JP2019129274A

JP2019129274A - 光電変換素子、光電変換モジュールおよび電子機器

Info

Publication number: JP2019129274A
Application number: JP2018011308A
Authority: JP
Inventors: 泰志山崎; Yasushi Yamazaki; 矢野　邦彦; Kunihiko Yano; 邦彦矢野
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2018-01-26
Filing date: 2018-01-26
Publication date: 2019-08-01

Abstract

【課題】光電変換効率が高く色調が良好な光電変換素子、および、かかる光電変換素子を備える信頼性および意匠性の高い光電変換モジュールおよび電子機器を提供すること。【解決手段】半導体基板と、前記半導体基板の一方の面側に設けられ、前記半導体基板側から第１層、中間層および第２層の順に積層されてなる反射防止多層体と、を有し、前記第１層は、ＳｉＮｘＯｙ（ただし、０≦ｘ≦４／３、０≦ｙ≦２、および、０≦３ｘ＋２ｙ≦４である。）で表されるケイ素化合物を含み、前記中間層は、複数層で構成されており、前記第２層の屈折率は、前記中間層を構成する前記複数層のうち、前記第２層側に設けられた層の屈折率より低いことを特徴とする光電変換素子。【選択図】図８

Description

本発明は、光電変換素子、光電変換モジュールおよび電子機器に関するものである。

ＧＰＳ（Global Positioning System）等の測位システムに用いられる位置情報衛星か
らの電波を受信し、測位信号に含まれる時刻を取得したり、現在位置を検出したりする装
着型電子機器（腕時計）が提案されている。

例えば、特許文献１には、腕時計ケースと、文字板と、文字板の下側に配置され位置情
報衛星からの電波を受信するアンテナを含む時計モジュールと、文字板と時計モジュール
との間に設けられたソーラーパネルと、を有する腕時計が開示されている。このような腕
時計によれば、文字板が光透過性を有しているため、文字板を透過した外部光をソーラー
パネルに照射することにより、時計モジュールの動作に必要な電力を発電することができ
る。

また、ソーラーパネルとして用いられる光起電力素子の構造として、背面接合構造が知
られている。特許文献２には、ベース部およびエミッター部が形成された半導体基板と、
エミッター部と接触する第１電極と、ベース部と接触する第２電極と、を備える背面接合
構造を有する光起電力素子が開示されている。背面接合構造によれば、前面に電極を設け
る必要がないことから、その電極に起因する受光面積の縮小を避けることができ、構造に
起因する電力損失を低減することができる。

また、特許文献２には、半導体基板の前面に、複数の層を積層してなる反射防止膜を設
けることが開示されている。これにより、太陽光が入射する際に反射に伴う損失が発生す
ることが防止され、光起電力素子の効率が向上する。

特開２０１６−１７６９５７号公報特開２０１３−０８４９３０号公報

ところが、反射防止膜は、特定の波長の光について最適化されるように設計される。通
常は、緑色や赤色といった比較的長波長の光の反射率を低下させる一方、青色のような比
較的短波長の光の反射率についてはやや高くなるように設計されることが多い。したがっ
て、従来のソーラーパネルには、暗青色の色調を呈するものが多い。

一方、ソーラーパネルが呈する色調は、それを搭載する電子機器の美的外観を大きく左
右することになる。このため、ソーラーパネルが呈する色調によっては、電子機器の美的
外観（意匠性）にとって好ましくない影響を及ぼすおそれがある。

本発明の目的は、光電変換効率が高く色調が良好な光電変換素子、および、かかる光電
変換素子を備える信頼性および意匠性の高い光電変換モジュールおよび電子機器を提供す
ることにある。

上記目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の光電変換素子は、半導体基板と、
前記半導体基板の一方の面側に設けられ、前記半導体基板側から第１層、中間層および
第２層がこの順で積層されてなる反射防止多層体と、
を有し、
前記第１層は、ＳｉＮ_ｘＯ_ｙ（ただし、０≦ｘ≦４／３、０≦ｙ≦２、および、０≦３
ｘ＋２ｙ≦４である。）で表されるケイ素化合物を含み、
前記中間層は、複数層で構成されており、
前記第２層の屈折率は、前記中間層を構成する前記複数層のうち、前記第２層側に設け
られた層の屈折率より低いことを特徴とする。

これにより、反射率を十分に低下させるとともに反射光の色調を無彩色に近づけること
ができるので、光電変換効率が高く色調が良好な光電変換素子が得られる。

本発明の光電変換素子では、前記第２層は、最表層であり、
前記第２層は、酸化ケイ素またはフッ化マグネシウムを含むことが好ましい。

これにより、空気層から反射防止膜に入射する光の透過率を十分に高めつつ、反射防止
多層体の光学特性を長期にわたって安定的に維持することができる。

本発明の光電変換素子では、前記中間層は、窒化ケイ素、酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、
酸化ニオブ、酸化チタン、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化ランタンおよび酸化ア
ルミニウムのうちの少なくとも１種を含むことが好ましい。

これにより、化学的安定性が高く、かつ、光透過性が高い反射防止多層体が得られる。
その結果、反射防止多層体の透過率を十分に高めつつ、反射防止多層体の光学特性を長期
にわたって安定的に維持することができる。

本発明の光電変換素子では、前記第１層は、前記半導体基板に接しており、
前記ケイ素化合物は、窒化ケイ素であることが好ましい。

これにより、第１層は、反射防止多層体の一部であるとともにパッシベーション膜とし
ての機能も有する。このため、光照射によって半導体基板中に生成された少数キャリアー
の表面再結合を抑制することができ、受光面の反射率を低減するという効果と、光電変換
効率の低下を抑制するという効果と、を両立させることができる。

本発明の光電変換素子では、前記半導体基板の前記反射防止多層体に臨む面は、Ｓｉ（
１００）面であることが好ましい。

これにより、他のＳｉ結晶面に比べて界面準位密度が低いＳｉ（１００）面において表
面での少数キャリアーの再結合を抑制することができるので、室内光のような低照度下に
おいて光電変換効率の低下を抑制することができる。

本発明の光電変換素子では、前記半導体基板の前記反射防止多層体に臨む面は、Ｓｉ（
１１１）面であることが好ましい。

これにより、半導体基板の反射防止多層体に臨む面に対し、ウェットエッチング法によ
って比較的均一な形状のテクスチャーを形成することができる。その結果、テクスチャー
による光閉じ込め効果によって光電変換効率の向上を図るとともに、受光面の反射率を低
減させることができる。

本発明の光電変換素子では、表面に対する入射角が０°以上８７°以下の範囲でＣＩＥ
標準光源Ｄ_６５の光を入射したとき、正反射光のＬ＊ａ＊ｂ＊表色系におけるａ＊値およ
びｂ＊値が、−２０≦ａ＊≦２０および−２０≦ｂ＊≦２０を満たすことが好ましい。

これにより、反射光の色調を無彩色に十分に近づけることができる。このため、光電変
換素子の色調が黒色に近くなり、光電変換素子の美的外観の向上に寄与する。

本発明の光電変換モジュールは、本発明の光電変換素子と、
前記光電変換素子と電気的に接続されている配線基板と、
を有することを特徴とする。
これにより、信頼性および意匠性が高い光電変換モジュールが得られる。

本発明の電子機器は、本発明の光電変換素子を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性および意匠性の高い電子機器が得られる。

本発明の電子機器の実施形態を適用した電子時計を示す斜視図である。本発明の電子機器の実施形態を適用した電子時計を示す斜視図である。図１、２に示す電子時計の平面図である。図１、２に示す電子時計の縦断面図である。図４に示す電子時計のうち、光電変換モジュールのみを図示した平面図である。図５に示す光電変換モジュールの分解斜視図である。図５に示す光電変換モジュールのＡ−Ａ線断面図である。図７に示す光電変換素子の部分拡大図である。図８に示す反射防止膜の一例についての分光特性を示す図である。図８に示す反射防止膜の一例についての反射光の色度を示すＬ＊ａ＊ｂ＊表色系色度図である。従来のセル（光電変換素子）を模したモデルを示す断面図である。図１１に示すモデルが有する反射防止膜についての分光特性を示す図である。図１１に示すモデルが有する反射防止膜についての反射光の色度を示すＬ＊ａ＊ｂ＊表色系色度図である。第２実施形態に係る光電変換素子を示す断面図である。第３実施形態に係る光電変換素子を示す断面図である。図１５に示す反射防止膜の一例についての分光特性を示す図である。図１５に示す反射防止膜の一例についての反射光の色度を示すＬ＊ａ＊ｂ＊表色系色度図である。第４実施形態に係る光電変換素子を示す断面図である。図１８に示す反射防止膜の一例についての分光特性を示す図である。図１８に示す反射防止膜の一例についての反射光の色度を示すＬ＊ａ＊ｂ＊表色系色度図である。第５実施形態に係る反射防止膜の一例についての分光特性を示す図である。第５実施形態に係る反射防止膜の一例についての反射光の色度を示すＬ＊ａ＊ｂ＊表色系色度図である。

