JP2010034502A - Wavelength conversion film, solar battery module using same, and method for manufacturing solar battery module - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wavelength conversion film, a solar battery module using the same, and a method for manufacturing the solar battery module, of which the configuration is made so as to reduce solar light loss by spectrum mismatch and to have still higher light-transmitting factor of visible light, light use efficiency being made high, allowing the improvement of power generation efficiency. <P>SOLUTION: In the wavelength conversion film 300 containing phospher substance used as one of the light-transmitting layer of the solar battery module having a plurality of light-transmitting layers and solar battery cells 100, the wavelength conversion film is characterized in that the fluorescent substance is composed of coated fluorescent substance particles, each having a fluorescent substance particle and a coating layer covering the surface of the fluorescent substance particle. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、太陽電池用の波長変換フィルム及びこれを用いた太陽電池モジュール、並びにこれらの製造方法に関するものである。さらに詳しくは、発電に寄与しない波長域の光を、発電に寄与する波長域の光に波長変換することにより発電効率を高くしうる太陽電池モジュール、それに用いる波長変換フィルム、及びこれらの製造方法に関するものである。   The present invention relates to a wavelength conversion film for a solar cell, a solar cell module using the same, and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to a solar cell module that can increase power generation efficiency by converting light in a wavelength region that does not contribute to power generation into light in a wavelength region that contributes to power generation, a wavelength conversion film used for the solar cell module, and a manufacturing method thereof. Is.

従来のシリコン結晶系の太陽電池モジュールの概略図(断面図)を図3に示す。表面の保護ガラス(カバーガラスともいう)201は、耐衝撃性を重んじて強化ガラスが用いられており、封止材202(通常、エチレンビニルアセテートコポリマーを主成分とする樹脂、充填材ともいう)との密着性をよくするために、片面はエンボス加工による凹凸模様が施されている。   A schematic view (cross-sectional view) of a conventional silicon crystal solar cell module is shown in FIG. A protective glass (also referred to as cover glass) 201 on the surface uses tempered glass in consideration of impact resistance, and a sealing material 202 (usually also referred to as a resin or filler mainly composed of ethylene vinyl acetate copolymer). In order to improve the adhesion to the surface, one surface is provided with an uneven pattern by embossing.

また、その凹凸模様は内側(すなわち、図3では保護ガラス201の下面)に形成されており、太陽電池モジュールの表面は平滑である。また保護ガラス201の下側には太陽電池セル100及びタブ線203を保護封止するための封止材202及びバックフィルム204が設けられている(例えば、非特許文献1参照)。   Moreover, the uneven | corrugated pattern is formed in the inner side (namely, lower surface of the protective glass 201 in FIG. 3), and the surface of a solar cell module is smooth. Further, a sealing material 202 and a back film 204 for protecting and sealing the solar battery cell 100 and the tab wire 203 are provided below the protective glass 201 (see, for example, Non-Patent Document 1).

しかし、上記した従来の太陽電池モジュールでは、太陽電池セル100と封止材202の屈折率差が大きいため、セル−封止材界面で光反射が起きて光を効率よく利用できない難点がある。   However, in the conventional solar cell module described above, since the difference in refractive index between the solar cell 100 and the sealing material 202 is large, there is a problem that light reflection occurs at the cell-sealing material interface and light cannot be used efficiently.

なお、斜めを含むあらゆる角度からの外部光を、反射損失を少なくして効率よく取り入れる手法の一つに、moth−eye(昆虫の目)構造があることは古くから知られている。これは微細な円錐や三角錐、四角錐等の透明形状物を、フィルムの表面に百nmスケールで規則的に配列する構造を形成することで、反射損失を少なくし効率よく外部光を取り入れる技術である(例えば、非特許文献2参照)。
これを改良して太陽電池モジュールに応用したものが特許文献1に示されている。
It has long been known that there is a moth-eye (insect's eye) structure as one of the methods for efficiently taking in external light from all angles including an oblique direction while reducing reflection loss. This is a technology that efficiently incorporates external light by reducing the reflection loss by forming a structure in which transparent objects such as fine cones, triangular pyramids, and quadrangular pyramids are regularly arranged on the surface of the film at a scale of 100 nm. (For example, see Non-Patent Document 2).
Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228473 discloses an improved version of this applied to a solar cell module.

一方、蛍光物質(発光材料ともいう)を用い、太陽光スペクトルのうち、発電に寄与しない紫外域又は赤外域の光を波長変換することにより、発電に寄与しうる波長域の光を発光する層を太陽電池受光面側に設ける手法は、多数提案されている(例えば、特許文献2〜14参照)。   On the other hand, a layer that emits light in a wavelength region that can contribute to power generation by converting the wavelength of ultraviolet or infrared light that does not contribute to power generation in a sunlight spectrum using a fluorescent material (also referred to as a light emitting material). Many methods have been proposed for providing the solar cell on the light-receiving surface side of the solar cell (see, for example, Patent Documents 2 to 14).

特開2005−101513号公報JP 2005-101513 A 特開2000−328053号公報JP 2000-328053 A 特開平09−230396号公報JP 09-230396 A 特開2003−243682号公報JP 2003-243682 A 特開2003−218379号公報JP 2003-218379 A 特開平11−345993号公報JP 11-345993 A 特開2006−024716号公報JP 2006-024716 A 特公平08−004147号公報Japanese Patent Publication No. 08-004147 特開2001−094128号公報JP 2001-094128 A 特開2001−352091号公報JP 2001-352091 A 特開平10−261811号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-261811 特許第2660705号公報Japanese Patent No. 2660705 特開2006−269373号公報JP 2006-269373 A 特開昭63−006881号公報JP 63-006881 A

濱川圭弘編「太陽光発電」―最新の技術とシステム―、2000年、株式会社シーエムシーYasuhiro Sasakawa, “Solar Power Generation”-Latest Technology and System, 2000, CMC Corporation 豊田宏;”無反射周期構造”、光学、32巻8号489ページ(2003年)Hiroshi Toyoda; “Non-reflective periodic structure”, Optics, Vol. 32, No. 8, p. 489 (2003)

特許文献2〜14にある、発電に寄与しない光を発電に寄与しうる波長域の光に波長変換する提案で、波長変換フィルムには蛍光物質が含有されているが、この蛍光物質は一般的に形状が大きく、入射した太陽光が波長変換フィルムを通過する際に、散乱して太陽電池セルに十分届かず、発電に寄与しない割合が増加する。その結果、波長変換フィルムで紫外域の光を可視域の光に変換しても、入射した太陽光に対する発電される電力の割合(発電効率)があまり高くならないという課題がある。
また、蛍光物質は耐湿性及び耐熱性等がなく、劣化しやすい問題がある。さらに、分散媒樹脂中の蛍光物質の濃度を上げていくとある濃度以上だと濃度消光が起こるため、一定濃度以上では使用できないという問題がある。
Patent Documents 2 to 14 propose a wavelength conversion of light that does not contribute to power generation into light in a wavelength range that can contribute to power generation, and the wavelength conversion film contains a fluorescent material. When the incident sunlight passes through the wavelength conversion film, it is scattered and does not reach the solar cells sufficiently, and the ratio of not contributing to power generation increases. As a result, even if the wavelength conversion film converts light in the ultraviolet region into light in the visible region, there is a problem that the ratio of the electric power generated with respect to incident sunlight (power generation efficiency) does not increase so much.
In addition, the fluorescent material has no moisture resistance, heat resistance, and the like, and has a problem that it easily deteriorates. Further, when the concentration of the fluorescent substance in the dispersion medium resin is increased, concentration quenching occurs when the concentration is higher than a certain level, and therefore there is a problem that it cannot be used above a certain concentration.

本発明は、上記のような問題を軽減しようとするもので、耐湿性、耐熱性に優れ、分散性が良く、濃度消光を抑制した蛍光物質を用いることにより、太陽電池モジュールにおける光利用効率を向上させ、発電効率を安定的に向上させることを目的とする。たとえば、シリコン結晶系太陽電池では、太陽光のうち、400nmよりも短波長、1200nmよりも長波長の光が有効に利用されず、太陽光エネルギーのうち約56%が、このスペクトルミスマッチにより太陽光発電に寄与しない。本発明は、耐湿性、耐熱性に優れ、分散性が良く、濃度消光の起こらない蛍光物質を用い、波長変換し、効率よく且つ安定的に太陽光を利用することにより、スペクトルミスマッチを克服しようというものである。   The present invention is intended to alleviate the above-described problems. By using a fluorescent material that has excellent moisture resistance, heat resistance, good dispersibility, and suppressed concentration quenching, the light utilization efficiency in the solar cell module is improved. The purpose is to improve the power generation efficiency stably. For example, in a silicon crystal solar cell, light having a shorter wavelength than 400 nm and a wavelength longer than 1200 nm are not effectively used in sunlight, and about 56% of solar energy is sunlight due to this spectrum mismatch. Does not contribute to power generation. The present invention is to overcome spectral mismatch by using a fluorescent material with excellent moisture resistance and heat resistance, good dispersibility, and no concentration quenching, wavelength conversion, and efficient and stable use of sunlight. That's it.

即ち、本発明の波長変換フィルムは、耐湿性及び耐熱性に優れ、分散性が良く且つ濃度消光の起こらない蛍光物質を含有することを目的とする。また、本発明の波長変換フィルムは、入射した太陽光のうち太陽光発電に寄与しない光を発電に寄与する波長へ変換するのと同時に、その光を散乱なしに、太陽電池セルへ効率よく導入することを目的とする。   That is, the wavelength conversion film of the present invention is intended to contain a fluorescent material that is excellent in moisture resistance and heat resistance, has good dispersibility, and does not cause concentration quenching. In addition, the wavelength conversion film of the present invention efficiently converts light that does not contribute to photovoltaic power generation into incident light that contributes to power generation, and at the same time, efficiently introduces the light into a solar cell without scattering. The purpose is to do.

本発明者等は上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、蛍光物質粒子と、該蛍光物質粒子の周囲を覆った被覆層と、を有する被覆蛍光物質粒子を波長変換フィルムに用いることにより、入射した太陽光のうち太陽光発電に寄与しない光を発電に寄与する波長へ変換するのと同時に、耐湿性及び耐熱性に優れ、分散性が良く且つ濃度消光の起こらない波長変換フィルムを提供できることを見出した。
また、波長変換フィルムの分散媒樹脂と、被覆蛍光物質粒子の被覆層との屈折率をある一定の範囲とすることにより、入射した太陽光を蛍光物質が散乱させることなく、太陽電池セルへ効率よく導入できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下の通りである。
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have used a fluorescent substance particle having a fluorescent substance particle and a coating layer covering the periphery of the fluorescent substance particle as a wavelength conversion film. It is possible to provide a wavelength conversion film that is excellent in moisture resistance and heat resistance, has good dispersibility, and does not cause concentration quenching, at the same time as converting light that does not contribute to solar power generation into a wavelength that contributes to power generation. I found it.
In addition, by making the refractive index of the dispersion medium resin of the wavelength conversion film and the coating layer of the coated fluorescent substance particles within a certain range, the incident sunlight is not scattered by the fluorescent substance and the efficiency is improved to the solar cell. The inventors have found that it can be introduced well, and have completed the present invention.
That is, the present invention is as follows.

(1)複数の光透過性層と太陽電池セルとを有する太陽電池モジュールの光透過性層の一つとして用いられる、蛍光物質及び分散媒樹脂を含む波長変換フィルムにおいて、
前記蛍光物質は、蛍光物質粒子と、該蛍光物質粒子の周囲を覆った被覆層と、を有する被覆蛍光物質粒子である波長変換フィルム。
(1) In a wavelength conversion film containing a fluorescent material and a dispersion medium resin, which is used as one of light transmissive layers of a solar battery module having a plurality of light transmissive layers and solar cells,
The wavelength conversion film, wherein the fluorescent substance is a coated fluorescent substance particle having a fluorescent substance particle and a coating layer covering the periphery of the fluorescent substance particle.

(2)前記波長変換フィルムが、前記太陽電池セルの受光面上に配置され、前記被覆層の屈折率が1.5〜2.1であり、前記分散媒樹脂の屈折率が1.5〜2.1であり、且つ前記複数の光透過性層を、光入射側から層1、層2、・・・、層mとし、またこれらの屈折率をn1、n2、・・・、nmとしたとき、n1≦n2≦・・・・≦nmが成り立つことを特徴とする上記(1)に記載の波長変換フィルム。 (2) The wavelength conversion film is disposed on the light receiving surface of the solar battery cell, the coating layer has a refractive index of 1.5 to 2.1, and the dispersion medium resin has a refractive index of 1.5 to 2.1. 2.1, and the plurality of light transmissive layers are layer 1, layer 2,..., Layer m from the light incident side, and their refractive indexes are n1, n2,. The wavelength conversion film as described in (1) above, wherein n1 ≦ n2 ≦... ≦ nm holds.

(3)前記被覆層が、ゾルゲル法で形成したシリカガラスであることを特徴とする上記(1)又は(2)に記載の波長変換フィルム。 (3) The wavelength conversion film as described in (1) or (2) above, wherein the coating layer is silica glass formed by a sol-gel method.

(4)前記蛍光物質が、ユーロピウム錯体であることを特徴とする上記(1)〜(3)のいずれか一つに記載の波長変換フィルム。 (4) The wavelength conversion film according to any one of (1) to (3), wherein the fluorescent substance is a europium complex.

(5)上記(1)〜(4)のいずれか一つに記載の波長変換フィルムを有する太陽電池モジュール。 (5) A solar cell module having the wavelength conversion film according to any one of (1) to (4) above.

(6)蛍光物質粒子を、シリコンアルコキシドを用いたゾルゲル反応によりシリカガラスで被覆し、被覆層を有する被覆蛍光物質粒子を得る蛍光物質粒子被覆工程と、
前記被覆蛍光物質粒子を分散媒樹脂に分散させて樹脂組成物を作製し、該樹脂組成物を用い、波長変換フィルムを形成するフィルム形成工程と、を有する、上記(1)〜(4)のいずれか一つに記載の波長変換フィルムの製造方法。
(6) A fluorescent material particle coating step of coating fluorescent material particles with silica glass by a sol-gel reaction using silicon alkoxide to obtain coated fluorescent material particles having a coating layer;
A film forming step of dispersing the coated fluorescent substance particles in a dispersion medium resin to produce a resin composition, and using the resin composition to form a wavelength conversion film, of (1) to (4) above The manufacturing method of the wavelength conversion film as described in any one.

(7)複数の光透過性層と太陽電池セルとを有する太陽電池モジュールの製造方法において、上記(1)〜(4)のいずれか一つに記載の波長変換フィルムを積層して、前記光透過性層の一つを構成する工程を有することを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。 (7) In the manufacturing method of the solar cell module which has a some light transmissive layer and a photovoltaic cell, the wavelength conversion film as described in any one of said (1)-(4) is laminated | stacked, and the said light The manufacturing method of the solar cell module characterized by having the process of comprising one of the permeable layers.

本発明によれば、太陽電池モジュールに適用したときに、入射した太陽光のうち太陽光発電に寄与しない光を発電に寄与する波長へ変換するための蛍光物質が、耐湿性及び耐熱性に優れ、分散性が良く且つ濃度消光が起こらないため、効率よく且つ安定的に太陽光を利用できる波長変換フィルムを提供できる。また、太陽光を散乱なしに、太陽電池セルへ効率よく導入できる波長変換フィルムを提供できる。   According to the present invention, when applied to a solar cell module, the fluorescent material for converting light that does not contribute to solar power generation into a wavelength that contributes to power generation among incident sunlight is excellent in moisture resistance and heat resistance. Since the dispersibility is good and concentration quenching does not occur, a wavelength conversion film that can use sunlight efficiently and stably can be provided. Moreover, the wavelength conversion film which can introduce | transduce sunlight to a photovoltaic cell efficiently without scattering can be provided.

本発明の波長変換型ライトトラッピングフィルムをモジュールに組み込んだ場合の概略図である。It is the schematic at the time of incorporating the wavelength conversion type light trapping film of this invention in a module. 太陽電池セルへ波長変換型ライトトラッピングフィルムを形成させる工程を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the process of forming a wavelength conversion type light trapping film in a photovoltaic cell. 従来型の太陽電池モジュールの構造図(断面図)である。It is a structural view (cross-sectional view) of a conventional solar cell module.

<波長変換フィルム及びその製造方法>
本発明の波長変換フィルムは、複数の光透過性層と太陽電池セルとを有する太陽電池モジュールの、光透過性層の一つとして用いられ、蛍光物質及び分散媒樹脂を含み、前記蛍光物質は、蛍光物質粒子と、該蛍光物質粒子の周囲を覆った被覆層と、を有する被覆蛍光物質粒子であることを特徴とする。これにより、蛍光物質粒子の耐湿性及び耐熱性が向上し、分散性が良く且つ濃度消光を抑制することができる。
<Wavelength conversion film and production method thereof>
The wavelength conversion film of the present invention is used as one of the light transmissive layers of a solar cell module having a plurality of light transmissive layers and solar cells, and includes a fluorescent material and a dispersion medium resin, The fluorescent substance particles are characterized by being coated fluorescent substance particles having fluorescent substance particles and a coating layer covering the periphery of the fluorescent substance particles. Thereby, the moisture resistance and heat resistance of the phosphor particles are improved, the dispersibility is good, and the concentration quenching can be suppressed.

