膜太陽電池の透明導電膜として使用して光電変換効率を向上させるには広い波長域での光散乱性が十分でなく、光散乱効果が小さい、という問題がある。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、広い波長域において光の有効活用が可能であり、容易に形成可能な薄膜太陽電池およびその製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる薄膜太陽電池は、透光性絶縁基板上に、透明電極層と、光電変換を行う光電変換層と、裏面電極層と、をこの順で有する薄膜太陽電池であって、前記透明電極層は、透光性を有する材料からなり、前記光電変換層側の面の全面に略均一に形成されたクラックと、前記クラックにより構成された凹凸よりも小さい凹凸と、を表面に有する透明膜と、透光性を有する導電性材料からなり、前記透明膜における前記透光性絶縁基板側の面および前記光電変換層側の面のうち少なくとも一方に積層され、前記光電変換層と電気的に接続して設けられた連続膜である透明導電膜と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、広い波長域において光の有効活用が可能な、光電変換効率に優れる薄膜太陽電池が容易に得られる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１にかかる薄膜太陽電池の概略構成を示す断面図である。
【図２】図２は、透明膜の形態を説明するための断面図である。
【図３】図３は、透光性絶縁基板上に成膜した透明膜を示す平面図である。
【図４】図４は、透明膜中のクラック有無によるヘイズ率の波長依存性を示す特性図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態１にかかる第１の薄膜太陽電池の製造方法を示す断面図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態１にかかる第２の薄膜太陽電池の製造方法を示す断面図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態１にかかる第３の薄膜太陽電池の製造方法を示す断面図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態３にかかる第１の薄膜太陽電池の透明電極層の構成を示す断面図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態３にかかる第３の薄膜太陽電池の透明電極層の構成を示す断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態３にかかる第１の薄膜太陽電池の光電変換層への入射光の入射・屈折の様子を示す断面図である。
【図１１】図１１は、クラックが形成されない透明電極層を有する従来の薄膜太陽電池の光電変換層への入射光の入射・屈折の様子を示す断面図である。
【図１２】図１２は、比較例の薄膜太陽電池の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明にかかる薄膜太陽電池およびその製造方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す図面においては、理解の容易のため、各部材の縮尺が実際とは異なる場合がある。各図面間においても同様である。また、平面図であっても、図面を見易くするためにハッチングを付す場合がある。
【００１４】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる薄膜太陽電池の概略構成を示す断面図である。図１（ａ）は、第１の実施の形態にかかる第１の薄膜太陽電池の構成を示している。図１（ｂ）は、第１の実施の形態にかかる第２の薄膜太陽電池の構成を示している。図１（ｃ）は、第１の実施の形態にかかる第３の薄膜太陽電池の構成を示している。図２は、透明膜２ａの形態を説明するための断面図である。図３は、透光性絶縁基板１上に成膜した透明膜２ａを示す平面図である。
【００１５】
実施の形態１にかかる薄膜太陽電池は、図１に示されるように透光性絶縁基板１上に形成された第１電極層となる透明電極層２、透明電極層２上に形成された薄膜半導体層である光電変換層３、光電変換層３上に形成された裏面透明導電層４、および裏面透明導電層４上に形成された第２電極層となる裏面電極層５が順次積層されている。
【００１６】
透光性絶縁基板１には、ガラスや透明樹脂、プラスチック、石英などの透光性を有する種々の絶縁基板が用いられる。
【００１７】
透明電極層２は、クラックＣ（図２参照）を有し、且つ表面に微細な凹凸を有する透明膜２ａと、第１透明導電膜２ｂとにより、またはさらに第２透明導電膜２ｂ’を有して構成される。第１透明導電膜２ｂおよび第２透明導電膜２ｂ’は、透光性を有する導電性材料からなり、光電変換層３と電気的に接続し、透明電極層２の光電変換層３との導電性を確保する。クラックＣは、透明電極層２の面内において略均一に形成されている。また、透明膜２ａの表面およびクラックＣの内部の表面には、微細な凹凸２１が形成されている。微細な凹凸２１は、透明膜２ａにおいてクラックＣにより構成された凹凸よりも小さい凹凸である。
