(57)【要約】      （修正有）【課題】光電変換効率を高めるための太陽電池を提供する。【解決手段】太陽電池１００は、基板１０と、基板１０上に積層される反射電極層２０と、反射電極層２０上に積層される光吸収層３０と、光吸収層３０上に積層される透明電極層５０とを含む。反射電極層２０は、基板１０と接する第１電極層２１と、第１電極層２１上に設けられるナノ粒子２２と、ナノ粒子２２を覆いながら第１電極層２１上に配設され、ナノメートルスケールの表面凹凸を有する第２電極層２３とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に積層される反射電極層と、
前記反射電極層上に積層される光吸収層と、
前記光吸収層上に積層される透明電極層とを含み、
前記反射電極層は、
前記基板と接する第１電極層と、
前記第１電極層上に設けられるナノ粒子と、
前記ナノ粒子を覆いながら前記第１電極層上に配設され、ナノメートルスケールの表面凹凸を有する第２電極層と、を含むことを特徴とする太陽電池。
【請求項２】
前記第１電極層は、所定の厚さに形成され、前記第２電極層に対向する平坦な面を有することを特徴とする、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】
前記ナノ粒子は、互いに距離をおいて分散配置されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の太陽電池。
【請求項４】
前記第２電極層は、前記ナノ粒子の半径よりも大きい厚さに形成されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項５】
前記ナノ粒子は、それぞれ、５０ｎｍ〜４００ｎｍの大きさを有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項６】
前記ナノ粒子は、互いに１００ｎｍ〜８００ｎｍの間隔をおいて分散配置されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項７】
前記ナノ粒子は、スピンコーティング法を利用して前記第１電極層上に分散配置されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項８】
前記ナノ粒子は、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、鉄（Ｆｅ）、及びモリブデン（Ｍｏ）からなる群より選択された少なくとも１つの金属ナノ粒子であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項９】
前記光吸収層は、前記反射電極層に対向する一面に表面凹凸を有することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項１０】
前記光吸収層は、ＣｕＩｎＳｅ、ＣｕＩｎＳｅ２、ＣｕＩｎＧａＳｅ、ＣｕＩｎＧａＳｅ２、及びＣｄＴｅからなる群より選択されたいずれか１つの化合物半導体を含むことを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項１１】
前記光吸収層と前記透明電極層との間にバッファ層が配設され、
前記バッファ層は、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、及び酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）からなる群より選択されたいずれか１つを含むことを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項１２】
前記透明電極層は、太陽光が入射する表面に凹凸を有することを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項１３】
