JP2002097365A - 薄膜多結晶シリコン太陽電池用絶縁基板及びその製造方法 - Google Patents
薄膜多結晶シリコン太陽電池用絶縁基板及びその製造方法Info
- Publication number
- JP2002097365A JP2002097365A JP2000289879A JP2000289879A JP2002097365A JP 2002097365 A JP2002097365 A JP 2002097365A JP 2000289879 A JP2000289879 A JP 2000289879A JP 2000289879 A JP2000289879 A JP 2000289879A JP 2002097365 A JP2002097365 A JP 2002097365A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin
- film
- silicon solar
- resin layer
- inorganic filler
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/546—Polycrystalline silicon PV cells
Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 シリコーン系樹脂層の表面にテクスチャー構
造をつけることにより光電変換効率を向上させ、可撓
性、耐熱性にも優れた薄膜多結晶シリコン太陽電池用絶
縁基板を提供する。 【構成】 この薄膜多結晶シリコン太陽電池用絶縁基板
は、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を主骨格とし、アルキル基，ア
ルケニル基，フェニル基等が側鎖として付加されたシリ
コーン系樹脂に平均粒径３〜３００ｎｍの無機充填材を
５〜３０質量％配合したシリコーン系樹脂層が金属基板
の表面に形成され、シリコーン系樹脂層の表面粗さがＲ
max：０．３〜１．５μｍに調整されている。無機充填
材には、シリカ，酸化チタン，アルミナ等が使用され
る。
造をつけることにより光電変換効率を向上させ、可撓
性、耐熱性にも優れた薄膜多結晶シリコン太陽電池用絶
縁基板を提供する。 【構成】 この薄膜多結晶シリコン太陽電池用絶縁基板
は、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を主骨格とし、アルキル基，ア
ルケニル基，フェニル基等が側鎖として付加されたシリ
コーン系樹脂に平均粒径３〜３００ｎｍの無機充填材を
５〜３０質量％配合したシリコーン系樹脂層が金属基板
の表面に形成され、シリコーン系樹脂層の表面粗さがＲ
max：０．３〜１．５μｍに調整されている。無機充填
材には、シリカ，酸化チタン，アルミナ等が使用され
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐熱性，絶縁性に優
れ、テクスチャー効果によって高い光電変換効率を示す
薄膜多結晶シリコン太陽電池用絶縁基板に関する。
れ、テクスチャー効果によって高い光電変換効率を示す
薄膜多結晶シリコン太陽電池用絶縁基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】環境負荷の少ない太陽電池は、クリーン
な石油代替エネルギーとして大きな期待が寄せられてい
る。これまで各種の太陽電池が開発されているが，主流
はシリコン半導体であり，バルク型と薄膜型に二分され
る。バルク型の単結晶シリコン，多結晶シリコンは、シ
リコンの使用量が多く、原料の調達価格が半導体の生産
動向に大きく左右される虞がある。これに対し、薄膜型
の代表であるアモルファスシリコンは、半導体層が約１
μｍ程度と薄いため、シリコンの使用量が少なく、省資
源，省エネルギーでの製造でき低コスト化が可能であ
る。しかし、バルク型の単結晶シリコン，多結晶シリコ
ンを用いた太陽電池と比較すると、光電変換効率が低
い。
な石油代替エネルギーとして大きな期待が寄せられてい
る。これまで各種の太陽電池が開発されているが，主流
はシリコン半導体であり，バルク型と薄膜型に二分され
る。バルク型の単結晶シリコン，多結晶シリコンは、シ
リコンの使用量が多く、原料の調達価格が半導体の生産
動向に大きく左右される虞がある。これに対し、薄膜型
の代表であるアモルファスシリコンは、半導体層が約１
μｍ程度と薄いため、シリコンの使用量が少なく、省資
源，省エネルギーでの製造でき低コスト化が可能であ
る。しかし、バルク型の単結晶シリコン，多結晶シリコ
ンを用いた太陽電池と比較すると、光電変換効率が低
い。
【０００３】アモルファスシリコン太陽電池の光電変換