以下、本発明の光電変換素子、光電変換モジュールおよび電子機器について、添付図面
に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。

＜電子機器＞
まず、本発明の電子機器の実施形態を適用した電子時計について説明する。かかる電子
時計は、受光面に光が照射されると、内蔵する太陽電池（光電変換モジュール）によって
発電（光電変換）し、発電により得られた電力を駆動電力として利用するように構成され
ている。

図１、２は、それぞれ、本発明の電子機器の実施形態を適用した電子時計を示す斜視図
である。このうち、図１は、電子時計の表側（太陽電池の受光面側）から見たときの外観
を表す斜視図であり、図２は、電子時計の裏側から見たときの外観を表す斜視図である。
また、図３は、図１、２に示す電子時計の平面図であり、図４は、図１、２に示す電子時
計の縦断面図である。

電子時計２００は、ケース３１と太陽電池８０（光電変換モジュール）と表示部５０と
光センサー部４０を含む機器本体３０と、ケース３１に取り付けられた２つのバンド１０
と、を有している。

なお、以下の説明では、太陽電池８０の受光面に直交する方向に延在する方向軸をＺ軸
とする。また、電子時計の裏側から表側への向きを「＋Ｚ方向」とし、その反対向きを「
−Ｚ方向」とする。

一方、Ｚ軸に直交する２つの軸を「Ｘ軸」および「Ｙ軸」とする。このうち、２つのバ
ンド１０同士を結ぶ方向軸をＹ軸とし、Ｙ軸に直交する方向軸をＸ軸とする。また、表示
部５０の上向きを「＋Ｙ方向」とし、下向きを「−Ｙ方向」とする。また、太陽電池８０
の受光面を平面視したとき、右向きを「＋Ｘ方向」とし、左向きを「−Ｘ方向」とする。

以下、電子時計２００の構成について順次説明する。
（機器本体）
機器本体３０は、表側および裏側に開口したケース３１と、表側の開口部を塞ぐように
設けられた風防板５５と、ケース３１の表面と風防板５５の側面とを覆うように設けられ
たベゼル５７と、裏側の開口部を塞ぐように設けられた透明カバー４４と、を備える筐体
を有している。この筐体内には、後述する種々の構成要素が収容される。

筐体のうち、ケース３１は円環状をなしており、表側には風防板５５を嵌め込み可能な
開口部３５を備え、裏側には透明カバー４４を嵌め込み可能な開口部（測定窓部４５）を
備えている。

また、ケース３１の裏側の一部は、突出するように成形された凸状部３２になっている
。この凸状部３２の頂部が開口しており、この開口部に透明カバー４４が嵌め込まれてい
るとともに、透明カバー４４の一部が開口部から突出している。

ケース３１の構成材料としては、例えばステンレス鋼、チタン合金のような金属材料の
他、樹脂材料、セラミック材料等が挙げられる。また、ケース３１は、複数の部位の組み
立て体であってもよく、その場合、部位同士で構成材料が異なっていてもよい。

また、ケース３１の外側面には、複数の操作部５８（操作ボタン）が設けられている。

また、ケース３１の表側に設けられた開口部３５の外縁には、＋Ｚ方向に突出する突起
部３４が形成されている。そして、この突起部３４を覆うように、円環状をなすベゼル５
７が設けられている。

さらに、ベゼル５７の内側には風防板５５が設けられている。そして、風防板５５の側
面とベゼル５７との間が、パッキンや接着剤のような接合部材５６を介して接着されてい
る。

風防板５５および透明カバー４４の構成材料としては、例えばガラス材料、セラミック
材料、樹脂材料等が挙げられる。また、風防板５５は透光性を有し、風防板５５を介して
表示部５０の表示内容を視認することができるようになっている。さらに、透明カバー４
４も透光性を有し、光センサー部４０を生体情報測定部として機能させることができる。

また、筐体の内部空間３６は、後述する種々の構成要素を収容可能な閉空間になってい
る。

機器本体３０は、それぞれ内部空間３６に収容される要素として、回路基板２０と、方
位センサー２２（地磁気センサー）と、加速度センサー２３と、ＧＰＳアンテナ２８と、
光センサー部４０と、表示部５０を構成する電気光学パネル６０および照明部６１と、二
次電池７０と、太陽電池８０と、を備えている。また、機器本体３０は、これらの要素の
他にも、標高や水深等を算出するための圧力センサー、温度を測定する温度センサー、角
速度センサーのような各種センサー、バイブレーター等を備えていてもよい。

回路基板２０は、前述した要素同士を電気的に接続する配線を含む基板である。また、
回路基板２０には、前述した要素の動作を制御する制御回路や駆動回路等を含むＣＰＵ２
１（Central Processing Unit）および他の回路素子２４が搭載されている。

また、太陽電池８０、電気光学パネル６０、回路基板２０および光センサー部４０は、
風防板５５側からこの順で配置されている。これにより、太陽電池８０は、風防板５５に
近接して配置されることになり、多くの外部光が太陽電池８０に効率よく入射する。その
結果、太陽電池８０における発電効率を最大限に高めることができる。

以下、機器本体３０に収容される要素についてさらに詳述する。
回路基板２０は、その端部が回路ケース７５を介してケース３１に取り付けられている
。

また、回路基板２０には、接続配線部６３および接続配線部８１が電気的に接続されて
いる。このうち、接続配線部６３を介して回路基板２０と電気光学パネル６０とが電気的
に接続されている。また、接続配線部８１を介して回路基板２０と太陽電池８０とが電気
的に接続されている。これらの接続配線部６３、８１は、例えばフレキシブル回路基板で
構成され、内部空間３６の隙間に効率よく引き回される。

方位センサー２２および加速度センサー２３は、電子時計２００を装着したユーザーの
体の動きに係る情報を検出することができる。方位センサー２２および加速度センサー２
３は、ユーザーの体動に応じて変化する信号を出力し、ＣＰＵ２１に送信する。

ＣＰＵ２１は、ＧＰＳアンテナ２８を含むＧＰＳ受信部（図示せず）を制御する回路、
光センサー部４０を駆動しユーザーの脈波等を測定する回路、表示部５０を駆動する回路
、太陽電池８０の発電を制御する回路等を含む。

ＧＰＳアンテナ２８は、複数の位置情報衛星から電波を受信する。また、機器本体３０
は、図示しない信号処理部を備えている。信号処理部は、ＧＰＳアンテナ２８が受信した
複数の測位信号に基づいて測位計算を行い、時刻および位置情報を取得する。信号処理部
は、これらの情報をＣＰＵ２１に送信する。

光センサー部４０は、ユーザーの脈波等を検出する生体情報測定部である。図４に示す
光センサー部４０は、受光部４１と、受光部４１の外側に設けられた複数の発光部４２と
、受光部４１および発光部４２が搭載されたセンサー基板４３と、を含む光電センサーで
ある。また、受光部４１および発光部４２は、前述した透明カバー４４を介して、ケース
３１の測定窓部４５に臨んでいる。また、機器本体３０が備える接続配線部４６を介して
回路基板２０と光センサー部４０とが電気的に接続されている。

このような光センサー部４０は、発光部４２から射出した光を被検体（例えばユーザー
の皮膚）に対して照射し、その反射光を受光部４１で受光することにより、脈波を検出す
る。光センサー部４０は、検出した脈波の情報をＣＰＵ２１に送信する。

なお、光電センサーに代えて、心電計、超音波センサーのような他のセンサーを用いる
ようにしてもよい。

また、機器本体３０は、図示しない通信部を備えている。この通信部は、機器本体３０
が取得した各種の情報や記憶している情報、ＣＰＵ２１による演算結果等を外部に送信す
る。

表示部５０は、風防板５５を介して、電気光学パネル６０の表示内容をユーザーに視認
させる。これにより、例えば前述した要素から取得した情報を、文字や画像として表示部
５０に表示し、ユーザーに認識させることができる。

電気光学パネル６０としては、例えば、液晶表示素子、有機ＥＬ（Organic Electro Lu
minescence）表示素子、電気泳動表示素子、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）表示素子等
が挙げられる。

図４では、一例として、電気光学パネル６０が反射型の表示素子（例えば反射型液晶表
示素子、電気泳動表示素子等）である場合を図示している。このため、表示部５０は、電
気光学パネル６０が備える導光板（図示せず）の光入射面に設けられた照明部６１を備え
ている。照明部６１としては、例えばＬＥＤ素子が挙げられる。このような照明部６１お
よび導光板は、反射型表示素子のフロントライトとして機能する。

