JPH10190028A - High refractive index transparent conductive film and solar cell - Google Patents

High refractive index transparent conductive film and solar cell

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JPH10190028A
JPH10190028A JP8348133A JP34813396A JPH10190028A JP H10190028 A JPH10190028 A JP H10190028A JP 8348133 A JP8348133 A JP 8348133A JP 34813396 A JP34813396 A JP 34813396A JP H10190028 A JPH10190028 A JP H10190028A
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JP
Japan
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layer
solar cell
film
refractive index
amorphous silicon
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JP8348133A
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Japanese (ja)
Inventor
Akira Umigami
暁 海上
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Idemitsu Kosan Co Ltd
Original Assignee
Idemitsu Kosan Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a high refractive index transparent conductive film for manufacturing a solar cell without reducing a converting efficiency of the cell by constituting it of an oxide film having specific refractive index and specific value or less of specific resistance. SOLUTION: A refractive index of a transparent electrode is desired to be generally 2.2 or more. Meanwhile, a transparent conductive film having 2.5 or more of refractive index is not obtained at present. Accordingly, the index of this high refractive index transparent conductive film is set to 2.2 to 2.5. Once a film thickness has been increased to obtain the electrode having a desired electric resistance, its light transmittance is reduced, and hence the smaller the specific resistance of the film is, the better the film is. Therefore, the specific resistance is set to 5×10<-4> Ωcm or less. This specific resistance is more preferably 4.5×10<-4> Ωcm or less, and still more preferably 4×10<-4> Ωcm. Thus, a solar cell can be, for example, manufactured with a low cost without reducing a conversion efficiency by using the film.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、酸化物からなる透
明導電膜およびこの透明導電膜を透明電極として利用し
た太陽電池に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transparent conductive film made of an oxide and a solar cell using the transparent conductive film as a transparent electrode.

【0002】[0002]

【従来の技術】シリコン,化合物半導体等を光電変換材
料として用い、この光電変換材料に太陽光等の光が入射
したときに当該光電変換材料に生じる起電力を利用した
太陽電池は、無尽蔵の太陽光をエネルギー源とするクリ
ーンな発電素子であることから、種々の用途に広く利用
されている。この太陽電池は幾つかに分類することがで
きるが、アモルファスシリコン太陽電池に代表される薄
膜太陽電池は、単結晶シリコン太陽電池や多結晶シリコ
ン太陽電池で使用される高価なシリコン基板を必要とせ
ず、また薄膜構造であることから、材料費の大幅な低減
や将来の住宅市場への伸びが期待されている。
2. Description of the Related Art A solar cell using silicon, a compound semiconductor or the like as a photoelectric conversion material and utilizing an electromotive force generated in the photoelectric conversion material when light such as sunlight enters the photoelectric conversion material is an inexhaustible solar cell. Since it is a clean power generation element using light as an energy source, it is widely used for various uses. These solar cells can be classified into several types, but thin-film solar cells represented by amorphous silicon solar cells do not require expensive silicon substrates used in single-crystal silicon solar cells and polycrystalline silicon solar cells. Because of the thin-film structure, it is expected that the material cost will be significantly reduced and the housing market will grow in the future.

【0003】その一方で、薄膜太陽電池には、(1) 単結
晶シリコン太陽電池や多結晶シリコン太陽電池に比べて
変換効率が低い、(2) 設置後の変換効率の劣化が大き
い、等の問題があり、これらの問題を解決すべく種々の
検討が行われている。薄膜太陽電池の変換効率を向上さ
せる手法としては、(a) 光電変換層側の基板表面に凹凸
を設けることによって、光電変換層を透過してきた光が
多重反射する機会を増加させる、(b) 光封じ込め層を形
成する、(c) 反射防止膜を形成することによって光電変
換層に入射する光量を増加させる、等が知られている。
On the other hand, thin-film solar cells include (1) lower conversion efficiency than single-crystal silicon solar cells and polycrystalline silicon solar cells, and (2) large deterioration in conversion efficiency after installation. There are problems, and various studies have been made to solve these problems. As a method of improving the conversion efficiency of the thin-film solar cell, (a) by providing irregularities on the substrate surface on the photoelectric conversion layer side, to increase the chance of multiple reflection of light transmitted through the photoelectric conversion layer, (b) It is known to form a light confinement layer and (c) increase the amount of light incident on the photoelectric conversion layer by forming an antireflection film.

【0004】そして、前記(a) 〜(c) の手法を組合せる
ことによって、薄膜太陽電池の変換効率を単結晶シリコ
ンや多結晶シリコン並にまで向上させることも可能であ
るという知見が既に得られている。ただし、上記(a) 〜
(c) の手法は、いずれも薄膜太陽電池の製造コストの上
昇につながる。
It has already been found that by combining the methods (a) to (c), the conversion efficiency of a thin-film solar cell can be improved to the level of single-crystal silicon or polycrystalline silicon. Have been. However, the above (a) ~
Each of the methods (c) leads to an increase in the manufacturing cost of the thin-film solar cell.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記(c) の反射防止膜
を形成することによって光電変換層に入射する光量を増
加させるという手法は、薄膜太陽電池に限らず他の太陽
電池においても採用されている方法であり、太陽電池に
利用される透明電極に反射防止膜としての機能を付加す
ることができれば、当該太陽電池の変換効率を低下させ
ることなくその製造コストを向上させることが可能であ
るという利点を有している。
The method of (c) increasing the amount of light incident on the photoelectric conversion layer by forming the antireflection film is employed not only in thin-film solar cells but also in other solar cells. If a function as an anti-reflection film can be added to a transparent electrode used for a solar cell, it is possible to increase the manufacturing cost without lowering the conversion efficiency of the solar cell. It has the advantage that.

【0006】太陽電池において高効率で光電変換される
光の波長は、当該太陽電池の光電変換層の材料のバンド
ギャップや光の放射エネルギー等に応じて異なるので、
単層の反射防止膜を設けることによってその変換効率を
向上させようとする場合には、この反射防止膜の光学膜
厚を特定の光の波長の1/4倍程度にすることが望まし
い。すなわち、当該反射防止膜をλ/4膜(λは、反射
を防止しようとする光の波長。以下、反射防止膜の「設
計波長」ということがある。)とすることが望ましい。
例えば光電変換層がアモルファスシリコンからなる場
合、太陽光のうちで当該アモルファスシリコンによって
高効率で光電変化される光の波長は概ね500〜700
nmであるので、単層の反射防止膜の光学膜厚は、波長
500〜700nmの光のうちで反射を防止しようとす
る特定の光の波長の1/4またはその近傍とすることが
好ましい。
[0006] The wavelength of light that is photoelectrically converted in a solar cell with high efficiency varies according to the band gap of the material of the photoelectric conversion layer of the solar cell, the radiation energy of light, and the like.
When the conversion efficiency is to be improved by providing a single-layer anti-reflection film, it is desirable that the optical film thickness of the anti-reflection film be about 4 times the wavelength of the specific light. That is, it is desirable that the antireflection film be a λ / 4 film (λ is the wavelength of light whose reflection is to be prevented; hereinafter, it may be referred to as “design wavelength” of the antireflection film).
For example, when the photoelectric conversion layer is made of amorphous silicon, the wavelength of light that is photoelectrically changed by the amorphous silicon with high efficiency in sunlight is approximately 500 to 700.
Therefore, it is preferable that the optical film thickness of the single-layer antireflection film be 1 / of the wavelength of specific light whose reflection is to be prevented from light having a wavelength of 500 to 700 nm or in the vicinity thereof.

【0007】しかしながら、透明電極として従来より利
用されているITO膜,ZnO膜,SnO2 膜,In2
3 膜,AlドープZnO膜,SbドープSnO2 膜,
FドープSnO2 膜等ではその屈折率(波長550nm
の光の屈折率)が1.8〜2.0程度であることから、
このような透明電極に上記の反射防止膜としての機能を
付加しようとすると、その実際の膜厚は反射防止膜とし
ての機能を付加しない場合よりも一般に厚膜化する。例
えば、屈折率が1.8である従来の透明電極に波長60
0nmの光に対する反射防止膜を兼ねさせようとする場
合には、その膜厚を833オングストローム程度にする
必要が生じる。そして、透明電極を厚膜化すると当該透
明電極における光透過率が透明電極材料の吸収により自
ずと低下することから、太陽電池の変換効率がかえって
低下し易くなる。
However, ITO films, ZnO films, SnO 2 films, In 2
O 3 film, Al-doped ZnO film, Sb-doped SnO 2 film,
In the case of an F-doped SnO 2 film or the like, its refractive index (wavelength 550 nm)
Is about 1.8 to 2.0,
When an attempt is made to add the function as an anti-reflection film to such a transparent electrode, the actual film thickness is generally increased as compared with a case where the function as an anti-reflection film is not added. For example, a conventional transparent electrode having a refractive index of 1.8 has a wavelength of 60.
In order to serve also as an anti-reflection film for light of 0 nm, the film thickness needs to be about 833 Å. When the thickness of the transparent electrode is increased, the light transmittance of the transparent electrode naturally decreases due to the absorption of the transparent electrode material, so that the conversion efficiency of the solar cell tends to decrease.

【0008】本発明の第1の目的は、太陽電池の変換効
率を低下させることなく当該太陽電池をより低コストで
製造するうえで有用な高屈折率透明導電膜を提供するこ
とにある。
A first object of the present invention is to provide a high-refractive-index transparent conductive film which is useful for manufacturing a solar cell at lower cost without lowering the conversion efficiency of the solar cell.

【0009】また、本発明の第2の目的は、変換効率を
低下させることなくより低コストで製造することが可能
な太陽電池を提供することにある。
It is a second object of the present invention to provide a solar cell which can be manufactured at lower cost without lowering the conversion efficiency.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記第1の目的を達成す
る本発明の高屈折率透明導電膜は、屈折率が2.2〜
2.5で、比抵抗が5×10-4Ωcm以下である酸化物
からなることを特徴とするものである。
The high refractive index transparent conductive film of the present invention which achieves the first object has a refractive index of 2.2 to 2.2.
2.5, characterized by being made of an oxide having a specific resistance of 5 × 10 −4 Ωcm or less.

【0011】また、上記第2の目的を達成する本発明の
太陽電池は、光照射によって起電力を生じる光電変換層
と、この光電変換層に電気的に接続された正負一対の電
極とを有し、前記一対の電極のうちの少なくとも一方が
光入射面側に形成されており、かつ、前記光入射面側に
形成されている電極が上記本発明の高屈折率透明導電膜
からなる透明電極であることを特徴とするものである。
Further, a solar cell according to the present invention that achieves the second object has a photoelectric conversion layer that generates an electromotive force by light irradiation, and a pair of positive and negative electrodes that are electrically connected to the photoelectric conversion layer. At least one of the pair of electrodes is formed on the light incident surface side, and the electrode formed on the light incident surface side is a transparent electrode made of the high refractive index transparent conductive film of the present invention. It is characterized by being.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。まず本発明の高屈折率透明導電膜に
ついて説明すると、この高屈折率透明導電膜は前述した
ように屈折率が2.2〜2.5で、比抵抗が5×10-4
Ωcm以下である酸化物からなる。ここで、本発明でい
う「透明導電膜」とは、500オングストローム厚での
波長550nmの光の透過率が概ね80%以上である導
電膜を意味する。また、本発明でいう屈折率は、波長5
50nmの光の屈折率を意味する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail. First, the high refractive index transparent conductive film of the present invention will be described. As described above, the high refractive index transparent conductive film has a refractive index of 2.2 to 2.5 and a specific resistance of 5 × 10 −4.
It is made of an oxide having a value of Ωcm or less. Here, the “transparent conductive film” in the present invention means a conductive film having a transmittance of light of 550 nm at a thickness of 500 angstroms of approximately 850 nm or more. The refractive index in the present invention is a wavelength of 5
It means the refractive index of 50 nm light.

【0013】本発明の高屈折率透明導電膜においてその
屈折率を2.2〜2.5とする理由は、次の通りであ
る。すなわち、透明電極に反射防止膜を兼ねさせる場合
には、前述したように、当該透明電極をλ/4膜または
膜厚がλ/4膜の近傍の値である膜にすることが望まれ
るわけであるが、このとき、透明電極の屈折率が小さい
程その実際の膜厚を厚くする必要が生じる。したがっ
て、例えばアモルファスシリコン太陽電池素子用の透明
電極に反射防止膜を兼ねさせるにあたって、反射防止膜
を兼ねさせたことによる透明電極の膜厚の増加を低く抑
えるうえからは、当該透明電極の屈折率は概ね2.2以
上であることが望まれる。一方、屈折率が2.5を超え
る透明導電膜は、その組成や製膜条件を調整しても、現
段階では得られていない。したがって、本発明の高屈折
率透明導電膜ではその屈折率を2.2〜2.5とする。
The reason for setting the refractive index of the high refractive index transparent conductive film of the present invention to 2.2 to 2.5 is as follows. That is, when the transparent electrode also serves as an anti-reflection film, as described above, it is desired that the transparent electrode be a λ / 4 film or a film having a thickness close to the λ / 4 film. However, at this time, it is necessary to increase the actual film thickness as the refractive index of the transparent electrode is smaller. Therefore, for example, when the transparent electrode for the amorphous silicon solar cell element also serves as the anti-reflection film, in order to suppress the increase in the thickness of the transparent electrode caused by also serving as the anti-reflection film, the refractive index of the transparent electrode is required. Is desirably approximately 2.2 or more. On the other hand, a transparent conductive film having a refractive index of more than 2.5 has not been obtained at this stage even if its composition and film forming conditions are adjusted. Therefore, the refractive index of the high refractive index transparent conductive film of the present invention is set to 2.2 to 2.5.

