CN115244715A - 太阳能电池、多接合型太阳能电池、太阳能电池组件及太阳光发电系统 - Google Patents

太阳能电池、多接合型太阳能电池、太阳能电池组件及太阳光发电系统 Download PDF

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Abstract

本发明要解决的技术问题在于提供转换效率优异的太阳能电池、多接合型太阳能电池、太阳能电池组件及太阳光发电系统。实施方式的太阳能电池具有p电极(2)；n电极(5)；位于p电极(2)与n电极(5)之间的以氧化亚铜为主体的p型光吸收层(3)；以及位于p型光吸收层(3)与n电极(5)之间的第1n型层(4A)，其是以Gax1M1x2M2x3M3x4M4x5Ox6所示的化合物为主体的层(4A)，M1为Hf或/及Zr，M2为选自In、Ti及Zn中的1种以上，M3为Al或/及B，M4为选自Sn、Si及Ge中的1种以上，x1、x2及x6是大于0的数值，x3、x4及x5是0以上的数值，当使x1、x2、x3、x4及x5之和为2时、x6为3.0～3.8。

Description

太阳能电池、多接合型太阳能电池、太阳能电池组件及太阳光 发电系统
技术领域
本发明涉及太阳能电池、多接合型太阳能电池、太阳能电池组件及太阳光发电系统。
背景技术
新型的太阳能电池之一有光吸收层中使用氧化亚铜(Cu2O)的太阳能电池。Cu2O为宽带隙半导体。Cu2O由于是在地球上丰富存在的铜和氧形成的安全且廉价的材料，因此期待可以实现高效率且低成本的太阳能电池。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2018-46196号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题在于提供转换效率优异的太阳能电池、多接合型太阳能电池、太阳能电池组件及太阳光发电系统。
用于解决技术问题的手段
实施方式的太阳能电池具有p电极；n电极；位于p电极与n电极之间的以氧化亚铜为主体的p型光吸收层；及位于p型光吸收层与n电极之间的第1n型层，其是以Gax1M1x2M2x3M3x4M4x5Ox6所示的化合物为主体的层，其中，M1为Hf或/及Zr，M2为选自In、Ti及Zn中的1种以上，M3为Al或/及B，M4为选自Sn、Si及Ge中的1种以上，x1、x2及x6是大于0的数值，x3、x4及x5是0以上的数值，当使x1、x2、x3、x4及x5之和为2时，x6为3.0～3.8。
附图说明
图1为实施方式的太阳能电池的截面图。
图2为说明实施方式的太阳能电池的分析点的图。
图3为实施方式的太阳能电池的截面图。
图4为实施方式的太阳能电池的截面图。
图5为实施方式的太阳能电池的截面图。
图6为实施方式的太阳能电池的截面图。
图7为实施方式的多接合型太阳能电池的截面图。
图8为实施方式的太阳能电池组件的立体图。
图9为实施方式的太阳能电池组件的截面图。
图10为实施方式的太阳光发电系统的构成图。
图11为实施方式的车辆的概念图。
图12为实施例的表。
图13为实施例的表。
具体实施方式
以下，一边参照附图一边详细地说明本发明的优选一实施方式。此外，只要没有特别记载，则表示在25℃、1气压(大气)下的值。
(第1实施方式)
第1实施方式涉及太阳能电池。图1表示第1实施方式的太阳能电池100的截面图。如图1所示，本实施方式的太阳能电池100具有基板1、作为第1电极的p电极2、p型光吸收层3、第1n型层4A、及作为第2电极的n电极5。在n型层4的第1n型层4A与n电极5之间等还可以包含未图示的中间层。太阳光可以从n电极5侧、p电极2侧的任一侧入射，但更优选从n电极5侧进行入射。实施方式的太阳能电池100由于是透过型的太阳能电池，因此优选在多接合型太阳能电池的顶电池(光入射侧)中使用。图1中，将基板1设置在p电极2的与p型光吸收层3侧的相反侧上，但也可以将基板1设置在n电极5的与第1n型层4A侧的相反侧上。以下，对图1所示的方式进行说明，但除了基板1的位置不同之外，在n电极5侧设有基板1的形态也是相同的。实施方式的太阳能电池100是光从n电极5侧向p电极2侧进行入射。
基板1是透明的基板。基板1可以使用透光的丙烯酸、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)、氟系树脂(聚四氟乙烯(PTFE)、全氟乙烯丙烯共聚物(FEP)、乙烯四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)、全氟烷氧基烷烃(PFA)等)、聚芳酯、聚砜、聚醚砜或聚醚酰亚胺等有机系基板或者钠钙玻璃、白板玻璃、化学强化玻璃或石英等无机系基板。基板1还可以层叠上述列举的基板。
p电极2设置在基板1上、配置于基板1与p型光吸收层3之间。p电极2是设置在p型光吸收层3侧的具有透光性的导电层。p电极2的厚度典型地为100nm～2000nm。图1中，p电极2与光吸收层3直接接触。p电极2优选包含1层以上的氧化物透明导电膜。作为氧化物透明导电膜，不限定于氧化铟锡(Indium Tin Oxide；ITO)、掺铝氧化锌(Al-doped Zinc Oxide；AZO)、掺硼氧化锌(Boron-doped Zinc Oxide；BZO)、掺镓氧化锌(Gallium-doped ZincOxide；GZO)、被掺杂的氧化锡、掺钛氧化铟(Titanium-doped Indium Oxide；ITiO)、氧化铟氧化锌(Indium Zinc Oxide；IZO)或氧化铟镓锌(Indium Gallium Zinc Oxide；IGZO)、掺氢氧化铟(Hydrogen-doped Indium Oxide；IOH)等。氧化物透明导电膜可以是具有多个膜的层叠膜。作为在氧化锡等膜中的掺杂剂，只要是选自In、Si、Ge、Ti、Cu、Sb、Nb、Ta、W、Mo、F及Cl等中的1种以上则无特别限定。p电极2优选包含掺杂有选自In、Si、Ge、Ti、Cu、Sb、Nb、Ta、W、Mo、F及Cl等中的1种以上元素的氧化锡膜。在被掺杂的氧化锡膜中，选自In、Si、Ge、Ti、Cu、Sb、Nb、Ta、W、Mo、F及Cl等中的1种以上元素相对于氧化锡膜所含的锡优选包含10原子％以下。作为p电极2,可以使用层叠有氧化物透明导电膜和金属膜的层叠膜。金属膜优选厚度为10nm以下，金属膜所含的金属(包含合金)并不特别限定于Mo、Au、Cu、Ag、Al、Ta或W等。另外，p电极2优选在氧化物透明导电膜与基板1之间、或氧化物透明导电膜与p型光吸收层3之间包含点状、线状或筛状的电极(选自金属、合金、石墨烯、导电性氮化物及导电性氧化物中的1种以上)。点状、线状或筛状的金属相对于透明导电膜优选开口率为50％以上。点状、线状或筛状的金属并不特别限定于Mo、Au、Cu、Ag、Al、Ta或W等。第1电极1中使用金属膜时，从透过性的观点出发优选为5nm以下程度的膜厚。使用线状或筛状的金属膜时，由于透过性在开口部得以确保，因此关于金属膜的膜厚并无此限制。
