(57)【要約】【課題】本発明は真性(Intrinsic) 半導体に所定の不純物をドーピングしてバンドギャップ(Band gap) 電圧を調節し効率を向上する効果がある太陽電池を提供する。【解決手段】本発明に係る太陽電池は基板と基板に配置される第１電極と第２電極及び第１電極と第２電極の間に配置され、炭素（Ｃ）及び酸素（Ｏ）の内少なくとも一つの不純物がドープされた非晶質シリコンの第１真性半導体層及びゲルマニウム（Ｇｅ）がドープされた微結晶シリコンの第２真性半導体層を含む光電変換部を含むことができる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に配置された第１電極と、
第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極の間に配置され、炭素（Ｃ）及び酸素（Ｏ）のうち少なくとも一つが不純物としてドープされた非晶質シリコンで形成された第１真性半導体層及びゲルマニウム（Ｇｅ）がドープされた微結晶シリコンで形成された第２真性半導体層を含む光電変換部と、
を含む太陽電池。
【請求項２】
前記基板の光入射面から前記第１真性半導体層、前記第２真性半導体層の順に配置された請求項１記載の太陽電池。
【請求項３】
前記第１真性半導体層の前記炭素と酸素のうち少なくとも一つの不純物の含有量は１０〜５０ａｔｏｍ％である請求項１記載の太陽電池。
【請求項４】
前記第２真性半導体層のゲルマニウムの含有量は３〜２０ａｔｏｍ％である請求項１記載の太陽電池。
【請求項５】
基板と、
前記基板上に配置された第１電極と、
第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極の間に配置された複数の光電変換部と、
を含み、
前記複数の光電変換部は
炭素（Ｃ）及び酸素（Ｏ）のうち少なくとも一つが不純物としてドープされた非晶質シリコンで形成された第１真性半導体層を含む第１光電変換部と、
ゲルマニウム（Ｇｅ）がドープされた非晶質シリコンで形成された第２真性半導体層を含む第２光電変換部と、
ゲルマニウム（Ｇｅ）がドープされた微結晶シリコンで形成された第３真性半導体層を含む第３光電変換部と
を含む太陽電池。
【請求項６】
前記基板の光入射面から前記第１光電変換部、前記第２光電変換部及び前記第３光電変換部が順に配置された請求項５記載の太陽電池。
【請求項７】
前記第３真性半導体層のゲルマニウムの含有量は前記第２真性半導体層のゲルマニウムの含有量より少ない請求項５記載の太陽電池。
【請求項８】
前記第３真性半導体層の厚さは前記第２真性半導体層の厚さより厚く、前記第２真性半導体層の厚さは前記第１真性半導体層の厚さより厚い請求項５記載の太陽電池。
【請求項９】
前記第２光電変換部と前記第３光電変換部の間に中間層が配置された請求項５記載の太陽電池。
【請求項１０】
前記第１光電変換部と前記第２光電変換部の間に中間層が配置された請求項５記載の太陽電池。
【請求項１１】
前記第１光電変換部と前記第２光電変換部の間に配置された第１中間層及び前記第２光電変換部と前記第３光電変換部の間に配置された第２中間層をさらに含み、
前記第２中間層の厚さは前記第１中間層の厚さより厚い請求項５記載の太陽電池。
【請求項１２】
前記第１光電変換部と前記第２光電変換部の間に配置された第１中間層及び前記第２光電変換部と前記第３光電変換部の間に配置された第２中間層をさらに含み、
第１波長帯域に対して前記第１中間層の屈折率は前記第２中間層の屈折率より大きく、
前記第１波長より長い第２波長帯域に対して前記第１中間層の屈折率は前記第２中間層の屈折率より小さい請求項５記載の太陽電池。
【請求項１３】
前記第３真性半導体層のゲルマニウムの含有量は３〜２０ａｔｏｍ％である請求項５記載の太陽電池。
【請求項１４】
前記第２真性半導体層のゲルマニウムの含有量は５〜３０ａｔｏｍ％である請求項５記載の太陽電池。
【請求項１５】
前記第１真性半導体層の前記炭素と酸素のうち少なくとも一つの含有量は１０〜５０ａｔｏｍ％である請求項５記載の太陽電池。
【請求項１６】
基板と、
前記基板上に配置された第１電極と、
第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極の間に配置され、非晶質シリコンで形成された第１真性半導体層と、
前記第１電極と前記第２電極の間に配置され、微結晶シリコンで形成された第２真性半導体層と、
を含み、
前記第１真性半導体層と前記第２真性半導体層には同一の不純物がドープされた太陽電池。
【請求項１７】
前記第１真性半導体層と前記第２真性半導体層はゲルマニウムがドープされた請求項１６記載の太陽電池。
【請求項１８】
前記第１真性半導体層のゲルマニウム含有量は前記第２真性半導体層のゲルマニウム含有量より多い請求項１７記載の太陽電池。
【請求項１９】
前記第２真性半導体層の前記ゲルマニウムの含有量は３〜２０ａｔｏｍ％である請求項１８記載の太陽電池。
【請求項２０】
前記第１真性半導体層の前記ゲルマニウムの含有量は５〜３０ａｔｏｍ％である請求項１８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】
太陽電池(Solar Cell)は光を電気に変換する素子として、ｐ型半導体とｎ型半導体を含む。
【０００３】
一般的に外部から光が入射されると、入射された光によって太陽電池の半導体内部で電子と正孔の対が形成され、内部に発生した電場によって電子はｎ型半導体に移動し、正孔はｐ型半導体に移動することで電力を生産することができる。
【０００４】
太陽電池は使われる材料によって大きくシリコン系、化合物系、有機物系太陽電池で区分することができる。
【０００５】
共に、シリコン系太陽電池は半導体の相(Phase)によって結晶シリコン(Crystalline Silicon、ｃ−Ｓｉ) 太陽電池と非晶質シリコン(Amorphous Silicon、ａ−Ｓｉ)太陽電池に区分できる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、真性(Intrinsic) 半導体に所定の不純物をドーピングしてバンドギャップ(Band gap)電圧を調節し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】
【０００７】
課題を解決するために、本発明に係る太陽電池は基板と、基板上に配置される第１電極と第２電極及び第１電極と第２電極の間に配置され、炭素（Ｃ）及び酸素（Ｏ）の内少なくとも一つが不純物としてドープされた非晶質シリコンで形成された第１真性半導体層及びゲルマニウム（Ｇｅ）がドープされた微結晶シリコンで形成された第２真性半導体層を含む光電変換部を含むことができる。
