JP5340312B2 - 光電変換モジュール - Google Patents

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Description

本発明は、光電変換モジュールに関するものである。
太陽光発電に使用される太陽電池素子等の光電変換素子は、様々な種類のものがあるが、ＣＩＳ系に代表されるカルコパイライト系またはアモルファスシリコン系の薄膜系の光電変換素子は比較的低コストで光電変換モジュールの大面積化が容易なことから、研究開発が進められている。
このような薄膜系の光電変換素子は、通常、受光面側（表面側）または非受光面側（裏面側）の電極として透明導電膜を用いることが多く、さらにこのような光電変換素子を用いた光電変換モジュールは、エチレンビニルアセテート（以下、ＥＶＡともいう）樹脂を主成分とする封止材を用いてガラスなどの表面部材（カバー材）との間に光電変換素子を封止する構造になっている（特許文献１参照）。
しかしながら、このような光電変換素子を封止材で封止した光電変換モジュールは、高温高湿や風雨、積雪などの環境下で１０年以上の長期間に亘り使用されると、ＥＶＡ樹脂を主成分とする封止材が徐々に加水分解を起こし、酢酸等の酸性物質が発生することが知られている。このような酸性物質は、透明導電膜の劣化を引き起こし、ひいては該透明導電膜の抵抗値の増大や光透過率の低下を招く可能性がある。そのため、高湿環境下における信頼性を向上させた光電変換モジュールが求められている。
特開２００７−１２３７２５号公報
本発明の光電変換モジュールは、第１の主面を有する少なくとも一つの光電変換層と前記第１の主面上に位置する透光性導電層とを含む光電変換素子と、前記透光性導電層上および前記光電変換層の側面上に位置し、エチレンビニルアセテート樹脂および受酸剤を含む保護部材と、を具備しており、前記光電変換層は、前記側面に水酸基を有する化合物半導体を含むことを特徴とする。
本発明の第１の実施形態に係る光電変換モジュールの光電変換素子の部分を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る光電変換モジュールの光電変換素子の部分を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る光電変換モジュールの断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る光電変換モジュールの断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る光電変換モジュールの断面図である。 （ａ）は本発明の第４の実施形態に係る光電変換モジュールの断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の光電変換モジュールのカバー部材の部分を示す斜視図である。 本発明の第５の実施形態に係る光電変換モジュールの断面図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
＜光電変換素子＞
まず、本発明の第１の実施形態に係る光電変換モジュールに用いられる光電変換素子について説明する。第１の実施形態に係る光電変換モジュールに用いられる光電変換素子Ｄ１は、図１に示すように、基板２と、電極３と、カルコパイライト系化合物半導体層４と、バッファ層５と、透光性導電層６と、を備えている。本実施形態では、カルコパイライト系化合物半導体層４とバッファ層５とで光電変換層を形成している。なお、光電変換層はこれに限定されず、他の材料のものであってもよい。
基板２は、電極３、カルコパイライト系化合物半導体層４、バッファ層５および透光性導電層６を支持する機能を有している。この基板２の材質は、特に限定されるものではない。基板２の材質としては、例えば厚さ１〜３ｍｍ程度の青板ガラス（ソーダライムガラス）やポリイミド樹脂などの耐熱性プラスチック、または厚さ１００〜２００μｍ程度のステンレスやチタンなどの金属箔等が挙げられる。