被覆蛍光物質粒子の被覆層と波長変換フィルムの分散媒樹脂との屈折率は、それぞれ1.5〜2.1であることが好ましく、且つ前記複数の光透過性層を、光入射側から層1、層2、・・・、層mとし、またこれらの屈折率をn1、n2、・・・、nmとしたとき、n1≦n2≦・・・・≦nmが成り立つことが好ましい。また、前記被覆層と分散媒樹脂との屈折率の差を小さくすると、太陽光の散乱損失は小さくできることからより好ましい。屈折率がこれを満たさないと、その層界面での反射が大きくなり、光損失も大きくなる傾向がある。   The refractive index of the coating layer of the coated fluorescent substance particles and the dispersion medium resin of the wavelength conversion film is preferably 1.5 to 2.1, respectively, and the plurality of light transmissive layers are formed from the light incident side. 1, layer 2,..., Layer m, and n 1, n 2,..., Nm, it is preferable that n 1 ≦ n 2 ≦. Moreover, it is more preferable to reduce the difference in refractive index between the coating layer and the dispersion medium resin because the scattering loss of sunlight can be reduced. If the refractive index does not satisfy this, reflection at the layer interface tends to increase, and light loss tends to increase.

即ち、本発明の波長変換フィルムにおいて、あらゆる角度から入り込む外部光が反射損失少なく、効率よく太陽電池セル内に導入するために、波長変換フィルムの屈折率が、該波長変換フィルムより光入射側に配置される光透過性層、すなわち、反射防止膜、保護ガラス、封止材、型フィルム等の屈折率より高く、且つ該波長変換フィルムの反光入射側に配置される光透過性層、すなわち、太陽電池セルのSiNx:H層(「セル反射防止膜」ともいう)及びSi層等の屈折率よりも低くすることが好ましい。
具体的には、波長変換フィルムより光入射側に配置される光透過性層、すなわち、反射防止膜の屈折率は、1.25〜1.45、保護ガラス、封止材、型フィルム等の屈折率は、通常1.45〜1.55程度のものが用いられる。該波長変換フィルムの反光入射側に配置される光透過性層、すなわち、太陽電池セルのSiNx:H層(セル反射防止膜)の屈折率は、通常1.9〜2.1程度及びSi層等の屈折率は、通常3.3〜3.4程度のものが用いられる。以上のことより、本発明の波長変換フィルムの屈折率を1.5〜2.1とし、好ましくは1.5〜2.1とする。
That is, in the wavelength conversion film of the present invention, the external light entering from all angles has less reflection loss and is efficiently introduced into the solar battery cell, so that the refractive index of the wavelength conversion film is closer to the light incident side than the wavelength conversion film. The light transmissive layer disposed, that is, the light transmissive layer disposed higher than the refractive index of the antireflection film, the protective glass, the sealing material, the mold film, and the like, and disposed on the light incident side of the wavelength conversion film, The refractive index is preferably lower than the refractive index of the SiNx: H layer (also referred to as “cell antireflection film”) and the Si layer of the solar battery cell.
Specifically, the light-transmitting layer disposed on the light incident side from the wavelength conversion film, that is, the refractive index of the antireflection film is 1.25 to 1.45, protective glass, sealing material, mold film, etc. A refractive index of about 1.45 to 1.55 is usually used. The light-transmitting layer disposed on the light incident side of the wavelength conversion film, that is, the refractive index of the SiNx: H layer (cell antireflection film) of the solar battery cell is usually about 1.9 to 2.1 and the Si layer A refractive index of about 3.3 to 3.4 is usually used. From the above, the refractive index of the wavelength conversion film of the present invention is 1.5 to 2.1, preferably 1.5 to 2.1.

なお、光透過性層のその他の層の好ましい屈折率は、以下に示す通りである。例えば、光透過性層の光入射側から3層をa層、b層、c層としたとき、それぞれの層の屈折率na、nb、ncが、下記式を満たすか、近似していることが好ましい。
nb=√na・nc
In addition, the preferable refractive index of the other layer of a light transmissive layer is as showing below. For example, when the three layers from the light incident side of the light transmissive layer are a layer, b layer, and c layer, the refractive indexes na, nb, and nc of the respective layers satisfy or approximate the following formula: Is preferred.
nb = √na · nc

本発明は、次式(1)で表わされる、前記波長変換フィルムの規格化吸光係数aの値が、入射光の波長が400〜1200nmで、0.1以下であることが好ましい。aが上記範囲であると、保護ガラス、封止材と同程度の光透過性が得られ、波長変換フィルムによる光吸収損失は考慮に入れる必要がなくなる。   In the present invention, the normalized light absorption coefficient a of the wavelength conversion film represented by the following formula (1) is preferably 0.1 to 0.1 when the wavelength of incident light is 400 to 1200 nm. When a is in the above range, the same light transmittance as that of the protective glass and the sealing material can be obtained, and the light absorption loss due to the wavelength conversion film need not be taken into consideration.

Figure 2010034502
(ただし、Tは光透過率、Lはフィルム平均厚み(μm)である。)
Figure 2010034502
(However, T is the light transmittance, and L is the average film thickness (μm).)

なお、Tの光透過率とは、波長変換フィルムの凹凸のない状態の材料自体の光透過率のことである。また、Lのフィルム平均厚みとは、波長変換フィルム材料の平均厚みのことである。   In addition, the light transmittance of T is the light transmittance of the material itself in the state without the unevenness | corrugation of a wavelength conversion film. The film average thickness of L is the average thickness of the wavelength conversion film material.

蛍光物質粒子の屈折率は材料固有の値であり、一般的に蛍光物質粒子の屈折率は1.5程度である。波長変換フィルムの分散媒樹脂としては、実用上1.5〜2.1のものが使用されるため、蛍光物質粒子と分散媒樹脂との屈折率の差を小さくするために、分散媒樹脂の屈折率と同程度(屈折率1.5〜2.1)の被覆層材料を用いて、被覆蛍光物質粒子と分散媒樹脂の屈折率の差を小さくすることが、レイリー散乱による太陽光の散乱損失を低減させる点から好ましい。   The refractive index of the phosphor particles is a value unique to the material, and the refractive index of the phosphor particles is generally about 1.5. As the dispersion medium resin of the wavelength conversion film, since 1.5 to 2.1 is practically used, in order to reduce the difference in refractive index between the fluorescent substance particles and the dispersion medium resin, Scattering of sunlight by Rayleigh scattering can be achieved by using a coating layer material having the same refractive index (refractive index of 1.5 to 2.1) and reducing the difference in refractive index between the coated phosphor particles and the dispersion medium resin. This is preferable from the viewpoint of reducing loss.

光の散乱は、フィルム中の被覆蛍光物質粒子、つまり被覆層と分散媒樹脂との屈折率の差、及び被覆蛍光物質粒子の粒子径の大きさとそれぞれ相関する。具体的には、光の散乱は、被覆層の屈折率と分散媒樹脂との屈折率との差が小さければ、被覆蛍光物質粒子の粒子径の影響をさほど受けず、光の散乱も小さいものとなる。しかし、被覆層の屈折率と分散媒樹脂との屈折率との差が大きくなると、光の散乱は、被覆蛍光物質粒子の粒子径の大きさに影響を受けることとなるため、なるべく小さい粒子径であることが好ましい。   The scattering of light correlates with the coated phosphor material particles in the film, that is, the difference in refractive index between the coating layer and the dispersion medium resin, and the particle size of the coated phosphor material particles. Specifically, if the difference between the refractive index of the coating layer and the refractive index of the dispersion medium resin is small, the light scattering is not significantly affected by the particle size of the coated fluorescent substance particles, and the light scattering is also small. It becomes. However, if the difference between the refractive index of the coating layer and the refractive index of the dispersion medium resin increases, the light scattering is affected by the size of the particle diameter of the coated fluorescent material particles, so that the particle diameter is as small as possible. It is preferable that

ここで、被覆蛍光物質粒子のレイリー散乱(光の波長よりも小さいサイズの粒子による光の散乱)における、被覆蛍光物質粒子の粒子径と、被覆層の屈折率との関係を下記式に示す。   Here, the relationship between the particle diameter of the coated fluorescent material particles and the refractive index of the coating layer in Rayleigh scattering of the coated fluorescent material particles (light scattering by particles having a size smaller than the wavelength of light) is shown in the following equation.

Figure 2010034502
Figure 2010034502

上記式からわかるように、被覆蛍光物質粒子の屈折率(すなわち、被覆層材料の屈折率)と分散媒樹脂の屈折率を同程度とすることにより、散乱を小さくできる。
また、被覆蛍光物質粒子の粒子径を小さくすることで散乱による太陽光の損失はより小さくできることも上記式よりわかる。具体的には、前記被覆蛍光物質粒子の一次粒子径が100nm以下であることが好ましい。
As can be seen from the above formula, the scattering can be reduced by setting the refractive index of the coated fluorescent substance particles (that is, the refractive index of the coating layer material) and the refractive index of the dispersion medium resin to the same level.
It can also be seen from the above formula that the loss of sunlight due to scattering can be made smaller by reducing the particle diameter of the coated phosphor particles. Specifically, it is preferable that a primary particle diameter of the coated fluorescent substance particle is 100 nm or less.

また、本発明の波長変換フィルムに用いる被覆層材料で被覆された被覆蛍光物質粒子の粒子(一次粒子径)の大きさは、レイリー散乱による散乱損失を十分に小さくするために光の波長の1/3よりも小さいことが望ましい。つまり、紫外域の光はおよそ400nmであるので、被覆蛍光物質粒子の一次粒子径の大きさとしては100nm以下であることが要求される。   In addition, the particle size (primary particle diameter) of the coated fluorescent substance particles coated with the coating layer material used for the wavelength conversion film of the present invention is 1 to the light wavelength in order to sufficiently reduce the scattering loss due to Rayleigh scattering. Desirably smaller than / 3. That is, since the light in the ultraviolet region is about 400 nm, the primary particle size of the coated phosphor particles is required to be 100 nm or less.

本発明は、波長変換フィルムに用いる、被覆層材料として、シリコンアルコキシドを用いたゾルゲル法で、蛍光物質表面に成膜したシリカガラスであることが望ましい。ゾルゲル法を用いることで、低温且つ簡単なプロセスで被覆蛍光物質粒子の形成が可能であるので、低コストで波長変換型トラッピングフィルムを製造することが可能になる。
なお、ここで「シリカガラス」とは、酸化チタン、酸化ニオブ、アルミナ、窒化シリコン、酸窒化シリコン等を適宜含んでいてもよい。
The present invention is preferably silica glass formed on a fluorescent material surface by a sol-gel method using silicon alkoxide as a coating layer material used for a wavelength conversion film. By using the sol-gel method, the coated phosphor particles can be formed at a low temperature and with a simple process, so that a wavelength conversion type trapping film can be manufactured at a low cost.
Here, “silica glass” may appropriately contain titanium oxide, niobium oxide, alumina, silicon nitride, silicon oxynitride, or the like.

蛍光物質は一般的に酸素や水分によって劣化してしまい、波長変換効率が時間と共に劣化してしまうという問題がある。そのため、被覆層材料としてシリカガラスで蛍光物質粒子の周囲を覆うことで、シリカガラスが酸素や水分を遮断して、蛍光物質の波長変換効率が劣化するのを防ぐという効果が得られる。   There is a problem that the fluorescent substance is generally deteriorated by oxygen or moisture, and the wavelength conversion efficiency is deteriorated with time. Therefore, by covering the periphery of the phosphor particles with silica glass as a coating layer material, an effect is obtained that the silica glass blocks oxygen and moisture and prevents the wavelength conversion efficiency of the phosphor from deteriorating.

蛍光物質粒子をゾルゲル法によりシリカガラスで被覆する方法は、公知の方法で行えばよく、特に制限はないが、蛍光物質粒子を、溶媒中、シリコンアルコキシドと処理して、加熱処理することにより、行うことができる。
シリカガラスの屈折率は、1.45程度であるが、酸化チタン、酸化ニオブ、アルミナ、窒化シリコン、酸窒化シリコン等を適宜含ませ、分散媒樹脂との屈折率を同程度とするよう調整することも好ましい。
The method for coating the phosphor particles with silica glass by the sol-gel method may be performed by a known method, and there is no particular limitation. By treating the phosphor particles with silicon alkoxide in a solvent, It can be carried out.
Although the refractive index of silica glass is about 1.45, it is appropriately adjusted to include titanium oxide, niobium oxide, alumina, silicon nitride, silicon oxynitride and the like so that the refractive index of the dispersion medium resin is about the same. It is also preferable.

また、シリカガラスに異種金属を配合することも好ましい。具体的には、分散媒樹脂として好ましく用いられる材料の屈折率に対して、被覆層材料の屈折率を同程度となるように調整する。   Moreover, it is also preferable to mix a dissimilar metal with silica glass. Specifically, the refractive index of the coating layer material is adjusted to be approximately the same as the refractive index of the material preferably used as the dispersion medium resin.

シリカガラスに配合する異種金属としては、Ti、Ta、Ge、Zn、Zr、Al、Sb、Be、Cd、Cr、Sn、Cu、Ga、Mn、Fe、Mo、V、W及びCe等が挙げられる。   Dissimilar metals to be blended with silica glass include Ti, Ta, Ge, Zn, Zr, Al, Sb, Be, Cd, Cr, Sn, Cu, Ga, Mn, Fe, Mo, V, W, and Ce. It is done.

異種金属を配合したシリカガラスは、目的の屈折率に調整すべく量を調整し、上記異種金属の金属アルコキシドをシリコンアルコキシドに混合し、ゾルゲル反応をこの混合物に対して起こさせることで得られる。
異種金属の金属アルコキシドとしては、M(OR)nが挙げられる。Mは、金属、nはその価数、Rは炭素数1〜10の有機基で、Rは全て同一でも全て異なっていてもよい。
Silica glass containing a different metal is obtained by adjusting the amount to adjust to the target refractive index, mixing the metal alkoxide of the different metal with silicon alkoxide, and causing the sol-gel reaction to the mixture.
M (OR) n is mentioned as a metal alkoxide of a different metal. M is a metal, n is its valence, R is an organic group having 1 to 10 carbon atoms, and R may be all the same or different.

蛍光物質粒子をゾルゲル法によりシリカガラスで被覆する方法は、特に制限はないが、蛍光物質粒子を適当な溶媒に溶解し、別途、シリコンアルコキシド、アルコール溶媒、水を用いて、攪拌してゾルゲル用溶液を作製する。ここで、先に調整した蛍光物質溶液を加え、十分に攪拌し、触媒を添加する。溶液中に白い析出物が見られるまで攪拌し、ガラス、テフロン(登録商標)等のバット上に移し、80〜120℃程度、2時間以上加熱処理して乾燥することにより、行うことができる。   The method of coating the phosphor particles with silica glass by the sol-gel method is not particularly limited, but the phosphor particles are dissolved in a suitable solvent and separately stirred for sol-gel using silicon alkoxide, alcohol solvent, and water. Make a solution. Here, the previously prepared phosphor material solution is added, stirred well, and the catalyst is added. It stirs until a white precipitate is seen in the solution, transfers it onto a vat such as glass or Teflon (registered trademark), heats it at about 80 to 120 ° C. for 2 hours or more, and dries it.

ゾルゲル法に用いられる溶媒としては、水と有機溶媒の混合溶液が用いられる。有機溶媒としては、ジメチルホルムアミド(DMF)、テトラヒドロフラン(THF)、メタノール及びエタノール等のアルコール類、クロロホルム、トルエン等が挙げられる。
なお、蛍光物質粒子の周囲に被覆層が形成されたことの確認は、間接的だが、例えば、85℃、85%RHの条件で高温高湿耐性を測定し、被覆層形成前の蛍光物質粒子の高温高湿耐性の向上の有無によって判断する。
As a solvent used in the sol-gel method, a mixed solution of water and an organic solvent is used. Examples of the organic solvent include dimethylformamide (DMF), tetrahydrofuran (THF), alcohols such as methanol and ethanol, chloroform, toluene and the like.
In addition, the confirmation that the coating layer is formed around the fluorescent substance particles is indirect, but, for example, the high temperature and high humidity resistance is measured under the conditions of 85 ° C. and 85% RH, and the fluorescent substance particles before the coating layer is formed. Judged by the presence or absence of improvement in high temperature and high humidity resistance.

ゾルゲル法に用いられるシリコンアルコキシドとしては、例えば、テトラアルコキシシラン、トリアルコキシシラン、ジオルガノジアルコキシシラン等が挙げられる。   Examples of the silicon alkoxide used in the sol-gel method include tetraalkoxysilane, trialkoxysilane, and diorganodialkoxysilane.

テトラアルコキシシランとしては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラ−iso−プロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシシラン、テトラ−sec−ブトキシシラン、テトラ−tert−ブトキシシラン、テトラフェノキシシラン等が挙げられる。   Examples of the tetraalkoxysilane include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetra-iso-propoxysilane, tetra-n-butoxysilane, tetra-sec-butoxysilane, and tetra-tert-butoxysilane. And tetraphenoxysilane.