p型光吸收层3是p型的半导体层。p型光吸收层3可以与p电极2直接接触，只要能够确保与p电极2的接触，则也可以存在其他层。p型光吸收层3配置在电极2与第1n型层4A之间。p型光吸收层3与第1n型层4A形成pn接合。作为p型光吸收层3,是以Cu为主成分的金属的氧化物的半导体层。以Cu为主成分的金属的氧化物是氧化亚铜或/及氧化亚铜的复合氧化物。p型光吸收层3的90重量％以上优选为氧化亚铜或/及氧化亚铜的复合氧化物。p型光吸收层3的95重量％以上更优选为氧化亚铜或/及氧化亚铜的复合氧化物。p型光吸收层3的98重量％以上进一步优选为氧化亚铜或/及氧化亚铜的复合氧化物。p型光吸收层3优选基本不含作为异相的Cu或/及CuO。p型光吸收层3所含的异相少、则结晶性良好时，由于p型光吸收层3的透光性提高，因此优选。以Cu为主成分的金属的氧化物的Cu为60.0原子％～67.0原子％、O(氧)为32.5原子％～34.0原子％。氧化亚铜的复合氧化物中包含Cu以外的金属。氧化亚铜的复合氧化物所含的金属除了Cu之外，为选自Sn、Sb、Ag、Li、Na、K、Cs、Rb、Al、Ga、In、Zn、Mg及Ca中的1种以上的金属。Cu以外还包含选自Ag、Li、Na、K、Cs、Rb、Al、Ga、In、Zn、Mg及Ca中的1种以上金属时，可以调整p型光吸收层3的带隙。p型光吸收层3的带隙优选为2.0eV～2.2eV。为该范围的带隙时，在底电池中使用光吸收层使用了Si的太阳能电池、顶电池中使用实施方式的太阳能电池的多接合型太阳能电池中，顶电池及底电池这两者均可高效地利用太阳光。p型光吸收层3中还可以进一步包含Sn或Sb。p型光吸收层3的Sn或Sb可以是添加于光吸收层3中、也可以来自于p电极2。p型光吸收层3是CuaMbOc所示的氧化物的层。M为选自Sn、Sb、Ag、Li、Na、K、Cs、Rb、Al、Ga、In、Zn、Mg及Ca中的1种以上的金属。a、b及c优选满足1.80≤a≤2.01、0.00≤b≤0.20及0.98≤c≤1.02。上述p型光吸收层3的组成比是p型光吸收层3的全体的组成比。另外，上述p型光吸收层3的化合物组成比优选在整个p型光吸收层3中满足。此外，Sn及Sb的p型光吸收层3中的浓度高时，会发生缺陷增加、载子再结合增加。因此，p型光吸收层3中的Sb及Sn的总体积浓度优选为1.5x1019atoms/cm3以下。p型光吸收层3和第1n型层4A的组成利用SIMS(Secondary Ion Mass Spectrometry，二次离子质量分析)求得。分析位置可以将与p电极2同样求得的值的平均值作为各层组成。
p型光吸收层3的厚度优选是通过利用电子显微镜进行的截面观察或高度差计求得的1000nm～10000nm。
p型光吸收层3例如优选通过溅射等进行成膜。
第1n型层4A为n型的半导体层。第1n型层4A配置在p型光吸收层3与n电极5之间。第1n型层4A直接接触于p型光吸收层3的与p电极2接触那面成相反侧的面。第1n型层4A是包含Ga的氧化物半导体层，优选包含以Ga为基础的化合物。第1n型层4A在以Ga为基础的氧化物中还可以混合其他氧化物，在以Ga为基础的氧化物中也可以掺杂其他元素，还可以是掺杂有其他元素的Ga基础的氧化物和其他氧化物混合。
第1n型层4A优选是以Gax1M1x2M2x3M3x4M4x5Ox6所示化合物为主体(50重量％以上)的层，M1为Hf或/及Zr，M2为选自In、Ti及Zn中的1种以上，M3为Al或/及B，M4为选自Sn、Si及Ge中的1种以上。x1、x2及x6是大于0的数值。x3、x4和x5是0以上的数值。使x1、x2、x3、x4及x5之和为2时，优选x6为3.0～3.8。以Ga为基础的氧化物中混合有其他氧化物的形态、以Ga为基础的氧化物中掺杂有其他元素的形态、以及掺杂有其他元素的Ga基础的氧化物和其他氧化物混合的形态均用Gax1M1x2M2x3M3x4M4x5Ox6表示。
优选第1n型层4A的90重量％以上是Gax1M1x2M2x3M3x4M4x5Ox6表示的化合物。更优选第1n型层4A的95重量％以上是Gax1M1x2M2x3M3x4M4x5Ox6表示的化合物。进一步优选第1n型层4A的98重量％以上是Gax1M1x2M2x3M3x4M4x5Ox6表示的化合物。第1n型层4A更优选由Gax1M1x2M2x3M3x4M4x5Ox6表示的化合物构成。剩余的组成成分中例如可以加入MgO等。例如，关于在构成元素中加入Zn时的Zn与Mg的比率，由于可看到朝向n电极侧、Zn增大而Mg减少的依赖性，因此导带的连结变得良好，因而优选。
此外，第1n型层4A的化合物的组成只要没有特别地附加条件，则是第1n型层4A全体的平均组成。第1n型层4A的组成在使第1n型层4A的厚度为d时，是距离p型光吸收层3侧的第1n型层4A表面为0.2d、0.5d、0.8d的深度处的组成的平均值。在除了具有下述条件的情况之外的各深度中，所述条件是第1n型层4A的化合物的元素组成比倾斜的条件，第1n型层4A均优选满足上述及下述的优选组成。此外，当第1n型层4A非常薄时(例如5nm以下)，可以将距离p型光吸收层3侧的第1n型层4A表面的0.5d的深度处的组成看成第1n型层4A的全体的组成。此外，分析是在距离n型层表面的各距离下，利用例如二次离子质谱法(SecondaryIon Mass Spectrometry；SIMS)对图2的分析点所示那样等间隔地、尽可能没有距离的分布的分析点进行分析来求得。图2是从光的入射侧观察太阳能电池100的示意图。D1为第1n型层4A的宽度方向的长度、D2为第1n型层4A的纵深方向的长度。
