JP2013191587A - 裏面電極、裏面電極の製造方法、及び薄膜太陽電池 - Google Patents

Abstract

【課題】光の全反射率及び拡散反射率が高い裏面電極及びその製造方法を提供する。
【解決手段】この裏面電極４は、Ａｇを主成分としＮｉを添加した合金層２と、該合金層２に積層して形成される透明電極層３とを少なくとも含み、合金層２の表面には、平均的な高さが１６０〜６００ｎｍで、平均的な横幅が５００〜１２００ｎｍで、平均傾斜角が２０〜６０°の凹凸形状が形成されている。この裏面電極４は、純Ａｇと純Ｎｉの２種類のターゲットを同時に用いるか、あるいは、Ａｇ−Ｎｉ合金ターゲットを用いて、スパッタリング法により成膜しての合金層２を形成し、該合金層上に透明電極層３を形成して製造する。
【選択図】図１

Description

本発明は、全反射率及び拡散反射率が高く、光電変換層で吸収されずに裏面電極まで到達した光を乱反射して光電変換層内に効率よく閉じ込めることができるテクスチャが形成された、薄膜太陽電池用の裏面電極、該裏面電極の製造方法及び該裏面電極を備えた薄膜太陽電池に関する。

太陽電池は、電子機器の充電用電源などとして利用されている。電池のように交換が不要であり、環境面に対してもクリーンであり、注目されている。

太陽電池の発電効率の向上のために、光電変換層に入射される光の吸収効率を高める試みがなされている。光の吸収効率を高める手段の一つとして、光反射性の裏面電極の表面に凹凸状のテクスチャを形成する方法がある。裏面電極の表面に凹凸状のテクスチャを形成することにより、光電変換層で吸収されずに裏面電極まで到達した光が、裏面電極と光電変換層との接合界面で乱反射して光電変換層内に閉じ込められ易くなるので、光の吸収効率を高めることができる。

特許文献１には、酸素を構成元素の１つとする１種以上の分子ガスを０．１〜２０体積％含む混合ガス雰囲気中で成膜して、Ａｇに易酸化金属元素を０．０１〜５．０ａｔ％添加した合金層を形成することが開示されている。このようにして形成される合金層は、表面に凹凸形状のテクスチャを有しているとされている。

特許文献１では、易酸化金属元素としては、Ａｌ、Ｚｎ、Ｓｎがより好ましく使用でき、Ａｌが最も好ましく使用できるとされている。また、実施例では、易酸化金属元素としてＡｌを使用している。

特開２００４−３３５９９１号公報

太陽電池の発電効率をより向上させるため、裏面電極での光の拡散反射率を更に高めて、光の利用効率を高めることが望まれている。

よって、本発明の目的は、光の全反射率及び拡散反射率が高い裏面電極及びその製造方法、発電効率に優れた薄膜太陽電池を提供することにある。

上記目的を達成するにあたり、本発明の裏面電極は、支持基板上に、裏面電極、光電変換層及び表面電極の順に積層してなる薄膜太陽電池の、前記支持基板上に形成される裏面電極であって、前記裏面電極は、Ａｇを主成分としＮｉを添加した合金層と、該合金層に積層して形成される透明電極層とを少なくとも含み、前記合金層の表面には、平均的な高さが１６０〜６００ｎｍで、平均的な凹凸の横幅が５００〜１２００ｎｍ、平均傾斜角が２０〜６０°の凹凸形状が形成されていることを特徴とする。

本発明の裏面電極は、波長５００〜９５０ｎｍの光に対する全反射率が８０％以上であり、かつ、拡散反射率が４０％以上であることが好ましい。

本発明の裏面電極の前記合金層は、Ｎｉの含有量が０．１５〜０．７５ａｔ％であることが好ましい。

本発明の裏面電極の前記合金層は、膜厚が２００〜３００ｎｍであることが好ましい。

本発明の裏面電極の前記合金層は、純Ａｇと純Ｎｉの２種類のターゲットを同時に用い、Ｏ_２濃度０．５〜６．０％のＡｒガス雰囲気下でスパッタリング法により成膜して得られたものであるか、あるいは、Ａｇ−Ｎｉ合金ターゲットを用いて、Ｏ_２濃度０．５〜３．５％のＡｒガス雰囲気下で、スパッタリング法により成膜して得られたものであることが好ましい。

