(57)【要約】【課題】ＳｎＳを含む太陽電池の発電特性をより向上する。【解決手段】本発明の太陽電池１０は、導電性を有する透光導電性基板１４と透光導電性基板１４に隣接し電子を輸送するバッファ層１６とＳｎＳを含みバッファ層１６に隣接し光を吸収する光吸収層１８とを有する光電極１２と、対極２０と、光電極１２と対極２０との間に形成された正孔輸送層２２と、を備えている。この透光導電性基板１４は、Ｈａｚｅ値が８％以上５０％以下の範囲である。また、透光導電性基板１４は、バッファ層１６が隣接する面の表面粗さＲＭＳ値が３０ｎｍ以上６０ｎｍ以下の範囲であることが好ましい。また、バッファ層１６が隣接する面の表面粗さＲａ値が１５０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下の範囲であることが好ましい。【選択図】図１
2013206901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光基板に導電性を有する導電膜を形成した透光導電性基板と、前記透光導電性基板に隣接し電子を輸送するバッファ層と、ＳｎＳを含み前記バッファ層に隣接し光を吸収する光吸収層と、を有する光電極と、
対極と、
前記光電極と対極との間に形成された正孔輸送層と、を備え、
前記透光基板は、Ｈａｚｅ値が８％以上５０％以下の範囲である、太陽電池。
【請求項２】
前記透光基板は、前記バッファ層が隣接する面の表面粗さＲＭＳ値が３０ｎｍ以上６０ｎｍ以下の範囲である、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】
前記透光基板は、前記バッファ層が隣接する面の表面粗さＲａ値が１５０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下の範囲である、請求項１又は２に記載の太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽電池としては、光吸収層で被覆されたバッファ層（電子輸送層）を透光導電性基板上に備えた光電極と、この光電極に向かい合うように配置される対極との間に、正孔輸送層が介在するものが提案されている。なかでも、光吸収層にＳｎＳを用いたものが提案されている（例えば、非特許文献１〜３参照）。ＳｎＳは光吸収係数が１０5ｃｍ-1、バンドギャップが１．１〜１．４ｅＶであり、光吸収層に用いるのに好適な光電子特性を有している。このようなＳｎＳ太陽電池は、バッファ層としてｎ型半導体を用いて作製されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Ｔｈｉｎ  Ｓｏｌｉｄ  Ｆｉｌｍ  ５１５（２００７）５７７１
【非特許文献２】Ｓｏｌａｒ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ａｎｄ  Ｓｏｌａｒ  Ｃｅｌｌｓ  ９１（２００７）７７４
【非特許文献３】Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．Ｃ  １１４（２０１０）３２５６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、Ｃｄ系半導体であるＣｄＳやＣｄＺｎＳと、ＳｎＳとを組み合わせた太陽電池では、短絡電流密度Ｊｓｃの最高値は、それぞれ６ｍＡ／ｃｍ2（非特許文献１）と９．６ｍＡ／ｃｍ2（非特許文献２）である。非Ｃｄ系半導体であるＴｉＯ2では、短絡電流密度Ｊｓｃが０．３ｍＡ／ｃｍ2（非特許文献３）と低い。産業応用上、Ｃｄの使用は好ましくなく、また、現状では非Ｃｄのバッファ層では変換効率が低いなど、発電特性の改善が求められていた。
【０００５】
本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、ＳｎＳを含むものにおいて、発電特性をより向上することができる太陽電池を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した目的を達成するために鋭意研究したところ、本発明者らは、透光導電性基板の表面状態を好適な範囲とすると、ＳｎＳを含む太陽電池の発電特性をより高めることができることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【０００７】
