(57)【要約】【課題】厳しい環境条件下に置かれた場合であっても性能が維持された太陽電池セルを提供すること。【解決手段】太陽電池セルは、受光面側に設けられ且つ２層以上の金属薄膜層からなる電極と、電極よりも受光面側とは反対側に設けられ且つ電極に接触することにより電極に電気的に接続された半導体層とを備える。電極では、半導体層側に設けられ且つ１層以上の金属薄膜層からなる第１電極層の配線幅よりも、第１電極層よりも半導体層とは反対側に設けられ且つ１層以上の金属薄膜層からなる第２電極層の配線幅の方が狭い。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光面側に設けられ、２層以上の金属薄膜層からなる電極と、
前記電極よりも受光面側とは反対側に設けられ、前記電極に接触することにより前記電極に電気的に接続された半導体層とを備え、
前記電極では、前記半導体層側に設けられ且つ１層以上の前記金属薄膜層からなる第１電極層の配線幅よりも、前記第１電極層よりも前記半導体層とは反対側に設けられ且つ１層以上の前記金属薄膜層からなる第２電極層の配線幅の方が狭い太陽電池セル。
【請求項２】
前記第１電極層は、前記半導体層に接触する金属薄膜層を含む請求項１に記載の太陽電池セル。
【請求項３】
前記半導体層は、前記電極に沿って設けられており、
前記半導体層の幅よりも、前記第２電極層の配線幅の方が狭い請求項１または２に記載の太陽電池セル。
【請求項４】
前記第２電極層は、銀および銀合金のうちの少なくとも１つを含む請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池セル。
【請求項５】
前記第１電極層は、金、金合金、チタン、およびチタン合金の少なくとも１つを含む請求項１〜４のいずれかに記載の太陽電池セル。
【請求項６】
前記電極は、前記半導体層上にＡｕＧｅ層、Ｎｉ層、Ａｕ層およびＡｇ層が積層されて構成されたもの、または、前記半導体層上にＴｉ層、Ｐｄ層およびＡｇ層が積層されて構成されたものである請求項１〜５のいずれかに記載の太陽電池セル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池セルに関し、特に、宇宙などの厳しい環境下で使用される化合物太陽電池セルに関連する。
【背景技術】
【０００２】
電力供給源としての太陽電池セルには、電気の供給されない場所で使用される太陽電池セルがあり、具体的には宇宙で使用される人工衛星用の太陽電池セルなどがある。人工衛星用の太陽電池セルが設置される宇宙の環境とは、たとえば−１００℃以下の低温環境と＋１００℃以上の高温環境とを何度も繰り返すような厳しいものである。このように太陽電池セルが厳しい環境下に置かれる場合は少なくなく、厳しい環境下に置かれる太陽電池セルには設置される場所に特有の環境下においても特性を維持することが求められる。
【０００３】
一方、近年では、宇宙の環境下で使用される太陽電池セルとして、光電変換効率が比較的高いＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料からなる多接合型化合物太陽電池セルが用いられることがある。その中でも近年宇宙用として最も頻繁に用いられている３接合型化合物太陽電池セルは、たとえば次に示す構造を有している（特許文献１）。
【０００４】
光電変換を行うための領域は、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料からなる。受光面側から最も離れた位置には、ゲルマニウムなどの半導体基板中またはＩｎＧａＡｓ層などのＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層中にｐｎ接合が形成されたボトムセルが設けられており、ボトムセルよりも受光面側には、トンネル接合層を挟んでミドルセルが設けられており、ミドルセルよりも受光面側には、トンネル接合層を挟んでトップセルが設けられている。ボトムセルの受光面とは反対の側の面には、銀（Ａｇ）を主材料とした裏面側電極が形成されており、トップセルの受光面には、銀（Ａｇ）を主材料とした表面側電極が形成されており、これにより、光電変換された電気を集めて取り出すことができる。光電変換を行うための半導体領域への光の入射量の低下を防止するために、受光面側に設けられた表面側電極は櫛形状に形成されている。また、表面側電極と半導体層との接触抵抗を下げるために、受光面側に設けられた表面側電極とトップセルの受光面との間には、キャップ層が設けられている。キャップ層の材料としては、一般に、不純物濃度の高いガリウム砒素（ＧａＡｓ）などが用いられており、キャップ層は、表面側電極と同様に櫛形状に形成されている。
