JP2009094501A - 光電変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 耐紫外線性等の耐候性、耐久性をする光電変換装置を得ること。
【解決手段】 光電変換装置は、光電変換体１２と、光電変換体１２の光入射側に形成された第１の透明保護層１７と、第１の透明保護層１７上に形成された、紫外線吸収剤を含むとともに第１の透明保護層１７よりも硬度が高い第２の透明保護層１６とを具備している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、耐紫外線性等の耐候性、耐久性を向上させた光電変換装置に関する。

従来の太陽電池等に用いられる光電変換装置は、例えば、シリコン等から成る結晶半導体板を用いた光電変換素子を作製し、それらの光電変換素子を、間隔を置いて配置して、表裏面を透明充填剤で挟み込み、更に光入射面にガラス製の表面保護板が設けられ、光入射面とは反対側の面に裏面保護層が設けられた構成である。

また、光電変換装置に軽量化及び可撓性（フレキシブル性）を付与するために、アモルファスシリコン薄膜等から成る半導体薄膜を有する光電変換素子を用い、光入射面に透明樹脂製の表面保護層を設けた構成のものが提案されている。

例えば、表面保護層として、紫外線吸収剤が混入されているか、または紫外線吸収剤を含むコーティング層が塗布されている、ポリカーボネート等から成るプラスチックフィルムを用いた光電変換装置が提案されている（下記の特許文献１参照）。

また、紫外線吸収剤を含む耐候性塗料から成る塗布層を形成した光電変換装置の場合、光電変換モジュールを作製する際の真空加圧接着理（樹脂シート等のラミネート処理）時の熱によって塗布層が劣化する。そこで、ガラス転移点が１３０℃程度と高いポリカーボネート中に紫外線吸収剤を混入させた表面被覆材を用いた光電変換装置が提案されている（下記の特許文献２参照）。

また、強度に優れ且つ耐候性等を有する光電変換装置とするために、ポリカーボネート層と環状ポリオレフィン系樹脂層を積層した、紫外線吸収剤を含有する保護シートを用いることが提案されている（下記の特許文献３参照）。
特開平８−２４２０１０公報 特開平９−９２８４８号公報 特開２０００−４４４６０号公報

しかしながら、特許文献１に記載された光電変換装置においては、紫外線吸収剤が混入されているポリカーボネートから成るプラスチックフィルムを用いると、相当量の紫外線吸収剤を混入させる必要性からプラスチックフィルムの光線透過率が著しく低下するという問題点がある。

また、特許文献２に記載された光電変換装置のように、紫外線吸収剤を含む耐候性塗料から成る塗布層を形成した場合、太陽電池モジュールを作製する際のラミネート処理時の熱によって塗布層が劣化することから、長期信頼性が得られないという問題点があった。また、特許文献２に記載された光電変換装置においては、ポリカーボネート中に紫外線吸収剤を多く含ませて形成された表面被覆材を用いることによって光線透過率の著しい低下は抑えられるものの、ポリカーボネート自体の表面硬度が低いために表面に傷が付きやすく、その結果、光線透過率が低下するという問題点があった。

また、特許文献３に記載された光電変換装置においても、環状ポリオレフィン系樹脂層
自体の表面硬度が低いために表面に傷が付きやすく、光線透過率が低下するという問題点があった。

従って、本発明は上記従来の技術における問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、耐紫外線性等の耐候性、耐久性を有する光電変換装置を得ることである。

本発明の光電変換装置は、光電変換体と、前記光電変換体の光入射側に形成された第１の透明保護層と、前記第１の透明保護層上に形成された、紫外線吸収剤を含むとともに前記第１の透明保護層よりも硬度が高い第２の透明保護層とを具備していることを特徴とするものである。

また、本発明の光電変換装置は好ましくは、前記第１の透明保護層は、前記第２の透明保護層よりも厚みが厚いことを特徴とするものである。

また、本発明の光電変換装置は好ましくは、前記第１の透明保護層及び前記第２の透明保護層は圧着接合されていることを特徴とするものである。

また、本発明の光電変換装置は好ましくは、前記第１の透明保護層はポリカーボネートから成り、前記第２の透明保護層はアクリル系樹脂から成ることを特徴とするものである。

また、本発明の光電変換装置は好ましくは、前記第２の透明保護層は、前記紫外線吸収剤としてベンゾフェノン系有機材料，ベンゾトリアゾール系有機材料，ベンゾエート系有機材料，サリシエート系有機材料及びシアノアクリレート系有機材料のうちの少なくとも１種を含むことを特徴とするものである。

また、本発明の光電変換装置は好ましくは、前記第２の透明保護層に含まれる前記紫外線吸収剤の含有量が０．５乃至５質量％であることを特徴とするものである。

また、本発明の光電変換装置は好ましくは、前記第２の透明保護層が配された前記第１の透明保護層の上面が複数の凸部を有する凹凸状であることを特徴とするものである。

また、本発明の光電変換装置は好ましくは、前記凸部は、前記第１の透明保護層の一端から他端まで延在する突条部であることを特徴とするものである。

また、本発明の光電変換装置は好ましくは、前記光電変換体は、光電変換機能を有する結晶半導体粒子を含むことを特徴とするものである。

また、本発明の光電変換装置は好ましくは、前記光電変換体は、導電性基板と、前記導電性基板の一主面に多数個接合された、表層に第２導電型の半導体部が形成された球状の第１導電型の結晶半導体粒子と、前記導電性基板の一主面の前記結晶半導体粒子間に前記結晶半導体粒子の上部が露出するように形成された絶縁層と、前記結晶半導体粒子の上部及び前記絶縁層上に形成された透明導電層と、前記絶縁層上の前記透明導電層上に設置された、前記結晶半導体粒子に集光させる凹面鏡形状の光反射面を有するとともに前記光反射面の下端部に前記結晶半導体粒子を露出させる開口が形成された光反射部材とを具備しているものであることを特徴とするものである。

本発明の光電変換装置は、光電変換体と、光電変換体の光入射側に形成された第１の透明保護層と、第１の透明保護層上に形成された、紫外線吸収剤を含むとともに第１の透明保護層よりも硬度が高い第２の透明保護層とを具備していることから、紫外線吸収剤を含む第２の透明保護層によって耐紫外線性による耐候性、耐久性が得られ、また、第１の透明保護層よりも硬度が高い第２の透明保護層によって、光電変換装置の表面の耐傷性等が向上し強度が高まる。

また、光電変換体の光入射側に第１の透明保護層が形成されているので、光電変換装置の熱容量が大きくなり、太陽電池モジュールを作製する際のラミネート処理時等の熱による第１及び第２の透明保護層の劣化を抑制することができる。

