(57)【要約】【課題】ＳｎＳを含む太陽電池の変換効率をより向上する。【解決手段】本発明の太陽電池１０は、導電性を有する透明導電性基板１４と、透明導電性基板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、透明導電性基板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。この太陽電池１０は、光吸収層１８の伝導帯下端を基準とし光吸収層１８とバッファ層１６との伝導帯下端の差であるコンダクションバンドオフセット値が−０．２ｅＶ以上０．１ｅＶ以下の範囲である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性を有する透明導電性基板と、前記透明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、
前記光吸収層の伝導帯下端を基準とし前記光吸収層と前記バッファ層との伝導帯下端の差であるコンダクションバンドオフセット値が−０．２ｅＶ以上０．１ｅＶ以下の範囲である、太陽電池。
【請求項２】
前記バッファ層は、ＴｉＯ2，ＺｎＯ、ＳｎＯ2、及びＺｎ(1-X)ＭｇXＯ（但し、０＜Ｘ＜１を満たす）のうちいずれか１つからなる、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】
前記バッファ層は、Ｚｎ(1-X)ＭｇXＯ（但し、０．１＜Ｘ＜０．２を満たす）である、請求項１又は２に記載の太陽電池。
【請求項４】
前記バッファ層は、Ｚｎ(1-X)ＭｇXＯ（但し、０．１５≦Ｘ≦０．１７を満たす）である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項５】
前記正孔輸送層は、ＣｕＩ、ＣｕＳＣＮ、ＣｕＯ、Ｃｕ2Ｏ及びＣｕのうちいずれか１つからなる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項６】
前記コンダクションバンドオフセット値が−０．１ｅＶ以上０ｅＶ以下の範囲である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の太陽電池。
【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）を透明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ことが問題であった。
【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、変換効率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、ｎ型半導体であるバッファ層の伝導帯下端（コンダクションバンド）を好適な範囲とすると、ＳｎＳを含む太陽電池の変換効率をより向上す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、
導電性を有する透明導電性基板と、前記透明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、
前記光吸収層の伝導帯下端を基準とし前記光吸収層と前記バッファ層との伝導帯下端の差であるコンダクションバンドオフセット値が−０．２ｅＶ以上０．１ｅＶ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、変換効率をより向上することができる。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、この太陽電池では、透明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防ぐ目的でバッファ層を利用している。ＳｎＳで光励起された電子が、バッファ層を介して透明導電性基板に輸送される際に、バッファ層と光吸収層（ＳｎＳ）との伝導帯下端の差（コンダクションバンドオフセット，ＣＢＯとも称する）が、大きな負の値であると再結合しやすく特性が悪化するものと考えられる。一方、ＣＢＯが大きな正の値であると、ＳｎＳから透明導電性基板へ電子が輸送されにくくなり、特性が悪化するものと考えられる。本発明では、最適なＣＢＯを有するバッファ層を採用することにより、変換効率をより向上す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】Ｚｎ(1-X)ＭｇXＯ及びＳｎＳの伝導帯下端（ＣＢＭ）とＸ値との関係の説明図。
【図３】電池モジュール１００の構成を示す概略断面図。
【図４】Ｚｎ(1-X)ＭｇXＯのＸ値と光学バンドギャップとの関係図。
【図５】Ｚｎ(1-X)ＭｇXＯのＸ値とＳｎＳに対するＣＢＯ値との関係図。
【図６】実施例３及び比較例３の太陽電池の発電特性。
【図７】Ｚｎ(1-X)ＭｇXＯのＸ値と太陽電池特性との関係図。
【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、導電性を有する透明導電性基板１４と、透明導電性基板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、透明導電性基板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】
透明導電性基板１４は、ガラス基板などの透明基板１４ａのうちバッファ層１６側に透明導電膜１４ｂを積層した構成となっている。この透明導電性基板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明導電性基板１４として使用できる。なお、透明基板１４ａとしては、透明なガラス基板のほか、ガラス基板表面を適当に荒らすなどして光の反射を防止したものやすりガラス状の半透明のガラス基板などの光を透過する基板、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】
バッファ層１６は、光吸収層１８で発生した電子を透明導電性基板１４へ輸送する層である。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を用いたもの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、透明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）から透明導電性基板１４へ電子が輸送され易くなり、好ましい。
