JP2001015780A - シリコン系薄膜光電変換装置用裏面電極、およびそれを備えたシリコン系薄膜光電変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】向上した変換効率を有するシリコン系薄膜光電
変換装置を提供し得る裏面電極を提供する。 【解決手段】本裏面電極（１２）は、光反射性金属膜
（１２１）を含む。この光反射性金属膜（１２１）は、
気相堆積後にエッチング処理されて前面側に表面凹凸構
造を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はシリコン系薄膜光電
変換装置用裏面電極、およびそれを備えたシリコン系薄
膜光電変換装置に係り、特に、太陽電池に代表されるシ
リコン系薄膜光電変換装置の変換効率等の性能改善に関
するものである。なお、本願明細書において、「結晶
質」と「微結晶」の用語は、部分的に非晶質を含むもの
をも意味するものとする。

【０００２】

【従来の技術】近年、たとえば多結晶シリコンや微結晶
シリコンのような結晶質シリコンを含む薄膜を光電変換
層として利用したシリコン系光電変換装置の開発が精力
的に行なわれている。これらの開発は、もっぱら、安価
な基板上に低温プロセスで良質の結晶質シリコン薄膜を
形成することにより光電変換装置の低コスト化と高性能
化とを両立させることに向けられている。このような光
電変換装置は、太陽電池ばかりでなく、光センサ等種々
の用途への応用が期待されている。

【０００３】ところで、結晶質シリコン系光電変換層
は、長波長領域の光に対する吸収係数が小さいため、当
該光電変換層が薄い場合には、入射した光の内、長波長
領域の光を十分に吸収し得ず、光電変換量が低下する傾
向にある。

【０００４】そこで、シリコン系薄膜光電変換層を含む
光電変換ユニットに入射した光をより有効に利用するた
めに、例えば、光反射率の高い金属膜を光電変換ユニッ
トの裏側に設け、この金属膜に表面凹凸（表面テクスチ
ャ）構造を設けることが行われている。光電変換層に入
射した光は、この表面凹凸構造によって光電変換層内に
乱反射され、光電変換層による光吸収が増強される（光
閉じ込め効果）。

【０００５】また、近年、光反射性金属膜上に、酸化亜
鉛（ＺｎＯ）等の透明導電性酸化物膜を形成し、その上
にシリコン系光電変換ユニットを堆積させた光電変換装
置も数多く提案されており、たとえば特開平３−９９４
７７公報；特開平７−２６３７３１号公報；IEEE １st
World Conf. on Photovoltaic Energy Conversion, p.
405(１994)；Applied Physics Letters, Vol. 70, p. 2
975 (１997)等において報告されている。このように裏
面電極の金属膜とシリコン系光電変換ユニットとの間に
透明導電性酸化物膜を介在させることによって、それら
の間の熱膨張係数の相違による熱歪みを緩和し、かつ金
属原子がシリコン系光電変換ユニット内へ拡散して混入
することを防止し得る。その結果、得られる光電変換装
置の歩留まりと信頼性が向上するのみならず、光感度が
改善されて光電変換特性も向上する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、薄膜多結晶
シリコン太陽電池に代表的に用いられているような光電
変換ユニットは、シリコン系薄膜からなる光電変換層と
導電型層を含んでいる。不純物がドープされた導電型層
は、そのドープされた不純物による光吸収によって光電
変換層への入射光の減少を引き起こす。したがって、こ
のような光電変換に寄与しない不純物による光吸収を低
減して光電変換層への入射光を増大させるためには、導
電型層の膜厚を必要最小限まで薄くすることが望まれ
る。

【０００７】このような状況下において、本発明者ら
は、光電変換層内における光吸収を増大させるために好
ましい乱反射を生じ得る表面凹凸構造を有する光反射性
金属膜を含む裏面電極を用いる場合に、その上に形成さ
れる光電変換ユニットにおける薄い導電型層に機械的お
よび電気的な欠陥が生じやすく、得られる太陽電池の開
放端電圧の低下や短絡による歩留まりの低下を招くとい
う問題があることを見いだした。