また、第１の透明保護層は可撓性を有するポリカーボネート等から成る場合、光電変換装置に可撓性を付与することができる。

また、本発明の光電変換装置は好ましくは、第１の透明保護層は、第２の透明保護層よりも厚みが厚いことから、光電変換装置の熱容量がさらに大きくなり、太陽電池モジュールを作製する際のラミネート処理時等の熱による第１及び第２の透明保護層の劣化をさらに抑制することができる。

また、好ましくは可撓性を有する第１の透明保護層の厚みが第２の透明保護層の厚みよりも厚いことから、光電変換装置の可撓性を保持しつつ表面の強度を高いものとすることができる。一方、第１の透明保護層の厚みが第２の透明保護層の厚みよりも薄い場合には、光電変換装置の可撓性が失われ易い。

また、本発明の光電変換装置は好ましくは、第１の透明保護層及び第２の透明保護層は圧着接合されていることから、第１の透明保護層と第２の透明保護層が密着し、それらの間に気泡、剥離等が発生しない。その結果、入射光の損失が低減された高信頼性の光電変換装置を作製することができる。

また、本発明の光電変換装置は好ましくは、第１の透明保護層はポリカーボネートから成り、第２の透明保護層はアクリル系樹脂から成ることから、ガラス転移点が１３０℃程度と高いポリカーボネートから成る第１の透明保護層によって、熱による光電変換装置の劣化を有効に抑制することができ、また、硬質のアクリル系樹脂から成る第２の透明保護層によって、光電変換装置の表面の強度を高いものとすることができる。

また、本発明の光電変換装置は好ましくは、第２の透明保護層は、紫外線吸収剤としてベンゾフェノン系有機材料，ベンゾトリアゾール系有機材料，ベンゾエート系有機材料，サリシエート系有機材料及びシアノアクリレート系有機材料のうちの少なくとも１種を含むことから、高い紫外線吸収性を有するものとなる。

また、本発明の光電変換装置は好ましくは、第２の透明保護層に含まれる紫外線吸収剤の含有量が０．５乃至５質量％であることから、良好な紫外線吸収性を保持するとともに、分光感度の低下による光電変換特性の劣化を抑えることができる。

また、本発明の光電変換装置は好ましくは、前記第２の透明保護層が配された前記第１の透明保護層の上面が複数の凸部を有する凹凸状であることから、光電変換装置を曲面状の部位に設置した場合、曲げによって生じる応力集中を第１の透明保護層の凹凸部で緩和することができるため、第１の透明保護層におけるクラック等の発生を低減できる。

また、本発明の光電変換装置において前記凸部が、前記第１の透明保護層の一端から他端まで延在する突条部であれば、隣接する該突条部間において、該突条部の長手方向に沿った略一直線状の凹部が形成されることとなる。そのため、このような形態では、該凹部の長手方向に沿って光電変換装置を曲げやすくなり、光電変換装置の設置に対する自由度が高まる。

また、本発明の光電変換装置は好ましくは、光電変換体は、光電変換機能を有する結晶半導体粒子を含むことから、結晶半導体粒子間に適度な隙間を形成することができるため、結晶半導体板型（バルク結晶型）と比較して可撓性を有する光電変換装置を作製することができる。

また、本発明の光電変換装置は好ましくは、光電変換体は、導電性基板と、導電性基板の一主面に多数個接合された、表層に第２導電型の半導体部が形成された球状の第１導電型の結晶半導体粒子と、導電性基板の一主面の結晶半導体粒子間に結晶半導体粒子の上部が露出するように形成された絶縁層と、結晶半導体粒子の上部及び絶縁層上に形成された透明導電層と、絶縁層上の透明導電層上に設置された、結晶半導体粒子に集光させる凹面鏡形状の光反射面を有するとともに光反射面の下端部に結晶半導体粒子を露出させる開口が形成された光反射部材とを具備しているものであることから、可撓性を有する高光電変
換効率の光電変換装置を作製することができる。即ち、光反射部材によって結晶半導体粒子に効果的に集光させることができ、高い光電変換効率を得ることができる。

本発明の光電変換装置について実施の形態の１例を図面に基づいて以下に詳細に説明する。

図１は本発明の光電変換装置の実施の形態の例を示す断面図である。図１において、１２は光電変換体、１３は表面側透明充填層、１４は裏面側透明充填層、１５は透明保護層、１８は裏面側保護層、１６は第２の透明保護層、１７は第１の透明保護層である。

本発明の光電変換装置は、光電変換体１２と、光電変換体１２の光入射側に形成された可撓性を有する第１の透明保護層１７と、第１の透明保護層１７上に形成された、紫外線吸収剤を含むとともに第１の透明保護層１７よりも硬度が高い第２の透明保護層１６とを具備している構成である。

光電変換体１２は、光電変換機能を有する結晶シリコン粒子等の結晶半導体粒子を含むものであることがよい。平均粒径０．２〜０．８ｍｍ程度（好ましくは０．２〜０．６ｍｍ程度）の結晶半導体粒子間に適度な隙間（６０μｍ〜６００μｍ程度）を形成することができるため、結晶半導体板型（バルク結晶型）と比較して可撓性を有する光電変換装置を作製することができる。

なお、本発明の光電変換装置において、可撓性を有するとは、例えば自動車の曲面状のルーフ（天井部）に沿って、そのルーフに容易に設置できるような変形可能な性質（フレキシブル性）を有することを意味する。また、本発明の光電変換装置は、自動車の曲面状のルーフに限らず、自動車の窓部，ボディ、列車のルーフ，窓部、船の窓部、建築物の円柱状の柱等の種々の曲面状の物体の表面に沿わせて設置することができる。このような曲面状の物体の表面は、光電変換装置等の形状にもよるが、曲率半径が１００ｍｍ程度以上であれば、本発明の光電変換装置を容易に設置できる。

また、図２は本発明の光電変換装置に用いられる可撓性を有する光電変換体の１例であり、１は導電性基板、２は光電変換体を構成する第１導電型の結晶半導体粒子、３は第２導電型の半導体部（半導体層）、４は絶縁層、５は透明導電層、６は導電性基板１を成す例えばアルミニウムと結晶半導体粒子２を成す例えばシリコンとの合金層、７は樹脂及び光反射層としての金属層等からなる光反射部材、８は光反射部材７の表面の光反射面である。

即ち、本発明の光電変換装置の好適な構成は、図２に示すように、光電変換体１２は、導電性基板１と、導電性基板１の一主面に多数個接合された、表層に第２導電型の半導体部３が形成された球状の第１導電型の結晶半導体粒子２と、導電性基板１の一主面の結晶半導体粒子２間に結晶半導体粒子２の上部が露出するように形成された絶縁層４と、結晶半導体粒子２の上部及び絶縁層４上に形成された透明導電層５と、絶縁層４上の透明導電層５上に設置された、結晶半導体粒子２に集光させる凹面鏡形状の光反射面８を有するとともに光反射面８の下端部に結晶半導体粒子２を露出させる開口が形成された光反射部材７とを具備している構成である。

