JP3133264B2 - 光電変換装置及びその製造方法 - Google Patents
光電変換装置及びその製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池装置等の
光入射側に反射防止膜が設けられた光電変換装置及びそ
の製造方法に関する。
光入射側に反射防止膜が設けられた光電変換装置及びそ
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、入射した光を太陽電池装置内
に効率的に取り込むために、太陽電池装置の光入射側に
は、反射防止膜が設けられている。この反射防止膜とし
ては、太陽電池ハンドブック（電気学会編、１９８５年
７月３０日発行）の５３ページに開示されているよう
に、多結晶のＳｉＯ2 、ＭｇＦ2 、ＴｉＯ2 等が用いら
れている。特に、太陽光発電（高橋清等編著、森北出版
株式会社発行）の６９ページに開示されているように、
空気の屈折率及び太陽電池装置の光電変換素子の屈折率
によって求められた反射防止膜の理想的な屈折率に、よ
り近い屈折率を有する多結晶膜を反射防止膜として選択
している。
に効率的に取り込むために、太陽電池装置の光入射側に
は、反射防止膜が設けられている。この反射防止膜とし
ては、太陽電池ハンドブック（電気学会編、１９８５年
７月３０日発行）の５３ページに開示されているよう
に、多結晶のＳｉＯ2 、ＭｇＦ2 、ＴｉＯ2 等が用いら
れている。特に、太陽光発電（高橋清等編著、森北出版
株式会社発行）の６９ページに開示されているように、
空気の屈折率及び太陽電池装置の光電変換素子の屈折率
によって求められた反射防止膜の理想的な屈折率に、よ
り近い屈折率を有する多結晶膜を反射防止膜として選択
している。
【０００３】また、反射防止膜の光の取込みの効率をよ
り向上させるために、反射防止膜を多層構造に構成する
ことが実現されている。特に、２層構造の反射防止膜と
して、１層目にＴａＯx 膜、２層目（空気との界面）に
ＭｇＦ2 膜を逐次蒸着法により形成して、反射損失を約
４％程度まで低下させている。
り向上させるために、反射防止膜を多層構造に構成する
ことが実現されている。特に、２層構造の反射防止膜と
して、１層目にＴａＯx 膜、２層目（空気との界面）に
ＭｇＦ2 膜を逐次蒸着法により形成して、反射損失を約
４％程度まで低下させている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ここで、前記反射防止
膜の反射損失をさらに低減させて反射防止特性の改善を
図ろうとした場合に、空気から太陽電池装置の光電変換
素子との間に位置するガラス基板までの屈折率が段階的
に変化するように前記反射防止膜を多層化をすることが
考えられる。しかし、従来のＭｇＦ2 膜は、屈折率１．
４４であり、反射防止膜の材料の中で空気の屈折率によ
り近い膜の１つであるため、ＭｇＦ2 膜の空気側に多層
化を図るには制限があり、反射防止特性の改善を図るこ
とは困難である。
膜の反射損失をさらに低減させて反射防止特性の改善を
図ろうとした場合に、空気から太陽電池装置の光電変換
素子との間に位置するガラス基板までの屈折率が段階的
に変化するように前記反射防止膜を多層化をすることが
考えられる。しかし、従来のＭｇＦ2 膜は、屈折率１．
４４であり、反射防止膜の材料の中で空気の屈折率によ
り近い膜の１つであるため、ＭｇＦ2 膜の空気側に多層
化を図るには制限があり、反射防止特性の改善を図るこ
とは困難である。
【０００５】また、前記多結晶膜の組成は定まっている
ので、前記多結晶膜の屈折率は一義的に定められてお
り、反射防止膜の理想的な屈折率に近いものを選択する
ことはできるが、求められた屈折率に設定することは困
難である。このため、さらに反射損失を低減させて入射
した光を太陽電池装置内により効率的に取込むことは困
難である。
ので、前記多結晶膜の屈折率は一義的に定められてお
り、反射防止膜の理想的な屈折率に近いものを選択する
ことはできるが、求められた屈折率に設定することは困
難である。このため、さらに反射損失を低減させて入射
した光を太陽電池装置内により効率的に取込むことは困
難である。
【０００６】また、屋外において用いられる太陽電池装
置等に形成される反射防止膜には、屋外の環境に耐えう
る耐候性（例えば、疎水性、耐酸性等）が必要とされ
る。これは、屋外においては反射防止膜の表面に水分等
が付着し易く、水分の付着によって誘起される汚れの付
着が光の入射を妨げ、光を効率的に取り込めなくなるた