【０００８】そこで、この問題を解決すべく検討を重ね
たところ、光電変換ユニットに含まれる半導体接合を構
成するすべての半導体層をプラズマＣＶＤ法にて低温で
形成するシリコン系薄膜光電変換装置においては、裏面
電極に含まれる光反射性金属膜の光電変換ユニット側の
面に形成される表面凹凸構造における凹凸の高低差とピ
ッチを制御することによって、光電変換層における光吸
収量が増大しかつ高い開放端電圧を有する高性能の薄膜
光電変換装置が得られることがわかった。

【０００９】しかし、光反射性金属膜は、気相堆積法、
特に真空蒸着法により好ましく形成されるが、その際、
光反射性金属膜の表面凹凸構造は、基板温度等の下地温
度に依存して微妙に変化し、下地温度が高いほど、蒸着
した金属膜は凝集して表面凹凸構造が大きくなりやす
く、光電変換装置の開放端電圧が低下し、変換効率の減
少をもたらす傾向にある。

【００１０】従って、本発明は、比較的高い下地温度で
気相堆積された光反射性金属膜であっても、その表面凹
凸構造を好ましい表面凹凸構造に変換し得る手段を提供
することを課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべくさらに研究した結果、真空蒸着法等により
形成される光反射性金属膜における表面凹凸構造をエッ
チングすることにより好ましい表面凹凸構造に変換し
得、光電変換装置の変換効率を向上させ得ることを見い
だした。すなわち、比較的高温の下地温度で真空蒸着さ
れた光反射性金属膜であっても、これをエッチングする
と、そのエッチング深さを制御することにより、好まし
い表面凹凸構造が得られ、光電変換装置の短絡電流密度
が増加し、その結果光電変換効率が向上することがわか
った。

【００１２】すなわち、本発明によれば、シリコン系光
電変換装置に用いられる裏面電極であって、光反射性金
属膜を含み、該光反射性金属膜は、気相堆積後にエッチ
ング処理されて前面側に表面凹凸構造を有することを特
徴とするシリコン系光電変換装置用裏面電極が提供され
る。

【００１３】本発明において、前記光反射性金属膜の表
面凹凸構造は、凹凸の高低差が０．０１〜２μｍの範囲
内にあるとともに、凹凸のピッチが前記高低差より大き
くかつその２５倍以下の範囲内にあることが好ましい。
ここで、表面の凹凸の高低差とは凸部と凹部の高さの差
の平均値を表わし、ピッチとは隣接する凸部と凸部また
は凹部と凹部の間の平均距離を表す。

【００１４】また、本発明において、前記光反射性金属
膜は、５００〜１２００ｎｍの範囲内の波長の光に対し
て９５％以上の高い反射率を有することが好ましく、ま
た、前記光反射性金属膜は、少なくともその前面側表面
領域が銀により形成されていることが好ましい。

【００１５】さらに、本発明の裏面電極は、前記光反射
性金属膜の前面側に設けられた透明導電性酸化物膜をさ
らに含むことが好ましい。

【００１６】また、本発明によれば、透明前面電極と、
該透明前面電極の裏面側に設けられ、一導電型層、結晶
質シリコン系薄膜からなる光電変換層および逆導電型層
を含むシリコン系薄膜光電変換ユニットと、該光電変換
ユニットの裏面側に設けられた裏面電極とを備え、前記
裏面電極は、上記本発明の裏面電極により構成されてい
ることを特徴とするシリコン系薄膜光電変換装置が提供
される。

【００１７】この光電変換装置において、前記光電変換
層は、多結晶シリコン系薄膜により構成されることが好
ましい。

【００１８】なお、本発明において、光入射側を前面と
いい、その反対側を裏面という。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を参照して詳
しく説明する。全図にわたり同一個所は同一符号をもっ
て示されている。

【００２０】まず、図１を参照して、本発明の裏面電極
およびこれを備えたシリコン系薄膜光電変換装置を説明
する。図１は、全体として、本発明のシリコン系薄膜光
電変換装置を示すものであるが、本発明の裏面電極をも
重畳的に示すものと解釈されるものである。

