JP5177682B2 - Solar cell - Google Patents

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Description

本発明は、太陽光エネルギーを電力に変換する太陽電池に関し、特に電力変換効率を向上させる上で好適な太陽電池に関するものである。   The present invention relates to a solar cell that converts solar energy into electric power, and more particularly to a solar cell suitable for improving power conversion efficiency.

太陽電池は太陽光のエネルギーを直接電力に変換する太陽光発電システムの心臓部を構成するものであり、Ｓｉ単結晶、多結晶、あるいはアモルファスＳｉのｐ−ｎ接合面、ショットキーバリアー面等で構成されている。この太陽電池の構造としては、太陽電池素子単体（セル）をそのままの状態で使用することなく、一般的に数枚〜数十枚の太陽電池素子を直列、並列に配線し、長期間に亘りセルを保護するために各種パーケージングが施され、ユニット化される。   Solar cells constitute the heart of a photovoltaic power generation system that directly converts solar energy into electric power, such as Si single crystal, polycrystalline, or amorphous Si pn junction surfaces, Schottky barrier surfaces, etc. It is configured. As a structure of this solar cell, without using a single solar cell element (cell) as it is, generally several to several tens of solar cell elements are wired in series and in parallel, for a long period of time. In order to protect the cell, various kinds of packaging are performed and unitized.

図８に太陽光のスペクトル分布と、典型的なＳｉ太陽電池の量子効率（点線）、並びに実効的な電力変換効率（２点鎖線）を示している。Ｓｉ太陽電池は、量子効率が極めて高く、入射される太陽光の全光子のうち実に４３％を電子に変換することが可能となる。   FIG. 8 shows the spectrum distribution of sunlight, the quantum efficiency (dotted line) of a typical Si solar cell, and the effective power conversion efficiency (two-dot chain line). Si solar cells have extremely high quantum efficiency, and 43% of all the incident photons of sunlight can be converted into electrons.

しかしながら、このＳｉ太陽電池を実際に動作させる場合において、いかに高いエネルギーの光子を吸収しても、得られる電圧は０．７Ｖ程度である。このため、仮に３ｅＶのエネルギーからなる光子を吸収した場合において、３−０．７＝２．３Ｖものエネルギーを損失することになる。即ち、図８に示すように実効的な電力変換効率は、量子効率と比較して低くなり、より性能のよいものであっても２０％程度となる。このため、これら実効的な電力変換効率の向上を図ることが可能な太陽電池が従来より望まれていた。   However, when actually operating this Si solar cell, no matter how high energy photons are absorbed, the voltage obtained is about 0.7V. For this reason, if a photon having an energy of 3 eV is absorbed, energy of 3-0.7 = 2.3 V is lost. That is, as shown in FIG. 8, the effective power conversion efficiency is lower than the quantum efficiency, and is about 20% even if the performance is better. For this reason, the solar cell which can aim at the improvement of these effective power conversion efficiency has been desired conventionally.

また１０００ｎｍより長波長である赤外線領域では、Ｓｉ太陽電池の吸収スペクトルから逸脱していることから、太陽電池における発電に利用できないものとされてきた。実際にこの赤外線領域の光を発電に利用するためには、かかる赤外用の太陽電池素子を用意する必要があるが、システム全体が高価になるという問題点があった。   Further, in the infrared region having a wavelength longer than 1000 nm, since it deviates from the absorption spectrum of the Si solar cell, it cannot be used for power generation in the solar cell. In order to actually use light in this infrared region for power generation, it is necessary to prepare such an infrared solar cell element, but there is a problem that the entire system becomes expensive.

また、図９に示すように、短波長から長波長にかけて複数種の太陽電池素子７１〜７３で構成するいわゆる多接合太陽電池も提案されているが、材料コストが増加するとともに製造労力の負担が増大してしまうという問題点があった。   In addition, as shown in FIG. 9, so-called multi-junction solar cells composed of a plurality of types of solar cell elements 71 to 73 from a short wavelength to a long wavelength have also been proposed, but the material cost increases and the burden of manufacturing labor is increased. There was a problem that it increased.

更に、非特許文献１に示すように、光電変換可能な太陽光のスペクトル帯域を拡張する観点から、異なる材料の組み合わせや量子ドットのサイズ分布等を利用した太陽電池も提案されている。   Furthermore, as shown in Non-Patent Document 1, a solar cell using a combination of different materials, a quantum dot size distribution, and the like has been proposed from the viewpoint of extending the spectral band of sunlight that can be photoelectrically converted.

しかしながら、この非特許文献１に開示されている太陽電池は、より複雑な構成からなるため、作製労力の負担が増大し、高コストに繋がるという問題点があった。また、この非特許文献１に開示の太陽電池では、光電変換可能な帯域が紫外光から赤色光に至る、波長１０００ｎｍ以下に限られており、赤外線領域の光電変換特性向上という課題の直接的な解決には至らなかった。   However, since the solar cell disclosed in Non-Patent Document 1 has a more complicated configuration, there is a problem in that the burden of manufacturing labor increases, leading to high costs. Further, in the solar cell disclosed in Non-Patent Document 1, the band in which photoelectric conversion is possible is limited to a wavelength of 1000 nm or less from ultraviolet light to red light, and there is a direct problem of improving photoelectric conversion characteristics in the infrared region. It did not come to a solution.

特にこの波長１０００ｎｍを超える、長波長の光の光子は、エネルギーが小さい。図８に示すように、波長１８００ｎｍ程度では、Ｓｉ太陽電池１cell当たりの開放電圧が０．７ｅＶと極めて低い。太陽電池から得られる電圧が０．７Ｖ程度である場合、この波長１８００ｎｍ程度の光を光電変換することにより、実効的な電力変換効率はほぼ１００％となる。このように、実効的な電力変換効率を向上させるためには、より長波長の光を受光し、これを電力に変換することが効果的であることが分かる。   In particular, photons of long-wavelength light exceeding the wavelength of 1000 nm have a small energy. As shown in FIG. 8, at a wavelength of about 1800 nm, the open circuit voltage per cell of the Si solar cell is as extremely low as 0.7 eV. When the voltage obtained from the solar cell is about 0.7 V, the effective power conversion efficiency is almost 100% by photoelectrically converting the light having a wavelength of about 1800 nm. Thus, it can be seen that it is effective to receive light having a longer wavelength and convert it into electric power in order to improve the effective power conversion efficiency.

