"一般式Al1yGayN0≦y≦1で表される化合物半導体のAlおよび/またはGaの一部が、少なくとも1種の3d遷移金属で置換された窒化物系化合物半導体からなり、価電子帯と伝導帯の間に1以上の不純物バンドを有し、波長領域1500nm以下、300nm以上の全波長領域における光吸収係数が1000cm-1以上である光吸収材料。上記3d遷移金属が、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、NiおよびCuからなる群から選択された少なくとも1種である請求項1記載の光吸収材料。上記Alに対するGa置換量をyとし、3d遷移金属Tの置換量をxとしたとき、一般式Al1yGay1xTxN、で表され、yが0≦y≦1.0であり、xが0.02≦x≦0.3の範囲である請求項1記載の光吸収材料。上記の窒化物系化合物半導体として、アクセプタードーパントおよび/またはドナードーパントがドープされてなる請求項1記載の光吸収材料。上記一般式中のyが、0≦y<1である請求項1記載の光吸収材料。複数の化合物半導体層により少なくとも1つのpn接合又はpan接合からなる光電変換層が形成されてなる光電変換素子であって、前記複数の化合物半導体層のうち少なくとも1層が、Gaおよび/またはAlが少なくとも1種の3d遷移金属で置換され、価電子帯と伝導帯の間に1以上の不純物バンドを有するGaN系あるいはGaAlN系あるいはAlN系化合物半導体からなり、波長領域1500nm以下、300nm以上の全波長領域における光吸収係数が1000cm-1以上である窒化物系化合物半導体層である光電変換素子。上記3d遷移金属が、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、NiおよびCuからなる群から選択された少なくとも1種である請求項6記載の光電変換素子。上記窒化物系化合物半導体層にアクセプタドーパントおよび/またはドナードーパントがドープされている請求項6記載の光電変換素子。上記アクセプタドーパントがMg、CaおよびCからなる群から選択された少なくとも1種であり、上記ドナードーパントが水素原子、Siおよび酸素原子からなる群から選択された少なくとも1種である請求項8記載の光電変換素子。上記窒化物系化合物半導体層が対向する一対の主面を有しており、上記窒化物系化合物半導体層の一方に主面に接して形成されたn型導電性を有するn-GaN系あるいはn-GaAlN系あるいはn-AlN系化合物半導体からなるn型導電性の窒化物系化合物半導体層と、上記窒化物系化合物半導体層の他方の主面に接して形成されたp型導電性を有するp-GaN系あるいはp-GaAlN系あるいはp-AlN系化合物半導体からなるp型導電性の窒化物系化合物半導体層と、上記n型導電性の窒化物系化合物半導体層と上記p型導電性の窒化物系化合物半導体層にそれぞれ形成された少なくとも一対の電極とを有する請求項6記載の光電変換素子。基板と、該基板上に形成されたn型導電性を有するn-GaN系あるいはn-GaAlN系あるいはn-AlN系化合物半導体からなるn型導電性の窒化物系化合物半導体層と、上記n型導電性の窒化物系化合物半導体層上に形成された上記窒化物系化合物半導体層と、上記窒化物系化合物半導体層に接して形成されたp型導電性を有するp-GaN系あるいはp-GaAlN系あるいはp-AlN系化合物半導体からなるp型導電性の窒化物系化合物半導体層と、上記n型導電性の窒化物系化合物半導体層と上記p型導電性の窒化物系化合物半導体層にそれぞれ形成された少なくとも一対の電極とを有する請求項6記載の光電変換素子。基板と、該基板上に形成されたp型導電性を有するp-GaN系あるいはp-GaAlN系あるいはp-AlN系化合物半導体からなるp型導電性の窒化物系化合物半導体層と、上記p型導電性の窒化物系化合物半導体層上に形成された上記窒化物系化合物半導体層と、上記窒化物系化合物半導体層に接して形成されたn型導電性を有するn-GaN系あるいはn-GaAlN系あるいはn-AlN系化合物半導体からなるn型導電性の窒化物系化合物半導体層と上記p型導電性の窒化物系化合物半導体層と上記n型導電性の窒化物系化合物半導体層にそれぞれ形成された少なくとも一対の電極とを有する請求項6記載の光電変換素子。上記窒化物系化合物半導体層と、上記窒化物系化合物半導体層に接して形成されたn型導電性を有するn-GaN系あるいはn-GaAlN系あるいはn-AlN系化合物半導体からなるn型導電性の窒化物系化合物半導体層と、上記窒化物系化合物半導体層と上記n型導電性の窒化物系化合物半導体層にそれぞれ形成された少なくとも一対の電極とを有する請求項6記載の光電変換素子。基板と、該基板上に形成されたn型導電性を有するn-GaN系あるいはn-GaAlN系あるいはn-AlN系化合物半導体からなるn型導電性の窒化物系化合物半導体層と、上記n型導電性の窒化物系化合物半導体層上に形成された上記窒化物系化合物半導体層と、上記n型導電性の窒化物系化合物半導体層と上記窒化物系化合物半導体層にそれぞれ形成された少なくとも一対の電極とを有する請求項6記載の光電変換素子。基板と該基板上に形成された上記窒化物系化合物半導体層と、上記窒化物系化合物半導体層に接して形成されたn型導電性を有するn-GaN系あるいはn-GaAlN系あるいはn-AlN系化合物半導体からなるn型導電性の窒化物系化合物半導体層と、上記窒化物系化合物半導体層と上記n型導電性の窒化物系化合物半導体層にそれぞれ形成された少なくとも一対の電極とを有する請求項6記載の光電変換素子。上記窒化物系化合物半導体層と、上記窒化物系化合物半導体層に接して形成されたp型導電性を有するp-GaN系あるいはp-GaAlN系あるいはp-AlN系化合物半導体からなるp型導電性の窒化物系化合物半導体層と、上記窒化物系化合物半導体層と上記p型導電性の窒化物系化合物半導体層にそれぞれ形成された少なくとも一対の電極とを有する請求項6記載の光電変換素子。基板と、該基板上に形成されたp型導電性を有するp-GaN系あるいはp-GaAlN系あるいはp-AlN系化合物半導体からなるp型導電性の窒化物系化合物半導体層と、上記p型導電性の窒化物系化合物半導体層上に形成された上記窒化物系化合物半導体層と、上記窒化物系化合物半導体層と上記p型導電性の窒化物系化合物半導体層にそれぞれ形成された少なくとも一対の電極とを有する請求項6記載の光電変換素子。基板と、該基板上に形成された上記窒化物系化合物半導体層と、上記窒化物系化合物半導体層に接して形成されたp型導電性を有するp-GaN系あるいはp-GaAlN系あるいはp-AlN系化合物半導体からなるp型導電性の窒化物系化合物半導体層と、上記窒化物系化合物半導体層と上記p型導電性の窒化物系化合物半導体層にそれぞれ形成された少なくとも一対の電極とを有する請求項6記載の光電変換素子。以上のように、これまでには太陽光の未利用であった波長域の光を利用して、太陽電池の変換効率を向上させる試みがなされているが、実用可能な技術は未だ見出されていないのが、現状である。発明者らは上記の点に鑑み、特願2009―038224号において、光吸収材料としてGaの一部が少なくとも1種の3d遷移金属で置換されたGaN系化合物半導体とこれを用いた光電変換素子を提案している。この発明は約3.4eVのバンドギャプを有する化合物半導体であるGaNの価電子帯と伝導帯の間に、3d遷移金属の置換により生成された不純物バンドにより、3.4eV以下のエネルギーを効率よく吸収することができ、現在使用されているSi系の太陽電池より発電効率を向上させるものである。さらに高エネルギー側の光を利用するには、GaNより広いバンドギャップを有する化合物半導体を用いる必要がある。GaNはAlNと全組成範囲で固溶体を形成し、そのバンドギャップが、Al量の増加にしたがって、3.4eVからAlNの6.2eVまで増加することが知られている。また、太陽電池の開放端電圧はバンドギャップの大きさに依存し、一般的にバンドギャップが広いほど高電圧が得られるので、直列接続させる太陽電池素子の素子数を少なくしても必要とされる出力電圧を得ることが可能である。そこで、本発明は、太陽電池の変換効率を向上させることが可能であり、さらに出力電圧を高くすることが可能な、新たな光吸収材料およびそれを用いた光電変換素子を提供することを目的とした。本発明者らは、上記課題を解決するため、鋭意研究を行った結果、Al1yGayNで表される化合物半導体のAlおよび/またはGaの一部を少なくとも1種の3d遷移金属元素で置換すれば、紫外線から赤外線を含む波長領域、つまり1500nm以下、300nm以上における波長領域で光吸収係数が1000cm-1以上となることを見出した。さらに、不純物バンドを有する上記窒化物系化合物半導体は、製造が容易で、使用環境における劣化が極めて小さいことを見出して、上記窒化物系化合物半導体を光電変換材料として用いて光電変換素子を作製した。そして、太陽光線を上記窒化物系化合物半導体に照射して励起された電子を取り出す、高効率で高信頼性の光電変換素子を完成させたものである。もちろん、上記窒化物系化合物半導体に照射する光は太陽光線に限らないことは言うまでもない。すなわち、本発明の光吸収材料は、一般式Al1yGayN0≦y≦1で表される化合物半導体のAlおよび/またはGaの一部が、少なくとも1種の3d遷移金属で置換された窒化物系化合物半導体からなり、価電子帯と伝導帯の間に1以上の不純物バンドを有し、波長領域1500nm以下、300nm以上の全波長領域における光吸収係数が1000cm-1以上であることを特徴とする。