【0014】本発明の高屈折率透明導電膜における屈折
率は、目的とする高屈折率透明導電膜の用途等に応じて
2.2〜2.5の範囲内で適宜選択可能であるが、当該
高屈折率透明導電膜に反射防止膜としての機能を兼備さ
せる場合には、その屈折率は高いほど好ましい。すなわ
ち、前記の屈折率は2.3〜2.5であることがより好
ましく、2.4〜2.5であることが特に好ましい。
The refractive index of the high-refractive-index transparent conductive film of the present invention can be appropriately selected within the range of 2.2 to 2.5 depending on the intended use of the high-refractive-index transparent conductive film. When the high refractive index transparent conductive film also has a function as an antireflection film, the higher the refractive index, the better. That is, the refractive index is more preferably from 2.3 to 2.5, and particularly preferably from 2.4 to 2.5.

【0015】また、透明導電膜の比抵抗が大きいと、当
該透明導電膜によって所望の電気抵抗(シート抵抗)を
有する透明電極を得るためにはその膜厚を厚くする必要
が生じ、膜厚を厚くすると光透過率の低下をまねくの
で、本発明の高屈折率透明導電膜の比抵抗は小さいほど
好ましい。このため、本発明の高屈折率透明導電膜で
は、その比抵抗を5×10-4Ωcm以下とする。この比
抵抗は4.5×10-4Ωcm以下であることがより好ま
しく、4×10-4Ωcm以下であることが特に好まし
い。
If the specific resistance of the transparent conductive film is large, it is necessary to increase the thickness of the transparent conductive film in order to obtain a transparent electrode having a desired electric resistance (sheet resistance). When the thickness is large, the light transmittance is reduced, so that the specific resistance of the high refractive index transparent conductive film of the present invention is preferably as small as possible. Therefore, in the high refractive index transparent conductive film of the present invention, the specific resistance is set to 5 × 10 −4 Ωcm or less. This specific resistance is more preferably 4.5 × 10 −4 Ωcm or less, and particularly preferably 4 × 10 −4 Ωcm or less.

【0016】光透過率,屈折率および比抵抗についての
上記の条件を満たす酸化物の具体例としては、特定の条
件の下に製膜されたIn−Zn−O系酸化物、すなわ
ち、インジウム(In),亜鉛(Zn)および酸素
(O)を主要な構成元素としている酸化物が挙げられ
る。このIn−Zn−O系酸化物は、不可避的な混入物
を除いてインジウム(In),亜鉛(Zn)および酸素
(O)の3つの元素のみからなっていてもよいし、これ
らの構成元素以外にガリウム(Ga)を構成元素として
含有していてもよい。構成元素としてガリウム(Ga)
を含有させることにより、可視光領域の光透過率が向上
したIn−Zn−O系酸化物を得ることができる。当該
In−Zn−O系酸化物は、光透過率,屈折率および比
抵抗についての上記の条件を満たすものであればよい
が、低温成膜が可能,平滑性に優れる等の観点から、特
に非晶質(以下、この非晶質膜を「In−Zn−O系非
晶質酸化物」という。)であることが好ましい。
As a specific example of the oxide satisfying the above conditions for the light transmittance, the refractive index, and the specific resistance, an In—Zn—O-based oxide formed under a specific condition, that is, indium ( Oxides containing In), zinc (Zn) and oxygen (O) as main constituent elements. This In-Zn-O-based oxide may be composed of only three elements of indium (In), zinc (Zn) and oxygen (O) except for unavoidable contaminants, or these constituent elements. In addition, gallium (Ga) may be contained as a constituent element. Gallium (Ga) as a constituent element
, An In-Zn-O-based oxide with improved light transmittance in the visible light region can be obtained. The In—Zn—O-based oxide may be one that satisfies the above conditions for the light transmittance, the refractive index, and the specific resistance. It is preferable that the film is amorphous (hereinafter, this amorphous film is referred to as “In—Zn—O-based amorphous oxide”).

【0017】上記In−Zn−O系非晶質酸化物の組成
も、光透過率,屈折率および比抵抗についての上記の条
件を満たす膜が得られるものであればよいが、全金属元
素すなわちIn,ZnおよびGa(ただし、Gaを含有
していない場合を含む。以下同じ。)に占めるインジウ
ム(In)の原子比In/(全金属元素)が0.5未満
の場合、および、全金属元素に占めるガリウム(Ga)
の原子比Ga/(全金属元素)が0.04を超える場合
には、それぞれ比抵抗が5×10-4Ωcm以下の膜を得
ることが困難になる。また、全金属元素に占めるインジ
ウム(In)の原子比In/(全金属元素)が0.9を
超えると、湿気や熱に対する膜の電気抵抗の安定性が低
下する。膜の電気的特性およびその安定性からみた好ま
しいInの原子比In/(全金属元素)は0.55〜
0.9であり、特に0.60〜0.9が好ましい。ま
た、膜の電気的特性および光学的特性からみた好ましい
Gaの原子比Ga/(全金属元素)は0〜0.03であ
り、特に0〜0.025が好ましい。
The composition of the In—Zn—O-based amorphous oxide is not particularly limited as long as a film that satisfies the above conditions for light transmittance, refractive index, and specific resistance can be obtained. When the atomic ratio In / (total metal element) of indium (In) in In, Zn and Ga (including the case where Ga is not contained; the same applies hereinafter) is less than 0.5; Gallium (Ga) in elements
When the atomic ratio Ga / (all metal elements) exceeds 0.04, it becomes difficult to obtain films each having a specific resistance of 5 × 10 −4 Ωcm or less. If the atomic ratio In / (all metal elements) of indium (In) in all metal elements exceeds 0.9, the stability of the electrical resistance of the film against moisture and heat decreases. A preferable atomic ratio In / (all metal elements) of In from the viewpoint of the electrical characteristics of the film and its stability is 0.55 to 5.
0.9, and particularly preferably 0.60 to 0.9. The preferable atomic ratio Ga / (all metal elements) of Ga is 0 to 0.03 in view of the electrical and optical characteristics of the film, and particularly preferably 0 to 0.025.

【0018】上述した屈折率および比抵抗を有する本発
明の高屈折率透明導電膜は、屈折率が2.2〜2.5と
高いことから、当該高屈折率透明導電膜を特定波長の光
に対するλ/4膜としても、そのときの実際の膜厚は従
来の透明電極材料からなる同じλ/4膜よりも薄くな
る。例えば、波長600nmの光に対するλ/4膜とし
た場合でも、実際の膜厚は600〜682オングストロ
ーム程度でよい。そして、この高屈折率透明導電膜を波
長500〜700nmの光に対するλ/4膜としたとき
の波長550nmの光の透過率は概ね80%以上である
ので、透明電極として十分に機能する。また、本発明の
高屈折率透明導電膜は比抵抗が5×10-4Ωcm以下と
小さいので、例えばその膜厚を500オングストローム
にした場合でもシート抵抗は100Ω/□以下となり、
太陽電池等用の透明電極として利用するに十分な導電性
を得ることができる。
The high-refractive-index transparent conductive film of the present invention having the above-mentioned refractive index and specific resistance has a high refractive index of 2.2 to 2.5. The actual film thickness at that time is smaller than the same λ / 4 film made of a conventional transparent electrode material. For example, even when a λ / 4 film for light having a wavelength of 600 nm is used, the actual film thickness may be about 600 to 682 Å. When the high refractive index transparent conductive film is a λ / 4 film with respect to light having a wavelength of 500 to 700 nm, the transmittance of light having a wavelength of 550 nm is approximately 80% or more, so that it functions sufficiently as a transparent electrode. Further, since the high-refractive-index transparent conductive film of the present invention has a small specific resistance of 5 × 10 −4 Ωcm or less, the sheet resistance becomes 100 Ω / □ or less even when the film thickness is 500 Å, for example.
Conductivity sufficient for use as a transparent electrode for a solar cell or the like can be obtained.

【0019】したがって、本発明の高屈折率透明導電膜
を用いれば、光透過性および導電性に優れ、かつ反射防
止膜としての機能を備えた薄肉の透明電極を形成するこ
とが可能になり、これによって、例えば太陽電池におい
て従来より透明電極とは別部材として形成されていた反
射防止膜を省くことが可能になるので、太陽電池の変換
効率を低下させることなくその製造コストを低減させる
ことが可能になる。本発明の高屈折率透明導電膜を太陽
電池用の透明電極、特にアモルファスシリコン太陽電池
用の透明電極として利用し、かつ、この透明電極に反射
防止膜を兼ねさせる場合には、その膜厚を概ね440〜
700オングストロームとすることが好ましく、500
〜650オングストロームとすることがより好ましく、
500〜600オングストロームとすることが特に好ま
しい。
Therefore, by using the high refractive index transparent conductive film of the present invention, it is possible to form a thin transparent electrode having excellent light transmittance and conductivity and having a function as an antireflection film. Thereby, for example, in a solar cell, it is possible to omit the anti-reflection film conventionally formed as a separate member from the transparent electrode, so that the manufacturing cost can be reduced without lowering the conversion efficiency of the solar cell. Will be possible. When the high refractive index transparent conductive film of the present invention is used as a transparent electrode for a solar cell, particularly as a transparent electrode for an amorphous silicon solar cell, and when this transparent electrode also serves as an anti-reflection film, the thickness thereof is reduced. About 440
Preferably 700 Angstroms, 500
~ 650 Å is more preferable,
It is particularly preferred that the thickness be 500 to 600 Å.

【0020】また、本発明の高屈折率透明導電膜は、上
述したように光透過性および導電性に優れ、かつ、後述
するように緻密性に優れたものを容易に得ることができ
る膜であるので、太陽電池用の透明電極またはその材料
として利用する以外にも、液晶パネル用透明電極,有機
EL素子用透明電極,タッチパネルに代表される座標入
力装置用の透明電極等、種々の用途の透明電極またはそ
の材料として好適である他、電磁波シールド材またはそ
の材料としても好適である。なお、本発明の高屈折率透
明導電膜に反射防止膜を兼させるか否かは適宜選択可能
である。
The high-refractive-index transparent conductive film of the present invention is a film which is excellent in light transmittance and conductivity as described above, and which can easily obtain a material having excellent denseness as described later. Therefore, besides being used as a transparent electrode for a solar cell or its material, it is used for various purposes such as a transparent electrode for a liquid crystal panel, a transparent electrode for an organic EL element, and a transparent electrode for a coordinate input device represented by a touch panel. In addition to being suitable as a transparent electrode or its material, it is also suitable as an electromagnetic wave shielding material or its material. Note that whether or not the high refractive index transparent conductive film of the present invention also functions as an antireflection film can be appropriately selected.

【0021】上述した特性を有する本発明の高屈折率透
明導電膜は、例えば、水の影響を極力低減させたスパッ
タリング法によって製膜することができる。このときの
スパッタリング法としては、DCマグネトロンスパッタ
リング法,RFマグネトロンスパッタリング法,DC・
RFマグネトロンスパッタリング法等を適用することが
できる。
The high refractive index transparent conductive film of the present invention having the above-mentioned characteristics can be formed, for example, by a sputtering method in which the influence of water is reduced as much as possible. As the sputtering method at this time, DC magnetron sputtering method, RF magnetron sputtering method, DC
An RF magnetron sputtering method or the like can be applied.

【0022】上記のスパッタリング法で使用するスパッ
タリングターゲット(ペレットを含む。以下同じ。)と
しては、六方晶層状化合物であるIn23(ZnO)m
(m=2〜20)およびInGaZn25 から選ばれ
る1種以上と、In23 またはZnOとからなる酸化
物焼結体ターゲットが好ましい。ここで、六方晶層状化
合物を表す上記の式においてmの値を2〜20に限定す
る理由は、この範囲外では六方晶層状化合物が生成せ
ず、mの値が前記の範囲外である化合物を含有したスパ
ッタリングターゲットではその体積抵抗が増加し、その
ため通常のDCスパッタリング等では放電が不安定にな
り、安定して製膜することが困難になるからである。
The sputtering target (including pellets; the same applies hereinafter) used in the above-mentioned sputtering method includes In 2 O 3 (ZnO) m which is a hexagonal layered compound.
(M = 2 to 20) and with one or more selected from InGaZn 2 O 5, an oxide sintered body target consisting of In 2 O 3 or ZnO is preferable. Here, the reason for limiting the value of m to 2 to 20 in the above formula representing a hexagonal layered compound is that a compound in which a hexagonal layered compound is not generated outside this range and the value of m is outside the above range. This is because the volume resistance of a sputtering target containing 増 加 increases, so that the discharge becomes unstable in ordinary DC sputtering or the like, and it becomes difficult to stably form a film.