M.A.Green,Prog.Photovolt.Res.Appl.,14(2006)45M.A.Green, Prog.Photovolt.Res.Appl., 14 (2006) 45

そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、赤外線領域の光電変換特性を向上させ、実効的な電力変換効率を向上させる観点から、特に太陽光のうち波長１０００ｎｍ〜３０００ｎｍの光を、上記発電層の吸収可能帯域まで変換した上で、これを電力に変換可能な太陽電池を提供することにある。   Therefore, the present invention has been devised in view of the above-mentioned problems, and the object is to improve the photoelectric conversion characteristics in the infrared region and from the viewpoint of improving the effective power conversion efficiency. In particular, an object of the present invention is to provide a solar cell capable of converting light having a wavelength of 1000 nm to 3000 nm out of sunlight into an absorbable band of the power generation layer and converting the light into power.

本発明者は、上述した課題を解決するために、太陽光エネルギーを電力に変換する太陽電池において、上記基板内に入射された太陽光を吸収して近接場光を滲出する微粒子又は色素分子からなり、滲出させた上記近接場光により誘起された非断熱過程に基づいて、上記太陽光のうち波長１０００ｎｍ〜３０００ｎｍの光を、上記発電層の吸収可能帯域まで変換することが可能な波長変換体を上記基板内に含めた太陽電池を発明した。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor, in a solar cell that converts solar energy into electric power, absorbs the sunlight incident into the substrate and exudes near-field light from the fine particles or dye molecules. Based on the non-adiabatic process induced by the exuded near-field light, the wavelength converter capable of converting light having a wavelength of 1000 nm to 3000 nm from the sunlight to the absorbable band of the power generation layer. Was invented in the above substrate.

即ち、本願請求項１に係る太陽電池は、太陽光エネルギーを電力に変換する太陽電池において、光透過性の基板と、上記基板内に含められた波長変換体と、上記基板上に設けられた透明電極膜と、上記透明電極膜の表面に形成された、ｐ層、発電層及びｎ層を含む半導体層と、上記半導体層上に形成された裏面電極膜とを備え、上記波長変換体は、上記基板内に入射された太陽光を吸収して近接場光を滲出する微粒子又は色素分子からなり、滲出させた上記近接場光により誘起された非断熱過程に基づいて、上記太陽光のうち波長１０００ｎｍ〜３０００ｎｍの光を、上記発電層の吸収可能帯域まで変換することを特徴とする。   That is, the solar cell according to claim 1 of the present invention is a solar cell that converts solar energy into electric power, and is provided on the light-transmitting substrate, the wavelength converter included in the substrate, and the substrate. The wavelength converter comprises: a transparent electrode film; a semiconductor layer including a p layer, a power generation layer, and an n layer formed on a surface of the transparent electrode film; and a back electrode film formed on the semiconductor layer. , Consisting of fine particles or dye molecules that absorb sunlight incident into the substrate and exude near-field light, and based on the non-adiabatic process induced by the exuded near-field light, The light having a wavelength of 1000 nm to 3000 nm is converted to the absorbable band of the power generation layer.

本願請求項３に係る太陽電池は、太陽光エネルギーを電力に変換する太陽電池において、透明電極膜と、上記透明電極膜の表面に形成された、ｐ層、発電層及びｎ層を含む半導体層と、上記半導体層上に形成された裏面電極膜と、入射された上記太陽光に基づいて上記発電層へ近接場光を滲出させる近接場光滲出手段とを備え、滲出させた上記近接場光により誘起された非断熱過程に基づいて、上記太陽光のうち波長１０００ｎｍ〜３０００ｎｍの光を、上記発電層の吸収可能帯域まで変換することを特徴とする。   A solar cell according to claim 3 is a solar cell that converts solar energy into electric power, a transparent electrode film, and a semiconductor layer including a p layer, a power generation layer, and an n layer formed on the surface of the transparent electrode film. And the back surface electrode film formed on the semiconductor layer and the near-field light exuding means for exuding the near-field light to the power generation layer based on the incident sunlight, and exuded the near-field light Based on the non-adiabatic process induced by the above, light having a wavelength of 1000 nm to 3000 nm among the sunlight is converted to an absorbable band of the power generation layer.

太陽光エネルギーを電力に変換する太陽電池において、上記基板内に入射された太陽光を吸収して近接場光を滲出する微粒子又は色素分子からなり、滲出させた上記近接場光により誘起された非断熱過程に基づいて、上記太陽光のうち波長１０００ｎｍ〜３０００ｎｍの光を、上記発電層の吸収可能帯域まで変換することが可能な波長変換体を上記基板内に含めているため、従来において太陽電池の吸収スペクトルから逸脱していることから、太陽電池における発電に利用できないものとされてきた、波長１０００ｎｍ〜３０００ｎｍもの長波長の光を、本発明では発電に利用することが可能となり、電力変換効率を向上させることが可能となる。   In a solar cell that converts solar energy into electric power, it is composed of fine particles or dye molecules that absorb sunlight incident into the substrate and exude near-field light, and are induced by the exuded near-field light. Based on the heat insulation process, a wavelength converter that can convert light having a wavelength of 1000 nm to 3000 nm in the sunlight into the absorbable band of the power generation layer is included in the substrate. Therefore, light having a wavelength as long as 1000 nm to 3000 nm, which has been considered to be unusable for power generation in solar cells, can be used for power generation in the present invention. Can be improved.

本発明を適用した太陽電池の第１の実施形態について示す図である。It is a figure shown about 1st Embodiment of the solar cell to which this invention is applied. 基板内に含められている波長変換体について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the wavelength converter included in the board | substrate. 太陽光のスペクトル分布と量子効率、電力変換効率の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between spectrum distribution of sunlight, quantum efficiency, and power conversion efficiency. 本発明を適用した太陽電池の第２の実施形態について示す図である。It is a figure shown about 2nd Embodiment of the solar cell to which this invention is applied. 本発明を適用した太陽電池の第２の実施形態について示す他の図である。It is another figure shown about 2nd Embodiment of the solar cell to which this invention is applied. 半導体層と透明電極膜との接合界面を、互いに５０ｎｍ以下のピッチで形成した凹凸で構成した例を示す図である。It is a figure which shows the example comprised by the unevenness | corrugation formed in the joint interface of a semiconductor layer and a transparent electrode film with a pitch of 50 nm or less mutually. 発電層へ近接場光を滲出させる近接場光滲出手段として、半導体層に含められてなる微粒子で構成した例を示す図である。It is a figure which shows the example comprised with the microparticles | fine-particles contained in the semiconductor layer as a near-field light oozing means to ooze a near-field light to an electric power generation layer. 太陽光のスペクトル分布と、典型的なＳｉ太陽電池の量子効率（点線）、並びに実効的な電力変換効率（２点鎖線）を示す図である。It is a figure which shows the spectrum distribution of sunlight, the quantum efficiency (dotted line) of a typical Si solar cell, and effective power conversion efficiency (two-dot chain line). 透明電極膜から、その直上にあるｎ層内まで削り取ることにより形成した凹部の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the recessed part formed by scraping away from the transparent electrode film | membrane to the n layer immediately above it. 凹部をそれぞれ形成された各実験例における光電流の増加率の測定結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result of the increase rate of a photocurrent in each experiment example in which each recessed part was formed. 凹部をそれぞれ形成された他の構成例について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the other structural example in which the recessed part was formed, respectively. 従来技術の問題点について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the problem of a prior art.

