JP2003069067A - 薄膜太陽電池及び集光反射素子 - Google Patents
薄膜太陽電池及び集光反射素子Info
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/52—PV systems with concentrators
Abstract
(57)【要約】
【課題】 表面反射光があっても、光電変換層に入射さ
れる光量を減少させないようにして、光利用効率を高め
て、発電効率を高くすることができる薄膜太陽電池及び
集光反射素子を提供すること。 【解決手段】 入射光１２は、集光反射素子１００の集
光レンズ群１１によって、反射層９の光透過孔群１０に
集光される。そして、上記反射層９の光透過孔９から入
射した光は、透明基板８を通り、さらに、薄膜太陽電池
素子１００に入射面から入射して、薄膜太陽電池素子１
００の反射層２と集光反射素子２００の反射層９との間
で多重反射される。従って、上記光電変換層４，５に照
射される光量が増大して、発電効率が高くなる。
れる光量を減少させないようにして、光利用効率を高め
て、発電効率を高くすることができる薄膜太陽電池及び
集光反射素子を提供すること。 【解決手段】 入射光１２は、集光反射素子１００の集
光レンズ群１１によって、反射層９の光透過孔群１０に
集光される。そして、上記反射層９の光透過孔９から入
射した光は、透明基板８を通り、さらに、薄膜太陽電池
素子１００に入射面から入射して、薄膜太陽電池素子１
００の反射層２と集光反射素子２００の反射層９との間
で多重反射される。従って、上記光電変換層４，５に照
射される光量が増大して、発電効率が高くなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜太陽電池及び
集光反射素子に関する。
集光反射素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、薄膜太陽電池としては、ＰＮ接合
による光電変換を行う薄膜多結晶Ｓｉ太陽電池や、ＰＩ
Ｎ接合による光電変換を行う非晶質Ｓｉ太陽電池があ
る。
による光電変換を行う薄膜多結晶Ｓｉ太陽電池や、ＰＩ
Ｎ接合による光電変換を行う非晶質Ｓｉ太陽電池があ
る。
【０００３】上記薄膜多結晶Ｓｉ太陽電池は、図１３に
示すように、支持体を兼ねた基板１３１上に、光反射効
果を有する電極金属層１３２、一つの伝導型の不純物を
高濃度にドーピングした多結晶Ｓｉ薄膜半導体層１３
３、上記多結晶Ｓｉ薄膜半導体層１３３と同じ伝導型の
不純物をわずかにドーピングした多結晶Ｓｉ薄膜半導体
層１３４、上記多結晶Ｓｉ薄膜半導体層１３３，１３４
と反対の伝導型の不純物を高濃度にドーピングした多結
晶Ｓｉ薄膜半導体層１３５、電流を取り出すための集電
電極１３６、及び、効率的に光を取り込むための反射防
止層１３７から構成されている。上記不純物を高濃度に
ドーピングした多結晶Ｓｉ薄膜半導体層１３３は、上記
電極金属層１３２と、不純物をわずかにドーピングした
多結晶Ｓｉ薄膜半導体層１３４との電気的接続を良好に
する役目をする。
示すように、支持体を兼ねた基板１３１上に、光反射効
果を有する電極金属層１３２、一つの伝導型の不純物を
高濃度にドーピングした多結晶Ｓｉ薄膜半導体層１３
３、上記多結晶Ｓｉ薄膜半導体層１３３と同じ伝導型の
不純物をわずかにドーピングした多結晶Ｓｉ薄膜半導体
層１３４、上記多結晶Ｓｉ薄膜半導体層１３３，１３４
と反対の伝導型の不純物を高濃度にドーピングした多結
晶Ｓｉ薄膜半導体層１３５、電流を取り出すための集電
電極１３６、及び、効率的に光を取り込むための反射防
止層１３７から構成されている。上記不純物を高濃度に
ドーピングした多結晶Ｓｉ薄膜半導体層１３３は、上記
電極金属層１３２と、不純物をわずかにドーピングした
多結晶Ｓｉ薄膜半導体層１３４との電気的接続を良好に
する役目をする。
【０００４】また、上記非晶質Ｓｉ太陽電池は、図１４
に示すように、支持体を兼ねた基板１４１上に、光反射
効果を有する電極金属層１４２、ｎ型不純物がドーピン
グされた非晶質半導体からなるｎ層１４３、非晶質半導
体からなり真性半導体であるｉ層１４４、ｐ型不純物が
ドーピングされた非晶質半導体からなるｐ層１４５、電
流を取り出すための集電電極１４６、及び、効率的に光
を取り込むための反射防止層１４７から構成されてい
る。
に示すように、支持体を兼ねた基板１４１上に、光反射
効果を有する電極金属層１４２、ｎ型不純物がドーピン
グされた非晶質半導体からなるｎ層１４３、非晶質半導
体からなり真性半導体であるｉ層１４４、ｐ型不純物が
ドーピングされた非晶質半導体からなるｐ層１４５、電
流を取り出すための集電電極１４６、及び、効率的に光
を取り込むための反射防止層１４７から構成されてい
る。
【０００５】また、発電効率を上げるため、図１３に示
す多結晶半導体で構成したＰＮ接合と、図１４に示す非
晶質半導体で構成したＰＩＮ接合とを積層したタンデム
構造薄膜太陽電池が提案されている。
す多結晶半導体で構成したＰＮ接合と、図１４に示す非
晶質半導体で構成したＰＩＮ接合とを積層したタンデム
構造薄膜太陽電池が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図１３及び図１４に示
す薄膜太陽電池においては、表面反射を極力抑えること
を目的として、光入射面に反射防止層１３７，１４７を
設けているが、表面反射を完全に零とすることは困難で
ある。また、上記反射防止層１３７，１４７は、一般
に、波長依存性を有しており、設計波長中心から光波長
がずれることにより、表面反射が増大してしまうという
問題がある。比較的広い波長の光を光電変換に利用する
タンデム構造薄膜太陽電池においては、その悪影響は、
さらに大きなものとなる。また、電流を取り出すため、
光入射側に設けられた集電電極１３６，１４６は、確実
に発電効率の低下をもたらすこととなる。
す薄膜太陽電池においては、表面反射を極力抑えること
を目的として、光入射面に反射防止層１３７，１４７を
設けているが、表面反射を完全に零とすることは困難で
ある。また、上記反射防止層１３７，１４７は、一般
に、波長依存性を有しており、設計波長中心から光波長
がずれることにより、表面反射が増大してしまうという
問題がある。比較的広い波長の光を光電変換に利用する
タンデム構造薄膜太陽電池においては、その悪影響は、
さらに大きなものとなる。また、電流を取り出すため、
光入射側に設けられた集電電極１３６，１４６は、確実
に発電効率の低下をもたらすこととなる。