本発明の光吸収材料には、3d遷移金属として、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、NiおよびCuからなる群から選択された少なくとも1種を用いることができる。本発明の光吸収材料には、上記Alに対するGa置換量をyとし、3d遷移金属Tの置換量をxとしたとき、一般式Al1yGay1xTxN、で表され、yが0≦y≦1.0であり、xが0.02≦x≦0.3の範囲であるものを用いることもできる。また、本発明の光吸収材料は、上記の窒化物系化合物半導体として、アクセプタードーパントおよび/またはドナードーパントがドープされてなるものを用いることもできる。また、本発明の光吸収材料は、上記一般式中のyが、0≦y<1である化合物半導体を用いることもできる。本発明の光電変換素子は、本発明の光吸収材料を光電変換材料として用いたものである。すなわち、本発明の光電変換素子は、複数の化合物半導体層により少なくとも1つのpn接合又はpan接合からなる光電変換層が形成されてなる光電変換素子であって、上記複数の化合物半導体層のうち少なくとも1層が、Gaおよび/またはAlが少なくとも1種の3d遷移金属で置換され、価電子帯と伝導帯の間に1以上の不純物バンドを有するGaN系あるいはGaAlN系あるいはAlN系化合物半導体からなり、波長領域1500nm以下、300nm以上の全波長領域における光吸収係数が1000cm-1以上である窒化物系化合物半導体層であることを特徴とする。本発明の光電変換素子においては、上記の3d遷移金属Tとして、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、NiおよびCuからなる群から選択された少なくとも1種を用いることができる。また、本発明の光電変換素子においては、上記窒化物系化合物半導体層にアクセプタドーパント及び/又はドナードーパントがドープされたものを用いることができる。また、本発明の光電変換素子においては、アクセプタドーパントとしてMg、CaおよびCからなる群から選択された少なくとも1種を用い、ドナードーパントとして水素原子、Siおよび酸素原子からなる群から選択された少なくとも1種を用いることができる。また、本発明の光電変換素子は、上記窒化物系化合物半導体層が対向する一対の主面を有しており、上記窒化物系化合物半導体層の一方に主面に接して形成されたn型導電性を有するn-GaN系あるいはn-GaAlN系あるいはn-AlN系化合物半導体からなるn型導電性の窒化物系化合物半導体層と、上記窒化物系化合物半導体層の他方の主面に接して形成されたp型導電性を有するp-GaN系あるいはp-GaAlN系あるいはp-AlN系化合物半導体からなるp型導電性の窒化物系化合物半導体層と、上記n型導電性の窒化物系化合物半導体層と上記p型導電性の窒化物系化合物半導体層にそれぞれ形成された少なくとも一対の電極とを有するものであってもよい。また、本発明の光電変換素子は、基板と、該基板上に形成されたn型導電性を有するn-GaN系あるいはn-GaAlN系あるいはn-AlN系化合物半導体からなるn型導電性の窒化物系化合物半導体層と、上記n型導電性の窒化物系化合物半導体層上に形成された上記窒化物系化合物半導体層と、上記窒化物系化合物半導体層に接して形成されたp型導電性を有するp-GaN系あるいはp-GaAlN系あるいはp-AlN系化合物半導体からなるp型導電性の窒化物系化合物半導体層と、上記n型導電性の窒化物系化合物半導体層と上記p型導電性の窒化物系化合物半導体層にそれぞれ形成された少なくとも一対の電極とを有するものであってもよい。また、本発明の光電変換素子は、基板と、該基板上に形成されたp型導電性を有するp-GaN系あるいはp-GaAlN系あるいはp-AlN系化合物半導体からなるp型導電性の窒化物系化合物半導体層と、上記p型導電性の窒化物系化合物半導体層上に形成された上記窒化物系化合物半導体層と、上記窒化物系化合物半導体層に接して形成されたn型導電性を有するn-GaN系あるいはn-GaAlN系あるいはn-AlN系化合物半導体からなるn型導電性の窒化物系化合物半導体層と上記p型導電性の窒化物系化合物半導体層と上記n型導電性の窒化物系化合物半導体層にそれぞれ形成された少なくとも一対の電極とを有するものであってもよい。また、本発明の光電変換素子は、上記窒化物系化合物半導体層と、上記窒化物系化合物半導体層に接して形成されたn型導電性を有するn-GaN系あるいはn-GaAlN系あるいはn-AlN系化合物半導体からなるn型導電性の窒化物系化合物半導体層と、上記窒化物系化合物半導体層と上記n型導電性の窒化物系化合物半導体層にそれぞれ形成された少なくとも一対の電極とを有するものであってもよい。また、本発明の光電変換素子は、基板と、該基板上に形成されたn型導電性を有するn-GaN系あるいはn-GaAlN系あるいはn-AlN系化合物半導体からなるn型導電性の窒化物系化合物半導体層と、上記n型導電性の窒化物系化合物半導体層上に形成された上記窒化物系化合物半導体層と、上記n型導電性の窒化物系化合物半導体層と上記窒化物系化合物半導体層にそれぞれ形成された少なくとも一対の電極とを有するものであってもよい。また、本発明の光電変換素子は、基板と、該基板上に形成された上記窒化物系化合物半導体層と、上記窒化物系化合物半導体層に接して形成されたn型導電性を有するn-GaN系あるいはn-GaAlN系あるいはn-AlN系化合物半導体からなるn型導電性の窒化物系化合物半導体層と、上記窒化物系化合物半導体層と上記n型導電性の窒化物系化合物半導体層にそれぞれ形成された少なくとも一対の電極とを有するものであってもよい。また、本発明の光電変換素子は、上記窒化物系化合物半導体層と、上記窒化物系化合物半導体層に接して形成されたp型導電性を有するp-GaN系あるいはp-GaAlN系あるいはp-AlN系化合物半導体からなるp型導電性の窒化物系化合物半導体層と、上記窒化物系化合物半導体層と上記p型導電性の窒化物系化合物半導体層にそれぞれ形成された少なくとも一対の電極とを有するものであってもよい。また、本発明の光電変換素子は、基板と、該基板上に形成されたp型導電性を有するp-GaN系あるいはp-GaAlN系あるいはp-AlN系化合物半導体からなるp型導電性の窒化物系化合物半導体層と、上記p型導電性の窒化物系化合物半導体層上に形成された上記窒化物系化合物半導体層と、上記窒化物系化合物半導体層と上記p型導電性の窒化物系化合物半導体層にそれぞれ形成された少なくとも一対の電極とを有するものであってもよい。また、本発明の光電変換素子は、基板と、該基板上に形成された上記窒化物系化合物半導体層と、上記窒化物系化合物半導体層に接して形成されたp型導電性を有するp-GaN系あるいはp-GaAlN系あるいはp-AlN系化合物半導体からなるp型導電性の窒化物系化合物半導体層と、上記窒化物系化合物半導体層と上記p型導電性の窒化物系化合物半導体層にそれぞれ形成された少なくとも一対の電極とを有するものであってもよい。本発明の光吸収材料である窒化物系化合物半導体は、GaNまたはAlNとGaNから構成される固溶体またはAlNが有するバンドギャップの中に不純物バンドを有しているので、不純物バンドを有しない従来の窒化物系化合物半導体では吸収し得ない可視光領域、さらには赤外線領域の光を吸収することができる。すなわち、300nm以上の紫外領域から、1500nm以下の赤外領域の光を1000cm-1以上の高効率で吸収できる。さらに言えば、300nm~1100nmの波長領域で光吸収係数が3000cm-1以上の大きな値を示す。つまり、不純物バンドを介した励起により価電子帯から伝導帯への励起が行われ、従来の窒化物系化合物半導体において利用し得なかった波長の太陽光を利用することができるので、変換効率を向上させることができる。また、本発明の光吸収材料である窒化物系化合物半導体は、耐熱性に優れており、機械的にも堅牢、かつ化学的にも安定であるので、野外に設置され、集光動作など太陽光により温度が上昇する厳しい環境下においても、暗電流値が小さく、劣化が極めて小さく信頼性の高い光電変換素子を実現することができる。また、本発明の光吸収材料である窒化物系化合物半導体は、GaAs系やCdTe系の化合物半導体のようにAsやCd等の毒性の強い元素を使用しないので、環境的にも優れている。また、希少金属を使用しないか、あるいは極めて使用量が少ないので、より低コストな光電変換素子を提供することができる。また、本発明の光吸収材料である窒化物系化合物半導体は、太陽光の広い波長領域を吸収することができるので、太陽光の熱利用や広い範囲の波長帯域の光を吸収する光学フィルタなどの光吸収素子用材料としても有用である。また、本発明の光電変換素子は、構造が極めて簡単で、加えてMBE法だけではなくスパッタ法などの製膜法でも製造でき、しかもZn1-yMnyOxTe1-x合金を用いたものに比べて製造工程数が極めて少なく、また量子ドットを用いたものに比べ大量製造が容易であるので、より低コストな光電変換素子を提供することができる。以下、本発明について図面等を参照して詳細に説明する。光吸収材料本発明の光吸収材料は、一般式Al1yGayN0≦y≦1で表される化合物半導体のAlおよび/またはGaの一部が少なくとも1種の3d遷移金属で置換された窒化物系化合物半導体からなり、価電子帯と伝導帯の間に1以上の不純物バンドを有し、波長領域1500nm以下、300nm以上の全波長領域における光吸収係数が1000cm-1以上であることを特徴とするものであり、好ましくは一般式Al1yGayN中のyが0≦y<1である。