トリアルコキシシランとしては、例えば、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、トリプロポキシシラン、フルオロトリメトキシシラン、フルオロトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリ−n−プロポキシシラン、メチルトリ−iso−プロポキシシラン、メチルトリ−n−ブトキシシラン、メチルトリ−iso−ブトキシシラン、メチルトリ−tert−ブトキシシラン、メチルトリフェノキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリ−n−プロポキシシラン、エチルトリ−iso−プロポキシシラン、エチルトリ−n−ブトキシシラン、エチルトリ−iso−ブトキシシラン、エチルトリ−tert−ブトキシシラン、エチルトリフェノキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、n−プロピルトリ−n−プロポキシシラン、n−プロピルトリ−iso−プロポキシシラン、n−プロピルトリ−n−ブトキシシラン、n−プロピルトリ−iso−ブトキシシラン、n−プロピルトリ−tert−ブトキシシラン、n−プロピルトリフェノキシシラン、iso−プロピルトリメトキシシラン、iso−プロピルトリエトキシシラン、iso−プロピルトリ−n−プロポキシシラン、iso−プロピルトリ−iso−プロポキシシラン、iso−プロピルトリ−n−ブトキシシラン、iso−プロピルトリ−iso−ブトキシシラン、iso−プロピルトリ−tert−ブトキシシラン、iso−プロピルトリフェノキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、n−ブチルトリエトキシシラン、n−ブチルトリ−n−プロポキシシラン、n−ブチルトリ−iso−プロポキシシラン、n−ブチルトリ−n−ブトキシシラン、n−ブチルトリ−iso−ブトキシシラン、n−ブチルトリ−tert−ブトキシシラン、n−ブチルトリフェノキシシラン、sec−ブチルトリメトキシシラン、sec−ブチルトリエトキシシラン、sec−ブチルトリ−n−プロポキシシラン、sec−ブチルトリ−iso−プロポキシシラン、sec−ブチルトリ−n−ブトキシシラン、sec−ブチルトリ−iso−ブトキシシラン、sec−ブチルトリ−tert−ブトキシシラン、sec−ブチルトリフェノキシシラン、t−ブチルトリメトキシシラン、t−ブチルトリエトキシシラン、t−ブチルトリ−n−プロポキシシラン、t−ブチルトリ−iso−プロポキシシラン、t−ブチルトリ−n−ブトキシシラン、t−ブチルトリ−iso−ブトキシシラン、t−ブチルトリ−tert−ブトキシシラン、t−ブチルトリフェノキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリ−n−プロポキシシラン、フェニルトリ−iso−プロポキシシラン、フェニルトリ−n−ブトキシシラン、フェニルトリ−iso−ブトキシシラン、フェニルトリ−tert−ブトキシシラン、フェニルトリフェノキシシラン、トリフルオロメチルトリメトキシシラン、ペンタフルオロエチルトリメトキシシラン、3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、3,3,3−トリフルオロプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。   Examples of the trialkoxysilane include trimethoxysilane, triethoxysilane, tripropoxysilane, fluorotrimethoxysilane, fluorotriethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltri-n-propoxysilane, and methyltri-iso. -Propoxysilane, methyltri-n-butoxysilane, methyltri-iso-butoxysilane, methyltri-tert-butoxysilane, methyltriphenoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, ethyltri-n-propoxysilane, ethyltri-iso -Propoxysilane, ethyltri-n-butoxysilane, ethyltri-iso-butoxysilane, ethyltri-tert-butoxysilane, ethyltriphenoxy N-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, n-propyltri-n-propoxysilane, n-propyltri-iso-propoxysilane, n-propyltri-n-butoxysilane, n-propyltri -Iso-butoxysilane, n-propyltri-tert-butoxysilane, n-propyltriphenoxysilane, iso-propyltrimethoxysilane, iso-propyltriethoxysilane, iso-propyltri-n-propoxysilane, iso-propyl Tri-iso-propoxysilane, iso-propyltri-n-butoxysilane, iso-propyltri-iso-butoxysilane, iso-propyltri-tert-butoxysilane, iso-propyltriphenoxysilane, n-butyltrimethyl Xylsilane, n-butyltriethoxysilane, n-butyltri-n-propoxysilane, n-butyltri-iso-propoxysilane, n-butyltri-n-butoxysilane, n-butyltri-iso-butoxysilane, n-butyltri-tert -Butoxysilane, n-butyltriphenoxysilane, sec-butyltrimethoxysilane, sec-butyltriethoxysilane, sec-butyltri-n-propoxysilane, sec-butyltri-iso-propoxysilane, sec-butyltri-n-butoxy Silane, sec-butyltri-iso-butoxysilane, sec-butyltri-tert-butoxysilane, sec-butyltriphenoxysilane, t-butyltrimethoxysilane, t-butyltriethoxysilane, t-butylto Ri-n-propoxysilane, t-butyltri-iso-propoxysilane, t-butyltri-n-butoxysilane, t-butyltri-iso-butoxysilane, t-butyltri-tert-butoxysilane, t-butyltriphenoxysilane, Phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, phenyltri-n-propoxysilane, phenyltri-iso-propoxysilane, phenyltri-n-butoxysilane, phenyltri-iso-butoxysilane, phenyltri-tert-butoxysilane, Phenyltriphenoxysilane, trifluoromethyltrimethoxysilane, pentafluoroethyltrimethoxysilane, 3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane, 3,3,3-trifluoropropyltriethoxy Run, and the like.

ジオルガノジアルコキシシランとしては、例えば、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジ−n−プロポキシシラン、ジメチルジ−iso−プロポキシシラン、ジメチルジ−n−ブトキシシラン、ジメチルジ−sec−ブトキシシラン、ジメチルジ−tert−ブトキシシラン、ジメチルジフェノキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルジ−n−プロポキシシラン、ジエチルジ−iso−プロポキシシラン、ジエチルジ−n−ブトキシシラン、ジエチルジ−sec−ブトキシシラン、ジエチルジ−tert−ブトキシシラン、ジエチルジフェノキシシラン、ジ−n−プロピルジメトキシシラン、ジ−n−プロピルジエトキシシラン、ジ−n−プロピルジ−n−プロポキシシラン、ジ−n−プロピルジ−iso−プロポキシシラン、ジ−n−プロピルジ−n−ブトキシシラン、ジ−n−プロピルジ−sec−ブトキシシラン、ジ−n−プロピルジ−tert−ブトキシシラン、ジ−n−プロピルジフェノキシシラン、ジ−iso−プロピルジメトキシシラン、ジ−iso−プロピルジエトキシシラン、ジ−iso−プロピルジ−n−プロポキシシラン、ジ−iso−プロピルジ−iso−プロポキシシラン、ジ−iso−プロピルジ−n−ブトキシシラン、ジ−iso−プロピルジ−sec−ブトキシシラン、ジ−iso−プロピルジ−tert−ブトキシシラン、ジ−iso−プロピルジフェノキシシラン、ジ−n−ブチルジメトキシシラン、ジ−n−ブチルジエトキシシラン、ジ−n−ブチルジ−n−プロポキシシラン、ジ−n−ブチルジ−iso−プロポキシシラン、ジ−n−ブチルジ−n−ブトキシシラン、ジ−n−ブチルジ−sec−ブトキシシラン、ジ−n−ブチルジ−tert−ブトキシシラン、ジ−n−ブチルジフェノキシシラン、ジ−sec−ブチルジメトキシシラン、ジ−sec−ブチルジエトキシシラン、ジ−sec−ブチルジ−n−プロポキシシラン、ジ−sec−ブチルジ−iso−プロポキシシラン、ジ−sec−ブチルジ−n−ブトキシシラン、ジ−sec−ブチルジ−sec−ブトキシシラン、ジ−sec−ブチルジ−tert−ブトキシシラン、ジ−sec−ブチルジフェノキシシラン、ジ−tert−ブチルジメトキシシラン、ジ−tert−ブチルジエトキシシラン、ジ−tert−ブチルジ−n−プロポキシシラン、ジ−tert−ブチルジ−iso−プロポキシシラン、ジ−tert−ブチルジ−n−ブトキシシラン、ジ−tert−ブチルジ−sec−ブトキシシラン、ジ−tert−ブチルジ−tert−ブトキシシラン、ジ−tert−ブチルジフェノキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ジフェニルジ−n−プロポキシシラン、ジフェニルジ−iso−プロポキシシラン、ジフェニルジ−n−ブトキシシラン、ジフェニルジ−sec−ブトキシシラン、ジフェニルジ−tert−ブトキシシラン、ジフェニルジフェノキシシラン、ビス(3,3,3−トリフルオロプロピル)ジメトキシシラン、メチル(3,3,3−トリフルオロプロピル)ジメトキシシラン等が挙げられる。   Examples of the diorganodialkoxysilane include dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, dimethyldi-n-propoxysilane, dimethyldi-iso-propoxysilane, dimethyldi-n-butoxysilane, dimethyldi-sec-butoxysilane, and dimethyldi-tert. -Butoxysilane, dimethyldiphenoxysilane, diethyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, diethyldi-n-propoxysilane, diethyldi-iso-propoxysilane, diethyldi-n-butoxysilane, diethyldi-sec-butoxysilane, diethyldi-tert- Butoxysilane, diethyldiphenoxysilane, di-n-propyldimethoxysilane, di-n-propyldiethoxysilane, di-n-propyldi-n-propoxy Di-n-propyldi-iso-propoxysilane, di-n-propyldi-n-butoxysilane, di-n-propyldi-sec-butoxysilane, di-n-propyldi-tert-butoxysilane, di-n- Propyl diphenoxy silane, di-iso-propyl dimethoxy silane, di-iso-propyl diethoxy silane, di-iso-propyl di-n-propoxy silane, di-iso-propyl di-iso-propoxy silane, di-iso-propyl di- n-butoxysilane, di-iso-propyldi-sec-butoxysilane, di-iso-propyldi-tert-butoxysilane, di-iso-propyldiphenoxysilane, di-n-butyldimethoxysilane, di-n-butyldi Ethoxysilane, di-n-butyldi-n-propoxy Silane, di-n-butyldi-iso-propoxysilane, di-n-butyldi-n-butoxysilane, di-n-butyldi-sec-butoxysilane, di-n-butyldi-tert-butoxysilane, di-n- Butyldiphenoxysilane, di-sec-butyldimethoxysilane, di-sec-butyldiethoxysilane, di-sec-butyldi-n-propoxysilane, di-sec-butyldi-iso-propoxysilane, di-sec-butyldi- n-butoxysilane, di-sec-butyldi-sec-butoxysilane, di-sec-butyldi-tert-butoxysilane, di-sec-butyldiphenoxysilane, di-tert-butyldimethoxysilane, di-tert-butyldi Ethoxysilane, di-tert-butyldi-n-propoxysila Di-tert-butyldi-iso-propoxysilane, di-tert-butyldi-n-butoxysilane, di-tert-butyldi-sec-butoxysilane, di-tert-butyldi-tert-butoxysilane, di-tert- Butyldiphenoxysilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, diphenyldi-n-propoxysilane, diphenyldi-iso-propoxysilane, diphenyldi-n-butoxysilane, diphenyldi-sec-butoxysilane, diphenyldi-tert -Butoxysilane, diphenyldiphenoxysilane, bis (3,3,3-trifluoropropyl) dimethoxysilane, methyl (3,3,3-trifluoropropyl) dimethoxysilane and the like.

上記以外の化合物としては、例えば、ビス(トリメトキシシリル)メタン、ビス(トリエトキシシリル)メタン、ビス(トリ−n−プロポキシシリル)メタン、ビス(トリ−iso−プロポキシシリル)メタン、ビス(トリメトキシシリル)エタン、ビス(トリエトキシシリル)エタン、ビス(トリ−n−プロポキシシリル)エタン、ビス(トリ−iso−プロポキシシリル)エタン、ビス(トリメトキシシリル)プロパン、ビス(トリエトキシシリル)プロパン、ビス(トリ−n−プロポキシシリル)プロパン、ビス(トリ−iso−プロポキシシリル)プロパン、ビス(トリメトキシシリル)ベンゼン、ビス(トリエトキシシリル)ベンゼン、ビス(トリ−n−プロポキシシリル)ベンゼン、ビス(トリ−iso−プロポキシシリル)ベンゼン等のビスシリルアルカン、ビスシリルベンゼン等が挙げられる。   Examples of compounds other than the above include bis (trimethoxysilyl) methane, bis (triethoxysilyl) methane, bis (tri-n-propoxysilyl) methane, bis (tri-iso-propoxysilyl) methane, and bis (tri Methoxysilyl) ethane, bis (triethoxysilyl) ethane, bis (tri-n-propoxysilyl) ethane, bis (tri-iso-propoxysilyl) ethane, bis (trimethoxysilyl) propane, bis (triethoxysilyl) propane Bis (tri-n-propoxysilyl) propane, bis (tri-iso-propoxysilyl) propane, bis (trimethoxysilyl) benzene, bis (triethoxysilyl) benzene, bis (tri-n-propoxysilyl) benzene, Bis (tri-iso-propoxysilyl) Bis silyl alkanes such as Zen, and a bis silyl benzene.

また、例えば、ヘキサメトキシジシラン、ヘキサエトキシジシラン、ヘキサ−n−プロポキシジシラン、ヘキサ−iso−プロポキシジシラン等のヘキサアルコキシジシラン類、1,2−ジメチルテトラメトキシジシラン、1,2−ジメチルテトラエトキシジシラン、1,2−ジメチルテトラプロポキシジシラン等のジアルキルテトラアルコキシジシラン類等が挙げられる。   Further, for example, hexaalkoxydisilanes such as hexamethoxydisilane, hexaethoxydisilane, hexa-n-propoxydisilane, hexa-iso-propoxydisilane, 1,2-dimethyltetramethoxydisilane, 1,2-dimethyltetraethoxydisilane, And dialkyltetraalkoxydisilanes such as 1,2-dimethyltetrapropoxydisilane.

加水分解性基Xが、ハロゲン原子(ハロゲン基)である化合物(ハロゲン化シラン)も使用でき、具体的には、例えば、上述した各アルコキシシラン分子中のアルコキシ基がハロゲン原子で置換されたハロゲン化シラン等が挙げられる。
さらに、加水分解性基Xが、アセトキシ基である化合物(アセトキシシラン)も使用でき、具体的には、例えば、上述した各アルコキシシラン分子中のアルコキシ基がアセトキシ基で置換されたアセトキシシラン等が挙げられる。またさらに、加水分解性基Xが、イソシアネート基である化合物(イソシアネートシラン)も使用でき、具体的には、例えば、上述した各アルコキシシラン分子中のアルコキシ基がイソシアネート基で置換されたイソシアネートシラン等が挙げられる。
さらにまた、加水分解性基Xが、ヒドロキシル基である化合物(ヒドロキシシラン)も使用でき、具体的には、例えば、上述した各アルコキシシラン分子中のアルコキシ基がヒドロキシル基で置換されたヒドロキシシラン等が挙げられる。
A compound (halogenated silane) in which the hydrolyzable group X is a halogen atom (halogen group) can also be used. Specifically, for example, a halogen in which the alkoxy group in each alkoxysilane molecule described above is substituted with a halogen atom. Silane or the like.
Furthermore, a compound in which the hydrolyzable group X is an acetoxy group (acetoxysilane) can also be used. Specifically, for example, acetoxysilane in which the alkoxy group in each alkoxysilane molecule described above is substituted with an acetoxy group, etc. Can be mentioned. Furthermore, a compound (isocyanate silane) in which the hydrolyzable group X is an isocyanate group can also be used. Specifically, for example, an isocyanate silane in which the alkoxy group in each alkoxysilane molecule described above is substituted with an isocyanate group, etc. Is mentioned.
Furthermore, a compound (hydroxysilane) in which the hydrolyzable group X is a hydroxyl group can also be used. Specifically, for example, hydroxysilane in which the alkoxy group in each alkoxysilane molecule described above is substituted with a hydroxyl group, etc. Is mentioned.

これらシリコンアルコキシドは、1種類を単独で又は2種類以上を組み合わせて使用される。
また、シリコンアルコキシドの多量体等の部分縮合物を加水分解縮合して得られる樹脂、シリコンアルコキシドの多量体等の部分縮合物とシリコンアルコキシドとを加水分解縮合して得られる樹脂、シリコンアルコキシドとその他の化合物とを加水分解縮合して得られる樹脂、シリコンアルコキシドの多量体等の部分縮合物とその他の化合物(シリコンアルコキシドと部分縮合を起こしうる化合物、具体的には、OH基をもった化合物)とを加水分解縮合して得られる樹脂、等を使用することもできる。
These silicon alkoxides are used alone or in combination of two or more.
Also, resins obtained by hydrolytic condensation of partial condensates such as silicon alkoxide multimers, resins obtained by hydrolytic condensation of partial condensates such as silicon alkoxide multimers and silicon alkoxide, silicon alkoxides and others Resins obtained by hydrolytic condensation with the above compounds, partial condensates such as silicon alkoxide multimers and other compounds (compounds that can cause partial condensation with silicon alkoxides, specifically compounds having OH groups) It is also possible to use a resin obtained by hydrolytic condensation of

シリコンアルコキシドの多量体等の部分縮合物としては、例えば、ヘキサメトキシジシロキサン、ヘキサエトキシジシロキサン、ヘキサ−n−プロポキシジシロキサン、ヘキサ−iso−プロポキシジシロキサン等のヘキサアルコキシジシロキサン、部分縮合が進んだトリシロキサン、テトラシロキサン、オリゴシロキサン等が挙げられる。   Examples of partial condensates such as silicon alkoxide multimers include hexaalkoxydisiloxanes such as hexamethoxydisiloxane, hexaethoxydisiloxane, hexa-n-propoxydisiloxane, hexa-iso-propoxydisiloxane, and partial condensation. Advanced trisiloxanes, tetrasiloxanes, oligosiloxanes and the like.

