JP5978464B2 - 太陽電池素子を製造する方法 - Google Patents
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Description
本発明は、太陽電池素子を製造する方法に関する。
太陽電池素子は、太陽光を電気エネルギーに変換する。
P. N. Vinod, J Mater Sci: Mater Electron 22 (2011) 1248
Jenny Nelson (2003), The physics of Solar Cells, Imperial college press, pp.11-13.
本発明の目的は、より高い変換効率を有する太陽電池素子を製造する方法を提供することである。
以下の項目１〜３は、課題を解決する。
項目１． 太陽電池素子１０１を製造する方法であって、
積層体１およびチャンバー５を用意する工程（ａ）、ここで
前記積層体１は、ｐ側ＩＩＩ族−Ｖ族化合物電極層２、ｐ型ＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体層３１、ｎ型ＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体層３２、およびｎ型ＩＩＩ族−Ｖ族化合物電極層４を具備し、
前記ｎ型ＩＩＩ族−Ｖ族化合物電極層４は、第１面４ａおよび第２面４ｂを具備しており、
前記ｐ型ＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体層３１は、前記ｐ側ＩＩＩ族−Ｖ族化合物電極層２およびｎ型ＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体層３２の間に挟まれており、
前記ｎ型ＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体層３２は、前記ｐ型ＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体層３１および第１面４ａの間に挟まれており、
第２面４ｂは、前記積層体１の表面に露出しており、
前記チャンバー５は、水溶液６および不活性ガス７を有し、
工程（ａ）の後、第２面４ｂが前記水溶液６に浸漬されるように、前記積層体１を前記水溶液６に接触させる工程（ｂ）、ここで
工程（ｂ）の後、前記不活性ガス７の雰囲気下、アノード電極７１および前記積層体１との間に電圧差を印加し、前記第２面４ｂにＺｎ層８１を形成する工程（ｃ）、ここで、
前記チャンバー５は前記不活性ガス７で満たされており、
前記水溶液６は、１ｍＭ以上５Ｍ以下の濃度を有するＺｎ２＋イオンを含有しており、
前記水溶液６は、酸素を含有せず、
前記水溶液６には、前記アノード電極７１が接触しており、
前記積層体１はカソード電極として用いられ、
前記水溶液６は１０℃以上６０℃以下の温度を有しており、
前記Ｚｎ層８１は、凸凹構造をその表面に有しており、および
工程（ｃ）の後、前記Ｚｎ層８１を酸素に曝し、前記Ｚｎ層８１をＺｎＯ結晶層８２に変質させる工程（ｄ）。
項目２．前記項目１に記載の方法であって、
前記工程（ｄ）では、前記Ｚｎ層８１は空気に曝される。
項目３．前記項目１に記載の方法であって、
前記工程（ａ）において、前記ｎ型ＩＩＩ族−Ｖ族化合物電極層４はＧａＡｓ層４２を具備しており、
前記第２面４ｂには前記ＧａＡｓ層４２が露出している。
項目１． 太陽電池素子１０１を製造する方法であって、
積層体１およびチャンバー５を用意する工程（ａ）、ここで
前記積層体１は、ｐ側ＩＩＩ族−Ｖ族化合物電極層２、ｐ型ＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体層３１、ｎ型ＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体層３２、およびｎ型ＩＩＩ族−Ｖ族化合物電極層４を具備し、
