JPH05145096A

JPH05145096A - 透過型太陽電池

Info

Publication number: JPH05145096A
Application number: JP3334005A
Authority: JP
Inventors: Kunihiko Adachi; 邦彦安達; Takeshi Matsui; 雄志松井; Takuji Oyama; 卓司尾山
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1991-11-22
Filing date: 1991-11-22
Publication date: 1993-06-11

Abstract

(57)【要約】【構成】太陽電池の裏面電極を、１５００〜２０００Å
の無機化合物膜４、その上に１００〜２００Åの金属膜
５、さらに４００Å以上の無機化合物膜６が順次形成さ
れた３層構成とする。【効果】太陽電池特性の低下を招くことなく、透過率の
向上、製造コストの低減を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は入射光の一部が透過する
ことが可能なような構成にした透過型太陽電池に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】シリコンを含み、さらに必要に応じて炭
素、窒素、ゲルマニウム、ホウ素、燐及び水素を含む非
晶質合金（以下非晶質シリコンと記す）を光活性層に用
いた太陽電池は、結晶系太陽電池と比較して低コストで
あること、接合形成が容易であること、素子構造上の自
由度が高いこと等の利点を有することから開発が進めら
れ、小面積素子の電卓、腕時計等への応用例が発表され
てきた。

【０００３】従来は、小面積デバイスに開発の主流がお
かれてきたため、出力特性以外の性能に関してはあまり
配慮されてこなかったが、近年、建築、自動車等への応
用を目指して、光透過性の太陽電池の開発が行われるよ
うになってきた。これらの例としては特開昭６２−７１
７０号公報に示されるような第２の電極層として金属お
よび金属酸化物の複合体としたものや、実開昭６３−１
７８３５６号公報に示されるような太陽電池形成面上に
太陽電池の非形成領域を設け、入射光を透過するような
構造にしたもの等がある。また特開平２−３１２２８５
号公報に示されるような第２の電極層に第１の電極層に
用いたものと同様の透明導電性薄膜を用いた例も報告さ
れている。

【０００４】一方、透過型太陽電池を用いて高効率の太
陽電池を作成する試みとしては、透過型太陽電池を４端
子２層タンデム構造太陽電池のトップセルとして用いた
例があり、この応用例については、 Kim W.Mitchell,"T
oward High Efficiency ThinFilm Power Modules",Opto
electronics Device and Technologies,vol.5,No.2,pp2
75 （以下参考文献（１）という）に詳細が開示されて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の各方法には様々
な問題点が含まれており、いずれの場合においても開示
されている方法では所望の効果を十分に達成することは
できない。例えば特開昭６２−７１７０号公報において
示されている構造では、裏面電極の膜厚構成の最適化が
不完全であるため、可視光の透過率を向上させた結果、
発電に有効な波長域である６００ｎｍ以下の可視光が利
用されないまま第２電極から再び外側に透過してしま
い、発電出力の低下を招くという問題点があった。

【０００６】また実開昭６３−１７８３５６号公報に示
されるように太陽電池に非形成領域を設けた構造の場合
には、発電領域の面積を狭くしてしまうために基板の実
効的な発電効率を低下させてしまう問題点が存在した。

【０００７】また特開平２−３１２２８５号公報または
参考文献（１）に示されているように、第２の電極層と
して透明導電性薄膜を用いた場合には、金属電極を用い
た場合と比較すると太陽電池全体としての透過率は向上
する反面、第１の例と同様の理由によって発電出力が低
下するという欠点に加えて、第２の電極層を充分に低抵
抗化するためには透明導電性薄膜の膜厚を１μｍ以上の
膜厚にしなくてはならないため、太陽電池作成の効率
（スループット）が大幅に低下してしまうという問題点
も存在した。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決すべくなされたものであり、透明絶縁基板上に透明導
電性薄膜からなる第１の電極層（以下、透明導電膜と記
す）と、光照射により光起電力を発生する光活性層と、
光を透過することのできる導電性薄膜からなる第２の電
極層（以下、裏面電極と記す）とを堆積してなる透過型
太陽電池において、光活性層が非晶質シリコンからな
り、裏面電極の構成を、無機化合物膜、金属膜、無機化
合物膜が順次積層された３層からなる多層構造とし、好
ましくは３層の薄膜のうち光活性層に接する無機化合物
膜の膜厚を１５００Å以上、２０００Å以下の範囲に、
金属膜の膜厚を１００Å以上、２００Å以下の範囲に、
光活性層と接していない側の無機化合物膜の膜厚を４０
０Å以上の範囲に設計したことを特徴とする透過型太陽
電池を提供するものである。