【０００８】
また、基板の光入射面から第１真性半導体層、第２真性半導体層の順に配置されることができる。
【０００９】
また、第１真性半導体層の炭素と酸素のうち少なくとも一つの不純物の含有量は１０〜５０ａｔｏｍ％で有り得る。
【００１０】
また、第２真性半導体層のゲルマニウムの含有量は３〜２０ａｔｏｍ％で有り得る。
【００１１】
また、本発明に係る他の太陽電池は基板、基板に配置される第１電極、第２電極及び第１電極と第２電極の間に配置される光電変換部を含み、光電変換部は炭素（Ｃ）及び酸素（Ｏ）の内少なくとも一つが不純物としてドープされた非晶質シリコンで形成された第１真性半導体層を含む第１光電変換部、ゲルマニウム（Ｇｅ）がドープされた非晶質シリコンで形成された第２真性半導体層を含む第２光電変換部及びゲルマニウム（Ｇｅ）がドープされた微結晶シリコンで形成された第３真性半導体層を含む第３光電変換部を含むことができる。
【００１２】
また、光入射面から第１光電変換部、第２光電変換部及び第３光電変換部を順に配置することができる。
【００１３】
また、第３真性半導体層のゲルマニウムの含有量は第２真性半導体層のゲルマニウムの含有量より少ないことがある。
【００１４】
また、第３真性半導体層の厚さは第２真性半導体層の厚さより厚く、第２真性半導体層の厚さは第１真性半導体層の厚さより厚いことがある。
【００１５】
また、第２光電変換部と第３光電変換部の間に中間層(Interlayer)がさらに配置することができる。
【００１６】
また、第１光電変換部と第２光電変換部の間に中間層(Interlayer)がさらに配置することができる。
【００１７】
また、第１光電変換部と第２光電変換部の間に配置される第１中間層及び第２光電変換部と第３光電変換部の間に配置される第２中間層をさらに含み、第２中間層の厚さは第１中間層の厚さより厚いことがある。
【００１８】
また、第１光電変換部と第２光電変換部の間に配置される第１中間層及び第２光電変換部と第３光電変換部の間に配置される第２中間層をさらに含み、第１波長帯域に対して第１中間層の屈折率は第２中間層の屈折率より大きく、第１波長より長い第２波長帯域に対して第１中間層の屈折率は第２中間層の屈折率より小さくなりえる。
【００１９】
また、第３真性半導体層のゲルマニウムの含有量は３〜２０ａｔｏｍ％で有り得る。
【００２０】
また、第２真性半導体層のゲルマニウムの含有量は５〜３０ａｔｏｍ％で有り得る。
【００２１】
また、第１真性半導体層の炭素と酸素のうち少なくとも一つの含有量は１０〜５０ａｔｏｍ％で有り得る。
【００２２】
また、本発明に係る他の太陽電池は基板と基板に配置される第１電極、第２電極及び第１電極と第２電極の間に配置され非晶質シリコンで形成された第１真性半導体層と第１電極と第２電極の間に配置され、微結晶シリコンで形成された第２真性半導体層を含み、第１真性半導体層と第２真性半導体層には同一の不純物がドープされることがある。
【００２３】
また、第１真性半導体層と第２真性半導体層はゲルマニウム（Ｇｅ）がドープされ得る。
【００２４】
また、第１真性半導体層のゲルマニウムの含有量は第２真性半導体層のゲルマニウムの含有量より多くすることができる。
【００２５】
また、第２真性半導体層のゲルマニウムの含有量は３〜２０ａｔｏｍ％で有り得る。
【００２６】
また、第１真性半導体層のゲルマニウムの含有量は５〜３０ａｔｏｍ％で有り得る。
【発明の効果】
【００２７】
以上説明したように本発明に係る太陽電池は真性(Intrinsic)半導体に所定の不純物をドープしてバンドギャップ(Band gap)電圧を調節することで効率を向上する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る太陽電池の一例に対して説明するための図である。
【図２】本発明に係る太陽電池の一例に対して説明するための図である。
【図３】本発明に係る太陽電池の一例に対して説明するための図である。
【図４】本発明に係る太陽電池の一例に対して説明するための図である。
【図５】本発明に係る太陽電池の一例に対して説明するための図である。
【図６】本発明に係る太陽電池の一例に対して説明するための図である。
【図７】本発明に係る太陽電池の他の構造を説明するための図である。
【図８】本発明に係る太陽電池の他の構造を説明するための図である。
【図９】本発明に係る太陽電池の他の構造を説明するための図である。
【図１０】本発明に係る太陽電池の他の構造を説明するための図である。
【図１１】本発明に係る太陽電池の他の構造を説明するための図である。
【図１２】本発明に係る太陽電池のまた他の構造に対して説明するための図である。
【図１３】本発明に係る太陽電池のまた他の構造に対して説明するための図である。
【図１４】本発明に係る太陽電池のまた他の構造に対して説明するための図である。
【図１５】本発明に係る太陽電池のまた他の構造に対して説明するための図である。
【図１６】本発明に係る太陽電池のまた他の構造に対して説明するための図である。
【図１７】本発明に係る太陽電池のまた他の構造に対して説明するための図である。
【図１８】本発明に係る太陽電池のまた他の構造に対して説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下では添付した図面を参照にして本発明の実施の形態について本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施するように詳しく説明する。
【００３０】
図１乃至図６は本発明に係る太陽電池の一例に対して説明するための図である。
【００３１】
図１の構造をｐｉｎ−ｐｉｎ構造と言える。
【００３２】
図１に示されるように、本発明に係る太陽電池１０は基板１００、基板１００の上部に配置される前面電極１１０、後面電極１４０及び光電変換部１２０、光電変換部１３０を含むことができる。
【００３３】
ここで、前面電極１１０は基板１００に配置され、外部から入射される光で電力を生産する光電変換部１２０、光電変換部１３０は前面電極１１０と後面電極１４０の間に配置され、共に光電変換部１２０は不純物として炭素（Ｃ）及び酸素（Ｏ）の内少なくとも一つがドープされる第１真性半導体層１２２及びゲルマニウム（Ｇｅ）がドープされた微結晶シリコン(Micro-Crystalline Silicon：ｍｃ−Ｓｉ) の第２真性(Intrinsic) 半導体層１３２を含むことができる。ここで、真性半導体層はｉ型半導体層であると言える。ここで、前面電極１１０を第１電極(First Electrode)であるとし、後面電極１４０を第２電極(Second Electrode)であると言うことも可能である。