【００２１】図１に示す本発明のシリコン系薄膜光電変
換装置１０は、基板１１上に、本発明の裏面電極１２、
シリコン系薄膜光電変換ユニット１３、および前面透明
電極１４を備える。

【００２２】基板１１は、ステンレス等の金属、有機フ
ィルム、セラミックス、または低融点の安価なガラス等
により構成することができる。

【００２３】本発明の裏面電極１２は、基板１１上に設
けられる光反射性金属膜１２１を含む。

【００２４】光反射性金属膜１２１は、５００〜１２０
０ｎｍの範囲内の波長の光に対して９５％以上の高い反
射率を有することが好ましい。そのような光反射性金属
膜１２１は、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、アルミニウム
（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）および白金（Ｐｔ）から選択され
た１つまたはそれを含む合金によって形成されることが
好ましく、また、光反射性金属膜１２１は、一層または
多層として形成することができる。光反射性金属膜１２
１は、少なくともその表面領域が、銀または銀合金から
なる銀系金属材料で形成されることが特に好ましい。

【００２５】本発明の裏面電極１２を構成する光反射性
金属膜１２１は、表面凹凸構造をもって気相堆積された
後、エッチング処理されてその前面側に微細な表面凹凸
構造を有する。気相堆積法としては、真空蒸着法、スパ
ッタ法等の気相堆積法、好ましくは真空蒸着法を用いる
ことができる。表面凹凸構造を有する光反射性金属膜１
２１は、１００〜５００℃の範囲内の基板温度の下に光
反射性金属を真空蒸着等によって堆積させることによっ
て形成することができる。その際、基板１１は表面がフ
ラットであってもよいが、その表面を予めエッチング等
によって凹凸構造に加工しておき、その上に光反射性金
属膜１２１を形成してもよいし、あるいは、基板１１上
に凹凸表面を有する透明導電性酸化物膜（図示せず）を
堆積した後に、光反射性金属膜１２１を薄く形成しても
よい。

【００２６】いずれの場合でも、光反射性金属膜１２１
の表面凹凸構造は、その気相堆積の際の下地温度に依存
して変化する。特に、下地温度が高い場合には、得られ
る光反射性金属膜１２１の表面構造は、表面凹凸が大き
くなり過ぎ、開放端電圧を低下させ、変換効率を減少さ
せる傾向にある。しかし、本発明に従い、表面凹凸構造
をもって気相堆積された光反射性金属膜１２１をエッチ
ングに供することにより、開放端電圧および特に短絡電
流密度が向上する。また、そのエッチングの際、エッチ
ング深さ（エッチング時間）を制御することにより、表
面凹凸構造の凹凸の高低差、凹凸のピッチを好ましい範
囲に設定することができる。

【００２７】光反射性金属膜１２１の成膜後に行うエッ
チングは、ウエットエッチングまたはドライエッチング
のいずれであってもよい。ウエットエッチングは、好ま
しくは、過酸化水素と水酸化アンモニウムを含有する水
性エッチング液を用いて行うことができる。また、ドラ
イエッチングは、好ましくは、四フッ化炭素と酸素を含
むプラズマ発生ガスを用いて行うことができる。

【００２８】さて、光反射性金属膜１２１の表面凹凸構
造における凹凸の高低差は０．０１〜２μｍの範囲内に
あるとともに、凹凸のピッチはその高低差より大きくか
つその２５倍以下であることが好ましく、４〜２０倍の
範囲内にあることがより好ましい。なお、このような表
面凹凸構造は、光反射性金属膜１２１の断面のＴＥＭ
（透過型電子顕微鏡）写真やＡＦＭ（原子間力顕微鏡）
による表面観察によって測定することができる。

【００２９】光反射性金属膜１２１の表面凹凸構造にお
いて、凹凸の高低差がピッチに対して大き過ぎれば凹部
と凸部の角度が鋭くなり、その上に堆積されるシリコン
系光電変換ユニット中の半導体接合の形成がうまくいか
ず、最終的に得られる光電変換装置の開放端電圧や製造
歩留まりの低下を招く。すなわち、光反射性金属膜１２
１の表面凹凸構造における凹凸の高低差とピッチに関し
て最適値が存在し、凹凸の高低差に対して十分な間隔の
ピッチを付与して凹部と凸部の角度を緩やかにすること
によって、高い開放端電圧が得られる。すなわち、本発
明で規定するような高低差とピッチを含む表面凹凸構造
を有する光反射性金属膜１２１を利用することによっ
て、開放端電圧の低下や製造歩留まりの低下を伴うこと
なく、光閉じ込め効果を改善して高性能の光電変換装置
を得ることができる。

