(57)【要約】【課題】成膜時に高温を必要とせずに良好なテクスチャー構造を有し、さらにはテクスチャー構造の平均表面粗さ及び形状を制御することが可能であって、しかも、酸化アルミニウムを含有したＡｇを原材料に代わる材料を用いたテクスチャー構造を備えた、導電性薄膜の形成方法及び該導電性薄膜を用いた薄膜太陽電池を提供することにある。【解決手段】導電性薄膜４のテクスチャー構造を形成するに当たり、窒化アルミニウムを含有したＡｇを原材料として用い、かつ真空成膜プロセスを使用する導電性薄膜の形成方法である、【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性薄膜のテクスチャー構造を形成するに当たり、窒化アルミニウムを含有したＡｇを原材料として用い、かつ真空成膜プロセスを使用することを特徴とするテクスチャー構造を有する導電性薄膜の形成方法。
【請求項２】
前記原材料中の窒化アルミニウムの含有量が、０．０１〜５ｍｏｌ％であることを特徴とする請求項１に記載のテクスチャー構造を有する導電性薄膜の形成方法。
【請求項３】
導電性薄膜のテクスチャー構造を形成するに当たり、原材料として窒化アルミニウムを含有したＡｇターゲットを用い、かつ真空成膜プロセスとしてスパッタリング法を使用することを特徴とするテクスチャー構造を有する導電性薄膜の形成方法。
【請求項４】
前記導電性薄膜の平均表面粗さが１６ｎｍよりも大きいことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のテクスチャー構造を有する導電性薄膜の形成方法。
【請求項５】
異なる組成の前記導電性薄膜を複数積層する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のテクスチャー構造を有する導電性薄膜の形成方法。
【請求項６】
異なる組成の前記導電性薄膜が、純Ａｇ層を含むことを特徴とする請求項５に記載のテクスチャー構造を有する導電性薄膜の形成方法。
【請求項７】
基板と、窒化アルミニウムを含有したＡｇを原材料として用い、かつ真空成膜プロセスを使用することよって形成されたテクスチャー構造を有する導電性薄膜を適用した裏面電極と、光電変換層と、透明電極とを備えていることを特徴とする薄膜太陽電池。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜太陽電池等の構成部材のうち、光散乱を生じさせる裏面電極として適用可能なテクスチャー構造を有する導電性薄膜の形成方法と、該導電性薄膜を用いた薄膜太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
住宅の屋根、ビルディングの屋上等に敷設することにより、太陽光を利用して電力を発生する太陽電池は、その資源（太陽光）が無限であること、無公害であることから注目を集めている。
従来、太陽電池による太陽光発電には、単結晶または多結晶シリコンが多く用いられてきた。しかし、太陽電池に使用されるこれらのシリコンでは、結晶の成長に多くのエネルギーと時間を要し、かつ、これに続く製造工程においても複雑な手順が必要となるため、量産効率が上がりにくく、低価格な太陽電池を提供することが困難であった。
一方、同一基板上に形成された複数の光電変換層が直列接続されている太陽電池（光電変換装置）の代表例は薄膜太陽電池である。薄膜太陽電池は、アモルファスシリコンなどの半導体を用いたもので、ガラスまたはステンレススチール等の安価な基板上に光電変換層である半導体を必要なだけ形成すればよい。
したがって、このような薄膜太陽電池は、薄型で軽量、製造コストの安さ、大面積化が容易であることなどから、今後の太陽電池の主流となると考えられ、電力供給用以外に、建物の屋根や窓などに取り付けて利用される業務用、一般住宅用にも需要が広がって来ている。
【０００３】
しかしながら、上記薄膜太陽電池は、その変換効率が従来の結晶シリコン太陽電池に比べて低く、これまでは本格的に使用されて来なかった。
