(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板上に配置され非単結晶半導体からなる積層され直列化された複数の半導体接合と、前記複数の半導体接合の光入射面側に設けられた紫外線を吸収する表面部材とを有しており、
前記複数の半導体接合は、分光感度が互いに異なっており、
前記複数の半導体接合は、光入射によって引き起こされる光電流（Ｊｓｃ）の減少を示す光電流（Ｊｓｃ）の劣化率が互いに相違しており、
前記複数の半導体接合のうち前記表面部材に最も近い位置に存在する半導体接合（Ａ）は、他の半導体接合と比べて短波長側に分光感度ピークを有するとともに、前記光電流（Ｊｓｃ）の劣化率が最少の半導体接合である光電気変換体において、
前記複数の半導体接合と前記表面部材のそれぞれの材質及び厚さは、
ＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ２）の光を前記表面部材を介さないで入射させた場合の前記半導体接合（Ａ）の光電流（Ｊｓｃ）が他の半導体接合の少なくとも一つの光電流よりも大きく
ＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ２）の光を前記表面部材を介して入射させた場合の該半導体接合（Ａ）の光電流（Ｊｓｃ）が他のすべての半導体接合の光電流（Ｊｓｃ）よりも小さく、
ＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ２）の光を前記表面部材を介して４０００時間照射した後においてもＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ２）の光を前記表面部材を介して入射させた場合の該半導体接合（Ａ）の光電流（Ｊｓｃ）が他のすべての半導体接合の光電流（Ｊｓｃ）よりも小さいように、
選択されていることを特徴とする光電気変換体。
【請求項２】
基板と、該基板上に配置され非単結晶半導体からなる積層され直列化された複数の半導体接合と、前記複数の半導体接合の光入射面側に設けられた紫外線を吸収する表面部材とを有した光電気変換体と、裏面補強材とを持ち、前記表面部材と前記裏面補強材とを一体封止する封止構造体を備えており、
前記複数の半導体接合は、分光感度が互いに異なっており、
前記複数の半導体接合は、光入射によって引き起こされる光電流（Ｊｓｃ）の減少を示す光電流（Ｊｓｃ）の劣化率が互いに相違しており、
前記複数の半導体接合のうち前記表面部材に最も近い位置に存在する半導体接合（Ａ）は、他の半導体接合と比べて短波長側に分光感度ピークを有するとともに、前記光電流（Ｊｓｃ）の劣化率が最少の半導体接合である建材において、
前記複数の半導体接合と前記表面部材のそれぞれの材質及び厚さは、
ＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ２）の光を前記表面部材を介さないで入射させた場合の前記半導体接合（Ａ）の光電流（Ｊｓｃ）が他の半導体接合の少なくとも一つの光電流（Ｊｓｃ）よりも大きく、
ＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ２）の光を前記表面部材を介して入射させた場合の該半導体接合（Ａ）の光電流（Ｊｓｃ）が他のすべての半導体接合の光電流（Ｊｓｃ）よりも小さく、
ＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ２）の光を前記表面部材を介して４０００時間照射した後においてもＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ２）の光を前記表面部材を介して入射させた場合の該半導体接合（Ａ）の光電流（Ｊｓｃ）が他のすべての半導体接合の光電流（Ｊｓｃ）よりも小さいように、
選択されていることを特徴とする建材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は変換効率を高めるために複数の半導体接合を有し、屋外での長期間の使用を考慮して光電気変換部に保護部材を施し、光劣化を押さえた太陽電池、センサー等の光電気変換体及びこれを用いた建材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気機器の独立電源としてや、系統電力の代替えエネルギー源として様々な光電気変換体がすでに利用されている。しかしながら、特に系統電力の代替えとしては発電量当りの価格が依然高く、現在盛んに研究や開発がなされている。
【０００３】
たとえば光電気変換部そのものの材料については、単結晶や多結晶のシリコンからなる結晶材料や、アモルファスシリコンや化合物半導体を用いたいわゆる薄膜材料などの技術がある。
【０００４】
また米国特許５，２９８，０８６にあるように、半導体接合を複数層設けるという光電気変換部の層構成で変換効率を向上させる技術もある。
【０００５】
また安価に作製する技術としては、基板にステンレススティールのロール状の基板を用いて連続的に作製し、堆積速度が早くなるマイクロ波を用いた薄膜半導体の作製技術もある。
【０００６】
さらに半導体接合層の上に電極を兼ねた反射防止層を設けて光を有効に利用する技術もある。
【０００７】
これらに加え、実際の使用に際し問題となる、商品形態や耐久性の問題や系統電力への接続方法など光電気変換部以外にもさまざまな技術が必要であり研究や開発が進められている。
【０００８】
特に太陽電池は長期間の屋外使用に耐えられるような設計をすることが求められおり、保護部材として一般に使われているガラス以外に、たとえば特開平８−１３９３４７にある最表面にフッ素樹脂フィルム等の透明なフッ化物重合体薄膜を設け、その内側には種々の熱可塑性透明有機樹脂を封止材樹脂として用いる、軽くてフレキシブル性のある構成の保護部材も提案されている。
【０００９】
またこの保護部材は屈折率を、透明抵抗層の屈折率と大気の屈折率の中間に設定することにより反射防止効果も兼ね備えられることも一般に知られている。
【００１０】
前述したように変換効率を高めるために複数の半導体接合を直列に構成するいわゆるスタックドデバイスの技術が知られている。一般的に同じバンドギャップの半導体接合を２つ設けた構成の方が、合計の厚みと同じ厚みの１つの半導体接合の構成より、キャリアの走行距離が短く再結合が少ないため変換効率は向上し、また起電力が増し代わりに取り出し電流が減少するため電流による内部抵抗損が減少して変換効率は向上する。また複数の半導体接合のバンドギャップを異なる値に構成して、広い波長域の光を利用することで、さらに高い変換効率を得ることも可能である。
【００１１】
しかしながら複数の半導体接合を用いる場合、各半導体接合の条件を如何に決定するかは複雑であり、最も効率の良い構成を見出すことは必ずしも簡単ではない。特に半導体接合が３つ以上の構成では複雑になる。何らかの指針を見出し、設計に自由度を持たせることは重要な課題である。
【００１２】
このような変換効率を向上させる技術が研究されている一方、光電気変換体を利用する立場として最も重要なことは、使用する材料の量や作製にかかる費用や設置面積や外観等の総合したものが、得られる発電量に見合ったものであるかどうかである。つまり光から電気への変換効率だけが必ずしも最も重要というわけではない。変換効率の高い結晶系光電気変換体に対して、変換効率はやや劣るが圧倒的に低価格で作製できる可能性のあるアモルファス系の光電気変換体が注目を浴びるのもこの理由による。
【００１３】
アモルファスシリコン系半導体の場合にはD.L.StaeblerとC.R.Wronskiにより発見された光劣化現象(Applied Physics Letters,Vol.31,No.4,15 August 1977 p292)がある。この光劣化現象は現在までのところ十分な解決に至っておらず、したがって初期の変換効率とともに長期間の光劣化を含めた変換効率と価格等のバランスも考慮して最適な構成を決定することも重要な課題である。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、光劣化を少なくし、変換効率が高く、安価に製造でき、軽くて、フレキシブルな、総合的に優れた光電気変換体及びこれを用いた建材を提案するものである。
【００１５】