【００１８】
図１（ａ）に示される第１の実施の形態にかかる第１の薄膜太陽電池は、第１透明導電膜２ｂが透明膜２ａにおける光電変換層３側の面に存在する構成の透明電極層２を備える。図１（ｂ）に示される第１の実施の形態にかかる第２の薄膜太陽電池は、第１透明導電膜２ｂが透明膜２ａにおける透光性絶縁基板１側の面に存在する構成の透明電極層２を備える。図１（ｃ）に示される第１の実施の形態にかかる第３の薄膜太陽電池は、第１透明導電膜２ｂが透明膜２ａにおける透光性絶縁基板１側の面に存在し、第２透明導電膜２ｂ’が透明膜２ａにおける光電変換層３側の面に存在する構成の透明電極層２を備える。
【００１９】
ここでのクラックＣとは、透明膜２ａの成膜中に発生する内部応力によって膜に生じるき裂やひび割れを意味する。透明膜２ａはクラックＣにより必ずしも分離されている必要はなく、図１（ａ）の構成においては透光性絶縁基板１付近で連続になっていてもよい。また、図１（ｂ）の構成においては、透明膜２ａが導電性を有するとき、第１透明導電膜２ｂ付近で連続になっていてもよい。また、図１（ｃ）の構成においては、第１透明導電膜２ｂ付近で連続になっていてもよい。
【００２０】
図２は、透明膜２ａの形態を説明するための断面図である。図３は、透光性絶縁基板１上に成膜した透明膜２ａを示す平面図である。図２では、透明膜２ａが図１（ｂ）に示される構成を有する場合について、透光性絶縁基板１と透明膜２ａと第１透明導電膜２ｂのみを示している。また、微細な凹凸２１の記載は省略している。本発明においては、透明膜２ａは、図２（ａ）に示されるように透明膜２ａがき裂により完全に孤立した形態、および図２（ｂ）に示されるように透明膜２ａが連続の部分を含む形態を取り得る。
【００２１】
透明膜２ａの膜厚は１００ｎｍ〜５μｍであり、クラックＣの凹凸ピッチＰ１（隣接する２つのクラックＣ間の間隔）は１μｍ〜５０μｍである。さらに、透明膜２ａの膜厚は５００ｎｍ〜３μｍ、クラックＣの凹凸ピッチＰ１は２μｍ〜５μｍがより好ましい。また、クラックＣの凹部溝幅Ｌ１は、１０ｎｍ〜１０μｍである。そして、クラックＣの凹部深さＤ１は、クラックＣ形成直後の凹部溝幅Ｌ１に対して√３／２×Ｌ１以上とされる。
【００２２】
また、透明膜２ａの表面およびクラックＣ内部に形成された微細な凹凸２１の凹凸ピッチＰ２（図示せず）は数ｎｍ〜数μｍである。微細な凹凸２１の凹部深さＤ２（図示せず）は数ｎｍ〜数μｍであり、微細な凹凸２１の凹部溝幅Ｌ２（図示せず）に対し√３／２×Ｌ２以下である。さらに、微細な凹凸２１の凹凸ピッチＰ２は数十ｎｍ〜１μｍ、微細な凹凸２１の凹部深さは数ｎｍ〜８００ｎｍがより好ましい。微細な凹凸２１の形状に関しては、図１に示すように下に凸の形状だけではなく、上に凸となる形状の凹凸であってもよい。
【００２３】
透明膜２ａは、波長５５０ｎｍにおける面内の平均光透過率が８０％以上であればよく、その材料は導電性材料または絶縁性材料に限定されない。透明膜２ａは、例えば、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化アルミニウム（ＡｌＯＸ）、酸化亜鉛（ＺｎＯＸ）、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化錫（ＳｎＯＸ）、酸化インジウム（ＩｎＯＸ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯＸ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯＸ）、フッ化セリウム（ＣｅＦＸ）、フッ化ネオジウム（ＮｄＦＸ）のうち少なくとも１種を主成分とする透明膜によって構成される。また、透明膜２ａは、これらの透明膜にアルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、ホウ素（Ｂ）、フッ素（Ｆ）等から選択した少なくとも１種類以上の元素を添加した膜などの透光性膜によって構成されてもよい。
【００２４】
また、透明膜２ａは、上記のクラックＣが形成される条件であれば、高抵抗な材料により構成されてもよい。透明膜２ａが高抵抗な材料により構成されていても、図１（ａ）、図１（ｃ）に示されるように、第１透明導電膜２ｂまたは第２透明導電膜２ｂ’により透明膜２ａを覆うことにより、透明電極層２の導電性は確保できる。また、図１（ｂ）に示されるように、光電変換層３はクラックＣの内部で第一透明導電膜２ｂと電気的に接続されることにより、透明電極層２の導電性は確保できる。このような透明膜２ａは、透明膜にクラックＣを形成可能な方法であれば公知の方法で形成することができる。公知の方法としては、例えば、スパッタリング法、蒸着法、化学気相成長（ＣＶＤ）法などがあり、透明膜に生じる熱応力・真性応力などの内部応力を利用してクラックＣを形成することができる。
【００２５】
