CN101978512B - 太阳能电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种太阳能电池(10)，其具备：受光面电极层(2)；背面电极层(4)；设置于受光面电极层(2)与背面电极层(4)之间的层叠体(3)。层叠体(3)包括：第一光电变换部(31)；和将透过第一光电变换部(31)的光的一部分向第一光电变换部(31)侧反射的反射层(32)。反射层(32)具有：包含折射率调节材料的低折射率层(32b)；和介于低折射率层(32b)与第一光电变换部(31)之间的接触层(32a)。构成折射率调节材料的材料的折射率比构成接触层(32a)的材料的折射率低。低折射率层(32b)的折射率比接触层(32a)的折射率低。

Description

太阳能电池
技术领域
本发明涉及太阳能电池，其具备将入射的光的一部分反射的反射层。
背景技术
由于太阳能电池能够将清洁且取之不尽用之不竭的能源、即来自太阳的光直接变换成电，所以被期待作为新的能源。
通常，太阳能电池在设置于光入射侧的透明电极层与设置于光入射侧的相反侧的背面电极层之间具备吸收入射到太阳能电池的光而产生光生成载流子(光生成キヤリア)的光电变换部。
在现有技术中，公知有在光电变换部与背面电极层之间设置将入射来的光的一部分反射的反射层的方法。根据该方法，由于透过光电变换部的光的一部分通过反射层向光电变换部侧反射，所以能够增加在光电变换部被吸收的光的量。其结果是，在光电变换部生成的光生成载流子增加，故能够提高太阳能电池的光电变换效率。
像这样的反射层，通常使用作为透光性导电材料的氧化锌(ZnO)(参照Michio Kondo et al.，“Four terminal cell analysis ofamorphous/microcrystalline Si tandem cell”)
另一方面，近年来谋求进一步提高太阳能电池的光电变换效率。
在此，为了进一步提高光电变换效率，通过提高反射层的光的反射率，增加在光电变换部生成的光生成载流子的情况是有效的。
于是，本发明是鉴于上述的状况而完成，以提供一种能够提高光电变换效率的太阳能电池为目的。
发明内容
本发明之一特征的太阳能电池10，其宗旨为，具备具有导电性和透光性的受光面电极层2；具有导电性的背面电极层4；和设置于上述受光面电极层2和上述背面电极层4之间的层叠体3，上述层叠体3包括：通过光的入射产生光生成载流子的第一光电变换部31；和将透过上述第一光电变换部31的光的一部分向上述第一光电变换部31侧反射的反射层32，上述反射层32具有：包含折射率调节材料的低折射率层32b；和介于上述低折射率层32b和上述第一光电变换部31之间的接触层32a，构成上述折射率调节材料的材料的折射率比构成上述接触层32a的材料的折射率低，上述低折射率层32b的折射率比上述接触层32a的折射率低。
根据本发明的第一特征的太阳能电池10，由于反射层32包括含有折射率调节材料的低折射率层32b，所以与以ZnO等为主体的现有技术中的反射层相比，能够提高反射层32的反射率。另外，由于接触层32a介于低折射率层32b和第一光电变换部31之间，所以能够抑制因低折射率层32b与第一光电变换部31直接接触引起的太阳能电池10整体的串联电阻(
Figure BPA00001229481000021
列
Figure BPA00001229481000022
抗)值的增大。因此，能够提高太阳能电池10的光电变换效率。
本发明的一个特征涉及本发明的上述特征，其宗旨为，上述层叠体3具有从上述受光面电极层2侧开始依次层叠有上述第一光电变换部31、上述反射层32和通过光的入射产生光生成载流子的第二光电变换部33的结构，上述反射层32还具有介于上述低折射率层32b与上述第二光电变换部33之间的另外的接触层32c，构成上述折射率调节材料的材料的折射率比构成上述另外的接触层32c的材料的折射率低，上述低折射率层32b的折射率比上述另外的接触层32c的折射率低。
本发明的一个特征涉及本发明的上述特征，其宗旨为，上述接触层32a由与上述第一光电变换部31之间的接触电阻值、比上述低折射率层32b与上述第一光电变换部31之间的接触电阻值小的材料构成。
本发明的一个特征涉及本发明的上述特征，其宗旨为，上述另外的接触层32c由与上述第二光电变换部33之间的接触电阻值、比上述低折射率层32b与上述第二光电变换部33之间的接触电阻值小的材料构成。
本发明的一个特征涉及本发明的上述特征，其宗旨为，上述接触层32a或上述另外的接触层32c的至少一方包含氧化锌或氧化铟。