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第１の実施形態First embodiment

本発明の第１の実施形態は、図１に示すようなる太陽電池２に適用される。太陽電池２は、光透過性の基板２１と、基板２１上に設けられた透明電極膜１１と、透明電極膜１１の表面に形成された半導体層１５と、半導体層１５上に形成された裏面電極膜１６とを備えている。   The first embodiment of the present invention is applied to a solar cell 2 as shown in FIG. The solar cell 2 includes a light-transmissive substrate 21, a transparent electrode film 11 provided on the substrate 21, a semiconductor layer 15 formed on the surface of the transparent electrode film 11, and a back surface formed on the semiconductor layer 15. An electrode film 16 is provided.

基板２１内は、光透過性の例えばガラスやポリカーボネート樹脂等からなる。基板２１を構成するガラスついては、白板ガラス、強化ガラス、倍強化ガラス、熱線反射ガラスなどが用いられるが、一般的には厚さ３ｍｍ〜５ｍｍ程度の白板強化ガラスが多く使用される。また基板２１を構成するガラスついて、ＧａＡｓやＣｄＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＳ等をドープしたガラス等で構成するようにしてもよい。また、この基板２１は、ポリカーボネート樹脂で構成する場合、厚みが５ｍｍ程度のものが多く使用される。   The inside of the substrate 21 is made of light transmissive glass, polycarbonate resin, or the like. As the glass constituting the substrate 21, white plate glass, tempered glass, double tempered glass, heat ray reflective glass and the like are used, but generally white plate tempered glass having a thickness of about 3 mm to 5 mm is often used. Further, the glass constituting the substrate 21 may be made of glass doped with GaAs, CdS, ZnSe, ZnS or the like. Further, when the substrate 21 is made of polycarbonate resin, a substrate having a thickness of about 5 mm is often used.

基板２１内には、図２に示すように波長変換体２２が多数に亘り含められている。この波長変換体２２は、基板２１内に入射された太陽光を吸収して近接場光を滲出する微粒子又は色素分子からなる。波長変換体２２を微粒子で構成する場合には、直径５０ｎｍ以下のＧａＡｓ、又は直径１０ｎｍ以下のＣｄＳｅからなる量子ドットで構成してもよい。また、波長変換体２２は、色素分子として、例えばローダミン等を使用するようにしてもよい。このローダミンとは、例えばエタノール、メタノールなどを溶媒とし、発振波長域が５６０ｎｍ〜６００ｎｍで、５３０ｎｍ付近に吸収ピークがあるレーザー用色素である。   A large number of wavelength converters 22 are included in the substrate 21 as shown in FIG. The wavelength converter 22 is made up of fine particles or dye molecules that absorb sunlight entering the substrate 21 and exude near-field light. When the wavelength converter 22 is composed of fine particles, it may be composed of quantum dots made of GaAs having a diameter of 50 nm or less or CdSe having a diameter of 10 nm or less. The wavelength converter 22 may use, for example, rhodamine as a dye molecule. This rhodamine is a laser dye having, for example, ethanol, methanol or the like as a solvent, an oscillation wavelength range of 560 nm to 600 nm, and an absorption peak near 530 nm.

透明電極膜１１は、ＳｎＯ２膜、ＩＴＯ膜、又はＺｎＯ膜などの透明導電性酸化物の膜で構成される。 The transparent electrode film 11 is made of a transparent conductive oxide film such as a SnO 2 film, an ITO film, or a ZnO film.

半導体層１５は、透明電極膜１１の上に形成されたｐ型半導体で構成されるｐ層１２、ｐ層１２の上に形成された発電層１３と、この発電層１３の上に形成されたn型半導体からなるｎ層１４を備えている。ちなみに、このｐ層１２、発電層１３、ｎ層はいずれもアモルファスシリコン層である。   The semiconductor layer 15 is formed on the p-layer 12 formed of the p-type semiconductor formed on the transparent electrode film 11, the power generation layer 13 formed on the p layer 12, and the power generation layer 13. An n layer 14 made of an n-type semiconductor is provided. Incidentally, the p layer 12, the power generation layer 13, and the n layer are all amorphous silicon layers.

ｐ層１２はｐ導電型決定不純物原子であるホウ素がドープされたシリコン又はシリコンカーバイトによって形成されている。ｐ層１２には、更に、ハロゲン原子もドープされていてもよい。   The p layer 12 is formed of silicon or silicon carbide doped with boron which is a p conductivity type determining impurity atom. The p layer 12 may be further doped with halogen atoms.

またｎ層１４は、シリコン、シリコンカーバイドなどのシリコン合金に、燐や窒素などに例示されるｎ導電型決定不純物原子をドープする事により形成される。   The n layer 14 is formed by doping a silicon alloy such as silicon or silicon carbide with n conductivity type determining impurity atoms exemplified by phosphorus, nitrogen and the like.

ちなみに、ｐ層１２とｎ層１４の中間にある発電層１３は、ｐｎ接合間に形成される空乏層とされていてもよいし、またｐ層１２とｎ層１４の間に別途形成されたi型半導体として構成されていてもよい。   Incidentally, the power generation layer 13 in the middle of the p layer 12 and the n layer 14 may be a depletion layer formed between the pn junctions or separately formed between the p layer 12 and the n layer 14. It may be configured as an i-type semiconductor.