なお、電気光学パネル６０が透過型の表示素子（例えば透過型液晶表示素子等）である
場合には、フロントライトに代えてバックライトを設けるようにすればよい。

また、電気光学パネル６０が自発光型の表示素子（例えば有機ＥＬ表示素子、ＬＥＤ表
示素子等）である場合や、自発光型ではないものの外光を利用する表示素子である場合に
は、フロントライトやバックライトを省略することができる。

二次電池７０は、図示しない配線を介して回路基板２０に接続されている。これにより
、二次電池７０から出力される電力を、前述した要素の駆動に用いることができる。また
、太陽電池８０で発電した電力によって、二次電池７０を充電することができる。

以上、電子時計２００について説明したが、本発明の電子機器の実施形態は電子時計に
限定されず、例えば携帯電話端末、スマートフォン、タブレット端末、ウェアラブル端末
、カメラ等であってもよい。

≪第１実施形態≫
まず、第１実施形態に係る光電変換モジュールとして太陽電池８０について説明する。
併せて、第１実施形態に係る光電変換素子としてセル８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄに
ついて説明する。

（太陽電池）
太陽電池８０は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換モジュールである
。

図５は、図４に示す電子時計２００のうち、太陽電池８０のみ（第１実施形態に係る光
電変換モジュール）を図示した平面図である。また、図６は、図５に示す太陽電池８０の
分解斜視図である。

図５、６に示す太陽電池８０（光電変換モジュール）は、風防板５５と電気光学パネル
６０との間に設けられ、結晶性を有する半導体基板を含む４つのセル８０ａ、８０ｂ、８
０ｃ、８０ｄ（光電変換素子）と、４つのセル８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄと電気的
に接続された配線基板８２と、を備えている。

セル８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄは、それぞれ板状をなしており、その主面はＺ軸
方向に向いている。また、セル８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄの各主面のうち、風防板
５５に臨む主面は、外部光を受光する受光面８４となる。一方、電気光学パネル６０に臨
む主面は、発電した電力を取り出す電極パッドが設けられた電極面８５となる。

図５、６に示す太陽電池８０の平面視形状は、円環になっている。換言すれば、４つの
セル８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄがわずかな隙間を介して並ぶことにより、全体の平
面視形状は、内縁形状（内形形状）および外縁形状（外形形状）がそれぞれ円形である円
環になっている。

一方、前述したケース３１の開口部３５は、円形をなしていることから、その内縁は曲
線を含んでいる。

また、４つのセル８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄにおいて、それぞれの内縁および外
縁は、互いに同じ中心を持つ円（同心円）の一部であることが好ましい。換言すれば、４
つのセル８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄの集合体が円環をなすとき、その円環の内円と
外円とが同心円であることが好ましい。これにより、とりわけ意匠性が高い電子時計２０
０を実現することができる。

なお、図３に示すように、太陽電池８０の内縁側には、表示部５０（電気光学パネル６
０）が設けられるが、この表示部５０の表示形状は、太陽電池８０の内縁に沿っている。
換言すれば、電子時計２００は、太陽電池８０の内縁に沿う画素領域を含む電気光学パネ
ル６０を有する。このように配置することで、例えば太陽電池８０の内側に配される表示
部５０の表示形状を円形にすることができるので、意匠性が高い電子時計２００を実現す
ることができる。

また、太陽電池８０の少なくとも一部は、電気光学パネル６０の画素領域より外側と重
なるように配置されている。これにより、例えば、太陽電池８０の受光面８４を正視する
ように電子時計２００を見たとき、太陽電池８０よりも遠い位置に表示部５０（電気光学
パネル６０）が配置されれば、太陽電池８０は、電気光学パネル６０の画素領域の外側を
覆う、いわゆる見切り板として機能することができる。

なお、本実施形態では、４つのセル８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄの集合体によって
太陽電池８０が構成されているが、セルの数は、１つであってもよく、２つ以上の任意の
数であってもよい。

また、本実施形態では、太陽電池８０の平面視形状が円環になっているが、多重の円環
であってもよい。

また、４つのセル８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄのうち、１つ以上が省略されてもよ
く、セル同士の形状が互いに異なっていてもよい。

ここで、太陽電池８０についてさらに詳述する。
図７は、図５に示す太陽電池８０のＡ−Ａ線断面図である。また、図８は、図７に示す
セル８０ｂの部分拡大図である。なお、図７、８では、半導体基板としてＳｉ基板８００
を用いた例を図示している。また、以下の説明では、説明の便宜上、図７、８の上方を「
上」、下方を「下」として説明する。さらに、セル８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄやそ
れに含まれるＳｉ基板８００のうち、電極面８５側の面のことを「裏面」ともいう。

図７に示す太陽電池８０は、Ｓｉ基板８００（半導体基板）を含むセル８０ｂ、８０ｄ
と、配線基板８２と、を有している。

このうち、セル８０ｂ、８０ｄは、それぞれ、Ｓｉ基板８００（半導体基板）と、フィ
ンガー電極８０４と、バスバー電極８０５と、パッシベーション膜８０６と、層間絶縁膜
８０７と、反射防止膜８０９と、を有している。以下、各部について詳述する。なお、以
下の説明では、セル８０ｂ、８０ｄを例に説明するが、セル８０ａ、８０ｃについても同
様である。

図７に示すセル８０ｂ、８０ｄは、それぞれ、Ｓｉ基板８００と、Ｓｉ基板８００の裏
面に形成されたｐ＋拡散領域８０１およびｎ＋拡散領域８０２と、ｐ＋拡散領域８０１お
よびｎ＋拡散領域８０２に接続されているフィンガー電極８０４、フィンガー電極８０４
に接続されているバスバー電極８０５と、パッシベーション膜８０６と、層間絶縁膜８０
７と、反射防止膜８０９と、を備えている。なお、図７では、図示の便宜上、ｐ＋拡散領
域８０１に接続されているバスバー電極８０５および電極パッド８６（正極）のみを図示
し、ｎ＋拡散領域８０２に接続されているバスバー電極および電極パッド（負極）の図示
を省略している。また、図７では、ｎ＋拡散領域８０２に接続されているフィンガー電極
８０４について破線で示しており、このフィンガー電極８０４がバスバー電極８０５と電
気的に接続されていないことを表している。

Ｓｉ基板８００としては、例えばＳｉ（１００）基板等が用いられる。したがって、Ｓ
ｉ基板８００の主面、すなわちＳｉ基板８００の反射防止膜８０９（反射防止多層体８１
０）に臨む面およびそれとは反対の面は、Ｓｉ（１００）面である。このようなＳｉ（１
００）面は、他のＳｉ結晶面に比べて界面準位密度が低いため、表面での少数キャリアー
の再結合を抑制する。このため、Ｓｉ（１００）面が反射防止膜８０９に臨む面になって
いる場合、室内光のような低照度下においても光電変換効率の低下を抑制することができ
る。

また、Ｓｉ（１００）面は、平坦面であるのが好ましい。これにより、受光面８４の見
た目の均一性が高くなるため、セル８０ｂ、８０ｄの美的外観を高めることができる。

なお、Ｓｉ基板８００の結晶面は、特に限定されず、Ｓｉ（１００）面以外の結晶面で
あってもよい。

Ｓｉ基板８００（半導体基板）の主要構成元素以外の不純物元素濃度は、できるだけ低
いことが好ましいが、それぞれ１×１０^１１［ａｔｏｍｓ／ｃｍ^２］以下であるのがより
好ましく、１×１０^１０［ａｔｏｍｓ／ｃｍ^２］以下であるのがさらに好ましい。不純物
元素濃度が前記範囲内であることにより、Ｓｉ基板８００の不純物が光電変換に及ぼす影
響を十分に小さく抑えることができる。これにより、小面積であっても十分な電力を発生
させ得る太陽電池８０を実現することができる。さらに、室内光のような低照度光におい
ても発電効率が低下しにくくなるという利点もある。

なお、Ｓｉ基板８００の不純物元素濃度は、例えばＩＣＰ−ＭＳ（Inductively Couple
d Plasma - Mass Spectrometry）法により測定することができる。

また、Ｓｉ基板８００は、前述したように結晶性を有している。この結晶性とは、単結
晶性または多結晶性のことをいう。このような結晶性を有するＳｉ基板８００を含むこと
により、非晶質性を有する半導体基板を含む場合に比べて、より発電効率の高い太陽電池
８０が得られる。かかる太陽電池８０は、仮に同じ電力を発電する場合、より面積を小さ
くすることを可能にする。このため、結晶性を有する半導体基板を含むことにより、発電
効率と意匠性とをより高度に両立させた電子時計２００が得られる。

特に、Ｓｉ基板８００は、単結晶性を有するものが好ましい。これにより、太陽電池８
０の発電効率が特に高められる。したがって、発電効率と意匠性との両立を最大限に図る
ことができる。また、特に、太陽電池８０の省スペース化が図られることにより、電子時
計２００の意匠性をより高めることができる。さらに、室内光のような低照度光において
も発電効率が低下しにくいという利点もある。