めである。さらに、酸性雨或いは酸性土によって反射防
止膜が腐食され損傷したりすると、光を効率的に取り込
めなくなるためでもある。
置等に形成される反射防止膜には、屋外の環境に耐えう
る耐候性（例えば、疎水性、耐酸性等）が必要とされ
る。これは、屋外においては反射防止膜の表面に水分等
が付着し易く、水分の付着によって誘起される汚れの付
着が光の入射を妨げ、光を効率的に取り込めなくなるた
めである。さらに、酸性雨或いは酸性土によって反射防
止膜が腐食され損傷したりすると、光を効率的に取り込
めなくなるためでもある。
【０００７】前述した従来のＭｇＦ2 膜を用いた反射防
止膜は、屋外において生じ得る水分の付着の低減、及び
酸性土壌地における腐食を防止する耐候性に関して不十
分であり、屋外で使用する場合には前述したようなこと
が原因となって光の取込みの効率が低減するという問題
が生じている。
止膜は、屋外において生じ得る水分の付着の低減、及び
酸性土壌地における腐食を防止する耐候性に関して不十
分であり、屋外で使用する場合には前述したようなこと
が原因となって光の取込みの効率が低減するという問題
が生じている。
【０００８】本発明の目的は、反射防止特性及び耐候性
の向上を図る反射防止膜が設けられた光電変換装置を提
供することである。
の向上を図る反射防止膜が設けられた光電変換装置を提
供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の光電変換装置
は、光入射側に反射防止膜を備えた光電変換装置であっ
て、前記反射防止膜は、表面部がフッ素原子の注入によ
りアモルファス化された多結晶のＭｇＦ 2 膜からなるこ
とを特徴とする。
は、光入射側に反射防止膜を備えた光電変換装置であっ
て、前記反射防止膜は、表面部がフッ素原子の注入によ
りアモルファス化された多結晶のＭｇＦ 2 膜からなるこ
とを特徴とする。
【００１０】多結晶のＭｇＦ2 膜は、屈折率１．４４で
あり、反射防止膜の材料の中では空気の屈折率と近く、
空気との界面に構成される反射防止膜としては理想的な
膜の１つと考えられる。このＭｇＦ2 膜をアモルファス
化して屈折率を微小量変化（低減）させることで、反射
防止膜の表面部の屈折率を空気の屈折率により近づける
ことができる。これによって、空気と反射防止膜との界
面における反射損失をより低減させることができ、より
効率的に光を取り込むことができる。また、反射防止膜
は表面部にフッ素原子を含有するような組成であるの
で、反射防止膜にはフッ素原子の特性が反映される。フ
ッ素原子の特性として、疎水性及び耐酸性等が挙げられ
るので、前記反射防止膜の疎水性及び耐酸性を向上させ
ることができる。したがって、この反射防止膜によって
汚れを誘起する水分の付着の防止と、酸性雨及び酸性土
による腐食の防止を図ることができる。
あり、反射防止膜の材料の中では空気の屈折率と近く、
空気との界面に構成される反射防止膜としては理想的な
膜の１つと考えられる。このＭｇＦ2 膜をアモルファス
化して屈折率を微小量変化（低減）させることで、反射
防止膜の表面部の屈折率を空気の屈折率により近づける
ことができる。これによって、空気と反射防止膜との界
面における反射損失をより低減させることができ、より
効率的に光を取り込むことができる。また、反射防止膜
は表面部にフッ素原子を含有するような組成であるの
で、反射防止膜にはフッ素原子の特性が反映される。フ
ッ素原子の特性として、疎水性及び耐酸性等が挙げられ
るので、前記反射防止膜の疎水性及び耐酸性を向上させ
ることができる。したがって、この反射防止膜によって
汚れを誘起する水分の付着の防止と、酸性雨及び酸性土
による腐食の防止を図ることができる。
【００１１】また、本発明の光電変換装置の製造方法
は、光電変換素子の光入射側に、多結晶のＭｇＦ 2 膜を
形成する工程と、フッ素原子の注入により前記反射防止
膜の表面部分をアモルファス化する工程と、を有するこ
とを特徴とする。
は、光電変換素子の光入射側に、多結晶のＭｇＦ 2 膜を
形成する工程と、フッ素原子の注入により前記反射防止
膜の表面部分をアモルファス化する工程と、を有するこ
とを特徴とする。
【００１２】上記したように、多結晶膜にフッ素原子を
注入することで表面部をアモルファス化することができ
る。フッ素原子の注入の時間を調節することによって、
前記 アモルファス膜の組成を調節することができるた
め、前記アモルファス膜の屈折率を調節することができ
る。
注入することで表面部をアモルファス化することができ
る。フッ素原子の注入の時間を調節することによって、