【０００９】太陽電池ハンドブック（電気学会、１９８
５年、コロナ社）等によって明らかにされているよう
に、非晶質シリコン太陽電池の収集効率は図２に示すよ
うに５５０ｎｍ付近にピークを持った曲線となる。収集
効率は短波長側および長波長側で急激に減少し、５５０
ｎｍ付近のピーク波長での収集効率を１とした場合に
は、約４００ｎｍ以下および６４０ｎｍ以上の波長に対
する収集効率は０．５以下となる。そこで透過型太陽電
池でありながらも十分な変換効率を確保するためには、
電池に入射する光のうちでも４００〜６４０ｎｍの光に
ついては、極力裏面電極から光活性層内に反射させて発
電に利用することが望ましい。

【００１０】一方、人間の目の感度（視感度）は、図３
に示すように４００ｎｍ付近の短波長側ではほとんど感
知できないのに対し、長波長側では約７５０ｎｍまで感
知することが可能である。そこで非晶質シリコン層を透
過した光のうち、非晶質シリコンの収集効率が十分に大
きな波長域の光は、再び非晶質シリコン層内に反射して
発電に寄与させる一方、非晶質シリコンが吸収できない
長波長域の光については大気側に透過させられるような
裏面電極があれば、透過率のより高い透過型太陽電池を
作成することができる。本発明になる裏面電極はこのよ
うな要請を実現するものである。

【００１１】以下、本発明による透過型太陽電池の構成
を図面に従って説明する。図１は本発明による透過型太
陽電池の断面図である。図中１は、ガラス基板等からな
る透明絶縁性基板を示す。２は透明導電膜を、３は光照
射により光起電力を発生する光活性層を示す。４は裏面
電極の内の第１層目にあたる無機化合物膜を、５は第２
層目にあたる金属膜を、６は第３層目にあたる無機化合
物膜を示す。すなわち、裏面電極は無機化合物膜４／金
属膜５／無機化合物膜６という３層構造からなってい
る。

【００１２】この様な膜構造にすると３層それぞれの膜
厚構成により、裏面電極により光活性層中に反射されて
戻る光の分光反射率が変化する。この裏面電極各層の膜
厚を特定の範囲に限定することにより、裏面電極から光
活性層に反射する光と裏面電極を通して大気側に透過す
る光の分光透過率を特定することが本発明の具体的な手
段である。

【００１３】本発明になる裏面電極を用いれば、太陽電
池形成面積を犠牲にすることなく透過率を向上させるこ
とができるため「発明が解決しようとする課題」におけ
る第２例（実開昭６３−１７８３５６号）のような問題
は考慮する必要がなくなる。また第１例（特開昭６２−
７１７０号）および第３例（特開平２−３１２２８５
号）のような問題点についても、本発明では透過率を確
保しながら太陽光スペクトルを有効に発電に利用するた
め解決される。

【００１４】さらに生産におけるスループットの低下に
ついても、本発明のような構成にした場合には電極層中
の金属膜により裏面電極層全体の抵抗値を低減すること
が可能となるために非常に速いスループットを得ること
が可能になる。このように本発明の方法によれば、従来
の技術の中で述べた問題点をすべて解決することができ
る。

【００１５】本発明の目標は、裏面電極の構造を工夫す
ることにより、光電変換の収集効率が高い波長域におい
ては光活性層中への十分な反射率を有し、収集効率が低
い波長域においては逆に反射率が低下し裏面電極を透過
する光量が増加するような構造を実現することであるか
ら、裏面電極の膜厚構成を変化させることにより反射率
の極大値、極小値およびそれらの波長がどのように変化
するかについて詳細の検討を行った。

【００１６】最初に、裏面電極の膜厚構成によるこれら
の値の変化を数値計算によって求めた結果について説明
する。この数値計算を実行するための光学定数としては
光活性層として非晶質シリコンを、裏面電極について
は、無機化合物膜４及び６として酸化インジウムを、金
属膜５として銀を採用した。これらの材料の光学定数は
分光測定により求めた。ただし本発明の内容は裏面電極
を構成する物質をこのように特定した計算例に限定され
るものではない。