また、本発明の裏面電極の製造方法の第１は、支持基板上に、裏面電極、光電変換層及び表面電極の順に積層してなる薄膜太陽電池の、前記支持基板上に形成される裏面電極の製造方法であって、Ａｇを主成分としＮｉを添加した合金層の形成工程と、該合金層上に透明電極層を形成する工程とを少なくとも含み、前記合金層の形成工程は、純Ａｇと純Ｎｉの２種類のターゲットを同時に用いて、Ｏ_２濃度０．５〜６．０％のＡｒガス雰囲気下で、スパッタリング法により成膜して前記合金層を形成することを特徴とする。

また、本発明の裏面電極の製造方法の第２は、支持基板上に、裏面電極、光電変換層及び表面電極の順に積層してなる薄膜太陽電池の、前記支持基板上に形成される裏面電極の製造方法であって、Ａｇを主成分としＮｉを添加した合金層の形成工程と、該合金層上に透明電極層を形成する工程とを少なくとも含み、前記合金層の形成工程は、Ａｇ−Ｎｉ合金ターゲットを用いて、Ｏ_２濃度０．５〜３．５％のＡｒガス雰囲気下で、スパッタリング法により成膜して前記合金層を形成することを特徴とする。

本発明の裏面電極の製造方法は、得られる前記合金層のＮｉの含有量が０．１５〜０．７５ａｔ％であることが好ましい。

本発明の裏面電極の製造方法は、前記合金層の形成工程において、基板温度を１５０〜３００℃に制御して行うことが好ましい。

また、本発明の薄膜太陽電池は、支持基板上に、上記裏面電極、光電変換層及び表面電極順に積層したことを特徴とする。

本発明の裏面電極は、波長５００〜９５０ｎｍの光に対する全反射率及び拡散反射率が高く、光電変換層で吸収されずに裏面電極まで到達した光を効率よく乱反射できる。このため、支持基板上に、裏面電極、光電変換層及び表面電極の順に積層してなる薄膜太陽電池の、支持基板上に形成される裏面電極として、本発明の裏面電極を用いることで、光電変換層で吸収されずに裏面電極まで到達した光を、裏面電極と光電変換層との接合界面で効率よく乱反射して光電変換層内に閉じ込めることができる。その結果、薄膜太陽電池の光電変換層における光の吸収効率が向上し、薄膜太陽電池の発電効率をより向上できる。

本発明の薄膜太陽電池の概略構成図である。 例１−１の合金層のＳＥＭ観測結果である。 例１−１〜１−５の裏面電極の全反射率を示す図である。 同裏面電極の拡散反射率を示す図である。 例１−６の裏面電極の全反射率及び拡散反射率を示す図である。

図１には、本発明の裏面電極を備えた薄膜太陽電池が記載されている。図１において、１は基板、２は合金層、３は透明電極層、４は裏面電極、５は光電変換層、６は表面電極である。

基板１は、薄膜太陽電池の各構成層の支持体としての役割を果たすものであり、耐熱性に優れるものが好ましく用いられる。例えば、ガラス基板、表面に絶縁処理を施した金属基板、可撓性フィルム基板等が挙げられる。可撓性フィルム基板を用いることで、フレキシブルな薄膜太陽電池とすることができる。

裏面電極４は、図１に示されるように、合金層２と、透明電極層３とで構成される。

裏面電極４は、波長５００〜９５０ｎｍの光に対する全反射率が８０％以上で、拡散反射率が４０％以上であることが好ましい。なお、本発明において、全反射率とは、正反射率と拡散反射率との合計である。また、正反射率とは、入射光に対して正反射した光の、入射光に対する割合を百分率換算した値であり、拡散反射率とは、入射光に対して正反射した光以外の反射光の、入射光に対する割合を百分率換算した値である。全反射率及び拡散反射率は、積分球付の分光光度計を用いて測定することができる。

