JP2011109069A - Conductive reflecting film and method of manufacturing the same - Google Patents

Conductive reflecting film and method of manufacturing the same Download PDF

Info

Publication number
JP2011109069A
JP2011109069A JP2010203891A JP2010203891A JP2011109069A JP 2011109069 A JP2011109069 A JP 2011109069A JP 2010203891 A JP2010203891 A JP 2010203891A JP 2010203891 A JP2010203891 A JP 2010203891A JP 2011109069 A JP2011109069 A JP 2011109069A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reflective film
film
conductive reflective
conductive
metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2010203891A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiko Yamazaki
和彦 山崎
Masahide Arai
将英 荒井
Toshiharu Hayashi
年治 林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Materials Corp filed Critical Mitsubishi Materials Corp
Priority to JP2010203891A priority Critical patent/JP2011109069A/en
Priority to CN2010105295203A priority patent/CN102097513A/en
Publication of JP2011109069A publication Critical patent/JP2011109069A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52PV systems with concentrators

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a conductive reflecting film that does not require a vacuum process, has a high reflection factor from the base material side, and shows a low specific resistance at the same level as a bulk that can be used as an electrode for a solar cells, and to provide its manufacturing method. <P>SOLUTION: The conductive reflecting film formed on a transparent conductive film formed on a photoelectric conversion layer of a super straight type thin film solar cell is characterized in forming a reflecting film to have an air layer in a part of an interface with the transparent conductive film by coating a composition containing metal nanoparticles on the transparent conductive film by a wet coating method and firing the base material having the coating film, the total area of the air layer being in a range from 5 to 70% to the area of the reflecting film. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、金属ナノ粒子を含む組成物を湿式塗工法によって塗布し、焼成することにより形成される導電性反射膜において、基材側から測定したときの反射率が高く、かつバルクと同程度の低い比抵抗を示す導電性反射膜及びその製造方法に関するものである。   The present invention is a conductive reflective film formed by applying and baking a composition containing metal nanoparticles by a wet coating method, and has a high reflectance when measured from the substrate side, and is comparable to that of a bulk. The present invention relates to a conductive reflection film exhibiting a low specific resistance and a method for manufacturing the same.

現在、環境保護の立場から、クリーンなエネルギーの研究開発が進められている。中でも太陽電池は、その資源である太陽光が無限であること、無公害であることなどから注目を集めている。従来、太陽電池による太陽光発電には、単結晶シリコンや多結晶シリコンのバルク状結晶を製造し、これをスライス加工して厚い板状の半導体として使用するバルク太陽電池が用いられてきた。しかし、バルク太陽電池に使用する上記シリコン結晶は、結晶の成長に多くのエネルギーと時間とを要し、かつ、続く製造工程においても複雑な工程が必要となるため量産効率が上がり難く、低価格の太陽電池を提供することが困難であった。   Currently, clean energy research and development is underway from the standpoint of environmental protection. In particular, solar cells are attracting attention because of the infinite amount of sunlight, which is a resource, and no pollution. Conventionally, for solar power generation using a solar cell, a bulk solar cell in which a bulk crystal of single crystal silicon or polycrystalline silicon is manufactured and sliced to be used as a thick plate semiconductor has been used. However, the above silicon crystal used for bulk solar cells requires a lot of energy and time for crystal growth, and it is difficult to increase mass production efficiency because of the complicated manufacturing process required in the subsequent manufacturing process. It was difficult to provide solar cells.

一方、厚さが数マイクロメートル以下のアモルファスシリコンなどの半導体層を光電変換層として用いた、いわゆる薄膜半導体太陽電池(以下、薄膜太陽電池という。)は、ガラスやステンレススチールなどの安価な基板上に、光電変換層となる半導体層を必要なだけ形成すればよい。従って、この薄膜太陽電池は、薄型で軽量、製造コストの安さ、大面積化が容易であることなどから、今後の太陽電池の主流になると考えられている。   On the other hand, so-called thin film semiconductor solar cells (hereinafter referred to as thin film solar cells) using a semiconductor layer of amorphous silicon or the like having a thickness of several micrometers or less as a photoelectric conversion layer are formed on an inexpensive substrate such as glass or stainless steel. In addition, as many semiconductor layers as photoelectric conversion layers may be formed as necessary. Therefore, this thin film solar cell is considered to become the mainstream of future solar cells because it is thin and light, low in manufacturing cost, and easy to increase in area.

薄膜太陽電池は、その構造によってスーパーストレート型やサブストレート型があり、透光性基板側から光を入射させるスーパーストレート型太陽電池では、通常、基板−透明電極−光電変換層−裏面電極の順で形成された構造をとる。光電変換層がシリコン系材料で形成されたスーパーストレート型太陽電池では、例えば、透明電極、アモルファスシリコン、多結晶シリコン、裏面電極の順で形成された構造をとることで発電効率を高めることが検討されている(例えば、非特許文献1参照。)。この非特許文献1に示される構造では、アモルファスシリコンや多結晶シリコンが光電変換層を構成する。   Thin film solar cells are classified into a super straight type and a substrate type depending on the structure. In a super straight type solar cell in which light is incident from the translucent substrate side, the order is usually substrate-transparent electrode-photoelectric conversion layer-back electrode. The structure formed by is taken. For super straight solar cells with a photoelectric conversion layer formed of a silicon-based material, for example, it is considered to increase the power generation efficiency by taking a structure formed in the order of transparent electrode, amorphous silicon, polycrystalline silicon, and back electrode. (See, for example, Non-Patent Document 1). In the structure shown in this non-patent document 1, amorphous silicon or polycrystalline silicon constitutes a photoelectric conversion layer.

特に光電変換層がシリコン系の材料によって太陽電池が構成されている場合、上記材料による光電変換層の吸光係数が比較的小さいことから、光電変換層が数マイクロメートルオーダーの膜厚では、入射光の一部が光電変換層を透過してしまい、透過した光は発電に寄与しない。そこで、裏面電極を反射膜とするか、或いは裏面電極の上に反射膜を形成し、吸収しきれず光電変換層を透過した光を反射膜によって反射させ、再び光電変換層に戻すことで発電効率を向上させることが一般に行われている。   In particular, when the photovoltaic layer is made of a silicon-based material, the photoelectric conversion layer made of the above material has a relatively small extinction coefficient. A part of the light is transmitted through the photoelectric conversion layer, and the transmitted light does not contribute to power generation. Therefore, the back electrode is used as a reflection film, or a reflection film is formed on the back electrode, and the light that has not been absorbed and has passed through the photoelectric conversion layer is reflected by the reflection film, and then returned to the photoelectric conversion layer, thereby generating power efficiently. It is generally done to improve.

薄膜太陽電池におけるこれまでの開発では、電極や反射膜はスパッタ法等の真空成膜法によって形成されていた。しかし、一般に、大型の真空成膜装置の維持及び運転には多大なコストが必要であった。そのため、これらの形成方法を真空成膜法から湿式成膜法に代えることが検討され、湿式成膜法への変更によって、ランニングコストの大幅な改善が期待されている。   In the development so far in the thin film solar cell, the electrode and the reflective film have been formed by a vacuum film forming method such as a sputtering method. However, generally, a large cost is required to maintain and operate a large vacuum film forming apparatus. For this reason, it is considered that these forming methods are changed from the vacuum film forming method to the wet film forming method, and the change to the wet film forming method is expected to greatly improve the running cost.

湿式成膜法で形成された導電性反射膜の例として、光電変換素子の裏面側に形成される反射膜を無電解めっき法を用いて形成することが開示されている(例えば、特許文献1参照。)。この特許文献1に示される方法では、反射膜を無電解めっき法を用いて形成することにより、生産性の向上を図ることができると記載されている。具体的には、基板の表面側にめっきの保護膜となるレジスト膜を全面印刷により形成し、その後、基板の裏面側を不導体用前処理液にHFを2〜4質量%の割合で加えたものを用い、前処理を施し、無電解めっき液を用いて、約3μmの銅めっき膜からなる反射層を形成する。次に、基板を溶剤中において、超音波洗浄を行いレジスト膜を取除くことで光電変換素子が形成される。   As an example of a conductive reflective film formed by a wet film forming method, it is disclosed that a reflective film formed on the back side of a photoelectric conversion element is formed using an electroless plating method (for example, Patent Document 1). reference.). In the method disclosed in Patent Document 1, it is described that productivity can be improved by forming a reflective film by using an electroless plating method. Specifically, a resist film serving as a plating protective film is formed on the entire surface of the substrate by printing, and then the back surface of the substrate is added to the pretreatment liquid for nonconductor at a ratio of 2 to 4% by mass. A reflective layer made of a copper plating film of about 3 μm is formed using an electroless plating solution and using an electroless plating solution. Next, the photoelectric conversion element is formed by ultrasonically cleaning the substrate in a solvent and removing the resist film.

しかしながら、上記特許文献1に示される無電解めっき法は、表面側にめっき保護膜を形成した後に、めっき処理する側をHF溶液で前処理した後に、無電解めっき液に浸すなどの工程を経るため、煩雑な工程に加えて、廃液の発生も予想される。   However, in the electroless plating method disclosed in Patent Document 1, after a plating protective film is formed on the surface side, the side to be plated is pretreated with an HF solution and then subjected to steps such as immersion in an electroless plating solution. Therefore, in addition to complicated processes, generation of waste liquid is also expected.

また、より簡便な方法として、金属超微粒子を有機系溶媒に分散させた溶液を塗布し、100〜250℃の低温で焼結する方法が開示されている(例えば、特許文献2参照。)。上記特許文献2に示される方法によって、高真空プロセスを用いずに、反射率、導電率共に高い大面積で均一な金属電極を形成することができる。   As a simpler method, a method in which a solution in which ultrafine metal particles are dispersed in an organic solvent is applied and sintered at a low temperature of 100 to 250 ° C. is disclosed (for example, see Patent Document 2). By the method disclosed in Patent Document 2, a uniform metal electrode having a large area with high reflectance and conductivity can be formed without using a high vacuum process.

しかしながら、上記特許文献2に示されるような方法で得られた金属膜では、基材側の反射率は、反対側の面に当たる露出面側の反射率に比べて低下する傾向にある。それは、一般に金属超微粒子の分散液を塗布、焼成して金属膜を形成した場合、金属膜と膜を形成する基材との間に平均直径が100nm以下の気孔が生じるためである。金属膜と基材との間に気孔が生じると、気孔内部に入り込んだ光が気孔内で反射を繰り返すことで減衰してしまったり、基材側へ到達した反射光も、基材面に対する入射角が大きくなる場合には、低屈折率媒体(気孔の空気)/高屈折率媒体(基材)の界面で全反射される割合が増え、その割合に応じて光が減衰してしまうものと推測される。   However, in the metal film obtained by the method disclosed in Patent Document 2, the reflectance on the base material side tends to be lower than the reflectance on the exposed surface side that hits the opposite surface. This is because, in general, when a metal film is formed by applying and firing a dispersion of ultrafine metal particles, pores having an average diameter of 100 nm or less are generated between the metal film and the substrate on which the film is formed. When pores occur between the metal film and the substrate, the light that has entered the pores is attenuated by repeated reflection within the pores, and the reflected light that reaches the substrate side is also incident on the substrate surface. When the angle increases, the ratio of total reflection at the interface of the low refractive index medium (air of pores) / high refractive index medium (base material) increases, and light is attenuated according to the ratio. Guessed.

特開平05−95127号公報(発明の詳細な説明の段落[0015]、[0020]及び[0021])JP 05-95127 A (paragraphs [0015], [0020] and [0021] in the detailed description of the invention) 特開平09−246577号公報(発明の詳細な説明の段落[0035])JP 09-246577 A (paragraph [0035] in the detailed description of the invention)

柳田祥三ほか著、「薄膜太陽電池の開発最前線 〜高効率化・量産化・普及促進に向けて〜」、株式会社エヌ・ティー・エス、2005年3月、P.113図1(a)Shozo Yanagida et al., “The Forefront of Thin-Film Solar Cell Development: Toward High Efficiency, Mass Production, and Popularization”, NTS Corporation, March 2005, p. 113 FIG. 1 (a)

金属ナノ粒子の分散液を塗布し、焼成することで反射膜を形成した際、ガラスなどの透光性基材側から反射率を評価すると、反対側の面に当たる露出面側から反射率を評価した場合と比較して、反射率が著しく低下する傾向が見られる。   When a reflective film is formed by applying a dispersion of metal nanoparticles and firing, when the reflectance is evaluated from the side of a translucent substrate such as glass, the reflectance is evaluated from the exposed surface side, which is the opposite side. Compared with the case where it did, the tendency for a reflectance to fall remarkably is seen.

本発明の目的は、真空プロセスを必要とせず、基材側からの反射率が高く、かつ太陽電池用電極としても使用可能なバルクと同程度の低い比抵抗を示す導電性反射膜及びその製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a conductive reflective film that does not require a vacuum process, has a high reflectivity from the base material side, and exhibits a low specific resistance comparable to a bulk that can be used as an electrode for a solar cell, and its production It is to provide a method.

本発明の別の目的は、真空蒸着法やスパッタ法などの真空プロセスを可能な限り排除し、湿式塗工法を使用することでより安価にスーパーストレート型太陽電池用の導電性反射膜を製造する方法を提供することにある。   Another object of the present invention is to eliminate a vacuum process such as a vacuum deposition method and a sputtering method as much as possible, and to produce a conductive reflective film for a super straight type solar cell at a lower cost by using a wet coating method. It is to provide a method.

本発明者らは、スーパーストレート型薄膜太陽電池において、塗布プロセスで得られる導電性反射膜の性質を鋭意検討した結果、金属ナノ粒子分散液を基材上に塗布し、ある一定以上の特定の昇温速度で加熱焼成することで塗膜中の粒子の一部が浮き上がり、透明導電膜との界面の一部にある一定の総面積を有する空気層が形成されること、そしてこの空気層は従来の塗布プロセスで界面に多量に出現していた平均直径100nm以下の気孔とは異なり、この空気層によって増反射効果が生じ、従来の反射膜に比べて反射率が増大すること、その結果、この反射膜を太陽電池に搭載することで、高い変換効率が得られることを見出し、本発明を完成した。   As a result of earnestly examining the properties of the conductive reflective film obtained by the coating process in the super straight type thin film solar cell, the present inventors applied the metal nanoparticle dispersion liquid on the base material, and a certain level of a certain level or more. By heating and baking at a temperature rising rate, a part of the particles in the coating film is lifted, an air layer having a certain total area at a part of the interface with the transparent conductive film is formed, and this air layer is Unlike pores having an average diameter of 100 nm or less that appeared in large amounts at the interface in the conventional coating process, this air layer produces a reflection enhancement effect, resulting in an increase in reflectivity compared to the conventional reflective film. It has been found that high conversion efficiency can be obtained by mounting this reflective film on a solar cell, and the present invention has been completed.

本発明の第1の観点は、スーパーストレート型薄膜太陽電池の光電変換層上に成膜された透明導電膜上に形成される導電性反射膜において、金属ナノ粒子を含む組成物を透明導電膜上に湿式塗工法によって塗布し、この塗膜を有する基材を焼成することにより、透明導電膜との界面の一部に空気層を有するように反射膜が形成され、生じた空気層の反射膜面積に対する総面積が5〜70%の範囲内であることを特徴とする。   The 1st viewpoint of this invention is a conductive reflective film formed on the transparent conductive film formed on the photoelectric converting layer of a super straight type thin film solar cell. By applying a wet coating method on the substrate and firing the substrate having this coating film, a reflective film is formed so as to have an air layer at a part of the interface with the transparent conductive film. The total area with respect to the film area is in the range of 5 to 70%.

本発明の第2の観点は、第1の観点に基づく発明であって、更に空気層の高さが5〜200nmの範囲であって、空気層の幅が10〜300nmの範囲であることを特徴とする。   A second aspect of the present invention is an invention based on the first aspect, further comprising that the height of the air layer is in the range of 5 to 200 nm and the width of the air layer is in the range of 10 to 300 nm. Features.

本発明の第3の観点は、第1又は第2の観点に基づく発明であって、更に反射膜中にポリビニルピロリドン、ポリビニルピロリドンの共重合体及び水溶性セルロースからなる群より選ばれた1種又は2種以上の物質を含むことを特徴とする。   The third aspect of the present invention is the invention based on the first or second aspect, and is further selected from the group consisting of polyvinylpyrrolidone, polyvinylpyrrolidone copolymer and water-soluble cellulose in the reflective film. Or it contains 2 or more types of substances.

本発明の第4の観点は、第1ないし第3の観点に基づく発明であって、更に反射膜中に含まれる金属元素中の銀の割合が75質量%以上であることを特徴とする。   A fourth aspect of the present invention is an invention based on the first to third aspects, and is characterized in that the ratio of silver in the metal element contained in the reflective film is 75% by mass or more.