また、ｐ層１２とｎ層１４は、発電層１３を介してその位置が入れ替わっていてもよい。即ち、透明電極膜１１の直上にｐ層１２が、また後述する裏面電極膜にｎ層１４が接触する構成となる。これは、後述する第２の実施形態においても同様である。   Further, the positions of the p layer 12 and the n layer 14 may be switched via the power generation layer 13. In other words, the p layer 12 is in contact with the transparent electrode film 11 and the n layer 14 is in contact with the back electrode film described later. The same applies to the second embodiment described later.

裏面電極膜１６は、電極としての機能を有する。裏面電極膜１６は、銀やアルミニウムなどの金属材料を用いて形成することができる。   The back electrode film 16 has a function as an electrode. The back electrode film 16 can be formed using a metal material such as silver or aluminum.

次に、本発明を適用した太陽電池２の動作について説明をする。先ず基板２１に入射された太陽光は、伝搬光として基板２１内を伝播していく。そして、この入射された伝搬光としての太陽光は、基板２１内に含められた波長変換体２２により吸収される。この波長変換体２２は、吸収した太陽光に基づいて近接場光を滲出させる。この波長変換体２２から滲出された近接場光により、非断熱過程が誘起されることになる。この非断熱過程とは、近接場光が非常に小さな寸法の空間内に局在し、空間的に急峻な光勾配を持つことを利用したものである。この非断熱過程により電子状態が吸収できないような１０００ｎｍ〜３０００ｎｍの波長の光であっても振動準位等を介した他段階遷移により電子状態を励起しうる。その結果発電に寄与する励起電子と正孔が生成される。生成された電子正孔対の一部は再結合し吸収された波長よりも短波長で発光するこのメカニズムで伝搬光を短波長に変換することが可能となる。   Next, operation | movement of the solar cell 2 to which this invention is applied is demonstrated. First, sunlight incident on the substrate 21 propagates through the substrate 21 as propagating light. The incident sunlight is absorbed by the wavelength converter 22 included in the substrate 21. This wavelength converter 22 exudes near-field light based on the absorbed sunlight. A non-adiabatic process is induced by the near-field light exuded from the wavelength converter 22. This non-adiabatic process utilizes the fact that near-field light is localized in a very small space and has a spatially steep light gradient. Even in the case of light having a wavelength of 1000 nm to 3000 nm that cannot absorb the electronic state due to this non-adiabatic process, the electronic state can be excited by other stage transitions through vibrational levels and the like. As a result, excited electrons and holes that contribute to power generation are generated. A part of the generated electron-hole pairs is recombined, and this mechanism that emits light at a wavelength shorter than the absorbed wavelength can convert the propagating light to a short wavelength.

このようにして、入射された太陽光としての伝搬光は、近接場光に変換され、さらにこの近接場光は再び伝搬光となって基板２１から出射することになる。この基板２１から出射された光は、発電部１３へ到達し、電力に変換されることになる。   In this way, the incident propagation light as sunlight is converted into near-field light, and this near-field light is emitted again from the substrate 21 as propagation light. The light emitted from the substrate 21 reaches the power generation unit 13 and is converted into electric power.

図３は、太陽光のスペクトル分布を示す。太陽光のスペクトルは紫外線から赤外線まで幅広く分布するが、例えばシリコンで構成される太陽電池２により発電効率の高い帯域は、４００ｎｍ〜７００ｎｍ程度である。このため、波長１０００ｎｍ〜３０００ｎｍもの長波長の光（赤外領域の光）は、太陽電池２により直接的に吸収することができない。しかしながら、本発明では、上述した構成からなる波長変換体２２を基板２１内に含めている。   FIG. 3 shows the spectral distribution of sunlight. The spectrum of sunlight is widely distributed from ultraviolet rays to infrared rays, but the band with high power generation efficiency by the solar cell 2 made of, for example, silicon is about 400 nm to 700 nm. For this reason, light having a wavelength of 1000 nm to 3000 nm (light in the infrared region) cannot be directly absorbed by the solar cell 2. However, in the present invention, the wavelength converter 22 having the above-described configuration is included in the substrate 21.

特にこの波長変換体２２を直径５０ｎｍ以下のＧａＡｓ、又は直径１０ｎｍ以下のＣｄＳｅからなる量子ドットで構成することにより、太陽電池２により通常、吸収可能な４００ｎｍ〜７００ｎｍの光はそのまま通過して発電部１３へ到達することになる。これに対して、波長１０００ｎｍ〜３０００ｎｍもの長波長の光や赤外領域の光は、波長変換体２２により吸収され、近接場光とされて上述した非断熱過程を経て短波長の伝搬光へと変換されることになる。これは、図３に示すように、太陽電池２により吸収可能な波長帯域が長波長側に拡大することに相当する。   In particular, when the wavelength converter 22 is composed of quantum dots made of GaAs having a diameter of 50 nm or less or CdSe having a diameter of 10 nm or less, light of 400 nm to 700 nm that can be normally absorbed by the solar cell 2 passes through as it is, and the power generation unit 13 will be reached. On the other hand, light having a wavelength as long as 1000 nm to 3000 nm or light in the infrared region is absorbed by the wavelength converter 22, is converted into near-field light, and passes through the above-described non-adiabatic process to propagation light having a short wavelength. Will be converted. As shown in FIG. 3, this corresponds to the expansion of the wavelength band that can be absorbed by the solar cell 2 to the long wavelength side.

このように、本発明を適用した太陽電池２では、波長１０００ｎｍ〜３０００ｎｍもの長波長の光を、発電層１３により吸収可能な短波長の光に変換することができる。その結果、図３に示すように量子効率を表す点線が長波長側にも拡大することになり、また、実効的な電力変換効率を示す二点鎖線も同様に長波長側へと拡大することになる。   Thus, in the solar cell 2 to which the present invention is applied, light having a wavelength as long as 1000 nm to 3000 nm can be converted into light having a short wavelength that can be absorbed by the power generation layer 13. As a result, as shown in FIG. 3, the dotted line indicating the quantum efficiency is expanded to the long wavelength side, and the two-dot chain line indicating the effective power conversion efficiency is similarly expanded to the long wavelength side. become.