【0023】スパッタリングターゲットとしては、In
の原子比In/(全金属元素)が0.45〜0.85、
Gaの原子比Ga/(全金属元素)が0〜0.04であ
るものが好ましい。スパッタリングターゲットにおける
Inの原子比In/(全金属元素)が0.45未満で
は、得られる膜におけるInの原子比In/(全金属元
素)が0.5未満になり易いことから、所望の比抵抗を
有する膜を得ることが困難になる。また、スパッタリン
グターゲットにおけるInの原子比In/(全金属元
素)が0.85を越えると、得られる膜におけるInの
原子比In/(全金属元素)が0.9を超え易くなるこ
とから、当該膜の湿気や熱に対する電気抵抗の安定性が
低下し易い。一方、スパッタリングターゲットにおける
Gaの原子比Ga/(全金属元素)が0.04を超える
と、得られる膜におけるGaの原子比Ga/(全金属元
素)が0.04を超え易くなることから、所望の比抵抗
を有する膜を得ることが困難になる。
As the sputtering target, In
Has an atomic ratio In / (all metal elements) of 0.45 to 0.85,
It is preferable that the atomic ratio of Ga / (all metal elements) is 0 to 0.04. If the atomic ratio In / (all metal elements) of In in the sputtering target is less than 0.45, the atomic ratio In / (all metal elements) of In in the obtained film tends to be less than 0.5. It becomes difficult to obtain a film having resistance. Further, when the atomic ratio In / (all metal elements) of In in the sputtering target exceeds 0.85, the atomic ratio In / (all metal elements) of In in the obtained film easily exceeds 0.9. The stability of the electrical resistance of the film against moisture and heat is likely to decrease. On the other hand, when the atomic ratio Ga / (all metal elements) of Ga in the sputtering target exceeds 0.04, the atomic ratio Ga / (all metal elements) of Ga in the obtained film tends to exceed 0.04. It becomes difficult to obtain a film having a desired specific resistance.

【0024】スパッタリングターゲットにおけるInの
原子比In/(全金属元素)は0.50〜0.85であ
ることがより好ましく、0.55〜0.85であること
が特に好ましい。また、スパッタリングターゲットにお
けるGaの原子比Ga/(全金属元素)は0〜0.03
であることがより好ましく、0〜0.025であること
が特に好ましい。
The atomic ratio In / (all metal elements) of In in the sputtering target is more preferably 0.50 to 0.85, and particularly preferably 0.55 to 0.85. The atomic ratio Ga / (all metal elements) of Ga in the sputtering target is 0 to 0.03.
Is more preferable, and particularly preferably 0 to 0.025.

【0025】上記のスパッタリングターゲットの相対密
度は90%以上であることが好ましい。相対密度が90
%未満では、製膜速度が低下する他、得られる膜の膜質
が低下する。スパッタリングターゲットの相対密度は9
5%以上であることが好ましく、97%以上であること
が特に好ましい。そして、上記のスパッタリングターゲ
ットの純度は99%以上であることが好ましい。純度が
99%未満では、不純物により、得られる膜の導電性や
化学的安定性が低下する。スパッタリングターゲットの
純度は99.9%以上であることがより好ましく、9
9.99%以上であることが特に好ましい。
The relative density of the above sputtering target is preferably 90% or more. 90 relative density
%, The film formation rate is lowered and the quality of the obtained film is lowered. The relative density of the sputtering target is 9
It is preferably at least 5%, particularly preferably at least 97%. And, the purity of the above sputtering target is preferably 99% or more. If the purity is less than 99%, the conductivity and chemical stability of the obtained film are reduced due to impurities. The purity of the sputtering target is more preferably 99.9% or more.
It is particularly preferably at least 9.99%.

【0026】上述したスパッタリングターゲットを用い
てスパッタリングを行うにあたっては、まず、スパッタ
リング装置の真空槽内に製膜用の基板(以下「製膜基
板」という。)およびスパッタリングターゲットを装着
し、装置,製膜基板,スパッタリングターゲット等に吸
着されている水分の除去を行う。
In performing sputtering using the above-described sputtering target, first, a substrate for film formation (hereinafter, referred to as a "film formation substrate") and a sputtering target are mounted in a vacuum chamber of a sputtering apparatus. The moisture adsorbed on the film substrate, the sputtering target and the like is removed.

【0027】上記水分の除去は、例えば、真空槽の真空
度が1×10-4Pa以下(1×10-4Pa以下の低圧)
になるまで真空引きすることによって行うことができ
る。真空引きの間は加熱することが好ましく、この加熱
によって、水分の除去をより確実に行うことが可能にな
ると共に、真空引きの時間を短縮することが可能にな
る。このときの真空度が1×10-4Paを超える(1×
10-4Paより圧力が高い)と、装置,製膜基板,スパ
ッタリングターゲット等に吸着されている水分の除去が
不十分となり易いことから、得られる膜の緻密性が低下
し、屈折率が2.2〜2.5の高屈折率透明導電膜を得
ることが困難になる。真空引きは、真空槽内の雰囲気に
おける水ガスの分圧が概ね1×10-5Pa以下になるま
で行うことがより好ましく、概ね1×10-6Pa以下に
なるまで行うことが特に好ましい。なお、使用するスパ
ッタリング装置の排気系は、水分を除去するためのトラ
ップまたはゲッタを有していることが好ましい。
The above-mentioned water is removed, for example, when the degree of vacuum in the vacuum chamber is 1 × 10 −4 Pa or less (low pressure of 1 × 10 −4 Pa or less).
It can be performed by evacuating until the pressure becomes. Heating is preferably performed during the evacuation. This heating makes it possible to more reliably remove moisture and shorten the evacuation time. The degree of vacuum at this time exceeds 1 × 10 −4 Pa (1 ×
When the pressure is higher than 10 −4 Pa), the moisture adsorbed on the apparatus, the film-forming substrate, the sputtering target, and the like tends to be insufficiently removed. It becomes difficult to obtain a high refractive index transparent conductive film of 0.2 to 2.5. The evacuation is more preferably performed until the partial pressure of the water gas in the atmosphere in the vacuum chamber becomes approximately 1 × 10 −5 Pa or less, particularly preferably until the partial pressure becomes approximately 1 × 10 −6 Pa or less. Note that the exhaust system of the sputtering device to be used preferably has a trap or a getter for removing moisture.

【0028】上記の真空引きを行った後、目的とする高
屈折率透明導電膜の製膜を行う。製膜時の真空度は1×
10-2〜1×100 Paとすることが好ましい。この真
空度が1×10-2Pa未満(1×10-2Paより低圧)
では製膜時の放電安定性が低下し、1×100 Paを超
える(1×100 Paより圧力が高い)とスパッタリン
グターゲットへの印加電圧を高くすることが困難にな
る。製膜時の真空度は1×10-2〜5×10-1Paとす
ることがより好ましく、1×10-2〜2×10-2Paと
することが特に好ましい。
After the evacuation is performed, a target high refractive index transparent conductive film is formed. The degree of vacuum during film formation is 1 ×
The pressure is preferably set to 10 −2 to 1 × 10 0 Pa. The vacuum degree is less than 1 × 10 -2 Pa (lower pressure than 1 × 10 -2 Pa)
In decreases the discharge stability during film becomes 1 × 10 0 exceeds Pa (higher pressures than 1 × 10 0 Pa) and difficult to increase the voltage applied to the sputtering target. The degree of vacuum during film formation is more preferably be 1 × 10 -2 ~5 × 10 -1 Pa, and particularly preferably to 1 × 10 -2 ~2 × 10 -2 Pa.

【0029】また、製膜時の出力は3W/cm2 以下と
することが好ましい。この出力が3W/cm2 を超える
と、得られる膜の緻密性が低下し、屈折率が2.2〜
2.5の高屈折率透明導電膜を得ることが困難になる。
そして、製膜時の出力は2W/cm2 以下とすることが
より好ましく、1W/cm2 以下とすることが特に好ま
しい。製膜時の電圧は100〜400Vとすることが好
ましく、100〜300Vとすることがより好ましく、
100〜200Vとすることが特に好ましい。
The output during film formation is preferably 3 W / cm 2 or less. If this output exceeds 3 W / cm 2 , the resulting film will have a reduced denseness and a refractive index of 2.2 to 2.2.
It becomes difficult to obtain a high refractive index transparent conductive film of 2.5.
The output at the time of film formation, more preferably to 2W / cm 2 or less, and particularly preferably 1W / cm 2 or less. The voltage during film formation is preferably 100 to 400 V, more preferably 100 to 300 V,
It is particularly preferable to set the voltage to 100 to 200 V.

【0030】製膜時の雰囲気ガスとしては、通常、アル
ゴンガス(Arガス)と酸素ガス(O2 ガス)との混合
ガスが用いられる。ArガスとO2 ガスの混合比は、用
いるスパッタリングターゲットの酸化状態や製膜時の真
空度および出力により異なってくるが、雰囲気ガスに占
めるO2 ガスの体積濃度が5%を超えると、得られる膜
の導電性が低下し易くなる。したがって、製膜時の雰囲
気ガスに占めるO2 ガスの体積濃度は5%以下とするこ
とが好ましく、4%以下とすることがより好ましく、3
%以下とすることが特に好ましい。また、雰囲気ガスの
純度は99.991%以上とすることが好ましく、9
9.995%以上とすることがより好ましく、99.9
99%以上とすることが特に好ましい。
As an atmosphere gas during film formation, a mixed gas of an argon gas (Ar gas) and an oxygen gas (O 2 gas) is usually used. The mixing ratio of the Ar gas and the O 2 gas varies depending on the oxidation state of the sputtering target to be used, the degree of vacuum during the film formation and the output, but when the volume concentration of the O 2 gas in the ambient gas exceeds 5%, the mixing ratio is increased. The conductivity of the resulting film tends to decrease. Therefore, the volume concentration of the O 2 gas in the atmosphere gas during film formation is preferably 5% or less, more preferably 4% or less, and more preferably 3% or less.
% Is particularly preferable. The purity of the atmosphere gas is preferably 99.991% or more.
It is more preferably at least 9.995%, and 99.9% or more.
It is particularly preferred that the content be 99% or more.

【0031】そして、製膜時の基板温度は50℃〜製膜
基板の耐熱温度の範囲内で適宜選択可能であるが、基板
温度が200℃を超えると、多くの樹脂基板ではその耐
熱温度を超えるため、使用できる基板の種類が強く制限
される。また、基板温度が50℃未満では得られる膜の
緻密性が低下し、屈折率が2.2〜2.5の高屈折率透
明導電膜を得ることが困難になる。製膜時の基板温度は
50〜200℃とすることが好ましく、80〜200℃
とすることがより好ましく、100〜200℃とするこ
とが特に好ましい。
The substrate temperature at the time of film formation can be appropriately selected from the range of 50 ° C. to the heat-resistant temperature of the film-formed substrate. However, when the substrate temperature exceeds 200 ° C., the heat-resistant temperature of many resin substrates is reduced. Therefore, the types of substrates that can be used are strongly limited. On the other hand, if the substrate temperature is lower than 50 ° C., the denseness of the obtained film decreases, and it becomes difficult to obtain a high refractive index transparent conductive film having a refractive index of 2.2 to 2.5. The substrate temperature during film formation is preferably 50 to 200 ° C, and 80 to 200 ° C.
The temperature is more preferably set to 100 to 200 ° C.

【0032】製膜基板は、目的とする高屈折率透明導電
膜の用途等に応じて適宜選択可能であり、ガラス基板,
金属基板,耐熱性樹脂基板,太陽電池(作製途中のも
の)等、特に制限はない。前記のガラス基板の具体例と
しては、ソーダ石灰ガラス,鉛ガラス,硼硅酸ガラス,
高硅酸ガラス,無アルカリガラス等からなるガラス基板
や、これらのガラス基板上にSiO2 ,SiOx (1≦
x<2),TiOx (1≦x≦2)等をコートしたもの
が挙げられる。また、前記の金属基板の具体例として
は、ステンレス箔,銅箔,アルミ箔等の金属箔の他、こ
られの金属箔と同質の金属板,金属シート等が挙げられ
る。そして、前記の耐熱性樹脂基板の具体例としては、
ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂,ポ
リカーボネート樹脂,ポリアリレート樹脂,ポリエーテ
ルスルホン樹脂,アモルファスポリオレフィン樹脂,ポ
リスチレン樹脂,アクリル樹脂等、熱変形温度が概ね7
0℃以上の樹脂からなる成形体,フィルム,シート等
や、これらの表面にガスバリヤ層,耐溶剤層,ハードコ
ート層等を形成したものが挙げられる。
The film-forming substrate can be appropriately selected according to the intended use of the high refractive index transparent conductive film and the like.
There is no particular limitation on a metal substrate, a heat-resistant resin substrate, a solar cell (under fabrication), and the like. Specific examples of the glass substrate include soda-lime glass, lead glass, borosilicate glass,
Glass substrates made of high silicate glass, non-alkali glass, etc., and SiO 2 , SiO x (1 ≦
x <2), TiO x (1 ≦ x ≦ 2) or the like. Specific examples of the metal substrate include metal foils such as stainless steel foil, copper foil, and aluminum foil, as well as metal plates and metal sheets of the same quality as these metal foils. And as a specific example of the heat resistant resin substrate,
Polyester resin such as polyethylene terephthalate, polycarbonate resin, polyarylate resin, polyether sulfone resin, amorphous polyolefin resin, polystyrene resin, acrylic resin, etc.
Examples include molded articles, films, sheets, and the like made of a resin at 0 ° C. or higher, and those formed with a gas barrier layer, a solvent-resistant layer, a hard coat layer, and the like on the surface thereof.