なお、単結晶性を有するとは、半導体基板全体が単結晶である場合の他、一部が多結晶
または非晶質である場合も含む。後者の場合、単結晶の体積が相対的に大きい（例えば全
体の９０体積％以上である）ことが好ましい。

また、Ｓｉ基板８００は、化合物半導体基板（例えばＧａＡｓ基板）等で代替すること
が可能である。

また、太陽電池８０が４つのセル８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ（複数の半導体基板
）を含み、各Ｓｉ基板８００が単結晶性を有している場合、４つのセル８０ａ、８０ｂ、
８０ｃ、８０ｄの主面の結晶方位（結晶軸）が互いに同じであるのが好ましい。これによ
り、４つのセル８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄの外観が揃いやすくなるため、外観の均
一化が図られることとなり、太陽電池８０全体の意匠性もより高めることができる。また
、４つのセル８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄの受光面８４にエッチング処理を施す場合
、エッチングレートが結晶方位に依存しやすいことを踏まえると、処理結果の差が自ずと
小さくなる。かかる観点からも、４つのセル８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄの受光面に
おける光の反射率や反射方向等の特性が揃いやすくなり、太陽電池８０全体の意匠性がさ
らに高くなる。

また、各セル８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ同士の隙間の長さｄ（図３参照）は、特
に限定されないが、０．０５ｍｍ以上３ｍｍ以下であるのが好ましく、０．１ｍｍ以上１
ｍｍ以下であるのがより好ましい。隙間の長さｄを前記範囲内に設定することにより、受
光面８４側から太陽電池８０を見たとき、図７に示す端面８０８がより見えにくくなる。
これにより、端面８０８が見えてしまうことによる太陽電池８０の美的外観の悪化を抑制
することができる。また、隙間の長さｄが短すぎることによる、太陽電池８０の組み立て
にくさやセル同士が接触しやすくなるという問題を回避するという観点からも有用である
。

また、各セル８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄの厚さは、特に限定されないが、５０μ
ｍ以上５００μｍ以下であるのが好ましく、１００μｍ以上３００μｍ以下であるのがよ
り好ましい。これにより、太陽電池８０の光電変換効率と機械的特性との両立を図ること
ができる。また、電子時計２００の薄型化にも貢献することができる。

また、ｐ＋拡散領域８０１に接続されているバスバー電極８０５の一部が露出し、前述
した電極パッド８６を構成している。一方、ｎ＋拡散領域８０２に接続されているバスバ
ー電極（図示せず）の一部が露出し、前述した電極パッド８７を構成している。

また、電極パッド８６は、図７に示すように、導電接続部８３を介して、配線基板８２
と接続されている。同様に、電極パッド８７も、図示しない導電接続部を介して、配線基
板８２と接続されている。

導電接続部８３としては、例えば導電ペースト、導電シート、金属材料、はんだ、ろう
材等が挙げられる。

また、太陽電池８０は、受光面８４に設けられた反射防止膜８０９を備えている。この
反射防止膜８０９については、後に詳述する。

また、フィンガー電極８０４とＳｉ基板８００との間、および、バスバー電極８０５と
フィンガー電極８０４との間は、それぞれ層間絶縁膜８０７を介して絶縁されている。

パッシベーション膜８０６および層間絶縁膜８０７の構成材料としては、例えば、酸化
ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化アルミニウム等が挙げられる。

フィンガー電極８０４やバスバー電極８０５の構成材料としては、例えば、アルミニウ
ム、チタン、銅のような金属の単体または合金等が挙げられる。

また、太陽電池８０は、好ましくは裏面電極型とされる。具体的には、図６に示すよう
に、４つのセル８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄの電極面８５に、それぞれ電極パッド８
６、８７が設けられている。このうち、電極パッド８６は正極であり、一方、電極パッド
８７は負極である。したがって、電極パッド８６および電極パッド８７から配線を介して
電力を取り出すことができる。

裏面電極型では、全ての電極パッドを電極面８５（裏面）側に配置することができる。
このため、受光面８４を最大限に大きくすることができ、受光面積の最大化に伴う発電効
率の向上を図ることができる。加えて、受光面８４側に電極パッドを設けることによる意
匠性の低下を防止することができる。このため、電子時計２００の意匠性をさらに高める
ことができる。

なお、太陽電池８０の構造は、裏面電極型に限定されず、受光面８４側にも電極を設け
た構造であってもよい。

また、太陽電池８０は、図５に示すように、電極パッド８６および電極パッド８７をそ
れぞれ複数含んでいるのが好ましい。これにより、セル８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ
と配線基板８２との間を、電気的かつ機械的により確実に接続することができる。

また、複数の電極パッド８６は、太陽電池８０の外縁に沿って配置されている。一方、
複数の電極パッド８７は、太陽電池８０の内縁に沿って配置されている。このような配置
をとることにより、太陽電池８０の延在方向（周方向）に沿って接続点を確保することが
できる。このため、太陽電池８０をより確実に固定することができ、かつ、太陽電池８０
と配線基板８２との間の接続抵抗を十分に低減させることができる。

なお、電極パッド８６、８７の配置は、図示のものに限定されず、例えば電極パッド８
６の列の位置と電極パッド８７の列の位置とが入れ替わっていてもよい。

また、１つのセル当たりの電極パッド８６、８７の数も、特に限定されず、それぞれ１
つであっても、任意の複数であってもよい。また、電極パッド８６、８７の形状も、特に
限定されず、いかなる形状であってもよい。

以上のようなフィンガー電極８０４、バスバー電極８０５、パッシベーション膜８０６
、層間絶縁膜８０７および反射防止膜８０９は、例えば、後述するように、図７に示すＳ
ｉ基板８００の裏面に対して順次成膜されることによって形成される。

配線基板８２は、絶縁基板８２１と、その上に設けられた導電膜８２２と、を備えてい
る。

絶縁基板８２１としては、例えばポリイミド基板、ポリエチレンテレフタレート基板の
ような各種樹脂基板が挙げられる。導電膜８２２の構成材料としては、例えば銅または銅
合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金、銀または銀合金等が挙げられる。

また、図示しないものの、配線基板８２は、導電膜８２２のうち、導電接続部８３が設
けられる部分を除いてカバーフィルム等で覆われていてもよい。カバーフィルムとしては
、例えばポリイミドフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルムのような各種樹脂フ
ィルムが挙げられる。

（反射防止膜）
ここで、セル８０ｂが備える反射防止膜８０９について説明する。なお、以下の説明は
、セル８０ａ、８０ｃ、８０ｄが備える反射防止膜８０９についても同様である。

図８は、図７に示すセル８０ｂの部分拡大図である。
図８に示すセル８０ｂは、Ｓｉ基板８００と、Ｓｉ基板８００の上面側（一方の面側）
に設けられた反射防止多層体８１０を含む反射防止膜８０９と、を有している。

このうち、反射防止多層体８１０は、Ｓｉ基板８００側から第１層８１１、中間層８１
３および第２層８１２がこの順で積層されてなる多層体である。

そして、第１層８１１は、ＳｉＮ_ｘＯ_ｙ（ただし、０≦ｘ≦４／３、０≦ｙ≦２、およ
び、０≦３ｘ＋２ｙ≦４である。）で表されるケイ素化合物を含んでいる。

一方、第２層８１２の屈折率は、中間層８１３の第２層８１２側の層（第２中間層８１
３ｂ）の屈折率より低くなっている。

以上のような反射防止多層体８１０を有する反射防止膜８０９によれば、受光面８４に
おける反射率を十分に低下させることができる。このため、反射に伴う光電変換効率の低
下を抑制することができ、セル８０ｂの光電変換効率を高めることができる。

また、主に可視光の波長範囲において反射率を大きな偏りなく低下させ、反射光の波長
分布を最適化することができる。このため、反射光の色調が無彩色に近くなり、セル８０
ｂが呈する色調が電子時計２００の美的外観を低下させることが防止される。また、むし
ろ、無彩色に近い色調は、高級感や重厚感、金属的質感等を想起させ、美的外観の向上に
寄与する。その結果、意匠性が高い太陽電池８０および電子時計２００を実現することが
できる。

また、図８に示す中間層８１３は、複数層が積層されてなる多層構造を有している。具
体的には、図８に示す中間層８１３は、第１中間層８１３ａおよび第２中間層８１３ｂが
第１層８１１側からこの順で積層されてなるものである。このような中間層８１３は、複
数層で構成されていることにより、干渉による反射率の低下をより広い波長範囲において
実現させることができる。このため、波長ごとの反射率の偏りを減少させることができ、
反射防止膜８０９の反射光の色調をより無彩色に近づけることができる。