このため、従来において、太陽電池の吸収スペクトルから逸脱していることから、太陽電池における発電に利用できないものとされてきた、波長１０００ｎｍ〜３０００ｎｍもの長波長の光を、本発明では発電に利用することが可能となり、電力変換効率を向上させることが可能となる。特にこの波長１０００ｎｍを超える、長波長の光の光子は、エネルギーが小さく、波長１８００ｎｍ程度では、太陽電池２における発電部１３の１cell当たりの開放電圧が０．７ｅＶと極めて低い。このため、太陽電池２から得られる電圧が０．７Ｖ程度である場合、この波長１８００ｎｍ程度の光を光電変換することにより、実効的な電力変換効率はほぼ１００％となる。このように、実効的な電力変換効率を向上させるためには、より長波長の光を受光し、これを電力に変換することが効果的であるが、本発明はそれを実現することが可能となる。   For this reason, in the present invention, light having a long wavelength of 1000 nm to 3000 nm, which has conventionally been deviated from the absorption spectrum of the solar cell and cannot be used for power generation in the solar cell, is used for power generation in the present invention. And power conversion efficiency can be improved. In particular, the photons of light having a long wavelength exceeding the wavelength of 1000 nm have low energy, and the open voltage per cell of the power generation unit 13 in the solar cell 2 is extremely low at 0.7 eV at a wavelength of about 1800 nm. For this reason, when the voltage obtained from the solar cell 2 is about 0.7 V, the effective power conversion efficiency becomes almost 100% by photoelectrically converting light having a wavelength of about 1800 nm. As described above, in order to improve the effective power conversion efficiency, it is effective to receive light having a longer wavelength and convert it into electric power, but the present invention can realize it. It becomes.

また、本発明では、上述の如き波長変換体２２を含ませた基板２１を容易するのみで、極めて簡単な構成で、低い製造労力かつ安価で、所期の効果を発揮させることが可能となる。   In the present invention, the substrate 21 including the wavelength converter 22 as described above is easily made, and the desired effect can be exhibited with a very simple configuration with low manufacturing labor and low cost. .

第２の実施形態Second embodiment

本発明の第２の実施形態は、図４に示すようなる太陽電池３に適用される。太陽電池３は、透明電極膜１１と、透明電極膜１１の表面に形成された半導体層１５と、半導体層１５上に形成された裏面電極膜１６と、透明電極膜１１における太陽光入射側表面に形成された遮蔽体３１とを備えている。半導体層１５は、透明電極膜１１の上に形成されたｐ型半導体で構成されるｐ層１２、ｐ層１２の上に形成された発電層１３と、この発電層１３の上に形成されたn型半導体からなるｎ層１４を備えている。この第２の実施形態において上述した第１の実施の形態と同一の構成要素、部材は、これと同一の符号を付すことにより、以下での説明を省略する。   The second embodiment of the present invention is applied to a solar cell 3 as shown in FIG. The solar cell 3 includes a transparent electrode film 11, a semiconductor layer 15 formed on the surface of the transparent electrode film 11, a back electrode film 16 formed on the semiconductor layer 15, and a sunlight incident side surface of the transparent electrode film 11. And a shield 31 formed in the above. The semiconductor layer 15 is formed on the p-layer 12 formed of the p-type semiconductor formed on the transparent electrode film 11, the power generation layer 13 formed on the p layer 12, and the power generation layer 13. An n layer 14 made of an n-type semiconductor is provided. In the second embodiment, the same components and members as those of the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

遮蔽体３１は、互いに５０ｎｍ以下の間隔で離間して配置される。この遮蔽体３１の高さは、５０〜１００ｎｍ程度であり、その材質は、ＡｌやＡｕを初めとした金属層で構成されていてもよい。この遮蔽体３１は、例えば真空蒸着法に基づいて、この透明電極膜１１における光入射側に蒸着させることにより作製される。ちなみに、この遮蔽体３１は、金属層の代替として、微粒子、量子ドット、色素分子等で構成されていてもよい。   The shields 31 are spaced apart from each other with an interval of 50 nm or less. The height of the shield 31 is about 50 to 100 nm, and the material thereof may be composed of a metal layer such as Al or Au. The shield 31 is produced by vapor deposition on the light incident side of the transparent electrode film 11 based on, for example, a vacuum vapor deposition method. Incidentally, the shield 31 may be composed of fine particles, quantum dots, dye molecules, or the like as an alternative to the metal layer.

また、この太陽電池３は、遮蔽体３１の間に、透明電極膜１１を露出させた近接場光滲出領域３２を形成している。   In the solar cell 3, a near-field light bleed region 32 in which the transparent electrode film 11 is exposed is formed between the shields 31.

このような構成からなる太陽電池３に対して、太陽光としての伝搬光を照射する。その結果、図４に示すように近接場光滲出領域３２において近接場光が滲出する。このとき、透明電極膜１１並びにｐ層１２を極めて薄く構成することにより、この滲出させた近接場光を発電層１３へと到達させることが可能となる。具体的には、透明電極膜１１並びにｐ層１２を合わせて５０ｎｍ以下で構成することにより、近接場光を発電層１３へと到達させることができる。ちなみに、この滲出させた近接場光は、透明電極膜１１並びにｐ層１２合わせて１００ｎｍ以下であっても、発電部１３へ到達する場合がある。   The solar cell 3 having such a configuration is irradiated with propagating light as sunlight. As a result, the near-field light oozes out in the near-field light bleed region 32 as shown in FIG. At this time, by forming the transparent electrode film 11 and the p layer 12 to be extremely thin, the exuded near-field light can reach the power generation layer 13. Specifically, the near-field light can reach the power generation layer 13 by configuring the transparent electrode film 11 and the p layer 12 to be 50 nm or less. Incidentally, the exuded near-field light may reach the power generation unit 13 even when the transparent electrode film 11 and the p layer 12 are 100 nm or less in total.

この第２の実施形態では、この発電部１３において到達させた近接場光により、非断熱過程を誘起させる。そして、この非断熱過程により、上述したメカニズムにより、波長１０００ｎｍ〜３０００ｎｍもの長波長の光を、発電層１３により吸収可能な短波長の光に変換することができる。ただしこの場合は再発光過程を経ないで生成された電子正孔対が直接発電に寄与する。その結果、図３に示すように量子効率を表す点線が長波長側にも拡大することになり、また、実効的な電力変換効率を示す二点鎖線も同様に長波長側へと拡大することになる。   In the second embodiment, the non-adiabatic process is induced by the near-field light reached in the power generation unit 13. Through this non-adiabatic process, light having a wavelength as long as 1000 nm to 3000 nm can be converted into light having a short wavelength that can be absorbed by the power generation layer 13 by the mechanism described above. In this case, however, electron-hole pairs generated without going through the re-emission process directly contribute to power generation. As a result, as shown in FIG. 3, the dotted line indicating the quantum efficiency is expanded to the long wavelength side, and the two-dot chain line indicating the effective power conversion efficiency is similarly expanded to the long wavelength side. become.