【００３４】
基板１００は他の機能性層が配置することができる空間を設置することができる。共に、基板１００は入射される光(Light)が光電変換部１２０、光電変換部１３０により効果的に到逹するようにするために実質的に透明な材質、例えばガラスまたはプラスチック材質からなることがある。
【００３５】
前面電極１１０は入射される光の透過率を高めるために実質的に透明ながらも電気伝導性を有する材質を含むのが可能である。例えば、前面電極１１０は大部分の光が透過し電気がよく流れるように高い光透過度と高い電気伝導度を備えるためにインジウムスズ酸化物(indium tin oxide:ＩＴＯ)、スズ系酸化物(ＳｎＯ2 等)、ＡｇＯ、ＺｎＯ−（Ｇａ2Ｏ3又はＡｌ2Ｏ3）、フローリンティンオキサイド（fluorine tin oxide: ＦＴＯ) 及びこれらの混合物で成る群から選択されるもので形成されることができる。共に、前面電極１１０の比抵抗範囲は約１０-2Ω・cm乃至１０-11Ω・cmで有り得る。
【００３６】
このような前面電極１１０は実質的に基板１００の全体面に形成されることが可能であり、光電変換部１２０、光電変換部１３０と電気的に接続されることができる。これによって、前面電極１１０は入射される光によって生成されたキャリア中の一つ、例えば正孔を収集し出力することができる。
【００３７】
共に、前面電極１１０の上部表面にはランダム(random)のピラミッド構造を有する複数の凹凸が形成されることができる。すなわち、前面電極１１０はテクスチャリング表面(texturing surface)を備えていることである。このように、前面電極１１０の表面をテクスチャリングするようになれば、入射される光の反射を低減させ、光の吸収率を高めることができて太陽電池１０の効率を向上することが可能である。
【００３８】
一方、図１では前面電極１１０にだけ凹凸を形成した場合のみを示しているが、光電変換部１２０、光電変換部１３０にも凹凸を形成するのが可能である。以下では説明の便宜のために前面電極１１０にだけ凹凸を形成する場合を例で挙げて説明する。
【００３９】
後面電極１４０は光電変換部１２０、光電変換部１３０が発生させた電力の回収効率を高めるために電気伝導性がすぐれた金属材質を含むことができる。共に、後面電極１４０は光電変換部１２０、光電変換部１３０と電気的に接続されて入射される光によって生成されたキャリア中の一つ、例えば電子を収集して出力することができる。
【００４０】
光電変換部１２０、光電変換部１３０は外部から入射される光を電気に変換することができる。
【００４１】
共に、光電変換部１２０、光電変換部１３０はバンドギャップを調節し太陽電池１０の効率を向上するために不純物として炭素（Ｃ）及び酸素（Ｏ）の内少なくとも一つがドープされた第１真性半導体層１２２及びゲルマニウム（Ｇｅ）がドープされた微結晶シリコンの第２真性半導体層１３２を含むことができる。
【００４２】
望ましくは、光電変換部１２０、光電変換部１３０は第１光電変換部１２０と第２光電変換部１３０を含むことができる。
【００４３】
第１光電変換部１２０は非晶質シリコン(Amorphous Silicon)、例えば水素化された非晶質シリコン(Hydrogenated Amorphous Silicon: ａ−Ｓｉ：Ｈ)を利用する非晶質シリコンセルで有り得る。このような第１光電変換部１２０は短波長帯域の光を吸収し電力を生産することができる。
【００４４】
このような第１光電変換部１２０は前面電極１１０上に順次に形成された第１ｐ型半導体層１２１、第１真性半導体層１２２、第１ｎ型半導体層１２３を含むことができる。
【００４５】
第１ｐ型半導体層１２１はシリコン（Ｓｉ）を含む原料ガスにホウ素、ガリウム、インジウムなどのような３価元素の不純物及び炭素（Ｃ）または酸素（Ｏ）の内少なくとも一つを含むガスを利用し形成することができる。
【００４６】
第１真性半導体層１２２はキャリアの再結合率を減らし光を吸収することができる。このような第１真性半導体層１２２は短波長帯域の光を主に吸収し、電子と正孔のようなキャリアを生成することができる。このような第１真性半導体層１３２は非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）、例えば水素化された非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）を含むことができる。共に、第１真性半導体層１２２は短波長帯域の光を充分に吸収するためにおおよそ２００ｎｍ乃至３００ｎｍの厚さを有することができる。
【００４７】
共に、第１真性半導体層１２２には不純物として炭素（Ｃ）及び酸素（Ｏ）の内少なくとも一つがドープされることができる。このような場合には、ドープされる炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）によって第１真性半導体層１２２のバンドギャップが高くなることで短波長帯域光の吸収率が向上することができ、これによって太陽電池１０の効率が向上することができる。
【００４８】
第１ｎ型半導体層１２３はシリコンを含む原料ガスにりん（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）などのように５価元素の不純物を含むガスを利用して形成することができる。
【００４９】
このような第１光電変換部１２０はプラズマ化学気相成長(plasma enhanced chemical vapor deposition：ＰＥＣＶＤ)のような化学気相成長(chemical vapor deposition：ＣＶＤ)によって形成されることができる。
【００５０】
第１光電変換部１２０の第１ｐ型半導体１２１及び第１ｎ型半導体層１２３のようなドープ層は真性半導体層１２２を間に置いてｐ−ｎ接合を形成することができる。すなわち、第１光電変換部１２０はｎ型不純物ドープ層、すなわち第１ｎ型半導体層１２３とｐ型不純物ドープ層、すなわち第１ｐ型半導体１２１の間に配置されることである。
【００５１】
このような構造で、第１ｐ型半導体１２１の方で光が入射されれば第１真性半導体層１２２の内部では相対的に高いドーピング濃度を有する 第１ｐ型半導体１２１と 第１ｎ型半導体層１２３によって空乏領域(depletion region)が形成され、これによって電場を形成することができる。このような光起電力効果(photovoltatic effect)よって光吸収層である第１真性半導体層１２２から生成された電子と正孔は接触電位差によって分離し互いに異なる方向に移動される。例えば、正孔は第１ｐ型半導体１２１を通じて前面電極１１０の方へ移動し、電子は第１ｎ型半導体層１２３を通じて後面電極１４０の方へ移動することができる。このような方式で電力が生産されることができる。