第1n型层4A的膜厚典型地为3nm～100nm。第1n型层4A的厚度小于3nm时，第1n型层4A的覆盖区域差时，会发生漏电流，有时会使特性降低。覆盖区域良好时，不限于上述膜厚。第1n型层4A的厚度超过50nm时，有时发生因第1n型层4A的过度高电阻化导致的特性降低、因透过率降低导致的短路电流降低。因此，第1n型层4A的厚度优选为3nm～30nm、进一步优选为5nm～30nm。
优选p型光吸收层3的导带下端(Conduction Band Minimum：CBM)与第1n型层4A的导带下端之差减少的第1n型层4A。Ga2O3相对于p型光吸收层3、导带下端非常低，为了减小导带下端之差，在第1n型层4A的化合物中包含M1的元素。p型光吸收层3的导带下端与第1n型层4A的导带下端之差([p型光吸收层3的导带下端]-[第1n型层4A的导带下端])优选为0.0eV～0.4eV。
混合有M1的元素的氧化物和Ga2O3的第1n型层4A与Ga2O3层相比，折射率不会降低(实质上不降低)。因此，包含M1的元素的Gax1M1x2M2x3M3x4M4x5Ox6所示的化合物优选包含在第1n型层4A中。Cu2O的折射率大，n电极5的折射率比Cu2O的折射率小。因此，为了增加入射到p型光吸收层3中的光量，为了提高从p型光吸收层3至n电极5之间的透光率，优选第1n型层4A的折射率为p型光吸收层3的折射率的1.0倍以下、n电极5的折射率的1.0倍以上。由于除了Ga之外还包含较多的Hf或/及Zr的氧化物的折射率不会变得比Ga2O3自身的折射率还低，因此易于调整至上述优选的折射率之间。因而，考虑到导带下端和折射率时，作为M1的元素优选使用Hf或/及Zr。通过添加Hf或Zr等比Ga重的元素，可以增大第1n型层的折射率，可以调整与光吸收层3或n电极5的折射率差，因而可以抑制来自于各层界面上的折射率差的反射，即便n型层的膜厚很厚，也可抑制短路电流的降低。
实施方式的第1n型层4A主要通过Ga和M1的元素而调整导带下端。通过提高M1的元素比率，第1n型层4A的导带下端上升、可以减小p型光吸收层3的导带下端之差。第1n型层4A中，优选(x1+x2)/(x1+x2+x3+x4+x5)为0.60～1.00。从相同的观点出发，在第1n型层4A中，(x1+x2)/(x1+x2+x3+x4+x5)优选为0.80～1.00、更优选为0.90～1.00。
x2/(x1+x2)优选为0.10～0.60。x2/(x1+x2)小于0.10时，由于会产生pn接合界面的导带变得不连续的峭壁(cliff)、Voc低，因此难以获得转换效率高的太阳能电池。另外，当x2/(x1+x2)大于0.60时，由于会产生pn接合界面的导带变得不连续的尖峰、FF变低，因此难以获得转换效率高的太阳能电池。Hf和Zr如上所述由于不会降低Ga基础的氧化物的n型层的折射率，因此包含优选量的M1的元素的Gax1M1x2M2x3M3x4M4x5Ox6所表示的化合物通过Jsc进一步提高，有助于太阳能电池100的转换效率的提高。由上述观点出发，x2/(x1+x2)更优选为0.20～0.55。
第1n型层4A的化合物中可以包含选自M2所示的In、Ti及Zn中的1种以上。M2的元素是能够提高第1n型层4A的折射率的元素。另外，M2的元素可以调整第1n型层4A的导带下端。M2的元素过多时，由于有第1n型层4A与p型光吸收层3的导带下端之差增大的情况，因此x3/(x1+x2+x3+x4+x5)优选为0.00～0.40、更优选为0.00～0.10、进一步优选为0.00～0.05。
第1n型层4A的化合物中可以包含M3所示的Al或/及B。M3的元素与M2的元素不同，是降低第1n型层4A的折射率的元素。实施方式中，优选这些元素少，x4/(x1+x2+x3+x4+x5)优选为0.00～0.20、更优选为0.00～0.10。包含M3的元素时，第1n型层4A的导带下端也会变化，因此以调整第1n型层4A的导带下端为目的，可以选择M3的元素的比率。
第1n型层4A的化合物中可以包含选自M4所示的Sn、Si及Ge中的1种以上。M4的元素包含在第1n型层4A中时，可以提高第1n型层4A的载流子浓度。x5/(x1+x2+x3+x4+x5)优选为0.00～0.20、更优选为0.00～0.10、进一步优选为0.00～0.05。
选自Ga、M1的元素、M2的元素、M3的元素及M4的元素中的1个以上在第1n型层4A中可以在第1n型层4A的膜厚方向上、组成比率发生变化。优选M2及M4的元素在p型光吸收层3侧少、在n电极5侧多。优选M3的元素在p型光吸收层3侧多、在n电极5侧少。M1优选对应于其他元素的组成比率的变化、使组成变化。组成的变化优选是倾斜的、阶段状的、或组合有倾斜变化和阶段状变化。另外，组成的变化在太阳能电池100的各层的层叠方向上是全体的或部分的。通过改变这些元素的组成分布，可以从p型光吸收层3侧朝向n电极5侧调整载流子浓度、导带下端及折射率，可以有助于转换效率的提高。
第1n型层4A例如优选通过溅射或ALD(Atomic Layer Deposition，原子层沉积)等成膜而成。
n电极5是相对于可见光具有透光性的第1n型层4A侧的电极。通过n电极5和p型光吸收层3将第1n型层4A夹持。在第1n型层4A与n电极5之间可以设置未图示的中间层。该中间层中可以包含筛状或线状的电极。设有中间层时，也优选第1n型层4A与n电极5直接地接触。n电极5优选使用氧化物透明导电膜。作为n电极5中使用的氧化物透明导电膜，优选是选自氧化铟锡、掺铝氧化锌、掺硼氧化锌、掺镓氧化锌、掺铟氧化锌、掺钛氧化铟、氧化铟镓锌及掺氢氧化铟中的1种以上的透明导电膜。n电极5中还可以使用石墨烯。石墨烯优选与银纳米丝层叠。
n电极5的厚度通过利用电子显微镜进行的截面观察或高度差计求得，并无特别限定，典型地为1nm～2μm。
n电极5例如优选通过溅射等成膜而成。
(第2实施方式)
第2实施方式涉及太阳能电池。图3表示第2实施方式的太阳能电池101的截面概念图。第2实施方式的太阳能电池101具有层叠有第1n电极4A和第2n型层4B的n型层4等，这与第1实施方式的太阳能电池100不同。第1实施方式和第2实施方式中共同的说明省略。
