JP2010067727A - Nano-ink precursor, nano-ink and film formed using nano-ink - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a precursor which can form a dense thin film useful for photovoltaics, an image sensor, or the like, easily by printing, and to provide ink containing the precursor, and a thin film. <P>SOLUTION: A nano-ink precursor includes an oxide produced by heat-treating a hydroxide having a composition A<SB>x</SB>(In<SB>1-y</SB>B<SB>y</SB>)(OH)<SB>m</SB>nH<SB>2</SB>O (where, 0.5≤x≤1.5, 0.1≤y≤0.9, m and n are optional digits, A is Cu and/or Zn, B is at least one of element selected from Ga, Fe, Al or Zn) wherein the BET specific surface area is 40-200 m<SP>2</SP>/g at 150-600°C. Nano-ink includes the nano-ink precursor, acrylic resin and a liquid organic compound of C3-C18, and a thin film is formed using the nano-ink. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、太陽電池、イメージセンサーなどに有用である緻密な薄膜を印刷によって容易に形成させることを可能とする安価・安全且つ大量生産に向いた前駆体、該前駆体を含有するインク、及び薄膜の提供を目的とする。   The present invention is a low-cost, safe and mass-produced precursor capable of easily forming a dense thin film useful for solar cells, image sensors and the like by printing, an ink containing the precursor, and The purpose is to provide a thin film.

近年、地球環境の問題により新エネルギーの早期実用化技術が脚光を浴びている。   In recent years, technology for early practical application of new energy has been in the spotlight due to global environmental problems.

新エネルギー創出は、火力発電のエネルギー高効率利用、固体や液体エネルギーソースに頼らない気体エネルギーソースからの発電、風力や太陽光などの自然エネルギーソースからの発電と大きく3つに分けられる。   New energy creation can be broadly divided into three categories: high-efficiency use of thermal power generation, power generation from gas energy sources that do not rely on solid or liquid energy sources, and power generation from natural energy sources such as wind and solar.

火力発電のエネルギー高効率利用化としては、従来の火力発電タービンに加え、ガスタービンや固体酸化物・溶融炭酸型などの燃料電池を併用することにより、発電効率を30%代から50%代に引き上げる手法である。   For high-efficiency use of thermal power generation, in addition to conventional thermal power generation turbines, the combined use of gas turbines and fuel cells such as solid oxide / molten carbon dioxide will reduce power generation efficiency from 30% to 50%. It is a technique to raise.

また、気体エネルギーソースとしては、炭化水素や水素が注目されており、定置型や自動車などへの燃料電池の応用が期待されている。   Further, hydrocarbons and hydrogen are attracting attention as gas energy sources, and application of fuel cells to stationary types and automobiles is expected.

自然エネルギーソースからの発電は、上記した2つとは異なり、太陽光や風力、波力、地熱などを利用する方法であり、近年、風力発電や太陽光発電に関しては特に欧州での普及には目を見張るものがある。   Unlike the above two methods, power generation from natural energy sources uses sunlight, wind power, wave power, geothermal heat, etc. In recent years, wind power generation and solar power generation are particularly popular in Europe. There is something to watch out for.

太陽光発電のうち、光起電力効果を利用した太陽電池には、シリコン系、化合物半導体系、有機系などの種類があり、現在はシリコン系が市場のほぼ9割を占めている。   Among solar power generation, there are various types of solar cells using the photovoltaic effect, such as silicon, compound semiconductor, and organic, and silicon currently occupies almost 90% of the market.

シリコン系には、単結晶、多結晶、アモルファスなどの結晶性の他に、バルク、薄膜といった形態による分別方法がある。バルク単結晶の変換効率は良いが製造過程でのコストが高く、より安価なコストで生産でき、且つ、供給量にタイト感のあるシリコン使用量の少ないバルク多結晶や薄膜多結晶、薄膜アモルファスへのシフトが進みつつある。   In the silicon system, there is a separation method according to a form such as bulk or thin film, in addition to crystallinity such as single crystal, polycrystal, and amorphous. The conversion efficiency of bulk single crystal is good, but the cost in the manufacturing process is high, it can be produced at a lower cost, and the supply amount is tight. The shift is progressing.

ただ、シフトが進むこれらのシリコン系は変換効率が10〜13%であり、単結晶の15%程度と比較すると低く、消費者目線で考えると安価であって品質も優れるものは、必ずしも実現されていない。   However, these silicon systems, which are undergoing a shift, have a conversion efficiency of 10 to 13%, which is lower than that of about 15% of a single crystal, and are inexpensive and excellent in quality from the consumer's perspective. Not.

一方で、シリコン系対比で、低生産コスト、生産時CO発生量が少なく、且つ、理論変換効率がタンデム型で25%以上と高い変換効率が期待される化合物半導体系のCIS若しくはCIGS太陽電池の実用化が進みつつある。 On the other hand, a compound semiconductor CIS or CIGS solar cell that is expected to have a low conversion cost, a low CO 2 generation amount during production, a theoretical conversion efficiency of tandem type, and a conversion efficiency as high as 25% or more as compared with silicon. Is being put to practical use.

CIS若しくはCIGSは、主に構成される銅(Cu)−インジウム(In)−ガリウム(Ga)−セレン(Se)・硫黄(S)の元素記号から付けられた名称である。   CIS or CIGS is a name given from the element symbol of copper (Cu) -indium (In) -gallium (Ga) -selenium (Se) / sulfur (S) which is mainly constituted.

このCIS若しくはCIGSの製造方法としては、真空プロセス、つまり、蒸着やスパッタを多用した手法であり、半導体プロセスをそのまま太陽電池セルの生産に利用したようなイメージである。このような生産設備は、シリコン系対比では低生産コストとして数字上は捕えることはできるものの、半導体業界と比べて純度が5桁も低くても良い太陽電池の製造から考えると、明らかに過剰投資として判断できる。   This CIS or CIGS manufacturing method is a technique using a lot of vacuum processes, that is, vapor deposition and sputtering, and it is an image that the semiconductor process is used as it is for the production of solar cells. Although such production facilities can be captured numerically as low production costs compared to silicon-based production, it is clearly over-investment when considering the production of solar cells that may be as low as five orders of magnitude compared to the semiconductor industry Can be judged.

そこで、このCISやCIGSを数ミクロン〜数十ミクロン厚の薄膜にする過程を非真空プロセス化した方法が検討されている。インク化したCIGをスクリーン印刷などした後に、HSやHSe等のガスを流通させてCIGSとするプロセスが一般によく知られている。 Therefore, a method in which the process of making the CIS or CIGS a thin film having a thickness of several microns to several tens of microns is made a non-vacuum process has been studied. It is generally well known that CIGS is converted to CIGS by screen-printing the ink CIG and then circulating a gas such as H 2 S or H 2 Se.

変換効率がシリコン系を卓越するCIS膜又はCIGS膜を得るためには、インクに関してもCIG膜又はCIGS膜の緻密性や結晶性の向上が、まだまだ改良が必要である。   In order to obtain a CIS film or CIGS film whose conversion efficiency is superior to that of silicon, it is necessary to further improve the density and crystallinity of the CIG film or CIGS film with respect to ink.

一方、CIGSの持つ光電効果を利用したイメージセンサーの開発も行われている。   On the other hand, development of an image sensor using the photoelectric effect of CIGS is also underway.

従来のシリコン系イメージセンサーでは、月明かりよりも暗い明るさ程度で画像を認識することが難しく、ある程度の明るさを外部から対象物に対して与えるか、高価な赤外線カメラを使用する方法に切り替えるしかなかった。   In conventional silicon-based image sensors, it is difficult to recognize an image with a brightness that is darker than the moonlight, and it is only possible to give a certain level of brightness to the object from the outside, or switch to a method using an expensive infrared camera There wasn't.

CIGSイメージセンサーは、シリコン系対比で6〜10倍の高感度が得られるので、今後、広く普及する可能性は高い。   Since the CIGS image sensor has a sensitivity of 6 to 10 times that of silicon, it is highly likely that it will be widely used in the future.

普及に際し、太陽電池と同様、生産コストをいかに低減できるかという課題が生じるが、非真空プロセス化はこの答えとして十分になり得るものである。   In the case of dissemination, as with solar cells, there arises a problem of how to reduce the production cost, but non-vacuum process can be sufficient as this answer.

CIS薄膜又はCIGS薄膜を製造するにあたり、既存技術として下記技術が提案されている。   In manufacturing a CIS thin film or a CIGS thin film, the following techniques have been proposed as existing techniques.

特開平2−180715号公報JP-A-2-180715 特開平7−89719号公報JP 7-89719 A 特開平10−219472号公報JP-A-10-219472 特表2002−501003号公報Special table 2002-501003 gazette 特開2007−185764号公報JP 2007-185664 A

上記特許文献1乃至5記載の技術では、未だ十分とは言い難いものである。   The techniques described in Patent Documents 1 to 5 are still not sufficient.

即ち、特許文献1(特開平2−180715号公報)には、塩化銅、塩化インジウム及び亜セレン酸を含むアルコール溶液をガラス基板上に滴下して薄膜を形成し、次いで、加熱焼成してCuInSe薄膜を得ることが記載されている。
また、特許文献2(特開平7−89719号公報)には、銅粉、インジウム粉及び硫黄粉を混合して、焼成することが記載されている。
また、特許文献3(特開平10−219472号公報)には、ナフテン酸銅及びナフテン酸インジウム等の飽和モノカルボン酸金属塩を用いて基板に塗布した後、熱分解を行い、次いで、セレンガス上記雰囲気下で熱処理することが記載されている。
また、特許文献4(特表2002−501003号公報)には、金属塩を有機溶媒中でカルコゲナイド塩と反応させて金属カルコゲナイドナノ粒子を形成することが記載されている。
また、特許文献5(特開2007−185764号公報)には、可溶性のヒドラジン系カルコゲナイト前駆体を用いて金属カルコゲナイド膜を製造することが記載されている。
That is, in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2-180715), an alcohol solution containing copper chloride, indium chloride and selenious acid is dropped on a glass substrate to form a thin film, and then heated and fired to form CuInSe. Obtaining a thin film is described.
Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-89719) describes that copper powder, indium powder and sulfur powder are mixed and fired.
Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 10-219472) discloses that after applying to a substrate using a saturated monocarboxylic acid metal salt such as copper naphthenate and indium naphthenate, thermal decomposition is performed, and then selenium gas It is described that heat treatment is performed in an atmosphere.
Patent Document 4 (Japanese Patent Publication No. 2002-501003) describes forming metal chalcogenide nanoparticles by reacting a metal salt with a chalcogenide salt in an organic solvent.
Patent Document 5 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-185564) describes that a metal chalcogenide film is produced using a soluble hydrazine-based chalcogenite precursor.

