本发明专利技术提供一种反射率低、低吸收、透过率高的带表面电极的透明导电玻璃基板以及使用该表面电极的、光电转换效率比以往高的薄膜太阳能电池。通过在透光性玻璃基板上以膜厚50nm～150nm形成作为第一层的波长550nm时的折射率为1.6～1.8的低折射率透明薄膜，在该折射率透明薄膜上依次形成作为第二层的氧化铟系的非晶质透明导电膜、作为第三层的氧化锌系的晶质透明导电膜的凹凸膜，从而形成带表面电极的透明导电玻璃基板。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在透光性玻璃基板上形成有透明的低折射率膜以及包含透明导电膜 的表面电极（膜）的带表面电极的透明导电玻璃基板及其制造方法，以及使用该带表面电 极的透明导电玻璃基板的薄膜太阳能电池及其制造方法。本申请要求基于2012年12月4 日在日本申请的日本专利申请号特愿2012-265635的优先权，通过参照该申请，引用于本 申请。
技术介绍
在使光从透光性玻璃基板侧入射来进行发电的薄膜太阳能电池中利用透明导电 玻璃基板，该透明导电玻璃基板是将氧化锡、氧化锌、氧化铟等透明导电性膜作为光入射侧 电极（以下，称为"表面电极"）单独或层叠在玻璃基板等透光性基板上而成的。薄膜太阳 能电池中存在利用了像多晶硅、微晶硅那样的晶质硅薄膜的太阳能电池、利用了非晶硅薄 膜的太阳能电池，分别对它们进行着积极的开发，在这些薄膜太阳能电池的开发中，以通过 用低温工艺在廉价的基板上形成优质的硅薄膜，从而兼顾低成本化和高性能化为目标。 作为这样的薄膜太阳能电池之一，已知具有下述结构的薄膜太阳能电池：在透光 性基板上依次形成有包含透明导电膜的表面电极；依次层叠有P型半导体层、i型半导体 层、n型半导体层的光电转换半导体层；以及包括光反射性金属电极的背电极。 在这样的结构的薄膜太阳能电池中，光电转换作用主要在i型半导体层内产生， 因此如果i型半导体层较薄，则光吸收系数较小的长波长区域的光无法被充分吸收，光电 转换量本质上受到i型半导体层的膜厚的限制。于是，为了更有效地利用入射到包含i型 半导体层的光电转换半导体层的光，尝试在光入射侧的表面电极上设置表面凹凸结构，使 光向光电转换半导体层内散射，进而使由背电极反射的光进行漫反射的方法。 在光入射侧的表面电极上具有表面凹凸结构的硅系薄膜太阳能电池中，通常，作 为该光入射侧的表面电极，广泛使用根据热CVD法、利用原料气体的热分解的方法在玻璃 基板上成膜为掺杂了氟的氧化锡薄膜的氧化锡膜（例如，参照专利文献1)。 然而，由于具有表面凹凸结构的氧化锡膜要求500°C以上的高温工艺等缘故，成本 较高。此外，由于膜的电阻率变高，因此为了降低该膜的电阻值而欲增加膜厚时，存在透过 率降低、光电转换效率降低的问题。 于是，提出了以下方法：利用溅射在包含氧化锡膜或者掺杂了Sn的氧化铟（ITO) 膜的基底电极上形成掺杂了Al的氧化锌（AZO)膜或掺杂了Ga的氧化锌（GZO)膜，通过蚀 刻易被蚀刻的氧化锌膜，形成具有表面凹凸结构的表面电极（例如，参照专利文献2)。 此外，还提出了以下方法：在近红外区域的透光性优异的、包含掺杂了Ti的氧化 铟膜的基底电极上利用溅射形成成膜时较少产生电弧放电、微粒的掺杂了Al和Ga的氧化 锌（GAZO)膜，与上述专利文献2同样地，通过蚀刻氧化锌膜形成具有表面凹凸结构的表面 电极（例如，参照专利文献3)。 此外，还提出了作为基底膜形成包含氧化铟的非晶质透明导电膜，在其上形成包 含氧化锌的晶质透明导电膜的方法（例如，参照专利文献4)。根据这样的方法，即使不使用 蚀刻方法，也可以形成包含良好的凹凸膜的表面电极，结果可以提供陷光效应更高的表面 电极，可以获得光电转换效率更高的薄膜太阳能电池。 进而，还报道了通过在透光性玻璃基板上设置适当的折射率的膜以防止反射并增 加透射光来获得有助于发电的光量的方法，一般具有导电膜的防反射膜通过在作为基体的 基板（玻璃、膜）上交替层叠具有较大折射率的膜和具有较小折射率的膜来形成。具有较 小折射率的膜使用氧化硅（以下，称为"Si02"）膜，具有较大折射率并具有导电性的膜多使 用铟锡氧化膜（以下，称为"IT0膜"。需要说明的是，ITO是IndiumTinOxide的略称）。 例如，使用在树脂的基膜上按照如下顺序层叠有ITO膜、SiO2膜、ITO膜、SiO2膜的防反射膜 (例如，参照专利文献5)。 