ところが、軽量、薄型で、製造コストが安く、大面積化が容易、という優れた特徴を有する薄膜太陽電池については、その性能を改善するために、様々な技術が提供されている。
【０００４】
その技術の１つが、光電変換層の裏面側、つまり薄膜太陽電池の光の反射特性を高めることである。これによって、光電変換層で吸収されなかった太陽光を、再び光電変換層に戻し、太陽光を有効に利用することが可能となる。
中でも、エネルギーの低い長波長領域の光を光電変換層に効率的に吸収させるためには、裏面電極にテクスチャー構造、つまり表面反射損失低減や光閉じ込め効果による光吸収増大を図るべく裏面電極の表面を凹凸状にした構造、を形成することが非常に効果的である。
このようなテクスチャー構造に形成することにより、光電変換層で吸収されずに裏面電極に到達した光は、このテクスチャー構造を持つ裏面電極で散乱反射され、方向を変えて再び光電変換層に入って行く。この散乱により光路長さが延びるとともに、全反射条件により光が効果的に太陽電池内に閉じ込められる。この光閉じ込め効果により、光電変換層での光吸収が促進されて太陽電池の変換効率が向上することになる。
【０００５】
上記光閉じ込め効果は、太陽電池の高効率化技術として今や必須となっている。透光性基板側から光を入射させるスーパーストレート型太陽電池では通常、基板〜透明電極〜光電変換層〜裏面電極の構成となっており、この光入射側の透明電極には、例えば、ＳｎＯ２といった材料にテクスチャー構造が形成されている。
【０００６】
また、光電変換層の表面から光を入射させるサブストレート型太陽電池では、基板〜裏面電極〜光電変換層〜透明電極の構成となっており、一般的にこの裏面電極にテクスチャー構造を形成して光散乱を生じさせている。
このサブストレート型太陽電池のテクスチャー構造を有する裏面電極は、例えば、特許文献２（特開平４−２１８９７７号公報）、特許文献３（特開平８−２８８５２９号公報）、非特許文献（A.Banerjee et al.,Proc23rd  IEEE Photovoltaic Specialists Conf., Louisville, 1993(IEEE,NewYork,1993) 795）等に開示されているように、Ａｇ薄膜を高温下で形成するといった方法により、裏面電極の表面を凹凸化させてテクスチャー構造を形成している。
【０００７】
さらに、特許文献１（特開２００５−２３８７号公報）においては、酸化アルミニウムを含有したＡｇを原材料として用い、かつ真空成膜プロセスを使用してテクスチャー構造を形成し、これにより成膜時に４００℃以上の高温にすることなく、良好なテクスチャー構造を有し、さらに平均表面粗さ及び形状を制御することが可能な導電性薄膜を形成できるとしている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２３８７号公報
【特許文献２】特開平４−２１８９７７号公報
【特許文献３】特開平８−２８８５２９号公報
【非特許文献１】A.Banerjee et al.,Proc 23rd  IEEE Photovoltaic Specialists Conf., Louisville, 1993(IEEE,New York,1993) 795．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した特許文献２、特許文献３及び非特許文献１等に示されたテクスチャー構造を有する導電性薄膜の形成方法では、成膜時に少なくとも４００℃以上の高温が必要となり、このためプロセスの制約または製造設備のランニングコスト等に関して解決すべき大きな問題があり、良好なテクスチャー構造を容易に形成することは勿論のこと、テクスチャー構造自体を制御することなどは困難であった。
【００１０】