なお、図８およびその他の図に示す反射防止膜８０９では、層構成を簡略化して図示し
ているため、層同士の膜厚比は正確に反映されていない。

図９は、図８に示す反射防止膜８０９の一例についての分光特性を示す図である。
図９に示す分光特性は、図８に示す反射防止膜８０９の一例についての、反射率の波長
依存性のシミュレーション結果である。この例では、各層の構成材料、屈折率および膜厚
を下記表１のように設定している。

図９に示すように、図８に示す反射防止膜８０９によれば、特に波長４５０ｎｍ以上７
００ｎｍ以下の可視光領域において、反射率を１０％以下に抑えることができている。こ
れにより、反射光の光量が低く抑えられるとともに、波長ごとの反射率の偏りも小さくす
ることができる。このため、反射防止膜８０９による反射光は、可視光領域の全体におい
て光量が抑えられることになるため、明度が低く、かつ、彩度の低いものとなる。

すなわち、Ｓｉ基板８００に到達する光量を増やすとともに、反射光の色調を黒色に近
づけることができる。このため、セル８０ｂの光電変換効率および美的外観の向上を図る
ことができ、信頼性および意匠性の高い太陽電池８０および電子時計２００を実現するこ
とができる。

なお、図９に示す分光特性は、入射角が０°で反射防止膜８０９に光を入射したときの
正反射光の分光特性である。

また、波長４５０ｎｍ以上７００ｎｍ以下における反射率は、好ましくは１０％以下と
される。

−第１層−
例えば、第１層８１１の構成材料は、ＳｉＮ_ｘＯ_ｙ（ただし、０≦ｘ≦４／３、０≦ｙ
≦２、および、０≦３ｘ＋２ｙ≦４である。）で表されるケイ素化合物を含む。このよう
なケイ素化合物は、例えばｘ＝４／３およびｙ＝０のとき窒化ケイ素（Ｓｉ_３Ｎ_４）であ
り、例えばｘ＝０およびｙ＝２のとき酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）であり、それ以外のときは
酸窒化ケイ素である。このようなケイ素化合物は、例えば第１層８１１がＳｉ基板８００
に設定している場合、絶縁性が良好でかつシリコン材料に対する密着性が良好な第１層８
１１を実現することができる。

なお、表１に示す例では、第１層８１１に含まれるケイ素化合物が窒化ケイ素である。
第１層８１１がこのようなケイ素化合物を含むことにより、第１層８１１は、反射防止多
層体８１０の一部であるとともに、パッシベーション膜としての機能も有する。このよう
なパッシベーション膜の機能が付与されることにより、例えば図８に示すように第１層８
１１がＳｉ基板８００に接する場合、光照射によってＳｉ基板８００中に生成された少数
キャリアーの表面再結合を抑制することができる。このため、受光面８４の反射率を低減
するという効果と、少数キャリアーの表面再結合に伴う光電変換効率の低下を抑制すると
いう効果と、を両立させることができる。

なお、第１層８１１に含まれる上記材料では、不可避的に含まれる不純物の混入は許容
される。

また、第１層８１１の屈折率は、表１に示す値に限定されず、第１層８１１の膜厚や構
成材料、目的とする分光特性等に応じて適宜設定されるものの、例えば１．６以上２．５
以下であるのが好ましい。

また、第１層８１１の膜厚も、表１に示す値に限定されず、第１層８１１の屈折率や構
成材料、目的とする分光特性等に応じて適宜設定されるものの、例えば２０ｎｍ以上２０
０ｎｍ以下であるのが好ましく、４０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であるのがより好ましい。

−第２層−
一方、第２層８１２の屈折率は、前述したように、中間層８１３の第２層８１２側の層
の屈折率より低くなるように設定される。このため、第２層８１２の屈折率は、比較的低
屈折率とされるため、例えば図８に示す反射防止膜８０９のように第２層８１２を最表層
とした場合、空気層から反射防止膜８０９に入射するときの反射率を低減することができ
る。このため、透過率が良好な反射防止膜８０９を得ることができる。

なお、中間層８１３の第２層８１２側の層の屈折率とは、本実施形態の場合、第２中間
層８１３ｂの屈折率のことを指す。

また、図８に示すように第２層８１２が最表層である場合、第２層８１２の構成材料と
しては、表１に示すものに限定されず、例えば酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）のような各種酸化
物、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ_２）、フッ化バリウム（ＢａＦ_２）、フッ化カルシウム
（ＣａＦ_２）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化ナトリウム（ＮａＦ）、フッ化ランタ
ン（ＬａＦ_３）のような各種フッ化物等が挙げられる。

このうち、酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）またはフッ化マグネシウム（ＭｇＦ_２）が好ましく
用いられる。これらの材料は、比較的屈折率が低く、かつ化学的安定性が高い。このため
、空気層から反射防止膜８０９に入射する光の透過率を十分に高めつつ、反射防止膜８０
９の光学特性を長期にわたって安定的に維持することができる。

なお、第２層８１２に含まれる上記材料は、不可避的に含まれる不純物の混入は許容さ
れる。

また、第２層８１２の屈折率は、表１に示す値に限定されず、中間層８１３の屈折率は
もとより、第２層８１２の膜厚や構成材料、目的とする分光特性等に応じて適宜設定され
るものの、例えば１．６未満であるのが好ましく、１．５以下であるのがより好ましい。

また、第２層８１２の膜厚は、表１に示す値に限定されず、第２層８１２の屈折率や構
成材料、目的とする分光特性等に応じて適宜設定されるものの、例えば３０ｎｍ以上２０
０ｎｍ以下であるのが好ましく、６０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であるのがより好ましい。

−中間層−
中間層８１３の構成材料としては、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、酸化ニオブ（Ｎ
ｂ_２Ｏ_５）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ_２）、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、酸化ジル
コニウム（ＺｒＯ_２）、酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、酸化ラ
ンタン（Ｌａ_２Ｏ_３）、酸化プラセオジム（Ｐｒ_２Ｏ_３）、酸化セリウム（ＣｅＯ_２）、
酸化ネオジム（Ｎｄ_２Ｏ_３）、酸化プロメチウム（Ｐｍ_２Ｏ_３）、酸化サマリウム（Ｓｍ
_２Ｏ_３）、酸化ユウロピウム（Ｅｕ_２Ｏ_３）、酸化ガドリニウム（Ｇｄ_２Ｏ_３）、酸化テ
ルビウム（Ｔｂ_２Ｏ_３）、酸化ジスプロシウム（Ｄｙ_２Ｏ_３）、酸化ホルミウム（Ｈｏ_２
Ｏ_３）、酸化ツリウム（Ｔｍ_２Ｏ_３）、酸化イッテルビウム（Ｙｂ_２Ｏ_３）、酸化ルテチ
ウム（Ｌｕ_２Ｏ_３）、酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３）等の各種酸化物、窒化ケイ素（Ｓｉ
_３Ｎ_４）のような各種窒化物、酸窒化ケイ素（ＳｉＮ_ｘＯ_ｙ（ただし、０＜ｘ＜４／３、
０＜ｙ＜２、および、０＜３ｘ＋２ｙ＜４である。））のような酸窒化物等、およびこれ
らの混合物が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いられる。

このうち、中間層８１３の構成材料は、窒化ケイ素（Ｓｉ_３Ｎ_４）、酸化ケイ素（Ｓｉ
Ｏ_２）、酸窒化ケイ素（ＳｉＮ_ｘＯ_ｙ（ただし、０＜ｘ＜４／３、０＜ｙ＜２、および、
０＜３ｘ＋２ｙ＜４である。））、酸化ニオブ（Ｎｂ_２Ｏ_５）、酸化チタン（ＴｉＯ_２）
、酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）、酸化ランタン（Ｌａ_２
Ｏ_３）および酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）のうちの少なくとも１種を含むことが好ま
しい。このような材料は、化学的安定性が高く、かつ、光透過性が高いことから、反射防
止膜８０９（反射防止多層体８１０）の透過率を十分に高めつつ、反射防止膜８０９の光
学特性を長期にわたって安定的に維持することができる。

なお、これらの材料は、屈折率によって高屈折率材料、中屈折率材料および低屈折率材
料に分けられる。したがって、中間層８１３の構成材料は、中間層８１３を構成する各層
の屈折率の設計値によって適宜選択される。

また、前述したように、図８に示す中間層８１３は、第１中間層８１３ａおよび第２中
間層８１３ｂが第１層８１１側からこの順で積層されてなるものである。

このとき、第１中間層８１３ａの屈折率は、例えばそれに隣接する第１層８１１の屈折
率より低くなるように設定される。一方、第２中間層８１３ｂの屈折率は、例えばそれに
隣接する第２層８１２の屈折率より高くなるように設定される。したがって、第１中間層
８１３ａおよび第２中間層８１３ｂの構成材料は、このような屈折率の高低関係に応じて
適宜選択され、一般的には互いに異なるように選択される。