電極３は、後述するカルコパイライト系化合物半導体層４の光吸収に起因して発生した電荷を伝導する機能を有している。この電極３の材質は、例えばモリブデン、チタン、タンタル等の金属、またはこれらの金属を積層させた構造体等が挙げられる。また、電極３の厚みは、電荷の伝導機能を維持するとともに抵抗値を過度に高くしないという観点から、１〜２μｍ程度であればよい。なお、電極３は、ＳｎＯ２等の透光性を有する材料で構成すれば、裏面側から光吸収層となるカルコパイライト系化合物半導体層４に光を効率良く入射させることができるため、光電変換効率を高めることができる。
カルコパイライト系化合物半導体層４は、光吸収層としての機能を有し、ｐ型半導体の導電型を有している。このカルコパイライト系化合物半導体層４の材質としては、例えば二セレン化銅インジウム（ＣｕＩｎＳｅ２）、二セレン化銅インジウム・ガリウム（ＣｕＩｎＧａＳｅ２）、セレン・イオウ化銅インジウム・ガリウム（ＣｕＩｎＧａＳｅＳ）、二イオウ化銅インジウム・ガリウム（ＣｕＩｎＧａＳ２）または薄膜のセレン・イオウ化銅インジウム・ガリウム（ＣｕＩｎＧａＳｅＳ）層を表面層として有する二セレン化銅インジウム・ガリウム（ＣｕＩｎＧａＳｅ２）等が挙げられる。また、カルコパイライト系化合物半導体層４の厚みは、１〜３μｍ程度あればよい。
バッファ層５は、カルコパイライト系化合物半導体層４と透光性導電層６との間に介在し、緩衝材としての機能を有するとともに、ｎ型の導電型を有する半導体層である。バッファ層５は、カルコパイライト系化合物半導体層４の表面に生じている凹凸形状が透光性導電層６に与える影響を緩和することができる。加えて、バッファ層５は、透光性導電層６をスパッタリング法で形成する場合、該スパッタリング法によってカルコパイライト系化合物半導体層４に与える影響を緩和することができる。このバッファ層５の材質としては、例えば硫化カドニウム（ＣｄＳ）や硫化インジウム（ＩｎＳ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）等が挙げられる。また、バッファ層５の厚みは、５〜２００ｎｍ程度であればよい。
なお、光電変換層はこれらに限定されない。カルコパイライト系化合物半導体層４およびバッファ層５の接合構造を他の材料による接合構成してもよい。すなわち、一方の導電型の半導体層と他方の導電型の半導体層とのホモ接合構造、あるいは一方の導電型の半導体層と他方の導電型の半導体層とのヘテロ接合構造としてもよい。
透光性導電層６は、光電変換素子Ｄ１の第１の主面側１ａ（図１中、上面側）に設けられており、カルコパイライト系化合物半導体層４の光吸収により、ｐｎ接合部位で発生した電荷を伝導する機能を有するとともに、ｎ型の導電型を有する半導体層である。すなわち、本実施形態における光電変換素子Ｄ１では、主としてｐ型の導電型を有するカルコパイライト系化合物半導体層４と主としてｎ型の導電型を有するバッファ層５および透光性導電層６とのｐｎ接合部位で電荷が発生する。この透光性導電層６の材質としては、例えば酸化亜鉛（ＺｎＯ）やアルミニウム、または、ボロン、ガリウム、インジウム、フッ素などを含んだ酸化亜鉛との化合物、あるいは錫を含んだ酸化インジウム（ＩＴＯ）や酸化錫（ＳｎＯ２）等が挙げられる。とりわけ、酸化亜鉛および錫を含んだ酸化インジウム錫は、光透過率および抵抗値の観点から好適である。また、透光性導電層６の厚みは、０．０５〜２μｍ程度であればよい。
次に、光電変換素子Ｄ１の製造方法の一例について説明する。
まず、洗浄したガラス基板２の略全面に電極３をスパッタリング法等で成膜する。次いで、ＹＡＧレーザ等で電極３の所望の位置に分割溝を形成し、電極３をパターニングする。その後、パターンニングされた電極３上にカルコパイライト系化合物半導体層４をスパッタ法や蒸着法、印刷法などを用いて成膜する。次に、カルコパイライト系化合物半導体層４上にバッファ層５を溶液成長法（ＣＢＤ法）等で成膜する。次いで、カルコパイライト系化合物半導体層４およびバッファ層５をメカニカルスクライビング等でパターニングする。最後に、スパッタリング法や有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）等で透光性導電層６をバッファ層５上に成膜し、必要に応じて、メカニカルスクライビングで透光性導電層６をパターニングし、光電変換素子Ｄ１が製造される。また、本実施形態では、この透明導電膜上に低抵抗化を実現すべく、銀ペーストなどを印刷することによりグリッド電極を形成しても良い。