本发明的一个特征的太阳能电池10的宗旨为，在具有绝缘性和透光性的基板1上具有第一太阳能电池元件10a和第二太阳能电池元件10a，其中，上述第一太阳能电池元件10a和上述第二太阳能电池元件10a分别具备：具有导电性和透光性的受光面电极层2；具有导电性的背面电极层4；和设置于上述受光面电极层2与上述背面电极层4之间的层叠体3，上述层叠体3包括：通过光的入射产生光生成载流子的第一光电变换部31；和将透过上述第一光电变换部31的光的一部分向上述第一光电变换部31侧反射的反射层32；和通过光的入射产生光生成载流子的第二光电变换部33，上述第一太阳能电池元件10a的上述背面电极层4具有向上述第二太阳能电池元件10a的上述受光面电极层2延伸的延伸部4a，上述延伸部4a沿上述第一太阳能电池元件10a中包含的上述层叠体3的侧面形成，上述延伸部4a与在上述第一太阳能电池元件10a中包含的上述层叠体3的上述侧面露出的上述反射层32接触，上述反射层32具有：包括折射率调节材料的低折射率层32b；介于上述低折射率层32b与上述第一光电变换部31之间的接触层32a；和介于上述低折射率层32b与上述第二光电变换部33之间的另外的接触层32c，构成上述折射率调节材料的材料的折射率比构成上述接触层32a的材料的折射率和构成上述另外的接触层32c的材料的折射率低，上述低折射率层32b的折射率比上述接触层32a的折射率和上述另外的接触层32c的折射率低。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的太阳能电池10的截面图；
图2是本发明的第二实施方式的太阳能电池10的截面图；
图3是本发明的第三实施方式的太阳能电池10的截面图；
图4是本发明的第四实施方式的太阳能电池10的截面图；
图5是本发明的比较例1和比较例2的太阳能电池20的截面图；
图6是本发明的比较例3的太阳能电池30的截面图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。在以下附图的记载中，对相同或类似的部分赋予相同或类似的符号。但是应注意附图为示意图，各尺寸的比例等与实际的情况不同。因此具体的尺寸等应参照以下的说明判断。另外，附图相互间显然也包含彼此的尺寸关系或比例不同的部分。
[第一实施方式]
<太阳能电池的结构>
以下，参照图1，说明本发明的第一实施方式的太阳能电池的结构。图1是本发明的第一实施方式的太阳能电池10的截面图。
如图1所示，太阳能电池10具备基板1、受光面电极层2、层叠体3、背面电极层4。
基板1具有透光性，由玻璃、塑料等透光性材料构成。
受光面电极层2层叠于基板1上，具有导电性和透光性。作为受光面电极层2，可以使用氧化锡(SnO2)、氧化锌(ZnO)、氧化铟(In2O3)、或氧化钛(TiO2)等金属氧化物。另外，也可以在这些金属氧化物中渗杂有氟(F)、锡(Sn)、铝(Al)、铁(Fe)、镓(Ga)、铌(Nb)等。
层叠体3设置于受光面电极层2与背面电极层4之间。层叠体3包含第一光电变换部31和反射层32。第一光电变换部31和反射层32从受光面电极层2侧开始依次层叠。
第一光电变换部31通过从受光面电极层2侧入射的光产生光生成载流子。另外，第一光电变换部31通过由反射层32反射的光产生光生成载流子。第一光电变换部31具有从基板1侧开始层叠有p型非晶硅半导体、i型非晶硅半导体、n型非晶硅半导体的pin结(pin接合)(未图示)。
反射层32将透过第一光电变换部31的光的一部分向第一光电变换部31侧反射。反射层32包括第一层32a和第二层32b。
第一层32a和第二层32b从第一光电变换部31侧开始依次层叠。因此，第一层32a与第一光电变换部31接触，第二层32b不与第一光电变换部31接触。
第二层32b包含由树脂等构成的粘合剂(バインダ一)、透光性导电材料、折射率调节材料。作为粘合剂，可以使用二氧化硅(シリカ)等。另外，作为透光性导电材料，可以使用ZnO、ITO等。另外，作为折射率调节材料，使用具有比第一层32a低的折射率的材料。例如，作为折射率调节材料，能够使用气泡、或者由SiO2、Al2O3、MgO、CaF2、NaF、CaO、LiF、MgF2、SrO、B2O3等构成的微粒子。因此，例如能够使用在二氧化硅系粘合剂中含有ITO粒子和气泡的层作为第二层32b。第二层32b中包含如上述的折射率调节材料，由此第二层32b整体的折射率低于第一层32a的折射率。
作为第一层32a，使用与第一光电变换部31之间的接触电阻值比构成第二层32b的材料与第一光电变换部31之间的接触电阻值小的材料。
即，优选构成第一层32a的材料为第一光电变换部31与第一层32a的接触电阻(接触
Figure BPA00001229481000051