第１透明導電膜２ｂおよび第２透明導電膜２ｂ’は、波長５５０ｎｍにおける面内の平均光透過率が８０％以上であり、透明膜２ａと異なる屈折率を有し、且つ、抵抗率が１×１０−１Ω・ｃｍ以下であればよい。第１透明導電膜２ｂおよび第２透明導電膜２ｂ’は、例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化錫（ＳｎＯＸ）、酸化インジウム（ＩｎＯＸ）のうち少なくとも１種を主成分とする透明膜によって構成される。また、第１透明導電膜２ｂおよび第２透明導電膜２ｂ’は、これらの透明膜にアルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、ホウ素（Ｂ）、フッ素（Ｆ）等から選択した少なくとも１種類以上の元素を添加した膜などの透光性膜によって構成されてもよい。透明膜２ａと、第１透明導電膜２ｂおよび第２透明導電膜２ｂ’と、の間に屈折率差を設けたことで、透明膜２ａに形成されたクラックＣによる急峻な凹凸とエッチングにより形成された微細な凹凸２１による光散乱量を保持したまま、散乱光を光電変換層３へ取り込むことが可能である。
【００２６】
第１透明導電膜２ｂの膜厚は、第１透明導電膜２ｂにおける光電変換層３側の表面が透光性絶縁基板１または透明膜２ａの凸部上端より１μｍ以下となる厚みである。第２透明導電膜２ｂ’の膜厚は、第２透明導電膜２ｂ’における光電変換層３側の表面が透明膜２ａ凸部上端より１μｍ以下となる厚みである。
【００２７】
第１透明導電膜２ｂおよび第２透明導電膜２ｂ’の形成方法は、特に限定されず、図１（ａ）、図１（ｂ）および図１（ｃ）に示された構造を形成可能な方法であれば、公知の方法を用いることができる。すなわち、第１透明導電膜２ｂおよび第２透明導電膜２ｂ’の形成方法は、透明膜２ａのクラックＣによって断線されることなく、連続した膜を形成できればよい。例えば、スプレー法やディッピング法、スピンコート法などの塗布法や、ゾルゲル法、印刷法、スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法を用いることができる。
【００２８】
このような構成を有する透明電極層２は、クラックＣにより構成された大きい凹凸ピッチの凹凸と、透明膜２ａの表面およびクラックＣの内部の表面に形成された小さい凹凸ピッチの凹凸と、が混在するため、広い波長域で光散乱性に優れる。すなわち、クラックＣにより構成された大きい凹凸ピッチの凹凸により長波長の光を散乱し、透明膜２ａの表面およびクラックＣの内部の表面に形成された小さい凹凸ピッチの凹凸により短波長の光を散乱することができる。これにより、透光性絶縁基板１側から入射した光を広い波長域において効率良く広角に散乱させることができる。
【００２９】
図４は、透明膜中のクラック有無によるヘイズ率の波長依存性を示す特性図である。図４においては、クラックを有する透明膜とクラックの無い透明膜とに同条件でエッチング処理を施して微細な凹凸２１を形成したときの、それぞれの膜のヘイズ率の一例を示している。クラックを有する透明膜は、測定した全波長域においてクラックの無い透明膜よりも高いヘイズ率を示した。クラックを有する透明膜のヘイズ率が高くなったのは、クラックを有する透明膜では、透明膜の表面に形成された微細な凹凸２１により７００ｎｍ以下の光が散乱され、クラックによって形成されたμｍサイズピッチの凹凸により８００ｎｍ以上の光が散乱されたことによると考えられる。また、クラックの内部に形成された微細な凹凸２１の凹凸ピッチは、入射光からみると実際の凹凸ピッチよりも小さくなる。このため、短波長域におけるヘイズ率が増加したと考えられる。
【００３０】
光電変換層３は、薄膜半導体層からなり、光電変換を行う。光電変換層３は、例えばｐｉｎ接合を有するシリコン系薄膜半導体層からなり、ｐ型半導体層３ａ、ｉ型半導体層３ｂおよびｎ型半導体層３ｃが順次積層されたｐｉｎ半導体接合を含んでいる。ここで、シリコン系薄膜半導体層は、シリコン半導体、または炭素、ゲルマニウム、酸素またはその他の元素の少なくとも１つが添加された薄膜から構成することができる。この光電変換層３は、例えば化学気相成長（ＣＶＤ）法を用いて堆積形成される。
【００３１】
また、光電変換層３における各層の接合特性を改善するために、ｐ型半導体層３ａとｉ型半導体層３ｂとの間、ｉ型半導体層３ｂとｎ型半導体層３ｃとの間に、各接合層のバンドギャップの中間、または同等の大きさのバンドギャップを有する非単結晶シリコン（Ｓｉ）層、非単結晶炭化シリコン（ＳｉＸＣ１−Ｘ）層、非単結晶酸化シリコン（ＳｉＸＯ１−Ｘ）層、非単結晶シリコンゲルマニウム（ＳｉＸＧｅ１−Ｘ）層等の半導体層を介在させてもよい。すなわち、ｐ型半導体層３ａとｉ型半導体層３ｂとの間には、ｐ型半導体層３ａとｉ型半導体層３ｂのバンドギャップの中間の大きさのバンドギャップを有する非単結晶シリコン（Ｓｉ）層、非単結晶炭化シリコン（ＳｉＸＣ１−Ｘ）層、非単結晶酸化シリコン（ＳｉＸＯ１−Ｘ）層、非単結晶シリコンゲルマニウム（ＳｉＸＧｅ１−Ｘ）層等の半導体層を介在させてもよい。同様に、ｉ型半導体層３ｂとｎ型半導体層３ｃとの間には、ｉ型半導体層３ｂとｎ型半導体層３ｃのバンドギャップの中間、または同等の大きさのバンドギャップを有する非単結晶シリコン（Ｓｉ）層、非単結晶炭化シリコン（ＳｉＸＣ１−Ｘ）層、非単結晶酸化シリコン（ＳｉＸＯ１−Ｘ）層、非単結晶シリコンゲルマニウム（ＳｉＸＧｅ１−Ｘ）層等の半導体層を介在させてもよい。