なお、第１中間層８１３ａの屈折率および第２中間層８１３ｂの屈折率は、それぞれ表
１に示す値に限定されず、第１中間層８１３ａおよび第２中間層８１３ｂの膜厚や構成材
料、目的とする分光特性等に応じて適宜設定されるものの、例えば１．３以上２．８以下
であるのが好ましく、１．４以上２．５以下であるのがより好ましい。

また、第１中間層８１３ａの膜厚および第２中間層８１３ｂの膜厚は、それぞれ表１に
示す値に限定されず、第１中間層８１３ａおよび第２中間層８１３ｂの屈折率や構成材料
、目的とする分光特性等に応じて適宜設定されるものの、例えば３ｎｍ以上２５０ｎｍ以
下であるのが好ましく、５ｎｍ以上２００ｎｍ以下であるのがより好ましい。

なお、中間層８１３が多層構造を有する場合、その層数は、図８に示す２層に限定され
ず、後述するような３層以上であってもよい。

ただし、層数が多くなりすぎると、反射防止膜８０９の透過率が低下するおそれがある
ため、かかる観点を考慮すれば、中間層８１３の層数は、２層以上５０層以下であるのが
好ましく、２層以上２０層以下であるのがより好ましい。

また、第１層８１１、中間層８１３および第２層８１２は、それぞれＳｉ基板８００に
対して各種成膜法により形成される。成膜法としては、例えば、スパッタリング法、ＣＶ
Ｄ法、真空蒸着法のような乾式法、塗布法、ゾルゲル法のような湿式法等が挙げられ、こ
れらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。

−反射光の色調−
また、図８に示す反射防止膜８０９によれば、図９に示すように、可視光領域における
反射率を十分に下げることができ、反射光の色調を黒色に近づけることができる。この反
射光の色調は、明度や彩度によって定量化することができる。

図１０は、図８に示す反射防止膜８０９の一例についての反射光の色度を示すＬ＊ａ＊
ｂ＊表色系色度図である。このＬ＊ａ＊ｂ＊表色系色度図では、横軸がａ＊軸であり、縦
軸がｂ＊軸である。

図１０に示すＬ＊ａ＊ｂ＊表色系色度図は、入射角ごとの反射光の色度をプロットした
図である。このＬ＊ａ＊ｂ＊表色系色度図は、反射防止膜８０９の表面に対する入射角０
°以上８７°以下で、ＣＩＥ標準光源Ｄ_６５の光を反射防止膜８０９に入射し、その正反
射光を例えば色度計によって分析することにより得られる。なお、正反射光を受光する受
光器の視野角は例えば２°とする。また、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系は、１９７６年に国際照明
委員会（ＣＩＥ）で規格化された表色系のことであり、ＣＩＥ標準光源Ｄ_６５は、ＣＩＥ
で規格化された標準光源のことである。

図１０に示すように、表１に示す層構成を有する反射防止膜８０９では、反射防止膜８
０９の表面に対して０°以上８７°以下の入射角で入射した光の正反射光の、Ｌ＊ａ＊ｂ
＊表色系におけるａ＊値およびｂ＊値が、−２０≦ａ＊≦２０および−２０≦ｂ＊≦２０
を満たしている。このような特性を満たす反射防止膜８０９は、反射光の色調を無彩色に
十分に近づけ得るものとなる。このため、例えば可視光領域における反射率を十分に低下
させることにより、セル８０ｂの色調を黒色に近づけることができ、セル８０ｂの美的外
観の向上に寄与する。その結果、意匠性が高い太陽電池８０および電子時計２００を実現
することができる。

なお、正反射光のＬ＊ａ＊ｂ＊表色系におけるａ＊値およびｂ＊値は、−１０≦ａ＊≦
１０および−１０≦ｂ＊≦１０を満たしているのがより好ましい。

ここで、図１１は、従来のセル（光電変換素子）を模したモデルを示す断面図である。
また、図１２は、図１１に示すモデルが有する反射防止膜についての分光特性を示す図で
ある。このモデルは、図１１に示すように、Ｓｉ基板８００’に１層からなる反射防止膜
８０９’を設けてなるセル８０’である。

図１２に示す分光特性は、このような従来のセル８０’が有する反射防止膜８０９’の
波長依存性のシミュレーション結果である。この例では、反射防止膜８０９’の構成材料
、屈折率および膜厚を下記表２のように設定している。

図１２に示すように、従来例のセル８０’が有する反射防止膜８０９’では、波長４５
０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の可視光領域において、反射率が１０％を超えている。このた
め、このモデルでは、Ｓｉ基板８００’に到達する光量が減少して光電変換効率が低下す
るとともに、反射防止膜８０９’による反射光は、可視光領域における明度が高くなる。
また、可視光領域において反射率の偏りがあるため、有彩色を呈する反射光が観測される
ことになる。したがって、従来例のセル８０’は、光電変換効率が低く、かつ、美的外観
が低いものとなる。

また、図１３は、図１１に示すモデルが有する反射防止膜８０９’についての反射光の
色度を示すＬ＊ａ＊ｂ＊表色系色度図である。このＬ＊ａ＊ｂ＊表色系色度図では、横軸
がａ＊軸であり、縦軸がｂ＊軸である。

図１３に示すＬ＊ａ＊ｂ＊表色系色度図は、入射角ごとの反射光の色度をプロットした
図である。このＬ＊ａ＊ｂ＊表色系色度図は、０°以上８７°以下の入射角で、ＣＩＥ標
準光源Ｄ_６５の光を反射防止膜８０９’に入射し、その正反射光を例えば色度計によって
分析することにより得られる。なお、正反射光を受光する受光器の視野角は２°とする。

図１３に示すように、表２に示す層構成を有する反射防止膜８０９’では、正反射光の
Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系におけるａ＊値およびｂ＊値が、−２０≦ａ＊≦２０の範囲外であり
、かつ、−２０≦ｂ＊≦２０の範囲外である。したがって、このモデルでは、反射光の色
調が有彩色になり、セル８０’の美的外観を損なわれてしまうことになる。

以上、第１実施形態に係る反射防止多層体８１０について説明したが、第１実施形態お
よび後述する各実施形態に係る反射防止膜８０９は、この反射防止多層体８１０以外の層
が付加されることを制限するものではない。したがって、反射防止多層体８１０とＳｉ基
板８００との間、あるいは、反射防止多層体８１０の表面（空気層との間）に、任意の層
が付加されていてもよい。

また、太陽電池８０は、このようなセル８０ｂと配線基板８２とを有する。前述したよ
うに、セル８０ｂは、光電変換効率が高く、かつ、反射光の色調が無彩色に近いものとな
るため、太陽電池８０の信頼性および美的外観（意匠性）の向上に寄与する。

また、電子時計２００は、このような太陽電池８０を備える。このため、信頼性および
意匠性が高い電子時計２００を実現することができる。

≪第２実施形態≫
次に、第２実施形態に係る光電変換素子について説明する。
図１４は、第２実施形態に係る光電変換素子を示す断面図である。

以下、第２実施形態について説明するが、以下の説明では第１実施形態との相違点を中
心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図１４において前述した
第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。

第２実施形態に係る光電変換素子は、Ｓｉ基板８００の受光面８４側の形状が異なる以
外、第１実施形態に係る光電変換素子と同様である。

図１４に示すＳｉ基板８００は、受光面８４側の面に形成されたテクスチャー８１４を
有している。このテクスチャー８１４は、例えば任意の形状をなす凹凸形状のことをいう
。具体的には、図１４に示すような多数のピラミッド状突起がテクスチャー８１４として
用いられる。このようなテクスチャー８１４を設けることにより、多重反射が誘起される
等して、Ｓｉ基板８００と反射防止膜８０９との界面における光の反射を抑制することが
できる。また、入射角の変化に伴う光路長の増大やＳｉ基板８００の内部における光の閉
じ込め作用により、光吸収率の向上を図ることができる。このため、Ｓｉ基板８００単体
においても、光電変換効率の向上を図ることができる。

また、Ｓｉ基板８００と反射防止膜８０９との界面反射率（受光面８４の反射率）を低
下させることができる。このため、反射光の明度を低下させることができ、セル８０ｂの
色調をより黒色に近づけることができる。

なお、Ｓｉ基板８００が例えばＳｉ（１００）面を主面とする基板である場合、Ｓｉ（
１１１）面を傾斜面とするピラミッド状突起がテクスチャー８１４として好適に用いられ
る。すなわち、Ｓｉ基板８００の反射防止多層体８１０に臨む面は、Ｓｉ（１１１）面で
あることが好ましい。このようなテクスチャー８１４は、例えばウェットエッチング法に
より形成可能である。このため、比較的均一な形状のテクスチャー８１４が効率よく形成
され得る点で有用である。

そして、反射防止膜８０９は、このテクスチャー８１４の表面を覆うように設けられて
いる。これにより、前述した反射防止膜８０９による反射率の低減という効果に加え、テ
クスチャー８１４による反射率の低減という効果を加えることができる。その結果、セル
８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄの美的外観のさらなる向上を図ることができ、意匠性の
高い太陽電池８０および電子時計２００が得られる。
なお、以上のような第２実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。