上記の構成により、可撓性を有する高光電変換効率の光電変換装置を作製することができる。即ち、光反射部材７によって結晶半導体粒子２に効果的に集光させることができ、高い光電変換効率を得ることができる。

光電変換装置は、図２のような反射鏡型のものに限らず、光反射部材７の代わりに凸レンズ状の集光部材、集光シートを結晶半導体粒子２上に設けた構成であってもよい。また、結晶半導体粒子２を有する光電変換装置に限らず、結晶シリコン板等の結晶半導体板を用いたバルク結晶型の光電変換装置、またはアモルファスシリコン薄膜等の薄膜型の光電変換装置であってもよい。

図３は、図２の光電変換体の部分平面図である。図３に示すように、平面視で正三角形の各頂点に位置するように配置された３個の結晶半導体粒子２が設けられている。

以下に、本発明の光電変換装置及び光電変換装置を構成するそれぞれの部位について説明する。

＜光電変換装置＞
上記の光電変換体１２を用いて光電変換装置（図１）を構成する。光電変換装置は、多数（数１００個〜数１０００００個）の結晶半導体粒子を有する光電変換素子が直列または並列に接続されて、光電変換により発生する電気出力が向上し、実用的な電気出力を取り出せる。多数の光電変換素子から成る光電変換装置は、光電変換素子１つでは得られなかった十分な電気出力を得ることが可能となる。

光反射部材７上の表面側透明充填層１３は光学的に透明な材料から成ればよく、具体的にはエチレン酢酸ビニル重合体（ＥＶＡ），ポリオレフィン，フッ素系樹脂，シリコーン樹脂等から成る。

表面側透明充填層１３上の透明保護層１５は、軽量で光学的に透明であり、耐候性のある材料から成るのがよい。また、透明保護層１５は、表面側透明充填層１３側から第１の透明保護層１７、第２の透明保護層１６が順次積層された積層構造のものである。

光入射側にある第２の透明保護層１６の材料は、ポリカーボネート樹脂，アクリル系樹脂，シリコーン樹脂，ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ），エチレン−四フッ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ），ポリ四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ），四フッ化エチレン−パーフロロアルコキシ共重合体（ＰＦＡ），四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ），ポリ三フッ化塩化エチレン（ＰＣＴＦＥ）等のフッ素樹脂である。

特には、第２の透明保護層１６の材料としては、光電変換装置の最表面に位置することから、耐傷性等が求められるために、好適には高硬度であるアクリル系樹脂やシリコーン系樹脂が良い。

第２の透明保護層１６は、第１の透明保護層１７よりも硬度が高いものであるが、硬度はＪＩＳ Ｄ０２０２（鉛筆引っかき抵抗性試験方法）等によって測定し、鉛筆硬度等として特定することができる。なお、上述した第２の透明保護層１６の各材料の鉛筆硬度は、アクリル系樹脂がＨ〜６Ｈ、シリコーン系樹脂がＨ〜４Ｈ、ポリフッ化ビニルがＢ〜ＨＢ、エチレン−四フッ化エチレン共重合体がＢ、ポリ四フッ化エチレンがＦ〜Ｈ、四フッ化エチレン−パーフロロアルコキシ共重合体および四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体がＨＢ〜Ｆ、ポリ三フッ化塩化エチレンがＦ〜Ｈである。

第２の透明保護層１６の厚みは、耐傷性の観点から１０μｍ以上が良く、１０μｍ未満では、磨耗等により第２の透明保護層１６が剥離し易くなる。また、第２の透明保護層１６の厚みは、５０μｍ以下が良く、５０μｍを超えると、厚みの増大によって４００〜７００ｎｍの波長の光の吸収が増大して、光電変換装置の光電変換特性が低下し易くなる。また、第２の透明保護層１６の厚みが５０μｍを超えると、第２の透明保護層１６の光透過性が低下するとともに、また、高硬度なアクリル系樹脂等から成る場合には光電変換装置の可撓性が低下する傾向がある。従って、第２の透明保護層１６の厚みは１０〜５０μｍが良い。

また、第２の透明保護層１６には、耐候性（耐光性、耐紫外線性）を付与するために紫
外線吸収剤を含有させる。紫外線吸収剤は、第２の透明保護層１６及び第１の透明保護層１７が劣化する波長の紫外線を吸収し、第２の透明保護層１６及び第１の透明保護層１７を紫外線から保護するものである。そのような紫外線吸収剤の材料としては、ベンゾフェノン系有機材料，ベンゾトリアゾール系有機材料，ベンゾエート系有機材料，サリシエート系有機材料，シアノアクリレート系有機材料がよく、第２の透明保護層１６はそれらの少なくとも１種を含む。

第２の透明保護層１６に含まれる紫外線吸収剤の含有量が０．５乃至５質量％であることが好ましい。紫外線吸収剤の含有量が０．５質量％未満では、第２の透明保護層１６自体、第１の透明保護層１７が紫外線で劣化し易くなる。

また、結晶半導体粒子２の材料であるシリコンの分光感度は、４００〜１２００ｎｍの光波長の範囲にあるが、紫外線吸収剤の含有量が５％を超えると、シリコンの分光感度の範囲内にある４００〜７００ｎｍの波長の光の吸収が増大して、光電変換装置の光電変換特性が低下し易くなる。

なお、透明保護層１５全体に紫外線吸収剤を含有させることもできるが、その場合、透明保護層１５の厚みが厚い分だけ４００〜７００ｎｍの波長の光の吸収が増大して、光電変換装置の光電変換特性が更に低下する傾向が生じる。

第２の透明保護層１６の光電変換体１２側に位置する第１の透明保護層１７は、透明材料から成れば良く、また耐衝撃性（衝撃吸収性）、可撓性（フレキシブル性）を有するものであることが好ましい。耐衝撃性の指標の１つであるアイゾット衝撃強度ＡＳ（ｋＪ／ｍ2，ＡＳＴＭ Ｄ２５６）を示すと、ポリカーボネート樹脂（ＡＳ＝９３〜９８），ポリオレフィン樹脂（ＡＳ＝３），フッ素系樹脂（ＡＳ＝１３〜１６），ポリエステル系樹脂（ＡＳ＝１．４〜３．８），アクリル系樹脂（ＡＳ＝１．４〜２．２）等があるが、これらの中でもポリカーボネートが耐衝撃性に優れており好ましい。また、第１の透明保護層１７を構成する各材料の鉛筆硬度は、ポリカーボネート樹脂がＢ、ポリオレフィン樹脂がＨＢ、フッ素系樹脂がＢ〜Ｈ、ポリエステル系樹脂がＢ〜ＨＢ、アクリル系樹脂がＨ〜６Ｈである。例えば、第１の透明保護層１７の材料がポリカーボネート樹脂であれば、第２の透明保護層１６の材料は、第１の透明保護層１７の鉛筆硬度よりも高い材料である、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリ四フッ化エチレン、四フッ化エチレン−パーフロロアルコキシ共重合体および四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体、ポリ三フッ化塩化エチレン等を選択することができる。