次に、本発明の第２の実施形態に係る光電変換モジュールに用いられる光電変換素子について説明する。第２の実施形態に係る光電変換モジュールに用いられる光電変換素子Ｄ２は、図２に示すように、光電変換層として、カルコパイライト系化合物半導体層４およびバッファ層５の代わりに、アモルファスシリコン半導体接合層７および微結晶シリコン半導体接合層８を備えている点で上述した第１の実施形態に係る光電変換モジュールに用いられる光電変換素子Ｄ１と相違する。本実施形態において、アモルファスシリコン半導体層７および微結晶シリコン半導体層８以外の部材は、上述した光電変換素子Ｄ１と同様のものを用いることができる。なお、本実施形態において、電極３は、上述した材質に加え、透光性導電膜６と同等の材質も適用可能である。
アモルファスシリコン半導体接合層７は、光を吸収してキャリアを発生させ、内蔵電界によって光電流を生成させる機能を有している。このアモルファスシリコン半導体層７は、電極３上に成膜されるものであり、厚さ１０〜２０ｎｍ程度のｐ型水素化アモルファスシリコンカーバイド（ａ−ＳｉＣ：Ｈ）、厚さ２００〜３００ｎｍ程度のｉ型水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）、厚さ２０〜５０ｎｍ程度のｎ型水素化アモルファスシリコンの３層で構成されている。
微結晶シリコン半導体接合層８は、光を吸収してキャリアを発生させ、内蔵電界によって光電流を生成させる機能を有している。この微結晶シリコン半導体層８は、アモルファスシリコン半導体層７上に成膜されるものであり、厚さ１０〜５０ｎｍ程度のｐ型微結晶シリコン層（μｃ−Ｓｉ：Ｈ）、厚さ１５００〜３５００ｎｍ程度のｉ型微結晶シリコン層、厚さ１０〜５０ｎｍ程度のｎ型微結晶シリコン層の３層で構成されている。
本実施形態において、透光性導電膜６は、微結晶シリコン半導体層８上に形成される。また、透光性導電膜６上に厚さが１００〜３００ｎｍ程度の銀（Ａｇ）層を設ければ、光電変換素子Ｄ２の第２の主面１ｂ側から光が入射された場合、当該銀層によって光を反射させることができる。その結果、このような形態によれば、アモルファスシリコン半導体接合層７および微結晶シリコン半導体接合層８に光を再入射させることができ、光電変換効率を向上させることができる。
なお、アモルファスシリコン半導体接合層７は、微結晶シリコン半導体接合層８に対し光入射側に配置されるため、上記の構造は、図２において光が下側（第２の主面１ｂ側）から入射される場合であるが、光が上側（第１の主面１ａ側）から入射される場合には、アモルファスシリコン半導体接合層が８となり、微結晶シリコン半導体接合層が７となる。
なお、光電変換層はこれらに限定されない。例えば、微結晶シリコン半導体接合層８がなく、アモルファスシリコン半導体層７だけであってもよい。逆に、アモルファスシリコン半導体層７がなく、微結晶シリコン半導体接合層８だけであってもよい。
次に、光電変換素子Ｄ２の製造方法の一例について説明する。
まず、熱ＣＶＤ法やスパッタ法等により、基板２の一主面の略全面に電極３を成膜する。次に、ＹＡＧレーザ装置などを用いて電極３に分離溝を形成してパターニングし、幅５〜２０ｍｍ程度の短冊上に分離する。