≪第３実施形態≫
次に、第３実施形態に係る光電変換素子について説明する。
図１５は、第３実施形態に係る光電変換素子を示す断面図である。

以下、第３実施形態について説明するが、以下の説明では第１実施形態との相違点を中
心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図１５において前述した
第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。

第３実施形態に係る光電変換素子は、反射防止膜８０９の構成が異なる以外、第１実施
形態に係る光電変換素子と同様である。

図１５に示すセル８０ｂは、Ｓｉ基板８００と、Ｓｉ基板８００の上面側に設けられた
反射防止多層体８１０を含む反射防止膜８０９と、を有している。

このうち、反射防止多層体８１０は、Ｓｉ基板８００側から第１層８１１、中間層８１
３および第２層８１２の順に積層されてなる多層体である。

そして、図１５に示す中間層８１３は、第１中間層８１３ａ、第２中間層８１３ｂ、第
３中間層８１３ｃおよび第４中間層８１３ｄが、第１層８１１側からこの順で積層されて
なるものである。このような中間層８１３は、複数層で構成されていることにより、干渉
による反射率の低下をより広い波長範囲において実現させることができる。このため、波
長ごとの反射率の偏りを減少させることができ、反射防止膜８０９の反射光の色調をより
無彩色に近づけることができる。

図１６は、図１５に示す反射防止膜８０９の一例についての分光特性を示す図である。

図１６に示す分光特性は、図１５に示す反射防止膜８０９の一例についての、反射率の
波長依存性のシミュレーション結果である。この例では、各層の構成材料、屈折率および
膜厚を下記表３のように設定している。

図１６に示すように、図１５に示す反射防止多層体８１０を含む反射防止膜８０９によ
れば、特に波長４５０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の可視光領域において、反射率を１０％以
下に抑えることができている。これにより、反射光の光量が低く抑えられるとともに、波
長ごとの反射率の偏りも小さくすることができる。このため、反射防止膜８０９による反
射光は、可視光領域の全体において光量が抑えられることになるため、明度が低く、かつ
、彩度の低いものとなる。

また、第３中間層８１３ｃの構成材料、屈折率および膜厚等は、例えば、前述した第１
中間層８１３ａに準じて設定される。なお、第１中間層８１３ａと第３中間層８１３ｃと
の間で、構成材料、屈折率および膜厚が互いに異なっていてもよい。

さらに、第４中間層８１３ｄの構成材料、屈折率および膜厚等は、例えば、前述した第
２中間層８１３ｂに準じて設定される。なお、第２中間層８１３ｂと第４中間層８１３ｄ
との間で、構成材料、屈折率および膜厚が互いに異なっていてもよい。

以上のことから、第２中間層８１３ｂおよび第４中間層８１３ｄの屈折率は、第１中間
層８１３ａおよび第３中間層８１３ｃの屈折率より高くなるように設定される。

−反射光の色調−
また、図１５に示す反射防止多層体８１０を含む反射防止膜８０９によれば、図１６に
示すように、可視光領域における反射率を十分に下げることができ、反射光の色調を黒色
に近づけることができる。この反射光の色調は、明度や彩度によって定量化することがで
きる。

図１７は、図１５に示す反射防止膜８０９の一例についての反射光の色度を示すＬ＊ａ
＊ｂ＊表色系色度図である。

図１７に示すＬ＊ａ＊ｂ＊表色系色度図は、入射角ごとの反射光の色度をプロットした
図である。このＬ＊ａ＊ｂ＊表色系色度図は、０°以上８７°以下の入射角で、ＣＩＥ標
準光源Ｄ_６５の光を反射防止膜８０９に入射し、その正反射光を例えば色度計等によって
分析することにより得られる。なお、正反射光を受光する受光器の視野角は例えば２°と
する。

図１７に示すように、表３に示す層構成を有する反射防止膜８０９では、正反射光のＬ
＊ａ＊ｂ＊表色系におけるａ＊値およびｂ＊値が、−２０≦ａ＊≦２０および−２０≦ｂ
＊≦２０を満たしている。このような特性を満たす反射防止膜８０９は、反射光の色調を
無彩色に十分に近づけ得るものとなる。このため、例えば可視光領域における反射率が十
分に低ければ、セル８０ｂの色調が黒色に近くなり、セル８０ｂの美的外観の向上に寄与
する。その結果、意匠性が高い太陽電池８０および電子時計２００を実現することができ
る。

≪第４実施形態≫
次に、第４実施形態に係る光電変換素子について説明する。
図１８は、第４実施形態に係る光電変換素子を示す断面図である。

以下、第４実施形態について説明するが、以下の説明では第１実施形態との相違点を中
心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図１８において前述した
第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。

第４実施形態に係る光電変換素子は、反射防止膜８０９の構成が異なる以外、第１実施
形態に係る光電変換素子と同様である。

図１８に示すセル８０ｂは、Ｓｉ基板８００と、Ｓｉ基板８００の上面側に設けられた
反射防止多層体８１０を含む反射防止膜８０９と、を有している。

そして、図１８に示す中間層８１３は、第１中間層８１３ａ、第２中間層８１３ｂ、第
３中間層８１３ｃ、第４中間層８１３ｄ、第５中間層８１３ｅ、第６中間層８１３ｆ、第
７中間層８１３ｇ、第８中間層８１３ｈ、第９中間層８１３ｉ、第１０中間層８１３ｊお
よび第１１中間層８１３ｋが、第１層８１１側からこの順で積層されてなるものである。
このような中間層８１３は、複数層で構成されていることにより、干渉による反射率の低
下をより広い波長範囲において実現させることができる。このため、波長ごとの反射率の
偏りを減少させることができ、反射防止膜８０９の反射光の色調をより無彩色に近づける
ことができる。

図１９は、図１８に示す反射防止膜８０９の一例についての分光特性を示す図である。
図１９に示す分光特性は、図１８に示す反射防止膜８０９の一例についての、反射率の
波長依存性のシミュレーション結果である。この例では、各層の構成材料、屈折率および
膜厚を下記表４のように設定している。

図１９に示すように、図１８に示す反射防止多層体８１０を含む反射防止膜８０９によ
れば、特に波長４５０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の可視光領域において、反射率を１０％以
下に抑えることができている。これにより、反射光の光量が低く抑えられるとともに、波
長ごとの反射率の偏りも小さくすることができる。このため、反射防止膜８０９による反
射光は、可視光領域の全体において光量が抑えられることになるため、明度が低く、かつ
、彩度の低いものとなる。

なお、第３中間層８１３ｃ、第５中間層８１３ｅ、第７中間層８１３ｇ、第９中間層８
１３ｉおよび第１１中間層８１３ｋの構成材料および膜厚等は、例えば、前述した第１中
間層８１３ａに準じて設定される。

このうち、これらの層の構成材料には、特に酸化ニオブ（Ｎｂ_２Ｏ_５）が好ましく用い
られる。酸化ニオブは、屈折率が比較的高く、かつ耐環境性に優れている。このため、セ
ル８０ｂの耐久性の向上を図ることができる。

また、第１中間層８１３ａ、第３中間層８１３ｃ、第５中間層８１３ｅ、第７中間層８
１３ｇ、第９中間層８１３ｉおよび第１１中間層８１３ｋの屈折率は、第１層８１１の屈
折率および第２層８１２の屈折率のいずれよりも高くなるように設定されている。

なお、第１中間層８１３ａ、第３中間層８１３ｃ、第５中間層８１３ｅ、第７中間層８
１３ｇ、第９中間層８１３ｉおよび第１１中間層８１３ｋの間で、構成材料および屈折率
は、互いに同じであっても、互いに異なっていてもよい。また、膜厚は、互いに異なるよ
うに設定されるのが好ましい。

一方、第４中間層８１３ｄ、第６中間層８１３ｆ、第８中間層８１３ｈ、第１０中間層
８１３ｊの構成材料および膜厚等は、例えば、前述した第２中間層８１３ｂに準じて設定
される。

また、第２中間層８１３ｂ、第４中間層８１３ｄ、第６中間層８１３ｆ、第８中間層８
１３ｈおよび第１０中間層８１３ｊの屈折率は、第１中間層８１３ａ、第３中間層８１３
ｃ、第５中間層８１３ｅ、第７中間層８１３ｇ、第９中間層８１３ｉおよび第１１中間層
８１３ｋの屈折率のいずれよりも低くなるように設定されている。

なお、第２中間層８１３ｂ、第４中間層８１３ｄ、第６中間層８１３ｆ、第８中間層８
１３ｈおよび第１０中間層８１３ｊの間で、構成材料および屈折率は、互いに同じであっ
ても、互いに異なっていてもよい。また、膜厚は、互いに異なるように設定されるのが好
ましい。