第2n型层4B位于第1n型层4A与n电极5之间。第2n型层4B的第1n型层4A侧的面与第1n型层4A直接接触。第2n型层4B是包含Ga的氧化物半导体层，优选包含以Ga为基础的化合物。第1n型层4A与第2n型层4B的界面有清晰的情况和不清晰的情况。第2n型层4B可以在以Ga为基础的氧化物中混合其他氧化物、还可以在以Ga为基础的氧化物中掺杂其他元素、掺杂有其他元素的Ga基础的氧化物和其他氧化物也可以混合。在第2n型层4B与n电极5之间还可以设置未图示的中间层。从减少反射的观点出发，优选第2n型层4B的折射率比第1n型层4A的折射率小。
第2n型层4B优选是以Gay1M1y2M2y3M3y4M4y5Oy6表示的化合物为主体(50重量％以上)的层，M1为Hf或/及Zr，M2为选自In、Ti及Zn中的1种以上，M3为Al或/及B，M4为选Sn、Si及Ge中的1种以上。y1及y6是大于0的数值。y2、y3、y4及y5是0以上的数值。使y1、y2、y3、y4及y5之和为2时，优选y6为3.0～3.8。在以Ga为基础的氧化物中混合有其他氧化物的形态、在以Ga为基础的氧化物中掺杂有其他元素的形态、以及掺杂有其他元素的Ga基础的氧化物和其他氧化物混合的形态均用Gay1M1y2M2y3M3y4M4y5Oy6表示。
优选第2n型层4B的90重量％以上为Gay1M1y2M2y3M3y4M4y5Oy6表示的化合物。更优选第2n型层4B的95重量％以上为Gay1M1y2M2y3M3y4M4y5Oy6表示的化合物。进一步优选第2n型层4B的98重量％以上为Gay1M1y2M2y3M3y4M4y5Oy6表示的化合物。更优选第2n型层4B由Gay1M1y2M2y3M3y4M4y5Oy6表示的化合物构成。
第2n型层4B主要通过Ga和M1的元素而调整导带下端。通过使M1的元素比率小于第1n型层4A，第2n型层4A的导带下端较第1n型层4A更为下降。而且，第1n型层4A至n电极5之间的导带下端的连接的连续性提高。在第2n型层4B中，(y1+y2)/(y1+y2+y3+y4+y5)优选为0.60～1.00。从相同观点出发，在第2n型层4B中，(y1+y2)/(y1+y2+y3+y4+y5)优选为0.80～1.00、更优选为0.90～1.00。
第2n型层4B是相比较于第1n型层4A、导带下端更低的层，第2n型层4B的导带下端位于第1n型层4A与n电极5之间。通过使用第2n型层4B，导带下端从p型光吸收层3连续地连接至n电极5、FF及Voc提高，有助于转换效率的提高。当y2是大于0的数值时，优选第2n型层4B也具有与第1n型层4A共同的M1的元素。即，若在第1n型层4A中包含Hf，则相比较于在第2n型层4B不含Hf、更优选在第2n型层4B包含Hf。进而，由于y1大于x1、y2大于x2，使第2n型层4B的导带下端比第1n型层4A的导带下端还低，导带下端的连接的连续性提高。从相同观点出发，y2/(y1+y2)优选为0.00～0.30、更优选为0.00～0.20。另外，当x2与y2是接近的值时，通过设置第2n型层4B，导带下端的连接的连续性的提高很少。因此，y2优选为x2的90％以下、y2更优选为x2的80％以下、y2进一步优选为x2的70％以下。
y3、y4及y5的数值优选是第1实施方式的x3、x4及x5的优选数值。因此，y3/(y1+y2+y3+y4+y5)优选为0.00～0.40、更优选为0.00～0.10、进一步优选为0.00～0.05。y4/(y1+y2+y3+y4+y5)优选为0.00～0.10。y5/(y1+y2+y3+y4+y5)优选为0.00～0.20、更优选为0.00～0.10、进一步优选为0.00～0.05。
第1n型层4A的膜厚与第2n型层4B的膜厚之和典型地为3nm～100nm。第1n型层4A的膜厚与第2n型层4B的膜厚之和小于3nm时，第1n型层4A与第2n型层4B的覆盖区域差时，有时会产生漏电流、会使特性降低。覆盖区域良好时，不限于上述膜厚。第1n型层4A的膜厚与第2n型层4B的膜厚之和超过50nm时，有时会发生因合并有第1n型层4A及第2n型层4B的n型层的过度高电阻化所导致的特性降低、因透过率降低所导致的短路电流降低。因此，第1n型层4A的膜厚与第2n型层4B的膜厚之和更优选为3nm～30nm、进一步优选为5nm～30nm。
选自Ga、M1的元素、M2的元素、M3的元素及M4的元素中的1个以上可以在第2n型层4B中在第2n型层2B的膜厚方向上组成比率发生变化。M2及M4的元素优选在p型光吸收层3侧少、在n电极5侧多。M3的元素优选在p型光吸收层3侧多、在n电极5侧少。组成的变化优选是倾斜的、阶段状、或组合有倾斜变化和阶段状变化。另外，组成的变化在太阳能电池100的各层的层叠方向上是全体的或部分的。通过改变这些元素的组成分布，可以从p型光吸收层3侧朝向n电极5侧调整载流子浓度、导带下端及折射率，可以有助于转换效率的提高。
(第3实施方式)
第3实施方式涉及太阳能电池。图4表示第3实施方式的太阳能电池102的截面概念图。第3实施方式的太阳能电池102具有带有第1区域4a和第2区域4b的第1n型层4A等，这与第1实施方式的太阳能电池100不同。在第3实施方式中将与第1实施方式～第2实施方式中共同的说明省略。
第1区域4a位于第3n型层4A的p型光吸收层3侧。另外，第2区域4b位于第1n型层4A的n电极5侧。第3实施方式的第1n型层4A中，在p型光吸收层3侧和n电极5侧，组成没有明显地不同，无法确认第1区域4a与第2区域4b的界面。将从第1n型层4A的p型光吸收层3侧表面朝向n电极5侧至第1n型层4A的厚度一半作为第1区域4a。另外，将从第1n型层4A的n电极5侧表面朝向p型光吸收层3侧至第1n型层4A的厚度一半作为第2区域4b。此外，分析与第1实施方式同样，是在距离n型层表面的各距离下，利用例如SIMS对图2的分析点所示那样等间隔地、尽可能没有距离的分布的分析点进行分析来求得。
第1区域4a中的化合物的组成只要没有特别地附加条件，则是第1区域4a全体的平均组成。第1区域4a的组成在使第1n型层4A的厚度为d时，是距离p型光吸收层3侧的第1n型层4A表面为0.10d、0.25d、0.40d的深度处的组成的平均值。当第1n型层4A的厚度非常薄时(10nm以下)，可以将距离第1n型层4A表面的0.25d的深度处的组成看成第1区域4a全体的平均组成。第2区域4b的组成在使第1n型层4A的厚度为d时，是距离p型光吸收层3侧的第1n型层4A表面的0.60d、0.75d、0.80d的深度处的组成的平均值。第1n型层4A的厚度非常薄时(10nm以下)，将距离第1n型层4A表面的0.75d的深度处的组成看成第2区域4b全体的平均组成。