【００５２】
第１光電変換部１２０では第１真性半導体層１２２に炭素（Ｃ）及び酸素（Ｏ）の内少なくとも一つがドープされる条件の下に、第１ｐ型半導体層１２１及び第１ｎ型半導体層１２２の内少なくとも一つには炭素（Ｃ）及び酸素（Ｏ）の内少なくとも一つがドープされることが可能である。望ましくは、第１ｐ型半導体層１２１及び第１ｎ型半導体層１２２の内第１ｐ型半導体層１２１に炭素（Ｃ）及び酸素（Ｏ）の内少なくとも一つがドープされることができる。
【００５３】
また、第１光電変換部１２０では第１真性半導体層１２２、第１ｐ型半導体層１２１及び第１ｎ型半導体層１２２は皆非晶質シリコンを含むことができる。または、第１ｐ型半導体層１２１及び第１ｎ型半導体層１２２の内第１ｎ型半導体層１２２は微結晶シリコンを含む場合も可能である。
【００５４】
第２光電変換部１３０は微結晶シリコン(Micro-Crystalline Silicon)、例えば水素化された微結晶シリコン(Hydrogenated Micro-Crystalline Silicon、ｍｃ−Ｓｉ：Ｈ)を利用するシリコンセルで有り得る。このような第２光電変換部１３０は長波長帯域の光を吸収し電力を生産することができる。
【００５５】
このような第２光電変換部１３０は第２ｐ型半導体層１３１、第２真性半導体層１３２、第２ｎ型半導体層１３３を含むことができる。ここで、第２ｐ型半導体層１３１と、第２ｎ型半導体層１３３の位置は互いに変わることも可能である。
【００５６】
このような第２光電変換部１３０は第１光電変換部１２０と同じくＰＥＣＶＤのようなＣＶＤ法に形成されることができる。
【００５７】
第２真性半導体層１３２は第１ｐ型半導体層１２１と同様にキャリアの再結合率を減らし光を吸収することができる。第２真性半導体層１３２は入射される長波長帯域の光を主に吸収し電子と正孔を生成することができる。
【００５８】
第２真性半導体層１３２は微結晶シリコン（ｍｃ−Ｓｉ）、例えば水素化された微結晶シリコン（ｍｃ−Ｓｉ：Ｈ）を含むことができる。共に、第２真性半導体層１３２の厚さは長波長帯域の光を充分に吸収するために第１真性半導体層１２２の厚さより厚いことがある。例えば、第２真性半導体層１３２の厚さはおおよそ１５００ｎｍ乃至３０００ｎｍで有り得る。
【００５９】
共に、第２真性半導体層１３２にはゲルマニウム（Ｇｅ）が不純物としてドープされることができる。ゲルマニウム（Ｇｅ）は第２真性半導体層１３２のバンドギャップを低めることができるし、これによって第２真性半導体層１３２の長波長帯域光の吸収率が向上することで太陽電池１０の効率が向上することができる。
【００６０】
第２真性半導体層１３２にゲルマニウム（Ｇｅ）がドープされる方法ではゲルマニウム（Ｇｅ）ガスが満たされたチャンバー内でＶＨＦ、ＨＦまたはＲＦを利用した ＰＥＣＶＤ工法を一例で挙げることができる。
【００６１】
第２光電変換部１３０の第２ｐ型半導体層１３１及び第２ｎ型半導体層１３２は第２真性半導体層１３２を間に置いてｐ−ｎ接合を形成することができる。これによって、入射する光によって生成された正孔は第２ｐ型半導体層１３１を通じて前面電極１１０の方へ移動し収集され、電子は第２ｎ型半導体層１３３を通じて後面電極１４０の方へ移動し収集されることができる。このような方式で電力を生産することができる。
【００６２】
第２光電変換部１３０では第２真性半導体層１３２にゲルマニウム（Ｇｅ）がドープされる条件の下に、第２ｐ型半導体層１３１及び第２ｎ型半導体層１３２の内少なくとも一つにはゲルマニウム（Ｇｅ）がドープされることが可能である。望ましくは、第２ｐ型半導体層１３１及び第２ｎ型半導体層１３２全てにゲルマニウム（Ｇｅ）がドープされることができる。
【００６３】
また、第２光電変換部１３０で第２真性半導体層１３２、第２ｐ型半導体層１３１及び第２ｎ型半導体層１３２は全て微結晶シリコンを含むことができる。
【００６４】
次に、図２には第１真性半導体層１２２に不純物として炭素（Ｃ）及び酸素（Ｏ）の内少なくとも一つがドープされ第２真性半導体層１３２にゲルマニウムがドープされた場合と炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）及びゲルマニウム（Ｇｅ）がドープされない場合を比べたデータが示されている。
【００６５】
図２で第１タイプ（Ｔｙｐｅ１）による太陽電池は第１真性半導体層１２２が水素化された非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）で構成され、第２真性半導体層１３２は水素化された微結晶シリコン（ｍｃ−Ｓｉ：Ｈ）で構成された場合である。第２タイプ（Ｔｙｐｅ２）による太陽電池は本発明のように第１真性半導体層１２２が炭素（Ｃ）及び酸素（Ｏ）の内少なくとも一つがドープされた水素化された非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ（Ｃ、Ｏ））で構成され、第２真性半導体層１３２はゲルマニウムがドープされた水素化された微結晶シリコン（ｍｃ−Ｓｉ：Ｈ（Ｇｅ））で構成された場合である。
【００６６】
第１タイプによる太陽電池の第１真性半導体層のバンドギャップは１．７５ｅＶであり、第２真性半導体層のバンドギャップは１．１ｅＶであることが分かる。
【００６７】
共に、第１タイプによる太陽電池でＶｏｃは１Ｖであり、Ｊｓｃはおおよそ１［ｍＡ／ｃｍ2］で、フィル・ファクタ(Fill Factor：ＦＦ)はおおよそ１であり、効率（Ｅｆｆ）はおおよそ１であることが分かる。これは第１タイプのＶｏｃ、Ｊｓｃ、ＦＦ及び効率(Ｅｆｆ)を基準にする時、第２タイプによる太陽電池のＶｏｃ、Ｊｓｃ、ＦＦ及び効率(Ｅｆｆ)を比べるために設定したのである。
【００６８】
一方に、第２タイプによる太陽電池の第１真性半導体層のバンドギャップは２．０ｅＶとして第１タイプによる太陽電池に比べておおよそ ０．２５ｅＶほど上昇し、第２真性半導体層のバンドギャップは ０．８ｅＶとして第１タイプによる太陽電池に比べておおよそ０．３ｅＶほど減少したことが分かる。
【００６９】
共に、第２タイプによる太陽電池でＶｏｃは０．８Ｖで、Ｊｓｃはおおよそ１．３１［ｍＡ／ｃｍ2］であり、ＦＦ(Fill Factor)はおおよそ１．１で、効率(Ｅｆｆ)はおおよそ１．１５であることが分かる。
【００７０】
