JP2001102605A

JP2001102605A - 太陽電池

Info

Publication number: JP2001102605A
Application number: JP27659099A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Tezuka; 信一手塚; Toru Kineri; 透木練; Hisao Morooka; 久雄師岡
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1999-09-29
Filing date: 1999-09-29
Publication date: 2001-04-13

Abstract

(57)【要約】【課題】効率が高く、しかも信頼性の高い太陽電池を
提供する。【解決手段】金属基板の表面に、下部電極、光電変換
層および透明電極をこの順で有し、前記金属基板と前記
下部電極との間に絶縁層が存在し、前記絶縁層がマトリ
ックス中に絶縁性粒子が分散した構成であり、前記マト
リックスは、熱膨張係数が前記金属基板の熱膨張係数の
０．１〜１．５倍である酸化ケイ素を主成分とするか、
ガラス転移点が２６０℃以上であって、かつ、熱膨張係
数が前記金属基板の熱膨張係数の０．１〜５倍である耐
熱性樹脂を主成分とする太陽電池。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】太陽電池は、乾電池等に代わる電源とし
て種々の電子機器に利用されている。特に、電子卓上計
算機、時計、携帯型電子機器（カメラ、携帯電話、民生
用レーダー探知機）、リモコン等といった低消費電力の
電子機器では、太陽電池の起電力で十分駆動することが
でき、電池の交換を不要とし、半永久的に動作させるこ
とができるとともに、環境面に対してもクリーンである
ため、注目されている。太陽電池の光電変換層には、一
般に、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）層や微結晶Ｓ
ｉ（μｃ−Ｓｉ）層などのＳｉ層が用いられる。

【０００３】太陽電池は、剛性または可撓性の基板の表
面に、金属からなる下部電極、光電変換層および透明電
極を積層して構成される。前記基板としては、加工性、
作業性等の点から、可撓性を有し、巻き取り、展開が可
能な有機フレキシブル基板がよく用いられている。光電
変換層としては通常、プラズマＣＶＤ法により形成した
Ｓｉ層を利用する。

【０００４】しかし、有機フレキシブル基板は耐熱性が
十分ではなく、加熱により変形しやすいため、光電変換
層形成の際に基板温度を高くすることができない。例え
ば、有機フレキシブル基板によく用いられるポリエチレ
ンナフタレート（ＰＥＮ）は、ガラス転移点が１１３℃
程度と低い。プラズマＣＶＤの際に基板温度を高くする
ことができれば、成膜レートが向上するだけではなく、
光電変換層の特性が向上する。

【０００５】しかも、有機フレキシブル基板を用いる
と、プラズマＣＶＤ法により光電変換層を形成する際
に、基板に「反り」、「しわ」、「ベコ」、「たるみ」
が生じ、厚さの均一性が悪くなってしまう。なお、「ベ
コ」とはフィルムを平らな所に置き、横から見たときに
ベコベコになって見える現象の俗称である。

【０００６】また、有機フレキシブル基板と、無機膜で
ある光電変換層とは熱膨張係数が異なるため、成膜後の
冷却過程における熱収縮率が異なる。そのため、光電変
換層をプラズマＣＶＤで形成する際にマスクを用いてパ
ターニングを行うと、光電変換層形成領域において有機
フレキシブル基板が滑り変形し、パターニング部分（プ
ラズマＣＶＤ膜形成領域）において有機フレキシブル基
板が太鼓状に盛り上がってしまう。

【０００７】パターニング部分に盛り上がりが生じる
と、マスクを用いたパターニングの際に位置合わせが困
難になるので、パターニング膜を多層化することが難し
くなる。また、盛り上がりがあると、時計やリモコンに
適用する場合に、見栄えが悪いという美観上の問題もあ
る。なお、パターニングを行わずプラズマＣＶＤ膜を基
板全面に形成すれば、このような問題は避けられるが、
その場合には、不要な領域までプラズマＣＶＤ膜を形成
することになるのでコスト高を招く。また、全面に形成
した場合には、プラズマＣＶＤ膜形成後にレーザー加工
等によりパターニングを行う必要があるので、マスク成
膜によりパターニングされたプラズマＣＶＤ膜を形成す
る場合に比べ、生産性が悪く、集積加工コストが高くな
ってしまう。

【０００８】太陽電池に用いられる基板としては、有機
フレキシブル基板の他に金属基板が挙げられる。金属基
板は、有機フレキシブル基板に比べ耐熱性に優れるの
で、プラズマＣＶＤ膜形成時に基板温度を上げることが
できる。そのため、成膜レートおよび膜特性が向上す
る。また、基板に「反り」等が生じることもない。ま
た、プラズマＣＶＤの際に膜のパターニングを行って
も、太鼓状の盛り上がりが生じることもない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】金属基板は導電性なの
で、その上に各セルの下部電極を直接設けると、両者が
短絡してしまい、複数のセルを直列接続する集積化が不
可能となる。そのため、下部電極と金属基板との間に絶
縁層を形成する必要がある。絶縁層としては、例えば、
酸化ケイ素を主成分とするセラミック薄膜が知られてい
る。例えば特開平１１−１３５８１１号公報には、Ｃｕ
ＩｎＳｅ₂等のカルコパイライト系化合物の薄膜を金属
基板上に有する太陽電池が記載されており、金属基板表
面に、耐熱性電気絶縁膜としてセラミック薄膜を形成す
ることが記載されている。このセラミック薄膜は、以下
のようにして形成される。まず、重リン酸アルミニウム
を触媒としてシラン化合物を加水分解・重縮合させるこ
とにより、サブミクロンサイズの超微粒子が溶液中に分
散したゾルからなるコーティング組成物を調製する。次
いで、これを塗布した後、加熱することにより、セラミ
ック薄膜とする。また、例えば特開平１１−４０８２９
号公報には、ゾル−ゲル法により形成した絶縁層をステ
ンレス鋼板の表面に設けた太陽電池用絶縁基板が記載さ
れている。同公報に記載された絶縁層は、アルコキシシ
ランまたはオルガノアルコキシシラン、水および増粘剤
を有機溶媒に溶解させた溶液を、ステンレス鋼板の表面
に付着させた後、乾燥・焼成することにより形成され
る。

【００１０】しかし、本発明者らの実験によれば、例え
ばテトラエトキシシランを用いてゾル−ゲル法により形
成した酸化ケイ素膜を絶縁層として用いると、光電変換
層を形成する際に金属基板を高温にしたときに、絶縁層
にクラックやピンホールが生じたり、絶縁層が金属基板
から剥離してしまったりしやすく、その結果、下部電極
と金属基板とが短絡し、信頼性が低くなってしまうこと
がわかった。

【００１１】また、絶縁層としては、樹脂層も知られて
いる。例えば、特開平１１−１３５８１７号公報には、
金属基板上に、ポリイミドからなる電気絶縁体を設ける
ことが記載されている。

【００１２】しかし、本発明者らの実験によれば、絶縁
層を樹脂から構成した場合、光電変換層を形成する際に
金属基板を高温にすると、絶縁層にクラックやピンホー
ルが生じたり、絶縁層が金属基板から剥離してしまった
りしやすく、その結果、下部電極と金属基板とが短絡
し、信頼性が低くなってしまうことがわかった。