【０００７】さらに、光を吸収して電荷を発生させ、発
電を行う多結晶Ｓｉ半導体層１３４は、入射した光を吸
収するために十分な膜厚が必要であるが、あまり厚くな
ると、電荷の走行距離が増大し、外部に取り出すことの
できる電流が減少する。また、多結晶Ｓｉ半導体層の膜
厚増加は、製造時間の増加、及び、材料使用量の増加に
つながり、コスト低減が困難となる。
電を行う多結晶Ｓｉ半導体層１３４は、入射した光を吸
収するために十分な膜厚が必要であるが、あまり厚くな
ると、電荷の走行距離が増大し、外部に取り出すことの
できる電流が減少する。また、多結晶Ｓｉ半導体層の膜
厚増加は、製造時間の増加、及び、材料使用量の増加に
つながり、コスト低減が困難となる。
【０００８】そこで、本発明の課題は、表面反射光があ
っても、光電変換層に入射される光量を減少させないよ
うにして、光利用効率を高めて、発電効率を高くするこ
とができる薄膜太陽電池及び集光反射素子を提供するこ
とにある。
っても、光電変換層に入射される光量を減少させないよ
うにして、光利用効率を高めて、発電効率を高くするこ
とができる薄膜太陽電池及び集光反射素子を提供するこ
とにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の薄膜太陽電池は、光電変換層を有する薄膜
太陽電池素子と、透明基板上に、光透過孔群を有する反
射層と、上記光透過孔群に入射光を集光する集光レンズ
群とを順次設けた集光反射素子とを備え、上記薄膜太陽
電池素子の光入射面に、上記集光反射素子の透明基板側
が対向させられて、上記薄膜太陽電池素子に集光反射素
子が取り付けられていることを特徴としている。
め、本発明の薄膜太陽電池は、光電変換層を有する薄膜
太陽電池素子と、透明基板上に、光透過孔群を有する反
射層と、上記光透過孔群に入射光を集光する集光レンズ
群とを順次設けた集光反射素子とを備え、上記薄膜太陽
電池素子の光入射面に、上記集光反射素子の透明基板側
が対向させられて、上記薄膜太陽電池素子に集光反射素
子が取り付けられていることを特徴としている。
【００１０】上記構成によれば、入射光は、上記集光反
射素子の集光レンズ群によって、反射層の光透過孔群の
各光透過孔に集光される。そして、上記反射層の光透過
孔から入射した光は、上記透明基板を通り、さらに、上
記薄膜太陽電池素子に入射面から入射して、上記薄膜太
陽電池素子の光電変換層と上記集光反射素子の反射層と
の間で多重反射される。従って、上記光電変換層に照射
される光量が増大して、発電効率が高くなる。なお、薄
膜太陽電池素子に、反射層を設けて、この反射層と入射
面との間に光電変換層を配置するようにすれば、太陽電
池素子の反射層と集光反射素子の反射層との間の多重反
射で、一層光を有効に利用して発電効率を高めることが
できる。
射素子の集光レンズ群によって、反射層の光透過孔群の
各光透過孔に集光される。そして、上記反射層の光透過
孔から入射した光は、上記透明基板を通り、さらに、上
記薄膜太陽電池素子に入射面から入射して、上記薄膜太
陽電池素子の光電変換層と上記集光反射素子の反射層と
の間で多重反射される。従って、上記光電変換層に照射
される光量が増大して、発電効率が高くなる。なお、薄
膜太陽電池素子に、反射層を設けて、この反射層と入射
面との間に光電変換層を配置するようにすれば、太陽電
池素子の反射層と集光反射素子の反射層との間の多重反
射で、一層光を有効に利用して発電効率を高めることが
できる。
【００１１】１実施の形態では、上記集光反射素子の光
透過孔が円形状ピンホールであり、かつ、上記集光レン
ズが半球状集光レンズである。
透過孔が円形状ピンホールであり、かつ、上記集光レン
ズが半球状集光レンズである。
【００１２】上記実施の形態によれば、上記半球状集光
レンズによって、入射光が、効率良く、上記円形状ピン
ホールに集光される。従って、発電効率を高くすること
ができる。
レンズによって、入射光が、効率良く、上記円形状ピン
ホールに集光される。従って、発電効率を高くすること
ができる。
【００１３】また、１実施の形態では、上記集光反射素
子の光透過孔が直線状スリットであり、かつ、上記集光
レンズがシリンドリカル状集光レンズである。
子の光透過孔が直線状スリットであり、かつ、上記集光
レンズがシリンドリカル状集光レンズである。
【００１４】上記実施の形態によれば、上記シリンドリ
カル状集光レンズによって、入射光が、効率良く、上記
直線状スリットに集光される。従って、発電効率を高く
することができる。
カル状集光レンズによって、入射光が、効率良く、上記
直線状スリットに集光される。従って、発電効率を高く
することができる。
【００１５】また、１実施の形態では、上記集光レンズ
が紫外線硬化樹脂により形成されている。
が紫外線硬化樹脂により形成されている。
【００１６】上記実施の形態によれば、上記集光レンズ
が紫外線硬化樹脂からなるので、２Ｐ法（光重合法：Ph
oto Polymerization）等の簡略な方法で集光レンズ群を
一括形成することが可能となり、薄膜太陽電池の低コス
ト化を実現することができる。
が紫外線硬化樹脂からなるので、２Ｐ法（光重合法：Ph
oto Polymerization）等の簡略な方法で集光レンズ群を
一括形成することが可能となり、薄膜太陽電池の低コス
ト化を実現することができる。
【００１７】また、１実施の形態では、上記薄膜太陽電
池素子と上記集光反射素子とが、スペーサーを介して機
械的に固定されている。
池素子と上記集光反射素子とが、スペーサーを介して機
械的に固定されている。
【００１８】上記実施の形態によれば、上記薄膜太陽電
池素子に上記集光反射素子を簡単に取り付けることがで
きる。また、上記薄膜太陽電池素子と上記集光反射素子
とを簡単に分離して、それらの交換等をすることができ
る。また、上記薄膜太陽電池素子を上記集光反射素子で
保護して、薄膜太陽電池の信頼性を向上することができ
る。
池素子に上記集光反射素子を簡単に取り付けることがで
きる。また、上記薄膜太陽電池素子と上記集光反射素子
とを簡単に分離して、それらの交換等をすることができ
る。また、上記薄膜太陽電池素子を上記集光反射素子で
保護して、薄膜太陽電池の信頼性を向上することができ
る。
【００１９】また、１実施の形態では、上記薄膜太陽電
池素子と上記集光反射素子とが、接着剤により固定され
ている。
池素子と上記集光反射素子とが、接着剤により固定され
ている。
【００２０】上記実施の形態によれば、上記薄膜太陽電
池素子に上記集光反射素子を簡単にかつ強固に固定でき
て、耐環境性に優れた信頼性の高い薄膜太陽電池を得る
ことができる。