効率を高めるため、アモルファスシリコンが形成される
下部電極や基板に関する改良が従来から種々提案されて
いる。たとえば、下部電極を凹凸のある表面形態（テク
スチャー構造）にすると入射光が下部電極表面で多重散
乱反射し、効率よく電力に変換される（特開平３−６２
９７４号公報）。また、金属基板上に絶縁性微粒子を分
散させた有機シリケートを塗布し、絶縁皮膜自体をテク
スチャー構造にすることによっても光電変換効率が向上
する（特許登録第２６６３４１４号明細書）。
効率を高めるため、アモルファスシリコンが形成される
下部電極や基板に関する改良が従来から種々提案されて
いる。たとえば、下部電極を凹凸のある表面形態（テク
スチャー構造）にすると入射光が下部電極表面で多重散
乱反射し、効率よく電力に変換される（特開平３−６２
９７４号公報）。また、金属基板上に絶縁性微粒子を分
散させた有機シリケートを塗布し、絶縁皮膜自体をテク
スチャー構造にすることによっても光電変換効率が向上
する（特許登録第２６６３４１４号明細書）。
【０００４】ところで、太陽電池の普及が最も期待され
る住宅用太陽光発電システムを用いた屋根一体型の太陽
電池を想定すると、波型形状等に加工できるフレキシブ
ルな金属基板の使用が望ましい。金属基板は、ガラス板
に比較して可撓性に優れ、樹脂フィルムにない耐熱性を
もつことが長所である。
る住宅用太陽光発電システムを用いた屋根一体型の太陽
電池を想定すると、波型形状等に加工できるフレキシブ
ルな金属基板の使用が望ましい。金属基板は、ガラス板
に比較して可撓性に優れ、樹脂フィルムにない耐熱性を
もつことが長所である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】アモルファスシリコン
太陽電池の光電変換効率を高めるために下部電極や絶縁
皮膜にテクスチャー構造をつけた場合でも、光電変換効
率が最大９．５％程度に過ぎず、更に高効率の薄膜型太
陽電池の開発が要望されている。そこで、薄膜型の長所
である低コスト化を活かしつつ、高効率化が期待できる
薄膜多結晶シリコン太陽電池が注目され、開発が進めら
れている。薄膜多結晶シリコン太陽電池の製造過程でシ
リコンを基板に堆積する際の加熱温度を、従来のアモル
ファスシリコン堆積時の温度２００〜３００℃に比較し
て高温の５００〜５５０℃に設定すると、堆積したシリ
コンが多結晶化し光電変換効率が向上する。しかし、現
状の薄膜多結晶シリコン太陽電池の光電変換効率は１２
％程度であり、単結晶シリコン太陽電池（１８％），多
結晶シリコン太陽電池（１５％）の光電変換効率に比較
すると依然として低い値である。
太陽電池の光電変換効率を高めるために下部電極や絶縁
皮膜にテクスチャー構造をつけた場合でも、光電変換効
率が最大９．５％程度に過ぎず、更に高効率の薄膜型太
陽電池の開発が要望されている。そこで、薄膜型の長所
である低コスト化を活かしつつ、高効率化が期待できる
薄膜多結晶シリコン太陽電池が注目され、開発が進めら
れている。薄膜多結晶シリコン太陽電池の製造過程でシ
リコンを基板に堆積する際の加熱温度を、従来のアモル
ファスシリコン堆積時の温度２００〜３００℃に比較し
て高温の５００〜５５０℃に設定すると、堆積したシリ
コンが多結晶化し光電変換効率が向上する。しかし、現
状の薄膜多結晶シリコン太陽電池の光電変換効率は１２
％程度であり、単結晶シリコン太陽電池（１８％），多
結晶シリコン太陽電池（１５％）の光電変換効率に比較
すると依然として低い値である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような問
題を解消すべく案出されたものであり、可撓性，耐熱性
に優れた絶縁金属板の長所を活用しながら、絶縁金属板
上に設けた絶縁層の表面粗さを調整することにより、テ
クスチャー効果によって高い光電変換効率を呈する薄膜
多結晶シリコン太陽電池用絶縁基板を提供することを目
的とする。
題を解消すべく案出されたものであり、可撓性，耐熱性
に優れた絶縁金属板の長所を活用しながら、絶縁金属板
上に設けた絶縁層の表面粗さを調整することにより、テ
クスチャー効果によって高い光電変換効率を呈する薄膜
多結晶シリコン太陽電池用絶縁基板を提供することを目
的とする。
【０００７】本発明の薄膜多結晶シリコン太陽電池用絶
縁基板は、その目的を達成するため、一般式 で表されるＳｉ−Ｏ−Ｓｉを主骨格とするシリコーン系
樹脂に平均粒径３〜３００ｎｍの無機充填材が５〜３０
質量％の割合で配合されたシリコーン系樹脂層が金属基
板の表面に形成されており、該シリコーン系樹脂層の表
面粗さＲmax：０．３〜１．５μｍに調整されているこ
とを特徴とする。
縁基板は、その目的を達成するため、一般式 で表されるＳｉ−Ｏ−Ｓｉを主骨格とするシリコーン系