【0033】前述した条件の下に製膜を行うことによ
り、上述した製膜基板上に屈折率が2.2〜2.5で、
比抵抗が5×10-4Ωcm以下である本発明の高屈折率
透明導電膜を形成することができる。
By forming a film under the above-described conditions, a refractive index of 2.2 to 2.5 on the above-mentioned film-forming substrate is obtained.
The high refractive index transparent conductive film of the present invention having a specific resistance of 5 × 10 −4 Ωcm or less can be formed.

【0034】次に、本発明の太陽電池について説明す
る。本発明の太陽電池は、前述したように、光照射によ
って起電力を生じる光電変換層と、この光電変換層に電
気的に接続された正負一対の電極とを有し、前記一対の
電極のうちの少なくとも一方は光入射面側に形成されて
おり、かつ、前記光入射面側に形成されている電極が上
述した本発明の高屈折率透明導電膜からなる透明電極で
あることを特徴とするものである。
Next, the solar cell of the present invention will be described. As described above, the solar cell of the present invention includes a photoelectric conversion layer that generates an electromotive force by light irradiation, and a pair of positive and negative electrodes electrically connected to the photoelectric conversion layer. At least one is formed on the light incident surface side, and the electrode formed on the light incident surface side is a transparent electrode made of the high refractive index transparent conductive film of the present invention described above. Things.

【0035】本発明の太陽電池は、薄膜太陽電池,単結
晶シリコン太陽電池,多結晶シリコン太陽電池等、種々
の形態をとることができる。この太陽電池を構成してい
る上記の光電変換層は、光照射によって起電力を生じる
光電変換材料からなっており、当該光電変換材料として
は、従来の太陽電池と同様にpn接合が形成されている
アモルファスシリコン(以下「pn型アモルファスシリ
コン」という。)、pin接合が形成されているアモル
ファスシリコン(以下「pin型アモルファスシリコ
ン」という。)、n型CdS/p型CdTe,GaAl
As/GaAs等のヘテロ接合型化合物半導体、pn接
合が形成されている単結晶シリコン(以下「pn型単結
晶シリコン」という。)、pn接合が形成されている多
結晶シリコン等、種々の物質を用いることができる。
The solar cell of the present invention can take various forms such as a thin-film solar cell, a single-crystal silicon solar cell, and a polycrystalline silicon solar cell. The above-mentioned photoelectric conversion layer constituting the solar cell is made of a photoelectric conversion material that generates an electromotive force by light irradiation. As the photoelectric conversion material, a pn junction is formed as in a conventional solar cell. Amorphous silicon (hereinafter referred to as “pn-type amorphous silicon”), amorphous silicon having a pin junction formed (hereinafter referred to as “pin-type amorphous silicon”), n-type CdS / p-type CdTe, GaAl
Various materials such as a heterojunction type compound semiconductor such as As / GaAs, single crystal silicon having a pn junction formed (hereinafter referred to as “pn single crystal silicon”), and polycrystalline silicon having a pn junction formed are used. Can be used.

【0036】また、本発明の太陽電池を構成している上
記正負一対の電極は、上述した光電変換層と外部回路と
を電気的に接続するためのものであり、例えば光電変換
層がpin型アモルファスシリコンやpn型単結晶シリ
コンによって形成されている場合には、光電変換層のp
型領域に電気的に接続するようにして上記一対の電極の
うちの正極が形成され、光電変換層のn型領域に電気的
に接続するようにして上記一対の電極のうちの負極が形
成される。
The pair of positive and negative electrodes constituting the solar cell of the present invention is for electrically connecting the above-mentioned photoelectric conversion layer and an external circuit. In the case of being formed of amorphous silicon or pn-type single crystal silicon, p of the photoelectric conversion layer
The positive electrode of the pair of electrodes is formed so as to be electrically connected to the mold region, and the negative electrode of the pair of electrodes is formed so as to be electrically connected to the n-type region of the photoelectric conversion layer. You.

【0037】これら一対の電極のうち、少なくとも光電
変換層からみて光入射面側に形成される電極としては、
光電変換層への光の入射を妨げないように、透明電極が
使用される。そして、本発明の太陽電池においては、前
述した本発明の高屈折率透明導電膜によって上記の透明
電極が形成されている。
Of the pair of electrodes, the electrode formed at least on the light incident surface side when viewed from the photoelectric conversion layer includes:
A transparent electrode is used so as not to prevent light from entering the photoelectric conversion layer. And in the solar cell of the present invention, the above-mentioned transparent electrode is formed by the above-mentioned high refractive index transparent conductive film of the present invention.

【0038】前述したように、本発明の高屈折率透明導
電膜は光透過性,導電性に優れ、かつ、緻密性に優れた
ものを容易に得ることができる膜であるので、上記の透
明電極の材料として好適である。また、本発明の高屈折
率透明導電膜は屈折率が2.2〜2.5と高いので、当
該高屈折率透明導電膜を例えば波長500〜700nm
の光に対するλ/4膜にしても、波長550nmの光の
透過率は概ね80%以上となり、透明電極として十分に
機能する。さらに、本発明の高屈折率透明導電膜は比抵
抗が5×10-4Ωcm以下と小さいので、例えばその膜
厚を500オングストロームにした場合でもシート抵抗
は100Ω/□以下となり、太陽電池用の透明電極とし
て利用するに十分な導電性が得られる。
As described above, the transparent conductive film having a high refractive index of the present invention is a film which is excellent in light transmittance and conductivity, and can easily obtain a material having excellent denseness. It is suitable as a material for an electrode. Since the high refractive index transparent conductive film of the present invention has a high refractive index of 2.2 to 2.5, the high refractive index transparent conductive film has a wavelength of, for example, 500 to 700 nm.
Even when the λ / 4 film is used for the above-mentioned light, the transmittance of light having a wavelength of 550 nm is approximately 80% or more, and the film sufficiently functions as a transparent electrode. Further, since the high-refractive-index transparent conductive film of the present invention has a small specific resistance of 5 × 10 −4 Ωcm or less, the sheet resistance becomes 100 Ω / □ or less even when the film thickness is set to 500 Å, for example. Conductivity sufficient for use as a transparent electrode is obtained.

【0039】したがって、前述した本発明の高屈折率透
明導電膜によって上記の透明電極を形成するにあたって
当該透明電極をλ/4膜または膜厚がλ/4膜の近傍で
ある膜にすれば、当該透明電極に反射防止膜を兼ねさせ
ることができるので、従来より透明電極とは別部材とし
て形成されていた反射防止膜を省くことが可能になり、
太陽電池の変換効率を低下させることなくその製造コス
トを低減させることが可能になる。なお、上記の透明電
極に反射防止膜を兼ねさせるか否かは、適宜選択可能で
ある。
Therefore, when forming the above-mentioned transparent electrode with the high refractive index transparent conductive film of the present invention as described above, if the transparent electrode is a λ / 4 film or a film having a thickness close to the λ / 4 film, Since the transparent electrode can also serve as an anti-reflection film, it is possible to omit the anti-reflection film conventionally formed as a separate member from the transparent electrode,
The manufacturing cost can be reduced without lowering the conversion efficiency of the solar cell. Whether or not the above-mentioned transparent electrode also serves as an antireflection film can be appropriately selected.

【0040】太陽電池を廉価に供給するうえからは、当
該太陽電池はアモルファスシリコン太陽電池であること
が望ましいので、本発明の太陽電池もまた、アモルファ
スシリコン太陽電池であることが好ましい。アモルファ
スシリコン太陽電池は、基板と、アモルファスシリコン
層からなる光電変換層と、透明電極とを有しており、基
板側を光入射面としない場合には、基板側からみてアモ
ルファスシリコン層と透明電極とがこの順で形成され、
透明電極側が光入射面となる。また、基板側を光入射面
とする場合には、基板側からみて透明電極とアモルファ
スシリコン層とがこの順で形成され、アモルファスシリ
コン層上には、前記の透明電極と共に正負一対の電極を
構成することになるもう一つの電極が導電性金属等によ
って形成される。変換効率の高い太陽電池を得るうえか
らは、基板側を光入射面とせずに透明電極側を光入射面
とする、すなわち、基板側からみてアモルファスシリコ
ン層と透明電極とがこの順で形成されていることが好ま
しい。
In order to supply a solar cell at a low cost, it is desirable that the solar cell is an amorphous silicon solar cell. Therefore, the solar cell of the present invention is also preferably an amorphous silicon solar cell. An amorphous silicon solar cell has a substrate, a photoelectric conversion layer composed of an amorphous silicon layer, and a transparent electrode. When the substrate side is not a light incident surface, the amorphous silicon layer and the transparent electrode are viewed from the substrate side. Are formed in this order,
The transparent electrode side becomes the light incident surface. When the substrate side is used as a light incident surface, a transparent electrode and an amorphous silicon layer are formed in this order when viewed from the substrate side, and a pair of positive and negative electrodes is formed on the amorphous silicon layer together with the transparent electrode. Another electrode to be formed is formed of a conductive metal or the like. In order to obtain a solar cell with high conversion efficiency, the transparent electrode side is used as the light incident surface instead of the substrate side as the light incident surface, that is, the amorphous silicon layer and the transparent electrode are formed in this order when viewed from the substrate side. Is preferred.

【0041】上記の基板の種類は、ガラス基板,金属基
板,耐熱性樹脂基板等、目的とする太陽電池の用途等に
応じて適宜選択可能であり、これらの基板の具体例とし
ては、前述した本発明の高屈折率透明導電膜についての
説明の中で挙げたものと同じものがそれぞれ例示され
る。
The type of the substrate can be appropriately selected depending on the intended use of the solar cell, such as a glass substrate, a metal substrate, a heat-resistant resin substrate, and the like. Specific examples of these substrates are described above. The same materials as those described in the description of the high refractive index transparent conductive film of the present invention are exemplified.

【0042】基板として透明基板や導電性に劣る基板を
用い、この基板側からみてアモルファスシリコン層と透
明電極とをこの順で形成することによってアモルファス
シリコン太陽電池を得る場合には、前記の基板とアモル
ファスシリコン層との間に光反射率の高い導電性金属等
からなる背面電極を介在させる。また、基板として導電
性に優れている基板を用いる場合には、当該基板を電極
として利用することが可能であるので前記の背面電極は
必ずしも必要ではないが、必要に応じて当該背面電極を
設けてもよい。
When an amorphous silicon solar cell is obtained by using a transparent substrate or a substrate having poor conductivity and forming an amorphous silicon layer and a transparent electrode in this order when viewed from the substrate side, the above-mentioned substrate is used. A back electrode made of a conductive metal or the like having a high light reflectance is interposed between the amorphous silicon layer and the amorphous silicon layer. In the case where a substrate having excellent conductivity is used as the substrate, the substrate can be used as an electrode, so the back electrode is not necessarily required, but the back electrode is provided if necessary. You may.

【0043】上記の背面電極の材質の具体例としては、
アルミニウム(Al),銅(Cu),銀(Ag),白金
(Pt),金(Au)等の金属単体が挙げられる。ま
た、前記の金属単体からなる層の上(アモルファスシリ
コン層側)に更にTiAg(合金),チタン(Ti)等
の層を形成することによって背面電極を形成してもよ
い。背面電極の膜厚は0.01〜10μmとすることが
好ましい。この膜厚が0.01μm未満では当該背面電
極の耐湿性が低下し、10μmを超えると経済的でなく
なる。背面電極の膜厚は0.1〜0.5μmとすること
がより好ましく、0.3〜1μmとすることが特に好ま
しい。背面電極は、真空蒸着法やスパッタリング法等に
よって形成することができる。
As a specific example of the material of the back electrode,
A simple metal such as aluminum (Al), copper (Cu), silver (Ag), platinum (Pt), and gold (Au) can be used. Further, a back electrode may be formed by further forming a layer of TiAg (alloy), titanium (Ti), or the like on the layer composed of the above-mentioned metal simple substance (on the side of the amorphous silicon layer). The thickness of the back electrode is preferably 0.01 to 10 μm. If the thickness is less than 0.01 μm, the moisture resistance of the back electrode is reduced, and if it exceeds 10 μm, it is not economical. The thickness of the back electrode is more preferably 0.1 to 0.5 μm, and particularly preferably 0.3 to 1 μm. The back electrode can be formed by a vacuum evaporation method, a sputtering method, or the like.

【0044】また、基板側からみてアモルファスシリコ
ン層と透明電極とをこの順で形成することによってアモ
ルファスシリコン太陽電池を得る上記の場合には、前記
の基板においてアモルファスシリコン層が設けられる側
の面に、この面の表面粗さ(Rmax )が1μm以上とな
る凹凸を形成することが好ましい。この凹凸を形成する
ことにより、基板上に直接アモルファスシリコン層を形
成した場合には当該凹凸によって、また、基板上に背面
電極およびアモルファスシリコン層を順次形成した場合
には当該凹凸に起因して前記背面電極に生じる凹凸によ
って、アモルファスシリコン層を透過してきた光が多重
反射する機会を増加させることがそれぞれ可能になり、
その結果として、太陽電池の変換効率を向上させること
ができる。前記の凹凸が1μm未満では、アモルファス
シリコン層を透過してきた光の多重反射の機会がさほど
増加しない。この凹凸は、表面粗さが5μm以上となる
ものであることがより好ましく、10μm以上となるも
のであることが特に好ましい。
In the above case, an amorphous silicon solar cell is obtained by forming an amorphous silicon layer and a transparent electrode in this order when viewed from the substrate side. It is preferable to form irregularities such that the surface roughness ( Rmax ) of this surface is 1 μm or more. By forming the unevenness, the amorphous silicon layer is formed directly on the substrate by the unevenness, and the back electrode and the amorphous silicon layer are sequentially formed on the substrate by the unevenness. Due to the irregularities generated on the back electrode, it is possible to increase the chance of multiple reflection of light transmitted through the amorphous silicon layer, respectively.
As a result, the conversion efficiency of the solar cell can be improved. When the irregularities are less than 1 μm, the chance of multiple reflection of light transmitted through the amorphous silicon layer does not increase so much. The unevenness is more preferably one having a surface roughness of 5 μm or more, and particularly preferably one having a surface roughness of 10 μm or more.