【００１３】ところで、太陽電池では、効率向上のため
に、光電変換層自体の変換効率の向上のほか、光電変換
層に入射する光の量を増大させる試みもなされている。
例えば、特開平２−１８００８１号公報では、有機シリ
ケートを主成分とするコーティング材の中に絶縁性微粒
子を含む原料を用い、この原料を硬化させた絶縁層を金
属基体上に形成している。しかし、このように絶縁層中
に微粒子を分散させた場合でも、上述したようなクラッ
ク、ピンホール、剥離が生じるため、やはり高い信頼性
が得られない。

【００１４】本発明の目的は、効率が高く、しかも信頼
性の高い太陽電池を提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）および（２）の本発明により達成される。（１）金属基板の表面に、下部電極、光電変換層およ
び透明電極をこの順で有し、前記金属基板と前記下部電
極との間に絶縁層が存在し、前記絶縁層がマトリックス
中に絶縁性粒子が分散した構成であり、前記マトリック
スが酸化ケイ素を主成分とし、前記マトリックスの３０
〜２５０℃における熱膨張係数が、前記金属基板の３０
〜２５０℃における熱膨張係数の０．１〜１．５倍であ
る太陽電池。（２）金属基板の表面に、下部電極、光電変換層およ
び透明電極をこの順で有し、前記金属基板と前記下部電
極との間に絶縁層が存在し、前記絶縁層がマトリックス
中に絶縁性粒子が分散した構成であり、前記マトリック
スが耐熱性樹脂から構成され、前記耐熱性樹脂のガラス
転移点が２６０℃以上であり、かつ、前記耐熱性樹脂の
３０〜２５０℃における熱膨張係数が、前記金属基板の
３０〜２５０℃における熱膨張係数の０．１〜５倍であ
る太陽電池。

【００１６】

【作用および効果】本発明の太陽電池は、金属基板と下
部電極との間に絶縁層を有する。この絶縁層は、酸化ケ
イ素を主成分とするマトリックスまたは樹脂マトリック
ス中に絶縁性粒子を分散させたものである。絶縁層は、
絶縁性粒子の含有するため表面に凹凸が存在する。その
ため、例えば前記特開平２−１８００８１号公報に記載
された太陽電池と同様に、光電変換層が利用できる光量
を増大させることができる。

【００１７】さらに本発明では、絶縁層に含有されるマ
トリックスの熱膨張係数と金属基板の熱膨張係数との関
係を所定範囲に設定するので、光電変換層をプラズマＣ
ＶＤ法により形成する際に発生しやすい絶縁層のクラッ
クや剥離を防ぐことができ、信頼性の高い太陽電池が得
られる。また、上記マトリックスは、耐熱性が高いの
で、プラズマＣＶＤの際に基板温度を高くすることがで
きる。そのため、光電変換層の成膜レートを向上させる
ことができ、かつ、光電変換層の特性を向上させること
ができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の太陽電池の構成例を、図
１に部分断面図として示す。同図に示す太陽電池は、金
属基板２上に、絶縁層３、下部電極４、光電変換層５お
よび透明電極６をこの順で有する。

【００１９】図示する太陽電池は、それぞれ受光面を有
する複数の太陽電池セルが直列接続された構成である。
各セルの透明電極６上には、収集・配線電極１１が設け
られている。図示する収集・配線電極１１は、収集電極
と配線電極との接続部分である。収集電極は、各セルに
おいて発電された電力を、比抵抗の比較的高い透明電極
６表面から収集するための電極である。配線電極は、各
セルの収集電極と、隣接するセルの下部電極とを接続す
るための電極である。図示例では、収集・配線電極１１
から接続導体１２が、透明電極６および光電変換層５を
貫いて延び、隣接するセルの下部電極４に接続してお
り、これにより、隣接するセル同士が直列接続されてい
る。透明電極６と光電変換層５との間の一部には層間絶
縁層９が存在し、この層間絶縁層９上には、透明電極６
を挟んでセパレータ絶縁層１０が存在する。図示例で
は、セパレータ絶縁層１０のセパレータ部１０１が、透
明電極６、光電変換層５および下部電極４を貫いて延
び、隣接するセルの下部電極同士を絶縁している。セパ
レータ部１０１は、図中の奥行き方向にも延びる壁状体
である。

【００２０】なお、図示していないが、直列接続の両末
端には、プラス側およびマイナス側の引き出し電極がそ
れぞれ設けられる。

【００２１】また、図示していないが、太陽電池の機械
的ダメージ、酸化、腐食等を抑えるために、図示する太
陽電池の少なくとも透明電極６形成側表面に、封止部材
を設けることが好ましい。また、このような封止部材
は、基板２の裏面側にも設けることが好ましい。

【００２２】以下、各部の構成について詳細に説明す
る。

【００２３】金属基板金属基板２の構成材料は特に限定されず、例えばＣｕ、
ＡｌもしくはＮｉ、またはこれらの少なくとも２種を含
有する合金、ステンレス鋼（例えば、JISに規定される
ＳＵＳ３０１、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４３０）、Ｆｅ−
Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ合金等を用いることができ
る。これらのうちでは特にＳＵＳ３０４またはＳＵＳ４
３０を用いることが好ましい。金属基板の厚さは特に限
定されないが、通常、２０〜１５０μm程度とする。

【００２４】絶縁層絶縁層は、基板と下部電極とを絶縁するために設けられ
る。

【００２５】絶縁層では、マトリックス中に絶縁性粒子
が分散し、かつ、表面に前記絶縁性粒子が突出すること
により凹凸を構成している。マトリックスは、酸化ケイ
素を主成分とするものであるか、または、耐熱性樹脂か
ら構成される。

【００２６】絶縁性粒子マトリックス中に分散させる絶縁性粒子は、耐熱性およ
び電気絶縁性を有するものであればよく、有機系であっ
ても無機系であってもよいが、耐熱性が高いことから無
機系粒子を用いることが好ましい。

【００２７】無機系粒子としては、例えば酸化ケイ素、
酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸
化亜鉛が好ましく、これらのうちでは特に酸化ケイ素お
よび酸化チタンが好ましい。

【００２８】粒子形状は特に限定されないが、絶縁層表
面に比較的均一な凹凸を形成できることから、球に近い
形状であることが好ましい。

【００２９】マトリックス中に絶縁性粒子が分散した構
造の絶縁層３上に下部電極４を形成すれば、下部電極４
の光電変換層５と接する表面に凹凸を形成できる。その
結果、光電変換層５を通って下部電極４の表面に到達し
た光が乱反射されて光電変換層５に再入射し、光利用率
を向上させることができる。

【００３０】絶縁性粒子の平均粒径は、下部電極４表面
を適切な表面粗さとできるように、マトリックスの厚さ
と下部電極４の厚さおよびその形成方法とに応じて適宜
決定すればよい。具体的には実験的に決定すればよい
が、通常、絶縁性粒子の平均粒径は０．０１５〜１５μ
m、特に０．０５〜１０μmの範囲から選択することが好
ましい。