本発明の第5の観点は、第1ないし第4の観点に基づく発明であって、更に反射膜の厚さが0.05〜2.0μmの範囲内であることを特徴とする。   A fifth aspect of the present invention is an invention based on the first to fourth aspects, and is characterized in that the thickness of the reflective film is in the range of 0.05 to 2.0 μm.

本発明の第6の観点は、第1ないし第5の観点に基づく発明であって、更に反射膜中に含まれる金属ナノ粒子について、粒径10〜50nmの範囲の粒子が、数平均で70%以上であることを特徴とする。   The sixth aspect of the present invention is an invention based on the first to fifth aspects, and the metal nanoparticles contained in the reflective film further have a number average particle size of 70 to 50 nm. % Or more.

本発明の第7の観点は、第1ないし第6の観点に基づく発明であって、更に金属ナノ粒子を含む組成物の湿式塗工法による塗布が、焼成後の厚さが0.05〜2.0μmの範囲内となるように塗布するものであり、塗膜を有する基材の焼成が昇温速度100〜300℃/分、130〜400℃の温度で10〜60分間保持して行われることを特徴とする。   A seventh aspect of the present invention is an invention based on the first to sixth aspects, wherein the coating after applying a wet coating method of a composition further containing metal nanoparticles has a thickness after firing of 0.05-2. The base material having a coating film is baked at a temperature rising rate of 100 to 300 ° C./min and a temperature of 130 to 400 ° C. for 10 to 60 minutes. It is characterized by that.

本発明の第8の観点は、第1ないし第7の観点に基づく発明であって、更に湿式塗工法が、スプレーコーティング法、ディスペンサーコーティング法、スピンコーティング法、ナイフコーティング法、スリットコーティング法、インクジェットコーティング法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法又はダイコーティング法のいずれかであることを特徴とする。   The eighth aspect of the present invention is an invention based on the first to seventh aspects, and the wet coating method is a spray coating method, a dispenser coating method, a spin coating method, a knife coating method, a slit coating method, an ink jet method. It is one of a coating method, a screen printing method, an offset printing method, and a die coating method.

本発明の第9の観点は、第1ないし第8の観点に基づく発明であって、更に金属ナノ粒子を含む組成物が金属元素中の銀の割合が75質量%以上である金属ナノ粒子が分散媒に分散することにより調製され、金属ナノ粒子は炭素骨格が炭素数1〜3の有機分子主鎖の保護剤で化学修飾され、金属ナノ粒子が一次粒径10〜50nmの範囲の金属ナノ粒子を数平均で70%以上含有することを特徴とする。   A ninth aspect of the present invention is an invention based on the first to eighth aspects, wherein the composition containing metal nanoparticles further comprises metal nanoparticles in which the proportion of silver in the metal element is 75% by mass or more. Prepared by dispersing in a dispersion medium, the metal nanoparticles are chemically modified with a protective agent of an organic molecular main chain having 1 to 3 carbon atoms in the carbon skeleton, and the metal nanoparticles have a primary particle size in the range of 10 to 50 nm. It contains 70% or more of particles in number average.

本発明の第10の観点は、第1ないし第9の観点に基づく発明であって、更に基材が、ガラス、透明導電材料を含むセラミックス又は高分子材料からなる透光性基板のいずれか、或いはガラス、透明導電材料を含むセラミックス、高分子材料及びシリコンからなる群より選ばれた2種類以上の透光性積層体であることを特徴とする。   A tenth aspect of the present invention is an invention based on the first to ninth aspects, wherein the base material is either a glass, a ceramic containing a transparent conductive material, or a translucent substrate made of a polymer material, Alternatively, it is characterized in that it is a light-transmitting laminate of two or more types selected from the group consisting of glass, ceramics containing a transparent conductive material, a polymer material and silicon.

本発明の第11の観点は、第1ないし第10の観点に基づく発明であって、更に金属ナノ粒子を含む組成物が、有機高分子、金属酸化物、金属水酸化物、有機金属化合物及びシリコーンオイルからなる群より選ばれた1種又は2種以上の添加物を更に含むことを特徴とする。   An eleventh aspect of the present invention is an invention based on the first to tenth aspects, wherein the composition further comprising metal nanoparticles comprises an organic polymer, a metal oxide, a metal hydroxide, an organometallic compound, and It further comprises one or more additives selected from the group consisting of silicone oils.

本発明の第12の観点は、第11の観点に基づく発明であって、更に有機高分子が、ポリビニルピロリドン、ポリビニルピロリドンの共重合体及び水溶性セルロースからなる群より選ばれた1種又は2種以上の物質であることを特徴とする。   A twelfth aspect of the present invention is the invention based on the eleventh aspect, wherein the organic polymer is one or two selected from the group consisting of polyvinylpyrrolidone, polyvinylpyrrolidone copolymer and water-soluble cellulose. It is characterized by being more than a species.

本発明の第13の観点は、第11の観点に基づく発明であって、更に金属酸化物が、アルミニウム、シリコン、チタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銀、銅、亜鉛、モリブデン、錫、インジウム及びアンチモンからなる群より選ばれた少なくとも1種を含む酸化物或いは複合酸化物であることを特徴とする。   A thirteenth aspect of the present invention is the invention based on the eleventh aspect, wherein the metal oxide is aluminum, silicon, titanium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, silver, copper, zinc, molybdenum, It is an oxide or composite oxide containing at least one selected from the group consisting of tin, indium and antimony.

本発明の第14の観点は、第11の観点に基づく発明であって、更に金属水酸化物が、アルミニウム、シリコン、チタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銀、銅、亜鉛、モリブデン、錫、インジウム及びアンチモンからなる群より選ばれた少なくとも1種を含む水酸化物であることを特徴とする。   A fourteenth aspect of the present invention is the invention based on the eleventh aspect, wherein the metal hydroxide is aluminum, silicon, titanium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, silver, copper, zinc, molybdenum. And a hydroxide containing at least one selected from the group consisting of tin, indium and antimony.

本発明の第15の観点は、第11の観点に基づく発明であって、更に有機金属化合物が、シリコン、チタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銀、銅、亜鉛、モリブデン及び錫からなる群より選ばれた少なくとも1種を含む金属石鹸、金属錯体或いは金属アルコキシドであることを特徴とする。   A fifteenth aspect of the present invention is the invention based on the eleventh aspect, wherein the organometallic compound further comprises silicon, titanium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, silver, copper, zinc, molybdenum and tin. It is a metal soap, metal complex or metal alkoxide containing at least one selected from the group consisting of

本発明の第16の観点は、第1ないし第15の観点に基づく発明であって、更に分散媒として1質量%以上の水と2質量%以上のアルコール類とを含有することを特徴とする。   A sixteenth aspect of the present invention is an invention based on the first to fifteenth aspects, and further contains 1% by mass or more of water and 2% by mass or more of alcohols as a dispersion medium. .

本発明の第17の観点は、金属ナノ粒子を含む組成物をスーパーストレート型薄膜太陽電池の光電変換層上に成膜された透明導電膜上に湿式塗工法によって塗布し、塗膜を有する基材を100〜300℃/分で昇温し、130〜400℃の温度で10〜60分間保持して焼成することにより、透明導電膜との界面の一部に空気層を有するように膜を形成して、生じた空気層の反射膜面積に対する総面積を5〜70%の範囲内とすることを特徴とする導電性反射膜の製造方法である。   According to a seventeenth aspect of the present invention, there is provided a substrate having a coating film, wherein a composition containing metal nanoparticles is applied on a transparent conductive film formed on a photoelectric conversion layer of a super straight type thin film solar cell by a wet coating method. By heating the material at a temperature of 100 to 300 ° C./minute and holding and firing at a temperature of 130 to 400 ° C. for 10 to 60 minutes, the film is formed so as to have an air layer at a part of the interface with the transparent conductive film. A method for producing a conductive reflective film, characterized in that a total area of the air layer formed and formed with respect to the reflective film area is within a range of 5 to 70%.

本発明の第18の観点は、第17の観点に基づく発明であって、更に金属ナノ粒子を含む組成物が金属元素中の銀の割合が75質量%以上である金属ナノ粒子が分散媒に分散することにより調製され、金属ナノ粒子は炭素骨格が炭素数1〜3の有機分子主鎖の保護剤で化学修飾され、金属ナノ粒子が一次粒径10〜50nmの範囲の金属ナノ粒子を数平均で70%以上含有し、組成物を透明導電膜上に湿式塗工法によって焼成後の厚さが0.05〜2.0μmの範囲内となるように塗布することを特徴とする。   An eighteenth aspect of the present invention is the invention based on the seventeenth aspect, wherein the composition containing metal nanoparticles further comprises metal nanoparticles having a silver content in the metal element of 75% by mass or more as the dispersion medium. Prepared by dispersion, the metal nanoparticles are chemically modified with a protective agent of an organic molecular main chain having 1 to 3 carbon atoms in the carbon skeleton, and the metal nanoparticles have a number of metal nanoparticles having a primary particle size in the range of 10 to 50 nm. It contains 70% or more on average, and the composition is applied on the transparent conductive film by a wet coating method so that the thickness after firing is in the range of 0.05 to 2.0 μm.

本発明の第19の観点は、スーパーストレート型太陽電池の光電変換層上に透明導電膜が形成され、この透明導電膜上に第1ないし第18の観点に基づく導電性反射膜、もしくは導電性反射膜の製造方法で製造した導電性反射膜が形成されたことを特徴とするスーパーストレート型太陽電池用の複合膜である。   According to a nineteenth aspect of the present invention, a transparent conductive film is formed on a photoelectric conversion layer of a superstrate solar cell, and the conductive reflective film according to the first to eighteenth aspects or the conductive film is formed on the transparent conductive film. A composite film for a super straight solar cell, characterized in that a conductive reflective film manufactured by a method for manufacturing a reflective film is formed.

本発明の第20の観点は、第1ないし第19の観点に基づく導電性反射膜、もしくは導電性反射膜の製造方法で製造した導電性反射膜を用いた積層体である。   A twentieth aspect of the present invention is a laminate using a conductive reflective film based on the first to nineteenth aspects or a conductive reflective film manufactured by a method for manufacturing a conductive reflective film.

本発明の第21の観点は、第1ないし第20の観点に基づく導電性反射膜、積層体もしくは導電性反射膜の製造方法で製造した導電性反射膜、積層体を電極として用いた太陽電池である。   According to a twenty-first aspect of the present invention, there is provided a solar cell using a conductive reflective film, a laminate, or a conductive reflective film produced by the method for producing a conductive reflective film according to the first to twentieth aspects as an electrode. It is.

本発明の第22の観点は、第1ないし第21の観点に基づく導電性反射膜を電極として用いた太陽電池である。   A twenty-second aspect of the present invention is a solar cell using the conductive reflective film based on the first to twenty-first aspects as an electrode.

以上述べたように、本発明によれば、スーパーストレート型太陽電池の光電変換層上に成膜された透明導電膜上に形成される導電性反射膜が、金属ナノ粒子を含む組成物を透明導電膜上に湿式塗工法によって塗布し、この塗膜を有する基材を焼成することにより、透明導電膜との界面の一部に空気層を有するように形成され、生じた空気層の反射膜面積に対する総面積が5〜70%の範囲内である。透明導電膜と導電性反射膜との界面における反射では、反射率は高いものの光の減衰が大きく、導電性反射膜による反射光成分だけでは十分な反射率を得ることができず、また、平均直径100nm以下の気孔が出現した場合は、気孔内部に入り込んだ光が気孔内で反射を繰り返すことで減衰してしまったり、基材側へ到達した反射光も、基材面に対する入射角が大きくなる場合には、低屈折率媒体(気孔の空気)/高屈折率媒体(基材)の界面で全反射される割合が増え、その割合に応じて光が減衰してしまうため、これも十分な反射率を得ることができなかったが、本発明で生じさせた一定以上の大きさの空気層によって形成される透明導電膜と空気層との界面における反射では光の減衰が少ないため、結果として、反射光成分の割合が増える増反射効果が生じ、十分な反射率が得られる。   As described above, according to the present invention, the conductive reflective film formed on the transparent conductive film formed on the photoelectric conversion layer of the superstrate solar cell is transparent to the composition containing metal nanoparticles. By applying a wet coating method on a conductive film and firing a substrate having this coating film, the air layer is formed to have an air layer at a part of the interface with the transparent conductive film. The total area with respect to the area is in the range of 5 to 70%. In the reflection at the interface between the transparent conductive film and the conductive reflective film, although the reflectivity is high, the attenuation of light is large, and a sufficient reflectivity cannot be obtained with only the reflected light component by the conductive reflective film. When pores with a diameter of 100 nm or less appear, the light that has entered the pores attenuates due to repeated reflection in the pores, and the reflected light that reaches the substrate side also has a large incident angle with respect to the substrate surface. In this case, the ratio of total reflection at the interface of the low refractive index medium (pore air) / high refractive index medium (base material) increases, and light is attenuated according to the ratio. However, the reflection at the interface between the transparent conductive film and the air layer formed by the air layer of a certain size or more generated in the present invention results in less light attenuation. As a percentage of reflected light component Reflection effect occurs up El, sufficient reflectance can be obtained.

また、本発明の導電性反射膜は、組成物中に含まれる金属ナノ粒子を構成する金属そのものが有する比抵抗に近い比抵抗が得られる。即ち、太陽電池用電極として使用可能なバルクと同程度の低い比抵抗を示す。   In addition, the conductive reflective film of the present invention can obtain a specific resistance close to the specific resistance of the metal itself constituting the metal nanoparticles contained in the composition. That is, it shows a specific resistance as low as a bulk that can be used as an electrode for a solar cell.

また、本発明の導電性反射膜は、スパッタなどの真空プロセスで成膜した膜に比べ、膜の反射率や密着性、比抵抗の長期安定性に優れる。   In addition, the conductive reflective film of the present invention is excellent in the long-term stability of the reflectance, adhesion, and specific resistance of the film as compared with a film formed by a vacuum process such as sputtering.

更に、真空蒸着法やスパッタ法などの真空プロセスを可能な限り排除し、湿式塗工法を使用することにより安価に導電性反射膜、複合膜を製造することができる。   Furthermore, a conductive reflective film and a composite film can be manufactured at low cost by eliminating vacuum processes such as vacuum deposition and sputtering as much as possible and using a wet coating method.

本発明のスーパーストレート型太陽電池用の導電性反射膜、複合膜の断面を模式的に表した図である。It is the figure which represented typically the cross section of the electroconductive reflective film for super straight type solar cells of this invention, and a composite film.

次に本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。   Next, an embodiment for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明の導電性反射膜を形成するための導電性反射膜用組成物は、金属ナノ粒子が分散媒に分散することにより調製された組成物である。上記金属ナノ粒子は、金属元素中の銀の割合が75質量%以上、好ましくは80質量%以上である。金属元素中の銀の割合を75質量%以上の範囲としたのは、75質量%未満ではこの組成物を用いて形成された導電性反射膜の反射率が低下してしまうからである。また金属ナノ粒子は炭素骨格が炭素数1〜3の有機分子主鎖の保護剤で化学修飾される。金属ナノ粒子を化学修飾する保護剤の有機分子主鎖の炭素骨格の炭素数を1〜3の範囲としたのは、炭素数が4以上であると焼成時の熱により保護剤が脱離或いは分解(分離・燃焼)し難く、上記導電性反射膜内に有機残渣が多く残り、変質又は劣化して導電性反射膜の導電性及び反射率が低下してしまうからである。   The conductive reflective film composition for forming the conductive reflective film of the present invention is a composition prepared by dispersing metal nanoparticles in a dispersion medium. In the metal nanoparticles, the proportion of silver in the metal element is 75% by mass or more, preferably 80% by mass or more. The reason why the ratio of silver in the metal element is in the range of 75% by mass or more is that when it is less than 75% by mass, the reflectance of the conductive reflective film formed using this composition is lowered. The metal nanoparticles are chemically modified with a protective agent having an organic molecular main chain having a carbon skeleton of 1 to 3 carbon atoms. The reason why the carbon number of the carbon skeleton of the organic molecular main chain of the protective agent that chemically modifies the metal nanoparticles is in the range of 1 to 3 is that if the carbon number is 4 or more, the protective agent is desorbed by heat during firing or This is because decomposition (separation / combustion) is difficult, and a large amount of organic residue remains in the conductive reflective film, causing deterioration or deterioration, resulting in a decrease in conductivity and reflectivity of the conductive reflective film.