一般式Al1yGay1xTxNTは3d遷移金属を示すで表される化合物半導体は、該窒化物系化合物半導体のAlおよび/またはGa原子の一部を少なくとも1種の3d遷移金属で置換した組成を有する化合物半導体である。該窒化物系化合物半導体は、AlとGaの量比によりバンドギャップが3.4~6.2eV光の波長200~365nmに相当であり可視光を吸収しない半導体であるので、可視光を照射しても光電流は発生しない。本発明のAl1yGay1xTxNは、Ga量yによって、3.4eVから6.2eVの範囲でバンドギャップの調整が可能であり、さらにAlN-GaN固溶体のバンド構造を保持した状態で、バンドギャップ中に、置換した3d遷移金属による不純物バンドを有する。なお、本発明においては、Alおよび/またはGaの一部を3d遷移金属で置換するとは、置換した3d遷移金属が不純物バンドを形成できる範囲内でAlおよび/またはGaを3d遷移金属で置換できることをいう。3d遷移金属には、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、およびCuからなる群から選択された1種以上の金属を用いることが好ましい。遷移金属の3d軌道を主成分とするバンドは、価電子帯や伝導帯と重なりあうことなくAlN-GaN固溶体のバンドギャップの中に不純物バンドをつくることができる。ここで3d遷移金属として不純物バンドの形成として特に好ましい元素はV、Cr、Mn、Co、Niであり、禁制帯中に中間バンドを形成する。また、3d遷移金属が2種以上であっても、その金属種に対応した不純物バンドを作ることができるので、2以上の不純物バンドを形成することもできる。ここで、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、NiおよびCuは、それぞれ3d4s2、3d24s2、3d34s2、3d54s、3d54s2、3d64s2、3d74s2、3d84s2、3d104sの電子配置を有する。3d遷移金属は、結晶の結合をつくる最外殻の4s電子は2個以下である。一方、3価のGaと3d遷移金属が置換すると、電子が一つ足りないため、3d電子が1個使われることになる。そうするとd電子を5個収容できる不純物バンドが非占有状態となる。不純物バンドが非占有状態となると、AlN-GaN固溶体の価電子帯から伝導帯への直接遷移以外に、不純物バンドを介した2段階以上の光吸収が可能であり、高い変換効率が期待できる。特に、V、Cr、Mn、Co、Niは、上記で述べた様に不純物バンドの非占有状態と電子の基底状態とのバランスが良いため、光の照射によるキャリア遷移の確率が高いことから好ましい。3d遷移金属Tを含む窒化物系化合物半導体は、一般式Al1yGay1xTxNで表すことができ、0≦y≦1.0、0.02≦x≦0.3である。yの範囲は、好ましくは0≦y<1.0である。xの範囲は、好ましくは、0.05≦x≦0.25であり、さらに好ましいのは0.05≦x≦0.20である。xが0.02より小さいと光の照射によるキャリア遷移を効率良く行うことができる十分な不純物バンドが生成せず、また、xが0.3より大きいと不純物バンドと価電子帯、伝導帯が重なり合い、これらの間に十分な密度の不純物バンドが形成されない。ここで、本発明において、光の照射によるキャリア遷移を効率的におこなう十分な不純物バンドが形成されないとは、300~1500nmの波長帯域における光吸収係数が1000cm-1より小さいことをいう。また、本発明の光吸収材料は、Al1yGayNで表される化合物半導体のAlおよび/またはGaの一部が少なくとも1種の3d遷移金属で置換され、アクセプタードーパントおよび/またはドナードーパントがドープされてなる窒化物系化合物半導体からなり、少なくとも波長領域300~1500nmにおける光吸収係数が1000cm-1以上であってもよい。ここで、3d遷移金属は、原子番号21~29の金属であり、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、およびCuである。より好ましくは、V、Cr、Mn、Co、Niである。アクセプタードーパントは、通常、母材Al1yGayNから電子を受け取り、価電子帯に正孔を生成させるが、本発明においては、3d軌道に由来する不純物バンドから電子を奪うことにより、不純物バンドに非占有状態を形成することができる。これにより光電変換効率を高めることができる。このアクセプタードーパントの例としては、Mg、Ca、C等を挙げることができるが、特にMgが好ましい。Mgをドープする窒化物系化合物半導体は特に限定されないが、V、Cr、Mn、Co、Niを含む窒化物系化合物半導体が好ましい。これは、V、Cr、Mn、Co、NiとMgの組み合わせであれば良好な結晶が得られるからである。また、ドナードーパントは、通常、母材Al1yGayNに電子を与え、伝導帯にキャリアとして電子を生成させるが、本発明においては、ドナードーパントから放出された電子は不純物バンドの非占有部分に入り込む。これにより光電変換効率を高めることができる。このドナードーパントの例としては、H水素原子、Si、O酸素原子を挙げることができる。また、これらアクセプタードーパントとドナードーパントは、Alおよび/またはGaの一部が少なくとも1種の3d遷移金属で置換された窒化物系化合物半導体中に共存してもよい。このとき、アクセプター元素をA、ドナー元素をDで表したとき、一般式はAl1yGay1xzwTxAzDwN0≦y≦1.0、0.02≦x≦0.3、0<z≦0.125、w>zの場合は0<w-z<x、w≦zの場合は0<w≦zで表すことができる。ドナー濃度wがアクセプター濃度zより高い場合、すなわちw>zの場合、w-zは有効ドナー数を表すが、w-zがxより大きいと不純物バンドがすべて占有され、2段階以上の吸収が起こらないからである。本発明の光吸収材料である窒化物系化合物半導体は、不純物バンドを介した2段階以上の光吸収が可能であり、価電子帯から伝導帯への直接遷移以外にも光吸収のピークないしはテールを有する。そのピークないしテールは、少なくとも波長領域1500nm以下、300nm以上において、光吸収係数が1000cm-1以上である。より好ましくは光吸収係数が3000cm-1以上、さらに好ましくは5000cm-1以上である。さらに好ましくは赤外線領域800~2000nmにおいても、光吸収係数が1000cm-1以上、より好ましくは3000cm-1以上、さらに好ましくは5000cm-1以上である。である。本発明の光吸収材料である窒化物系化合物半導体が高い光吸収係数を有する理由としては、不純物バンドの非占有状態と電子の基底状態とのバランスが良く、遷移自体の確率が高いことを意味しており、光電変換材料として、より高い変換効率が実現できることを示している。ここで、光吸収係数とは、光が単位長さ進む間に吸収される割合を示し、単位はcm-1である。従来の窒化物系化合物半導体は、バンドギャップが3.4~6.2eVであり、可視光以上の波長の光を照射しても光電流が発生しない。これに対し、本発明の窒化物系化合物半導体は、不純物による少なくとも1つ以上の中間バンドを形成することができるので、可視光以上の波長の光を照射した場合においても光電流が発生する。本発明に用いる窒化物系化合物半導体は、例えばアンモニアやヒドラジン等の含窒素原子ガスを窒素源とする分子線エピタキシー法MBE法により製造することができる。GaN系化合物半導体の場合、MBE法では、含窒素原子ガスを真空雰囲気中に導入し、含窒素原子ガスを基板上あるいはその近傍で光分解又は熱分解しながら、基板上にGaと、少なくても一つ以上の3d遷移金属Tの金属分子線を照射し、GaTNを成長させる。3d遷移金属の濃度は、成膜時の3d遷移金属セルの温度を調整し供給量を調整することにより変化させることができる。また、AlN系化合物半導体は、同様にMBE法により製造することができ、含窒素原子ガスを真空雰囲気中に導入し、含窒素原子ガスを基板上あるいはその近傍で光分解又は熱分解しながら、基板上にAlと少なくても一つ以上の3d遷移金属Tの金属分子線を照射し、AlTNを成長させる。また、GaAlN系化合物半導体も、同様にMBE法により製造することができ、基板上にAlおよびGaと、少なくても一つ以上の3d遷移金属Tの金属分子線を照射し、GaAlTNを成長させる。本発明に用いる窒化物系化合物半導体は、スパッタ法によっても作製することができる。例えば、GaN系化合物半導体の場合、高周波スパッタ装置の真空槽内に基板として単結晶サファイア上に形成したp-GaN、あるいはn-GaNを設置し、これと対向してGaNターゲットを設置する。ターゲット上にはGaと置換する少なくても一つ以上の3d遷移金属Tのチップを設置する。添加量の調整は、例えばチップの個数を変化させて行う。基板を設置するホルダーの裏面には基板加熱用ヒータが設置されている。チャンバ内を一旦排気した後、Ar-N2の混合ガスを導入し、基板を所定温度に加熱した後、高周波電力を印加してプラズマを誘起し、所定時間スパッタ製膜を行う。また、スパッタ製膜に先立って、基板およびターゲットをプラズマ中で清浄化してもよい。スパッタによる製膜は、組成を変更することが容易であり、かつ大面積の製膜に適しているため、本発明に用いる窒化物系化合物半導体膜を製造するのに適している。