前記ｎ型ＩＩＩ族−Ｖ族化合物電極層４は、第１面４ａおよび第２面４ｂを具備しており、
前記ｐ型ＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体層３１は、前記ｐ側ＩＩＩ族−Ｖ族化合物電極層２およびｎ型ＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体層３２の間に挟まれており、
前記ｎ型ＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体層３２は、前記ｐ型ＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体層３１および第１面４ａの間に挟まれており、
第２面４ｂは、前記積層体１の表面に露出しており、
前記チャンバー５は、水溶液６および不活性ガス７を有し、
工程（ａ）の後、第２面４ｂが前記水溶液６に浸漬されるように、前記積層体１を前記水溶液６に接触させる工程（ｂ）、ここで
工程（ｂ）の後、前記不活性ガス７の雰囲気下、アノード電極７１および前記積層体１との間に電圧差を印加し、前記第２面４ｂにＺｎ層８１を形成する工程（ｃ）、ここで、
前記チャンバー５は前記不活性ガス７で満たされており、
前記水溶液６は、１ｍＭ以上５Ｍ以下の濃度を有するＺｎ２＋イオンを含有しており、
前記水溶液６は、酸素を含有せず、
前記水溶液６には、前記アノード電極７１が接触しており、
前記積層体１はカソード電極として用いられ、
前記水溶液６は１０℃以上６０℃以下の温度を有しており、
前記Ｚｎ層８１は、凸凹構造をその表面に有しており、および
工程（ｃ）の後、前記Ｚｎ層８１を酸素に曝し、前記Ｚｎ層８１をＺｎＯ結晶層８２に変質させる工程（ｄ）。
項目２．前記項目１に記載の方法であって、
前記工程（ｄ）では、前記Ｚｎ層８１は空気に曝される。
項目３．前記項目１に記載の方法であって、
前記工程（ａ）において、前記ｎ型ＩＩＩ族−Ｖ族化合物電極層４はＧａＡｓ層４２を具備しており、
前記第２面４ｂには前記ＧａＡｓ層４２が露出している。
上記の方法に従って得られた太陽電池素子は、より高い変換効率を有する。
言い換えれば、上記の方法に従って得られた太陽電池素子に太陽光を照射すると、太陽光はより高い効率で電気エネルギーに変換され、そしてｐ側ＩＩＩ族−Ｖ族化合物電極層２およびｎ側ＩＩＩ族−Ｖ族化合物電極層４の間に電圧差が生じる。
以下、本発明の実施形態が図面を参照しながら説明される。
工程（ａ）：積層体およびチャンバーの用意
最初に、工程（ａ）では、積層体１およびチャンバー５が用意される。
最初に、工程（ａ）では、積層体１およびチャンバー５が用意される。
図１〜図６に示されるように、積層体１は、ｐ側ＩＩＩ族−Ｖ族化合物電極層２、ｐ型ＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体層３１、ｎ型ＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体層３２、およびｎ型ＩＩＩ族−Ｖ族化合物電極層４を具備する。ｎ型ＩＩＩ族−Ｖ族化合物電極層４は、第１面４ａおよび第２面４ｂを具備している。
ｐ型ＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体層３１は、ｐ側ＩＩＩ族−Ｖ族化合物電極層２およびｎ型ＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体層３２の間に挟まれている。
ｎ型ＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体層３２は、ｐ型ＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体層３１および第１面４ａの間に挟まれている。
図６に示されるように、第２面４ｂは、積層体１の表面に露出している。