金属ナノ粒子は一次粒径10〜50nmの範囲内の金属ナノ粒子を数平均で70%以上、好ましくは75%以上含有することが好適である。一次粒径10〜50nmの範囲内の金属ナノ粒子の含有量を、数平均で全ての金属ナノ粒子100%に対して70%以上の範囲としたのは、70質量%未満では金属ナノ粒子の比表面積が増大して有機物の占める割合が大きくなり、焼成時の熱により脱離或いは分解(分離・燃焼)し易い有機分子であっても、この有機分子の占める割合が多いため、導電性反射膜内に有機残渣が多く残り、この残渣が変質又は劣化して導電性反射膜の導電性及び反射率が低下したり、或いは金属ナノ粒子の粒度分布が広くなり導電性反射膜の密度が低下し易くなって、導電性反射膜の導電性及び反射率が低下してしまうからである。更に上記金属ナノ粒子の一次粒径を10〜50nmの範囲内としたのは、統計的手法より一次粒径が10〜50nmの範囲内にある金属ナノ粒子が経時安定性(経年安定性)と相関しているからである。なお、本発明で金属ナノ粒子の一次粒径及び数平均の測定方法は、以下の手法により求めるものである。先ず、得られた金属ナノ粒子をTEM(Transmission Electron Microscope、透過型電子顕微鏡)により約50万倍程度の倍率で撮影する。次いで、得られた画像から金属ナノ粒子200個について一次粒径を測定し、この測定結果をもとに粒径分布を作成する。次に、作成した粒径分布から、一次粒径10〜50nmの範囲内の金属ナノ粒子が全金属ナノ粒子で占める個数割合を求める。   The metal nanoparticles preferably contain 70% or more, preferably 75% or more of the number average of metal nanoparticles having a primary particle size of 10 to 50 nm. The content of the metal nanoparticles in the range of the primary particle size of 10 to 50 nm was set to a range of 70% or more with respect to 100% of all the metal nanoparticles on the number average. The specific surface area increases and the proportion of organic matter increases, and even organic molecules that are easily desorbed or decomposed (separated or burned) by the heat during firing have a large proportion of organic molecules, so conductive reflection Many organic residues remain in the film, and the residue is altered or deteriorated to reduce the conductivity and reflectivity of the conductive reflective film, or the particle size distribution of the metal nanoparticles is widened to reduce the density of the conductive reflective film. This is because the conductivity and reflectivity of the conductive reflective film are reduced. Furthermore, the primary particle diameter of the metal nanoparticles is within the range of 10 to 50 nm because the metal nanoparticles with the primary particle diameter within the range of 10 to 50 nm are stable over time (aging stability) according to statistical methods. This is because they are correlated. In the present invention, the primary particle size and number average measuring method of the metal nanoparticles are determined by the following method. First, the obtained metal nanoparticles are photographed at a magnification of about 500,000 times with a TEM (Transmission Electron Microscope). Next, a primary particle size is measured for 200 metal nanoparticles from the obtained image, and a particle size distribution is created based on the measurement result. Next, from the created particle size distribution, the ratio of the number of metal nanoparticles within the range of the primary particle size of 10 to 50 nm occupied by all metal nanoparticles is determined.

この金属ナノ粒子を含む導電性反射膜用組成物中に有機高分子、金属酸化物、金属水酸化物、有機金属化合物及びシリコーンオイルからなる群より選ばれた1種又は2種以上の添加物を更に含むことが好ましい。添加物として組成物中に含まれる有機高分子、金属酸化物、金属水酸化物、有機金属化合物又はシリコーンオイルにより、基材との化学的な結合又はアンカー効果の増大、或いは焼成工程における金属ナノ粒子と基材との濡れ性の改善により、導電性を損なうことなく、基材との密着性を向上させることができる。   One or more additives selected from the group consisting of organic polymers, metal oxides, metal hydroxides, organometallic compounds and silicone oils in the composition for conductive reflective films containing the metal nanoparticles It is preferable that it is further included. An organic polymer, metal oxide, metal hydroxide, organometallic compound or silicone oil contained in the composition as an additive increases the chemical bond with the substrate or the anchor effect, or the metal nano in the firing process. By improving the wettability between the particles and the substrate, the adhesion to the substrate can be improved without impairing the conductivity.

また、この組成物を用いて導電性反射膜を形成すると、金属ナノ粒子間の焼結による粒成長を調整することができる。この組成物を用いた導電性反射膜の形成では、成膜時に真空プロセスを必要としないため、プロセスの制約が小さく、また製造設備のランニングコストを大幅に低減することができる。   Moreover, when a conductive reflective film is formed using this composition, grain growth due to sintering between metal nanoparticles can be adjusted. In the formation of the conductive reflective film using this composition, a vacuum process is not required at the time of film formation, so that the process restrictions are small and the running cost of the manufacturing equipment can be greatly reduced.

添加物の含有量は金属ナノ粒子を構成する銀ナノ粒子の質量の0.1〜20%、好ましくは0.2〜10%である。添加物の含有量が0.1%未満では透明導電膜との界面に出現する気孔の密度が高くなるおそれがある。添加物の含有量が20%を越えると形成した導電性反射膜の導電性に悪影響を及ぼし、体積抵抗率が2×10-5Ω・cmを越える不具合を生じる。 The content of the additive is 0.1 to 20%, preferably 0.2 to 10% of the mass of the silver nanoparticles constituting the metal nanoparticles. If the additive content is less than 0.1%, the density of pores appearing at the interface with the transparent conductive film may be increased. If the content of the additive exceeds 20%, the conductivity of the formed conductive reflective film will be adversely affected, resulting in a problem that the volume resistivity exceeds 2 × 10 −5 Ω · cm.

添加物として使用する有機高分子としては、ポリビニルピロリドン(Polyvinylpyrrolidone;以下、PVPという。)、PVPの共重合体及び水溶性セルロースからなる群より選ばれた1種又は2種以上が使用される。具体的には、PVPの共重合体としては、PVP−メタクリレート共重合体、PVP−スチレン共重合体、PVP−酢酸ビニル共重合体等が挙げられる。また水溶性セルロースとしては、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース等のセルロースエーテルが挙げられる。   As the organic polymer used as the additive, one or more selected from the group consisting of polyvinylpyrrolidone (hereinafter referred to as PVP), a PVP copolymer and water-soluble cellulose is used. Specifically, examples of the PVP copolymer include a PVP-methacrylate copolymer, a PVP-styrene copolymer, and a PVP-vinyl acetate copolymer. Examples of the water-soluble cellulose include cellulose ethers such as hydroxypropylmethylcellulose, methylcellulose, and hydroxyethylmethylcellulose.

添加物として使用する金属酸化物としては、アルミニウム、シリコン、チタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銀、銅、亜鉛、モリブデン、錫、インジウム及びアンチモンからなる群より選ばれた少なくとも1種を含む酸化物或いは複合酸化物が好適である。複合酸化物とは具体的には酸化インジウム−酸化錫系複合酸化物(Indium Tin Oxide:ITO)、酸化アンチモン−酸化錫系複合酸化物(Antimony Tin Oxide:ATO)、酸化インジウム−酸化亜鉛系複合酸化物(Indium Zinc Oxide:IZO)等である。   The metal oxide used as an additive is at least one selected from the group consisting of aluminum, silicon, titanium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, silver, copper, zinc, molybdenum, tin, indium and antimony An oxide or composite oxide containing is preferable. Specifically, the complex oxide is an indium oxide-tin oxide complex oxide (Indium Tin Oxide: ITO), an antimony oxide-tin oxide complex oxide (Antimony Tin Oxide: ATO), or an indium oxide-zinc oxide complex. An oxide (Indium Zinc Oxide: IZO) or the like.

添加物として使用する金属水酸化物としては、アルミニウム、シリコン、チタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銀、銅、亜鉛、モリブデン、錫、インジウム及びアンチモンからなる群より選ばれた少なくとも1種を含む水酸化物が好適である。   The metal hydroxide used as an additive is at least one selected from the group consisting of aluminum, silicon, titanium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, silver, copper, zinc, molybdenum, tin, indium and antimony. Species-containing hydroxides are preferred.

添加物として使用する有機金属化合物としては、シリコン、チタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銀、銅、亜鉛、モリブデン及び錫からなる群より選ばれた少なくとも1種を含む金属石鹸、金属錯体或いは金属アルコキシドが好適である。例えば、金属石鹸は、酢酸クロム、ギ酸マンガン、クエン酸鉄、ギ酸コバルト、酢酸ニッケル、クエン酸銀、酢酸銅、クエン酸銅、酢酸錫、酢酸亜鉛、シュウ酸亜鉛、酢酸モリブデン等が挙げられる。また金属錯体はアセチルアセトン亜鉛錯体、アセチルアセトンクロム錯体、アセチルアセトンニッケル錯体等が挙げられる。また金属アルコキシドはチタニウムイソプロポキシド、メチルシリケート、イソアナトプロピルトリメトキシシラン、アミノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。   As an organic metal compound used as an additive, metal soap, metal containing at least one selected from the group consisting of silicon, titanium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, silver, copper, zinc, molybdenum and tin Complexes or metal alkoxides are preferred. Examples of the metal soap include chromium acetate, manganese formate, iron citrate, cobalt formate, nickel acetate, silver citrate, copper acetate, copper citrate, tin acetate, zinc acetate, zinc oxalate, and molybdenum acetate. Examples of the metal complex include an acetylacetone zinc complex, an acetylacetone chromium complex, and an acetylacetone nickel complex. Examples of the metal alkoxide include titanium isopropoxide, methyl silicate, isoanatopropyltrimethoxysilane, aminopropyltrimethoxysilane and the like.

添加物として使用するシリコーンオイルとしては、ストレートシリコーンオイル並びに変性シリコーンオイルの双方を用いることができる。変性シリコーンオイルは更にポリシロキサンの側鎖の一部に有機基を導入したもの(側鎖型)、ポリシロキサンの両末端に有機基を導入したもの(両末端型)、ポリシロキサンの両末端のうちのどちらか一方に有機基を導入したもの(片末端型)並びにポリシロキサンの側鎖の一部と両末端に有機基を導入したもの(側鎖両末端型)を用いることができる。変性シリコーンオイルには反応性シリコーンオイルと非反応性シリコーンオイルとがあるが、その双方の種類ともに本発明の添加物として使用することができる。なお、反応性シリコーンオイルとは、アミノ変性、エポキシ変性、カルボキシ変性、カルビノール変性、メルカプト変性、並びに異種官能基変性(エポキシ基、アミノ基、ポリエーテル基)を示し、非反応性シリコーンオイルとは、ポリエーテル変性、メチルスチリル基変性、アルキル変性、高級脂肪酸エステル変性、フッ素変性、並びに親水特殊変性を示す。   As the silicone oil used as the additive, both straight silicone oil and modified silicone oil can be used. The modified silicone oil further has an organic group introduced into part of the side chain of the polysiloxane (side chain type), an organic group introduced into both ends of the polysiloxane (both end type), and both ends of the polysiloxane. Those having an organic group introduced into one of them (one end type) and those having an organic group introduced into a part of both side chains and both ends of the polysiloxane (both side chain end type) can be used. The modified silicone oil includes a reactive silicone oil and a non-reactive silicone oil. Both types can be used as the additive of the present invention. Reactive silicone oil means amino modification, epoxy modification, carboxy modification, carbinol modification, mercapto modification, and heterogeneous functional group modification (epoxy group, amino group, polyether group). Indicates polyether modification, methylstyryl group modification, alkyl modification, higher fatty acid ester modification, fluorine modification, and hydrophilic special modification.

一方、導電性反射膜用組成物を構成する金属ナノ粒子のうち、銀ナノ粒子以外の金属ナノ粒子は、金、白金、パラジウム、ルテニウム、ニッケル、銅、錫、インジウム、亜鉛、鉄、クロム及びマンガンからなる群より選ばれた1種の粒子又は2種以上の混合組成又は合金組成からなる金属ナノ粒子を更に含有することが好ましい。この銀ナノ粒子以外の金属ナノ粒子は全ての金属ナノ粒子100質量%に対して0.02質量%以上かつ25質量%未満とすることが好ましく、0.03質量%〜20質量%とすることが更に好ましい。銀ナノ粒子以外の粒子の含有量を全ての金属ナノ粒子100質量%に対して0.02質量%以上かつ25質量%未満の範囲としたのは、0.02質量%未満では特に大きな問題はないけれども、0.02質量%以上かつ25質量%未満の範囲内においては、耐候性試験(温度100℃かつ湿度50%の恒温恒湿槽に1000時間保持する試験)後の導電性反射膜の導電性及び反射率が耐候性試験前と比べて悪化しないという特徴があり、25質量%以上では焼成直後の導電性反射膜の導電性及び反射率が低下し、しかも耐候性試験後の導電性反射膜が耐候性試験前の導電性反射膜より導電性及び反射率が低下してしまうからである。   On the other hand, among the metal nanoparticles constituting the conductive reflective film composition, metal nanoparticles other than silver nanoparticles are gold, platinum, palladium, ruthenium, nickel, copper, tin, indium, zinc, iron, chromium and It is preferable to further contain metal nanoparticles composed of one kind of particles selected from the group consisting of manganese, or a mixed composition or alloy composition of two or more kinds. The metal nanoparticles other than silver nanoparticles are preferably 0.02% by mass or more and less than 25% by mass with respect to 100% by mass of all metal nanoparticles, and 0.03% by mass to 20% by mass. Is more preferable. The reason why the content of particles other than silver nanoparticles is in the range of 0.02% by mass or more and less than 25% by mass with respect to 100% by mass of all the metal nanoparticles However, within the range of 0.02% by mass or more and less than 25% by mass, the conductive reflective film after the weather resistance test (the test kept in a constant temperature and humidity chamber at a temperature of 100 ° C. and a humidity of 50% for 1000 hours) There is a feature that conductivity and reflectance are not deteriorated compared with those before the weather resistance test, and when it is 25% by mass or more, the conductivity and reflectance of the conductive reflective film immediately after firing is lowered, and the conductivity after the weather resistance test is also obtained. This is because the reflection film has lower conductivity and reflectance than the conductive reflection film before the weather resistance test.

また導電性反射膜用組成物中の銀ナノ粒子を含む金属ナノ粒子の含有量は、金属ナノ粒子及び分散媒からなる組成物100質量%に対して2.5〜95.0質量%含有することが好ましく、3.5〜90質量%含有することが更に好ましい。銀ナノ粒子を含む金属ナノ粒子の含有量を金属ナノ粒子及び分散媒からなる組成物100質量%に対して2.5〜95.0質量%の範囲としたのは、2.5質量%未満では特に焼成後の導電性反射膜の特性には影響はないけれども、必要な厚さの導電性反射膜を得ることが難しく、95.0質量%を越えると組成物の湿式塗工時にインク或いはペーストとしての必要な流動性を失ってしまうからである。   Moreover, content of the metal nanoparticle containing the silver nanoparticle in the composition for electroconductive reflective films contains 2.5-95.0 mass% with respect to 100 mass% of compositions which consist of a metal nanoparticle and a dispersion medium. The content is preferably 3.5 to 90% by mass. The content of the metal nanoparticles including silver nanoparticles is in the range of 2.5 to 95.0% by mass with respect to 100% by mass of the composition comprising the metal nanoparticles and the dispersion medium, and is less than 2.5% by mass. Then, although there is no effect on the properties of the conductive reflective film after firing, it is difficult to obtain a conductive reflective film having a required thickness. If it exceeds 95.0% by mass, ink or This is because the necessary fluidity as a paste is lost.