【００３２】
裏面透明導電層４は、透光性および導電性を有し、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化錫（ＳｎＯ２）、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）のうち少なくとも１種を含む透明導電層によって構成される。また、これらの透明導電性酸化膜にアルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、ホウ素（Ｂ）等から選択した少なくとも１種類以上の元素を添加した膜などの透光性膜によって構成されてもよい。裏面透明導電層４は、蒸着法、スパッタリング法、原子堆積法、化学気相成長（ＣＶＤ）法、ゾルゲル法、印刷法、塗布法等により形成される。
【００３３】
裏面電極層５は、高反射率および導電性を有する、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、ロジウム（Ｒｈ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｒ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）等から選択した少なくとも１種類以上の元素または合金からなる層により構成される。なお、これらの裏面電極層５の高反射率および導電性材料としての具体的材料は特に限定されるものではなく、周知の材料から適宜選択して用いることができる。このような裏面電極層５は、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、原子層堆積法、ＣＶＤ法、ゾルゲル法、印刷法、塗布法等により形成される。
【００３４】
上述したように本実施の形態にかかる薄膜太陽電池は、透明膜２ａと、第１透明導電膜２ｂおよび第２透明導電膜２ｂ’のうちの少なくとも一方と、が積層されて構成された透明電極層２を透光性絶縁基板１と光電変換層との間に備える。透明膜２ａは、面内において略均一に複数のクラックＣを有し、且つ光電変換層３側の面とクラックＣの内部の表面とに微細な凹凸２１を有する。また、第１透明導電膜２ｂおよび第２透明導電膜２ｂ’は、透明導電材料からなり光電変換層３に電気的に接続する連続膜である。
【００３５】
このような構成を有する透明電極層２は、クラックＣにより構成された大きい凹凸ピッチの凹凸と、透明膜２ａの表面およびクラックＣの内部の表面に形成された小さい凹凸ピッチの凹凸である微細な凹凸２１と、が混在するため、広い波長域で光散乱性に優れる。すなわち、クラックＣにより構成された大きい凹凸ピッチの凹凸により長波長の光を散乱し、透明膜２ａの表面およびクラックＣの内部の表面に形成された小さい凹凸ピッチの凹凸である微細な凹凸２１により短波長の光を散乱することができる。これにより、透光性絶縁基板１側から入射した光を広い波長域において効率良く散乱させることができる。
【００３６】
すなわち、実施の形態１にかかる薄膜太陽電池では、凹凸構造上に光電変換層を成膜する従来の技術と同程度、またはそれ以上の実効光路長増加の効果を有し、且つ、広波長域において多くの光を透過・散乱して光電変換層３へ取り込むことができる。
【００３７】
また、透明膜２ａのクラックＣは、透明膜２ａの成膜中に生じる内部応力を利用して発生させることができるため、容易に透明膜２ａの全面に均一に形成可能である。
【００３８】
したがって、実施の形態１にかかる薄膜太陽電池によれば、太陽光の有効利用において有利な、光電変換効率に優れた薄膜太陽電池が実現されている。
【００３９】
なお、上記においては、１つの光電変換層３を有する薄膜太陽電池を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の目的を逸脱しない限り任意の形態とすることができる。すなわち、本発明は、例えば光電変換層が２つ以上積層されたタンデム型の太陽電池にも適用できる。
【００４０】
つぎに、上記のように構成された本実施の形態にかかる薄膜太陽電池の製造方法について説明する。まず、図１（ａ）に示される第１の薄膜太陽電池の製造方法を、図５を参照して説明する。図５は、図１（ａ）に示される第１の薄膜太陽電池の製造方法を示す断面図である。
【００４１】
最初に、透光性絶縁基板１上に、クラックＣが入った透明膜２ａ’を形成する（図５（ａ））。クラックＣが入った透明膜２ａ’は、透明膜にクラックＣを形成可能な方法であれば公知の方法で形成することができる。公知の方法としては、例えば、スパッタリング法、蒸着法、化学気相成長（ＣＶＤ）法などがあり、透明膜に生じる熱応力・真性応力などの内部応力を利用してクラックＣを形成することができる。例えば３００度以上の高温条件の下、スパッタリング法で約１．５μｍの膜厚で透明膜を成膜した後に該透明膜を急冷することで、クラックＣが入った透明膜２ａ’を容易に得ることができる。本例では、クラックＣは下地の透光性絶縁基板１まで達している。
【００４２】