第１の透明保護層１７は、第２の透明保護層１６よりも厚みが厚いことが好ましい。この場合、光電変換装置の可撓性を保持しつつ表面の強度を高いものとすることができる。一方、第１の透明保護層１７の厚みが第２の透明保護層１６の厚みよりも薄い場合には、光電変換装置の可撓性が失われ易い。具体的には、第１の透明保護層１７の厚みは０．２ｍｍ〜５ｍｍ程度がよい。０．２ｍｍ未満では、引き裂き強度が弱くなり易く、５ｍｍを超えると、光線透過率が低下し易い。

また、第１の透明保護層１７及び第２の透明保護層１６は圧着接合されていることがよい。この場合、第１の透明保護層１７と第２の透明保護層１６が密着し、それらの間に気泡、剥離等が発生しない。その結果、入射光の損失が低減された高信頼性の光電変換装置を作製することができる。第１の透明保護層１７及び第２の透明保護層１６を圧着接合する方法は、共押し出し法等である。具体的には、共押し出し法とは、成形用のダイに複数の樹脂の通路を設けて同時に押し出し、多層に積層された樹脂シートや樹脂フィルムを成形する方法である。

また、第１の透明保護層１７上に第２の透明保護層１６を塗布法によって形成してもよい。

また、導電性基板１の裏面（光入射面と反対側の面）には、裏面側透明充填層１４を、表面側透明充填層１３の材料と同様の材料を使って設けることができる。さらに、裏面側保護層１８を積層してもよい。裏面側保護層１８の材料としては、例えばポリフッ化ビニル（ＰＶＦ），エチレン−四フッ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ），ポリ三フッ化塩化エ
チレン（ＰＣＴＦＥ）等のフッ素樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂がよい。また、裏面側保護層１８としては、これらの樹脂から成る樹脂シートを使ってアルミ箔や金属酸化膜を挟んで張り合わせたシート、ガラス板、ステンレス等の金属シート等が使用できる。

なお、表面側透明充填層１３には、第２の透明保護層１６と同様に紫外線吸収剤を含有させても良い。その紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系有機材料，ベンゾトリアゾール系有機材料，ベンゾエート系有機材料，サリシエート系有機材料，シアノアクリレート系有機材料がよく、表面側透明充填層１３はそれらの少なくとも１種を含む。

表面側透明充填層１３に含まれる紫外線吸収剤の含有量は、０．５〜５質量％程度がよい。紫外線吸収剤の含有量が０．５質量％未満では、表面側透明充填層１３自体が紫外線で劣化し易くなる。また、結晶半導体粒子２の材料であるシリコンの分光感度は、４００〜１２００ｎｍの光波長の範囲にあるが、紫外線吸収剤の含有量が５％を超えると、シリコンの分光感度の範囲内にある４００〜７００ｎｍの波長の光の吸収が増大して、光電変換装置の光電変換特性が低下し易くなる。

また、表面側透明充填層１３の材質がエチレン酢酸ビニル重合体（ＥＶＡ）である場合、架橋重合後に遊離する酢酸の反応性を抑えるための受酸剤を光線透過率に影響が出ない程度に添加しても良い。

また、上述した構成の光電変換素子（１個の結晶半導体粒子２を有する光電変換の単位体）を１つ設けるか、または複数を接続（直列、並列または直並列に接続）した光電変換体１２とすることができる。さらに、光電変換体１２を１つ設けるか、または複数を接続（直列、並列または直並列に接続）したものを発電手段として用い、この発電手段から直接直流負荷へ発電電力を供給するようにしてもよい。また、その発電手段をインバータ等の電力変換手段を介して発電電力を適当な交流電力に変換した後、この発電電力を商用電源系統や各種の電気機器等の交流負荷に供給することが可能な発電装置としてもよい。さらに、このような発電装置を日当たりのよい建物の屋根や壁面に設置する等して、各種態様の太陽光発電システム等の光発電装置として利用することも可能である。

次に、本発明の他の実施の形態について説明する。図４は、本発明の光電変換装置の他の実施の形態を示す断面図である。また、図５（ａ）および（ｂ）は、図４に示した光電変換装置が具備する第１の透明保護層を説明するための模式図である。

本実施の形態では、第２の透明保護層１６が配されている第１の透明保護層１７の上面が複数の凸部を有する凹凸状になっている点で、図１で示した実施の形態と相違する。本実施の形態によれば、光電変換装置を曲面状の部位に設置した場合、曲げによって生じる応力集中を第１の透明保護層１７の凹凸部で緩和することができるため、第１の透明保護層１７におけるクラック等の発生を低減できる。また、本実施の形態では、厚みが大きい第１の透明保護層１７の上面が凹凸状であれば応力緩和をすることができるが、図４に示すように、第２の透明保護層１６および表面側透明充填層１３の上面を凹凸状にすることによって、第２の透明保護層１６および表面側透明充填層１３の曲げによって生じる応力を緩和することもできる。加えて、本実施の形態では、第１の透明保護層１７の上面のみを凹凸状にするだけでなく、下面も凹凸状とすれば、より応力緩和の効果を高めることができる。

本実施の形態において、第１の透明保護層１７の凹凸形状は、例えば、図４（ｂ）に示すような複数の凸部が、第１の透明保護層１７の一端から他端まで延在する突条部を有するもの、または図４（ｃ）に示すような、複数の凸部が互いに独立したようなものが挙げられる。図４（ｂ）の凹凸形状では、隣接する該突条部間において、該突条部の長手方向に沿った略一直線状の凹部が形成されることとなる。そのため、このような形態では、該凹部の長手方向に沿って光電変換装置を曲げやすくなり、光電変換装置の設置に対する自由度が高まる。また、凹凸形状の寸法としては、例えば、ピッチが０．０１〜１０ｍｍ程度、深さは０．０１〜５ｍｍ程度であれば、適度な可撓性を維持しつつ応力を緩和することができる。このような凹凸形状の形成方法は、一例として第１透明保護層と第２透明保護層が一体となったものを一方、あるいは両方に凹凸を形成した金型で挟み込んで圧縮成形する等の方法がある。