第1区域4a中，(x1+x2)/(x1+x2+x3+x4+x5)优选为0.80～1.00、更优选为0.90～1.00。另外，第2区域4b中，(x1+x2)/(x1+x2+x3+x4+x5)优选为0.60～1.00、更优选为0.80～1.00、进一步优选为0.90～1.00。
作为M1的元素组成比率的x2优选按照从第1n型层4A的p型光吸收层3侧朝向n电极5以倾斜的、阶段状、或组合有倾斜变化和阶段状变化的方式进行变化。M1的组成比率在膜厚方向上进行变化时，Ga的组成比率优选按照对应于M1的变化的方式、在膜厚方向上进行变化。另外，组成的变化在太阳能电池100的p型光吸收层3与第1n型层4A的层叠方向上是全体的或部分的。当M1的元素在第1区域4a侧高、在第2区域4b中低时，优选导带下端的连接的连续性提高。第2区域4b中的x2优选比第1区域4a中的x2低，更优选比第1区域4a中的x2低20％以上。因此，考虑到导带下端的连接的连续性时，优选第1区域4a中的x2/(x1+x2)为0.20～0.55、第2区域4b中的x2/(x1+x2)为0.00～0.30。
包含M2的元素时，M2的元素优选按照从第1n型层4A的p型光吸收层3侧朝向n电极5以倾斜的、阶段状、或组合有倾斜变化和阶段状变化的方式进行变化。另外，组成的变化在太阳能电池100的p型光吸收层3与第1n型层4A的层叠方向上是全体的或部分的。M2的组成的变化方法考虑到区域的位置或所接触的层的导带下端和折射率适当地选择。例如，考虑到导带下端的连接的连续性时，第1区域4a中的x3优选比第2区域4b中的x3低、更优选比第2区域4b中的x3低20％以上。考虑到折射率时，第1区域4a中的x3优选比第2区域4b中的x3低、更优选比第2区域4b中的x3还低20％以上。
包含M3的元素时，M3的元素优选按照从第1n型层4A的p型光吸收层3侧朝向n电极5以倾斜的、阶段状、或组合有倾斜变化和阶段状变化的方式进行变化。另外，组成的变化在太阳能电池100的p型光吸收层3与第1n型层4A的层叠方向上是全体的或部分的。考虑到导带下端的连接的连续性时，第2区域4b中的x4优选比第1区域4a中的x4低、更优选比第1区域4a中的x4低20％以上。
包含M4的元素时，M4的元素优选按照从第1n型层4A的p型光吸收层3侧朝向n电极5以倾斜的、阶段状、或组合有倾斜变化和阶段状变化的方式进行变化。另外，组成的变化在太阳能电池100的p型光吸收层3与第1n型层4A的层叠方向上是全体的或部分的。考虑到n电极5侧的载流子浓度时，第1区域4a中的x5优选比第2区域4b中的x5低、更优选比第2区域4b中的x5低20％以上。
第3实施方式的第1区域4a与第2区域4b的关系和第2实施方式的第1n型层4A与第2n型层4B的关系是，元素的组成比率是对应的。因此，关于第3实施方式中说明过的倾斜的组成变化等，在第2实施方式的太阳能电池101等中也是同样的。
(第4实施方式)
第4实施方式涉及太阳能电池。图5表示第4实施方式的太阳能电池103的截面概念图。第4实施方式的太阳能电池103具有层叠有第1n型层4A、第2n型层4B及第3n型层4C的n型层4等，这与第2实施方式的太阳能电池101不同。在第4实施方式中将与第1实施方式～第3实施方式共同的说明省略。
第3n型层4C位于第2n型层4B与n电极5之间。第3n型层4C的第2n型层4B侧的面直接接触于第2n型层4B。第3n型层4C优选是包含Ga或/及Zn的氧化物半导体层、包含以Ga或/及Zn为基础的化合物。第2n型层4B与第3n型层4C的界面有清晰的情况和不清晰的情况。第3n型层4C可以在以Ga为基础的氧化物中混合其他氧化物、可以在以Ga或/及Zn为基础的氧化物中掺杂其他元素，还可以是掺杂有其他元素的Ga或/及Zn基础的氧化物与其他氧化物混合。在第3n型层4C与n电极5之间可以设置未图示的中间层。
第3n型层4C优选是以Gaz1Znz2Snz3M5z4Oz5表示的化合物为主体(50重量％以上)的层，M5为选自Hf、Zr、In、Ti、Al、B、Si、Mg及Ge中的1种以上。z1、z2、z3、z4及z5是0以上的数值。使z1、z2、z3及z4之和为2时，z5优选为2.2～3.6。z3、z5优选大于0。在以Ga或/及Zn为基础的氧化物中混合有其他氧化物的形态、在以Ga或/及Zn为基础的氧化物中掺杂其他元素的形态、以及以掺杂有其他元素的Ga或/及Zn为基础的氧化物与其他氧化物混合的形态均用Gaz1Znz2Snz3M5z4Oz5表示。
优选第3n型层4C的90重量％以上为Gaz1Znz2Snz3M5z4Oz5表示的化合物。更优选第3n型层4C的95重量％以上为Gaz1Znz2Snz3M5z4Oz5表示的化合物。进一步优选第3n型层4C的98重量％以上为Gaz1Znz2Snz3M5z4Oz5表示的化合物。优选第3n型层4C由Gaz1Znz2Snz3M5z4Oz5表示的化合物构成。
第3n型层4C主要通过Ga、Zn和Sn按照与第2n型层4B及n电极5的导带下端之差减少的方式进行调整。ZnO及SnO2的导带下端由于比Ga2O3的导带下端还低，因此第3n型层4C相比较于Ga2O3更能减小与n电极5的导带下端之差。通过使Zn与Sn的元素比率比第1n型层4A及第2n型层4B的Zn与Sn的元素比率更高，第3n型层4C的导带下端比第1n型层4A更为下降。进而，第1n型层4A至n电极5之间的导带下端的连接的连续性提高。在第3n型层4C中，优选(z1+z2)/(z1+z2+z3+z4)为0.60～0.98。由相同观点出发，在第3n型层4C中，(z1+z2)/(z1+z2+z3+z4)优选为0.65～0.95、更优选为0.70～0.90。
第3n型层4C在n型层中最位于n电极5侧，优选第3n型层4C与n电极5直接接触。当在第1n型层4A及第2n型层4B中包含Zn或Sn时，它们的组成比率优选比第3n型层4C中的Zn和Sn的各自浓度还低。
另外，第3n型层4C中优选包含Sn。Sn包含在第3n型层4C中时，优选导带下端的连接的连续性提高、载流子浓度增高。因此，z3/(z1+z2+z3+z4)优选为0.10～0.50、更优选为0.15～0.30。