このように、第２タイプによる太陽電池は第１真性半導体層１２２が炭素（Ｃ）及び酸素（Ｏ）の内少なくとも一つがドープされた水素化された非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ（Ｃ、Ｏ））で構成され、共に第２真性半導体層をゲルマニウムがドープされた水素化された微結晶シリコン（ｍｃ−Ｓｉ：Ｈ（Ｇｅ））で構成することで第１真性半導体層１２２のバンドギャップを高めながらも第２真性半導体層のバンドギャップを低めることができるし、これによって効率を向上することができるということが分かる。
【００７１】
図３は、第２真性半導体層に含まれたゲルマニウムの含有量に対する太陽電池の効率の依存性を示すグラフである。
【００７２】
図３に示されるように、第２真性半導体層のゲルマニウムの含有量が０〜１ａｔｏｍ％の場合には太陽電池の効率がおおよそ１．０７〜１．０６であることが分かる。このような場合には、ゲルマニウムの含有量が微々で第２真性半導体層のバンドギャップが充分に低くならないことがある。
【００７３】
一方に、第２真性半導体層のゲルマニウムの含有量が３〜２０ａｔｏｍ％の場合には太陽電池の効率がおおよそ１．１２〜１．１５として充分に高いことが分かる。このような場合には、ゲルマニウムの含有量が十分で第２真性半導体層のバンドギャップが充分に低くなることができるし、これによって第２真性半導体層の長波長帯域光の吸収率が向上したことを意味することができる。
【００７４】
一方に、第２真性半導体層のゲルマニウムの含有量が２５ａｔｏｍ％の場合には太陽電池の効率がむしろ減少しおおよそ１．０５であることが分かる。このような場合には、ゲルマニウムの含有量が過度に多くて一部ゲルマニウムが第２真性半導体層内で欠陥(Defect)が作用することで効率が減少したと見られる。
【００７５】
図３のデータを考慮すると、第２真性半導体層のゲルマニウムの含有量はおおよそ３〜２０ａｔｏｍ％であるのが望ましい。
【００７６】
一方、ゲルマニウム（Ｇｅ）はストロンチウム(Ｓｒ)で代替することができる。すなわち、第２真性半導体層１３２にストロンチウム（Ｓｒ）をドープする場合にも第２真性半導体層１３２のバンドギャップを充分に低めて効率が向上することができる。
【００７７】
または、図４のように第１真性半導体層１２２には不純物としてゲルマニウム（Ｇｅ）をドープすることができる。このような場合には、第１真性半導体層１２２のバンドギャップがゲルマニウム（Ｇｅ）によって低くなり、これによって長波長帯域光の吸収率が高くなることで、従来の太陽電池に比べて本発明に係る太陽電池１０の効率が向上する。
【００７８】
図４のように、本発明に係る太陽電池１０は前面電極１１０と後面電極１４０の間に非晶質シリコンの真性半導体層、即ち第１真性半導体層１２２と微結晶シリコンの真性半導体層、即第２真性半導体層１３２を含み、非晶質シリコンの真性半導体層と微結晶シリコンの真性半導体層には同一の不純物、すなわちゲルマニウム（Ｇｅ）をドープすることができる。
【００７９】
このような場合、第１光電変換部１２０では第１真性半導体層１２２にゲルマニウム（Ｇｅ）がドープされる条件の下に、第１ｐ型半導体層１２１及び第１ｎ型半導体層１２２及び少なくとも一つにはゲルマニウム（Ｇｅ）がドープされることが可能である。望ましくは、第１ｐ型半導体層１２１及び第１ｎ型半導体層１２２全てにゲルマニウム（Ｇｅ）をドープすることができる。
【００８０】
また、図５のように、第１光電変換部１２０及び第２光電変換部１３０はいずれも非晶質シリコン、例えば水素化された非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）を利用する非晶質シリコンセルで有り得る。
【００８１】
このような場合、第１真性半導体層１２２と第２真性半導体層１３２はいずれも非晶質シリコンを含むことができ、共に第１真性半導体層１２２と第２真性半導体層１３２にはゲルマニウム（Ｇｅ）をドープすることができる。
【００８２】
また、図６のように、第１光電変換部１２０及び第２光電変換部１３０は全て非晶質シリコン、例えば水素化された非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）を利用する非晶質シリコンセルで有り得、非晶質シリコンの第１真性半導体層１２２には炭素（Ｃ）及び酸素（Ｏ）の内少なくとも一つがドープされることができ、第２真性半導体層１３２にはゲルマニウム（Ｇｅ）がドープされることができる。
【００８３】
図４乃至図６の太陽電池１０は第１真性半導体層１２２と第２真性半導体層１３２全てが非晶質シリコンを含むこと以外には図１ないし図４の太陽電池１０と実質的に同一である。
【００８４】
図７乃至図１１は本発明に係る太陽電池の他の構造を説明するための図である。図７による太陽電池１０の構造をｐｉｎ−ｐｉｎ−ｐｉｎ構造と言える。以下では以上で詳しく説明した部分に対する説明を省略する。
【００８５】
図７に示されるように、本発明に係る太陽電池１０は炭素（Ｃ）及び酸素（Ｏ）の内少なくとも一つの不純物がドープされた非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ（Ｃ、Ｏ））の第１真性半導体層６２２を含む第１光電変換部６２０、ゲルマニウム（Ｇｅ）がドープされた非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ（Ｇｅ））の第２真性半導体層６３２を含む第２光電変換部６３０及びゲルマニウム（Ｇｅ）がドープされた微結晶シリコン（ｍｃ−Ｓｉ（Ｇｅ））の第３真性半導体層５０２を含む第３光電変換部６００を含むことができる。
【００８６】
このような第１光電変換部６２０、第２光電変換部６３０及び第３光電変換部６００は光入射面、すなわち基板１００から順に配置されることができる。
【００８７】
詳細には、基板１００から第１ｐ型半導体層６２１、第１真性半導体層６２２、第１ｎ型半導体層６２３、第２ｐ型半導体層６３１、第２真性半導体層６３２、第２ｎ型半導体層６３３、第３ｐ型半導体層６０１、第３真性半導体層６０２及び第３ｎ型半導体層６０３が順に配置されることができる。
【００８８】
第１光電変換部６２０は炭素（Ｃ）及び酸素（Ｏ）の内少なくとも一つが不純物としてドープされた非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ（Ｃ、Ｏ））、例えば水素化された非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ（Ｃ、Ｏ））を利用する非晶質シリコンセルで有り得る。このような第１光電変換部６２０は短波長帯域の光を吸収し電力を生産することができる。
【００８９】