しかしながら、前記特許文献1〜5に記載された技術では、緻密な薄膜を容易に形成できるとは言い難いものである。   However, it is difficult to say that the techniques described in Patent Documents 1 to 5 can easily form a dense thin film.

そこで、本発明では、太陽電池、イメージセンサーなどに有用である緻密な薄膜を印刷によって容易に形成させることを可能とする前駆体、該前駆体を含有するインク、及び薄膜の提供を目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a precursor capable of easily forming a dense thin film useful for solar cells, image sensors and the like by printing, an ink containing the precursor, and a thin film. .

製造コストや設備投資額の低減のような生産面、また、印刷した場合のCIG膜の緻密性や結晶性のような化学面のいずれの問題に関しても以下の本発明によって解決できる。   Any of the problems of production such as reduction in manufacturing cost and capital investment and chemical problems such as denseness and crystallinity of the CIG film when printed can be solved by the present invention described below.

即ち、本発明は、下記組成を有しBET比表面積が40〜200m/gである水酸化物を、150〜600℃にて熱処理して得られる酸化物からなることを特徴とするナノインク前駆体である(本発明1)。
(組成1) A(In1−y)(OH)nH
(0.5≦x≦1.5、0.1≦y≦0.9である。m、nは任意の数字である。また、AはCu及び/又はZnであり、BはGa、Fe、Al、Znから選ばれる少なくとも1種類以上の元素である。)
That is, the present invention is a nano ink precursor comprising an oxide obtained by heat-treating a hydroxide having the following composition and a BET specific surface area of 40 to 200 m 2 / g at 150 to 600 ° C. It is a body (Invention 1).
(Composition 1) A x (In 1- y B y) (OH) m nH 2 O
(0.5 ≦ x ≦ 1.5, 0.1 ≦ y ≦ 0.9. M and n are arbitrary numbers. A is Cu and / or Zn, and B is Ga, Fe. And at least one element selected from Al, Zn.)

また、本発明は、下記組成2を有しBET比表面積が40〜200m/gである水酸化物粉末と金属状態の特定金属元素C(CはSe、S、Teなどから選ばれる少なくとも1種類以上の元素)との混合物を、150〜600℃にて熱処理して得られる酸化物からなるナノインク前駆体である(本発明2)。
(組成2) A(In1−y)(OH)nHO・C
(0.5≦x≦1.5、0.1≦y≦0.9である。m、nは任意の数字である。また、AはCu及び/又はZnであり、BはGa、Fe、Al、Znから選ばれる少なくとも1種類以上の元素である。zは(In1−y)/zで表されるモル比において、1/1.9〜1/6である。)
Further, the present invention provides a hydroxide powder having the following composition 2 and a BET specific surface area of 40 to 200 m 2 / g and a specific metal element C in a metal state (C is at least one selected from Se, S, Te, etc. It is a nano ink precursor made of an oxide obtained by heat-treating a mixture of at least one kind of element) at 150 to 600 ° C. (Invention 2).
(Composition 2) A x (In 1- y B y) (OH) m nH 2 O · C z
(0.5 ≦ x ≦ 1.5, 0.1 ≦ y ≦ 0.9. M and n are arbitrary numbers. A is Cu and / or Zn, and B is Ga, Fe. , Al, .z is at least one or more elements selected from Zn in molar ratio represented by (in 1-y B y) / z, 1 / 1.9 to 1/6.)

また、本発明は、Na量が1000ppm〜8.0wt%に制御された前記本発明1又は本発明2記載のナノインク前駆体である(本発明3)。   Further, the present invention is the nano ink precursor according to the present invention 1 or 2, wherein the Na amount is controlled to 1000 ppm to 8.0 wt% (Invention 3).

また、本発明は、前記本発明1又は本発明2記載のナノインク前駆体と、アクリル樹脂と、水酸基を含むC3〜C18の液体状有機化合物の2種類以上とからなるナノインクである(本発明4)。   Further, the present invention is a nano ink comprising the nano ink precursor according to the first or second aspect of the present invention, an acrylic resin, and two or more kinds of C3 to C18 liquid organic compounds containing a hydroxyl group (the fourth aspect of the present invention 4). ).

また、本発明は、前記本発明4記載の液体状有機化合物は、沸点が80〜350℃であり、分子量が60〜280g/molであるナノインクである(本発明5)。   Further, the present invention is a nano ink having a boiling point of 80 to 350 ° C. and a molecular weight of 60 to 280 g / mol (Invention 5).

また、本発明は、前記本発明4又は5記載のナノインクの粘度が30℃で0.1〜10Pa・secであるナノインクである(本発明6)。   Further, the present invention is a nano ink in which the viscosity of the nano ink according to the present invention 4 or 5 is 0.1 to 10 Pa · sec at 30 ° C. (Invention 6).

また、本発明は、本発明4乃至6のいずれかに記載のナノインクを塗布した膜であって、膜厚が0.5〜50μmであり、水素気流中400〜550℃で熱処理した後のcm当たりの膜重量が0.2〜20mg/cmであることを特徴とする膜である(本発明7)。 Further, the present invention is a film coated with the nano ink according to any one of the present inventions 4 to 6, which has a film thickness of 0.5 to 50 μm and is subjected to heat treatment at 400 to 550 ° C. in a hydrogen stream. The membrane weight per 2 is 0.2 to 20 mg / cm 2 (Invention 7).

本発明に係る前駆体は、該前駆体を用いたインクによって、太陽電池やイメージセンサーとして有用な薄膜を緻密に形成することができる。   The precursor according to the present invention can densely form a thin film useful as a solar cell or an image sensor by using an ink using the precursor.

本発明に係るナノインクは、太陽電池やイメージセンサーとして有用な薄膜を緻密に形成することができる。   The nano ink according to the present invention can densely form a thin film useful as a solar cell or an image sensor.

本発明に係る膜は、緻密且つ結晶性の高い薄膜であるので、変換効率が高い太陽電池用薄膜として有用である。また、センサーとしての特性を維持しながらも、生産コストを低減できる点で、イメージセンサー用薄膜としても有用である。   The film according to the present invention is a dense thin film with high crystallinity, and thus is useful as a thin film for solar cells with high conversion efficiency. In addition, it is useful as a thin film for an image sensor because the production cost can be reduced while maintaining the characteristics as a sensor.

先ず、本発明に係るナノインク前駆体について述べる。   First, the nano ink precursor according to the present invention will be described.

本発明1に係るナノインク前駆体は、組成1からなる水酸化物を150〜600℃にて熱処理することで得られる酸化物である。
(組成1) A(In1−y)(OH)nH
ここで、0.5≦x≦1.5、0≦y≦0.9である。m、nは任意の数字である。また、AはCu及び/又はZnであり、BはGa、Fe、Al、Znから選ばれる少なくとも1種類以上の元素である。
The nano ink precursor according to the first aspect of the present invention is an oxide obtained by heat-treating a hydroxide having the composition 1 at 150 to 600 ° C.
(Composition 1) A x (In 1- y B y) (OH) m nH 2 O
Here, 0.5 ≦ x ≦ 1.5 and 0 ≦ y ≦ 0.9. m and n are arbitrary numbers. A is Cu and / or Zn, and B is at least one element selected from Ga, Fe, Al, and Zn.

組成1において、A元素(Cu及び/又はZn)の組成xが前記範囲外の場合には、太陽電池やセンサーとしての特性が極端に悪くなる。また、カルコパイライト型結晶構造の単相が得られない。より好ましいxの範囲は0.7〜1.3である。   In the composition 1, when the composition x of the element A (Cu and / or Zn) is out of the above range, the characteristics as a solar cell or a sensor are extremely deteriorated. In addition, a single phase of chalcopyrite type crystal structure cannot be obtained. A more preferable range of x is 0.7 to 1.3.

組成1において、B元素(Ga、Fe、Al、Znから選ばれる少なくとも1種類以上の元素)の組成yが0.9を超える場合は、禁制帯幅が広くなりすぎるために太陽電池やセンサーとしての特性が悪くなる。より好ましいyの範囲は0〜0.8である。   In composition 1, when the composition y of element B (at least one element selected from Ga, Fe, Al, Zn) exceeds 0.9, the forbidden band becomes too wide, so that the solar cell or sensor The characteristics of become worse. A more preferable range of y is 0 to 0.8.

本発明1に係るナノインク前駆体を構成する酸化物粒子粉末であり、該酸化物粒子粉末を得るための原料となる水酸化物粒子粉末のBET比表面積が40〜200m/gである。より好ましい水酸化物粒子粉末のBET比表面積は50〜180m/gである。 The oxide particle powder constituting the nano ink precursor according to the first aspect of the invention has a BET specific surface area of 40 to 200 m 2 / g as a raw material for obtaining the oxide particle powder. A more preferred hydroxide particle powder has a BET specific surface area of 50 to 180 m 2 / g.

なお、本発明に係るナノインク前駆体を構成する酸化物粒子粉末のBET比表面積は15〜120m/gが好ましく、より好ましくは20〜100m/gである。 The BET specific surface area of the oxide particle powder constituting the nano ink precursor according to the present invention is preferably 15 to 120 m 2 / g, more preferably 20 to 100 m 2 / g.

本発明2に係るナノインク前駆体は、組成2からなる酸化物粒子粉末である。
(組成2) A(In1−y)(OH)nHO・C
で表され、0.5≦x≦1.5、0≦y≦0.9である。m、nは任意の数字である。また、AはCu及び/又はZn、BはGa、Fe、Al、Znから選ばれる少なくとも1種類以上の元素であり、CはSe、S、Teから選ばれる少なくとも1種類以上の元素であって、且つ、金属状態である。zは(In1−y)/zで表されるモル比において、1/1.9〜1/6である。
The nano ink precursor according to the second aspect of the invention is an oxide particle powder having the composition 2.
(Composition 2) A x (In 1- y B y) (OH) m nH 2 O · C z
And 0.5 ≦ x ≦ 1.5 and 0 ≦ y ≦ 0.9. m and n are arbitrary numbers. A is Cu and / or Zn, B is at least one element selected from Ga, Fe, Al, and Zn, and C is at least one element selected from Se, S, and Te. And in a metallic state. z is in a molar ratio represented by (In 1-y B y) / z, 1 / 1.9 to 1/6.

組成2において、A元素(Cu及び/又はZn)の組成xが前記範囲外の場合には、太陽電池やセンサーとしての特性が極端に悪くなる。また、カルコパイライト型結晶構造の単相が得られない。より好ましいxの範囲は0.7〜1.3である。   In the composition 2, when the composition x of the element A (Cu and / or Zn) is out of the above range, the characteristics as a solar cell or a sensor are extremely deteriorated. In addition, a single phase of chalcopyrite type crystal structure cannot be obtained. A more preferable range of x is 0.7 to 1.3.