池素子に上記集光反射素子を簡単にかつ強固に固定でき
て、耐環境性に優れた信頼性の高い薄膜太陽電池を得る
ことができる。
【００２１】本発明の集光反射素子は、透明基板上に、
光透過孔群を有する反射層と、上記光透過孔群に入射光
を集光する集光レンズ群とを順次設けてなることを特徴
としている。
光透過孔群を有する反射層と、上記光透過孔群に入射光
を集光する集光レンズ群とを順次設けてなることを特徴
としている。
【００２２】上記構成の集光反射素子を、従来の反射層
を有する薄膜太陽電池に取り付けると、本発明の薄膜太
陽電池を構成することが可能で、従来の薄膜太陽電池の
発電効率を容易に改善することができる。
を有する薄膜太陽電池に取り付けると、本発明の薄膜太
陽電池を構成することが可能で、従来の薄膜太陽電池の
発電効率を容易に改善することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の薄膜太陽電池を図
面を参照しながら詳細に説明する。
面を参照しながら詳細に説明する。
【００２４】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１の薄膜太陽電池の断面概略図を示しており、図２
は、上記薄膜太陽電池を光入射側から見た平面図を示し
ている。
形態１の薄膜太陽電池の断面概略図を示しており、図２
は、上記薄膜太陽電池を光入射側から見た平面図を示し
ている。
【００２５】上記薄膜太陽電池は、薄膜太陽電池素子１
００と集光反射素子２００とからなる。
００と集光反射素子２００とからなる。
【００２６】上記薄膜太陽電池素子１００は、支持体を
兼ねた基板１上に、反射層の一例としての光反射効果を
有する電極金属層２、一つの伝導型の不純物を高濃度に
ドーピングした多結晶Ｓｉ薄膜半導体層３、上記多結晶
Ｓｉ薄膜半導体層３と同じ型の不純物をわずかにドーピ
ングした多結晶Ｓｉ薄膜半導体層４、上記多結晶Ｓｉ薄
膜半導体層３，４と反対の伝導型の不純物を高濃度にド
ーピングした多結晶Ｓｉ薄膜半導体層５、電流を取り出
すための集電電極６、及び、効率的に光を取り込むため
の反射防止層７からなる。
兼ねた基板１上に、反射層の一例としての光反射効果を
有する電極金属層２、一つの伝導型の不純物を高濃度に
ドーピングした多結晶Ｓｉ薄膜半導体層３、上記多結晶
Ｓｉ薄膜半導体層３と同じ型の不純物をわずかにドーピ
ングした多結晶Ｓｉ薄膜半導体層４、上記多結晶Ｓｉ薄
膜半導体層３，４と反対の伝導型の不純物を高濃度にド
ーピングした多結晶Ｓｉ薄膜半導体層５、電流を取り出
すための集電電極６、及び、効率的に光を取り込むため
の反射防止層７からなる。
【００２７】上記多結晶Ｓｉ薄膜半導体層４，５は、光
電変換層の一例である。また、上記不純物を高濃度にド
ーピングした多結晶Ｓｉ薄膜半導体層３は、上記電極金
属層２と、不純物をわずかにドーピングした多結晶Ｓｉ
薄膜半導体層４との電気的接続を良好にする。
電変換層の一例である。また、上記不純物を高濃度にド
ーピングした多結晶Ｓｉ薄膜半導体層３は、上記電極金
属層２と、不純物をわずかにドーピングした多結晶Ｓｉ
薄膜半導体層４との電気的接続を良好にする。
【００２８】一方、上記集光反射素子２００は、透明基
板８上に、透過孔群の一例としての円形状ピンホール群
１０を有する反射層９と、円形状ピンホール群１０に入
射光１２を集光する半球状集光レンズ群１１とを順次形
成してなる。
板８上に、透過孔群の一例としての円形状ピンホール群
１０を有する反射層９と、円形状ピンホール群１０に入
射光１２を集光する半球状集光レンズ群１１とを順次形
成してなる。
【００２９】上記各半球状集光レンズ１１の中心は、上
記反射層９の円形状ピンホール１０の中心と略重なるよ
うにして、この半球状集光レンズ１１によって、入射光
が、反射層９の円形状ピンホール１０に効率良く集光さ
れるようにしている。
記反射層９の円形状ピンホール１０の中心と略重なるよ
うにして、この半球状集光レンズ１１によって、入射光
が、反射層９の円形状ピンホール１０に効率良く集光さ
れるようにしている。
【００３０】上記半球状集光レンズ群１１は、図１，２
に示すように、集光反射素子２００への入射光１２をで
きるだけ多く取り込むことが可能となるように、透明基
板８上に最密状態で配列している。すなわち、横方向に
並んだ複数の半球状集光レンズ１１からなる行は、隣り
合う上下の行で、半球状集光レンズ１１の配列ピッチは
半ピッチずらせて、各１つの半球状集光レンズ１１の周
りに６個の半球状集光レンズ１１が接するようにしてい
る。
に示すように、集光反射素子２００への入射光１２をで
きるだけ多く取り込むことが可能となるように、透明基
板８上に最密状態で配列している。すなわち、横方向に
並んだ複数の半球状集光レンズ１１からなる行は、隣り
合う上下の行で、半球状集光レンズ１１の配列ピッチは
半ピッチずらせて、各１つの半球状集光レンズ１１の周
りに６個の半球状集光レンズ１１が接するようにしてい
る。
【００３１】上記構成の薄膜太陽電池に太陽光等の光が
照射されると、図１に示すように、入射光１２は、集光
反射素子２００の半球状集光レンズ群１１により、反射
層９上に形成された円形状ピンホール群１０へと集光さ
れて、透明基板８を通過した後、薄膜太陽電池素子１０
０へと入射する。上記薄膜太陽電池素子１００に入射し
た光は、反射防止層７、多結晶Ｓｉ薄膜半導体層５，
４，３を透過し、反射層としての電極金属層２により反
射されて、再度、多結晶Ｓｉ薄膜半導体層５，４，３を
通過する。これにより、光電変換層としての多結晶Ｓｉ
薄膜半導体層５，４における光吸収効率が高められてい
る。
照射されると、図１に示すように、入射光１２は、集光
反射素子２００の半球状集光レンズ群１１により、反射
層９上に形成された円形状ピンホール群１０へと集光さ
れて、透明基板８を通過した後、薄膜太陽電池素子１０
０へと入射する。上記薄膜太陽電池素子１００に入射し
た光は、反射防止層７、多結晶Ｓｉ薄膜半導体層５，
４，３を透過し、反射層としての電極金属層２により反
射されて、再度、多結晶Ｓｉ薄膜半導体層５，４，３を
通過する。これにより、光電変換層としての多結晶Ｓｉ
薄膜半導体層５，４における光吸収効率が高められてい
る。
【００３２】上記薄膜太陽電池は、反射防止層７、集電
電極６、及び、多結晶Ｓｉ薄膜半導体層５の表面で反射
された光が、反射層９により反射され、再度、多結晶Ｓ
ｉ薄膜半導体層５，４，３を通過する。このように、円
形状ピンホール群１０から入射した光が、反射層９と薄
膜太陽電池素子１００の反射層２との間で多重反射する