ｐ側ＩＩＩ族−Ｖ族化合物電極層２は、一般的に、ｐ側コンタクト層２１およびｐ側窓層２２を具備している。
ｐ型ＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体層３１は、一般的に、ｐ型ＧａＡｓ層からなるｐ型ベース層３１ａを具備している。
ｎ型ＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体層３２は、一般的に、ｎ型ＧａＡｓ層からなるｎ型エミッタ層３２ａを具備している。
ｎ側ＩＩＩ族−Ｖ族化合物電極層４は、一般的に、ｎ側窓層４１およびｎ側コンタクト層４２を具備する。
ｐ型ＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体層３１は、ｎ型ＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体層３２に接しており、ｐｎ接合を形成する。
積層体１を製造する方法は、限定されない。詳細は、図１〜図６および実施例１を参照せよ。
図７に示されるように、チャンバー５は水溶液６および不活性ガス７を有する。
工程（ｂ）：積層体の水溶液への接触
工程（ｂ）が工程（ａ）の後に行われる。
工程（ｂ）が工程（ａ）の後に行われる。
工程（ｂ）では、第２面４ｂが水溶液６に浸漬するように、積層体１が水溶液６に接触される。この第２面４ｂには、ＧａＡｓからなるｎ型コンタクト層４２が露出している。
図７に示されるように、積層体１が水溶液６に浸漬されることが好ましい。しかし、第２面４ｂが水溶液６に浸漬される限り、積層体１の一部が水溶液６に接し、かつ積層体１の他の部分は水溶液に接しないようにしてもよい。
工程（ｃ）：電解によるＺｎ層の形成
工程（ｃ）が工程（ｂ）の後に行われる。
工程（ｃ）が工程（ｂ）の後に行われる。
工程（ｃ）では、図７に示されるように、アノード電極７１および積層体１の間に電位差が印加され、ｎ型ＩＩＩ族−Ｖ族化合物電極層４の第２面４ｂにＺｎ層８１を形成する。積層体１は、カソード電極として用いられる。
アノード電極７１は、水溶液６に接している。図７に示されるように、アノード電極７１は水溶液６に浸漬されていることが好ましい。アノード電極７１の例は、白金電極、金電極、銀電極、または銅電極である。白金電極および金電極が好ましい。
工程（ｃ）では、水溶液６は、１ｍＭ以上５Ｍ以下の濃度を有するＺｎ２＋イオンを含有することが必要である。濃度が１ｍＭ未満である場合、Ｚｎ層８１が効率的に形成されない。濃度が５ｍＭを超えると場合、後述される比較例１に実証されるように、得られる太陽電池素子の変換効率は低い。
水溶液６は１０℃以上６０℃以下の温度を有することが必要である。後述される比較例２に示されるように、水溶液６の温度が６０℃を超えると、得られる太陽電池素子の変換効率は低い。水溶液６の温度が１０℃未満であると、Ｚｎ層８１を形成するためにあまりにも長い時間が必要とされる。
チャンバー５は不活性ガス７に満たされていることが必要である。より詳細には、水溶液６によって占められる部分を除き、チャンバー７は不活性ガスで満たされている。言い換えれば、チャンバー５の下部は水溶液６によって占められ、チャンバー５の上部は不活性ガス７によって占められている。不活性ガス７の例は、窒素ガス、ヘリウムガス、ネオンガス、アルゴンガス、クリプトンガス、またはキセノンガスである。
後述される比較例３に実証されるように、チャンバー５は不活性ガス７に満たされていない場合、得られる太陽電池素子の変換効率は低い。そのため、水溶液６は、酸素を含有しないことを必要とされる。
このようにして得られたＺｎ層８１は、図８に示されるように、その表面に凹凸構造を有する。
図７に示されるように、チャンバー５は、水溶液６に接触する参照電極７２を具備し得る。参照電極７２の例は、Ａｇ／ＡｇＣｌ電極である。
工程（ｄ）：酸素接触によるＺｎ層のＺｎＯ結晶層への変質
工程（ｄ）が工程（ｃ）の後に行われる。