【０００５】
表面側電極および裏面側電極には、通常、多層の金属薄膜層が積層されたものが用いられる。その理由は、太陽電池セルの電極には複数の性能が要求されており、それぞれの要求に適した特性を持つ金属材料を組み合わせて表面側電極または裏面側電極を構成することができるからである。たとえば、半導体領域と電極との接触抵抗を低く抑えることが要求されているため、半導体領域と電極との界面にはチタン（Ｔｉ）などのコンタクトメタルが用いられる。電極には配線として電気抵抗を低く抑えることが要求されているため、電極の膜厚部分には比抵抗の低い銀（Ａｇ）などの金属が用いられる。コンタクトメタル膜の上に低比抵抗膜を形成すると、コンタクトメタル膜を構成する金属と低比抵抗膜を構成する金属とが混ざるおそれがあり、その結果、コンタクトメタル膜または低比抵抗膜の特性が変わることがある。この不具合を防止するために、コンタクトメタル膜と低比抵抗膜との間にはパラジウム（Ｐｄ）などのバリアメタルからなる膜が設けられている。
【０００６】
さらに、受光面側に設けられた表面側電極の構造は、一般的に、次のどちらかである。１つ目の構造は、櫛形にパターニングされたキャップ層上に、櫛形にパターニングされ且つ幅がキャップ層よりも狭い電極が設けられているというものである。１つ目の構造では、キャップ層を櫛形にパターニングした後に、そのキャップ層のパターンに合わせて電極を形成する。そのため、パターンを重ね合わせたときの誤差などを考慮して電極を形成する必要があり、よって、電極の幅がキャップ層の幅よりも狭くなる。２つ目の構造は、櫛型にパターニングされたキャップ層上に、櫛形にパターニングされ且つ幅がキャップ層よりも広い電極が設けられているというものである。２つ目の構造では、電極を櫛形にパターニングした後に、その電極をマスクにしてエッチングによりキャップ層を形成する。そのため、キャップ層の幅は、エッチング加工が進むほど（半導体領域に近づくほど）狭くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３６５７１４３号公報（特開２０００−３１２０１７号公報）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
太陽電池セルに要求される宇宙環境に対する耐性は、その太陽電池セルが搭載される人工衛星の目的によって異なる。近年、人工衛星は多様化し、その人工衛星が被る宇宙環境はさらに厳しいものとなり、それ伴って、人工衛星に搭載される太陽電池セルにはさらに厳しい環境条件に耐えうる耐環境性能が要求されている。例えば、従来の人工衛星よりも太陽に近い軌道を回る人工衛星は、従来の人工衛星よりも高い温度に耐える必要がある。また、従来の人工衛星よりも地球に近い（低い）軌道を回る人工衛星（いわゆる低軌道衛星）については、従来の人工衛星よりも、人工衛星が軌道を回る周期が短くなり、また人工衛星の回転の数が多くなる。そのため、低軌道衛星が経験する（耐える）温度サイクル数は、従来の人工衛星が経験する温度サイクル数よりも多くなる。
【０００９】
このように太陽電池セルに対して厳しい環境条件（特に厳しい環境温度条件）に耐えうる耐環境性能が要求されると、電極として使用される金属薄膜と光電変換層として機能する半導体層との界面部分には、熱歪などを起因とした物理的ストレスが発生するおそれがある。太陽電池セルの形状などによっては物理的ストレスが集中することがあり、物理的ストレスが集中した部分ではキャップ層またはトップセルなどの半導体層に亀裂が生じることがある。
【００１０】
また、高温時には、金属材料と半導体材料との合金化または金属材料の半導体層への拡散などが発生することがある。そのため、金属材料が上記亀裂を通ってキャップ層またはトップセルなどに入り込むことがあり、これにより、電気的不具合の発生を招くことがある。