なお、蛍光物質としては、ユーロピウム錯体が好ましい。具体的には、中心元素のユーロピウム(Eu)の他、配位子となる分子が必要であるが、本発明では、配位子を制限するものではなく、ユーロピウムと錯体を形成する分子であれば、何でもよい。このようなユーロピウム錯体からなる蛍光物質の一例としては、N.Kamata, D.Terunuma, R.Ishii, H.Satoh, S.Aihara, Y.Yaoita, S.Tonsyo, J. Organometallic Chem.,685,235,2003.に挙げられているEu(TTA)phen等が利用できる。Eu(TTA)Phenの製造法は、例えば、Masaya Mitsuishi, Shinji Kikuchi, Tokuji Miyashita, Yutaka Amano, J.Mater.Chem.2003, 13, 285−2879に開示されている方法を参照できる。 In addition, as a fluorescent substance, a europium complex is preferable. Specifically, in addition to the central element europium (Eu), a molecule to be a ligand is necessary. However, in the present invention, the ligand is not limited and may be a molecule that forms a complex with europium. Anything is fine. As an example of a fluorescent substance composed of such a europium complex, N.I. Kamata, D.H. Terunuma, R.A. Ishii, H.M. Satoh, S .; Aihara, Y. et al. Yaoita, S .; Tonsyo, J .; Organometallic Chem. , 685, 235, 2003. Eu (TTA) 3 phen etc. mentioned in the above are usable. A method for producing Eu (TTA) 3 Phen is described, for example, in Masa Mitsui, Shinji Kikuchi, Tokuji Miyashita, Yutaka Amano, J. et al. Mater. Chem. Reference may be made to the method disclosed in 2003, 13, 285-2879.

ユーロピウム錯体を用いることで、高い発電効率を有する太陽電池モジュールを実現できる。ユーロピウム錯体は、紫外線域の光を高い波長変換効率で赤色の波長域の光に変換し、この変換された光が太陽電池セルで発電に寄与する。   By using the europium complex, a solar cell module having high power generation efficiency can be realized. The europium complex converts light in the ultraviolet region into light in the red wavelength region with high wavelength conversion efficiency, and the converted light contributes to power generation in the solar battery cell.

被覆蛍光物質粒子の一次粒子径の測定方法は、例えば、電子顕微鏡等を用いて行える。
ゾルゲル法で得られる被覆蛍光物質粒子の一次粒子径を100nmとするには、ゾルゲル法における反応時間、温度、配合割合、溶媒の種類、触媒等を適宜調整すればよい。
The method for measuring the primary particle diameter of the coated fluorescent substance particles can be performed using, for example, an electron microscope.
In order to set the primary particle diameter of the coated fluorescent substance particles obtained by the sol-gel method to 100 nm, the reaction time, temperature, blending ratio, type of solvent, catalyst, etc. in the sol-gel method may be appropriately adjusted.

本発明の波長変換フィルムは、後述するように、上記被覆蛍光物質粒子と分散媒樹脂とを混合して樹脂組成物を作製し、フィルム状にすることにより作製される。本発明の波長変換フィルムは、微細な凹又は凸形状の多角錐若しくは円錐等を有する形状も好ましい。
微細な凹又は凸形状の多角錐若しくは円錐等を有さなくとも、よく、この場合は製造工程が簡易となる。
As will be described later, the wavelength conversion film of the present invention is prepared by mixing the coated fluorescent substance particles and the dispersion medium resin to prepare a resin composition, which is then formed into a film. The wavelength conversion film of the present invention preferably has a fine concave or convex shape having a polygonal pyramid or cone.
It is not necessary to have fine concave or convex polygonal pyramids or cones. In this case, the manufacturing process is simplified.

上述のように、波長変換フィルムより光入射側に配置される光透過性層、すなわち、反射防止膜の屈折率は、1.25〜1.45、保護ガラス、封止材、型フィルム等の屈折率は、通常1.45〜1.55程度のものが用いられる。該波長変換フィルムの反光入射側に配置される光透過性層、すなわち、太陽電池セルのSiNx:H層(セル反射防止膜)の屈折率は、通常1.9〜2.1程度及びSi層等の屈折率は、通常3.3〜3.4程度のものが用いられる。以上のことより、本発明の波長変換フィルムの屈折率を1.5〜2.1とし、好ましくは1.5〜2.1とする。
波長変換フィルムの屈折率を1.5〜2.1とするには、分散媒樹脂及び被覆蛍光物質粒子の屈折率をこの範囲とすればよい。
As described above, the light-transmitting layer disposed on the light incident side from the wavelength conversion film, that is, the refractive index of the antireflection film is 1.25 to 1.45, protective glass, sealing material, mold film, etc. A refractive index of about 1.45 to 1.55 is usually used. The light-transmitting layer disposed on the light incident side of the wavelength conversion film, that is, the refractive index of the SiNx: H layer (cell antireflection film) of the solar battery cell is usually about 1.9 to 2.1 and the Si layer A refractive index of about 3.3 to 3.4 is usually used. From the above, the refractive index of the wavelength conversion film of the present invention is 1.5 to 2.1, preferably 1.5 to 2.1.
In order to set the refractive index of the wavelength conversion film to 1.5 to 2.1, the refractive index of the dispersion medium resin and the coated fluorescent substance particles may be set within this range.

フィルムの分散媒樹脂に導入される被覆蛍光物質粒子は、そこでの光散乱が少ないことが望まれる。そのためには、波長変換フィルムの分散媒樹脂として好ましく用いられる材料(屈折率1.5〜2.1)に、被覆層材料の屈折率を合わせるよう調整することが好ましい。   It is desired that the coated fluorescent material particles introduced into the dispersion medium resin of the film have little light scattering. For that purpose, it is preferable to adjust so that the refractive index of a coating layer material may be matched with the material (refractive index 1.5-2.1) preferably used as a dispersion medium resin of a wavelength conversion film.

本発明において、分散媒樹脂として用いられる屈折率1.5〜2.1のものは、下記に挙げられる。
ポリ(2,6−ジクロロスチレン)(1.625)、ポリ(2,6−ジフェニル−1,4−フェニレンオキシド)(1.64)、ポリ(2−クロロスチレン)(1.610)、ポリ(2−ビニルナフタレン)(1.682)、ポリ(2−ビニルチオフェン)(1.638)、ポリ(α−メチルスチレン)(1.61)、ポリ(α−ナフチルカルバニルメタクリレート)(1.63)、ポリ(α−ナフチルメタクリレート)(1.641)、ポリ(クロロ−p−キシレン)(1.629)、ポリ(スチレンスルフィド)(1.657)、ポリ(スルフォン)[ポリ[4,4’−イソプロピリデンジフェノキシジ(4−フェニレン)スルフィド]](1.633)。
その他、有機無機ハイブリッド樹脂が挙げられ、具体的には、酸化チタン系ハイブリッド樹脂のものが使用可能である。酸化チタンハイブリッド系樹脂は他の樹脂、例えば、特開2008−297537号公報、特開2008−255124号公報に記載の樹脂組成物を用いることができる。
In the present invention, those having a refractive index of 1.5 to 2.1 used as the dispersion medium resin are listed below.
Poly (2,6-dichlorostyrene) (1.625), poly (2,6-diphenyl-1,4-phenylene oxide) (1.64), poly (2-chlorostyrene) (1.610), poly (2-vinylnaphthalene) (1.682), poly (2-vinylthiophene) (1.638), poly (α-methylstyrene) (1.61), poly (α-naphthylcarbanyl methacrylate) (1. 63), poly (α-naphthyl methacrylate) (1.641), poly (chloro-p-xylene) (1.629), poly (styrene sulfide) (1.657), poly (sulfone) [poly [4, 4′-isopropylidenediphenoxydi (4-phenylene) sulfide]] (1.633).
In addition, an organic-inorganic hybrid resin can be used, and specifically, a titanium oxide hybrid resin can be used. As the titanium oxide hybrid resin, other resins, for example, resin compositions described in JP-A-2008-297537 and JP-A-2008-255124 can be used.

本発明において、太陽電池モジュールは、反射防止膜、保護ガラス、封止材、波長変換フィルム、該波長変換フィルムの凹又は凸部形成の鋳型となる型フィルム、太陽電池セル、バックフィルム、セル電極、タブ線等の中の必要部材から構成される。これらの部材の中で、光透過性を有する光透過性層としては、反射防止膜、保護ガラス、封止材、本発明の波長変換フィルム、型フィルム、太陽電池のSiNx:H層(セル反射防止膜)及びSi層等が挙げられる。   In the present invention, a solar cell module includes an antireflection film, a protective glass, a sealing material, a wavelength conversion film, a mold film that serves as a mold for forming a concave or convex portion of the wavelength conversion film, a solar cell, a back film, and a cell electrode. , Composed of necessary members in a tab line or the like. Among these members, the light-transmitting layer having light transmittance includes an antireflection film, a protective glass, a sealing material, the wavelength conversion film of the present invention, a mold film, and a SiNx: H layer of a solar cell (cell reflection). Prevention film) and Si layer.

本発明において、上記で挙げられる光透過性層の積層順は、通常、太陽電池モジュールの受光面から順に、必要により形成される反射防止膜、保護ガラス、封止材、必要により形成される型フィルム、本発明の波長変換フィルム、太陽電池セルのSiNx:H層(セル反射防止膜)、Si層となる。   In the present invention, the order of lamination of the light-transmitting layers mentioned above is usually an antireflection film, a protective glass, a sealing material, and a mold that is formed if necessary, in order from the light receiving surface of the solar cell module. The film, the wavelength conversion film of the present invention, the SiNx: H layer (cell antireflection film) of the solar battery cell, and the Si layer.

なお、本発明の波長変換フィルムは、太陽電池セルの受光面上に配置されることが好ましい。そうすることで、太陽電池セル受光表面の、セル電極等を含めた凹凸形状に隙間なく追従できる。   In addition, it is preferable that the wavelength conversion film of this invention is arrange | positioned on the light-receiving surface of a photovoltaic cell. By doing so, it can follow the uneven | corrugated shape including a cell electrode etc. of a photovoltaic cell light-receiving surface without gap.

本発明の波長変換フィルムは、複数の光透過性層と太陽電池セルとを有する太陽電池モジュールの、光透過性層の一つとして用いられるものであり、より詳しくは、片面は太陽電池セルの表面(受光面)の凹凸形状に隙間なく追従し、他面は微細な凸又は凹形状を隙間なく多数敷き詰めるように形成され、前記微細凹部又は凸部の各々の形状は、略同一形状の円錐状若しくは多角錐状であり、その屈折率は1.5〜2.1で、且つ前記被覆蛍光物質粒子を含有し、複数の光透過性層を光入射側から層1、層2、・・・層mとし、またこれらの屈折率をn1、n2、・・・nmとしたとき、n1≦n2≦・・・・≦nmが成り立つことを特徴とする波長変換フィルムである。
また、本発明は、太陽電池モジュールに用いる型フィルム付波長変換フィルム、すなわち、上記波長変換フィルムと、その波長変換フィルムの微細凹又は凸部側に、その微細凹若しくは凸部に相補(隙間無く、完全に噛み合う)して接着する微細凸又は凹部が隙間なく多数形成され、且つその屈折率が波長変換フィルムにおける屈折率よりも小さい型フィルム(フィルムの凹又は凸部形成の鋳型となる型フィルム)とが重層されてなる、外観は平滑な型フィルム付きフィルムも提供する。なお、型フィルムは、本発明の波長変換フィルムの微細な凸又は凹形状の多角錐若しくは円錐が受光面に隙間なく多数敷き詰めるように形成するための鋳型として用いられるものである。
The wavelength conversion film of the present invention is used as one of the light transmissive layers of a solar cell module having a plurality of light transmissive layers and solar cells, and more specifically, one side is a solar cell. The surface (light-receiving surface) follows the uneven shape of the surface without a gap, and the other surface is formed so as to spread a large number of fine convex or concave shapes without a gap, and the shape of each of the fine concave or convex portions is a cone having substantially the same shape. Or a polygonal pyramid having a refractive index of 1.5 to 2.1 and containing the coated phosphor particles, and a plurality of light-transmitting layers from the light incident side to layer 1, layer 2,. -It is the wavelength conversion film characterized by satisfying n1 <= n2 <= ... <= nm, when it is set as the layer m and these refractive indexes are set to n1, n2, ... nm.
Further, the present invention provides a wavelength conversion film with a mold film used for a solar cell module, that is, the wavelength conversion film, and the minute concave or convex side of the wavelength conversion film, complementary to the fine concave or convex portion (no gap). A mold film (a mold film that serves as a mold for forming a concave or convex portion of a film) in which a large number of fine convexities or concave portions that are completely meshed and bonded are formed without gaps, and the refractive index thereof is smaller than the refractive index of the wavelength conversion film. And a film with a mold film having a smooth appearance is also provided. In addition, a type | mold film is used as a casting_mold | template for forming so that many convex or concave polygonal pyramids or cones of the wavelength conversion film of this invention may be spread over a light-receiving surface without gap.

本発明の波長変換フィルムは、前記複数の光透過性層を、光入射側から層1、層2、・・・、層mとし、またこれらの屈折率をn1、n2、・・・、nmとしたとき、n1≦n2≦・・・・≦nmが成り立つことが好ましい。屈折率がこれを満たさないと、その層界面での反射が大きくなり、光損失も大きくなる傾向がある。   In the wavelength conversion film of the present invention, the plurality of light transmissive layers are layer 1, layer 2,..., Layer m from the light incident side, and the refractive indexes thereof are n1, n2,. In this case, it is preferable that n1 ≦ n2 ≦. If the refractive index does not satisfy this, reflection at the layer interface tends to increase, and light loss tends to increase.

あらゆる角度からの入射光を効率よく太陽電池セル内に導入するために、波長変換フィルムの微細な凸又は凹形状の多角錐若しくは円錐面は、頂角が狭いほうが有利であるが、波長変換フィルムと太陽電池セルとの界面で反射損失がある場合、頂角が狭すぎると反射光は再度外部へ漏れてしまう。   In order to efficiently introduce incident light from any angle into the solar battery cell, it is advantageous that the fine convex or concave polygonal pyramid or conical surface of the wavelength conversion film has a narrow apex angle. When there is a reflection loss at the interface between the solar cell and the solar cell, the reflected light leaks to the outside again if the apex angle is too narrow.

反射光及び波長変換された光を、波長変換フィルムによって再度反射させ、うまく太陽電池セルに導入するために、頂角は75〜150度が好ましく、最も好ましいものとして理想的には頂角が90度がよい。頂角が90度であると、性能、加工精度の点で最も良好な角度といえる。   In order to reflect the reflected light and the wavelength-converted light again by the wavelength conversion film and successfully introduce them into the solar battery cell, the apex angle is preferably 75 to 150 degrees, and most preferably, the apex angle is ideally 90 Good. If the apex angle is 90 degrees, it can be said that the angle is the best in terms of performance and processing accuracy.

文献、例えば、豊田宏;”無反射周期構造”、光学、32巻8号489ページ(2003年)によれば、底辺の大きさは、使用する最短波長をその材料の屈折率で除した値となっており、例として屈折率を2.0とした場合、太陽電池モジュールでは175nm程度となる。しかし、このような微細構造を得るためには、加工方法も制限される。従って、本発明ではこのような超微細構造は必要としない。そのため、加工の容易性を考慮し、好ましくは1〜1000μmであり、更に好ましくは10〜100μmである。   According to the literature, eg Hiroshi Toyoda; “Non-reflective periodic structure”, Optics, Vol. 32, No. 8, page 489 (2003), the size of the base is the value obtained by dividing the shortest wavelength to be used by the refractive index of the material. For example, when the refractive index is 2.0, the solar cell module has a thickness of about 175 nm. However, in order to obtain such a fine structure, the processing method is also limited. Therefore, the present invention does not require such an ultrafine structure. Therefore, considering the ease of processing, it is preferably 1 to 1000 μm, and more preferably 10 to 100 μm.

本発明の波長変換フィルムの厚みについては、該波長変換フィルムを台座部分と微細な凸又は凹形状の多角錐若しくは円錐部分に分けて考える。太陽電池セルの凹凸形状に追従して埋め込む必要があるため、台座部分の厚みは太陽電池セルの凹凸以上なければいけない。なお、この太陽電池セルの凹凸は、太陽電池セルのセル電極、タブ線等も含まれる。   The thickness of the wavelength conversion film of the present invention is considered by dividing the wavelength conversion film into a pedestal portion and a fine convex or concave polygonal pyramid or cone portion. Since it is necessary to follow the uneven shape of the solar battery cell and embed it, the thickness of the pedestal portion must be equal to or greater than the unevenness of the solar battery cell. In addition, the unevenness | corrugation of this photovoltaic cell includes the cell electrode of a photovoltaic cell, a tab wire, etc.

