JPH09172193A

JPH09172193A - 薄膜太陽電池

Info

Publication number: JPH09172193A
Application number: JP7331442A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Negami; 卓之根上; Mikihiko Nishitani; 幹彦西谷; Takahiro Wada; 隆博和田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-12-20
Filing date: 1995-12-20
Publication date: 1997-06-30

Abstract

(57)【要約】【課題】保護層を簡略できる生産性に優れた、太陽光
が透明基体から入射する構成の太陽電池において、高い
エネルギー変換効率が得られる太陽電池を提供する。【解決手段】透明基体５上にＭｏあるいはＮｉ等を用
いた櫛形あるいは格子状の形状の電極薄膜６を形成し、
前記金属膜上にＣｕＩｎＳｅ₂等のIｂ族とIIIａ族とVI
ａ族元素からなるカルコパイライト構造半導体薄膜７を
形成する。前記半導体薄膜上に、ＣｄＳあるいはＺｎＯ
等の前記半導体薄膜より広い禁制帯幅を有する薄膜８を
堆積し、ＮｉＣｒあるいはＡｕ等の金属あるいはＩＴＯ
等の透明導電体薄膜を電極薄膜９として形成する。以上
の薄膜の積層により構成される薄膜太陽電池。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池に関し、
特にそのエネルギー変換効率の向上を図ったものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】I族、III族とVI族元素からなるカルコパ
イライト構造半導体薄膜としてＣｕＩｎＳｅ₂を光吸収
層に用いた薄膜太陽電池が高いエネルギー変換効率を示
し、光照射等による効率の劣化がないという利点を有し
ていることが報告されている。さらにＣｕＩｎＳｅ₂薄
膜にＧａあるいはＳを固溶すると禁制帯幅が広がり、太
陽光エネルギーを最も効率よく電気エネルギーに変換で
きる禁制帯幅約１.５ｅＶに設定することが可能であ
る。以下このＧａるいはＳを固溶したＣｕＩｎＳｅ ₂薄
膜も含めて総称してＣＩＳと記述する。ＣＩＳ薄膜太陽
電池の一つとして、ガラス等の透明絶縁体基板上に透明
導電体膜を形成し、その上にｎ形窓層とＣｕＩｎＳｅ₂
膜を順に形成した後、金属電極を形成する構成がある。
この構成を以下にスーパストレイト構成と記す。スーパ
ストレイト構成は、光入射側が基板であることから保護
層を簡略でき太陽電池モジュールへのパッケージが容易
である点、製造工程を簡単化できる点等の利点を有して
おり、太陽電池の大面積化や量産化あるいは低コスト化
に優れた構成であることが指摘されている。しかし、こ
の構成におけるＣＩＳ薄膜太陽電池のエネルギー変換効
率は６〜７％であり、基体の全面に形成した金属膜上に
ＣＩＳ薄膜を形成してなるサブストレイト構成の太陽電
池の変換効率１５〜１７％より大きく劣っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】スーパストレイト構成
のＣＩＳ太陽電池の変換効率が劣る理由としては、ＣＩ
Ｓ膜の結晶性の不良が挙げられる。結晶性が劣るＣＩＳ
膜では、膜中に欠陥が多く存在する。この欠陥が、キャ
リア拡散長を短くする、あるいはｐｎ接合の拡散電位を
小さくする原因となり、太陽電池の効率を低下させる。
高効率を示すサブストレイト構成の太陽電池のＣＩＳ膜
の形成温度は５００℃以上である。５００℃以上になる
とＣＩＳ膜の結晶粒が大きく成長し、良好な結晶性が得
られる。しかし、スーパストレイト構成では形成するＣ
ＩＳ膜の下部にｎ形窓層あるいは透明導電体膜が存在
し、５００℃以上の成長温度では、ＣＩＳとｎ形窓層あ
るいは透明導電体膜の間で元素の相互拡散が生じ、ＣＩ
Ｓ膜の結晶性が大幅に劣化する。この相互拡散を防ぐた
めにスーパストレイト構成の場合は、ＣＩＳ膜の成長温
度を４５０℃以下にする必要がある。従って、形成した
ＣＩＳ膜の結晶性はサブストレイト構成の膜より劣るこ
とになる。