また、本発明の別の目的は、長期間の使用において、変換効率をほぼ一定に維持させた光電気変換体及びこれを用いた建材を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基板と、該基板上に配置され非単結晶半導体からなる積層され直列化された複数の半導体接合と、前記複数の半導体接合の光入射面側に設けられた紫外線を吸収する表面部材とを有しており、前記複数の半導体接合は、分光感度が互いに異なっており、前記複数の半導体接合は、光入射によって引き起こされる光電流（Ｊｓｃ）の減少を示す光電流（Ｊｓｃ）の劣化率が互いに相違しており、前記複数の半導体接合のうち前記表面部材に最も近い位置に存在する半導体接合（Ａ）は、他の半導体接合と比べて短波長側に分光感度ピークを有するとともに、前記光電流（Ｊｓｃ）の劣化率が最少の半導体接合である光電気変換体において、前記複数の半導体接合と前記表面部材のそれぞれの材質及び厚さは、ＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ２）の光を前記表面部材を介さないで入射させた場合の前記半導体接合（Ａ）の光電流（Ｊｓｃ）が他の半導体接合の少なくとも一つの光電流よりも大きくＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ２）の光を前記表面部材を介して入射させた場合の該半導体接合（Ａ）の光電流（Ｊｓｃ）が他のすべての半導体接合の光電流（Ｊｓｃ）よりも小さく、ＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ２）の光を前記表面部材を介して４０００時間照射した後においてもＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ２）の光を前記表面部材を介して入射させた場合の該半導体接合（Ａ）の光電流（Ｊｓｃ）が他のすべての半導体接合の光電流（Ｊｓｃ）よりも小さいように、選択されていることを特徴とする光電気変換体である。
また、本発明は、基板と、該基板上に配置され非単結晶半導体からなる積層され直列化された複数の半導体接合と、前記複数の半導体接合の光入射面側に設けられた紫外線を吸収する表面部材とを有した光電気変換体と、裏面補強材とを持ち、前記表面部材と前記裏面補強材とを一体封止する封止構造体を備えており、前記複数の半導体接合は、分光感度が互いに異なっており、前記複数の半導体接合は、光入射によって引き起こされる光電流（Ｊｓｃ）の減少を示す光電流（Ｊｓｃ）の劣化率が互いに相違しており、前記複数の半導体接合のうち前記表面部材に最も近い位置に存在する半導体接合（Ａ）は、他の半導体接合と比べて短波長側に分光感度ピークを有するとともに、前記光電流（Ｊｓｃ）の劣化率が最少の半導体接合である建材において、前記複数の半導体接合と前記表面部材のそれぞれの材質及び厚さは、ＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ２）の光を前記表面部材を介さないで入射させた場合の前記半導体接合（Ａ）の光電流（Ｊｓｃ）が他の半導体接合の少なくとも一つの光電流（Ｊｓｃ）よりも大きく、ＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ２）の光を前記表面部材を介して入射させた場合の該半導体接合（Ａ）の光電流（Ｊｓｃ）が他のすべての半導体接合の光電流（Ｊｓｃ）よりも小さく、ＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ２）の光を前記表面部材を介して４０００時間照射した後においてもＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ２）の光を前記表面部材を介して入射させた場合の該半導体接合（Ａ）の光電流（Ｊｓｃ）が他のすべての半導体接合の光電流（Ｊｓｃ）よりも小さいように、
選択されていることを特徴とする建材である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明者等は、如何にして変換効率が高く、光劣化が少なく、信頼性があり、作製が容易である光電気変換体を達成すべきか鋭意研究してきた結果、下記の発明を見出したのである。
【００１８】
本発明では、非単結晶の半導体接合を複数積層してなる光電気変換体が用いられる。
【００１９】
本発明者等の実験により、複数の各半導体接合の厚みを、基板に向かって、肉薄層から肉厚層に変化させた構成を用いることによって、最も変換効率が良くなることを見つけた。また、本発明者等は、この時の各半導体接合毎の分光感度特性と、光劣化試験を行った後の各半導体接合毎の分光感度特性とを比較して、最も劣化の少ない特性の良い半導体接合を見出した。この最も特性の良い半導体接合の光電流を、長期使用の間、常に、他の半導体接合の光電流より少なく作製すると、初期の変換効率はほとんど変わらず、光劣化の度合いがこの最も特性の良い半導体接合の挙動に支配され少なくなるということも見出した。なお、各半導体接合を単体で光電気変換体に作製した時の、電流電圧曲線のフィルファクターやエレクトロスピンレゾナンスによるスピン密度の測定やタイムオブフライト法によるキャリア走行性の測定などでも最も特性の良い半導体接合は見出せる。
【００２０】
これとは別に、以下のことをも見出した。図３は、日本工業規格（ＪＩＳ）の太陽光スペクトルを示すが、太陽光には３００ｎｍの紫外線から１０００ｎｍ以上の赤外線まで幅広い波長の光が含まれている。光電気変換体はできる限り太陽光の全てを利用した方が変換効率は向上する。しかしながら、実際には利用できない波長の光も存在する。この利用できない波長の光は、光劣化を引き起こすため、光電気変換部へは到達させない方が良い。また利用できる波長でも、変換効率に寄与する効果と光劣化を引き起こす効果を同時に考慮した時、総合的には光電気変換部へ到達させない方が良い場合もあることも見出した。たとえば３５０ｎｍ付近の紫外線は光子当りのエネルギーが高く、光劣化を強く引き起こすため、変換効率を大きく低下させない程度に保護部材で反射させたりや吸収させるなどの方が良い。
【００２１】
また屋根材として使用する場合は外観や色合いも重要な要素になる場合があり、故意に特定の波長を反射させ色合いをつける場合もある。このような場合にも特定の波長域の光の透過率が低下する。
【００２２】
複数の半導体接合の内、特定の波長域に対応する半導体接合の光電流を、保護部材がない場合に多く発生するように構成しておき、保護部材を設けた後、光電流が少なくなった後でも、長期使用の間常に、最も特性の良い半導体接合の光電流が最も少なくなるように構成することで、この最も特性の良い半導体接合の特性が光電気変換体全体の特性を決定づけることを見出した。
【００２３】
以上のようにして複数の半導体接合の構成を決定し特定の波長域の光を透過させない保護部材を設けることにより、変換効率を大きく低下させることなく光劣化を低く押さえることができる。
【００２４】
これらに加えて一般的には電流を多くするためには膜厚を厚くする。これにより基板の形状を被覆しきれないような欠陥が減少するという効果もある。また電圧がかかった場合の破壊にいたるまでの程度が改善され信頼性の高い光電気変換体が得られるという効果もある。
【００２５】
これらに更に加えて、特定の波長域の光を透過させない保護部材の厚みや分布を調整することで、対応する半導体接合の光電流を調節できる。プラズマCVD法などにより作製する半導体接合では作製後に修正は困難であり、またある程度の分布は必ず存在する。保護部材の厚みの調節が可能であることは半導体接合の作製条件に許容範囲を広く持たせられるという効果もある。
【００２６】
本発明の光電気変換体の断面の一例を図１に模式図で示す。
【００２７】
基板１０１に反射層１０２を設けた上に透明抵抗層１０３をスパッタリング法や水溶液からの電気析出法等により堆積する。透明抵抗層１０３の表面は数１００ｎｍの凸凹があった方が光を散乱でき変換効率は向上する。作製条件で凸凹を形成してよく、また平坦な表面をウェットエッチングして凸凹を大きくしてもよい。
【００２８】
この基板を例えば図2に示す真空装置に２０７として設置する。送り出し室２０１から成膜室２０２、２０３、２０４、２０５と回収室２０６まではゲートバルブで仕切られている状態で、不図示の真空ポンプで所定の圧力まで排気する。まず送り出し室２０１と成膜室２０２の間のゲートバルブを開け基板２０７を基板ホルダー兼電極の２１２の下に搬送し、基板ホルダー兼電極の２１２を下降させて基板に接触させる。ヒータ２０８にて基板を加熱し所定の温度に保つ。バルブを閉め、ガス供給管２２０からシランとホスフィンと水素の材料ガスを供給し、不図示の排気バルブの開度を調整し所定の圧力に調整する。この状態で電極２１６に高周波電力を所定時間だけ供給しｎ型アモルファス（以下「ａ−」で表わす）Ｓｉ１０４を作製する。材料ガスを一度排気した後、ゲートバルブを開け次の成膜室へ基板を搬送し、再び材料ガスとしてシランとゲルマンと水素を供給し所定の圧力にした後、導波管とバイアス電極２１７に所定電力を所定時間だけ供給しｉ型 ａ−Ｓｉ Ｇｅ１０５を作製する。同じように繰り返して、成膜室２０４でｐ型マイクロクリスタル（以下「μｃ−」で表わす）Ｓｉを作製し、以上でもっとも基板側の半導体接合が作製できる。同じ順序で次のｎｉｐ接合１０７、１０８、１０９をそれぞれ作製し、中間の半導体接合が作製できる。さらに成膜室２０２で同じようにｎ型ａ−Ｓｉ１１０を作製した後今度は成膜室２０５でシランと水素のみを供給してｉ型ａ−Ｓｉ１１１を作製し、最後に成膜室２０４でｐ型μｃ−Ｓｉ１１２を作製して表面側の半導体接合を完成する。このような方法で作製した試料に光劣化試験を行って、半導体接合の光電流の劣化率を求めた。また半導体接合を上記と同じ方法で１つづつ別箇に作製しフィルファクターも測定した。さらに３つのｉ層のみを同じ条件で厚く堆積した試料を作り、エレクトロンスピンレゾナンスでスピン密度を測定し、タイムオブフライト法でキャリアの走行性を測定した。結果を以下の表１にまとめて示すが、表面側の半導体接合の特性が最も良かった。これは堆積速度の早いマイクロ波電力の影響とシリコンとシリコンゲルマニウムの差と考えられる。