次に、本発明の実施の形態に係る光電変換装置の各部材について以下に詳述する。

＜導電性基板＞
本発明における導電性基板１は、アルミニウム基板、アルミニウムの融点以上の融点を有する金属基板、表面に導電層が形成されたセラミック基板等から成ればよい。例えば、アルミニウム，アルミニウム合金，鉄，ステンレススチール，ニッケル合金，アルミナセラミックス等から成る基板が用いられる。導電性基板１の材料がアルミニウム以外のものを用いた場合、アルミニウム以外の材料からなる基板上にアルミニウムから成る導電層を形成してもよい。

＜結晶半導体粒子＞
本発明における結晶半導体粒子２の形状は球状である。結晶半導体粒子２が球状であることによって、結晶半導体粒子２が凸曲面を有することにより、入射光の光線角度の依存性を小さくできる。球状としては特に真球状が好ましく、その場合、入射光の光線角度の依存性をより小さくでき、また導電性基板１に対する結晶半導体粒子２の接合性を向上させるとともに各結晶半導体粒子２の接合力を均一化することができるという効果が得られる。

また、結晶半導体粒子２の表面を粗面にすることにより結晶半導体粒子２の表面での光反射率を低減し、結晶半導体粒子２における光の吸収性を向上させることができる。この粗面を形成するには、結晶半導体粒子２をアルカリ溶液中に浸漬し、結晶半導体粒子２の
表面をエッチングしても良いし、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）装置等を用いて結晶半導体粒子２の表面を微細加工してもよい。

結晶半導体粒子２の粒子径は、０．２〜０．８ｍｍが好ましく、特に、半導体（シリコン等）の使用量を少なくするうえで０．２〜０．６ｍｍがより好ましい。粒子径が０．２ｍｍ未満では、導電性基板１への結晶半導体粒子２のアッセンブルが困難となる傾向がある。また、粒子径が０．８ｍｍを超えると、シリコン等から成る結晶半導体母板（ウエハ）から切り出して製造する従来の結晶半導体板タイプの光電変換装置における切削部も含めた半導体の使用量と変わらなくなり、結晶半導体粒子２を用いるメリットがなくなる傾向がある。

なお、結晶半導体粒子２の粒子径とは、平均粒子径であって、導電性基板１に接合する前の平均粒子径であり、かつ、透明導電層５の形成前における結晶半導体粒子２の平均粒子径である。この平均粒子径は、レーザ光による粒度分布測定装置等によって測定できる。

結晶半導体粒子２は第１導電型（例えばｐ型）を示すものであり、ｐ型の場合、Ｂ，Ａｌ，Ｇａ等のドーパントを、結晶半導体粒子２をジェット法（溶融落下法）等により製造する際に原料中に含有させること等により得られる。

結晶半導体粒子２は、半導体の単結晶または多結晶から成るが、特に、光電流を効率的に取り出せることから、単結晶であることが好ましい。多結晶の場合、結晶粒界において電子と空孔の再結合が生じ、結果として光電流の出力が低下する。

結晶半導体粒子２は、例えば溶融落下法（ジェット法）等により粒状に形成され、リメルト（再溶融）法等の方法により単結晶化される。また、製造条件によってはジェット法のみにより、粒界の少ないほぼ単結晶化された結晶半導体粒子２を得ることもでき、それをそのまま光電変換装置に使用してもよい。

結晶半導体粒子２の表層には、第２導電型（例えばｎ型）の半導体部３が形成されている。第２導電型の半導体部３は、例えば、熱拡散法、気相成長法等により形成される。

熱拡散法においては、例えば、オキシ塩化リン等のリン系化合物を拡散剤として、高温の石英管内に一定時間、結晶半導体粒子２を挿入することにより、半導体部３がｎ型であれば結晶半導体粒子２の表面にｎ型の半導体部３を形成できる。一例として、９００℃の石英管内に３０分間、結晶半導体粒子２を挿入することにより、その表面に１μｍ厚みのｎ型の半導体部３を形成できる。ただしこの場合、図１に示すように、半導体部３と合金層（共晶層）６とを電気的に分離するために、合金層６の近傍を除いて半導体部３の表面を耐酸レジスト等で被覆し、非被覆部分の半導体部３をエッチング液で除去することにより、取り除くことが必要である。

熱拡散法の場合、結晶半導体粒子２と導電性基板１との接合前に行うことができる。

また、気相成長法等では、例えば、シラン化合物の気相に、ｎ型のドーパントとなるリン系化合物の気相を微量導入して、ｎ型の半導体部３を形成することができる。

半導体部（半導体層）３の膜質としては、結晶質、非晶質、結晶質と非晶質とが混在するもののいずれでもよいが、光線透過率を考慮すると、結晶質または結晶質と非晶質とが混在するものがよい。

半導体部３中の微量元素の濃度は、例えば１×１０^１６〜１×１０^２１原子／ｃｍ^３が好ましい。さらに、半導体部３は、結晶半導体粒子２の表面の凸形曲面に沿って形成されることが好ましい。結晶半導体粒子２の凸形曲面の表面に沿って形成されることによって、ｐｎ接合の面積を広く稼ぐことができ、結晶半導体粒子２の内部で生成したキャリアを効率よく収集することが可能となる。

＜絶縁層＞
結晶半導体粒子２間の導電性基板１上に形成された絶縁層４は、正極と負極の分離を行うための絶縁材料から成る。即ち、絶縁層４は、その上面側に配設される透明導電層５と下面側の導電性基板１とが接触しないように設けられるものである。絶縁層４を成す絶縁材料としては、ＳｉＯ_２，Ｂ_２Ｏ_３，Ａｌ_２Ｏ_３，ＣａＯ，ＭｇＯ，Ｐ_２Ｏ_５，Ｌｉ_２Ｏ，ＳｎＯ，ＺｎＯ，ＢａＯ，ＴｉＯ_２等を任意成分とする材料からなる低温焼成用ガラス（ガラスフリット）材料、上記材料の１種または複数種から成るフィラーを含有したガラス組成物、ポリイミド或いはシリコーン樹脂等の有機系の材料等が挙げられる。絶縁材料の分量にはとくに限定はなく、絶縁層４上に設けられる透明導電層５が均一に設けられればよい。

絶縁層４は、さらに、ガラス，セラミックス，樹脂等の絶縁材料から成る絶縁体粒子を分散させて含有してもよい。絶縁体粒子の平均粒子径は４〜２０μｍであることが好ましく、絶縁体粒子の平均粒子径がその範囲内にあることにより、絶縁体粒子を絶縁層４中に十分に分散させることができる。

＜透明導電層＞
透明導電層５は、結晶半導体粒子２上および絶縁層４上に被覆されたものである。ここで、透明導電層５は、導電性基板１を一方の電極とすると、他方の電極としての機能をはたすものである。