組成2において、B元素(Ga、Fe、Al、Znから選ばれる少なくとも1種類以上の元素)の組成yが0.9を超える場合は、禁制帯幅が広くなりすぎるために太陽電池やセンサーとしての特性が悪くなる。より好ましいyの範囲は0〜0.8である。   In composition 2, when the composition y of element B (at least one element selected from Ga, Fe, Al, Zn) exceeds 0.9, the forbidden band becomes too wide, so that the solar cell or sensor The characteristics of become worse. A more preferable range of y is 0 to 0.8.

組成2において、C元素(Se、S、Teから選ばれる少なくとも1種類以上の元素)の組成zが前記範囲外の場合には、カルコパイライト型結晶構造粒子の体積分率が低くなりすぎるため、太陽電池やセンサーとしての特性が悪くなる。より好ましいzの範囲は2〜5である。   In composition 2, when the composition z of element C (at least one element selected from Se, S, Te) is outside the above range, the volume fraction of chalcopyrite-type crystal structure particles is too low. The characteristics as a solar cell or sensor deteriorate. A more preferable range of z is 2-5.

組成2において、C元素(Se、S、Teから選ばれる少なくとも1種類以上の元素)は金属状態であり、価数がゼロの状態で存在する。酸化物などは非常に強い毒性を示し取扱いが非常に難しい。また、水酸化物、酸化物、金属の混合体を液相法によって得るときに同時にC元素化合物(金属状態を含む、以下同)を析出させる手法では微粒子のC元素化合物を得ることはできるものの、C元素化合物を得るための原材料コストは決して安価ではなく、また濾別時に廃液へ流れ出たりする可能性から対応を余儀なくされ設備投資額も大きくなってしまう。   In composition 2, element C (at least one element selected from Se, S, Te) is in a metal state and exists in a state of zero valence. Oxides etc. are very toxic and are very difficult to handle. In addition, when a mixture of hydroxide, oxide, and metal is obtained by a liquid phase method, a C element compound (including a metal state, hereinafter the same) can be obtained at the same time, but a fine C element compound can be obtained. The raw material cost for obtaining the C element compound is not low, and it is forced to cope with the possibility of flowing out to the waste liquid at the time of filtration, resulting in a large capital investment.

本発明2に係るナノインク前駆体を構成する酸化物粒子粉末であり、該酸化物粒子を得るための原料となる水酸化物粒子粉末のBET比表面積が40〜200m/gである。 The oxide particle powder constituting the nano ink precursor according to the second aspect of the present invention, and the BET specific surface area of the hydroxide particle powder used as a raw material for obtaining the oxide particles is 40 to 200 m 2 / g.

本発明に係るナノインク前駆体を構成する酸化物混合体粒子粉末の平均粒子径は5〜50nmが好ましい。   The average particle diameter of the oxide mixture particle powder constituting the nano ink precursor according to the present invention is preferably 5 to 50 nm.

本発明に係るナノインク前駆体を構成する酸化物混合体粒子粉末の粒子形状は、特に限定されないが、立方体状や直方体状、球状が好ましい。   The particle shape of the oxide mixture particle powder constituting the nano ink precursor according to the present invention is not particularly limited, but a cubic shape, a rectangular parallelepiped shape, and a spherical shape are preferable.

本発明1又は本発明2に係るナノインク前駆体は、生成後水洗するが、水洗の程度を調整することによってNa量が1000ppm〜8.0wt%に制御されている。Na量が1000ppm未満では膜内の粒成長が悪く一様な膜とならない。8.0wt%を超えるとカルコパイライト型結晶構造粒子の体積分率が低くなりすぎるため、太陽電池やセンサーとしての特性が悪くなる。またNaが粒界に多く存在するようになるため、粒子間の接触が悪く、熱や電子などの伝達が悪くなる。好ましくは、1500ppm〜6wt%である。   The nano ink precursor according to the present invention 1 or the present invention 2 is washed with water after production, but the amount of Na is controlled to 1000 ppm to 8.0 wt% by adjusting the degree of washing. If the amount of Na is less than 1000 ppm, the grain growth in the film is poor and a uniform film cannot be obtained. If it exceeds 8.0 wt%, the volume fraction of the chalcopyrite-type crystal structure particles becomes too low, so that the characteristics as a solar cell or a sensor are deteriorated. In addition, since a large amount of Na is present at the grain boundary, the contact between the particles is poor, and the transmission of heat, electrons, and the like is poor. Preferably, it is 1500 ppm to 6 wt%.

次に、ナノインク前駆体の製造方法について述べる。   Next, a method for producing a nano ink precursor will be described.

本発明に係るナノインク前駆体は、所望組成の金属塩を用いて、アルカリ水溶液で中和し、得られた沈殿物を、濾過・洗浄後、乾燥し、粉砕して得ることができる。   The nano ink precursor according to the present invention can be obtained by neutralizing with an aqueous alkali solution using a metal salt having a desired composition, and drying and pulverizing the obtained precipitate after filtration and washing.

金属塩の添加割合は、所望の組成割合となるように添加すればよい。   What is necessary is just to add the addition rate of a metal salt so that it may become a desired composition rate.

アルカリ性水溶液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、アンモニア、尿素水溶液などが好ましい。   As alkaline aqueous solution, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium hydrogencarbonate, ammonia, urea aqueous solution, etc. are preferable.

アルカリ性水溶液の添加割合は、反応溶液のpHが3.5〜9.0の範囲となるように添加すればよい。   The addition ratio of the alkaline aqueous solution may be added so that the pH of the reaction solution is in the range of 3.5 to 9.0.

本発明2に係るナノインク前駆体は、C元素(Se、S、Te)を存在させる場合、組成1によって得られるナノインク前駆体の金属濃度を熱分析によって決定し、そこから導き出されるC元素の所定量を該前駆体に添加して、乾式や湿式法によって混合及び/又は粉砕することによって得られる。   When the nano ink precursor according to the present invention 2 contains C element (Se, S, Te), the metal concentration of the nano ink precursor obtained by the composition 1 is determined by thermal analysis, and the position of the C element derived therefrom is determined. It is obtained by adding a fixed amount to the precursor, and mixing and / or grinding by a dry method or a wet method.

本発明2に係るナノインク前駆体は、C元素(Se、S、Te)を存在させる場合、C元素のモル当量zは、(In1−y)/zで表されるモル比において、1/1.9〜1/6である。好ましくは1/2〜1/5.8、より好ましくは1/2〜1/5.5である。 When the nano ink precursor according to the present invention 2 contains C element (Se, S, Te), the molar equivalent z of the C element is a molar ratio represented by (In 1-y B y ) / z. 1 / 1.9-1 / 6. Preferably it is 1/2 to 1 / 5.8, more preferably 1/2 to 1 / 5.5.

次に、本発明に係るナノインクについて述べる。   Next, the nano ink according to the present invention will be described.

本発明に係るナノインクは、本発明1又は本発明2のナノインク前駆体と、アクリル樹脂と、水酸基を含むC3〜C18の2種類以上の液体状有機化合物からなる。   The nano ink according to the present invention comprises the nano ink precursor of the present invention 1 or 2, the acrylic resin, and two or more kinds of liquid organic compounds of C3 to C18 containing a hydroxyl group.

アクリル樹脂は、テルピネオールに溶解させた状態で使用することが好ましく、この状態での樹脂固形分量が30〜40wt%、粘度が4〜6Pa・sec、酸価は20〜30mgKOH/g、分子量はPST換算で30〜40万が好ましい。   The acrylic resin is preferably used in a state dissolved in terpineol. In this state, the resin solid content is 30 to 40 wt%, the viscosity is 4 to 6 Pa · sec, the acid value is 20 to 30 mgKOH / g, and the molecular weight is PST. 300 to 400,000 is preferable in terms of conversion.

液体状有機化合物としては、水酸基を含み炭素数が3〜18の有機化合物の少なくとも2種類を用いればよく、例えば、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、テトラエチレングリコール、イソプロパノール、1−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチル−1−プロパノール、2−メチル−2−プロパノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、2−メチル−1−ブタノール、3−メチル−1−ブタノール、2−メチル−2−ブタノール、3−メチル−2−ブタノール、2,2−ジメチル−1−プロパノール、1−オクタノール、1−デカノール、cis−9−オクタデセン−1−オール、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール、2−エチルヘキサノール、ヘキサン二酸、2−イソプロピル−5−メチルシクロヘキサノール、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、フェノール、テルピネオール、プレノール、イソ吉草酸、セネシオ酸、チグリン酸、3−メチル−3−ブテン−2−オール、アンゲリカ酸、ゲラニオール、ネロール、ファルネソール、ネロリドール、シネオール、1,2,4−ブタントリオール、ポリビニルアルコールなどが挙げられ、このうち少なくともテルピネオールを用いることが好ましい。   As the liquid organic compound, at least two kinds of organic compounds having a hydroxyl group and having 3 to 18 carbon atoms may be used. For example, glycerin, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, trimethylene glycol, tetraethylene glycol, isopropanol, 1-propanol, 1-butanol, 2-butanol, 2-methyl-1-propanol, 2-methyl-2-propanol, 1-pentanol, 2-pentanol, 3-pentanol, 2-methyl-1-butanol 3-methyl-1-butanol, 2-methyl-2-butanol, 3-methyl-2-butanol, 2,2-dimethyl-1-propanol, 1-octanol, 1-decanol, cis-9-octadecene-1 -Ol, cyclohexanol, methylcycline Hexanol, 2-ethylhexanol, hexanedioic acid, 2-isopropyl-5-methylcyclohexanol, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, phenol, terpineol, prenol, isovaleric acid, senecioic acid, Tiglic acid, 3-methyl-3-buten-2-ol, angelic acid, geraniol, nerol, farnesol, nerolidol, cineol, 1,2,4-butanetriol, polyvinyl alcohol, etc., of which at least terpineol It is preferable to use it.

液体状有機化合物としては、沸点が80〜350℃で、分子量が60〜280g/molを用いることが好ましい。さらに、70℃で液体であることが好ましい。   As the liquid organic compound, it is preferable to use a boiling point of 80 to 350 ° C. and a molecular weight of 60 to 280 g / mol. Furthermore, it is preferable that it is a liquid at 70 degreeC.

本発明に係るナノインクの配合量は、ナノインク前駆体がインク全体に対して20〜40重量%が好ましく、アクリル樹脂がインク全体に対して10〜50重量%が好ましく、液体状有機化合物がインク全体に対して10〜70重量%が好ましい。   The compounding amount of the nano ink according to the present invention is preferably such that the nano ink precursor is 20 to 40% by weight based on the whole ink, the acrylic resin is preferably 10 to 50% by weight, and the liquid organic compound is the whole ink. The amount is preferably 10 to 70% by weight.