即ち、本発明の太陽電池は、
透光基板に導電性を有する導電膜を形成した透光導電性基板と、前記透光導電性基板に隣接し電子を輸送するバッファ層と、ＳｎＳを含み前記バッファ層に隣接し光を吸収する光吸収層と、を有する光電極と、
対極と、
前記光電極と対極との間に形成された正孔輸送層と、を備え、
前記透光基板は、Ｈａｚｅ値が８％以上５０％以下の範囲であるものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の太陽電池は、発電特性をより高めることができる。このような効果が得られる理由は明らかではないが、以下のように推測される。例えば、一般に、ＳｎＳは光吸収係数は高いが、キャリア輸送特性が低いため、光吸収層としてのＳｎＳのサイズ（膜厚など）を拡大しにくいことがある。つまり、光励起キャリアを少ない損失で取り出すためには、ＳｎＳのサイズを小さく、薄くする必要がある。しかし、サイズを小さくすれば光吸収量を損なうため、短絡電流密度Ｊｓｃが低減してしまう。更に、薄膜積層構造では、入射光が干渉し、特定波長で損失が生じることがある。本発明の太陽電池では、透光基板の表面に凹凸構造を有することにより、入射光が散乱され、入射光の干渉をより低減することができる。このため、特定波長での損失をより抑制することができ、光利用率を向上することができる。したがって、例えば、短絡電流密度Ｊｓｃの向上を図ることができるなど、発電特性をより高めることができるものと推察される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】太陽電池１０の構成を示す概略断面図。
【図２】光電極１２Ｂの構成を示す概略断面図。
【図３】電池モジュール１００の構成を示す概略断面図。
【図４】各実験例の表面高さプロファイル及びＨａｚｅ値の測定結果。
【図５】実験例１、４の断面のＳＥＭ写真。
【図６】実験例１〜４の光の波長とＩＰＣＥ特性との関係図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。図１は、本実施形態の太陽電池１０の構成を示す概略断面図である。本発明の太陽電池１０は、導電性を有する透光導電性基板１４と、透光導電性基板１４に隣接し電子を輸送するバッファ層１６と、ＳｎＳを含みバッファ層１６に隣接し光を吸収する光吸収層１８と、を有する光電極１２と、対極２０と、光電極１２と対極２０との間に形成された正孔輸送層２２と、を備えている。この太陽電池１０のうち、透光導電性基板１４と対極２０との間の領域の外周は、シール材２４によって被覆されている。
【００１１】
透光導電性基板１４は、ガラス基板などの透光基板１４ａのうちバッファ層１６側に透光導電膜１４ｂを積層した構成となっている。この透光導電性基板１４の材質としては、例えば、フッ素ドープＳｎＯ2コートガラス（ＦＴＯ）、ＩＴＯコートガラス、ＺｎＯ：Ａｌコートガラス、アンチモンドープ酸化スズ（ＳｎＯ2−Ｓｂ）コートガラス、ガリウムドープ酸化亜鉛コートガラス（ＧＺＯ）等が挙げられる。また、酸化スズや酸化インジウムに原子価の異なる陽イオン又は陰イオンをドープしたものや、メッシュ状、ストライプ状など光が透過できる構造にした金属電極をガラス基板上に設けたものも透光導電性基板１４として使用できる。透光基板１４ａとしては、ガラス基板のほか、透明プラスチック板、透明プラスチック膜、無機物透明結晶体などを用いることもできるが、透明なガラス基板が好ましい。
【００１２】
この透光導電性基板１４は、透光基板１４ａのＨａｚｅ値が８％以上５０％以下の範囲で形成されている。Ｈａｚｅ値（％）は、透光導電膜１４ｂを形成していない透光基板１４ａに対し、その平坦な面側から凹凸を設けた面側に向けて光を照射し、基板の光線透過率を測定し、Ｈａｚｅ値Ｔｈ＝Ｔｄ／Ｔｔ（Ｔｄは散乱光線透過率、Ｔｔは全光線透過率）の式によって算出する。また、透光導電性基板１４は、バッファ層１６の隣接する面の透光基板１４ａの二乗平均平方根粗さである表面粗さＲＭＳ値が３０ｎｍ以上６０ｎｍ以下の範囲であるものとしてもよい。表面粗さＲＭＳ値は、例えば、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により測定することができる。