次いで、プラズマＣＶＤ法等により、基板２および電極３の上にアモルファスシリコン半導体層７を成膜する。この成膜工程では、基板２の温度を１５０〜２５０℃程度にした後、順次、成膜を行う。まず、例えば、基板２および電極３上にモノシランガス（ＳｉＨ４）、水素ガス（Ｈ２）、メタンガス（ＣＨ４）、ジボランガス（Ｂ２Ｈ６）を用いてｐ型水素化アモルファスシリコンカーバイドを成膜する。次に、ｐ型水素化アモルファスシリコンカーバイド層上に、例えば、モノシランガス（ＳｉＨ４）、水素ガス（Ｈ２）を用いてｉ型水素化アモルファスシリコン層を成膜する。最後に、ｉ型水素化アモルファスシリコン層上にモノシランガス（ＳｉＨ４）、水素ガス（Ｈ２）、ホスフィンガス（ＰＨ３）を用いてｎ型水素化アモルファスシリコンを成膜することによって、アモルファスシリコン半導体層７が得られる。なお、水素化アモルファスシリコンの場合、モノシランガス（ＳｉＨ４）に対する水素ガス（Ｈ２）の流量比（Ｈ２／ＳｉＨ４）は、３〜１０程度が好適である。
次に、プラズマＣＶＤ法等により、アモルファスシリコン半導体層７上に微結晶シリコン半導体層８を成膜する。この成膜工程では、基板２の温度を１５０〜２５０℃程度にした後、順次、成膜を行う。まず、モノシランガス（ＳｉＨ４）、水素ガス（Ｈ２）、ジボランガス（Ｂ２Ｈ６）を用いてｐ型微結晶シリコン層を成膜する。次に、ｐ型微結晶シリコン層上にモノシランガス（ＳｉＨ４）、水素ガス（Ｈ２）を用いてｉ型微結晶シリコン層を成膜する。最後に、モノシランガス（ＳｉＨ４）、水素ガス（Ｈ２）、ホスフィンガス（ＰＨ３）を用いてｎ型微結晶シリコン層を成膜することによって、微結晶シリコン半導体層８が得られる。なお、微結晶シリコンの場合、モノシランガス（ＳｉＨ４）に対する水素ガス（Ｈ２）の流量比（Ｈ２／ＳｉＨ４）は、１０〜３００程度が好適である。
また、上述のアモルファスシリコン半導体層７と微結晶シリコン半導体層８の間に、厚さ１０〜５０ｎｍ程度のｎ型微結晶シリコン層を形成するとより良好な逆接合特性が得られることになり、光電変換効率の向上という観点から好適である。
次いで、アモルファスシリコン半導体層７および微結晶シリコン半導体層８にＹＡＧレーザ等を用いて分離溝を形成しパターニングする。
次に、スパッタ法等により、透光性導電膜６となる酸化亜鉛（ＺｎＯ）、また必要に応じて銀（Ａｇ）を、アモルファスシリコン半導体層７、微結晶シリコン半導体層８にダメージが小さい５０〜２２０℃程度の温度で成膜する。その後、ＹＡＧレーザ等を用いてレーザ光を基板２側から照射することにより、この成膜した透光性導電膜６、銀層、微結晶シリコン半導体層８、およびアモルファスシリコン半導体層７に分離溝を形成してパターニングを施すことにより、複数の光電変換セルが互いに電気的に直列接続された集積型光電変換素子Ｄ２ができる。
＜光電変換モジュール＞
次に、本発明の第１の実施形態に係る光電変換モジュールについて図面を参照しつつ説明する。
図３は、本発明の第１の実施形態に係る光電変換モジュールＸ１を示す断面図である。光電変換モジュールＸ１は、光電変換素子Ｄ１と、保護部材９と、カバー部材１０と、を備えている。
保護部材９は、主として光電変換素子Ｄ１を保護する機能を有する。さらに、保護部材９は、光電変換素子Ｄ１とカバー部材１０とを接着する機能を有している。この保護部材９は、共重合したエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）樹脂（以下、エチレンビニルアセテート樹脂を単にＥＶＡともいう）を主成分としており、副成分として受酸剤が含まれている。この受酸剤は、エチレンビニルアセテート樹脂１００質量部に対して０．５質量部以上、５質量部以下が含有されている。加えて、保護部材９には、ＥＶＡを架橋するための架橋剤が含まれており、必要に応じて、架橋助剤および接着向上剤等が含まれていてもよい。なお、架橋剤としては、例えばトリアリルイソシアヌレートなどの多官能性化合物が挙げられる。