【００１７】まず、光活性層に接する側の無機化合物膜
（以下、無機化合物膜４と記す）の膜厚を変化させた場
合の効果について説明する。光活性層中に反射される可
視域の分光反射率および反射率の極小点波長と無機化合
物膜４の膜厚の関係を図４に示す。ここでは金属膜の膜
厚を１５０Å、大気に接する側の無機化合物膜（以下、
無機化合物膜６と記す）の膜厚を６００Åとした。

【００１８】図４より明らかなように、光活性層中に反
射される光の波長分布は無機化合物膜４の膜厚により変
化する。最初に現れた極小点（これを第１の極小点とす
る）が無機化合物膜４の膜厚増加に伴い長波長側へと移
動すると、次の極小点（これを第２の極小点とする）が
短波長側に出現する。第２の極小点も無機化合物膜４の
膜厚増加により長波長側に移動し、無機化合物膜４の膜
厚が約１６００Åになると更に高次の極小点（これを第
３の極小点とする）が出現し、これも膜厚が厚くなるに
従って長波長側に移動してくる。図４中ではこれを点線
で表わす。

【００１９】無機化合物膜４の膜厚が８００Å以上にな
ると、裏面電極の反射率が１．５μｍ以上の波長域で８
０％以上となり、これが可視光側に裾を引いてくるた
め、第１の極小点は消滅してしまう。なお、無機化合物
膜４の膜厚は極小点波長での光活性層内への反射率にも
影響を与えるが、この効果については後述する。

【００２０】次に、無機化合物膜６の膜厚を変化させ
て、同様の検討を行った結果を図５に示す。図５は、金
属膜５の膜厚が１５０Å、無機化合物膜４の膜厚が１５
００Åの場合についての計算結果を示したものである。
図５より明らかなように無機化合物膜６の膜厚を変化さ
せても長波長側の極小点波長(min.2) は殆ど移動がな
い。また短波長側の極小点(min.1) は０Åから３００Å
にかけて長波長側に移動するが４００Åにおいて再び０
Åと殆ど同じ波長に戻り、それ以上の膜厚では変化しな
い。

【００２１】膜厚の変動等を考慮すれば、無機化合物膜
６の膜厚は４００Å以上が好ましい範囲といえる。無機
化合物膜６の膜厚を４００Å、８００Å、１２００Åの
３通りに変化させた場合の光活性層への反射率Ｒの計算
結果を図６に示す。

【００２２】最後に、無機化合物膜４および無機化合物
膜６の膜厚をそれぞれ１５００Å、６００Åとして、金
属膜５について同様の検討を行った。まず、このような
構造の裏面電極について電気抵抗を検討した結果、金属
膜の膜厚は電極として有効な導電性を確保する観点から
は１００Å以上必要であることがわかった。一方透過率
の観点からは、図７に示すように、金属膜の膜厚が２０
０Å以上になると極小点の反射率が急激に増加してしま
い十分な透過性を確保できないことがわかる。そこで有
効な膜厚範囲は１００〜２００Åの範囲となるが、図７
から明らかなように、この範囲では極小点波長はほとん
ど変化しない。

【００２３】図４、図５、図６をまとめると、反射の極
小点波長は無機化合物膜４の膜厚で決定され、反射の極
大点波長とその反射率は無機化合物膜６の膜厚により決
定されることがわかる。一方、図７の結果から、金属膜
の膜厚が１００Å以上の範囲では金属膜の膜厚変化によ
る反射極小点の移動はわずかであるが、金属膜の膜厚が
２００Å以上になると十分な透過性を確保できないこと
がわかる。

【００２４】以上の検討結果をもとに、無機化合物膜４
の膜厚を変えながら数種類の太陽電池を作成してその発
電特性と可視光透過特性を調べ、電池性能の観点から最
終的に電極構成を最適化した。太陽電池は、ガラス基板
上に常圧ＣＶＤ法により酸化錫層を５０００Å堆積し、
この上にプラズマＣＶＤ法により、ホウ素のドーピング
されたｐ型非晶質シリコン層２００Å、何もドーピング
されていないｉ型非晶質シリコン３５００Å、および燐
のドーピングされたｎ型非晶質シリコン層５００Åを、
さらにスパッタリング法により酸化インジウム、銀、酸
化インジウムからなる裏面電極を順次積層する構成とし
た。