裏面電極４を構成する上記合金層２は、Ａｇを主成分としＮｉを添加した合金（Ａｇ−Ｎｉ合金）で構成される。合金層２は、Ｎｉの含有量が０．１５〜０．７５ａｔ％であることが好ましく、０．２〜０．４ａｔ％がより好ましく、０．３〜０．４ａｔ％が特に好ましい。Ｎｉの含有量が０．１５ａｔ％未満であったり、０．７５ａｔ％を超えると、波長５００〜９５０ｎｍの光に対する全反射率や拡散反射率が低下する。特に拡散反射率が低下し易い。

合金層２の透明電極層３側の面２ａには、平均的な高さが１６０〜６００ｎｍで、平均的な凹凸の横幅が５００〜１２００ｎｍ、平均傾斜角が２０〜６０°の凹凸形状が形成されている。凹凸形状の平均的な高さは、２００〜６００ｎｍが好ましい。凹凸形状の平均的な横幅は、６００〜１２００ｎｍが好ましく、７００〜１２００ｎｍがより好ましい。凹凸形状の平均傾斜角は、２０〜６０°が好ましく、３０〜６０°がより好ましい。凹凸形状の平均的な高さが１６０ｎｍ未満であると拡散反射率が低下する。凹凸形状の平均的な横幅が５００ｎｍ未満であると全反射率が低下する。更には、凹凸形状の平均傾斜角が６０°を超えると合金層２上に成膜する各種薄膜の成膜性が低下し、該薄膜に欠陥が生じ易くなる。凹凸形状の平均傾斜角が２０°未満であると拡散反射率が低下する。

なお、本発明において、「凹凸形状の平均的な高さ」とは、凹部と凸部との間の高低差の平均値であり、原子力間顕微鏡（ＡＦＭ）を用いカンチレバーで試料表面を走査して観察することで測定できる。また、「凹凸形状の平均的な横幅」とは、凹部と凹部との間の距離の平均値であり、原子力間顕微鏡（ＡＦＭ）を用いカンチレバーで試料表面を走査して観察することで測定できる。「凹凸形状の平均傾斜角」とは、基板に対して鉛直方向に切った任意の断面における、凹凸を形取る稜線の基板水平方向に対する傾斜角の平均値であり、原子力間顕微鏡（ＡＦＭ）を用いカンチレバーで試料表面を走査して観察することで測定できる。

合金層２の膜厚は、２００〜３００ｎｍが好ましい。２００ｎｍ未満であると、成膜後に基板へのＨ_２Ｏ吸着等が生じ、その後の光電変換層の形成に悪影響を及ぼす。３００ｎｍを超えると凹凸形状の平均的な高さ、及び凹凸形状の平均傾斜角が増大し、光電変換層に欠陥を生じさせるなどの悪影響を及ぼす。

透明電極層３は、ＺｎＯ、ＳｎＯ_２、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＩＴＯ、ＣｄＯ、Ｃｄ_２ＳｎＯ_４、ＣｄＳなどの透明性導電材料で構成される。

透明導電層３の膜厚は、７０〜１００ｎｍが好しい。７０ｎｍ未満であると、合金層２からＡｇが拡散して合金層に欠陥が生じたり、リークパスが発生することがある。１００ｎｍを超えると透明性導電材料による光の吸収が増大し、裏面電極の光の反射率が低下することがある。

光電変換層５としては、特に限定はない。ｎｉｐ接合構造の半導体層で構成される。具体的には、微結晶シリコン系半導体層、アモルファスシリコン系半導体層、アモルファスシリコンゲルマニウム系半導体層、ＣＩＧＳ系半導体層等が挙げられる。

光電変換層５の膜厚は、特に限定は無い。例えば、アモルファスシリコン系薄膜の場合、１５０〜５００ｎｍが好ましい。また、微結晶シリコン系薄膜の場合、１５００〜２５００ｎｍが好ましい。また、ＣＩＧＳ系薄膜の場合、１０００〜２５００ｎｍが好ましい。

光電変換層５は、２層以上積層してもよい。また、２層以上積層する場合、同じ種類の薄膜を２層以上積層してもよく、異なる種類の薄膜を２層以上積層してもよい。

表面電極６は、ＺｎＯ、ＳｎＯ_２、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＩＴＯ、ＣｄＯ、Ｃｄ_２ＳｎＯ_４、ＣｄＳなどの透明性導電材料、またはこれらの透明性導電材料とＰｔ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉ等の金属材料とで構成される。

