JP2011222752A - Solar battery module and solar battery cell - Google Patents

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香 岡庭
Hiroaki Morikawa
浩昭 森川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solar battery module in which a deterioration in moisture resistance is restrained and a light utilization factor (power generation efficiency) is improved.SOLUTION: A solar battery module comprises a solar battery cell having a light trapping film and an anti-reflection film. The light trapping film is formed by microscopic convex or concave pyramids or cones which are tightly spread in quantity, has a refraction factor of 1.55 to 2.40, constituted by organic or non organic hybrid composition made of a titanium tetra alkoxide, has a standardized absorbance a which is indicated by a following formula, of 0.1 or less with respect to a frequency of 400 to 1200 nm; (formula 1) a[-/μm]=-log10(T)/L (T is a transmittance rate. L is an average thickness of a film (μm)). The anti-reflection film comprises a silicon nitride film made of a silicon nitride and a silicon oxide film made of a silicon oxide. The silicon oxide film is formed at a light incidence side of the silicon nitride film or made of a mixed crystal of a silicon nitride and a silicon oxide.

Description

本発明は、太陽電池モジュール及び太陽電池セルに関するものであり、更に詳しくは、入射光を効率よく太陽電池セルに導入して発電効率を高くしうる、ライトトラッピングフィルム及び反射防止膜を有する太陽電池モジュール及び太陽電池セルに関するものである。   The present invention relates to a solar cell module and a solar cell, and more specifically, a solar cell having a light trapping film and an antireflection film that can efficiently introduce incident light into the solar cell to increase power generation efficiency. The present invention relates to a module and a solar battery cell.

従来のシリコン結晶系の太陽電池モジュールの概略図(断面図)を図2に示す。表面の保護ガラス(カバーガラスともいう)201は、耐衝撃性を重んじて強化ガラスが用いられており、封止材202(通常、エチレンビニルアセテートコポリマーを主成分とする樹脂、充填材ともいう)との密着性をよくするために、片面はエンボス加工による凹凸模様が施されている。   A schematic view (cross-sectional view) of a conventional silicon crystal solar cell module is shown in FIG. A protective glass (also referred to as cover glass) 201 on the surface uses tempered glass in consideration of impact resistance, and a sealing material 202 (usually also referred to as a resin or filler mainly composed of ethylene vinyl acetate copolymer). In order to improve the adhesion to the surface, one surface is provided with an uneven pattern by embossing.

また、その凹凸模様は内側(すなわち、図2では保護ガラス201の下面)に形成されており、太陽電池モジュール200の表面は平滑である。また保護ガラス201の下側には太陽電池セル100及びタブ線203を保護封止するための封止材202、及びバックフィルム204が設けられている(例えば、非特許文献1参照)。   Moreover, the uneven | corrugated pattern is formed inside (namely, the lower surface of the protective glass 201 in FIG. 2), and the surface of the solar cell module 200 is smooth. Further, a sealing material 202 and a back film 204 for protecting and sealing the solar battery cell 100 and the tab wire 203 are provided below the protective glass 201 (see, for example, Non-Patent Document 1).

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

なお、斜めを含むあらゆる角度からの外部光を、反射損失を少なくして効率よく取り入れる手法の一つに、moth−eye(昆虫の目)構造があることは古くから知られている。これは微細な円錐や三角錐、四角錐等の透明形状物を、フィルムの表面に百nmスケールで規則的に配列する構造を形成することで、反射損失を少なくし効率よく外部光を取り入れる技術である(例えば、非特許文献2参照)。   It has long been known that there is a moth-eye (insect's eye) structure as one of the methods for efficiently taking in external light from all angles including an oblique direction while reducing reflection loss. This is a technology that efficiently incorporates external light by reducing the reflection loss by forming a structure in which transparent objects such as fine cones, triangular pyramids, and quadrangular pyramids are regularly arranged on the surface of the film at a scale of 100 nm. (For example, see Non-Patent Document 2).

上記微細なmoth−eye構造は、太陽電池にとっては非常に有効な手法と考えられるものの、これを太陽電池の最外層に設けた場合、屋外で長期間に渡り曝露されて汚れ、逆に光を遮断する恐れがある。また、これを避けるため、moth−eye構造を通常の樹脂材料によりモジュール内部の光入射側に設けた場合、太陽電池セルを封止している封止材との屈折率差が小さいため、効率よく外部光を取り入れることができず、従来はほとんど採用されてこなかった。そこで、これを改良して太陽電池モジュールに応用したものが特許文献1に示されている。   Although the above-mentioned minute-eye structure is considered to be a very effective technique for solar cells, when it is provided in the outermost layer of a solar cell, it will be exposed outdoors for a long period of time and will be contaminated. There is a risk of blocking. Moreover, in order to avoid this, when the both-eye structure is provided on the light incident side inside the module with a normal resin material, the refractive index difference from the sealing material sealing the solar battery cell is small, so that the efficiency It was not possible to take in external light well, and it has hardly been used in the past. Therefore, Patent Document 1 discloses an improved version of this applied to a solar cell module.

特許文献1には、片面は平滑であり、他面は微細凸部(略同一形状の円錐状もしくは多角錐状)を多数敷き詰めるように形成した、屈折率が1.4以上で透明である集光フィルム(ライトトラッピングフィルム)が提案されている。   In Patent Document 1, one surface is smooth, and the other surface is formed by laying a large number of fine convex portions (conical shape or polygonal pyramid shape having substantially the same shape), and has a refractive index of 1.4 or more and is transparent. An optical film (light trapping film) has been proposed.

ライトトラッピングフィルムの特徴である微細な凹凸形状を有し、さらには太陽電池セルとの光学接触を得るための材料としては、製造工程において可とう性を持ち、ライトトラッピングフィルム特有の微細な凹凸形状及び太陽電池セルの凹凸に追従する必要がある。このような性質を有する材料としては、ポリマ材料が好適であるが、必要とされる屈折率(1.55〜2.40)が通常のポリマ材料で得られる範囲(おおよそ1.7)を超えている。このため、特許文献1では、チタニウムテトラアルコキシドを用いた有機−無機ハイブリッド材料により、工程で必要な可とう性及びライトトラッピングフィルム本来の性質を発揮させるための高い屈折率が実現可能となっている。   It has a fine uneven shape that is characteristic of light trapping films. In addition, as a material for obtaining optical contact with solar cells, it has flexibility in the manufacturing process and is unique to light trapping films. And it is necessary to follow the unevenness | corrugation of a photovoltaic cell. A polymer material is suitable as a material having such properties, but the required refractive index (1.55 to 2.40) exceeds the range (approximately 1.7) that can be obtained with a normal polymer material. ing. For this reason, in patent document 1, the high refractive index for exhibiting the flexibility required for a process and the original property of a light trapping film is realizable by the organic-inorganic hybrid material using titanium tetraalkoxide. .