【０００４】スーパストレイト構成の太陽電池の変換効
率を向上させるため、(1)低温で結晶性の優れたＣＩＳ
膜を形成する製膜法、(2)高温形成でも相互拡散がほと
んど生じない窓層あるいは透明導電体膜、の２つの研究
が行われている。しかし、現在まで有効な方法が開示さ
れていない。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明は、透明基体上に金属あるいは導電体からな
る櫛形あるいは格子状の形状の電極薄膜を形成し、前記
電極薄膜上にIｂ族とIIIａ族とVIａ族元素からなるカル
コパイライト構造半導体薄膜を形成することを基本構成
とした薄膜太陽電池を提供する。

【０００６】本発明では、薄膜太陽電池として２つの構
成がある。第１の発明は、透明基体と第１層の金属ある
いは導電体からなる櫛形あるいは格子状の形状の電極薄
膜と、第２層のIｂ族とIIIａ族とVIａ元素からなるカル
コパイライト構造半導体薄膜と、第３層の金属あるいは
透明導電体からなる電極薄膜から構成される薄膜太陽電
池である。

【０００７】第２の発明は、透明基体上に第１層の金属
あるいは導電体からなる櫛形あるいは格子状の形状の電
極薄膜と、第２層のIｂ族とIIIａ族とVIａ元素からなる
カルコパイライト構造半導体薄膜と、第３層の前記半導
体薄膜より広い禁制帯幅を有する薄膜と、第４層の金属
あるいは透明導電体からなる電極薄膜から構成される薄
膜太陽電池である。

【０００８】また、第１と第２の発明において、透明基
体と第１層の電極薄膜の中間層あるいは第１層の電極薄
膜と第２層のカルコパイライト構造半導体薄膜の中間層
に透明薄膜を挿入した構成が好ましく、さらに、Ｍｏあ
るいはＮｉあるいはＣｕからなる元素のうち少なくとも
一つを含む酸化物あるいは透明絶縁体の少なくとも一つ
からなる薄膜で構成されることが好ましい。

【０００９】また、第２の発明の第３層としては、半導
体あるいは絶縁体あるいは透明導電体のうち少なくとも
一つからなる薄膜で構成されることが好ましい。

【００１０】さらに、本発明では、透明基体の両面に２
つの太陽電池を形成する構成の太陽電池も提供してい
る。すなわち、透明基体上の一方の側に第１の太陽電池
として前記本発明の太陽電池を形成し、もう一方の側に
第１の太陽電池の光吸収層とは異なる光吸収層を用いた
第２の太陽電池を形成して構成される薄膜太陽電池であ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について図
面を参照して説明するが、本発明はここで記述する実施
の形態のみに限定されるものではない。

【００１２】（実施の形態１）図１は本発明の１実施の
形態を示す太陽電池の断面構成（ａ）と光が入射する方
向から見た表面（ｂ）の模式図である。ここで、透明基
体１としてＮａを含有したソーダライムガラスを用いて
いる。以下に太陽電池の製造工程の一部を述べる。基体
上にＭｏからなる櫛形形状の電極薄膜２をシャドウマス
クを用いた電子ビーム蒸着法により形成した。形成した
Ｍｏ櫛形電極薄膜の膜厚は１μｍである。この電極薄膜
上にＣｕＩｎＳｅ₂（ＣＩＳ）膜３を基板温度５５０℃
で３元蒸着法により形成した。ＣＩＳ膜の膜厚は約２μ
ｍであった。このＣＩＳ膜の全面にＡｕからなる電極薄
膜４を電子ビーム蒸着で約０.５μｍ形成し、太陽電池
を作製した。サブストレイト構成の太陽電池の電極とし
ては通常Ｍｏ膜が用いられている。このＭｏ膜上に基板
温度（あるいは製膜温度）５００℃以上でＣＩＳ膜を作
製しても、元素の相互拡散がほとんど生じないことがわ
かっている。しかし、Ｍｏは金属であり、太陽光をほと
んど反射するため、光が入射する側の電極には用いられ
ていなかった。そこで、本発明ではＭｏ膜を櫛形形状と
して光がＣＩＳ膜に直接入射する構成を提供している。
本発明の太陽電池の利点を以下に記す。

【００１３】1. Ｍｏ櫛形電極を用いているため、５０
０℃以上の高温でＣＩＳ膜を成長させることが可能であ
り、結晶性に優れたＣＩＳ膜を提供できる。

【００１４】2. ソーダライムガラスから直接ＮａがＣ
ＩＳ膜に拡散する。ＮａはＣＩＳ膜の結晶粒成長を促進
し、キャリア濃度を増加させる効果があるため、太陽電
池に適したＣＩＳ膜を提供することができる。