前記 アモルファス膜の組成を調節することができるた
め、前記アモルファス膜の屈折率を調節することができ
る。
【００１３】また、本発明の光電変換装置の製造方法
は、光電変換素子の光入射側にＴｉＯ x 組成、Ａｌ x Ｏ
y 組成又はＺｒＯ x 組成のいずれかの組成からなる多結
晶の反射防止膜を形成する工程と、酸素原子の注入によ
り前記反射防止膜の表面部分をアモルファス化する工程
と、を有することを特徴とする。
は、光電変換素子の光入射側にＴｉＯ x 組成、Ａｌ x Ｏ
y 組成又はＺｒＯ x 組成のいずれかの組成からなる多結
晶の反射防止膜を形成する工程と、酸素原子の注入によ
り前記反射防止膜の表面部分をアモルファス化する工程
と、を有することを特徴とする。
【００１４】ＴｉＯ2 組成、Ａｌ2 Ｏ3 組成及びＺｒＯ
2 組成の多結晶の膜を、アモルファス化することで前記
膜の屈折率を微小量変化（低減）させることができる。
前記反射防止膜の少なくとも表面部の屈折率を空気の屈
折率に近づけることができるので、空気と反射防止膜と
の界面における反射損失を低減させることができ、効率
的に光を取り込むことができる。この場合に、前記アモ
スファス膜は、ＴｉＯ2 組成、Ａｌ2 Ｏ3 組成及びＺｒ
Ｏ2 組成の多結晶膜に酸素原子を注入することにより形
成される。これによって、酸素原子の注入の時間を調節
することによって、前記アモルファス膜の組成を調節す
ることができるため、前記アモルファス膜の屈折率を調
節することができる。
2 組成の多結晶の膜を、アモルファス化することで前記
膜の屈折率を微小量変化（低減）させることができる。
前記反射防止膜の少なくとも表面部の屈折率を空気の屈
折率に近づけることができるので、空気と反射防止膜と
の界面における反射損失を低減させることができ、効率
的に光を取り込むことができる。この場合に、前記アモ
スファス膜は、ＴｉＯ2 組成、Ａｌ2 Ｏ3 組成及びＺｒ
Ｏ2 組成の多結晶膜に酸素原子を注入することにより形
成される。これによって、酸素原子の注入の時間を調節
することによって、前記アモルファス膜の組成を調節す
ることができるため、前記アモルファス膜の屈折率を調
節することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の光電変換装置の
実施の形態として太陽電池装置を用い、この太陽電池装
置について図を参照しつつ説明を行う。
実施の形態として太陽電池装置を用い、この太陽電池装
置について図を参照しつつ説明を行う。
【００１６】（第１の実施の形態） 図１は、第１の実施の形態に係る太陽電池装置の構成を
概略的に示した断面図である。
概略的に示した断面図である。
【００１７】前記太陽電池装置は、アモルファスシリコ
ン、結晶系シリコン、又は化合物半導体等を主材料とし
た光電変換素子１と、光電変換素子１によって変換され
た出力を外部に取り出す出力端子２，３と、ガラス基板
４と、前記光電変換素子１と前記ガラス基板４とを接着
させるための半透明樹脂５と、裏面側のパッシベーショ
ン６とで構成される。なお、この太陽電池装置は、複数
の光電変換素子が直列に接続されるように形成してもよ
い。また、この第１の実施の形態において、前記ガラス
基板４には、強化ガラスを用いているが、この強化ガラ
スの代わりに半透明のフィルム等を用いてもよい。ま
た、前記太陽電池装置は、ガラス基板４上に直接光電変
換素子１を形成して半透明樹脂５を不要としたものであ
っても良い。
ン、結晶系シリコン、又は化合物半導体等を主材料とし
た光電変換素子１と、光電変換素子１によって変換され
た出力を外部に取り出す出力端子２，３と、ガラス基板
４と、前記光電変換素子１と前記ガラス基板４とを接着
させるための半透明樹脂５と、裏面側のパッシベーショ
ン６とで構成される。なお、この太陽電池装置は、複数
の光電変換素子が直列に接続されるように形成してもよ
い。また、この第１の実施の形態において、前記ガラス
基板４には、強化ガラスを用いているが、この強化ガラ
スの代わりに半透明のフィルム等を用いてもよい。ま
た、前記太陽電池装置は、ガラス基板４上に直接光電変
換素子１を形成して半透明樹脂５を不要としたものであ
っても良い。
【００１８】（単層構造の反射防止膜） この太陽電池装置のガラス基板４の光入射面には、少な
くとも表面部がアモルファス化された反射防止膜７が形
成される。
くとも表面部がアモルファス化された反射防止膜７が形
成される。
【００１９】反射防止膜７の形成ついては、まず、ガラ
ス基板４の光入射側となる面に、ＭｇＦ2 ターゲットを