特開2005−101513号公報JP 2005-101513 A

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

しかしながら、特許文献1で提案されるライトトラッピングフィルムの材料であるチタニウムテトラアルコキシドを用いた有機−無機ハイブリッド材料は、高温高湿下において加水分解し、反応性の高いチタノールを生じうる。従来の太陽電池セルの反射防止膜は主に窒化ケイ素で形成されているが、このチタノールは、窒化ケイ素を侵食してしまう。この反応機構は、下式のように推定される。   However, the organic-inorganic hybrid material using titanium tetraalkoxide, which is the material of the light trapping film proposed in Patent Document 1, can be hydrolyzed under high temperature and high humidity to produce highly reactive titanol. The antireflection film of the conventional solar battery cell is mainly formed of silicon nitride, but this titanol erodes silicon nitride. This reaction mechanism is presumed as follows.

Figure 2011222752
Figure 2011222752

本発明は、このような問題を軽減しようとするものであり、具体的には、太陽電池モジュールにおける光利用率を向上させるために、チタニウムテトラアルコキシドを用いた有機−無機ハイブリッド組成物からなるライトトラッピングフィルムと、窒化ケイ素を含む反射防止膜を有する太陽電池セルと、を有する太陽電池モジュールにおいて、発電効率を向上させること目的とする。   The present invention is intended to alleviate such a problem. Specifically, a light comprising an organic-inorganic hybrid composition using titanium tetraalkoxide in order to improve the light utilization rate in a solar cell module. An object of the present invention is to improve power generation efficiency in a solar battery module having a trapping film and a solar battery cell having an antireflection film containing silicon nitride.

本発明者等は上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、チタニウムテトラアルコキシドを用いた有機−無機ハイブリッド組成物からなるライトトラッピングフィルムを用いた場合でも、窒化ケイ素を含む反射防止膜を、<1>窒化ケイ素膜上に酸化ケイ素膜を積層させる2層構成とする、又は<2>窒化ケイ素と酸化ケイ素との混晶体からなる1層構成とすることで、ライトトラッピングから生じるチタノールにより窒化ケイ素が侵食されない反射防止膜を有する太陽電池モジュール及び太陽電池セルを提供できることを見出した。 即ち、本発明は以下の通りである。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that an antireflection film containing silicon nitride is <1 even when a light trapping film made of an organic-inorganic hybrid composition using titanium tetraalkoxide is used. > The silicon nitride film is formed by laminating a silicon oxide film on the silicon nitride film, or <2> a one-layer structure composed of a mixed crystal of silicon nitride and silicon oxide. It has been found that a solar cell module and a solar cell having an antireflection film that is not eroded can be provided. That is, the present invention is as follows.

(1)ライトトラッピングフィルムを含む複数の光透過性層と、光入射面側に反射防止膜を有する太陽電池セルと、を有する太陽電池モジュールであって、
上記ライトトラッピングフィルムは、上記反射防止膜よりも光入射側に形成され、
上記ライトトラッピングフィルムが、微細な凸又は凹形状の多角錐又は円錐が隙間なく多数敷き詰めるように形成されており、且つ屈折率が1.55〜2.40であり、チタニウムテトラアルコキシドを用いた有機−無機ハイブリッド組成物で構成され、下記式で表される規格化吸光度aが波長400〜1200nmにおいて0.1以下であり、

Figure 2011222752
(上記式中、Tは透過率、Lはフィルム平均厚み(μm)である)
上記反射防止膜は、窒化ケイ素からなる窒化ケイ素膜と、酸化ケイ素からなる酸化ケイ素膜と、を有し、且つ上記酸化ケイ素膜は、上記窒化ケイ素膜の光入射側に形成されることを特徴とする太陽電池モジュール。 (1) A solar battery module having a plurality of light-transmitting layers including a light trapping film, and a solar battery cell having an antireflection film on the light incident surface side,
The light trapping film is formed on the light incident side from the antireflection film,
The light trapping film is formed so that a large number of fine convex or concave polygonal pyramids or cones are spread without gaps, and the refractive index is 1.55 to 2.40, and an organic material using titanium tetraalkoxide -The standardized absorbance a composed of an inorganic hybrid composition and represented by the following formula is 0.1 or less at a wavelength of 400 to 1200 nm,
Figure 2011222752
(In the above formula, T is the transmittance, and L is the average film thickness (μm))
The antireflection film includes a silicon nitride film made of silicon nitride and a silicon oxide film made of silicon oxide, and the silicon oxide film is formed on a light incident side of the silicon nitride film. A solar cell module.

(2)上記窒化ケイ素膜が、Si、N及びHで構成された、屈折率が1.60〜2.70の範囲であり、
上記酸化ケイ素膜が、Si、O及びHで構成された、屈折率が1.45〜1.55の範囲であることを特徴とする上記(1)に記載の太陽電池モジュール。
(2) The silicon nitride film is composed of Si, N and H, and has a refractive index in the range of 1.60 to 2.70,
The solar cell module according to (1), wherein the silicon oxide film is composed of Si, O, and H and has a refractive index in the range of 1.45 to 1.55.

(3)上記酸化ケイ素膜が、上記窒化ケイ素膜の光入射側に10Å以上の膜厚で構成されたことを特徴とする上記(1)又は(2)に記載の太陽電池モジュール。
(4)上記酸化ケイ素膜が、上記窒化ケイ素膜の光入射側に10Å以上100Å以下の膜厚で構成されたことを特徴とする上記(1)又は(2)に記載の太陽電池モジュール。
(3) The solar cell module according to (1) or (2), wherein the silicon oxide film is formed with a thickness of 10 mm or more on a light incident side of the silicon nitride film.
(4) The solar cell module according to (1) or (2), wherein the silicon oxide film is formed with a thickness of 10 to 100 mm on a light incident side of the silicon nitride film.

(5)上記窒化ケイ素膜が、SiHとNHとの混合ガスを原料とするプラズマCVD法により、上記混合ガス流量比NH/SiHが0.05〜1.0、反応室の圧力が0.1〜2Torr、成膜時の温度が300〜550℃、プラズマの放電のための周波数が100kHz以上の条件の下で形成されることを特徴とする上記(1)〜(4)のいずれか一つに記載の太陽電池モジュール。 (5) The silicon nitride film is formed by a plasma CVD method using a mixed gas of SiH 4 and NH 3 as a raw material, the mixed gas flow ratio NH 3 / SiH 4 is 0.05 to 1.0, and the pressure in the reaction chamber (1) to (4), characterized in that the film is formed under conditions of 0.1 to 2 Torr, a film forming temperature of 300 to 550 ° C., and a plasma discharge frequency of 100 kHz or more. The solar cell module as described in any one.