つぎに、クラックＣが入った透明膜２ａ’の表面およびクラックＣの内部に微細な凹凸２１を形成することにより、クラックＣを有し、且つ表面に微細な凹凸２１を有する透明膜２ａを形成する（図５（ｂ））。クラックＣが入った透明膜２ａ’に微細な凹凸２１を形成する方法としては、ドライエッチング、ウェットエッチング、またはサンドブラスト等を用いることができる。また、クラックＣが入った透明膜２ａ’上にＣＶＤ法などで該クラックＣが入った透明膜２ａ’と同程度の屈折率を有する材料を積層して自己組織化による凹凸構造を形成してもよい。
【００４３】
つぎに、透明膜２ａ上およびクラックＣの内部に透明導電材料からなる連続膜である第１透明導電膜２ｂを公知の方法で成膜することにより、透明電極層２を形成する（図５（ｃ））。
【００４４】
つぎに、透明電極層２上に、ｐｉｎ接合を有するシリコン系薄膜半導体層からなる光電変換層３を公知の方法により形成する（図５（ｄ））。光電変換層３は、例えばＣＶＤ法によりシリコン系薄膜半導体膜からなるｐ型半導体層３ａ、ｉ型半導体層３ｂおよびｎ型半導体層３ｃを順次成膜することにより形成する。
【００４５】
つぎに、光電変換層３上に裏面透明導電層４を公知の方法で形成する。例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）膜からなる裏面透明導電層４を蒸着法により光電変換層３上に形成する。つぎに、裏面透明導電層４上に裏面電極層５を公知の方法で形成する（図５（ｅ））。例えば、銀（Ａｇ）膜からなる裏面電極層５をスパッタリング法により裏面透明導電層４上に形成する。以上の工程を実施することにより、図１（ａ）に示される第１の薄膜太陽電池が得られる。
【００４６】
つぎに、図１（ｂ）に示される第２の薄膜太陽電池の製造方法を、図６を参照して説明する。図６は、図１（ｂ）に示される第２の薄膜太陽電池の製造方法を示す断面図である。最初に、透光性絶縁基板１上に、第１透明導電膜２ｂを公知の方法で成膜する（図６（ａ））。つぎに、第１透明導電膜２ｂ上に、クラックＣが入った透明膜２ａ’を形成する（図６（ｂ））。つぎに、クラックＣが入った透明膜２ａ’の表面およびクラックＣの内部に微細な凹凸２１を形成することにより、クラックＣを有し、且つ表面に微細な凹凸２１を有する透明膜２ａを形成する（図６（ｃ））。これにより、透明電極層２が形成される。
【００４７】
その後、上記の第１の薄膜太陽電池の場合と同様にして、透明電極層２上に光電変換層３、裏面透明導電層４および裏面電極層５を順次形成する（図６（ｄ）、図６（ｅ））。以上の工程を実施することにより、図１（ｂ）に示される第２の薄膜太陽電池が得られる。
【００４８】
つぎに、図１（ｃ）に示される第３の薄膜太陽電池の製造方法を、図７を参照して説明する。図７は、図１（ｃ）に示される第３の薄膜太陽電池の製造方法を示す断面図である。最初に、透光性絶縁基板１上に、第１透明導電膜２ｂを公知の方法で成膜する（図７（ａ））。つぎに、第１透明導電膜２ｂ上に、クラックＣが入った透明膜２ａ’を形成する（図７（ｂ））。つぎに、クラックＣが入った透明膜２ａ’の表面およびクラックＣの内部に微細な凹凸２１を形成することにより、クラックＣを有し、且つ表面に微細な凹凸２１を有する透明膜２ａを形成する（図７（ｃ））。
【００４９】
つぎに、透明膜２ａ上およびクラックＣの内部に透明導電材料からなる連続膜である第２透明導電膜２ｂ’を成膜することにより、透明電極層２を形成する（図７（ｄ））。第２透明導電膜２ｂ’は、クラックＣの内部で第１透明導電膜２ｂと物理的・電気的に接続していることが好ましいが、必ずしもそうなっている必要はない。
【００５０】
その後、第１の薄膜太陽電池の場合と同様にして、透明電極層２上に光電変換層３、裏面透明導電層４および裏面電極層５を順次形成する（図７（ｅ）、図７（ｆ））。以上の工程を実施することにより、図１（ｃ）に示される第３の薄膜太陽電池が得られる。
【００５１】
上述したように、本実施の形態にかかる薄膜太陽電池の製造方法においては、透明膜２ａと、第１透明導電膜２ｂおよび第２透明導電膜２ｂ’のうちの少なくとも一方と、が積層されて構成された透明電極層２を透光性絶縁基板１と光電変換層との間に形成する。透明膜２ａは、面内において略均一に複数のクラックＣを有し、且つ光電変換層３側の面とクラックＣの内部の表面とに微細な凹凸２１を有する。また、第１透明導電膜２ｂおよび第２透明導電膜２ｂ’は、透明導電材料からなり光電変換層３に電気的に接続する連続膜である。
【００５２】
このような透明電極層２を形成することにより、クラックＣにより構成された大きい凹凸ピッチの凹凸と、透明膜２ａの表面およびクラックＣの内部の表面に形成された小さい凹凸ピッチの凹凸である微細な凹凸２１と、が混在するため、広い波長域で光散乱性に優れる。すなわち、クラックＣにより構成された大きい凹凸ピッチの凹凸により長波長の光を散乱し、透明膜２ａの表面およびクラックＣの内部の表面に形成された小さい凹凸ピッチの凹凸である微細な凹凸２１により短波長の光を散乱することができる。これにより、透光性絶縁基板１側から入射した光を広い波長域において効率良く散乱させることができる。
【００５３】
すなわち、実施の形態１にかかる薄膜太陽電池の製造方法では、凹凸構造上に光電変換層を成膜する従来の技術と同程度、またはそれ以上の実効光路長増加の効果を有し、且つ、広波長域において多くの光を透過・散乱して光電変換層３へ取り込むことが可能な薄膜太陽電池を作製できる。