樹脂に平均粒径３〜３００ｎｍの無機充填材が５〜３０
質量％の割合で配合されたシリコーン系樹脂層が金属基
板の表面に形成されており、該シリコーン系樹脂層の表
面粗さＲmax：０．３〜１．５μｍに調整されているこ
とを特徴とする。
【０００８】無機充填材としては、シリカ，酸化チタ
ン，アルミナの１種又は２種以上が使用される。金属基
板には、ステンレス鋼板，普通鋼板，溶融アルミニウム
めっき鋼板，溶融アルミニウムめっきステンレス鋼板，
アルミニウム板，銅板等が使用される。シリコーン系塗
料の塗布に先立って、水洗，湯洗，アルカリ又は有機溶
剤による脱脂，酸洗，塗布型クロメート処理等の前処理
を金属基板に施しておくことが好ましい。
ン，アルミナの１種又は２種以上が使用される。金属基
板には、ステンレス鋼板，普通鋼板，溶融アルミニウム
めっき鋼板，溶融アルミニウムめっきステンレス鋼板，
アルミニウム板，銅板等が使用される。シリコーン系塗
料の塗布に先立って、水洗，湯洗，アルカリ又は有機溶
剤による脱脂，酸洗，塗布型クロメート処理等の前処理
を金属基板に施しておくことが好ましい。
【０００９】
【作用】本発明に従った薄膜多結晶シリコン太陽電池用
絶縁基板は、金属板表面に形成されたシリコーン系樹脂
層を絶縁皮膜とし、シリコーン系樹脂層の表面粗さをＲ
max：０．３〜１．５μｍに調整している。表面粗さＲ
maxの調整によってシリコーン系樹脂層に入射する太陽
光の多重散乱が促進され、斜め方向の進行によって実効
的な光路長も長くなるテクスチャー効果が発現し、凹凸
がほとんどないシリコーン系樹脂層に比較して著しく高
い光電変換効率が得られる。シリコーン系樹脂層にテク
スチャー構造を付けることによって光電変換効率を向上
させること自体は、特許登録第２６６３４１４号明細書
でも開示されているところであるが、ここで使用されて
いるシリコーン系樹脂は５００〜５５０℃の高温加熱に
よって熱分解するため、薄膜多結晶シリコン太陽電池用
絶縁基板用の絶縁皮膜としては不適である。
絶縁基板は、金属板表面に形成されたシリコーン系樹脂
層を絶縁皮膜とし、シリコーン系樹脂層の表面粗さをＲ
max：０．３〜１．５μｍに調整している。表面粗さＲ
maxの調整によってシリコーン系樹脂層に入射する太陽
光の多重散乱が促進され、斜め方向の進行によって実効
的な光路長も長くなるテクスチャー効果が発現し、凹凸
がほとんどないシリコーン系樹脂層に比較して著しく高
い光電変換効率が得られる。シリコーン系樹脂層にテク
スチャー構造を付けることによって光電変換効率を向上
させること自体は、特許登録第２６６３４１４号明細書
でも開示されているところであるが、ここで使用されて
いるシリコーン系樹脂は５００〜５５０℃の高温加熱に
よって熱分解するため、薄膜多結晶シリコン太陽電池用
絶縁基板用の絶縁皮膜としては不適である。
【００１０】この点、本発明で使用するシリコーン系樹
脂は、前掲した構造式に示すようにＳｉ−Ｏ−Ｓｉを主
骨格としており、無機質充填材に対して分散性，親和性
に優れている。分解温度（約４２０℃）以上に加熱され
ると徐々に分解してシリカに変化するが、残存するシリ
カは無機質充填材と互いに結合し強固な塗膜を形成す
る。しかも、ヒートクラックを防止する程度の柔軟性が
あり、塗膜の結合全体に対する無機結合の比率が高いた
めに熱安定性にも優れており、複合酸化物の添加によっ
て塗膜全体の無機結合比率が高められ、完全無機化に近
づいた皮膜になっている。
脂は、前掲した構造式に示すようにＳｉ−Ｏ−Ｓｉを主
骨格としており、無機質充填材に対して分散性，親和性
に優れている。分解温度（約４２０℃）以上に加熱され
ると徐々に分解してシリカに変化するが、残存するシリ
カは無機質充填材と互いに結合し強固な塗膜を形成す
る。しかも、ヒートクラックを防止する程度の柔軟性が
あり、塗膜の結合全体に対する無機結合の比率が高いた
めに熱安定性にも優れており、複合酸化物の添加によっ
て塗膜全体の無機結合比率が高められ、完全無機化に近
づいた皮膜になっている。
【００１１】そのため、形成された絶縁皮膜は全体的に
熱安定性が向上し、５００℃程度に加熱しても熱分解に
よって発生するガス量が低減される。実際、熱重量分析
により絶縁皮膜の重量減少を測定しても、昇温速度１０
℃／分で加熱したときの５００℃での重量減少量が５％
以下に留まり、熱分解で発生するガスによる悪影響がみ
られない。したがって、安定した特性を呈する絶縁皮膜
となり、しかもテクスチャー構造によって光電変換効率
が向上する。
熱安定性が向上し、５００℃程度に加熱しても熱分解に
よって発生するガス量が低減される。実際、熱重量分析
により絶縁皮膜の重量減少を測定しても、昇温速度１０
℃／分で加熱したときの５００℃での重量減少量が５％
以下に留まり、熱分解で発生するガスによる悪影響がみ