(6)上記酸化ケイ素膜が、SiHと、Oと、Ar又はHeと、の混合ガスで、該混合ガスを原料とするプラズマCVD法により、上記混合ガス流量比SiH/O2/Ar(He)が1/1.5〜2.0/1.5〜2.0、反応室の圧力が0.005〜2Torr、成膜時の温度が300〜550℃、プラズマの放電のための周波数が100kHz以上の条件の下で形成されることを特徴とする上記(1)〜(5)のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。 (6) The silicon oxide film is a mixed gas of SiH 4 , O 2 and Ar or He, and the mixed gas flow rate ratio SiH 4 / O 2 / Ar is obtained by a plasma CVD method using the mixed gas as a raw material. (He) is 1 / 1.5 to 2.0 / 1.5 to 2.0, the pressure in the reaction chamber is 0.005 to 2 Torr, the temperature during film formation is 300 to 550 ° C., for plasma discharge The solar cell module according to any one of (1) to (5), wherein the solar cell module is formed under a condition of a frequency of 100 kHz or more.

(7)ライトトラッピングフィルムを含む複数の光透過性層と、光入射面側に反射防止膜を有する太陽電池セルと、を有する太陽電池モジュールであって、
上記ライトトラッピングフィルムは、上記反射防止膜よりも光入射側に形成され、
上記複数の光透過性層を、光入射側から層1、層2、・・・、層mとし、またこれらの屈折率をn1、n2、・・・、nmとしたとき、n1≦n2≦・・・・≦nmが成り立ち、
上記ライトトラッピングフィルムが、微細な凸又は凹形状の多角錐又は円錐が隙間なく多数敷き詰めるように形成されており、且つ屈折率が1.55〜2.40であり、チタニウムテトラアルコキシドを用いた有機−無機ハイブリッド組成物で構成され、下記式で表される規格化吸光度aが波長400〜1200nmにおいて0.1以下であり、

Figure 2011222752
(上記式中、Tは透過率、Lはフィルム平均厚み(μm)である)
上記反射防止膜は、窒化ケイ素と酸化ケイ素との混晶体からなることを特徴とする太陽電池モジュール。 (7) A solar cell module having a plurality of light transmissive layers including a light trapping film and a solar cell having an antireflection film on the light incident surface side,
The light trapping film is formed on the light incident side from the antireflection film,
When the plurality of light transmissive layers are layer 1, layer 2,..., Layer m from the light incident side, and the refractive indexes thereof are n1, n2,..., Nm, n1 ≦ n2 ≦・ ・ ・ ・ ≦ nm holds,
The light trapping film is formed so that a large number of fine convex or concave polygonal pyramids or cones are spread without gaps, and the refractive index is 1.55 to 2.40, and an organic material using titanium tetraalkoxide -The standardized absorbance a composed of an inorganic hybrid composition and represented by the following formula is 0.1 or less at a wavelength of 400 to 1200 nm,
Figure 2011222752
(In the above formula, T is the transmittance, and L is the average film thickness (μm))
The solar cell module, wherein the antireflection film is made of a mixed crystal of silicon nitride and silicon oxide.

(8)上記反射防止膜が、Si、O、N及びHで構成された、屈折率が1.45〜2.70の範囲である窒化ケイ素と酸化ケイ素との混晶体からなることを特徴とする上記(7)に記載の太陽電池モジュール。 (8) The antireflection film is made of a mixed crystal of silicon nitride and silicon oxide having a refractive index in the range of 1.45 to 2.70, composed of Si, O, N, and H. The solar cell module according to (7).

(9)上記反射防止膜の窒化ケイ素膜の屈折率又は上記混晶体からなる反射防止膜は、上記ライトトラッピングフィルムの屈折率よりも大きいことを特徴とする上記(1)又は(7)に記載の太陽電池モジュール。 (9) The refractive index of the silicon nitride film of the antireflection film or the antireflection film made of the mixed crystal is larger than the refractive index of the light trapping film, as described in (1) or (7) above Solar cell module.

(10)微細な凸又は凹形状の多角錐又は円錐が隙間なく多数敷き詰めるように形成されており、且つ屈折率が1.55〜2.40であり、チタニウムテトラアルコキシドを用いた有機−無機ハイブリッド組成物で構成され、下記式で表される規格化吸光度aが波長400〜1200nmにおいて0.1以下であるライトトラッピングフィルムを有する太陽電池モジュール用の、光入射面側に反射防止膜を有する太陽電池セルであって、

Figure 2011222752
(上記式中、Tは透過率、Lはフィルム平均厚み(μm)である)
上記反射防止膜は、窒化ケイ素からなる窒化ケイ素膜と、酸化ケイ素からなる酸化ケイ素膜と、を有し、且つ上記酸化ケイ素膜は、上記窒化ケイ素膜の光入射側に形成されることを特徴とする太陽電池セル。 (10) An organic-inorganic hybrid using titanium tetraalkoxide, which is formed so that a large number of fine convex or concave polygonal cones or cones are spread without gaps, and the refractive index is 1.55 to 2.40. A solar cell having an antireflection film on the light incident surface side for a solar cell module having a light trapping film composed of a composition and having a normalized absorbance a expressed by the following formula of 0.1 or less at a wavelength of 400 to 1200 nm A battery cell,
Figure 2011222752
(In the above formula, T is the transmittance, and L is the average film thickness (μm))
The antireflection film includes a silicon nitride film made of silicon nitride and a silicon oxide film made of silicon oxide, and the silicon oxide film is formed on a light incident side of the silicon nitride film. A solar battery cell.

(11)微細な凸又は凹形状の多角錐又は円錐が隙間なく多数敷き詰めるように形成されており、且つ屈折率が1.55〜2.40であり、チタニウムテトラアルコキシドを用いた有機−無機ハイブリッド組成物で構成され、下記式で表される規格化吸光度aが波長400〜1200nmにおいて0.1以下であるライトトラッピングフィルムを有する太陽電池モジュール用の、光入射面側に反射防止膜を有する太陽電池セルであって、

Figure 2011222752
(上記式中、Tは透過率、Lはフィルム平均厚み(μm)である)
上記反射防止膜は、窒化ケイ素と酸化ケイ素との混晶体からなることを特徴とする太陽電池セル。 (11) An organic-inorganic hybrid using titanium tetraalkoxide, which is formed so that a large number of fine convex or concave polygonal cones or cones are spread without gaps, and the refractive index is 1.55 to 2.40. A solar cell having an antireflection film on the light incident surface side for a solar cell module having a light trapping film composed of a composition and having a normalized absorbance a expressed by the following formula of 0.1 or less at a wavelength of 400 to 1200 nm A battery cell,
Figure 2011222752
(In the above formula, T is the transmittance, and L is the average film thickness (μm))
The solar cell, wherein the antireflection film is made of a mixed crystal of silicon nitride and silicon oxide.

本発明により、チタニウムテトラアルコキシドを用いた有機−無機ハイブリッド組成物からなるライトトラッピングフィルムと、及び窒化ケイ素を含む反射防止膜を有する太陽電池セルと、を有する太陽電池モジュールにおいて、反射防止膜がライトトラッピング成分由来のチタノールによる侵食を受けないものとなる。   According to the present invention, in a solar battery module having a light trapping film made of an organic-inorganic hybrid composition using titanium tetraalkoxide and a solar battery cell having an antireflection film containing silicon nitride, the antireflection film is a light It will not be eroded by titanol derived from the trapping component.