ことにより、さらに高い光吸収効率が実現される。ま
た、このように、円形状ピンホール群１０から入射した
光が多重反射するから、多結晶Ｓｉ薄膜半導体層４，５
を薄くした場合においても、入射した光が十分に吸収さ
れ、かつ、電荷の走行距離が短くなって、外部に取り出
すことが可能な電流を大きくすることができる。
電極６、及び、多結晶Ｓｉ薄膜半導体層５の表面で反射
された光が、反射層９により反射され、再度、多結晶Ｓ
ｉ薄膜半導体層５，４，３を通過する。このように、円
形状ピンホール群１０から入射した光が、反射層９と薄
膜太陽電池素子１００の反射層２との間で多重反射する
ことにより、さらに高い光吸収効率が実現される。ま
た、このように、円形状ピンホール群１０から入射した
光が多重反射するから、多結晶Ｓｉ薄膜半導体層４，５
を薄くした場合においても、入射した光が十分に吸収さ
れ、かつ、電荷の走行距離が短くなって、外部に取り出
すことが可能な電流を大きくすることができる。
【００３３】また、上記集光反射素子２００は、図１，
２に示すように、半球状集光レンズ群１１を透明基板８
上に最密状態となるように配列しているので、発電効率
を高めることができる。図１，２において、半球状集光
レンズ群１１が存在しない領域１３においては、入射光
１２が反射層９により反射されて、発電に寄与しない。
しかし、この集光反射素子２００では、半球状集光レン
ズ群１１を透明基板８上に最密状態となるように配列し
ているので、入射光１２が反射層９により反射される領
域１３が狭くなって、発電効率の高い薄膜太陽電池素を
実現することができる。もっとも、発電効率が低くなる
が、半球状集光レンズ群１１を縦横に同じ位相で整然と
配列することも可能である。
２に示すように、半球状集光レンズ群１１を透明基板８
上に最密状態となるように配列しているので、発電効率
を高めることができる。図１，２において、半球状集光
レンズ群１１が存在しない領域１３においては、入射光
１２が反射層９により反射されて、発電に寄与しない。
しかし、この集光反射素子２００では、半球状集光レン
ズ群１１を透明基板８上に最密状態となるように配列し
ているので、入射光１２が反射層９により反射される領
域１３が狭くなって、発電効率の高い薄膜太陽電池素を
実現することができる。もっとも、発電効率が低くなる
が、半球状集光レンズ群１１を縦横に同じ位相で整然と
配列することも可能である。
【００３４】図１においては、薄膜太陽電池素子１００
として、図１３に示すような多結晶Ｓｉ半導体層を用い
た場合について説明を行っているが、図１４に示すよう
な非晶質Ｓｉ半導体層を用いた薄膜太陽電池素子、ある
いは、多結晶Ｓｉ半導体層と非晶質Ｓｉ半導体層との両
方を用いたタンデム構造の薄膜太陽電池素子の場合にお
いても、同様な多重反射を実現して、光吸収効率を高め
ることができる。
として、図１３に示すような多結晶Ｓｉ半導体層を用い
た場合について説明を行っているが、図１４に示すよう
な非晶質Ｓｉ半導体層を用いた薄膜太陽電池素子、ある
いは、多結晶Ｓｉ半導体層と非晶質Ｓｉ半導体層との両
方を用いたタンデム構造の薄膜太陽電池素子の場合にお
いても、同様な多重反射を実現して、光吸収効率を高め
ることができる。
【００３５】次に、図３から図９を参照して、図１に示
す薄膜太陽電池の反射集光素子の製造方法を説明する。
す薄膜太陽電池の反射集光素子の製造方法を説明する。
【００３６】まず、図３に示すように、透明ガラス基板
８上に、膜厚１００ｎｍのＡｌ０. ９５Ｔｉ０.０５から
なる反射層９をスパッタリングにより形成した。本実施
の形態１においては、基板としてガラスを採用したが、
ポリカーボネート樹脂等の透明樹脂基板を用いることに
より、低コスト化を実現することも可能である。このよ
うに、上記反射層９としてＡｌＴｉスパッタ膜を用いた
が、反射率の高い金属膜であれば良く、ＡｌＴｉ以外
に、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｔｉ等の金属膜、及び、それら
の金属で構成される合金膜を用いることができる。ま
た、上記反射層９の膜厚は、光がほぼ完全に反射される
４０ｎｍ以上であることが望ましい。しかし、上記反射
層９が厚くなり過ぎると、成膜時間の増加や材料コスト
の増加を招くため、１５０ｎｍ以下であることが望まし
い。
８上に、膜厚１００ｎｍのＡｌ０. ９５Ｔｉ０.０５から
なる反射層９をスパッタリングにより形成した。本実施
の形態１においては、基板としてガラスを採用したが、
ポリカーボネート樹脂等の透明樹脂基板を用いることに
より、低コスト化を実現することも可能である。このよ
うに、上記反射層９としてＡｌＴｉスパッタ膜を用いた
が、反射率の高い金属膜であれば良く、ＡｌＴｉ以外
に、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｔｉ等の金属膜、及び、それら
の金属で構成される合金膜を用いることができる。ま
た、上記反射層９の膜厚は、光がほぼ完全に反射される
４０ｎｍ以上であることが望ましい。しかし、上記反射
層９が厚くなり過ぎると、成膜時間の増加や材料コスト
の増加を招くため、１５０ｎｍ以下であることが望まし
い。
【００３７】次に、図４に示すように、フォトプロセス
により、円形状ピンホール群１０に対応する領域１５の
フォトレジストが除去されたフォトレジストパターン１
４を反射層９上に形成した。このフォトレジストパター
ン１４における円形状ピンホール群１０に対応する領域
１５の直径は０.５ｍｍであった。ここでは、フォトプ
ロセスによりフォトレジストパターン１４を形成した
が、スクリーン印刷技術を用いて、フォトレジストパタ
ーン１４に対応する樹脂パターンを形成することによ
り、低コスト化を実現することが可能である。
により、円形状ピンホール群１０に対応する領域１５の
フォトレジストが除去されたフォトレジストパターン１
４を反射層９上に形成した。このフォトレジストパター
ン１４における円形状ピンホール群１０に対応する領域
１５の直径は０.５ｍｍであった。ここでは、フォトプ
ロセスによりフォトレジストパターン１４を形成した
が、スクリーン印刷技術を用いて、フォトレジストパタ
ーン１４に対応する樹脂パターンを形成することによ
り、低コスト化を実現することが可能である。
【００３８】次に、図５に示すように、上記フォトレジ
ストパターン１４をマスクとして、希硝酸を用いて、反
射層９のウエットエッチングを行い、円形状ピンホール
群１０を形成した。
ストパターン１４をマスクとして、希硝酸を用いて、反