【００２９】
【表１】
0003935237.tif 000002
【００３０】
したがって本発明の試料を作成する時は、表面側のｉ型ａ−Ｓｉ１１１は保護部材を設けない時の光電流が他の半導体接合の少なくとも一つよりは多くなるように、材料ガス濃度を高めたり、基板温度を高くしたり、バンドギャップを変えたり、シリコンとゲルマニウムの比を変えたりまたは堆積時間を長くしたりする。なお半導体接合御作製にはマイクロ波や高周波以外に２．４５ＧＨｚ、５００ＭＨｚ、１０５ＭＨｚなどマイクロ波から高周波までのさまざまな電力が使用できる。
【００３１】
なお、半導体接合の表面は透明抵抗層の凸凹を反映している場合が多い。
【００３２】
この上にさらに別の真空装置で透明電極を兼ねた反射防止層１１３を作製する。
【００３３】
その上に櫛型の集電電極１１４を設け、取り出し電極を付け、裏面補強部剤１１５として鋼板を用い、更に、表面の光入射面１１８の上に、表面フィルム１１７としてのフッ化物重合体薄膜と表面封止部材１１６としての熱可塑性透明有機樹脂とを接着して設け、これを保護部材とし、光電気変換体を完成した。この表面封止部材１１６としての熱可塑性透明有機樹脂中には、図５に図示する透過率特性５１の紫外線吸収材を含有させた。図５における紫外線吸収剤の透過率特性５１において、透過率１．０のを超えている波長領域を生じた理由は、この紫外線吸収剤が屈折率２．０の透明導電層である反射防止層１１３の上に設けられた場合の透過率特性５１であり、更に保護部材自身の屈折率が約１．５であることによる反射防止効果のためである。
【００３４】
図４は、上記表面封止材１１６及び表面フィルム１１７からなる保護部材を設ける前の光電気変換体の分光感度を示している。同図において、４１は、トップ半導体接合の分光感度であり、４２は、ミドル半導体接合の分光感度であり、４３は、ボトム半導体接合の分光感度であり、４４は、これら３種の半導体接合を積層させてなるトリプルセルとしての総合分光感度である。
【００３５】
図４において、この光電気変換体は、３００ｎｍから９００ｎｍまで広い範囲で光を利用できていることが判る。この時の表面側半導体接合（トップ半導体接合）、中間半導体接合（ミドル半導体接合）、基板側の半導体接合（ボトム半導体接合）により発生する光電流（ＪＳＣ）は、それぞれ７．６３ｍＡ／ｃｍ2、７．４５ｍＡ／ｃｍ2、７．７８ｍＡ／ｃｍ2であった。
【００３６】
図６は、上述した光電気変換体の上に（光入射面１１８）、上記した表面封止部材１１６と表面フィルム１１７とからなる保護部材を設けた後の上記と同様の測定を行なった結果を図示している。
【００３７】
図６において、６１は、トップ半導体接合の分光感度であり、３５０ｎｍ以下の波長の光が有効にカットされ、ミドル半導体接合及びボトム半導体接合の光劣化を抑制している。本発明の好ましい具体例では、表面封止材１１６中に、ミドル半導体接合及びボトム半導体接合の光劣化を抑制するのに充分な量であって、且つトップ半導体接合に対する分光感度を実質的に低下させない選択された紫外線吸収剤を含有させるのがよい。６２は、ミドル半導体接合の分光感度であり、６３は、ボトム半導体接合の分光感度であり、６４は、これら３種の半導体接合を積層させてなるトリプルセルとしての総合分光感度である。
【００３８】
また、この時のトップ、ミドル及びボトム半導体接合によりそれぞれ発生する光電流は、７．３３ｍＡ／ｃｍ2、７．６０ｍＡ／ｃｍ2、７．９７ｍＡ／ｃｍ2であった。
【００３９】
また、上記保護部材を設けた後の光電気変換体となる太陽電池セルにおける初期の変換効率は１０．２％、劣化試験後の変換効率は８．７％であった。
【００４０】
図７は、トップ半導体接合において発生する光電流が最少になるように成膜条件や設計膜厚等を変更させ、各種条件を選択して作成した数多くの試料（トップ律速セル）と、やはりミドル半導体接合において発生する光電流が最少になるように成膜条件等を選択して作成した数多くの試料（ミドル律速セル）を用いて測定し、各試料毎の測定結果をプロットしたものである。
【００４１】
図７において、横軸に、上記保護部材を設ける前の中間の半導体接合（ミドル半導体接合）の光電流〔Ｊｓｃ（Ｍｉｄ）〕に対する表面側の半導体接合（トップ半導体接合）の光電流〔Ｊｓｃ（Ｔｏｐ）〕の割合から１を差し引いた値であるＪｓｃ（Ｔｏｐ）／Ｊｓｃ（Ｍｉｄ）−１を各試料毎に求め、これをパーセント表示したもの（Ｊｓｃ（Ｔｏｐ）／Ｊｓｃ（Ｍｉｄ）−１（％））をプロットした。
【００４２】
図７に於いて、縦軸は、上記保護部材を設ける前の光電気変換体のフィルファクタ〔ＦＦ（保護部材なし）〕に対する保護部材を設けた後の光電気変換体のフィルファクタ〔ＦＦ（保護部材あり）〕の割合から１を差し引いた値であるＦＦ（保護部材なし）／ＦＦ（保護部材あり）−１を各試料毎に求め、これをパーセント表示したもの（ＦＦ（保護部材なし）／ＦＦ（保護部材あり）−１（％））をプロットしたものである。また、図中における「トップ律速」は、トップ半導体接合での発生光電流を最少に設定した太陽電池セルを意味し、「ミドル律速」は、ミドル半導体接合での発生光電流を最少に設定した太陽電池セルを意味している。また、「ＦＦ改善」は、矢印方向ほど、ＦＦ改善された条件を表している。図７は、保護部材作搭載後のフィルファクターの変化を示している。
【００４３】
図８の横軸は、保護部材を設ける前の光電気変換体におけるミドル半導体接合の光電流〔Ｊｓｃ（Ｍｉｄ）〕に対するトップ半導体接合の光電流〔Ｊｓｃ（Ｔｏｐ）〕の割合から１を差し引いた値をパーセント表示したもの（Ｊｓｃ（Ｔｏｐ）／Ｊｓｃ（Ｍｉｄ）−１（％））である。
【００４４】
横軸にＪｓｃ（Ｔｏｐ）／Ｊｓｃ（Ｍｉｄ）−１（％）をプロットし、縦軸は、保護部材を設ける前の光電気変換体の変換効率〔Ｅｆｆ（保護部材なし）〕に対する保護部材を設けた後の光電気変換体の変換効率〔Ｅｆｆ（保護部材あり）〕の割合から１を差し引いた値であるＥｆｆ（保護部材なし）／Ｅｆｆ（保護部材あり）−１を各試料毎に求め、これをパーセント表示したもの（Ｅｆｆ（保護部材なし）／Ｅｆｆ（保護部材あり）−１（％））をプロットしたものである。従って、図８は、変換効率の変化を間接的に示すもので、トップ半導体接合の光電流が０〜６％ほど多い状態で、保護部材を設けた場合、特には３〜５％多い状態で、最もフィルファクター（ＦＦ）がよく、変換効率の低下も比較的少ないことが分かる。
【００４５】
この様に、紫外線吸収剤を含有させた保護部材を用いた光電気変換体は、フィルファクターが高く、光電気変換効率が向上する。また長時間にわたり特性に変化が少なく信頼性も大幅に改善される。
【００４６】
図９の横軸は、表面封止剤１１６及び表面フィルム１１７から成る保護部材を設けた後のトップ半導体接合で発生する光電流（トップＪｓｃ）と、ミドル半導体接合で発生する光電流（ミドルＪｓｃ）との比−１をパーセント表示したもの（Ｊｓｃ（Ｔｏｐ）／Ｊｓｃ（Ｍｉｄ）−１（％））で、縦軸は、保護部材を設けた後のフィルファクター（ＦＦ）である。また、図１０の縦軸は、保護部材を設けた後の変換効率である。
【００４７】
図７、８、９及び１０中の黒い点は、さまざまな条件で試作した異なる光電気変換体についての測定結果を上記グラフ軸に対してプロットしたものである。
【００４８】
次に本発明の構成要素について個別に説明する。
【００４９】
（基板１０１）
基板１０１は、半導体層を介して一方の下部電極も兼ねるが、金属や合金あるいはその積層品、反射層を形成してあるカーボンシート、導電層が形成してある樹脂フィルムなどが使用可能である。これらは、ロール状で利用できるため連続作製に好適である。また用途によってはシリコン等の結晶基板、ガラスやセラミックスの板に反射層や導電層を設けて用いる事もできる。基板の表面は研磨や洗浄をしても良いが、そのまま用いても良い。また表面に凹凸を有したものも使用可能である。また、ステンレススティール（ＳＵＳ４３０）のような磁性体を用いると磁石を内蔵したローラで位置を正確に制御しつつ搬送することも可能である。
【００５０】
（反射層１０２）
反射層１０２は、反射率の高い基板を用いる場合は改めて設ける必要はない。基板１０１にステンレススティールやカーボンシートなどを使用するときはスパッタリング等によりアルミニウムなどを形成する。
【００５１】
（透明抵抗層１０３）
透明抵抗層１０３は、スパッタリング法や真空蒸着法や化学的気相成長法やイオンプレーティング法やイオンビーム法やイオンビームスパッタ法などで作製できる。また、硝酸基や酢酸基やアンモニア基などと金属イオンからなる水溶液中からの電気析出法や浸漬法でも作製できる。抵抗層の性質は基板まで光を透過させるため透明度が高いことが望ましい。また、半導体層の欠陥を通じて流れる電流を抑制するため適度の抵抗を持つことが望ましい。具体的には透過率が９０％以上で、導電率が１０−８（１／Ωｃｍ）以上、１０−１（１／Ωｃｍ）以下であることが望ましい。材料としては酸化亜鉛や酸化インジウムや酸化錫またはその含有物などが利用できる。