表面電極６の膜厚は、特に限定は無い。好ましくは２０〜２００ｎｍであり、より好ましくは５０〜１００ｎｍである。表面電極６の膜厚が上記範囲内であれば、表面電極６と光電変換層５との屈折率に起因する干渉を大幅に低減することができ、太陽光を最もロスなく取り込むことができる。

次に、本発明の裏面電極の製造方法を含めた、薄膜太陽電池の製造方法について説明する。

まず、基板１にＡｇを主成分としＮｉを添加した合金層２を形成する。合金層２の形成方法として、以下の（１）、（２）の方法が挙げられる。

（１）純Ａｇと純Ｎｉの２種類のターゲットを同時に用い、Ｏ_２濃度０．５〜６．０％のＡｒガス雰囲気下でスパッタリング法により成膜して形成する方法。
（２）Ａｇ−Ｎｉ合金ターゲットを用いて、Ｏ_２濃度０．５〜３．５％のＡｒガス雰囲気下で、スパッタリング法により成膜する方法。

上記（１）、（２）の方法で成膜することで、平均的な高さが１６０〜６００ｎｍで、凹凸の平均的な横幅が５００〜１０００ｎｍで、平均傾斜角が２０〜６０°の凹凸形状が表面に形成された合金層を形成できる。

上記（１）の方法において、凹凸形状の平均的な高さと横幅を上記範囲内で大きくするには、Ｎｉ濃度を大きくすればよく、上記範囲内で小さくするには、Ｎｉ濃度を小さくすればよい。凹凸形状の平均傾斜角を上記範囲内で大きくするには、Ｎｉ濃度を大きくすればよく、上記範囲内で小さくするには、Ｎｉ濃度を小さくすればよい。

上記（２）の方法において、凹凸形状の平均的な高さと横幅を上記範囲内で大きくするには、Ｏ_２濃度を大きくすればよく、上記範囲内で小さくするには、Ｏ_２濃度を小さくすればよい。凹凸形状の平均傾斜角を上記範囲内で大きくするには、Ｏ_２濃度を大きくすればよく、上記範囲内で小さくするには、Ｏ_２濃度を小さくすればよい。

上記（１）の方法において、スパッタリング時におけるＡｒガス中のＯ_２濃度は、０．５〜６．０％であり、３．０〜６．０％がより好ましい。

上記（２）の方法において、スパッタリング時におけるＡｒガス中のＯ_２濃度は、０．５〜３．５％であり、０．８〜１．５％が好ましく、０．８〜１．０％がより好ましい。Ａｒガス中のＯ_２濃度が０．５％未満であると、Ｎｉの酸化が促進されず凹凸が成長しないので、目的の凹凸形状を形成できず、拡散反射率が低下する。また、３．５％を超えると、ＮｉおよびＡｇの酸化が促進されて目的の凹凸形状を形成できず、拡散反射率及び全反射率が低下する。

本発明において、合金層の形成工程では、合金層のＮｉ含有量が０．１５〜０．７５ａｔ％となるように成膜することが好ましい。Ｎｉ含有量は、より好ましくは０．２〜０．４ａｔ％であり、特に好ましくは０．３〜０．４ａｔ％である。合金層のＮｉ濃度が０．１５ａｔ％未満であると、酸化Ｎｉの生成量が少なくなり、凹凸が成長しないという理由で拡散反射率が低下する。また、０．７５％を超えると、酸化Ｎｉの生成量が多くなり凹凸が成長しすぎるという理由で拡散反射率及び全反射率が低下する。合金層のＮｉ含有量の調整は、上記（１）の方法においては、各ターゲットに投入するパワーを調整して行う。すなわち、Ｎｉ含有量を高めたい場合は、Ｎｉターゲットに投入するパワーを高めればよく、Ｎｉ含有量を低くしたい場合は、Ｎｉターゲットに投入するパワーを下げればよい。また、上記（２）の方法においては、Ａｇ−Ｎｉ合金ターゲット中のＮｉ含有量を調整して行う。