また、本発明は、侵食防止のみならず、ライトトラッピングフィルムにおいて上記チタニウムテトラアルコキシドを用いた有機−無機ハイブリッド組成物を用いた場合でも、その下層である太陽電池セルの反射防止膜が2層構造(窒化ケイ素膜及び酸化ケイ素膜)であって、ライトトラッピングフィルムよりも酸化ケイ素膜の屈折率が小さくとも、酸化ケイ素膜の膜厚を波長よりも十分に薄くすることにより、最も効率よく太陽光を導入しうる屈折率構成を得る太陽電池モジュールを提供することができる。   Further, the present invention is not only for preventing erosion, but also when the organic-inorganic hybrid composition using the titanium tetraalkoxide is used in the light trapping film, the antireflection film of the solar cell as a lower layer thereof has a two-layer structure. (Silicon nitride film and silicon oxide film) Even if the refractive index of the silicon oxide film is smaller than that of the light trapping film, by making the thickness of the silicon oxide film sufficiently smaller than the wavelength, the most efficient sunlight It is possible to provide a solar cell module that obtains a refractive index configuration capable of introducing

本発明の1つの実施の態様を示す。積極的に凹凸構造を形成する処理を行わず、ライトトラッピングフィルムをつけた太陽電池セル。1 illustrates one embodiment of the present invention. A solar cell with a light trapping film without aggressively forming a concavo-convex structure. 従来型の太陽電池モジュールの構造図(断面)を示す。A structural view (cross section) of a conventional solar cell module is shown. ライトトラッピングフィルムをモジュールに組み込んだ場合の一態様。型フィルムをモジュール内に残さない。ただし、この図では、接続用タブ線は省略されている。One mode when a light trapping film is incorporated in a module. Do not leave the mold film in the module. However, in this figure, connection tab lines are omitted. ライトトラッピングフィルムをモジュールに組み込んだ場合の一態様。型フィルムをモジュール内に残す。ただし、この図では、接続用タブ線は省略されている。One mode when a light trapping film is incorporated in a module. Leave the mold film in the module. However, in this figure, connection tab lines are omitted. 太陽電池セルに貼り付けたライトトラッピングフィルム。ここでは、型フィルムを残した状態としている。Light trapping film affixed to solar cells. Here, the mold film is left. 太陽電池セルへライトトラッピングフィルムを形成させる製造工程図を示す。The manufacturing process figure which forms a light trapping film in a photovoltaic cell is shown. 本発明の太陽電池モジュールにおける太陽電池セル(テクスチャー構造あり)の製造工程図を示す。The manufacturing process figure of the photovoltaic cell (with a texture structure) in the photovoltaic module of this invention is shown. 本発明の太陽電池モジュールにおける太陽電池セル(テクスチャー構造なし)の製造工程図を示す。The manufacturing process figure of the photovoltaic cell (without texture structure) in the solar cell module of this invention is shown. 実施例で得られた太陽電池モジュールの、耐湿性試験における劣化の時間依存性の結果を示す。The result of the time dependence of deterioration in the moisture resistance test of the solar cell module obtained in the Example is shown.

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の太陽電池モジュールの一態様は、ライトトラッピングフィルムを含む複数の光透過性層と、光入射面側に反射防止膜を有する太陽電池セルと、を有し、
上記ライトトラッピングフィルムは、上記反射防止膜よりも光入射側に形成され、
上記ライトトラッピングフィルムが、微細な凸又は凹形状の多角錐又は円錐が隙間なく多数敷き詰めるように形成されており、且つ屈折率が1.55〜2.4であり、チタニウムテトラアルコキシドを用いた有機−無機ハイブリッド組成物で構成され、下記式(1)で表される規格化吸光度aが波長400〜1200nmにおいて0.1以下であり、

Figure 2011222752
(上記式中、Tは透過率、Lはフィルム平均厚み(μm)である)
上記反射防止膜は、窒化ケイ素からなる窒化ケイ素膜と、酸化ケイ素からなる酸化ケイ素膜と、を有し、且つ上記酸化ケイ素膜は、上記窒化ケイ素膜の光入射側に形成されることを特徴とする。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
One aspect of the solar cell module of the present invention has a plurality of light transmissive layers including a light trapping film, and a solar cell having an antireflection film on the light incident surface side,
The light trapping film is formed on the light incident side from the antireflection film,
The light trapping film is formed so that a large number of fine convex or concave polygonal pyramids or cones are spread without gaps, and has a refractive index of 1.55 to 2.4, and is an organic material using titanium tetraalkoxide. A standardized absorbance a composed of an inorganic hybrid composition and represented by the following formula (1) is 0.1 or less at a wavelength of 400 to 1200 nm,
Figure 2011222752
(In the above formula, T is the transmittance, and L is the average film thickness (μm))
The antireflection film includes a silicon nitride film made of silicon nitride and a silicon oxide film made of silicon oxide, and the silicon oxide film is formed on a light incident side of the silicon nitride film. And

本発明の太陽電池モジュールの別の態様は、ライトトラッピングフィルムを含む複数の光透過性層と、光入射面側に反射防止膜を有する太陽電池セルと、を有し、
上記ライトトラッピングフィルムは、上記反射防止膜よりも光入射側に形成され、
上記複数の光透過性層を、光入射側から層1、層2、・・・、層mとし、またこれらの屈折率をn1、n2、・・・、nmとしたとき、n1≦n2≦・・・・≦nmが成り立ち、
上記ライトトラッピングフィルムが、微細な凸又は凹形状の多角錐又は円錐が隙間なく多数敷き詰めるように形成されており、且つ屈折率が1.55〜2.40であり、チタニウムテトラアルコキシドを用いた有機−無機ハイブリッド組成物で構成され、下記式で表される規格化吸光度aが波長400〜1200nmにおいて0.1以下であり、

Figure 2011222752
(上記式中、Tは透過率、Lはフィルム平均厚み(μm)である)
上記反射防止膜は、窒化ケイ素と酸化ケイ素との混晶体からなることを特徴とする。 Another aspect of the solar cell module of the present invention has a plurality of light transmissive layers including a light trapping film, and a solar cell having an antireflection film on the light incident surface side,
The light trapping film is formed on the light incident side from the antireflection film,
When the plurality of light transmissive layers are layer 1, layer 2,..., Layer m from the light incident side, and the refractive indexes thereof are n1, n2,..., Nm, n1 ≦ n2 ≦・ ・ ・ ・ ≦ nm holds,
The light trapping film is formed so that a large number of fine convex or concave polygonal pyramids or cones are spread without gaps, and the refractive index is 1.55 to 2.40, and an organic material using titanium tetraalkoxide -The standardized absorbance a composed of an inorganic hybrid composition and represented by the following formula is 0.1 or less at a wavelength of 400 to 1200 nm,
Figure 2011222752
(In the above formula, T is the transmittance, and L is the average film thickness (μm))
The antireflection film is made of a mixed crystal of silicon nitride and silicon oxide.