【００１１】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、厳しい環境条件下に置かれた場合であっても性能が維持された太陽電池セルの提供である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の太陽電池セルは、受光面側に設けられ且つ２層以上の金属薄膜層からなる電極と、電極よりも受光面側とは反対側に設けられ且つ電極に接触することにより電極に電気的に接続された半導体層とを備える。電極では、半導体層（たとえばキャップ層）側に設けられ且つ１層以上の金属薄膜層からなる第１電極層の配線幅よりも、第１電極層よりも半導体層とは反対側に設けられ且つ１層以上の金属薄膜層からなる第２電極層の配線幅の方が狭い。第１電極層は、半導体層に接触する金属薄膜層を含むことが好ましい。
【００１３】
半導体層（たとえばキャップ層）は、電極に沿って設けられていることが好ましい。半導体層（たとえばキャップ層）の幅よりも、第２電極層の配線幅の方が狭いことが好ましい。「半導体層（たとえばキャップ層）が電極に沿って設けられている」とは、半導体層（たとえばキャップ層）が電極の長手方向に対して平行に延びていることを意味する。
【００１４】
第２電極層は、銀および銀合金のうちの少なくとも１つを含むことが好ましい。
第１電極層は、金、金合金、チタン、およびチタン合金の少なくとも１つを含むことが好ましい。
【００１５】
電極は、半導体層上にＡｕＧｅ層、Ｎｉ層、Ａｕ層およびＡｇ層が積層されて構成されたものであっても良いし、半導体層上にＴｉ層、Ｐｄ層およびＡｇ層が積層されて構成されたものであっても良い。
【００１６】
本明細書において、「電極が櫛形に形成されている」とは、長手方向に延びる複数の電極が当該長手方向に対して垂直な方向において互いに間隔を空けて配置されていることを意味する。同様に、「キャップ層が櫛形に形成されている」とは、長手方向に延びる複数のキャップ層が当該長手方向に対して垂直な方向において互いに間隔を空けて配置されていることを意味する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る太陽電池セルでは、厳しい環境条件下に置かれた場合であっても性能が維持される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の太陽電池セルの構成の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の太陽電池セルの要部の構成の一例を示す断面図である。
【図３】従来の太陽電池セルの要部の構成の一例を示す断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の太陽電池セルの製造方法の一例を工程順に示す断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｂ）は、本発明の太陽電池セルの製造方法の一例を工程順に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の太陽電池セルについて図面を用いて説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表すものである。また、長さ、幅、厚さ、深さなどの寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜変更されており、実際の寸法関係を表すものではない。
【００２０】
＜太陽電池セルの構成＞
図１は、本発明の太陽電池セルの構成の一例を示す斜視図である。図１に示す太陽電池セルは、ボトムセル１、第１トンネル接合層３、ミドルセル５、第２トンネル接合層７およびトップセル９が順に積層されて構成されている。トップセル９の上にはキャップ層（半導体層、図２参照）１１が設けられており、キャップ層１１は櫛形に形成されていることが好ましい。キャップ層１１のそれぞれの上には表面側電極１３（図２参照）が設けられており、よって、表面側電極１３も櫛形に形成されている。ボトムセル１の下には、裏面側電極１９が設けられている。このような太陽電池セルでは、光は表面側電極１３が設けられた側から入射され、トップセル９、ミドルセル５およびボトムセル１において光電変換される。つまり、図１に示す太陽電池では、表面側電極１３が入射側に位置し、裏面側電極１９が入射側とは反対側に位置している。