合金層の形成工程は、基板温度を１５０〜３００℃に制御して行うことが好ましい。基板温度は２００〜２５０℃が特に好ましい。基板温度が２００℃未満であると、Ｎｉの酸化が促進されず、３５０℃を超えるとＮｉの酸化に加えＡｇの酸化が促進されるためである。上記範囲内であれば、Ａｇの酸化を抑えつつＮｉを選択的に酸化できる。

次に、このようにして形成した合金層２上に透明電極層３を形成する。透明電極層３の形成方法は、特に限定は無い。スパッタ法など従来公知の方法を用いて形成できる。

次に、透明電極層３上に、光電変換層５を形成する。光電変換層５の形成方法は、特に限定は無い。例えば、プラズマＣＶＤ法など従来公知の方法により形成できる。

次に、光電変換層５上に、表面電極６を形成する。表面電極６の形成方法は、特に限定は無い。スパッタ法や印刷法など従来公知の方法を用いて形成できる。

このようにして製造される薄膜太陽電池は、光電変換層５で吸収されずに裏面電極４まで到達した光を乱反射して光電変換層５内に効率よく閉じ込めることができ、光の利用効率が高く、発電効率に優れる。

以下、実施例を用いて、本発明についてさらに詳しく説明する。

＜測定方法＞
・全反射率及び拡散反射率の測定：積分球付の分光光度計（Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ社製）を用いて測定した。

・合金層の表面状態：原子力間顕微鏡（ＡＦＭ）を用いカンチレバーで、２０μｍ×２０μｍの範囲で試料表面を走査して、凹凸形状の平均的な高さ、平均的な横幅、平均傾斜角を測定した。

＜試験例１＞
（例１−１）
ガラス基板をスパッタリング装置に導入した。基板温度を２５０℃に調整し、真空ポンプによりスパッタリング装置内の圧力を１．５×１０^−６Ｔｏｒｒまで真空引きを行った。そして、ＡｒとＯ_２との混合ガス（Ｏ_２を６％含有）をスパッタリング装置に導入し、圧力を５×１０^−３Ｔｏｒｒに保持した。ターゲットとして、純Ａｇと純Ｎｉの２種類のターゲットを用い、純Ａｇターゲットのスパッタパワーを２００Ｗ、純Ｎｉのスパッタパワーを１３Ｗとし、成膜速度２０ｎｍ／分で成膜して、膜厚２００ｎｍ、Ｎｉ含有量０．３ａｔ％のＡｇ−Ｎｉ合金層を形成した。このＡｇ−Ｎｉ合金層は、凹凸形状の平均的な高さは４００ｎｍで、平均的な横幅は７００ｎｍ、平均傾斜角は４５°であった。走査型電子顕微鏡の観測結果（２００００倍）を図２に記す。
得られたＡｇ−Ｎｉ合金層上に、スパッタパワーを２００Ｗ、製膜圧力を０．１×１０^−３Ｔｏｒｒ、製膜速度を２０ｎｍ／分の条件でＺｎＯ膜を７０ｎｍ成膜し、裏面電極を作製した。

（例１−２）
例１−１において、純Ｎｉのスパッタパワーを２０Ｗとした以外は、例１−１と同様に成膜して、膜厚２００ｎｍ、Ｎｉ含有量０．５ａｔ％のＡｇ−Ｎｉ合金層を形成した。このＡｇ−Ｎｉ合金層は、凹凸形状の平均的な高さは４５０ｎｍで、平均的な横幅は８００ｎｍ、平均傾斜角は４５°であった。そして、このＡｇ−Ｎｉ合金層上に、例１−１と同様の方法でＺｎＯ膜を成膜し、裏面電極を作製した。

（例１−３）
例１−１において、純Ｎｉのスパッタパワーを３０Ｗとした以外は、例１−１と同様に成膜して、膜厚２００ｎｍ、Ｎｉ含有量０．７ａｔ％のＡｇ−Ｎｉ合金層を形成した。このＡｇ−Ｎｉ合金層は、凹凸形状の平均的な高さは３８０ｎｍで、平均的な横幅は６６０ｎｍ、平均傾斜角は５０°であった。そして、このＡｇ−Ｎｉ合金層上に、例１−１と同様の方法でＺｎＯ膜を成膜し、裏面電極を作製した。