M5的元素可以包含在第3n型层4C中、也可以不包含在第3n型层4C中。包含M5的元素时，优选其组成比率低。因此，z4/(z1+z2+z3+z4)优选为0.00～0.05。M5的元素优选与第2n型层4B所包含的元素相同。
第3n型层4C中，Ga、Zn、Sn及M5的元素还可以按照从p型光吸收层3侧朝向n电极5以倾斜的、阶段状、或组合有倾斜变化和阶段状变化的方式进行变化。例如，优选Sn在n电极5侧多、Ga及Zn在第2n型层4b侧多。
第1n型层4A的膜厚、第2n型层4B的膜厚和第3n型层4C的膜厚之和典型地为3nm～100nm。第1n型层4A的膜厚、第2n型层4B的膜厚和第3n型层4C的膜厚之和小于3nm时，当第1n型层4A的膜厚、第2n型层4B的膜厚和第3n型层4C的膜厚之和的覆盖区域差时，有时会产生漏电流、使特性降低。覆盖区域良好时，并不限于上述膜厚。第1n型层4A的膜厚、第2n型层4B的膜厚和第3n型层4C的膜厚之和超过50nm时，有时会发生因第1n型层4A～第3n型层4C的n型层的过度高电阻化所导致的特性降低或因透过率降低所导致的短路电流降低。因此，第1n型层4A的膜厚、第2n型层4B的膜厚和第3n型层4C的膜厚之和更优选为3nm～30nm、进一步优选为5nm～30nm。
选自Ga、Zn、Sn及M5的元素中的1个以上在第3n型层4C中在第3n型层3C的膜厚方向上，组成比率还可以变化。
第4实施方式的变形例包含不含第2n型层4B的n型层，即具有由第1n型层4A和第3n型层4C所构成的n型层的太阳能电池等。
(第5实施方式)
第5实施方式涉及太阳能电池。图6表示第5实施方式的太阳能电池104的截面概念图。第5实施方式的太阳能电池104的第1n型层4A具有第1区域4a、第2区域4b及第3区域4c等，这与第3实施方式的太阳能电池102不同。在第5实施方式中将与第1实施方式～第4实施方式共同的说明省略。第5实施方式的第3区域4c相当于第4实施方式的第3n型层4C。
第3区域4c位于第3n型层4A的n型层5侧。另外，第2区域4b位于第3区域4c与第1区域4a之间。第5实施方式的第1n型层4A中，在p型光吸收层3侧和n电极5侧，组成没有明显地不同，无法确认第1区域4a与第2区域4b的界面和第2区域4b与第3区域4c的界面。当使第1n型层4A的厚度为d时，使第1n型层4A的从p型光吸收层3侧表面朝向n电极5侧至0.33d的区域作为第1区域4a。另外，使第1n型层4A的从n电极5侧表面朝向p型光吸收层3侧至0.33d的区域作为第3区域4c。使第1区域4a与第3区域4c之间作为第2区域4b。
第1区域4a中的化合物的组成只要没有特别地附加条件，则是第1区域4a全体的平均组成。第1区域4a的组成在使第1n型层4A的厚度为d时，是距离p型光吸收层3侧的第1n型层4A表面为0.10d、0.20d、0.30d的深度处的组成的平均值。当第1n型层4A的厚度非常薄时(10nm以下)，可以将距离第1n型层4A表面的0.20d的深度处的组成看成第1区域4a全体的平均组成。第2区域4b的组成在使第1n型层4A的厚度为d时，是距离p型光吸收层3侧的第1n型层4A表面的0.40d、0.50d、0.60d的深度处的组成的平均值。第1n型层4A的厚度非常薄时(10nm以下)，将距离第1n型层4A表面的0.50d的深度处的组成看成第2区域4b全体的平均组成。第3区域4c的组成在使第1n型层4A的厚度为d时，是距离p型光吸收层3侧的第1n型层4A表面的0.70d、0.80d、0.90d的深度处的组成的平均值。第1n型层4A的厚度非常薄时(10nm以下)，将距离第1n型层4A表面的0.80d的深度处的组成看成第3区域4c全体的平均组成。
第1区域4a、第2区域4b、第3区域4c的组成分别与第4实施方式的第1n型层4A、第2n型层4B、第3n型层4C相对应。
(第6实施方式)
第6实施方式涉及多接合型太阳能电池。图7表示第6实施方式的多接合型太阳能电池的截面概念图。图7的多接合型太阳能电池200在光入射侧具有第1实施方式的太阳能电池(第1太阳能电池)100和第2太阳能电池201。第2太阳能电池201的光吸收层的带隙具有比第1实施方式的太阳能电池100的p型光吸收层3更小的带隙。此外，实施方式的多接合型太阳能电池还包含接合有3个以上太阳能电池的太阳能电池。此外，第6实施方式中，还可以代替第1实施方式的太阳能电池100使用第2实施方式～第5实施方式的太阳能电池101～104。
由于第1实施方式的第1太阳能电池100的p型光吸收层3的带隙为2.0eV～2.2eV左右，因此优选第2太阳能电池200的光吸收层的带隙为1.0eV～1.6eV。作为第2太阳能电池的光吸收层，优选是选自化合物半导体层、结晶硅及钙钛矿型化合物中的1种以上，所述化合物半导体层是选自In的含有比率高的CIGS系、CuZnSnSSe系及CdTe系中的1种以上。
(第7实施方式)
第7实施方式涉及太阳能电池组件。图8表示第6实施方式的太阳能电池组件300的立体图。图8的太阳能电池组件300是层叠有第1太阳能电池组件301和第2太阳能电池组件302的太阳能电池组件。第1太阳能电池组件301为光入射侧，使用第1实施方式的太阳能电池100。第2太阳能电池组件302中优选使用第2太阳能电池201。
图9表示太阳能电池组件300的截面图。图9中，详细地显示第1太阳能电池组件301的结构，未显示第2太阳能电池组件302的结构。第2太阳能电池组件301中，根据所用太阳能电池的光吸收层等适当地选择太阳能电池组件的结构。图9的太阳能电池组件包含多个太阳能电池100(太阳能电池单元)在横方向上排列、被通过布线304电串联地连接的虚线所包围的辅助组件303，多个辅助组件303电并联地连接或电串联地连接。相邻的辅助组件303通过母线305进行电连接。
相邻的太阳能电池100利用布线304将上部侧的n电极5与下部侧的p电极2连接。第3实施方式的太阳能电池100也与第1实施方式的太阳能电池100同样，具有基板1、p电极2、p型光吸收层3、第1n型层4A和n电极5。辅助组件303中的太阳能电池100的两端与母线305相连，母线305将多个辅助组件303电串联地连接或电并联地连接，优选按照调整与第2太阳能电池组件302的输出电压的方式进行构成。此外，第4实施方式所示的太阳能电池100的连接形态为一例，也可以通过其他的连接形态构成太阳能电池组件。