【００２１】
ボトムセル１は、ｐｎ接合を有していることが好ましく、第１ｎ型半導体層と第１ｐ型半導体層とが裏面側電極１９の上にこの順で積層されて構成されていることが好ましい。第１ｎ型半導体層および第１ｐ型半導体層を構成する材料は特に限定されないが、第１ｎ型半導体層および第１ｐ型半導体層を構成する材料のバンドギャップエネルギーがミドルセル５を構成する半導体材料のバンドギャップエネルギーおよびトップセル９を構成する半導体材料のバンドギャップエネルギーよりも小さくなるように選択されることが好ましい。これにより、ボトムセル１が吸収する光の波長は、ミドルセル５およびトップセル９が吸収する光の波長よりも長くなる。たとえば、第１ｎ型半導体層はｎ型不純物がＧｅ層にドーピングされて構成されていることが好ましく、第１ｐ型半導体層はｐ型不純物がＧｅ層にドーピングされて構成されていることが好ましい。
【００２２】
第１ｎ型半導体層におけるｎ型不純物濃度は特に限定されず、適宜設定されることが好ましい。同じく、第１ｐ型半導体層におけるｐ型不純物濃度は特に限定されず、適宜設定されることが好ましい。ｎ型不純物は特に限定されず、たとえばＰ（リン）またはＡｓ（ヒ素）であることが好ましい。ｐ型不純物は特に限定されず、たとえばＢ（ボロン）またはＧａ（ガリウム）であることが好ましい。
【００２３】
第１ｎ型半導体層および第１ｐ型半導体層の各厚みは特に限定されず、適宜設定されることが好ましい。
【００２４】
第１トンネル接合層３は、第１高濃度ｐ型半導体層および第１高濃度ｎ型半導体層がボトムセル１の上にこの順で積層されて構成されていることが好ましい。このような第１トンネル接合層３では、電流は第１高濃度ｎ型半導体層から第１高濃度ｐ型半導体層へ流れる。
【００２５】
第１高濃度ｐ型半導体層におけるｐ型不純物濃度は、適宜設定されることが好ましい。同じく、第１高濃度ｎ型半導体層におけるｎ型不純物濃度は、適宜設定されることが好ましい。
【００２６】
第１高濃度ｐ型半導体層の厚みは特に限定されず、適宜設定されることが好ましい。第１高濃度ｎ型半導体層の厚みについても同様のことが言える。
【００２７】
ミドルセル５は、ｐｎ接合を有していることが好ましく、第２ｎ型半導体層と第２ｐ型半導体層とが第１トンネル接合層３の上にこの順で積層されて構成されていることが好ましい。第２ｎ型半導体層および第２ｐ型半導体層を構成する材料は特に限定されないが、第２ｎ型半導体層および第２ｐ型半導体層がボトムセル１に格子整合可能となるように設定されることが好ましい。また、第２ｎ型半導体層および第２ｐ型半導体層を構成する材料のバンドギャップエネルギーは、第１ｎ型半導体層および第１ｐ型半導体層を構成する材料のバンドギャップエネルギーよりも大きく、且つトップセル９を構成する材料のバンドギャップエネルギーよりも小さいことが好ましい。これにより、ミドルセル５が吸収する光の波長は、ボトムセル１が吸収する光の波長よりも短く、トップセル９が吸収する光の波長よりも長くなる。
【００２８】
たとえばボトムセル１がＧｅ基板からなる場合、第２ｎ型半導体層はｎ型不純物がＩｎxＧａ1-xＡｓ（０≦ｘ＜１）層にドーピングされて構成されていることが好ましく、第２ｐ型半導体層はｐ型不純物がＩｎxＧａ1-xＡｓ（０≦ｘ＜１）層にドーピングされて構成されていることが好ましい。なお、第２ｎ型半導体層におけるｎ型不純物濃度は、特に限定されず、適宜設定されることが好ましい。同じく、第２ｐ型半導体層におけるｐ型不純物濃度は、特に限定されず、適宜設定されることが好ましい。また、第２ｎ型半導体層および第２ｐ型半導体層の各厚みは特に限定されず、適宜設定されることが好ましい。
【００２９】
第２トンネル接合層７は、第１トンネル接合層３と類似の構成を有していることが好ましく、第２高濃度ｐ型半導体層および第２高濃度ｎ型半導体層がミドルセル５の上に順に設けられて構成されていることが好ましい。第２高濃度ｐ型半導体層を構成する材料、その厚み、および第２高濃度ｐ型半導体層におけるｐ型不純物濃度については、第１トンネル接合層３で示したとおりである。また、第２高濃度ｎ型半導体層についても同様のことが言える。
【００３０】