【００５４】
また、実施の形態１にかかる薄膜太陽電池の製造方法では、透明膜２ａの成膜中に生じる内部応力を利用して透明膜２ａにクラックＣを形成することができるため、容易に透明膜２ａの全面に均一に形成することができる。
【００５５】
したがって、実施の形態１にかかる薄膜太陽電池の製造方法によれば、広波長域の光散乱に適したサイズの凹凸を有する透明電極層２を容易に得ることができ、太陽光の有効利用において有利な、光電変換効率に優れる薄膜太陽電池を容易に作製することができる。
【００５６】
実施の形態２．
実施の形態２では、透明電極層２の屈折率の実施形態について説明する。実施の形態２にかかる薄膜太陽電池は、図１（ａ）、図１（ｂ）および図１（ｃ）に示される構成において、透明電極層２を構成する透明膜２ａ、第１透明導電膜２ｂおよび第２透明導電膜２ｂ’の屈折率が、透光性絶縁基板１から光電変換層３の間で、透光性絶縁基板１から光電変換層３に向けて徐々に高くなるように構成される。
【００５７】
このように屈折率を徐々に変化させることで、透光性絶縁基板１、透明膜２ａ、第１透明導電膜２ｂ、第２透明導電膜２ｂ’の各層間での反射光が軽減される。これにより、光電変換層への透過光を増加することができ、光電変換層３内へ取り込む光の量を増やすことが可能となる。また、透明膜２ａと、第１透明導電膜２ｂおよび第２透明導電膜２ｂ’との間に屈折率差があることで、透明膜２ａの複雑な微細な凹凸２１による散乱を相殺することなく、光を光電変換層３へ取り込む効果がある。
【００５８】
このような実施の形態２にかかる薄膜太陽電池では、凹凸構造上に光電変換層を成膜する従来の技術と同程度、またはそれ以上の実効光路長増加の効果を有し、且つ、広波長域においてより多くの光を透過・散乱して光電変換層３へ取り込むことができる。したがって、実施の形態２にかかる薄膜太陽電池は、太陽光の有効利用において有利であり、光電変換効率に優れる。
【００５９】
また、透光性絶縁基板１の表面から光電変換層３の間における層において、各層間のいずれかの位置、または任意の組み合わせの位置、または全ての位置に、屈折率の差異を軽減するための中間層を設けてもよい。このような中間層を設けることにより、各層間での反射防止の効果がさらに高まり、各層間での光の反射がより軽減されるため、より多くの光を光電変換層３へと取り込むことが可能である。
【００６０】
実施の形態３．
実施の形態３では、透明電極層２の形状の実施形態について説明する。実施の形態３にかかる第１の薄膜太陽電池は、図１（ａ）に示される構成において、透明電極層２が図８に示される構成を有する。実施の形態３にかかる第２の薄膜太陽電池は、図１（ｃ）に示される構成において、透明電極層２が図９に示される構成を有する。図８は、本発明の実施の形態３にかかる第１の薄膜太陽電池の透明電極層２の構成を示す断面図である。図９は、本発明の実施の形態３にかかる第３の薄膜太陽電池の透明電極層２の構成を示す断面図である。
【００６１】
図８に示されるように、実施の形態３にかかる第１の薄膜太陽電池の透明電極層２では、透明膜２ａのクラックＣが第１透明導電膜２ｂにより埋められており、第１透明導電膜２ｂにおける光電変換層３側の面が平坦化されている。これにより、透明電極層２の凹凸形状が緩和・平坦化されている。この構造によれば、透明電極層２における光電変換層３側の凹凸形状が緩和されるため、下地の急峻な凹凸構造に起因した光電変換層３の欠陥の発生を抑制することができる。
【００６２】
同様に、図９に示されるように、実施の形態３にかかる第３の薄膜太陽電池の透明電極層２では、透明膜２ａのクラックＣが第２透明導電膜２ｂ’により埋められており、第２透明導電膜２ｂ’における光電変換層３側の面が平坦化されている。これにより、透明電極層２の凹凸形状が緩和・平坦化されている。この構造によれば、透明電極層２における光電変換層３側の凹凸形状が緩和されるため、下地の急峻な凹凸構造に起因した光電変換層３の欠陥の発生を抑制することができる。
【００６３】
すなわち、第１透明導電膜２ｂまたは第２透明導電膜２ｂ’によって透明膜２ａのクラックＣによる凹凸を平坦化することで、クラックＣの凹凸形状による光電変換層３のカバレッジ不良、および、結晶欠陥を抑制することができる。
【００６４】
このような第１透明導電膜２ｂまたは第２透明導電膜２ｂ’は、透明膜２ａの凹凸を充填・被膜し、透明膜２ａの光電変換層３側の面形状を平坦化できる方法であれば公知の方法で形成できる。このような方法としては、例えば、スプレー法やディッピング法、スピンコート法などの塗布法や、ゾルゲル法、印刷法を用いることができる。また、第１透明導電膜２ｂまたは第２透明導電膜２ｂ’をスパッタリング法、蒸着法およびＣＶＤ法等により成膜することで表面の凹凸形状を鈍らせ、平坦化することも可能である。なお、ここでの平坦化とは、第１透明導電膜２ｂまたは第２透明導電膜２ｂ’の光電変換層３側の面の凹部開口角度が１５０度以上の場合であり、完全に平坦な面である必要は無い。
【００６５】