工程（ｄ）が工程（ｃ）の後に行われる。
工程（ｄ）では、図８に示されるように、Ｚｎ層８１が酸素ガスに接触され、Ｚｎ層８１をＺｎＯ結晶層８２に変換する。好ましくは、空気にＺｎ層８１が接触される。
Ｚｎ層８１の全てがＺｎＯ層８２に変換され得る。これに代えて、Ｚｎ層８１の一部がＺｎＯ層８２に変質され得る。
図１０に示されるように、ＺｎＯ層８２上にＺｎＯ透明電極層９３がパルスレーザーデポジション法により形成され得る。このようにして、ＺｎＯ層８２は表面電極８３に電気的に接続される。
（実施例）
以下の実験例は本発明をより詳細に説明する。
以下の実験例は本発明をより詳細に説明する。
（実施例１）
図１に示されるように、積層体が以下のように用意された。
図１に示されるように、積層体が以下のように用意された。
まず、４インチの直径および４５０マイクロメートルの厚みを有するノンドープＧａＡｓ基板４５上に、１００ナノメートルの厚みを有するＡｌＡｓ犠牲層４４が有機金属化学気相成長法（以下、「ＭＯＣＶＤ法」という）により形成された。
次に、以下のように積層体１がＡｌＡｓ犠牲層４４上に形成された。
より具体的には、ＴｅがドープされたＧａＡｓ層（ドープ濃度１．０×１０１９、厚み：２０ナノメートル）からなるｎ側コンタクト層４２がＡｌＡｓ犠牲層４４上にＭＯＣＶＤ法により形成された。
次に、ＳｉがドープされたＩｎＧａＰ層（ドープ濃度：１．０×１０１８、厚み：１００ナノメートル）からなるｎ側窓層４１がｎ側コンタクト層４２上にＭＯＣＶＤ法により形成された。
ＳｉがドープされたＧａＡｓ層（ドープ濃度：１．０×１０１８、厚み：１００ナノメートル）からなるｎ型エミッタ層３２がｎ側窓層４１上にＭＯＣＶＤ法により形成された。
ＺｎがドープされたＧａＡｓ層（ドープ濃度：１．０×１０１６、厚み：２．５マイクロメートル）からなるｐ型ベース層３１ａがｎ型エミッタ層３２上にＭＯＣＶＤ法により形成された。
ＺｎがドープされたＩｎＧａＰ層（ドープ濃度：１．０×１０１９、厚み：５０ナノメートル）からなるｐ側窓層２２がｐ型ベース層３１ａ上にＭＯＣＶＤ法により形成された。
ＺｎがドープされたＧａＡｓ層（ドープ濃度：１．０×１０１９、厚み：２０ナノメートル）からなるｐ側コンタクト層２１がｐ型窓側２２上にＭＯＣＶＤ法により形成された。
このようにして、図１に示される積層体１が得られた。
次に、図２に示されるように、ｐ側コンタクト層２１の上に、フォトリソグラフィーにより５００マイクロメートル四方のレジスト膜２３が形成された。このレジスト膜を第１マスクとして用いて、ＩＣＰプラズマエッチング法により、積層体１の不要な部分が除去された。このＩＣＰプラズマエッチング法においては、ＢＣｌ３およびＳＦ６の混合ガスが用いられた。積層体１の表面積Ｓは２５０００平方マイクロメートルであった。
その後、剥離液によりレジスト膜が除去された。他のレジスト膜（図示せず）がＡｌＡｓ犠牲層４４上に形成された後、５０ナノメートルの厚みを有するチタン膜および２５０ナノメートルの厚みを有する金膜がＡｌＡｓ犠牲層４４上に電子ビーム蒸着法により形成され、表面電極８３を形成した。
同様に、他のレジスト膜（図示せず）がｐ側コンタクト層２１に形成された後、５０ナノメートルの厚みを有するチタン膜および２５０ナノメートルの厚みを有する金膜がｐ側コンタクト層２１上に電子ビーム蒸着法により形成され、裏面電極８４を形成した。
これらの他のレジスト膜は除去された。その後、絶縁膜８５が、表面電極８３、裏面電極８４、および積層体１の側面に形成された。この絶縁膜８５は、３００ナノメートルの厚みを有するＳｉＮ膜から形成された。次いで、レジスト膜が形成され、そしてドライエッチングが行われ、絶縁膜８５に開口部８６を設けた。このようにして、図３に示される積層体１を得た。
図４に示されるように、絶縁膜８５上に、フォトリソグラフィーにより第２のマスク８６１が形成された。その後、５０ナノメートルの厚みを有するチタン膜および２５０ナノメートルの厚みを有する金膜が積層体１の側面に電子ビーム蒸着法により形成され、表面電極配線部８７および裏面電極配線部８８を形成した。