前記透明電極層は、ホウ素がドーピングされた酸化亜鉛（ＢＺＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、及び酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）からなる群より選択されたいずれか１つを含むことを特徴とする、請求項１〜１２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し、より詳細には、光電変換効率を高めるための太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、太陽の光エネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換素子である。太陽電池には、光吸収層（又は光電変換層）としてシリコンを利用するシリコン太陽電池と、ＣＩＳ（Ｃｕ、Ｉｎ、Ｓｅ）又はＣＩＧＳ（Ｃｕ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｓｅ）などの化合物を利用する化合物半導体太陽電池などがある。
【０００３】
太陽電池は、基本的に、太陽光が入射する面に配設される透明電極層と、太陽光の入射面に対して透明電極層の背面に位置する光吸収層及び反射電極層を含む。太陽光は透明電極層を透過して光吸収層に入射し、反射電極層は光吸収層を透過した光を反射させて光吸収層に太陽光を集める。光吸収層は、光エネルギーを利用して電子と正孔を生成する。
【０００４】
太陽電池の光電変換効率を高めるために多様な研究が行われている。例えば、透明電極層の表面に反射防止膜を形成したり、透明電極層の表面粗さを高めたりして外光反射を減らす技術などが知られている。このような技術を適用すれば、より多くの太陽光を光吸収層に集め、光電変換効率を高めることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の太陽電池では、十分な光電変換効率が得られていなかった。
本発明の目的とするところは、太陽電池内部でより多くの光を光吸収層に集めることで、光電変換効率をより高めることが可能な、新規かつ改良された太陽電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、基板と、基板上に積層される反射電極層と、反射電極層上に積層される光吸収層と、光吸収層上に積層される透明電極層とを含み、反射電極層は、基板と接する第１電極層と、第１電極層上に設けられるナノ粒子と、ナノ粒子を覆いながら第１電極層上に配設され、ナノメートルスケールの表面凹凸を有する第２電極層とを含む、太陽電池が提供される。
【０００７】
第１電極層は、予め設定された厚さに形成され、第２電極層に対向する平坦面を有してもよい。ナノ粒子は、互いに距離をおいて分散配置されてもよい。第２電極層は、ナノ粒子の半径よりも大きい厚さで形成されてもよい。
【０００８】
ナノ粒子それぞれは、５０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲に属する大きさであってもよい。ナノ粒子は、互いに１００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲に属する間隔をおいて分散配置されてもよい。
【０００９】
ナノ粒子は、スピンコーティング法を利用して第１電極層上に分散配置されてもよい。ナノ粒子は、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、鉄（Ｆｅ）、及びモリブデン（Ｍｏ）からなる群より選択された少なくとも１つの金属ナノ粒子で構成されてもよい。
【００１０】
光吸収層は、反射電極層に対向する一面に表面凹凸を有してもよい。光吸収層は、ＣｕＩｎＳｅ、ＣｕＩｎＳｅ２、ＣｕＩｎＧａＳｅ、ＣｕＩｎＧａＳｅ２、及びＣｄＴｅからなる群より選択されたいずれか１つの化合物半導体を含んでもよい。
【００１１】
光吸収層と透明電極層との間にバッファ層が配設されてもよい。バッファ層は、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、及び酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）からなる群より選択されたいずれか１つを含んでもよい。
【００１２】