透明導電層５は、ＳｎＯ_２，Ｉｎ_２Ｏ_３，ＩＴＯ，ＺｎＯ，ＴｉＯ_２等から選ばれる１種または複数種の酸化物系膜等からなり、スパッタリング法、気相成長法、あるいは塗布焼成法等で形成される。透明導電層５は、適切な膜厚を選択することにより、反射防止膜としての効果も期待できる。

透明導電層５は透明であるため、結晶半導体粒子２がない部分で入射光の一部が透明導電層５を透過し、下部の導電性基板１で反射して結晶半導体粒子２に照射されるという効果が得られ、光電変換装置全体に照射される光エネルギーを効率よく結晶半導体粒子２に導いて照射させることが可能となる。

透明導電層５は、半導体部３または結晶半導体粒子２の表面に沿って形成され、結晶半導体粒子２の凸形曲面に沿って形成されることが好ましい。この場合、結晶半導体粒子２の内部で生成したキャリアを効率よく収集することが可能となる。

＜光反射部材＞
光反射部材７は、結晶半導体粒子２に集光させるための凹面状の光反射面８を有するものである。集光性を向上させる点で、光反射面８は球面や回転楕円体面等の曲面の部分曲面から成る凹面鏡構造であることが好ましい。なかでも好ましくは、光の入射角依存性を小さくするために凹型の曲面形状が楕円回転体の曲面形状であることが好ましい。コンピュータシミュレーションによると、太陽のように入射角度が経時的に変化していくときに、球の曲面形状よりも楕円回転体の曲面形状の方がより効率よく光を集光することができる。

光反射面８が金属層から成る場合、光反射面８はＡｇ，Ａｌ，Ａｕ，Ｃｕ，Ｐｔ，Ｚｎ，Ｎｉ，Ｃｒ等の高反射率を有する金属層により形成されることが好ましく、なかでも、Ａｌおよび／またはＡｇからなる金属層により形成されることが好ましい。

金属層は、真空蒸着法、スパッタリング法、無電解メッキ法、電解メッキ法等の方法により、均一な厚みで薄く形成することができる。

光反射面８を成す金属層の厚みは０．０４〜０．２μｍが好ましい。０．０４μｍ未満では、反射率が低下し光の透過率が増えてしまい、０．２μｍを超えると、薄膜の表面が凹凸となり反射光が散乱される。

光反射部材７は、それが有する開口部から結晶半導体粒子２が露出するように、結晶半導体粒子２間の透明導電層５上に載せて、そのまま接着する。あるいは、図１に示すように、光反射部材７を透明導電層５上に載せて、表面側透明充填層１３および透明保護層１５を順次積層して真空加熱装置等で封止する方法などにより、所定の部位に設置される。これにより、光反射部材７を一挙に安定して容易に設置することができる。

また、光反射部材７は、その下面に導電板（不図示）を一体に形成した後、導電性接着剤（不図示）で透明導電層５上に接着することが好ましく、これにより光反射部材７を更に安定して容易に設置することができる。

光反射面８が金属層から成る場合、光反射部材７のうち光反射面８を除く部位は、ポリカーボネート，ポリエチレンテフタレート樹脂，アクリル樹脂，フッ素樹脂，オレフィン樹脂等の樹脂で形成されることがよい。光反射面８の曲面形状を樹脂、金属或いはその他の形状を維持できる材料で形成し、凹型の曲面形状の底部には結晶半導体粒子２が入る程度の開口部が設けられている。上記の樹脂としては、大気圧力で容易に変形できる柔軟性を有する樹脂であることが好ましい。そうすることにより、光反射部材７の透明導電層５からの浮き上がりが周辺に波及することなく、反射効率が向上する。また、導電性基板１、導電板１０または絶縁層４に凹凸があったとしても、それに沿うようにして光反射部材７がそれらの上部に載置されることができる。

光反射部材７は、縦断面において頂上部（凹面鏡同士の境界部）が鋭角状の尖頭部となっていることが好ましい。従来、特許文献３に示されるような境界部が広い場合は、境界部に水平な部分が広く、境界部で光が反射され、光損失が発生していた。本発明においては、頂上部（凹面鏡同士の境界部）が鋭角状の尖頭部であることにより、頂上部における入射光の上方への反射を抑制し、入射光を効率的に結晶半導体粒子２に集光させることができる。上記の鋭角状の尖頭部の角度は５°〜６０°程度である。

光反射部材７は、金属等の耐熱材料により形成された凸部のネガ形状（凹形状）を多数有する成形型によって、樹脂、金属或いは形状を維持できる材料を積層することにより成形される。光反射面８は、真空蒸着法、スパッタリング法、無電解メッキ法、電解メッキ法等の方法で、Ａｇ，Ａｌ，Ａｕ，Ｃｕ，Ｐｔ，Ｚｎ，Ｎｉ，Ｃｒ等の高反射率を有する金属層で形成するか、上記金属の箔を上記樹脂と重ねて一体成形することにより得られる。

＜透明保護膜＞
本発明の光電変換装置は、光反射面８を被覆する透明保護膜（不図示）を具備してもよい。透明保護膜は、例えば、光反射面８としての金属層を一方の主面に有する光反射部材７となる樹脂シートを成形する際に、成形型の表面粗度によって光反射面８の表面が損傷するなどの課題に対して、光電変換装置の作製工程において発生しやすい光反射面８の損
傷を抑制させるものである。そして、透明保護膜を設け、光反射面８が直接成形型に接触しないように保護することによって、作製工程における光反射面８の反射率の低下を防ぐことが可能となる。さらに、長期にわたり使用することで硫化ガスや酸素などにより金属からなる光反射面８が劣化を受けやすいという課題に対して、光反射面８の劣化を抑制させることも可能となる。透明保護膜（不図示）は、ポリエチレン樹脂，ポリエチレンテフタレート樹脂，ポリカーボネート，アクリル樹脂，フッ素樹脂，オレフィン樹脂等の樹脂から成る。これらの樹脂は、表面側透明充填層１３（図３）との屈折率差が０．２以下であることが好ましく、０．１以下であることがより好ましく、屈折率差が無いことが最も好ましい。そうすることにより、透明保護膜に成形金型の表面祖度がある程度転写されたとしても光学的ロスが小さくなる。この場合、透明保護膜に成形金型の表面粗度がある程度転写されても、光学的なロスは小さくなる。透明保護膜の厚みとしては成形金型の表面粗度にもよるが、１μｍから５０μｍ程度であればよく、１μｍ未満では成形金型の表面粗度による傷が防止できず、５０μｍを超えると成形後の光反射面８の凹部の境界部の稜部に丸みが生じて望ましい集光が得られなくなる。透明保護膜を設けることによって、光反射面８の耐腐食性も向上させることができ、より高い信頼性が得られる。なお、光反射面８と透明保護膜９との間に別途耐腐食性コートを設けても良い。