また、3d遷移金属チップの面積や個数、配置を変化させるなどの方法により、置換量を任意に調整することができる。また、スパッタ法で作製された窒化物系化合物半導体は微結晶またはアモルファス様の構造を示す。また、AlN系化合物半導体も同様にスパッタ法によって作製できる。高周波スパッタ装置の真空槽内に基板として単結晶サファイア上に形成したpAlN、あるいはnAlNを設置し、これと対向してAlNターゲットを設置する。ターゲット上にはAlと置換する少なくても一つ以上の3d遷移金属Tのチップを設置する。添加量の調整は、ここではチップの個数を変化させて行った。基板を設置するホルダーの裏面には基板加熱用ヒータが設置されている。チャンバ内を一旦排気した後、Ar-N2の混合ガスを導入し、基板を所定温度に加熱した後、高周波電力を印加してプラズマを誘起し、所定時間スパッタ製膜を行った。GaAlNの場合も同様にスパッタ法によって作製できる。この場合には、ターゲットとしてGaAlNを設置することによって製膜を行う。光電変換素子本発明の光吸収材料を用いて、光電変換素子を作製することができる。光電変換素子とは、光エネルギーを吸収して電気エネルギーに変換する素子であり、撮像素子やフォトダイオード等の受光素子あるいは太陽電池等の発電素子が含まれる。本発明の光吸収材料は、広範囲の波長領域の光エネルギーを吸収して電気エネルギーに変換できるので、高い光電変換効率が実現でき、太陽電池等の発電素子に好適に用いることができる。さらに、太陽熱発電装置や太陽熱給湯装置などの光吸収膜用材料として好適に用いることができる。本発明の光電変換素子は、複数の化合物半導体層により少なくとも1つのpn接合又はpan接合からなる光電変換層が形成されてなる光電変換素子であって、前記複数の化合物半導体層のうち少なくとも1層が、Gaおよび/またはAlが少なくとも1種の3d遷移金属で置換され、価電子帯と伝導帯の間に1以上の不純物バンドを有するGaN系あるいはGaAlN系あるいはAlN系化合物半導体からなり、波長領域1500nm以下、300nm以上の全波長領域における光吸収係数が1000cm-1以上である窒化物系化合物半導体層からなることを特徴とするものである。一般式Ga1-xTxNあるいはGaAl1-xTxNあるいはAl1-xTxNで表される化合物半導体0<x<1は、GaNあるいはGaAlNあるいはAlNのGaおよび/またはAlを3d遷移金属Tで置換した組成を有する化合物半導体である。GaNは、バンドギャップが3.4eV365nmであり紫外光は吸収するが、可視光以上の波長を持つ光を吸収しない半導体であり、可視光以上の波長を持つ光を照射しても価電子帯から伝導帯への電子の遷移はない。本発明のGa1-xTxNは、単結晶の場合にはGaNと同じ結晶構造を有する。また、GaNのバンド構造を保持した状態で、バンドギャップ中に、置換した3d遷移金属であるTによる不純物バンドを有する。ここで3d遷移金属であるTは一種類に限るものではなく複数の3d遷移金属を用いることができ、複数の3d遷移金属による置換合計がxになるように構成する。また同様にAlNは、バンドギャップが6.2eV200nmであり紫外光は吸収するが、可視光以上の波長を持つ光を吸収しない半導体であり、可視光以上の波長を持つ光を照射しても価電子帯から伝導帯への電子の遷移はない。Al1-xTxNは、単結晶の場合にはAlNと同じ結晶構造を有する。また、AlNのバンド構造を保持した状態で、バンドギャップ中に、置換した3d遷移金属であるTによる不純物バンドを有する。同様に、3d遷移金属であるTは一種類に限るものではなく複数の3d遷移金属を用いることができ、複数の3d遷移金属による置換合計がxになるように構成する。また同様にGaAlNは、バンドギャップが3.4~6.2eV200~365nmであり紫外光は吸収するが、可視光以上の波長を持つ光を吸収しない半導体であり、可視光以上の波長を持つ光を照射しても価電子帯から伝導帯への電子の遷移はない。本発明のGaAl1-xTxNは、単結晶の場合にはAlNと同じ結晶構造を有する。また、AlNのバンド構造を保持した状態で、バンドギャップ中に、置換した3d遷移金属であるTによる不純物バンドを有する。同様に、3d遷移金属であるTは一種類に限るものではなく複数の3d遷移金属を用いることができ、複数の3d遷移金属による置換合計がxになるように構成する。また、本発明の光電変換素子に用いることができる光電変換材料は、Gaおよび/またはAlが少なくても一つの3d遷移金属で置換され、アクセプタドーパント及び/又はドナードーパントがドープされてなるGaN系あるいはGaAlN系あるいはAlN系化合物半導体からなる。アクセプタドーパントは、通常、母材GaNあるいはGaAlNあるいはAlNから電子を受け取り、価電子帯に正孔を生成させるが、本発明においては、3d軌道に由来する不純物バンドから電子を奪うことにより、不純物バンドに非占有状態を形成することができる。これにより触媒効率を高めることができる。このアクセプタドーパントの例としては、Mg、CaおよびCからなる群から選択された少なくとも1種を挙げることができるが、Mgが好ましい。また、ドナードーパントは、通常、母材GaNあるいはGaAlNあるいはAlNに電子を与え、伝導帯にキャリアとして電子を生成させるが、本発明においては、ドナードーパントから放出された電子は不純物バンドの非占有部分に入り込む。これにより触媒効率を高めることができる。このドナードーパントの例としては、Si、O酸素原子およびH水素原子からなる群から選択された少なくとも1種を挙げることができる。また、これらアクセプタドーパントとドナードーパントはGa1-xTxNあるいはAl1-xTxNあるいはGaAl1-xTxN中に共存してもよいことは言うまでもない。本発明の光電変換素子に用いるGaTNあるいはGaAlTNあるいはAlTNは、結晶状態ではGaNあるいはGaAlNあるいはAlNと同様の結晶構造を有しているので、GaNあるいはGaAlNあるいはAlNと同様の格子定数を有し、格子整合したpn接合を形成することができる。例えば、アクセプタドーパントをドープしたGa1-xTxN以下、p-GaTNと略す。を、n-GaN膜上に成長させれば、p-GaTN/n-GaNからなるヘテロpn接合を形成することができる。また、アクセプタドーパントをドープしたGaAl1-xTxN以下、p-GaAlTNと略す。を、n-GaAlN膜上に成長させれば、p-GaAlTN/n-GaAlNからなるヘテロpn接合を形成することができる。また、アクセプタドーパントをドープしたAl1-xTxN以下、p-AlTNと略す。を、n-AlN膜上に成長させれば、p-AlTN/n-AlNからなるヘテロpn接合を形成することができる。また、n-GaN膜上にp-GaAlTNを成長させることもできる。これと同様に、本発明のGaTNあるいはGaAlTNあるいはAlNを光吸収光電変換するアブソーバとして用いるpan構造も形成することができる。光電変換素子例1.以下に、窒化物系化合物半導体のうち、母材としてGaNを用い、3d遷移金属としてMnを用いたGaMnNを光電変換材料として用いた素子例について説明する。本明細書に記載した他の光電変換材料でも本実施の形態と同様に作製でき、かつ同様の効果が得られることは言うまでもない。図1は、GaMnNのエネルギーバンド構造の一例を示す模式図である。同図中、VBは価電子帯、CBは伝導帯、IBは不純物バンドからなる中間バンド、EgはGaMnNのバンドギャップ、Efはフェルミ準位、Euは不純物バンドIBと伝導帯CBの間のバンドギャップ、Elは価電子帯VBと中間バンドIBの間のバンドギャップを示す。GaMnNに太陽光を照射することにより、価電子帯VBから伝導帯CBに電子e-が直接励起同図中に記載の0されるとともに、中間バンドIBを介して価電子帯VBから不純物バンドIBの非占有部分への電子e-の励起同図中に記載の2、そして中間バンドIBの占有部分から伝導帯CBへの電子e-の励起同図中に記載の1の3タイプの励起が起きる。この励起によって伝導帯CBには多くの電子e-が、価電子帯VBには多くの正孔hが存在するようになる。この直接励起と不純物バンドを介した励起が可能なことにより、本発明の光電変換素子で用いる光電変換材料は、前述のように紫外光だけでなく、紫外光に加えて可視光、赤外光にいたる広い波長範囲の太陽光を吸収し、高効率で太陽エネルギーを電気エネルギーに変換することができる。このように、本発明の光電変換素子に用いる光電変換材料は、ここでGaMnNを例にとって説明したように電子e-の励起が可能な中間バンドを有することが大きな特徴である。ここでは3d遷移金属TとしてMn一種類を用いたが、複数種類の3d遷移金属Tを用いれば、複数の中間バンドが形成でき、さらに光電変換効率を向上することができる。図2は、GaMnNを光電変換材料として用いて作製したpan構造の本素子例に係る光電変換素子の構造第1の太陽電池を示す模式図である。16はサファイア、シリコン、ステンレス、ガラス、プラスチックなどの材料からなる基板であり、基板16の上には取り出し電極A14が形成されおよび、ここでは図示されていないが場合によっては、取り出し電極A14の上にバッファ層が形成される、その上にp-GaN層p型窒化ガリウム13、光吸収して光電変換するGaMnN層12、n-GaN層n型窒化ガリウム11が製膜されpan構造が形成される。