通常、太陽電池セル表面には、テクスチャー構造を施してあり、これの深さが0〜20μmである。一方、波長変換フィルムに、外部光からの反射損失を少なくするために、規則的に隙間なく多数敷き詰めるように形成された微細凹又は凸形状の多角錐若しくは円錐の高さは、主として加工上の要請から、1〜100μmである。具体的には、本発明の波長変換フィルムの台座部分の厚みは、太陽電池セル表面のテクスチャー構造の深さ0〜20μmよりも大きくし、波長変換フィルムの微細凹部又は凸部の厚みは、加工上の要請から1〜100μmとすることが好ましい。   Usually, the surface of the solar battery cell is textured, and the depth is 0 to 20 μm. On the other hand, in order to reduce reflection loss from external light on the wavelength conversion film, the height of fine concave or convex polygonal pyramids or cones formed so as to be regularly laid out without gaps is mainly due to processing. 1-100 μm from the request. Specifically, the thickness of the pedestal portion of the wavelength conversion film of the present invention is larger than the depth of 0 to 20 μm of the texture structure on the surface of the solar battery cell, and the thickness of the fine concave portion or convex portion of the wavelength conversion film is processed. It is preferable to set it as 1-100 micrometers from the said request | requirement.

本発明の波長変換フィルムの片面は太陽電池セル表面(受光面)の凹凸に隙間なく追従しており、図1に示すように、通常、太陽電池セル100上に貼り合わせ、波長変換フィルム300の微細な凸又は凹形状の多角錐若しくは円錐を有する面では、微細な凸又は凹形状の多角錐若しくは円錐をフィルムに形成するために用いた型フィルムを取り除き、封止材202を積層させ、空隙を生じさせず隙間なく波長変換フィルム300の微細な凸又は凹形状の多角錐若しくは円錐を埋めるようにするか、微細な凸又は凹形状の多角錐若しくは円錐をフィルムに形成するために用いた型フィルムを除去せずに積層させたままとしてもよい。なお、図1において、接続用タブ線及び電極は省略されているが、本発明の波長変換フィルムは、微細な凸又は凹形状の多角錐若しくは円錐を有する面の他面である太陽電池セル受光面では、接続用タブ線及び電極の凹凸形状に対しても隙間なく追従できることが好ましい。   One side of the wavelength conversion film of the present invention follows the unevenness of the surface (light receiving surface) of the solar cell without gaps, and is usually bonded onto the solar cell 100 as shown in FIG. On the surface having a fine convex or concave polygonal pyramid or cone, the mold film used to form the fine convex or concave polygonal pyramid or cone on the film is removed, and the sealing material 202 is laminated to form a void. A mold used to fill a fine convex or concave polygonal pyramid or cone of the wavelength conversion film 300 without gaps, or to form a fine convex or concave polygonal pyramid or cone in a film. The film may be left without being removed. In FIG. 1, connection tab lines and electrodes are omitted, but the wavelength conversion film of the present invention is a solar cell light receiving surface that is the other surface having a fine convex or concave polygonal pyramid or cone. In terms of surface, it is preferable that the connection tab line and the uneven shape of the electrode can be followed without a gap.

波長変換フィルムは、一方の面では上述のように太陽電池セルの凹凸に追従し、また他方の面では外部光からの反射損失を少なくするために好ましく設けられる、規則的に隙間なく規則的に隙間なく多数敷き詰めるように形成された微細凹又は凸形状の多角錐若しくは円錐が転写されるようにする。そのために、波長変換フィルムを形成する際は、前記被覆蛍光物質粒子を含有した樹脂組成物を半硬化状態で用いることが重要である。樹脂組成物の分散媒樹脂として、微細な凸又は凹形状の多角錐若しくは円錐を付与しやすい光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、加熱又は加圧により流動する熱可塑性樹脂等が、単独あるいは組み合わせて用いられる。なかでも形状転写性をみたすものとして、例えば、ゾルゲル法で得られる、チタニウムテトラアルコキシドを含む有機−無機ハイブリッド組成物が樹脂組成物として好ましく挙げられる。
いずれの場合でも、波長変換のために、樹脂組成物中には上記被覆蛍光物質粒子、好ましくはユーロピウム錯体を含む被覆蛍光物質粒子を含有させる。
The wavelength conversion film follows the unevenness of the solar battery cell on one side as described above, and is preferably provided on the other side in order to reduce reflection loss from external light. Fine concave or convex polygonal pyramids or cones formed so as to be laid out without gaps are transferred. Therefore, when forming a wavelength conversion film, it is important to use the resin composition containing the said covering fluorescent substance particle in a semi-hardened state. As the dispersion medium resin of the resin composition, a photo-curing resin, a thermosetting resin, a thermoplastic resin that flows by heating or pressurization, which can easily give a fine convex or concave polygonal pyramid or cone, alone or in combination Used. Among them, an organic-inorganic hybrid composition containing titanium tetraalkoxide obtained by a sol-gel method is preferable as a resin composition, which exhibits shape transferability.
In any case, for the wavelength conversion, the coated fluorescent material particles, preferably coated fluorescent material particles containing a europium complex, are contained in the resin composition.

本発明の波長変換フィルム用樹脂組成物中の、上記被覆蛍光物質粒子の好ましい配合量は、ユーロピウムの元素質量濃度で0.001〜5質量%が好ましい。0.001質量%以下であると、発光効率が小さい傾向があり、5質量%以上であると、濃度消光により発光効率が低下する傾向がある。   In the resin composition for a wavelength conversion film of the present invention, a preferable blending amount of the coated fluorescent substance particles is preferably 0.001 to 5% by mass in terms of elemental mass concentration of europium. If it is 0.001% by mass or less, the luminous efficiency tends to be low, and if it is 5% by mass or more, the luminous efficiency tends to decrease due to concentration quenching.

上述したように、樹脂組成物の分散媒樹脂として、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等が好ましく用いられる。波長変換フィルム用樹脂組成物の分散媒樹脂に光硬化性樹脂を用いる場合、光硬化性樹脂の樹脂構成や光硬化方法は特に制限はない。例えば、光ラジカル開始剤による光硬化方法では、波長変換フィルム用樹脂組成物は、上記蛍光物質の他、(A)光硬化性樹脂(分散媒樹脂)、(B)架橋性モノマ、及び(C)光により遊離ラジカルを生成する光開始剤、からなる。   As described above, a photocurable resin, a thermosetting resin, a thermoplastic resin, or the like is preferably used as the dispersion medium resin of the resin composition. When using a photocurable resin for the dispersion medium resin of the resin composition for wavelength conversion films, the resin configuration of the photocurable resin and the photocuring method are not particularly limited. For example, in the photocuring method using a photoradical initiator, the resin composition for a wavelength conversion film includes (A) a photocurable resin (dispersion medium resin), (B) a crosslinkable monomer, and (C And) a photoinitiator that generates free radicals by light.

ここで(A)光硬化性樹脂(分散媒樹脂)としては、アクリル酸又はメタクリル酸及びこれらのアルキルエステルと、これらと共重合し得るその他のビニルモノマーを構成モノマとして共重合してなる共重合体が用いられる。これらの共重合体は、単独でも2種類以上を組み合わせて用いることもできる。アクリル酸アルキルエステル又はメタクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル等のアクリル酸無置換アルキルエステル又はメタクリル酸無置換アルキルエステルや、これらのアルキル基に水酸基、エポキシ基、ハロゲン基等が置換したアクリル酸置換アルキルエステル及びメタクリル酸置換アルキルエステル等が挙げられる。
また、アクリル酸又はメタクリル酸やアクリル酸アルキルエステル又はメタクリル酸アルキルエステルと共重合しうるその他のビニルモノマーとしては、アクリルアミド、アクリロニトリル、ジアセトンアクリルアミド、スチレン、ビニルトルエン等が挙げられる。これらのビニルモノマーは、単独で又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。また、(A)成分の分散媒樹脂の重量平均分子量は、塗膜性及び塗膜強度、現像性の点から10,000〜300,000であることが好ましい。
Here, (A) a photocurable resin (dispersion medium resin) is a copolymer obtained by copolymerizing acrylic acid or methacrylic acid and alkyl esters thereof and other vinyl monomers copolymerizable therewith as constituent monomers. Coalescence is used. These copolymers can be used alone or in combination of two or more. Examples of the alkyl acrylate ester or alkyl methacrylate ester include methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, butyl acrylate, butyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, and the like. Acrylic acid unsubstituted alkyl ester or methacrylic acid unsubstituted alkyl ester, acrylic acid substituted alkyl ester or methacrylic acid substituted alkyl ester in which a hydroxyl group, an epoxy group, a halogen group or the like is substituted on these alkyl groups.
Examples of other vinyl monomers that can be copolymerized with acrylic acid, methacrylic acid, alkyl acrylate ester, or alkyl methacrylate ester include acrylamide, acrylonitrile, diacetone acrylamide, styrene, vinyl toluene, and the like. These vinyl monomers can be used alone or in combination of two or more. Moreover, it is preferable that the weight average molecular weight of (A) component dispersion medium resin is 10,000-300,000 from the point of coating-film property, coating-film strength, and developability.

(B)架橋性モノマとしては、例えば、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート;テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート;ベンジル(メタ)アクリレート;多価アルコールにα,β−不飽和カルボン酸を反応させて得られる化合物(例えば、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート(エチレン基の数が2〜14のもの)、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンエトキシトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンプロポキシトリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート(プロピレン基の数が2〜14のもの)、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAポリオキシエチレンジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジオキシエチレンジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAトリオキシエチレンジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAデカオキシエチレンジ(メタ)アクリレート等);グリシジル基含有化合物にα,β−不飽和カルボン酸を付加して得られる化合物(例えば、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテルトリアクリレート、ビスフェノールAジグリシジルエーテルジアクリレート等);多価カルボン酸(例えば、無水フタル酸)と水酸基及びエチレン性不飽和基を有する物質(例えば、β−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート)とのエステル化物;アクリル酸若しくはメタクリル酸のアルキルエステル(例えば、(メタ)アクリル酸メチルエステル、(メタ)アクリル酸エチルエステル、(メタ)アクリル酸ブチルエステル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシルエステル);ウレタン(メタ)アクリレート(例えば、トリレンジイソシアネートと2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリル酸エステルとの反応物、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートとシクロヘキサンジメタノールと2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリル酸エステルとの反応物等);等を挙げることができる。
特に好ましい(B)架橋性モノマとしては、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAポリオキシエチレンジメタクリレートが挙げられる。なお、上記化合物は単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。
(B) As a crosslinkable monomer, for example, dicyclopentenyl (meth) acrylate; tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate; benzyl (meth) acrylate; obtained by reacting a polyhydric alcohol with an α, β-unsaturated carboxylic acid. Compounds such as polyethylene glycol di (meth) acrylate (having 2 to 14 ethylene groups), trimethylolpropane di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylolpropane ethoxytri (meta ) Acrylate, trimethylolpropane propoxy tri (meth) acrylate, tetramethylol methane tri (meth) acrylate, tetramethylol methane tetra (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate (propylene) Dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, bisphenol A polyoxyethylene di (meth) acrylate, bisphenol A dioxyethylene di (meth) Acrylate, bisphenol A trioxyethylene di (meth) acrylate, bisphenol A decaoxyethylene di (meth) acrylate, etc.); compounds obtained by adding an α, β-unsaturated carboxylic acid to a glycidyl group-containing compound (for example, tri Methylolpropane triglycidyl ether triacrylate, bisphenol A diglycidyl ether diacrylate, etc.); a substance having a polyvalent carboxylic acid (for example, phthalic anhydride) and a hydroxyl group and an ethylenically unsaturated group (for example, β-hydroxy ester) (Meth) acrylate); alkyl esters of acrylic acid or methacrylic acid (for example, (meth) acrylic acid methyl ester, (meth) acrylic acid ethyl ester, (meth) acrylic acid butyl ester, (meth) acrylic Acid 2-ethylhexyl ester); urethane (meth) acrylate (for example, reaction product of tolylene diisocyanate and 2-hydroxyethyl (meth) acrylic acid ester, trimethylhexamethylene diisocyanate, cyclohexanedimethanol and 2-hydroxyethyl (meth)) A reaction product with an acrylic ester, etc.);
Particularly preferred (B) crosslinkable monomers include trimethylolpropane tri (meth) acrylate, dipentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, and bisphenol A polyoxyethylene dimethacrylate. In addition, the said compound is used individually or in combination of 2 or more types.

特に波長変換フィルムの屈折率を高くする場合には、(A)分散媒樹脂及び/又は(B)架橋性モノマに、臭素、イオウ原子を含んでいることが有利である。臭素含有モノマの例としては、第一工業製薬社製のニューフロンティアBR−31、ニューフロンティアBR−30、ニューフロンティアBR−42M等が挙げられる。イオウ含有モノマ組成物としては、三菱瓦斯化学社製のIU−L2000、IU−L3000、IU−MS1010が挙げられる。ただし、本発明で使用される臭素、イオウ原子含有モノマ(それを含む重合物)は、ここに挙げたものに限定されるものではない。   In particular, when increasing the refractive index of the wavelength conversion film, it is advantageous that (A) the dispersion medium resin and / or (B) the crosslinkable monomer contain bromine and sulfur atoms. Examples of bromine-containing monomers include New Frontier BR-31, New Frontier BR-30, and New Frontier BR-42M manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku. Examples of the sulfur-containing monomer composition include IU-L2000, IU-L3000, and IU-MS1010 manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company. However, the bromine and sulfur atom-containing monomers (polymers containing them) used in the present invention are not limited to those listed here.

(C)光開始剤としては、紫外線又は可視光線により遊離ラジカルを生成する光開始剤が好ましく、例えば、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル等のベンゾインエーテル類、ベンゾフェノン、N,N′−テトラメチル−4,4′−ジアミノベンゾフェノン(ミヒラーケトン)、N,N′−テトラエチル−4,4′−ジアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン類、ベンジルジメチルケタール(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、IRGACURE(イルガキュア)651)、ベンジルジエチルケタール等のベンジルケタール類、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、p−tert−ブチルジクロロアセトフェノン、p−ジメチルアミノアセトフェノン等のアセトフェノン類、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン等のキサントン類、あるいはヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、IRGACURE(イルガキュア)184)、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ビトロキシ−2−メチルプロパン−1−オン(メルク社製、ダロキュア1116)、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン(メルク社製、ダロキュア1173)等が挙げられ、これらは単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。   (C) The photoinitiator is preferably a photoinitiator that generates free radicals by ultraviolet light or visible light. For example, benzoin ethers such as benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin propyl ether, benzoin isobutyl ether, and benzoin phenyl ether Benzophenones such as benzophenone, N, N′-tetramethyl-4,4′-diaminobenzophenone (Michler ketone), N, N′-tetraethyl-4,4′-diaminobenzophenone, benzyldimethyl ketal (Ciba Specialty) Chemicals, IRGACURE (Irgacure) 651), benzyl ketals such as benzyl diethyl ketal, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, p-tert-butyldichloroacetate Enone, acetophenones such as p-dimethylaminoacetophenone, xanthones such as 2,4-dimethylthioxanthone and 2,4-diisopropylthioxanthone, or hydroxycyclohexyl phenyl ketone (manufactured by Ciba Specialty Chemicals, IRGACURE (Irgacure) 184) 1- (4-isopropylphenyl) -2-vitoxy-2-methylpropan-1-one (Merck, Darocur 1116), 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one (Merck) Manufactured, Darocur 1173) and the like, and these may be used alone or in combination of two or more.

また、(C)光開始剤として使用しうる光開始剤としては、例えば、2,4,5−トリアリルイミダゾール二量体と2−メルカプトベンゾオキサゾール、ロイコクリスタルバイオレット、トリス(4−ジエチルアミノ−2−メチルフェニル)メタン等との組み合わせも挙げられる。また、それ自体では光開始性はないが、前記物質と組み合わせて用いることにより全体として光開始性能のより良好な増感剤系となるような添加剤、例えば、ベンゾフェノンに対するトリエタノールアミン等の三級アミンを用いることができる。   Examples of (C) photoinitiators that can be used as photoinitiators include 2,4,5-triallylimidazole dimer, 2-mercaptobenzoxazole, leucocrystal violet, and tris (4-diethylamino-2). Combinations with -methylphenyl) methane and the like are also mentioned. In addition, although there is no photoinitiation by itself, an additive that can be used as a sensitizer system with a better photoinitiation performance as a whole when used in combination with the above substances, such as triethanolamine for benzophenone, etc. Secondary amines can be used.

上記はアクリル系の光硬化性樹脂についての例示であるが、通常用いられるエポキシ系の光硬化性樹脂も、本発明の波長変換フィルムの分散媒樹脂として好ましく用いることができる。   The above is an example of an acrylic photocurable resin, but an epoxy photocurable resin that is usually used can also be preferably used as the dispersion medium resin of the wavelength conversion film of the present invention.