対向させて、スパッタリング法にて膜厚約８００オング
ストロームの多結晶ＭｇＦ2 膜を形成する。このとき
に、室温から１００度までの低温に設定して、前記Ｍｇ
Ｆ2 の膜からのフッ素原子の抜けを防止している。続い
て、形成したＭｇＦ2 膜の表面に、加速電圧１０ｋｅＶ
でフッ素原子を３０秒間打込み（イオン注入）、ＭｇＦ
2 膜のアモルファス化を行う。アモルファス化を行うこ
とで、ＭｇＦ2 膜の組成、即ち結晶構造の自由度を調節
し、反射防止膜７の屈折率を微小量変化（低減）させる
ことができる。例えば、屈折率が１．３３のアモルファ
ス化ＭｇＦ2 膜を反射防止膜７の表面部に形成すること
ができる。
ス基板４の光入射側となる面に、ＭｇＦ2 ターゲットを
対向させて、スパッタリング法にて膜厚約８００オング
ストロームの多結晶ＭｇＦ2 膜を形成する。このとき
に、室温から１００度までの低温に設定して、前記Ｍｇ
Ｆ2 の膜からのフッ素原子の抜けを防止している。続い
て、形成したＭｇＦ2 膜の表面に、加速電圧１０ｋｅＶ
でフッ素原子を３０秒間打込み（イオン注入）、ＭｇＦ
2 膜のアモルファス化を行う。アモルファス化を行うこ
とで、ＭｇＦ2 膜の組成、即ち結晶構造の自由度を調節
し、反射防止膜７の屈折率を微小量変化（低減）させる
ことができる。例えば、屈折率が１．３３のアモルファ
ス化ＭｇＦ2 膜を反射防止膜７の表面部に形成すること
ができる。
【００２０】このようにして、反射防止膜７の表面部の
屈折率を空気の屈折率に近づけることができるので、反
射防止膜７の内部において屈折率を段階的に変化させる
ことができるとともに、空気と反射防止膜７との界面に
おける反射損失を低減させることができる。このため、
前記太陽電池装置は、照射された光をより効率的に内部
に取り込むことができる。なお、反射防止膜７の屈折率
は、フッ素原子の打込み時間を調節することで制御でき
る。
屈折率を空気の屈折率に近づけることができるので、反
射防止膜７の内部において屈折率を段階的に変化させる
ことができるとともに、空気と反射防止膜７との界面に
おける反射損失を低減させることができる。このため、
前記太陽電池装置は、照射された光をより効率的に内部
に取り込むことができる。なお、反射防止膜７の屈折率
は、フッ素原子の打込み時間を調節することで制御でき
る。
【００２１】上述のようにして少なくとも表面部がアモ
ルファス化された反射防止膜７がガラス基板４の光入射
面に形成された本実施の形態の太陽電池装置と、従来の
抵抗加熱法で形成したＭｇＦ2 膜から成る多結晶構造の
反射防止膜がガラス基板４の光入射面に形成された太陽
電池装置とを用意し、それぞれの出力特性の比較を行っ
た結果を表１に示す。この場合の条件は、太陽電池装置
のセル面積は１２００ｃｍ2 であり、照射光はＡＭ−
１．５，１００ｍＷ／ｃｍ2 である。
ルファス化された反射防止膜７がガラス基板４の光入射
面に形成された本実施の形態の太陽電池装置と、従来の
抵抗加熱法で形成したＭｇＦ2 膜から成る多結晶構造の
反射防止膜がガラス基板４の光入射面に形成された太陽
電池装置とを用意し、それぞれの出力特性の比較を行っ
た結果を表１に示す。この場合の条件は、太陽電池装置
のセル面積は１２００ｃｍ2 であり、照射光はＡＭ−
１．５，１００ｍＷ／ｃｍ2 である。
【００２２】
【表１】
【００２３】この表１から、本発明の太陽電池装置の方
が従来のものに比べて、出力電流が７ｍＡ増加し、効率
が約２％の向上していることが分かる。これは、反射防
止膜７をアモルファス化することで、反射防止膜７と空
気との界面における光の反射損失を低減させることがで
きたからである。なお、フッ素原子の打込み時間を長く
することで、従来の多結晶の反射防止膜よりも最大３％
まで反射損失を低減させることができる。
が従来のものに比べて、出力電流が７ｍＡ増加し、効率
が約２％の向上していることが分かる。これは、反射防
止膜７をアモルファス化することで、反射防止膜７と空
気との界面における光の反射損失を低減させることがで
きたからである。なお、フッ素原子の打込み時間を長く
することで、従来の多結晶の反射防止膜よりも最大３％
まで反射損失を低減させることができる。
【００２４】また、アモルファス化された反射防止膜が
ガラス基板４に形成された本発明のサンプルと、従来の
多結晶の反射防止膜がガラス基板に形成された従来のサ
ンプルとを用意し、屋外（市街地、酸性土壌地）に３０
日間放置した後の各サンプルの光透過率の変化を比較し
た結果を表２に示す。この表２の数値は、（放置前の光