射層９のウエットエッチングを行い、円形状ピンホール
群１０を形成した。
【００３９】次に、図６に示すように、透明ガラス基板
８を侵食しないアセトン溶剤を用いて、フォトレジスト
パターン１４を除去して、透明ガラス基板８上に、円形
状ピンホール群１０を有する反射層９を作成した。
８を侵食しないアセトン溶剤を用いて、フォトレジスト
パターン１４を除去して、透明ガラス基板８上に、円形
状ピンホール群１０を有する反射層９を作成した。
【００４０】次に、図７に示すように、半球状集光レン
ズ群１１に対応した窪み１６が形成された透明ガラスス
タンパ１７に未硬化状態の紫外線硬化樹脂１８を満た
し、半球状集光レンズ群１１の各半球状集光レンズ１１
の中心位置と各円形状ピンホール１０の中心位置とが一
致するように、半球状集光レンズ群１１と透明ガラスス
タンパ１７とを位置合わせする。その後、図８に示すよ
うに、透明ガラススタンパ１７と透明ガラス基板８とを
密着させ、透明ガラススタンパ１７越しに紫外線硬化樹
脂１８に紫外線光１９を照射して、紫外線硬化樹脂１８
を硬化した後、その紫外線硬化樹脂１８（半球状集光レ
ンズ群１１）かれ透明ガラススタンパ１７を剥離するこ
とにより、図９に示すように、半球状集光レンズ群１１
と、円形状ピンホール群１０を有する反射層９とを有す
る集光反射素子２００が完成する。ここで作製した実施
の形態１の半球状集光レンズ群１１の直径は１０ｍｍで
あった。
ズ群１１に対応した窪み１６が形成された透明ガラスス
タンパ１７に未硬化状態の紫外線硬化樹脂１８を満た
し、半球状集光レンズ群１１の各半球状集光レンズ１１
の中心位置と各円形状ピンホール１０の中心位置とが一
致するように、半球状集光レンズ群１１と透明ガラスス
タンパ１７とを位置合わせする。その後、図８に示すよ
うに、透明ガラススタンパ１７と透明ガラス基板８とを
密着させ、透明ガラススタンパ１７越しに紫外線硬化樹
脂１８に紫外線光１９を照射して、紫外線硬化樹脂１８
を硬化した後、その紫外線硬化樹脂１８（半球状集光レ
ンズ群１１）かれ透明ガラススタンパ１７を剥離するこ
とにより、図９に示すように、半球状集光レンズ群１１
と、円形状ピンホール群１０を有する反射層９とを有す
る集光反射素子２００が完成する。ここで作製した実施
の形態１の半球状集光レンズ群１１の直径は１０ｍｍで
あった。
【００４１】一方、図１に示す薄膜太陽電池素子１００
は、従来と同様な方法により、次のようにして、作製し
た。すなわち、支持体を兼ねたステンレス基板１上に、
反射層の一例としての光反射効果を有する膜厚１００ｎ
ｍのＡｌ０.９５Ｔｉ０.０５電極金属層２をスパッタリ
ングにより形成した後、電極金属層２と多結晶Ｓｉ薄膜
半導体層４との電気的接触を良好にするために設けた一
つの伝導型の不純物を高濃度にドーピングした多結晶Ｓ
ｉ薄膜半導体層３、多結晶Ｓｉ薄膜半導体層３と同じ型
の不純物をわずかにドーピングした多結晶Ｓｉ薄膜半導
体層４、多結晶Ｓｉ薄膜半導体層３、４と反対の伝導型
の不純物を高濃度にドーピングした多結晶Ｓｉ薄膜半導
体層５をプラズマＣＶＤ（化学的気相成長）装置により
順次形成した。
は、従来と同様な方法により、次のようにして、作製し
た。すなわち、支持体を兼ねたステンレス基板１上に、
反射層の一例としての光反射効果を有する膜厚１００ｎ
ｍのＡｌ０.９５Ｔｉ０.０５電極金属層２をスパッタリ
ングにより形成した後、電極金属層２と多結晶Ｓｉ薄膜
半導体層４との電気的接触を良好にするために設けた一
つの伝導型の不純物を高濃度にドーピングした多結晶Ｓ
ｉ薄膜半導体層３、多結晶Ｓｉ薄膜半導体層３と同じ型
の不純物をわずかにドーピングした多結晶Ｓｉ薄膜半導
体層４、多結晶Ｓｉ薄膜半導体層３、４と反対の伝導型
の不純物を高濃度にドーピングした多結晶Ｓｉ薄膜半導
体層５をプラズマＣＶＤ（化学的気相成長）装置により
順次形成した。
【００４２】より詳しくは、上記多結晶Ｓｉ薄膜半導体
層３は、基板温度２５０℃の条件で、ＳｉＨ４ガス、Ｈ
２ガス、ＰＨ３ガスの混合比を最適化した混合ガスをＣ
ＶＤ装置に導入し、ガス圧２０Ｐａとして、１００Ｗの
高周波電力を投入することにより形成した。電極金属層
２上には、Ｐが高濃度にドープされた膜厚３０ｎｍの多
結晶Ｓｉ薄膜半導体膜３を堆積した。
層３は、基板温度２５０℃の条件で、ＳｉＨ４ガス、Ｈ
２ガス、ＰＨ３ガスの混合比を最適化した混合ガスをＣ
ＶＤ装置に導入し、ガス圧２０Ｐａとして、１００Ｗの
高周波電力を投入することにより形成した。電極金属層
２上には、Ｐが高濃度にドープされた膜厚３０ｎｍの多
結晶Ｓｉ薄膜半導体膜３を堆積した。
【００４３】次に、上記多結晶Ｓｉ薄膜半導体層４は、
基板温度５５０℃の条件で、ＳｉＨ ４ガス、Ｈ２ガス、
ＰＨ３ガスの混合比を最適化した混合ガスをＣＶＤ装置
に導入し、ガス圧５０Ｐａとして、３５０Ｗの高周波電
力を投入することにより形成した。上記多結晶Ｓｉ薄膜
半導体層３上には、Ｐがわずかにドーピングされた膜厚
４０ｎｍの多結晶Ｓｉ薄膜半導体層４を堆積した。
基板温度５５０℃の条件で、ＳｉＨ ４ガス、Ｈ２ガス、
ＰＨ３ガスの混合比を最適化した混合ガスをＣＶＤ装置
に導入し、ガス圧５０Ｐａとして、３５０Ｗの高周波電
力を投入することにより形成した。上記多結晶Ｓｉ薄膜
半導体層３上には、Ｐがわずかにドーピングされた膜厚
４０ｎｍの多結晶Ｓｉ薄膜半導体層４を堆積した。
【００４４】上記多結晶Ｓｉ薄膜半導体膜４は、光を吸
収し、電荷を発生させ、発電を行う層であり、十分に光
を吸収させるため、通常その厚さを１０００ｎｍ以上５
００００ｎｍ以下に設定されるが、本実施の形態１にお
いては、円形状ピンホール１０から入射光が多重反射す
るため、多結晶Ｓｉ薄膜半導体層４を薄くすることが可
能であり、その膜厚を１００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下
にすることが望ましい。
収し、電荷を発生させ、発電を行う層であり、十分に光
を吸収させるため、通常その厚さを１０００ｎｍ以上５
００００ｎｍ以下に設定されるが、本実施の形態１にお
いては、円形状ピンホール１０から入射光が多重反射す
るため、多結晶Ｓｉ薄膜半導体層４を薄くすることが可
能であり、その膜厚を１００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下
にすることが望ましい。
【００４５】次に、上記多結晶Ｓｉ薄膜半導体層４上
に、Ｂがドーピングされた膜厚１５ｎｍのｐ型の多結晶
Ｓｉ薄膜半導体膜５を堆積した。上記多結晶Ｓｉ薄膜半
導体層５は、基板温度３５０℃の条件で、ＳｉＨ４ガ