一方、上記特許文献１では、酸化アルミニウムを含有したＡｇを原材料として用い、かつ真空成膜プロセスを使用してテクスチャー構造を構成することにより、上記のような４００℃以上の高温での処理を不要とする技術ではあるが、酸化アルミニウムを含有したＡｇを原材料としたものに代えて、他の材料を用いたテクスチャー構造を有する裏面電極等が求められている。
【００１１】
本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、成膜時に高温を必要とせずに良好なテクスチャー構造を有し、さらにはテクスチャー構造の平均表面粗さ及び形状を制御することが可能であって、しかも、酸化アルミニウムを含有したＡｇを原材料に代わる材料を用いたテクスチャー構造を備えた、導電性薄膜の形成方法及び該導電性薄膜を用いた薄膜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】
【００１２】
上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明は、導電性薄膜のテクスチャー構造を形成するに当たり、窒化アルミニウムを含有したＡｇを原材料として用い、かつ真空成膜プロセスを使用している。
【００１３】
本発明の形成方法において、前記原材料中の窒化アルミニウムの含有量が、０．０１〜５ｍｏｌ％であることが好ましい。
【００１４】
また、本発明は、導電性薄膜のテクスチャー構造を形成するに当たり、原材料として窒化アルミニウムを含有したＡｇターゲットを用い、かつ真空成膜プロセスとしてスパッタリング法を使用している。
【００１５】
本発明の形成方法において、前記導電性薄膜の平均表面粗さが１６ｎｍよりも大きいことが好ましい。
【００１６】
そして、本発明の形成方法において、異なる組成の前記導電性薄膜を複数積層する工程をさらに含むことが好ましい。
また、本発明の形成方法において、異なる組成の前記導電性薄膜が、純Ａｇ層を含むことが好ましい。
【００１７】
さらに、本発明の方法によって形成された薄膜太陽電池の発明は、基板と、窒化アルミニウムを含有したＡｇを原材料として用い、かつ真空成膜プロセスを使用することよって形成されたテクスチャー構造を有する導電性薄膜を適用した裏面電極と、光電変換層と、透明電極とを備えている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、Ａｇの含有する窒化アルミニウムは、好ましくは０．０１〜５ｍｏｌ％、より好ましくは０．０５〜１ｍｏｌ％、最も好ましくは０．１〜０．５ｍｏｌ％の範囲で導電性薄膜中に含有され、これを用いて真空成膜プロセスにより導電性薄膜を形成する。
窒化アルミニウムの含有量が０．０１〜５ｍｏｌ％の範囲では、導電性薄膜の抵抗率の上昇及び反射率の減少を生じさせることなく、平均表面粗さが１６ｎｍよりも大きい、良好なテクスチャー構造を有する導電性薄膜を得ることができる。
また、導電性薄膜の膜厚は、１００〜７００ｎｍ、好ましくは１５０〜５００ｎｍ、最も好ましくは２００〜３５０ｎｍである。
導電性薄膜の膜厚が１００〜７００ｎｍの範囲であれば、抵抗の増加に太陽電池特性の悪化、または太陽電池のショートを生じさせることなく導電性薄膜を形成できる。
【００１９】
一方、成膜時に使用する原材料は、Ａｇターゲットとともに窒化アルミニウムターゲットを用いるといった２本以上のターゲットを使用してもよいが、窒化アルミニウムを含有したターゲットを使用することが好ましい。そして、かかる窒化アルミニウムを含有したターゲットを使用して、真空成膜プロセスとしてスパッタリング法を使用することにより導電性薄膜を形成する。
なお、ターゲット中の窒化アルミニウムの含有量は、得ようとしている導電性薄膜中の窒化アルミニウムの含有量に対応させればよい。
また、異なる組成の導電性薄膜を複数積層する工程をさらに含むことによって、このテクスチャー構造の平均表面粗さ及び形状を制御できる。
【００２０】