【００１５】3. 光がガラスを通して直接ＣＩＳ膜に入
射するため、通常のサブストレイト構成で問題となる窓
層による短波長の光の減少がなく、広い範囲の太陽光ス
ペクトルを吸収できる。

【００１６】4. Ｍｏの電極薄膜が櫛形形状であるた
め、ガラス上の全面にＭｏを被覆した基板において５５
０℃以上に加熱した時に応力差によって生じる基板のそ
りがない。

【００１７】本実施の形態のＣＩＳ膜ではＡｕ電極薄膜
との界面となる膜表面にＣｕＩｎ₃Ｓｅ₅のｎ形半導体層
が形成されている。従って、内部のｐ形ＣＩＳと表面の
ｎ形ＣｕＩｎ₃Ｓｅ₅層によりｐｎ接合が形成されてい
る。ガラスを通して入射した光により励起されたキャリ
アはＣＩＳ膜中を拡散により移動しｐｎ接合を通して外
部に取り出される。１００ｍＷ/ｃｍ²でＡＭ１.５の疑
似太陽光を照射して電圧−電流特性を測定したところ、
変換効率約９％が得られた。この値は、従来のスーパス
トレイト形太陽電池より高い値となっている。

【００１８】また、櫛形電極薄膜上に絶縁体薄膜である
Ａｌ₂Ｏ₃膜をスパッタ法で約０.１μｍ形成した後に、
前記工程と同様な手法でＣＩＳ膜とＡｕ電極薄膜を順次
堆積し、太陽電池を作製した。前記と同様な光を照射し
て太陽電池特性を測定したところ、前記太陽電池より短
絡光電流が５％程度向上した。これは、ＣＩＳとＭｏの
界面で消滅する光キャリアが減少したことと、Ａｌ₂Ｏ₃
に接したＣＩＳ表面での再結合速度がガラスに接したＣ
ＩＳ表面のそれより小さいことによると考えられる。こ
こでは透明絶縁体膜としてＡｌ₂Ｏ₃を用いたが、ＴｉＯ
₂等でも同様な結果が得られた。

【００１９】なお、本実施の形態では、櫛形あるいは格
子状の形状の電極薄膜２としてＭｏを用いているが、Ｎ
ｉあるいはＰｔを用いても同様な結果が得られる。以下
の実施の形態においても同様である。また、裏面電極薄
膜４としてＡｕを用いているが、Ａｌ、Ｔｉ、Ｐｔ等を
用いても同様な結果が得られる。

【００２０】（実施の形態２）図２には本発明の他の実
施の形態を示す太陽電池の断面構成（ａ）と表面（ｂ）
の模式図である。ソーダライムガラスからなる透明基体
５上にＭｏからなる格子状の電極薄膜６を約１μｍ堆積
した。その上にＧａを固溶したＣＩＳ（Ｃｕ(Ｉｎ,Ｇ
ａ)Ｓｅ₂）膜７を実施の形態１と同様な３元蒸着法によ
り基板温度５５０℃で形成した。得られたＣＩＳ膜の膜
厚は約２μｍであった。このＣＩＳ膜上にＣＩＳより禁
制帯幅が広いＣｄＳ膜８を溶液析出法により約０.５μ
ｍ堆積した後にＮｉＣｒとＡｌの２層（膜厚はそれぞれ
５０ｎｍと１μｍである）の電極薄膜９を形成して太陽
電池を作製した。

【００２１】この太陽電池に実施の形態１と同様な光を
照射して電圧−電流特性を測定した。その結果、変換効
率約１２％が得られた。実施の形態１の素子に比べる
と、開放端電圧、短絡光電流、曲線因子がそれぞれ約
１.６倍、０.７倍、１.２倍となった。開放端電圧の増
加と短絡光電流の減少はＧａの固溶による禁制帯幅の拡
大とキャリア濃度の増加の効果による。さらに、ｎ形半
導体であるＣｄＳ膜の存在が開放端電圧の大幅な増加に
寄与している。これに対し、曲線因子の向上は格子状の
電極による面抵抗の減少と光電流の減少に主に起因して
いる。櫛形の電極構成の場合、多くのキャリアが高抵抗
なガラス側のＣＩＳ膜表面を移動することにより実質的
な面抵抗が高くなる。ここに多くの光電流が流れると電
圧降下が増大し、曲線因子が低下する。従って、密な電
極薄膜形状として面抵抗を下げ、さらに、禁制帯幅を拡
大して光起電圧を増加させ、光電流を減少させることに
より曲線因子が改善され、変換効率が向上する。