【００１３】
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。
【００１４】
本発明の太陽電池１０は、光吸収層の伝導帯下端を基準とし光吸収層とバッファ層との伝導帯下端の差であるコンダクションバンドオフセット値ＣＢＯが−０．２ｅＶ以上０．１ｅＶ以下の範囲である。ＣＢＯが−０．２ｅＶ以上では、透明導電性基板１４における電子と光吸収層１８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る。また、ＣＢＯが０．１ｅＶ以下では、光吸収層１８（ＳｎＳ）から透明導電性基板１４へ電子が輸送され易くなり、好ましい。このＣＢＯは、−０．１ｅＶ以上０ｅＶ以下の範囲であることがより好ましい。この範囲では、変換効率をより一層向上することができる。
【００１５】
ここで、Ｚｎ(1-X)ＭｇXＯのＸとＣＢＯとの関係について説明する。図２は、Ｚｎ(1-X)ＭｇXＯ及びＳｎＳの伝導帯下端（ＣＢＭ）とＸとの関係の説明図である。光学バンドギャップは、ＵＶ−ｖｉｓ測定により得ることができる。例えば、ＳｎＳ薄膜のイオン化ポテンシャルＩＰは、光電子分光装置（理研計器製ＡＣ−２）により測定可能であり、４．９ｅＶ（実測値）である。また、光学バンドギャップＥｇは、１．２ｅＶ（実測値）である。イオン化ポテンシャルＩＰが価電子帯上端に等しいとすると、ＳｎＳの伝導帯下端ＣＢＭは、−（ＩＰ−Ｅｇ）＝−３．７ｅＶである。ＺｎＯの伝導帯下端は、−４．１ｅＶと報告されており、かつＺｎＯにＭｇをドープしても価電子帯上端位置はほとんど変化しないと報告されている。ここで、ＣＢＯは、ＳｎＳの伝導帯下端（ＣＢＭ）を基準として、ＺＭＯのＣＢＭとの差と定義している。即ち、図２に示すように、Ｘ＝０．２５では、ＳｎＳのＣＢＭよりもＺｎ0.75Ｍｇ0.25ＯのＣＢＭのほうが高いので、ＣＢＯは約＋０．１５ｅＶである。一方、Ｘ＝０のときは、ＣＢＯは−０．４ｅＶである。また、Ｘ＝０．１７では、ＣＢＯは０ｅＶである。このように、Ｚｎ(1-X)ＭｇXＯのＸ値と、ＳｎＳに対するＣＢＯとの間には相関関係があり、Ｘが０．１＜Ｘ＜０．２を満たすこと、あるいは、ＣＢＯが−０．２ｅＶ以上０．１ｅＶ以下の範囲であることがより好ましいのである。
【００１６】
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、上述した透明導電性基板１４と同じ構成のもの（この場合、透明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。
【００１７】
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で発生した金属硫化物の陽イオンを対極２０から受け取った電子で元の中和状態に戻す層である。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。
【００１８】
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。
【００１９】
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明導電性基板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を経由して透明導電性基板１４の透明導電膜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。
【００２０】
次に、太陽電池１０の製法について説明する。まず、スプレーコート法等の公知の薄膜製造技術を用いてガラス基板などの透明基板１４ａに透明導電膜１４ｂを形成することにより透明導電性基板１４を得る。続いて、透明導電性基板１４の透明導電膜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、この分散液を透明導電膜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明導電膜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の形成では、コンダクションバンドオフセット値ＣＢＯが−０．２ｅＶ以上０．１ｅＶ以下の範囲のものを用いる。例えば、Ｚｎ(1-X)ＭｇXＯ（但し、０．１＜Ｘ＜０．２を満たす）などを用いることが好ましい。ここで、Ｘ値の変更は、例えば、Ｚｎ(1-X)ＭｇXＯターゲットを用いたスパッタにより調整してもよいし、Ｚｎ(1-X)ＭｇXＯターゲット及びＺｎＯターゲットを用いた二元同時スパッタなどにより調整するものとしてもよい。続いて、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℃の条件下で大気中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。
【００２１】
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、上述した透明導電性基板１４と同じ基板を用意し、透明導電膜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。
【００２２】
以上詳述した本実施形態の太陽電池１０は、光吸収層１８の伝導帯下端を基準とし光吸収層１８とバッファ層１６との伝導帯下端の差であるコンダクションバンドオフセット値ＣＢＯが−０．２ｅＶ以上０．１ｅＶ以下の範囲であるため、変換効率をより向上することができる。太陽電池では、一般に、ＳｎＳで光励起された電子がバッファ層１６を介して透明導電性基板１４に輸送される際に、ＣＢＯが大きな負の値であると電子と正孔とが再結合しやすく特性が悪化するものと考えられる。一方、ＣＢＯが大きな正の値であるとＳｎＳから透明導電性基板１４へ電子が輸送されにくくなり、特性が悪化するものと考えられる。本発明では、最適なＣＢＯを有するバッファ層１６を採用することにより、変換効率をより向上することができるのである。