透過率）／（放置後の光透過率）の値を示す。
ガラス基板４に形成された本発明のサンプルと、従来の
多結晶の反射防止膜がガラス基板に形成された従来のサ
ンプルとを用意し、屋外（市街地、酸性土壌地）に３０
日間放置した後の各サンプルの光透過率の変化を比較し
た結果を表２に示す。この表２の数値は、（放置前の光
透過率）／（放置後の光透過率）の値を示す。
【００２５】
【表２】
【００２６】この表２から、どちらの場所でも、本発明
のサンプルの方が従来のものよりも光透過率の変化が小
さかったことが分かる。即ち、アモルファス化された本
実施の形態の反射防止膜７は、汚れが少なく、耐酸性に
も優れていることが分かる。本発明のサンプルの方が従
来のものよりも汚れが少ないのは、フッ素原子が従来の
多結晶の反射防止膜よりも多く含有されたために、疎水
性が増加したからであると推測される。また、本発明の
サンプルの方が従来のものよりも耐酸性が優れているこ
とも、フッ素原子が従来の反射防止膜よりも多く含有さ
れたためであると推測される。
のサンプルの方が従来のものよりも光透過率の変化が小
さかったことが分かる。即ち、アモルファス化された本
実施の形態の反射防止膜７は、汚れが少なく、耐酸性に
も優れていることが分かる。本発明のサンプルの方が従
来のものよりも汚れが少ないのは、フッ素原子が従来の
多結晶の反射防止膜よりも多く含有されたために、疎水
性が増加したからであると推測される。また、本発明の
サンプルの方が従来のものよりも耐酸性が優れているこ
とも、フッ素原子が従来の反射防止膜よりも多く含有さ
れたためであると推測される。
【００２７】上述のように、反射防止膜７の表面部をア
モルファス化することによって、反射防止膜７の表面部
の屈折率を空気の屈折率に近づけることができるので、
反射防止膜７の内部において屈折率を段階的に変化させ
ることができるとともに、空気と反射防止膜との界面の
反射損失を低減させることができる。従って、従来の多
結晶膜のみから成る反射防止膜よりも、光の取込み効率
を向上させることができる。また、フッ素原子を打込ん
でアモルファス化することで、反射防止膜７の表面部の
フッ素原子の含有率は増加する。これによって、疎水性
及び耐酸性等の耐候性が向上し、屋外においても反射防
止膜の光学的特性を長期間保つことができる。
モルファス化することによって、反射防止膜７の表面部
の屈折率を空気の屈折率に近づけることができるので、
反射防止膜７の内部において屈折率を段階的に変化させ
ることができるとともに、空気と反射防止膜との界面の
反射損失を低減させることができる。従って、従来の多
結晶膜のみから成る反射防止膜よりも、光の取込み効率
を向上させることができる。また、フッ素原子を打込ん
でアモルファス化することで、反射防止膜７の表面部の
フッ素原子の含有率は増加する。これによって、疎水性
及び耐酸性等の耐候性が向上し、屋外においても反射防
止膜の光学的特性を長期間保つことができる。
【００２８】なお、上述のＭｇＦ2 膜の代わりに多結晶
のＴｉＯ2 膜、Ａｌ2 Ｏ3 膜、又はＺｒＯ2 膜等をアモ
ルファス化して反射防止膜として用いることもできる。
この場合、スパッタリング法で形成されたＴｉＯ2 組
成、Ａｌ2 Ｏ3 組成又はＺｒＯ2 組成の多結晶膜に酸素
原子を打ち込むことによって、アモルファス化されたＴ
ｉＯx 膜、Ａｌx Ｏy 膜、又はＺｒＯx 膜等が形成でき
る。また、打込み時間を調節することで屈折率の調節が
行われる。
のＴｉＯ2 膜、Ａｌ2 Ｏ3 膜、又はＺｒＯ2 膜等をアモ
ルファス化して反射防止膜として用いることもできる。
この場合、スパッタリング法で形成されたＴｉＯ2 組
成、Ａｌ2 Ｏ3 組成又はＺｒＯ2 組成の多結晶膜に酸素
原子を打ち込むことによって、アモルファス化されたＴ
ｉＯx 膜、Ａｌx Ｏy 膜、又はＺｒＯx 膜等が形成でき
る。また、打込み時間を調節することで屈折率の調節が
行われる。
【００２９】なお、上述の場合に、前記ＭｇＦ2 膜より
も屈折率の大きい多結晶のＴｉＯ2膜、Ａｌ2 Ｏ3 膜、
又はＺｒＯ2 膜等を用いた反射防止膜では、反射防止膜
の表面部だけではなく、反射防止膜全体をアモルファス
化して、反射防止膜全体の屈折率を調節するようにして
もよい。これによって、空気及びガラス基板４の屈折率
によって求められる反射損失を最適にする屈折率に、反
射防止膜の屈折率を設定することができ、光の取込みを
より効率的に行うことができる。
も屈折率の大きい多結晶のＴｉＯ2膜、Ａｌ2 Ｏ3 膜、
又はＺｒＯ2 膜等を用いた反射防止膜では、反射防止膜