【００２５】各種裏面電極を有する太陽電池の反射極小
点の波長、発電特性（開放電圧Ｖ_OC, 短絡電流Ｊ_SC, フ
ィルタファクターＦＦ、変換効率η）及び透過率を表１
に示す。これらの結果の中には裏面電極として全く光を
透過しない２０００Åの銀電極を用いた試料（No.13 ）
の発電特性および、裏面電極のついていない試料の光透
過特性（No.1）も比較のため併記した。表中で裏面電極
の膜厚は、無機化合物膜４（Å）／金属膜５（Å）／無
機化合物膜６（Å）のように表現する。

【００２６】

【表１】

【００２７】上記の結果を理解するために、太陽電池の
変換効率、透過率に直接影響を与える、裏面電極から光
活性層への反射率（実測はできない）を計算した。結果
を図８、９、１０、１１に示す。試料２、３、４の結果
は、無機化合物膜４の膜厚が４００Å以下の場合で、図
４のＡ領域に該当する領域である。この領域では、無機
化合物膜４の膜厚が増加するのに伴って、変換効率が上
昇するが、反面電池の透過率は低下してくる。この原因
は、無機化合物膜４の膜厚が増加すると、極小点の波長
が長波長側に移動すると同時に極小点での反射率が急激
に増加するためであることが、図８より容易に理解でき
る。

【００２８】無機化合物膜４の膜厚が６００Åおよび８
００Åになると（試料５、６がこの例であり、図４のＢ
領域に該当）図９に示すように２つめの極小点が紫外域
に出現する。無機化合物膜４の膜厚が６００Åの場合に
は、反射の極大が４００〜５００ｎｍの波長域にあるた
め、変換効率が改善されるが、無機化合物膜４の膜厚の
増加にともなって２つめの極小点も長波長側に移動して
くるため、再び効率は低下する。この領域では第１の極
小点の反射率が高いため、電池の透過率は試料２、３、
４よりもさらに低下する。

【００２９】試料７、８、９に示すように無機化合物膜
４の膜厚が１２００Å以上になると（図４のＣ、Ｄ、Ｅ
領域に該当）、膜厚の増加により極小点での反射率が１
０％以下となり、これが電池の透過率向上に寄与するよ
うになる。特に無機化合物膜４の膜厚が試料８、９に示
すように１５００Å以上になると、第３の極小点が出現
し４００〜５００ｎｍの波長域が反射極大領域になると
ともに６５０ｎｍまたは７５０ｎｍ付近に出現した第二
の極小点による反射率が１０％以下になることが図１０
よりわかる。その結果、変換効率、電池透過率ともに、
特に良好な特性を示すようになる。

【００３０】しかし、無機化合物膜４の膜厚が２０００
Åを超えると（試料１０、１１）、図１１に示すように
第３の極小点が可視域に移動してくるため変換効率が低
下してしまう。

【００３１】この結果を反射率極小点の波長によって整
理し直すと、変換効率、透過率ともに良好な結果の得ら
れた試料８、９、１０では極小点の波長が４００ｎｍ以
下または６４０ｎｍ以上の領域に存在していることがわ
かる。すなわち４００〜６４０ｎｍの波長域は光活性層
の収集効率が高い領域であり、この波長域の入射光を裏
面電極で反射して再利用することにより光電変換電流が
増加できることがわかる。言いかえれば、この波長域の
光を十分に利用したか否かが変換効率に反映されている
とみて差し支えない。

【００３２】一方、電池の透過率を向上させるために
は、光の透過する波長（窓と記す）を光活性層の収集効
率が低下する６４０ｎｍ以上の領域にするとともに、窓
での裏面電極の反射率が小さいことが重要である。従っ
て、窓としては反射の極小点を用いることになるが、無
機化合物膜４の膜厚を４００〜８００Åとして第１の極
小点をこの領域に移動した場合には、図８、９からも明
らかなように裏面電極の反射率が増加してしまうため、
結果として電池の透過率が減少するという不都合が生じ
る。すなわち、窓として第１の極小点を用いることは適
当な選択ではない。