以上のように、本発明によれば、３０℃〜４００℃未満の温度範囲、好ましくは１５０〜３５０℃、最も好ましくは２００〜３５０℃の温度範囲で、従来の４００℃以上の高温下で形成した導電性薄膜と同等以上のテクスチャー構造を有する導電性薄膜を形成することが可能となる。
【００２１】
すなわち、本発明によれば、真空成膜法により窒化アルミニウムを含有したＡｇからなる導電性薄膜を形成することによって、成膜時に４００℃以上の高温にすることなく、良好なテクスチャー構造を有する導電性薄膜を形成することができる。
また、異なる組成の導電性薄膜を複数積層する工程をさらに含むことによって、このテクスチャー構造の平均表面粗さ及び形状を制御できる。
したがって、本発明によって形成された導電性薄膜は、そのテクスチャー構造により、光閉じ込め効果を向上させるため、この導電性薄膜を薄膜太陽電池の裏面電極に適用することにより、基板と、窒化アルミニウムを含有したＡｇを原材料として用い、かつ真空成膜プロセスを使用することよって形成された導電性薄膜を適用した裏面電極と、光電変換層と、透明電極とを備え、容易に従来品よりも変換効率を高めた、より高性能の薄膜太陽電池を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明のテクスチャー構造を有する導電性薄膜の形成方法及びこの導電性薄膜を用いた薄膜太陽電池について、図面を参照しながら、その実施形態に基づき詳細に説明する。
本発明は、窒化アルミニウムを含有したＡｇを原材料として用い、かつ真空成膜プロセスを使用することを要旨とするものである。
Ａｇに含有される窒化アルミニウムは、好ましくは０．０１〜５ｍｏｌ％、より好ましくは０．０５〜１ｍｏｌ％、最も好ましくは０．１〜０．５ｍｏｌ％の範囲で導電性薄膜中に含有されるのがよい。
窒化アルミニウムの含有量が０．０１〜５ｍｏｌ％の範囲では、導電性薄膜の抵抗率の上昇及び反射率の減少を生じさせることなく、平均表面粗さが１６ｎｍよりも大きい、良好なテクスチャー構造を有する導電性薄膜を得ることができる。
また、導電性薄膜の膜厚は、１００〜７００ｎｍ、好ましくは１５０〜５００ｎｍ、最も好ましくは２００〜３５０ｎｍである。
導電性薄膜の膜厚が１００〜７００ｎｍの範囲であれば、抵抗の増加に太陽電池特性の悪化、または太陽電池のショートを生じさせることなく導電性薄膜の形成が可能となる。
【００２３】
さらにテクスチャー構造の平均表面粗さ及び形状を制御するために、異なる組成の導電性薄膜を複数積層する工程をさらに含むことが可能である。ここで、「平均表面粗さ」とは算術平均粗さＲａを指している。
なお、異なる組成の導電性薄膜とは、
（１）窒化アルミニウムを０．０１〜５ｍｏｌ％の範囲で種々含有させたＡｇ薄膜、
（２）窒化アルミニウムを（１）の範囲外であって、上限５０ｍｏｌ％未満含有させたＡｇ薄膜、
（３）モリブデン、タングステン、コバルト、クロム、ニッケル、鉄、銅、銀、金、白金、タンタル、ニオブ、ジルコニウム、アルミニウム、シリコン等の金属またはそれらの合金、
（４）下記に示すような透明導電膜、などといった導電性を有し、かつ真空成膜プロセスによって成膜できるものを指している。
【００２４】
上記の中でも、導電性の良好な（１）、（３）及び（４）を適用することが好ましく、また高い反射率を得ること等を考慮すると、（１）及び（３）を適用することがより好ましいが、（３）を適用することが最も好ましい。さらに、（３）の中でも高い導電性及び反射率を得ることを考慮をすると、銀を適用することが好ましい。
また、基板上に導電性薄膜を複数積層する場合、上記（１）の層の上に、（２）、（４）の少なくとも１種の層を積層してもよく、逆に（２）〜（４）の少なくとも１種の層の上に（１）の層を積層してもよい。さらには、（１）〜（４）を複数回組み合わせて積層してもよい。ただし、（１）の層が最表層に位置しない場合は、（１）によって形成されたテクスチャー構造を損なわない程度に、（１）の上に積層される層の膜厚を制御すればよい。