【００２２】図３には各波長に対する規格化量子効率の
変化を示す。実線には本実施形態の太陽電池の特性を示
し、破線には本実施形態と同様なＣＩＳ膜を用いたサブ
ストレイト構成の太陽電池の特性を示している。本実施
形態の太陽電池の方が短波長側の量子効率が高いことが
わかる。これは、直接光がＣＩＳ膜に入射するためであ
る。サブストレイト構成ではＣＩＳ膜の表面に堆積した
窓層のｎ形ＣｄＳ膜を光が通過するため、ＣｄＳ膜の吸
収端波長０.５μｍ以下の光は減少する。従って、サブ
ストレイト構成では窓層ＣｄＳ膜を０.０５μｍ程度の
厚さに薄膜化する必要がある。この時、ＣＩＳ膜に対す
るＣｄＳ膜の被覆性の不完全性から多くのダイオード漏
れ電流が測定される場合がある。ダイオード漏れ電流は
太陽電池の光起電圧を減少させる一因となる。これに対
し、本発明の太陽電池では光はＣＩＳ膜に直接入射し、
ｐｎ接合の一部を形成するＣｄＳ膜は光入射側のＣＩＳ
面の裏側となるため、ＣｄＳ膜の膜厚を厚くすることが
可能である。従って、ＣｄＳ膜の被覆性が改善され、大
面積でも一様にＣＩＳ膜全面を覆うことが可能となり、
太陽電池の品質を向上させることができる。

【００２３】なお、本実施の形態ではＣＩＳ膜より禁制
帯幅の広い薄膜としてｎ形半導体であるＣｄＳ膜を用い
たが、この他には、Ｚｎ、Ｉｎの酸化物膜、硫化物膜や
セレン化物膜を用いても同様な結果が得られる。さら
に、これらの積層膜を用いることも可能である。

【００２４】（実施の形態３）図４は本発明の他の実施
の形態を示す太陽電池の断面構成の模式図である。ここ
で、透明基体１０として、無アルカリガラスを用いた。
この透明基体上にＭｏの格子状電極薄膜１１を前記実施
の形態と同様な方法で形成した。この格子状電極薄膜上
に約０.２μｍの厚さの中間層となる酸化物であるＮｉ
Ｏ膜１２をスパッタ法で形成した。このＮｉＯ膜上にＣ
ｕ/Ｉｎの積層膜を堆積後Ｈ₂Ｓガス雰囲気中での熱処理
（硫化法）を行いＣｕＩｎＳ₂膜１３を形成した。この
時の硫化温度は６５０℃であり、得られたＣｕＩｎＳ₂
膜の膜厚は約２μｍであった。ＣｕＩｎＳ₂膜上に実施
の形態３と同様な方法でＣｄＳ膜を、その上にＺｎＯ膜
を順次形成し２層構造の窓層膜１４を形成した。ＣｄＳ
とＺｎＯ膜ともに膜厚は０.１μｍであった。窓層膜１
４上に前記実施の形態３と同様のＮｉＣｒとＡｌからな
る電極薄膜１５を堆積した。本実施の形態で用いている
ＮｉＯ膜は可視域から赤外域の光に対し透光性を有して
おり、かつ導電性も有している。さらに、ＣｕＩｎＳ₂
の高温製膜でも元素の相互拡散を生じない。ただし、導
電率は通常の金属膜等に比べ劣るため格子状のＭｏ電極
薄膜を形成している。また、ここではＣｕＩｎＳ₂より
広い禁制帯幅を有する窓層としてＣｄＳとＺｎＯの２層
膜を用いている。２層構造を適用することにより、ダイ
オードの漏れ電流を増加させることなくＣｄＳ膜の薄膜
化が可能となる。ＣｄＳ膜を薄膜化することによりＣｄ
による環境汚染を軽減できる。