なお、本発明に係るナノインクには、必要により、各種分散剤、安定剤、乳化剤、pH調整剤を添加しても良い。   In addition, you may add various dispersing agents, a stabilizer, an emulsifier, and a pH adjuster to the nano ink which concerns on this invention as needed.

本発明に係るナノインクの粘度は0.1〜10Pa・secが好ましい。インクの粘度が前記範囲外の場合、印刷・塗布することが困難となる。より好ましくは1〜8Pa・secである。   The viscosity of the nano ink according to the present invention is preferably 0.1 to 10 Pa · sec. When the viscosity of the ink is out of the above range, it is difficult to print and apply. More preferably, it is 1 to 8 Pa · sec.

次に、本発明に係るナノインクの製造方法について述べる。   Next, a method for producing a nano ink according to the present invention will be described.

本発明に係るナノインクは、ナノインク前駆体、アクリル樹脂と、水酸基を含むC3〜C18の2種類以上の液体状有機化合物とを、常法によって混合及び/又は粉砕すればよい。   The nano ink which concerns on this invention should just mix and / or grind | pulverize a nano ink precursor, an acrylic resin, and 2 or more types of liquid organic compounds of C3-C18 containing a hydroxyl group by a conventional method.

混合及び/又は粉砕は特に限定されない。例えば、Q型ミキサー、ヘンシェルミキサー、フーバーマーラー、(遊星)ボールミル、自転・公転ミキサー、ハイシェアーミキサー、アペックスミル、シェーカーなどが挙げられる。   Mixing and / or grinding is not particularly limited. Examples include a Q-type mixer, a Henschel mixer, a Hoover Mahler, a (planet) ball mill, a rotation / revolution mixer, a high shear mixer, an apex mill, and a shaker.

次に、本発明に係る薄膜について述べる。   Next, the thin film according to the present invention will be described.

本発明に係る薄膜は、膜厚を0.5〜50μmに制御することができる。膜厚が0.5μm未満の場合、太陽電池やセンサーとして十分な機能を有することが困難となる。50μmを超える場合には、膜厚の不均一性が存在するようになり、本薄膜上への別の膜生成が難しくなる。   In the thin film according to the present invention, the film thickness can be controlled to 0.5 to 50 μm. When the film thickness is less than 0.5 μm, it is difficult to have a sufficient function as a solar cell or a sensor. When it exceeds 50 μm, non-uniformity in film thickness exists, and it becomes difficult to produce another film on the thin film.

本発明に係る薄膜は、膜重量が0.2〜20mg/cmである。膜重量が0.2g/cmの場合には、太陽電池やセンサーとして十分な機能を有することが困難となる。20g/cmを超える場合には、膜厚の不均一性が存在するようになり、本薄膜上への別の膜生成が難しくなる。 The thin film according to the present invention has a film weight of 0.2 to 20 mg / cm 2 . When the film weight is 0.2 g / cm 2 , it is difficult to have a sufficient function as a solar cell or a sensor. If it exceeds 20 g / cm 2 , there will be non-uniformity in film thickness, making it difficult to produce another film on this thin film.

次に、本発明に係る薄膜の製造方法について述べる。   Next, a method for manufacturing a thin film according to the present invention will be described.

本発明に係る薄膜は、前記ナノインクを用いて、スプレー、塗布、インクジェット法による印刷、スクリーン印刷、ドクターブレード印刷などによって、所定の膜厚の塗布膜を形成した後、還元雰囲気下で熱処理をすることによって得ることができる。   The thin film according to the present invention forms a coating film having a predetermined film thickness by spraying, coating, inkjet printing, screen printing, doctor blade printing, etc., using the nano ink, and then heat-treated in a reducing atmosphere. Can be obtained.

<作用>
本発明に係るナノインク前駆体は、前記組成1又は組成2の組成からなる水酸化物を経由した酸化物とすることによって、緻密な膜を形成できるという点である。
<Action>
The nano ink precursor according to the present invention is capable of forming a dense film by using an oxide via a hydroxide having the composition 1 or 2 described above.

本発明に係るナノインク前駆体を用いた場合に、緻密な膜を形成できる理由として本発明者は、比表面積が大きな水酸化物を経由した酸化物からなる前駆体を用いたので、熱処理した場合に容易に反応が進行するためであると推定している。   When the nano-ink precursor according to the present invention is used, the present inventor used a precursor composed of an oxide via a hydroxide having a large specific surface area as a reason why a dense film can be formed. It is presumed that the reaction proceeds easily.

本発明の代表的な実施の形態は次の通りである。   A typical embodiment of the present invention is as follows.

ナノインク前駆体の酸化物混合体の前駆体である水酸化物混合体のBET比表面積値は、窒素によるB.E.T.法により測定した。   The BET specific surface area value of the hydroxide mixture which is the precursor of the oxide mixture of the nano ink precursor is the B.sub. E. T.A. Measured by the method.

ナノインク前駆体の粒子サイズは透過型電子顕微鏡(日本電子(株)、JEM−1200EXII)を用いて測定した。粒子120個をランダマイズに選び粒子サイズを計測して平均値を求めた。   The particle size of the nano ink precursor was measured using a transmission electron microscope (JEOL Ltd., JEM-1200EXII). The average value was obtained by selecting 120 particles for randomization and measuring the particle size.

ナノインク前駆体試料の組成分析は、試料を酸で溶解し、プラズマ発光分光分析装置(セイコー電子工業(株)、SPS4000)を用い分析して求めた。   The composition analysis of the nano ink precursor sample was obtained by dissolving the sample with an acid and analyzing it using a plasma emission spectroscopic analyzer (Seiko Electronics Co., Ltd., SPS4000).

ナノインクの粘度は、E型粘度計(東機産業(株)、TV−33形粘度計)を用いて30℃での粘度を測定した。   The viscosity of the nano ink was measured at 30 ° C. using an E-type viscometer (Toki Sangyo Co., Ltd., TV-33 type viscometer).

ナノインクによって作製された膜の厚みは、走査型電子顕微鏡((株)日立ハイテクノロジーズ、S−4800型FE−SEM(TYPE−I))で膜の垂直方向を観察することで厚みを測定した。   The thickness of the film produced with nano ink was measured by observing the vertical direction of the film with a scanning electron microscope (Hitachi High-Technologies Corporation, S-4800 FE-SEM (TYPE-I)).

実施例1 <ナノインク前駆体の調製>
Cu(NO・3HO 5.41g、In(NO・3HO 3.79gとGa(NO・nHO 2.07gとを水で溶解させ100mlとした。1N−NaOHを用いて25℃にて上記Cu、In、Ga混合溶液をpH7.0にして、水色のCu、In、Gaの混合水酸化物沈澱を得た。得られた水酸化物のBET比表面積は71.7m/gであった。沈殿物の粒子サイズは2〜5nmの立方体状であった。濾過・洗浄後、350℃にて真空乾燥し、タニナカ式粉砕器を用いてナノインク前駆体の酸化物粉末を得た。
得られた粉末のBET比表面積は40.2m/gであった。Cu/In/Gaの組成比は1/0.6/0.4で仕込み組成の1/0.6/0.4と同じであった。念のため濾液中のCu、In、Ga量を分析したが、いずれも0mg/Lであった。含有されるNa量は3.0wt%だった。
Example 1 <Preparation of Nano Ink Precursor>
Cu (NO 3 ) 3 · 3H 2 O (5.41 g), In (NO 3 ) 3 · 3H 2 O (3.79 g) and Ga (NO 3 ) 3 · nH 2 O (2.07 g) were dissolved in water to make 100 ml. . The mixed solution of Cu, In, and Ga was adjusted to pH 7.0 with 1N-NaOH at 25 ° C. to obtain a mixed hydroxide precipitate of light blue Cu, In, and Ga. The obtained hydroxide had a BET specific surface area of 71.7 m 2 / g. The particle size of the precipitate was a 2-5 nm cube. After filtration and washing, it was vacuum-dried at 350 ° C., and a nanoink precursor oxide powder was obtained using a Taninaka grinder.
The BET specific surface area of the obtained powder was 40.2 m 2 / g. The composition ratio of Cu / In / Ga was 1 / 0.6 / 0.4, which was the same as 1 / 0.6 / 0.4 of the charged composition. As a precaution, the amounts of Cu, In, and Ga in the filtrate were analyzed, and all were 0 mg / L. The amount of Na contained was 3.0 wt%.

<ナノインクの調製>
上記ナノインク前駆体を粉末として0.3g、アクリル樹脂をテルピネオールに溶解させたDA−50(東亞合成製)を0.8g(アクリル樹脂成分が約34重量%)、1−オクタノール(ミツワ化学製試薬)1.0gを25mlのポリ容器に秤取った。これに1.5mmφのジルコニアビーズ10gを加えて、よく振って攪拌・混合することによってナノインクを調整した。ナノインクの粘度は30℃で2.2Pa・secであった。
<Preparation of nano ink>
0.3 g of the nano ink precursor as a powder, 0.8 g of DA-50 (manufactured by Toagosei Co., Ltd.) in which acrylic resin is dissolved in terpineol (acrylic resin component is about 34% by weight), 1-octanol (reagent manufactured by Mitsuwa Chemical) ) 1.0 g was weighed into a 25 ml plastic container. To this was added 10 g of 1.5 mmφ zirconia beads, and the nano ink was prepared by shaking and mixing well. The viscosity of the nano ink was 2.2 Pa · sec at 30 ° C.

<ナノインクからの膜成膜>
1.5cm角、厚み200μmの青色ガラスを自動塗工装置(テスター産業(株)製PI−1210)にセッティングした。ナノインク1.5mLをガラスに垂らして可変式アプリケーターを用いて0.25mm/secの速度で引き伸ばした。これを100℃の乾燥機で10min乾燥させた。続いて25mmφのSUS製反応缶に封入し、Arガスで反応缶内をパージした。続けてArガスを流しながら、10℃/minで500℃まで昇温した。この間で、反応缶内温度が150℃に達した以降はArガスを止めて水素ガスに切り替え昇温を行った。500℃で1hエージングを行って、水素ガスを止めてArガスパージしながら急冷し、室温でナノインクを塗布したガラスを取り出した。ガラス上の膜にはひび割れや剥離は認められず、その厚みは3μmであった。また、cm当たりの膜重量は0.23mg/cmであった。
<Film formation from nano ink>
Blue glass having a 1.5 cm square and a thickness of 200 μm was set in an automatic coating apparatus (PI-1210 manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd.). 1.5 mL of nano ink was dropped on glass and stretched at a speed of 0.25 mm / sec using a variable applicator. This was dried with a dryer at 100 ° C. for 10 minutes. Subsequently, the reaction vessel was sealed in a 25 mmφ SUS reaction can and purged with Ar gas. Subsequently, the temperature was raised to 500 ° C. at 10 ° C./min while flowing Ar gas. During this time, after the reactor internal temperature reached 150 ° C., the Ar gas was stopped and the temperature was raised to hydrogen gas. Aging was performed at 500 ° C. for 1 h, and the hydrogen gas was stopped and quenched while purging with an Ar gas. The film on the glass was not cracked or peeled off, and its thickness was 3 μm. The film weight per cm 2 was 0.23 mg / cm 2 .