の表面部だけではなく、反射防止膜全体をアモルファス
化して、反射防止膜全体の屈折率を調節するようにして
もよい。これによって、空気及びガラス基板４の屈折率
によって求められる反射損失を最適にする屈折率に、反
射防止膜の屈折率を設定することができ、光の取込みを
より効率的に行うことができる。
【００３０】（多層構造の反射防止膜） 図２は、太陽電池装置に設けられた多層構造の反射防止
膜の構成を概略的に示す断面図である。前述の単層構造
の反射防止膜７はＭｇＦ2 膜だけであったが、反射防止
膜７ａはＭｇＦ2 膜が最表面に設けられる多層構造であ
る。つまり、ガラス基板４の光入射面に設けられる反射
防止膜７ａは、材料の異なる２層の内部層９と、内部層
９上に形成されるＭｇＦ2 膜から成る表面層８とで形成
される。前記内部層９は、ＴｉＯ2 膜、Ａｌ2 Ｏ3 膜、
又はＺｒＯ2 膜等の多結晶膜で形成される。なお、図２
には、３層構造の多層構造の反射防止膜を示している
が、屈折率が段階的に変化するように設定されるのであ
れば幾層になってもよい。
膜の構成を概略的に示す断面図である。前述の単層構造
の反射防止膜７はＭｇＦ2 膜だけであったが、反射防止
膜７ａはＭｇＦ2 膜が最表面に設けられる多層構造であ
る。つまり、ガラス基板４の光入射面に設けられる反射
防止膜７ａは、材料の異なる２層の内部層９と、内部層
９上に形成されるＭｇＦ2 膜から成る表面層８とで形成
される。前記内部層９は、ＴｉＯ2 膜、Ａｌ2 Ｏ3 膜、
又はＺｒＯ2 膜等の多結晶膜で形成される。なお、図２
には、３層構造の多層構造の反射防止膜を示している
が、屈折率が段階的に変化するように設定されるのであ
れば幾層になってもよい。
【００３１】上述のような構成において、前述の単層の
反射防止膜にて説明したように、ＭｇＦ2 膜から成る表
面層８をアモルファス化すると、表面層８の屈折率を調
節（低減）することができるので、空気と前記表面層８
との界面における反射損失をより低減させることができ
る。また、前述の単層構造の反射防止膜にて説明したよ
うに、反射防止膜の表面層にフッ素原子が多く含有され
ることになるので耐候性の向上を図ることができる。
反射防止膜にて説明したように、ＭｇＦ2 膜から成る表
面層８をアモルファス化すると、表面層８の屈折率を調
節（低減）することができるので、空気と前記表面層８
との界面における反射損失をより低減させることができ
る。また、前述の単層構造の反射防止膜にて説明したよ
うに、反射防止膜の表面層にフッ素原子が多く含有され
ることになるので耐候性の向上を図ることができる。
【００３２】さらに、表面層８の全体をアモルファス化
することで、上述の空気と表面層８との界面における反
射損失を低減させることができることに加えて、光電変
換に必要な中波長における反射損失を広範囲にわたって
低減させることができる。これよって、光の取込みの効
率をより向上させることができる。
することで、上述の空気と表面層８との界面における反
射損失を低減させることができることに加えて、光電変
換に必要な中波長における反射損失を広範囲にわたって
低減させることができる。これよって、光の取込みの効
率をより向上させることができる。
【００３３】また、表面部分のＭｇＦ2 から成る表面層
８だけでなく内部層９をアモルファス化してもよい。こ
の場合、まず、前述したＭｇＦ2 から成る表面層８を生
成したときと同様にスパッタリング法でＴｉＯ2 膜、Ａ
ｌ2 Ｏ3 膜、ＺｒＯ2 膜等のいずれかで組成される層を
形成し、形成された層に酸素原子を打込みアモルファス
化する。続いて、形成された層に他の組成からなる層を
積層し、酸素原子を打ち込んでアモルファス化して２層
の内部層９を生成する。これによって、各層の屈折率も
調節することができる。なお、内部層９の屈折率も、酸
素原子の打込み時間を調節するだけで容易に制御するこ
とができる。
８だけでなく内部層９をアモルファス化してもよい。こ
の場合、まず、前述したＭｇＦ2 から成る表面層８を生
成したときと同様にスパッタリング法でＴｉＯ2 膜、Ａ
ｌ2 Ｏ3 膜、ＺｒＯ2 膜等のいずれかで組成される層を
形成し、形成された層に酸素原子を打込みアモルファス
化する。続いて、形成された層に他の組成からなる層を
積層し、酸素原子を打ち込んでアモルファス化して２層
の内部層９を生成する。これによって、各層の屈折率も
調節することができる。なお、内部層９の屈折率も、酸
素原子の打込み時間を調節するだけで容易に制御するこ
とができる。
【００３４】特に、各層の表面部をアモルファス化して