また、図１９には、シミュレーション結果（計算値）を破線で示すとともに、分光特性
の測定結果（実測値）を実線で示している。計算値と実測値とを比較すると、よく一致し
ていることが認められる。このため、各実施形態で用いたシミュレーションは、実際の分
光特性を精度よく再現していることが認められる。
なお、このような分光特性の実測値は、例えば分光光度計により得られる。

−反射光の色調−
また、図１８に示す反射防止多層体８１０を含む反射防止膜８０９によれば、図１９に
示すように、可視光領域における反射率を十分に下げることができ、反射光の色調を黒色
に近づけることができる。この反射光の色調は、明度や彩度によって定量化することがで
きる。

図２０は、図１８に示す反射防止膜８０９の一例についての反射光の色度を示すＬ＊ａ
＊ｂ＊表色系色度図である。

図２０に示すＬ＊ａ＊ｂ＊表色系色度図は、入射角ごとの反射光の色度をプロットした
図である。このＬ＊ａ＊ｂ＊表色系色度図は、０°以上８７°以下の入射角で、ＣＩＥ標
準光源Ｄ_６５の光を反射防止膜８０９に入射し、その正反射光を例えば色度計によって分
析することにより得られる。なお、正反射光を受光する受光器の視野角は例えば２°とす
る。

図２０に示すように、表４に示す層構成を有する反射防止膜８０９では、正反射光のＬ
＊ａ＊ｂ＊表色系におけるａ＊値およびｂ＊値が、−１０≦ａ＊≦１０および−１０≦ｂ
＊≦１０を満たしている。このような特性を満たす反射防止膜８０９は、反射光の色調を
無彩色に十分に近づけ得るものとなる。このため、例えば可視光領域における反射率が十
分に低ければ、セル８０ｂの色調が黒色に近くなり、セル８０ｂの美的外観の向上に寄与
する。その結果、意匠性が高い太陽電池８０および電子時計２００を実現することができ
る。

なお、このような反射光の色調についても、計算値と実測値とがよく一致していること
が確認されている。

≪第５実施形態≫
次に、第５実施形態に係る光電変換素子について説明する。

以下、第５実施形態について説明するが、以下の説明では第４実施形態との相違点を中
心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、第５実施形態において前
述した第４実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。

第５実施形態に係る光電変換素子は、反射防止膜８０９の構成が異なる以外、第４実施
形態に係る光電変換素子と同様である。

図２１は、第５実施形態に係る反射防止膜８０９の一例についての分光特性を示す図で
ある。

図２１に示す分光特性は、第５実施形態に係る反射防止膜８０９の一例についての、反
射率の波長依存性のシミュレーション結果である。この例では、各層の構成材料、屈折率
および膜厚を下記表５のように設定している。

図２１に示すように、表５に示す層構成を有する反射防止膜８０９によれば、特に波長
４５０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の可視光領域において、反射率を１０％以下に抑えること
ができている。これにより、反射光の光量が低く抑えられるとともに、波長ごとの反射率
の偏りも小さくすることができる。このため、反射防止膜８０９による反射光は、可視光
領域の全体において光量が抑えられることになるため、明度が低く、かつ、彩度の低いも
のとなる。

−反射光の色調−
また、表５に示す層構成を有する反射防止膜８０９によれば、図２１に示すように、可
視光領域における反射率を十分に下げることができ、反射光の色調を黒色に近づけること
ができる。この反射光の色調は、明度や彩度によって定量化することができる。

図２２は、第５実施形態に係る反射防止膜８０９の一例についての反射光の色度を示す
Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系色度図である。

図２２に示すＬ＊ａ＊ｂ＊表色系色度図は、入射角ごとの反射光の色度をプロットした
図である。このＬ＊ａ＊ｂ＊表色系色度図は、０°以上８７°以下の入射角で、ＣＩＥ標
準光源Ｄ_６５の光を反射防止膜８０９に入射し、その正反射光を例えば色度計によって分
析することにより得られる。なお、正反射光を受光する受光器の視野角は例えば２°とす
る。

図２２に示すように、表５に示す層構成を有する反射防止膜８０９では、正反射光のＬ
＊ａ＊ｂ＊表色系におけるａ＊値およびｂ＊値が、−１０≦ａ＊≦１０および−１０≦ｂ
＊≦１０を満たしている。このような特性を満たす反射防止膜８０９は、反射光の色調を
無彩色に十分に近づけ得るものとなる。このため、例えば可視光領域における反射率が十
分に低ければ、セル８０ｂの色調が黒色に近くなり、セル８０ｂの美的外観の向上に寄与
する。その結果、意匠性が高い太陽電池８０および電子時計２００を実現することができ
る。

以上、本発明について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定さ
れるものではない。

例えば、本発明の光電変換素子、光電変換モジュールおよび電子機器は、前記実施形態
の要素の一部が、同等の機能を有する任意の要素に代替されたものであってもよく、また
、前記実施形態に任意の要素が付加されたものであってもよい。

１０…バンド、２０…回路基板、２１…ＣＰＵ、２２…方位センサー、２３…加速度セン
サー、２４…回路素子、２８…ＧＰＳアンテナ、３０…機器本体、３１…ケース、３２…
凸状部、３４…突起部、３５…開口部、３６…内部空間、４０…光センサー部、４１…受
光部、４２…発光部、４３…センサー基板、４４…透明カバー、４５…測定窓部、４６…
接続配線部、５０…表示部、５５…風防板、５６…接合部材、５７…ベゼル、５８…操作
部、６０…電気光学パネル、６１…照明部、６３…接続配線部、７０…二次電池、７５…
回路ケース、８０…太陽電池、８０’…セル、８０ａ…セル、８０ｂ…セル、８０ｃ…セ
ル、８０ｄ…セル、８１…接続配線部、８２…配線基板、８３…導電接続部、８４…受光
面、８５…電極面、８６…電極パッド、８７…電極パッド、２００…電子時計、８００…
Ｓｉ基板、８００’…Ｓｉ基板、８０１…ｐ＋拡散領域、８０２…ｎ＋拡散領域、８０４
…フィンガー電極、８０５…バスバー電極、８０６…パッシベーション膜、８０７…層間
絶縁膜、８０８…端面、８０９…反射防止膜、８０９’…反射防止膜、８１０…反射防止
多層体、８１１…第１層、８１２…第２層、８１３…中間層、８１３ａ…第１中間層、８
１３ｂ…第２中間層、８１３ｃ…第３中間層、８１３ｄ…第４中間層、８１３ｅ…第５中
間層、８１３ｆ…第６中間層、８１３ｇ…第７中間層、８１３ｈ…第８中間層、８１３ｉ
…第９中間層、８１３ｊ…第１０中間層、８１３ｋ…第１１中間層、８１４…テクスチャ
ー、８２１…絶縁基板、８２２…導電膜

Claims

半導体基板と、
前記半導体基板の一方の面側に設けられ、前記半導体基板側から第１層、中間層および
第２層がこの順で積層されてなる反射防止多層体と、
を有し、
前記第１層は、ＳｉＮ_ｘＯ_ｙ（ただし、０≦ｘ≦４／３、０≦ｙ≦２、および、０≦３
ｘ＋２ｙ≦４である。）で表されるケイ素化合物を含み、
前記中間層は、複数層で構成されており、
前記第２層の屈折率は、前記中間層を構成する前記複数層のうち、前記第２層側に設け
られた層の屈折率より低いことを特徴とする光電変換素子。
前記第２層は、最表層であり、
前記第２層は、酸化ケイ素またはフッ化マグネシウムを含む請求項１に記載の光電変換
素子。
前記中間層は、窒化ケイ素、酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化ニオブ、酸化チタン、酸
化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化ランタンおよび酸化アルミニウムのうちの少なくと
も１種を含む請求項１または２に記載の光電変換素子。
前記第１層は、前記半導体基板に接しており、
前記ケイ素化合物は、窒化ケイ素である請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光電
変換素子。
前記半導体基板の前記反射防止多層体に臨む面は、Ｓｉ（１００）面である請求項１な
いし４のいずれか１項に記載の光電変換素子。
前記半導体基板の前記反射防止多層体に臨む面は、Ｓｉ（１１１）面である請求項１な
いし４のいずれか１項に記載の光電変換素子。
表面に対する入射角が０°以上８７°以下の範囲でＣＩＥ標準光源Ｄ_６５の光を入射し
たとき、正反射光のＬ＊ａ＊ｂ＊表色系におけるａ＊値およびｂ＊値が、−２０≦ａ＊≦
２０および−２０≦ｂ＊≦２０を満たす請求項１ないし６のいずれか１項に記載の光電変
換素子。
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の光電変換素子と、
前記光電変換素子と電気的に接続されている配線基板と、
を有することを特徴とする光電変換モジュール。
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の光電変換素子を備えることを特徴とする電子
機器。