【００２３】
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。
【００２４】
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、透明導電性基板１１４の透明導電膜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の透明導電膜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の透明導電膜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。透明導電性基板１１４のうち、透明基板１１４ａはすべての単セル１１０に共通の部材であるが、透明導電膜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】
【００２５】
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施例として説明する。ここでは、光吸収層をＳｎＳとし、バッファ層をＺｎ(1-X)ＭｇXＯとした素子を作製し、その特性について検討した。
【００２６】
［実施例１］
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。透明導電性基板としてのＩＴＯ薄膜（１４０ｎｍ）／ガラス基板上に、ＲＦマグネトロンスパッタ法により、バッファ層としてのＺｎ(1-X)ＭｇXＯ（ＺＭＯ，Ｘ＝０．１７）の薄膜（１００ｎｍ）、光吸収層としてのＳｎＳ薄膜（５０ｎｍ）、正孔輸送層としてのＣｕ薄膜を順に成膜した。ただし、ＺＭＯ薄膜成膜後、Ａｒ雰囲気中で３００℃で熱処理を施し、ＳｎＳ薄膜成膜後、大気中２００℃で熱処理を施すことにより、それぞれ表面改質を行った。ＺＭＯ成膜は、Ｚｎ0.8Ｍｇ0.2ＯターゲットとＺｎＯターゲットを用いた二元同時スパッタにより行った。Ｍｇ量は、ＺｎＯターゲットへの印加電力によって制御した。ここでは、Ｘ＝０．１７となるように調整してスパッタリングを行った。得られた素子を実施例１とした。
【００２７】
［実施例２］
バッファ層として、Ｚｎ(1-X)ＭｇXＯ（Ｘ＝０．１５）の薄膜（１００ｎｍ）を成膜した以外は実施例１と同様の工程を経て得られた素子を実施例２とした。
【００２８】
［実施例３］
透明導電性基板を、ガリウムドープ酸化亜鉛コートガラスとした以外は実施例１と同様の工程を経て得られた素子を実施例３とした。
【００２９】
［比較例１］
バッファ層として、ＺｎＯ（Ｚｎ(1-X)ＭｇXＯ（Ｘ＝０））の薄膜（１００ｎｍ）を成膜した以外は実施例１と同様の工程を経て得られた素子を比較例１とした。
【００３０】
［比較例２］
バッファ層として、Ｚｎ(1-X)ＭｇXＯ（Ｘ＝０．２５）の薄膜（１００ｎｍ）を成膜した以外は実施例１と同様の工程を経て得られた素子を比較例２とした。
【００３１】
［比較例３］
バッファ層として、ＴｉＯ2の薄膜（１００ｎｍ）を成膜した以外は実施例１と同様の工程を経て得られた素子を比較例３とした。
【００３２】
（評価結果）
図４は、Ｚｎ(1-X)ＭｇXＯのＸと光学バンドギャップとの関係図である。ここでは、Ｘ＝０，０．０２５，０．０６，０．０７，０．１７，０．２５のＺＭＯを作製し、ＵＶ−ｖｉｓにより光学バンドギャップの測定を行った。その結果、Ｘ値と光学バンドギャップとは直線関係が得られることがわかった。この関係及びＺｎＯにＭｇをドープしても価電子帯の上端位置はほぼ変わらないとの特徴から、Ｚｎ(1-X)ＭｇXＯ（Ｘ＝０）における、光吸収層の伝導帯下端を基準とし光吸収層とバッファ層との伝導帯下端の差であるコンダクションバンドオフセット（ＣＢＯ）値とＸ値との関係は、直線関係となる。図５は、Ｚｎ(1-X)ＭｇXＯのＸ値とＳｎＳに対するＣＢＯ値との関係図である。また、図６は、実施例３及び比較例３の太陽電池の発電特性を示す図である。バッファ層をＧＺＯとした実施例３の素子においても、短絡電流密度Ｊｓｃ（ｍＡ／ｃｍ2）は変化せず、開放電圧Ｖｏｃ（Ｖ）とフィルファクターＦＦが向上した結果が得られた。比較例３の変換効率０．８９％に対して、実施例３の変換効率は１．１％に向上した。
【００３３】
図７は、実施例１，２及び比較例１，２におけるＺｎ(1-X)ＭｇXＯのＸ値と太陽電池特性との関係図であり、図７（ａ）がＸ値に対するＪｓｃの関係図、図７（ｂ）がＸ値に対するＶｏｃ値の関係図、図７（ｃ）がＸ値に対するＦＦ値の関係図、図７（ｄ）がＸ値に対する変換効率（％）の関係図である。図７に示すように、Ｊｓｃは、Ｘ値が０．１＜Ｘ＜０．２を満たすと良好であり、０．１５≦Ｘ≦０．１７を満たすと、最も高かった。また、Ｖｏｃは、Ｘ値が０．１５以上で飽和し、ＦＦは、Ｘ値に対して緩やかな増加傾向を示した。変換効率はＪｓｃとＶｏｃとＦＦとの積で定義されることから、変換効率はＪｓｃに大きく依存することが推察された。そして、Ｘ値が０．１＜Ｘ＜０．２を満たすと変換効率が良好であり、０．１５≦Ｘ≦０．１７を満たすと、変換効率が最も高かった。また、本実験結果から、ＣＢＯ値が−０．２ｅＶ以上０．１ｅＶ以下の範囲で変換効率をより向上することができ、−０．１ｅＶ以上０ｅＶ以下の範囲で変換効率が最も高いことがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
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】
【００３５】
１０  太陽電池、１２  光電極、１４  透明導電性基板、１４ａ  透明基板、１４ｂ  透明導電膜、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  透明導電性基板、１１４ａ  透明基板、１１４ｂ  透明導電膜、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】
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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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