【００５２】
作製条件を制御することにより表面に数１００ｎｍの大きさの凹凸を作製することができるが、平坦な場合は酢酸水溶液等でウェットエッチングして凸凹にしてもよい。たとえばスパッタリングの場合は基板温度を高くし、堆積速度を遅くし、厚みを厚くすることで凸凹を大きくできる。また水溶液の電気析出法では亜鉛濃度を濃くし、厚みを厚くすることで凸凹を大きくできる。
【００５３】
（半導体接合）
半導体層の作成には高周波からマイクロ波までの電力を利用するＣＶＤ装置などが利用できる。真空室内に材料ガスとして ＳｉＨ4 、ＰＨ3 、Ｈ2などを供給し、電力を投入して、これによりｎ型 ａ−Ｓｉ層１０４、１０７、１１０が形成できる。さらにＳｉＨ4 、ＧｅＨ4 、Ｈ2などを用い、これによりｉ型 ａ−ＳｉＧｅ層１０５，１０８が形成でき、ＳｉＨ4 、Ｈ2などを用い、これによりｉ型 ａ−Ｓｉ層１１１が形成でる。さらにＳｉＨ4 、ＢＦ3、Ｈ2などを用い、ｐ型μｃ（微結晶）−Ｓｉ層１０６が形成でき、複数のｎｉｐの半導体接合が形成できる。この半導体層は非単結晶として、アモルファスやマイクロクリスタル（微結晶）に制限されず、ｎｉｐの構成もｐｉｎでも可能である。
【００５４】
また半導体接合の数も２つ以上でよく例にある３つに限定されるものではない。
【００５５】
また、インライン方式の装置で連続的に作製することも可能である。
【００５６】
図１において、１０４は、ｎ型半導体層で、１０５は、ｉ型半導体層で、１０６は、ｐ型半導体層で、これらの半導体層１０４、１０５と１０６とによって、ボトムｐｉｎ（ｎｉｐ）半導体接合１１を構成し、１０７は、ｎ型半導体層で、１０８は、ｉ型半導体層で、１０９は、ｐ型半導体層で、これらの半導体層１０７、１０８と１０９とによって、ミドルｐｉｎ（ｎｉｐ）半導体接合１２を構成し、１１０は、ｎ型半導体層で、１１１は、ｉ型半導体層で、１１２は、ｐ型半導体層で、これらの半導体層１１０、１１１と１１２とによって、トップｐｉｎ（ｎｉｐ）半導体接合１３を構成している。
【００５７】
本発明の好ましい具体例では、トップｐｉｎ半導体接合を最少劣化率の半導体接合とし、この分光感度は、短波長側に設定され、またボトムｐｉｎ半導体接合を最大劣化率の半導体接合とし、この分光感度は、長波長側に設定されている。この際の最少劣化率の半導体接合の分光感度ピークは、５００ｎｍ以下の波長に設定され、前記最大劣化率の半導体接合の分光感度ピークは、７００ｎｍ以上の波長に設定されている。
【００５８】
また、上記最少劣化率の半導体接合と最大劣化率の半導体接合との間に、中間に、ミドルｐｉｎ半導体接合１２として、中間劣化率の半導体接合を設けることができる。この中間劣化率の半導体接合の分光感度ピークは、５００ｎｍ〜７００ｎｍの波長の範囲に設定される。
【００５９】
本発明の好ましい具体例において、トップｐｉｎ半導体接合のｉ型半導体層は、ラジオ周波数の様な高周波電力を用いたプラズマＣＶＤによる比較的成膜速度を遅くさせた堆積を用いるのがよく、一方ボトムｐｉｎ半導体接合のｉ型半導体は、マイクロ波を用いたプラズマＣＶＤによる比較的成膜速度を早くさせた堆積を用いるのがよい。
【００６０】
（反射防止層１１３）
反射防止層１１３は、上記半導体層１０４―１１２を介した基板とは反対側の上部電極を兼ね、低抵抗であることが望ましい。酸化インジウムや酸化錫や酸化チタンや酸化亜鉛やその混合物などを原材料にし、抵抗加熱や電子ビームによる真空蒸着法やスパッタリング法、ＣＶＤ法、スプレー法、浸積法等で作製できる。また、光入射面１１８とする上で、良好な反射防止効果を得るために反射防止層の膜厚は、主に反射を防止したい光の波長に比べ、反射防止膜の屈折率の４倍分の１程度が良い。たとえば屈折率が２で最も透過したい波長が５００ｎｍとすると膜厚は、約６３ｎｍ程度が望ましい。また屈折率の異なる材料を積層する構成でも良い。
【００６１】
本発明の好ましい例においては、下部電極、半導体接合及び上部電極の一体構成によって、光電気変換体を構成しているが、本発明の光電気変換体は、上記した構造には、限定されない。
【００６２】
（集電電極１１４）
反射防止層１１３の上には電流を効率よく集電するために、格子状の集電電極１１４を設けてもよい。集電電極１１４の形成方法としては、マスクパターンを用いたスパッタリング、抵抗加熱、ＣＶＤ法や、全面に金属膜を蒸着した後で不必要な部分をエッチングで取り除きパターニングする方法、光ＣＶＤにより直接グリッド電極パターンを形成する方法、グリッド電極パターンのネガパターンのマスクを形成した後にメッキする方法、導電性ペーストを印刷する方法などがある。
【００６３】
なおこの後、必要に応じて起電力を取り出すために出力端子を基板１０１と集電電極１１４に取り付けてもよい。
【００６４】
（表面封止材１１６）
表面封止材１１６は、光電気変換体の凹凸を樹脂で被覆し、変換体を温度変化、湿度、衝撃などの過酷な外部環境から守りかつ表面フィルムと変換体との接着を確保するために必要である。したがって、耐候性、接着性、充填性、耐熱性、耐寒性、耐衝撃性が要求される。これらの要求を満たす樹脂としてはエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−アクリル酸メチル共重合体（ＥＭＡ）、エチレン−アクリル酸エチル共重合体（ＥＥＡ）、ポリビニルブチラール樹脂などのポリオレフィン系樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂などが挙げられる。なかでも、ＥＶＡは太陽電池用途としてバランスのとれた物性を有しており、好んで用いられる。ただ、そのままでは熱変形温度が低いために容易に高温使用下で変形やクリープを呈するので、架橋して耐熱性を高めておくことが望ましい。ＥＶＡの場合は有機過酸化物で架橋するのが一般的である。有機過酸化物による架橋は有機化酸化物から発生する遊離ラジカルが樹脂中の水素やハロゲン原子を引き抜いてＣ−Ｃ結合を形成することによって行われる。有機過酸化物の活性化方法には、熱分解、レドックス分解およびイオン分解が知られている。一般には熱分解法が好んで行われている。有機過酸化物の添加量の具体例としては、ヒドロペルオキシド、ジアルキル（アリル）ぺルオキシド、ジアシルペルオキシド、ペルオキシケタール、ペルオキシエステル、ペルオキシカルボネートおよびケトンペルオキシドなどが挙げられる。なお、有機過酸化物の添加量は封止材樹脂１００重量部に対して０．５重量部以上５重量部以下である。
【００６５】
上記有機過酸化物を封止材１１６に併用し、真空下で加圧加熱しながら架橋および熱圧着を行うことが可能である。加熱温度ならびに時間は各々の有機過酸化物の熱分解温度特性で決定することができる。一般には熱分解が９０％より好ましくは９５％以上進行する温度と時間をもって加熱加圧を終了する。封止材樹脂の架橋を確かめるにはゲル分率を測定すれば良く、高温下での封止材樹脂の変形を防ぐためにはゲル分率が７０ｗｔ％以上となるように架橋することが望ましい。
【００６６】
上記架橋反応を効率良く行うためには、架橋助剤と呼ばれるトリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）を用いることも可能である。一般には封止材樹脂１００重量部に対して１重量部以上５重量部以下の添加量である。
【００６７】
本発明に用いられる封止材の材料は耐候性において優れたものであるが、更なる耐候性の改良、あるいは、封止材下層の保護のために、紫外線吸収剤を併用することもできる。紫外線吸収剤としては、公知の化合物が用いられるが、太陽電池モジュールの使用環境を考慮して低揮発性の紫外線吸収剤を用いることが好ましい。具体的にはサルチル酸系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、シアノアクリレート系の各種有機化合物を挙げることができる。
【００６８】
紫外線吸収剤の他に光安定化剤も同時に添加すれば、光に対してより安定な封止材となる。代表的な光安定化剤はヒンダードアミン系光安定化剤である。ヒンダードアミン系光安定化剤は紫外線吸収剤のようには紫外線を吸収しないが、紫外線吸収剤と併用することによって著しい相乗効果を示す。
【００６９】
上記紫外線吸収剤および光安定化剤の添加量は、封止材樹脂に対してそれぞれ０．１〜１．０ｗｔ％、０．０５〜１．０ｗｔ％が望ましい。
【００７０】
さらに、耐熱性・熱加工性改善のために酸化防止剤を添加することも可能である。酸化防止剤の化学構造としてはモノフェノール系、ビスフェノール系、高分子型フェノール系、硫黄系、燐酸系がある。酸化防止剤の添加量は封止材樹脂に対して０．０５〜１．０ｗｔ％であることが好ましい。
【００７１】
より厳しい環境下で光電気変換体の使用が想定される場合には封止材樹脂と光電気変換体あるいは表面樹脂フィルムとの接着力を向上することが好ましい。シランカップリング剤や有機チタネート化合物を封止材に添加することで前記接着力を改善することが可能である。添加量は、封止材樹脂１００重量部に対して０．１重量部以上３重量部以下が好ましく、０．２５重量部以上１重量部以下がより好ましい。
【００７２】