【００２５】この太陽電池に前記実施の形態と同様な光
を照射して太陽電池特性を測定した。得られた変換効率
は約１２％であった。変換効率は実施の形態２の太陽電
池と同様であるが、曲線因子は約１０％増加した。これ
は、透明導電体膜ＮｉＯの存在により面抵抗が減少した
ためである。

【００２６】なお、中間層の透明導電体膜１２は透明基
体１０と格子状の電極薄膜１１の間に挿入しても同様な
結果が得られた。また、ここでは、中間層の透明導電体
となる酸化物膜としてＮｉＯを用いたが、ＭｏＯ₂、Ｍ
ｏ₂Ｏ₅あるいはＣｕ₂Ｏを用いても同様な結果が得られ
る。さらにＮｉ-Ｃｕ-Ｏ等の混合酸化物膜でも同様な結
果が得られる。

【００２７】ここで、実施の形態１〜３においてカルコ
パイライト構造半導体薄膜の作製法を述べているが、本
発明はここで記述した製造方法には限定されない。同様
に、櫛形あるいは格子状の形状の電極薄膜あるいは窓層
膜やもう一つの電極薄膜の作製法も限定されるものでは
ない。さらに、櫛形あるいは格子状の電極もここで記述
した形状に限定されるものではなく、部分的に光が透過
する形状の電極に適用される。

【００２８】（実施の形態４）図５には透明基体の両側
に２つの太陽電池を形成した太陽電池の断面構成の模式
図を示す。透明基体１６としてソーダライムガラスを用
い、その一方側（図の中では上側）に実施の形態３と同
様なＣｕＩｎＳ₂膜を光吸収層に用いた第１の太陽電池
を形成する。ただし、ここでは透明基体としてソーダラ
イムガラスを用いているため硫化温度は６００℃とし
た。また、下部の透明導電体ＮｉＯ膜は用いていない。
さらに、光を入射させるために上部の電極２０に金属で
はなく透明導電体であるＩＴＯ膜を用いている。次に、
下部の第２の太陽電池として、実施の形態２と同じ構成
のＣＩＳ太陽電池を作製する。ただし、光吸収層２２は
Ｇａを固溶していないＣＩＳである。これは、上部のＣ
ｕＩｎＳ₂太陽電池で吸収されない赤外光を下部のＣＩ
Ｓ太陽電池で広く吸収するためにＣＩＳの禁制帯幅を狭
くする必要があるためである。実際の製造工程では窓層
１９とＣｕＩｎＳ₂膜あるいは窓層２３とＣＩＳ膜との
元素の相互拡散を防ぐため第１と第２の太陽電池の光吸
収層ＣｕＩｎＳ₂膜１８とＣＩＳ膜２２を形成した後に
両面に窓層１９と２３を形成している。

【００２９】この太陽電池の上部の第１の太陽電池側か
ら光を入射すると、ＣｕＩｎＳ₂の光吸収端波長０.８５
μｍ以下の光で第１の太陽電池は発電する。波長０.８
５μｍ以上の光はＣｕＩｎＳ₂太陽電池を透過し、第２
のＣＩＳ太陽電池に入射する。この入射した赤外域の光
のうちＣＩＳの光吸収端波長１.２μｍ以下の光でＣＩ
Ｓ太陽電池が発電する。従って、太陽光スペクトルの広
い範囲の光を電気エネルギーの変換に用いることができ
る。このような２つの異なる禁制帯幅の光吸収層を有す
る太陽電池を積層したタンデム構成はいくつか報告され
ているが、２つの太陽電池を貼り合わせる際の接着剤、
２つの太陽電池の位置合わせあるいは電力取り出し端子
の問題等があった。これに対し、本発明の構成は２つの
太陽電池を一つの透明基体の両側に形成するため前記問
題がほとんど解決される。

【００３０】この太陽電池に疑似太陽光を照射した時の
変換効率は第１のＣｕＩｎＳ₂太陽電池で約１０％、第
２のＣＩＳ太陽電池で約６％であり、全変換効率は約１
６％であった。第１のＣｕＩｎＳ₂太陽電池の変換効率
が実施の形態３のそれより低いのはＣｄＳ膜を通して光
が入射するため、ＣｄＳの光吸収端波長０.５μｍより
短い波長領域の光の入射が減少するためである。また第
２のＣＩＳ太陽電池の変換効率が実施の形態２のそれよ
り低いのは、光のフォトン数が少ない赤外域の光でのみ
発電しているためである。