また、透光導電性基板１４は、バッファ層１６が隣接する面の透光基板１４ａの算術平均粗さである表面粗さＲａ値が１５０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下の範囲であるものとしてもよい。また、透光導電性基板１４は、バッファ層１６が隣接する面の透光基板１４ａの尖度Ｒｋｕ値が２．０以上５．０以下の範囲であるものとしてもよい。このような範囲に透光導電性基板１４を形成すると、入射光が散乱され、入射光の干渉をより低減することができ、例えば、特定波長での干渉による損失をより抑制するなどして、光利用率を向上することができる。透光導電性基板１４は、例えば、その表面に凹凸を設けるものとしてもよい。この凹凸としては、図１に示すように、透光基板１４ａを断面視したときに、その表面が波形の形状を有するものとしてもよい。あるいは、図２に示すように、透光基板１４ａを断面視したときに、その表面がギザギザ形状を有するものとしてもよい。図２は、表面をギザギザ形状とした透光導電性基板１４Ｂ上に、バッファ層１６Ｂ、光吸収層１８Ｂ、正孔輸送層２２Ｂを形成した光電極１２Ｂの説明図である。
【００１３】
バッファ層１６は、光吸収層１８で発生した電子を透光導電性基板１４へ輸送する層である。このバッファ層１６は、透光導電性基板１４の表面の凹凸に応じて、厚さが均一になるように形成されていることが好ましい。このバッファ層１６の材料としては、例えば、ＴｉＯ2、ＺｎＯ、ＳｎＯ2及びＺｎ(1-X)ＭｇXＯ（但し、０＜Ｘ＜１を満たす）などに代表されるｎ型半導体材料が挙げられ、これらのうちＺｎ(1-X)ＭｇXＯ（以下、ＺＭＯとも称する）が好ましい。以下、ＺＭＯを主として太陽電池１０を説明する。このバッファ層１６のＺＭＯは、例えば、Ｚｎ(1-X)ＭｇXＯのＸが、０．１＜Ｘ＜０．２を満たすことがより好ましく、０．１５≦Ｘ≦０．１７を満たすことが更に好ましい。ここで、光吸収層（ＳｎＳ）を基準としたバッファ層と光吸収層（ＳｎＳ）との伝導帯下端の差をコンダクションバンドオフセット（ＣＢＯとも称する）と定義する。このとき、Ｘが０．１を超えると、ＣＢＯがより小さな負の値となり、透光導電性基板における電子と光吸収層であるＳｎＳのホールとの再結合をより抑制することができ、好ましい。また、Ｘが０．２未満では、ＣＢＯがより小さな正の値となり、光吸収層１８（ＳｎＳ）から透光導電性基板１４へ電子が輸送され易くなり、好ましい。
【００１４】
光吸収層１８は、バッファ層１６を被覆する層であり、可視光領域および／または赤外光領域に吸収を持つ金属硫化物であるＳｎＳを含んでいる。ＳｎＳは、光吸収係数が１０5ｃｍ-1、バンドギャップが１．１〜１．４ｅＶであり、太陽電池に用いる光吸収剤として好適な光電子特性を有している。この光吸収層１８は、透光導電性基板１４の表面の凹凸に応じて、厚さが均一になるように形成されていることが好ましい。厚さが不均一な場合、厚い部分では光励起キャリアが損失しやすく、薄い部分では光励起キャリア数が少なく短絡電流密度Ｊｓｃが低減してしまう。
【００１５】
対極２０は、電子が通過可能な導電層であり、例えばＡｕ、Ｐｔなどの金属薄膜や多孔質の炭素薄膜などを使用することができるほか、上述した透光導電性基板１４と同じ構成のもの（この場合、透光導電膜が正孔輸送層２２と接触するように配置する）を使用することもできる。
【００１６】
正孔輸送層２２は、太陽電池１０の両極に負荷を接続した状態で対極２０から電子を受け取る一方、光を吸収することにより光吸収層１８で発生した正孔を輸送する層である。この正孔輸送層２２の材料としては、例えば、ＣｕＩ、ＣｕＳＣＮ、ＣｕＯ、Ｃｕ2Ｏ及びＣｕなどの銅化合物や、ＬｉドープしたＮｉＯなどに代表されるｐ型半導体材料が挙げられる。
【００１７】
シール材２４は、バッファ層１６や光吸収層１８、正孔輸送層２２が外気と接触するのを防止するためのものである。このシール材２４としては、例えば、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂フィルム、あるいはエポキシ系接着剤を使用することができる。
【００１８】