図５に示されるように、第２のマスク８６１が除去された。表面電極配線部８７および裏面電極配線部８８の表面に、スピンコータ法によりワックスが塗布された。ワックスが乾燥された後、ワックス上に支持基板９が固定された。ＡｌＡｓ犠牲層４４が、フッ化水素酸を用いるウェットエッチングによって除去され、積層体１の底部にｎ側コンタクト層４２を露出した。
図６に示されるように、このようにして得られた積層体１は、クリップ９９によって挟まれた。このようにして、積層体１を有するカソード電極１ａが得られた。
図７に示されるように、積層体１を有するカソード電極１ａ、白金電極からなるアノード電極７１、およびＡｇ／ＡｇＣｌ電極からなる参照電極７２が、チャンバー５にセットされた。これらの電極が水溶液６に浸漬されるように、これらの電極はチャンバー５にセットされた。
水溶液６は、予め以下のように調製された。１ｍＭの濃度を有するＺｎ（ＮＯ３）２水溶液に、１０℃の温度にて、Ｎ２ガスの泡が１時間、供給された。このようにして、水溶液に含有されていた酸素が除去され、水溶液６を得た。
チャンバー５は予めＮ２ガスによって充填された。
次に、ポテンシオスタット５１を用いて、カソード電極１ａおよびアノード電極７１の間に、０．８Ｖの電圧差が３分間印加され、ｎ側コンタクト層４２の表面（第２面４ｂ）にＺｎ層８１を図８に示されるように形成した。水溶液６の温度は１０℃であった。
カソード電極１ａがチャンバー５から取り出された。カソード電極１ａがイオン交換水により５分間洗浄された。次に、カソード電極１ａはＮ２ブローに曝され、カソード電極１ａを乾燥した。このようにして、表面に凸凹構造を有するＺｎ層８１が得られた。
Ｚｎ層８１を具備する積層体１は、大気に２日間曝された。このようにして、図９に示されるように、Ｚｎ層８１は、ＺｎＯ結晶層８２に変質された。より詳細には、Ｚｎ層８１の全部がＺｎＯ結晶層８２に変質された。
最後に、図１０に示されるように、パルスレーザー堆積法により、ＺｎＯ透明電極層９３がＺｎＯ層結晶層８２上に形成され、ＺｎＯ結晶層８２を表面電極８３に電気的に接続した。ＺｎＯ透明電極層９３は、３００ナノメートルの厚みを有していた。ＺｎＯ透明電極層９３は、２重量％のガリウム濃度を有していた。
このようにして、太陽電池素子１０１が得られた。
図１１に示されるように、得られた太陽電池素子１０１は、集光レンズ１０２と組み合わされ、太陽電池１１０を形成した。
より詳細には、電子ビーム蒸着法を用いて、１４０ナノメートルの厚みを有するＭｇＦ２膜からなる反射防止膜１０４がＺｎＯ透明電極層９３上に形成された。
図１１に示されるように、絶縁層１１４およびスペーサ１０５を表面に具備する放熱板１０３上に、太陽電池素子１０１がセットされた。絶縁層１１４の上には、表面電極８３および裏面電極８４に電気的に接続される２つの配線（図示せず）が形成されていた。
集光レンズ１０２の焦点に、太陽電池素子１０１が固定され、太陽電池１１０を得た。
得られた太陽電池１１０の界面抵抗値が、非特許文献１に開示されているＴＬＭ法に従って測定された。測定時には、集光レンズ１０２に後述される擬似太陽光が照射された。
得られた太陽電池１１０の変換効率が、以下のように算出された。
１００ｍＷ／ｃｍ２の出力エネルギーを有する擬似太陽光が、集光レンズ１０２に照射された。
擬似太陽光は、５００ワットのキセノンランプ（株式会社ワコム電創より入手）および４００ワットのハロゲンランプ（株式会社ワコム電創より入手）が組み合わされたランプより放射された。
表面電極８３および裏面電極８４の間が開放された際の開放電圧Ｖｏｃ(open circuit voltage)が測定された。
表面電極８３および裏面電極８４の間が短絡された際の短絡電流Isc(short-circuit current)が測定された。