また導電性反射膜用組成物を構成する分散媒は、全ての分散媒100質量%に対して、1質量%以上、好ましくは2質量%以上の水と、2質量%以上、好ましくは3質量%以上の水と相溶する溶剤、例えば、アルコール類とを含有することが好適である。例えば、分散媒が水及びアルコール類のみからなる場合、水を2質量%含有するときはアルコール類を98質量%含有し、アルコール類を2質量%含有するときは水を98質量%含有する。更に分散媒、即ち金属ナノ粒子表面に化学修飾している保護分子は、水酸基(−OH)又はカルボニル基(−C=O)のいずれか一方又は双方を含有する。水の含有量を全ての分散媒100質量%に対して1質量%以上の範囲が好適であるとしたのは、1質量%未満では、組成物を湿式塗工法により塗工して得られた膜を低温で焼結し難く、また焼成後の導電性反射膜の導電性と反射率が低下してしまい、水と相溶する溶剤の含有量を全ての分散媒100質量%に対して2質量%以上の範囲が好適であるとしたのは、2質量%未満では、上記と同様に組成物を湿式塗工法により塗工して得られた膜を低温で焼結し難く、また焼成後の導電性反射膜の導電性と反射率が低下してしまうからである。なお、水酸基(−OH)が銀ナノ粒子等の金属ナノ粒子を化学修飾する保護剤に含有されると、組成物の分散安定性に優れ、塗膜の低温焼結にも効果的な作用があり、カルボニル基(−C=O)が銀ナノ粒子等の金属ナノ粒子を化学修飾する保護剤に含有されると、上記と同様に組成物の分散安定性に優れ、塗膜の低温焼結にも効果的な作用がある。分散媒に用いる水と相溶する溶剤としては、アルコール類が好ましく、このうち、上記アルコール類としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、グリセロール、イソボニルヘキサノール及びエリトリトールからなる群より選ばれた1種又は2種以上を用いることが特に好ましい。   The dispersion medium constituting the conductive reflective film composition is 1% by mass or more, preferably 2% by mass or more, and 2% by mass or more, preferably 3% by mass with respect to 100% by mass of all the dispersion media. It is preferable to contain a solvent compatible with at least% of water, for example, alcohols. For example, when the dispersion medium is composed of only water and alcohols, it contains 98% by mass of alcohol when it contains 2% by mass of water, and 98% by mass of water when it contains 2% by mass of alcohol. Further, the dispersion medium, that is, the protective molecule chemically modified on the surface of the metal nanoparticles contains one or both of a hydroxyl group (—OH) and a carbonyl group (—C═O). The reason why the content of water is preferably in the range of 1% by mass or more with respect to 100% by mass of all the dispersion media is obtained by applying the composition by a wet coating method when it is less than 1% by mass. It is difficult to sinter the film at a low temperature, and the conductivity and reflectance of the conductive reflecting film after firing are lowered, so that the content of the solvent compatible with water is 2% with respect to 100% by mass of all the dispersion media. The range of not less than 2% by mass is preferred because if it is less than 2% by mass, it is difficult to sinter the film obtained by applying the composition by the wet coating method at a low temperature as described above, and after firing. This is because the conductivity and reflectivity of the conductive reflective film are reduced. In addition, when a hydroxyl group (—OH) is contained in a protective agent that chemically modifies metal nanoparticles such as silver nanoparticles, the composition has excellent dispersion stability and has an effective effect on low-temperature sintering of the coating film. Yes, when a carbonyl group (—C═O) is contained in a protective agent that chemically modifies metal nanoparticles such as silver nanoparticles, the composition has excellent dispersion stability as described above, and the coating film is sintered at low temperature. Also has an effective action. As the solvent compatible with water used for the dispersion medium, alcohols are preferable, and among these alcohols, methanol, ethanol, propanol, butanol, ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, glycerol, isobornyl hexanol and erythritol are preferable. It is particularly preferable to use one or more selected from the group consisting of:

本発明の導電性反射膜を形成するための金属ナノ粒子を含む組成物を製造する方法は以下の通りである。   A method for producing a composition containing metal nanoparticles for forming the conductive reflective film of the present invention is as follows.

(a) 銀ナノ粒子を化学修飾する保護剤の有機分子主鎖の炭素骨格の炭素数を3とする場合
先ず硝酸銀を脱イオン水等の水に溶解して金属塩水溶液を調製する。一方、クエン酸ナトリウムを脱イオン水等の水に溶解させて得られた濃度10〜40%のクエン酸ナトリウム水溶液に、窒素ガス等の不活性ガスの気流中で粒状又は粉状の硫酸第一鉄を直接加えて溶解させ、クエン酸イオンと第一鉄イオンを3:2のモル比で含有する還元剤水溶液を調製する。次に上記不活性ガス気流中で上記還元剤水溶液を撹拌しながら、この還元剤水溶液に上記金属塩水溶液を滴下して混合する。ここで、金属塩水溶液の添加量は還元剤水溶液の量の1/10以下になるように、各溶液の濃度を調整することで、室温の金属塩水溶液を滴下しても反応温度が30〜60℃に保持されるようにすることが好ましい。また上記両水溶液の混合比は、還元剤として加えられる第1鉄イオンの当量が、金属イオンの当量の3倍となるように調整する。即ち、(金属塩水溶液中の金属イオンのモル数)×(金属イオンの価数)=3×(還元剤水溶液中の第1鉄イオンのモル数)となるように調整する。金属塩水溶液の滴下が終了した後、混合液の撹拌を更に10〜300分間続けて金属コロイドからなる分散液を調製する。この分散液を室温で放置し、沈降した金属ナノ粒子の凝集物をデカンテーションや遠心分離法等により分離した後、この分離物に脱イオン水等の水を加えて分散体とし、限外ろ過により脱塩処理し、更に引き続いてアルコール類で置換洗浄して、金属(銀)の含有量を2.5〜50質量%にする。その後、遠心分離機を用いこの遠心分離機の遠心力を調整して粗粒子を分離することにより、銀ナノ粒子が一次粒径10〜50nmの範囲内の銀ナノ粒子を数平均で70%以上含有するように調製する、即ち数平均で全ての銀ナノ粒子100%に対する一次粒径10〜50nmの範囲内の銀ナノ粒子の占める割合が70%以上になるように調整する。これにより銀ナノ粒子を化学修飾する保護剤の有機分子主鎖の炭素骨格の炭素数が3である分散体が得られる。
(a) When the carbon number of the carbon skeleton of the organic molecular main chain of the protective agent for chemically modifying the silver nanoparticles is set to 3 First, silver nitrate is dissolved in water such as deionized water to prepare an aqueous metal salt solution. On the other hand, the aqueous solution of sodium citrate having a concentration of 10 to 40% obtained by dissolving sodium citrate in deionized water or the like is mixed with granular or powdered sulfuric acid in a stream of inert gas such as nitrogen gas. Iron is directly added and dissolved to prepare an aqueous reducing agent solution containing citrate ions and ferrous ions in a molar ratio of 3: 2. Next, the aqueous metal salt solution is added dropwise to and mixed with the reducing agent aqueous solution while stirring the reducing agent aqueous solution in the inert gas stream. Here, by adjusting the concentration of each solution so that the addition amount of the metal salt aqueous solution is 1/10 or less of the amount of the reducing agent aqueous solution, the reaction temperature is 30 to 30 even when the metal salt aqueous solution at room temperature is dropped. It is preferable to keep the temperature at 60 ° C. The mixing ratio of the two aqueous solutions is adjusted so that the equivalent of ferrous ions added as a reducing agent is three times the equivalent of metal ions. That is, the number of moles of metal ions in the aqueous solution of metal salt × (valence of metal ions) = 3 × (number of moles of ferrous ions in the aqueous reducing agent solution) is adjusted. After the dropping of the aqueous metal salt solution is completed, the mixture is further stirred for 10 to 300 minutes to prepare a dispersion composed of metal colloid. This dispersion is allowed to stand at room temperature, and the aggregates of the precipitated metal nanoparticles are separated by decantation, centrifugation, etc., and then water such as deionized water is added to the separation to form a dispersion, followed by ultrafiltration. The metal (silver) content is adjusted to 2.5 to 50% by mass by performing desalting treatment by the above, followed by substitution washing with alcohols. Thereafter, by adjusting the centrifugal force of the centrifuge using a centrifuge to separate coarse particles, the silver nanoparticles having a primary particle size in the range of 10 to 50 nm are 70% or more in average number of silver nanoparticles. It adjusts so that the ratio for which the silver nanoparticle in the range of the primary particle size of 10-50 nm with respect to 100% of all the silver nanoparticles may account for 70% or more may be prepared. Thereby, a dispersion in which the carbon skeleton of the carbon skeleton of the organic molecular main chain of the protective agent for chemically modifying the silver nanoparticles is 3 is obtained.

続いて、得られた分散体を分散体100質量%に対する最終的な金属含有量(銀含有量)が2.5〜95質量%の範囲内となるように調整する。また、分散媒をアルコール類含有水溶液とする場合には、溶媒の水及びアルコール類をそれぞれ1%以上及び2%以上にそれぞれ調整することが好ましい。また、組成物中に添加物を更に含ませる場合には、分散体に有機高分子、金属酸化物、金属水酸化物、有機金属化合物及びシリコーンオイルからなる群より選ばれた1種又は2種以上の添加物を所望の割合で添加することにより行われる。添加物の含有量は、得られる組成物100質量%に対して0.1〜20質量%の範囲内となるように調整する。これにより炭素骨格の炭素数が3である有機分子主鎖の保護剤で化学修飾された銀ナノ粒子が分散媒に分散した組成物が得られる。   Subsequently, the obtained dispersion is adjusted so that the final metal content (silver content) with respect to 100% by mass of the dispersion is in the range of 2.5 to 95% by mass. When the dispersion medium is an alcohol-containing aqueous solution, it is preferable to adjust the solvent water and the alcohol to 1% or more and 2% or more, respectively. When the composition further contains an additive, the dispersion is one or two selected from the group consisting of organic polymers, metal oxides, metal hydroxides, organometallic compounds, and silicone oils. The above additives are added at a desired ratio. Content of an additive is adjusted so that it may become in the range of 0.1-20 mass% with respect to 100 mass% of compositions obtained. As a result, a composition in which silver nanoparticles chemically modified with a protective agent for an organic molecular main chain having 3 carbon skeletons is dispersed in a dispersion medium is obtained.

(b) 銀ナノ粒子を化学修飾する保護剤の有機分子主鎖の炭素骨格の炭素数を2とする場合
還元剤水溶液を調製するときに用いたクエン酸ナトリウムをりんご酸ナトリウムに替えること以外は上記(a)と同様にして分散体を調製する。これにより銀ナノ粒子を化学修飾する有機分子主鎖の炭素骨格の炭素数が2である分散体が得られる。
(b) When the carbon number of the carbon skeleton of the organic molecular main chain of the protective agent that chemically modifies the silver nanoparticles is 2, except that the sodium citrate used when preparing the reducing agent aqueous solution is replaced with sodium malate A dispersion is prepared in the same manner as in the above (a). As a result, a dispersion having 2 carbon atoms in the carbon skeleton of the organic molecular main chain that chemically modifies the silver nanoparticles can be obtained.

(c) 銀ナノ粒子を化学修飾する保護剤の有機分子主鎖の炭素骨格の炭素数を1とする場合
還元剤水溶液を調製するときに用いたクエン酸ナトリウムをグリコール酸ナトリウムに替えること以外は上記(a)と同様にして分散体を調製する。これにより銀ナノ粒子を化学修飾する有機分子主鎖の炭素骨格の炭素数が1である分散体が得られる。
(c) When the carbon number of the carbon skeleton of the organic molecular main chain of the protective agent for chemically modifying the silver nanoparticles is 1, except that sodium citrate used when preparing the reducing agent aqueous solution is replaced with sodium glycolate A dispersion is prepared in the same manner as in the above (a). Thereby, a dispersion in which the carbon skeleton of the carbon skeleton of the organic molecular main chain for chemically modifying the silver nanoparticles is 1 is obtained.

(d) 銀ナノ粒子以外の金属ナノ粒子を化学修飾する保護剤の有機分子主鎖の炭素骨格の炭素数を3とする場合
銀ナノ粒子以外の金属ナノ粒子を構成する金属としては、金、白金、パラジウム、ルテニウム、ニッケル、銅、錫、インジウム、亜鉛、鉄、クロム及びマンガンが挙げられる。金属塩水溶液を調製するときに用いた硝酸銀を、塩化金酸、塩化白金酸、硝酸パラジウム、三塩化ルテニウム、塩化ニッケル、硝酸第一銅、二塩化錫、硝酸インジウム、塩化亜鉛、硫酸鉄、硫酸クロム又は硫酸マンガンに替えること以外は上記(a)と同様にして分散体を調製する。これにより銀ナノ粒子以外の金属ナノ粒子を化学修飾する保護剤の有機分子主鎖の炭素骨格の炭素数が3である分散体が得られる。
(d) When the carbon number of the carbon skeleton of the organic molecular main chain of the protective agent for chemically modifying metal nanoparticles other than silver nanoparticles is 3, the metal constituting the metal nanoparticles other than silver nanoparticles is gold, Examples include platinum, palladium, ruthenium, nickel, copper, tin, indium, zinc, iron, chromium and manganese. The silver nitrate used to prepare the aqueous metal salt solution is chloroauric acid, chloroplatinic acid, palladium nitrate, ruthenium trichloride, nickel chloride, cuprous nitrate, tin dichloride, indium nitrate, zinc chloride, iron sulfate, sulfuric acid A dispersion is prepared in the same manner as in the above (a) except that it is replaced with chromium or manganese sulfate. Thereby, the dispersion whose carbon number of the carbon skeleton of the organic molecular principal chain of the protective agent which chemically modifies metal nanoparticles other than silver nanoparticles is 3 is obtained.

なお、銀ナノ粒子以外の金属ナノ粒子を化学修飾する保護剤の有機分子主鎖の炭素骨格の炭素数を1や2とする場合、金属塩水溶液を調製するときに用いた硝酸銀を、上記種類の金属塩に替えること以外は上記(b)や上記(c)と同様にして分散体を調製する。これにより、銀ナノ粒子以外の金属ナノ粒子を化学修飾する保護剤の有機分子主鎖の炭素骨格の炭素数が1や2である分散体が得られる。   In addition, when the carbon number of the carbon skeleton of the organic molecular main chain of the protective agent that chemically modifies the metal nanoparticles other than the silver nanoparticles is 1 or 2, the silver nitrate used when preparing the metal salt aqueous solution is the above kind. A dispersion is prepared in the same manner as in the above (b) and (c) except that the metal salt is replaced. Thereby, the dispersion whose carbon number of carbon skeleton of the organic molecular principal chain of the protective agent which chemically modifies metal nanoparticles other than silver nanoparticles is 1 or 2 is obtained.

金属ナノ粒子として、銀ナノ粒子とともに、銀ナノ粒子以外の金属ナノ粒子を含有させる場合には、例えば、上記(a)の方法で製造した銀ナノ粒子を含む分散体を第1分散体とし、上記(d)の方法で製造した銀ナノ粒子以外の金属ナノ粒子を含む分散体を第2分散体とすると、75質量%以上の第1分散体と25質量%未満の第2分散体とを第1及び第2分散体の合計含有量が100質量%となるように混合する。なお、第1分散体は、上記(a)の方法で製造した銀ナノ粒子を含む分散体に留まらず、上記(b)の方法で製造した銀ナノ粒子を含む分散体や上記(c)の方法で製造した銀ナノ粒子を含む分散体を使用しても良い。   When the metal nanoparticles include metal nanoparticles other than silver nanoparticles together with silver nanoparticles, for example, a dispersion containing silver nanoparticles produced by the method of (a) is used as the first dispersion, When the dispersion containing metal nanoparticles other than the silver nanoparticles produced by the method (d) is used as the second dispersion, 75% by mass or more of the first dispersion and less than 25% by mass of the second dispersion are obtained. Mixing is performed so that the total content of the first and second dispersions is 100% by mass. The first dispersion is not limited to the dispersion containing the silver nanoparticles produced by the method (a), but the dispersion containing the silver nanoparticles produced by the method (b) or the above (c). You may use the dispersion containing the silver nanoparticle manufactured by the method.

本発明の製造方法では、図1に示すように、先ず、基材11上に透明導電膜12を介して積層されたスーパーストレート型太陽電池の光電変換層13上に、更に透明導電膜14が形成され、そして、上記導電性反射膜用組成物を透明導電膜14上に湿式塗工法によって塗布し、焼成後の厚さが0.05〜2.0μm、好ましくは0.1〜1.5μmの厚さとなるように導電性反射塗膜を形成する。   In the production method of the present invention, as shown in FIG. 1, first, a transparent conductive film 14 is further formed on the photoelectric conversion layer 13 of the superstrate solar cell laminated on the base material 11 via the transparent conductive film 12. Then, the conductive reflective film composition is applied onto the transparent conductive film 14 by a wet coating method, and the thickness after firing is 0.05 to 2.0 μm, preferably 0.1 to 1.5 μm. A conductive reflective coating film is formed so as to have a thickness of.