次に、太陽電池１０の作用について説明する。太陽電池１０の両極に負荷を接続した状態で光を透光導電性基板１４へ照射すると、光吸収層１８では、電子と正孔とが生成し、バッファ層１６へ電子が伝導すると共に、正孔輸送層２２へ正孔が伝導する。放出された電子はバッファ層１６を経由して透光導電性基板１４の透光導電膜１４ｂに移動し、負荷へ流れていく。正孔輸送層２２は、電子を対極２０から受け取る一方、その受け取った電子で正孔を元の中和状態に戻す。このような一連の反応が起こることにより、太陽電池１０に太陽光を照射すると負荷に電流が流れる。
【００１９】
次に、太陽電池１０の製法について説明する。まず、ガラス基板などの透光基板１４ａの表面に凹凸を設ける表面処理を実行する。この表面処理により、透光基板１４ａを、上述した、Ｈａｚｅ値が８％以上５０％以下の範囲とする。また、この表面処理により、透光基板１４ａの表面粗さＲＭＳ値を、３０ｎｍ以上６０ｎｍ以下の範囲としたり、透光基板１４ａの表面粗さＲａ値を１５０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下の範囲としてもよい。また、透光基板１４ａの表面の尖度Ｒｋｕ値を、２．０以上５．０以下の範囲としてもよい。この表面処理は、例えば、表面をエッチングするエッチング処理や、研磨剤により表面を研磨する研磨処理、粒子を表面に噴射するブラスト処理などが挙げられる。このうち、ナノメーターオーダーの凹凸を形成することが容易であるエッチング処理が好ましい。次に、表面処理を施した透光基板１４ａに、スプレーコート法などの公知の薄膜製造技術を用いて透光導電膜１４ｂを形成することにより透光導電性基板１４を得る。続いて、透光導電性基板１４の透光導電膜１４ｂ上にバッファ層１６を形成する。具体的には、所定の大きさ（例えば粒子径が２０〜４００ｎｍ程度）のｎ型半導体粒子を分散させた分散液を調製し、この分散液を透光導電膜１４ｂ上にバーコーター法や印刷法などにより塗布し、乾燥後焼成することによりバッファ層１６を形成してもよい。あるいは、電子ビーム蒸着、抵抗加熱蒸着、スパッタ蒸着、クラスタイオンビーム蒸着等の物理蒸着法又はＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）等の化学蒸着法により透光導電膜１４ｂ上にｎ型半導体からなる薄膜状のバッファ層１６を形成してもよい。このバッファ層１６は、厚さが５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲となるよう形成するものとする。
【００２０】
次に、バッファ層１６上に光吸収層１８を形成する。具体的には、電子ビーム蒸着、抵抗加熱蒸着、スパッタ蒸着、クラスタイオンビーム蒸着等の物理蒸着法又はＣＶＤやＣＢＤ（Chemical Bath Deposition）等の化学蒸着法によりバッファ層１６上にＳｎＳからなる薄膜を形成し、その後、１８０〜２１０℃の条件下で加熱することにより光吸収層１８を形成する。なお、蒸着は複数回繰り返してもよい。続いて、光吸収層１８上に正孔輸送層２２を形成する。具体的には、所定の大きさ（例えば粒子径が２０〜４００ｎｍ程度）のｐ型半導体粒子を分散させた分散液を調製し、この分散液を光吸収層１８上にバーコーター法や印刷法などにより塗布し、乾燥後焼成することにより正孔輸送層２２を形成してもよい。あるいは、電子ビーム蒸着、抵抗加熱蒸着、スパッタ蒸着、クラスタイオンビーム蒸着等の物理蒸着法又はＣＶＤ等の化学蒸着法により光吸収層１８上にｐ型半導体からなる薄膜状の正孔輸送層２２を形成してもよい。その後、対極２０を正孔輸送層２２上に形成する。具体的には、電子ビーム蒸着、抵抗加熱蒸着、スパッタ蒸着、クラスタイオンビーム蒸着等の物理蒸着法又はＣＶＤ等の化学蒸着法により正孔輸送層２２上にＡｕやＰｔなどの金属薄膜からなる対極２０を形成してもよい。あるいは、上述した透光導電性基板１４と同じ基板を用意し、透光導電膜１４ｂが正孔輸送層２２と接触するように積層してもよい。そして、最後にバッファ層１６、光吸収層１８及び正孔輸送層２２のそれぞれの側面をシール材２４で被覆し、太陽電池１０が完成する。
【００２１】
以上詳述した本実施形態の太陽電池１０は、透光基板１４ａのＨａｚｅ値が８％以上５０％以下の範囲であるため、発電特性をより高めることができる。このような効果が得られる理由は、例えば、透光基板１４ａにより入射光が散乱され、入射光の干渉をより低減することができるため、特定波長での損失をより抑制することができ、光利用率を向上することができると推察される。したがって、例えば、短絡電流密度Ｊｓｃの向上を図ることができるなど、発電特性をより高めることができるものと推察される。