波長変換フィルム用樹脂組成物の分散媒樹脂に、加熱又は加圧により流動する熱可塑性樹脂を用いる場合、例えば、天然ゴム(屈折率(以下、nともいう)=1.52)、ポリイソプレン(n=1.521)、ポリ−1,2−ブタジエン(n=1.50)、ポリイソブテン(n=1.505〜1.51)、ポリブテン(n=1.513)、ポリ−2−ヘプチル−1,3−ブタジエン(n=1.50)、ポリ−2−t−ブチル−1,3−ブタジエン(n=1.506)、ポリ−1,3−ブタジエン(n=1.515)等の(ジ)エン類、ポリオキシエチレン(n=1.456)、ポリオキシプロピレン(n=1.450)、ポリビニルエチルエーテル(n=1.454)、ポリビニルヘキシルエーテル(n=1.459)、ポリビニルブチルエーテル(n=1.456)等のポリエーテル類、ポリビニルアセテート(n=1.467)、ポリビニルプロピオネート(n=1.467)等のポリエステル類、ポリウレタン(n=1.5〜1.6)、エチルセルロース(n=1.479)、ポリ塩化ビニル(n=1.54〜1.55)、ポリアクリロニトリル(n=1.52)、ポリメタクリロニトリル(n=1.52)、ポリスルホン(n=1.633)、ポリスルフィド(n=1.6)、フェノキシ樹脂(n=1.5〜1.6)、ポリエチルアクリレート(n=1.469)、ポリブチルアクリレート(n=1.466)、ポリ−2−エチルヘキシルアクリレート(n=1.463)、ポリ−t−ブチルアクリレート(n=1.464)、ポリ−3−エトキシプロピルアクリレート(n=1.465)、ポリオキシカルボニルテトラメタクリレート(n=1.465)、ポリメチルアクリレート(n=1.472〜1.480)、ポリイソプロピルメタクリレート(n=1.473)、ポリドデシルメタクリレート(n=1.474)、ポリテトラデシルメタクリレート(n=1.475)、ポリ−n−プロピルメタクリレート(n=1.484)、ポリ−3,3,5−トリメチルシクロヘキシルメタクリレート(n=1.484)、ポリエチルメタクリレート(n=1.485)、ポリ−2−ニトロ−2−メチルプロピルメタクリレート(n=1.487)、ポリ−1,1−ジエチルプロピルメタクリレート(n=1.489)、ポリメチルメタクリレート(n=1.489)等のポリ(メタ)アクリル酸エステルが分散媒樹脂として使用可能である。
これらの熱可塑性樹脂は、必要に応じて2種以上共重合してもよいし、2種類以上をブレンドして使用することも可能である。
When a thermoplastic resin that flows by heating or pressurization is used for the dispersion medium resin of the wavelength conversion film resin composition, for example, natural rubber (refractive index (hereinafter also referred to as n) = 1.52), polyisoprene ( n = 1.521), poly-1,2-butadiene (n = 1.50), polyisobutene (n = 1.505 to 1.51), polybutene (n = 1.513), poly-2-heptyl- 1,3-butadiene (n = 1.50), poly-2-t-butyl-1,3-butadiene (n = 1.506), poly-1,3-butadiene (n = 1.515), etc. (Di) enes, polyoxyethylene (n = 1.456), polyoxypropylene (n = 1.450), polyvinyl ethyl ether (n = 1.454), polyvinyl hexyl ether (n = 1.659), Polyvinyl butyl ester Polyethers such as ter (n = 1.456), polyesters such as polyvinyl acetate (n = 1.467), polyvinyl propionate (n = 1.467), polyurethane (n = 1.5-1. 6), ethyl cellulose (n = 1.479), polyvinyl chloride (n = 1.54 to 1.55), polyacrylonitrile (n = 1.52), polymethacrylonitrile (n = 1.52), polysulfone (N = 1.633), polysulfide (n = 1.6), phenoxy resin (n = 1.5-1.6), polyethyl acrylate (n = 1.469), polybutyl acrylate (n = 1. 466), poly-2-ethylhexyl acrylate (n = 1.463), poly-t-butyl acrylate (n = 1.464), poly-3-ethoxypropyl acrylate ( = 1.465), polyoxycarbonyltetramethacrylate (n = 1.465), polymethyl acrylate (n = 1.472-1.480), polyisopropyl methacrylate (n = 1.473), polydodecyl methacrylate (n = 1.474), polytetradecyl methacrylate (n = 1.475), poly-n-propyl methacrylate (n = 1.484), poly-3,3,5-trimethylcyclohexyl methacrylate (n = 1.484) , Polyethyl methacrylate (n = 1.485), poly-2-nitro-2-methylpropyl methacrylate (n = 1.487), poly-1,1-diethylpropyl methacrylate (n = 1.490), polymethyl Poly (meth) acrylic acid ester such as methacrylate (n = 1.490) is a dispersion medium It can be used as a resin.
Two or more kinds of these thermoplastic resins may be copolymerized as required, or two or more kinds may be blended and used.

さら上記樹脂との共重合樹脂として、エポキシアクリレート(n=1.48〜1.60)、ウレタンアクリレート(n=1.5〜1.6)、ポリエーテルアクリレート(n=1.48〜1.49)、ポリエステルアクリレート(n=1.48〜1.54)等を使うこともできる。特に接着性の点から、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエーテルアクリレートが優れている。   Furthermore, as a copolymer resin with the above resin, epoxy acrylate (n = 1.48 to 1.60), urethane acrylate (n = 1.5 to 1.6), polyether acrylate (n = 1.48 to 1. 49), polyester acrylate (n = 1.48 to 1.54), etc. can also be used. In particular, urethane acrylate, epoxy acrylate, and polyether acrylate are excellent from the viewpoint of adhesiveness.

エポキシアクリレートとしては、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、アリルアルコールジグリシジルエーテル、レゾルシノールジグリシジルエーテル、アジピン酸ジグリシジルエステル、フタル酸ジグリシジルエステル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル、ソルビトールテトラグリシジルエーテル等の(メタ)アクリル酸付加物が挙げられる。   As epoxy acrylate, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, allyl alcohol diglycidyl ether, resorcinol diglycidyl ether, adipic acid diglycidyl ester, phthalic acid diglycidyl ester, polyethylene glycol diglycidyl ether And (meth) acrylic acid adducts such as trimethylolpropane triglycidyl ether, glycerin triglycidyl ether, pentaerythritol tetraglycidyl ether, and sorbitol tetraglycidyl ether.

エポキシアクリレート等のように分子内に水酸基を有するポリマーは接着性向上に有効である。これらの共重合樹脂は、必要に応じて、2種以上併用することができる。これら樹脂の軟化温度は、取扱い性から200℃以下が好ましく、150℃以下がさらに好ましい。太陽電池ユニットの使用環境温度が通常は80℃以下であることと加工性を考慮すると、上記樹脂の軟化温度は特に好ましくは80〜120℃である。   A polymer having a hydroxyl group in the molecule such as epoxy acrylate is effective for improving the adhesion. These copolymer resins can be used in combination of two or more as required. The softening temperature of these resins is preferably 200 ° C. or less, and more preferably 150 ° C. or less from the viewpoint of handleability. Considering that the use environment temperature of the solar cell unit is usually 80 ° C. or lower and workability, the softening temperature of the resin is particularly preferably 80 to 120 ° C.

熱可塑性樹脂を分散媒樹脂として用いた場合の、その他の樹脂組成物の構成は、上記被覆蛍光物質粒子を含有させれば特に制限はないが、通常用いられる成分、例えば、可塑剤、難燃剤、安定剤等を含有させることが可能である。   The composition of the other resin composition when a thermoplastic resin is used as the dispersion medium resin is not particularly limited as long as it contains the above-described coated fluorescent substance particles, but usually used components such as a plasticizer and a flame retardant , Stabilizers and the like can be contained.

波長変換フィルムにおける屈折率を高めるために、上記波長変換フィルム用樹脂組成物に、屈折率の高い(好ましくは屈折率1.6以上)無機材料(無機微粒子)を分散させることができる。但し、樹脂中に分散される無機微粒子の粒子の大きさが波長以上に大きくなると、光を散乱させるので、逆効果となる。   In order to increase the refractive index of the wavelength conversion film, an inorganic material (inorganic fine particles) having a high refractive index (preferably a refractive index of 1.6 or more) can be dispersed in the resin composition for wavelength conversion film. However, if the size of the inorganic fine particles dispersed in the resin is larger than the wavelength, light is scattered, which is counterproductive.

このような無機微粒子としては、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化セリウム、酸化アンチモン、インジウムスズ混合酸化物、アンチモンスズ混合酸化物等であり、これらは必要に応じて、アルミナ、シリカ、酸化ジルコニウム、高級脂肪酸等で表面処理がなされていてもよい。   Examples of such inorganic fine particles include titanium oxide, zirconium oxide, zinc oxide, tin oxide, cerium oxide, antimony oxide, indium tin mixed oxide, antimony tin mixed oxide, and the like. Surface treatment may be performed with silica, zirconium oxide, higher fatty acid or the like.

これら無機微粒子を樹脂中の分散させるために、分散剤、チタネート系、アルミニウム系、シリコン系のカップリング剤を用いてもよい。分散剤としては、ビックケミー・ジャパン社のディスパービックの商品名で供給される製品群、Disperbyk−111、Disperbyk−110、Disperbyk−116、Disperbyk−140、Disperbyk−161、Disperbyk−162、Disperbyk−163、Disperbyk−164、Disperbyk−170、Disperbyk−171、Disperbyk−174、Disperbyk−180、Disperbyk−182等、花王社製のアセタミン24、アセタミン86、コータミン24P、コータミン86PW、コータミン60W、コータミンD86P、ファーミンCS、ファーミン08D、ファーミン20D、ファーミン80、ファーミン86T、ファーミンO、ファーミンT、ファーミンD86、ファーミンDM24C、ファーミンDM0898、ファーミンDM1098、ファーミンDM2098、ファーミンDM2465、ファーミンDM2463、ファーミンDM2458、ファーミンDM4098、ファーミンDM4662、ファーミンDM6098、ファーミンDM6875、ファーミンDM8680、ファーミンDM8098、ファーミンDM2285等が挙げられる。   In order to disperse these inorganic fine particles in the resin, a dispersant, titanate-based, aluminum-based, or silicon-based coupling agent may be used. Dispersants include, for example, Disperbyk-111, Disperbyk-110, Disperbyk-116, Disperbyk-140, Disperbyk-161, Disperbyk-162, Disperbyk-163, products supplied under the trade name of Disperbic of Big Chemie Japan. Disperbyk-164, Disperbyk-170, Disperbyk-171, Disperbyk-174, Disperbyk-180, Disperbyk-182, etc., Kao Acetamine 24, Acetamine 86, Cotamine 24P, Cotamine 86PW, Cotamine 86PW, Cotamine 86PW Farmin 08D, Farmin 20D, Farmin 80, Farmin 86T, Farmin , Farmin T, Farmin D86, Farmin DM 24C, Farmin DM 0898, Farmin DM 1098, Farmin DM 2098, Farmin DM 2465, Farmin DM 2463, Farmin DM 2458, Farmin DM 4098, Farmin DM 4662, Farmin DM 6098, Farmin DM 6875, Farmin DM 8680, Farmin DM 8085, Farmin DM 2285, etc. Can be mentioned.

また、チタネート系カップリング剤としては、味の素社がプレンアクトの商品名で提供する製品、KR−TTS、KR−46B、KR−55、KR−41B、KR−38S、KR−138S、KR−238S、338X、KR−44、KR−9SA等が挙げられる。アルミニウム系カップリング剤としては、同社製のプレンアクトAL−M等が挙げられる。   In addition, as titanate coupling agents, products provided by Ajinomoto Co. under the trade name Plenact, KR-TTS, KR-46B, KR-55, KR-41B, KR-38S, KR-138S, KR-238S, 338X, KR-44, KR-9SA and the like. Examples of the aluminum coupling agent include Plenact AL-M manufactured by the same company.

一方、波長変換フィルム用樹脂組成物に、ゾルゲル法を用いて得られる有機−無機ハイブリッド組成物を用いる場合には、有機−無機ハイブリッド組成物の必須成分として上記蛍光物質、及び下記一般式(a)で表される金属アルコキシドを用いる。
(RM−(OR 式(a)
On the other hand, when the organic-inorganic hybrid composition obtained by using the sol-gel method is used for the resin composition for wavelength conversion film, the fluorescent substance as an essential component of the organic-inorganic hybrid composition, and the following general formula (a The metal alkoxide represented by this is used.
(R 1 ) n M- (OR 2 ) m formula (a)

本発明は、このうちの下記一般式(b)で示されるチタニウムテトラアルコキシドを用いることも好ましい。
Ti−(OR) 式(b)
Of these, it is also preferable to use a titanium tetraalkoxide represented by the following general formula (b).
Ti- (OR) Formula 4 (b)

相補的に、上記一般式(a)のMがZn、Zr、Al、Si、Sb、Be、Cd、Cr、Sn、Cu、Ga、Mn、Fe、Mo、V、W、Ge及びCeから選ばれる金属であっても差し支えない。上記一般式(a)のR及びRは、炭素数1〜10の有機基であり、Mに複数個結合しているが、それぞれはすべて同一でも、違っていてもよい。nは0以上の整数、mは1以上の整数で、n+mは、Mの価数に等しい。また、上記一般式(b)のRは、炭素数1〜10の有機基である。より好ましい金属アルコキシドは、チタニウムテトラアルコキシドであり、より好ましくはチタニウムテトライソプロポキシド、チタニウムテトラ(n−ブトキシド)等が挙げられる。
ゾルゲル法による有機−無機ハイブリッド組成物に用いる金属アルコキシドは一種類でも複数種類でもよい。
Complementarily, M in the general formula (a) is selected from Zn, Zr, Al, Si, Sb, Be, Cd, Cr, Sn, Cu, Ga, Mn, Fe, Mo, V, W, Ge, and Ce. It can be a metal. R 1 and R 2 in the general formula (a) are organic groups having 1 to 10 carbon atoms, and a plurality of them are bonded to M, but they may all be the same or different. n is an integer of 0 or more, m is an integer of 1 or more, and n + m is equal to the valence of M. Moreover, R of the said general formula (b) is a C1-C10 organic group. More preferred metal alkoxides are titanium tetraalkoxides, more preferably titanium tetraisopropoxide, titanium tetra (n-butoxide) and the like.
The metal alkoxide used in the organic-inorganic hybrid composition by the sol-gel method may be one kind or plural kinds.

樹脂組成物のとして用いられるゾルゲル法で作製される有機−無機ハイブリッド組成物は、上記被覆蛍光物質粒子、ポリマー、モノマ、開始剤を必須成分とし、必要に応じて、溶剤、接着助剤、安定剤、界面活性剤等を添加することができる。ポリマーとしては、例えば、前記(A)光硬化性樹脂等が挙げられ、モノマとしては、前記(B)架橋性モノマ等が挙げられ、開始剤としては、前記(C)光開始剤等が挙げられる。   The organic-inorganic hybrid composition produced by the sol-gel method used as a resin composition contains the above coated phosphor particles, polymer, monomer, and initiator as essential components, and if necessary, a solvent, an adhesion aid, and a stable An agent, a surfactant and the like can be added. Examples of the polymer include the (A) photocurable resin, the monomer includes the (B) crosslinkable monomer, and the initiator includes the (C) photoinitiator. It is done.

本発明の波長変換フィルムは、(1)蛍光物質粒子を、シリコンアルコキシドを用いたゾルゲル反応によりシリカガラスで被覆し、被覆層を有する被覆蛍光物質粒子を得る蛍光物質粒子被覆工程と、
(2)前記被覆蛍光物質粒子を分散媒樹脂に分散させて樹脂組成物を作製し、該樹脂組成物を用い、波長変換フィルムを形成するフィルム形成工程と、を含む工程により製造できる。
The wavelength conversion film of the present invention comprises (1) a fluorescent material particle coating step in which fluorescent material particles are coated with silica glass by a sol-gel reaction using silicon alkoxide to obtain coated fluorescent material particles having a coating layer;
(2) The coated phosphor material particles can be dispersed in a dispersion medium resin to produce a resin composition, and the resin composition can be used to produce a wavelength conversion film.

樹脂組成物として、ゾルゲル法による有機−無機ハイブリッド組成物を用いる場合、波長変換フィルムは、溶液状にしたゾルゲル法用の上記被覆蛍光物質粒子を含む樹脂組成物中に、上記一般式(a)又は(b)で表される金属アルコキシド、水及び酸及び/又はアルカリ触媒を加え、PET等の基材に塗布し、加熱により溶剤を揮発させることにより、半硬化状態の樹脂組成物層を得、太陽電池セルに貼り付けた後に微細凹凸形状を形成して得られる。ゾルゲル法に用いられる酸触媒は、塩酸、有機酸等の一般に用いられる酸触媒が挙げられ、アルカリ触媒は、水酸化ナトリウム、有機アルカリ等の一般に用いられるアルカリ触媒が挙げられる。ただし、選ばれる金属アルコキシドの反応性によっては、水及び/又は酸及び/又はアルカリ触媒が必要でなくなる場合もある。また加熱温度も金属アルコキシドの反応性に依存している。   When an organic-inorganic hybrid composition by a sol-gel method is used as the resin composition, the wavelength conversion film is a resin composition containing the above-described coated fluorescent substance particles for the sol-gel method in the form of a solution. Alternatively, a metal alkoxide represented by (b), water and an acid and / or an alkali catalyst are added, applied to a substrate such as PET, and the solvent is evaporated by heating to obtain a semi-cured resin composition layer. It is obtained by forming a fine uneven shape after being attached to a solar battery cell. Examples of the acid catalyst used in the sol-gel method include commonly used acid catalysts such as hydrochloric acid and organic acids. Examples of the alkali catalyst include commonly used alkali catalysts such as sodium hydroxide and organic alkali. However, depending on the reactivity of the selected metal alkoxide, water and / or acid and / or alkali catalyst may not be required. The heating temperature also depends on the reactivity of the metal alkoxide.

Tiのように反応性の高いものでは、加熱温度は100℃程度以下の温度でもよい。なお、半硬化状態の樹脂組成物層を形成する際に、ワニスとして太陽電池セル上に塗布し、その後、半硬化状態の樹脂組成物層とすることも可能である。   In the case of a highly reactive material such as Ti, the heating temperature may be about 100 ° C. or less. In addition, when forming the semi-cured resin composition layer, it is also possible to apply it as a varnish on the solar battery cell, and then form a semi-cured resin composition layer.