上記基材11は、ガラス、透明導電材料を含むセラミックス又は高分子材料からなる透光性基板のいずれか、或いはガラス、透明導電材料を含むセラミックス、高分子材料及びシリコンからなる群より選ばれた2種類以上の透光性積層体を使用することができる。また透明導電膜のいずれか1種を少なくとも含む基材や、透明導電膜を表面に成膜した基材を用いてもよい。透明導電膜としては、酸化インジウム系、酸化スズ系、酸化亜鉛系が挙げられる。酸化インジウム系としては、酸化インジウム、ITO(Indium Tin Oxide:インジウム錫酸化物)、IZO(Indium Zic Oxide)が挙げられる。酸化錫系としては、ネサ(酸化錫SnO2)、ATO(Antimony Tin Oxide:アンチモンドープ酸化錫)、フッ素ドープ酸化錫が挙げられる。酸化亜鉛系としては、酸化亜鉛、AZO(アルミドープ酸化亜鉛)、ガリウムドープ酸化亜鉛が挙げられる。基材は太陽電池素子又は透明電極付き太陽電池素子のいずれかであることが好ましい。透明電極としては、ITO、ATO、ネサ、IZO、AZO等などが挙げられる。更に、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)のような誘電体薄膜が基材表面に形成されていてもよい。高分子基板としては、ポリイミドやPET(ポリエチレンテレフタレート)等の有機ポリマーにより形成された基板が挙げられる。上記分散体は太陽電池素子の光電変換半導体層の表面や、透明電極付き太陽電池素子の透明電極の表面に塗布される。 The substrate 11 is selected from the group consisting of glass, ceramics containing a transparent conductive material or a transparent substrate made of a polymer material, or glass, ceramics containing a transparent conductive material, a polymer material, and silicon. Two or more types of translucent laminates can be used. Moreover, you may use the base material which contains any 1 type of transparent conductive films, and the base material which formed the transparent conductive film on the surface. Examples of the transparent conductive film include indium oxide, tin oxide, and zinc oxide. Examples of indium oxide include indium oxide, ITO (Indium Tin Oxide), and IZO (Indium Zic Oxide). Examples of tin oxide include Nesa (tin oxide SnO 2 ), ATO (Antimony Tin Oxide), and fluorine-doped tin oxide. Examples of the zinc oxide system include zinc oxide, AZO (aluminum doped zinc oxide), and gallium doped zinc oxide. The substrate is preferably either a solar cell element or a solar cell element with a transparent electrode. Examples of the transparent electrode include ITO, ATO, Nesa, IZO, AZO and the like. Furthermore, a dielectric thin film such as lead zirconate titanate (PZT) may be formed on the substrate surface. Examples of the polymer substrate include a substrate formed of an organic polymer such as polyimide or PET (polyethylene terephthalate). The said dispersion is apply | coated to the surface of the photoelectric conversion semiconductor layer of a solar cell element, or the surface of the transparent electrode of a solar cell element with a transparent electrode.

光電変換層13上には、透明導電膜14が形成される。透明導電膜14は特に限定されるものではないが、スパッタ法、真空蒸着法、熱CVD法、湿式塗工法などの従来から知られている方法で形成してよい。また、この透明導電膜14を湿式塗工法により形成する場合には、先ず透明導電膜用組成物を作製する。この透明導電膜用組成物は、導電性酸化物微粒子を含み、この導電性酸化物微粒子が分散媒に分散した組成物である。透明導電膜用組成物に含まれる導電性酸化物微粒子としては、ITO(Indium Tin Oxide:酸化インジウム−酸化錫系複合酸化物)、ATO(Antimony Tin Oxide:酸化アンチモン−酸化錫系複合酸化物)の酸化錫粉末やAl、Co、Fe、In、Sn、Ga及びTiからなる群より選ばれた1種又は2種以上の金属を含有する酸化亜鉛粉末などが好ましい。このうち、ITO、ATO、AZO(Aluminum Zinc Oxide:アルミドープ酸化亜鉛)、IZO(Indium Zinc Oxide:酸化インジウム−酸化亜鉛系複合酸化物)、TZO(Tin Zinc Oxide:錫含有酸化亜鉛系複合酸化物)が特に好ましい。また、透明導電膜用組成物に含まれる固形分中に占める導電性酸化物微粒子の含有割合は、50〜90質量%の範囲内であることが好ましい。導電性酸化物微粒子の含有割合を上記範囲内としたのは、下限値未満では導電性が低下するため好ましくなく、上限値を越えると密着性が低下するため好ましくないからである。このうち、70〜90質量%の範囲内であることが特に好ましい。また、導電性酸化物微粒子の平均粒径は、分散媒中で安定性を保つため、10〜100nmの範囲内であることが好ましく、このうち、20〜60nmの範囲内であることが特に好ましい。   A transparent conductive film 14 is formed on the photoelectric conversion layer 13. The transparent conductive film 14 is not particularly limited, but may be formed by a conventionally known method such as sputtering, vacuum deposition, thermal CVD, or wet coating. Moreover, when forming this transparent conductive film 14 with a wet coating method, first, the composition for transparent conductive films is produced. This composition for transparent conductive films is a composition containing conductive oxide fine particles, and the conductive oxide fine particles are dispersed in a dispersion medium. As the conductive oxide fine particles contained in the composition for transparent conductive film, ITO (Indium Tin Oxide), ATO (Antimony Tin Oxide: antimony oxide-tin oxide composite oxide) A tin oxide powder containing one or more metals selected from the group consisting of Al, Co, Fe, In, Sn, Ga and Ti is preferred. Of these, ITO, ATO, AZO (Aluminum Zinc Oxide), IZO (Indium Zinc Oxide), TZO (Tin Zinc Oxide: Tin-containing zinc oxide composite oxide) Is particularly preferred. Moreover, it is preferable that the content rate of the electroconductive oxide fine particle which occupies for solid content contained in the composition for transparent conductive films exists in the range of 50-90 mass%. The reason why the content of the conductive oxide fine particles is within the above range is that the conductivity is lowered if the content is less than the lower limit, and the adhesiveness is lowered if the upper limit is exceeded. Among these, it is especially preferable that it exists in the range of 70-90 mass%. Further, the average particle diameter of the conductive oxide fine particles is preferably within a range of 10 to 100 nm in order to maintain stability in the dispersion medium, and particularly preferably within a range of 20 to 60 nm. .

透明導電膜用組成物は、加熱により硬化するポリマー型バインダ又はノンポリマー型バインダのいずれか一方又は双方を含む組成物である。ポリマー型バインダとしては、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリエステル、アルキッド樹脂、ポリウレタン、アクリルウレタン、ポリスチレン、ポリアセタール、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、セルロース及びシロキサンポリマなどが挙げられる。またポリマー型バインダには、アルミニウム、シリコン、チタン、ジルコニウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銀、銅、亜鉛、モリブデン又は錫の金属石鹸、金属錯体或いは金属アルコキシドの加水分解体が含まれることが好ましい。この金属アルコキシドの加水分解体にはゾルゲルを含む。ノンポリマー型バインダとしては、金属石鹸、金属錯体、金属アルコキシド、ハロシラン類、2−アルコキシエタノール、β−ジケトン及びアルキルアセテートなどが挙げられる。また金属石鹸、金属錯体又は金属アルコキシドに含まれる金属は、アルミニウム、シリコン、チタン、ジルコニウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銀、銅、亜鉛、モリブデン、錫、インジウム又はアンチモンである。これらポリマー型バインダ、ノンポリマー型バインダが、加熱により硬化することで、低温での低いヘイズ率及び体積抵抗率の透明導電膜14の形成を可能とする。これらバインダの含有割合は、透明導電膜用組成物中の固形分に占める割合として5〜50質量%の範囲内が好ましく、10〜30質量%の範囲内が特に好ましい。   The composition for transparent conductive film is a composition containing one or both of a polymer binder and a non-polymer binder that are cured by heating. Examples of the polymer binder include acrylic resin, polycarbonate, polyester, alkyd resin, polyurethane, acrylic urethane, polystyrene, polyacetal, polyamide, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, cellulose, and siloxane polymer. Polymeric binders include aluminum, silicon, titanium, zirconium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, silver, copper, zinc, molybdenum or tin metal soaps, metal complexes or metal alkoxide hydrolysates. It is preferable. The hydrolyzate of the metal alkoxide includes sol-gel. Non-polymer type binders include metal soaps, metal complexes, metal alkoxides, halosilanes, 2-alkoxyethanol, β-diketones, and alkyl acetates. The metal contained in the metal soap, metal complex or metal alkoxide is aluminum, silicon, titanium, zirconium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, silver, copper, zinc, molybdenum, tin, indium or antimony. These polymer type binders and non-polymer type binders are cured by heating, thereby enabling formation of the transparent conductive film 14 having a low haze ratio and volume resistivity at low temperatures. The content of these binders is preferably in the range of 5 to 50% by mass, particularly preferably in the range of 10 to 30% by mass, as a proportion of the solid content in the transparent conductive film composition.

透明導電膜用組成物は、使用する他の成分に応じてカップリング剤を加えるのが好ましい。それは導電性微粒子とバインダの結合性及びこの透明導電膜用組成物により形成される透明導電膜14と、光電変換層13或いは導電性反射膜16との密着性向上のためである。カップリング剤としては、シランカップリング剤、アルミカップリング剤及びチタンカップリング剤などが挙げられる。   It is preferable to add a coupling agent to the composition for transparent conductive films according to the other components used. This is for improving the adhesion between the conductive fine particles and the binder and the adhesion between the transparent conductive film 14 formed of the composition for transparent conductive film and the photoelectric conversion layer 13 or the conductive reflective film 16. Examples of the coupling agent include a silane coupling agent, an aluminum coupling agent, and a titanium coupling agent.

シランカップリング剤としては、ビニルトリエトキシキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。またアルミカップリング剤としては、次の式(1)で示されるアセトアルコキシ基を含有するアルミカップリング剤が挙げられる。更にチタンカップリング剤としては、次の式(2)〜(4)で示されるジアルキルパイロホスファイト基を有するチタンカップリング剤や、次の式(5)で示されるジアルキルホスファイト基を有するチタンカップリング剤が挙げられる。   Examples of the silane coupling agent include vinyltriethoxyxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, and γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane. Examples of the aluminum coupling agent include an aluminum coupling agent containing an acetoalkoxy group represented by the following formula (1). Further, as a titanium coupling agent, a titanium coupling agent having a dialkyl pyrophosphite group represented by the following formulas (2) to (4), or a titanium having a dialkyl phosphite group represented by the following formula (5): A coupling agent is mentioned.

Figure 2011109069
Figure 2011109069

Figure 2011109069
Figure 2011109069

Figure 2011109069
Figure 2011109069

Figure 2011109069
Figure 2011109069

Figure 2011109069
上記透明導電膜用組成物を用いて透明導電膜14を形成するには、先ず透明導電膜用組成物を光電変換層13上に湿式塗工法により塗布して焼成後の厚さが0.03〜0.5μm、好ましくは0.05〜0.3μmの範囲内となるように成膜する。ここで、透明導電膜14の厚さを0.03〜0.5μmの範囲に限定したのは、0.03μm未満又は0.5μmを越えると増反射効果が十分に得られないからである。次にこの積層体を大気中若しくは窒素やアルゴンなどの不活性ガス雰囲気中で120〜400℃の温度に5〜60分間保持して焼成することにより透明導電膜14が形成される。
Figure 2011109069
In order to form the transparent conductive film 14 using the transparent conductive film composition, first, the transparent conductive film composition is applied onto the photoelectric conversion layer 13 by a wet coating method, and the thickness after firing is 0.03. The film is formed to be in the range of ˜0.5 μm, preferably 0.05 to 0.3 μm. Here, the reason why the thickness of the transparent conductive film 14 is limited to the range of 0.03 to 0.5 [mu] m is that if the thickness is less than 0.03 [mu] m or exceeds 0.5 [mu] m, the enhanced reflection effect cannot be obtained sufficiently. Next, the transparent conductive film 14 is formed by baking the laminated body in the air or in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon at a temperature of 120 to 400 ° C. for 5 to 60 minutes.

上記湿式塗工法は、スプレーコーティング法、ディスペンサコーティング法、スピンコーティング法、ナイフコーティング法、スリットコーティング法、インクジェットコーティング法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法又はダイコーティング法のいずれかであることが特に好ましいが、これに限られるものではなく、あらゆる方法を利用できる。   The wet coating method is particularly preferably a spray coating method, a dispenser coating method, a spin coating method, a knife coating method, a slit coating method, an inkjet coating method, a screen printing method, an offset printing method or a die coating method. However, the present invention is not limited to this, and any method can be used.

スプレーコーティング法は分散体を圧縮エアにより霧状にして基材に塗布したり、或いは分散体自体を加圧し霧状にして基材に塗布する方法であり、ディスペンサコーティング法は例えば分散体を注射器に入れこの注射器のピストンを押すことにより注射器先端の微細ノズルから分散体を吐出させて基材に塗布する方法である。スピンコーティング法は分散体を回転している基材上に滴下し、この滴下した分散体をその遠心力により基材周縁に拡げる方法であり、ナイフコーティング法はナイフの先端と所定の隙間をあけた基材を水平方向に移動可能に設け、このナイフより上流側の基材上に分散体を供給して基材を下流側に向って水平移動させる方法である。スリットコーティング法は分散体を狭いスリットから流出させて基材上に塗布する方法であり、インクジェットコーティング法は市販のインクジェットプリンタのインクカートリッジに分散体を充填し、基材上にインクジェット印刷する方法である。スクリーン印刷法は、パターン指示材として紗を用い、その上に作られた版画像を通して分散体を基材に転移させる方法である。オフセット印刷法は、版に付けた分散体を直接基材に付着させず、版から一度ゴムシートに転写させ、ゴムシートから改めて基材に転移させる、インクの撥水性を利用した印刷方法である。ダイコーティング法は、ダイ内に供給された分散体をマニホールドで分配させてスリットより薄膜上に押し出し、走行する基材の表面を塗工する方法である。ダイコーティング法には、スロットコート方式やスライドコート方式、カーテンコート方式がある。   The spray coating method is a method in which the dispersion is atomized by compressed air and applied to the substrate, or the dispersion itself is pressurized and atomized to apply to the substrate. The dispenser coating method is, for example, a method in which the dispersion is injected into a syringe. The dispersion is discharged from the fine nozzle at the tip of the syringe and applied to the substrate by pushing the piston of the syringe. The spin coating method is a method in which a dispersion is dropped onto a rotating substrate, and the dropped dispersion is spread to the periphery of the substrate by its centrifugal force. The knife coating method leaves a predetermined gap from the tip of the knife. In this method, the substrate is provided so as to be movable in the horizontal direction, the dispersion is supplied onto the substrate upstream of the knife, and the substrate is moved horizontally toward the downstream side. The slit coating method is a method in which a dispersion is discharged from a narrow slit and applied onto a substrate, and the inkjet coating method is a method in which a dispersion is filled in an ink cartridge of a commercially available inkjet printer and ink jet printing is performed on the substrate. is there. The screen printing method is a method in which wrinkles are used as a pattern indicating material and a dispersion is transferred to a substrate through a plate image formed thereon. The offset printing method is a printing method utilizing the water repellency of ink, in which the dispersion attached to the plate is not directly attached to the substrate, but is transferred from the plate to a rubber sheet and then transferred from the rubber sheet to the substrate again. . The die coating method is a method in which a dispersion supplied in a die is distributed by a manifold and extruded onto a thin film from a slit to coat the surface of a traveling substrate. The die coating method includes a slot coat method, a slide coat method, and a curtain coat method.

次に透明導電膜14の上に導電性反射膜16を形成する。具体的には、導電性反射塗膜を有する基材を大気中若しくは窒素やアルゴンなどの不活性ガス雰囲気中で100〜300℃/分、好ましくは150〜250℃/分の速度で昇温し、130〜400℃、好ましくは150〜200℃の温度に、10〜60分間、好ましくは15〜40分間保持して焼成する。この焼成において、上記範囲内の速度で昇温することによって、導電性反射塗膜中の一部の粒子が浮き上がり、透明導電膜14との界面の一部に空気層15を有するように導電性反射膜16を形成することができる。形成した導電性反射膜16と透明導電膜14とで複合膜17が構成される。なお、昇温速度が100℃/分未満では導電性反射塗膜中の粒子の浮き上がりが少なく、一定以上の大きさの空気層が形成し難い不具合を生じ、300℃/分を越えると導電性反射塗膜中の粒子の浮き上がりが多すぎて、透明導電膜と導電性反射膜との密着性が低下する不具合を生じる。   Next, a conductive reflective film 16 is formed on the transparent conductive film 14. Specifically, the substrate having a conductive reflective coating is heated at a rate of 100 to 300 ° C./min, preferably 150 to 250 ° C./min in the air or an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon. And baking at a temperature of 130 to 400 ° C., preferably 150 to 200 ° C., for 10 to 60 minutes, preferably 15 to 40 minutes. In this firing, by raising the temperature at a speed within the above range, some particles in the conductive reflective coating film are lifted up, and the conductive layer has an air layer 15 at a part of the interface with the transparent conductive film 14. The reflective film 16 can be formed. The formed conductive reflective film 16 and the transparent conductive film 14 constitute a composite film 17. In addition, when the heating rate is less than 100 ° C./min, there is a problem that the particles in the conductive reflective coating film are not easily lifted, and it is difficult to form an air layer of a certain size or more. There is a problem that the adhesion between the transparent conductive film and the conductive reflective film is lowered because the particles in the reflective coating film are too lifted.