【００３０】従って、気相堆積により成膜された光反射
性金属膜１２１を、上に規定する範囲内の凹凸構造が得
られるまでエッチングすることが好ましい。特に、蒸着
された銀膜をその厚さの約１／２程度までエッチング除
去することが特に好ましい。その際、エッチング深さが
深いほど、短絡電流密度が向上する。

【００３１】さて、図１において、本発明の裏面電極１
２は、その好ましい形態として、光反射性金属膜１２１
の前面側に設けられた透明導電性酸化物膜１２２を含む
ものとして示されている。この透明導電性酸化物膜１２
２は、１層であっても、多層であってもよく、インジウ
ム・スズ酸化物（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ₂ ）、酸
化亜鉛（ＺｎＯ）等から選択された少なくとも１種以上
の透明導電性酸化物材料から形成されることが好まし
い。透明導電性酸化物膜１２２は、少なくとも光電変換
ユニットと接する表面領域が、酸化亜鉛を主成分として
含んでいることが特に好ましい。

【００３２】また、このような光電変換ユニット１３に
隣接して配置される透明導電性酸化物膜１２２の平均結
晶粒経は１００ｎｍ以上であることが好ましく、それを
満たすためには１００〜４５０℃の範囲内の下地温度の
下で透明導電性酸化物膜１２２を形成することが望まし
い。さらに、酸化亜鉛を主成分とする透明導電性酸化物
膜１２２の厚さは、５０ｎｍ〜１μｍの範囲内にあるこ
とが好ましく、その比抵抗は１．５×１０^-3Ωｃｍ以下
であることが好ましい。

【００３３】裏面電極１２の前面側に形成されるシリコ
ン系光電変換ユニット１３は、一導電型層（例えば、ｎ
型層）１３１、結晶質シリコン系薄膜光電変換層１３
２、および一導電型とは逆の逆導電型層（例えば、ｐ型
層）１３３を含む。この光電変換ユニット１３に含まれ
るすべての半導体層は、４００℃以下の下地温度の条件
の下にプラズマＣＶＤ法によって堆積させることができ
る。プラズマＣＶＤ法としては、一般によく知られてい
る平行平板型のＲＦプラズマＣＶＤの他、周波数が１５
０ＭＨｚ以下のＲＦ帯からＶＨＦ帯までの高周波電源を
利用するプラズマＣＶＤも用いることができる。

【００３４】裏面電極１２上に形成される一導電型層１
３１としては、たとえば導電型決定不純物原子であるリ
ン、窒素等がドープされたｎ型シリコン系薄層を用いる
ことができる。また、一導電型層１３１の材料として
は、非晶質シリコンの他に非晶質シリコンカーバイドや
非晶質シリコンゲルマニウム等の合金材料の他に、多結
晶もしくは部分的に非晶質を含む微結晶のシリコンまた
はその合金材料を用いることもできる。なお、望まれる
場合には、堆積されたこのような一導電型層１３１にパ
ルスレーザ光を照射することにより、その結晶化分率や
導電型決定不純物原子によるキャリア濃度を制御するこ
ともできる。

【００３５】一導電型層１３１上に形成される結晶質シ
リコン系光電変換層１３２としては、ノンドープの真正
半導体の多結晶シリコン薄膜や体積結晶化分率が８０％
以上の微結晶シリコン膜、または微量の不純物を含む弱
ｐ型もしくは弱ｎ型で光電変換機能を十分に備えている
シリコン系薄膜材料が用いられ得る。しかし、この光電
変換層１３２はこれらに限定されず、シリコンカーバイ
ドやシリコンゲルマニウム等の合金材料を用いて形成さ
れてもよい。