図１０は、実施の形態３にかかる第１の薄膜太陽電池の光電変換層３への入射光６の入射・屈折の様子を示す断面図である。図１０に示されるように、実施の形態３にかかる第１の薄膜太陽電池では、クラックＣによる凹部開口角度が２０度とされる。図１１は、クラックＣが形成されない透明電極層２０を有する従来の薄膜太陽電池の光電変換層３への入射光６の入射・屈折の様子を示す断面図である。図１１に示されるように、従来の薄膜太陽電池では、透明電極層２０の凹凸形状による凹部開口角度が９０度とされる。なお、図１０および図１１においては、光電変換層３より上層の裏面透明導電層４および裏面電極層５の記載を省略している。また、図１０および図１１に示された各薄膜太陽電池における透明電極層２から光電変換層３への光の屈折角θを表１に示す。
【００６６】
【表１】
2012089712.tif 000003
【００６７】
各薄膜太陽電池における光電変換層３への入射光６の屈折角θは、表１に示されるように同程度となる。すなわち、光電変換層３側の面が平坦な透明電極層２であっても、透明膜２ａのクラックＣによる急峻な凹凸形状を有することにより、光電変換層３における光路長増加の効果を打ち消すことなく光を散乱することができる。したがって、実施の形態３にかかる第１の薄膜太陽電池は、凹凸構造上に光電変換層３を成膜する従来の薄膜太陽電池と同程度の実効光路長増加の効果を維持しつつ、広波長域の多くの光を透過・散乱して光電変換層３へ取り込み、且つ、光電変換層３の欠陥の発生を抑制することができる。このような実施の形態３にかかる第１の薄膜太陽電池は、光電変換効率の向上において顕著な効果を有する。実施の形態３にかかる第３の薄膜太陽電池についても同様である。
【００６８】
以下では、具体的な実施例に基づいて本発明を説明する。なお、本発明はその趣旨を越えない限り以下の実施例に限定されるものではない。
【００６９】
（実施例１）
実施例１では、図１（ａ）に示される構造を有する薄膜太陽電池を作製した。透光性絶縁基板１としての厚さ５ｍｍのガラス基板上に、ＺｎＳ膜をスパッタリング法により成膜して膜厚１μｍのクラックＣが入った透明膜２ａ’を成膜した。そして、０．５ｗｔ％に希釈された塩酸を薬液として用いてクラックＣが入った透明膜２ａ’に対してエッチング処理を行って微細な凹凸２１を形成し、波長１μｍにおいてヘイズ率が５０％となる透明膜２ａを形成した。そして、スパッタリング法により、不純物としてＡｌ原子を１ｗｔ％程度ドープしたＺｎＯ膜を成膜して第１透明導電膜２ｂを形成した。このとき、第１透明導電膜２ｂは、約５０ｎｍの厚みで成膜した。以上の処理を実施することにより、図１（ａ）に示される構造を有する透明電極層２を得た。
【００７０】
つぎに、透明電極層２上に、ｐ型半導体層３ａ、ｉ型半導体層３ｂおよびｎ型半導体層３ｃとして、膜厚２０ｎｍのｐ型微結晶シリコン膜、膜厚３μｍのｉ型微結晶シリコン膜、膜厚３０ｎｍのｎ型微結晶シリコン膜をプラズマＣＶＤ法により順次形成して光電変換層３を得た。
【００７１】
つぎに、光電変換層３上に、裏面透明導電層４として、不純物としてＡｌ原子を１ｗｔ％程度ドープしたＺｎＯ膜をスパッタリング法により膜厚１００ｎｍ成膜した。そして、裏面透明導電層４上に、裏面電極層５として膜厚５００ｎｍのＡｇ膜をスパッタリング法で堆積することにより、実施例１の薄膜太陽電池セルを得た。
【００７２】
（実施例２）
実施例２では、実施例１の薄膜太陽電池と同じ構造を有し、透明膜２ａと第１透明導電膜２ｂとの屈折率が、透光性絶縁基板１から光電変換層３の方向に向かって徐々に大きくなる透明電極層２を備えた薄膜太陽電池を作製した。すなわち、実施例２の薄膜太陽電池は、実施例１の太陽電池と比較して、透明電極層２の屈折率を考慮した点のみが異なる。
【００７３】
まず、透光性絶縁基板１としての厚さ５ｍｍのガラス基板上に、Ｚｎ０．８Ｍｇ０．２Ｏ膜をスパッタリング法により成膜して膜厚１μｍのクラックＣが入った透明膜２ａ’を成膜した。そして、０．５ｗｔ％に希釈された塩酸を薬液として用いてクラックＣが入った透明膜２ａ’に対してエッチング処理を行って微細な凹凸２１を形成し、波長１μｍにおいてヘイズ率が５０％となる透明膜２ａを形成した。そして、スパッタリング法により、不純物としてＮｂ原子を１０ａｔ％程度ドープしたＴｉＯｘ膜を成膜して第１透明導電膜２ｂを形成した。このとき、第１透明導電膜２ｂは、約５０ｎｍの厚みで成膜した。以上の処理を実施することにより、透明電極層２を得た。
【００７４】
そして、実施例１と同条件で光電変換層３、裏面透明導電層４および裏面電極層５を形成することにより、実施例２の薄膜太陽電池セルを得た。透明膜２ａ、第１透明導電膜２ｂの材料を上記のようにしたので、可視光域の屈折率はガラス基板＜透明膜２ａ＜第１透明導電膜２ｂ＜光電変換層３となる。
【００７５】
（実施例３）
実施例３では、実施例２の薄膜太陽電池と同じ構造を有し、図８に示される構造を有する透明電極層２を備えた薄膜太陽電池を形成した。すなわち、実施例３の薄膜太陽電池は、実施例２の太陽電池と比較して、第１透明導電膜２ｂにおける光電変換層３側の面が平坦化されている点が異なる。
【００７６】