(第8实施方式)
第8实施方式涉及太阳光发电系统。第7实施方式的太阳能电池组件在第8实施方式的太阳光发电系统中可以作为进行发电的发电机使用。实施方式的太阳光发电系统使用太阳能电池组件进行发电，具体地说具有进行发电的太阳能电池组件、对所发电的电力进行电力转换的手段、及蓄积所发电的电力的蓄电手段或消耗所发电的电力的载荷。图10表示实施方式的太阳光发电系统400的构成图。图10的太阳光发电系统具有太阳能电池组件401(300)、换流器402、蓄电池403和载荷404。蓄电池403和载荷404可以省略其中任一者。载荷404还可以成为能够利用蓄电池403所蓄积的电能的构成。换流器402是包含DC-DC换流器、DC-AC换流器、AC-AC换流器等进行变压或直流交流转换等电力转换的电路或元件的装置。换流器402的构成只要对应于发电电压、蓄电池403或载荷404的构成采用优选的构成即可。
太阳能电池组件300所含已受光的辅助组件301中包含的太阳能电池进行发电，其电能在换流器402中被转换，在蓄电池403中被蓄积，或者在载荷404中被消耗。在太阳能电池组件401中，优选设置用于使太阳能电池组件401时常朝向太阳的太阳光追尾驱动装置，设置对太阳光进行集光的集光体，附加用于提高发电效率的装置等。
太阳光发电系统400被用在住宅、商业设施或工厂等不动产中，优选用于车辆、飞机或电子机器等动产中。通过将实施方式的转换效率优异的太阳能电池用在太阳能电池组件中，可期待发电量的增加。
作为太阳光发电系统400的利用例，显示车辆。图11表示车辆500的构成概念图。图15的车辆500具有车体501、太阳能电池组件502、电力转换装置503、蓄电池504、马达505和轮胎(车轮)506。在设置于车体501上部的太阳能电池组件501中进行了发电的电力被电力转换装置503转换，在蓄电池504中被充电，或者在马达505等载荷中将电力消耗。使用从太阳能电池组件501或蓄电池504供给的电力、通过马达505使轮胎(车轮)506旋转，从而可以将车辆500发动。作为太阳能电池组件501，也可以并非是多接合型，而是仅由具备第1实施方式的太阳能电池100等的第1太阳能电池组件构成。采用具有透过性的太阳能电池组件502时，除了车体501的上部之外，还优选在车体501的侧面作为进行发电的窗子使用太阳能电池组件502。
以下，根据实施例更具体地说明本发明，但本发明并不限于以下实施例。
(实施例1)
在玻璃基板上，作为里面侧的p电极，在与玻璃接触的一侧，在上面沉积ITO(In：Sn＝90：10、膜厚为20nm)和ATO(Sn：Sb＝98：2、膜厚为150μm)。在透明的p电极上，在氧、氩气气氛中利用溅射法在500℃下进行加热，将Cu2O光吸收层进行成膜。之后，利用ALD法，作为n型层沉积10mm的没有组成倾斜的Ga1.20Hf0.80O3.4，作为表面侧的n电极，沉积AZO透明导电膜。进而，作为防反射膜将MgF2膜进行成膜，从而获得太阳能电池。对于所得的太阳能电池，评价短路电流(Jsc)、开放电压(Voc)、填充因子(FF)、转换效率及透光性。此外，n型层的氧组成比由金属氧化物的金属的种类和组成比求得。
评价太阳能电池的透光性。太阳能电池的透过性是利用分光光度计测定波长700～1200nm时的平均透过率。
(实施例2～38、比较例)
图12、13中表示实施例的表。图12的表中表示实施例及比较例的n型层的条件。n型层的条件以外与实施例1相同。实施例中，形成2层或3层的n型层时，使各n型层的厚度为6nm。实施例32中，按照第1n型层的Ti在p型光吸收层侧增多、在n电极侧减少的方式，使Ti的组成倾斜地变化。实施例33中，按照第1n型层的Al在p型光吸收层侧增多、在n电极侧减少的方式，使Al的组成阶段状地变化。实施例34中，按照第1n型层的Hf在p型光吸收层侧增多、在n电极侧减少的方式，使Hf的组成倾斜地变化。实施例35～实施例38按照n型层为1层、变为表中所示组成比的方式，使目标比率倾斜地变化，按照n型层中没有界面、包含图12的表中所示的多个n型区域的方式，形成n型层。
使用模拟了AM1.5G的光源的太阳光模拟器，在其光源下使用成为基准的Si电池，按照成为1sun的方式调节光量。测定在大气压下进行，测定室内的气温为25℃。对电压进行扫描，测定电流密度(电流除以电池面积所得的值)。使横轴为电压、纵轴为电流密度时，与横轴交叉的点变为开放电压Voc、与纵轴交叉的点变为短路电流密度Jsc。在测定曲线上，将电压和电流密度相乘，使成为最大的点分别为Vmpp、Jmpp(mpp：最大功率点)时，FF＝(Vmpp*Jmpp)/(Voc*Jsc)，转换效率Eff通过Eff.＝Voc*Jsc*FF求得。
表2综合显示实施例及比较例的短路电流密度(Jsc)、开放电压(Voc)、填充因子(FF)、转换效率及透光性。
透光性在700nm～1200nm的波段的光的透光率为75％以上时评价为A、700nm～1200nm的波段的光的透光率为70％以上且小于75％时评价为B，700nm～1200nm的波段的光的透光率小于70％时评价为C。
Jsc相对于比较例1的转换效率为1.02倍以上时评价为A、相对于比较例1的Jsc为0.95倍以上且小于1.02倍时评价为B、相对于比较例1的Jsc小于0.95时评价为C。
Voc相对于比较例1的转换效率为1.30倍以上时评价为A、相对于比较例1的Voc为1.00倍以上且小于1.30倍时评价为B、相对于比较例1的Voc小于1.00倍时评价为C。
FF相对于比较例1的转换效率为1.01倍以上时评价为A、相对于比较例1的FF为0.70倍以上且小于1.01倍时评价为B、相对于比较例1的FF小于0.7倍时评价为C。
转换效率相对于比较例1的转换效率为1.30倍以上时评价为A、相对于比较例1的转换效率为1.01倍以上且小于1.3倍时评价为B、相对于比较例1的转换效率小于1.01倍时评价为C。