ソーラーシミュレータ（株式会社ワコム電創より入手、商品名：スーパーソーラシミュレータ：ＷＸＳ−９０Ｓ−Ｌ２として入手）を用いて、図１２に示されるようなＩ−Ｖ曲線が得られた。
図１２に基づいて、非特許文献２に開示されている方法により、曲線因子（fill factor、以下、「ＦＦ」と記述）が得られた。
曲線因子ＦＦは、以下の式から算出される。
ここで、Ｖｍａｘは、図１２において、Ｉ−Ｖ曲線のＶ・Ｉの値が最大となる場合（図１２の矢印を参照）における電圧を意味する。
Ｉｍａｘは、図１２において、Ｉ−Ｖ曲線のＶ・Ｉの値が最大となる場合（図１２の矢印を参照）における電流を意味する。
変換効率は以下の式から算出される。
変換効率＝Ｖｏｃ・Ｊｓｃ・ＦＦ
ここで、Ｊｓｃ＝Ｉｓｃ／Ｓ
有効受光面積Ｓ＝２５０００平方マイクロメートル
結果は、表１に示される。
ここで、Ｊｓｃ＝Ｉｓｃ／Ｓ
有効受光面積Ｓ＝２５０００平方マイクロメートル
結果は、表１に示される。
（実施例２）
Ｚｎ（ＮＯ３）２水溶液が５Ｍの濃度を有すること以外は、実施例１と同様の実験が行われた。結果は図１３および表１に示される。
Ｚｎ（ＮＯ３）２水溶液が５Ｍの濃度を有すること以外は、実施例１と同様の実験が行われた。結果は図１３および表１に示される。
（実施例３）
Ｚｎ（ＮＯ３）２水溶液が６０℃の温度を有すること以外は、実施例１と同様の実験が行われた。結果は図１４および表１に示される。
Ｚｎ（ＮＯ３）２水溶液が６０℃の温度を有すること以外は、実施例１と同様の実験が行われた。結果は図１４および表１に示される。
（実施例４）
Ｚｎ（ＮＯ３）２水溶液が５Ｍの濃度および６０℃の温度を有すること以外は、実施例１と同様の実験が行われた。結果は図１５および表１に示される。
Ｚｎ（ＮＯ３）２水溶液が５Ｍの濃度および６０℃の温度を有すること以外は、実施例１と同様の実験が行われた。結果は図１５および表１に示される。
（比較例１）
Ｚｎ（ＮＯ３）２水溶液が７Ｍの濃度を有すること以外は、実施例１と同様の実験が行われた。結果は図１６および表１に示される。
Ｚｎ（ＮＯ３）２水溶液が７Ｍの濃度を有すること以外は、実施例１と同様の実験が行われた。結果は図１６および表１に示される。
（比較例２）
Ｚｎ（ＮＯ３）２水溶液が７０℃の温度を有すること以外は、実施例１と同様の実験が行われた。結果は図１７および表１に示される。
Ｚｎ（ＮＯ３）２水溶液が７０℃の温度を有すること以外は、実施例１と同様の実験が行われた。結果は図１７および表１に示される。
（比較例３）
チャンバー５が大気によって充填されたこと以外は、実施例１と同様の実験が行われた。結果は図１８および表１に示される。
チャンバー５が大気によって充填されたこと以外は、実施例１と同様の実験が行われた。結果は図１８および表１に示される。
表１から明らかなように、より高い変換効率を達成するためには、Ｚｎ層８１が形成される際に、以下の項目（１）〜（３）の全てを満たすことが必要である。
（１） Ｚｎ２＋の濃度が１ｍＭ以上５Ｍ以下であること（比較例１を参照）。
（２） 水溶液の温度が１０℃以上６０℃以下であること（比較例２を参照）。
（３） 不活性ガス雰囲気下でＺｎ層８１が形成されること（比較例３を参照）。
本発明は、より高い変換効率を有する太陽電池素子を製造する方法を提供する。
１ 積層体
２ ｐ側ＩＩＩ族−Ｖ族化合物電極層
２１ ｐ側コンタクト層
２２ ｐ側窓層
３１ ｐ型ＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体層
３１ａ ｐ型ベース層
３２ ｎ型ＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体層
３２ａ ｎ型エミッタ層
４ ｎ型ＩＩＩ族−Ｖ族化合物電極層
４１ ｎ側窓層
４２ ｎ側コンタクト層
４４ 犠牲層
４５ 基板
５ チャンバー
６ 水溶液
７ 不活性ガス
７１ アノード電極
７２ 参照電極
８１ Ｚｎ層
８２ ＺｎＯ結晶層