（例１−４）
例１−１において、純Ｎｉのスパッタパワーを４０Ｗとした以外は、例１−１と同様に成膜して、膜厚２００ｎｍ、Ｎｉ含有量１．０ａｔ％のＡｇ−Ｎｉ合金層を形成した。このＡｇ−Ｎｉ合金層は、凹凸形状の平均的な高さは４３０ｎｍで、平均的な横幅は５００ｎｍ、平均傾斜角は６０°であった。そして、このＡｇ−Ｎｉ合金層上に、例１−１と同様の方法でＺｎＯ膜を成膜し、裏面電極を作製した。

（例１−５）
例１−１において、ターゲットとして、純Ａｇのみを用いた以外は、例１−１と同様に成膜して、膜厚２００ｎｍのＡｇ層を形成した。このＡｇ層は、凹凸形状の平均的な高さは３ｎｍ未満で、平均的な横幅は１００ｎｍで、平均傾斜角は２°であった。そして、このＡｇ層上に、例１−１と同様の方法でＺｎＯ膜を成膜し、裏面電極を作製した。

（例１−６）
例１−１において、ターゲットとして、Ａｇ−Ａｌ合金（Ａｌを０．３ａｔ％含有）を用いた以外は、例１−１と同様に成膜して、膜厚２００ｎｍ、Ａｌ含有量０．３ａｔ％のＡｇ−Ａｌ合金層を形成した。このＡｇ−Ａｌ合金層は、凹凸形状の平均的な高さは１００ｎｍで、平均的な横幅は５００ｎｍで、平均傾斜角は４０°であった。そして、このＡｇ−Ａｌ合金層上に、例１−１と同様の方法でＺｎＯ膜を成膜し、裏面電極を作製した。

例１−１〜１−６の裏面電極について、波長３００〜１２００ｎｍの光を照射し、拡散反射率及び全反射率を測定した。結果を図３〜５に記す。図３は、例１−１〜１−５の裏面電極の全反射率を示す図であり、図４は、同裏面電極の拡散反射率を示す図であり、図５は、例１−６の裏面電極の全反射率及び拡散反射率を示す図である。

図３〜５に示すように、平均的な高さが１６０〜６００ｎｍで、平均的な横幅が５００〜１２００ｎｍで、平均傾斜角が２０〜６０°の凹凸形状がＡｇ−Ｎｉ合金層の表面に形成されている例１−１〜１−４の裏面電極は、全反射率及び拡散反射率が高かった。なかでも、合金層のＮｉの含有量が０．１５〜０．７５ａｔ％である例１−１〜１−３の裏面電極は、５００〜９５０ｎｍの光に対する全反射率及び拡散反射率のいずれもが８０％以上と高かった。

一方、Ａｇ−Ｎｉ合金層の代わりにＡｇ層を形成した例１−５、Ａｇ−Ａｌ合金層を形成した例１−６は、いずれも拡散反射率が低かった。

＜試験例２＞
ガラス基板をスパッタリング装置に導入した。基板温度を２５０℃に調整し、真空ポンプによりスパッタリング装置内の圧力を１．５×１０^−６Ｔｏｒｒまで真空引きを行った。そして、下記表１に示すＯ_２濃度のＡｒとＯ_２との混合ガスをスパッタリング装置に導入し、圧力を５×１０^−３Ｔｏｒｒに保持した。ターゲットとして、Ａｇ−Ｎｉ合金ターゲット（Ｎｉ含有量０．３ａｔ％）を用い、スパッタパワーを２００Ｗとし、成膜速度２０ｎｍ／分で成膜して、膜厚２００ｎｍ、Ｎｉ含有量０．３ａｔ％のＡｇ−Ｎｉ合金層を形成した。得られたＡｇ−Ｎｉ合金層上に、スパッタパワーを２００Ｗ、製膜圧力を０．１×１０^−３Ｔｏｒｒ、製膜速度を２０ｎｍ／分の条件でＺｎＯ膜を７０ｎｍ成膜し、裏面電極を作製した。得られた裏面電極について、波長７００ｎｍの光を照射し、拡散反射率及び全反射率を測定した。結果を表１に記す。