トップセル９は、ｐｎ接合を有していることが好ましく、第３ｎ型半導体層と第３ｐ型半導体層とが第２トンネル接合層７の上にこの順に積層されて構成されている。第３ｎ型半導体層および第３ｐ型半導体層を構成する材料は特に限定されないが、第３ｎ型半導体層および第３ｐ型半導体層がボトムセル１に格子整合可能となるように設定されることが好ましい。また、第３ｎ型半導体層および第３ｐ型半導体層を構成する材料のバンドギャップエネルギーは、第１ｎ型半導体層および第１ｐ型半導体層を構成する材料のバンドギャップエネルギーよりも大きく、且つ第２ｎ型半導体層および第２ｐ型半導体層を構成する材料のバンドギャップエネルギーよりも大きいことが好ましい。これにより、トップセル９が吸収する光の波長は、ボトムセル１およびミドルセル５が吸収する光の波長よりも短くなる。
【００３１】
たとえばボトムセル１がＧｅ基板からなる場合、第３ｎ型半導体層はｎ型不純物がＩｎsＧａ1-sＰ（０≦ｓ≦１）層、ＡｌtＧａ1-tＡｓ（０≦ｔ≦１）層、またはＡｌuＧａvＩｎ1-u-vＰ（０≦ｕ≦１，０≦ｖ≦１）層にドーピングされて構成されていることが好ましく、第３ｐ型半導体層はｐ型不純物がＩｎsＧａ1-sＰ（０≦ｓ≦１）層、ＡｌtＧａ1-tＡｓ（０≦ｔ≦１）層、またはＡｌuＧａvＩｎ1-u-vＰ（０≦ｕ≦１，０≦ｖ≦１）層にドーピングされて構成されていることが好ましい。なお、第３ｎ型半導体層におけるｎ型不純物濃度は、特に限定されず、適宜設定されることが好ましい。同じく、第３ｐ型半導体層におけるｐ型不純物濃度は、特に限定されず、適宜設定されることが好ましい。また、第３ｎ型半導体層および第３ｐ型半導体層の各厚みは特に限定されず、適宜設定されることが好ましい。
【００３２】
キャップ層１１は、高濃度のｎ型不純物を含むことが好ましい。キャップ層を構成する半導体材料は特に限定されないが、ＩｎxＧａ1-xＡｓ（０≦ｘ＜１）、ＡｌtＧａ1-tＡｓ（０≦ｔ≦１）、またはＧａＡｓであることが好ましい。キャップ層１１の膜厚は特に限定されず、適宜設定されることが好ましい。
【００３３】
表面側電極１３は、第１電極層１５と第２電極層１７とを有する。第１電極層１５は、キャップ層１１側に設けられ、１層以上の金属薄膜層からなる。具体的には、第１電極層１５は、キャップ層１１の上面に接触することによりキャップ層１１に接続された金属薄膜層（コンタクトメタル膜）のみからなっても良いし、コンタクトメタル膜を含む積層構造を有していても良い。コンタクトメタル膜を含む積層構造としては、たとえば、コンタクトメタル膜を構成する金属と第２電極層１７を構成する金属とが混ざることを防止するためのバリアメタル膜がコンタクトメタル膜の上に設けられてなる積層構造を挙げることができる。第１電極層１５は、金、金合金、チタン、およびチタン合金の少なくとも１つを含むことが好ましく、金層、金合金層、チタン層またはチタン合金層のみからなっても良いし、金層、金合金層、チタン層およびチタン合金層のうちの少なくとも１層とその他の第１の金属層（その他の第１の金属層は、金、金合金、チタン、およびチタン合金以外の金属からなる層を含む）とが積層されて構成されていても良い。ここで、金合金は、金と金以外の金属との合金であり、たとえばＡｕＧｅなどである。チタン合金は、チタンとチタン以外の金属との合金であり、たとえばＴｉＳｉなどである。第１電極層１５の膜厚は、３ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００３４】
第２電極層１７は、第１電極層１５よりもキャップ層１１とは反対側に設けられ、１層以上の金属薄膜層からなる。具体的には、第２電極層１７は、表面側電極１３の電気抵抗を低く抑えるための低比抵抗膜のみからなっても良く、低比抵抗膜を含む積層構造からなっても良い。ここで、低比抵抗膜は、表面側電極１３を構成する複数の金属薄膜層において比抵抗が相対的に低い膜であり、表面側電極１３を構成する複数の金属薄膜層において比抵抗が最も低い膜であることが好ましい。第２電極層１７は、銀および銀合金の少なくとも１つを含むことが好ましく、銀層または銀合金層のみからなっても良いし、銀層および銀合金層の少なくとも１層とその他の第２の金属層（その他の第２の金属層は、銀および銀合金以外の金属からなる層を含む）が積層されて構成されていても良い。ここで、銀合金は、銀と銀以外の金属との合金であり、たとえばＡｇＴｉまたはＡｇＳｉなどである。第２電極層１７の膜厚は、第１電極層１５の膜厚よりも厚いことが好ましく、たとえば０．３μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。