【００３１】絶縁層中において、マトリックスに対する
粒子の体積比は、好ましくは１０〜７５体積％、より好
ましくは２５〜６５体積％である。この体積比が小さす
ぎると、絶縁層表面の凹凸が少なくなって本発明の効果
が減じられる。一方、この体積比が大きすぎると、粒子
の結合剤として働くマトリックス量が少ないので、絶縁
層にクラックや剥離が生じやすくなる。

【００３２】樹脂マトリックスマトリックスを耐熱性樹脂から構成する場合、用いる耐
熱性樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）は、２６０℃以上、好
ましくは３００℃以上、より好ましくは４００℃以上で
ある。ガラス転移点が低いと、光電変換層をプラズマＣ
ＶＤ法で形成する際に基板温度を十分に高くできなくな
る。すなわち、基板温度を高くすると、絶縁層にクラッ
クやピンホールが生じたり、絶縁層が基板から剥離して
しまったりし、金属基板と下部電極との間で短絡が生じ
やすくなる。耐熱性樹脂のガラス転移点は高いほど好ま
しいが、通常、上限は４００℃程度である。なお、耐熱
性樹脂の熱分解温度は、好ましくは４００℃以上、より
好ましくは５００℃以上である。

【００３３】また、マトリックスを構成する耐熱性樹脂
の熱膨張係数は、金属基板の熱膨張係数の０．１〜５倍
である。なお、この比は、３０〜２５０℃における熱膨
張係数から算出した値である。耐熱性樹脂と基板との熱
膨張係数差が大きいと、光電変換層形成時に、絶縁層へ
のクラック、ピンホールの発生や、絶縁層の剥離が生じ
やすくなる。具体的には、耐熱性樹脂の熱膨張係数（３
０〜２５０℃における値）は、好ましくは１×１０^-6〜
５０×１０^-6／℃であり、より好ましくは５×１０^-6〜
５０×１０^-6／℃である。一方、金属基板の熱膨張係数
（３０〜２５０℃における値）は、通常、５×１０^-6〜
２５×１０^-6／℃程度であり、例えばステンレス鋼（Ｓ
ＵＳ）では１０×１０^-6〜１８×１０^-6／℃程度、特に
１０×１０^-6〜１１×１０^-6／℃程度である。

【００３４】耐熱性樹脂の体積抵抗は、十分な絶縁性を
確保するために１００kΩ・cm以上、特に１MΩ・cm以上
であることが好ましい。また、耐熱性樹脂は、引っ張り
強度が１０〜３０kg/mm²、伸度が５〜８０％、引っ張り
弾性率が３００〜１２００kg/mm²、吸水率（２４時間浸
漬、２３℃）が０〜５％であることが好ましい。

【００３５】本発明で好ましく使用される耐熱性樹脂と
しては、ポリイミド、ポリベンゾイミダゾール、ポリア
ミドイミド等が挙げられるが、特に、下記式（１）で表
されるポリイミドが好ましい。

【００３６】

【化１】

【００３７】上記式（１）で表されるポリイミドは、熱
膨張係数（３０〜２５０℃における値）が１×１０^-6〜
５０×１０^-6／℃程度、通常、５×１０^-6〜５０×１０
^-6／℃であって、金属基板の熱膨張係数との差が小さ
く、体積抵抗が１０¹⁶Ω・cm以上、通常、１０¹⁷〜１０
¹⁸Ω・cm以上と絶縁性にも優れており、また、塗工特性
にも優れている。また、引っ張り強度は、１０〜３０kg
/mm²程度、伸度が５〜８０％程度、引っ張り弾性率が３
００〜１２００kg/mm²程度で機械的性質も優れているの
で、強靱な塗膜が得られる。また、吸水率（２４時間浸
漬、２３℃）は０〜５％程度、絶縁破壊強さは６〜８kV
／mil程度、表面抵抗は１０¹⁶Ω以上程度である。ま
た、塗膜としたときの、金属基板に対する密着性も高
い。

【００３８】上記式（１）で表されるポリイミドは、３
００℃程度まで有機系ガスの発生は見られず、４００℃
まで加熱しても、その質量減少は１重量％以下である。

【００３９】上記式（１）で表されるポリイミドを用い
た絶縁層は、例えば、ユニチカ製ＵイミドタイプＡ、タ
イプＢ、タイプＣ等として市販されているポリイミドコ
ーティング剤中に絶縁性粒子を分散させた塗布液を塗布
した後、熱処理して硬化（イミド化）することにより形
成できる。

【００４０】また、このほか、ポリベンゾイミダゾール
として例えばHoe chst Celanese社「セラゾールＲ」
を、ポリアミドイミドとして例えば東レ社「ＴＩ−５０
００」を、液晶ポリエステルとして例えば住友化学「エ
コノール」を好ましく用いることができる。

【００４１】樹脂マトリックスを含有する絶縁層の厚さ
は、好ましくは０．１〜２０μm、より好ましくは１〜
１０μmである。絶縁層が薄すぎると、絶縁層にピンホ
ールが生じやすくなる。一方、絶縁層が厚すぎると、絶
縁層が脆くなったり、クラックが生じやすくなる。

【００４２】樹脂マトリックスを用いた絶縁層は、塗布
法により形成することが好ましい。塗布手段は特に限定
されず、例えばロールコート、スピンコート、デイッピ
ング、スプレーなどのいずれを用いてもよい。塗膜形成
後、必要に応じ、硬化や乾燥を行って絶縁層とする。

【００４３】塗布液は、マトリックス構成樹脂ないしそ
の原料を溶媒に溶解して溶液とし、この溶液に前記絶縁
性粒子を分散させることにより調製する。塗布液調製に
際して用いる溶媒は、樹脂や原料のモノマー成分、オリ
ゴマー成分が可溶なものであればよく、特に限定されな
い。例えば、上記式（１）で表されるポリイミドの場
合、溶媒にはジメチルアセトアミド、ジメチルホルムア
ミド、Ｎ−メチルピロリドンなどを用いればよい。上記
溶液中の樹脂濃度は特に制限されないが、好ましくは１
０〜５０重量％、より好ましくは２５〜４５重量％であ
る。

【００４４】塗布にスピンコートを利用する場合の回転
数は、好ましくは５０〜３０００rpm、より好ましくは
１００〜２５００rpmである。必要に応じて回転数を制
御して塗膜を乾燥させる。また、塗布した後、２００℃
以下の乾燥工程を入れてもよい。

【００４５】酸化ケイ素マトリックス酸化ケイ素を主成分とするマトリックスの熱膨張係数
は、金属基板の熱膨張係数の０．１〜１．５倍、好まし
くは０．１〜０．８倍である。なお、この比の算出に
は、３０〜２５０℃における熱膨張係数を用いる。マト
リックスと金属基板との熱膨張係数差が大きいと、光電
変換層形成時に、絶縁層へのクラックやピンホールの発
生や絶縁層の剥離が生じやすくなる。具体的には、酸化
ケイ素を主成分とするマトリックスの熱膨張係数（３０
〜２５０℃における値）は、好ましくは１×１０^-6〜３
０×１０^-6／℃であり、より好ましくは１×１０^-6〜５
×１０ ^-6／℃である。一方、金属基板の熱膨張係数（３
０〜２５０℃における値）は、上述したように、通常、
５×１０^-6〜２５×１０^-6／℃程度であり、例えばステ
ンレス鋼（ＳＵＳ）では１０×１０^-6〜１８×１０^-6／
℃程度、特に１０×１０ ^-6〜１１×１０^-6／℃程度であ
る。