【００２２】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
【００２３】
例えば、上述した実施形態では、一つの太陽電池１０について説明したが、図３に示すように複数の太陽電池（以下、単セルという）１１０を直列に接続した電池モジュール１００としてもよい。単セル１１０は、図３で一点鎖線で囲まれた部分である。この単セル１１０は、透光導電性基板１１４の透光導電膜１１４ｂと対極１２０との間に、上述した実施形態の太陽電池１０のバッファ層１６、光吸収層１８及び正孔輸送層２２と同様のバッファ層１１６、光吸収層１１８及び正孔輸送層１２２を有するものである。一つの単セル１１０の対極１２０は、セルの厚み方向に屈曲されて隣接する一方の単セル１１０の透光導電膜１１４ｂと電気的に接続されているが、隣接する他方の単セル１１０の透光導電膜１１４ｂや隣接する両方の単セル１１０の対極１２０とはシール材１２４により電気的に絶縁されている。透光導電性基板１１４のうち、透光基板１１４ａはすべての単セル１１０に共通の部材であるが、透光導電膜１１４ｂは各単セル１１０ごとに形成されている。この電池モジュール１００は、高出力が要求される場合に有効である。また、平面的なスペースに配置することが可能である。なお、電池を配置するスペースによっては、複数の太陽電池１０を縦方向に積み上げて直列接続してもよい。もちろん並列接続することも可能である。
【実施例】
【００２４】
以下には本発明の太陽電池（以下、素子ともいう）を具体的に作製した例を実験例として説明する。ここでは、Ｈａｚｅ値や表面粗さを変更した透光基板を用いた素子を作製し、その特性について検討した。なお、実験例１〜３が実施例に相当し、実験例４が比較例に相当する。
【００２５】
図１に示す積層型の素子を以下の手順にしたがって作製した。まず、有機溶媒で洗浄したガラス基板（松浪硝子Ｓ−１１１１）の片面をテープで被覆し、ガラスエッチング剤に浸漬することにより、ガラス基板をガラスエッチング剤によりエッチング処理し、表面凹凸構造を作製した。このとき、エッチング剤や処理時間を変更することにより、表面凹凸構造を変更させた。エッチング処理したガラス基板は水洗した。次に、ガラス基板の凹凸面上に、ＲＦマグネトロンスパッタ法により、透光導電膜１４ｂとしてのＧＺＯの薄膜（２００ｎｍ）、バッファ層１６としてのＺｎ0.83Ｍｇ0.17Ｏ（ＺＭＯ）の薄膜（１００ｎｍ）、光吸収層１８としてのＳｎＳの薄膜（５０ｎｍ）、正孔輸送層２２としてのＣｕの薄膜（５０ｎｍ）をそれぞれ順に成膜した。透光導電膜１４ｂ、バッファ層１６、光吸収層１８、正孔輸送層２２の成膜条件を表１に示す。
【００２６】
【表１】
2013206901.tif 000003
【００２７】
透光導電膜１４ｂであるＧＺＯ成膜は、Ｇａを２ａｔ％ドープしたＺｎＯターゲットを用いた。この成膜条件は、到達真空度を３×１０-5Ｐａ未満、成膜ガスをＡｒガス、成膜ガス圧を０．２Ｐａ、印加電力を１５０Ｗ、成膜温度を室温（２０℃）とした。また、バッファ層１６であるＺＭＯ成膜は、Ｚｎ0.8Ｍｇ0.2ＯターゲットとＺｎＯターゲットとを用いた二元同時スパッタにより行った。Ｍｇ量は、Ｘ＝０．１７となるようにＺｎＯターゲットへの印加電力によって制御した。この成膜条件は、到達真空度を３×１０-5Ｐａ未満、成膜ガスをＡｒガス、成膜ガス圧を０．５Ｐａ、印加電力をＺｎ0.8Ｍｇ0.2Ｏターゲットでは１００Ｗ、ＺｎＯターゲットでは５０Ｗ、成膜温度を室温（２０℃）とした。光吸収層１８の成膜条件は、到達真空度を４×１０-4Ｐａ未満、成膜ガスをＡｒガス、成膜ガス圧を０．４Ｐａ、印加電力を２０Ｗ、成膜温度を室温（２０℃）とした。正孔輸送層２２の成膜条件は、到達真空度を４×１０-4Ｐａ未満、成膜ガスをＡｒガス、成膜ガス圧を０．４Ｐａ、印加電力を３０Ｗ、成膜温度を室温（２０℃）とした。また、バッファ層１６の成膜後に、Ａｒ雰囲気中、３００℃で３０分間、熱処理を施し、光吸収層１８の成膜後に大気雰囲気中、２００℃で熱処理を施し、表面改質を行った。また、正孔輸送層２２の成膜後に、Ａｒ雰囲気中、８０℃で１０分間、熱処理を施した。