【００３１】なお、本発明では第１と第２の太陽電池と
もに光吸収層にカルコパイライト構造半導体を用いてい
るが、例えば、上部の第１の太陽電池にはＣＩＳより禁
制帯幅が広いＣｄＴｅあるいはａ−Ｓｉを光吸収層に用
いた太陽電池を適用しても良い。この場合、ＣｄＴｅと
ａ−Ｓｉの製膜温度を考慮して製造工程を決める必要が
ある。ＣＩＳの製膜温度に対し、ＣｄＴｅは同じかそれ
より高く、ａ−Ｓｉは低い。従って、ＣｄＴｅを用いる
場合は第１のＣｄＴｅ太陽電池を先に作製し、ａ−Ｓｉ
を用いる場合は第２のＣＩＳ太陽電池を先に作製する必
要がある。

【００３２】なお、本発明のカルコパイライト構造半導
体薄膜としては、実施の形態１〜４において記述された
ものに限定されない。例えば、禁制帯幅の広い材料であ
るＣｕＧａＳｅ₂、ＣｕＧａＳ₂、ＣｕＡｌＳｅ₂や、禁
制帯幅の狭い材料であるＡｇＩｎＴｅ₂やＣｕＩｎＴｅ₂
やそれら全ての固溶体を光吸収層に用いた太陽電池にも
適用できる。

【００３３】

【発明の効果】本発明の薄膜太陽電池によれば、生産性
に優れた、透明基体から太陽光が入射するスーパストレ
イト構成の太陽電池の変換効率を向上させることができ
る。本発明の太陽電池の構成では、櫛形あるいは格子状
の形状の電極薄膜を用いることによりカルコパイライト
構造半導体薄膜を高温で製膜することが可能となり、太
陽電池の性能に大きな影響を与える結晶性を向上させ、
欠陥を減少させることができる。また、太陽光が透明基
体を通して直接光吸収層であるカルコパイライト構造半
導体薄膜に入射するため、広い波長範囲の太陽光を吸収
できる。従って、太陽電池の変換効率を向上させること
が可能となる。

【００３４】また、本発明の太陽電池の構成において、
光吸収層となるカルコパイライト構造半導体薄膜の上に
前記半導体薄膜より広い禁制帯幅を有する薄膜を形成す
ることにより光起電圧を向上させることができる。さら
に、透明基体と櫛形あるいは格子状の形状の電極薄膜の
中間層、または櫛形あるいは格子状の形状の電極薄膜と
カルコパイライト構造半導体薄膜の中間層に前記半導体
薄膜を形成するに際し必要となる製膜温度のもとでも前
記半導体薄膜との元素の相互拡散が生じない透明導電体
薄膜を用いると、面抵抗が減少し、太陽電池の性能を示
す一つである曲線因子が改善される。この透明導電体膜
としてはＮｉあるいはＭｏあるいはＣｕのうち少なくと
も一つを含む酸化物が適している。さらに、前記中間層
として透明絶縁体膜を用いると透明基体あるいは櫛形形
状の電極薄膜との接触面であるカルコパイライト構造半
導体表面のキャリアの再結合速度を低減することがで
き、光電流が増加する。

【００３５】また、本発明の２つの太陽電池を透明基体
の両側に形成する構成では、２つの太陽電池において、
異なる禁制帯幅の光吸収層を用いることにより、広い波
長範囲の太陽光を有効に電気エネルギーに変換すること
が可能となり、２つの太陽電池を合わせた全変換効率が
増加する。本発明の構成は、２つの太陽電池の貼り合わ
せのための接着あるいは位置合わせあるいは電力取り出
し端子の問題が解消される利点がある。

【００３６】以上により、高い変換効率が得られる生産
性に優れた太陽電池を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施の形態による太陽電池の構成を
示す模式図（ａ）は断面構造（ｂ）はガラス面から見た表面構造