【００３５】
表面側電極１３の好ましい一例としては、チタン層とＰｄ層とＡｇ層との積層体を挙げることができ、またＡｕＧｅ層とＮｉ層とＡｕ層とＡｇ層との積層体を挙げることができる。また、表面側電極１３は、第１電極層１５として、Ｔｉ層とＰｄ層との積層構造を備えていても良い。
【００３６】
裏面側電極１９の材料は特に限定されないが、銀、金、銀合金、および金合金の少なくとも１つを含むことが好ましい。裏面側電極１９の膜厚は特に限定されないが、０．３μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。
【００３７】
太陽電池セルの受光面側には、具体的には表面側電極１３の表面上、キャップ層１１の側面上、およびキャップ層１１から露出するトップセル９の表面上には、反射防止膜２０（図５（ｂ）参照）が設けられていることが好ましい。反射防止膜２０の構成は特に限定されないが、ＴｉＯ2膜とＡｌ2Ｏ3膜とが積層されて構成されていることが好ましい。これにより、入射光の反射を防止できるので、太陽電池セルに入射される光の強度低下を防止できる。
【００３８】
図２は、本発明の太陽電池セルの要部の構成の一例を示す断面図である。図３は、従来の太陽電池セルの要部の構成の一例を示す断面図である。
【００３９】
上述のように表面側電極１３は櫛形に形成されているが、図２に示すように第１電極層１５の配線幅（図２の横方向における幅）よりも第２電極層１７の配線幅の方が狭い。これにより、第１電極層５５の配線幅が第２電極層５７の配線幅と同一である場合（図３における表面側電極５３参照）に比べ、銀（Ａｇ）などの主電極材料の領域（第２電極層１７）を、第１電極層１５で示されるＴｉまたはＰｄなどの比較的応力の高い金属種が用いられるコンタクトメタルおよびバリアメタルのパターン端部ならびに半導体層であるキャップ層１１のパターン端部から、離す（距離をとる）ことができる。よって、金属薄膜層と半導体層との界面においてストレス（応力）が集中し易い部分に対して、また、半導体層と半導体層との界面においてストレス（応力）が集中し易い部分に対して、電気的なトラブルへ繋がる銀（Ａｇ）などの主電極材料が直接関与しないようにすることができる。したがって、図１に示す太陽電池が厳しい熱環境下に曝された際に、キャップ層１１と表面側電極１３との界面において物理的ストレスが生じたためにキャップ層１１またはトップセル９などに亀裂が発生した場合であっても、第２電極層１７に含まれる銀または銀合金が亀裂を通ってキャップ層１１またはトップセル９などに入り込むことを防止できる。そのため、図１に示す太陽電池では、厳しい環境条件下においても、その性能を維持することができる。
【００４０】
第１電極層１５の配線幅と第２電極層１７の配線幅との差は、１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。これにより、上記効果を有効に得ることができる。それだけでなく、トップセル９の上面における表面側電極１３の占有率が高くなることを防止できるので、入射光の強度を維持することができる。
【００４１】
キャップ層１１は表面側電極１３と同じく櫛形に形成されており、表面側電極１３に沿って設けられている。キャップ層１１の幅は第１電極層１５の配線幅と同一であることが好ましく、キャップ層１１の幅よりも第２電極層１７の配線幅の方が狭いことが好ましい。これにより、銀（Ａｇ）などの主電極材料の領域（第２電極層１７）を、第１電極層１５で示されるＴｉまたはＰｄなどの比較的応力の高い金属種が用いられるコンタクトメタルおよびバリアメタルのパターン端部ならびに半導体層であるキャップ層１１のパターン端部から、離す（距離をとる）ことができる。よって、金属薄膜層と半導体層との界面においてストレス（応力）が集中し易い部分に対して、また、半導体層と半導体層との界面においてストレス（応力）が集中し易い部分に対して、電気的なトラブルへ繋がる銀（Ａｇ）などの主電極材料が直接関与しないようにすることができる。
【００４２】
＜太陽電池セルの製造方法＞
図４（ａ）〜（ｃ）および図５（ａ）〜（ｂ）は、本発明の太陽電池セルの製造方法の一例を工程順に示す断面図である。
【００４３】