【００３６】このような光電変換層１３２の厚さは０．
５〜２０μｍの範囲内にあることが好ましく、これは結
晶質シリコン系薄膜光電変換層としての必要かつ十分な
膜厚である。また、この結晶質シリコン系薄膜光電変換
層１３２は４００℃以下の低温で形成されるので、結晶
粒界や粒内における欠陥を終端または不活性化させる水
素原子を多く含み、その水素含有量は１〜３０原子％の
範囲内にあることが好ましい。さらに、結晶質シリコン
系薄膜光電変換層１３２に含まれる結晶粒の多くは下地
層から上方に柱状に延びて成長しており、その膜面に平
行に（１１０）の優先結晶配向面を有し、そのＸ線回折
における（２２０）回折ピークに対する（１１１）回折
ピークの強度比は０．２以下であることが好ましい。

【００３７】結晶質光電変換層１３２上に形成される逆
導電型層１３３としては、たとえば導電型決定不純物原
子であるボロン、アルミニウム等がドープされたｐ型シ
リコン系薄膜等を用いることができる。また、逆導電型
層１３３の材料としては、非晶質シリコンの他に非晶質
シリコンカーバイドや非晶質シリコンゲルマニウム等の
合金材料を用いてもよく、多結晶もしくは部分的に非晶
質を含む微結晶のシリコンまたはその合金材料を用いる
こともできる。

【００３８】ここで、堆積される光電変換ユニット１３
の上面１３Ａには、微細な凹凸を含む表面テクスチャ構
造が形成される。これは、光電変換ユニット１３に含ま
れる結晶質光電変換層１３２がその堆積時に自然に凹凸
テクスチャ構造を生じることによるものであり、これに
よって、光電変換ユニット１３の上面１３Ａが、広範囲
の波長領域の入射光を散乱させために一層適した微細な
表面凹凸テクスチャ構造になり、光電変換装置における
光閉じ込め効果も大きくなる。

【００３９】光電変換ユニット１３上に形成される透明
前面電極１４は、好ましくは、ＩＴＯ、ＳｎＯ₂ および
ＺｎＯから選択された１以上の層を含む。

【００４０】さらに、この前面電極１４上のグリッド電
極として、好ましくはＡｌ、Ａｇ、Ａｕ、ＣｕおよびＰ
ｔから選択された少なくとも１以上の金属またはこれら
の合金の層を含む櫛型状の金属電極１５が形成されてシ
リコン系薄膜光電変換装置が完成する。

【００４１】以上述べた構造のシリコン系薄膜光電変換
装置において、光電変換されるべき光ｈνは、透明前面
電極１４側から照射される。

【００４２】図２は、本発明の第２の実施の形態による
シリコン系薄膜光電変換装置を模式的に示す概略断面図
である。図２において、図１と同一部分は同一符号を付
し、その詳細な説明は以下の記載から省略する。

【００４３】図２に示すシリコン系薄膜光電変換装置２
０は、非晶質／結晶質型のタンデム型シリコン系薄膜光
電変換装置である。図２に示すタンデム型光電変換装置
２０においては、図１の光電変換装置１０の場合と同様
に、基板１１上に、光反射金属膜１２１および好ましく
は透明導電性酸化物膜１２２を含む本発明の裏面電極１
２と、一導電型層１３１、光電変換層１３２および逆導
電型層１３３を含む光電変換ユニット１３とが形成され
ている。この光電変化ユニット１３は、後方光電変換ユ
ニットを構成する。

【００４４】この後方光電変換ユニット１３上に重ね
て、前方光電変換ユニット２１がさらに形成されてい
る。前方光電変換ユニット２１は、好ましくはプラズマ
ＣＶＤ法にて順次堆積された一導電型（例えば、ｎ型）
の微結晶または非晶質のシリコン系薄膜２１１、実質的
に真正半導体である非晶質シリコン系薄膜光電変換層２
１２、および逆導電型（例えば、ｐ型）の微結晶または
非晶質のシリコン系薄膜２１３を含む。前方光電変換ユ
ニット２１上には、前面透明電極１４および櫛型金属電
極１５が、図１に示す光電変換装置１０の場合と同様に
形成され、これによって図２に示されているようなタン
デム型光電変換装置が完成する。