第２光電変換部６３０はゲルマニウム（Ｇｅ）が不純物としてドープされた非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ（Ｇｅ））、例えば水素化された非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ（Ｇｅ））を利用する非晶質シリコンセルで有り得る。このような第２光電変換部６３０は短波長帯域と長波長帯域の中間帯域の光を吸収し電力を生産することができる。
【００９０】
第３光電変換部６００はゲルマニウム（Ｇｅ）が不純物としてドープされた微結晶シリコン（ｍｃ−Ｓｉ（Ｇｅ））、例えば水素化された微結晶シリコン（ｍｃ−Ｓｉ：Ｈ（Ｇｅ））を利用するシリコンセルで有り得る。このような第３光電変換部６００は長波長帯域の光を吸収し電力を生産することができる。
【００９１】
ここで、第３真性半導体層６０２の厚さ（ｔ３）は第２真性半導体層６３２の厚さ（ｔ２）より厚く、第２真性半導体層６３２の厚さ（ｔ２）は第１真性半導体層６２２の厚さ（ｔ１）より厚いことがある。
【００９２】
次に、図８に示されるように、第１真性半導体層６２２が炭素（Ｃ）及び酸素（Ｏ）の内少なくとも一つがドープされた非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ（Ｃ、Ｏ））で構成され、第２真性半導体層６３２がゲルマニウムがドープされた非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ（Ｇｅ））で構成され、第３真性半導体層６０２はゲルマニウムがドープされた微結晶シリコン（ｍｃ−Ｓｉ：Ｈ（Ｇｅ））で構成される場合とそうではない他の場合を比べたデータが示されている。
【００９３】
図８で第１タイプ（Ｔｙｐｅ１）による太陽電池は第１真性半導体層が水素化された非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）で構成され、第２真性半導体層は水素化された微結晶シリコン（ｍｃ−Ｓｉ：Ｈ）で構成された場合である。すなわち、 第１タイプは２重接合(Double Junction)の場合である。
【００９４】
第２タイプ（Ｔｙｐｅ２）による太陽電池は第１真性半導体層が水素化された非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）で構成され、第２真性半導体層が水素化された非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）で構成され、第３真性半導体層は微結晶シリコン（ｍｃ−Ｓｉ：Ｈ）材質で構成された場合である。
【００９５】
第３タイプ（Ｔｙｐｅ３）による太陽電池は第１真性半導体層が炭素（Ｃ）及び酸素（Ｏ）の内少なくとも一つが不純物としてドープされた水素化された非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）で構成され、第２真性半導体層が水素化された非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）で構成され、第３真性半導体層は微結晶シリコン（ｍｃ−Ｓｉ：Ｈ）で構成された場合である。
【００９６】
第４タイプ（Ｔｙｐｅ４）による太陽電池は第１真性半導体層が水素化された非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）で構成され、第２真性半導体層がゲルマニウム（Ｇｅ）がドープされた水素化された非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）で構成され、第３真性半導体層は微結晶シリコン（ｍｃ−Ｓｉ：Ｈ）で構成された場合である。
【００９７】
第５タイプ（Ｔｙｐｅ５）による太陽電池は第１真性半導体層が炭素（Ｃ）及び酸素（Ｏ）の内少なくとも一つが不純物としてドープされた水素化された非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）で構成され、第２真性半導体層がゲルマニウム（Ｇｅ）がドープされた水素化された非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）で構成され、第３真性半導体層は微結晶シリコン（ｍｃ−Ｓｉ：Ｈ）で構成された場合である。
【００９８】
第６タイプ（Ｔｙｐｅ６）のように本発明に係る太陽電池は第１真性半導体層が炭素（Ｃ）及び酸素（Ｏ）の内少なくとも一つが不純物としてドープされた水素化された非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）で構成され、第２真性半導体層がゲルマニウム（Ｇｅ）がドープされた水素化された非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）で構成され、第３真性半導体層はゲルマニウム（Ｇｅ）がドープされた微結晶シリコン（ｍｃ−Ｓｉ：Ｈ）で構成された場合である。
【００９９】
第２−６タイプは３重接合(Triple Junction)の場合である。
【０１００】
図８のように、２重接合である第１タイプによる太陽電池の効率(Ｅｆｆ)はおおよそ１であることが分かる。これは３重接合である第２−６タイプによる太陽電池の効率を２重接合である第１タイプによる太陽電池の効率と比べるために設定したことである。
【０１０１】
また、３重接合である第２〜５タイプによる太陽電池の効率はおおよそ１．０３〜１．１３であることが分かる。
【０１０２】
一方で、本発明である第６タイプによる太陽電池の効率(Ｅｆｆ)はおおよそ１．２５として、第１〜５タイプによる太陽電池に比べてかなり高いことが分かる。これは、第６タイプによる太陽電池の第１真性半導体層のバンドギャップがおおよそ２．０ｅＶとして第１真性半導体層の短波長帯域光の吸収能力が向上し、第２真性半導体層のバンドギャップがおおよそ１．５ｅＶとして中間帯域光の吸収能力が向上し、共に第３真性半導体層のバンドギャップがおおよそ０．８ｅＶとして長波長帯域光の吸収能力が向上したから達成することができるのである。次に、図９は、第３真性半導体層に含まれたゲルマニウムの含有量に対する太陽電池の効率を示したグラフである。詳細には、図９は第２真性半導体層のゲルマニウム（Ｇｅ）含有量がおおよそ２０ａｔｏｍ％であり、第１真性半導体層は不純物として炭素（Ｃ）がおおよそ２０ａｔｏｍ％ほどドープされた場合に、第３真性半導体層のゲルマニウム含有量の変化による太陽電池の効率に対するデータである。
【０１０３】
