[发明专利]带透明导电性氧化物膜的基体

说明书

技术领域

本发明涉及具有透明导电性氧化物膜的带膜的基体。本发明的带膜的基体适宜作为用于制造作为薄膜系太阳能电池的薄膜系光电转换装置的带透明导电性氧化物膜的基体。

背景技术

作为薄膜系太阳能电池的薄膜系光电转换装置中，根据光电转换层（半导体层）的种类，有非晶硅（a-Si）系、多晶硅系等。在这些薄膜硅系太阳能电池中，使用透明导电性氧化物膜作为其入射光侧的透明电极层。该透明导电性氧化物膜为了提高光电转换效率而要求低电阻·高透明。作为透明导电性氧化物膜，已知包含相对于氧化锡为0.01~4mol%的氟、导电电子密度为5×10¹⁹~4×10²⁰cm^-3的氟掺杂氧化锡膜的膜的吸收量少、高透明、且对于活性氢类有高耐久性（专利文献1）。

薄膜系光电转换装置具有在玻璃基板等基体上依次形成有透明电极层、光电转换层和背面电极层的结构。需要说明的是，在“光电转换装置（太阳能电池）”中，将单个的光电转换装置称为“光电转换元件（太阳能电池单元、或者简称为单元）”、将多个光电转换元件连接并集成而得到的装置称为“由光电转换元件形成的模块（太阳能电池模块、或者简称为模块）”。

若使1个薄膜系光电转换元件大面积化，则即使透明电极层的薄层电阻（每单位面积的电阻值）相同，也会因大面积化而导致整体的电阻值增加。因该电阻值增加引起的电力损失导致发电效率降低。因此，在基体上形成多个小面积的光电转换元件（单元），制成将这些光电转换元件（单元）串联连接的集成形结构，从而即使在大面积化的情况下，也可以减少透明电极层中的电阻值增加造成的电力损失、减少作为由光电转换元件形成的模块的效率的降低。

集成型结构的由薄膜系光电转换元件形成的模块的制造工艺大致可分为：制作串联连接多个光电转换元件（单元）而成的集成形结构的单元制造工艺，和对由该工艺所得的集成形结构形成背面保护膜等而制成由光电转换元件形成的模块的模块化工艺。单元制造工艺可分为：形成透明电极层、形成光电转换层、和形成背面电极层这样的薄膜形成工艺，以及为了将单元分离成多个而在薄膜上形成分离槽的图案化工艺（非专利文献1）。

在图案化工艺中实施以下3种图案化。即，实施在透明电极层形成分离槽的透明电极层的图案化、在光电转换层形成分离槽的光电转换层的图案化、和在背面电极层以及光电转换层形成分离槽的背面电极层以及光电转换层的图案化。在光电转换层形成的分离槽中埋入背面电极层的一部分，从而埋入分离槽的背面电极层与透明电极层电连接，由此成为多个单元串联连接的集成形结构。

在图案化工艺中，优选采用使用激光束的激光划片法。其理由在于：通过选择作为对象的薄膜所吸收的波长范围的激光束可以选择性地在作为对象的薄膜上形成分离槽、以及形成的分离槽的尺寸精度优异。

在薄膜系光电转换元件中，透明电极层的折射率与光电转换层（半导体层）的折射率的大小不同，由此在透明电极层与光电转换层的界面上光被反射（例如，被反射9%左右。）、入射至光电转换层内的光量减少。其结果，存在短路电流（J_SC）减少、转换效率（E_ff）变低这样的问题。

为了解决上述问题，在透明电极层与光电转换层之间，设置有具有透明性、折射率的值比透明电极层的折射率大且比光电转换层的折射率小的膜。通过前述膜，在透明电极层与光电转换层的界面上反射的光量减少、向光电转换层内入射的光量增加（专利文献2）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2004/102677号

专利文献2：日本特开平05-343717号公报

非专利文献

非专利文献1：薄膜太阳能电池的基础与应用-对环境友好的太阳光发电的新进展、太阳光发电技术研究组合主编、Ohmsha,Ltd.发行、平成13年3月20日发行

发明内容

发明要解决的问题

本发明人等在依次形成有透明导电性氧化物膜和外涂膜的带透明导电性氧化物膜的基体方面做出了如下发明：通过将含有氧化锡并以氧化钛为主成分的氧化物膜作为外涂膜、使该膜中的摩尔比Sn/（Sn+Ti）为0.05以上且0.5以下，从而使外涂膜满足了导电性和上述光学特性、表现出作为折射率调整层的功能。（参照日本特愿2011-136069号）