抗)值低于(未満)使第一光电变换部31与第二层32b直接接触的情况下的接触电阻值。
作为第一层32a，例如能够使用ZnO、ITO等。
另外，在本发明的第一实施方式中，第一层32a相当于本发明的“接触层”。另外，第二层32b相当于本发明的“低折射率层”。
另外，优选构成第一层32a的材料为包含第一层32a的层叠体3两端的电阻值小于不含第一层32a的层叠体3两端的电阻值。
背面电极层4具有导电性。作为背面电极层4，能够使用ZnO、银(Ag)等，但并不仅限于此。背面电极层也可以具有从层叠体3侧开始层叠有含ZnO的层和含Ag的层的结构。另外，背面电极层4也可以只具有含Ag的层。
<作用和效果>
本发明的第一实施方式的太阳能电池10中，反射层32包括含折射率调节材料的第二层32b、由与第一光电变换部31之间的接触电阻值比第二层32b与第一光电变换部31之间的接触电阻值小的材料形成的第一层32a。第一层32a和第二层32b从第一光电变换部31侧开始依次层叠。
因此，第二层32b不与第一光电变换部31直接接触，因此能够提高太阳能电池10的光电变换效率。对于其效果，在以下进行详述。
本发明的第一实施方式的太阳能电池10中，被包含于反射层32的第二层32b包括由具有比现有技术中作为反射层的主体使用的ZnO低的折射率的材料构成的折射率调节材料。这样的第二层32b整体的折射率比由ZnO构成的层的折射率低。因此，通过在反射层32中包含这样的第二层32b，与将ZnO作为主体的现有技术中的反射层相比，能够提高反射层32的反射率。
在此，在反射层32不具有第一层32a的情况、或者第一层32a和第二层32b从背面电极层4侧开始依次层叠的情况下，包含折射率调节材料的第二层32b与第一光电变换部31直接接触。含折射率调节材料的第二层32b与以硅为主体的第一光电变换部31的接触电阻值为非常高的值，因此在第二层32b与第一光电变换部31直接接触的情况下，太阳能电池10整体的串联电阻(
Figure BPA00001229481000061
列
Figure BPA00001229481000062
抗)值增大。因此，太阳能电池10中产生的短路电流因反射层32的反射率的提高而增加。另一方面，太阳能电池10的曲线因子(曲因子)(F.F.)因串联电阻值的增大而减少。因此，不能够实现太阳能电池10的光电变换效率的充分提高。
于是，本发明的第一实施方式的太阳能电池10中，通过从第一光电变换部31侧开始依次层叠第一层32a和第二层32b，能够避免含折射率调节材料的第二层32b与第一光电变换部31直接接触。根据这样的结构，能够抑制太阳能电池10的曲线因子(F.F.)因太阳能电池10整体的串联电阻值的增大而下降，且能够提高反射层32的反射率。其结果是，能够提高太阳能电池10的光电变换效率。
[第二实施方式]
以下，对本发明的第二实施方式进行说明。另外，以下主要对上述的第一实施方式与第二实施方式的差异进行说明。
具体地说，在上述的第一实施方式中，层叠体3包括第一光电变换部31和反射层32。与此相对，在第二实施方式中，层叠体3具有在包括第一光电变换部31和反射层32的基础上，还包括第二光电变换部33的结构，即所谓的串列(タンデム)结构。
<太阳能电池的结构>
以下，参照图2，说明本发明的第二实施方式的太阳能电池的结构。
图2是本发明的第二实施方式的太阳能电池10的截面图。
如图2所示，太阳能电池10具备基板1、受光面电极层2、层叠体3、背面电极层4。
层叠体3设置于受光面电极层2与背面电极层4之间。层叠体3包括第一光电变换部31、反射层32、第二光电变换部33。
第一光电变换部31、第二光电变换部33和反射层32从受光面电极层2侧开始依次层叠。
第一光电变换部31通过从受光面电极层2侧入射的光产生光生成载流子。第一光电变换部31具有从基板1侧开始层叠有p型非晶硅半导体、i型非晶硅半导体、n型非晶硅半导体的pin结(未图示)。
反射层32将从第一光电变换部31侧入射的光的一部分向第一光电变换部31侧反射。反射层32包括第一层32a和第二层32b。第一层32a和第二层32b从第一光电变换部31侧开始依次层叠。因此，第一层32a与第二光电变换部33接触，第二层32b不与第二光电变换部33接触。
第二光电变换部33通过入射的光产生光生成载流子。第二光电变换部33具有从基板1侧开始层叠有p型晶硅半导体、i型晶硅半导体、n型晶硅半导体的pin结(未图示)。
<作用和效果>
根据本发明的第二实施方式的太阳能电池10，被包含于反射层32的第一层32a和第二层32b从第一光电变换部31侧开始依次层叠。