図９に示されるように、第３真性半導体層のゲルマニウムの含有量が０〜１ａｔｏｍ％の場合には太陽電池の効率がおおよそ１．１２であることが分かる。このような場合には、ゲルマニウムの含有量が微少で第３真性半導体層のバンドギャップが充分に低くならないこともある。
【０１０４】
一方で、第３真性半導体層のゲルマニウムの含有量が３〜２０ａｔｏｍ％の場合には太陽電池の効率がおおよそ１．１９〜１．２５として充分に高いことが分かる。このような場合には、ゲルマニウムの含有量が十分で第３真性半導体層のバンドギャップが充分に低くなり、これによって第３真性半導体層の長波長帯域光の吸収率が向上することができる。
【０１０５】
一方で、第３真性半導体層のゲルマニウムの含有量が２５ａｔｏｍ％の場合には太陽電池の効率がむしろ減少しおおよそ１．１０であることが分かる。このような場合には、ゲルマニウムの含有量が過度に多くて一部ゲルマニウムが第３真性半導体層内で欠陥(Defect)が作用することで効率が減少したと見られる。
【０１０６】
図９のデータを考慮すると、第３真性半導体層のゲルマニウムの含有量はおおよそ３〜２０ａｔｏｍ％であるのが望ましい。
【０１０７】
次に、図１０を注意深く見れば第２真性半導体層に含まれたゲルマニウムの含有量に対するデータが示されている。詳細には、図１０は第３真性半導体層のゲルマニウム（Ｇｅ）含有量がおおよそ１５ａｔｏｍ%であり、第１真性半導体層は不純物として炭素（Ｃ）がおおよそ２０ａｔｏｍ％ほどドープされた場合に、第２真性半導体層のゲルマニウム含有量の変化による太陽電池の効率に対するデータである。
【０１０８】
図１０に示されるように、第２真性半導体層のゲルマニウムの含有量が０ａｔｏｍ％の場合には太陽電池の効率がおおよそ１．１４であることが分かる。
【０１０９】
一方で、第２真性半導体層のゲルマニウムの含有量が５〜３０ａｔｏｍ％の場合には太陽電池の効率がおおよそ１．２１〜１．２５として充分に高いことが分かる。このような場合には、第２真性半導体層の中間帯域光の吸収率が向上したことを意味することができる。
【０１１０】
一方で、第２真性半導体層のゲルマニウムの含有量が３５ａｔｏｍ％の場合には太陽電池の効率がむしろ減少しておおよそ１．１２であることが分かる。このような場合には、ゲルマニウムの含有量が過度に多くて一部ゲルマニウムが第２真性半導体層内で欠陥(Defect)が作用することで効率が減少したと見られる。
【０１１１】
図１０のデータを考慮すると、第２真性半導体層のゲルマニウムの含有量はおおよそ５〜３０ａｔｏｍ％であることが望ましい。
【０１１２】
このように、同一の不純物(ゲルマニウム)がドープされる第２真性半導体層及び第３真性半導体層の中で微結晶シリコンである第３真性半導体層のゲルマニウムの含有量が非晶質シリコンである第２真性半導体層のゲルマニウムの含有量よりさらに低いことである。
【０１１３】
これは、微結晶シリコンはその特性上不純物のドーピング程度が相対的に弱く、共にゲルマニウム（Ｇｅ）が欠陥が作用する可能性が非晶質シリコンに比べてさらに高いからである。
【０１１４】
ここで、ゲルマニウムの含有量は単位体積当り含有量として、濃度で表現することが可能である。
【０１１５】
次に、図１１は、第１真性半導体層に含まれた不純物の含有量に対する太陽電池の効率の依存性を示すグラフである。詳細には、図１１は第３真性半導体層のゲルマニウム（Ｇｅ）含有量がおおよそ１５ａｔｏｍ％であり、第２真性半導体層のゲルマニウム（Ｇｅ）含有量がおおよそ２０ａｔｏｍ％ほどドープされた場合に、第１真性半導体層の不純物の含有量変化による太陽電池の効率に対するデータである。ここでは、第１真性半導体層にドープされる不純物として炭素（Ｃ）と酸素（Ｏ）の内炭素（Ｃ）を使った。 酸素（Ｏ）を不純物として使う場合にも炭素（Ｃ）を使う場合と同様である。
【０１１６】
図１１に示されるように、第１真性半導体層の炭素（Ｃ）の含有量が０ａｔｏｍ％の場合には太陽電池の効率がおおよそ１．０２であることが分かる。
【０１１７】
一方で、第１真性半導体層の炭素（Ｃ）の含有量が１０〜５０ａｔｏｍ％の場合には太陽電池の効率がおおよそ１．１８〜１．２５と充分に高いことが分かる。このような場合は、第１真性半導体層の短波長帯域光の吸収率が向上したことを意味する。
【０１１８】
一方で、第１真性半導体層の炭素の含有量が６０ａｔｏｍ％の場合には太陽電池の効率がむしろ減少しておおよそ１．０５であることが分かる。このような場合には、炭素の含有量が過度に多くて一部炭素が第１真性半導体層内で欠陥(Defect)が作用することで効率が減少したと見られる。
【０１１９】
図１１のデータを考慮すると、第１真性半導体層の不純物の含有量はおおよそ１０〜５０ａｔｏｍ％であるのが望ましい。
【０１２０】
図１２乃至図１８は本発明に係る太陽電池のまた他の構造に対して説明するための図である。以下では以上で詳細に説明した部分に対する説明は省略する。
【０１２１】
図１２に示されるように、第１光電変換部６２０と第２光電変換部６３０の間には中間層(Interlayer、１１００)が配置されることができる。
【０１２２】
中間層１１００は第１真性半導体層６２２の厚さを減らし太陽電池１０の安定化効率を向上することが可能である。
【０１２３】
真性半導体層は製造後光が入射される一定期間の間に効率が減少する。例えば、真性半導体層の効率は光入射の一定期間の間に、製造直後の初期効率のおおよそ８０〜８５％位に減少するようになる。
【０１２４】
以後、真性半導体層の効率の減少量が飽和し、真性半導体層の効率は、一定効率に到達する。一定効率を安定化効率と言う。
【０１２５】
ここで、真性半導体層の初期効率から安定化効率まで減少する特性は真性半導体層の厚さが厚いほど深化することがある。すなわち、真性半導体層の厚さが薄ければ安定化効率が高いことがある。
【０１２６】
一方では、真性半導体層の厚さを極端に薄くすると真性半導体層の光吸収率が低下し、太陽電池１０の効率が低下することがある。
【０１２７】
一方で、図１２のように中間層１１００を配置するようになれば中間層１１００が第１光電変換部６２０を透過した光をまた反射して第１光電変換部６２０によって吸収するようにできる。これによって、第１光電変換部６２０の第１真性半導体層６２２が厚さを薄くしても太陽電池１０の効率の低下を防止することができ、共に安定化効率を向上するのが可能である。
【０１２８】
このような中間層１１００に使われる材質は光吸収率が低いながらも第１光電変換部６２０を透過した光を効果的に反射するための材質である。必須ではないが、望ましくは、 低い光吸収率、低い製造単価などを考慮する時、ＺｎＯ、ＳｉＯｘなどの材質を使うことができる。
【０１２９】