ス、Ｈ２ガス、ＢＦ３ガスの混合比を最適化した混合ガ
スをＣＶＤ装置に導入し、ガス圧５０Ｐａとして、１０
０Ｗの高周波電力を投入することにより形成した。
に、Ｂがドーピングされた膜厚１５ｎｍのｐ型の多結晶
Ｓｉ薄膜半導体膜５を堆積した。上記多結晶Ｓｉ薄膜半
導体層５は、基板温度３５０℃の条件で、ＳｉＨ４ガ
ス、Ｈ２ガス、ＢＦ３ガスの混合比を最適化した混合ガ
スをＣＶＤ装置に導入し、ガス圧５０Ｐａとして、１０
０Ｗの高周波電力を投入することにより形成した。
【００４６】次に、ＰＮ接合を形成する上記多結晶Ｓｉ
薄膜半導体層４，５を有する基板１を、図示しないスパ
ッタリング装置に取り付け、マスクを基板１の半導体層
側表面に装着した状態で、ＡｌＴｉ合金ターゲットを用
いて膜厚１００ｎｍのＡｌ０ .９５Ｔｉ０.０５からなる
幅０.１ｍｍ、間隔５ｍｍのくし型集電電極６を形成し
た。
薄膜半導体層４，５を有する基板１を、図示しないスパ
ッタリング装置に取り付け、マスクを基板１の半導体層
側表面に装着した状態で、ＡｌＴｉ合金ターゲットを用
いて膜厚１００ｎｍのＡｌ０ .９５Ｔｉ０.０５からなる
幅０.１ｍｍ、間隔５ｍｍのくし型集電電極６を形成し
た。
【００４７】次に、Ｉｎ２Ｏ３ターゲットを用い、酸素
雰囲気中で反応性スパッタリングを行うことにより、多
結晶Ｓｉ薄膜半導体膜５及びくし型集電電極６上に、膜
厚６５ｎｍの反射防止層７を形成した。
雰囲気中で反応性スパッタリングを行うことにより、多
結晶Ｓｉ薄膜半導体膜５及びくし型集電電極６上に、膜
厚６５ｎｍの反射防止層７を形成した。
【００４８】以上のようにして作製した集光反射素子２
００と薄膜太陽電池素子１００とを、図１０に示すよう
に、弾性を有するウレタン系樹脂製スペーサー２０を介
して、固定金具２１により機械的に固定し、実施の形態
１の薄膜太陽電池を完成した。
００と薄膜太陽電池素子１００とを、図１０に示すよう
に、弾性を有するウレタン系樹脂製スペーサー２０を介
して、固定金具２１により機械的に固定し、実施の形態
１の薄膜太陽電池を完成した。
【００４９】また、上記薄膜太陽電池素子１００におい
て、多結晶Ｓｉ薄膜半導体膜４を、膜厚が従来と同じ１
００００ｎｍである多結晶Ｓｉ薄膜半導体膜（図示せ
ず）に置き換えた比較用薄膜太陽電池を作製した。
て、多結晶Ｓｉ薄膜半導体膜４を、膜厚が従来と同じ１
００００ｎｍである多結晶Ｓｉ薄膜半導体膜（図示せ
ず）に置き換えた比較用薄膜太陽電池を作製した。
【００５０】上記実施の形態１の薄膜太陽電池と比較用
薄膜太陽電池とに対して、ＡＭ１.５シミュレーターで
１００ｍＷ／ｃｍ２の光を照射し、Ｉ−Ｖ特性を測定し
たところ、実施の形態１の薄膜太陽電池は、比較用薄膜
太陽電池に比べて、開放電圧が１５％程度小さく、短絡
電流が５０％程度大きくなっていることが確認された。
従って、実施の形態１の薄膜太陽電池は、従来例と同じ
比較用薄膜太陽電池に比べて、光電変換効率が２８％程
度高くなっていることが分った。
薄膜太陽電池とに対して、ＡＭ１.５シミュレーターで
１００ｍＷ／ｃｍ２の光を照射し、Ｉ−Ｖ特性を測定し
たところ、実施の形態１の薄膜太陽電池は、比較用薄膜
太陽電池に比べて、開放電圧が１５％程度小さく、短絡
電流が５０％程度大きくなっていることが確認された。
従って、実施の形態１の薄膜太陽電池は、従来例と同じ
比較用薄膜太陽電池に比べて、光電変換効率が２８％程
度高くなっていることが分った。
【００５１】本実施の形態１においては、多結晶Ｓｉ薄
膜半導体層４，５からなる光電変換層が一組のみ形成さ
れた薄膜太陽電池について記載しているが、本発明にお
いては、多重反射により光の利用効率が改善されている
ため、多結晶Ｓｉ薄膜半導体層４，５を薄くすることが
可能である。従って、これらの多結晶Ｓｉ薄膜半導体層
４，５からなる光電変換層を複数組積み重ねタンデム構
造とすることにより、さらに開放電圧を向上させること
が可能である。
膜半導体層４，５からなる光電変換層が一組のみ形成さ
れた薄膜太陽電池について記載しているが、本発明にお
いては、多重反射により光の利用効率が改善されている
ため、多結晶Ｓｉ薄膜半導体層４，５を薄くすることが
可能である。従って、これらの多結晶Ｓｉ薄膜半導体層
４，５からなる光電変換層を複数組積み重ねタンデム構
造とすることにより、さらに開放電圧を向上させること
が可能である。
【００５２】（実施の形態２）実施の形態２の薄膜太陽
電池は、図１１に示すように、実施の形態１において作
製した集光反射素子２００と薄膜太陽電池素子１００と
を、アクリル系透明接着剤２３により張り合わせてい
る。
電池は、図１１に示すように、実施の形態１において作
製した集光反射素子２００と薄膜太陽電池素子１００と
を、アクリル系透明接着剤２３により張り合わせてい
る。
【００５３】このような構成とすることにより、耐環境
性を改善することができる。
性を改善することができる。
【００５４】実施の形態１及び実施の形態２の薄膜太陽
電池に対して、雰囲気温度８０℃、湿度８０％で２ヶ月
の環境試験を行ったところ、実施の形態１の薄膜太陽電
池においては、ウレタン系樹脂製スペーサー２０の部分
から、高湿度の大気が、集光反射素子２００と薄膜太陽
電池素子１００との間に侵入し、薄膜太陽電池素子１０
０の腐食が始まり、発電効率が２０％低下した。これに
対して、アクリル系透明接着剤２３により張り合わせた
実施の形態２の薄膜太陽電池は、外観上の変化も発電効
率の低下も起こらず、耐環境性に優れていることを確認
した。
電池に対して、雰囲気温度８０℃、湿度８０％で２ヶ月
の環境試験を行ったところ、実施の形態１の薄膜太陽電
池においては、ウレタン系樹脂製スペーサー２０の部分
から、高湿度の大気が、集光反射素子２００と薄膜太陽
電池素子１００との間に侵入し、薄膜太陽電池素子１０
０の腐食が始まり、発電効率が２０％低下した。これに
対して、アクリル系透明接着剤２３により張り合わせた
実施の形態２の薄膜太陽電池は、外観上の変化も発電効
率の低下も起こらず、耐環境性に優れていることを確認
した。
【００５５】（実施の形態３）図１２に実施の形態３の
薄膜太陽電池の斜視断面図を示す。本実施の形態３の薄
膜太陽電池は、薄膜太陽電池素子１００と集光反射素子
３００とからなる。上記薄膜太陽電池素子１００は、実
施の形態１の薄膜太陽電池素子１００と全く同じ構造を
有し、集光反射素子３００のみが実施の形態１の集光反
射素子２００と異なる。
薄膜太陽電池の斜視断面図を示す。本実施の形態３の薄
膜太陽電池は、薄膜太陽電池素子１００と集光反射素子
３００とからなる。上記薄膜太陽電池素子１００は、実