８３ 表面電極
８４ 裏面電極
８５ 絶縁膜
８６ 開口部
８６１ 第２のマスク
８７ 表面電極配線部
８８ 裏面電極配線部
９ 支持基板
９３ ＺｎＯ透明電極層
１０１ 太陽電池素子
１０２ 集光レンズ
１０３ 放熱板
１０４ 反射防止膜
１０５ スペーサ
１１０ 太陽電池
２ ｐ側ＩＩＩ族−Ｖ族化合物電極層
２１ ｐ側コンタクト層
２２ ｐ側窓層
３１ ｐ型ＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体層
３１ａ ｐ型ベース層
３２ ｎ型ＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体層
３２ａ ｎ型エミッタ層
４ ｎ型ＩＩＩ族−Ｖ族化合物電極層
４１ ｎ側窓層
４２ ｎ側コンタクト層
４４ 犠牲層
４５ 基板
５ チャンバー
６ 水溶液
７ 不活性ガス
７１ アノード電極
７２ 参照電極
８１ Ｚｎ層
８２ ＺｎＯ結晶層
８３ 表面電極
８４ 裏面電極
８５ 絶縁膜
８６ 開口部
８６１ 第２のマスク
８７ 表面電極配線部
８８ 裏面電極配線部
９ 支持基板
９３ ＺｎＯ透明電極層
１０１ 太陽電池素子
１０２ 集光レンズ
１０３ 放熱板
１０４ 反射防止膜
１０５ スペーサ
１１０ 太陽電池
Claims (3)
- 太陽電池素子を製造する方法であって、以下を具備する：
積層体およびチャンバーを用意する工程（ａ）、ここで
前記積層体は、ｐ側ＩＩＩ族−Ｖ族化合物電極層、ｐ型ＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体層、ｎ型ＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体層、およびｎ型ＩＩＩ族−Ｖ族化合物電極層を具備し、
前記ｎ型ＩＩＩ族−Ｖ族化合物電極層は、第１面および第２面を具備しており、
前記ｐ型ＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体層は、前記ｐ側ＩＩＩ族−Ｖ族化合物電極層およびｎ型ＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体層の間に挟まれており、
前記ｎ型ＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体層は、前記ｐ型ＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体層および第１面の間に挟まれており、
第２面は、前記積層体１の表面に露出しており、
前記チャンバーは、水溶液および不活性ガスを有し、
工程（ａ）の後、第２面が前記水溶液に浸漬されるように、前記積層体を前記水溶液に接触させる工程（ｂ）、ここで
工程（ｂ）の後、前記不活性ガスの雰囲気下、アノード電極および前記積層体との間に電圧差を印加し、前記第２面にＺｎ層を形成する工程（ｃ）、ここで、
前記チャンバーは前記不活性ガスで満たされており、
前記水溶液は、１ｍＭ以上５Ｍ以下の濃度を有するＺｎ2+イオンを含有しており、
前記水溶液からは、酸素が除去されており、
前記水溶液には、前記アノード電極が接触しており、
前記積層体はカソード電極として用いられ、
前記水溶液は１０℃以上６０℃以下の温度を有しており、
前記Ｚｎ層は、凸凹構造をその表面に有しており、および
工程（ｃ）の後、前記Ｚｎ層を酸素に曝し、前記Ｚｎ層をＺｎＯ結晶層に変質させる工程（ｄ）。 - 請求項１に記載の太陽電池素子を製造する方法であって、
前記工程（ｄ）では、前記Ｚｎ層は空気に曝される。 - 請求項１に記載の太陽電池素子を製造する方法であって、
前記工程（ａ）において、前記ｎ型ＩＩＩ族−Ｖ族化合物電極層はＧａＡｓ層を具備しており、
前記第２面には前記ＧａＡｓ層が露出している。
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