実施例2
Cu(NO・3HO 5.41gとIn(NO・3HO 3.79g、Ga(NO・nHO 1.55g、Fe(NO・9HO 0.72gとを水で溶解させ100mlとした。35℃にて、1N−NaOHを用いてpH7.2に調整し、Cu、In、Ga、Feのほぼ水色の混合水酸化物沈澱を得た。得られた水酸化物のBET比表面積は80.4m/gであった。沈殿物の粒子サイズは2〜5nmの立方体状と8nm×200nmの針状様の混合体であった。濾過・洗浄後、350℃にて真空乾燥し、タニナカ式粉砕器を用いてナノインク前駆体の酸化物粉末を得た。
得られた粉末のBET比表面積は55.2m/gであった。Cu/In/Ga/Feの組成比は1/0.6/0.3/0.1で仕込み組成の1/0.6/0.3/0.1と同じであった。念のため濾液中のCu、In、Ga、Fe量を分析したが、Cuは0.12mg/L検出されたが、他は検出されなかった。含有されるNa量は5.2wt%だった。
Example 2
Cu (NO 3) 3 · 3H 2 O 5.41g and In (NO 3) 2 · 3H 2 O 3.79g, Ga (NO 3) 3 · nH 2 O 1.55g, Fe (NO 3) 3 · 9H and 2 O 0.72 g was 100ml dissolved in water. At 35 ° C., the pH was adjusted to 7.2 using 1N-NaOH to obtain an almost light blue mixed hydroxide precipitate of Cu, In, Ga, and Fe. The BET specific surface area of the obtained hydroxide was 80.4 m 2 / g. The particle size of the precipitates was a 2-5 nm cubic shape and an 8 nm × 200 nm needle-like mixture. After filtration and washing, it was vacuum-dried at 350 ° C., and a nanoink precursor oxide powder was obtained using a Taninaka grinder.
The obtained powder had a BET specific surface area of 55.2 m 2 / g. The composition ratio of Cu / In / Ga / Fe was 1 / 0.6 / 0.3 / 0.1, which was the same as 1 / 0.6 / 0.3 / 0.1 of the charged composition. As a precaution, the amounts of Cu, In, Ga, and Fe in the filtrate were analyzed, but Cu was detected at 0.12 mg / L, but the others were not detected. The amount of Na contained was 5.2 wt%.

上記ナノインク前駆体を粉末として0.4g、アクリル樹脂をテルピネオールに溶解させたDA−50(東亞合成製)を1.6g、1−オクタノール(ミツワ化学製試薬)1.5gを25mlのポリ容器に秤取った。これに1.5mmφのジルコニアビーズ10gを加えて、よく振って攪拌・混合することによってナノインクを調整した。ナノインクの粘度は30℃で1.5Pa・secであった。   0.4 g of the nano ink precursor as a powder, 1.6 g of DA-50 (manufactured by Toagosei) in which acrylic resin is dissolved in terpineol, and 1.5 g of 1-octanol (Mitsuwa Chemical reagent) in a 25 ml plastic container Weighed. To this was added 10 g of 1.5 mmφ zirconia beads, and the nano ink was prepared by shaking and mixing well. The viscosity of the nano ink was 1.5 Pa · sec at 30 ° C.

1.5cm角、厚み1.4mmのMoを1μm厚でスパッタ蒸着させた青色ガラスを自動塗工装置(テスター産業(株)製PI−1210)にMo膜を上にしてセッティングした。ナノインク1.5mLをガラスに垂らして可変式アプリケーターを用いて0.25mm/secの速度で引き伸ばした。100℃の乾燥機で10min乾燥させた。これを上記実施例1と同様に熱処理した。得られた膜にはひび割れや剥離は認められず、その厚みは1.5μmであった。また、cm当たりの膜重量は0.38mg/cmであった。 A blue glass obtained by sputtering and depositing 1.5 cm square and 1.4 mm thick Mo with a thickness of 1 μm was set on an automatic coating apparatus (PI-1210 manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd.) with the Mo film facing up. 1.5 mL of nano ink was dropped on glass and stretched at a speed of 0.25 mm / sec using a variable applicator. It was dried for 10 minutes with a dryer at 100 ° C. This was heat-treated in the same manner as in Example 1 above. The obtained film was not cracked or peeled off, and its thickness was 1.5 μm. The film weight per cm 2 was 0.38 mg / cm 2 .

実施例3
実施例1同様にCu、In、Gaの水色の混合水酸化物沈澱を得た。濾過・洗浄後、150℃にて真空乾燥し、タニナカ式粉砕器を用いて粉砕した。これを再び350℃で熱処理することで酸化物粉末を得た。
得られた粉末のBET比表面積は38.3m/gであった。Cu/In/Gaの組成比は1/0.6/0.4で仕込み組成の1/0.6/0.4と同じであった。念のため濾液中のCu、In、Ga量を分析したが、いずれも0mg/Lであった。続いて上記ナノインク前駆体粉末0.20gに対して400mesh以下のSe金属0.12gを加え、乳鉢で混合・粉砕することでナノインク前駆体を得た。組成2に基づく(In1−y)/z(モル比)は1/2.0であった。含有されるNa量は3.2wt%だった。
Example 3
In the same manner as in Example 1, Cu, In and Ga light blue mixed hydroxide precipitates were obtained. After filtration and washing, it was vacuum dried at 150 ° C. and pulverized using a Taninaka pulverizer. This was again heat-treated at 350 ° C. to obtain an oxide powder.
The BET specific surface area of the obtained powder was 38.3 m 2 / g. The composition ratio of Cu / In / Ga was 1 / 0.6 / 0.4, which was the same as 1 / 0.6 / 0.4 of the charged composition. As a precaution, the amounts of Cu, In, and Ga in the filtrate were analyzed, and all were 0 mg / L. Subsequently, 0.12 g of Se metal of 400 mesh or less was added to 0.20 g of the nanoink precursor powder, and mixed and pulverized in a mortar to obtain a nanoink precursor. Based on the composition 2 (In 1-y B y ) / z ( molar ratio) was 1 / 2.0. The amount of Na contained was 3.2 wt%.

上記ナノインク前駆体を粉末として0.26g、アクリル樹脂をテルピネオールに溶解させたDA−50(東亞合成製)を0.3g、1−オクタノール(ミツワ化学製試薬)1.0g、オレイルアミン(Aldrich製試薬)0.003mlを25mlのポリ容器に秤取った。これに1.5mmφのジルコニアビーズ10gを加えて、よく振って攪拌・混合することによってナノインクを調整した。ナノインクの粘度は30℃で5.2Pa・secであった。   0.26 g of the nano ink precursor as a powder, 0.3 g of DA-50 (manufactured by Toagosei Co., Ltd.) in which an acrylic resin is dissolved in terpineol, 1.0 g of 1-octanol (manufactured by Mitsuwa Chemical), oleylamine (reagent manufactured by Aldrich) ) 0.003 ml was weighed into a 25 ml plastic container. To this was added 10 g of 1.5 mmφ zirconia beads, and the nano ink was prepared by shaking and mixing well. The viscosity of the nano ink was 5.2 Pa · sec at 30 ° C.

1.5cm角、厚み200μmの青色ガラスを自動塗工装置(テスター産業(株)製PI−1210)にセッティングした。ナノインク1.5mLをガラスに垂らして可変式アプリケーターを用いて0.25mm/secの速度で引き伸ばした。100℃の乾燥機で10min乾燥させた。これを上記実施例1同様に熱処理した。得られた膜にはひび割れや剥離は認められず、その厚みは1.5μmであった。また、cm当たりの膜重量は0.30mg/cmであった。 Blue glass having a 1.5 cm square and a thickness of 200 μm was set in an automatic coating apparatus (PI-1210 manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd.). 1.5 mL of nano ink was dropped on glass and stretched at a speed of 0.25 mm / sec using a variable applicator. It was dried for 10 minutes with a dryer at 100 ° C. This was heat-treated as in Example 1 above. The obtained film was not cracked or peeled off, and its thickness was 1.5 μm. The film weight per cm 2 was 0.30 mg / cm 2 .

実施例4
実施例2同様にCu、In、Ga、Feのほぼ水色の混合水酸化物沈澱を得た。濾過・洗浄後、150℃にて真空乾燥し、タニナカ式粉砕器を用いて粉砕した。これを再び250℃で熱処理することで酸化物粉末を得た。
得られた粉末のBET比表面積は60.3m/gであった。Cu/In/Ga/Feの組成比は1/0.6/0.3/0.1で仕込み組成の1/0.6/0.3/0.1と同じであった。念のため濾液中のCu、In、Ga、Fe量を分析したが、Cuは0.12mg/L検出されたが、他は検出されなかった。続いて上記ナノインク前駆体粉末0.20gに対して400mesh以下のSe金属0.19gを加え、乳鉢で混合・粉砕することでナノインク前駆体を得た。組成2に基づく(In1−y)/z(モル比)は1/3.8であった。含有されるNa量は5.2wt%だった。
Example 4
Similar to Example 2, a substantially cyan mixed hydroxide precipitate of Cu, In, Ga, and Fe was obtained. After filtration and washing, it was vacuum dried at 150 ° C. and pulverized using a Taninaka pulverizer. This was again heat-treated at 250 ° C. to obtain an oxide powder.
The BET specific surface area of the obtained powder was 60.3 m 2 / g. The composition ratio of Cu / In / Ga / Fe was 1 / 0.6 / 0.3 / 0.1, which was the same as 1 / 0.6 / 0.3 / 0.1 of the charged composition. As a precaution, the amounts of Cu, In, Ga, and Fe in the filtrate were analyzed, but Cu was detected at 0.12 mg / L, but the others were not detected. Subsequently, 0.19 g of Se metal of 400 mesh or less was added to 0.20 g of the nanoink precursor powder, and mixed and pulverized in a mortar to obtain a nanoink precursor. Based on the composition 2 (In 1-y B y ) / z ( molar ratio) was 1 / 3.8. The amount of Na contained was 5.2 wt%.