光反射面８が金属層である場合、金属層は透明導電層５に対して電気的に導通していないことが好ましい。そうすることにより、透明導電層５から金属層に対して電気的な導通がないため導電板１０のような集電層に対して十分に集電されることになり、集電効果が大幅に上昇する傾向がある。透明保護膜の頂上部は、縦断面において凸曲面から構成されていることが好ましい。透明保護膜の頂上部が凸曲面であることにより、透明保護膜が外側から金属層を押さえ込むことによって金属層が光反射部材７の頂上部において切断されることなく鋭角に形成されるという効果が得られる。さらに、透明保護膜の頂上部が縦断面において凸曲面から形成されているとともに、光反射部材７の頂上部が、縦断面において鋭角状の尖頭部となっていることにより、頂上部に照射された光が外部に漏れることなく隣接する結晶半導体粒子２に反射されて光電変換効果に寄与するという相乗効果が得られる。

＜導電板＞
導電板（不図示）は、透明導電層５と外部端子との間の直列抵抗値を低くするために、隣接する結晶半導体粒子２間の透明導電層５の上に、導電性接着剤（不図示）を介して、集電極として設けられ、結晶半導体粒子２で発電された光電流を抵抗損失させることなく、光電変換装置から取り出すための低抵抗導体として利用される。

この導電板は、結晶半導体粒子２に相当する部分が開口された金属板から成るのが好ましく、例えば、Ａｌ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｇやこれらの合金が適している。導電板１０の厚みは２０〜２００μｍが好ましい。金属板から成る導電板の使用は、この上部に形成される光反射部材７をしっかり支える基板ともなる点で好ましい。

また、導電性接着剤は、導電性粒子を含む熱硬化型のエポキシ樹脂等から成る接着剤から成るものであり、導電板と透明導電層５とを電気的に接続し、また機械的に固着させる役割をはたすものである。導電性粒子としてはＡｇ，Ｎｉ，Ａｕ或いはこれらの複合粒子が適しており、それにより、透明導電層５は、発電電流を導電板に対して効率よく集電させることができる。更に図２に示す様に、結晶半導体粒子２上を避けるようにして導電性接着剤をドット状に形成して、結晶半導体粒子２に隣接するように多数配列されていることによって、直接陰となる領域ができるのをなくすことができる。それとともに、上述した光反射部材７によって、導電板や導電性接着剤を覆うことができ、外観上の向上を図ることができる。更に、導電性接着剤によって比較的導電性が低い透明導電層５の電気的経路を短くでき、結晶半導体粒子２で発生した電流を導電板により効率よく集電させること
ができる。

＜保護層＞
本発明の光電変換装置は、透明導電層５上に保護層（不図示）を形成してもよい。このような保護層としては、透明誘電体の特性を有するものがよく、ＣＶＤ法やＰＶＤ法等によって、例えば、酸化珪素，酸化セシウム，酸化アルミニウム，窒化珪素，酸化チタン，酸化タンタル，酸化イットリウム等を、単一組成または複数組成で、単層または複数層を組み合わせて、透明導電層５上に形成されたものが挙げられる。

保護層は、光の入射面側にあるために、透明性が必要であり、また半導体部３または透明導電層５と外部との間の電流リークを防止するために、誘電体であることが必要である。なお、保護層の膜厚を最適化すれば、反射防止膜としての機能も付与できる。

次に、本発明の光電変換装置の実施例について説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
実施例１の光電変換装置を以下に示すように作製した。

まず、結晶半導体粒子として多数の直径約０．３ｍｍのｐ型の結晶シリコン粒子を用い、それらにリン熱拡散処理を施すことによって外郭部をｎ＋の半導体部として、ｐｎ接合部を形成した。

次に、アルミニウム製の導電性基板の主面上に、多数（３万個）の結晶シリコン粒子を、その直径の約０．６倍の間隔を空けて配置し、アルミニウムとシリコンの共晶温度である５７７℃以上の温度（６３０℃）で約１０分加熱して、多数の結晶シリコン粒子を導電性基板上に接合した。

導電性基板に接合された結晶シリコン粒子の根元の周囲をエッチングしてｐｎ分離を行った後、導電性基板上の多数の結晶シリコン粒子の間に、ポリイミドからなる絶縁層を充填し形成した。その後、結晶シリコン粒子の上部表面を洗浄し、透明導電層としてＩＴＯ層を、８０ｎｍの厚みで形成した。

更に導電板（集電極）として、結晶シリコン粒子の直径程度の貫通孔を具備した厚み２０μｍの銅箔の表面に鉛レス半田コートがされたものを用い、その銅箔の下面の３個の結晶シリコン粒子で囲まれた部位に、Ａｇペースト（Ａｇ粒子含有樹脂ペースト）をスクリ−ン印刷で円形状（ドット状）に塗布した。そして、結晶シリコン粒子が電極層の貫通孔から突出する様に、ＩＴＯ層上に押しつけながら１５０℃で３０分間加熱処理することで集電極を形成した。

次に、光反射部材を以下のようにして形成した。結晶シリコン粒子の直径の１．６倍の幅で縦長の半回転楕円体形状が多数並んだ金型を用いて、真空成形法によって光反射部材を成形し作製した。

光反射部材７の本体部としてのポリカーボネートフィルムの上面に、光反射面としての厚み８０ｎｍの銀層が形成された厚み２５μｍのＰＥＴシート（透明保護膜）を積層し、光反射部材を作製した。

光反射部材の形状は、結晶シリコン粒子に集光させる凹面状の光反射面と、光反射面の
下端部において結晶シリコン粒子の上部を露出させる開口部とを有する形状であり、多数の結晶シリコン粒子に対応する多数の光反射面及び開口部が形成されたものとした。

次に、結晶シリコン粒子がそれぞれ光反射部材の開口部から突出する様に、絶縁層上の透明導電層上に光反射部材を配置した。また、導電性基板の下面に、ＥＶＡからなる厚み約０．４ｍｍの裏面側透明充填層と、ＰＥＴフィルム，ＳｉＯ_２層，ＰＥＴフィルムを積層して成る厚み約０．１ｍｍの裏面側保護層を積層した。