本発明では、必ずしも(−M−O−)の三次元構造は必要ではなく、高屈折率化を実現できればよい。特に酸化チタニウムの三次元構造は、光触媒で用いられるように、半導体となる。   In the present invention, the (-MO-) three-dimensional structure is not necessarily required as long as a high refractive index can be realized. In particular, the three-dimensional structure of titanium oxide becomes a semiconductor so as to be used in a photocatalyst.

しかし、この構造は、光劣化の点で不都合であるため、三次元構造をあえて壊すために、別な金属アルコキシドと併用するか、意図的に加水分解、脱水縮合が中途半端になるよう、あらかじめ水の量を少なくする手法が有効である。具体的には、ゾルゲル法で用いる水の量をチタン原子1モルに対し2モル以下とすることが好ましい。   However, this structure is inconvenient in terms of photodegradation, so in order to intentionally break the three-dimensional structure, it can be used in combination with another metal alkoxide, or intentionally hydrolysis and dehydration condensation should be halfway. A technique that reduces the amount of water is effective. Specifically, the amount of water used in the sol-gel method is preferably 2 mol or less with respect to 1 mol of titanium atoms.

ゾルゲル法による有機−無機ハイブリッド組成物を樹脂組成物として用いる以外であっても、半硬化状態の樹脂組成物層を作製するには、上記被覆蛍光物質粒子を含有する樹脂組成物をPET等の基材に塗布し、加熱により溶剤を揮発させてフィルム状とする方法が挙げられる。なお、フィルム状とする場合、基材の反対面にPP等のセパレータフィルムにより保護することも好ましい。フィルム状の半硬化状態の樹脂組成物層を太陽電池セルへ貼り付けるには、太陽電池セルへ真空ラミネートすればよい。または、フィルム状とせずに、上記樹脂組成物をワニス状で用いて、太陽電池セルへ直接塗布し、溶剤乾燥して、半硬化状態の樹脂組成物層とすることも可能である。ワニス状で塗布した時点で太陽電池セル凹凸を完全に埋め込むことができる。   Even if the organic-inorganic hybrid composition by the sol-gel method is used as a resin composition, in order to produce a semi-cured resin composition layer, the resin composition containing the coated phosphor particles is made of PET or the like. The method of apply | coating to a base material and volatilizing a solvent by heating and making it into a film form is mentioned. In addition, when setting it as a film form, it is also preferable to protect on the opposite surface of a base material with separator films, such as PP. What is necessary is just to vacuum-laminate to a photovoltaic cell in order to affix a film-form semi-hardened resin composition layer to a photovoltaic cell. Or it is also possible to use the said resin composition in a varnish form directly without applying a film form, apply | coat to a photovoltaic cell directly, and dry with a solvent, and it can also be set as the semi-hardened resin composition layer. The solar cell irregularities can be completely embedded at the time of application in a varnish form.

半硬化状態の樹脂組成物層を太陽電池セル上に形成した後、次に、波長変換フィルムに、微細凹又は凸形状の多角錐若しくは円錐を形成する場合は、同形状の微細凹又は凸形状の多角錐若しくは円錐を有する型フィルムを、半硬化状態の樹脂組成物層の上に載せ、さらに真空ラミネートし、半硬化状態の樹脂組成物層に形状転写し、波長変換フィルムを得る。なお、半硬化状態の樹脂組成物層を太陽電池セル上に貼り付けた後に、型フィルムで微細凹又は凸形状の多角錐若しくは円錐を形成して、波長変換フィルムを得るのではなく、基材上に形成されたフィルム状の樹脂組成物層を型フィルムの上に貼り付けるか、又は樹脂組成物を型フィルムに直接塗布し、微細凹又は凸形状の多角錐若しくは円錐を形成して波長変換フィルムを得てから、太陽電池セル上に貼り付けても良い。   After forming the semi-cured resin composition layer on the solar cell, next, when forming a fine concave or convex polygonal pyramid or cone on the wavelength conversion film, the same fine concave or convex shape A mold film having a polygonal pyramid or cone is placed on a semi-cured resin composition layer, vacuum laminated, and shape transferred to a semi-cured resin composition layer to obtain a wavelength conversion film. In addition, after pasting the semi-cured resin composition layer on the solar battery cell, the substrate is not obtained by forming a fine concave or convex polygonal pyramid or cone with a mold film to obtain a wavelength conversion film. Wavelength conversion by pasting the film-like resin composition layer formed on the mold film or by directly applying the resin composition to the mold film to form a fine concave or convex polygonal pyramid or cone You may affix on a photovoltaic cell after obtaining a film.

この時点で型フィルムを剥離してから波長変換フィルムを硬化しても、型フィルムをつけたまま波長変換フィルムを硬化してもよい。半硬化状態の波長変換フィルムの硬化方法は、あらかじめ該樹脂組成物に光硬化性を付与しても、熱硬化性を付与してもよい。   At this time, the wavelength conversion film may be cured after the mold film is peeled off, or the wavelength conversion film may be cured with the mold film attached. The method for curing the semi-cured wavelength conversion film may impart photocurability or thermosetting to the resin composition in advance.

<太陽電池モジュール及びその製造方法>
本発明は、上記波長変換フィルム又は型フィルム付き波長変換フィルムを用いた太陽モジュールも範囲とする。
本発明の波長変換フィルムは、複数の光透過性層と太陽電池セルとを有する太陽電池モジュールの、光透過性層の一つとして用いられる。
<Solar cell module and manufacturing method thereof>
The present invention also covers a solar module using the wavelength conversion film or the wavelength conversion film with a mold film.
The wavelength conversion film of the present invention is used as one of the light transmissive layers of a solar cell module having a plurality of light transmissive layers and solar cells.

本発明の波長変換フィルムに用いる蛍光物質にユーロピウム錯体を用いることで高い発電効率を有する太陽電池モジュールを実現出来る。ユーロピウム錯体は紫外域の光を高い波長変換効率で赤色の波長域の光に変換し、この変換された光が太陽電池セルで発電に寄与する。   By using a europium complex as the fluorescent material used in the wavelength conversion film of the present invention, a solar cell module having high power generation efficiency can be realized. The europium complex converts light in the ultraviolet region into light in the red wavelength region with high wavelength conversion efficiency, and the converted light contributes to power generation in the solar battery cell.

本発明の波長変換フィルムとなる、フィルム状の樹脂組成物層を用いて、太陽電池セル上に波長変換フィルムを形成し、太陽電池モジュールを製造する一つの方法について、図2を用いて説明する。   One method for producing a solar cell module by forming a wavelength conversion film on a solar cell using a film-like resin composition layer, which is the wavelength conversion film of the present invention, will be described with reference to FIG. .

図2の(a)に示すように、基材であるPET等の基材フィルム304と、PP等のセパレータフィルム306に挟まれた半硬化状態の、被覆蛍光物質粒子を含有した半硬化状態の樹脂組成物層305を、太陽電池セルへ貼り付ける場合、まずセパレータフィルム306を剥がす。   As shown in FIG. 2 (a), a semi-cured state containing coated fluorescent substance particles in a semi-cured state sandwiched between a base film 304 such as PET as a base material and a separator film 306 such as PP. When the resin composition layer 305 is attached to the solar battery cell, the separator film 306 is first peeled off.

次に、図2の(b)に示すように、真空ラミネータを用い、太陽電池セル100に半硬化状態のユーロピウム錯体からなる蛍光物質を含有した半硬化状態の樹脂組成物層305を、基材フィルム304をつけたまま貼り付ける。   Next, as shown in FIG. 2B, a semi-cured resin composition layer 305 containing a fluorescent material composed of a semi-cured europium complex in a solar battery cell 100 using a vacuum laminator, Attaching with the film 304 attached.

その後、図2の(c)に示すように、前記基材フィルム304を剥がし、半硬化状態の樹脂組成物層305上に型フィルム301を載せ、図2の(d)に示すように、さらに真空ラミネータで、微細凹凸形状の転写を行い、波長変換フィルム300a(硬化前)を得る。   Thereafter, as shown in FIG. 2 (c), the base film 304 is peeled off, a mold film 301 is placed on the semi-cured resin composition layer 305, and as shown in FIG. Using a vacuum laminator, fine irregularities are transferred to obtain the wavelength conversion film 300a (before curing).

硬化前の波長変換フィルム300aを得た後、さらに光又は熱で半硬化状態のユーロピウム錯体からなる蛍光物質を含有した、波長変換フィルム300aを硬化させ、波長変換フィルム300b(硬化後)を得る。硬化後は、このまま型フィルム301を残し、保護ガラス201、封止材202及びバックフィルム204に挟みモジュール化してもよい。   After obtaining the wavelength conversion film 300a before curing, the wavelength conversion film 300a containing a fluorescent material composed of a europium complex that is semi-cured by light or heat is further cured to obtain the wavelength conversion film 300b (after curing). After curing, the mold film 301 may be left as it is, and may be sandwiched between the protective glass 201, the sealing material 202, and the back film 204 to form a module.

また、図2の(e)のように、(d)の状態から型フィルム301を剥がした後、図1に示すように、保護ガラス201、封止材202及びバックフィルム204に挟みモジュール化してもよい。   Further, as shown in FIG. 2 (e), after the mold film 301 is peeled off from the state of (d), it is sandwiched between the protective glass 201, the sealing material 202 and the back film 204 as shown in FIG. Also good.

このとき、太陽電池セルのテクスチャー構造が深さ10μmで、型フィルム凹凸の深さが10μmとすれば、ラミネート前の波長変換フィルムは少なくとも20μmの厚みが必要ということになる。先述の言い方をすれば、前者が台座部分で、後者が本発明の特徴である凸又は凹形状の多角錐もしくは円錐部分となる。   At this time, if the texture structure of the solar battery cell is 10 μm deep and the depth of the unevenness of the mold film is 10 μm, the wavelength conversion film before lamination needs to have a thickness of at least 20 μm. In other words, the former is a pedestal portion, and the latter is a convex or concave polygonal pyramid or conical portion that is a feature of the present invention.

なお、型フィルム(波長変換フィルムの凸又は凹計上の多角錐若しくは円錐部形成の鋳型となる型フィルム)は、特開2002−225133号公報に記載の方法等により作製することができる。型フィルム形成に用いられる樹脂組成物は、波長変換フィルムで用いられる光硬化性樹脂を含むものが挙げられる。なお、型フィルムの形状は、波長変換フィルムに微細な凸又は凹形状の多角錐若しくは円錐が受光面に隙間なく多数敷き詰めるように形成されるようなものとする。
型フィルムの具体的な作製例は、実施例のところで後述する。
A mold film (a mold film serving as a template for forming a convex or concave polygonal pyramid or conical portion of a wavelength conversion film) can be produced by the method described in JP-A-2002-225133. As for the resin composition used for mold film formation, what contains the photocurable resin used with a wavelength conversion film is mentioned. The shape of the mold film is such that a large number of fine convex or concave polygonal cones or cones are spread on the light receiving surface without any gaps on the wavelength conversion film.
Specific production examples of the mold film will be described later in Examples.

本発明の波長変換フィルムは、太陽モジュールとする前の状態のもの、具体的には硬化性樹脂を用いた場合は、半硬化状態のフィルムをいう。なお、半硬化状態の波長変換フィルムと、硬化した後(太陽モジュール化した後)の波長変換フィルムとの屈折率は大きくは変わらない。   The wavelength conversion film of the present invention is a film in a state before being made into a solar module, specifically, a semi-cured film when a curable resin is used. In addition, the refractive index of the wavelength conversion film of a semi-hardened state and the wavelength conversion film after hardening (after making into a solar module) does not change a lot.

以下に、実施例によって本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

<被覆蛍光物質粒子の作製>
(被覆蛍光物質粒子A〜Hの作製)
まず、蛍光物質粒子を合成する。4,4,4−トリフルオロ−1−(チエニル)−1,3−ブタンジオン(TTA)200mgを7mlのエタノールに溶解し、ここへ1Mの水酸化ナトリウム1.1mlを加え混合した。7mlのエタノールに溶かした62mgの1,10−フェナントロリンを先の混合溶液に加え、1時間攪拌した後、EuCl・6HO 103mgの3.5ml水溶液を加え、沈殿物を得る。これをろ別し、エタノールで洗浄し、乾燥する。ヘキサン−エチルアセテートにより再結晶精製をし、蛍光物質粒子Eu(TTA)Phenを得た。なお、蛍光物質粒子の一次粒子径は10〜50nmであった。
<Preparation of coated phosphor particles>
(Preparation of coated phosphor particles A to H)
First, phosphor particles are synthesized. 200 mg of 4,4,4-trifluoro-1- (thienyl) -1,3-butanedione (TTA) was dissolved in 7 ml of ethanol, and 1.1 ml of 1M sodium hydroxide was added thereto and mixed. 62 mg of 1,10-phenanthroline dissolved in 7 ml of ethanol is added to the above mixed solution and stirred for 1 hour, and then a 3.5 ml aqueous solution of 103 mg of EuCl 3 · 6H 2 O is added to obtain a precipitate. This is filtered off, washed with ethanol and dried. Recrystallization purification was performed with hexane-ethyl acetate to obtain fluorescent substance particles Eu (TTA) 3 Phen. The primary particle diameter of the fluorescent substance particles was 10 to 50 nm.

上記で得られたEu(TTA)Phenを用い、表1に示す配合量でゾルゲル用溶液を作製した。ここで、表1中に記載されている数字はモル比を示している。なお、Eu(TTA)Phenの使用量はモル比で、TEOSに対して1/160モルである。また、TEOSはテトラエトキシシラン、DMFはジメチルホルムアミド、NHはアンモニアを示す。 Using the Eu (TTA) 3 Phen obtained as described above, a sol-gel solution was prepared with the blending amounts shown in Table 1. Here, the numbers described in Table 1 indicate molar ratios. Incidentally, Eu (TTA) 3 The amount of Phen in molar ratio is 1/160 mol with respect to TEOS. TEOS represents tetraethoxysilane, DMF represents dimethylformamide, and NH 3 represents ammonia.

表1に記載された比率で作製した溶液中に、上記で得られた蛍光物質粒子(ユーロピウム錯体(Eu(TTA)phen))(一次粒子径:10〜50nm)を混合し、10分間攪拌を行った。次に、ガラス基板上にキャスト法で塗布して、120℃、1時間の条件で加熱処理を行い、被覆蛍光物質粒子A〜Hを作製した。 The phosphor particles (Europium complex (Eu (TTA) 3 phen)) (primary particle size: 10 to 50 nm) obtained above were mixed in the solution prepared at the ratio described in Table 1, and stirred for 10 minutes. Went. Next, it apply | coated with the casting method on the glass substrate, and it heat-processed on 120 degreeC and the conditions for 1 hour, and produced the covering fluorescent substance particle AH.

得られた被覆蛍光物質粒子(Eu(TTA)phen蛍光物質粒子の周囲をシリカガラスで覆った粒子)の形状を電子顕微鏡で観察を行い、一次粒子径の測定を行った。その結果を表1に示す。 The shape of the obtained coated phosphor particles (particles in which the periphery of Eu (TTA) 3 phen phosphor particles was covered with silica glass) was observed with an electron microscope, and the primary particle diameter was measured. The results are shown in Table 1.

Figure 2010034502
Figure 2010034502

(被覆蛍光物質粒子I〜Lの作製)
表2に示す配合量でゾルゲル用溶液を作製した。ここで、表2中に記載されている数字はモル比を示している。また、TEOSはテトラエトキシシラン、THFはテトラヒドロフラン、NHはアンモニアを示す。
(Preparation of coated phosphor particles I to L)
A sol-gel solution was prepared with the blending amounts shown in Table 2. Here, the numbers described in Table 2 indicate the molar ratio. TEOS represents tetraethoxysilane, THF represents tetrahydrofuran, and NH 3 represents ammonia.

表2に記載された比率で作製した溶液中に、上記で得られた蛍光物質粒子(ユーロピウム錯体(Eu(TTA)phen))(一次粒子径:10〜50nm)を混合し、10分間攪拌を行った。次に、ガラス基板上にキャスト法で塗布して、120℃、1時間の条件で加熱処理を行い、被覆蛍光物質粒I〜Nを作製した。 The phosphor particles (Europium complex (Eu (TTA) 3 phen)) (primary particle size: 10 to 50 nm) obtained above were mixed in the solution prepared at the ratio described in Table 2, and stirred for 10 minutes. Went. Next, it apply | coated with the casting method on the glass substrate, and it heat-processed on 120 degreeC and the conditions for 1 hour, and produced the coating fluorescent substance particle I-N.

得られた被覆蛍光物質粒子(Eu(TTA)phen蛍光物質粒子の周囲をシリカガラスで覆った粒子)の形状を走査型電子顕微鏡で観察を行い、一次粒子径の測定を行った。その結果も表2に記載している。 The shape of the obtained coated phosphor particles (Eu (TTA) 3 phen phosphor particles covered with silica glass) was observed with a scanning electron microscope, and the primary particle diameter was measured. The results are also shown in Table 2.

Figure 2010034502
Figure 2010034502

(実施例1)
<太陽電池モジュールの作製>
太陽電池モジュールの作製方法は、いくつかのステップによって形成される。以下、波長変換フィルムの形成(貼り付け)方法を含めた太陽電池モジュールの作製方法に関して説明する。
Example 1
<Production of solar cell module>
The manufacturing method of the solar cell module is formed by several steps. Hereinafter, a method for producing a solar cell module including a method for forming (attaching) a wavelength conversion film will be described.