根据这样的结构，即使太阳能电池10具有串列结构，也能够抑制太阳能电池10整体的串联电阻值的增大，且能够提高反射层32的反射率。因此，能够提高太阳能电池10的光电变换效率。
[第三实施方式]
以下，针对本发明的第三实施方式进行说明。另外，以下主要对与上述的第一实施方式和第三实施方式的差异进行说明。
具体而言，在上述的第一实施方式中，层叠体3包括第一光电变换部31和反射层32。与此相对，在第三实施方式中，层叠体3具有在第一光电变换部31和反射层32的基础上，还包括第二光电变换部33的结构，即所谓的串列结构。另外，在第三实施方式中，反射层32在第一层32a和第二层32b的基础上，还包括第三层32c。
<太阳能电池的结构>
以下，参照图3，说明本发明的第三实施方式的太阳能电池的结构。
图3是本发明的第三实施方式的太阳能电池10的截面图。
如图3所示，太阳能电池10具备基板1、受光面电极层2、层叠体3、背面电极层4。
层叠体3设置于受光面电极层2与背面电极层4之间。层叠体3包括第一光电变换部31、反射层32和第二光电变换部33。
第一光电变换部31、反射层32和第二光电变换部33从受光面电极层2侧开始依次层叠。
第一光电变换部31通过从受光面电极层2侧入射的光产生光生成载流子。另外，第一光电变换部31通过由反射层32反射的光产生光生成载流子。第一光电变换部31具有从基板1侧开始层叠有p型非晶硅半导体、i型非晶硅半导体、n型非晶硅半导体的pin结(未图示)。
反射层32将透过第一光电变换部31的光的一部分向第一光电变换部31侧反射。反射层32包括第一层32a、第二层32b和第三层32c。
第一层32a、第二层32b和第三层32c从第一光电变换部31侧开始依次层叠。因此，第一层32a与第一光电变换部31接触，第三层32c与第二光电变换部33接触。第二层32b不与第一光电变换部31和第二光电变换部33中的任一个接触。
第二层32b包含由树脂等构成的粘合剂、透光性导电材料和折射率调节材料。作为粘合剂，能够使用二氧化硅等。另外，作为透光性导电材料，能够使用ZnO、ITO等。另外，作为折射率调节材料，使用具有比第一层32a的折射率和第三层32c的折射率低的折射率的材料。例如，作为折射率调节材料，能够使用气泡、或者SiO2、Al2O3、MgO、CaF2、NaF、CaO、LiF、MgF2、SrO、B2O3等构成的微粒子。因此，作为第二层32b，例如可以使用在二氧化硅系粘合剂中包含ITO粒子和气泡的层。通过在第二层32b中含有如上述这样的折射率调节材料，第二层32b整体的折射率低于第一层32a的折射率和第三层32c的折射率。
作为第一层32a，使用与第一光电变换部31之间的接触电阻值比构成第二层32b的材料与第一光电变换部31之间的接触电阻值小的材料作为主体。另外，作为第三层32c，使用与第二光电变换部33之间的接触电阻值比构成第二层32b的材料与第一光电变换部31之间的接触电阻值小的材料作为主体。
即，优选构成第一层32a的材料为第一光电变换部31与第一层32a的接触电阻值低于使第一光电变换部31与第二层32b直接接触的情况下的接触电阻值。另外，优选构成第三层32c的材料为第三层32c与第二光电变换部33的接触电阻低于使第二层32b与第二光电变换部33直接接触的情况下的接触电阻值。
另外，优选构成第一层32a的材料和构成第三层32c的材料为包括第一层32a和第三层32c的层叠体3两端的电阻值小于不包括第一层32a和第三层32c的层叠体3两端的电阻值。
例如可以使用ZnO、ITO等作为第一层32a或第三层32c。另外，构成第一层32a的材料与构成第三层32c的材料，既可以相同，也可以不同。
另外，在本发明的第一实施方式中，第三层32c相当于本发明的“另外的接触层”。
第二光电变换部33通过入射的光产生光生成载流子。第二光电变换部33具有从基板1侧开始层叠有p型晶硅半导体、i型晶硅半导体、n型晶硅半导体的pin结(未图示)。
<作用和效果>
本发明的第三实施方式的太阳能电池10中，反射层32包括：含有折射率调节材料的第二层32b；由与第一光电变换部31之间的接触电阻值比第二层32b与第一光电变换部31之间的接触电阻值小的材料形成的第一层32a；和由与第二光电变换部之间的接触电阻值比第二层32b与第二光电变换部33之间的接触电阻值小的材料形成的第三层32a。第一层32a、第二层32b和第三层32c从第一光电变换部31侧开始依次层叠。因此，包含折射率调节材料的第二层32b不与第一光电变换部31和第二光电变换部33中的任一个接触。
根据这样的结构，能够抑制太阳能电池10整体的串联电阻值的增大，且能够提高反射层32的反射率。因此能够增加在第一光电变换部31吸收的光的量。