【００３３】これに対して、無機化合物膜４の膜厚を１
５００Å以上に増加させ、第２の極小点を窓にした場合
には状況は大きく異なってくる。図１０からも明らかな
ように、第２の極小点での裏面電極の反射率は極めて低
い値であり、第２の極小点を窓に用いることは極めて好
ましい選択といえる。同様の検討をさらに高次の極小点
に関して行うことも可能であるが、高次の極小点を窓に
用いるためには無機化合物膜４の膜厚をさらに増加させ
る必要が有り、裏面電極の成膜時間が増加するという不
都合が生じる。

【００３４】以上の検討結果を言いかえると、裏面電極
における無機化合物膜４の膜厚は、変換効率の観点から
は、６００Å以上８００Å以下、または１５００Å以上
２０００Å以下が好ましい。しかし透過率の観点からは
１５００Å以上２０００Å以下のみが好ましい範囲とな
るため、最終的には両者の共通部分として１５００Å以
上２０００Å以下が好ましい範囲となる。

【００３５】図２を用いて、反射の極小点を窓として用
いるための境界線となる波長６４０ｎｍと光活性層の収
集効率の関係を求めると、この波長は非晶質シリコンの
収集効率のピークを１とした場合にほぼ０．５となる波
長と対応していることがわかる。この数値（０．５）を
基に無機化合物膜４の膜厚範囲を計算してやれば、任意
の材料系について最適な膜厚構成を決定することができ
る。本実施例についてもこの考えに基いた計算を行った
結果、無機化合物膜４の膜厚の下限が１５００Åである
ことがわかった。

【００３６】

【実施例】本発明になる透過型裏面電極の実施例として
表１の試料８を、従来の技術の第１例に準ずる構成とし
て比較例１（試料２）を、従来の技術第３例の構成とし
て比較例２（同１２）を、不透明銀電極の例として比較
例３（同１３）を、さらに裏面電極を作成しなかった場
合の例として比較例４（同１）を選び、電池の変換効率
と透過率について比較検討した。変換効率の比較結果を
表２に、透過率の比較結果を図１２、１３にそれぞれ示
す。これらの太陽電池の作成法は表１において説明した
通りである。また、裏面電極の膜厚構成は、表１と同
様、酸化インジウム４（Å）／銀５（Å）／酸化インジ
ウム６（Å）のように表現した。

【００３７】

【表２】

【００３８】４種類の太陽電池の開放電圧Ｖ_OCはいずれ
も０．８３〜０．８４Ｖ、フィルファクターＦＦも０．
６４〜０．６５と裏面電極の構成による差は認められな
い。これより本発明になる裏面電極が光活性層である非
晶質シリコンの物性等には影響を与えていないことがわ
かる。これに対して、光吸収量と比例関係にある短絡電
流Ｊ_SCについては、本実施例が１５．２ｍＡとほぼ比較
例３の不透明太陽電池と同等であるのに対して、比較例
１、２では約１５％程度減少してしまうことがわかる。

【００３９】図１２、１３より明らかなように、透過率
に関しては、実施例と比較例１、２、４の間に大きな差
は認められない。比較例２の裏面電極において光透過率
が向上する原因は、酸化インジウムが光活性層である非
晶質シリコンの反射防止膜として機能するためである。
すなわち、本実施例の透過率は非晶質シリコン太陽電池
としては、ほぼ上限に近い値である。

【００４０】以上の実施例の検討から、本発明によれ
ば、太陽電池出力を失うことなく太陽電池の透過率を向
上することができるのに対して、従来技術では透過率を
向上させると必ず出力も低下してしまうことがわかる。
すなわち、裏面電極から光活性層への光反射を十分に確
保しながら、太陽電池の透過率を大幅に増加するために
は、本発明になる裏面電極の構成を用いることが最も効
果的であると理解される。

【００４１】本発明の光活性層としては、シリコンを主
成分とする非晶質層、あるいはさらに炭素、窒素、ゲル
マニウム、ホウ素、燐、水素のうち少なくとも１種を含
む非晶質合金層からなるものを用いることができる。な
お、実施例中では光活性層の構成としてホウ素がドーピ
ングされたｐ型非晶質シリコン／何もドーピングされて
いないｉ型非晶質シリコン／燐のドーピングされたｎ型
非晶質シリコンという構成を例示してあるが、本発明の
透過型太陽電池はこの構成に限定されるわけではなく、
従来から知られているような構成、例えばｐ型非晶質シ
リコン層をｐ型非晶質シリコンカーバイド層やｐ型微結
晶シリコン層に置き換えた構造にしたり、また複数個の
ｐ−ｉ−ｎユニットを積層した構造のタンデムセル構造
にすることも可能である。