この空気層15は、従来の塗布プロセスで界面に多量に出現していた平均直径100nm以下の気孔とは異なり、一定以上の大きさの空気層によって形成される透明導電膜と空気層との界面では、反射による光の減衰が少ないため、結果として、反射光成分の割合が増える増反射効果が生じるため、従来の反射膜に比べて、反射率が増大する。   The air layer 15 is different from pores having an average diameter of 100 nm or less, which appeared in a large amount at the interface in the conventional coating process, and is an interface between the transparent conductive film and the air layer formed by an air layer having a certain size or more. However, since the attenuation of light due to reflection is small, an increase reflection effect in which the ratio of the reflected light component is increased as a result. Therefore, the reflectance is increased as compared with the conventional reflection film.

空気層15の高さは5〜200nm、好ましくは30〜100nmの範囲、空気層15の幅は10〜300nm、好ましくは100〜200nmの範囲である。ここでいう空気層15の幅とは、透明導電膜14との界面の空気層15の面積から最長の径と最短の径を測定し、この測定値から算出した平均値を指す。   The height of the air layer 15 is 5 to 200 nm, preferably 30 to 100 nm, and the width of the air layer 15 is 10 to 300 nm, preferably 100 to 200 nm. The width of the air layer 15 here refers to an average value calculated from the measured value by measuring the longest diameter and the shortest diameter from the area of the air layer 15 at the interface with the transparent conductive film 14.

また、反射膜面積に対する空気層15の総面積は5〜70%、好ましくは30〜50%の範囲内である。   The total area of the air layer 15 with respect to the reflective film area is in the range of 5 to 70%, preferably 30 to 50%.

ここで、空気層15の高さを5〜200nmの範囲に規定にしたのは、5nm未満では、反射率の増大効果が低減する不具合が生じ、200nmを越えると透明導電膜と導電性反射膜との密着性の低下が生じるからである。   Here, the height of the air layer 15 is regulated within the range of 5 to 200 nm. If the thickness is less than 5 nm, a problem that the effect of increasing the reflectance is reduced occurs. If the height exceeds 200 nm, the transparent conductive film and the conductive reflective film are formed. This is because a decrease in the adhesion to the substrate occurs.

また、空気層15の幅を10〜300nmの範囲に規定したのは、10nm未満では、反射率の増大効果が低減する不具合を生じ、300nmを越えると、透明導電膜と導電性反射膜との密着性の低下が生じるからである。   The reason why the width of the air layer 15 is defined in the range of 10 to 300 nm is that if it is less than 10 nm, the effect of increasing the reflectance is reduced, and if it exceeds 300 nm, the transparent conductive film and the conductive reflective film This is because a decrease in adhesion occurs.

また、反射膜面積に対する空気層15の総面積を5〜70%の範囲内に規定したのは、5%未満では、透明導電膜14と空気層15との界面における反射割合が低すぎて反射光成分の割合が増えず、70%を越えると透明導電膜14と導電性反射膜16との接触面積が少なくなり過ぎて導電性反射膜16が剥離し易くなるからである。   Further, the total area of the air layer 15 with respect to the area of the reflective film is defined within a range of 5 to 70% because if the ratio is less than 5%, the reflection ratio at the interface between the transparent conductive film 14 and the air layer 15 is too low. This is because if the ratio of the light component does not increase and exceeds 70%, the contact area between the transparent conductive film 14 and the conductive reflective film 16 becomes too small, and the conductive reflective film 16 is easily peeled off.

なお、本発明で空気層の反射膜面積に対する総面積、空気層の高さ、空気層の幅及び反射膜の厚さの測定方法は、以下の手法により求めるものである。先ず、基材上の透明導電膜に密着した導電性反射膜に対し、収束イオンビーム(FIB)法で加工して断面を露出させる。次に、この断面を走査型電子顕微鏡(SEM)により観察することで、金属膜/基材の界面の形状を観察する。そして、この界面像について、反射膜の厚さ、空気層の平均高さ、空気層の平均幅を求め、更に空気層の反射膜面積に対する総面積を評価する。ここで、評価した開口部の直径は断面図中の開口部長さを平均幅とみなすことにより行う。   In addition, the measuring method of the total area with respect to the reflective film area of an air layer, the height of an air layer, the width | variety of an air layer, and the thickness of a reflective film in this invention is calculated | required with the following methods. First, the conductive reflective film in close contact with the transparent conductive film on the substrate is processed by a focused ion beam (FIB) method to expose a cross section. Next, by observing this cross section with a scanning electron microscope (SEM), the shape of the interface of the metal film / substrate is observed. And about this interface image, the thickness of a reflecting film, the average height of an air layer, the average width of an air layer are calculated | required, and also the total area with respect to the reflecting film area of an air layer is evaluated. Here, the diameter of the evaluated opening is determined by regarding the length of the opening in the sectional view as an average width.

ここで、湿式塗工法による塗布を、焼成後の厚さが0.05〜2.0μmの範囲となるようにしたのは、0.05μm未満では太陽電池に必要な電極の表面抵抗値が不十分となり、2.0μmを越えると特性上の不具合はないけれども、材料の使用量が必要以上に多くなって材料が無駄になるからである。   Here, the application by the wet coating method is such that the thickness after firing is in the range of 0.05 to 2.0 μm because the surface resistance value of the electrode necessary for the solar cell is less than 0.05 μm. This is because if the thickness exceeds 2.0 μm, there is no problem in characteristics, but the amount of material used is increased more than necessary and the material is wasted.

また、導電性反射塗膜を有する基材の焼成温度を130〜400℃の範囲としたのは、130℃未満では金属ナノ粒子同士の焼結が不十分になるとともに保護剤の焼成時の熱により脱離或いは分解(分離・燃焼)し難いため、焼成後の導電性反射膜内に有機残渣が多く残り、この残渣が変質又は劣化して導電性反射膜の導電性及び反射率が低下してしまい、400℃を越えると低温プロセスという生産上のメリットを生かせない、即ち製造コストが増大し生産性が低下してしまい、特にアモルファスシリコン、微結晶シリコン、或いはこれらを用いたハイブリッド型シリコン太陽電池における光電変換の光波長域に影響を及ぼしてしまうからである。   In addition, the firing temperature of the base material having the conductive reflective coating film was set in the range of 130 to 400 ° C., if it is less than 130 ° C., the sintering between the metal nanoparticles becomes insufficient and the heat during firing of the protective agent. It is difficult to desorb or decompose (separate / combust) due to the above, so that a lot of organic residue remains in the conductive reflective film after baking, and this residue is altered or deteriorated, resulting in a decrease in the conductivity and reflectivity of the conductive reflective film. If the temperature exceeds 400 ° C., the production advantage of the low temperature process cannot be utilized, that is, the manufacturing cost increases and the productivity decreases. In particular, amorphous silicon, microcrystalline silicon, or a hybrid silicon solar using these. This is because the light wavelength range of photoelectric conversion in the battery is affected.

更に、導電性反射塗膜を有する基材の焼成時間を10〜60分間の範囲としたのは、10分間未満では金属ナノ粒子同士の焼結が不十分になるとともに保護剤の焼成時の熱により脱離或いは分解(分離・燃焼)し難いため、焼成後の導電性反射膜内に有機残渣が多く残り、この残渣が変質又は劣化して導電性反射膜の導電性及び反射率が低下してしまい、60分間を越えると特性には影響しないけれども、必要以上に製造コストが増大して生産性が低下してしまうからである。   Furthermore, the firing time of the base material having the conductive reflective coating was set in the range of 10 to 60 minutes because the sintering between the metal nanoparticles became insufficient and the heat during firing of the protective agent in less than 10 minutes. It is difficult to desorb or decompose (separate / combust) due to the above, so that a lot of organic residue remains in the conductive reflective film after baking, and this residue is altered or deteriorated, resulting in a decrease in the conductivity and reflectivity of the conductive reflective film. This is because, if the time exceeds 60 minutes, the characteristics are not affected, but the manufacturing cost is increased more than necessary and the productivity is lowered.

添加物のうち、有機高分子であるPVP、PVPの共重合体、水溶性セルロースについては、大気中において、おおよそ200〜300℃で徐々に熱分解が始まることが知られているが、その分解速度は極めて遅い。しかし、400℃を越えると急速に分解が進行する。例えば、金属ナノ粒子膜を130℃で10分焼成した場合、これらの有機分子は焼成前の90%以上膜内に残留する。一方、金属ナノ粒子膜を400℃で10分焼成した場合、これらの有機分子は50%以上膜内に残留する。   Among additives, PVP, which is an organic polymer, a copolymer of PVP, and water-soluble cellulose are known to gradually begin thermal decomposition at about 200 to 300 ° C. in the atmosphere. The speed is extremely slow. However, decomposition proceeds rapidly when the temperature exceeds 400 ° C. For example, when the metal nanoparticle film is baked at 130 ° C. for 10 minutes, these organic molecules remain in the film by 90% or more before baking. On the other hand, when the metal nanoparticle film is baked at 400 ° C. for 10 minutes, these organic molecules remain in the film by 50% or more.

このように、本発明の製造方法は、上記導電性反射膜用組成物を透明導電膜14上に湿式塗工によって塗布し、この導電性反射塗膜を有する基材を焼成する簡易な工程で透明導電膜14との界面に空気層15を有するように導電性反射膜16を形成することができる。成膜時に真空プロセスを必要としないため、プロセスの制約が小さく、また製造設備のランニングコストを大幅に低減することができる。   Thus, the production method of the present invention is a simple process in which the conductive reflective film composition is applied onto the transparent conductive film 14 by wet coating, and the substrate having the conductive reflective coating film is baked. The conductive reflective film 16 can be formed so as to have the air layer 15 at the interface with the transparent conductive film 14. Since a vacuum process is not required at the time of film formation, process restrictions are small, and the running cost of manufacturing equipment can be greatly reduced.

本発明の導電性反射膜16は、組成物中に含まれる金属ナノ粒子を構成する金属そのものが有する比抵抗に近い比抵抗が得られる。即ち、太陽電池用電極として使用可能なバルクと同程度の低い比抵抗を示す。   In the conductive reflective film 16 of the present invention, a specific resistance close to the specific resistance of the metal itself constituting the metal nanoparticles contained in the composition is obtained. That is, it shows a specific resistance as low as a bulk that can be used as an electrode for a solar cell.

また、本発明の導電性反射膜16は、スパッタなどの真空プロセスで成膜した膜に比べ、膜の反射率や密着性、比抵抗などの長期安定性に優れる。その理由としては、大気中で成膜した本発明の導電性反射膜は、真空中で成膜した膜に比べ、水分の浸入や酸化などによる影響を受け難いことが挙げられる。   In addition, the conductive reflective film 16 of the present invention is superior in long-term stability such as film reflectivity, adhesion, and specific resistance as compared with a film formed by a vacuum process such as sputtering. The reason for this is that the conductive reflective film of the present invention formed in the atmosphere is less susceptible to moisture intrusion and oxidation than a film formed in vacuum.

上記本発明の導電性反射膜16は、基材側からの反射率が高く、かつバルクと同程度の低い比抵抗を示すため、太陽電池の電極として用いることができる。   The conductive reflective film 16 of the present invention has a high reflectance from the substrate side and exhibits a specific resistance as low as that of the bulk, and therefore can be used as an electrode of a solar cell.

次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。   Next, examples of the present invention will be described in detail together with comparative examples.

<実施例1〜37>
以下の表1に示す分類1〜8の成分、含有割合で透明導電膜用組成物を調製した。各実施例で使用した透明導電膜用組成物の表1における分類番号を表2〜4に示す。
<Examples 1-37>
The composition for transparent electrically conductive films was prepared with the component of the classification | category 1-8 shown in the following Table 1, and a content rate. The classification numbers in Table 1 of the composition for transparent conductive film used in each Example are shown in Tables 2 to 4.

分類1では、以下の表1に示すように、導電性酸化物粉末として平均粒径0.025μmのIZO粉末15質量%、分散媒としてイソプロパノール72.77質量%、バインダとしてノンポリマー型バインダの2−n−ブトキシエタノールと3−イソプロピル−2,4ペンタンジオンの混合液10質量%、低抵抗剤として硝酸インジウムと酢酸鉛の混合物(質量比1:1)2.23質量%の割合で、合計量を60gとして100ccのガラス瓶中に入れ、直径0.3mmのジルコニアビーズ(ミクロハイカ、昭和シェル石油社製)100gを用いてペイントシェーカーで6時間分散することにより、透明導電膜用組成物を得た。   In category 1, as shown in Table 1 below, as conductive oxide powder, 15% by mass of IZO powder having an average particle size of 0.025 μm, 72.77% by mass of isopropanol as a dispersion medium, and 2 of non-polymer type binder as a binder. -10% by mass of a mixed solution of n-butoxyethanol and 3-isopropyl-2,4-pentanedione, and a mixture of indium nitrate and lead acetate (mass ratio 1: 1) as a low resistance agent in a ratio of 2.23% by mass. An amount of 60 g was placed in a 100 cc glass bottle and dispersed in a paint shaker for 6 hours using 100 g of zirconia beads having a diameter of 0.3 mm (Microhaika, manufactured by Showa Shell Sekiyu KK) to obtain a transparent conductive film composition. .

分類2では、以下の表1に示すように、導電性酸化物粉末として平均粒径0.025μmのITO粉末7.5質量%、分散媒としてイソプロパノール、エタノール及びN,N−ジメチルホルムアミドの混合液(質量比4:2:1)を第1混合液とし、これを92.3質量%、バインダとしてノンポリマー型バインダの2,4−ペンタンジオン0.038質量%、カップリング剤として上記式(4)に示すチタンカップリング剤0.162質量%の割合で、分類1と同様の方法により、透明導電膜用組成物を得た。   In Category 2, as shown in the following Table 1, 7.5% by mass of ITO powder having an average particle size of 0.025 μm as a conductive oxide powder, and a mixed liquid of isopropanol, ethanol and N, N-dimethylformamide as a dispersion medium (Mass ratio 4: 2: 1) is the first mixed solution, which is 92.3% by mass, the binder is 0.038% by mass of 2,4-pentanedione of a non-polymer type binder, and the above formula ( A transparent conductive film composition was obtained in the same manner as in Category 1 at a ratio of 0.162% by mass of the titanium coupling agent shown in 4).

分類3では、以下の表1に示すように、導電性酸化物粉末として平均粒径0.025μmのATO粉末5質量%、分散媒として上記第1混合液を50.99質量%、バインダとしてノンポリマー型バインダの2−n−プロポキシエタノール44質量%、カップリング剤として上記式(4)に示すチタンカップリング剤0.01質量%の割合で、分類1と同様の方法により、透明導電膜用組成物を得た。   In Category 3, as shown in Table 1 below, 5% by mass of ATO powder having an average particle size of 0.025 μm as the conductive oxide powder, 50.99% by mass of the first mixed liquid as the dispersion medium, and non-binder as the binder For a transparent conductive film in the same manner as in Category 1, with a polymer-type binder of 2-n-propoxyethanol of 44% by mass and a titanium coupling agent of 0.01% by mass represented by the above formula (4) as a coupling agent. A composition was obtained.

分類4では、以下の表1に示すように、導電性酸化物粉末として平均粒径0.025μmのAZO粉末5質量%、分散媒として上記第1混合液を74.64質量%、バインダとして2,2−ジメチル−3,5−ヘキサンジオンとイソプロピルアセテートの混合液(質量比1:1)20質量%、カップリング剤として上記式(3)に示すチタンカップリング剤0.36質量%の割合で、分類1と同様の方法により、透明導電膜用組成物を得た。   In Category 4, as shown in Table 1 below, 5% by mass of AZO powder having an average particle size of 0.025 μm as a conductive oxide powder, 74.64% by mass of the first mixed liquid as a dispersion medium, and 2% as a binder. , 2-dimethyl-3,5-hexanedione and isopropyl acetate mixed liquid (mass ratio 1: 1) 20 mass%, ratio of titanium coupling agent 0.36 mass% shown in the above formula (3) as a coupling agent Thus, a transparent conductive film composition was obtained in the same manner as in Category 1.

分類5では、以下の表1に示すように、導電性酸化物粉末として平均粒径0.025μmのTZO粉末5質量%、分散媒として上記第1混合液を93.95質量%、バインダとして2−イソブトキシエタノールと2−ヘキシルオキシエタノールとn−プロピルアセテートの混合液(質量比4:1:1)0.8質量%、カップリング剤として上記式(5)に示すチタンカップリング剤0.25質量%の割合で、分類1と同様の方法により、透明導電膜用組成物を得た。   In Category 5, as shown in Table 1 below, 5% by mass of TZO powder having an average particle size of 0.025 μm as a conductive oxide powder, 93.95% by mass of the first mixed liquid as a dispersion medium, and 2% as a binder. -Mixture of isobutoxyethanol, 2-hexyloxyethanol and n-propyl acetate (mass ratio 4: 1: 1) 0.8% by mass, titanium coupling agent represented by the above formula (5) as a coupling agent 0. A transparent conductive film composition was obtained in the same manner as in Category 1 at a proportion of 25% by mass.