表１に示すように、Ｏ_２濃度０．５〜３．５％の雰囲気下でＮｉ含有量０．１５〜０．７５ａｔ％の合金層を形成した例２−１〜２−３の裏面電極は、全反射率が８０％以上、拡散反射率が４０％以上であった。

＜試験例３＞
例１−５、および例２−２の裏面電極上に、微結晶シリコンのｎ層を４０ｎｍ、微結晶シリコンのｉ層を２０００ｎｍ、微結晶シリコンのｐ層を１５ｎｍ順次積層して、ｎｉｐ接合型の光電変換層を形成し、さらにその上にＩＴＯ層を７０ｎｍ積層して、サブストレート型の薄膜太陽電池を製造した。得られた薄膜太陽電池の特性を評価した結果を表２に示す。

表２に示すように、Ａｇ−Ｎｉ合金層を裏面電極に用いることで太陽電池の特性は向上することを確認した。

Claims (11)

1. 支持基板上に、裏面電極、光電変換層及び表面電極の順に積層してなる薄膜太陽電池の、前記支持基板上に形成される裏面電極であって、
   前記裏面電極は、Ａｇを主成分としＮｉを添加した合金層と、該合金層に積層して形成される透明電極層とを少なくとも含み、
   前記合金層の表面には、平均的な高さが１６０〜６００ｎｍで、平均的な横幅が５００〜１２００ｎｍで、平均傾斜角が２０〜６０°の凹凸形状が形成されていることを特徴とする裏面電極。
2. 波長５００〜９５０ｎｍの光に対する全反射率が８０％以上であり、かつ、拡散反射率が４０％以上である請求項１に記載の裏面電極。
3. 前記合金層は、Ｎｉの含有量が０．１５〜０．７５ａｔ％である請求項１又は２に記載の裏面電極。
4. 前記合金層は、膜厚が２００〜３００ｎｍである請求項１〜３のいずれか１項に記載の裏面電極。
5. 前記合金層は、純Ａｇと純Ｎｉの２種類のターゲットを同時に用い、Ｏ_２濃度０．５〜６．０％のＡｒガス雰囲気下でスパッタリング法により成膜して得られたものである請求項１〜４のいずれか１項に記載の裏面電極。
6. 前記合金層は、Ａｇ−Ｎｉ合金ターゲットを用いて、Ｏ_２濃度０．５〜３．５％のＡｒガス雰囲気下で、スパッタリング法により成膜して得られたものである請求項１〜４のいずれか１項に記載の裏面電極。
7. 支持基板上に、裏面電極、光電変換層及び表面電極の順に積層してなる薄膜太陽電池の、前記支持基板上に形成される裏面電極の製造方法であって、
   Ａｇを主成分としＮｉを添加した合金層の形成工程と、該合金層上に透明電極層を形成する工程とを少なくとも含み、
   前記合金層の形成工程は、純Ａｇと純Ｎｉの２種類のターゲットを同時に用いて、Ｏ_２濃度０．５〜６．０％のＡｒガス雰囲気下で、スパッタリング法により成膜して前記合金層を形成することを特徴とする裏面電極の製造方法。
8. 支持基板上に、裏面電極、光電変換層及び表面電極の順に積層してなる薄膜太陽電池の、前記支持基板上に形成される裏面電極の製造方法であって、
   Ａｇを主成分としＮｉを添加した合金層の形成工程と、該合金層上に透明電極層を形成する工程とを少なくとも含み、
   前記合金層の形成工程は、Ａｇ−Ｎｉ合金ターゲットを用いて、Ｏ_２濃度０．５〜３．５％のＡｒガス雰囲気下で、スパッタリング法により成膜して前記合金層を形成することを特徴とする裏面電極の製造方法。
9. 得られる前記合金層のＮｉの含有量が０．１５〜０．７５ａｔ％である請求項７又は８に記載の裏面電極の製造方法。
10. 前記合金層の形成工程は、基板温度を１５０〜３００℃に制御して行う請求項７〜９のいずれか１項に記載の裏面電極の製造方法。
11. 支持基板上に、請求項１〜６のいずれか１項に記載の裏面電極、光電変換層及び表面電極の順に積層したことを特徴とする薄膜太陽電池。