【００４５】

【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。

【００４６】実施例１〜３ 本実施例では、図１に示す構造を有するシリコン系薄膜
光電変換装置を作製した。

【００４７】すなわち、まず、基板温度を３５０℃に設
定し、ガラス基板１１上に平均厚さ４００ｎｍの銀膜１
２１を真空蒸着により堆積させた。しかる後、エッチン
グ液として過酸化水素と水酸化アンモニウムを含む水系
エッチング液を用いて銀膜１２１を表面から深さ２０ｎ
ｍ（実施例１）、４０ｎｍ（実施例２）または２００ｎ
ｍ（実施例３）までエッチング除去した。

【００４８】ついで、酸化亜鉛膜１３２を、酸化亜鉛タ
ーゲットを用いたＲＦスパッタ法によって１００ｎｍの
厚さに堆積させた。このときのスパッタ条件としては、
Ａｒのスパッタガス、３×１０^-3Ｔｏｒｒの圧力、８５
０ｍＷ／ｃｍ² のＲＦパワー密度、および３００℃の下
地温度であった。得られたＺｎＯ膜１２２は、１８０μ
ｍの平均粒径と、８．７×１０^-4Ωｃｍの比抵抗を有し
ていた。

【００４９】次に、酸化亜鉛膜１２２上に、光電変換ユ
ニット１３を構成する一導電型層（ｎ型層）１３１、ノ
ンドープの結晶質シリコン系光電変換層１３２および逆
導電型層（ｐ型層）１３３をプラズマＣＶＤ法により形
成した。ノンドープの結晶質シリコン系光電変換層１３
２は３００℃の下地温度の下でＲＦプラズマＣＶＤ法に
よって１．５μｍの厚さに形成した。この結晶質光電変
換層１３２において、２次イオン質量分析法によって求
めた水素含有量は２．３原子％であり、Ｘ線回折におけ
る（２２０）回折ピークに対する（１１１）回折ピーク
の強度比は０．０８４であった。

【００５０】最後に、光電変換ユニット１３上に前面電
極としてＩＴＯ膜１４を８０ｎｍの厚さに形成し、その
上に電流取り出し用の櫛型Ａｇ電極１５を形成してシリ
コン系薄膜光電変換装置を作製した。

【００５１】比較例１ 銀膜１２１のエッチングを行わなかった以外は実施例１
〜３と同様にしてシリコン系薄膜光電変換装置を作製し
た。

【００５２】実施例１〜３および比較例１で得た各シリ
コン系薄膜光電変換装置について入射光としてＡＭ１．
５の光を１００ｍＷ／ｃｍ² の光量で照射したときの出
力特性（開放端電圧、短絡電流密度、曲線因子（フィル
ファクター）、変換効率）を測定した。結果を下記表１
に示す。なお、実施例１〜３および比較例１で得た各シ
リコン系薄膜光電変換装置における銀膜１２１の表面凹
凸構造の高低差およびピッチも表１に併せて示す。

【００５３】

【表１】

【００５４】また、実施例１〜３で作製した光電変換装
置における光吸収特性を図３に示す。図３において、横
軸は光の波長を表わし、縦軸は光電変換装置の外部量子
効率を表わしている。図３における曲線ａ、曲線ｂおよ
び曲線ｃは、それぞれ実施例１、２および３で作製した
光電変換装置における分光感度特性を表わしている。な
お、実施例１〜３と比較例１において結晶質光電変換層
１１２の厚さを比較的薄い１．５μｍに設定したのは、
６００〜１０００ｎｍの長波長領域における光閉じ込め
効果の影響を大きくして確認しやすくするためである。

【００５５】表１および図３に示す結果から、３５０℃
という比較的高い基板温度で蒸着された銀膜でも、エッ
チングを行うことにより、より詳細にはエッチング深さ
を大きくすることにより、短絡電流密度が向上し、外部
量子効率も向上することがわかる。