【００４２】また、実施例の中で示した非晶質シリコン
層の膜厚についても、要求される透過率と変換効率が実
現できるような膜厚に変更可能であることは言うまでも
ない。例えば、非晶質シリコン層の膜厚を本実施例より
も薄くすることにより、出力をある程度犠牲にしても透
過率を向上させることができる。このような構成の場合
には、非晶質シリコン層が、入射した光を１回の通過で
は完全に吸収できないため、裏面電極による反射効果が
さらに有効に作用するはずである。

【００４３】また裏面電極の膜厚の構成も実施例に示し
た例に限定されるわけではない。また、金属層５として
は、銀、金、銅、白金、パラジウム、クロム、アルミニ
ウム、ニッケル、モリブデンのうち少なくとも１種を用
いることができる。また、金属酸化物層４，６として一
般に知られている種々の透明導電膜（インジウム、錫、
亜鉛、カドミウム、バナジウム、チタンのうち少なくと
も１種を含む導電性酸化物膜）を使用することも可能で
ある。また大面積の太陽電池を作成する際の集積化の方
法も従来から知られている各種の方法を使用することが
可能である。

【００４４】

【発明の効果】本発明の透過型太陽電池を用いれば、従
来いくつか提案されている透過型太陽電池と比較して、
太陽電池特性の低下を招くことなく、透過率の向上、製
造コストの低減を図ることができる。また、本発明にな
る裏面電極において、無機化合物膜６として内部応力の
低い膜を採用することにより、太陽電池に応用した場合
にも、長期的な素子信頼性の向上の改善の効果が期待で
きる。

【００４５】また、実施例においては、光活性層が非晶
質シリコン膜により構成される太陽電池について説明し
たが、光活性層が非晶質シリコンカーバイドあるいは銅
インジウムセレンといった材料により構成される場合に
ついても同様の方法により無機化合物膜４の膜厚を限定
する方法が有効であることは言うまでもない。

【００４６】たとえば非晶質シリコンカーバイドにより
構成される太陽電池についてはまず、その屈折率、減衰
定数の波長分布のデータを得た後、それをもとに裏面電
極との多重反射によって決定される光活性層中への反射
率波長分布を数値計算により求める。その際には上述し
たように、想定する太陽電池の収集効率の最大値を１と
した時に０．５となる波長を目安に裏面電極の反射率の
極小値を定めてやれば良い。

【００４７】すなわち、非晶質シリコンカーバイド太陽
電池については、収集効率が最大値の５０％となる波長
は図２に示した収集効率の波長依存性曲線から３１５ｎ
ｍおよび５６０ｎｍであることがわかるから、反射率極
小値の波長が３１５ｎｍ以下もしくは５６０ｎｍ以上と
なるように裏面電極の膜厚構成を決定すれば良い。この
場合、非晶質シリコン太陽電池に比べより視感度の高い
領域が裏面電極から大気側に透過するため非晶質シリコ
ン太陽電池に本発明を適応した場合よりも更に高い透過
率を有する太陽電池が得られる。

【００４８】さらに、本発明においては裏面電極は大気
と接触しているが、太陽電池の裏面をエチレンビニルア
セテート、ポリビニルブチラール等の透明樹脂やガラス
によって封止して透過型の太陽電池を作成する場合に
も、裏面電極膜厚配分の計算において、封止用の透明材
料の光学定数を代入し、全く同様の計算を行うことによ
り、容易に本発明の手法が応用できる。

【００４９】また、本発明によれば非晶質シリコンと金
属膜の間に透明導電膜が挿入されるため、適切な成膜条
件を設定することにより、シリコン層と金属電極の付着
強度が向上する効果も期待できる。

【００５０】また太陽電池が第１の電極層として酸化
錫、酸化インジウムのような透明導電膜を使用している
場合には、この膜が１μｍ以上の赤外線に対して優れた
熱線反射性能を有するため、例えば本発明の太陽電池を
自動車のサンルーフ部分に設置した場合も透過光による
室内温度の上昇を避けることができる。