屈折率を調節（低減）することで、各層の界面における
屈折率をそれぞれ近づけることができ、各層の界面にお
ける反射損失をより低減させることができる。したがっ
て、光の取込みの効率をより向上させることができる。
屈折率を調節（低減）することで、各層の界面における
屈折率をそれぞれ近づけることができ、各層の界面にお
ける反射損失をより低減させることができる。したがっ
て、光の取込みの効率をより向上させることができる。
【００３５】また、各層の全体をアモルファス化して各
層の屈折率を調節することで、各層の界面における反射
損失を低減させるとともに、光電変換に必要な中波長に
おける反射損失を広範囲にわたって低減させることもで
きる。これによって、光の取込みの効率をより向上させ
ることができる。
層の屈折率を調節することで、各層の界面における反射
損失を低減させるとともに、光電変換に必要な中波長に
おける反射損失を広範囲にわたって低減させることもで
きる。これによって、光の取込みの効率をより向上させ
ることができる。
【００３６】（第２の実施の形態） 図３は、第２の実施の形態の太陽電池装置の概略的な構
成を示す図である。導電性のある金属基板の主面に絶縁
膜２１を介してアルミニウム等から成る電極２２を形成
し、電極２２上にアモルファスシリコン等からなる光電
変換素子２３を形成し、光電変換素子２３上に酸化錫等
から成る透明電極２４を形成し、光電変換素子２３にて
変換された電気的な出力を取出すことのできる出力端子
２５，２６を形成して、太陽電池装置を構成する。さら
に、前記太陽電池装置の透明電極２４の光入射側に前述
した単層構造の反射防止膜７又は多層構造の反射防止膜
７ａを設ける。これによって、第２の実施の形態に係る
太陽電池装置においても前述した第１の実施の形態の太
陽電池装置に示したような効果を得ることができる。
成を示す図である。導電性のある金属基板の主面に絶縁
膜２１を介してアルミニウム等から成る電極２２を形成
し、電極２２上にアモルファスシリコン等からなる光電
変換素子２３を形成し、光電変換素子２３上に酸化錫等
から成る透明電極２４を形成し、光電変換素子２３にて
変換された電気的な出力を取出すことのできる出力端子
２５，２６を形成して、太陽電池装置を構成する。さら
に、前記太陽電池装置の透明電極２４の光入射側に前述
した単層構造の反射防止膜７又は多層構造の反射防止膜
７ａを設ける。これによって、第２の実施の形態に係る
太陽電池装置においても前述した第１の実施の形態の太
陽電池装置に示したような効果を得ることができる。
【００３７】また、多結晶のＭｇＦ2 で構成された反射
防止膜７，７ａにフッ素原子をイオン注入することで、
反射防止膜７，７ａのアモルファス化を行っているが、
低温蒸着法等の他の方法でアモルファス化してもよい。
なお、多結晶のＭｇＦ2 膜に限らず他のフッ素化合物か
ら成る膜をアモルファス化して反射防止膜として用いて
も、耐侯性を向上させることができる。
防止膜７，７ａにフッ素原子をイオン注入することで、
反射防止膜７，７ａのアモルファス化を行っているが、
低温蒸着法等の他の方法でアモルファス化してもよい。
なお、多結晶のＭｇＦ2 膜に限らず他のフッ素化合物か
ら成る膜をアモルファス化して反射防止膜として用いて
も、耐侯性を向上させることができる。
【００３８】なお、上述したように反射防止膜の表面部
に、アモルファス化ＭｇＦx 膜を用いたが、アモルファ
ス化されたＴｉＯx 膜、Ａｌx Ｏy 膜、又はＺｒＯx 膜
等の他の材料の膜を用いて、光の取込みの効率化を図る
ようにしてもよい。
に、アモルファス化ＭｇＦx 膜を用いたが、アモルファ
ス化されたＴｉＯx 膜、Ａｌx Ｏy 膜、又はＺｒＯx 膜
等の他の材料の膜を用いて、光の取込みの効率化を図る
ようにしてもよい。
【００３９】
【発明の効果】上述の本発明によれば、反射防止膜の表
面近傍及び膜全体をアモルファス化することによって、
光の取込みの効率化を図ることができる。また、前記反
射防止膜を多層構造にすることによって、さらに光の取
込みの効率化を図ることができる。また、前記反射防止
膜の少なくとも表面にフッ素が含まれるようにすること
で、反射防止膜の疎水性及び耐酸性などの耐候性の向上
も図ることもできる。
面近傍及び膜全体をアモルファス化することによって、
光の取込みの効率化を図ることができる。また、前記反
射防止膜を多層構造にすることによって、さらに光の取
込みの効率化を図ることができる。また、前記反射防止
膜の少なくとも表面にフッ素が含まれるようにすること
で、反射防止膜の疎水性及び耐酸性などの耐候性の向上