【0045】アモルファスシリコン太陽電池における光
電変換層であるアモルファスシリコン層は、pn型アモ
ルファスシリコンによって形成してもよいし、pin型
アモルファスシリコンによって形成してもよい。変換効
率の高い太陽電池を得るうえからは、光電変換層である
アモルファスシリコン層をpin型アモルファスシリコ
ンによって形成することが好ましく、特に、pin型ア
モルファスシリコンの2層繰り返し構造、またはpin
型アモルファスシリコンの3層繰り返し構造によって形
成することが好ましい。
The amorphous silicon layer serving as the photoelectric conversion layer in the amorphous silicon solar cell may be formed of pn type amorphous silicon or pin type amorphous silicon. In order to obtain a solar cell with high conversion efficiency, it is preferable that the amorphous silicon layer serving as the photoelectric conversion layer is formed of pin-type amorphous silicon, and in particular, a two-layer repeating structure of pin-type amorphous silicon or pin-type amorphous silicon
It is preferably formed by a three-layer repeating structure of type amorphous silicon.

【0046】単層構造のpin型アモルファスシリコン
からなる光電変換層は、例えば、a−Si:H,a−S
iC:Hまたはa−SiN:H等にそれぞれホウ素
(B),ガリウム(Ga)等のIII 族元素をアクセプタ
として添加したものからなるp層と、a−Si:H等に
必要に応じてアクセプタおよびドナーを実質的に等量づ
つ添加したものからなるi層と、a−Si:H等にリン
(P),ヒ素(As)等のV族元素をドナーとして添加
したものからなるn層とを、p層−i層−n層の順で、
またはn層−i層−p層の順で積層することにより得る
ことができる。
The photoelectric conversion layer made of single-layer pin type amorphous silicon is made of, for example, a-Si: H, a-S
a p-layer composed of iC: H or a-SiN: H or the like and a group III element such as boron (B) or gallium (Ga) added thereto as an acceptor; And an i-layer formed by adding substantially equal amounts of a donor and an n-layer formed by adding a group V element such as phosphorus (P) or arsenic (As) to a-Si: H or the like as a donor. In the order of p-layer-i-layer,
Alternatively, it can be obtained by laminating in order of n layer-i layer-p layer.

【0047】また、2層繰り返し構造のpin型アモル
ファスシリコンからなる光電変換層は、例えば、上記の
p層と、a−SiGe:Hまたはa−SiSn:H等に
必要に応じてアクセプタおよびドナーを実質的に等量づ
つ添加したものからなる第1のi層と、上記のn層と、
a−Si:H,Si:H,a−SiC:Hまたはa−S
iN:H等にそれぞれ必要に応じてアクセプタおよびド
ナーを実質的に等量づつ添加したものからなる第2のi
層とを、p層−第1のi層−n層−p層−第2のi層−
n層の順で、またはn層−第1のi層−p層−n層−第
2のi層−p層の順で積層することにより得ることがで
きる。
Further, the photoelectric conversion layer made of pin-type amorphous silicon having a two-layer repeating structure includes, for example, the above-mentioned p-layer and an acceptor and a donor as necessary in a-SiGe: H or a-SiSn: H. A first i-layer made up of substantially equal amounts, and the above-mentioned n-layer,
a-Si: H, Si: H, a-SiC: H or a-S
a second i composed of iN: H or the like to which an acceptor and a donor are added, if necessary, in substantially equal amounts;
Layers, a p-layer-first i-layer-n-layer-p-layer-second i-layer-
It can be obtained by laminating in the order of n layers, or in the order of n layer-first i layer-p layer-n layer-second i layer-p layer.

【0048】そして、3層繰り返し構造のpin型アモ
ルファスシリコンからなる光電変換層は、例えば、上記
のp層,第1のi層,n層および第2のi層と、a−S
i:H,Si:H,a−SiC:Hまたはa−SiN:
H等にそれぞれ必要に応じてアクセプタおよびドナーを
実質的に等量づつ添加したものからなる第3のi層と
を、p層−第1のi層−n層−p層−第2のi層−n層
−p層−第3のi層−n層の順で、またはn層−第1の
i層−p層−n層−第2のi層−p層−n層−第3のi
層−p層の順で積層することにより得ることができる。
The photoelectric conversion layer made of pin-type amorphous silicon having a three-layer repeating structure includes, for example, the above-mentioned p-layer, first i-layer, n-layer and second i-layer, and aS
i: H, Si: H, a-SiC: H or a-SiN:
And a third i-layer made up of H and the like, to which acceptors and donors are added, if necessary, in substantially equal amounts, to form a p-layer-first i-layer-n-layer-p-layer-second i Layer-n-layer-p-layer-third i-layer-n-layer or n-layer-first i-layer-p-layer-n-layer-second i-layer-p-layer-n-layer-third I
It can be obtained by laminating in order of layer-p layer.

【0049】上述したp層,i層,第1のi層,第2の
i層,第3のi層およびn層は、従来と同様に、所定の
原料ガスを用いたプラズマCVD法,光CVD法,EC
RプラズマCVD法等によってそれぞれ形成することが
できる。
The p-layer, the i-layer, the first i-layer, the second i-layer, the third i-layer, and the n-layer are formed by a plasma CVD method using a predetermined source gas, light, CVD method, EC
Each of them can be formed by an R plasma CVD method or the like.

【0050】基板側からみてアモルファスシリコン層と
透明電極(前述した本発明の高屈折率透明導電膜からな
るもの)とをこの順で形成することによってアモルファ
スシリコン太陽電池を得る場合、および、基板側からみ
て透明電極(前述した本発明の高屈折率透明導電膜から
なるもの)とアモルファスシリコン層とをこの順で形成
することによってアモルファスシリコン太陽電池を得る
場合のいずれにおいても、前記の透明電極は上述したア
モルファスシリコン層と直接接触した状態で形成されて
いてもよいが、変換効率の高い太陽電池を得るうえから
は、前記の透明電極とアモルファスシリコン層との間に
テクスチャー構造を有する光封じ込め層を介在させるこ
とが好ましい。
When an amorphous silicon solar cell is obtained by forming an amorphous silicon layer and a transparent electrode (consisting of the aforementioned high refractive index transparent conductive film of the present invention) in this order when viewed from the substrate side, and In view of the above, in any case where an amorphous silicon solar cell is obtained by forming a transparent electrode (comprising the high refractive index transparent conductive film of the present invention described above) and an amorphous silicon layer in this order, the transparent electrode is It may be formed in direct contact with the above-mentioned amorphous silicon layer, but from the viewpoint of obtaining a solar cell with high conversion efficiency, a light confinement layer having a texture structure between the transparent electrode and the amorphous silicon layer Is preferably interposed.

【0051】この光封じ込め層は、ZnO,Alドープ
ZnO,フッ素ドープSnO2 等、屈折率が概ね1.6
〜2.0の透明物質によって形成することが好ましい。
また、当該光封じ込め層における前記の透明電極側の表
面粗さ(Rmax )は、0.1〜100μmとすることが
好ましい。この表面粗さが0.1μm未満の場合、およ
び100μmを超える場合には、光の封じ込め効果が小
さくなる。前記の表面粗さは0.2〜50μmであるこ
とがより好ましく、0.5〜20μmであることが特に
好ましい。上記の光封じ込め層は、従来と同様に、プラ
ズマCVD法等によって形成することができる。
The light confinement layer has a refractive index of about 1.6, such as ZnO, Al-doped ZnO, and fluorine-doped SnO 2.
It is preferably formed of a transparent material having a size of from 2.0 to 2.0.
The surface roughness (R max ) of the light confinement layer on the transparent electrode side is preferably 0.1 to 100 μm. When the surface roughness is less than 0.1 μm or more than 100 μm, the effect of confining light decreases. The surface roughness is more preferably from 0.2 to 50 μm, particularly preferably from 0.5 to 20 μm. The above-described light confinement layer can be formed by a plasma CVD method or the like as in the related art.

【0052】また、基板側からみてアモルファスシリコ
ン層と透明電極とをこの順で形成することによってアモ
ルファスシリコン太陽電池を得る場合には、前記の透明
電極上に、平面視上の全体形状がストライプ状や格子状
等を呈する補助電極層を線幅10〜100μmの導電性
細線によって形成してもよい。この補助電極層を形成す
ることにより電極抵抗を低下させることができるので、
大面積化への対応が可能になる。
When an amorphous silicon solar cell is obtained by forming an amorphous silicon layer and a transparent electrode in this order when viewed from the substrate side, the entire shape in plan view is formed on the transparent electrode. The auxiliary electrode layer having a lattice shape or the like may be formed of a conductive thin wire having a line width of 10 to 100 μm. Since the electrode resistance can be reduced by forming the auxiliary electrode layer,
It is possible to deal with a large area.

【0053】上記の補助電極層の材質(導電性細線の材
質)の具体例としては、アルミニウム(Al),銅(C
u),銀(Ag),白金(Pt),金(Au)等の金属
単体が挙げられる。また、前記の金属単体からなる層
(細線)を窒化チタン(TiN),チタン(Ti)等で
被覆することによって補助電極層を形成してもよい。補
助電極層の膜厚(導電性細線の厚さ)は0.01〜10
μmとすることが好ましい。この膜厚が0.01μm未
満では当該補助電極層の耐湿性が低下し、10μmを超
えると経済的でなくなる。補助電極層の膜厚は0.1〜
0.5μmとすることがより好ましく、0.3〜1μm
とすることが特に好ましい。補助電極層は、真空蒸着
法,スパッタリング法,スクリーン印刷法等によって形
成することができる。
Specific examples of the material of the auxiliary electrode layer (the material of the conductive thin wire) include aluminum (Al), copper (C
u), silver (Ag), platinum (Pt), gold (Au) and the like. Further, the auxiliary electrode layer may be formed by coating the above-mentioned layer (thin wire) made of a single metal with titanium nitride (TiN), titanium (Ti) or the like. The thickness of the auxiliary electrode layer (the thickness of the conductive thin wire) is 0.01 to 10
It is preferably set to μm. When the thickness is less than 0.01 μm, the moisture resistance of the auxiliary electrode layer is reduced, and when it exceeds 10 μm, it is not economical. The thickness of the auxiliary electrode layer is 0.1 to
More preferably 0.5 μm, 0.3-1 μm
It is particularly preferred that The auxiliary electrode layer can be formed by a vacuum deposition method, a sputtering method, a screen printing method, or the like.

【0054】本発明の太陽電池を上述したアモルファス
シリコン太陽電池とした場合でも、前述した本発明の高
屈折率透明導電膜によって前記の透明電極を形成するに
あたって当該透明電極をλ/4膜または膜厚がλ/4膜
の近傍の値である膜にすれば、当該透明電極に反射防止
膜を兼ねさせることができるので、従来より透明電極と
は別部材として形成されていた反射防止膜を省くことが
可能になり、アモルファスシリコン太陽電池の変換効率
を低下させることなくその製造コストを低減させること
が可能になる。
Even when the solar cell of the present invention is the above-mentioned amorphous silicon solar cell, the transparent electrode is formed of a λ / 4 film or a film when the transparent electrode is formed by the high refractive index transparent conductive film of the present invention. If the thickness of the film is a value close to the λ / 4 film, the transparent electrode can also serve as an antireflection film, so that the antireflection film conventionally formed as a separate member from the transparent electrode is omitted. It is possible to reduce the manufacturing cost of the amorphous silicon solar cell without lowering the conversion efficiency.

【0055】[0055]

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 実施例1 製膜基板として厚さ1mmの無アルカリガラス基板(コ
ーニング社製の#7059)を用い、スパッタリングタ
ーゲットとしてIn23(ZnO)3 で表される六方晶
層状化合物とIn23 とからなる酸化物焼結体[相対
密度は97%。表1に示すように、インジウム(In)
の原子比In/(全金属元素)は0.50。]を用い
て、以下の要領で高屈折率透明導電膜を製膜した。
Embodiments of the present invention will be described below. Using non-alkali glass substrate (Corning # 7059) having a thickness of 1mm as film substrate made in Example 1, hexagonal layered compound represented by In 2 O 3 (ZnO) 3 as a sputtering target and In 2 O 3 [The relative density is 97%. As shown in Table 1, indium (In)
Has an atomic ratio In / (all metal elements) of 0.50. To form a high-refractive-index transparent conductive film in the following manner.