(1)型フィルム用の感光性樹脂組成物の調製
分散媒樹脂(A成分)としてのアクリルアクリレート(日立化成工業(株)製、商品名:ヒタロイドHA7885)50質量部、架橋性モノマ(B成分)としてのEO変性ビスフェノールAジメタクリレート(日立化成工業(株)製、商品名:ファンクリルFA−321M)50質量部及び光開始剤(C成分)としての1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルケトン(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、商品名:IRGACURE184)3.0質量部を、有機溶媒のメチルエチルケトンに溶かしワニス(樹脂組成物)とした。このワニスをシリコンウエハ上に約5000Åとなるように膜を形成した。
(1) Preparation of photosensitive resin composition for mold film 50 parts by mass of acrylic acrylate (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., trade name: Hitaroid HA7885) as a dispersion medium resin (component A), crosslinkable monomer (component B) ) EO-modified bisphenol A dimethacrylate (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., trade name: funcryl FA-321M) and 1-hydroxy-cyclohexyl-phenylketone (Ciba) as a photoinitiator (component C) -3.0 parts by mass of Specialty Chemicals, trade name: IRGACURE 184) was dissolved in methyl ethyl ketone as an organic solvent to obtain a varnish (resin composition). A film of this varnish was formed on a silicon wafer so as to be about 5000 mm.

(2)型フィルムの作製
有効面積が155mm角であり、底辺20μm及び高さ10μmの四角錘が隙間なく形成されている金型上に、上記樹脂組成物を1〜2滴、滴下し、50μm厚の両面易接着処理を施したポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(東洋紡績(株)製、商品名:A−4300)をこの上に載せた。樹脂組成物とPETフィルムの間に気泡が入らないようにローラーで気泡を取り除き、PET側からUV光を照射した。金型からPETフィルムを剥がすことにより、凹形状の四角錘型フィルムを得た。屈折率は、基材及び感光性樹脂組成物層とも1.49だった。
なお、得られた型フィルムの四角錘寸法は、金型と同じである。
(2) Production of a mold film One to two drops of the resin composition is dropped onto a mold having an effective area of 155 mm square and a square pyramid having a base of 20 μm and a height of 10 μm without gap, and 50 μm A polyethylene terephthalate (PET) film (manufactured by Toyobo Co., Ltd., trade name: A-4300) subjected to a thick double-sided easy adhesion treatment was placed thereon. Air bubbles were removed with a roller so that air bubbles did not enter between the resin composition and the PET film, and UV light was irradiated from the PET side. By removing the PET film from the mold, a concave quadrangular pyramid film was obtained. The refractive index was 1.49 for both the base material and the photosensitive resin composition layer.
The square die size of the obtained mold film is the same as that of the mold.

(3)波長変換フィルム用の被覆蛍光物質粒子を含む樹脂組成物の調製
大阪ガスケミカル社製のエポキシ樹脂(商品名:オグソールEG)100質量部に対し、トルエンを66.67質量部加え、1昼夜攪拌した。これを試験用樹脂とした(ただし、この樹脂単独では硬化しない。本実施例では、あくまでもの分散媒樹脂として、硬化性は無視した)。さらに上記で合成した被覆蛍光物質粒子Nを0.3質量部加え樹脂組成物1とした。
(3) Preparation of Resin Composition Containing Coated Fluorescent Material Particles for Wavelength Conversion Film 66.67 parts by mass of toluene are added to 100 parts by mass of an epoxy resin (trade name: Ogsol EG) manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd. Stir day and night. This was used as a test resin (however, this resin alone is not cured. In this example, as a dispersion medium resin, the curability was ignored). Further, 0.3 parts by mass of the coated fluorescent material particles N synthesized above was added to make a resin composition 1.

(4)波長変換フィルムの作製
上記で得られた型フィルム(感光性樹脂組成物層)の上に上記樹脂組成物1をギャップを7milとしたアプリケータにより塗布し、100℃の熱風対流式乾燥機で、15分間かけて乾燥し、波長変換フィルム1を得た。塗膜上には、セパレータフィルムとして、PPフィルムで半硬化状態の波長変換フィルムを保護した。なお、波長変換フィルム1は、底辺が20μm、高さが10μmの四角錘が隙間なく形成され、また台座部分の厚みは42μmであった。
(4) Production of wavelength conversion film On the mold film (photosensitive resin composition layer) obtained above, the resin composition 1 is applied with an applicator having a gap of 7 mil, and hot air convection drying at 100 ° C. And then dried for 15 minutes to obtain a wavelength conversion film 1. On the coating film, a semi-cured wavelength conversion film was protected with a PP film as a separator film. In addition, the wavelength conversion film 1 was formed with a square pyramid having a base of 20 μm and a height of 10 μm without any gaps, and the thickness of the pedestal portion was 42 μm.

(5)波長変換フィルム付太陽電池モジュールの作製
タブ線接続され、あらかじめ太陽電池特性を測定してある太陽電池セル上に、上記波長変換フィルム1からセパレータフィルムを剥がしてから載せ、保護ガラスとしての強化硝子(旭硝子(株)製)、封止材としてのEVA樹脂((株)三井ファブロ製、商品名:ソラエバ)、波長変換フィルムを貼り付けた太陽電池セル(受光面を下に向ける)、前記EVA樹脂、バックフィルムとしてPETフィルム(東洋紡績(株)製、商品名:A−4300)を重ね、真空ラミネータを用いてラミネートして、波長変換フィルム付太陽電池モジュール1を得た。なお、太陽電池特性の測定は、以下に述べる太陽電池モジュール特性評価と装置、手法ともに同様である。
なお、各層の屈折率は以下の通りである。保護ガラス(1.50)、封止材(1.49)、型フィルム基材部分(PET)(1.49)、型フィルム微細凹凸部分(1.49)、波長変換フィルム1(1.61)、太陽電池セルのうちSiNx:H層(2.1)、Si層(3.4)。
各層の屈折率、層厚を表3に示す。
(5) Fabrication of wavelength conversion film-attached solar cell module On solar cells that are connected to the tab line and have previously measured solar cell characteristics, the separator film is peeled off from the wavelength conversion film 1 and then placed as protective glass. Reinforced glass (Asahi Glass Co., Ltd.), EVA resin (made by Mitsui Fabro Co., Ltd., trade name: Soraeva) as a sealing material, solar cell with a wavelength conversion film attached (light receiving surface facing down), A PET film (product name: A-4300, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) was stacked as the EVA resin and the back film, and laminated using a vacuum laminator to obtain a solar cell module 1 with a wavelength conversion film. The measurement of the solar cell characteristics is the same for the solar cell module characteristic evaluation, apparatus, and method described below.
The refractive index of each layer is as follows. Protective glass (1.50), sealing material (1.49), mold film substrate part (PET) (1.49), mold film fine uneven part (1.49), wavelength conversion film 1 (1.61) ), SiNx: H layer (2.1), Si layer (3.4) among solar cells.
Table 3 shows the refractive index and layer thickness of each layer.

(6)太陽電池モジュール特性
ワコム電創(株)製、ソーラーシミュレータ、WXS−155S−10、AM1.5G、英弘精機(株)製、I−Vカーブトレーサー、MP−160を用い、波長変換フィルム付太陽電池モジュール1の性能を評価した。その評価データを表4に示す。
(6) Characteristics of solar cell module Wacom Denso Co., Ltd., solar simulator, WXS-155S-10, AM1.5G, Eihiro Seiki Co., Ltd., IV curve tracer, MP-160, wavelength conversion film The performance of the attached solar cell module 1 was evaluated. The evaluation data is shown in Table 4.

(実施例2)
<太陽電池モジュールの作製>
微細形状を含まない波長変換フィルムを設けた太陽電池モジュールを作製した。
(1)波長変換フィルム用の被覆蛍光物質粒子を含む樹脂組成物の調製
メチルメタクリレートポリマ(和光純薬社製)100質量部に対し、トルエンを163質量部加え、数日攪拌し、溶液化した。この樹脂溶液にさらに上記で合成した被覆蛍光物質粒子Aを0.3質量部加え、樹脂組成物2とした。
(Example 2)
<Production of solar cell module>
A solar cell module provided with a wavelength conversion film not including a fine shape was produced.
(1) Preparation of resin composition containing coated fluorescent substance particles for wavelength conversion film To 100 parts by mass of methyl methacrylate polymer (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 163 parts by mass of toluene was added and stirred for several days to form a solution. . To this resin solution, 0.3 parts by mass of the coated fluorescent substance particles A synthesized as described above was further added to obtain a resin composition 2.

(2)波長変換フィルムの作製
タブ線接続され、あらかじめ太陽電池特性を測定してある太陽電池セル上に、上記で得られた樹脂組成物2を滴下し、アプリケータにて、タブ線の厚みをギャップとして塗布した。100℃の熱風対流式乾燥機で、15分間かけて乾燥し、波長変換フィルムを作製し、波長変換フィルム付太陽電池セルを得た。
(3)波長変換フィルム付太陽電池モジュールの作製
保護ガラスとしての強化硝子(旭硝子(株)製)、封止材としてのEVA樹脂((株)三井ファブロ製、商品名:ソラエバ)、上記で得られた被覆蛍光物質粒子を含む層のある太陽電池セル、(受光面を下に向ける)、前記EVA樹脂、バックフィルムとしてPETフィルム(東洋紡社製、商品名:A−4300)を重ね、真空ラミネータを用いてラミネートし、波長変換フィルム付太陽電池モジュール2を得た。
なお、各層の屈折率は以下の通りである。保護ガラス(1.50)、封止材(1.49)、波長変換フィルム2(1.49)、太陽電池セルのうちSiNx:H層(2.1)、Si層(3.4)。
各層の屈折率、層厚を表3に示す。
(4)太陽電池モジュール特性
太陽電池モジュール2を実施例1と同様の方法で評価した。そのデータを表4に示す。
(2) Production of wavelength conversion film The resin composition 2 obtained above is dropped onto a solar cell that is connected to a tab line and whose solar cell characteristics are measured in advance, and the thickness of the tab line is obtained by an applicator. Was applied as a gap. It dried over 15 minutes with the 100 degreeC hot-air convection type dryer, produced the wavelength conversion film, and obtained the photovoltaic cell with a wavelength conversion film.
(3) Production of solar cell module with wavelength conversion film Tempered glass (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) as protective glass, EVA resin (manufactured by Mitsui Fabro Co., Ltd., trade name: Soraeva) as sealing material, obtained above A laminated solar cell with a layer containing coated phosphor particles, (with the light-receiving surface facing down), the EVA resin, and a PET film (trade name: A-4300, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) as a back film, a vacuum laminator Was used to obtain a solar cell module 2 with a wavelength conversion film.
The refractive index of each layer is as follows. Among the protective glass (1.50), the sealing material (1.49), the wavelength conversion film 2 (1.49), and the solar battery cell, SiNx: H layer (2.1), Si layer (3.4).
Table 3 shows the refractive index and layer thickness of each layer.
(4) Solar cell module characteristics The solar cell module 2 was evaluated in the same manner as in Example 1. The data is shown in Table 4.

(比較例1)
<太陽電池モジュールの作製>
波長変換フィルムを有さない太陽電池モジュールを以下の方法で作製した。
(1)太陽電池モジュールの作製
保護ガラスとしての強化硝子(旭硝子(株)製)、封止材としてのEVA樹脂((株)三井ファブロ製、商品名:ソラエバ)、上記で得られた被覆蛍光物質粒子を含む層のある太陽電池セル、(受光面を下に向ける)、前記EVA樹脂、バックフィルムとしてPETフィルム(東洋紡社製、商品名:A−4300)を重ね、真空ラミネータを用いてラミネートし、太陽電池モジュール3を得た。
なお、各層の屈折率は以下の通りである。保護ガラス(1.50)、封止材(1.49)、太陽電池セルのうちSiNx:H層(2.1)、Si層(3.4)。
各層の屈折率、層厚を表3に示す。
(2)太陽電池モジュール特性
太陽電池モジュール3を実施例1と同様の方法で評価した。そのデータを表4に示す。
(Comparative Example 1)
<Production of solar cell module>
A solar cell module having no wavelength conversion film was produced by the following method.
(1) Production of solar cell module Reinforced glass (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) as protective glass, EVA resin (manufactured by Mitsui Fabro Co., Ltd., trade name: Soraeva) as the sealing material, and the coated fluorescence obtained above Solar cell with a layer containing substance particles (with light-receiving surface facing down), EVA resin, PET film (trade name: A-4300, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) as a back film, and lamination using a vacuum laminator As a result, a solar cell module 3 was obtained.
The refractive index of each layer is as follows. Among the protective glass (1.50), the sealing material (1.49), and the solar battery cell, SiNx: H layer (2.1), Si layer (3.4).
Table 3 shows the refractive index and layer thickness of each layer.
(2) Solar cell module characteristics The solar cell module 3 was evaluated in the same manner as in Example 1. The data is shown in Table 4.

Figure 2010034502
Figure 2010034502

Figure 2010034502
Figure 2010034502

本発明の波長変換フィルムは、スペクトルミスマッチによる太陽光損失を低減し、さらに高い可視光透過率を有する構成とすることにより、光利用効率を高め、発電効率を向上させることができる。   The wavelength conversion film of the present invention can reduce sunlight loss due to spectrum mismatch and have a higher visible light transmittance, thereby improving light utilization efficiency and improving power generation efficiency.

100 太陽電池セル
201 保護ガラス(カバーガラス)
202 封止材(充填材)
203 タブ線
204 バックフィルム
300a、b 波長変換フィルム
301 型フィルム
304 基材フィルム
305 半硬化状態の樹脂組成物層
306 セパレータフィルム
100 solar cell 201 protective glass (cover glass)
202 Sealing material (filler)
203 Tab wire 204 Back film 300a, b Wavelength conversion film 301 Type film 304 Base film 305 Semi-cured resin composition layer 306 Separator film

Claims (7)

複数の光透過性層と太陽電池セルとを有する太陽電池モジュールの光透過性層の一つとして用いられる、蛍光物質及び分散媒樹脂を含む波長変換フィルムにおいて、
前記蛍光物質は、蛍光物質粒子と、該蛍光物質粒子の周囲を覆った被覆層と、を有する被覆蛍光物質粒子である波長変換フィルム。
In a wavelength conversion film containing a fluorescent substance and a dispersion medium resin, which is used as one of the light transmissive layers of a solar battery module having a plurality of light transmissive layers and solar cells,
The wavelength conversion film, wherein the fluorescent substance is a coated fluorescent substance particle having a fluorescent substance particle and a coating layer covering the periphery of the fluorescent substance particle.
前記波長変換フィルムが、前記太陽電池セルの受光面上に配置され、前記被覆層の屈折率が1.5〜2.1であり、前記分散媒樹脂の屈折率が1.5〜2.1であり、
且つ前記複数の光透過性層を、光入射側から層1、層2、・・・、層mとし、またこれらの屈折率をn1、n2、・・・、nmとしたとき、n1≦n2≦・・・・≦nmが成り立つことを特徴とする請求項1に記載の波長変換フィルム。
The wavelength conversion film is disposed on a light receiving surface of the solar battery cell, the coating layer has a refractive index of 1.5 to 2.1, and the dispersion medium resin has a refractive index of 1.5 to 2.1. And
When the plurality of light transmissive layers are layer 1, layer 2,..., Layer m from the light incident side, and the refractive indexes thereof are n1, n2,. The wavelength conversion film according to claim 1, wherein ≦.
前記被覆層が、ゾルゲル法で形成したシリカガラスであることを特徴とする請求項1又は2に記載の波長変換フィルム。   The wavelength conversion film according to claim 1, wherein the coating layer is silica glass formed by a sol-gel method. 前記蛍光物質が、ユーロピウム錯体であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の波長変換フィルム。   The wavelength conversion film according to any one of claims 1 to 3, wherein the fluorescent substance is a europium complex. 請求項1〜4のいずれか一項に記載の波長変換フィルムを有する太陽電池モジュール。   The solar cell module which has a wavelength conversion film as described in any one of Claims 1-4. 蛍光物質粒子を、シリコンアルコキシドを用いたゾルゲル反応によりシリカガラスで被覆し、被覆層を有する被覆蛍光物質粒子を得る蛍光物質粒子被覆工程と、
前記被覆蛍光物質粒子を分散媒樹脂に分散させて樹脂組成物を作製し、該樹脂組成物を用い、波長変換フィルムを形成するフィルム形成工程と、を有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の波長変換フィルムの製造方法。
A phosphor particle coating step of coating phosphor particles with silica glass by a sol-gel reaction using silicon alkoxide to obtain coated phosphor particles having a coating layer;
The said fluorescent substance particle is disperse | distributed to dispersion medium resin, a resin composition is produced, and it has a film formation process which forms a wavelength conversion film using this resin composition. The manufacturing method of the wavelength conversion film as described in a term.
複数の光透過性層と太陽電池セルとを有する太陽電池モジュールの製造方法において、請求項1〜4のいずれか一項に記載の波長変換フィルムを積層して、前記光透過性層の一つを構成する工程を有することを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。   In the manufacturing method of the solar cell module which has a some light transmissive layer and a photovoltaic cell, the wavelength conversion film as described in any one of Claims 1-4 is laminated | stacked, and one of the said light transmissive layers The manufacturing method of the solar cell module characterized by having the process of comprising.
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