一方、光電気変換体に到達する光量の減少をなるべく抑えるために、表面封止材１１７は透明でなくてはならず、具体的には光透過率が４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の可視光波長領域において８０％以上であることが望ましく、９０％以上であることがより望ましい。また、大気からの光の入射を容易にするために、摂氏２５度における屈折率が１．１から２．０であることが好ましく、１．１から１．６であることがより好ましい。具体的な透過スペクトルの例を図５に示すが、３００ｎｍ〜４００ｎｍの透過率は０％〜９０％が望ましい。
【００７３】
（表面フィルム１１７）
本発明で用いられる表面樹脂フィルム１１７は、太陽電池モジュールの最表層に位置するため耐候性、耐汚染性、機械強度をはじめとして、太陽電池モジュールの屋外暴露における長期信頼性を確保するための性能が必要である。本発明に好適に用いられる材料としてはフッ素樹脂、アクリル樹脂などがある。なかでもフッ素樹脂は耐候性、汚染性に優れているため好んで用いられる。具体的にはポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリフッ化ビニル樹脂あるいは四フッ化エチレン−エチレン共重合体などがある。耐候性の観点ではポリフッ化ビニリデン樹脂が優れているが、耐候性および機械的強度の両立と透明性では四フッ化エチレン−エチレン共重合体が優れている。
【００７４】
表面樹脂フィルム１１７の厚さは機械的強度の確保のためにある程度厚くなければならず、またコストの観点からはあまり厚すぎるのにも問題がある。具体的には、２０μｍ以上２００μｍ以下が好ましく、より好適には３０μｍ以上１００μｍ以下である。
【００７５】
なお、前記表面樹脂フィルム１１７と前記封止材１１６との接着性の改良のために、コロナ処理、プラズマ処理、オゾン処理、ＵＶ照射、電子線照射、火炎処理等の表面処理を表面樹脂フィルム１１７の片面に行うことが望ましい。この中でもコロナ放電処理は処理速度が速く比較的簡易な装置で接着力の大きな向上が図れるので好適に用いられる。
【００７６】
表面樹脂フィルム１１７及び表面封止材１１６には凹凸が形成されている。この凹凸は被覆形成工程中に設けられても良いし、被覆形成後プレスなどの方法によって設けられてもよい。
【００７７】
（裏面補強部材１１５）
裏面補強材の具体例として用いた被覆フィルムは、光電気変換体の導電性基板１０１と外部との電気的絶縁を保つために必要である。材料としては、導電性基板１０１と充分な電気絶縁性を確保でき、しかも長期耐久性に優れ熱膨張、熱収縮に耐えられる、柔軟性を兼ね備えた材料が好ましい。好適に用いられるフィルムとしては、ナイロン、ポリエチレンテレフタレートが挙げられる。
【００７８】
裏面補強材としては、前記被覆フィルムの他に、太陽電池モジュールの機械的強度を増すために、あるいは、温度変化による歪、ソリを防止するために、例えば、鋼板、プラスチック板、ＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）板を用いてもよい。この機械的強度が大きい裏面補強部材の場合には、屋根材などの建材に適用することができる。
【００７９】
図１１に本発明の電力制御方式を用いた発電装置の一例を示す。太陽電池１１０１の直流出力が電力変換装置１１０２に入力され負荷１１０３へと供給される。
【００８０】
太陽電池１１０１としては、前述した図１の太陽電池モジュールを用いることができ、これを直列又は並列に接続させて太陽電池アレイとして、所望の電圧、電流を得る様に構成している。
【００８１】
電力変換装置１１０２としては、パワートランジスタ、パワーＦＥＴ、ＩＧＢＴ等の自己消弧型スイッチング素子を用いたＤＣ／ＤＣコンバーター、自励式ＤＣ／ＡＣインバーター等がある。該電力変換装置は、すべてゲートパルスのＯＮ／ＯＦＦデューティ比（いわゆる通流率）と周波数によって、電力潮流、入出力電圧、出力周波数等を制御できるものである。
【００８２】
負荷１１０３としては、電熱負荷、電動機負荷等種々のものがあるが、交流の場合には商用交流系統であってもよい。商用交流系統が負荷の場合、該システムを「系統連系太陽発電システム」といい、電力系統が負荷であるために投入しうる電力に制限がなく、太陽電池等から最大限の電力を投入する本発明の制御方式は、特に好ましい。また、同様に、直流負荷として２次電池をも使用できるが、その場合には、２次電池の容量を十分大きくし、電池の充電状態の管理を行うことが望ましい。なお、負荷が直流の場合には電力変換装置１１０２としてはＤＣ／ＤＣコンバーターが使用される。
【００８３】
太陽電池１１０１の出力電圧および出力電流は電圧検出手段１１０４、電流検出手段１１０５によって検出され、その検出信号が太陽電池の出力電圧設定手段１１０６に入力される。
【００８４】
電圧検出手段１１０４は太陽電池出力電圧を抵抗で分圧し、Ａ／Ｄ変換してデジタル値に変換して出力電圧設定手段１１０６の制御手段１１０７に送る。この際、ノイズの混入等を避けるために、太陽電池の出力回路と検出信号の送信回路は入出力間の絶縁を完全に行えるフォトカプラ等で絶縁しておくことが望ましい。電流検出手段１１０５は、ホール素子または標準抵抗等で電流を電圧に変換し、電圧検出手段１１０４と同様に検出信号をデジタル値として電圧設定手段１１０６に送り込むとよい。これらの検出手段に用いられるＡ／Ｄコンバーターは十分高速かつ高精度であることが好ましく、具体的には、１０ビット以上の分解能を持ち、５０ＫＨｚ以上のサンプリング速度を持つものが好ましい。このようなＡ／Ｄコンバーターは、０．１％以下の誤差で、かつ１秒以下の応答を持った制御系を構成できる。
【００８５】
出力電圧設定手段１１０６は、上記検出信号をもとに演算を行い、出力電圧設定値を決定し、太陽電池出力電圧が設定値となるように電力変換装置のゲート回路の通流率等を制御する。出力電圧設定手段１１０６は、制御用マイクロコンピュータとして具体化され、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力ポート、数値演算器等を備えることが出来る。
【００８６】
電力変換装置の制御手段１１０７は、いわゆるゲート駆動回路であり、瞬時値電流比較、正弦波／三角波比較方式等により、ゲートパルスを発生する。これにより、太陽電池の出力電圧が出力電圧設定手段１１０６の出力に一致するように、電力変換装置１１０２の通流率を制御する。この制御手段１１０７は、アナログ回路でもデジタル回路でも構成できるが、最近ではほとんどがデジタル化されており、ＣＰＵや高速ＣＰＵであるＤＳＰ（Ｄｅｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）を装備している。
【００８７】
デジタル化された場合の制御手段１１０７は、前述の出力電圧設定手段１１０６と類似の構成であり、両者を兼用することも可能である。
【００８８】
以下、本発明を実施例に従って、説明する。
【００８９】
【実施例】
（実施例１）
本実施例においては以下に詳細を示すが、図１の断面模式図に示す構成の光電気変換体をバッチ方式で作成し、紫外線を吸収する保護部材を設けた。最も特性の良い半導体接合は表面側に作成した紫外線に対応する半導体接合である。
【００９０】
基板１０１には縦横４５ｍｍ×４５ｍｍ、厚さ ０．１５ｍｍの形状で、一般的にダル仕上げと呼ばれる凹凸つけたＳＵＳ４３０を使用した。この基板を８枚同じように作製した。市販の直流マグネトロンスパッタ装置に８枚同時に設置し、圧力が１０−５ｔｏｒｒ以下になるまで排気した。この後アルゴンガスを各々３０ｓｃｃｍ供給し圧力を２ｍｔｏｒｒに保持した。基板は加熱せず６ｉｎｃｈΦのアルミニウムターゲットに１２０ｗの直流電力を印加し９０秒間で７０ｎｍの厚みのアルミニウムの反射層を形成した。引き続き基板温度を３００℃に加熱し、６ｉｎｃｈΦの酸化亜鉛のターゲットに電気接続を切り替えて５００ｗの直流電力を１０分間印加し約１０００ｎｍの酸化亜鉛の抵抗層を作製した。表面には約３００ｎｍの凸凹が形成された。
【００９１】
この試料を図２に概略を示す装置の送り出し室２０１に１枚ずつ設置し、１０-4ｔｏｒｒまで真空ポンプで排気した後、ゲートバルブを開け、ｎ層成膜室２０２に基板を移動した。基板ホルダーを２１２を下げ、ヒータ２０８にて基板の表面温度は２５０℃に制御した。十分に排気が行われた時点で、ガス導入管２２０より、Ｓｉ2Ｈ6１ｓｃｃｍ、ＰＨ3 ／Ｈ2(１％Ｈ2希釈)０．５ｓｃｃｍ、Ｈ2４０ｓｃｃｍを導入し、スロットルバルブの開度を調整して、反応容器の内圧を１ｔｏｒｒに保持し、圧力が安定したところで、直ちに高周波電源より３Ｗの電力を投入した。プラズマは１８０秒間持続させた。これにより、ｎ型ａ−Ｓｉ層１０４が透明抵抗層１０３上に形成された。再び排気をした後に、マイクロ波ｉ層成膜室２０３に基板を移し、基板温度は２５０℃にして、ガス導入管２２１よりＳｉＨ4４０ｓｃｃｍ、ＧｅＨ4５０ｓｃｃｍ、Ｈ2２００ｓｃｃｍを導入し、スロットルバルブの開度を調整して、反応容器の内圧を１．５ｍｔｏｒｒに保持し、圧力が安定したところで、直ちに１０５ＭＨｚのマイクロ波電源より１５０Ｗの電力を投入し、バイアス電極に１３．５６ＭＨｚの高周波電力８００ｗを印加して１５秒間持続させた。これによりｉ型ａ−ＳｉＧｅ層１０５が形成された。再び排気をした後に、ｐ層成膜室２０４に基板を移し、基板温度は２５０℃にして、ガス導入管２２２よりＳｉＨ4／Ｈ2（１０％Ｈ2希釈）０．５ｓｃｃｍ、ＢＦ3／Ｈ2（１％Ｈ2希釈）１ｓｃｃｍ、Ｈ2５０ｓｃｃｍを導入し、スロットルバルブの開度を調整して、反応容器の内圧を１ｔｏｒｒに保持し、圧力が安定したところで、直ちに高周波電源より２００Ｗの電力を投入した。プラズマは１２０秒間持続させた。これによりｐ型μｃ−Ｓｉ層１０６が形成された。