现有专利文献 专利文献 专利文献1日本特表平2-503615号公报 专利文献2日本特开2000-294812号公报 专利文献3日本特开2010-34232号公报 专利文献4日本特开2012-009755号公报 专利文献5日本特开平9-197102号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题 根据上述现有技术，为了使表面凹凸结构带来的陷光效应有效显现，并作为透过 率高的薄膜硅太阳能电池用途的透明电极使用，需要防止玻璃基板与表面凹凸膜之间的反 射，并效率良好地将光导入凹凸膜内。 于是，本专利技术的目的在于提供一种反射率低、低吸收、透过率高的带表面电极的透 明导电玻璃基板以及使用了该表面电极的、光电转换效率比以往高的薄膜太阳能电池。 用于解决问题的方案 本专利技术人等为了解决相关现有技术的问题，反复进行了深入研宄。结果发现，通过 在透光性玻璃基板上形成氧化铟系和氧化锌系的透明导电膜之前，形成波长550nm时的折 射率为1. 6~1. 8的低折射率透明薄膜，可以减少各层间的折射率差，结果可以降低反射率 而不增加光吸收，并提高透过率，从而完成本专利技术。S卩，本专利技术的带表面电极的透明导电玻璃基板的特征在于，其在透光性玻璃基板 上以膜厚50nm~150nm形成有作为第一层的波长550nm时的折射率为L6~L8的低折 射率透明薄膜，进而依次形成有作为第二层的氧化铟系的非晶质透明导电膜、作为第三层 的氧化锌系的晶质透明导电膜的凹凸膜。 此外，本专利技术的带表面电极的透明导电玻璃基板的制造方法的特征在于，其具有： 低折射率透明薄膜形成工序，利用溅射法在透光性玻璃基板上以膜厚50nm~150nm形成作 为第一层的波长550nm时的折射率为1. 6~1. 8的低折射率透明薄膜；以及表面电极形成 工序，将前述透光性玻璃基板的温度保持在室温以上且50°C以下的范围内，利用溅射法在 前述低折射率透明薄膜上形成作为第二层的氧化铟系的非晶质透明导电膜，之后将前述透 光性玻璃基板的温度保持在250°C~400°C，利用溅射法形成作为第三层的氧化锌系的晶 质透明导电膜的凹凸膜。 此外，本专利技术的薄膜太阳能电池的特征在于，其依次形成有带表面电极的透明导 电玻璃基板、光电转换半导体层、以及至少包含光反射性金属电极的背电极，所述带表面电 极的透明导电玻璃基板为在透光性玻璃基板上以膜厚50nm~150nm形成有作为第一层的 波长550nm时的折射率为1. 6~1. 8的低折射率透明薄膜，进而依次形成有作为第二层的 氧化铟系的非晶质透明导电膜、作为第三层的氧化锌系的晶质透明导电膜的凹凸膜。 此外，本专利技术的薄膜太阳能电池的制造方法的特征在于，所述薄膜太阳能电池依 次形成有带表面电极的透明导电玻璃基板、光电转换半导体层、以及至少包含光反射性金 属电极的背电极，所述制造方法包括具有下述工序的带表面电极的透明导电玻璃基板形成 工序：低折射率透明薄膜形成工序，利用溅射法在透光性玻璃基板上以膜厚50nm~150nm 形成作为第一层的波长550nm时的折射率为1. 6~1. 8的低折射率透明薄膜；表面电极形 成工序，将前述透光性玻璃基板的温度保持在室温以上且50°C以下的范围内，利用溅射法 在前述低折射率透明薄膜上形成作为第二层的氧化铟系的非晶质透明导电膜，之后将前述 透光性玻璃基板的温度保持在250°C~400°C，利用溅本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种带表面电极的透明导电玻璃基板，其特征在于，其在透光性玻璃基板上以膜厚50nm～150nm形成有作为第一层的波长550nm时的折射率为1.6～1.8的低折射率透明薄膜，进而依次形成有作为第二层的氧化铟系的非晶质透明导电膜、作为第三层的氧化锌系的晶质透明导电膜的凹凸膜。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾我部健太郎，山野边康德，松村文彦，
申请(专利权)人：住友金属矿山株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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