另外，包括含有折射率调节材料的第二层32b的反射层32与以ZnO为主体的现有技术中的反射层相比，难以吸收长波长区域(1000nm附近)的光。因此，能够增加在第二光电变换部33吸收的光的量。因此，能够提高太阳能电池10的光电变换效率。
[第四实施方式]
以下，对本发明的第四实施方式进行说明。另外，以下主要对与上述的第三实施方式和与第四实施方式的差异进行说明。
具体而言，在上述的第三实施方式中，太阳能电池10具备基板1、受光面电极层2、层叠体3、背面电极层4。与此相对，在第四实施方式中，太阳能电池10在基板1上具备多个太阳能电池元件10a，该多个太阳能电池元件10a分别具备受光面电极层2、层叠体3和背面电极层4。
<太阳能电池的结构>
以下，参照图4，说明本发明的第四实施方式的太阳能电池的结构。图4是本发明的第四实施方式的太阳能电池10的截面图。
如图4所示，太阳能电池10具备基板1、多个太阳能电池元件10a。
多个太阳能电池元件10a分别形成于基板1上。多个太阳能电池元件10a分别具备受光面电极层2、层叠体3和背面电极层4。
层叠体3设置于受光面电极层2与背面电极层4之间。层叠体3包括第一光电变换部31、反射层32和第二光电变换部33。反射层32包括第一层32a、第二层32b和第三层32c。
第一层32a、第二层32b和第三层32c从第一光电变换部31侧开始依次层叠。因此，第一层32a与第一光电变换部31接触，第三层32c与第二光电变换部33接触。第二层32b不与第一光电变换部31和第二光电变换部33中的任一个接触。优选第一层32a和第三层32c的厚度尽可能小。
背面电极层4具有延伸部4a，该延伸部4a向与多个太阳能电池元件10a中包含的一个太阳能电池元件10a相邻的另外的太阳能电池元件10a的受光面电极层2延伸。
延伸部4a沿一个太阳能电池元件10a中包含的层叠体3的侧面形成。延伸部4a与在一个太阳能电池元件10a中包含的层叠体3的侧面露出的反射层32接触。
<作用和效果>
根据本发明的第四实施方式的太阳能电池10，在能够提高反射层32的反射率的基础上，还能够抑制太阳能电池10的曲线因子(FF)的下降，因此能够提高太阳能电池10的光电变换效率。对于该效果，在以下进行详细说明。
在现有技术中，作为反射层的主体使用的ZnO，其层(シ一ト)电阻值为1.0×102～5.0×102Ω/□左右。因此，在使用以ZnO为主体的现有技术中的反射层的情况下，在太阳能电池元件10a产生的电流的一部分沿该反射层向延伸部4a流动，产生漏电(リ一ク)电流。当这样的漏电电流在多个太阳能电池元件10a中的各个(それぞれにぉいて)增大时，太阳能电池10的曲线因子(F.F.)下降。
与此相对，包含折射率调节材料的第二层32b的层电阻值为1.0×106Ω/□以上。因此，在本发明的第四实施方式的太阳能电池10中，通过使包含折射率调节材料的第二层32b被包含于反射层32中，与以ZnO为主体的现有技术中的反射层的层电阻值相比，能够大幅度提高反射层32的层电阻值。因此，本发明的第四实施方式的太阳能电池10能够抑制在太阳能电池元件10a产生的电流沿反射层32到达延伸部4a。因此，利用包含第二层32b的反射层32，与使用以ZnO为主体的现有技术中的反射层的情况相比，能够抑制太阳能电池10的曲线因子(FF)的下降。根据以上情况，能够提高太阳能电池10的光电变换效率。
另外，由于第一层32a(接触层)减小第二层32b(低折射率层)与第一光电变换部31之间的接触电阻值，第三层32c(另外的接触层)减小第二层32b(低折射率层)与第二光电变换部33之间的接触电阻值，所以能够减小第一层32a和第三层32c的厚度。
在减小了第一层32a的厚度的情况下，能够增大第一层32a的层电阻值。另外，在减小了第三层32c的厚度的情况下，能够增大第三层32c的层电阻值。在此，即使为减小了第一层32a的厚度的情况，也能够充分减小第二层32b(低折射率层)与第一光电变换部31之间的接触电阻值。另外，即使为减小了第一层32a厚度的情况，也能够充分减小第二层32b(低折射率层)与第一光电变换部31之间的接触电阻值。因此，通过尽可能减小第一层32a与第三层32c的厚度，能够减小沿第一层32a和第三层32c向延伸部4a流动的漏电电流。
<其他的实施方式>
虽然本发明通过上述的实施方式进行了记载，但不应理解为形成该公开的一部分的论述和附图是对该发明的限定。根据该公开，本领域从业人员能够清楚各种各样的替代实施方式、实施例和运用技术。
例如，在上述的第一实施方式中，层叠体3中包含的光电变换部为一个(第一光电变换部31)，在第二实施方式和第三实施方式中，层叠体3中包含的光电变换部为两个(第一光电变换部31和第二光电变换部33)，但并不仅限于此。具体而言，层叠体3中也可以含有三个以上的光电变换部。这种情况下，反射层32可以设置于任意的相邻的两个光电变换部之间。