また、この第２の実施形態では、発電層１３へ近接場光を滲出させる近接場光滲出手段として、遮蔽体３１を設ける代わりに、図５に示すように互いに５０ｎｍ以下の間隔で透明電極膜１１を互いに離間させて配置するようにしてもよい。これにより、透明電極膜１１間に半導体層１５を露出させた近接場光滲出領域３２を形成させることが可能となる。   Further, in this second embodiment, instead of providing the shielding body 31 as a near-field light leaching means for leaching the near-field light to the power generation layer 13, as shown in FIG. 11 may be arranged apart from each other. Thereby, it is possible to form the near-field light bleed region 32 in which the semiconductor layer 15 is exposed between the transparent electrode films 11.

この図５に示す構成からなる太陽電池３に対して、太陽光としての伝搬光を照射する。その結果、図５に示すように近接場光滲出領域３２において近接場光が滲出する。このとき、ｐ層１２を極めて薄く構成することにより、この滲出させた近接場光を発電層１３へと到達させることが可能となる。具体的には、ｐ層１２を５０ｎｍ以下で構成することにより、近接場光を発電層１３へと到達させることができる。ちなみに、この滲出させた近接場光は、ｐ層１２が１００ｎｍ以下であっても、発電部１３へ到達する場合がある。この図５に示す構成においても上述と同様の効果を奏することになる。   The propagating light as sunlight is applied to the solar cell 3 having the configuration shown in FIG. As a result, the near-field light oozes out in the near-field light bleed region 32 as shown in FIG. At this time, the p-layer 12 is configured to be extremely thin, so that the exuded near-field light can reach the power generation layer 13. Specifically, the near-field light can reach the power generation layer 13 by configuring the p layer 12 to be 50 nm or less. Incidentally, the exuded near-field light may reach the power generation unit 13 even when the p layer 12 is 100 nm or less. The configuration shown in FIG. 5 also has the same effect as described above.

また、この第２の実施形態では、発電層１３へ近接場光を滲出させる近接場光滲出手段として、図６に示すように、半導体層１５と透明電極膜１１との接合界面を、互いに５０ｎｍ以下のピッチで形成した凹凸３３で構成してもよい。その結果、太陽光の入射に基づいて凹凸３３におけるエッジ部分から近接場光を滲出させることが可能となる。このとき、ｐ層１２を極めて薄く構成することにより、この滲出させた近接場光を発電層１３へと到達させることが可能となる。具体的には、ｐ層１２を５０ｎｍ以下で構成することにより、近接場光を発電層１３へと到達させることができ、上述と同様の効果を奏することになる。   Further, in the second embodiment, as a near-field light leaching means for leaching near-field light to the power generation layer 13, as shown in FIG. 6, the bonding interface between the semiconductor layer 15 and the transparent electrode film 11 is 50 nm to each other. You may comprise the unevenness | corrugation 33 formed with the following pitches. As a result, it becomes possible to exude near-field light from the edge portion of the unevenness 33 based on the incidence of sunlight. At this time, the p-layer 12 is configured to be extremely thin, so that the exuded near-field light can reach the power generation layer 13. Specifically, by configuring the p layer 12 to be 50 nm or less, near-field light can reach the power generation layer 13 and the same effect as described above can be obtained.

また、この第２の実施形態では、発電層１３へ近接場光を滲出させる近接場光滲出手段として、図７に示すように、半導体層１５に含められてなる微粒子３４で構成するようにしてもよい。この微粒子３４が太陽光を吸収して近接場光を滲出させ、上述した非断熱過程を誘起させることが可能となる。ちなみに、この微粒子３４としては量子ドットを用いるようにしてもよい。また、この微粒子３４の代替として、金属層や色素分子を用いてもよいことは勿論である。   In the second embodiment, the near-field light leaching means for leaching the near-field light to the power generation layer 13 is constituted by fine particles 34 included in the semiconductor layer 15 as shown in FIG. Also good. The fine particles 34 absorb sunlight and ooze near-field light, thereby inducing the above-described non-adiabatic process. Incidentally, quantum dots may be used as the fine particles 34. Of course, as an alternative to the fine particles 34, a metal layer or a dye molecule may be used.

図９は、透明電極膜１１から、その直上にあるｎ層１４内まで削り取ることにより形成した凹部６１の例を示している。本発明を適用した太陽電池２においては、凹部６１を形成させることにより、光電流増加率をより向上させることができる。   FIG. 9 shows an example of a recess 61 formed by scraping from the transparent electrode film 11 to the n layer 14 immediately above it. In the solar cell 2 to which the present invention is applied, the photocurrent increase rate can be further improved by forming the recess 61.

検証実験として、図１０に示すような試験体を作成した。この試験体は、上から透明電極膜１１、ｎ層１４、発電層１３、ｐ層１２、裏面電極膜１６が順に形成されてなり、実験例１では、凹部６１を透明電極膜１１から発電層１３内まで深く形成した例を、また実験例２、３では、凹部６１を透明電極膜１１からｎ層１４内まで削り取ることにより構成した例を示している。ちなみに、実験例２では、ｎ層１４内における凹部６１の底面６１ａから発電層１３に至るまでの厚さｔｍは７５ｎｍとしたものであり、実験例３では、ｎ層１４内における凹部６１の底面６１ａから発電層１３に至るまでの厚さｔｍは１７５ｎｍとしたものである。何れも凹部６１の断面積は、約１００ｎｍ×１００ｎｍ＝１００００ｎｍ２としている。 As a verification experiment, a test body as shown in FIG. 10 was prepared. In this test body, the transparent electrode film 11, the n layer 14, the power generation layer 13, the p layer 12, and the back electrode film 16 are formed in this order from the top. In the example formed deeply into 13, and in Experimental Examples 2 and 3, an example is shown in which the concave portion 61 is scraped from the transparent electrode film 11 into the n layer 14. Incidentally, in Experimental Example 2, the thickness tm from the bottom surface 61a of the recess 61 in the n layer 14 to the power generation layer 13 is 75 nm. In Experimental Example 3, the bottom surface of the recess 61 in the n layer 14 is used. The thickness tm from 61a to the power generation layer 13 is 175 nm. In any case, the cross-sectional area of the recess 61 is about 100 nm × 100 nm = 10000 nm 2 .