ここで、GaMnN層12は対向する一対の主面を有し、一方の主面上には該主面に接してp-GaN層13が形成され、他方の主面上には該主面に接してn-GaN層11が形成されている。さらにn-GaN層11の上には取り出し電極B15が形成される。17は取り出し電極AおよびBから取り出された出力端子としてのリード線である。ここで、n-GaN層11側、または基板16側基板が透明であることが必要であるから太陽光が照射され、光吸収層であるGaMnN層12に光が入射されると、1直接励起と2中間バンドを介した2段階の励起の2タイプの励起により、価電子帯から伝導帯へ電子が効率よく励起される。励起された電子と正孔はpan構造による内部電界で表面に移動し、リード線17から電気エネルギーとして外部に取り出される。図3は、図2に示したpan構造の光電変換素子のバンド構造を示す模式図である。GaMnN層12に太陽光が照射されると、太陽光の紫外領域では価電子帯から伝導帯への直接励起0により、可視ならびに赤外領域では中間バンドを介した励起1および励起2という2段階の光吸収により、価電子帯から伝導帯へ電子e-が励起され、価電子帯では正孔hができる。励起された電子e-はpan構造による内部電界でn-GaN層11表面に移動し、正孔hは内部電界でp-GaN13表面に移動する。そして、リード線17から電流電圧として外部に取り出される。しかし、図2に示したような光電変換素子の1セルユニットの出力電圧は低く、実際の使用に必要な電圧を得るためには、必要数のセルを直列に接続しなければならない。図4に3個のセルが直列された太陽電池の構造例を示す。16’は基板であり、導電性を持つ材料によって構成されている場合には絶縁膜を表面に形成する。基板16’の上には取り出し電極A14’が部分電極形状に形成され、その上にそれぞれp-GaN層13’、GaMnN層12’、n-GaN層11’が製膜され、さらに取り出し電極B15’が形成されて太陽電池の1セルが形成される。そして、必要な出力電圧を得るために、必要なセル数だけ直列に接続される。図4では基板16’の上に3セルが形成されており、これらのセルは直列接続線18’で直列接続されている。n-GaN層11’側、または基板16’側この場合には基板16’が透明であることが必要から太陽光が照射され、GaMnN層12’に入射されると光電変換され、それぞれのセルは直列接続されているので出力リード線17’から直列電圧として取り出すことができる。図5に複数個のセル同図では2セルが直列接続された光電変換素子の別の構造例を示す。基板16の上にはここでは記述していないが、基板の材料によってはバッファ層が形成される、p-GaN層13が製膜され、順にGaMnN層12、n-GaN層11が製膜される。そして、p-GaN層13の上には取り出し電極A14が形成され、n-GaN層11の上には取り出し電極B15が形成され、太陽電池の1セルが形成される。そして、必要な電圧を得るために、必要なセル数が形成され直列に接続される。図5では基板16の上に2セルが形成されており、これらのセルは直列接続線18で直列接続されている。n-GaN層11側、または基板16側基板が透明であることが必要から、GaMnN層12に太陽光が照射されると、光電変換され出力リード線17から直列電圧を取り出すことができる。図6は、図2、または図4、5に示した光電変換素子の1セル構造の試料にAM1.5の光エネルギー地上の太陽光に相当するを照射した時の電圧-電流特性であり、同図より開放電圧は約1.95V、短絡電流は約45μAであった。ここで、出力電流値短絡電流値は面積に比例して大きくなる。図7は、図2、図4または図5に示した光電変換素子の1セル構造の試料に紫外光、および可視光赤外光を照射した時の開放端電圧の時間変化特性である。同図において、最初にGaMnN光電変換材料に紫外光を照射すると、価電子帯VBから伝導帯CBに電子が直接励起され、外部端子に開放端電圧を発生する。次に紫外光を照射したままで可視光赤外光を照射すると、中間バンドIBを介して価電子帯VBから不純物バンドIBの非占有部分への電子の励起、そして中間バンドIBの占有部分から伝導帯CBへの電子の励起が起き、前述の発生電圧に重畳して更に高い開放端電圧が発生する。図8は、図2、または図4、図5に示した太陽電池の1セル構造を持つ試料に光を照射した時の短絡電流特性である。同図において、最初にGaMnN光電変換材料に紫外光を照射すると、価電子帯VBから伝導帯CBに電子が直接励起され、外部に短絡電流を流す。次に紫外光を照射したままで可視光赤外光を照射すると、中間バンドIBを介して価電子帯VBから不純物バンドIBの非占有部分への電子の励起、そして中間バンドIBの占有部分から伝導帯CBへの電子の励起が起き、前述の短絡電流に重畳して更に大きな短絡電流が流れる。図7と図8は、紫外光による光電変換に重畳して可視光および赤外光による光電変換が起きることを示す。なお、図7,8では紫外光の照射の後に可視光赤外光の照射を行っているが、可視光赤外光の照射の後に紫外光の照射を行っても同様の結果が得られる。また、可視光または赤外光いずれか単独光の照射でも同様の結果が得られる。これらの実験結果は、本発明の太陽電池に用いるGaMnNは不純物による中間バンドを有し、この不純物バンドを介した2段階以上の光吸収が可能であり、GaNの価電子帯から伝導帯への直接遷移以外にも光吸収を有し、これらの光吸収により価電子帯から伝導帯への電子の励起が可能なことを実証している。ここでは、光電変換材料として、Gaの一部がMnで置換されたGaN系化合物半導体を用いているが、Gaの一部がMnで置換され、かつ、アクセプタドーパントおよび/またはドナードーパントがドープされてなるGaN系化合物半導体を同様に用いることができる。また、Gaおよび/またはAlが少なくとも1種の3d遷移金属で置換された窒化物系化合物半導体、あるいはGaおよび/またはAlが少なくとも1種の3d遷移金属で置換され、かつ、アクセプタドーパント及び/又はドナードーパントがドープされ、価電子帯と伝導帯の間に1以上の不純物バンドを有する窒化物系化合物半導体であっても同様の結果が得られる。なお、図2には示していないが、実用の光電変換素子では、表面保護材、充填材、裏面保護材、フレームなどが必要なのは言うまでもない。表面保護材としては、強化ガラス、耐熱性透明プラスチックや透明フィルムなどを用いることができ、充填材としてはEVAなどを用いることができ、裏面保護材としては、プラスチックフィルム、金属板、プラスチック板、強化ガラスなどを用いることができる。また、フレームにはアルミニウム、鉄などを用いることができる。光電変換素子例2.図9は、GaMnNを光電変換材料として用いて作製したpan構造の本素子例に係る光電変換素子の構造第2の太陽電池を示す模式図である。26はサファイア、シリコン、ステンレス、ガラス、プラスチックなどの材料からなる基板であり、基板26の上には取り出し電極A24が形成されここでは図示されていないが場合によってはバッファ層が形成される、その上にn-GaN層23、GaMnN層22、p-GaN層21が製膜されpan構造が形成される。そして、さらに取り出し電極B25が形成される。27は取り出し電極AおよびBから取り出されたリード線である。p-GaN層21側、または基板26側この場合には基板が透明であることが必要から、GaMnN層22に太陽光が照射されると、直接励起と中間バンドを介した2段階の励起により、価電子帯から伝導帯へ電子が励起される。励起された電子と正孔はpan構造による内部電界で表面に移動し、リード線27から電気エネルギーとして外部に取り出される。図9に示したpan構造太陽電池のバンド構造の模式図は図3と同様である。GaMnN22に太陽光が照射されると、太陽光の紫外領域では価電子帯から伝導帯への直接励起0により、可視ならびに赤外領域では中間バンドを介した励起1および2によりという、2段階の光吸収により、価電子帯から伝導帯へ電子が励起され、価電子帯では正孔ができる。励起された電子e-はpan構造による内部電界でn-GaN層11表面に移動し、正孔hは内部電界でp-GaN層13表面に移動する。そして、リード線27から電流として外部に取り出される。ここでは示していないが、直列接続構造の太陽電池は素子例1と同様であり、素子例1の図6に示した電圧―電流特性、および図7、8に示した紫外光、可視光赤外光の照射による出力開放電圧、出力短絡電流の時間変化特性も素子例1と同様である。ここでは、光電変換材料として、Gaの一部がMnで置換されたGaN系化合物半導体を用いているが、Gaの一部がMnで置換され、かつ、アクセプタドーパントおよび/またはドナードーパントがドープされてなるGaN系化合物半導体を同様に用いることができる。また、Gaおよび/またはAlが少なくとも1種の3d遷移金属で置換された窒化物系化合物半導体、あるいはGaおよび/またはAlが少なくとも1種の3d遷移金属で置換され、かつ、アクセプタドーパントおよび/またはドナードーパントがドープされ、価電子帯と伝導帯の間に1以上の不純物バンドを有する窒化物系化合物半導体であっても同様の結果が得られる。なお、図9には示していないが、実用の光電変換素子では、表面保護材、充填材、裏面保護材、フレームなどが必要なのは言うまでもない。表面保護材としては、強化ガラス、透明プラスチック、透明フィルムなどを用いることができ、充填材としてはEVAなどを用いることができ、裏面保護材としては、プラスチックフィルム、金属板、プラスチック板、強化ガラスなどを用いることができる。