も図ることもできる。
【図１】第１の実施の形態に係る太陽電池装置の構成を
概略的に示した断面図である。
概略的に示した断面図である。
【図２】太陽電池装置の反射防止膜の構成を概略的に示
す断面図である。
す断面図である。
【図３】第２の実施の形態に係る太陽電池装置の構成を
概略的に示した断面図である。
概略的に示した断面図である。
１ 光電変換素子 ４ ガラス基板 ７，７ａ 反射防止膜 ８ 表面層 ９ 内部層
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−44477（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−120531（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−138744（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−901（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 31/04 - 31/078 G02B 1/10 - 1/12
Claims (3)
- 【請求項１】 光入射側に反射防止膜を備えた光電変換
装置であって、前記反射防止膜は、表面部がフッ素原子
の注入によりアモルファス化された多結晶のＭｇＦ 2 膜
からなることを特徴とする光電変換装置。 - 【請求項２】 光電変換素子の光入射側に、多結晶のＭ
ｇＦ 2 膜を形成する工程と、フッ素原子の注入により前
記反射防止膜の表面部分をアモルファス化する工程と、
を有することを特徴とする光電変換装置の製造方法。 - 【請求項３】 光電変換素子の光入射側にＴｉＯ x 組
成、Ａｌ x Ｏ y 組成又はＺｒＯ x 組成のいずれかの組成
からなる多結晶の反射防止膜を形成する工程と、酸素原
子の注入により前記反射防止膜の表面部分をアモルファ
ス化する工程と、を有することを特徴とする光電変換装
置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09012138A JP3133264B2 (ja) | 1997-01-27 | 1997-01-27 | 光電変換装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09012138A JP3133264B2 (ja) | 1997-01-27 | 1997-01-27 | 光電変換装置及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10209481A JPH10209481A (ja) | 1998-08-07 |
| JP3133264B2 true JP3133264B2 (ja) | 2001-02-05 |
Family
ID=11797162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09012138A Expired - Fee Related JP3133264B2 (ja) | 1997-01-27 | 1997-01-27 | 光電変換装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3133264B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002182006A (ja) * | 2000-12-19 | 2002-06-26 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 反射防止膜、それを備えた基材および光電変換装置 |
| WO2010013333A1 (ja) * | 2008-07-31 | 2010-02-04 | 株式会社島津製作所 | 真空装置及び真空処理方法 |
| KR101072204B1 (ko) * | 2009-03-31 | 2011-10-11 | 엘지이노텍 주식회사 | 태양전지 및 이의 제조방법 |
-
1997
- 1997-01-27 JP JP09012138A patent/JP3133264B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10209481A (ja) | 1998-08-07 |
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