【0056】まず、上記のガラス基板とスパッタリング
ターゲットとを、排気系としてターボ分子ポンプを備え
たDCマグネトロンスパッタリング装置内に装着し、真
空槽内が5×10-4Pa以下になるまで真空引きした
後、120℃に加熱して更に6時間連続で真空引きし
た。真空引き終了後の真空槽内の圧力(全圧)は1×1
-4Pa、水ガスの分圧は5×10-6Paであった。次
いで、Arガス(純度99.999%)とO2 ガス(純
度99.999%)との混合ガス(O2 ガスの体積濃度
3%)を真空槽内に導入して当該真空槽内の圧力を0.
1Paとした後、DC出力2W/cm2 、基板温度10
0℃の条件でスパッタリングを行って、膜厚520オン
グストロームの高屈折率透明導電膜を製膜した。
First, the above-mentioned glass substrate and sputtering target were mounted in a DC magnetron sputtering apparatus equipped with a turbo molecular pump as an exhaust system, and the inside of the vacuum chamber was evacuated to 5 × 10 −4 Pa or less. Thereafter, the mixture was heated to 120 ° C. and evacuated continuously for further 6 hours. The pressure (total pressure) in the vacuum chamber after evacuation is 1 × 1
0 -4 Pa and the partial pressure of water gas were 5 × 10 -6 Pa. Next, a mixed gas of Ar gas (purity: 99.999%) and O 2 gas (purity: 99.999%) (volume concentration of O 2 gas: 3%) was introduced into the vacuum chamber, and the pressure in the vacuum chamber was increased. To 0.
After setting the pressure to 1 Pa, the DC output was 2 W / cm 2 and the substrate temperature was 10
A high refractive index transparent conductive film having a thickness of 520 Å was formed by sputtering at 0 ° C.

【0057】製膜条件の抜粋を表1に示す。また、得ら
れた高屈折率透明導電膜の膜厚,組成(酸素を除
く。),結晶性,波長550nmの光の透過率(以下
「光透過率と略記する。),屈折率(測定光の波長は5
50nm。以下同じ。),シート抵抗および比抵抗を表
2に示す。
Table 1 shows excerpts of the film forming conditions. The thickness, composition (excluding oxygen), crystallinity, transmittance of light having a wavelength of 550 nm (hereinafter abbreviated as “light transmittance”), and refractive index (measurement light) of the obtained high refractive index transparent conductive film are obtained. Has a wavelength of 5
50 nm. same as below. ), Sheet resistance and specific resistance are shown in Table 2.

【0058】なお、上記の膜厚は触針法[使用機器:D
EKTAK3030(Sloan社製)]によって求
め、組成は誘導結合プラズマ発光分光分析[使用機器:
SPS−1500VR(セイコー電子工業社製)]によ
って求め、結晶性はX線回折[使用機器:ロータフレッ
クスRU−200B(リガク社製)]によって求め、光
透過率は分光法[使用機器:U−3210(日立製作所
社製)]によって求め、屈折率はエリプソ法[使用機
器:DVA−36L(溝尻光学工業所社製)]によって
求め、シート抵抗は四探針法[使用機器:ロレスタFP
(三菱油化社製)]によって求め、比抵抗は膜厚とシー
ト抵抗の積をとることによって算出した。
The above film thickness was measured by the stylus method [device used: D
EKTAK3030 (manufactured by Sloan)], and the composition is determined by inductively coupled plasma emission spectroscopy [used equipment:
SPS-1500VR (manufactured by Seiko Instruments Inc.)], the crystallinity is determined by X-ray diffraction [used equipment: Rotaflex RU-200B (manufactured by Rigaku Corporation)], and the light transmittance is measured by spectroscopy [used equipment: U- 3210 (manufactured by Hitachi, Ltd.)], the refractive index is determined by the ellipso method [device used: DVA-36L (manufactured by Mizojiri Optical Industrial Co., Ltd.)], and the sheet resistance is the four probe method [device used: LORESTA FP]
(Manufactured by Mitsubishi Yuka) and the specific resistance was calculated by taking the product of the film thickness and the sheet resistance.

【0059】実施例2〜実施例5 表1に示す組成(酸素を除く。)の酸化物焼結体からな
るスパッタリングターゲットを用いた以外は実施例1と
同様の条件で、高屈折率透明導電膜をそれぞれ製膜し
た。これらの高屈折率透明導電膜の物性等を実施例1と
同様にして求めた。結果を表2に示す。
Examples 2 to 5 Under the same conditions as in Example 1 except that a sputtering target composed of an oxide sintered body having the composition (excluding oxygen) shown in Table 1 was used, a high refractive index transparent conductive material was used. Each membrane was formed. The physical properties and the like of these high refractive index transparent conductive films were determined in the same manner as in Example 1. Table 2 shows the results.

【0060】比較例1〜比較例2 表1に示す組成(酸素を除く。)の酸化物焼結体からな
るスパッタリングターゲットを用い、かつ、製膜条件を
表1に示す条件に変更した以外は実施例1と同様にし
て、透明導電膜をそれぞれ製膜した。これらの透明導電
膜の物性等を実施例1と同様にして求めた。結果を表2
に示す。
Comparative Examples 1 and 2 Except that a sputtering target composed of an oxide sintered body having the composition shown in Table 1 (excluding oxygen) was used, and the film forming conditions were changed to the conditions shown in Table 1. In the same manner as in Example 1, transparent conductive films were formed. The physical properties and the like of these transparent conductive films were determined in the same manner as in Example 1. Table 2 shows the results
Shown in

【0061】[0061]

【表1】 [Table 1]

【0062】[0062]

【表2】 [Table 2]

【0063】表2に示したように、実施例1〜実施例5
で得た各高屈折率透明導電膜は、屈折率が2.41〜
2.50と高いことから、そのままでも波長501〜5
39nmの光に対する反射防止膜(λ=501〜539
のλ/4膜)として利用することができる。また、これ
らの高屈折率透明導電膜は、比抵抗が3.30×10-4
〜3.54×10-4Ωcmと低く、光透過率が81.2
〜81.5%と高いことから、透明電極としても利用す
ることができる。
As shown in Table 2, Examples 1 to 5
Each of the high refractive index transparent conductive films obtained in the above has a refractive index of 2.41 to
Since it is as high as 2.50, wavelengths 501 to 5
Antireflection film (λ = 501 to 539) for light of 39 nm
Λ / 4 film). Further, these high refractive index transparent conductive films have a specific resistance of 3.30 × 10 −4.
~ 3.54 × 10 -4 Ωcm and light transmittance of 81.2
Since it is as high as 81.5%, it can be used also as a transparent electrode.

【0064】したがって、実施例1〜実施例5で得た高
屈折率透明導電膜を用いて太陽電池用の透明電極、特に
アモルファスシリコン太陽電池用の透明電極を形成した
場合には、当該透明電極に反射防止膜を兼ねさせること
ができるので反射防止膜を改めて形成しなくてもよくな
り、その結果として、太陽電池の変換効率を低下させる
ことなく当該太陽電池をより低コストで製造することが
可能になる。
Therefore, when a transparent electrode for a solar cell, particularly a transparent electrode for an amorphous silicon solar cell is formed using the high refractive index transparent conductive film obtained in Examples 1 to 5, the transparent electrode Since the anti-reflection film can also serve as the anti-reflection film, it is not necessary to form the anti-reflection film again, and as a result, the solar cell can be manufactured at lower cost without lowering the conversion efficiency of the solar cell. Will be possible.

【0065】一方、比較例1で得た膜厚600オングス
トロームのITO膜は、比抵抗が6.16×10-4Ωc
mで光透過率が78.1%であることから透明電極とし
て利用することができるが、このITO膜の屈折率は
1.83と低い。このため、当該ITO膜に反射防止膜
を兼ねさせた場合に反射を防止することができる光のピ
ーク波長は、439nmまたはその近傍となる。したが
って、例えばアモルファスシリコン太陽電池で問題とな
る波長500〜700nmの光に対する反射防止膜をこ
のITO膜によって形成するためにはその膜厚を最低で
も683オングストローム程度と厚くする必要がある。
そして、この厚膜化に伴って光透過率が低下することか
ら、太陽電池の変換効率が低下するものと推察される。
On the other hand, the ITO film having a thickness of 600 Å obtained in Comparative Example 1 has a specific resistance of 6.16 × 10 −4 Ωc.
Since the light transmittance at m is 78.1%, it can be used as a transparent electrode, but the refractive index of this ITO film is as low as 1.83. For this reason, when the ITO film also serves as an anti-reflection film, the peak wavelength of light that can prevent reflection is 439 nm or its vicinity. Therefore, in order to form an antireflection film for light having a wavelength of 500 to 700 nm, which is a problem in amorphous silicon solar cells, with this ITO film, it is necessary to increase the film thickness to at least about 683 angstroms.
Since the light transmittance decreases with the increase in the film thickness, it is presumed that the conversion efficiency of the solar cell decreases.

【0066】また、比較例2で得た膜厚600オングス
トロームのIn−Zn−O系非晶質酸化物膜も、比抵抗
が6.26×10-4Ωcmで光透過率が78.2%であ
ることから透明電極として利用することができるが、こ
のIn−Zn−O系膜の屈折率は1.85と低い。この
ため、例えばアモルファスシリコン太陽電池で問題とな
る波長500〜700nmの光に対する反射防止膜をこ
のIn−Zn−O系非晶質酸化物膜によって形成した場
合には、比較例1のITO膜を利用した場合と同様に、
アモルファスシリコン太陽電池の変換効率が低下するも
のと推察される。
The 600-Å-thick In—Zn—O-based amorphous oxide film obtained in Comparative Example 2 also has a specific resistance of 6.26 × 10 −4 Ωcm and a light transmittance of 78.2%. Therefore, it can be used as a transparent electrode, but the refractive index of this In—Zn—O-based film is as low as 1.85. For this reason, for example, when an anti-reflection film for light having a wavelength of 500 to 700 nm, which is a problem in an amorphous silicon solar cell, is formed of this In—Zn—O-based amorphous oxide film, the ITO film of Comparative Example 1 is not used. As if you used it,
It is assumed that the conversion efficiency of the amorphous silicon solar cell decreases.

【0067】実施例6 表面に凹凸があるステンレス基板(表面粗さRmax :5
0μm)を基板として用い、RF−プラズマCVD法に
よって前記のステンレス基板上にpin型アモルファス
シリコンからなるアモルファスシリコン層(光電変換
層)を以下の要領で形成した。
Example 6 A stainless steel substrate having an uneven surface (surface roughness R max : 5)
0 μm) was used as a substrate, and an amorphous silicon layer (photoelectric conversion layer) made of pin type amorphous silicon was formed on the stainless steel substrate by the RF-plasma CVD method in the following manner.

【0068】まず、上記のステンレス基板をRF−プラ
ズマCVD装置の反応室中のサセプタ上に置き、原料ガ
スとしてSiH4 ガス(1sccm),H2 ガス(48
sccm),およびH2 ガスで1 vol%に希釈したPH
3 ガス(0.5sccm)を用いて、製膜時の圧力(雰
囲気圧。以下同じ。)1×10-2Pa,RF電力18
W,基板温度200℃の条件で製膜を行って、上記のス
テンレス基板上に膜厚400オングストロームのa−S
i:H層(ドナーとしてリン(P)を添加したもの)か
らなるn層を製膜した。
First, the stainless steel substrate was placed on a susceptor in a reaction chamber of an RF-plasma CVD apparatus, and SiH 4 gas (1 sccm) and H 2 gas (48
sccm), and PH diluted to 1 vol% with H 2 gas.
Using 3 gases (0.5 sccm), pressure during film formation (atmospheric pressure; the same applies hereinafter) 1 × 10 −2 Pa, RF power 18
W, a film is formed under the condition of a substrate temperature of 200 ° C., and a 400 angstrom thick a-S film is formed on the stainless steel substrate.
i: An n layer composed of an H layer (having phosphorus (P) added as a donor) was formed.

【0069】次いで、原料ガスとしてSiH4 ガス(4
0sccm),GeH4 ガス(40sccm)およびH
2 ガス(150sccm)を用い、製膜時の圧力4×1
-3Pa,RF電力20W,基板温度200℃の条件で
製膜を行って、上記のn層上に膜厚5000オングスト
ロームのa−SiGe:H層からなるi層を製膜した。
Next, SiH 4 gas (4
0 sccm), GeH 4 gas (40 sccm) and H
Using 2 gases (150 sccm), pressure during film formation 4 × 1
A film was formed under the conditions of 0 −3 Pa, RF power of 20 W, and a substrate temperature of 200 ° C., and an i-layer made of an a-SiGe: H layer having a thickness of 5000 angstrom was formed on the n-layer.

【0070】最後に、H2 ガスで10 vol%に希釈した
SiH4 ガス(0.25sccm),H2 ガス(34s
ccm),およびH2 ガスで2 vol%に希釈したB26
ガスを原料ガスとして用い、製膜時の圧力1×10-2
Pa,RF電力42W,基板温度200℃の条件で製膜
を行って、上記のi層上に膜厚200オングストローム
のa−Si:H層(アクセプタとしてホウ素(B)を添
加したもの)からなるp層を製膜した。前記のステンレ
ス基板上に上記のn層,i層およびp層を順次製膜する
ことにより、当該ステンレス基板上に単層のpin型ア
モルファスシリコン層からなる光電変換層が形成され
た。
[0070] Finally, SiH 4 gas diluted to 10 vol% with H 2 gas (0.25sccm), H 2 gas (34s
ccm), and B 2 H 6 diluted to 2 vol% with H 2 gas.
Using gas as source gas, pressure at the time of film formation 1 × 10 -2
A film was formed under the conditions of Pa, RF power of 42 W, and substrate temperature of 200 ° C., and was formed of an a-Si: H layer having a thickness of 200 Å (to which boron (B) was added as an acceptor) on the i-layer. A p-layer was formed. By sequentially forming the n layer, the i layer, and the p layer on the stainless steel substrate, a photoelectric conversion layer composed of a single pin type amorphous silicon layer was formed on the stainless steel substrate.