【図２】本発明の１実施の形態による太陽電池の構成を
示す模式図（ａ）は断面構造（ｂ）はガラス面から見た表面構造

【図３】本発明の太陽電池の光波長に対する量子効率の
変化を示す図

【図４】本発明の１実施の形態による太陽電池の構成を
示す模式図（ａ）は断面構造（ｂ）はガラス面から見た表面構造

【図５】本発明の１実施例である太陽電池の構成を示す
断面模式図

【符号の説明】

１透明基体（ソーダライムガラス）２櫛形形状の電極薄膜（Ｍｏ）３ Iｂ族とIIIａ族とVIａ族元素からなるカルコパイラ
イト構造半導体薄膜（ＣｕＩｎＳｅ₂）４電極薄膜（Ａｕ）５透明基体（ソーダライムガラス）６格子状の電極薄膜（Ｍｏ）７ Iｂ族とIIIａ族とVIａ族元素からなるカルコパイラ
イト構造半導体薄膜（Ｃｕ(Ｉｎ,Ｇａ)Ｓｅ₂）８カルコパイライト構造半導体薄膜（Ｃｕ(Ｉｎ,Ｇ
ａ)Ｓｅ₂）より広い禁制帯幅を有する薄膜（ＣｄＳ）９電極薄膜（ＮｉＣｒ/Ａｌ）１０透明基体（無アルカリガラス）１１格子状の電極薄膜（Ｍｏ）１２中間層となる透光性と導電性を有する酸化物薄膜
（ＮｉＯ）１３ Iｂ族とIIIａ族とVIａ族元素からなるカルコパイ
ライト構造半導体薄膜（ＣｕＩｎＳ₂）１４カルコパイライト構造半導体薄膜（ＣｕＩｎ
Ｓ₂）より広い禁制帯幅を有する薄膜（ＣｄＳ/ＺｎＯ）１５電極薄膜（ＮｉＣｒ/Ａｌ）１６透明基体（ソーダライムガラス）１７第１の太陽電池の格子状の電極薄膜（Ｍｏ）１８第１の太陽電池のIｂ族とIIIａ族とVIａ族元素か
らなるカルコパイライト構造半導体薄膜（ＣｕＩｎ
Ｓ₂）１９第一の太陽電池のカルコパイライト構造半導体薄
膜（ＣｕＩｎＳ₂）より広い禁制帯幅を有する薄膜（Ｃ
ｄＳ/ＺｎＯ）２０透明導電体薄膜（ＩＴＯ）２１第２の太陽電池の格子状の電極薄膜（Ｍｏ）２２第２の太陽電池のIｂ族とIIIａ族とVIａ族元素か
らなるカルコパイライト構造半導体薄膜（ＣｕＩｎＳｅ
₂）２３第２の太陽電池のカルコパイライト構造半導体薄
膜（ＣｕＩｎＳｅ₂）より広い禁制帯幅を有する薄膜
（ＣｄＳ）２４電極薄膜（ＮｉＣｒ/Ａｌ）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基体と第１層の金属あるいは導電体か
らなる櫛形あるいは格子状の形状の電極薄膜と、第２層
のIｂ族とIIIａ族とVIａ元素からなるカルコパイライト
構造半導体薄膜と、第３層の金属あるいは透明導電体か
らなる電極薄膜から構成される薄膜太陽電池。
【請求項２】透明基体上に第１層の金属あるいは導電体
からなる櫛形あるいは格子状の形状の電極薄膜と、第２
層のIｂ族とIIIａ族とVIａ元素からなるカルコパイライ
ト構造半導体薄膜と、第３層の前記半導体薄膜より広い
禁制帯幅を有する薄膜と、第４層の金属あるいは透明導
電体からなる電極薄膜から構成される薄膜太陽電池。
【請求項３】透明基体と第１層の電極薄膜の中間層ある
いは第１層の電極薄膜と第２層のカルコパイライト構造
半導体薄膜の中間層に透明薄膜を挿入した構成からなる
請求項１または２記載の薄膜の太陽電池。
【請求項４】中間層がＭｏあるいはＮｉあるいはＣｕか
らなる元素のうち少なくとも一つを含む酸化物薄膜であ
る請求項３記載の薄膜太陽電池。
【請求項５】中間層が透明絶縁体からなる薄膜で構成さ
れる請求項４記載の薄膜太陽電池。
【請求項６】半導体あるいは絶縁体あるいは透明導電体
のうち少なくとも一つからなる薄膜を第３層の薄膜に用
いる請求項２記載の薄膜太陽電池。
【請求項７】透明基体上の一方の側に請求項１〜６記載
の第１の太陽電池を形成し、もう一方の側に前記第１の
太陽電池の光吸収層とは異なる光吸収層を用いた第２の
太陽電池を形成して構成される薄膜太陽電池。