本発明の太陽電池モジュールは、太陽電池セルの反射防止膜として、ライトトラッピングフィルムと太陽電池セルとの間に、酸化ケイ素を構成成分として導入することで、反射防止膜の構成成分である窒化ケイ素に対して、チタニウムテトラアルコキシドを用いた有機−無機ハイブリッド組成物からなるライトトラッピングフィルムの劣化により生じるチタノールによる侵食を防止することができる。
より具体的には、太陽電池セルの反射防止膜として、下記の構成とする。
<1>窒化ケイ素膜上に酸化ケイ素膜を積層させる2層構成とする、又は<2>窒化ケイ素と酸化ケイ素との混晶体からなる1層構成とする。
The solar cell module of the present invention is a silicon nitride that is a component of the antireflection film by introducing silicon oxide as a component between the light trapping film and the solar cell as an antireflection film of the solar cell. On the other hand, it is possible to prevent erosion by titanol caused by deterioration of a light trapping film made of an organic-inorganic hybrid composition using titanium tetraalkoxide.
More specifically, the antireflection film of the solar battery cell has the following configuration.
<1> A two-layer structure in which a silicon oxide film is laminated on a silicon nitride film, or a <1> one-layer structure made of a mixed crystal of silicon nitride and silicon oxide.

また、本発明は、侵食防止のみならず、上記チタニウムテトラアルコキシドを用いた有機−無機ハイブリッド組成物を用いた場合でも、その下層である太陽電池セルの反射防止膜が2層構造(窒化ケイ素膜及び酸化ケイ素膜)であって、ライトトラッピングフィルムよりも酸化ケイ素膜の屈折率が小さくとも、酸化ケイ素膜の膜厚を波長よりも十分に薄くすることにより、最も効率よく太陽光を導入しうる屈折率構成を得ることができる。   Further, the present invention is not only for preventing erosion, but also when the organic-inorganic hybrid composition using the titanium tetraalkoxide is used, the antireflection film of the solar cell as the lower layer has a two-layer structure (silicon nitride film). Even if the refractive index of the silicon oxide film is smaller than that of the light trapping film, it is possible to introduce sunlight most efficiently by making the thickness of the silicon oxide film sufficiently thinner than the wavelength. A refractive index configuration can be obtained.

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。図3は、シリコン基板を材料とした太陽電池セルを用いた太陽電池モジュールの断面を示す。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 shows a cross section of a solar cell module using solar cells made of a silicon substrate.

即ち、本発明の太陽電池モジュール200において、あらゆる角度から入り込む外部光が反射損失少なく、効率よく太陽電池セル内に導入するために、複数の光透過性層、すなわち、保護ガラス上反射防止膜(図示せず)、保護ガラス201、封止材202、型フィルム(図示せず)、ライトトラッピングフィルム300、太陽電池セル100の反射防止膜(図示せず)及び太陽電池セルのpn接合層(図示せず)等の順に、光入射側から屈折率を低くすることが好ましい。   That is, in the solar cell module 200 of the present invention, in order to efficiently introduce external light entering from all angles into the solar cell with little reflection loss, a plurality of light transmissive layers, that is, antireflection films on the protective glass ( (Not shown), protective glass 201, sealing material 202, mold film (not shown), light trapping film 300, antireflection film (not shown) of solar cell 100, and pn junction layer of solar cell (shown) It is preferable to lower the refractive index from the light incident side in the order of not shown.

しかし、現実の製造工程を考慮するとそのような構成を得ることは不可能である。すなわち、太陽電池セル上の反射防止膜は、太陽電池セル製造工程で形成され、それよりも浅い層(ここでは、保護ガラス上反射防止膜(太陽電池セル上の反射防止膜とは異なる膜)、保護ガラス、封止材、型フィルム、ライトトラッピングフィルム等)では、太陽電池モジュール製造工程で形成されるため、各層部材に跨って連続的な屈折率分布を得ることは不可能である。   However, it is impossible to obtain such a configuration in consideration of an actual manufacturing process. That is, the antireflection film on the solar battery cell is formed in the solar cell manufacturing process, and is a shallower layer (here, the antireflection film on the protective glass (a film different from the antireflection film on the solar battery cell)) , Protective glass, sealing material, mold film, light trapping film, etc.) are formed in the solar cell module manufacturing process, and therefore it is impossible to obtain a continuous refractive index distribution across the respective layer members.

ここで、物理的な形状により、連続的な等価屈折率を実現するのが、moth−eye構造である。しかし、非特許文献2に見られるように、そこで必要とされる微細な錘形状は導入されるべき光の波長オーダーである。これに対し、本発明におけるライトトラッピングフィルムは、それほど微細な形状を必要とせず、現実的な金型加工が許される10μm以上であってもかまわない。これは、本発明におけるライトトラッピングフィルムは、連続的な等価屈折率分布を得るというよりは、幾何光学で説明される光路、多重反射及び再帰反射を利用しているためである。   Here, the thing-eye structure realizes a continuous equivalent refractive index by a physical shape. However, as can be seen in Non-Patent Document 2, the fine weight shape required there is the wavelength order of light to be introduced. On the other hand, the light trapping film in the present invention does not require a very fine shape, and may be 10 μm or more that allows realistic mold processing. This is because the light trapping film in the present invention uses an optical path, multiple reflection, and retroreflection described in geometric optics rather than obtaining a continuous equivalent refractive index distribution.

本発明は、特に工程に依存したモジュール層構造上の光学的界面、従来技術の封止材−太陽電池セル界面での反射損失を低減させ、太陽電池セル内への光導入量を増そうというものである。したがって、本発明の最も重要な点は、封止材よりも高屈折率で、太陽電池セルのpn接合層へ最も高効率で光導入を実現できる構成を提供することにある。より具体的には、ライトトラッピングフィルムによる光導入効果を、ライトトラッピングフィルムと太陽電池セル上の反射防止膜の屈折率制御により、最大化を図るものである。   The present invention particularly reduces the reflection loss at the optical interface on the module layer structure depending on the process, the sealing material-solar cell interface of the prior art, and increases the amount of light introduced into the solar cell. Is. Therefore, the most important point of the present invention is to provide a configuration capable of realizing light introduction at the highest efficiency into the pn junction layer of the solar cell with a higher refractive index than that of the sealing material. More specifically, the light introduction effect of the light trapping film is maximized by controlling the refractive index of the antireflection film on the light trapping film and the solar battery cell.