【００２８】
（結果と考察）
エッチング処理を施したガラス基板の凹凸構造を、光学的手法と幾何学的手法の２つの手法から評価した。評価対象として、エッチング処理時間や薬剤の種類を変えた３種類のガラス基板を用意した。光学的手法としては、透光導電膜を形成する前の透光基板の曇価（Ｈａｚｅ値）を測定し、幾何学的手法としては、透光導電膜を形成する前の透光基板の表面を原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で観察し、高さのプロファイルを測定した。図４は、各実験例の表面高さプロファイル及びＨａｚｅ値の測定結果である。表２に測定結果をまとめて示す。透光基板のＨａｚｅ値が９．８％、１４％、３３％、０％のものをそれぞれ実験例１〜４とした。表２に示すように、Ｈａｚｅ値の増加に伴い、表面粗さＲＭＳ値、Ｒａ値、Ｒｋｕ値が増加した。なお、ＲＭＳ値は二乗平均平方根粗さであり、Ｒａ値は算術平均粗さであり、Ｒｋｕ値は尖度であり、それぞれ表面ラフネスを表す指標である。
【００２９】
【表２】
2013206901.tif 000004
【００３０】
図５は、実験例１、４の断面のＳＥＭ写真である。なお、図５は、従来の平板型セル構造（実験例４）及び表面に凹凸を形成した立体セル構造（実験例１）の、Ｃｕ薄膜の形成前の断面のＳＥＭ写真である。図５に示すように、実験例１では、エッチング処理したガラス基板の凹凸表面に沿って、ＧＺＯ薄膜、ＺＭＯ薄膜、ＳｎＳ薄膜が形成されていることがわかった。図６は、実験例１〜４の光の波長とＩＰＣＥ特性との関係図である。ＩＰＣＥ測定は、モノクロメーターを用いて単色化した光を、作製した素子に照射し、入射光子数に対して得られた電子数を測定することにより行った。図６では、ＩＰＣＥ特性について、ピーク値を１として規格化した結果を示した。従来の平板型セルである実験例４では、入射光干渉に起因する損失（ディップ、ショルダー）が波長約４００ｎｍ近傍と約５６０ｎｍ近傍とに確認された。凹凸構造状に透光基板を形成した実験例１〜３の太陽電池では、上記波長周辺でＩＰＣＥの改善が見られた。さらに、波長約６００ｎｍ以上におけるＩＰＣＥの改善が確認された。前者は入射光の干渉が抑制された効果であり、後者は光散乱による光路長拡大の効果で長波長光が有効利用されたものと考えられた。ここで，上記の規格化したＩＰＣＥから，期待できる短絡電流密度Ｊｓｃの増加率を導出することができる。具体的には、図６の実験例４の積算面積に対する、他の実験例の積算面積の比を求め、これを短絡電流密度Ｊｓｃの増加率（％）とした。その短絡電流密度Ｊｓｃの増加率を表２に示した。実験例４の平板型セルに比べ、立体化した実験例１〜３のセルは、表２に示すようなＪｓｃ増加率が期待できる。この実験結果からは、Ｈａｚｅ値が８％以上５０％以下の範囲、あるいは、表面粗さＲＭＳ値が３０ｎｍ以上６０ｎｍ以下の範囲、もしくは、表面粗さＲａ値が１５０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下の範囲で良好な結果が得られることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明の太陽電池は、例えば家庭用、オフィス用、工場用の各種電化製品の電源や電気自動車、ハイブリッド自動車、電動自転車などのバッテリのほか、ソーラーパネルなどに利用可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１０  太陽電池、１２  光電極、１４  透光導電性基板、１４ａ  透光基板、１４ｂ  透光導電膜、１６  バッファ層、１８  光吸収層、２０  対極、２２  正孔輸送層、２４  シール材、１００  電池モジュール、１１０  単セル、１１４  透光導電性基板、１１４ａ  透光基板、１１４ｂ  透光導電膜、１１６  バッファ層、１１８  光吸収層、１２０  対極、１２２  正孔輸送層、１２４  シール材。
【図１】
2013206901.tif 000005
【図２】
2013206901.tif 000006
【図３】
2013206901.tif 000007
【図４】
2013206901.tif 000008
【図６】
2013206901.tif 000009
【図５】
2013206901.tif 000010