由图13的表可知，短路电流密度Jsc在Ti、Sn多时或者多层化时有增大的倾向。认为：这是由于TiO2或SnO2的折射率比Ga2O3大，因此从Cu2O开始至n电极的折射率分布有所改善，与Cu2O内部的光吸收量增大相对应。认为：比较例2～4也是通过导入In、Zn，折射率所有增大，结果短路电流密度增大。另外可观察到，通过进行多层化，抑制界面处的再结合的结果也有所增加。进而，还观察到，通过在n型层内部形成组成倾斜，电子在n型层内部难以进行再结合。还观察到，填充因子也表现出多层化的影响，越进行多层化，则变得越大。关于开放电压，第1n型层(第1区域)的Hf、Zr量多时，有增大的倾向，认为有助于减小Cu2O与第1n型层(第1区域)的导带位置的差异。但是，当Hf、Zr过多时，导带位置相比较于Cu2O的导带位置变得过高，结果有时会成为转换效率的降低要因。在使用实施例的太阳能电池作为顶电池、以Si为光吸收层的太阳能电池作为底电池的多接合型太阳能电池中，通过顶电池的高透光率和转换效率，即便在多接合型太阳能电池中也获得优异的转换效率。
说明书中一部分的元素仅用元素符号表示。
以上说明了本发明的实施方式，但本发明并非是上述实施方式原样地限定解释，在实施阶段，在不脱离其主旨的范围内可以将构成要素变形、进行具体化。另外，通过上述实施方式所公开的多个构成要素的适当组合，可以形成各种发明。例如，还可以如变形例那样适当地组合不同实施方式中的构成要素。
符号说明
100，101太阳能电池(第1太阳能电池)、1基板、2p电极(第1p电极2a、第2p电极2b)、3p型光吸收层、4n型层、5n电极、200多接合型太阳能电池、201第2太阳能电池、300太阳能电池组件、6基板、301第1太阳能电池组件、302第2太阳能电池组件、303辅助组件、304母线、400太阳光发电系统、401太阳能电池组件、402换流器、403蓄电池、404载荷、500车辆、501车体、502太阳能电池组件、503电力转换装置、504蓄电池、505马达、506轮胎(车轮)。

Claims (15)

1.一种太阳能电池，其具有：
p电极；
n电极；
位于所述p电极与所述n电极之间的以氧化亚铜为主体的p型光吸收层；以及
位于所述p型光吸收层与所述n电极之间的第1n型层，其是以Gax1M1x2M2x3M3x4M4x5Ox6所示的化合物为主体的层，所述M1为Hf或/及Zr，所述M2为选自In、Ti及Zn中的1种以上，所述M3为Al或/及B，所述M4为选自Sn、Si及Ge中的1种以上，所述x1、x2及x6是大于0的数值，所述x3、x4及x5是0以上的数值，当使所述x1、x2、x3、x4及x5之和为2时，所述x6为3.0～3.8。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，
(x1+x2)/(x1+x2+x3+x4+x5)为0.60～1.00，
x2/(x1+x2)为0.10～0.60，
x3/(x1+x2+x3+x4+x5)为0.00～0.40。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池，其中，
(x1+x2)/(x1+x2+x3+x4+x5)为0.80～1.00，
x2/(x1+x2)为0.30～0.55，
x3/(x1+x2+x3+x4+x5)为0.00～0.10，
x4/(x1+x2+x3+x4+x5)为0.00～0.10，
x5/(x1+x2+x3+x4+x5)为0.00～0.10。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的太阳能电池，其中，选自所述Ga、M1的元素、M2的元素、M3的元素及M4的元素中的1种以上在所述第1n型层中在所述第1n型层的膜厚方向上、组成比率发生变化。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的太阳能电池，其中，在所述第1n型层与所述n电极之间具有以Gay1M1y2M2y3M3y4M4y5Oy6所示化合物为主体的第2n型层，
所述y1及y6是大于0的数值，
所述y2、y3、y4及y5是0以上的数值，
使所述y1、y2、y3、y4及y5之和为2时，y6为3.0～3.8。
6.根据权利要求5所述的太阳能电池，其中，
y2/(y1+y2)为0.00～0.30，
(y1+y2)/(y1+y2+y3+y4+y5)为0.80～1.00，
y3/(y1+y2+y3+y4+y5)为0.00～0.40，
y4/(y1+y2+y3+y4+y5)为0.00～0.10，
y5/(y1+y2+y3+y4+y5)为0.00～0.10。
7.根据权利要求5或6所述的太阳能电池，其中，
所述y2/(y1+y2)为0.00～0.20，
所述(y1+y2)/(y1+y2+y3+y4+y5)为0.90～1.00，
所述y3/(y1+y2+y3+y4+y5)为0.00～0.10，
所述y4/(y1+y2+y3+y4+y5)为0.00～0.05。
8.根据权利要求5～7中任一项所述的太阳能电池，其中，所述y2为所述x2的70％以下。
9.根据权利要求5～7中任一项所述的太阳能电池，其中，选自所述Ga、M1的元素、M2的元素、M3的元素及M4的元素中的1种以上在所述第2n型层中在所述第2n型层的膜厚方向上、组成比率发生变化。
10.根据权利要求5～8中任一项所述的太阳能电池，其中，在所述第1n型层与所述n电极之间具有以Gaz1Znz2Snz3M5z4Oz5所示化合物为主体的第3n型层，
所述M5为选自Hf、Zr、In、Ti、Al、B、Si、Mg及Ge中的1种以上，
所述z1、z2、z3、z4及z5是0以上的数值，
使所述z1、z2、z3及z4之和为2时的所述z5为2.2～3.6。
11.根据权利要求10所述的太阳能电池，其中，
(z1+z2)/(z1+z2+z3+z4)为0.60～0.98，
z3/(z1+z2+z3+z4)为0.10～0.50，
z4/(z1+z2+z3+z4)为0.00～0.50。
12.根据权利要求10或11所述的太阳能电池，其中，选自Ga及M5的元素中的1种以上在第3n型层中在第3n型层的膜厚方向上、组成比率发生变化。
13.一种多接合型太阳能电池，其包括权利要求1～12中任一项所述的太阳能电池、和具有带隙比权利要求1～12中任一项所述太阳能电池的p型光吸收层小的光吸收层的太阳能电池。
14.一种太阳能电池组件，其使用权利要求1～12中任一项所述的太阳能电池。
15.一种太阳光发电系统，其使用权利要求14所述的太阳能电池组件进行太阳光发电。
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