受酸剤は、酸性を帯びる物質（酸性物質）と中和反応を起こすアルカリ性を帯びた物質、または酸性物質を吸収するような物質である。このような受酸剤の材質としては、例えば、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）や酸化鉛（Ｐｂ３Ｏ４）等の酸化物、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）や水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）等の水酸化物、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）等の炭酸化合物、および上述した物質の混合物等が挙げられる。とりわけ、水酸化マグネシウムは、透光性導電層６の不具合（抵抗値の増大、バッファ層との接着力の低下等）を低減するという観点から好適である。なお、上述した受酸剤は、粒状を成し、その粒子の平均粒子径が０．１μｍ以上、４μｍ以下の大きさであることが好ましい。上記平均粒子径を有する受酸剤であれば、粒子の凝集を抑制し、広範囲に分散しやすくなるため、受酸機能の低下を低減することができる。
このように、本実施形態では、ＥＶＡを含有してなる保護部材９中に受酸剤を添加しているため、例えば光電変換モジュールを長期間、野外環境下で設置することにより、ＥＶＡが加水分解し、酸性物質である酢酸が発生したとしても、当該酢酸を受酸剤で吸収や中和をすることができる。その結果、本実施形態では、酸性物質による透光性導電層６の劣化を低減し、信頼性を高めることができる。特に、比較的耐湿性が低い酸化亜鉛で構成された透光性導電膜６を用いた場合は、該透光性導電膜６の高抵抗化（シート抵抗やコンタクト抵抗）およびバッファ層５との接着力の低下を簡易に低減することができる。なお、本実施形態では、酸性物質の透光性導電層６に対する影響を緩和することを主たる目的としているが、透光性導電層６以外の部材、例えば電極３、カルコパイライト系化合物半導体層４またはバッファ層５が保護部材９と接触するような光電変換素子Ｄ１を用いた場合は、透光性導電層６以外の部材が酸性物質によって生じせしめられる劣化等の影響を緩和することができる。
カバー部材１０は、主として透光性導電膜６を覆い、光電変換素子Ｄ１を長期間保守する機能を有する。このようなカバー部材１０の材質は、強度が高く光透過率の良いものであれば特に限定されるものではないが、例えば厚さが３〜５ｍｍ程度の白板強化ガラスが好適である。
次に、本実施形態に係る第１の実施形態に係る光電変換モジュールＸ１の製造方法の一例について説明する。上述した製法で製造された光電変換素子Ｄ１の透光性導電層６の上面に保護部材９の前駆体となる樹脂材料を配置する。次に、該樹脂材料上にカバー部材１０を載置して、光電変換素子、樹脂材料、およびカバー部材の積層体を作製する。次いで、この積層体をラミネート装置（ラミネーター）にセットし、５０〜１５０Ｐａ程度の減圧下で１００〜１５０℃程度の温度で１５〜６０分間程度加熱しながら加圧することにより、この積層体を一体化する。最後に、基板２の外側面に外部回路との接続を行う接続箱（図示なし）や、光電変換モジュールの強度の向上や建物などへの設置を容易にするために、その周辺端面部に接着性シール材を介してモジュール枠を設けることにより、光電変換モジュールを作製することができる。
光電変換モジュールＸ１は、図３に示すように複数の光電変換層（図３において光電変換層はカルコパイライト系化合物半導体層４とバッファ層５との積層体から成る）が隙間をあけて並べられており、この隙間に保護部材９が充填されているのが好ましい。このような構成により、アンカー効果によって保護部材９が光電変換素子Ｄ１に強固に密着し、剥がれが生じにくくなる。
また、光電変換層は水酸基を有する化合物半導体を含むことが好ましい。このような構成により、光電変換層表面と保護部材９とが接触するような場合に、光電変換層の水酸基と保護部材９を構成するＥＶＡとの水素結合により、あるいは、光電変換層の水酸基と保護部材９に含まれる受酸剤との水素結合により、保護部材９と光電変換層とが良好に密着し、光電変換層に対する封止効果を高めることができる。なお、光電変換層表面と保護部材９とが接触するような場合というのは、図３に示すように光電変換層の側面が保護部材９と接触しているような場合、または、光電変換層上の透光性導電層６にピンホールがあり、このピンホール内に入り込んだ保護部材９と光電変換層とが接触しているような場合などがある。