屈折率として具体的には、保護ガラス上反射防止膜の屈折率は、1.25〜1.45、保護ガラス、封止材、型フィルム等の屈折率は、通常1.45〜1.55程度のものが用いられる。本発明におけるライトトラッピングフィルムは、1.55〜2.40であることが好ましい。
本発明における反射防止膜が、窒化ケイ素と酸化ケイ素との混晶体からなる1層構成である場合は、混晶体からなる反射防止膜の屈折率は、1.45〜2.70となる。
本発明における反射防止膜が、窒化ケイ素膜及び酸化ケイ素膜との2層構成である場合、本発明における酸化ケイ素膜の屈折率は、1.45〜1.55であり、本発明における窒化ケイ素膜の屈折率は、1.60〜2.70である。上記のように、反射防止膜が、窒化ケイ素膜及び酸化ケイ素膜との2層構成である場合、窒化ケイ素膜よりも光入射側に形成される酸化ケイ素膜の屈折率が、窒化ケイ素膜の屈折率よりも小さくなる。従って、酸化ケイ素膜の膜厚を波長よりも大幅に小さくすることで、好ましくは波長の1/4以下とすることで、高効率に光を導入することが可能となる。詳細は後述する。 上述したように理論的には、光入射側から太陽電池セルまで順に屈折率が高くなっていくことが望ましく、かつその関係は、
Specifically, the refractive index of the antireflection film on the protective glass is 1.25 to 1.45, and the refractive index of the protective glass, sealing material, mold film and the like is usually 1.45 to 1.55. Something about is used. The light trapping film in the present invention is preferably 1.55 to 2.40.
In the case where the antireflection film in the present invention has a single-layer structure made of a mixed crystal of silicon nitride and silicon oxide, the refractive index of the antireflection film made of the mixed crystal is 1.45 to 2.70.
When the antireflection film in the present invention has a two-layer structure of a silicon nitride film and a silicon oxide film, the refractive index of the silicon oxide film in the present invention is 1.45 to 1.55, and the silicon nitride in the present invention The refractive index of the film is 1.60 to 2.70. As described above, when the antireflection film has a two-layer structure of a silicon nitride film and a silicon oxide film, the refractive index of the silicon oxide film formed on the light incident side of the silicon nitride film is that of the silicon nitride film. It becomes smaller than the refractive index. Therefore, it is possible to introduce light with high efficiency by making the thickness of the silicon oxide film much smaller than the wavelength, preferably by setting it to 1/4 or less of the wavelength. Details will be described later. Theoretically, as described above, it is desirable that the refractive index increases in order from the light incident side to the solar battery cell, and the relationship is

Figure 2011222752
というように、ひとつの層の屈折率は、その上下の屈折率に依存させると最も効率よく光が導入しうる。
Figure 2011222752
As described above, when the refractive index of one layer depends on the upper and lower refractive indexes, light can be introduced most efficiently.

特に本発明の効果を最大限に発揮させるために、理想的には、ライトトラッピングフィルムと太陽電池セルの反射防止膜の屈折率を同一にすることが望まれる。しかしながら、現実には、上記チタニウムテトラアルコキシドを用いた有機−無機ハイブリッド組成物では、1.75を超える屈折率は著しく不安定になり、従来法による太陽電池セルの反射防止膜の形成方法では、ライトトラッピングフィルムと太陽電池セルの反射防止膜を光学的に同一化が不可能である。   In particular, in order to maximize the effects of the present invention, ideally, it is desired that the refractive index of the light trapping film and that of the antireflection film of the solar battery cell be the same. However, in reality, in the organic-inorganic hybrid composition using the titanium tetraalkoxide, the refractive index exceeding 1.75 becomes remarkably unstable. With the conventional method for forming an antireflection film for solar cells, It is impossible to optically make the light trapping film and the solar cell antireflection film optically identical.

本発明は、太陽電池セルの反射防止膜として、酸化ケイ素を構成成分として含む構成とすることで屈折率の自由度が特に低屈折率化という点で大きくなる。   In the present invention, the degree of freedom of the refractive index is particularly increased in terms of lowering the refractive index by using silicon oxide as a constituent component as the antireflection film of the solar battery cell.

(1)ライトトラッピングフィルム
まず、本発明の特徴の一つであるライトトラッピングについて説明する。
本発明におけるライトトラッピングフィルムは、微細な凸又は凹形状の多角錐又は円錐が隙間なく多数敷き詰めるように形成されており、屈折率が1.55〜2.40であり、チタニウムテトラアルコキシドを用いた有機−無機ハイブリッド組成物で構成される。
(1) Light Trapping Film First, light trapping which is one of the features of the present invention will be described.
The light trapping film in the present invention is formed such that a large number of fine convex or concave polygonal pyramids or cones are spread without gaps, and the refractive index is 1.55 to 2.40, and titanium tetraalkoxide is used. It is composed of an organic-inorganic hybrid composition.

本発明において、上記ライトトラッピングフィルムは、上記式(1)で表わされるフィルム規格化吸光係数aの値が、入射光の波長が400〜1200nmで、0.1以下であることが好ましい。aが上記範囲であると、保護ガラス、封止材等と同程度の光透過性が得られ、ライトトラッピングフィルムによる光吸収損失は考慮に入れる必要がなくなる。   In the present invention, the light trapping film preferably has a value of the film normalized extinction coefficient a represented by the above formula (1) of 0.1 to 0.1 when the wavelength of incident light is 400 to 1200 nm. When a is in the above range, light transmittance comparable to that of protective glass, sealing material, etc. can be obtained, and light absorption loss due to the light trapping film need not be taken into consideration.

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

本発明におけるライトトラッピングフィルムは、太陽電池モジュールに用いるライトトラッピングフィルム、すなわち、片面はセル表面形状に隙間なく追従し、他面は微細凹又は凸部を隙間なく多数敷き詰めるように形成したライトトラッピングフィルムであって、上記微細凹又は凸部の各々の形状は、略同一形状の円錐状もしくは多角錐状であり、かつ、その屈折率は1.55〜2.40で透明であることを特徴とするライトトラッピングフィルムである。   The light trapping film in the present invention is a light trapping film used for a solar cell module, that is, a light trapping film formed so that one side follows the cell surface shape without gaps, and the other side is laid with a large number of fine recesses or projections without gaps. The shape of each of the fine recesses or protrusions is substantially the same cone or polygonal pyramid shape, and its refractive index is 1.55 to 2.40 and is transparent. It is a light trapping film.

あらゆる角度から入り込む外部光が反射損失少なく、効率よく太陽電池セル内に導入するためには、ライトトラッピングフィルムにおける屈折率は、封止材、型フィルム等、ライトトラッピングフィルムより光入射面側にある層の屈折率より高く、かつライトトラッピングフィルムよりも反光入射面側にある層、例えば、太陽電池セルの反射防止膜よりも低くすることが好ましい。具体的な屈折率は好ましくは、1.55〜2.40、より好ましくは1.6〜2.20である。
本発明の特徴は、最適な屈折率の構成を、ライトトラッピングフィルムと太陽電池セルの反射防止膜の両方から調整できることである。
In order for external light entering from all angles to be efficiently introduced into the solar cell with little reflection loss, the refractive index of the light trapping film is closer to the light incident surface than the light trapping film, such as a sealing material or a mold film. It is preferable that the refractive index is higher than the refractive index of the layer and lower than the antireflection film of a solar cell, for example, a layer on the side opposite to the light incident surface from the light trapping film. The specific refractive index is preferably 1.55 to 2.40, more preferably 1.6 to 2.20.
A feature of the present invention is that the optimum refractive index configuration can be adjusted from both the light trapping film and the solar cell antireflection film.