また、成膜時に使用する原材料は、Ａｇターゲットとともに窒化アルミニウムターゲットを用いるといった２本以上のターゲットを使用してもよいが、窒化アルミニウムを含有したＡｇターゲットを使用することが好ましい。なお、ターゲット中の窒化アルミニウムの含有量は、得ようとしている導電性薄膜中の窒化アルミニウムの含有量に対応させればよい。
【００２５】
以上のように、本発明の実施形態によれば、３０〜４００℃未満の温度範囲、好ましくは１５０〜３５０℃、最も好ましくは２００〜３５０℃の温度範囲で、従来の４００℃以上の高温下で形成した導電性薄膜と同等以上のテクスチャー構造を有する導電性薄膜を形成することが可能となる。
【００２６】
ところで、かかるテクスチャー構造を有する導電性薄膜の真空成膜プロセスにおいて、剛性の強い基板を使用する場合、バッチ式、インライン式等の成膜装置を使用することが可能である。
さらに、可撓性フィルムの場合、各成膜室を移動する基板上に連続的に成膜するロールツーロール方式の成膜装置、または各成膜室内で基板を同時に停止させて成膜し、成膜の終わった基板部分を次の成膜室へ送りだすステッピングロール方式の成膜装置等を使用することが可能となる。
【００２７】
次に、図１を参照して本発明に係るテクスチャー構造を有する導電性薄膜を裏面電極として適用したサブストレート型太陽電池の１例を説明する。図１において、２は基板、４は前述の導電性薄膜、６ａは透明導電膜、８は光電変換層、６ｂは透明導電膜、１０は入射光であり、このサブストレート型太陽電池は、入射光１０の入射方向と反対側から基板２、導電性薄膜４、透明導電膜６ａ、光電変換層８及び透明導電膜６ｂの順に積層されて構成されている。
【００２８】
上記基板２は、薄膜太陽電池の各構成層の支持体としての役割を果たすものであり、剛性の強い基板、または軽量性、量産性などに優れたフィルム状の基板を使用することが可能である。
剛性の強い基板２は、一般的に厚さ１ｍｍ以上のものが使用されるが、液晶基板またはタッチパネル等で使用されているような厚さ０．１〜１ｍｍ程度のきわめて薄い基板２を使用してもよい。
また、フィルム基板は、厚さ５〜３５０μｍのものを使用することが可能であるが、一般的には、厚さ２０〜２００μｍの基板を使用するのが好ましい。
【００２９】
上記基板２の材質としては、ガラス材料；Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｐｂ、またはＴｉなどの金属材料及びこれらの合成材料（ステンレスなど）；Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｌ、トリア（ＴｈＯ２）、マグネシア（ＭｇＯ）、ベリリア(ＢｅＯ）、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）、窒化ボロン（ＢＮ）、及び炭化水素（ＳｉＣ）などからなるセラミック材料；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、または耐熱性などに優れるポリアミド系、アラミド系、もしくはフッ素系の高分子材料から選択されることが好ましい。
なお、これらの基板２の表面は、本発明の適用に当たって、研磨もしくは粗面化されていてもよい。
【００３０】
上記透明導電膜６ａ及び６ｂとしては、酸化亜鉛（ＺｎＯ），酸化錫（ＳｎＯ２）、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化カドミウム（ＣｄＯ）、スズ酸カドミウム（Ｃｄ２ＳｎＯ４）などの金属酸化物または硫化カドミウム（ＣｄＳ）などが使用可能である。また、これらに１１１ｂ族またはＶｂ族の元素を添加することによって抵抗値を所要の値に制御してもよい。
１１１ｂ族またはＶｂ族の元素を添加する方法としては、例えば、１１１ｂ族であるＡｌを酸化アルミニウムの形でＺｎＯターゲットに加えることによって容易に行える。
【００３１】