施の形態１の薄膜太陽電池素子１００と全く同じ構造を
有し、集光反射素子３００のみが実施の形態１の集光反
射素子２００と異なる。
【００５６】上記実施の形態１においては、集光反射素
子２００が、透明基板８と、この透明基板８上に形成さ
れた円形状ピンホール群１０を有する反射層９と、この
円形状ピンホール群１０に入射光１２を集光すべく配列
された半球状集光レンズ群１１とで構成されていたが、
実施の形態３の集光反射素子３００は、透明基板８と、
この透明基板８上に形成された直線状に配列された光透
過スリット群２５を有する反射層２４と、この光透過ス
リット群２５に入射光１２を集光すべく配列された集光
シリンドリカルレンズ群２６とで構成されている。
子２００が、透明基板８と、この透明基板８上に形成さ
れた円形状ピンホール群１０を有する反射層９と、この
円形状ピンホール群１０に入射光１２を集光すべく配列
された半球状集光レンズ群１１とで構成されていたが、
実施の形態３の集光反射素子３００は、透明基板８と、
この透明基板８上に形成された直線状に配列された光透
過スリット群２５を有する反射層２４と、この光透過ス
リット群２５に入射光１２を集光すべく配列された集光
シリンドリカルレンズ群２６とで構成されている。
【００５７】この場合も、実施の形態１と同様に、光透
過スリット群２５から入射した光が、薄膜太陽電池素子
１００と反射層２４との間で多重反射されることによ
り、多結晶Ｓｉ薄膜半導体層４における光利用効率が高
くなり、発電効率を高くすることができる。
過スリット群２５から入射した光が、薄膜太陽電池素子
１００と反射層２４との間で多重反射されることによ
り、多結晶Ｓｉ薄膜半導体層４における光利用効率が高
くなり、発電効率を高くすることができる。
【００５８】上記集光反射素子３００は、図３から図９
に示す実施の形態１のプロセスと同様にして作製され
る。そして、この集光反射素子３００と、上記薄膜太陽
電池素子１００とをアクリル系透明接着剤（図示せず）
により張り合わせ、実施の形態３の薄膜太陽電池を作製
した。上記実施の形態３の薄膜太陽電池と比較用薄膜太
陽電池に対して、ＡＭ１.５シミュレーターで１００ｍ
Ｗ／ｃｍ２の光を照射し、Ｉ−Ｖ特性を測定したとこ
ろ、実施の形態３の薄膜太陽電池は、従来例と同じ比較
用薄膜太陽電池に比べて、開放電圧が１６％程度小さ
く、短絡電流が４５％程度大きくなっていることが確認
された。
に示す実施の形態１のプロセスと同様にして作製され
る。そして、この集光反射素子３００と、上記薄膜太陽
電池素子１００とをアクリル系透明接着剤（図示せず）
により張り合わせ、実施の形態３の薄膜太陽電池を作製
した。上記実施の形態３の薄膜太陽電池と比較用薄膜太
陽電池に対して、ＡＭ１.５シミュレーターで１００ｍ
Ｗ／ｃｍ２の光を照射し、Ｉ−Ｖ特性を測定したとこ
ろ、実施の形態３の薄膜太陽電池は、従来例と同じ比較
用薄膜太陽電池に比べて、開放電圧が１６％程度小さ
く、短絡電流が４５％程度大きくなっていることが確認
された。
【００５９】従って、実施の形態３の薄膜太陽電池は、
従来の薄膜太陽電池に比べて、光電変換効率が２２％程
度高くなっていることが分った。
従来の薄膜太陽電池に比べて、光電変換効率が２２％程
度高くなっていることが分った。
【００６０】上記実施の形態１，２，３の集光反射素子
２００，３００は、従来の薄膜太陽電池と簡単に組み合
わせて使用することができて、従来の薄膜太陽電池の発
電効率を改善することができる。
２００，３００は、従来の薄膜太陽電池と簡単に組み合
わせて使用することができて、従来の薄膜太陽電池の発
電効率を改善することができる。
【００６１】
【発明の効果】以上より明らかなように、本発明の薄膜
太陽電池によれば、集光反射素子の集光レンズ群によっ
て集光されて、反射層の光透過孔群から入射した光は、
薄膜太陽電池素子の光電変換層と集光反射素子の反射層
との間で多重反射されて、光電変換層を繰り返し照射す
るので、薄膜太陽電池素子に表面反射があっても、上記
光電変換層に照射される光量が増大して、発電効率が高
くなる。
太陽電池によれば、集光反射素子の集光レンズ群によっ
て集光されて、反射層の光透過孔群から入射した光は、
薄膜太陽電池素子の光電変換層と集光反射素子の反射層
との間で多重反射されて、光電変換層を繰り返し照射す
るので、薄膜太陽電池素子に表面反射があっても、上記
光電変換層に照射される光量が増大して、発電効率が高
くなる。
【００６２】１実施の形態では、上記集光反射素子の光
透過孔が円形状ピンホールであり、かつ、上記集光レン
ズが半球状集光レンズであるので、入射光が、効率良
く、上記円形状ピンホールに集光させられ、従って、発
電効率を高くすることができる。
透過孔が円形状ピンホールであり、かつ、上記集光レン
ズが半球状集光レンズであるので、入射光が、効率良
く、上記円形状ピンホールに集光させられ、従って、発
電効率を高くすることができる。
【００６３】また、１実施の形態では、上記集光反射素
子の光透過孔が直線状スリットであり、かつ、上記集光
レンズがシリンドリカル状集光レンズであるので、入射
光が、効率良く、上記直線状スリットに集光され、従っ
て、発電効率を高くすることができる。
子の光透過孔が直線状スリットであり、かつ、上記集光
レンズがシリンドリカル状集光レンズであるので、入射
光が、効率良く、上記直線状スリットに集光され、従っ
て、発電効率を高くすることができる。
【００６４】また、１実施の形態では、上記集光レンズ
が紫外線硬化樹脂からなるので、２Ｐ法（光重合法：Ph
oto Polymerization）等の簡略な方法で集光レンズ群を
一括形成することが可能となり、薄膜太陽電池の低コス
ト化を実現することができる。
が紫外線硬化樹脂からなるので、２Ｐ法（光重合法：Ph
oto Polymerization）等の簡略な方法で集光レンズ群を
一括形成することが可能となり、薄膜太陽電池の低コス
ト化を実現することができる。
【００６５】また、１実施の形態では、上記薄膜太陽電
池素子と上記集光反射素子とが、スペーサーを介して機
械的に固定されているので、上記薄膜太陽電池素子に上
記集光反射素子を簡単に取り付けることができる。ま
た、上記薄膜太陽電池素子と上記集光反射素子とを簡単
に分離して、それらの交換等をすることができる。ま
た、上記薄膜太陽電池素子を上記集光反射素子で保護し
て、薄膜太陽電池の信頼性を向上することができる。
池素子と上記集光反射素子とが、スペーサーを介して機
械的に固定されているので、上記薄膜太陽電池素子に上
記集光反射素子を簡単に取り付けることができる。ま