られない。したがって、安定した特性を呈する絶縁皮膜
となり、しかもテクスチャー構造によって光電変換効率
が向上する。
【００１２】
【実施の形態】本発明で使用するシリコーン系樹脂は、
前掲の一般式で表されるＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を主骨格に
し、側鎖の有機結合と無機系顔料の添加により柔軟性を
付与している。側鎖に導入される基としては、熱的安定
性を考慮すると側鎖全てを耐熱性に優れたフェニル基と
することが考えられるが、下地金属と塗膜との密着性を
確保する上で焼付け時に結合が切れる低級アルキル基が
必要となるため、側鎖の一部にアルキル基，アルケニル
基が結合した樹脂が使用される。シリコーン系樹脂に対
し平均粒径３〜３００ｎｍの無機充填材が５〜３０質量
％の割合で配合される。無機充填材としては、耐熱性に
優れ、比較的安価なシリカ，酸化チタン，アルミナ等が
使用される。無機充填材の粒子径状は，アスペクト比の
大きな鱗片状や繊維状よりも、先鋭なエッジのない球状
に近いものが好ましい。
前掲の一般式で表されるＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を主骨格に
し、側鎖の有機結合と無機系顔料の添加により柔軟性を
付与している。側鎖に導入される基としては、熱的安定
性を考慮すると側鎖全てを耐熱性に優れたフェニル基と
することが考えられるが、下地金属と塗膜との密着性を
確保する上で焼付け時に結合が切れる低級アルキル基が
必要となるため、側鎖の一部にアルキル基，アルケニル
基が結合した樹脂が使用される。シリコーン系樹脂に対
し平均粒径３〜３００ｎｍの無機充填材が５〜３０質量
％の割合で配合される。無機充填材としては、耐熱性に
優れ、比較的安価なシリカ，酸化チタン，アルミナ等が
使用される。無機充填材の粒子径状は，アスペクト比の
大きな鱗片状や繊維状よりも、先鋭なエッジのない球状
に近いものが好ましい。
【００１３】無機充填材の配合によって絶縁皮膜の表面
に微細な凹凸が生じるが、高い光電変換効率を発現する
テクスチャー構造に必要な微細な無機充填材の凝集形態
を得るため、シリコーン系樹脂に分散される無機充填材
の平均粒径を３〜３００ｎｍの範囲に規制している。平
均粒径が３ｎｍに満たない無機充填材の粒子径では凝集
力が大きすぎるため，シリコーン系樹脂層の表面に生じ
る凹凸が極端に大きくなり、薄膜多結晶シリコン層の膜
切れ現象が生じやすくなり、上部電極と下部電極との接
触に起因する短絡が発生する。逆に、平均粒径が３００
ｎｍを超える無機充填材の粒子径では、粒子相互間の凝
集力が小さいものの、粒子自体の径が大きすぎるため、
僅かな凝集でもシリコーン系樹脂層の表面凹凸が比較的
なだらかな形状で大きくなり、薄膜多結晶シリコン層に
厚みムラが生じる結果として光電変換効率が低下する。
に微細な凹凸が生じるが、高い光電変換効率を発現する
テクスチャー構造に必要な微細な無機充填材の凝集形態
を得るため、シリコーン系樹脂に分散される無機充填材
の平均粒径を３〜３００ｎｍの範囲に規制している。平
均粒径が３ｎｍに満たない無機充填材の粒子径では凝集
力が大きすぎるため，シリコーン系樹脂層の表面に生じ
る凹凸が極端に大きくなり、薄膜多結晶シリコン層の膜
切れ現象が生じやすくなり、上部電極と下部電極との接
触に起因する短絡が発生する。逆に、平均粒径が３００
ｎｍを超える無機充填材の粒子径では、粒子相互間の凝
集力が小さいものの、粒子自体の径が大きすぎるため、
僅かな凝集でもシリコーン系樹脂層の表面凹凸が比較的
なだらかな形状で大きくなり、薄膜多結晶シリコン層に
厚みムラが生じる結果として光電変換効率が低下する。
【００１４】シリコーン系樹脂に対する無機充填材の配
合量は、高い光電変換効率を発現するテクスチャー構造
を形成するため５〜３０質量％の範囲に調整される。５
質量％未満の配合量では粒子の絶対量が不足し、シリコ
ーン系樹脂層の表面が全体的に凹凸形状を形成できず、
目標とするテクスチャー構造が得られない。また、シリ
コン堆積時の加熱によってシリコーン系樹脂層にヒート
クラックが発生する虞がある。逆に３０質量％を超える
過剰量の無機充填材を配合すると、粒子が過度に凝集
し、シリコーン系樹脂層につける凹凸が極端に大きくな
り、薄膜多結晶シリコン層が膜切れしやすくなる。
合量は、高い光電変換効率を発現するテクスチャー構造
を形成するため５〜３０質量％の範囲に調整される。５
質量％未満の配合量では粒子の絶対量が不足し、シリコ
ーン系樹脂層の表面が全体的に凹凸形状を形成できず、
目標とするテクスチャー構造が得られない。また、シリ
コン堆積時の加熱によってシリコーン系樹脂層にヒート
クラックが発生する虞がある。逆に３０質量％を超える