また、導電性薄膜４と光電変換層８との間に位置する透明導電膜６ａの膜厚は、２０〜２００ｎｍの範囲で使用することができるが、中でも膜厚が４０〜１００ｎｍの範囲、最も好ましくは６０〜８０ｎｍの範囲内であれば透明導電膜６ａと光電変換層８との屈折率に起因する干渉を大幅に低減することができ、太陽光を最も損失なく取り込むことが可能となる。
なお、透明導電膜６ａは必ずしも設けられていなくてもよいが、透明導電膜６ａから光電変換層８への金属の拡散等による欠陥を防ぐことを考慮すると、透明導電膜６ａを形成した方が好ましい。この場合、裏面電極とは通常、前述した透明導電膜６ｂとこの透明導電膜６ａとを含んでいる。また、上記透明導電膜６ｂは、薄膜太陽電池において最も入射光１０側に位置し、透明電極とも呼ばれている。
【００３２】
光電変換層８としては、アモルファスシリコン系半導体による１つのｐ−ｉ−ｎ接合を有するものでも、複数積層したタンデムタイプのものでもよい。またこの他に、薄膜多結晶シリコン、微結晶シリコン、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、インジウムりん（ＩｎＰ）、ＣｄＳ／カドミウムテルライド（ＣｄＴｅ）、セレン化銅インジウム（ＣｕＩｎＳｅ２）、ＣｄＳ／ＣｕＩｎＳｅ２、インジウムガリウムナイトライド（ＩｎＧａＮ）及びこれらの複合層を使用することが可能である。
また、光電変換層８の膜厚は、１００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲で使用することが可能であるが、中でも、膜厚が１５０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲、最も好ましくは２００ｎｍ〜４００ｎｍの範囲内であれば、太陽光を十分に吸収し、さらにアモルファス特有の光劣化を大幅に抑えることができる。
【００３３】
本発明の実施形態により形成された導電性薄膜は、裏面電極としてサブストレート型またはスーパーストレート型薄膜太陽電池に適用することができる。入射光１０が基板２の反対側から入射するサブストレート型薄膜太陽電池は、入射光１０に対して図１の構成で作製すればよく、また、基板に透明なガラスまたは高分子基板を使用している。
入射光１０を基板２側から入射するスーパーストレート型薄膜太陽電池は、基板２に、透明導電膜６ｂ、光電変換層８、透明導電膜６ａ、導電性薄膜４の順で各層を積層した構成で作製すればよい。
【実施例】
【００３４】
以下に、具体的な実施例を挙げて本発明をより詳細に説明する。
（実施例１）
窒化アルミニウムを０．３ｍｏｌ％含有したＡｇターゲットを用い、かつ高周波スパッタリング装置によって、裏面電極である導電性薄膜の形成を行った。この装置内の真空度が１０−５Ｐａに到達した後、５０ｓｃｃｍのＡｒを導入して０．６６５Ｐａの圧力を保持した。
また、ヒーターを３５０℃の温度に設定し、５０μｍ厚さのポリイミドフィルム基板を加熱した状態で、２００Ｗの高周波電力を印加し、スパッタリング法により膜厚２００ｎｍの裏面電極サンプルを作製した。
なお、基板にガラス（コーニング社製♯７０５９）を使用しても、ポリイミドフィルム基板の場合と比べて諸物性は変化しておらず、本発明の方法では、基板による影響はないものと考えられる。
【００３５】
（比較例１）
ターゲットに従来材料である純Ａｇターゲットを用いたこと以外は、実施例１と同様な方法により、膜厚２００ｎｍの裏面電極サンプルを作製した。
【００３６】
実施例１及び比較例１について、全反射率Ｒ（Ｔ）（鏡面反射率及び散乱反射率を含む）及び鏡面反射率Ｒ（Ｓ）（基板表面に対する光の入射角と反射角とが等しい反射の割合）の光学測定を行い、これに基づいて、入射光の波長（ｎｍ）に対する散乱度（＝（Ｒ（Ｔ）−Ｒ（Ｓ））／Ｒ（Ｔ））の値を図２に示した。
なおここで、散乱度とは、反射光の内、どの程度の光が散乱しているかを示すもので、この値が１に近いほど散乱が促進されていることになる。
図２の結果から明らかなように、実施例１は比較例１よりも優れた散乱特性を示していることが確認できた。