まず、透光性絶縁基板１としての厚さ５ｍｍのガラス基板上に、Ｚｎ０．８Ｍｇ０．２Ｏ膜をスパッタリング法により成膜して膜厚１μｍのクラックＣが入った透明膜２ａ’を成膜した。そして、０．５ｗｔ％に希釈された塩酸を薬液として用いてクラックＣ入り透明膜に対してエッチング処理を行って微細な凹凸２１を形成し、波長１μｍにおいてヘイズ率が５０％となる透明膜２ａを形成した。
【００７７】
そして、ゾルゲル法により、不純物としてＮｂ原子を１０ａｔ％程度ドープしたＴｉＯｘ膜を成膜し、スピンコート法により透明膜２ａの凹凸を充填・被膜することで第１透明導電膜２ｂを形成した。このとき、第２透明導電膜２ｂは、透明膜２ａの凸面上端より約５０ｎｍの厚みで形成した。以上の処理を実施することにより、透明電極層２を得た。
【００７８】
そして、実施例１と同条件で光電変換層３、裏面透明導電層４および裏面電極層５を形成することにより、実施例３の薄膜太陽電池セルを得た。透明膜２ａ、第１透明導電膜２ｂの材料を上記のようにしたので、可視光域の屈折率はガラス基板＜透明膜２ａ＜第１透明導電膜２ｂ＜光電変換層３となる。また、第１透明導電膜２ｂにおける光電変換層３側の面が平坦化されている。
【００７９】
（比較例）
比較例では、図１２に示されるように、光電変換層３側の面に凹凸構造を有するクラックの無い透明電極層２０を有する従来の薄膜太陽電池を作製した。すなわち、比較例の薄膜太陽電池は、実施例１の薄膜太陽電池と比較して、透明電極層２の構造が異なる。図１２は、比較例の薄膜太陽電池の構成を示す断面図である。
【００８０】
透光性絶縁基板１としての厚さ５ｍｍのガラス基板上に、不純物としてＡｌ原子を１ｗｔ％程度ドープしたＺｎＯ膜をスパッタリング法により成膜して膜厚１μｍの透明膜を成膜した。そして、０．５ｗｔ％に希釈された塩酸を薬液として用いて透明膜に対してエッチング処理を３０秒間実施することにより、表面に凹凸構造を有する透明電極層２０を形成した。そして、実施例１と同条件で光電変換層３、裏面透明導電層４および裏面電極層５を形成することにより、比較例の薄膜太陽電池セルを得た。
【００８１】
つぎに、実施例および比較例の薄膜太陽電池セルについて、セル特性として変換効率（η）、短絡電流密度（Ｊｓｃ）、開放端電圧（Ｖｏｃ）およびフィルファクター（ＦＦ）を評価した。
【００８２】
比較例の薄膜太陽電池セルのセル特性は、変換効率（η）が６．６２％、短絡電流密度（Ｊｓｃ）が１９．３ｍＡ／ｃｍ２、開放端電圧（Ｖｏｃ）が０．４９Ｖ、フィルファクター（ＦＦ）が０．７０であった。
【００８３】
実施例１の薄膜太陽電池セルのセル特性は、変換効率（η）が６．８３％、短絡電流密度（Ｊｓｃ）が２０．２ｍＡ／ｃｍ２、開放端電圧（Ｖｏｃ）が０．４９Ｖ、フィルファクター（ＦＦ）が０．６９であった。この結果より、本発明を適用した実施例１の薄膜太陽電池セルは、従来技術による透明電極層を備えた比較例の薄膜太陽電池セルと比較して、短絡電流密度（Ｊｓｃ）が増加したことにより変換効率（η）が向上したことがわかる。
【００８４】
実施例２の薄膜太陽電池セルのセル特性は、変換効率（η）が６．９３％、短絡電流密度（Ｊｓｃ）が２０．５ｍＡ／ｃｍ２、開放端電圧（Ｖｏｃ）が０．４９Ｖ、フィルファクター（ＦＦ）が０．６９であった。この結果より、本発明を適用した実施例２の薄膜太陽電池セルは、実施例１の薄膜太陽電池セルと比較して、短絡電流密度（Ｊｓｃ）がさらに増加したことにより変換効率（η）がさらに向上したことがわかる。
【００８５】
実施例３の薄膜太陽電池セルのセル特性は、変換効率（η）が７．３８％、短絡電流密度（Ｊｓｃ）が２０．５ｍＡ／ｃｍ２、開放端電圧（Ｖｏｃ）が０．５３Ｖ、フィルファクター（ＦＦ）が０．６８であった。この結果より、本発明を適用した実施例３の薄膜太陽電池セルは、実施例２の薄膜太陽電池セルと比較して、開放端電圧（Ｖｏｃ）が増加したことにより変換効率（η）がさらに向上したことがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
以上のように、本発明にかかる薄膜太陽電池は、広い波長域において光の有効活用が可能であり光電変換効率に優れる薄膜太陽電池の実現に有用である。
【符号の説明】
【００８７】
１  透光性絶縁基板
２  透明電極層
２ａ  透明膜
２ｂ  第１透明導電膜
２ｂ’  第２透明導電膜
３  光電変換層
３ａ  ｐ型半導体層
３ｂ  ｉ型半導体層
３ｃ  ｎ型半導体層
４  裏面透明導電層
５  裏面電極層
６  入射光
２０  透明電極層
２１  微細な凹凸
Ｃ  クラック
Ｌ１  クラックの凹部溝幅
Ｌ２  微細な凹凸の凹部溝幅
Ｐ１  クラックの凹凸ピッチ
Ｐ２  微細な凹凸の凹凸ピッチ
θ  透明電極層から光電変換層への光の屈折角
【図１】
2012089712.tif 000004
【図２】
2012089712.tif 000005
【図３】
2012089712.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2012089712.tif 000010
【図８】
2012089712.tif 000011
【図９】
2012089712.tif 000012
【図１０】
2012089712.tif 000013
【図１１】
2012089712.tif 000014
【図１２】
2012089712.tif 000015