透明電極層は、太陽光が入射する表面に凹凸を有してもよい。透明電極層は、ホウ素がドーピングされた酸化亜鉛（ＢＺＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、及び酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）からなる群より選択されたいずれか１つを含んでもよい。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように本発明によれば、ナノ粒子を利用することによって反射電極層の光散乱効果が極大化される。従って、光吸収層により多くの太陽光を集めることができるため、光利用率を高め、光電変換効率を向上させることができる。さらに、反射電極層は、長波長光を効果的に散乱させるため、光吸収層の長波長吸光度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る太陽電池を概略的に示す断面図である。
【図２】図１に示す太陽電池の部分拡大図である。
【図３】図１に示す太陽電池において、入射光と反射電極層による散乱光を追加して示す図である。
【図４】実施例１〜３と比較例１〜３において、太陽光の波長に対するＣＩＧＳ光吸収層の吸光度変化をシミュレーションした結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また、本発明は多様に相違した形態で実現することができ、ここで説明する実施形態に限定されるものではない。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態に係る太陽電池を概略的に示す断面図である。図２は、図１に示す太陽電池の部分拡大図である。図３は、図１に示す太陽電池において、入射光と反射電極層による散乱光を追加して示す図である。
【００１７】
図１〜図３を参照すれば、本実施形態の太陽電池１００は、基板１０、反射電極層２０、光吸収層３０、バッファ層４０、及び透明電極層５０を含む。ただし、バッファ層４０は省略されてもよい。
【００１８】
本実施形態の太陽電池１００は、光吸収層３０としてシリコンを用いるシリコン太陽電池であってもよく、光吸収層３０としてテルル化カドニウム（ＣｄＴｅ）、ＣＩＳ（Ｃｕ、Ｉｎ、Ｓｅ）、又はＣＩＧＳ（Ｃｕ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｓｅ）を含む化合物半導体太陽電池であってもよい。以下、光吸収層３０がＣＩＳ又はＣＩＧＳを含むものを例示して説明する。
【００１９】
基板１０は、太陽電池１００の最背面に位置する。すなわち、基板１０は、太陽光が入射する面から最も遠くに位置する。基板１０は、ガラス基板、セラミック基板、ステンレス鋼板、金属基板、又は高分子フィルムなどの多様な素材で形成されてもよい。
【００２０】
基板１０上に反射電極層２０が配設される。反射電極層２０は、光反射率が高く、基板１０との接着性が優れた金属で形成される。例えば、反射電極層２０は、モリブデン（Ｍｏ）を含んでもよい。モリブデン（Ｍｏ）は、電気伝導度が高く、光吸収層３０とオーミック接合（ｏｈｍｉｃ  ｃｏｎｔａｃｔ）又はショットキー接合（ｓｃｈｏｔｔｋｙ  ｃｏｎｔａｃｔ）を形成し、光吸収層３０を形成するための高温熱処理過程において高い安定性を実現する。
【００２１】
反射電極層２０は、基板１０と接する第１電極層２１と、第１電極層２１上に分散して設けられるナノ粒子２２と、ナノ粒子２２を覆いながら第１電極層２１上に配設される第２電極層２３とを含む。第２電極層２３は、ナノ粒子２２によってナノメートルスケールの凹凸構造を有し、反射電極層２０の光散乱の程度を向上させる。
【００２２】
このとき、ナノメートルスケールは、１ｎｍ以上１，０００ｎｍ未満の範囲に属する大きさを意味する。
【００２３】
第１電極層２１は、基板１０上に一定の厚さで形成され、第２電極層２３に対向する平坦面を有する。このような第１電極層２１は、基板１０との接着性を高く維持することができる。
【００２４】
ナノ粒子が基板上に配置される場合を仮定すると、基板と第１電極層の接着性が減少するため、光吸収層を形成するための高温熱処理過程において第１電極層が基板から剥離する可能性がある。しかし、本実施形態では、ナノ粒子２２が第１電極層２１と第２電極層２３との間に配置されることにより、基板１０に対する第１電極層２１の接着性を高め、第１電極層２１の剥離を防ぐことができる。
【００２５】
ナノ粒子２２は、第２電極層２３にナノメートルスケールの凹凸構造を形成することにより、反射電極層２０の表面で光散乱を増加させる。すなわち、従来の反射電極層は、単一金属膜として平坦な表面を形成しているが、本実施形態の太陽電池１００においては、反射電極層２０の表面に、ナノ粒子２２によってナノメートルスケールの凹凸構造が形成される。