【００５１】本発明による裏面電極を用いれば、太陽電
池形成面積を犠牲にすることなく透過率を向上させるこ
とが可能となるため、従来の技術第２例のような問題点
も考慮する必要がなくなる。更に、本発明の透過型太陽
電池を４端子２層タンデム型太陽電池のトップセルとし
て応用した場合も、従来の技術で述べた透明導電膜１層
からなる裏面電極を用いた場合と比較すると、トップセ
ルの発電効率が大幅に向上するものと期待できる。

【００５２】一方、銅インジウムセレンを光活性層に用
いた太陽電池は収集効率のピークが７００ｎｍ以上の長
波長域にあるため、ボトムセルの変換効率を向上させる
ためには、トップセルの透過率がこの波長域で十分確保
されていることが必要である。

【００５３】本発明の３層電極を用いた場合には反射の
極小値を７００ｎｍ付近に設計することが可能であるた
め、トップセル内に反射する短波長光量を最大にしなが
ら、ボトムセルに引渡す長波長光量も最大にすることが
可能となり、タンデム構造の太陽電池の変換効率を大幅
に向上させる効果も期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるところの透過型太陽電池の断面図

【図２】非晶質シリコン太陽電池および非晶質シリコン
カーバイド太陽電池の収集効率の波長分布を示すグラフ

【図３】視感度の波長依存性を示すグラフ

【図４】反射極小点の無機化合物膜４の膜厚依存性を示
すグラフ

【図５】反射極小点の無機化合物膜６の膜厚依存性を示
すグラフ

【図６】無機化合物膜６の膜厚を変化させた場合の裏面
電極の光活性層中へ分光反射率Ｒを示すグラフ

【図７】反射極小点の金属膜の膜厚依存性を示すグラフ

【図８】各種裏面電極を有する太陽電池における裏面電
極から光活性層への分光反射率を示すグラフ

【図９】各種裏面電極を有する太陽電池における裏面電
極から光活性層への分光反射率を示すグラフ

【図１０】各種裏面電極を有する太陽電池における裏面
電極から光活性層への分光反射率を示すグラフ

【図１１】各種裏面電極を有する太陽電池における裏面
電極から光活性層への分光反射率を示すグラフ

【図１２】各種太陽電池の分光透過率を示すグラフ

【図１３】各種太陽電池の分光透過率を示すグラフ

【符号の説明】

１透明絶縁性基板２透明導電膜３光活性層４無機化合物膜５金属膜６無機化合物膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明絶縁基板上に透明導電性薄膜からなる
第１の電極層と、光照射により光起電力を発生する光活
性層と、光を透過することのできる導電性薄膜からなる
第２の電極層とを堆積してなる透過型太陽電池におい
て、光を透過することのできる第２の電極層の構成を、
無機化合物膜、金属膜、無機化合物膜が順次積層された
３層からなる多層膜構造としたことを特徴とする透過型
太陽電池。
【請求項２】光活性層が非晶質シリコンからなり、第２
の電極層を構成する３層の薄膜のうち光活性層に接する
無機化合物膜の膜厚が１５００Å以上、２０００Å以下
であることを特徴とする請求項１の透過型太陽電池。
【請求項３】第２の電極層において、金属膜の膜厚が１
００Å以上、２００Å以下であり、光活性層と接してい
ない側の無機化合物膜の膜厚が４００Å以上であること
を特徴とする請求項２の透過型太陽電池。
【請求項４】光活性層が、シリコンを主成分とする非晶
質層、あるいはさらに炭素、窒素、ゲルマニウム、ホウ
素、燐、水素のうち少なくとも１種を含む非晶質合金層
からなることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項の
透過型太陽電池。
【請求項５】第２の電極層の金属膜が、銀、金、銅、白
金、パラジウム、クロム、アルミニウム、ニッケル、モ
リブデンからなる群より選択した少なくとも１種の金属
を主成分として含む金属薄膜であることを特徴とする請
求項１〜４いずれか１項の透過型太陽電池。
【請求項６】第２の電極層の無機化合物膜が透明導電性
金属酸化物膜であることを特徴とする請求項１〜５いず
れか１項の透過型太陽電池。
【請求項７】透明導電性金属酸化物膜が、その主要な金
属成分としてインジウム、錫、亜鉛、カドミウム、バナ
ジウム、チタンのうちの少なくとも１種を含むことを特
徴とする請求項６の透過型太陽電池。