另外，在上述的第一实施方式中，第一光电变换部31具有从基板1侧开始层叠有p型非晶硅半导体、i型非晶硅半导体、n型非晶硅半导体的pin结，但并不仅限于此。具体而言，第一光电变换部31也可以具有从基板1侧开始层叠有p型晶硅半导体、i型晶硅半导体、n型晶硅半导体的pin结。另外，晶硅中包含微晶硅或多晶硅。
另外，在上述的第一实施方式～第四实施方式中，第一光电变换部31和第二光电变换部33具有pin结，但并不仅限于此。具体而言，第一光电变换部31和第二光电变换部33至少一方也可以具有从基板1侧开始层叠有p型硅半导体、n型硅半导体的pn结。
另外，在上述的第一实施方式～第四实施方式中，太阳能电池10具有在基板1上依次层叠有受光面电极层2、层叠体3、背面电极层4的结构，但并不仅限于此。具体而言，太阳能电池10也可以具有在基板1上依次层叠有背面电极层4、层叠体3、受光面电极层2的结构。
这样，本发明当然包括在此没有记载的各种各样的实施方式等。因此，本发明的技术范围根据以上的说明，只通过适当的权利要求范围的发明特定事项进行限定。
实施例
以下，举出实施例，对本发明的太阳能电池进行具体说明。但是，本发明并不仅限于下述的实施例所示的情况，在不变更其宗旨的范围内，能够适当变更进行实施。
[折射率评价]
首先，对在二氧化硅系粘合剂中包含ITO粒子(透光性导电材料)和气泡(折射率调节材料)的层(以下，称作含气泡ITO层)的折射率和现有技术中作为反射层的主体使用的ZnO层、ITO层的折射率进行了比较。
具体而言，首先使用在乙醇系溶剂中混合有ITO微粒子和二氧化硅系粘合剂的分散液，通过旋涂法制成含气泡ITO层。此时，在旋涂法使用之前机械搅拌分散液，由此使分散液中包含气泡。另外，作为ITO微粒子，使用了平均粒径20～40nm的住友金属矿山制ITO微粒子(SUFP)。另外，二氧化硅系粘合剂的混合比例相对于ITO微粒子为10～15体积％。
接着，在旋涂后，为了干燥和烧结，在大气中150℃下进行了1小时的退火。
其后，测定了制成的含气泡ITO层的折射率。表1表示含气泡ITO层的折射率的测定结果。
[表1]
含气泡ITO层和ZnO层的折射率
  折射率
  含气泡ITO层   1.48～1.52
通常，ZnO层和ITO层的折射率大约为2.0。因此，如表1所示，确认了含气泡ITO层的折射率比ZnO层和ITO层的折射率低。因此，通过使含气泡ITO层被包含于反射层中，能够提高反射层的反射率。
[光电变换效率评价]
接着，如下面所述，制作实施例1、实施例2、比较例1、比较例2和比较例3的太阳能电池，并进行了光电变换效率的比较。
<实施例1>
如下面所述，制成实施例1的太阳能电池10。首先，在厚度4mm的玻璃基板(基板1)上形成SnO2层(受光面电极层2)。
然后，利用等离子体CVD法在SnO2层(受光面电极层2)上层叠p型非晶硅半导体、i型非晶硅半导体、n型非晶硅半导体，形成了第一单元(第一光变换部31)。p型非晶硅半导体、i型非晶硅半导体和n型非晶硅半导体的厚度分别做成15nm、200nm、30nm。
然后，利用溅射法和旋涂法，在第一单元(第一光电变换部31)上形成中间反射层(反射层32)。具体而言，在第一单元(第一光变换部31)上依次层叠有通过溅射法形成的ZnO层(第一层32a)、通过旋涂法形成的含气泡ITO层(第二层32b)和通过溅射法形成的ZnO层(第三层32c)。由此，形成有具有三层结构的中间反射层(反射层32)。ZnO层(第一层32a)、含气泡ITO层(第二层32b)和ZnO层(第三层32c)的厚度分别做成5nm、20nm、5nm。
然后，利用等离子体CVD法在中间反射层(反射层32)上层叠p型微晶硅半导体、i型微晶硅半导体、n型微晶硅半导体，形成了第二单元(第二光电变换部33)。p型微晶硅半导体、i型微晶硅半导体和n型微晶硅半导体的厚度分别做成30nm、2000nm、20nm。
然后，利用溅射法，在第二单元(第二光电变换部33)上形成了ZnO层和Ag层(背面电极层4)。ZnO层和Ag层(背面电极层4)的厚度分别做成为90nm、200nm。
综上所述，在本实施例1中，如图3所示，形成在第一单元(第一光电变换部31)与第二单元(第二光电变换部33)之间具有包含含气泡ITO层(第二层32b)的中间反射层(反射层32)的太阳能电池10。另外，使ZnO层(第一层32a)介于含气泡ITO层(第二层32b)与第一单元(第一光电变换部31)之间，使ZnO层(第三层32c)介于含气泡ITO层(第二层32b)与第二单元(第二光电变换部33)之间。