【００４６】酸化ケイ素を主成分とするマトリックスの
体積抵抗は、十分な絶縁性を確保するために１００kΩ
・cm以上、特に１MΩ・cm以上であることが好ましい。

【００４７】また、酸化ケイ素を主成分とするマトリッ
クスの分解開始温度は、好ましくは４００℃以上、より
好ましくは５００℃以上である。

【００４８】酸化ケイ素を主成分とするマトリックス
は、ポリシロキサン、すなわち、シロキサンないしその
オリゴマーの縮合物であることが好ましい。特に、下記
（Ａ）に示されるシロキサンオリゴマーを縮合して得
た、下記（Ｂ）に示されるポリシロキサンが好ましい。

【００４９】

【化２】

【００５０】上記（Ａ）および（Ｂ）のそれぞれにおい
て、Ｒはアルキル基またはアリール基を表す。Ｒの炭素
数は、好ましくは１〜１０、より好ましくは１〜６であ
り、直鎖状であっても分枝を有するものであってもよ
い。Ｒの具体例としては、メチル基、エチル基、（ｎ，
ｉ）−プロピル基、（ｎ，ｉ，sec，tert）−ブチル
基、フェニル基等が挙げられ、中でも、メチル基、フェ
ニル基が好ましい。なお、上記（Ｂ）において、黒点は
Ｓｉ原子、白丸は酸素原子である。

【００５１】上記（Ａ）に示されるシロキサンオリゴマ
ーの数平均分子量（Ｍｎ）は、好ましくは１０³〜１０
⁶である。なお、シロキサンオリゴマーの末端は、通
常、Ｓｉ−ＯＨである。

【００５２】シロキサンオリゴマーからポリシロキサン
の生成させるには、ゾル−ゲル法を利用する。

【００５３】ゾル−ゲル法では、まず、シロキサンオリ
ゴマーを溶媒に分散し、さらに前記絶縁性粒子を分散さ
せて塗布液とする。塗布液の調製に際して用いる溶媒に
特に制限はなく、例えば上記（Ａ）に示されるシロキサ
ンオリゴマーを用いる場合、溶媒には水アルコール系、
アルコール系、芳香族系、エステル系等、好ましくはア
ルコール系溶媒を用いればよい。

【００５４】塗布液中には、アルミニウム系、チタン
系、ジルコニウム系等のキレート錯体やトリアルキル錫
オキサイドなどの硬化剤を添加してもよい。硬化剤を添
加する場合、シロキサンオリゴマー／硬化剤（重量比）
は、９０／１０〜９９／１とすることが好ましい。

【００５５】塗布液中の固形分濃度（前記絶縁性粒子を
除いたときの濃度）は特に制限されないが、１０〜３０
％、特に２０〜３０％であることが好ましい。

【００５６】塗布手段は特に限定されず、例えばロール
コート、スピンコート、デイッピング、スプレー等公知
の方法によって基板上に塗膜を形成すればよい。なお、
スピンコートの際の回転数は、好ましくは１００〜２０
００rpm、より好ましくは１００〜１０００rpmである。

【００５７】塗膜形成後、熱処理を施して乾燥、硬化す
る。熱処理温度は、通常、１２０〜３００℃とすること
が好ましい。

【００５８】このようにして製造されたポリシロキサン
では、３０〜２５０℃における熱膨張係数を金属基板の
熱膨張係数の０．１〜１．５倍とすることができ、０．
１〜０．８倍とすることもできる。また、このようにし
て製造したポリシロキサンは、耐久性、加工性にも優
れ、さらに、８００℃まで加熱してもほとんど重量減少
を示さず、耐熱性に優れる。

【００５９】なお、上記（Ａ）に示されるシロキサンオ
リゴマーを含有する分散液は、例えば、ＪＳＲ株式会社
製のセラミックコーティング材グラスカ（ＨＰＣ７００
３、ＨＰＣ７００４、ＨＰＣ７５１６）として市販され
ており、本発明ではこれを好ましく用いることができ
る。

【００６０】酸化ケイ素を主成分とするマトリックスに
は、熱膨張係数を調整するために、酸化ケイ素以外の無
機成分を含有させてもよい。このような無機成分として
は、例えば酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコ
ニウム、酸化亜鉛および酸化錫の少なくとも１種が好ま
しい。マトリックス中におけるこれらの含有量は、所望
の熱膨張率が得られるように適宜決定すればよい。これ
らの無機成分を含有させるには、Ａｌ、Ｔｉ等の添加し
たい金属元素を含む金属アルコキシドを、シロキサンオ
リゴマーに混合して用いればよい。

【００６１】また、熱膨張係数の調整のため、具体的に
は熱膨張係数を増大させる必要がある場合には、酸化ケ
イ素を主成分とするマトリックスに耐熱性樹脂を含有さ
せてもよい。この場合の耐熱性樹脂としては、ポリエー
テルケトンまたはポリエーテルサルフォンが好ましい。
耐熱性樹脂は市販のものを用いることができる。例え
ば、ポリエーテルケトンとしては、ＩＣＩ社：「ＶＩＣ
ＴＲＥＸＰＥＥＫ」、「ビクトレックスＰＥＫ」、Ａ
ｍｏｃｏ社：「ケーデル」、ＤｕＰｏｎ社：「ＰＥＥ
Ｋ」、ＢＡＳＦ社：「ウルトラペック」、Ｈｏｅｃｈｓ
社：「ホスタテックＰＥＫ」などを用いることができ、
ポリエーテルサルフォンとしては、住友化学工業社：
「ＶＩＣＴＲＥＸＰＥＳ」、Ａｍｏｃｏ社：「ケーデ
ルＡ」、ＢＡＳＦ社：「ウルトラソンＥ」などを用いる
ことができる。

【００６２】マトリックス中における耐熱性樹脂の含有
量は、酸化ケイ素等の無機成分に対して好ましくは５０
重量％以下、より好ましくは５〜３０重量％である。

【００６３】また、マトリックス中における酸化ケイ素
の含有量は、ＳｉＯ₂換算で５５重量％以上であること
が好ましい。

【００６４】酸化ケイ素を主成分とするマトリックスを
含有する絶縁層の厚さは、好ましくは０．１nm〜５μ
m、より好ましくは０．５nm〜３μmである。絶縁層が薄
すぎると、絶縁が不十分となりやすく、厚すぎると、絶
縁層にクラックが生じやすくなる。

【００６５】下部電極下部電極４は、金属から構成する。下部電極構成材料は
特に限定されず、例えば、Ａｌやステンレスを用いれば
よいが、好ましくはＡｌを用いる。Ａｌは比抵抗が低い
ため、エネルギーロス、発熱による劣化が小さい。とこ
ろで、太陽電池では、光電変換層を通って下部電極で反
射された光が再び光電変換層に入射し、この反射光も電
気エネルギーに変換される。そのため、下部電極は反射
率が高い方が好ましいが、光反射率の高いＡｌはこの点
でも優れている。さらに、Ａｌは熱伝導度が高く、ま
た、耐腐食性も良好であり、しかも、安価である。