水酸基を有する化合物半導体を含む光電変換層としては、光電変換層がカルコパイライト系化合物半導体層４とバッファ層５との積層体から成る場合、例えば、バッファ層５として水酸化物を有する化合物半導体を含んだものを用いることができる。このようなバッファ層５は、例えば、バッファ層５の原料を含む水溶液中で、カルコパイライト系化合物半導体層４の表面に、硫化インジウムまたは硫化亜鉛を析出させてバッファ層５を形成する際、硫化インジウムまたは硫化亜鉛に、水酸化インジウムまたは水酸化亜鉛を混入させることによって形成することができる。このような金属水酸化物の混入量は水溶液のｐＨや温度を制御することにより調整可能である。
このような金属硫化物と金属水酸化物を含む化合物半導体は、さらに５０〜３００℃で５〜１２０分加熱処理を行うことにより、金属水酸化物の一部を金属酸化物にして、金属硫化物と金属酸化物と金属水酸化物との混晶化合物半導体とされることが好ましい。これにより、封止性を良好に維持しながら光電変換層とのヘテロ接合をより良好にすることができ、光電変換効率を高めることができる。
光電変換層が水酸基を有する化合物半導体を含む場合、受酸剤は金属水酸化物を含むことが好ましい。これにより、受酸剤と光電変換層の水酸基との水素結合がより強くなる。
また、透光性導電膜６と保護部材９との界面には、光電変換層に入射する光が反射するのを抑制するために反射防止層を形成してもよい。この場合、反射防止層として窒化珪素またはフッ素化合物を用いることが好ましい。これにより、反射防止層と保護部材９を構成するＥＶＡとの水素結合により、あるいは、反射防止層と保護部材９に含まれる受酸剤との水素結合により、保護部材９と反射防止層とが良好に密着し、封止効果を高めることができる。
次に、本発明の第２の実施形態に係る光電変換モジュールについて説明する。第２の実施形態に係る光電変換モジュールＸ２は、図４に示すように、第１の実施形態に係る光電変換モジュールＸ１の光電変換素子Ｄ１を光電変換素子Ｄ２に変更したものであり、光電変換素子Ｄ２以外の部材は、上述した光電変換モジュールＸ１と同様のものを用いることができる。このような構成においても第１の実施形態に係る光電変換モジュールＸ１と同様に、酸性物質の透光性導電層６に対する影響を緩和することができる。
次に、本発明の第３の実施形態に係る光電変換モジュールについて説明する。第３の実施形態に係る光電変換モジュールＸ３は、図５に示すように、保護部材９が、光電変換素子Ｄ１の第２の主面１ｂ（光電変換素子１の下面）上をさらに覆い、光電変換素子Ｄ１を第２の主面１ｂ側からも保護するように設けられている。このような形態によれば、光電変換素子Ｄ１の表面側および裏面側を保護部材９で覆うことができるため、光電変換素子Ｄ１を保護する機能が高まるとともに、基板２を酸性物質で腐食しやすいもので構成してもよくなり、基板２の材質の自由度が増す。
次に、本発明の第４の実施形態に係る光電変換モジュールについて説明する。
第４の実施形態に係る光電変換モジュールＸ４では、図６に示すように、上述した第１の実施形態に係る光電変換モジュールＸ１の光電変換素子Ｄ１を光電変換素子Ｄ２に代えるとともに、平板状のカバー部材１０に代えて、光電変換素子Ｄ２に対向する凹凸面を有するカバー部材１１を備えている点で、光電変換モジュールＸ１と相違する。
カバー部材１１は、凹凸面１１ａにおいて、光を反射させる機能を有している。具体的には、基板２の下面から入射された光が光電変換素子Ｄ２を透過しても、カバー部材１１の凹凸面１１ａで当該光を反射させ、再度、アモルファスシリコン半導体層７、微結晶シリコン半導体層８に入射させることができる。それゆえ、本実施形態によれば、光電変換効率を向上させることができる。
カバー部材１１の材質としては、光を効率よく反射できるものであればよく、例えば、厚さが３〜６ｍｍ程度の耐候性の高い白色のポリカーボネート板、白色顔料を添加したＥＶＡ、白色のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂、または白色のフッ素樹脂シート等が挙げられる。また、凹凸面１１ａは、平板状のポリカーボネート板に機械加工、ブラスト加工、または凹凸面を有する型による転写等を施すことにより形成される。