【００２６】
このような反射電極層２０は、透明電極層５０、バッファ層４０、及び光吸収層３０を順に透過した太陽光を光吸収層３０に向かって反射させるとき、波長１μｍ以上の長波長光を効果的に散乱させる。従って、反射電極層２０は、光吸収層３０に向かって光を集める基本的な反射機能に加え、光吸収層３０の長波長吸光度を高める効果を有する。
【００２７】
ナノ粒子２２それぞれは、５０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲に属する大きさであってもよい。ナノ粒子２２の大きさが５０ｎｍ未満であると、長波長散乱の効果が減少し、光電変換効率の増加を期待し難い。ナノ粒子２２の大きさが４００ｎｍを超えると、長波長散乱の効果は高まるが、第２電極層２３を厚く形成しなければならないため、生産原価が上昇して工程時間が増加する。ナノ粒子２２それぞれは、好ましくは、２００ｎｍ〜３００ｎｍの範囲に属する大きさを有する。
【００２８】
ナノ粒子２２は、互いに付着せずに離隔して設けられてもよい。すなわち、ナノ粒子２２は、一定距離をおいて分散配置されてもよい。この場合、第２電極層２３が均一な表面凹凸を有し、反射電極層２０に入射する太陽光を効果的に散乱させることができる。
【００２９】
このような実施の形態においては、ナノ粒子２２の間隔は、１００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲に属してもよい。ナノ粒子２２の間隔が１００ｎｍ未満であると、ナノ粒子２２が互いに固まり、高温熱処理過程において剥離する。ナノ粒子２２の間隔が８００ｎｍを超えると、ナノ粒子２２の密度が過度に低下し、長波長散乱の効果が微小となる。ナノ粒子２２の間隔は、２００ｎｍ〜３００ｎｍの範囲に属することが好ましい。
【００３０】
第２電極層２３は、ナノ粒子２２を全て覆うことにより、ナノ粒子２２が光吸収層３０に対して露出しないようにする。第２電極層２３はスパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）によって形成されてもよいが、スパッタリングによって形成された第２電極層２３は、ステップカバレージ（ｓｔｅｐ  ｃｏｖｅｒａｇｅ）が良好でない場合がある。
【００３１】
このようなスパッタリング特性を考慮すると、第２電極層２３は、ナノ粒子２２の半径よりも大きい厚さ、すなわち、２５ｎｍ〜２００ｎｍの範囲に属する厚さに形成されてもよい。図２において、ナノ粒子２２の半径をＲで示し、第２電極層２３の厚さをｔで示している。この条件を満たせば、ナノ粒子２２は光吸収層３０に対して露出する部分がなく、第２電極層２３によって完全に覆われるため、第２電極層２３は高い電気伝導性を確保することができる。
【００３２】
もし、ナノ粒子の一部が光吸収層に対して露出したり、又は、ナノ粒子が第２金属層上に配置されたりする場合を仮定すると、光吸収層を形成するための高温熱処理過程において、ナノ粒子がＣＩＳ又はＣＩＧＳの結晶成長に悪影響を及ぼし、光吸収層の特性劣化が発生するようになる。
【００３３】
しかし、本実施形態では、第２電極層２３がナノ粒子２２を全て覆い、ナノ粒子２２が光吸収層３０に対して露出しないようにすることにより、光吸収層３０の特性劣化を防ぐことができる。
【００３４】
上述したナノ粒子２２は、フォトリソグラフィ（ｐｈｏｔｏ−ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）のような別途のパターニング工程を経ず、スピンコーティング（ｓｐｉｎｃｏａｔｉｎｇ）のような安価な工程を利用して第１電極層２１上に分散配置されてもよい。例えば、分散液にナノ粒子を均等に混合した後、第１電極層２１上に分散液をスピンコーティングし、乾燥過程によって分散液を蒸発させる方法を適用してもよい。
【００３５】
ナノ粒子２２は、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、鉄（Ｆｅ）、及びモリブデン（Ｍｏ）などの金属ナノ粒子によって構成されてもよい。金属ナノ粒子は、反射電極層２０の表面凹凸を誘発することによって光散乱程度を高める機能と共に、表面プラズモン共鳴（ｓｕｒｆａｃｅ  ｐｌａｓｍｏｎ  ｒｅｓｏｎａｎｃｅ：ＳＰＲ）を利用して光吸収層３０の吸光度をさらに高める機能を有する。