【００６６】下部電極の厚さは特に限定されないが、好
ましくは０．０１〜１０μmである。下部電極は、スパ
ッタ法等の気相成長法により形成することが好ましい。

【００６７】なお、下部電極４の表面には、絶縁層３表
面の凹凸に依存して凹凸が存在する。

【００６８】拡散防止層下部電極４と光電変換層５との間には、下部電極構成成
分が光電変換層に拡散することを防ぎ、また、両者の界
面を低抵抗にするために、ステンレス、Ｔｉ、Ｃｒ等の
金属からなる拡散防止層を設けることが好ましい。拡散
防止層の厚さは、好ましくは３〜５nmである。拡散防止
層は、通常、スパッタ法等の気相成長法により形成すれ
ばよい。

【００６９】光電変換層光電変換層５は、ｐｎ接合またはｐｉｎ接合、好ましく
はｐｉｎ接合を有する単結晶シリコン、微結晶シリコン
またはアモルファスシリコンから構成することが好まし
い。ｐｎ接合やｐｉｎ接合は、光電変換層形成の際に所
定の不純物を添加することにより形成できる。

【００７０】以下、好ましい組み合わせ例として、微結
晶シリコンから構成されるｎ型半導体層、アモルファス
シリコンから構成される光起電力層（ｉ層）および微結
晶シリコンから構成されるｐ型半導体層を積層した光電
変換層について説明する。

【００７１】ｐ型半導体層形成のための不純物はＢが好
ましく、その含有量は１０¹⁷〜１０ ²⁰atoms／cm³である
ことが好ましい。不純物含有量が少なすぎても多すぎて
も、エネルギー変換効率が低くなる。

【００７２】ｎ型半導体層形成のための不純物はＰが好
ましく、その含有量は１０¹⁷〜１０ ²⁰atoms／cm³である
ことが好ましい。不純物含有量が少なすぎても多すぎて
も、エネルギー変換効率が低くなる。

【００７３】各層の厚さは特に限定されないが、ｐ型半
導体層では好ましくは５〜４０nmであり、ｉ層では好ま
しくは１００nm〜２０μmであり、ｎ型半導体層では好
ましくは５〜４０nmである。

【００７４】このような光電変換層は、通常、プラズマ
ＣＶＤ法により形成することが好ましい。プラズマＣＶ
Ｄ法におけるプラズマは、直流、交流のいずれであって
もよいが、好ましくは交流プラズマを用いる。交流プラ
ズマは、周波数数ヘルツから数ギガヘルツのものまで使
用可能である。

【００７５】ｐ型半導体層は、原料にＳｉＨ₄、Ｈ₂、Ｂ
₂Ｈ₆等を用い、目的とする不純物含有量に応じて流量比
Ｂ₂Ｈ₆／ＳｉＨ₄を決定し、基板温度を室温〜４５０
℃、好ましくは２００〜４００℃、より好ましくは２０
０〜３００℃、動作圧力を０．０１〜１０Torr、投入電
力を１０〜２０００W（周波数１０⁶〜１０⁹Hz）として
形成すればよい。

【００７６】ｉ層は、原料にＳｉＨ₄、Ｈ₂等を用い、流
量をそれぞれ１〜２０００sccm、基板温度を室温〜４５
０℃、好ましくは２００〜４００℃、より好ましくは２
６０〜３８０℃、動作圧力を０．０１〜１０Torr、投入
電力を１０〜２０００Wとして形成すればよい。

【００７７】ｎ型半導体層は、原料にＳｉＨ₄、Ｈ₂、Ｐ
Ｈ₃等を用い、目的とする不純物含有量に応じて流量比
ＰＨ₃／ＳｉＨ₄を決定し、基板温度を室温〜４５０℃、
好ましくは２００〜４００℃、より好ましくは２５０〜
３５０℃、動作圧力を０．０１〜１０Torr、投入電力を
１０〜２０００Wとして形成すればよい。

【００７８】透明電極透明電極６の構成材料は特に限定されないが、透明性、
導電性などが良好であることから、酸化スズ、ＩＴＯ
（酸化インジウム錫）、ＺｎＯが好ましい。透明電極の
厚さは特に限定されないが、通常、１０〜１００nmとす
ることが好ましい。上記材料から構成される透明電極
は、通常、スパッタ法等の気相成長法により形成する。

【００７９】層間絶縁層、セパレータ絶縁層図示例における層間絶縁層９およびセパレータ絶縁層１
０を構成する材料は、絶縁性をもち、かつ、図示する構
造を形成可能なものであれば特に限定されないが、通
常、絶縁性樹脂を用いることが好ましい。絶縁性樹脂と
しては、例えばウレタン系樹脂、フェノキシ樹脂などが
好ましい。なお、層間絶縁層９とセパレータ絶縁層１０
とは、同じ材料から構成してもよく、異種材料から構成
してもよい。

【００８０】層間絶縁層９の厚さは、５〜４０μmであ
ることが好ましく、セパレータ絶縁層１０の平坦部の厚
さは、５〜１０μmであることが好ましい。

【００８１】層間絶縁層およびセパレータ絶縁層は、通
常、スクリーン印刷等の塗布法により形成すればよい。
図示例における層間絶縁層９およびセパレータ絶縁層１
０は、通常、以下の手順で形成する。まず、光電変換層
５を形成した後、層間絶縁層９をスクリーン印刷などに
より所定のパターンに形成する。次いで、層間絶縁層９
上に透明電極６を形成した後、例えばレーザー加工によ
り透明電極６、層間絶縁層９、光電変換層５および下部
電極４を貫く溝を形成する。この溝により下部電極４か
ら透明電極６までの積層体が分断されて、セル単位に分
離される。次いで、透明電極６上にセパレータ絶縁層１
０をスクリーン印刷などにより所定のパターンに形成す
る。このとき、前記溝内に絶縁材料が侵入し、セパレー
タ部１０１が形成される。

【００８２】層間絶縁層９は、セパレータ部１０１形成
の際に、透明電極６と下部電極４とが短絡することを防
ぐために設けられるが、そのほか、太陽電池の耐圧を向
上させる働きももつ。例えば光電変換層５に微小な欠陥
や不均質さが存在すると、その位置において下部電極４
と透明電極６との間で短絡が発生することがあるが、層
間絶縁層９を設けることにより容量の比較的高いコンデ
ンサが形成されるので、このような絶縁破壊の発生を防
ぐことができる。

【００８３】収集・配線電極、接続導体収集・配線電極１１の構成材料は特に限定されないが、
通常、Ａｇを用いることが好ましい。収集・配線電極の
厚さは、５〜１０μmであることが好ましい。

【００８４】収集・配線電極は、通常、スクリーン印刷
等の塗布法により形成すればよい。図示例において、収
集・配線電極１１は、通常、以下の手順で形成する。ま
ず、セパレータ絶縁層１０を形成した後、収集・配線電
極１１をスクリーン印刷などにより所定のパターンに形
成する。次いで、層間絶縁層９が存在しない領域におい
て、例えばレーザー加工により収集・配線電極１１を穿
孔し、透明電極６および光電変換層５を貫き下部電極４
に達する孔を形成する。この穿孔の際に、収集・配線電
極１１の構成材料が溶融して前記孔中に侵入し、接続導
体１２が形成される。