次に、導電性基板の上面側に、光反射部材を覆うようにＥＶＡからなる厚み約０．６ｍｍの表面側透明充填層を積層し、さらに表面側透明充填層上に、厚み０．５ｍｍのポリカーボネートから成る第１の透明保護層と、ベンゾフェノン系有機材料から成る紫外線吸収剤を４質量％含有させたアクリル系樹脂から成る厚み２０μｍの第２の透明保護層とを共押し出し法で圧着接合した透明保護層を、順次積層した。そして、これらを真空ラミネーターによってラミネートすることにより、光電変換装置を作製した。

（実施例２）
実施例１と同様にして、厚み０．４ｍｍのポリカーボネートから成る第１の透明保護層と、ベンゾフェノン系有機材料から成る紫外線吸収剤を４質量％含有させたアクリル系樹脂から成る厚み５０μｍの第２の透明保護層を、接着剤で張り合わせた透明保護層を形成した光電変換装置を作製した。これを実施例２とした。

（実施例３）
実施例１と同様にして、厚み０．４ｍｍのポリカーボネートから成る第１の透明保護層と、ベンゾフェノン系有機材料から成る紫外線吸収剤を０．２質量％含有させたアクリル系樹脂から成る厚み２０μｍの第２の透明保護層を共押し出し法によって圧着接合した透明保護層を形成した光電変換装置を作製した。これを実施例３とした。

（比較例１）
紫外線吸収剤を含む第２の透明保護層を形成せずに、実施例１と同様にして、厚み０．５ｍｍのポリカーボネートから成る第１の透明保護層のみを透明保護層として形成した光電変換装置を作製した。これを比較例１とした。

（比較例２）
実施例１と同様にして、ベンゾフェノン系有機材料から成る紫外線吸収剤を４質量％含有させた厚み０．５ｍｍのポリカーボネートから成る第１の透明保護層と、ベンゾフェノン系有機材料から成る紫外線吸収剤を４質量％含有させたアクリル系樹脂から成る厚み２０μｍの第２の透明保護層とを共押し出し法で圧着接合した透明保護層を形成した光電変換装置を作製した。これを比較例２とした。

以上の各試料について、初期の光電変換特性を測定し、スーパーＵＶテスターによって１０００時間の紫外線（ＵＶ）照射処理を行った後に再度光電変換特性を測定し、出力電流値の低下率を算出した。なお、表１に示す電流値の数値は、実施例１の初期電流値を１と規格化して他の電流値を表記した。また、各試料について、表面硬度（第２の透明保護層の表面硬度）を鉛筆引っかき抵抗性試験方法によって鉛筆硬度として測定した。その結果を表１に示す。

表１より、実施例１では、出力電流値の低下率が０．１％であり、ほとんど変わらなかった。表面硬度は２Ｈであり、高い値を示した。

実施例２では、初期電流値は０．９９９と良好であったが、出力電流値の低下率が２．７％となった。透明保護層が白濁しているのが確認され、これは、接着剤の劣化が原因と考えられる。表面硬度は２Ｈであり、高い値を示した。

実施例３では、初期電流値は１．００４と良好であったが、出力電流値の低下率が２．６％であり、紫外線吸収剤の含有量が０．２質量％では第１及び第２の透明保護層が紫外線により劣化する傾向があることがわかった。表面硬度は２Ｈであり、高い値を示した。

比較例１では、出力電流値の低下率が４．８％であり、第１及び第２の透明保護層が紫外線により劣化することが分かった。表面硬度はＢであり、低い値となった。

比較例２では、出力電流値の低下率が２．０％にとどまったものの、初期電流値が０．９７８と小さくなっており、第１及び第２の透明保護層に紫外線吸収剤を含有させると、当初より光透過性が低下することが確認された。表面硬度は２Ｈであり、高い値であった。

なお、本発明は、上記の実施の形態及び実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を施すことができる。

本発明の光電変換装置について実施の形態の一例を示す断面図である。 本発明の光電変換装置を構成する光電変換体について実施の形態の一例を示す断面図である。 本発明の光電変換装置を構成する光電変換体について実施の形態の一例を示す平面図である。 本発明の光電変換装置の他の実施の形態を示す断面図である。 図４に示した本発明の光電変換装置の他の実施の形態における第１の透明保護層を説明するための模式図である。

符号の説明

１・・・導電性基板
２・・・結晶半導体粒子
３・・・半導体層（半導体部）
４・・・絶縁層
５・・・透明導電層
６・・・合金層
７・・・光反射部材
８・・・光反射面
１２・・・光電変換体
１３・・・表面側透明充填層
１４・・・裏面側透明充填層
１５・・・透明保護層
１６・・・第２の透明保護層
１７・・・第１の透明保護層
１８・・・裏面側保護層

Claims (10)

1. 光電変換体と、前記光電変換体の光入射側に形成された第１の透明保護層と、前記第１の透明保護層上に形成された、紫外線吸収剤を含むとともに前記第１の透明保護層よりも硬度が高い第２の透明保護層とを具備していることを特徴とする光電変換装置。
2. 前記第１の透明保護層は、前記第２の透明保護層よりも厚みが厚いことを特徴とする請求項１記載の光電変換装置。
3. 前記第１の透明保護層及び前記第２の透明保護層は圧着接合されていることを特徴とする請求項１または２記載の光電変換装置。
4. 前記第１の透明保護層はポリカーボネートから成り、前記第２の透明保護層はアクリル系樹脂から成ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の光電変換装置。
5. 前記第２の透明保護層は、前記紫外線吸収剤としてベンゾフェノン系有機材料，ベンゾトリアゾール系有機材料，ベンゾエート系有機材料，サリシエート系有機材料及びシアノアクリレート系有機材料のうちの少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の光電変換装置。
6. 前記第２の透明保護層に含まれる前記紫外線吸収剤の含有量が０．５乃至５質量％であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載の光電変換装置。
7. 前記第２の透明保護層が配された前記第１の透明保護層の上面が複数の凸部を有する凹凸状であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の光電変換装置。
8. 前記凸部は、前記第１の透明保護層の一端から他端まで延在する突条部であることを特徴とする請求項７に記載の光電変換装置。
9. 前記光電変換体は、光電変換機能を有する結晶半導体粒子を含むことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか記載の光電変換装置。
10. 前記光電変換体は、導電性基板と、前記導電性基板の一主面に多数個接合された、表層に第２導電型の半導体部が形成された球状の第１導電型の結晶半導体粒子と、前記導電性基板の一主面の前記結晶半導体粒子間に前記結晶半導体粒子の上部が露出するように形成された絶縁層と、前記結晶半導体粒子の上部及び前記絶縁層上に形成された透明導電層と、前記絶縁層上の前記透明導電層上に設置された、前記結晶半導体粒子に集光させる凹面鏡形状の光反射面を有するとともに前記光反射面の下端部に前記結晶半導体粒子を露出させる開口が形成された光反射部材とを具備しているものであることを特徴とする請求項９記載の光電変換装置。

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