【００９２】
次に再びｎ層成膜室２０２に基板を移動した。ヒータ２０８にて基板の表面温度は２３０℃に制御した。十分に排気が行われた時点で、ガス導入管２２０より、Ｓｉ2Ｈ6１ｓｃｃｍ、ＰＨ3／Ｈ2(１％Ｈ2希釈)０．５ｓｃｃｍ、Ｈ2４０ｓｃｃｍを導入し、スロットルバルブの開度を調整して、反応容器の内圧を１ｔｏｒｒに保持し、圧力が安定したところで、直ちに高周波電源より３Ｗの電力を投入した。プラズマは１８０秒間持続させた。これにより、ｎ型 ａ−Ｓｉ層１０７が形成された。再び排気をした後に、マイクロ波ｉ層成膜室２０３に基板を移し、基板温度は２３０℃にして、ガス導入管２２１よりＳｉＨ4４０ｓｃｃｍ、ＧｅＨ4４０ｓｃｃｍ、Ｈ2２００ｓｃｃｍを導入し、スロットルバルブの開度を調整して、反応容器の内圧を１．５ｍｔｏｒｒに保持し、圧力が安定したところで、直ちにマイクロ波電源より１５０Ｗの電力を投入し、バイアス電極に高周波電力８００ｗを印加して１５秒持続させた。これによりｉ型a-ＳｉＧｅ層１０８が形成された。再び排気をした後に、ｐ層成膜室２０４に基板を移し、基板温度は２３０℃にして、ガス導入管２２２よりＳｉＨ4／Ｈ2（１０％ Ｈ2希釈）０．５ｓｃｃｍ、ＢＦ3／Ｈ2（１％ Ｈ2希釈）１ｓｃｃｍ、Ｈ2５０ｓｃｃｍを導入し、スロットルバルブの開度を調整して、反応容器の内圧を１ｔｏｒｒに保持し、圧力が安定したところで、直ちに高周波電源より２００Ｗの電力を投入した。プラズマは１２０秒間持続させた。これによりｐ型μｃ−Ｓｉ層１０９が形成された。
【００９３】
次に再びｎ層成膜室２０２に基板を移動した。ヒータ２０８にて基板の表面温度は２００℃に制御した。十分に排気が行われた時点で、ガス導入管２２０より、Ｓｉ2Ｈ6１ｓｃｃｍ、ＰＨ3／Ｈ2(１％Ｈ2希釈)０．５ｓｃｃｍ、Ｈ2４０ｓｃｃｍを導入し、スロットルバルブの開度を調整して、反応容器の内圧を１ｔｏｒｒに保持し、圧力が安定したところで、直ちに高周波電源より３Ｗの電力を投入した。プラズマは１８０秒間持続させた。これにより、ｎ型 ａ−Ｓｉ層１１０が形成された。再び排気をした後に、高周波ｉ層成膜室２０５に基板を移し、基板温度は２００℃にして、ガス導入管２２１よりＳｉ2Ｈ6１ｓｃｃｍ、Ｈ2４０ｓｃｃｍを導入し、スロットルバルブの開度を調整して、反応容器の内圧を１ｔｏｒｒに保持し、圧力が安定したところで、直ちに高周波電源より２Ｗの電力を投入し、放電を６００秒持続させた。これによりｉ型ａ−Ｓｉ層１１１が形成された。再び排気をした後に、ｐ層成膜室２０４に基板を移し、基板温度は２００℃にして、ガス導入管２２２よりＳｉＨ4／Ｈ2（１０％ Ｈ2希釈）０．５ｓｃｃｍ、ＢＦ3／Ｈ2（１％ Ｈ2希釈）１ｓｃｃｍ、Ｈ2５０ｓｃｃｍを導入し、スロットルバルブの開度を調整して、反応容器の内圧を１ｔｏｒｒに保持し、圧力が安定したところで、直ちに高周波電源より２００Ｗの電力を投入した。プラズマは２分間持続させた。これによりｐ型μｃ−Ｓｉ層１１２が形成された。
【００９４】
次に試料を図２の装置から取り出し、ＤＣマグネトロンスパッタ装置のアノードの表面に取り付け、ステンレススティールのマスクで試料の周囲を遮蔽して、中央部４０ｍｍ×４０ｍｍの領域に１０重量％の酸化錫と９０重量％の酸化インジウムからなるターゲットを用いて透明導電層１１３をスパッタリングした。堆積条件は基板温度２００℃、不活性ガスとしてアルゴンの流量５０ｓｃｃｍ、酸素ガス０．５ｓｃｃｍ、堆積室内の圧力３ｍＴｏｒｒ、ターゲットの単位面積当たりの投入電力量０．２Ｗ／ｃｍ２にて約１００秒で厚さが７０ｎｍとなるように堆積した。膜の厚みは前もって同じ条件で堆積時間との関係を検量して堆積することにより所定の厚みとした。
【００９５】
以上のようにして作製した試料に銀ペーストをスクリーン印刷して集電電極を面積の２％の領域に形成し出力端子を付け、最後にマイナス側端子として銅タブをステンレス基板にステンレス半田を用いて取り付け、プラス側端子としては錫箔のテープを導電性接着剤にて集電電極１１４に取り付け出力端子とした。なお、プラス側端子は絶縁体を介して裏面に回し、後述する裏面被覆材の穴から出力を取り出せるようにした。
【００９６】
この光電気変換体の取り出し電極まで作製した試料の８枚の内４枚について、保護部材を設けないときの特性を測定し後述の比較例１−１とした。本実施例では残りの４枚の試料を次の方法で被覆した。
【００９７】
光電気変換部の受光面側にＥＶＡシート（スプリングボーンラボラトリーズ社製、商品名フォトキャップ、厚さ４６０マイクロメートル）と片面をコロナ放電処理した無延伸のＥＴＦＥフィルム（デュポン社製、商品名  テフゼルフィルム、厚さ５０マイクロメートル）を、裏側にＥＶＡシート（スプリングボーンラボラトリーズ社製、商品名フォトキャップ、厚さ４６０マイクロメートル）とナイロンフィルム（デュポン社製、商品名  ダーテック、厚さ６３．５マイクロメートル）とガルバリウム鋼板（亜鉛メッキ鋼板、厚さ０．２７ｍｍ）をＥＴＦＥ／ＥＶＡ／光電気変換部／ＥＶＡ／ナイロン／ＥＶＡ／鋼板という順に重ねた。この際にＥＴＦＥの外側に、はみ出したＥＶＡのための離型用テフロンフィルム（デュポン社製、商品名テフロンＰＦＡフィルム、厚さ５０マイクロメートル）を介してアルミニウムメッシュ（１６×１８メッシュ、線径０．０１１インチ）を配置した。この積層体を真空ラミネート装置を用いて加圧脱気しながら１５０℃で３０分加熱することにより、アルミニウムメッシュにより表面に凹凸が形成された光電気変換体を得た。なお、ここで用いたＥＶＡシートは太陽電池の封止材として広く用いられているものであり、ＥＶＡ樹脂（酢酸ビニル含有率３３％）１００重量部に対して架橋剤１．５重量部、紫外線吸収剤０．３重量部、光安定化剤０．１重量部、酸化防止剤０．２重量部、シランカップリング剤０．２５重量部を配合したものである。出力端子はあらかじめ光起電力素子裏面にまわしておき、ラミネート後、ガルバリウム鋼板に予め開けておいた端子取り出し口から出力が取り出せるようにした。保護樹脂を接着して完成した。
【００９８】
この完成した４枚の光電気変換体について分光感度を図６に示す。３００ｎｍから３７０ｎｍまでの分光感度が保護部材の吸収により低下していることがわかる。この時の表面側、中間、基板側の半導体接合により発生する光電流はそれぞれ７．３±０．１ｍＡ／ｃｍ２、７．６±０．１ｍＡ／ｃｍ２、８．０±０．１ｍＡ／ｃｍ２であった。ＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ２）照射時の電圧電流特性から得られるフィルファクターは０．７２±０．０１、変換効率は初期の変換効率は１０．２±０．１％と比較例１−１の保護部材を設ける前の１０．４±０．１％よりわずかに低下した。しかしＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ２）４０００時間の劣化試験後の変換効率は８．７±０．１％であり、比較例１−１の保護部材のない場合の８．３％を上回る結果であった。なお劣化試験後の光電流は７．２±０．１ｍＡ／ｃｍ２、７．３±０．１ｍＡ／ｃｍ２、７．８±０．１ｍＡ／ｃｍ２と変化しており、表面側の半導体接合の光電流の変化が最も少なく、最も特性の良い半導体接合となっていた。また変化後も最も特性の良い表面側の半導体接合の光電流が最も少ない状態を保っていた。
【００９９】
また半導体接合１つづつの試料とｉ層のみの厚い試料も作成し、フィルファクター、スピン密度、キャリアー走行性も測定したが前述の値とであった。
【０１００】
さらにこのサンプルを温度８５℃、湿度８５％の環境試験箱による１０００時間の環境試験を行った。変換効率の変化は０．０２％低下しただけで全く問題なかった。
【０１０１】
（比較例１−１）
実施例１の取り出し電極まで作製した試料の８枚の内４枚について、保護部材を設けないときの特性を測定し分光感度を図４に示す。３００ｎｍから９００ｎｍまで広い範囲で光を利用できている。この時の表面側、中間、基板側の半導体接合により発生する光電流はそれぞれ７．６±０．１ｍＡ／ｃｍ２、７．４±０．１ｍＡ／ｃｍ２、７．８±０．１ｍＡ／ｃｍ２であった。ＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ２）照射時の電圧電流特性から得られるフィルファクターは０．７０±０．０１、変換効率は初期の変換効率は１０．４±０．１％であった。保護部材を設けないでＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ２）４０００時間の劣化試験後の変換効率は８．３±０．１％であった。基板による差はほとんどなく残りの４枚についても同じ特性を示すと思われる。