例えば、最外層になる保護ガラス、その下層(反光入射面側)の封止材、太陽電池セルpn接合層(n層、p層等)等は、屈折率を変更しにくい。しかし、それらの中間層となるライトトラッピングフィルム、反射防止膜で調整できることは、光入射側から高くなっていく屈折率構成を実現しやすくするものである。   For example, the protective glass which is the outermost layer, the sealing material on the lower layer (reverse light incident surface side), the solar cell pn junction layer (n layer, p layer, etc.), etc., are difficult to change the refractive index. However, being able to adjust with the light trapping film and antireflection film as the intermediate layer makes it easy to realize a refractive index configuration that increases from the light incident side.

また、本発明において、太陽電池モジュールに用いる型フィルム付きライトトラッピングフィルム、すなわち、上記ライトトラッピングフィルムと、そのライトトラッピングフィルムの微細凹又は凸部側に、その微細凹又は凸部に相補(隙間無く、完全に噛み合う)して接着する微細凸又は凹部が隙間なく多数形成され、且つその屈折率がライトトラッピングフィルムにおける屈折率よりも小さい型フィルム(ライトトラッピングフィルムの凹又は凸部形成の鋳型となる型フィルム)とが重層されてなる、外観は平滑な型フィルム付きライトトラッピングフィルムを用いることも可能である(図4参照)。   Further, in the present invention, a light trapping film with a mold film used for a solar cell module, that is, the light trapping film and the fine concave or convex portion side of the light trapping film are complementary to the fine concave or convex portion (no gap). A mold film (a mold for forming a concave or convex portion of a light trapping film) in which a large number of fine convexities or concave portions that are completely meshed and bonded are formed without gaps, and the refractive index thereof is smaller than that of the light trapping film. It is also possible to use a light trapping film with a smooth mold film (see FIG. 4).

ライトトラッピングフィルムの片面は太陽電池セル表面の凹凸に隙間なく追従しており、通常、太陽電池セル100上に貼り合わせ、ライトトラッピングフィルム300他面の微細凹又は凸部面では、用いた型フィルム301を除去せずに積層させたままとするか(図4)、型フィルムを取り除き、封止材202を積層させ、空隙を生じさせず隙間なくライトトラッピングフィルム300の凹凸を埋めるようにする(図3)。   One side of the light trapping film follows the irregularities on the surface of the solar battery cell without any gaps, and is usually laminated on the solar battery cell 100, and the mold film used on the fine concave or convex surface of the other side of the light trapping film 300 301 is left without being removed (FIG. 4), or the mold film is removed and the sealing material 202 is laminated so as to fill the irregularities of the light trapping film 300 without gaps (see FIG. 4). FIG. 3).

ライトトラッピングフィルムの片面に敷き詰められるように隙間なく多数形成する微細凹又は凸部の各々は、微細円錐状もしくは微細多角錐状である。非特許文献2にある無反射構造では、頂角は狭いほど有利であるが、本発明では、ライトトラッピングフィルムを樹脂(封止材)中に封止し、さらに太陽電池セルに近接させるため、事情が異なる。   Each of the fine recesses or protrusions formed without gaps so as to be spread on one side of the light trapping film has a fine cone shape or a fine polygonal cone shape. In the non-reflective structure in Non-Patent Document 2, it is advantageous that the apex angle is narrow, but in the present invention, the light trapping film is sealed in a resin (sealing material), and further close to the solar battery cell, The situation is different.

あらゆる角度からの入射光を効率よく太陽電池セル内に導入するためには、頂角は狭いほうが有利であるが、ライトトラッピングフィルムと太陽電池セルとの界面で反射損失がある場合、頂角が狭すぎると反射光は再度外部へ漏れてしまう。従って、反射光をライトトラッピングフィルムによって再度反射させ、うまく太陽電池セルに戻すために、理想的には頂角の90度がよい。頂角が90度であると、性能、加工精度の点で最も良好な角度といえる。   In order to efficiently introduce incident light from any angle into the solar cell, it is advantageous that the apex angle is narrow, but when there is a reflection loss at the interface between the light trapping film and the solar cell, the apex angle is If it is too narrow, the reflected light leaks to the outside again. Therefore, in order to reflect the reflected light again by the light trapping film and return it to the solar battery cell, 90 degrees of the apex angle is ideal. If the apex angle is 90 degrees, it can be said that the angle is the best in terms of performance and processing accuracy.

非特許文献2によれば、底辺の大きさは、使用する最短波長をその材料の屈折率で除した値となっており、例として屈折率を2.0とした場合、太陽電池モジュールでは175nm程度となる。しかし、このような微細構造を得るためには、加工方法も限定される。   According to Non-Patent Document 2, the size of the base is a value obtained by dividing the shortest wavelength to be used by the refractive index of the material. For example, when the refractive index is 2.0, the solar cell module has 175 nm. It will be about. However, in order to obtain such a fine structure, the processing method is also limited.

本発明では、このような超微細構造は必要としない。本発明の最も理想的なライトトラッピングフィルム微細形状は、入射光を同一方向へ再帰反射させるコーナーキューブであるが、現実的な屈折率の違いからでは、コーナーキューブの概念を実現しにくい。そこで、規則正しい多角錘が敷き詰められることにより、ひとつの多角錘が、太陽電池セルからの反射光を、ライトトラッピングフィルム外部(具体的には型フィルム中)へ取り逃がしたとき、隣り合う多角錘により再度ライトトラッピングフィルム内部へ取り込まれることを狙っている。このような概念により、十分に機械加工可能な大きさ及び形状での微細凹凸形状でも、目的の効果が得られるように設計する。   In the present invention, such an ultrafine structure is not required. The most ideal light trapping film fine shape of the present invention is a corner cube that retroreflects incident light in the same direction, but it is difficult to realize the concept of a corner cube due to a difference in realistic refractive index. Therefore, when regular polygonal pyramids are spread out, when one polygonal pyramid escapes the reflected light from the solar cells to the outside of the light trapping film (specifically, in the mold film), it again by the neighboring polygonal pyramids. It is aimed to be taken inside the light trapping film. Based on such a concept, it is designed so that a desired effect can be obtained even with a fine uneven shape having a size and shape that can be sufficiently machined.

本発明におけるライトトラッピングフィルムでは、該ライトトラッピングフィルムを台座部分と凹凸部分に分けて考える。図5に示すように、台座部分303は、太陽電池セルの凹凸形状に追従して埋め込む必要があるため、厚みは太陽電池セルの凹凸以上なければいけない。通常、太陽電池セル表面には、テクスチャー構造を施してあり、これの深さが、0〜20μmである。一方、ライトトラッピングフィルムに本質的な部分である規則的に隙間なく多数敷き詰めるように形成した微細凹又は凸部の高さ302は、主として加工上の要請から、1〜100μmである。   In the light trapping film of the present invention, the light trapping film is considered by dividing it into a pedestal portion and an uneven portion. As shown in FIG. 5, since the pedestal portion 303 needs to be embedded following the uneven shape of the solar battery cell, the thickness must be equal to or greater than the unevenness of the solar battery cell. Usually, the surface of the solar battery cell is provided with a texture structure, and the depth thereof is 0 to 20 μm. On the other hand, the height 302 of the fine recesses or projections formed so as to be laid on the light trapping film regularly and without gaps, which is an essential part, is 1 to 100 μm mainly due to processing requirements.