分類6では、先ず、平均粒径0.010μmのATO粉末を水に懸濁させてpHを7に調製し、ビーズミルで30分間処理した。水溶性セルロース誘導体としてヒドロキシプロピルセルロースをATO粉末に対して質量比で0.01%になる量を懸濁液に添加して導電性水分酸液を得た。このようにして得られた導電性水分酸液を固形分濃度18.5%の濃度に調製し、この分散液100gと13.2質量%ゼラチン水溶液100gとを40℃で混合して、水系の透明導電膜用組成物を得た。   In Category 6, first, ATO powder having an average particle size of 0.010 μm was suspended in water to adjust the pH to 7, and treated with a bead mill for 30 minutes. An amount of 0.01% by mass of hydroxypropylcellulose as a water-soluble cellulose derivative with respect to ATO powder was added to the suspension to obtain a conductive water-acid solution. The conductive water-acid solution thus obtained was prepared to a solid content concentration of 18.5%, and 100 g of this dispersion and 100 g of a 13.2% by weight gelatin aqueous solution were mixed at 40 ° C. A composition for transparent conductive film was obtained.

分類7では、以下の表1に示すように、導電性酸化物粉末として平均粒径0.025μmのATO粉末5.3質量%、分散媒としてエタノールとブタノールの混合液(質量比98:2)を第2混合液とし、これを85質量%、バインダとしてSiO2結合剤1.7質量%、カップリング剤として上記式(3)に示すチタンカップリング剤8.0質量%の割合で混合することにより、透明導電膜用組成物を得た。なお、バインダとして用いたSiO2結合剤は500mlのガラス製の4ツ口フラスコを用い、テトラエトキシシランを140g、エチルアルコール240gを加え、攪拌しながら12N−HC11.0gを25gの純粋に溶解して一度に加え、その後80℃で6時間反応させることにより製造した。 In the classification 7, as shown in Table 1 below, 5.3% by mass of ATO powder having an average particle size of 0.025 μm as a conductive oxide powder, and a mixed liquid of ethanol and butanol as a dispersion medium (mass ratio 98: 2) Is used as a second mixed solution, and is mixed at a ratio of 85% by mass, 1.7% by mass of a SiO 2 binder as a binder, and 8.0% by mass of a titanium coupling agent represented by the above formula (3) as a coupling agent. Thus, a composition for transparent conductive film was obtained. The SiO 2 binder used as the binder was a 500 ml glass four-necked flask, 140 g of tetraethoxysilane and 240 g of ethyl alcohol were added, and 11.0 g of 12N-HC was dissolved in 25 g of pure while stirring. And then reacted at 80 ° C. for 6 hours.

分類8では、以下の表1に示すように、導電性酸化物粉末として平均粒径0.025μmのITO粉末8.0質量%、分散媒として上記第2混合液を88質量%、バインダとしてSiO2結合剤2.0質量%、カップリング剤として上記式(2)に示すチタンカップリング剤2.0質量%の割合で混合することにより、透明導電膜用組成物を得た。なお、バインダとして用いたSiO2結合剤は分類7と同じ方法により製造した。 In category 8, as shown in Table 1 below, the conductive oxide powder is 8.0% by mass of ITO powder having an average particle size of 0.025 μm, the second mixed liquid is 88% by mass as a dispersion medium, and the binder is SiO 2%. The composition for transparent conductive films was obtained by mixing 2.0 mass% of 2 binders and 2.0 mass% of titanium coupling agents shown in the above formula (2) as a coupling agent. The SiO 2 binder used as the binder was produced by the same method as in Category 7.

Figure 2011109069
続いて、以下の手順により、導電性反射膜用組成物を調製した。
Figure 2011109069
Subsequently, a conductive reflective film composition was prepared by the following procedure.

先ず、硝酸銀を脱イオン水に溶解して金属塩水溶液を調製した。また、クエン酸ナトリウムを脱イオン水に溶解して濃度が26質量%のクエン酸ナトリウム水溶液を調製した。このクエン酸ナトリウム水溶液に、35℃に保持された窒素ガス気流中で粒状の硫酸第1鉄を直接加えて溶解させ、クエン酸イオンと第1鉄イオンを3:2のモル比で含有する還元剤水溶液を調製した。   First, silver nitrate was dissolved in deionized water to prepare an aqueous metal salt solution. In addition, sodium citrate was dissolved in deionized water to prepare an aqueous sodium citrate solution having a concentration of 26% by mass. Reduction in which aqueous ferric sulfate is directly added and dissolved in this sodium citrate aqueous solution in a nitrogen gas stream maintained at 35 ° C. to contain citrate ions and ferrous ions in a molar ratio of 3: 2. An aqueous agent solution was prepared.

次いで、上記窒素ガス気流を35℃に保持した状態で、マグネチックスターラーの攪拌子を還元剤水溶液中に入れ、攪拌子を100rpmの回転速度で回転させて、上記還元剤水溶液を攪拌しながら、この還元剤水溶液に上記金属塩水溶液を滴下して混合した。ここで、還元剤水溶液への金属塩水溶液の添加量は、還元剤水溶液の量の1/10以下になるように、各溶液の濃度を調整することで、室温の金属塩水溶液を滴下しても反応温度が40℃に保持されるようにした。また上記還元剤水溶液と金属塩水溶液との混合比は、金属塩水溶液中の金属イオンの総原子価数に対する、還元剤水溶液のクエン酸イオンと第1鉄イオンのモル比がいずれも3倍モルとなるようにした。還元剤水溶液への金属塩水溶液の滴下が終了した後、混合液の攪拌を更に15分間続けることにより、混合液内部に金属粒子を生じさせ、金属粒子が分散した金属粒子分散液を得た。金属粒子分散液のpHは5.5であり、分散液中の金属粒子の化学量論的生成量は5g/リットルであった。   Next, with the nitrogen gas stream maintained at 35 ° C., a magnetic stirrer stirrer is placed in the reducing agent aqueous solution, the stirrer is rotated at a rotation speed of 100 rpm, and the reducing agent aqueous solution is stirred, The metal salt aqueous solution was added dropwise to the reducing agent aqueous solution and mixed. Here, the amount of the metal salt aqueous solution added to the reducing agent aqueous solution is adjusted so that the concentration of each solution is adjusted to 1/10 or less of the amount of the reducing agent aqueous solution. The reaction temperature was maintained at 40 ° C. The mixing ratio of the reducing agent aqueous solution to the metal salt aqueous solution is such that the molar ratio of citrate ions and ferrous ions in the reducing agent aqueous solution to the total valence of metal ions in the metal salt aqueous solution is 3 times the mole. It was made to become. After the addition of the aqueous metal salt solution to the reducing agent aqueous solution was completed, stirring of the mixed solution was further continued for 15 minutes to generate metal particles inside the mixed solution to obtain a metal particle dispersion in which the metal particles were dispersed. The pH of the metal particle dispersion was 5.5, and the stoichiometric amount of metal particles in the dispersion was 5 g / liter.

得られた分散液は室温で放置することにより、分散液中の金属粒子を沈降させ、沈降した金属粒子の凝集物をデカンテーションにより分離した。分離した金属凝集物に脱イオン水を加えて分散体とし、限外濾過により脱塩処理した後、更にメタノールで置換洗浄することにより、金属(銀)の含有量を50質量%にした。その後、遠心分離機を用いこの遠心分離機の遠心力を調整して、粒径が100nmを越える比較的大きな銀粒子を分離することにより、一次粒径10〜50nmの範囲内の銀ナノ粒子を数平均で71%含有するように調整した。即ち、数平均で全ての銀ナノ粒子100%に対する一次粒径10〜50nmの範囲内の銀ナノ粒子の占める割合が71%になるように調整した。得られた銀ナノ粒子は、炭素骨格が炭素数3の有機分子主鎖の保護剤が化学修飾されていた。   The obtained dispersion was allowed to stand at room temperature to precipitate the metal particles in the dispersion, and the aggregates of the precipitated metal particles were separated by decantation. Deionized water was added to the separated metal agglomerated to form a dispersion, subjected to desalting by ultrafiltration, and further washed with substitution with methanol, so that the metal (silver) content was 50% by mass. Thereafter, the centrifugal force of the centrifuge is adjusted using a centrifuge to separate relatively large silver particles having a particle size exceeding 100 nm, thereby obtaining silver nanoparticles having a primary particle size of 10 to 50 nm. It adjusted so that it might contain 71% by a number average. That is, the ratio of the silver nanoparticles in the range of the primary particle diameter of 10 to 50 nm to the silver nanoparticles of 100% on the number average was adjusted to 71%. The obtained silver nanoparticles were chemically modified with a protective agent for an organic molecular main chain having a carbon skeleton of 3 carbon atoms.

次に、得られた金属ナノ粒子10質量部を水、エタノール及びメタノールを含む混合溶液90質量部に添加混合することにより分散させ、更にこの分散液に次の表2〜表4に示す添加物を表2〜表4に示す割合となるように加えることで、導電性反射膜用組成物をそれぞれ得た。なお、導電性反射膜用組成物を構成する金属ナノ粒子は、75質量%以上の銀ナノ粒子を含有している。   Next, 10 parts by mass of the obtained metal nanoparticles are dispersed by adding and mixing in 90 parts by mass of a mixed solution containing water, ethanol and methanol. Further, the additives shown in the following Tables 2 to 4 are added to this dispersion. Was added so that it might become a ratio shown in Table 2-Table 4, and the composition for electroconductive reflective films was obtained, respectively. In addition, the metal nanoparticle which comprises the composition for electroconductive reflective films contains 75 mass% or more of silver nanoparticles.

なお、金属ナノ粒子として、銀ナノ粒子とともに、銀ナノ粒子以外の金属ナノ粒子を含有させる場合は、上記方法により得られた銀ナノ粒子の分散液を第1分散液とし、硝酸銀に代えて、次の表2〜表4に示す銀ナノ粒子以外の金属ナノ粒子を形成する種類の金属塩を用いた以外は、上記銀ナノ粒子の製造方法と同様にして、銀ナノ粒子以外の金属ナノ粒子の分散液を調製し、この金属ナノ粒子の分散液を第2分散液とし、添加物を加える前に、次の表2〜表4に示す割合となるように、第1分散液と第2分散液を混合することで、導電性反射膜用組成物を得た。   In addition, when containing metal nanoparticles other than silver nanoparticles together with silver nanoparticles as metal nanoparticles, the dispersion of silver nanoparticles obtained by the above method is used as the first dispersion, and instead of silver nitrate, Metal nanoparticles other than silver nanoparticles are produced in the same manner as in the method for producing silver nanoparticles, except that a metal salt of a type that forms metal nanoparticles other than silver nanoparticles shown in the following Tables 2 to 4 is used. The dispersion of the metal nanoparticles is used as the second dispersion, and before adding the additive, the first dispersion and the second dispersion are made to have the ratios shown in Tables 2 to 4 below. By mixing the dispersion, a composition for a conductive reflective film was obtained.

得られた透明導電膜用組成物を次の表2〜表4に示す基材上に焼成後の厚さが0.7〜1.3×102nmとなるように様々な成膜方法で塗布した後、温度25℃で5分間乾燥して透明導電性塗膜を形成し、次いで得られた導電性反射膜用組成物を、形成した透明導電塗膜上に焼成後の厚さが0.05〜2.0μmとなるように様々な成膜方法で塗布した後、温度25℃で5分間乾燥して導電性反射塗膜を形成した。次いで、次の表2〜表4に示す熱処理条件で焼成することにより、基材上に透明導電膜及び導電性反射膜から構成された複合膜を形成した。 The obtained composition for transparent conductive film was formed on various substrates shown in Tables 2 to 4 by various film forming methods so that the thickness after firing was 0.7 to 1.3 × 10 2 nm. After coating, the film is dried at a temperature of 25 ° C. for 5 minutes to form a transparent conductive coating film, and then the resulting conductive reflective film composition has a thickness of 0 after baking on the formed transparent conductive film. The film was applied by various film forming methods so as to have a thickness of 0.05 to 2.0 μm, and then dried at a temperature of 25 ° C. for 5 minutes to form a conductive reflective coating film. Subsequently, the composite film comprised from the transparent conductive film and the electroconductive reflective film was formed on the base material by baking on the heat processing conditions shown in the following Table 2-Table 4.

なお、表2〜表4中、PVPとあるのは、Mwが360,000のポリビニルピロリドンを表し、PETとあるのは、ポリエチレンテレフタレートを表す。   In Tables 2 to 4, “PVP” represents polyvinylpyrrolidone having Mw of 360,000, and “PET” represents polyethylene terephthalate.

<比較例1〜3>
透明導電膜を膜厚が0.5〜2×102nmとなるように真空蒸着法であるスパッタ法により形成した後、この透明導電膜上に実施例1と同一の導電性反射膜用組成物を用い、実施例1と同一の方法により導電性反射塗膜を形成し、次の表4に示す熱処理条件で焼成することにより、基材上に透明導電膜及び導電性反射膜から構成された複合膜を形成した。
<Comparative Examples 1-3>
A transparent conductive film is formed by sputtering, which is a vacuum deposition method, so that the film thickness becomes 0.5 to 2 × 10 2 nm, and then the same composition for a conductive reflective film as in Example 1 is formed on this transparent conductive film. A conductive reflective coating film is formed by the same method as in Example 1 and fired under the heat treatment conditions shown in Table 4 below, so that a transparent conductive film and a conductive reflective film are formed on the substrate. A composite membrane was formed.

Figure 2011109069
Figure 2011109069

Figure 2011109069
Figure 2011109069

Figure 2011109069
<比較試験1>
実施例1〜37及び比較例1〜3で得られた基材上に形成した透明導電膜及び導電性反射膜から構成された複合膜について、透明導電膜との界面に出現する気孔の分布、空気層及び導電性反射膜の裏面反射率を評価した。評価結果を次の表5及び表6にそれぞれ示す。
Figure 2011109069
<Comparison test 1>
About the composite film composed of the transparent conductive film and the conductive reflective film formed on the substrates obtained in Examples 1 to 37 and Comparative Examples 1 to 3, the distribution of pores appearing at the interface with the transparent conductive film, The back surface reflectance of the air layer and the conductive reflective film was evaluated. The evaluation results are shown in the following Table 5 and Table 6, respectively.

空気層の平均高さ、平均幅及び面積占有率の測定方法は、基材上の透明導電膜に密着した導電性反射膜に対し、収束イオンビーム(FIB)法で加工して試料断面を露出させ、この試料の断面を走査型電子顕微鏡(SEM)で観察することで、金属膜/基材の界面の形状を観察した。そして、この界面像について、開口部の平均高さ、平均幅を求め、更に面積占有率を評価した。ここで、評価した開口部の直径は断面図中の開口部長さを平均幅とみなすことにより行った。   The average height, average width, and area occupancy of the air layer are measured using a focused ion beam (FIB) method on a conductive reflective film that is in close contact with the transparent conductive film on the substrate to expose the sample cross section. The cross section of this sample was observed with a scanning electron microscope (SEM) to observe the shape of the metal film / substrate interface. And about this interface image, the average height of the opening part and the average width were calculated | required, and also the area occupation rate was evaluated. Here, the diameter of the evaluated opening was determined by regarding the length of the opening in the cross-sectional view as the average width.

また、導電性反射膜の裏面反射率の評価は、紫外可視分光光度計と積分球の組み合わせにより、波長500nm及び1100nmにおける導電性反射膜の拡散反射率を測定した。   The back surface reflectance of the conductive reflective film was evaluated by measuring the diffuse reflectance of the conductive reflective film at wavelengths of 500 nm and 1100 nm using a combination of an ultraviolet-visible spectrophotometer and an integrating sphere.

Figure 2011109069
Figure 2011109069

Figure 2011109069
表5及び表6から明らかなように、焼成において100℃/分未満の速度で昇温した比較例1〜3では、1100nmの反射率は85%以上と高かったが、500nmの反射率が80%未満と低く、波長によって反射率にばらつきが生じてしまう結果が確認された。
Figure 2011109069
As is clear from Tables 5 and 6, in Comparative Examples 1 to 3 where the temperature was raised at a rate of less than 100 ° C./min during firing, the reflectance at 1100 nm was as high as 85% or more, but the reflectance at 500 nm was 80%. As a result, it was confirmed that the reflectance varies depending on the wavelength.