過剰量の無機充填材を配合すると、粒子が過度に凝集
し、シリコーン系樹脂層につける凹凸が極端に大きくな
り、薄膜多結晶シリコン層が膜切れしやすくなる。
【００１５】このようにシリコーン系樹脂に配合する無
機充填材の平均粒径及び配合量を規制することにより、
薄膜多結晶シリコンの成膜条件に拘らず、金属基板の表
面に形成されるシリコーン系樹脂層の表面粗さが
Ｒmax：０．３〜１．５μｍに調整される。表面粗さが
Ｒmax：０．３〜１．５μｍと大きなシリコーン系樹脂
層であっても微視的には緩やかな凹凸によって表面が形
成されているため、薄膜多結晶シリコン層に膜切れが生
じることなく表面凹凸に起因するテクスチャー構造が発
現する。
機充填材の平均粒径及び配合量を規制することにより、
薄膜多結晶シリコンの成膜条件に拘らず、金属基板の表
面に形成されるシリコーン系樹脂層の表面粗さが
Ｒmax：０．３〜１．５μｍに調整される。表面粗さが
Ｒmax：０．３〜１．５μｍと大きなシリコーン系樹脂
層であっても微視的には緩やかな凹凸によって表面が形
成されているため、薄膜多結晶シリコン層に膜切れが生
じることなく表面凹凸に起因するテクスチャー構造が発
現する。
【００１６】シリコーン系樹脂層は、乾燥膜厚が０．５
〜２０μｍとなるように調節することが好ましい。０．
５μｍ未満の膜厚では、ピンホール等の欠陥に起因した
未塗装部分が生じるため、テクスチャー構造が形成され
ず光電変換効率の低い部分が発生する。逆に２０μｍを
超える膜厚では、大量の塗料を消費するばかりでなく、
金属基板に対するシリコーン系樹脂層の密着性が低下し
やすくなる。シリコーン系樹脂に無機充填材を配合して
調製したシリコーン系塗料は、ロールコート法，カーテ
ンフローコート法等で金属基板に塗布され、３００〜４
００℃×３０〜２００秒で金属基板に焼き付けられる。
この焼付け条件のため、通常のプレコート鋼板連続塗装
設備を使用でき、薄膜多結晶シリコン太陽電池用絶縁基
板の製造コストが低減される。
〜２０μｍとなるように調節することが好ましい。０．
５μｍ未満の膜厚では、ピンホール等の欠陥に起因した
未塗装部分が生じるため、テクスチャー構造が形成され
ず光電変換効率の低い部分が発生する。逆に２０μｍを
超える膜厚では、大量の塗料を消費するばかりでなく、
金属基板に対するシリコーン系樹脂層の密着性が低下し
やすくなる。シリコーン系樹脂に無機充填材を配合して
調製したシリコーン系塗料は、ロールコート法，カーテ
ンフローコート法等で金属基板に塗布され、３００〜４
００℃×３０〜２００秒で金属基板に焼き付けられる。
この焼付け条件のため、通常のプレコート鋼板連続塗装
設備を使用でき、薄膜多結晶シリコン太陽電池用絶縁基
板の製造コストが低減される。
【００１７】
【実施例】板厚０．３０ｍｍ，表面粗さＲmax：０．１
２μｍのＳＵＳステンレス鋼板を金属基板として使用し
た。金属基板を脱脂し、表１に示すシリコーン系樹脂塗
料を乾燥膜厚が１０μｍとなる塗布量で塗布した後、３
８０℃×１２０秒で焼き付けた。シリコーン系樹脂層が
形成されたステンレス鋼板を薄膜多結晶シリコン太陽電
池用絶縁基板として使用し、次の工程で太陽電池を作製
した。
２μｍのＳＵＳステンレス鋼板を金属基板として使用し
た。金属基板を脱脂し、表１に示すシリコーン系樹脂塗
料を乾燥膜厚が１０μｍとなる塗布量で塗布した後、３
８０℃×１２０秒で焼き付けた。シリコーン系樹脂層が
形成されたステンレス鋼板を薄膜多結晶シリコン太陽電
池用絶縁基板として使用し、次の工程で太陽電池を作製
した。
【００１８】３５ｍｍ角の基板表面に金属アルミニウム
を蒸着して下部電極を形成した後、下部電極上に加熱温
度５５０℃で薄膜多結晶シリコン層をプラズマＣＶＤ法
で形成した。次いで、薄膜多結晶シリコン層をマスキン
グした後、酸化インジウムをスパッタリングし、１０ｍ
ｍ角の透光性上部電極９個を薄膜多結晶シリコン層の上
に設けた。上部電極形成後、上部電極から下部電極まで
をレーザ切断し、９個のセルに分割した。次いで、ボン
ディングにより９個のセルと直列接続し、一つのモジュ
ールを形成した。
を蒸着して下部電極を形成した後、下部電極上に加熱温
度５５０℃で薄膜多結晶シリコン層をプラズマＣＶＤ法
で形成した。次いで、薄膜多結晶シリコン層をマスキン
グした後、酸化インジウムをスパッタリングし、１０ｍ
ｍ角の透光性上部電極９個を薄膜多結晶シリコン層の上
に設けた。上部電極形成後、上部電極から下部電極まで
をレーザ切断し、９個のセルに分割した。次いで、ボン
ディングにより９個のセルと直列接続し、一つのモジュ
ールを形成した。
【００１９】得られた各太陽電池モジュールについて、
ソーラシミュレータ（山下電装株式会社製）を用いて光
電変換効率を測定した。表１の測定結果にみられるよう