【００３７】
次に、実施例１及び比較例１について、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により平均表面粗さを評価し、その結果を表１に示す。
【００３８】
【表１】
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【００３９】
表１からも明らかなように、実施例１は、比較例１に比べて平均表面粗さが１８ｎｍも大きくなっており、良好なテクスチャー構造が形成されていることが分かった。
【００４０】
（実施例２）
実施例１の方法により導電性薄膜を、膜厚５０μｍのポリイミドフィルム基板上に２５０ｎｍの膜厚で形成した。化学気相成長法により水素化アモルファスシリコンの光電変換層を作成した。ｎ層／界面層／ｉ層／界面層／ｐ層の積層構造を構築し、このときのｉ層の膜厚を３００ｎｍとした。スパッタリング法により、この積層構造の上に透明電極である膜厚７０ｎｍのＩＴＯ薄膜用を形成し、シングル接合薄膜太陽電池のサンプルを作製した。
【００４１】
（比較例２）
比較例１の方法により導電性薄膜を、膜厚５０μｍのポリイミドフィルム基板上に２５０ｎｍの膜厚で形成した。次に化学気相成長法により水素化アモルファスシリコンの光電変換層を形成した。ｎ層／界面層／ｉ層／界面層／ｐ層の積層構造を構築し、このときのｉ層の膜厚を３００ｎｍとした。スパッタリング法により、この積層構造の上に透明電極である膜厚７０ｎｍのＩＴＯ薄膜用を形成し、シングル接合薄膜太陽電池のサンプルを作製した。
表２に実施例２及び比較例２のシングル接合薄膜太陽電池の諸特性を示す。
【００４２】
【表２】
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【００４３】
表２から、実施例２は、比較例２に比べて開放電圧Ｖｏｃは２．２％程度低くなっているが、短絡電流密度Ｊｓｃが５．０％、フィルファクター（ＦＦ）が１．５％大きくなっており、結果的に変換効率が４．３％も向上することが分かった。
これは、裏面電極表面のテクスチャー構造が改善されていることが影響していると考えられる。つまり、本発明の導電性薄膜の形成方法によって作製された導電性薄膜を裏面電極として適用した太陽電池は、従来の導電性薄膜からなる太陽電池に比べて、変換効率が向上することが明らかとなった。
【００４４】
（実施例３）
異なる組成の導電性薄膜を積層する工程をさらに追加することで、テクスチャー構造の平均表面粗さ及び形状を制御できるかを評価する上で、次のような方法により積層された裏面電極サンプルを作製した。
先ず、比較例１の方法により、膜厚５０μｍのポリイミドフィルム基板上に純Ａｇ層１２５ｎｍを形成し、次に実施例１の方法により、この純Ａｇ層上に窒化アルミニウム含有Ａｇ層１２５ｎｍを積層し、裏面電極サンプルを作製した。
【００４５】
比較例１、実施例１及び実施例３のサンプルの平均表面粗さを、上記ＡＦＭにより評価し、その結果を表３に示す。
【００４６】
【表３】
2009194288.tif 000005
【００４７】
表３から、異なる組成の導電性薄膜を積層することにより、平均表面粗さを制御できることが分かった。
【００４８】
以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変更及び変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施形態に係るテクスチャー構造を有する導電性薄膜を裏面電極として適用したサブストレート型太陽電池の１例を示す概略断面図である。
【図２】本発明の実施形態の効果を示す線図である。
【符号の説明】
【００５０】
２  基板
４  導電性薄膜
６ａ，６ｂ  透明導電膜
８  光電変換層、
１０  入射光
【図１】
2009194288.tif 000006
【図２】
2009194288.tif 000007