【００８５】封止部材機械的ダメージ、酸化、腐食等を抑えるための封止部材
としては、樹脂膜が好ましい。樹脂膜は、塗布または貼
付により形成すればよい。封止部材は、少なくとも透明
電極６側表面に設けることが好ましく、より好ましくは
金属基板２の裏面側にも設ける。

【００８６】以下、貼付により樹脂膜を形成する方法の
一例について説明する。この例では、透光性および耐熱
性を有する樹脂製の基材の少なくとも一方の面に、熱硬
化性樹脂を含有する緩衝接着層を設けた封止部材を用い
る。

【００８７】樹脂製基材は、ガラス転移点Ｔｇが６５℃
以上であるか、耐熱温度（または連続使用温度）が８０
℃以上であるか、これらの両者を満足し、かつ透光性を
有する樹脂フィルムが好ましい。このような樹脂フィル
ムは、太陽光等の光源に直接晒されて昇温しても、性能
劣化を生じない。

【００８８】ガラス転移点Ｔｇ６５℃以上および／また
は耐熱温度８０℃以上で透光性を有する樹脂製の基材と
しては、ポリエチレンテレフタレートフィルム（Ｔｇ６
９℃）、ポリエチレンナフタレート耐熱フィルム（Ｔｇ
１１３℃）；三フッ化塩化エチレン樹脂〔ＰＣＴＦＥ：
ネオフロンＣＴＦＥ（ダイキン工業社製）〕（耐熱温度
１５０℃）、ポリビニリデンフルオライド〔ＰＶＤＦ：
デンカＤＸフィルム（電気化学工業社製）〕（耐熱温度
１５０℃：Ｔｇ５０℃）、ポリビニルフルオライド〔Ｐ
ＶＦ：テドラーＰＶＦフィルム（デュポン社製）〕（耐
熱温度１００℃）等のフッ化物ホモポリマーや、四フッ
化エチレン−パーフルオロビニルエーテル共重合体〔Ｐ
ＦＡ：ネオフロン：ＰＦＡフィルム（ダイキン工業社
製）〕（耐熱温度２６０℃）、四フッ化エチレン−六フ
ッ化プロピレン共重合体〔ＦＥＰ：トヨフロンフィルム
ＦＥＰタイプ（東レ社製）〕（耐熱温度２００℃）、四
フッ化エチレン−エチレン共重合体〔ＥＴＦＥ：テフゼ
ルＥＴＦＥフィルム（デュポン社製）（耐熱温度１５０
℃）、ＡＦＬＥＸフィルム（旭硝子社製：Ｔｇ８３
℃）〕等のフッ化物コポリマーからなるフッ素系フィル
ム；芳香族ジカルボン酸−ビスフェノール共重合芳香族
ポリエステル〔ＰＡＲ：キャスティング（鐘淵化学社製
エルメック）〕（耐熱温度２９０℃：Ｔｇ２１５℃）等
のポリアクリレートフィルム；ポリサルホン〔ＰＳＦ：
スミライトＦＳ−１２００（住友ベークライト社製）〕
（Ｔｇ１９０℃）、ポリエーテルサルホン〔ＰＥＳ：ス
ミライトＦＳ−１３００（住友ベークライト）〕（Ｔｇ
２２３℃）等の含イオウポリマーフィルム；ポリカーボ
ネートフィルム〔ＰＣ：パンライト（帝人化成社製）〕
（Ｔｇ１５０℃）；ファンクショナルノルボルネン系樹
脂〔ＡＲＴＯＮ（ＪＳＲ社製）〕（耐熱温度１６４℃：
Ｔｇ１７１℃）；ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭ
Ａ）（Ｔｇ９３℃）；オレフィン−マレイミド共重合体
〔ＴＩ−１６０（東ソー社製）〕（Ｔｇ１５０℃以
上）、パラアラミド〔アラミカＲ：旭化成社製〕（耐熱
温度２００℃）、フッ化ポリイミド（耐熱温度２００℃
以上）、ポリスチレン（Ｔｇ９０℃）、ポリ塩化ビニル
（Ｔｇ７０〜８０℃）、セルローストリアセテート（Ｔ
ｇ１０７℃）等が挙げられる。

【００８９】これらのうちポリエチレンナフタレート耐
熱フィルム（Ｔｇ１１３℃）は、ポリエチレンテレフタ
レートフィルムと比較して、耐熱性（Ｔｇ）、長期使用
時の耐熱性、ヤング率（スティフネス）、破断強度、熱
収縮率、オリゴマーが少ないこと、ガスバリアー性、耐
加水分解性、水蒸気透過率、熱膨張係数、光による物性
劣化等の面で優れた性能を有し、また、他のポリマーと
比較して、破断強度、耐熱性、寸法安定性、透湿度性、
コスト等の総合バランスの点において優れているので、
好ましい。

【００９０】樹脂基材のガラス転移点Ｔｇは、好ましく
は６５℃以上、より好ましくは７０℃以上、さらに好ま
しくは８０℃以上、特に好ましくは１１０℃以上であ
る。Ｔｇの上限は特に規制されないが、通常、１３０℃
程度である。また、耐熱温度ないし連続使用温度は、好
ましくは８０℃以上、より好ましくは１００℃以上、さ
らに好ましくは１１０℃以上である。耐熱温度ないし連
続使用温度は高いほど好ましく、その上限は特に規制さ
れないが、通常、２５０℃程度である。

【００９１】樹脂基材の厚さは、太陽電池の構造、樹脂
基材に要求される強度や曲げ剛性等に応じて適宜決定す
ればよいが、通常、５〜１００μmとすればよい。

【００９２】なお、樹脂基材の透光性は、可視光領域の
光の７０％以上、特に８０％以上を透過する程度である
ことが好ましい。

【００９３】緩衝接着層は、熱圧着前において、熱硬化
性樹脂成分と有機過酸化物とを含有することが好まし
い。

【００９４】熱硬化性樹脂成分としては、エチレン−酢
酸ビニル共重合体〔ＥＶＡ（酢酸ビニル含有率が１５〜
５０％程度）〕が好ましい。

【００９５】有機過酸化物としては、例えば２，５−ジ
メチルヘキサン−２，５−ジハイドロパーオキサイド；
２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキ
シ）へキサン−３；ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド；
２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキ
シ）ヘキサン；ジクミルパーオキサイド；α，α’−ビ
ス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン；ｎ
−ブチル−４，４−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）バレ
レート；２，２−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタ
ン；１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，
５−トリメチルシクロヘキサン；ｔ−ブチルパーオキシ
ベンズエート；ベンゾイルパーオキサイドを用いれるこ
とができる。これらは、１種だけを用いても、２種以上
を組み合わせて用いてもよく、組み合わせて用いる場合
の配合比は任意である。熱硬化性樹脂成分１００重量部
に対する有機過酸化物の使用量は、好ましくは１０重量
部以下、より好ましくは０．５〜６重量部である。