【0071】次に、スパッタリングターゲットとしてZ
nOからなる焼結体ターゲット(相対密度95%)を用
いたRF−マグネトロンスパッタリング法によって、上
記のpin型アモルファスシリコン層上(p層上)に膜
厚800オングストロームのZnO層(屈折率1.7)
からなる光封じ込め層を製膜した。このとき、Arガス
とO2 ガスとの混合ガス(O2 ガスの体積濃度3%)を
雰囲気ガスとして用い、製膜時の圧力を0.1Pa,基
板温度を150℃として製膜を行った。
Next, Z was used as a sputtering target.
By an RF-magnetron sputtering method using a sintered target of nO (relative density 95%), a ZnO layer having a thickness of 800 angstroms (refractive index 1.7) was formed on the above-mentioned pin type amorphous silicon layer (on the p layer). )
A light confinement layer consisting of was formed. At this time, a mixed gas of Ar gas and O 2 gas (volume concentration of O 2 gas: 3%) was used as an atmosphere gas, and the film was formed at a pressure of 0.1 Pa and a substrate temperature of 150 ° C. .

【0072】この後、In23 とZnOとからなる酸
化物焼結体ターゲット[In/(全金属元素)=0.7
0,相対密度98%]をスパッタリングターゲットとし
て用いた以外は実施例2と同じ製膜条件で、透明電極と
しての高屈折率透明導電膜を製膜した。この高屈折率透
明導電膜の膜厚は550オングストロームであり、当該
高屈折率透明導電膜におけるInの原子比In/(In
+Zn)は0.75、光透過率(波長550nmの光の
透過率。以下同じ。)は81.5%、屈折率(波長55
0nmの光の屈折率。以下同じ。)は2.45、比抵抗
は3.50×10-4Ωcmであった。
Thereafter, an oxide sintered body target composed of In 2 O 3 and ZnO [In / (all metal elements) = 0.7
[0, 98% relative density] was used as a sputtering target, and a high-refractive-index transparent conductive film as a transparent electrode was formed under the same film forming conditions as in Example 2. The thickness of the high refractive index transparent conductive film is 550 Å, and the atomic ratio of In / (In
+ Zn) is 0.75, the light transmittance (transmittance of light having a wavelength of 550 nm; the same applies hereinafter) is 81.5%, and the refractive index (wavelength is 55).
Refractive index of light at 0 nm. same as below. ) Was 2.45 and the specific resistance was 3.50 × 10 −4 Ωcm.

【0073】上記の高屈折率透明導電膜の光学膜厚は、
膜厚が前記のように550オングストローム、屈折率が
2.45であることから134.75nmであり、当該
高屈折率透明導電膜はλが539nmのときのλ/4膜
に相当する。この高屈折率透明導電膜は、反射防止膜を
兼ねた透明電極として使用される。
The optical film thickness of the high refractive index transparent conductive film is
Since the film thickness is 550 angstroms and the refractive index is 2.45 as described above, it is 134.75 nm, and the high refractive index transparent conductive film corresponds to a λ / 4 film when λ is 539 nm. This high-refractive-index transparent conductive film is used as a transparent electrode also serving as an antireflection film.

【0074】最後に、銀(Ag)ペーストを用いたスク
リーン印刷法によって、上記の高屈折率透明導電膜上に
線幅30μm,膜厚0.5μの細線状のAg層からなる
補助電極層を形成した。この補助電極層の全体形状は格
子状を呈する。上記の補助電極層まで形成することによ
り、単層のpin型アモルファスシリコンからなる光電
変換層を有するアモルファスシリコン太陽電池が得られ
た。この太陽電池の平面視上の大きさは10cm□であ
る。
Finally, an auxiliary electrode layer made of a thin line-shaped Ag layer having a line width of 30 μm and a film thickness of 0.5 μ was formed on the high refractive index transparent conductive film by a screen printing method using a silver (Ag) paste. Formed. The overall shape of the auxiliary electrode layer has a lattice shape. By forming up to the above-mentioned auxiliary electrode layer, an amorphous silicon solar cell having a photoelectric conversion layer composed of a single layer of pin type amorphous silicon was obtained. The size of this solar cell in plan view is 10 cm □.

【0075】上記の太陽電池における透明電極(高屈折
率透明導電膜)を正極として利用し、ステンレス基板を
負極として利用して、その特性を測定したところ、開放
電圧(Voc)0.58V、短絡電流密度(Ioc)28m
A/cm2 、曲線因子(FF)0.68、変換効率1
1.0%であった。なお、これらの特性を測定するにあ
たっては、キセノンランプからの光を特定の光学フィル
ターで調整したもの(ソーラーシミュレーター)を光源
として用いた。
When the characteristics of the above solar cell were measured using a transparent electrode (high refractive index transparent conductive film) as a positive electrode and a stainless steel substrate as a negative electrode, the open-circuit voltage (V oc ) was 0.58 V, Short circuit current density ( Ioc ) 28m
A / cm 2 , fill factor (FF) 0.68, conversion efficiency 1
1.0%. In measuring these characteristics, light from a xenon lamp adjusted by a specific optical filter (a solar simulator) was used as a light source.

【0076】実施例7 透明電極としての高屈折率透明導電膜を製膜する際のス
パッタリングターゲットとしてIn23 とZnOとG
23 とからなる酸化物焼結体ターゲット[In/
(全金属元素)=0.70、Ga/(全金属元素)=
0.03,相対密度98%]を用いた以外は実施例6と
同様にして、太陽電池を作製した。上記の太陽電池の特
性を実施例6と同様にして測定したところ、開放電圧
(Voc)0.59V、短絡電流密度(Ioc)29mA/
cm2 、曲線因子(FF)0.65、変換効率11.1
%であった。
Example 7 In 2 O 3 , ZnO and G were used as sputtering targets for forming a high refractive index transparent conductive film as a transparent electrode.
a 2 O 3 and an oxide sintered body target [In /
(All metal elements) = 0.70, Ga / (all metal elements) =
0.03, relative density of 98%], and a solar cell was fabricated in the same manner as in Example 6. When the characteristics of the solar cell were measured in the same manner as in Example 6, the open-circuit voltage (V oc ) was 0.59 V, and the short-circuit current density (I oc ) was 29 mA /
cm 2 , fill factor (FF) 0.65, conversion efficiency 11.1
%Met.

【0077】実施例8 実施例6と同様にしてpin型アモルファスシリコン層
(以下「第1のpin型アモルファスシリコン層」とい
う。)を形成した後に、この第1のpin型アモルファ
スシリコン層上に更にpin型アモルファスシリコン層
(以下「第2のpin型アモルファスシリコン層」とい
う。)を形成した以外は実施例6と同様にして、光電変
換層が2層繰り返し構造のpin型アモルファスシリコ
ン層からなる太陽電池を作製した。
Embodiment 8 After forming a pin-type amorphous silicon layer (hereinafter referred to as a “first pin-type amorphous silicon layer”) in the same manner as in Example 6, an additional layer is formed on the first pin-type amorphous silicon layer. Except that a pin-type amorphous silicon layer (hereinafter, referred to as a “second pin-type amorphous silicon layer”) was formed, a solar cell including a pin-type amorphous silicon layer having a two-layer repeating photoelectric conversion layer was formed in the same manner as in Example 6. A battery was manufactured.

【0078】なお、第2のpin型アモルファスシリコ
ン層のうち、n層およびp層はそれぞれ第1のpin型
アモルファスシリコン層のn層,p層と同様にして製膜
し、i層はa−Si:Hによって形成した。したがっ
て、光電変換層の層構成は、ステンレス基板側からみて
n層−第1のi層−p層−n層−第2のi層−p層とな
っている。
In the second pin type amorphous silicon layer, the n layer and the p layer are formed in the same manner as the n layer and the p layer of the first pin type amorphous silicon layer, respectively. It was formed by Si: H. Therefore, the layer configuration of the photoelectric conversion layer is n-layer-first i-layer-p-layer-n-layer-second i-layer-p-layer when viewed from the stainless steel substrate side.

【0079】上記の太陽電池の特性を実施例6と同様に
して測定したところ、開放電圧(Voc)0.58V、短
絡電流密度(Ioc)31mA/cm2 、曲線因子(F
F)0.65、変換効率11.3%であった。
When the characteristics of the solar cell were measured in the same manner as in Example 6, the open-circuit voltage (V oc ) was 0.58 V, the short-circuit current density (I oc ) was 31 mA / cm 2 , and the fill factor (F)
F) The conversion efficiency was 0.65 and the conversion efficiency was 11.3%.

【0080】実施例9 実施例6と同様にしてpin型アモルファスシリコン層
(以下「第1のpin型アモルファスシリコン層」とい
う。)を形成した後に、この第1のpin型アモルファ
スシリコン層上に他のpin型アモルファスシリコン層
(以下「第2のpin型アモルファスシリコン層」とい
う。)を形成し、さらに、この第2のpin型アモルフ
ァスシリコン層上に他のpin型アモルファスシリコン
層(以下「第3のpin型アモルファスシリコン層」と
いう。)を形成した以外は実施例6と同様にして、光電
変換層が3層繰り返し構造のpin型アモルファスシリ
コン層からなる太陽電池を作製した。
Embodiment 9 After forming a pin-type amorphous silicon layer (hereinafter, referred to as a “first pin-type amorphous silicon layer”) in the same manner as in Example 6, other layers are formed on the first pin-type amorphous silicon layer. (Hereinafter referred to as “second pin-type amorphous silicon layer”), and another pin-type amorphous silicon layer (hereinafter “third-type amorphous silicon layer”) is formed on the second pin-type amorphous silicon layer. In the same manner as in Example 6, except that a pin-type amorphous silicon layer was formed, a photovoltaic layer was formed of a pin-type amorphous silicon layer having a three-layer repeating structure.

【0081】なお、第2および第3のpin型アモルフ
ァスシリコン層におけるn層とp層は、それぞれ第1の
pin型アモルファスシリコン層のn層,p層と同様に
して形成し、第2のpin型アモルファスシリコン層に
おけるi層はa−Si:Hによって、また、第3のpi
n型アモルファスシリコン層におけるi層はa−Si
C:Hによってそれぞれ形成した。したがって、光電変
換層の層構成は、ステンレス基板側からみてn層−第1
のi層−p層−n層−第2のi層−p層−n層−第3の
i層−p層となっている。
The n and p layers of the second and third pin type amorphous silicon layers are formed in the same manner as the n and p layers of the first pin type amorphous silicon layer, respectively. The i-layer in the amorphous silicon layer is made of a-Si: H, and the third pi
The i-layer in the n-type amorphous silicon layer is a-Si
C: formed by H respectively. Therefore, when viewed from the stainless steel substrate side, the layer configuration of the photoelectric conversion layer is n-layer-first
Layer, p layer, n layer, second i layer, p layer, n layer, third i layer, and p layer.

【0082】上記の太陽電池の特性を実施例6と同様に
して測定したところ、開放電圧(Voc)0.57V、短
絡電流密度(Ioc)31mA/cm2 、曲線因子(F
F)0.65、変換効率11.5%であった。
When the characteristics of the solar cell were measured in the same manner as in Example 6, the open-circuit voltage (V oc ) was 0.57 V, the short-circuit current density (I oc ) was 31 mA / cm 2 , and the fill factor (F)
F) The conversion efficiency was 0.65 and the conversion efficiency was 11.5%.

【0083】実施例10 表面粗さ(Rmax )が50μmの無アルカリガラス基板
を基板として用い、この無アルカリガラス基板上に膜厚
0.3μmのAl膜と膜厚0.1μmのTiN膜とを真
空蒸着法によって順次製膜することによって2層構造の
背面電極を形成した後、この背面電極上に実施例6と同
様にしてアモルファスシリコン層(光電変換層),Zn
O層(光封じ込め層),高屈折率透明導電膜(反射防止
膜を兼ねた透明電極)および補助電極層を順次形成する
ことによって太陽電池を作製した。上記の太陽電池にお
ける高屈折率透明導電膜を正極として利用し、背面電極
を負極として利用してその特性を測定したところ、開放
電圧(Voc)0.58V、短絡電流密度(Ioc)27m
A/cm2 、曲線因子(FF)0.66、変換効率1
0.3%であった。
Example 10 An alkali-free glass substrate having a surface roughness (R max ) of 50 μm was used as a substrate. An Al film having a thickness of 0.3 μm and a TiN film having a thickness of 0.1 μm were formed on the alkali-free glass substrate. Are sequentially formed by vacuum evaporation to form a back electrode having a two-layer structure, and then an amorphous silicon layer (photoelectric conversion layer) and Zn are formed on the back electrode in the same manner as in Example 6.
A solar cell was manufactured by sequentially forming an O layer (light confinement layer), a high refractive index transparent conductive film (a transparent electrode also serving as an antireflection film), and an auxiliary electrode layer. When the characteristics were measured using the high refractive index transparent conductive film in the above solar cell as a positive electrode and the back electrode as a negative electrode, the open voltage (V oc ) was 0.58 V and the short circuit current density (I oc ) was 27 m.
A / cm 2 , fill factor (FF) 0.66, conversion efficiency 1
0.3%.