一方、焼成において100〜300℃/分の速度で昇温した実施例1〜37では、500nm及び1100nmの双方の波長の反射率は80%以上と高い反射率が得られていた。   On the other hand, in Examples 1 to 37 in which the temperature was increased at a rate of 100 to 300 ° C./min during baking, the reflectances at both wavelengths of 500 nm and 1100 nm were as high as 80% or higher.

本発明は、ガラスなどの透明基材を受光面とすることを特徴とするスーパーストレート型太陽電池に適した、受光面の反対側に設けられる電極を低コストで製造するための技術として極めて好適である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is extremely suitable as a technique for manufacturing an electrode provided on the opposite side of a light receiving surface suitable for a super straight type solar cell characterized by using a transparent substrate such as glass as a light receiving surface. It is.

また、本発明を用いることで、従来、真空成膜法で形成していた透明導電膜と導電性反射膜を、塗布、焼成プロセスに置き換えることが可能であり、製造コストの大幅な削減が期待できる。   In addition, by using the present invention, it is possible to replace the transparent conductive film and the conductive reflective film, which have been conventionally formed by the vacuum film formation method, with a coating and baking process, and a significant reduction in manufacturing cost is expected. it can.

11 基材
12 透明導電膜
13 光電変換層
14 透明導電膜
15 空気層
16 導電性反射膜
17 複合膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Base material 12 Transparent electrically conductive film 13 Photoelectric converting layer 14 Transparent electrically conductive film 15 Air layer 16 Conductive reflective film 17 Composite film

Claims (22)

スーパーストレート型薄膜太陽電池の光電変換層上に成膜された透明導電膜上に形成される導電性反射膜において、
金属ナノ粒子を含む組成物を前記透明導電膜上に湿式塗工法によって塗布し、前記塗膜を有する基材を焼成することにより、前記透明導電膜との界面の一部に空気層を有するように反射膜が形成され、
前記生じた空気層の反射膜面積に対する総面積が5〜70%の範囲内であることを特徴とする導電性反射膜。
In the conductive reflective film formed on the transparent conductive film formed on the photoelectric conversion layer of the super straight type thin film solar cell,
A composition containing metal nanoparticles is applied onto the transparent conductive film by a wet coating method, and a base material having the coating film is baked to have an air layer at a part of the interface with the transparent conductive film. A reflective film is formed on
The conductive reflective film, wherein the total area of the generated air layer with respect to the reflective film area is in the range of 5 to 70%.
空気層の高さが5〜200nmの範囲であって、前記空気層の幅が10〜300nmの範囲である請求項1記載の導電性反射膜。   The conductive reflective film according to claim 1, wherein the height of the air layer is in the range of 5 to 200 nm, and the width of the air layer is in the range of 10 to 300 nm. 反射膜中にポリビニルピロリドン、ポリビニルピロリドンの共重合体及び水溶性セルロースからなる群より選ばれた1種又は2種以上の物質を含む請求項1又は2記載の導電性反射膜。   The conductive reflective film according to claim 1 or 2, wherein the reflective film contains one or more substances selected from the group consisting of polyvinylpyrrolidone, polyvinylpyrrolidone copolymer and water-soluble cellulose. 反射膜中に含まれる金属元素中の銀の割合が75質量%以上である請求項1ないし3いずれか1項に記載の導電性反射膜。   The conductive reflective film according to any one of claims 1 to 3, wherein a ratio of silver in the metal element contained in the reflective film is 75% by mass or more. 反射膜の厚さが0.05〜2.0μmの範囲内である請求項1ないし4いずれか1項に記載の導電性反射膜。   5. The conductive reflective film according to claim 1, wherein the thickness of the reflective film is in a range of 0.05 to 2.0 μm. 反射膜中に含まれる金属ナノ粒子について、粒径10〜50nmの範囲の粒子が、数平均で70%以上である請求項1ないし5いずれか1項に記載の導電性反射膜。   The conductive reflective film according to any one of claims 1 to 5, wherein the metal nanoparticles contained in the reflective film have a number average particle size of 70% or more in a range of 10 to 50 nm. 金属ナノ粒子を含む組成物の湿式塗工法による塗布が、焼成後の厚さが0.05〜2.0μmの範囲内となるように塗布するものであり、塗膜を有する基材の焼成が昇温速度100〜300℃/分、130〜400℃の温度で10〜60分間保持して行われる請求項1ないし6いずれか1項に記載の導電性反射膜。   Application by the wet coating method of the composition containing metal nanoparticles is applied so that the thickness after baking is in the range of 0.05 to 2.0 μm, and baking of the substrate having a coating film is performed. The conductive reflective film according to any one of claims 1 to 6, wherein the conductive reflective film is carried out at a temperature rising rate of 100 to 300 ° C / min and a temperature of 130 to 400 ° C for 10 to 60 minutes. 湿式塗工法が、スプレーコーティング法、ディスペンサーコーティング法、スピンコーティング法、ナイフコーティング法、スリットコーティング法、インクジェットコーティング法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法又はダイコーティング法のいずれかである請求項1ないし7いずれか1項に記載の導電性反射膜。   The wet coating method is any one of a spray coating method, a dispenser coating method, a spin coating method, a knife coating method, a slit coating method, an ink jet coating method, a screen printing method, an offset printing method or a die coating method. The conductive reflective film according to any one of the above. 金属ナノ粒子を含む組成物が金属元素中の銀の割合が75質量%以上である金属ナノ粒子が分散媒に分散することにより調製され、前記金属ナノ粒子は炭素骨格が炭素数1〜3の有機分子主鎖の保護剤で化学修飾され、前記金属ナノ粒子が一次粒径10〜50nmの範囲の金属ナノ粒子を数平均で70%以上含有する請求項1ないし8いずれか1項に記載の導電性反射膜。   A composition containing metal nanoparticles is prepared by dispersing metal nanoparticles having a silver content in a metal element of 75% by mass or more in a dispersion medium, and the metal nanoparticles have a carbon skeleton of 1 to 3 carbon atoms. The chemical modification by the protective agent of an organic molecular principal chain, The said metal nanoparticle contains the metal nanoparticle of the range of primary particle size 10-50nm in number average 70% or more of any one of Claim 1 thru | or 8 Conductive reflective film. 基材が、ガラス、透明導電材料を含むセラミックス又は高分子材料からなる透光性基板のいずれか、或いは前記ガラス、透明導電材料を含むセラミックス、高分子材料及びシリコンからなる群より選ばれた2種類以上の透光性積層体である請求項1ないし9いずれか1項に記載の導電性反射膜。   2 selected from the group consisting of glass, ceramics containing a transparent conductive material or a translucent substrate made of a polymer material, or glass, ceramics containing a transparent conductive material, a polymer material and silicon. The conductive reflective film according to any one of claims 1 to 9, wherein the conductive reflective film is a translucent laminate of more than one type. 金属ナノ粒子を含む組成物が、有機高分子、金属酸化物、金属水酸化物、有機金属化合物及びシリコーンオイルからなる群より選ばれた1種又は2種以上の添加物を更に含む請求項1ないし10いずれか1項に記載の導電性反射膜。   The composition containing metal nanoparticles further comprises one or more additives selected from the group consisting of organic polymers, metal oxides, metal hydroxides, organometallic compounds, and silicone oils. The conductive reflective film according to any one of Items 10 to 10. 有機高分子が、ポリビニルピロリドン、ポリビニルピロリドンの共重合体及び水溶性セルロースからなる群より選ばれた1種又は2種以上の物質である請求項11記載の導電性反射膜。   The electroconductive reflective film according to claim 11, wherein the organic polymer is one or more substances selected from the group consisting of polyvinylpyrrolidone, polyvinylpyrrolidone copolymer, and water-soluble cellulose. 金属酸化物が、アルミニウム、シリコン、チタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銀、銅、亜鉛、モリブデン、錫、インジウム及びアンチモンからなる群より選ばれた少なくとも1種を含む酸化物或いは複合酸化物である請求項11記載の導電性反射膜。   An oxide or composite in which the metal oxide includes at least one selected from the group consisting of aluminum, silicon, titanium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, silver, copper, zinc, molybdenum, tin, indium, and antimony The conductive reflective film according to claim 11, which is an oxide. 金属水酸化物が、アルミニウム、シリコン、チタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銀、銅、亜鉛、モリブデン、錫、インジウム及びアンチモンからなる群より選ばれた少なくとも1種を含む水酸化物である請求項11記載の導電性反射膜。   A hydroxide in which the metal hydroxide contains at least one selected from the group consisting of aluminum, silicon, titanium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, silver, copper, zinc, molybdenum, tin, indium and antimony The conductive reflective film according to claim 11. 有機金属化合物が、シリコン、チタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銀、銅、亜鉛、モリブデン及び錫からなる群より選ばれた少なくとも1種を含む金属石鹸、金属錯体或いは金属アルコキシドである請求項11記載の導電性反射膜。   The organometallic compound is a metal soap, metal complex, or metal alkoxide containing at least one selected from the group consisting of silicon, titanium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, silver, copper, zinc, molybdenum, and tin. The conductive reflective film according to claim 11. 分散媒として1質量%以上の水と2質量%以上のアルコール類とを含有する請求項1ないし15いずれか1項に記載の導電性反射膜。   The electroconductive reflective film according to any one of claims 1 to 15, comprising 1% by mass or more of water and 2% by mass or more of alcohols as a dispersion medium. 金属ナノ粒子を含む組成物をスーパーストレート型薄膜太陽電池の光電変換層上に成膜された透明導電膜上に湿式塗工法によって塗布し、前記塗膜を有する基材を100〜300℃/分で昇温し、130〜400℃の温度で10〜60分間保持して焼成することにより、前記透明導電膜との界面の一部に空気層を有するように膜を形成して、前記生じた空気層の反射膜面積に対する総面積を5〜70%の範囲内とすることを特徴とする導電性反射膜の製造方法。   A composition containing metal nanoparticles is applied onto a transparent conductive film formed on a photoelectric conversion layer of a super straight type thin film solar cell by a wet coating method, and a substrate having the coating film is applied at 100 to 300 ° C./min. The film was formed to have an air layer at a part of the interface with the transparent conductive film by firing at a temperature of 130 to 400 ° C. for 10 to 60 minutes and firing. A method for producing a conductive reflective film, wherein the total area of the air layer with respect to the reflective film area is in the range of 5 to 70%. 金属ナノ粒子を含む組成物が金属元素中の銀の割合が75質量%以上である金属ナノ粒子が分散媒に分散することにより調製され、
前記金属ナノ粒子は炭素骨格が炭素数1〜3の有機分子主鎖の保護剤で化学修飾され、
前記金属ナノ粒子が一次粒径10〜50nmの範囲の金属ナノ粒子を数平均で70%以上含有し、
前記組成物を透明導電膜上に湿式塗工法によって焼成後の厚さが0.05〜2.0μmの範囲内となるように塗布する請求項17記載の導電性反射膜の製造方法。
The composition containing metal nanoparticles is prepared by dispersing metal nanoparticles in which the proportion of silver in the metal element is 75% by mass or more in a dispersion medium,
The metal nanoparticles are chemically modified with an organic molecular main chain protective agent having a carbon skeleton of 1 to 3 carbon atoms,
The metal nanoparticles contain 70% or more of average number of metal nanoparticles having a primary particle size in the range of 10 to 50 nm,
The method for producing a conductive reflective film according to claim 17, wherein the composition is applied onto the transparent conductive film by a wet coating method so that the thickness after firing is in the range of 0.05 to 2.0 μm.
スーパーストレート型太陽電池の光電変換層上に透明導電膜が形成され、前記透明導電膜上に請求項1ないし18いずれか1項に記載の導電性反射膜、もしくは導電性反射膜の製造方法で製造した導電性反射膜が形成されたことを特徴とするスーパーストレート型太陽電池用の複合膜。   A transparent conductive film is formed on a photoelectric conversion layer of a super straight type solar cell, and the conductive reflective film according to any one of claims 1 to 18 or the method for producing a conductive reflective film on the transparent conductive film. A composite film for a super straight type solar cell, wherein the manufactured conductive reflective film is formed. 請求項1ないし19いずれか1項に記載の導電性反射膜、もしくは導電性反射膜の製造方法で製造した導電性反射膜を用いた積層体。   A laminate using the conductive reflective film according to any one of claims 1 to 19, or a conductive reflective film manufactured by the method for manufacturing a conductive reflective film. 請求項1ないし20いずれか1項に記載の導電性反射膜、積層体もしくは導電性反射膜の製造方法で製造した導電性反射膜、積層体を電極として用いた太陽電池。   A solar cell using the conductive reflective film and laminate produced by the method for producing a conductive reflective film, laminate or conductive reflective film according to any one of claims 1 to 20 as an electrode. 請求項1ないし21いずれか1項に記載の導電性反射膜を電極として用いた太陽電池。   A solar cell using the conductive reflective film according to any one of claims 1 to 21 as an electrode.
JP2010203891A 2009-10-23 2010-09-13 Conductive reflecting film and method of manufacturing the same Withdrawn JP2011109069A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010203891A JP2011109069A (en) 2009-10-23 2010-09-13 Conductive reflecting film and method of manufacturing the same
CN2010105295203A CN102097513A (en) 2009-10-23 2010-10-22 Conductive reflective film and producing method thereof

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009244028 2009-10-23
JP2009244028 2009-10-23
JP2010203891A JP2011109069A (en) 2009-10-23 2010-09-13 Conductive reflecting film and method of manufacturing the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011109069A true JP2011109069A (en) 2011-06-02

Family

ID=44232187

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010203891A Withdrawn JP2011109069A (en) 2009-10-23 2010-09-13 Conductive reflecting film and method of manufacturing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2011109069A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012169123A1 (en) * 2011-06-10 2012-12-13 Jx日鉱日石エネルギー株式会社 Photoelectric conversion element
JP2013004805A (en) * 2011-06-17 2013-01-07 Jx Nippon Oil & Energy Corp Photoelectric conversion element
JP2013004535A (en) * 2011-06-10 2013-01-07 Jx Nippon Oil & Energy Corp Photoelectric conversion element

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012169123A1 (en) * 2011-06-10 2012-12-13 Jx日鉱日石エネルギー株式会社 Photoelectric conversion element
JP2013004535A (en) * 2011-06-10 2013-01-07 Jx Nippon Oil & Energy Corp Photoelectric conversion element
JP2013004805A (en) * 2011-06-17 2013-01-07 Jx Nippon Oil & Energy Corp Photoelectric conversion element

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5979211B2 (en) Electrode forming composition and electrode forming method using the composition
JP5169389B2 (en) Method for manufacturing conductive reflective film
US8921688B2 (en) Composite film for superstrate solar cell having conductive film and electroconductive reflective film formed by applying composition containing metal nanoparticles and comprising air pores of preset diameter in contact surface
JP5309440B2 (en) Composition for forming electrode of solar cell, method for forming the electrode, and method for producing solar cell using the electrode obtained by the forming method
JP5637196B2 (en) Composite film for super straight type thin film solar cell and manufacturing method thereof
KR20110108274A (en) Composition for producing transparent conductive film, method of producing composite film for solar cell and composite film produced thereby
WO2008047641A1 (en) Composition for electrode formation and method for forming electrode by using the composition
JP5359667B2 (en) Composite film for super straight type solar cell and manufacturing method thereof
JP2010087479A (en) Composite film for substraight type solar cell and method of manufacturing the same
JP2011222953A (en) Composition for transparent conductive film formation, method for forming composite film for solar cell, and composite film formed by the method
JP2011109069A (en) Conductive reflecting film and method of manufacturing the same
JP5515499B2 (en) Composite film for substrate type solar cell and manufacturing method thereof
JP5444923B2 (en) Composite film for super straight type solar cell and manufacturing method thereof
JP5493469B2 (en) Composite film for super straight type thin film solar cell and manufacturing method thereof
JP5413214B2 (en) Conductive oxide fine particle dispersion for forming transparent conductive film, transparent conductive film formed using the dispersion, composite film, and method for producing the same
JP2011151291A (en) Transparent conductive film, composite film, and method of manufacturing the same
JP2012009840A (en) Method of forming composite film for solar cell and composite film formed by the method
JP5423860B2 (en) Conductive reflective film and manufacturing method thereof
JP5407989B2 (en) Method for forming composite film for solar cell
CN102097513A (en) Conductive reflective film and producing method thereof
JP2011204972A (en) Method of manufacturing solar cell
JP2011192804A (en) Method of manufacturing solar cell
JP2011192802A (en) Method of manufacturing solar cell
JP2011192799A (en) Method of manufacturing solar cell
JP2011192798A (en) Method of manufacturing solar cell

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20131203