【００３６】
表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）は、金属ナノ粒子に特定波長の光を照射すると、光と金属ナノ粒子の表面に局在する電子とが共鳴することで、金属ナノ粒子の光の吸収率が増加し、近接場が増幅される現象である。この現象を利用すれば、金属ナノ粒子の内部電荷分布が変化しながら光の強度が増幅されるので、光吸収層３０が吸収し難い波長領域の光の吸収率を増加させることができ、太陽電池１００の効率を高めることができる。
【００３７】
しかし、表面プラズモン共鳴による光の増幅効果は、金属ナノ粒子の周囲でのみ限定的に作用する。本実施形態の太陽電池１００において、ナノ粒子２２は、ナノメートルスケールの厚さを有する第２電極層２３を間において光吸収層３０の近くに位置する。従って、ナノ粒子２２は、反射電極層２０と接する光吸収層３０の下側部位近傍で光を増幅させ、光利用効率を向上させることができる。
【００３８】
上述した反射電極層２０上に光吸収層（又は光電変換層）３０が配設される。光吸収層３０は、透明電極層５０とバッファ層４０を透過して入射した光のエネルギーを利用して電子と正孔を生成する。光吸収層３０は、ＣｕＩｎＳｅ、ＣｕＩｎＳｅ２、ＣｕＩｎＧａＳｅ、及びＣｕＩｎＧａＳｅ２からなる群より選択されたいずれか１つのカルコパイライト（ｃｈａｌｃｏｐｙｒｉｔｅ）系統の化合物半導体を含んでもよい。カルコパイライト系化合物半導体は、約１．２ｅＶのエネルギーバンドギャップを有する。
【００３９】
光吸収層３０は、例えば、（１）反射電極層２０上に銅（Ｃｕ）とインジウム（Ｉｎ）、又は銅（Ｃｕ）、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）をスパッタリングしてプリカーサ（ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ）層を形成する段階と、（２）プリカーサ層上にセレニウム（セレン）（Ｓｅ）と硫黄（Ｓ）を熱蒸着する段階と、（３）５５０℃以上の高温で１分以上の急速熱処理を行ってＣＩＳ（Ｃｕ、Ｉｎ、Ｓｅ）又はＣＩＧＳ（Ｃｕ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｓｅ）結晶を成長させる段階とを経て製造されてもよい。
【００４０】
セレニウム（Ｓｅ）と共に熱蒸着される硫黄（Ｓ）は、急速熱処理過程においてセレニウム（Ｓｅ）の蒸発を防ぐ役割を果たす。この場合、光吸収層３０のエネルギーバンドギャップを大きくし、太陽電池１００の開放電圧を高めることができる。
【００４１】
光吸収層３０は、表面凹凸が形成された反射電極層２０上に形成されるため、光吸収層３０には、反射電極２０と接する面と、光が入射する面の両方の表面に凹凸が形成される。光吸収層３０の光が入射する面の表面凹凸は、バッファ層４０と光吸収層３０との間、又はバッファ層４０が省略された場合には、透明電極層５０と光吸収層３０との間で起こる外光反射を減少させ、太陽電池１００の光利用効率を高める。
【００４２】
光吸収層３０と透明電極層５０との間に、バッファ層４０が配設されてもよい。バッファ層４０は、光吸収層３０と透明電極層５０とのエネルギーバンドギャップの差を緩和させる機能を有する。さらに、バッファ層４０は、光吸収層３０と透明電極層５０との格子定数の差を緩和させ、２つの層を良好に接合させる。
【００４３】
バッファ層４０は、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、及び酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）からなる群より選択されたいずれか１つを含んでもよい。硫化カドミウム（ＣｄＳ）のエネルギーバンドギャップは約２．４ｅＶである。光吸収層３０の表面凹凸により、バッファ層４０にも表面凹凸が形成される。バッファ層４０は、必要に応じて省略が可能である。
【００４４】
バッファ層４０上に透明電極層５０が配設される。透明電極層５０は、光透過率が優れたＢＺＯ（ｂｏｒｏｎｄｏｐｅｄ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）を含んでもよい。ＢＺＯは、有機金属化学気相蒸着（ｍｅｔａｌ  ｏｒｇａｎｉｃ  ＣＶＤ：ＭＯＣＶＤ）技術によって成膜されてもよい。この有機金属化学気相蒸着法においては、用いられる有機金属ソースの価格が低廉であり、また、スパッタリング法を用いた場合よりもステップカバレージが優れたＢＺＯ透明電極層５０を形成することができる。