【0084】実施例11 無アルカリガラス基板に代えて表面粗さ(Rmax )が5
0μmのポリイミド樹脂基板(厚さ125μm)を用い
た以外は実施例10と同様にして太陽電池を作製した。
上記の太陽電池の特性を実施例10と同様にして測定し
たところ、開放電圧(Voc)は0.59V、短絡電流密
度(Ioc)は26mA/cm2 、曲線因子(FF)は
0.67、変換効率は10.3%であった。
Example 11 The surface roughness (R max ) was changed to 5 in place of the alkali-free glass substrate.
A solar cell was fabricated in the same manner as in Example 10, except that a 0 μm polyimide resin substrate (125 μm in thickness) was used.
When the characteristics of the above solar cell were measured in the same manner as in Example 10, the open-circuit voltage (V oc ) was 0.59 V, the short-circuit current density (I oc ) was 26 mA / cm 2 , and the fill factor (FF) was 0. 67, the conversion efficiency was 10.3%.

【0085】比較例3 透明電極(ITO膜)を比較例1と同様にして形成した
以外は実施例6と同様にして、太陽電池を作製した。上
記の太陽電池の特性を実施例6と同様にして測定したと
ころ、開放電圧(Voc)は0.57V、短絡電流密度
(Ioc)は16mA/cm2 、曲線因子(FF)は0.
68であり、変換効率は6.2%と低かった。
Comparative Example 3 A solar cell was produced in the same manner as in Example 6, except that a transparent electrode (ITO film) was formed in the same manner as in Comparative Example 1. When the characteristics of the above solar cell were measured in the same manner as in Example 6, the open-circuit voltage (V oc ) was 0.57 V, the short-circuit current density (I oc ) was 16 mA / cm 2 , and the fill factor (FF) was 0.
68, and the conversion efficiency was as low as 6.2%.

【0086】この太陽電池における変換効率の低さは、
透明電極(実際の膜厚600オングストローム,屈折率
1.83)が反射防止膜として機能し得るピーク波長が
439nm程度であるのに対し、光電変化層(pin型
アモルファスシリコン層)において最も高効率で光電変
換される光の波長が550nm程度であることから、上
記の透明電極の反射防止能が太陽電池の変換効率向上に
それほど寄与しなかったことに起因しているものと推察
される。
The low conversion efficiency of this solar cell is as follows.
The transparent electrode (actual film thickness of 600 Å, refractive index 1.83) has a peak wavelength of about 439 nm which can function as an anti-reflection film, whereas the photoelectric conversion layer (pin type amorphous silicon layer) has the highest efficiency. Since the wavelength of the light to be photoelectrically converted is about 550 nm, it is presumed that the reason is that the antireflection ability of the transparent electrode did not significantly contribute to the improvement of the conversion efficiency of the solar cell.

【0087】なお、上記の透明電極膜の膜厚を751オ
ングストローム程度にすることによって当該透明電極が
反射防止膜として機能し得るピーク波長を概ね550n
mとすることができ、これにより、一見、太陽電池の変
換効率が向上するように思えるが、上記の透明電極の膜
厚が751オングストローム程度と厚くなると光透過率
が低下するので、太陽電池の変換効率向上はそれほど望
めないものと推察される。
By setting the thickness of the transparent electrode film to about 751 Å, the peak wavelength at which the transparent electrode can function as an anti-reflection film is approximately 550 n.
m, it seems at first glance that the conversion efficiency of the solar cell is improved. However, when the thickness of the transparent electrode is as large as about 751 Å, the light transmittance is reduced. It is presumed that the conversion efficiency cannot be improved so much.

【0088】比較例4 透明電極(屈折率の低いIn−Zn−O系非晶質酸化物
膜)を比較例2と同様にして形成した以外は実施例6と
同様にして、太陽電池を作製した。上記の太陽電池の特
性を実施例6と同様にして測定したところ、開放電圧
(Voc)は0.58V、短絡電流密度(Ioc)は18m
A/cm2 、曲線因子(FF)は0.66であり、変換
効率は6.9%と低かった。
Comparative Example 4 A solar cell was fabricated in the same manner as in Example 6 except that a transparent electrode (an In-Zn-O-based amorphous oxide film having a low refractive index) was formed in the same manner as in Comparative Example 2. did. When the characteristics of the above solar cell were measured in the same manner as in Example 6, the open-circuit voltage (V oc ) was 0.58 V, and the short-circuit current density (I oc ) was 18 m.
A / cm 2 , fill factor (FF) was 0.66, and conversion efficiency was as low as 6.9%.

【0089】この太陽電池における変換効率の低さは、
比較例3と同様に、上記の透明電極(実際の膜厚600
オングストローム,屈折率1.85)の反射防止能が太
陽電池の変換効率向上にそれほど寄与しなかったことに
起因しているものと推察される。そして、上記の透明電
極膜の膜厚を743オングストローム程度にすることに
よって当該透明電極が反射防止膜として機能し得るピー
ク波長を550nmとしたとしても、比較例3における
と同様の理由から、太陽電池の変換効率向上はそれほど
望めないものと推察される。
The low conversion efficiency of this solar cell is as follows.
As in Comparative Example 3, the above transparent electrode (actual film thickness 600
This is presumed to be due to the fact that the antireflection ability of Angstroms and the refractive index of 1.85) did not significantly contribute to the improvement of the conversion efficiency of the solar cell. Even if the peak wavelength at which the transparent electrode can function as an anti-reflection film is set to 550 nm by setting the thickness of the transparent electrode film to about 743 angstroms, for the same reason as in Comparative Example 3, the solar cell It is presumed that the improvement of the conversion efficiency cannot be expected so much.

【0090】[0090]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の高屈折率
透明導電膜は屈折率が2.2〜2.5と高く、比抵抗が
5×10-4Ωcmと低いことから、反射防止膜を兼ねた
薄肉の透明電極を形成することが容易になる。したがっ
て、本発明の高屈折率透明導電膜を用いることにより、
例えば太陽電池の変換効率を低下させることなく当該太
陽電池をより低コストで製造することが可能になる。
As described above, the high-refractive-index transparent conductive film of the present invention has a high refractive index of 2.2 to 2.5 and a low specific resistance of 5 × 10 −4 Ωcm. It becomes easy to form a thin transparent electrode that also serves as a film. Therefore, by using the high refractive index transparent conductive film of the present invention,
For example, the solar cell can be manufactured at lower cost without lowering the conversion efficiency of the solar cell.

【0091】また、本発明の太陽電池においては、透明
電極に反射防止膜(高効率で光電変換される光の波長ま
たはその近傍を設計波長とする反射防止膜)を兼ねさせ
ることができ、透明電極に前記の反射防止膜を兼ねさせ
た場合の変換効率は、透明電極に反射防止膜を兼ねさせ
ない以外は同一構造とした従来の太陽電池と比して実質
的に低下しない。したがって、本発明の太陽電池を用い
ることにより、変換効率の低下をまねくことなく廉価の
太陽電池を提供することが容易になる。
Further, in the solar cell of the present invention, the transparent electrode can also serve as an anti-reflection film (an anti-reflection film having a design wavelength at or near the wavelength of light to be photoelectrically converted with high efficiency ). The conversion efficiency when the electrode also serves as the antireflection film does not substantially decrease as compared with a conventional solar cell having the same structure except that the transparent electrode also does not serve as the antireflection film. Therefore, by using the solar cell of the present invention, it becomes easy to provide an inexpensive solar cell without lowering the conversion efficiency.

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 屈折率が2.2〜2.5で、比抵抗が5
×10-4Ωcm以下である酸化物からなることを特徴と
する高屈折率透明導電膜。
1. A refraction index of 2.2 to 2.5 and a specific resistance of 5
A high-refractive-index transparent conductive film comprising an oxide having a density of 10-4 Ωcm or less.
【請求項2】 インジウム(In),亜鉛(Zn)およ
び酸素(O)を主要な構成元素としている、請求項1に
記載の高屈折率透明導電膜。
2. The high refractive index transparent conductive film according to claim 1, wherein indium (In), zinc (Zn) and oxygen (O) are main constituent elements.
【請求項3】 構成元素としてガリウム(Ga)を含有
している、請求項1または請求項2に記載の高屈折率透
明導電膜。
3. The high refractive index transparent conductive film according to claim 1, wherein gallium (Ga) is contained as a constituent element.
【請求項4】 インジウム(In)の原子比In/(全
金属元素)が0.5〜0.9で、ガリウム(Ga)の原
子比Ga/(全金属元素)が0.04以下である、請求
項1〜請求項3のいずれか1項に記載の高屈折率透明導
電膜。
4. The atomic ratio In / (all metal elements) of indium (In) is 0.5 to 0.9, and the atomic ratio Ga / (all metal elements) of gallium (Ga) is 0.04 or less. The high refractive index transparent conductive film according to any one of claims 1 to 3.
【請求項5】 光照射によって起電力を生じる光電変換
層と、この光電変換層に電気的に接続された正負一対の
電極とを有し、前記一対の電極のうちの少なくとも一方
が光入射面側に形成されており、かつ、前記光入射面側
に形成されている電極が請求項1〜請求項4のいずれか
に記載の高屈折率透明導電膜からなる透明電極であるこ
とを特徴とする太陽電池。
5. A photoelectric conversion layer that generates an electromotive force by light irradiation, and a pair of positive and negative electrodes electrically connected to the photoelectric conversion layer, at least one of the pair of electrodes being a light incident surface. And the electrode formed on the light incident surface side is a transparent electrode made of the high refractive index transparent conductive film according to any one of claims 1 to 4. Solar cell.
【請求項6】 高屈折率透明導電膜からなる透明電極が
反射防止膜として機能する、請求項5に記載の太陽電
池。
6. The solar cell according to claim 5, wherein a transparent electrode made of a high refractive index transparent conductive film functions as an antireflection film.
【請求項7】 基板上にアモルファスシリコン層からな
る光電変換層と高屈折率透明導電膜からなる透明電極と
がこの順で積層されている、請求項5または請求項6に
記載の太陽電池。
7. The solar cell according to claim 5, wherein a photoelectric conversion layer made of an amorphous silicon layer and a transparent electrode made of a high-refractive-index transparent conductive film are laminated in this order on a substrate.
【請求項8】 基板がガラス基板である、請求項7に記
載の太陽電池。
8. The solar cell according to claim 7, wherein the substrate is a glass substrate.
【請求項9】 基板が金属基板である、請求項7に記載
の太陽電池。
9. The solar cell according to claim 7, wherein the substrate is a metal substrate.
【請求項10】 基板が耐熱性樹脂基板である、請求項
7に記載の太陽電池。
10. The solar cell according to claim 7, wherein the substrate is a heat-resistant resin substrate.
【請求項11】 基板とアモルファスシリコン層との間
に背面電極層を有する、請求項7〜請求項10のいずれ
か1項に記載の太陽電池。
11. The solar cell according to claim 7, further comprising a back electrode layer between the substrate and the amorphous silicon layer.
【請求項12】 基板においてアモルファスシリコン層
が設けられる側の面に、この面の表面粗さが1μm以上
となる凹凸が形成されている、請求項7〜請求項11の
いずれか1項に記載の太陽電池。
12. The substrate according to claim 7, wherein a surface of the substrate on which the amorphous silicon layer is provided is provided with irregularities having a surface roughness of 1 μm or more. Solar cell.
【請求項13】 アモルファスシリコン層が2層繰り返
し構造をなし、この2層繰り返し構造をなしている各層
がpin型アモルファスシリコンからなる、請求項7〜
請求項12のいずれか1項に記載の太陽電池。
13. The amorphous silicon layer has a two-layer repeating structure, and each layer having the two-layer repeating structure is made of pin-type amorphous silicon.
The solar cell according to claim 12.
【請求項14】 アモルファスシリコン層が3層繰り返
し構造をなし、この3層繰り返し構造をなしている各層
がpin型アモルファスシリコンからなる、請求項7〜
請求項12のいずれか1項に記載の太陽電池。
14. The amorphous silicon layer has a three-layer repeating structure, and each layer having the three-layer repeating structure is made of pin-type amorphous silicon.
The solar cell according to claim 12.
【請求項15】 アモルファスシリコン層と高屈折率透
明導電膜からなる透明電極との間に光封じ込め層を有す
る、請求項7〜請求項14のいずれか1項に記載の太陽
電池。
15. The solar cell according to claim 7, further comprising a light confinement layer between the amorphous silicon layer and a transparent electrode made of a high refractive index transparent conductive film.
【請求項16】 光入射面側の最上層として補助電極層
を有する、請求項5〜請求項15のいずれか1項に記載
の太陽電池。
16. The solar cell according to claim 5, having an auxiliary electrode layer as an uppermost layer on the light incident surface side.
JP8348133A 1996-12-26 1996-12-26 High refractive index transparent conductive film and solar cell Pending JPH10190028A (en)

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