に、本発明に従って製造した薄膜多結晶シリコン太陽電
池は、１４〜１５％と高い光電変換効率を示した。これ
に対し、無機充填材を含まない比較例７は、従来の薄膜
多結晶シリコン太陽電池の光電変換効率と同程度の１２
％であった。また、平均粒径１ｎｍの無機充填材を使用
した比較例８，１０では、薄膜多結晶シリコン層の膜切
れに起因した短絡が生じた。他方、平均粒径３００ｎｍ
を超える無機充填材を配合した比較例９，１１，１２で
は、薄膜多結晶シリコン層の厚みムラに起因して従来と
同程度の低い光電変換効率を示した。
ソーラシミュレータ（山下電装株式会社製）を用いて光
電変換効率を測定した。表１の測定結果にみられるよう
に、本発明に従って製造した薄膜多結晶シリコン太陽電
池は、１４〜１５％と高い光電変換効率を示した。これ
に対し、無機充填材を含まない比較例７は、従来の薄膜
多結晶シリコン太陽電池の光電変換効率と同程度の１２
％であった。また、平均粒径１ｎｍの無機充填材を使用
した比較例８，１０では、薄膜多結晶シリコン層の膜切
れに起因した短絡が生じた。他方、平均粒径３００ｎｍ
を超える無機充填材を配合した比較例９，１１，１２で
は、薄膜多結晶シリコン層の厚みムラに起因して従来と
同程度の低い光電変換効率を示した。
【００２０】この対比から明らかなように、シリコーン
系樹脂に平均粒径３〜３００ｎｍの無機充填材を５〜３
０質量％配合することにより、光電変換効率向上に有効
なテクスチャー構造をもつシリコーン系樹脂層が金属基
板の表面に形成され、薄膜多結晶シリコン層に膜切れが
生じることなく、従来の薄膜多結晶シリコン太陽電池に
比較して光電変換効率が改善されることが確認された。
系樹脂に平均粒径３〜３００ｎｍの無機充填材を５〜３
０質量％配合することにより、光電変換効率向上に有効
なテクスチャー構造をもつシリコーン系樹脂層が金属基
板の表面に形成され、薄膜多結晶シリコン層に膜切れが
生じることなく、従来の薄膜多結晶シリコン太陽電池に
比較して光電変換効率が改善されることが確認された。
【００２１】
【００２２】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の薄膜多
結晶シリコン太陽電池用絶縁基板は、平均粒径３〜３０
０ｎｍの微細な無機充填材を分散させたシリコーン系樹
脂層を金属基板の表面に形成している。シリコーン系樹
脂層は、巨視的には緩やかな凹凸，微視的には無数の凹
凸が無機充填材粒子の凝集体で付けられた表面になって
いるので、シリコーン系樹脂層の上に積層される薄膜多
結晶シリコン層に膜切れが生じることなく，入射光の多
重散乱反射に有効なテクスチャー構造をもつ。しかも、
無機結合（Ｓｉ−Ｏ結合）比率の高いシリコーン系樹脂
を使用していることから比較的熱安定性に優れ、更に無
機充填材の添加によって塗膜全体の無機結合比率が上が
り、完全無機化に近いシリコーン系樹脂層が形成され
る。したがって、５００〜５５０℃の高温加熱を必要と
する薄膜多結晶シリコンの製膜時においても熱分解が生
じがたく、優れた耐熱性が維持される。
結晶シリコン太陽電池用絶縁基板は、平均粒径３〜３０
０ｎｍの微細な無機充填材を分散させたシリコーン系樹
脂層を金属基板の表面に形成している。シリコーン系樹
脂層は、巨視的には緩やかな凹凸，微視的には無数の凹
凸が無機充填材粒子の凝集体で付けられた表面になって
いるので、シリコーン系樹脂層の上に積層される薄膜多
結晶シリコン層に膜切れが生じることなく，入射光の多
重散乱反射に有効なテクスチャー構造をもつ。しかも、
無機結合（Ｓｉ−Ｏ結合）比率の高いシリコーン系樹脂
を使用していることから比較的熱安定性に優れ、更に無
機充填材の添加によって塗膜全体の無機結合比率が上が
り、完全無機化に近いシリコーン系樹脂層が形成され
る。したがって、５００〜５５０℃の高温加熱を必要と
する薄膜多結晶シリコンの製膜時においても熱分解が生
じがたく、優れた耐熱性が維持される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梶本 淳 千葉県市川市高谷新町７番１号 日新製鋼 株式会社技術研究所内 Ｆターム(参考） 4J002 CP031 DE136 DE146 DJ016 FD016 GQ00 4K030 BA29 BB03 BB12 CA02 DA02 FA01 HA03 HA04 LA16 5F051 AA03 GA02 GA03 GA06 GA11
Claims (2)
- 【請求項１】一般式 で表されるＳｉ−Ｏ−Ｓｉを主骨格とするシリコーン系
樹脂に平均粒径３〜３００ｎｍの無機充填材が５〜３０
質量％の割合で配合されたシリコーン系樹脂層が金属基
板の表面に形成されており、該シリコーン系樹脂層の表
面粗さＲmax：０．３〜１．５μｍに調整されているこ