【００４５】
他の実施の形態として、透明電極層５０は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）からなる群より選択されたいずれか１つを含んでもよい。酸化亜鉛（ＺｎＯ）の場合、約３．３７ｅＶのエネルギーバンドギャップを有する。このような透明電極層５０は、高い電気伝導度と高い光透過率を有する。
【００４６】
光吸収層３０とバッファ層４０の表面凹凸により、透明電極層５０にも表面凹凸が形成される。このとき、透明電極層５０には、別途のテクスチャリング（ｔｅｘｔｕｒｉｎｇ）工程により、さらに粗い表面凹凸が形成されてもよい。他の実施の形態として、透明電極層５０上に反射防止膜（図示せず）がさらに形成されてもよい。
【００４７】
透明電極層５０の表面凹凸と反射防止膜は、外光の反射を減らし、光吸収層３０まで透過する太陽光の効率を高める機能を有する。
【００４８】
本実施形態の太陽電池１００は、ナノ粒子２２を利用して反射電極層２０の光散乱効果を増加させる。従って、光吸収層３０により多くの太陽光を集めることができるため、光利用率を高め、光電変換効率を向上させることができる。さらに、反射電極層２０は、長波長光を効果的に散乱させるため、光吸収層３０の長波長吸光度を高める。
【００４９】
本実施形態の太陽電池１００は、光吸収層３０としてＣｄＴｅを用いてもよく、上述した化合物半導体型太陽電池の他にも、光吸収層３０としてシリコンを用いるシリコン太陽電池であってもよい。また、本実施形態に係る太陽電池１００の構造は、公知のサブストレート（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）型太陽電池全てに適用されてもよい。
【００５０】
太陽電池は、スーパーストレート（ｓｕｐｅｒｓｔｒａｔｅ）構造とサブストレート構造に分類される。スーパーストレート構造は、太陽光が基板を透過して光吸収層に到達する構造であり、サブストレート構造は、基板を基準として最後に成膜される透明電極層を透過して太陽光が光吸収層に到達する構造である。サブストレート構造の太陽電池は、スーパーストレート構造の太陽電池よりも高い光電変換効率を有する。
【００５１】
図４は、実施例１〜３と比較例１〜３において、太陽光の波長に対するＣＩＧＳ光吸収層の吸光度変化をシミュレーションした結果を示すグラフである。
【００５２】
実施例１、２、３はそれぞれ、反射電極層を構成する第１電極層と第２電極層との間に、銀（Ａｇ）で形成されたナノ粒子、金（Ａｕ）で形成されたナノ粒子、及びアルミニウム（Ａｌ）で形成されたナノ粒子を配置した場合である。実施例１、２、３において、透明電極層には表面凹凸が形成されている。実施例１、２、３において、ナノ粒子は平均２００ｎｍの大きさを有し、約２００ｎｍの距離をおいて互いに離隔して設けられている。
【００５３】
比較例１、２、３は、反射電極層が単一金属膜で平坦に形成された場合である。比較例１においては、反射電極層上にアルミニウム（Ａｌ）で形成されたナノ粒子が配置されるが、透明電極層には表面凹凸が形成されていない。比較例２、３においては、ナノ粒子は用いられていない。その上で、比較例２では、透明電極層に表面凹凸が形成され、比較例３では、透明電極層に表面凹凸が形成されなかった。
【００５４】
図４を参照すると、実施例１、２、３の吸光度は、１μｍ〜１．１μｍの長波長領域において、比較例１、２、３の吸光度よりも高い結果を示していることが確認できる。この結果は、ナノ粒子による反射電極層の表面凹凸により、長波長散乱の効果が高まったことに起因する。
【００５５】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００５６】
１００    太陽電池
１０    基板
２０    反射電極層
２１    第１電極層
２２    ナノ粒子
２３    第２電極層
３０    光吸収層
４０    バッファ層
５０    透明電極層
【図１】
2013098527.tif 000003
【図２】
2013098527.tif 000004
【図３】
2013098527.tif 000005
【図４】
2013098527.tif 000006