【０１０２】
保護部材を設けない光電気変換体は屋外での使用では簡単に壊れ、特に雨にぬれた場合に集電電極からの漏電により破壊にいたる。
【０１０３】
（比較例１−２）
高周波ｉ層成膜室２０５でｉ型ａ−Ｓｉ層１１１を作製する時に、実施例１では６００秒の放電を発生させたところを本比較例では５４０秒に短縮した以外は実施例１と同じ方法で光電気変換体を作製した。
【０１０４】
保護部材を設ける前の分光感度から測定できる光電流は表面側、中間、基板側の半導体接合それぞれで７．２ｍＡ／ｃｍ2、７．４ｍＡ／ｃｍ2、７．８ｍＡ／ｃｍ2であった。
【０１０５】
保護部材を設けた後それぞれの光電流は６．９ｍＡ／ｃｍ２、７．６ｍＡ／ｃｍ２、８．０ｍＡ／ｃｍ２であった。ＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ２）照射時の電圧電流特性から得られるフィルファクターは０．７１であった。初期の変換効率は１０．０％、ＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ２）４０００時間の劣化試験後の変換効率は８．５％となり実施例１に比べ約２％低下している。
【０１０６】
（比較例１−３）
高周波ｉ層成膜室２０５でｉ型a-Ｓｉ層１１１を作製する時に、実施例１では６００秒の放電を発生させたところを本比較例では６６０秒に延長した以外は実施例１と同じ方法で光電気変換体を作製した。
【０１０７】
保護部材を設ける前の分光感度から測定できる光電流は表面側、中間、基板側の半導体接合それぞれで７．９ｍＡ／ｃｍ2、７．４ｍＡ／ｃｍ2、７．８ｍＡ／ｃｍ2であった。
【０１０８】
保護部材を設けた後それぞれの光電流は７．６ｍＡ／ｃｍ２、７．６ｍＡ／ｃｍ２、８．０ｍＡ／ｃｍ２であった。ＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ２）照射時の電圧電流特性から得られるフィルファクターは０．６７であった。初期の変換効率は９．９％、ＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ２）４０００時間の劣化試験後の変換効率は７．４％となった。表面側と中央の２つの半導体接合の光電流がそろうことでフィルファクターが著しく低下している。なお劣化後の光電流はそれぞれ７．５ｍＡ／ｃｍ２、７．２ｍＡ／ｃｍ２、７．７ｍＡ／ｃｍ２であり、中間の半導体接合の光電流が最も少なくなっていた。
【０１０９】
（参考例２）
中間の半導体接合のｎ型ａ−Ｓｉ１０７までは実施例１と同じ方法で作製した。
【０１１０】
このあと高周波ｉ層成膜室２０５に基板を移し、基板温度は２３０℃にして、ガス導入管２２１よりＳｉＨ4２ｓｃｃｍ、ＧｅＨ4２ｓｃｃｍ、Ｈ2４０ｓｃｃｍを導入し、スロットルバルブの開度を調整して、反応容器の内圧を１ｔｏｒｒに保持し、圧力が安定したところで、直ちに高周波電源より２Ｗの電力を投入し、放電を６００秒持続させた。これによりｉ型ａ−ＳｉＧｅ層１０８を形成した。再び排気をした後に、ｐ層成膜室２０４に基板を移し、基板温度は２３０℃にして、ガス導入管２２２よりＳｉＨ4／Ｈ2（１０％ Ｈ2希釈）０．５ｓｃｃｍ、ＢＦ3／Ｈ2（１％ Ｈ2希釈）１ｓｃｃｍ、Ｈ2５０ｓｃｃｍを導入し、スロットルバルブの開度を調整して、反応容器の内圧を１ｔｏｒｒに保持し、圧力が安定したところで、直ちに高周波電源より２００Ｗの電力を投入した。プラズマは１２０秒間持続させた。これによりｐ型μｃ−Ｓｉ層１０９が形成された。
【０１１１】
次に再びｎ層成膜室２０２に基板を移動した。ヒータ２０８にて基板の表面温度は２００℃に制御した。十分に排気が行われた時点で、ガス導入管２２０より、Ｓｉ2Ｈ6１ｓｃｃｍ、ＰＨ3／Ｈ2(１％Ｈ2希釈)０．５ｓｃｃｍ、Ｈ2４０ｓｃｃｍを導入し、スロットルバルブの開度を調整して、反応容器の内圧を１ｔｏｒｒに保持し、圧力が安定したところで、直ちに高周波電源より３Ｗの電力を投入した。プラズマは１８０秒間持続させた。これにより、ｎ型 ａ−Ｓｉ層１１０が形成された。再び排気をした後に、マイクロ波ｉ層成膜室２０３に基板を移し、基板温度は２００℃にして、ガス導入管２２１よりＳｉＨ4６０ｓｃｃｍ、ＧｅＨ4１０ｓｃｃｍ、Ｈ2２００ｓｃｃｍを導入し、スロットルバルブの開度を調整して、反応容器の内圧を１．５ｍｔｏｒｒに保持し、圧力が安定したところで、直ちにマ１０５ＭＨｚのマイクロ波電源より１５０Ｗの電力を投入し、バイアス電極に１３．５６ＭＨｚの高周波電力を８００ｗ印加して１５秒間持続させた。これによりｉ型ａ−ＳｉＧｅ層１１１が形成された。再び排気をした後に、ｐ層成膜室２０４に基板を移し、基板温度は２００℃にして、ガス導入管２２２よりＳｉＨ4／Ｈ2（１％ Ｈ2希釈）０．５ｓｃｃｍ、ＢＦ3／Ｈ2（１％ Ｈ2希釈）１ｓｃｃｍ、Ｈ2５０ｓｃｃｍを導入し、スロットルバルブの開度を調整して、反応容器の内圧を１ｔｏｒｒに保持し、圧力が安定したところで、直ちに高周波電源より２００Ｗの電力を投入した。プラズマは１２０秒間持続させた。これによりｐ型μｃ−Ｓｉ層１１２が形成された。
【０１１２】
この後は実施例１と同じ方法で光電気変換体を作製した。
【０１１３】
保護部材を設ける前の分光感度から測定できる光電流は表面側、中間、基板側の半導体接合それぞれで７．９ｍＡ／ｃｍ2、７．５ｍＡ／ｃｍ2、７．６ｍＡ／ｃｍ2であった。
【０１１４】
保護部材を設けた後それぞれの光電流は７．６ｍＡ／ｃｍ２、７．３ｍＡ／ｃｍ２、７．８ｍＡ／ｃｍ２であった。ＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ２）照射時の電圧電流特性から得られるフィルファクターは０．７０であった。初期の変換効率は１０．３％、ＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ２）４０００時間の劣化試験後の変換効率は８．６％となった。なお劣化後の光電流はそれぞれ７．２ｍＡ／ｃｍ２、７．１ｍＡ／ｃｍ２、７．４ｍＡ／ｃｍ２であり、中間の半導体接合の光電流の変化が最も少なく、最も特性の良い半導体接合となっていた。また変化後も最も特性の良い中間の半導体接合の光電流が最も少ない状態を保っていた。
【０１１５】
さらにこのサンプルを温度８５℃、湿度８５％の環境試験箱による１０００時間の環境試験を行った。変換効率の変化は０．０１％低下しただけで全く問題なかった。
【０１１６】
（比較例２）
マイクロ波ｉ層成膜室２０３でｉ型ａ−ＳｉＧｅ層１１１を作製する時に、参考例２では１５秒の放電を発生させたところを本比較例では１３秒に短縮した以外は参考例２と同じ方法で光電気変換体を作製した。
【０１１７】
保護部材を設ける前の分光感度から測定できる光電流は表面側、中間、基板側の半導体接合それぞれで７．５ｍＡ／ｃｍ2、７．５ｍＡ／ｃｍ2、７．７ｍＡ／ｃｍ2であった。
【０１１８】
保護部材を設けた後それぞれの光電流は７．２ｍＡ／ｃｍ２、７．６ｍＡ／ｃｍ２、７．８ｍＡ／ｃｍ２であった。ＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ２）照射時の電圧電流特性から得られるフィルファクターは０．６８であった。初期の変換効率は９．８％、ＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ２）４０００時間の劣化試験後の変換効率は７．３％となり参考例２に比べ著しく低下した。
【０１１９】
（実施例３）
屋根材としては外観の好みのため、赤色を含む色合いにする場合もある。保護部材に着色してもよいが簡単には透明導電層の厚みで調節可能である。本実施例は透明導電層の厚みを薄くし、長波長の光の反射を多くし、それに伴って半導体接合の光電流を調節した例を示す。
【０１２０】
実施例１では基板側の半導体接合のｉ層１０５の作製時間は１５秒であり、中間の半導体接合のｉ層１０８の作製時間も１５秒であり、表面側の半導体接合のｉ層１１１の作製時間は６００秒であり、透明導電層は１００秒の作製時間で７０ｎｍの厚みに作製したが、本実施例では基板側の半導体接合のｉ層１０５の作製時間を１７秒とし、中間の半導体接合のｉ層１０８の作製時間も１７秒とし、表面側の半導体接合のｉ層１１１の作製時間を５７０秒とし、透明導電層は７１秒の作製時間で５０ｎｍの厚みに作製した以外は実施例１と同じ方法で光電気変換体を作製した。
【０１２１】
保護部材を設ける前の分光感度から測定できる光電流は表面側、中間、基板側の半導体接合それぞれで７．８ｍＡ／ｃｍ2、７．２ｍＡ／ｃｍ2、７．６ｍＡ／ｃｍ2であった。
【０１２２】
保護部材を設けた後それぞれの光電流は７．２ｍＡ／ｃｍ２、７．５ｍＡ／ｃｍ２、７．９ｍＡ／ｃｍ２であった。ＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ２）照射時の電圧電流特性から得られるフィルファクターは０．７２であった。初期の変換効率は１０．３％、ＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ２）４０００時間の劣化試験後の変換効率は８．７％となった。なお劣化後の光電流はそれぞれ７．１ｍＡ／ｃｍ２、７．２ｍＡ／ｃｍ２、７．７ｍＡ／ｃｍ２であり、表面側の半導体接合の光電流の変化が最も少なく、最も特性の良い半導体接合となっていた。また変化後も最も特性の良い表面側の半導体接合の光電流が最も少ない状態を保っていた。
