JP2010010347A - 薄膜太陽電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】透光性絶縁基板(1)の上に、透明導電膜からなる表面電極層(2)、シリコン薄膜を含む光電変換層(3)、バリア層(4)、裏面金属電極層(5)が順に形成されており、バリア層(4)が、ガリウムの含有量がGa/In原子数比で0.005〜0.55であり、比抵抗が5×10-3Ωcm未満であるIGO膜により形成される。IGO膜は、スズ、チタン、タングステン、モリブデン、および、ジルコニウムからなる群から選ばれる少なくとも1種を含んでもよい。また、裏面金属電極層(5)を光透過性を有するものとし、両面受光としてもよい。
【選択図】図1
Description
(実施例1)
本発明の薄膜太陽電池のバリア層に用いる透明導電膜を、スパッタリング法で作製した。
ターゲット組成を、表1に示したように変えた以外は、実施例1と同様に透明導電膜を得て、同様の評価を行った。本実施例および比較例の製造条件と特性評価結果を、表1に示す。
ターゲット組成を、表1に示したように変え、成膜時の透光性絶縁基板の温度を100℃としたこと以外は、実施例1と同様に透明導電膜を得て、同様の評価を行った。本実施例の製造条件と特性評価結果を、表1に示す。
比較例3は、ITOターゲット(住友金属鉱山株式会社製)を用いて、比較例4、6は、GZOターゲット(住友金属鉱山株式会社製)を用いて、比較例5、7は、AZOターゲット(住友金属鉱山株式会社製)を用いたことと、比較例4〜7においては、Arガス100%を導入したこと以外は、実施例1と同様に透明導電膜を得て、同様の評価を行った。従って、比較例3〜7では、従来の透明導電膜であるITO膜、GZO膜、AZO膜を成膜した。本比較例の製造条件と特性評価結果を、表1に示す。
実施例1〜10で得られ、Ga/In原子数比が0.005〜0.55の範囲内のIn−Ga−O膜、In−Ga−Sn−O膜、In−Ga−W−O膜、In−Ga−Ti−O膜、In−Ga−Mo−O膜、およびIn−Ga−Zr−O膜は、表面抵抗が70〜125Ω/□で、波長400nmにおける消衰係数が9.5×10-3〜5.6×10-2であり、波長600nmにおける消衰係数が1.1×10-6〜5.5×10-4であり、波長1000nmにおける消衰係数が2.5×10-8〜7.5×10-6であり、低抵抗と低光損失を同時に有している。比較例1および比較例3〜7で得られ、Ga/In原子数比が0.005〜0.55の範囲内にないIn−Ga−O膜、In−Sn−O膜、Zn−Ga−O膜、およびZn−Ga−O膜と比べて、特に、各波長における消衰係数が小さい。
実施例1〜10、比較例1〜7で得られる透明導電膜をバリア層に用いて、図1に要部を断面図で示した構造の薄膜太陽電池を、次の手順で作製した。
比較のため、バリア層(4)を形成しなかったこと以外は、実施例11〜20と同様にして、薄膜太陽電池を作製した。
太陽電池特性の評価は、得られた太陽電池に、ソーラーシミュレーターでAM−1の光を照射したときの電圧−電流特性を測定し、短絡電流(Isc)、開放端電圧(Voc)、曲線因子(FF)、および光電変換効率(η)を測定し、相対比較することにより行なった。
実施例1〜10、比較例1〜7で得られる透明導電膜をバリア層に用いて、図2に要部を断面図で示した構造の薄膜太陽電池を、次の手順で作製した。
比較のため、バリア層(4)を形成しなかったこと以外は、実施例21〜30と同様にして、薄膜太陽電池を作製した。
実施例11〜20と比較例8〜15とを比較したのと同様にして、比較例23で得られた値を基準にして、実施例21〜30と比較例16〜22とを比較したところ、変換効率の改善が確認された。
2 表面電極層
3 光電変換層
4 バリア層
5 裏面金属電極層
Claims (6)
- 透光性絶縁基板の上に、透明導電膜からなる表面電極層と、シリコン薄膜を含む光電変換層と、透明導電膜からなるバリア層と、裏面金属電極層とが、順に積層されており、該バリア層を形成する透明導電膜が、ガリウムの含有量がGa/In原子数比で0.005〜0.55であるガリウム含有酸化インジウム膜であることを特徴とする薄膜太陽電池。
- 前記裏面金属電極層は、光透過性を有し、前記光電変換層が、両面より受光することができる請求項1に記載の薄膜太陽電池。
- 絶縁基板の上に、裏面金属電極層と、透明導電膜からなるバリア層と、シリコン薄膜を含む光電変換層と、表面電極である透明導電膜とが、順に積層されており、該バリア層を形成する透明導電膜が、ガリウムの含有量がGa/In原子数比で0.005〜0.55であるガリウム含有酸化インジウム膜であることを特徴とする薄膜太陽電池。
- 前記裏面金属電極層および前記絶縁基板は、光透過性を有し、前記光電変換層が、両面より受光することができる請求項2に記載の薄膜太陽電池。
- 前記ガリウム含有酸化インジウム膜は、スズ、チタン、タングステン、モリブデン、および、ジルコニウムからなる群から選ばれる少なくとも1種を含む請求項1〜4のいずれか一項に記載の薄膜太陽電池。
- 前記ガリウム含有酸化インジウム膜の比抵抗が、5×10-3Ωcm未満である請求項1〜4のいずれか一項に記載の薄膜太陽電池。
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