上記ナノインク前駆体を粉末として0.3g、アクリル樹脂をテルピネオールに溶解させたDA−50(東亞合成製)を1.2g、1−オクタノール(ミツワ化学製試薬)1.0g、オレイルアミン(Aldrich製試薬)0.002gを25mlのポリ容器に秤取った。これに1.5mmφのジルコニアビーズ10gを加えて、よく振って攪拌・混合することによってナノインクを調整した。ナノインクの粘度は30℃で4.2Pa・secであった。   0.3 g of the nano ink precursor as a powder, 1.2 g of DA-50 (manufactured by Toagosei Co., Ltd.) in which an acrylic resin is dissolved in terpineol, 1.0 g of 1-octanol (manufactured by Mitsuwa Chemical), oleylamine (reagent manufactured by Aldrich) ) 0.002 g was weighed into a 25 ml plastic container. To this was added 10 g of 1.5 mmφ zirconia beads, and the nano ink was prepared by shaking and mixing well. The viscosity of the nano ink was 4.2 Pa · sec at 30 ° C.

1.5cm角、厚み1.4mmのMoを1μm厚で化学的に蒸着させた青色ガラスを自動塗工装置(テスター産業(株)製PI−1210)にMo膜を上にしてセッティングした。ナノインク1.5mLをガラスに垂らして可変式アプリケーターを用いて0.25mm/secの速度で引き伸ばした。100℃の乾燥機で10min乾燥させた。これを上記実施例1同様に熱処理した。得られた膜にはひび割れや剥離は認められず、その厚みは3.2μmであった。また、cm当たりの膜重量は0.85mg/cmであった。 A blue glass obtained by chemically depositing 1.5 cm square and 1.4 mm thick Mo with a thickness of 1 μm was set on an automatic coating apparatus (PI-1210 manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd.) with the Mo film facing up. 1.5 mL of nano ink was dropped on glass and stretched at a speed of 0.25 mm / sec using a variable applicator. It was dried for 10 minutes with a dryer at 100 ° C. This was heat-treated as in Example 1 above. The obtained film was not cracked or peeled off, and its thickness was 3.2 μm. The film weight per cm 2 was 0.85 mg / cm 2 .

実施例5
Cu(NO・3HO 5.41gとIn(NO・3HO 1.90g、Ga(NO・nHO 3.10g、Al(NO・6HO 0.67gとを溶解して100mlの水溶液とした。50℃にて、1N−NaOHを用いてpH6.8に調整し、Cu、In、Ga、Alの緑色の混合水酸化物沈澱を得た。得られた水酸化物のBET比表面積は89.5m/gであった。沈殿物の粒子サイズは3〜6nmの立方体状と10nm×200nmの針状様の混合体であった。濾過・洗浄後、150℃にて真空乾燥し、タニナカ式粉砕器を用いて粉砕した。これを再び350℃で熱処理することで酸化物粉末を得た。
得られた粉末のBET比表面積は64.0m/gであった。Cu/In/Ga/Alの組成比は1/0.3/0.6/0.1で仕込み組成の1/0.3/0.6/0.1と同じであった。念のため濾液中のCu、In、Ga、Al量を分析したが、Cuは0.08mg/L検出されたが、他は検出されなかった。
続いて、上記ナノインク前駆体粉末0.20gに対して400mesh以下のSe金属0.23gを加え、乳鉢で混合・粉砕することでナノインク前駆体を得た。組成2に基づく(In1−y)/z(モル比)は1/3.8であった。含有されるNa量は2550ppmだった。
Example 5
Cu (NO 3 ) 2 .3H 2 O 5.41 g, In (NO 3 ) 3 .3H 2 O 1.90 g, Ga (NO 3 ) 3 .nH 2 O 3.10 g, Al (NO 3 ) 3 .6H into an aqueous solution of 100ml by dissolving the 2 O 0.67 g. At 50 ° C., the pH was adjusted to 6.8 with 1N NaOH to obtain a green mixed hydroxide precipitate of Cu, In, Ga, and Al. The obtained hydroxide had a BET specific surface area of 89.5 m 2 / g. The particle size of the precipitate was a 3-6 nm cubic shape and a 10 nm × 200 nm needle-like mixture. After filtration and washing, it was vacuum dried at 150 ° C. and pulverized using a Taninaka pulverizer. This was again heat-treated at 350 ° C. to obtain an oxide powder.
The obtained powder had a BET specific surface area of 64.0 m 2 / g. The composition ratio of Cu / In / Ga / Al was 1 / 0.3 / 0.6 / 0.1, which was the same as the charged composition 1 / 0.3 / 0.6 / 0.1. As a precaution, the amounts of Cu, In, Ga, and Al in the filtrate were analyzed, but Cu was detected at 0.08 mg / L, but the others were not detected.
Subsequently, 0.23 g of Se metal of 400 mesh or less was added to 0.20 g of the nanoink precursor powder, and the nanoink precursor was obtained by mixing and grinding in a mortar. Based on the composition 2 (In 1-y B y ) / z ( molar ratio) was 1 / 3.8. The amount of Na contained was 2550 ppm.

上記ナノインク前駆体を粉末として0.5g、アクリル樹脂をテルピネオールに溶解させたDA−50(東亞合成製)を2.0g、1−デカノール(ミツワ化学製試薬)0.5g、エチレングリコール(Aldrich製試薬)0.25g、ポバールPVA−205S(ポリビニルアルコール、クラレ製)0.08gを25mlのポリ容器に秤取った。これに1.5mmφのジルコニアビーズ10gを加えて、よく振って攪拌・混合することによってナノインクを調整した。ナノインクの粘度は30℃で3.2Pa・secであった。   0.5 g of the nano ink precursor as a powder, 2.0 g of DA-50 (manufactured by Toagosei Co., Ltd.) in which an acrylic resin is dissolved in terpineol, 0.5 g of 1-decanol (manufactured by Mitsuwa Chemical), ethylene glycol (manufactured by Aldrich) Reagent) 0.25 g and Poval PVA-205S (polyvinyl alcohol, Kuraray) 0.08 g were weighed in a 25 ml plastic container. To this was added 10 g of 1.5 mmφ zirconia beads, and the nano ink was prepared by shaking and mixing well. The viscosity of the nano ink was 3.2 Pa · sec at 30 ° C.

1.5cm角、厚み1.4mmのWを1μm厚で化学的に蒸着させた青色ガラスを自動塗工装置(テスター産業(株)製PI−1210)にW膜を上にしてセッティングした。ナノインク1.5mLをガラスに垂らして可変式アプリケーターを用いて0.25mm/secの速度で引き伸ばした。100℃の乾燥機で10min乾燥させた。これを上記実施例1同様に熱処理した。得られた膜にはひび割れや剥離は認められず、その厚みは1.0μmであった。また、cm当たりの膜重量は0.92mg/cmであった。 A blue glass obtained by chemically depositing 1.5 cm square W and 1.4 mm thick W with a thickness of 1 μm was set on an automatic coating apparatus (PI-1210 manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd.) with the W film facing up. 1.5 mL of nano ink was dropped on glass and stretched at a speed of 0.25 mm / sec using a variable applicator. It was dried for 10 minutes with a dryer at 100 ° C. This was heat-treated as in Example 1 above. The obtained film was not cracked or peeled off, and its thickness was 1.0 μm. The film weight per cm 2 was 0.92 mg / cm 2 .

実施例6
Cu(NO・3HO 5.41gとIn(NO・3HO 5.06g、Ga(NO・nHO 1.03gとを溶解して100mlの水溶液とした。35℃にて1N−NaOHを用いてpH7.0に調整しCu、In、Gaの水色の混合水酸化物沈澱を得た。得られた水酸化物のBET比表面積は82.3m/gであった。沈殿物の粒子サイズは2〜5nmの立方体状であった。濾過・洗浄後、150℃にて真空乾燥し、タニナカ式粉砕器を用いて粉砕した。これを再び550℃で熱処理することで酸化物粉末を得た。
得られた粉末のBET比表面積は41.1m/gであった。Cu/In/Gaの組成比は1/0.8/0.2で仕込み組成の1/0.8/0.2と同じであった。念のため濾液中のCu、In、Ga量を分析したが、いずれも0mg/Lであった。
続いて、上記ナノインク前駆体粉末1.2gを坩堝に入れ、Se/S=0.82/0.18モル比率のHSeガス及びHSガス流通下、480℃において1.5h熱処理することでナノインク前駆体を得た。組成2に基づく(In1−y)/z(モル比)は1/2.1であった。含有されるNa量は3.8wt%だった。
Example 6
A solution of 5.41 g of Cu (NO 3 ) 2 .3H 2 O, 5.06 g of In (NO 3 ) 3 .3H 2 O and 1.03 g of Ga (NO 3 ) 3 .nH 2 O was dissolved in 100 ml of an aqueous solution. did. The pH was adjusted to 7.0 using 1 N NaOH at 35 ° C., and a light-colored mixed hydroxide precipitate of Cu, In, and Ga was obtained. The BET specific surface area of the obtained hydroxide was 82.3 m 2 / g. The particle size of the precipitate was a 2-5 nm cube. After filtration and washing, it was vacuum dried at 150 ° C. and pulverized using a Taninaka pulverizer. This was again heat-treated at 550 ° C. to obtain an oxide powder.
The BET specific surface area of the obtained powder was 41.1 m 2 / g. The composition ratio of Cu / In / Ga was 1 / 0.8 / 0.2, which was the same as 1 / 0.8 / 0.2 of the charged composition. As a precaution, the amounts of Cu, In, and Ga in the filtrate were analyzed, and all were 0 mg / L.
Subsequently, 1.2 g of the nano ink precursor powder is put in a crucible and heat-treated at 480 ° C. for 1.5 h under a flow of H 2 Se gas and H 2 S gas at a Se / S = 0.82 / 0.18 molar ratio. Thus, a nano ink precursor was obtained. Based on the composition 2 (In 1-y B y ) / z ( molar ratio) was 1 / 2.1. The amount of Na contained was 3.8 wt%.