【０１２３】
さらにこのサンプルを温度８５℃、湿度８５％の環境試験箱による１０００時間の環境試験を行った。変換効率の変化は０．０１％低下しただけで全く問題なかった。
【０１２４】
（比較例３）
透明導電層を７１秒の作製時間で５０ｎｍの厚みに作製した以外は実施例１と同じ方法で光電気変換体を作製した。
【０１２５】
保護部材を設ける前の分光感度から測定できる光電流は表面側、中間、基板側の半導体接合それぞれで７．９ｍＡ／ｃｍ2、７．０ｍＡ／ｃｍ2、７．４ｍＡ／ｃｍ2であった。
【０１２６】
保護部材を設けた後それぞれの光電流は７．３ｍＡ／ｃｍ２、７．３ｍＡ／ｃｍ２、７．７ｍＡ／ｃｍ２であった。ＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ２）照射時の電圧電流特性から得られるフィルファクターは０．６６であった。初期の変換効率は９．５％、ＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ２）４０００時間の劣化試験後の変換効率は７．２％となった。なお劣化後の光電流はそれぞれ７．２ｍＡ／ｃｍ２、６．９ｍＡ／ｃｍ２、７．５ｍＡ／ｃｍ２であり、表面側の半導体接合の光電流の変化が最も少なく、最も特性の良い半導体接合となっていたが、中間の半導体接合の光電流が最も少ない状態になり効率を大きく低下させていた。
【０１２７】
（実施例４）
２４ｃｍ×３５ｃｍの大きな基板を用いた。大きな基板が処理できるスケールアップした装置を用いた以外は実施例１と同じ方法で作製した。この時表面側の半導体接合のｉ層を作製する高周波法の成膜室で、対向電極の設定位置のずれから長手方向の両端が厚くなる分布があった。これは装置の調整でなくすこともできたがそのまま作製した。
【０１２８】
保護部材を形成する時に中央部の４分の２が凸状態の加圧板を乗せ、保護部材の両端を約５００μｍに厚く形成した。
【０１２９】
保護部材を設ける前の分光感度から測定できる光電流は表面側、中間、基板側の半導体接合それぞれで７．４ｍＡ／ｃｍ2、７．２ｍＡ／ｃｍ2、７．６ｍＡ／ｃｍ2であった。
【０１３０】
保護部材を設けた後それぞれの光電流は７．１ｍＡ／ｃｍ２、７．４ｍＡ／ｃｍ２、７．９ｍＡ／ｃｍ２であった。ＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ２）照射時の電圧電流特性から得られるフィルファクターは０．７１であった。初期の変換効率は１０．２％、ＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ２）４０００時間の劣化試験後の変換効率は８．６％となった。なお劣化後の光電流はそれぞれ７．１ｍＡ／ｃｍ２、７．２ｍＡ／ｃｍ２、７．７ｍＡ／ｃｍ２であり、表面側の半導体接合の光電流の変化が最も少なく、最も特性の良い半導体接合となっていた。また変化後も最も特性の良い表面側の半導体接合の光電流が最も少ない状態を保っていた。
【０１３１】
さらにこのサンプルを温度８５℃、湿度８５％の環境試験箱による１０００時間の環境試験を行った。変換効率の変化は０．０３％低下しただけで全く問題なかった。
【０１３２】
（比較例４）
２４ｃｍ×３５ｃｍの大きな基板を用いて、大きな基板が処理できるスケールアップした装置を用いた以外は実施例１と同じ方法で作製した。この時表面側の半導体接合のｉ層を作製する高周波法の成膜室で、対向電極の設定位置のずれから長手方向の両端が厚くなる分布があった。これは装置の調整でなくすこともできたがそのまま作製した。保護部材を形成する時にも実施例１と同じ方法で保護部材の厚みを均一に形成した。
【０１３３】
保護部材を設ける前の分光感度から測定できる光電流は場所により異なり、表面側、中間、基板側の半導体接合それぞれで７．４〜７．６ｍＡ／ｃｍ2、７．０〜７．２ｍＡ／ｃｍ2、７．４〜７．６ｍＡ／ｃｍ2であった。
【０１３４】
保護部材を設けた後それぞれの光電流は７．１〜７．３ｍＡ／ｃｍ２、７．２〜７．４ｍＡ／ｃｍ２、７．７〜７．９ｍＡ／ｃｍ２であった。ＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ２）照射時の電圧電流特性から得られるフィルファクターは０．６８であった。初期の変換効率は９．８％、ＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ２）４０００時間の劣化試験後の変換効率は７．７％となった。これは場所により特性の最も良い表面側の半導体接合の光電流が最も少ない状態となっていない領域があるため、この部分により全体の特性が低下しているためと思われる。
【０１３５】
【発明の効果】
本発明によって作製される構成の光電気変換体を用いる事により、フィルファクターが高く、光電気変換効率が向上する。また長時間にわたり特性に変化が少なく信頼性も良い。
【０１３６】
また屋根材として使用する場合は外観や色合いも重要な要素になる場合があり、故意に特定の波長を反射させ色合いをつける場合にも、変換効率を大きく低下させることなく光劣化を低く押さえることができる。
【０１３７】
これらに加えて膜厚を厚くできることにより基板の形状を被覆しきれないような欠陥が減少するという効果もある。また電圧がかかった場合の破壊にいたるまでの程度が改善され信頼性の高い光電気変換体が得られるという効果もある。
【０１３８】
これらに更に加えて、特定の波長域の光を透過させない保護部材の厚みや分布を調整することで、半導体接合の作製条件に許容範囲を広く持たせられるという効果もある。
【０１３９】
また、本発明によれば、１０年ないしは２０年のように長期間の使用において、変換効率をほぼ一定に維持させることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の薄膜半導体光電気変換体の１実施例の断面構造を示す概略図。
【図２】本発明の半導体接合層を作製するために好適な装置の概略図。
【図３】太陽光スペクトルを示す図。
【図４】本発明の１例の保護部材（表面封止剤１１６及び表面フィルム１１７）を施す前の分光感度特性を示す図。
【図５】本発明の１例の保護部材（表面封止剤１１６及び表面フィルム１１７）の透過率特性を示す図。
【図６】本発明の１例の保護部材（表面封止剤１１６及び表面フィルム１１７）を施した後の分光感度特性を示す図。
【図７】本発明の１例の保護部材（表面封止剤１１６及び表面フィルム１１７）を設ける前後でのフィルファクターの変化の度合いを示す図。
【図８】本発明の１例の保護部材（表面封止剤１１６及び表面フィルム１１７）を設ける前後での変換効率の変化の度合いを示す図。
【図９】本発明の１例の保護部材（表面封止剤１１６及び表面フィルム１１７）を設けた後でのフィルファクターを示す図。
【図１０】本発明の１例の保護部材（表面封止剤１１６及び表面フィルム１１７）を設けた後での変換効率を示す図。
【図１１】本発明の発電装置のブロック図。
【符号の説明】
１０１  基板
１０２  反射層
１０３  透明抵抗層
１０４  ｎ型ａ−Ｓｉ
１０５  ｉ型ａ−ＳｉＧｅ
１０６  ｐ型μｃ−Ｓｉ
１０７  ｎ型ａ−Ｓｉ
１０８  ｉ型ａ−ＳｉＧｅ
１０９  ｐ型μｃ−Ｓｉ
１１０  ｎ型ａ−Ｓｉ
１１１  ｉ型ａ−Ｓｉ  または  ａ−ＳｉＧｅ
１１２  ｐ型μｃ−Ｓｉ
１１３  反射防止層兼透明導電層
１１４  集電電極
１１５  裏面補強部材
１１６  表面封止材
１１７  表面フィルム
１１８  光入射面
１１  ボトムｐｉｎ半導体接合
１２  ミドルｐｉｎ半導体接合
１３  トップｐｉｎ半導体接合
２０１  送り出し室
２０２  ｎ層成膜室
２０３  マイクロ波ｉ層成膜室
２０４  ｐ層成膜室
２０５  高周波ｉ層成膜室
２０６  回収室
２０７  基板
２０８、２０９、２１０、２１１  ヒータ
２１２、２１３、２１４、２１５  基板ホルダー兼電極
２１６、２１８、２１９  対向電極
２１７  マイクロ波導入管とバイアス電極
２２０、２２１、２２２、２２３  ガス導入管
２２４〜２３４  ガス供給ライン
１１０１  光電気変換体
１１０２  電力変換手段
１１０３  負荷
１１０４  電圧検出手段
１１０５  電流検出手段
１１０６  出力電圧設定装置
１１０７  制御装置
【図１】
0003935237.tif 000003
【図２】
0003935237.tif 000004
【図３】
0003935237.tif 000005
【図４】
0003935237.tif 000006
【図５】
0003935237.tif 000007
【図６】
0003935237.tif 000008
【図７】
0003935237.tif 000009
【図８】
0003935237.tif 000010
【図９】
0003935237.tif 000011
【図１０】
0003935237.tif 000012
【図１１】
0003935237.tif 000013