<比较例1>
如下上述，制成比较例1的太阳能电池20。首先，与上述实施例1一样，在厚度4mm的玻璃基板(基板21)上依次形成有SnO2层(受光面电极层22)、第一单元(第一光电变换部231)。
接着，利用溅射法，在第一单元(第一光电变换部231)上形成了中间反射层(反射层232)。在本比较例1中，在第一单元(第一光电变换部231)上只形成ZnO层，将该ZnO层做成中间反射层(反射层232)。ZnO层(反射层232)的厚度做成为30nm。
然后，与上述实施例1一样，在中间反射层(反射层232)上依次形成了第二单元(第二光电变换部233)、ZnO层和Ag层(背面电极层24)。另外，第一单元(第一光电变换部231)、第二单元(第二光电变换部233)和ZnO层及Ag层(背面电极层24)的厚度做成与上述实施例1一样。
综上所述，在本比较例1中，如图5所示，形成在第一单元(第一光电变换部231)和第二单元(第二光电变换部233)之间具有由ZnO层构成的中间反射层(反射层232)的太阳能电池20。
<比较例2>
如下面所述，制成比较例2的太阳能电池20。首先，与上述实施例1一样，在厚度4mm的玻璃基板(基板21)上依次形成有SnO2层(受光面电极层22)、第一单元(第一光电变换部231)。
接着，利用溅射法，在第一单元(第一光电变换部231)上形成了中间反射层(反射层232)。在本比较例2中，在第一单元(第一光电变换部231)上只形成含气泡ITO层，将该含气泡ITO层做成中间反射层(反射层232)。含气泡ITO层(反射层232)的厚度做成为30nm。
然后，与上述实施例1一样，在中间反射层(反射层232)上依次形成有第二单元(第二光电变换部233)、ZnO层和Ag层(背面电极层24)。另外，第一单元(第一光电变换部231)、第二单元(第二光电变换部233)和ZnO层及Ag层(背面电极层24)的厚度做成与上述实施例1一样。
综上所述，本比较例2中，如图5所示，形成在第一单元(第一光电变换部231)与第二单元(第二光电变换部233)之间具有由含气泡ITO层构成的中间反射层(反射层232)的太阳能电池20。
<特性评价(其一)>
针对实施例1、比较例1和比较例2的太阳能电池，进行了开放电压、短路电流、曲线因子和光电变换效率的各特性值的比较。表2表示比较结果。另外，在表2中，使比较例1的各特性值作为1.00进行标准化表示。
[表2]
实施例1、比较例1和比较例2的太阳能电池的各特性值
  开放电压   短路电流   曲线因子   光电变换效率
  比较例1   1.00   1.00   1.00   1.00
  比较例2   0.98   1.01   0.92   0.91
  实施例1   1.00   1.04   0.99   1.03
如表2所示，确认了在比较例2中，短路电流比比较例1增加若干，但曲线因子比比较例1低的情况。而且，确认了在比较例2中，作为结果，光电变换效率比比较例1低。
对于短路电流的增加，能够认为是比较例2中的太阳能电池20中，中间反射层(反射层232)由折射率比ZnO层低的含气泡ITO层构成的缘故。另一方面，对于曲线因子的下降，能够认为是由于比较例2的太阳能电池20中，构成中间反射层(反射层232)的含气泡ITO层与第一单元(第一光电变换部231)和第二单元(第二光电变换部233)直接接触，故比较例2的太阳能电池20的串联电阻值增大的缘故。而且，在比较例2中，由于曲线因子的下降程度大，所以光电变换效率比比较例1低。
与此相对，确认了在实施例1中，虽然对于曲线因子与比较例1相比减少若干，但是短路电流与比较例1相比增加的情况。其结果是，确认了实施例1与比较例1相比，能够提高光电变换效率。
<实施例2>
如下面所述，制成实施例2的太阳能电池10。首先，在厚度4mm的玻璃基板(基板1)上形成SnO2层(受光面电极层2)。
接着，利用等离子体CVD法在SnO2层(受光面电极层2)上层叠p型非晶硅半导体、i型非晶硅半导体、n型非晶硅半导体，形成了第一单元(第一光电变换部31)。p型非晶硅半导体、i型非晶硅半导体和n型非晶硅半导体的厚度分别做成为15nm、360nm、30nm。
然后，利用等离子体CVD法，在第一单元(第一光电变换部31)上依次层叠p型微晶硅半导体、i型微晶硅半导体、n型微晶硅半导体，形成了第二单元(第二光电变换部33)。p型微晶硅半导体、i型微晶硅半导体和n型微晶硅半导体的厚度分别做成为30nm、2000nm、20nm。