上記ナノインク前駆体を粉末として0.5g、アクリル樹脂をテルピネオールに溶解させたDA−50(東亞合成製)を2.0g、1−デカノール(ミツワ化学製試薬)0.5g、1−シクロヘキサノール(Aldrich製試薬)0.12gを25mlのポリ容器に秤取った。これに1.5mmφのジルコニアビーズ10gを加えて、よく振って攪拌・混合することによってナノインクを調整した。ナノインクの粘度は30℃で2.8Pa・secであった。
上記ナノインク前駆体を粉末として1.0g、アクリル樹脂をテルピネオールに溶解させたDA−50(東亞合成製)を1.6g、1−オクタノール(ミツワ化学製試薬)1.0g、エチレングリコールモノブチルエーテル(Aldrich製試薬)0.2gを25mlのポリ容器に秤取った。これに1.5mmφのジルコニアビーズ10gを加えて、よく振って攪拌・混合することによってナノインクを調整した。ナノインクの粘度は30℃で1.3Pa・secであった。
0.5 g of the nano ink precursor as a powder, 2.0 g of DA-50 (manufactured by Toagosei Co., Ltd.) in which an acrylic resin is dissolved in terpineol, 0.5 g of 1-decanol (manufactured by Mitsuwa Chemical), 1-cyclohexanol ( Aldrich reagent (0.12 g) was weighed into a 25 ml plastic container. To this was added 10 g of 1.5 mmφ zirconia beads, and the nano ink was prepared by shaking and mixing well. The viscosity of the nano ink was 2.8 Pa · sec at 30 ° C.
1.0 g of the nano ink precursor as a powder, 1.6 g of DA-50 (manufactured by Toagosei) in which an acrylic resin is dissolved in terpineol, 1.0 g of 1-octanol (manufactured by Mitsuwa Chemical), ethylene glycol monobutyl ether ( Aldrich reagent (0.2 g) was weighed into a 25 ml plastic container. To this was added 10 g of 1.5 mmφ zirconia beads, and the nano ink was prepared by shaking and mixing well. The viscosity of the nano ink was 1.3 Pa · sec at 30 ° C.

1.5cm角、厚み1.4mmのAgを1μm厚で化学的に蒸着させた青色ガラスを自動塗工装置(テスター産業(株)製PI−1210)にAg膜を上にしてセッティングした。ナノインク1.5mLをガラスに垂らして可変式アプリケーターを用いて0.45mm/secの速度で引き伸ばした。100℃の乾燥機で10min乾燥させた。これを上記実施例1同様に熱処理した。続いて25mmφのSUS製反応缶に封入し、Arガスで反応缶内をパージした。続けてArガスを流しながら、10℃/minで520℃まで昇温した。この間で、反応缶内温度が150℃に達した以降はArガスを止めて水素ガスに切り替え昇温を行った。520℃で3hエージングを行って、水素ガスを止めてArガスパージしながら急冷し、室温でナノインクを塗布したガラスを取り出した。得られた膜にはひび割れや剥離は認められず、その厚みは1.5μmであった。また、cm当たりの膜重量は0.49mg/cmであった。 Blue glass obtained by chemically vapor-depositing 1.5 cm square and 1.4 mm thick Ag with a thickness of 1 μm was set on an automatic coating apparatus (PI-1210 manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd.) with the Ag film facing up. 1.5 mL of nano ink was dropped on glass and stretched at a speed of 0.45 mm / sec using a variable applicator. It was dried for 10 minutes with a dryer at 100 ° C. This was heat-treated as in Example 1 above. Subsequently, the reaction vessel was sealed in a 25 mmφ SUS reaction can and purged with Ar gas. Subsequently, the temperature was raised to 520 ° C. at 10 ° C./min while flowing Ar gas. During this time, after the reactor internal temperature reached 150 ° C., the Ar gas was stopped and the temperature was raised to hydrogen gas. Aging was carried out at 520 ° C. for 3 hours, the hydrogen gas was stopped, and the glass was rapidly cooled while being purged with Ar gas, and the glass coated with the nano ink was taken out at room temperature. The obtained film was not cracked or peeled off, and its thickness was 1.5 μm. The film weight per cm 2 was 0.49 mg / cm 2 .

実施例7
Cu(NO・3HO 5.41gとIn(NO・3HO 3.16g、Ga(NO・nHO 1.03g、Zn(NO・6HO 1.92gとを溶解して100mlの水溶液とした。50℃にて1N−NaOHを用いてpH6.8に調整しCu、In、Ga、Znの緑色の混合水酸化物沈澱を得た。得られた水酸化物のBET比表面積は110m/gであった。沈殿物の粒子サイズは3〜7nmの立方体状と10nm×200nmの針状様の混合体であった。濾過・洗浄後、150℃にて真空乾燥し、タニナカ式粉砕器を用いて粉砕した。これを再び350℃で熱処理することで酸化物粉末を得た。
得られた粉末のBET比表面積は83.2m/gであった。Cu/In/Ga/Znの組成比は1/0.5/0.2/0.3で仕込み組成の1/0.5/0.2/0.3と同じであった。念のため濾液中のCu、In、Fe、Zn量を分析したが、Cuは0.12mg/L検出されたが、他は検出されなかった。
続いて、上記ナノインク前駆体粉末1.2gを坩堝に入れ、Se/S=0.82/0.18モル比率のHSeガス及びHSガス流通下、485℃において1h熱処理することでナノインク前駆体を得た。組成2に基づく(In1−y)/z(モル比)は1/2.8であった。含有されるNa量は1.2wt%だった。
Example 7
Cu (NO 3 ) 2 .3H 2 O 5.41 g, In (NO 3 ) 3 .3H 2 O 3.16 g, Ga (NO 3 ) 3 .nH 2 O 1.03 g, Zn (NO 3 ) 3 .6H 1.92 g of 2 O was dissolved to make a 100 ml aqueous solution. The mixture was adjusted to pH 6.8 using 1N NaOH at 50 ° C. to obtain a green mixed hydroxide precipitate of Cu, In, Ga and Zn. The obtained hydroxide had a BET specific surface area of 110 m 2 / g. The particle size of the precipitate was a 3-7 nm cubic shape and a 10 nm × 200 nm needle-like mixture. After filtration and washing, it was vacuum dried at 150 ° C. and pulverized using a Taninaka pulverizer. This was again heat-treated at 350 ° C. to obtain an oxide powder.
The BET specific surface area of the obtained powder was 83.2 m 2 / g. The composition ratio of Cu / In / Ga / Zn was 1 / 0.5 / 0.2 / 0.3, which was the same as 1 / 0.5 / 0.2 / 0.3 of the charged composition. As a precaution, the amounts of Cu, In, Fe, and Zn in the filtrate were analyzed, but Cu was detected at 0.12 mg / L, but the others were not detected.
Subsequently, 1.2 g of the nano ink precursor powder was put into a crucible and heat treated at 485 ° C. for 1 h under the flow of Se / S = 0.82 / 0.18 molar ratio of H 2 Se gas and H 2 S gas. A nano ink precursor was obtained. Based on the composition 2 (In 1-y B y ) / z ( molar ratio) was 1 / 2.8. The amount of Na contained was 1.2 wt%.

上記ナノインク前駆体を粉末として0.5g、アクリル樹脂をテルピネオールに溶解させたDA−50(東亞合成製)を2.0g、1−オクタノール(ミツワ化学製試薬)0.8g、エチレングリコールモノブチルエーテル(Aldrich製試薬)0.2gを25mlのポリ容器に秤取った。これに1.5mmφのジルコニアビーズ10gを加えて、よく振って攪拌・混合することによってナノインクを調整した。ナノインクの粘度は30℃で2.3Pa・secであった。   0.5 g of the nano ink precursor as a powder, 2.0 g of DA-50 (manufactured by Toagosei) in which an acrylic resin is dissolved in terpineol, 0.8 g of 1-octanol (manufactured by Mitsuwa Chemical), ethylene glycol monobutyl ether ( Aldrich reagent (0.2 g) was weighed into a 25 ml plastic container. To this was added 10 g of 1.5 mmφ zirconia beads, and the nano ink was prepared by shaking and mixing well. The viscosity of the nano ink was 2.3 Pa · sec at 30 ° C.

1.5cm角、厚み200μmの青色ガラスを自動塗工装置(テスター産業(株)製PI−1210)にセッティングした。ナノインク1.5mLをガラスに垂らして可変式アプリケーターを用いて0.42mm/secの速度で引き伸ばした。50℃の真空乾燥機で10min乾燥させた。これを上記実施例6同様に熱処理した。得られた膜にはひび割れや剥離は認められず、その厚みは1.6μmであった。また、cm当たりの膜重量は0.51mg/cmであった。 Blue glass having a 1.5 cm square and a thickness of 200 μm was set in an automatic coating apparatus (PI-1210 manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd.). 1.5 mL of nano ink was dropped on glass and stretched at a speed of 0.42 mm / sec using a variable applicator. It was made to dry for 10 minutes with a 50 degreeC vacuum dryer. This was heat-treated as in Example 6 above. The obtained film was not cracked or peeled off, and its thickness was 1.6 μm. The film weight per cm 2 was 0.51 mg / cm 2 .

実施例8
Cu(NO・3HO 5.41gとIn(NO・3HO 3.79g、Al(NO・9HO 1.34g、Zn(NO・6HO 1.28gとを溶解して100mlの水溶液とした。50℃にて1N−NaOHを用いてpH6.8に調整しCu、In、Al、Znの緑色の混合水酸化物沈澱を得た。得られた水酸化物のBET比表面積は150.2m/gであった。沈殿物の粒子サイズは3〜7nmの立方体状と9nm×200nmの針状様の混合体であった。濾過・洗浄後、150℃にて真空乾燥し、タニナカ式粉砕器を用いて粉砕した。これを再び550℃で熱処理することで酸化物粉末を得た。
得られた粉末のBET比表面積は91.0m/gであった。Cu/In/Al/Znの組成比は1/0.6/0.2/0.2で仕込み組成の1/0.6/0.2/0.2と同じであった。念のため濾液中のCu、In、Al、Zn量を分析したが、Cuは0.15mg/L検出されたが、他は検出されなかった。
続いて、上記ナノインク前駆体粉末0.20gに対して400mesh以下のSe金属0.46gを加え、乳鉢で混合・粉砕することでナノインク前駆体を得た。組成2に基づく(In1−y)/z(モル比)は1/5.8であった。含有されるNa量は5.3wt%だった。
Example 8
5.41 g of Cu (NO 3 ) 2 .3H 2 O and 3.79 g of In (NO 3 ) 3 .3H 2 O, 1.34 g of Al (NO 3 ) 3 .9H 2 O, Zn (NO 3 ) 3 .6H 1.28 g of 2 O was dissolved to make a 100 ml aqueous solution. The pH was adjusted to 6.8 using 1N NaOH at 50 ° C. to obtain a green mixed hydroxide precipitate of Cu, In, Al, and Zn. The obtained hydroxide had a BET specific surface area of 150.2 m 2 / g. The particle size of the precipitate was a 3-7 nm cubic shape and a 9 nm × 200 nm needle-like mixture. After filtration and washing, it was vacuum dried at 150 ° C. and pulverized using a Taninaka pulverizer. This was again heat-treated at 550 ° C. to obtain an oxide powder.
The BET specific surface area of the obtained powder was 91.0 m 2 / g. The composition ratio of Cu / In / Al / Zn was 1 / 0.6 / 0.2 / 0.2, which was the same as 1 / 0.6 / 0.2 / 0.2 of the charged composition. As a precaution, the amounts of Cu, In, Al, and Zn in the filtrate were analyzed, but Cu was detected at 0.15 mg / L, but the others were not detected.
Subsequently, 0.46 g of Se metal of 400 mesh or less was added to 0.20 g of the nanoink precursor powder, and the nanoink precursor was obtained by mixing and grinding in a mortar. Based on the composition 2 (In 1-y B y ) / z ( molar ratio) was 1 / 5.8. The amount of Na contained was 5.3 wt%.