凹部６１の形成方法としては、例えば電子線描画装置によりＥＢレジストでドット状のマスクを作り、誘電結合プラズマを用いたドライエッチングにより加工を行うようにしてもよい。エッチングガスとしては、例えばフッ素系ガスや塩素系ガスを使用する。   As a method for forming the recess 61, for example, a dot-shaped mask may be formed with an EB resist using an electron beam drawing apparatus, and processing may be performed by dry etching using dielectric coupled plasma. As the etching gas, for example, fluorine gas or chlorine gas is used.

このような凹部６１をそれぞれ形成された各実験例１〜３における光電流の増加率の測定結果を図１０に示す。この図１０より、実験例２が最も光電流の増加率が上昇しているのが分かる。   The measurement result of the increase rate of the photocurrent in each of Experimental Examples 1 to 3 in which such a recess 61 is formed is shown in FIG. From FIG. 10, it can be seen that the rate of increase in photocurrent is highest in Experimental Example 2.

実験例１の場合には、凹部６１が発電層１３内まで削孔されていることから、電流を生み出す空乏層としての役割を担う発電層１３が少なくなることから、光電流が減少してしまう。   In the case of Experimental Example 1, since the recess 61 is drilled to the inside of the power generation layer 13, the power generation layer 13 that plays a role as a depletion layer that generates current is reduced, and thus the photocurrent is reduced. .

実験例２では、凹部６１の底面６１ａにおける角部から近接場光を発生させることが可能となる。しかもこの底面６１ａから発電層１３に至る厚みｔｍが７５ｎｍと薄いことから、発電層１３近傍において近接場光を発生させることができ、その結果、光電流を増加させることが可能となる。   In Experimental Example 2, it is possible to generate near-field light from the corner portion of the bottom surface 61a of the recess 61. Moreover, since the thickness tm from the bottom surface 61a to the power generation layer 13 is as thin as 75 nm, near-field light can be generated in the vicinity of the power generation layer 13, and as a result, the photocurrent can be increased.

実験例３では、凹部６１の底面６１ａにおける角部から近接場光を発生させることが可能となる。しかしこの底面６１ａから発電層１３に至る厚みｔｍが１７５ｎｍと比較的厚いことから、発電層１３から離れた部位において近接場光を発生させることとなり、その結果、光電流をあまり増加させることができない。   In Experimental Example 3, it is possible to generate near-field light from a corner portion of the bottom surface 61a of the recess 61. However, since the thickness tm from the bottom surface 61a to the power generation layer 13 is relatively thick at 175 nm, near-field light is generated at a site away from the power generation layer 13, and as a result, the photocurrent cannot be increased so much. .

即ち、凹部６１について、ｎ層１４内においてその底面６１ａが発電層１３の近傍となるように形成することにより、発電層１３近傍において近接場光を発生させることができ、その結果、光電流を増加させることが可能となる。   That is, by forming the recess 61 so that its bottom surface 61a is in the vicinity of the power generation layer 13 in the n layer 14, near-field light can be generated in the vicinity of the power generation layer 13, and as a result, the photocurrent is reduced. It can be increased.

なお、この厚みｔｍは、３０〜３００ｎｍであれば、少なくとも光電流を増加させることができる。また、より効果的に光電流を増加させるためには、凹部６１の断面積は９００〜４００００ｎｍ２であり、厚さｔｍは５０〜１００ｎｍとすることが望ましい。この範囲であれば、図１０における実験例２とほぼ同様の光電流が得られることを確認している。 In addition, if this thickness tm is 30-300 nm, a photocurrent can be increased at least. In order to increase the photocurrent more effectively, it is desirable that the cross-sectional area of the recess 61 is 900 to 40000 nm 2 and the thickness tm is 50 to 100 nm. Within this range, it has been confirmed that a photocurrent substantially similar to that of Experimental Example 2 in FIG. 10 can be obtained.

なお、この実施例は、図１１に示すように、上から透明電極膜１１、ｐ層１２、発電層１３、ｎ層１４、裏面電極膜１６が順に形成されている場合においても同様である。かかる場合には、透明電極膜１１から、その直上にあるｐ層１２内まで形成された凹部６１が存在し、ｐ層１２内における凹部６１の底面６１ａから発電層１３に至るまでの厚さｔｍが３０〜３００ｎｍであることを条件とする。このときも同様に、凹部６１の断面積は９００〜４００００ｎｍ２であり、厚さｔｍは５０〜１００ｎｍとすることが望ましい。この範囲であれば、図１０における実験例２とほぼ同様の光電流が得られることを確認している。 In addition, this Example is the same also when the transparent electrode film 11, the p layer 12, the power generation layer 13, the n layer 14, and the back electrode film 16 are sequentially formed from the top as shown in FIG. In such a case, there is a recess 61 formed from the transparent electrode film 11 to the p layer 12 immediately above it, and the thickness tm from the bottom surface 61a of the recess 61 to the power generation layer 13 in the p layer 12. Is 30 to 300 nm. Similarly, the cross-sectional area of the recess 61 is 900 to 40000 nm 2 and the thickness tm is preferably 50 to 100 nm. Within this range, it has been confirmed that a photocurrent substantially similar to that of Experimental Example 2 in FIG. 10 can be obtained.

２ 太陽電池
１１ 透明電極膜
１２ ｐ層
１３ 発電層
１４ ｎ層
１５ 半導体層
１６ 裏面電極膜
２１ 基板
２２ 波長変換体
６１ 凹部 2 Solar cell 11 Transparent electrode film 12 P layer 13 Power generation layer 14 N layer 15 Semiconductor layer 16 Back electrode film 21 Substrate 22 Wavelength converter 61 Recess

Claims (12)