接着，利用溅射法和旋涂法，在第二单元(第二光电变换部33)上形成了中间反射层(反射层32)。具体而言，在第二单元(第二光电变换部33)上依次层叠有通过溅射法形成的ITO层(第一层32a)以及通过旋涂法形成的含气泡ITO层(第二层32b)。由此，形成了具有两层结构的背面反射层(反射层32)。ITO层(第一层32a)和含气泡ITO层(第二层32b)的厚度分别做成为45nm。
然后，利用溅射法，在背面反射层(反射层32)上形成Ag层(背面电极层4)。Ag层(背面电极层4)的厚度做成为200nm。
综上所述，在本实施例1中，如图2所示，形成在第二单元(第二光电变换部33)与Ag层(背面电极层4)之间具有包含含气泡ITO层(第二层32b)的背面反射层(反射层32)的太阳能电池10。另外，ITO层(第一层32a)介于含气泡ITO层(第二层32b)与第二单元(第二光电变换部33)之间。
<比较例3>
如下面所述，制成比较例3的太阳能电池30。首先，与上述实施例2一样，在厚度4mm的玻璃基板(基板31)上依次形成有SnO2层(受光面电极层32)、第一单元(第一光电变换部331)、第二单元(第二光电变换部333)。
接着，利用溅射法，在第二单元(第二光电变换部333)上形成了背面反射层(反射层332)。在本比较例3中，在第二单元(第二光电变换部333)上只形成ZnO层，将该ZnO层做成背面反射层(反射层332)。ZnO层(反射层332)的厚度做成为90nm。
然后，与上述实施例1一样，在背面反射层(反射层332)上形成了Ag层(背面电极层34)。另外，第一单元(第一光电变换部331)、第二单元(第二光电变换部333)和Ag层(背面电极层34)的厚度做成与上述实施例2一样。
综上所述，在本比较例3中，如图6所示，形成在第二单元(第二光电变换部333)与Ag层(背面电极层34)之间具有由ZnO层构成的背面反射层(反射层332)的太阳能电池10。
<特性评价(其二)>
针对实施例2和比较例3的太阳能电池，进行了开放电压、短路电流、曲线因子和光电变换效率的各特性值的比较。表3表示比较结果。另外，在表3中，使比较例3的各特性值作为1.00进行标准化表示。
[表3]
实施例2和比较例3的太阳能电池的各特性值
  开放电压   短路电流   曲线因子   光电变换效率
  比较例3   1.00   1.00   1.00   1.00
  实施例2   1.00   1.06   0.99   1.05
如表3所示，确认了在实施例2中，虽然曲线因子与比较例1相比较减小若干，但短路电流与比较例3相比增加的情况。其结果是，确认了在实施例2中，与比较例3相比，能够使光电变换效率提高的情况。
产业上的可利用性
根据本发明，由于能够提供使光电变换效率提高的太阳能电池，所以在太阳光发电领域(太阳能发电领域)是有用的。

Claims (4)

1.一种太阳能电池，其在具有绝缘性和透光性的基板上具备第一太阳能电池元件和第二太阳能电池元件，该太阳能电池的特征在于：
所述第一太阳能电池元件和所述第二太阳能电池元件分别具备：
具有导电性和透光性的受光面电极层；
具有导电性的背面电极层；和
设置于所述受光面电极层与所述背面电极层之间的层叠体，
所述层叠体包括：通过光的入射产生光生成载流子的第一光电变换部；将透过所述第一光电变换部的光的一部分向所述第一光电变换部侧反射的反射层；和通过光的入射产生光生成载流子的第二光电变换部，
所述第一太阳能电池元件的所述背面电极层具有向所述第二太阳能电池元件的所述受光面电极层延伸的延伸部，
所述延伸部与在所述第一太阳能电池元件中包含的所述层叠体的侧面露出的所述反射层接触，
所述反射层具有：包含折射率调节材料的低折射率层；介于所述低折射率层与所述第一光电变换部之间的接触层；和介于所述低折射率层与所述第二光电变换部之间的另外的接触层，
构成所述折射率调节材料的材料的折射率比构成所述接触层的材料的折射率和构成所述另外的接触层的材料的折射率低，
所述低折射率层的折射率比所述接触层的折射率和所述另外的接触层的折射率低，
所述接触层和所述另外的接触层的厚度比所述低折射率层的厚度小。
2.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于：
所述接触层由与所述第一光电变换部之间的接触电阻值比所述低折射率层与所述第一光电变换部之间的接触电阻值小的材料构成。
3.如权利要求2所述的太阳能电池，其特征在于：
所述另外的接触层由与所述第二光电变换部之间的接触电阻值比所述低折射率层与所述第二光电变换部之间的接触电阻值小的材料构成。
4.如权利要求2或3所述的太阳能电池，其特征在于：
所述接触层或所述另外的接触层的至少一方包含氧化锌或氧化铟。
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