【００５６】実施例４ 本実施例では、図２に示す構造を有する非晶質／結晶質
型のタンデム型シリコン系薄膜光電変換装置を作製し
た。

【００５７】すなわち、実施例１の手法により、基板１
１上に、裏面電極１２および光電変換ユニット１３を形
成した。ただし、結晶質シリコン系光電変換層１３２の
膜厚は、３．０μｍの厚さに設定した。

【００５８】ついで、得られた後方光電変換ユニット１
３上に、前方光電変換ユニット２１をさらに積層した。
この前方光電変換ユニット２１は、順次積層されたｎ型
層２１１、非晶質シリコン系光電変換層２１２、および
ｐ型層２１３を含む。なお、非晶質光電変換層２１２の
厚さは、３００ｎｍに設定した。

【００５９】最後に、前方光電変換ユニット２１上に、
実施例１の場合と同様に、透明前面電極１４と櫛型Ａｇ
電極１５を形成した。

【００６０】こうして得られた光電変換装置に入射光ｈ
νとしてＡＭ１．５の光を１００ｍＷ／ｃｍ² の光量で
照射して出力特性を測定したところ、開放端電圧が１．
３８Ｖ、短絡電流密度が１３ｍＡ／ｃｍ² 、曲線因子が
７３％、そして変換効率が１３％であった。

【００６１】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、シリコ
ン系薄膜光電変換装置の短絡電流密度を増大させ、もっ
て変換効率を向上させ得る裏面電極、およびそれを備え
たシリコン系薄膜光電変換装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による結晶質シリコ
ン系薄膜光電変換装置を説明するための模式的な断面
図。

【図２】本発明の第２の実施の形態による非晶質／結晶
質型のタンデム型シリコン系薄膜光電変換装置を説明す
るための模式的な断面図。

【図３】本発明の実施例１〜３で作製された光電変換装
置における感度特性の光波長依存性を示すグラフ。

【符号の説明】

１１…基板 １２…裏面電極 １３，２１…光電変換ユニット １４…前面電極 １５…櫛型金属電極 １２１…光反射性金属膜 １２２…透明導電性酸化物膜 １３１，２１１…一導電型層 １３２，２１２…光電変換層 １３３，２１３…逆導電型層

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリコン系光電変換装置に用いられる裏
   面電極であって、光反射性金属膜を含み、該光反射性金
   属膜は、気相堆積後にエッチング処理されて前面側に表
   面凹凸構造を有することを特徴とするシリコン系光電変
   換装置用裏面電極。
2. 【請求項２】 前記光反射性金属膜の表面凹凸構造は、
   凹凸の高低差が０．０１〜２μｍの範囲内にあるととも
   に、凹凸のピッチが前記高低差より大きくかつその２５
   倍以下の範囲内にあることを特徴とするシリコン系薄膜
   光電変換装置用裏面電極。
3. 【請求項３】 前記光反射性金属膜は、５００〜１２０
   ０ｎｍの範囲内の波長の光に対して９５％以上の高い反
   射率を有することを特徴とする請求項１または２に記載
   のシリコン系薄膜光電変換装置用裏面電極。
4. 【請求項４】 前記光反射性金属膜は、少なくともその
   前面側表面領域が銀により形成されていることを特徴と
   する請求項１ないし３のいずれか１項に記載のシリコン
   系薄膜光電変換装置用裏面電極。
5. 【請求項５】 前記光反射性金属膜の前面側に設けられ
   た透明導電性酸化物膜をさらに含む請求項１ないし４の
   いずれか１項に記載のシリコン系薄膜光電変換装置用裏
   面電極。
6. 【請求項６】 透明前面電極と、該透明前面電極の裏面
   側に設けられ、一導電型層、結晶質シリコン系薄膜から
   なる光電変換層および逆導電型層を含むシリコン系薄膜
   光電変換ユニットと、該光電変換ユニットの裏面側に設
   けられた裏面電極とを備え、 前記裏面電極は、請求項１ないし５のいずれか１項に記
   載の裏面電極により構成されていることを特徴とするシ
   リコン系薄膜光電変換装置。
7. 【請求項７】 前記光電変換層が、多結晶シリコン系薄
   膜により構成されることを特徴とする請求項６に記載の
   シリコン系薄膜光電変換装置。