上記ナノインク前駆体を粉末として0.5g、アクリル樹脂をテルピネオールに溶解させたDA−50(東亞合成製)を4.0g、1−オクタノール(ミツワ化学製試薬)0.8gを25mlのポリ容器に秤取った。これに1.5mmφのジルコニアビーズ10gを加えて、よく振って攪拌・混合することによってナノインクを調整した。ナノインクの粘度は30℃で6.3Pa・secであった。   0.5 g of the nano ink precursor as a powder, 4.0 g of DA-50 (manufactured by Toagosei Co., Ltd.) in which acrylic resin is dissolved in terpineol, and 0.8 g of 1-octanol (Mitsuwa Chemical reagent) in a 25 ml plastic container Weighed. To this was added 10 g of 1.5 mmφ zirconia beads, and the nano ink was prepared by shaking and mixing well. The viscosity of the nano ink was 6.3 Pa · sec at 30 ° C.

1.5cm角、厚み1.4mmの青色ガラス上にMoを1μm厚で化学的に蒸着させた面を上にして自動塗工装置(テスター産業(株)製PI−1210)にセッティングした。ナノインク1.5mLをガラスに垂らして可変式アプリケーターを用いて0.25mm/secの速度で引き伸ばした。50℃の真空乾燥機で10min乾燥させた。これを上記実施例6同様に熱処理した。得られた膜にはひび割れや剥離は認められず、その厚みは30.0μmであった。また、cm当たりの膜重量は15.0mg/cmであった。 It was set in an automatic coating apparatus (PI-1210 manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd.) with the surface where Mo was chemically vapor-deposited with a thickness of 1 μm on a 1.5 cm square blue glass having a thickness of 1.4 mm. 1.5 mL of nano ink was dropped on glass and stretched at a speed of 0.25 mm / sec using a variable applicator. It was made to dry for 10 minutes with a 50 degreeC vacuum dryer. This was heat-treated as in Example 6 above. The obtained film was not cracked or peeled off, and its thickness was 30.0 μm. The film weight per cm 2 was 15.0 mg / cm 2 .

比較例1
上記実施例4同様に水色のCu、In、Ga、Alの混合水酸化物を得た。これを空気中400℃にて熱処理してタニナカ粉砕器で粉砕し黒色に近い乾燥粉末を得た。X線回折装置による分析でCu、In、Ga、Alはそれぞれ酸化物の状態であることが確認された。
得られた粉末のBET比表面積は121.0m/gであった。Cu/In/Ga/Alの組成比は1/0.5/0.3/0.2で仕込み組成の1/0.5/0.3/0.2と同じであった。続いて上記ナノインク前駆体粉末0.8gに対して400mesh以下のSe金属2.0gを加え、乳鉢で混合・粉砕することでナノインク前駆体を得た。組成2に基づく(In1−y)/z(モル比)は1/3.3であった。含有されるNa量は8.3wt%だった。
Comparative Example 1
In the same manner as in Example 4, a mixed hydroxide of light blue Cu, In, Ga and Al was obtained. This was heat-treated at 400 ° C. in the air and pulverized with a Taninaka pulverizer to obtain a dry powder close to black. It was confirmed by analysis with an X-ray diffractometer that Cu, In, Ga, and Al are in an oxide state.
The BET specific surface area of the obtained powder was 121.0 m 2 / g. The composition ratio of Cu / In / Ga / Al was 1 / 0.5 / 0.3 / 0.2, which was the same as 1 / 0.5 / 0.3 / 0.2 of the charged composition. Subsequently, 2.0 g of Se metal of 400 mesh or less was added to 0.8 g of the nanoink precursor powder, and mixed and pulverized in a mortar to obtain a nanoink precursor. Based on the composition 2 (In 1-y B y ) / z ( molar ratio) was 1 / 3.3. The amount of Na contained was 8.3 wt%.

上記ナノインク前駆体を粉末として1.5g、アクリル樹脂をテルピネオールに溶解させたDA−50(東亞合成製)を1.0g、1−デカノール(ミツワ化学製試薬)1.5gを25mlのポリ容器に秤取った。これに1.5mmφのジルコニアビーズ10gを加えて、よく振って攪拌・混合したが、ゲル化してインクにはならなかった。   1.5 g of the nano ink precursor as a powder, 1.0 g of DA-50 (manufactured by Toagosei) in which acrylic resin is dissolved in terpineol, and 1.5 g of 1-decanol (manufactured by Mitsuwa Chemical) in a 25 ml plastic container. Weighed. To this, 10 g of 1.5 mmφ zirconia beads was added and shaken and mixed well. However, it gelled and did not become ink.

比較例2
上記実施例1同様にして水色のCu、In、Gaの混合水酸化物を得た。これを80℃にて乾燥し、タニナカ粉砕器で粉砕した。
得られた粉末のBET比表面積は101.2m/gであった。In/Gaの組成比は1/0.6/0.4で仕込み組成の1/0.6/0.4と同じであった。含有されるNa量は200ppmだった。
Comparative Example 2
In the same manner as in Example 1, a mixed hydroxide of light blue Cu, In and Ga was obtained. This was dried at 80 ° C. and pulverized with a Taninaka pulverizer.
The BET specific surface area of the obtained powder was 101.2 m 2 / g. The In / Ga composition ratio was 1 / 0.6 / 0.4, which was the same as 1 / 0.6 / 0.4 of the charged composition. The amount of Na contained was 200 ppm.

上記ナノインク前駆体を粉末として0.8g、アクリル樹脂をテルピネオールに溶解させたDA−50(東亞合成製)を1.0g、エタノール(ミツワ化学製試薬)1.3gを25mlのポリ容器に秤取った。これに1.5mmφのジルコニアビーズ10gを加えて、よく振って攪拌・混合したが、ゲル化してインクにはならなかった。   0.8 g of the nano ink precursor as a powder, 1.0 g of DA-50 (manufactured by Toagosei Co., Ltd.) in which acrylic resin is dissolved in terpineol, and 1.3 g of ethanol (manufactured by Mitsuwa Chemical) are weighed in a 25 ml plastic container. It was. To this, 10 g of 1.5 mmφ zirconia beads was added and shaken and mixed well. However, it gelled and did not become ink.

本発明は、工業的に太陽電池やセンサー、半導体等の作製工程を印刷化することができ、大幅な設備投資削減ができるので非常に有用である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is very useful because it can industrially print a manufacturing process of a solar cell, a sensor, a semiconductor, and the like, and can greatly reduce the capital investment.

Claims (7)

下記組成を有しBET比表面積が40〜200m/gである水酸化物を、150〜600℃にて熱処理して得られる酸化物からなることを特徴とするナノインク前駆体。
(組成1) A(In1−y)(OH)nH
(0.5≦x≦1.5、0.1≦y≦0.9である。m、nは任意の数字である。また、AはCu及び/又はZnであり、BはGa、Fe、Al、Znから選ばれる少なくとも1種類以上の元素である。)
A nano-ink precursor comprising an oxide obtained by heat-treating a hydroxide having the following composition and a BET specific surface area of 40 to 200 m 2 / g at 150 to 600 ° C.
(Composition 1) A x (In 1- y B y) (OH) m nH 2 O
(0.5 ≦ x ≦ 1.5, 0.1 ≦ y ≦ 0.9. M and n are arbitrary numbers. A is Cu and / or Zn, and B is Ga, Fe. And at least one element selected from Al, Zn.)
下記組成2を有しBET比表面積が40〜200m/gである水酸化物粉末と金属状態の特定金属元素C(CはSe、S、Teなどから選ばれる少なくとも1種類以上の元素)との混合物を、150〜600℃にて熱処理して得られる酸化物からなるナノインク前駆体。
(組成2) A(In1−y)(OH)nHO・C
(0.5≦x≦1.5、0.1≦y≦0.9である。m、nは任意の数字である。また、AはCu及び/又はZnであり、BはGa、Fe、Al、Znから選ばれる少なくとも1種類以上の元素である。zは(In1−y)/zで表されるモル比において、1/1.9〜1/6である。)
A hydroxide powder having the following composition 2 and a BET specific surface area of 40 to 200 m 2 / g and a specific metal element C in a metallic state (C is at least one element selected from Se, S, Te, etc.) A nano-ink precursor comprising an oxide obtained by heat-treating the mixture at 150 to 600 ° C.
(Composition 2) A x (In 1- y B y) (OH) m nH 2 O · C z
(0.5 ≦ x ≦ 1.5, 0.1 ≦ y ≦ 0.9. M and n are arbitrary numbers. A is Cu and / or Zn, and B is Ga, Fe. , Al, .z is at least one or more elements selected from Zn in molar ratio represented by (in 1-y B y) / z, 1 / 1.9 to 1/6.)
Na量が1000ppm〜8.0wt%に制御された前記請求項1又は請求項2記載のナノインク前駆体。   The nano ink precursor according to claim 1 or 2, wherein the amount of Na is controlled to 1000 ppm to 8.0 wt%. 前記請求項1又は請求項2記載のナノインク前駆体と、アクリル樹脂と、水酸基を含むC3〜C18の液体状有機化合物の2種類以上とからなるナノインク。   A nano ink comprising the nano ink precursor according to claim 1 or 2, an acrylic resin, and two or more kinds of C3 to C18 liquid organic compounds containing a hydroxyl group. 前記請求項4記載の液体状有機化合物は、沸点が80〜350℃であり、分子量が60〜280g/molであるナノインク。   The liquid organic compound according to claim 4, wherein the liquid organic compound has a boiling point of 80 to 350 ° C and a molecular weight of 60 to 280 g / mol. 前記請求項4又は5記載のナノインクの粘度が30℃で0.1〜10Pa・secであるナノインク。   The nano ink according to claim 4, wherein the nano ink has a viscosity of 0.1 to 10 Pa · sec at 30 ° C. 請求項4乃至6のいずれかに記載のナノインクを塗布した膜であって、膜厚が0.5〜50μmであり、水素気流中400〜550℃で熱処理した後のcm当たりの膜重量が0.2〜20mg/cmであることを特徴とする膜。 It is a film | membrane which apply | coated the nano ink in any one of Claim 4 thru | or 6, Comprising: Film thickness is 0.5-50 micrometers, and the film | membrane weight per cm < 2 > after heat-processing at 400-550 degreeC in hydrogen stream is the film weight. A membrane, which is 0.2 to 20 mg / cm 2 .
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