また、フレームにはアルミニウムなどを用いることができる。光電変換素子例3.図10は、GaMnNを光電変換材料として用いて作製した本素子例に係るpn構造の光電変換素子の構造第3の太陽電池を示す模式図である。35はサファイア、シリコン、ステンレス、ガラス、プラスチックなどの材料からなる基板であり、基板35の上には取り出し電極A33および、ここでは図示されていないが場合によってはバッファ層が形成されるが形成され、その上にp-GaN層32、水素原子、Si、酸素原子などのドナードーパントをドープされたGaMnN層31が製膜される。また、スパッタ法で製膜したGaMnN膜をそのまま用いることもできる。そして、さらに取り出し電極B34が形成される。36は取り出し電極AおよびBから取り出されたリード線である。GaMnN層31側、または基板35側基板が透明であることが必要から、太陽光が照射されると、GaMnN層31では直接励起と中間バンドを介した2段階の励起により、価電子帯から伝導帯へ電子が励起される。励起された電子と正孔は内部電界で表面に移動し、リード線36から電気エネルギーとして外部に取り出される。図11は、図10に示したpn構造の光電変換素子のバンド構造を示す模式図である。GaMnN層31に太陽光が照射されると、太陽光の紫外領域では価電子帯から伝導帯への直接励起0により、可視ならびに赤外領域では中間バンドを介した励起1および2によりという、2段階の光吸収により、価電子帯から伝導帯へ電子が励起され、価電子帯では正孔hができる。励起された電子e-は内部電界でGaMnN層31表面に移動し、正孔hは内部電界でp-GaN13表面に移動する。そして、リード線36から電流として外部に取り出される。図12は、p-GaN層上にAl0.1Ga0.90.9Ni0.1Nを製膜したpn型光電変換素子の1セル構造の試料にAM1.5の光エネルギー地上の太陽光相当を照射した時の電圧-電流特性であり、同図より開放端電圧は約2.0V、短絡電流は約14μAであった。ここで、出力電流値短絡電流値は面積に比例して大きくなる。本素子例の場合でも、光電変換素子の1セルユニットの出力電圧は低く、実際の使用では必要な電圧を得るために複数個のセルを直列に接続しなければならない。そこで素子例1と同様の直列接続された光電変換素子の構造例が考えられる。図13に複数個のセルが直列接続された光電変換素子の構造例を示す。35’は基板であり、導電性を持つ場合には絶縁膜を表面に形成する。基板35’の上には取り出し電極A33’が形成され、その上にp-GaN層32’、GaMnN層31’が製膜される。そして、さらに取り出し電極B34’が形成され、太陽電池の1セルが形成される。そして、必要な電圧を得るために、必要なセル数だけ直列に接続される。図12では基板35’の上に3セルが形成されており、これらのセルは直列接続線37’で直列接続されている。GaMnN層31’側、または基板35’側基板が透明であることが必要から、GaMnN層31’に太陽光が照射されると、光電変換され出力リード線36’から電圧電流を取り出すことができる。図14は、複数個直列された光電変換素子の別の構造を示す模式図である。基板35の上には、p-GaN層32、GaMnN層31が製膜される。そして、p-GaN層32の上には取り出し電極A33が形成され、GaMnN層31の上には取り出し電極B34が形成され、太陽電池の1セルが形成される。そして、必要な電圧を得るために、必要なセル数だけ直列に接続される。図13では基板35の上に2セルが形成されており、これらのセルは直列接続線37で直列接続されている。GaMnN層31に太陽光が照射されると、光電変換され出力リード線36から電圧電流を取り出すことができる。ここでは、光電変換材料として、Gaの一部がMnで置換されドナードーパントをドープされたGaMnNを用いているが、Gaの一部がMnで置換されアクセプタドーパント及びドナードーパントがドープされてなるGaN系化合物半導体を同様に用いることができる。また、Mnの代わりに他の3d遷移金属を用いることもできる。また、ここでは、Gaおよび/またはAlが少なくとも1種の3d遷移金属で置換されドナードーパントをドープされたGaAlN系化合物半導体としてAlGaNiNを用いているが、Gaおよび/またはAlが少なくとも1種の3d遷移金属で置換されアクセプタドーパント及びドナードーパントがドープされてなるGaAlN系化合物半導体を同様に用いることができる。また、Alの一部がTで置換されドナードーパントをドープされたAlTN、あるいはAlの一部がTで置換されアクセプタドーパント及びドナードーパントがドープされてなるAlN系化合物半導体を同様に用いることができる。なお、図10には示していないが、実用の太陽電池では、表面保護材、充填材、裏面保護材、フレームなどが必要なのは言うまでもない。表面保護材としては、強化ガラス、透明プラスチック、透明フィルムなどを用いることができ、充填材としてはEVAなどを用いることができ、裏面保護材としては、プラスチックフィルム、金属板、プラスチック板、強化ガラスなどを用いることができる。また、フレームにはアルミニウムなどを用いることができる。光電変換素子例4.図15は、GaMnNを光電変換材料として用いて作製した本素子例に係るpn構造の光電変換素子の構造第4の太陽電池を示す模式図である。基板45の上には取り出し電極A43および、ここでは図示されていないが場合によってはバッファ層が形成されるが形成され、その上に、水素原子、Si、酸素原子などのドナードーパントをドープされたGaMnN層41、p-GaN層42が製膜される。また、スパッタ法で製膜したGaMnN膜をそのまま用いることもできる。そして、さらに取り出し電極B44が形成される。46は取り出し電極AおよびBから取り出されたリード線である。p-GaN層42側、または基板45側基板が透明であることが必要から太陽光が照射されると、GaMnN層31では直接励起と中間バンドを介した2段階の励起により、価電子帯から伝導帯へ電子が励起される。励起された電子は内部電界で表面に移動し、リード線46から電圧電流として外部に取り出される。なお、ここでは直列接続の実施例を述べていないが、本素子例の場合でも、光電変換素子の1セルユニットの出力電圧は低く、実際の使用では必要な電圧を得るために複数個のセルを直列に接続しなければならず、素子例3の場合と同様にして構成することができる。ここでは、光電変換材料として、Gaの一部がMnで置換されドナードーパントをドープされたGaN系化合物半導体を用いているが、Gaの一部がMnで置換され、かつ、アクセプタドーパント及びはドナードーパントがドープされてなるGaN系化合物半導体を同様に用いることができる。また、Gaおよび/またはAlが少なくとも1種の3d遷移金属で置換されドナードーパントをドープされた窒化物系化合物半導体、あるいはGaおよび/またはAlが少なくとも1種の3d遷移金属で置換され、かつ、アクセプタドーパント及びドナードーパントがドープされ、価電子帯と伝導帯の間に1以上の不純物バンドを有する窒化物系化合物半導体であっても同様の結果が得られる。なお、図15には示していないが、実用の太陽電池では、表面保護材、充填材、裏面保護材、フレームなどが必要なのは言うまでもない。表面保護材としては、強化ガラス、透明プラスチック、透明フィルムなどを用いることができ、充填材としてはEVAなどを用いることができ、裏面保護材としては、プラスチックフィルム、金属板、プラスチック板、強化ガラスなどを用いることができる。また、フレームにはアルミニウムなどを用いることができる。光電変換素子例5.図16は、GaMnNを光電変換材料として用いて作製した本素子例に係るpn構造の太陽電池の構造第5の太陽電池を示す模式図である。55はサファイア、シリコン、ステンレス、ガラス、プラスチックなどの材料からなる基板であり、基板55の上には取り出し電極A53および、ここでは図示されていないが場合によってはバッファ層が形成されるが形成され、その上にn-GaN層52、さらにMg、Ca、CなどのアクセプタドーパントがドープされたGaMnN層51が製膜される。また、MBE法で製膜したGaMnN膜をそのまま用いることもできる。そして、さらに取り出し電極B54が形成される。56は取り出し電極AおよびBから取り出されたリード線である。GaMnN層51側、または基板56側基板が透明であることが必要から、太陽光が照射されると、GaMnN層51では直接励起と中間バンドを介した2段階の励起により、価電子帯から伝導帯へ電子が励起される。励起された電子は内部電界で表面に移動し、リード線56から電圧電流として外部に取り出される。図17は、図16に示した光電変換素子のバンド構造を示す模式図である。GaMnN51に太陽光が照射されると、太陽光の紫外領域では価電子帯から伝導帯への直接励起0により、可視ならびに赤外領域では中間バンドを介した励起1および2によりという、2段階の光吸収により、価電子帯から伝導帯へ電子が励起され、価電子帯では正孔ができる。励起された電子e-は内部電界でn-GaN層52表面に移動し、正孔hは内部電界でGaMnN層51表面に移動する。そして、リード線56から電圧電流として外部に取り出される。なお、ここでは直列接続の実施例を述べていないが、本素子例の場合でも、光電変換素子の1セルユニットの出力電圧は低く、実際の使用では必要な電圧を得るために複数個のセルを直列に接続しなければならず、素子例3の場合と同様にして構成することができる。