図４（ａ）に示すように、ボトムセル１、第１トンネル接合層３、ミドルセル５、第２トンネル接合層７、トップセル９、およびキャップ層となる層２１を順にエピタキシャル成長させる。
【００４４】
エピタキシャル成長条件は特に限定されず、必要に応じて適宜変更可能である。たとえば、成長温度は７００℃であることが好ましい。
【００４５】
ミドルセル５などを構成する化合物半導体材料（以下単に「化合物半導体材料」と記す）としてＧａを含む場合には、原料としてトリメチルガリウム（ＴＭＧ）を用いることができる。化合物半導体材料としてＡｓを含む場合には、原料としてアルシン（ＡｓＨ3）を用いることができる。化合物半導体材料としてＰを含む場合には、ホスフィン（ＰＨ3）を用いることができる。化合物半導体材料としてＩｎを含む場合には、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）を用いることができる。化合物半導体材料としてＡｌを含む場合には、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）を用いることができる。たとえば化合物半導体材料としてＧａＡｓを用いる場合には、原料としてＴＭＧおよびＡｓＨ3を用いれば良い。化合物半導体材料としてＩｎＧａＡｓを用いる場合には、原料としてＴＭＩ、ＴＭＧおよびＡｓＨ3を用いることができる。化合物半導体材料としてＩｎＧａＰを用いる場合には、原料としてＴＭＩ、ＴＭＧ、およびＰＨ3を用いることができる。形成される層の膜厚および化合物半導体材料における組成比などに応じて、原料の供給量および原料の供給比を適宜設定することができる。
【００４６】
ｎ型不純物をドーピングするためには、ＳｉまたはＴｅをドーパントとして用いることができる。ｐ型不純物をドーピングするためには、ＣまたはＺｎをドーパントとして用いることができる。形成される層における不純物濃度に応じて、ｎ型不純物またはｐ型不純物の供給量を適宜設定することができる。
【００４７】
図４（ｂ）に示すように、たとえばＥＢ蒸着法または抵抗加熱蒸着法などによって、キャップ層となる層２１の上に第１電極層１５を櫛形に形成する。
【００４８】
図４（ｃ）に示すように、第１電極層１５をマスクとして、キャップ層となる層２１をエッチングする。これにより、第１電極層１５の配線幅と同一の幅を有するキャップ層１１が形成される。
【００４９】
図５（ａ）に示すように、たとえばＥＢ蒸着法または抵抗加熱蒸着法などによって、第１電極層１５のそれぞれの上に第２電極層１７を設ける。このとき、第２電極層１７の配線幅が所望の幅となるように、また、第２電極層１７が第１電極層１５に重なり合うように、第２電極層１７を形成することが好ましい。
【００５０】
図５（ｂ）に示すように、たとえばＥＢ蒸着法または抵抗加熱蒸着法などによって、ボトムセル１の下面上に裏面側電極１９を形成する。また、たとえばＥＢ蒸着法またはスパッタ法などによって、受光面側に反射防止膜２０を設ける。このようにして図１に示す太陽電池セルが作製される。よって、図４（ａ）〜図５（ｂ）に示した方法にしたがって製造された太陽電池セルは、厳しい環境条件下においても、その性能を維持することができる。
【００５１】
なお、本発明の太陽電池セルの製造方法を示すにあたり太陽電池セルを構成する半導体層、表面側電極および裏面側電極を構成する材料および厚みなどを示していないが、太陽電池セルを構成する半導体層、表面側電極および裏面側電極を構成する材料および厚みなどについては太陽電池セルの構成において示した通りである。キャップ層１１の幅、第１電極層１５の配線幅、および第２電極層１７の配線幅についても同様のことが言える。
【００５２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５３】
１  ボトムセル、３  第１トンネル接合層、５  ミドルセル、７  第２トンネル接合層、９  トップセル、１１  キャップ層、１３，５３  表面側電極、１５，５５  第１電極層、１７，５７  第２電極層、１９  裏面側電極、２０  反射防止膜、２１  キャップ層となる層。
【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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