とを特徴とする薄膜多結晶シリコン太陽電池用絶縁基
板。 - 【請求項２】 シリカ，酸化チタン，アルミナの１種又
は２種以上を無機充填剤として使用する請求項１記載の
薄膜多結晶シリコン太陽電池用絶縁基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000289879A JP2002097365A (ja) | 2000-09-25 | 2000-09-25 | 薄膜多結晶シリコン太陽電池用絶縁基板及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000289879A JP2002097365A (ja) | 2000-09-25 | 2000-09-25 | 薄膜多結晶シリコン太陽電池用絶縁基板及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002097365A true JP2002097365A (ja) | 2002-04-02 |
Family
ID=18773195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000289879A Pending JP2002097365A (ja) | 2000-09-25 | 2000-09-25 | 薄膜多結晶シリコン太陽電池用絶縁基板及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002097365A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005079405A (ja) * | 2003-09-01 | 2005-03-24 | Nippon Steel Corp | シリカ系無機ポリマー膜で被覆されたステンレス箔及びその製造方法 |
| JP2006270024A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-10-05 | Nippon Steel Corp | 被覆ステンレス箔及びシリコン薄膜太陽電池 |
| JP2007502333A (ja) * | 2003-08-01 | 2007-02-08 | ダウ・コーニング・コーポレーション | 光起電アプリケーション用のシリコーンベース誘電被膜及びフィルム |
| JP2007088044A (ja) * | 2005-09-20 | 2007-04-05 | Nippon Steel Materials Co Ltd | 被覆ステンレス箔及び薄膜太陽電池 |
| JP2009534840A (ja) * | 2006-04-18 | 2009-09-24 | ダウ・コーニング・コーポレイション | テルル化カドミウムベース光起電力デバイスおよびその調製方法 |
| JP2011003932A (ja) * | 2005-02-28 | 2011-01-06 | Nippon Steel Materials Co Ltd | シリコン薄膜太陽電池用被覆ステンレス箔及びこれを用いたシリコン薄膜太陽電池 |
| KR101461810B1 (ko) * | 2013-06-25 | 2014-11-14 | 주식회사 포스코 | 박막형 태양전지용 기판의 표면처리 방법 |
| JP2018142597A (ja) * | 2017-02-27 | 2018-09-13 | 三菱ケミカル株式会社 | 太陽電池モジュール |
-
2000
- 2000-09-25 JP JP2000289879A patent/JP2002097365A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007502333A (ja) * | 2003-08-01 | 2007-02-08 | ダウ・コーニング・コーポレーション | 光起電アプリケーション用のシリコーンベース誘電被膜及びフィルム |
| JP2005079405A (ja) * | 2003-09-01 | 2005-03-24 | Nippon Steel Corp | シリカ系無機ポリマー膜で被覆されたステンレス箔及びその製造方法 |
| JP4676686B2 (ja) * | 2003-09-01 | 2011-04-27 | 新日本製鐵株式会社 | シリカ系無機ポリマー膜で被覆されたステンレス箔及びその製造方法 |
| JP2006270024A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-10-05 | Nippon Steel Corp | 被覆ステンレス箔及びシリコン薄膜太陽電池 |