ここでは、光電変換材料として、Gaの一部がMnで置換されドナードーパントがドープされたGaN系化合物半導体を用いているが、Gaの一部がMnで置換され、かつ、アクセプタドーパント及びドナードーパントがドープされてなるGaN系化合物半導体を同様に用いることができる。また、Gaおよび/またはAlが少なくとも1種の3d遷移金属で置換されドナードーパントがドープされた窒化物系化合物半導体、あるいはGaおよび/またはAlが少なくとも1種の3d遷移金属で置換され、かつ、アクセプタドーパント及びドナードーパントがドープされ、価電子帯と伝導帯の間に1以上の不純物バンドを有する窒化物系化合物半導体であっても同様の結果が得られる。なお、図16には示していないが、実用の太陽電池では、表面保護材、充填材、裏面保護材、フレームなどが必要なのは言うまでもない。表面保護材としては、強化ガラス、透明プラスチック、透明フィルムなどを用いることができ、充填材としてはEVAなどを用いることができ、裏面保護材としては、プラスチックフィルム、金属板、プラスチック板、強化ガラスなどを用いることができる。また、フレームにはアルミニウムなどを用いることができる。光電変換素子例6.図18は、GaMnNを光電変換材料として用いて作製した本素子例に係る光電変換素子の構造第6の太陽電池を示す模式図である。65はサファイア、シリコン、ステンレス、ガラス、プラスチックなどの材料からなる基板であり、基板65の上には取り出し電極A63および、ここでは図示されていないが場合によってはバッファ層が形成されるが形成され、その上にMg、Ca、CなどのアクセプタドーパントがドープされたGaMnN層61、更にn-GaN層62が製膜される。また、MBE法で製膜したGaMnN膜をそのまま用いることもできる。そして、さらに取り出し電極B64が形成される。66は取り出し電極AおよびBから取り出されたリード線である。n-GaN層62側、または基板66側基板が透明であることが必要から、太陽光が照射されると、GaMnN層61では直接励起と中間バンドを介した2段階の励起により、価電子帯から伝導帯へ電子が励起される。励起された電子は内部電界で表面に移動し、リード線66から電圧電流として外部に取り出される。なお、ここでは直列接続の実施の形態を述べていないが、本素子例の場合でも、光電変換素子の1セルユニットの出力電圧は低く、実際の使用では必要な電圧を得るために複数個のセルを直列に接続しなければならず、素子例3の場合と同様にして構成することができる。ここでは、光電変換材料として、Gaの一部がMnで置換されアクセプタータドーパントがドープされたGaN系化合物半導体を用いているが、Gaの一部がMnで置換され、かつ、アクセプタドーパント及びドナードーパントがドープされてなるGaN系化合物半導体を同様に用いることができる。また、Gaおよび/またはAlが少なくとも1種の3d遷移金属で置換されアクセプタータドーパントがドープされた窒化物系化合物半導体、あるいはGaおよび/またはAlが少なくとも1種の3d遷移金属で置換され、かつアクセプタドーパント及びドナードーパントがドープされ、価電子帯と伝導帯の間に1以上の不純物バンドを有する窒化物系化合物半導体であっても同様の結果が得られる。なお、図18には示していないが、実用の太陽電池では、表面保護材、充填材、裏面保護材、フレームなどが必要なのは言うまでもない。表面保護材としては、強化ガラス、透明プラスチック、透明フィルムなどを用いることができ、充填材としてはEVAなどを用いることができ、裏面保護材としては、プラスチックフィルム、金属板、プラスチック板、強化ガラスなどを用いることができる。また、フレームにはアルミニウムなどを用いることができる。実施例1Al1yGay1xTxN膜の作製図19に示すスパッタ装置を用いてAl1yGay1xTxN膜を作製した。この装置は、真空槽72を有し、その側壁にはスパッタガスを導入するガス導入ノズル76と、排気口77とが配置されている。スパッタガスとしては、アルゴンガスと窒素ガスの混合ガスを用いた。真空槽72内にはターゲット74が陰極上に配置され、これと対向した基板ホルダー70に複数枚の基板71が設置されている。ターゲットにはAl/Ga比が0.1/0.9の混晶を用いた。ターゲット上には3d遷移金属のチップ図示せずとして、V、Cr、Mn、Co、Niのいずれかのチップを設置した。3d遷移金属のチップはAlGaNと同時にスパッタされるとともに、スパッタガス中に含まれる窒素と反応し、作成されるAlGaN膜中のAlとGa元素が3d遷移金属で置換される。置換量はチップの大きさと個数を変えることによって適宜調整が可能である。基板としてはサファイア、シリコン、石英、GaNなどが使用できるがここではサファイア単結晶に予めGaN膜を形成した基板を用いる。基板ホルダー70の背面にはヒータ78が設置され、基板を加熱することができる。シャッター75を閉じた状態で槽内を真空排気し、ヒータに通電して発熱させ、基板温度が300°Cに到達してからスパッタガスとしてアルゴンと窒素の混合ガスを導入する。アルゴンと窒素の混合割合は調整可能であり、ここではAr/N2が1/1~4/1の範囲とした。その後、高周波を印加してグロー放電を発生させ、シャッターを開けて基板上にAlGaTN膜を堆積させた。製膜速度はAr/N2比によって異なるが、Ar/N2比が2/1の場合には約11nm/minであった。得られたAl1yGay1xTxN膜をラザフォード後方散乱分光法により組成分析を行い、3d遷移金属の置換量を測定した。光吸収スペクトル測定光吸収スペクトルは、紫外可視分光光度計島津製作所製、UV-3600およびSOLIDSpec-3700を用いて測定した。図20から図24は、本発明のAl1yGay1xTxN膜において様々な3d遷移金属でAlおよび/またはGaを置換した試料の光吸収スペクトルを示すグラフである。図20はAlN、Al0.1Ga0.9N、GaNのAlおよび/またはGaを5Vで置換した試料の光吸収スペクトルである。図中のAlVN、AlGaVNおよびGaVNの組成式は、それぞれAl0.95V0.05N、Al0.1Ga0.90.95V0.05N、Ga0.95V0.05Nである。Alを含む組成ではいずれも波長800nm付近に吸収ピークが観察され300~1500nmの波長範囲で2000cm-1以上の吸収係数を有していた。また、Alを含む組成はAlを含まない組成に対して、400~1500nmの波長領域でAlを含まない試料より大きな吸収係数が得られた。図21はAlN、Al0.1Ga0.9N、GaNのAlおよび/またはGaを9Crで置換した試料の光吸収スペクトルである。図中のAlCrN、AlGaCrNおよびGaCrNの組成式は、それぞれAl0.91Cr0.09N、Al0.1Ga0.90.91Cr0.09N、Ga0.91Cr0.09Nである。Alを含む組成ではいずれも波長750nm付近に吸収のテールが観察され300~1500nmの波長範囲で2000cm-1以上の吸収係数を有していた。また、Alを含む組成はAlを含まない組成に対して、400~1500nmの波長領域でAlを含まない試料より大きな吸収係数が得られた。図22はAlN、Al0.1Ga0.9NのAlおよび/またはGaを11、および20Mnで置換した試料の光吸収スペクトルである。図中のAlMnNおよびAlGaMnNの組成式は、それぞれAl0.89Mn0.11N、Al0.1Ga0.90.80Mn0.20Nである。いずれも、400nm以上の波長領域で高い吸収のテールを示し、300~1500nmの波長範囲で1000cm-1以上の吸収係数を有していた。図23はAlNのAlをCoで5、および13置換した試料の光吸収スペクトルである。それぞれの組成式はAl0.95Co0.05N、Al0.87Co0.13Nである。いずれも、400nm以上の波長領域で吸収のテールを示し、300~1500nmの波長範囲で5000cm-1以上の高い吸収係数を有していた。図24はAlN、Al0.1Ga0.9NのAlおよび/またはGaを10Niで置換した試料の光吸収スペクトルである。図中のAlNiNおよびAlGaNiNの組成式は、それぞれAl0.90Ni0.10N、Al0.1Ga0.90.90Ni0.10Nである。いずれも、400nm以上の波長領域で吸収のテールを示し、300~1500nmの波長範囲で4000cm-1以上の高い吸収係数を有していた。また、参考のため、太陽光の地表での放射強度スペクトルAM1.5を図25に示す。図から明らかなように、太陽光は300~2000nm、特に400nm~1500nmの波長域で強い輻射強度を持つが、AlGaNはバンドギャップが3.4~6.2eVであるため、365nm以上の波長領域をほとんど吸収できない。これに対して、図20~図24で示す本発明のAlおよび/またはGaを3d遷移金属で置換した化合物半導体は300~1500nmで高い吸収係数を示すことがわかる。実施例2光電変換素子の作製実施例1のAl0.1Ga0.90.90Ni0.10N層のスパッタ製膜において、基板ホルダーに設置した単結晶サファイア1上に予め形成したp-GaN基板2の表面の一部を金属マスクで覆い、基板上にスパッタ膜が製膜されない非製膜部を形成した。スパッタ製膜終了後、Al0.1Ga0.90.90Ni0.10N層3の表面の一部と、非製膜部に電極を蒸着してそれぞれn層電極4、p層電極5を形成し、光電変換素子を作製した。図26に、p-GaN上にAlGaNiNを製膜したpn型光電変換素子の1セル構造の試料にAM1.5の光エネルギー地上の太陽光相当を照射した時と照射しない時の電圧-電流特性を示す。