JP2011210977A - 太陽電池用複合膜の形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】太陽電池の光電変換層13上に透明導電膜用組成物を湿式塗工法を用いて塗布することにより、透明導電塗膜を形成する工程と、この透明導電塗膜上に、導電性反射膜用組成物を湿式塗工法を用いて塗布することにより、導電性反射塗膜を形成する工程と、導電性反射塗膜表面から5〜100N/cm2の圧力で加圧すると同時に、透明導電塗膜及び導電性反射塗膜を100〜300℃の温度で加熱することにより、透明導電膜14aと導電性反射膜14bとからなる複合膜14を得る工程とを含むことを特徴とする。
【選択図】図1
Description
(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する。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。
(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。
(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。
(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。
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、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。
先ず、実施例1と同様に、光電変換層13上に透明導電塗膜を形成し、更に透明導電塗膜上に導電性反射塗膜を形成した。次に、上記真空ラミネータ装置を用いて(実施例8〜11、比較例5,6)、又は上記ホットプレス装置を用いて(実施例12〜14)、次の表2に示すそれぞれの条件で、導電性反射塗膜の表面から、同時に加熱を行うことなく加圧した。その後、次の表2に示すそれぞれの条件で、透明導電塗膜及び導電性反射塗膜を有する基材を焼成することにより、複合膜14を形成した。複合膜14が形成された太陽電セルについて実施例1と同様にして直列抵抗を測定した。その結果を以下の表2に示す。
先ず、実施例1と同様に、光電変換層13上に透明導電塗膜を形成し、更に透明導電塗膜上に導電性反射塗膜を形成した。その後、加熱、加圧を行うことなく、次の表3に示すそれぞれの条件で、透明導電塗膜及び導電性反射塗膜を有する基材を焼成することにより、複合膜14を形成した。続いて、上記真空ラミネータ装置を用いて(実施例15〜18)、又は上記ホットプレス装置を用いて(実施例19〜22、比較例7,8)、次の表3に示すそれぞれの条件で、形成された複合膜14の表面から加圧を行った。複合膜14が形成された太陽電セルについて実施例1と同様にして直列抵抗を測定した。その結果を以下の表3に示す。
先ず、実施例1と同様に、光電変換層13上に、透明導電塗膜を形成し、更に透明導電塗膜上に導電性反射塗膜を形成した。次に、上記真空ラミネータ装置を用いて(実施例23〜26)、又は上記ホットプレス装置を用いて(実施例27〜30、比較例9)、次の表4に示すそれぞれの条件で、形成した導電性反射塗膜の表面から加圧すると同時に、透明導電塗膜及び導電性反射塗膜を加熱することにより、複合膜14を得た。その後、次の表4に示すそれぞれの条件で、複合膜14を有する基材を焼成した。複合膜14が形成された太陽電セルについて実施例1と同様にして直列抵抗を測定した。その結果を以下の表4に示す。
先ず、実施例1と同様に、光電変換層13上に、透明導電塗膜及び導電性反射塗膜を形成した。その後、加熱、加圧を行うことなく、次の表5に示すそれぞれの条件で、透明導電塗膜及び導電性反射塗膜を有する基材を焼成することにより、複合膜14を形成した。続いて、上記真空ラミネータ装置を用いて(実施例31〜35)、又は上記ホットプレス装置を用いて(実施例36〜40、比較例10,11)、次の表5に示すそれぞれの条件で、形成された複合膜14の表面からの加熱と同時に加圧を行った。複合膜14が形成された太陽電セルについて実施例1と同様にして直列抵抗を測定した。その結果を以下の表5に示す。
12 表面電極
13 光電変換層
14 複合膜
14a 透明導電膜
14b 導電性反射膜
Claims (5)
- 基材上に表面電極を介して積層された太陽電池の光電変換層上に導電性酸化物微粒子を含む透明導電膜用組成物を湿式塗工法を用いて塗布することにより、透明導電塗膜を形成する工程と、
前記透明導電塗膜上に、金属ナノ粒子を含む導電性反射膜用組成物を湿式塗工法を用いて塗布することにより、導電性反射塗膜を形成する工程と、
前記導電性反射塗膜表面から5〜100N/cm2の圧力で加圧すると同時に、前記透明導電塗膜及び前記導電性反射塗膜を100〜300℃の温度で加熱することにより、前記光電変換層上に形成された透明導電膜と前記透明導電膜上に形成された導電性反射膜とからなる複合膜を得る工程と
を含む太陽電池用複合膜の形成方法。 - 基材上に表面電極を介して積層された太陽電池の光電変換層上に導電性酸化物微粒子を含む透明導電膜用組成物を湿式塗工法を用いて塗布することにより、透明導電塗膜を形成する工程と、
前記透明導電塗膜上に、金属ナノ粒子を含む導電性反射膜用組成物を湿式塗工法を用いて塗布することにより、導電性反射塗膜を形成する工程と、
前記導電性反射塗膜表面から5〜100N/cm2の圧力で加圧する工程と、
前記導電性反射塗膜表面からの加圧後に前記透明導電塗膜及び前記導電性反射塗膜を有する基材を130〜350℃の温度で焼成することにより、前記光電変換層上に形成された透明導電膜と前記透明導電膜上に形成された導電性反射膜とからなる複合膜を得る工程と
を含む太陽電池用複合膜の形成方法。 - 前記導電性反射塗膜表面からの加圧と同時に前記透明導電塗膜及び導電性反射塗膜の加熱を行うことにより、前記複合膜を得た後、130〜350℃の温度で更に焼成を行う請求項1記載の太陽電池用複合膜の形成方法。
- 基材上に表面電極を介して積層された太陽電池の光電変換層上に導電性酸化物微粒子を含む透明導電膜用組成物を湿式塗工法を用いて塗布することにより、透明導電塗膜を形成する工程と、
前記透明導電塗膜上に、金属ナノ粒子を含む導電性反射膜用組成物を湿式塗工法を用いて塗布することにより、導電性反射塗膜を形成する工程と、
前記透明導電塗膜及び前記導電性反射塗膜を有する基材を焼成することにより、前記光電変換層上に形成された透明導電膜と前記透明導電膜上に形成された導電性反射膜からなる複合膜を得る工程と、
前記得られた複合膜表面から5〜100N/cm2の圧力で加圧する工程と
を含む太陽電池用複合膜の形成方法。 - 前記得られた複合膜表面からの加圧と同時に100〜300℃の温度で加熱を行う請求項4記載の太陽電池用複合膜の形成方法。
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