太陽光エネルギーを電力に変換する太陽電池において、
光透過性の基板と、
上記基板内に含められた波長変換体と、
上記基板上に設けられた透明電極膜と、
上記透明電極膜の表面に形成された、ｐ層、発電層及びｎ層を含む半導体層と、
上記半導体層上に形成された裏面電極膜とを備え、
上記波長変換体は、上記基板内に入射された太陽光を吸収して近接場光を滲出する微粒子又は色素分子からなり、滲出させた上記近接場光により誘起された非断熱過程に基づいて、上記太陽光のうち波長１０００ｎｍ〜３０００ｎｍの光を、上記発電層の吸収可能帯域まで変換すること
を特徴とする太陽電池。 In solar cells that convert solar energy into electricity,
A light transmissive substrate;
A wavelength converter included in the substrate;
A transparent electrode film provided on the substrate;
A semiconductor layer including a p layer, a power generation layer, and an n layer formed on the surface of the transparent electrode film;
A back electrode film formed on the semiconductor layer,
The wavelength converter is composed of fine particles or dye molecules that absorb sunlight incident into the substrate and exude the near-field light, and based on a non-adiabatic process induced by the exuded near-field light, The solar cell characterized by converting light having a wavelength of 1000 nm to 3000 nm into the absorbable band of the power generation layer. 上記波長変換体は、直径５０ｎｍ以下のＧａＡｓ、又は直径１０ｎｍ以下のＣｄＳｅからなる量子ドットであること
を特徴とする請求項１記載の太陽電池。 The solar cell according to claim 1, wherein the wavelength converter is a quantum dot made of GaAs having a diameter of 50 nm or less or CdSe having a diameter of 10 nm or less. 太陽光エネルギーを電力に変換する太陽電池において、
透明電極膜と、
上記透明電極膜の表面に形成された、ｐ層、発電層及びｎ層を含む半導体層と、
上記半導体層上に形成された裏面電極膜と、
入射された上記太陽光に基づいて上記発電層へ近接場光を滲出させる近接場光滲出手段とを備え、
滲出させた上記近接場光により誘起された非断熱過程に基づいて、上記太陽光のうち波長１０００ｎｍ〜３０００ｎｍの光を、上記発電層の吸収可能帯域まで変換すること
を特徴とする太陽電池。 In solar cells that convert solar energy into electricity,
A transparent electrode film;
A semiconductor layer including a p layer, a power generation layer, and an n layer formed on the surface of the transparent electrode film;
A back electrode film formed on the semiconductor layer;
Comprising near-field light leaching means for leaching near-field light to the power generation layer based on the incident sunlight,
Based on the non-adiabatic process induced by the exuded near-field light, light having a wavelength of 1000 nm to 3000 nm is converted to the absorbable band of the power generation layer in the sunlight. 上記近接場光滲出手段は、上記透明電極における太陽光入射側表面において、互いに５０ｎｍ以下の間隔で離間して配置される遮蔽体として構成され、その遮蔽体間に形成されてなる上記透明電極膜を露出させた近接場光滲出領域に対して、上記太陽光の入射に基づいて上記近接場光を滲出させること
を特徴とする請求項３記載の太陽電池。 The near-field light oozing means is configured as a shield that is arranged at a distance of 50 nm or less from the sunlight incident side surface of the transparent electrode, and the transparent electrode film formed between the shields 4. The solar cell according to claim 3, wherein the near-field light is exposed to the exposed near-field light exudation region based on the incident sunlight. 上記遮蔽体は、金属層、微粒子、量子ドット、色素分子の何れかであること
を特徴とする請求項４記載の太陽電池。 The solar cell according to claim 4, wherein the shield is any one of a metal layer, fine particles, quantum dots, and dye molecules. 上記近接場光滲出手段は、互いに５０ｎｍ以下の間隔で上記透明電極膜を互いに離間させて配置することにより構成され、上記透明電極膜間に形成されてなる上記半導体層を露出させた近接場光滲出領域に対して、上記太陽光の入射に基づいて上記近接場光を滲出させること
を特徴とする請求項３記載の太陽電池。 The near-field light exuding means is configured by arranging the transparent electrode films apart from each other at an interval of 50 nm or less, and exposes the semiconductor layer formed between the transparent electrode films. The solar cell according to claim 3, wherein the near-field light is exuded to the exudation region based on the incidence of the sunlight. 上記近接場光滲出手段は、上記透明電極膜から、その直上にある上記ｐ層内まで形成された凹部であり、上記ｐ層内における上記凹部底面から発電層に至るまでの厚さは３０〜３００ｎｍであること
を特徴とする請求項３記載の太陽電池。 The near-field light oozing means is a recess formed from the transparent electrode film to the p layer immediately above the transparent electrode film, and the thickness from the bottom of the recess to the power generation layer in the p layer is 30 to The solar cell according to claim 3, wherein the solar cell is 300 nm. 上記凹部の断面積は９００〜４００００ｎｍ２であり、
上記ｐ層内における上記凹部底面から発電層に至るまでの厚さは５０〜１００ｎｍであること
を特徴とする請求項７記載の太陽電池。 The cross-sectional area of the recess is 900-40000 nm 2 ,
The solar cell according to claim 7, wherein a thickness from the bottom surface of the recess to the power generation layer in the p layer is 50 to 100 nm. 上記近接場光滲出手段は、上記透明電極膜から、その直上にある上記ｎ層内まで形成された凹部であり、上記ｎ層内における上記凹部底面から発電層に至るまでの厚さは３０〜３００ｎｍであること
を特徴とする請求項３記載の太陽電池。 The near-field light oozing means is a recess formed from the transparent electrode film to the n layer immediately above the transparent electrode film, and the thickness from the recess bottom to the power generation layer in the n layer is 30 to The solar cell according to claim 3, wherein the solar cell is 300 nm. 上記凹部の断面積は９００〜４００００ｎｍ２であり、
上記ｎ層内における上記凹部底面から発電層に至るまでの厚さは５０〜１００ｎｍであること
を特徴とする請求項９記載の太陽電池。 The cross-sectional area of the recess is 900-40000 nm 2 ,
The solar cell according to claim 9, wherein a thickness from the bottom surface of the recess to the power generation layer in the n layer is 50 to 100 nm. 上記近接場光滲出手段は、上記半導体層と上記透明電極膜との接合界面を、互いに５０ｎｍ以下のピッチで形成した凹凸で構成され、
上記太陽光の入射に基づいて上記凹凸におけるエッジ部分から上記近接場光を滲出させること
を特徴とする請求項３記載の太陽電池。 The near-field light leaching means is composed of concavities and convexities formed at a pitch of 50 nm or less between the bonding interface between the semiconductor layer and the transparent electrode film,
The solar cell according to claim 3, wherein the near-field light is oozed from an edge portion of the unevenness based on the incidence of sunlight. 上記近接場光滲出手段は、上記半導体層に含められてなり、入射された太陽光を吸収して近接場光を滲出する金属層、微粒子、量子ドット、色素分子の何れかからなること
を特徴とする請求項３記載の太陽電池。
The near-field light leaching means is included in the semiconductor layer, and includes any one of a metal layer, fine particles, quantum dots, and dye molecules that absorb incident sunlight and ooze near-field light. The solar cell according to claim 3.
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