【００９６】緩衝接着層の厚さは、太陽電池の構造や使
用環境などに応じて適宜決定すればよいが、好ましくは
３〜５００μm、より好ましくは３〜５０μm、さらに好
ましくは１０〜４０μmである。緩衝接着層が薄すぎる
と緩衝効果が不十分となる。一方、緩衝接着層が厚すぎ
ると、光透過率が低くなり、また、打ち抜き時などにバ
リが発生しやすくなる。ただし、緩衝接着層は樹脂基材
に比べてはるかに光透過性が優れているため、屋外など
の高照度下で使用する際には、１０mm程度まで厚くして
も問題ないこともある。

【００９７】緩衝接着層を樹脂基材に設ける手段として
は、塗布あるいは押し出しコート等の公知の手段を利用
できる。

【００９８】なお、緩衝接着層に、エンボス加工を施し
てもよい。封止部材を太陽電池にラミネートする際に、
気泡の抜け道が形成されるようにエンボス加工を施せ
ば、気泡の混入が少なくなる。

【００９９】次に、樹脂膜を塗布により形成する方法の
一例を説明する。塗布法により形成した樹脂膜は、貼付
により形成した上記樹脂膜に比べ、平坦性、耐候性等の
面で若干劣るものの、機器内部に組み込んで使用した
り、主に屋内用途で使用する場合には問題ない。塗布法
では、上記貼付法で必要であったラミネート工程や、そ
の後の平坦化工程を省略できるため、製造コストを低減
できる。

【０１００】この場合に用いる樹脂は、透明性に優れ、
経時変化および光劣化による変色が少ないものが好まし
く、特に、熱硬化性樹脂が好ましい。熱硬化性樹脂とし
ては、例えばフッ素系樹脂、ポリウレタン、ポリエステ
ル、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂を用いることができ
る。樹脂塗膜は、スクリーン印刷法、スピンコート法な
どにより形成すればよい。

【０１０１】

【実施例】実施例１（樹脂マトリックス）図１に示す構造をもつ太陽電池を、以下の手順で作製し
た。

【０１０２】まず、樹脂溶液に絶縁性粒子を分散させ
て、絶縁層形成用の塗布液を調製した。樹脂溶液には、
ユニチカ製ポリイミドコーティング剤（Ｕイミドタイプ
Ｂ）を用い、絶縁性粒子には酸化ケイ素（平均粒径０．
５μm）を用いた。

【０１０３】この塗布液を、ＳＵＳ４３０からなる金属
基板２（縦２３０mm、横３６０mm、厚さ５０μm、３０
〜２５０℃における熱膨張係数が約１０．５×１０^-6／
℃）の一方の面の全面に塗布した。次いで、１７０℃に
１０分間保持した後、３５０℃に６０分間保持すること
により塗膜を硬化し、絶縁層３を得た。なお、このポリ
イミドの硬化後の特性は、３０〜２５０℃における熱膨
張係数が４５×１０^-6／℃（金属基板の熱膨張係数の約
４．３倍）、ガラス転移点が４００℃以上、熱分解開始
温度が５６０℃、体積抵抗が１０¹⁸Ω・cm、引っ張り強
度が１３kg/mm²、伸度が２３％、引っ張り弾性率が３７
０kg/mm²、吸水率（２４時間浸漬、２３℃）が２．９
％、絶縁破壊強さが６．９kV／mil、表面抵抗が１０¹⁶
Ω以上である。

【０１０４】この絶縁層３の厚さは３μmであり、マト
リックスの表面には絶縁性粒子の一部が露出していた。
マトリックスに対する絶縁性粒子の体積比は、３５体積
％であった。

【０１０５】次に、Ａｌからなる厚さ０．３μmの下部
電極４をスパッタ法により形成し、さらに、その上に、
ステンレスからなる厚さ５nmの拡散防止層を形成した。

【０１０６】次いで、拡散防止層上に、以下の手順で光
電変換層５を形成した。まず、ｎ型の微結晶シリコン層
を２０nmの厚さにプラズマＣＶＤ法で形成した。その
際、原料ガスおよびその流量は、ＰＨ₃＋Ｈ₂混合ガス（ＰＨ₃／Ｈ₂＝０．２％）：３０sc
cm、ＳｉＨ₄：４sccm、Ｈ₂：７５０sccm とし、そのほかの条件は、基板温度：３００℃、動作圧力：１Torr、投入電力：１００W（１３．５６MHz）とした。続いて、ｉ型のアモルファスシリコン層を６０
０nmの厚さにプラズマＣＶＤ法で形成した。その際、原
料ガスおよびその流量は、ＳｉＨ₄：５０sccm、Ｈ₂：５００sccm とし、そのほかの条件は、基板温度：２６０℃、動作圧力：１Torr、投入電力：１００W（１３．５６MHz）とした。続いて、ｐ型の微結晶シリコン層を２０nmの厚
さにプラズマＣＶＤ法で形成した。その際、原料ガスお
よびその流量は、Ｂ₂Ｈ₆＋Ｈ₂混合ガス（Ｂ₂Ｈ₆／Ｈ₂＝０．２％）：３０
sccm、ＳｉＨ₄：５sccm、Ｈ₂：９５０sccm とし、そのほかの条件は、基板温度：２８０℃、動作圧力：１Torr、投入電力：２００W（１３．５６MHz）とした。

【０１０７】次に、光電変換層５上に、１５０メッシュ
ポリエステルスクリーンを用いたスクリーン印刷法によ
りウレタン系絶縁樹脂組成物を所定のパターンに印刷
し、次いで、１６０℃のオーブン中に１０分間放置して
熱硬化し、厚さ２０μmの層間絶縁層９を形成した。

【０１０８】次いで、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）をタ
ーゲットとして、Ａｒ雰囲気中でスパッタ法により厚さ
６０nmの透明電極６を形成した。

【０１０９】次いで、レーザースクライブにより溝を形
成し、その上からウレタン絶縁樹脂組成物をスクリーン
印刷することにより、セパレータ部１０１を有する厚さ
１０μmのセパレータ絶縁層１０を形成した。

【０１１０】次いで、銀ペーストをスクリーン印刷して
硬化することにより、厚さ６μmの収集・配線電極１１
を形成した。最後に、銀ペーストをスクリーン印刷して
プラス側取り出し電極およびマイナス側取り出し電極を
形成し、太陽電池サンプルNo.１０１Ａを得た。

【０１１１】また、光起電力層（ｉ層）形成時の基板温
度を２０℃高くして２８０℃としたほかはサンプルNo.
１０１Ａと同様にして、太陽電池サンプルNo.１０２Ａ
を得た。

【０１１２】また、比較のために、絶縁層３に絶縁性粒
子を分散させなかったほかはサンプルNo.１０１Ａおよ
び１０２Ａとそれぞれ同様にして、太陽電池サンプルN
o.１０１Ｂおよび１０２Ｂを作製した。

【０１１３】サンプルNo.１０１Ａでは、光起電力層
（ｉ層）形成時の成膜レートが０．７nm/sであったが、
基板温度を高くして光起電力層（ｉ層）を形成したサン
プルNo.１０２Ａでは、１．０nm/sであった。また、上
記各サンプルについて、ソーラーシュミレーターで１０
０mW/cm²の光を照射して光電流を測定した結果、サンプ
ルNo.１０１Ａでは１５．４mA/cm²、サンプルNo.１０１
Ｂでは１４mA/cm²であり、基板温度を高くして光起電力
層（ｉ層）を形成したサンプルNo.１０２Ａでは１７．
５mA/cm²、サンプルNo.１０２Ｂでは１６mA/cm²であっ
た。すなわち、絶縁層中に絶縁性粒子を分散させること
により、効率が向上することが確認された。また、上記
すべてのサンプルにおいて、短絡を生じるようなクラッ
クおよびピンホールが存在しないことが確認できた。