| JP2011003932A (ja) * | 2005-02-28 | 2011-01-06 | Nippon Steel Materials Co Ltd | シリコン薄膜太陽電池用被覆ステンレス箔及びこれを用いたシリコン薄膜太陽電池 |
| JP2007088044A (ja) * | 2005-09-20 | 2007-04-05 | Nippon Steel Materials Co Ltd | 被覆ステンレス箔及び薄膜太陽電池 |
| JP2009534840A (ja) * | 2006-04-18 | 2009-09-24 | ダウ・コーニング・コーポレイション | テルル化カドミウムベース光起電力デバイスおよびその調製方法 |
| KR101461810B1 (ko) * | 2013-06-25 | 2014-11-14 | 주식회사 포스코 | 박막형 태양전지용 기판의 표면처리 방법 |
| JP2018142597A (ja) * | 2017-02-27 | 2018-09-13 | 三菱ケミカル株式会社 | 太陽電池モジュール |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6124039A (en) | Coating substrate | |
| JP5095776B2 (ja) | 透明導電膜付き透明基体とその製造方法、およびこの基体を含む光電変換素子 | |
| WO2012037758A1 (zh) | 大面积柔性光电器件的制造方法 | |
| JP2002097365A (ja) | 薄膜多結晶シリコン太陽電池用絶縁基板及びその製造方法 | |
| WO2003080530A1 (fr) | Substrat de verre et processus de production de ce substrat | |
| CN111574071B (zh) | 一种高透过宽色系盖板玻璃的制备方法 | |
| JP2001085722A (ja) | 透明電極膜の製造方法及び太陽電池 | |
| JP2006261288A (ja) | 太陽電池用表面保護フィルムおよびそれを用いた太陽電池積層体 | |
| JP4889259B2 (ja) | シリコン薄膜太陽電池用被覆ステンレス箔及びこれを用いたシリコン薄膜太陽電池 | |
| JP5219332B2 (ja) | 被覆ステンレス箔及び薄膜太陽電池 | |
| CN106655995B (zh) | 自洁式光电转换太阳能瓦 | |
| JP2003303979A (ja) | 薄膜多結晶シリコン太陽電池用絶縁基板及びその製造方法 | |
| JP2000183376A (ja) | 太陽電池用絶縁基板及びその製造方法 | |
| CN105140323A (zh) | 高效硅太阳能组件 | |
| WO2015100567A1 (zh) | 一种具有光学特性和防污特性的镀膜玻璃及其制备方法 | |
| JP2002141536A (ja) | 耐熱性に優れた薄膜多結晶シリコン太陽電池用絶縁基板及びその製造方法 | |
| CN106601842A (zh) | 一种低功损的双玻组件 | |
| CN102005491A (zh) | 高氟合晶涂层太阳能光伏电池背膜及其制造方法 | |
| JP4865119B2 (ja) | 耐熱性に優れた太陽電池用絶縁基板及びその製造方法 | |
| CN102005492B (zh) | 高氟合晶涂层太阳能光伏电池背板及其制造方法 | |
| JP4526197B2 (ja) | 薄膜多結晶シリコン太陽電池用絶縁基板の製造方法 | |
| JP6487933B2 (ja) | 低反射コーティング、低反射コーティング付ガラス板、低反射コーティングを有するガラス板、ガラス基板、光電変換装置、及び低反射コーティングを製造する方法 | |
| JP2003264302A (ja) | 絶縁耐圧性に優れた薄膜太陽電池用絶縁基板 | |
| CN101475318B (zh) | 一种耐腐蚀硅化钛镀膜玻璃及其制备方法 | |
| JPH11238891A (ja) | 太陽電池用絶縁基板 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070111 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20070409 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20070417 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090630 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20091110 |