または、図１３のように第２光電変換部６３０と第３光電変換部６００の間にはまた他の中間層１２００が配置されることが可能である。
【０１３０】
または、図１３の場合のように第１光電変換部６２０と第２光電変換部６３０の間に第１中間層１１００が配置され、第２光電変換部６３０と第３光電変換部６００の間には第２中間層１２００が配置されることが可能である。
【０１３１】
このような場合、太陽電池１０の効率をさらに高めるためには第１真性半導体層６２２の短波長帯域の吸収率を高めるのが望ましく、これによって第１中間層１１００の短波長帯域の光を効果的に反射することが望ましい。このために、短波長帯域に対する第１中間層１１００の屈折率が相対的に大きいことが望ましい。
【０１３２】
共に、太陽電池１０の効率を高めるために第２真性半導体層６３２の長波長あるいは中間波長帯域の吸収率を高めることが望ましい。このために、長波長あるいは中間波長帯域に対する第２中間層１２００の屈折率が相対的に大きいことが望ましい。
【０１３３】
任意の第１波長帯域と第２波長帯域を仮定して見よう。ここで、第２波長帯域は第１波長帯域よりは波長が長い帯域である。
【０１３４】
ここで、第１波長帯域に対する第１中間層１１００の屈折率は第２中間層１２００の屈折率より大きく、第１波長より長い第２波長帯域に対する第２中間層１２００の屈折率は第１中間層１１００の屈折率より大きいことが望ましい。
【０１３５】
第２中間層１２００の屈折率が第１中間層１１００の屈折率より大きいか同じことが望ましいことがあり、共に第２中間層１２００の厚さ（ｔ２０）は第１中間層１１００の厚さ（ｔ１０）より厚いのが望ましい。
【０１３６】
または、図１５のように基板１４００が光入射面の反対側に配置されることが可能である。すなわち、基板１４００から第３ｎ型半導体層６０３、第３真性半導体層６０２、第３ｐ型半導体層６０１、第２ｎ型半導体層６３３、第２真性半導体層６３２、 第２ｐ型半導体層６３１、第１ｎ型半導体層６０３、 第１真性半導体層６０２及び第１ｎ型半導体層６０１が順に配置することができる。
【０１３７】
このように、図１５のような構造では基板１４００の反対側、すなわち前面電極１１０の方に光が入射するから基板１４００が実質的に透明である必要はない。このためガラス、プラスチック以外に不透明な金属の基板１４００を使うこともできる。
【０１３８】
図１５のような構造の太陽電池１０をｎ−ｉ−ｐ構造太陽電池と言える。
【０１３９】
また、本発明に係る太陽電池は示さなかったが透過する光を後面で反射することができる反射層(図示せず)をさらに備えることもできる。
【０１４０】
または、図１６のように本発明に係る太陽電池１０は炭素（Ｃ）及び酸素（Ｏ）の内少なくとも一つの不純物がドープされた非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ（Ｃ、Ｏ））の第１真性半導体層６２２を含む第１光電変換部６２０、ゲルマニウム（Ｇｅ）がドープされた微結晶シリコン（ｍｃ−Ｓｉ（Ｇｅ））の第２真性半導体層６３２を含む第２光電変換部６３０及びゲルマニウム（Ｇｅ）がドープされた微結晶シリコン（ｍｃ−Ｓｉ（Ｇｅ））の第３真性半導体層６０２を含む第３光電変換部６００を含むことができる。
【０１４１】
図１６と先の図７を比べると、図１６による太陽電池１０は第２真性半導体層６３２の材質が非晶質シリコンから微結晶シリコンに変わったことである。
【０１４２】
このような場合にも、微結晶シリコンの第２真性半導体層６３２の厚さ（ｔ２）は微結晶シリコンの第３真性半導体層６０２の厚さ（ｔ３）より小さいことがある。
【０１４３】
または、図１７のように本発明に係る太陽電池１０は炭素（Ｃ）及び酸素（Ｏ）の内少なくとも一つの不純物がドープされた非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ（Ｃ、Ｏ））の第１真性半導体層６２２を含む第１光電変換部６２０、ゲルマニウム（Ｇｅ）がドープされた非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ（Ｇｅ））の第２真性半導体層６３２を含む第２光電変換部６３０及びゲルマニウム（Ｇｅ）がドープされた非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ（Ｇｅ））の第３真性半導体層６０２を含む第３光電変換部６００を含むことができる。すなわち、第１真性半導体層６２２、 第２真性半導体層６３２、 第３真性半導体層６０２が全て非晶質シリコンを含むことができる。
【０１４４】
または、図１８のように本発明に係る太陽電池１０は炭素（Ｃ）及び酸素（Ｏ）の内少なくとも一つの不純物がドープされた非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ（Ｃ、Ｏ））の第１真性半導体層６２２を含む第１光電変換部６２０、ゲルマニウム（Ｇｅ）がドープされない微結晶シリコン（ｍｃ−Ｓｉ（Ｇｅ））の第２真性半導体層６３２を含む第２光電変換部６３０及びゲルマニウム（Ｇｅ）がドープされた微結晶シリコン（ｍｃ−Ｓｉ（Ｇｅ））の第３真性半導体層６０２を含む第３光電変換部６００を含むことができる。すなわち、微結晶シリコンの第３真性半導体層６０２にはゲルマニウム（Ｇｅ）がドープされるが、微結晶シリコンの第２真性半導体層６３２にはゲルマニウム（Ｇｅ）がドープされないこともある。
【図１】
2012520563.tif 000003
【図２】
2012520563.tif 000004
【図３】
2012520563.tif 000005
【図４】
2012520563.tif 000006
【図５】
2012520563.tif 000007
【図６】
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【図７】
2012520563.tif 000009
【図８】
2012520563.tif 000010
【図９】
2012520563.tif 000011
【図１０】
2012520563.tif 000012
【図１１】
2012520563.tif 000013
【図１２】
2012520563.tif 000014
【図１３】
2012520563.tif 000015
【図１４】
2012520563.tif 000016
【図１５】
2012520563.tif 000017
【図１６】
2012520563.tif 000018
【図１７】
2012520563.tif 000019
【図１８】
2012520563.tif 000020
【国際調査報告】
2012520563.tif 000021
2012520563.tif 000022