【０１１４】実施例２（酸化ケイ素マトリックス）シロキサンオリゴマー溶液に絶縁性粒子を分散させて塗
布液を得た。このシロキサンオリゴマー溶液は、ＪＳＲ
株式会社製のセラミックコーティング材グラスカ（ＨＰ
Ｃ７００３）であり、前記（Ａ）においてＲがメチル基
であるシロキサンオリゴマーを含み、アルコール系溶媒
を含み、固形分濃度が２０％、粘度が１０mPa・sであ
る。絶縁性粒子には、酸化ケイ素（平均粒径０．１μ
m）を用いた。

【０１１５】この塗布液を実施例１で用いた金属基板２
に塗布し、２５０℃で６０分間保持することにより硬化
させて絶縁層３を形成した。硬化後、絶縁層３の厚さは
２μmであり、マトリックスの表面には絶縁性粒子の一
部が露出していた。マトリックスに対する絶縁性粒子の
体積比は、５０体積％であった。

【０１１６】このマトリックスは、３０〜２５０℃にお
ける熱膨張係数が５×１０^-6／℃（金属基板の熱膨張係
数の約０．５倍）であり、分解開始温度が４００℃以
上、体積抵抗が１０¹²Ω・cm以上であった。

【０１１７】次に、実施例１と同様にして下部電極４お
よび拡散防止層を形成した。

【０１１８】次いで、拡散防止層上に、以下の手順で光
電変換層５を形成した。まず、ｎ型の微結晶シリコン層
を２０nmの厚さにプラズマＣＶＤ法で形成した。その
際、原料ガスおよびその流量は、ＰＨ₃＋Ｈ₂混合ガス（ＰＨ₃／Ｈ₂＝０．２％）：３０sc
cm、ＳｉＨ₄：４sccm、Ｈ₂：７５０sccm とし、そのほかの条件は、基板温度：３００℃、動作圧力：１Torr、投入電力：１００W（１３．５６MHz）とした。続いて、ｉ型のアモルファスシリコン層を６０
０nmの厚さにプラズマＣＶＤ法で形成した。その際、原
料ガスおよびその流量は、ＳｉＨ₄：５０sccm、Ｈ₂：５００sccm とし、そのほかの条件は、基板温度：２８０℃、動作圧力：１Torr、投入電力：１００W（１３．５６MHz）とした。続いて、ｐ型の微結晶シリコン層を２０nmの厚
さにプラズマＣＶＤ法で形成した。その際、原料ガスお
よびその流量は、Ｂ₂Ｈ₆＋Ｈ₂混合ガス（Ｂ₂Ｈ₆／Ｈ₂＝０．２％）：２０
sccm、ＳｉＨ₄：５sccm、Ｈ₂：９５０sccm とし、そのほかの条件は、基板温度：３２０℃、動作圧力：１Torr、投入電力：２００W（１３．５６MHz）とした。

【０１１９】次に、実施例１と同様にして、層間絶縁層
９、透明電極６、セパレータ絶縁層１０、収集・配線電
極１１および取り出し電極を形成し、太陽電池サンプル
No.２０１Ａを得た。

【０１２０】また、光起電力層（ｉ層）形成時の基板温
度を２０℃低くして２６０℃としたほかはサンプルNo.
２０１Ａと同様にして、太陽電池サンプルNo.２０２Ａ
を得た。

【０１２１】また、比較のために、絶縁層３に絶縁性粒
子を分散させなかったほかはサンプルNo.２０１Ａおよ
び２０２Ａとそれぞれ同様にして、太陽電池サンプルN
o.２０１Ｂおよび２０２Ｂを作製した。

【０１２２】サンプルNo.２０１Ａでは、光起電力層
（ｉ層）形成時の成膜レートが１．０nm/sであったが、
基板温度を低くして光起電力層（ｉ層）を形成したサン
プルNo.２０２Ａでは、０．７nm/sであった。また、上
記各サンプルについて、ソーラーシュミレーターで１０
０mW/cm²の光を照射して光電流を測定した結果、サンプ
ルNo.２０１Ａでは１８．３mA/cm²、サンプルNo.２０１
Ｂでは１６．７mA/cm²であり、基板温度を低くして光起
電力層（ｉ層）を形成したサンプルNo.２０２Ａでは１
６．０mA/cm²、サンプルNo.２０２Ｂでは１４．５mA/cm
²であった。すなわち、絶縁層中に絶縁性粒子を分散さ
せることにより、効率が向上することが確認された。ま
た、上記すべてのサンプルにおいて、短絡を生じるよう
なクラックおよびピンホールが存在しないことが確認で
きた。

【０１２３】一方、比較のために、テトラエトキシシラ
ンを用いたゾル−ゲル法により絶縁層３のマトリックス
形成したほかはサンプルNo.２０１Ａと同様にして、サ
ンプルNo.２０３を作製した。このサンプルのマトリッ
クスの３０〜２５０℃における熱膨張係数は、０．５×
１０^-6／℃（金属基板の約０．０５倍）であった。この
サンプルNo.２０３では、作製した全数に短絡が生じ、
特性測定が不可能であった。

【０１２４】また、上記サンプルNo.２０３と同様にし
て基板上に絶縁層を形成し、室温から２５０℃まで昇温
して５分間保持し、再び室温に復帰させた後、絶縁層を
観察したところ、絶縁層表面にクラックが発生している
ことが確認された。

【図面の簡単な説明】

【図１】太陽電池の構成例を示す断面図である。

【符号の説明】

２基板３絶縁層４下部電極５光電変換層６透明電極９層間絶縁層１０セパレータ絶縁層１０１セパレータ部１１収集・配線電極１２接続導体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者師岡久雄東京都中央区日本橋一丁目13番１号ティーディーケイ株式会社内Ｆターム(参考） 5F051 AA04 AA05 GA02 GA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属基板の表面に、下部電極、光電変換
層および透明電極をこの順で有し、前記金属基板と前記
下部電極との間に絶縁層が存在し、前記絶縁層がマトリ
ックス中に絶縁性粒子が分散した構成であり、前記マト
リックスが酸化ケイ素を主成分とし、前記マトリックス
の３０〜２５０℃における熱膨張係数が、前記金属基板
の３０〜２５０℃における熱膨張係数の０．１〜１．５
倍である太陽電池。
【請求項２】金属基板の表面に、下部電極、光電変換
層および透明電極をこの順で有し、前記金属基板と前記
下部電極との間に絶縁層が存在し、前記絶縁層がマトリ
ックス中に絶縁性粒子が分散した構成であり、前記マト
リックスが耐熱性樹脂から構成され、前記耐熱性樹脂の
ガラス転移点が２６０℃以上であり、かつ、前記耐熱性
樹脂の３０〜２５０℃における熱膨張係数が、前記金属
基板の３０〜２５０℃における熱膨張係数の０．１〜５
倍である太陽電池。