た、上記薄膜太陽電池素子と上記集光反射素子とを簡単
に分離して、それらの交換等をすることができる。ま
た、上記薄膜太陽電池素子を上記集光反射素子で保護し
て、薄膜太陽電池の信頼性を向上することができる。
【００６６】また、１実施の形態では、上記薄膜太陽電
池素子と上記集光反射素子とが、接着剤により固定され
ているので、上記薄膜太陽電池素子に上記集光反射素子
を簡単にかつ強固に固定できて、耐環境性に優れて信頼
性の高い薄膜太陽電池を得ることができる。
池素子と上記集光反射素子とが、接着剤により固定され
ているので、上記薄膜太陽電池素子に上記集光反射素子
を簡単にかつ強固に固定できて、耐環境性に優れて信頼
性の高い薄膜太陽電池を得ることができる。
【００６７】本発明の集光反射素子は、透明基板上に、
光透過孔群を有する反射層と、上記光透過孔群に入射光
を集光する集光レンズ群とを順次設けているので、従来
の反射層を有する薄膜太陽電池に取り付けると、従来の
薄膜太陽電池の発電効率を容易に改善することができ
る。
光透過孔群を有する反射層と、上記光透過孔群に入射光
を集光する集光レンズ群とを順次設けているので、従来
の反射層を有する薄膜太陽電池に取り付けると、従来の
薄膜太陽電池の発電効率を容易に改善することができ
る。
【図１】 本発明の実施の形態１の薄膜太陽電池の断面
図である。
図である。
【図２】 上記実施の形態１の薄膜太陽電池の平面図で
ある。
ある。
【図３】 上記実施の形態１の薄膜太陽電池の集光反射
素子の製造方法を示す図である。
素子の製造方法を示す図である。
【図４】 上記実施の形態１の薄膜太陽電池の集光反射
素子の製造方法を示す図である。
素子の製造方法を示す図である。
【図５】 上記実施の形態１の薄膜太陽電池の集光反射
素子の製造方法を示す図である。
素子の製造方法を示す図である。
【図６】 上記実施の形態１の薄膜太陽電池の集光反射
素子の製造方法を示す図である。
素子の製造方法を示す図である。
【図７】 上記実施の形態１の薄膜太陽電池の集光反射
素子の製造方法を示す図である。
素子の製造方法を示す図である。
【図８】 上記実施の形態１の薄膜太陽電池の集光反射
素子の製造方法を示す図である。
素子の製造方法を示す図である。
【図９】 上記実施の形態１の薄膜太陽電池の集光反射
素子の製造方法を示す図である。
素子の製造方法を示す図である。
【図１０】 本発明の実施の形態１の薄膜太陽電池の断
面図である。
面図である。
【図１１】 本発明の実施の形態２の薄膜太陽電池の断
面図である。
面図である。
【図１２】 本発明の実施の形態３の薄膜太陽電池の断
面斜視図である。
面斜視図である。
【図１３】 従来の薄膜太陽電池の断面図である。
【図１４】 従来の薄膜太陽電池の断面図である。
１ 基板
２ 電極金属層
３，４，５ 多結晶Ｓｉ半導体層
６ 集電電極
７ 反射防止層
８ 透明基板
９，２４ 反射層
１０ 円形状ピンホール
１１ 半球状集光レンズ
１２ 入射光
１７ 透明ガラススタンパ
１８ 紫外線硬化樹脂
１９ 紫外線光
２０ スペーサー
２１ 固定金具
２３ 透明接着剤
２５ 直線状光透過スリット
２６ 集光シリンドリカルレンズ
１００ 薄膜太陽電池素子
２００，３００ 集光反射素子
Claims (7)
- 【請求項１】 光電変換層を有する薄膜太陽電池素子
と、 透明基板上に、光透過孔群を有する反射層と、上記光透
過孔群に入射光を集光する集光レンズ群とを順次設けた
集光反射素子とを備え、 上記薄膜太陽電池素子の光入射面に、上記集光反射素子
の透明基板側が対向させられて、上記薄膜太陽電池素子
に集光反射素子が取り付けられていることを特徴とする
薄膜太陽電池。 - 【請求項２】 請求項１に記載の薄膜太陽電池におい
て、 上記集光反射素子の光透過孔が円形状ピンホールであ
り、かつ、上記集光レンズが半球状集光レンズであるこ
とを特徴とする薄膜太陽電池。 - 【請求項３】 請求項１に記載の薄膜太陽電池におい
て、 上記集光反射素子の光透過孔が直線状スリットであり、
かつ、上記集光レンズがシリンドリカル状集光レンズで
あることを特徴とする薄膜太陽電池。 - 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか１つに記載の
薄膜太陽電池において、 上記集光レンズが紫外線硬化樹脂により形成されている
ことを特徴とする薄膜太陽電池。 - 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれか１つに記載の
薄膜太陽電池において、 上記薄膜太陽電池素子と上記集光反射素子とが、スペー
サーを介して機械的に固定されていることを特長とする
薄膜太陽電池。 - 【請求項６】 請求項１乃至４のいずれか１つに記載の
薄膜太陽電池において、 上記薄膜太陽電池素子と上記集光反射素子とが、接着剤
により固定されていることを特徴とする薄膜太陽電池。 - 【請求項７】 透明基板上に、光透過孔群を有する反射
層と、上記光透過孔群に入射光を集光する集光レンズ群
とを順次設けてなることを特徴とする集光反射素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001256171A JP2003069067A (ja) | 2001-08-27 | 2001-08-27 | 薄膜太陽電池及び集光反射素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001256171A JP2003069067A (ja) | 2001-08-27 | 2001-08-27 | 薄膜太陽電池及び集光反射素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003069067A true JP2003069067A (ja) | 2003-03-07 |
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ID=19084021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001256171A Pending JP2003069067A (ja) | 2001-08-27 | 2001-08-27 | 薄膜太陽電池及び集光反射素子 |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP2003069067A (ja) |
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