光エネルギーの非照射時には発電せず、照射時に発電し、その開放端電圧は約2.0V、短絡電流は約14μAであった。実施例3MBE法による製膜アンモニアガスを導入するガス導入ノズルに接続され、GaとMnの蒸着源を配置した真空槽内の基板ホルダーにサファイア基板を設置した。基板ホルダーの背面にはヒータが配置されている。ヒータに通電して発熱させ、サファイア基板を950°Cに加熱して清浄化処理を行った後、サファイア基板の温度を550°Cまで降温させ、ガスノズルからアンモニアガスを噴出させ、サファイア基板に吹き付けるとともに、第1の蒸着源内の第1の金属材料を加熱し、Gaを主成分とする金属分子線を発生させ、サファイア基板表面に照射し、GaN薄膜からなるバッファ層を形成した。バッファ層を所定膜厚0.2μmに形成した後、サファイア基板を720°Cに昇温させ、ガスノズルによってバッファ層表面に含窒素原子ガスここではアンモニアガスを直接吹き付け、熱分解させると共に、Ga蒸着源とMn蒸着源から、それぞれGaを主成分とする分子線とMnを主成分とする分子線とを、バッファ層に向けて照射して、バッファ層表面にGaMnN膜を形成した。Ga蒸着源の温度850°C、Mn蒸着源の温度630°C、アンモニアガスの流量5sccmの条件で、厚さ1μmのGaMnN膜を成膜した。図27は、本発明に用いるGa1-xMnxN膜x=0.082の光吸収スペクトルの一例である。また、参考のため、太陽光の放射強度スペクトルAM0:地球軌道上、AM1.5:地表と白色光源朝日分光社製、MAX-302の放射強度スペクトルを図中に示す。GaNが400nm~2000nmの波長域で吸収を示さないのに対し、Ga1-xMnxN膜は、400~1000nmの波長域で8000cm-1以上の吸収係数を有している。また、紫外及び赤外領域でもGaNよりも吸収を有する。不純物バンドによる吸収は1500~700nm領域のブロードなピーク構造および700~400nm領域の連続吸収構造に認められる。また、図27から明らかなように、Ga1-xMnxN膜の光吸収スペクトルは、太陽光の放射強度スペクトルと概ね波長域が対応しており、太陽光の未利用光を有効に利用することが可能である。実施例4MBE法による製膜成膜時のMnセル温度を調整することによりMn供給量を制御した以外は、実施例3と同様の方法により、Ga1-xMnxN膜を作製した。膜厚は0.4μm、xは0.05であった。光吸収係数は、300~1500nmの波長域で1000cm-1以上であった。実施例5MBE法による製膜作製時にGa、Mnと同時にMgを供給した以外は、実施例4と同様の方法によりGa1-x-zMnxMgzN膜を作製した。膜厚は0.4μm、xは0.05、zは0.02であった。光吸収係数は、300~1500nmの波長域で1000cm-1以上であった。実施例6MBE法による製膜Ga1-xMnxN膜を作製する際、基板温度を600°C程度の低い値に設定し、アンモニアの分解を一部抑制することで水素を残留させた以外は実施例3と同様の方法によりGa1-xMnxN:Hy膜を作製した。また、700°C以上の高い基板温度で作製し、水素が残留しなかったGa1-xMnxN膜については、水素雰囲気中でホットフィラメント法により水素分子を熱分解し、Ga1-xMnxN膜に照射することで、Ga1-xMnxN:Hyを作製した。膜厚は0.3μm、xは0.06、yは0.03であった。光吸収スペクトルを図28に示す。Ga1-xMnxN:Hy膜は、400~1000nmの波長域で7000cm-1以上であり、300~1500nmの波長域で1000cm-1以上の吸収係数を有していた。また、紫外及び赤外領域でもGaNよりも大きな吸収を有する。不純物バンドによる吸収は1500~700nm領域のブロードなピーク構造および700~400nm領域の連続吸収構造に認められた。なお、MBE法による光電変換材料の製膜例とその特性としてGaNに3d遷移金属をドープした時の例を示したが、GaAlN、AlNに3d遷移金属をドープして製膜した時にも同様に優れた光吸収特性を示し、本発明の光電変換素子用の光電変換材料として用いることができる。実施例7スパッタ法による製膜スパッタ法によってGaN系化合物半導体を作製した例を説明する。高周波スパッタ装置の真空槽内に基板として単結晶サファイア上に形成したpGaN、あるいはnGaNを設置し、これと対向してGaNターゲットを設置する。ターゲット上にはGaと置換する3d遷移金属のチップを設置した。添加量の調整は、ここではチップの個数を変化させて行った。基板を設置するホルダーの裏面には基板加熱用ヒータが設置されている。チャンバ内を一旦排気した後、Ar-N2の混合ガスを導入し、基板を所定温度に加熱した後、高周波電力を印加してプラズマを誘起し、所定時間スパッタ製膜を行った。また、スパッタ製膜に先立って、基板およびターゲットをプラズマ中で清浄化してもよい。主なスパッタ製膜条件を下記に示す。RFパワー:200W基板温度:300°CAr:N2混合比:2:1製膜速度:11nm/min組成分析得られたGa1―xTxN膜は、3d遷移金属添加の有無に関わらず、緻密で平坦性を有し、また欠陥の少ない膜であった。スパッタ法により作製したGaN系化合物半導体膜の組成分析をラザフォード後方散乱分光法により行い、Ga1xTxNのxを求めた。分析結果では、Gaおよび3d遷移金属の分析量と窒素の分析量から、薄膜が非化学量論的な組成を有する薄膜となっていることを示した。したがって、3d遷移金属元素の一部はGa位置を置換していない可能性もあるが、詳細は現在究明中である。結果スパッタ法で製膜した薄膜の光吸収スペクトルを測定した。例えば、図29~図32にGaNのGaを各種の3d遷移金属で置換した試料の光吸収スペクトルの測定結果の一例を示す。図29は3d遷移金属がVで、x=0.056の試料の光吸収スペクトルであり、3.3eVより長波長側に吸収のテールを有し、1.5eV近傍にブロードな吸収ピーク持つ。波長300~1500nmでの吸収係数は3000cm―1以上である。図30は3d遷移金属がCrであり、x=0.088の試料の光吸収スペクトルであり、3.3eVより長波長側に吸収のテールを有し、1.5~2.0eV近傍にブロードな吸収ピーク持つ。波長300~1500nmでの吸収係数は1000cm―1以上である。図31は3d遷移金属がCoである試料の光吸収スペクトルであり、x=0.052の試料は3.3eVより長波長側に吸収のテールを有し、波長300~1500nmでの吸収係数は1000cm―1以上である。また、同様にx=0.128の試料は吸収係数の高いテールを有し、1.7eV近傍にピークを有し、300~1500nmでの吸収係数は3000cm―1以上である。図32は3d遷移金属がMnであり、x=0.2の試料の光吸収スペクトルであり、3.3eVより長波長側に吸収係数の高いテールを有しており、300~1500nmでの吸収係数は5000cm―1以上である。MBE法で作製した試料は図28に示したように1.5eV近傍に明確な吸収ピークを有していたのに対し、スパッタ法で作製した試料は高い吸収係数を有するものの、明確なピークは観察されなかった。この原因は明らかとなっていないが、MBE法で作製した試料は比較的結晶性が高いのに対して、スパッタ法で作製した試料は結晶性が低いため明確な不純物バンドを形成しない代わりに、バンドギャップに複数のエネルギー準位を形成したものと推定されるが、現在究明中である。実施例8スパッタ法による製膜p-GaN層上にスパッタ法でGa1-xCrxN層ただしxは0.04、0.08、0.16としたを形成した。スパッタ法には実施例7と同様の条件を用いた。図33は、試料の光吸収スペクトルを示す図である。すなわち、図10で示した構造における取出し電極A33、および取出し電極B34が形成されていない部分の光吸収スペクトルである。p-GaN層は可視光領域で光を吸収しないため、この試料の光吸収はGa1-xCrxN層によるものである。波長300~1500nmでの吸収係数はすべて1000cm-1以上であり、Cr含有量の増加に伴って光吸収が大きくなった。実施例9光電変換素子の作製図10に示したpn構造において、p-GaN層32の上の光吸収層であるGaMnN層31に代えて、スパッタ法により形成したGa1-xCrxN層ただしxは0.04、0.08、0.16としたを光吸収層とした光電変換素子を作製した。図34は、作製した光電変換素子に、AM1.5の光エネルギーを照射した時と照射しないときの電圧-電流特性を示す図である。非照射時の特性は図の煩雑さを避けるため、x=0.08のみを示しているが、0.04や0.16でも大きな相違はなかった。xが0.04から0.16では光照射時の開放端電圧が1.9~2.0Vであり、短絡電流は9~10μA/cm2であった。実施例10光電変換素子の作製図2に示したpan構造、すなわちpGaN層13の上の光吸収層であるGaMnN層12に代えてスパッタ法でGa0.92Cr0.08N層を形成し、さらにnGaN層11を形成して光電変換素子を作製した。図35は作製した光電変換素子の光照射時の電圧-電流特性を示す図である。比較のため、図34で示したpn構造の光電変換素子の電圧-電流特性も合わせて示した。光吸収層は同一材料であるGa0.92Cr0.08Nを用いた。図2に示したpan構造を有する太陽電池では、図10で示したpn構造を有する光電変換素子に比べて、大きな短絡電流が得られた。"