このようなカバー部材１１の凹凸面１１ａの形状は、光の入射方向と異なる方向に効率よく反射できるものであればよく、例えば、図５（ｂ）に示すように、Ｖ字形状等が挙げられる。このようなＶ字状の溝を有する凹凸形状は、このＶ字形状の溝のなす角度が、４０〜９０°又は１１５°以上であることが望ましい。さらに、上記溝のピッチは、２μｍ以上、１０ｍｍ以下であれば、長波長の光でも入射方向と異なる方向に効率よく反射させるという観点から好適である。
次に、本発明の第５の実施形態に係る光電変換モジュールについて説明する。本発明の第５の実施形態に係る光電変換モジュールＸ５は、図７に示すように、第１の実施形態に係る光電変換モジュールＸ１において、保護部材９と電極３との界面に複数の気泡１２を有している。このような構成により、保護部材９のＥＶＡが加水分解し酸が発生したとしても、気泡１２により酸が電極３に到達するのを抑制することができ、電極３に対する腐食を抑制することができる。特に光電変換層と電極３とで形成される角部に気泡１２が形成されていると、光電変換層と電極３との比較的密着性の弱い界面に酸が侵入するのを有効に抑制し、光電変換効率を良好に維持することができる。
このような保護部材９中の気泡１２は、保護部材９がＥＶＡを含む場合、光電変換モジュールＸ１の作製工程に係る上述のラミネート時の温度を上げ、ＥＶＡを発泡させることで作製可能である。例えば、ラミネート時のピーク温度が１００〜１３０℃程度では発泡がほとんど無いＥＶＡを使用して光電変換モジュールＸ１を作製する場合では、ラミネート時のピーク温度を１４０〜１６０℃程度に上げることにより、ＥＶＡを発泡させ、これにより保護部材９と電極３との界面に複数の気泡１２の作製が可能となる。
Ｘ１〜Ｘ５；光電変換モジュール
Ｄ１，Ｄ２；光電変換素子
２；基板
３；電極
４；カルコパイライト系化合物半導体層
５；バッファ層
６；透光性導電層
７；アモルファスシリコン半導体層
８；微結晶シリコン系半導体層
９；保護部材
１０，１１；カバー部材
１２；気泡

Claims (10)

  1. 第１の主面を有する少なくとも一つの光電変換層と前記第１の主面上に位置する透光性導電層とを含む光電変換素子と、
    前記透光性導電層上および前記光電変換層の側面上に位置し、エチレンビニルアセテート樹脂および受酸剤を含む保護部材と、を具備しており、
    前記光電変換層は、前記側面に水酸基を有する化合物半導体を含む、光電変換モジュール。
  2. 前記少なくとも一つの光電変換層は複数の光電変換層を含み、前記複数の光電変換層は互いに隙間をあけて位置し、前記隙間に前記保護部材が位置する、請求項１記載の光電変換モジュール。
  3. 前記化合物半導体は、金属硫化物、金属酸化物および金属水酸化物が混晶化した混晶化合物半導体を含む、請求項１に記載の光電変換モジュール。
  4. 前記受酸剤は第２の金属水酸化物を含む、請求項１に記載の光電変換モジュール。
  5. 前記第２の金属水酸化物は水酸化マグネシウムを含む、請求項４に記載の光電変換モジュール。
  6. 前記透光性導電層は酸化亜鉛を含む、請求項１に記載の光電変換モジュール。
  7. 前記透光性導電層は錫を含有した酸化インジウムを含む、請求項１に記載の光電変換モジュール。
  8. 前記少なくとも一つの光電変換層は、カルコパイライト系の化合物を含む、請求項１に記載の光電変換モジュール。
  9. 前記光電変換素子は前記第１の主面の裏面となる第２の主面を有し、
    前記保護部材は前記光電変換素子の前記第２の主面上にさらに位置している、
    請求項１に記載の光電変換モジュール。
  10. 前記光電変換素子は前記第１の主面の裏面となる第２の主面を有し、
    前記第２の主面上に電極が位置し、前記電極と前記保護部材との界面に複数の気泡が位
    置する、
    請求項１に記載の光電変換モジュール。
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