また、屈折率が1.55〜2.40のライトトラッピングフィルムは、上述のように太陽電池セルの凹凸に追従し、ライトトラッピングフィルム本来の微細凹凸形状が転写されなければならないことから、半硬化状態の樹脂組成物とすることが重要であり、高屈折率でかつ形状転写性をみたすライトトラッピングフィルムの材料として、チタニウムテトラアルコキシドを用いた、有機−無機ハイブリッド組成物が挙げられる。   In addition, the light trapping film having a refractive index of 1.55 to 2.40 follows the unevenness of the solar battery cell as described above, and the original fine uneven shape of the light trapping film must be transferred, so that it is semi-cured. It is important to obtain a resin composition in a state, and an organic-inorganic hybrid composition using titanium tetraalkoxide as a material for a light trapping film having a high refractive index and exhibiting shape transferability.

本発明におけるライトトラッピングフィルムは、上記有機−無機ハイブリッド組成物からなるフィルム状の樹脂組成物層を用いて、反射防止膜を有する太陽電池セルの反射防止膜上に形成し製造できる。その一つの方法について、図6を用いて説明する。   The light trapping film in this invention can be formed and manufactured on the antireflection film of the solar cell having the antireflection film, using the film-like resin composition layer comprising the organic-inorganic hybrid composition. One method will be described with reference to FIG.

図6(a)に示すように、基材であるPET等の基材フィルム304と、PP等のセパレータフィルム306に挟まれた半硬化状態の、半硬化状態の上記有機−無機ハイブリッド組成物からなる樹脂組成物層305を、太陽電池セル100(反射防止膜は不示図)へ貼り付ける場合、まずセパレータフィルム306を剥がす。   As shown in FIG. 6 (a), from the organic-inorganic hybrid composition in a semi-cured state sandwiched between a base film 304 such as PET as a base material and a separator film 306 such as PP. When the resin composition layer 305 to be formed is attached to the solar battery cell 100 (an antireflection film is not shown), the separator film 306 is first peeled off.

次に、図6(b)に示すように、真空ラミネータを用い、太陽電池セル100に半硬化状態の樹脂組成物層305を、基材フィルム304をつけたまま貼り付ける。
その後、図6(c)に示すように、上記基材フィルム304を剥がし、半硬化状態の樹脂組成物層305上に型フィルム301を載せ、図6(d)に示すように、さらに真空ラミネータで、微細凹凸形状の転写を行い、ライトトラッピングフィルム300a(硬化前)を得る。
硬化前のライトトラッピングフィルム300aを得た後、さらに光又は熱で半硬化状態のライトトラピングフィルム300aを硬化させ、ライトトラッピングフィルム300b(硬化後)を得る。硬化後は、このまま型フィルム301を残し、保護ガラス201、封止材202及びバックフィルム204に挟みモジュール化してもよい(図4参照)。
Next, as shown in FIG. 6B, a semi-cured resin composition layer 305 is attached to the solar battery cell 100 with the base film 304 attached, using a vacuum laminator.
Thereafter, as shown in FIG. 6 (c), the base film 304 is peeled off, and the mold film 301 is placed on the semi-cured resin composition layer 305. Further, as shown in FIG. 6 (d), a vacuum laminator is further provided. Then, the fine uneven shape is transferred to obtain the light trapping film 300a (before curing).
After obtaining the light trapping film 300a before curing, the light trapping film 300a in a semi-cured state is further cured with light or heat to obtain a light trapping film 300b (after curing). After curing, the mold film 301 may be left as it is, and may be sandwiched between the protective glass 201, the sealing material 202, and the back film 204 to form a module (see FIG. 4).

また、図6(e)のように、図6(d)の状態から型フィルム301を剥がした後、図3に示すように、保護ガラス201、封止材202及びバックフィルム204に挟みモジュール化してもよい。   Further, as shown in FIG. 6E, after the mold film 301 is peeled off from the state of FIG. 6D, the module is sandwiched between the protective glass 201, the sealing material 202, and the back film 204 as shown in FIG. May be.

このとき、太陽電池セルのテクスチャー構造が深さ10μmで、型フィルム凹凸の深さが10μmとすれば、ラミネート前のライトトラッピングフィルムは少なくとも20μmの厚みが必要ということになる。先述の言い方をすれば、前者が台座部分で、後者が凸又は凹形状の多角錐もしくは円錐部分となる。   At this time, if the texture structure of the solar battery cell is 10 μm deep and the depth of the unevenness of the mold film is 10 μm, the light trapping film before lamination needs to have a thickness of at least 20 μm. In other words, the former is a pedestal portion and the latter is a convex or concave polygonal pyramid or cone portion.

なお、型フィルム(ライトトラッピングフィルムの凸又は凹計上の多角錐若しくは円錐部形成の鋳型となる型フィルム)は、特開2002−225133号公報に記載の方法等により作製することができる。なお、型フィルムの形状は、ライトトラッピングフィルムに微細な凸又は凹形状の多角錐若しくは円錐が光入射面に隙間なく多数敷き詰めるように形成されるようなものとする。
型フィルムの具体的な作製例は、実施例のところで後述する。
本発明におけるライトトラッピングフィルムは、半硬化状態と、硬化した後(太陽モジュール化した後)の屈折率は大きくは変わらない。
A mold film (a mold film serving as a mold for forming a convex or concave polygonal pyramid or conical portion of a light trapping film) can be produced by the method described in JP-A-2002-225133. The shape of the mold film is such that a large number of fine convex or concave polygonal pyramids or cones are spread on the light incident surface without any gaps on the light trapping film.
Specific production examples of the mold film will be described later in Examples.
The refractive index of the light trapping film in the present invention is not significantly different from the semi-cured state and after being cured (after being formed into a solar module).

本発明におけるライトトラッピングフィルムの材料は、高屈折率を得るために、ゾルゲル法を用いて有機−無機ハイブリッド組成物とする。ゾルゲル法における必須成分は、
(RM−(OR
で表される金属アルコキシドであるが、本発明は、このうちの
Ti−(OR)
In order to obtain a high refractive index, the material of the light trapping film in the present invention is an organic-inorganic hybrid composition using a sol-gel method. The essential ingredients in the sol-gel method are:
(R 1 ) n M- (OR 2 ) m
In the present invention, Ti— (OR) 4 is used.

で示されるチタニウムテトラアルコキシドを少なくとも一部として用いることである。相補的に、MがZn、Zr、Al、Si、Sb、Be、Cd、Cr、Sn、Cu、Ga、Mn、Fe、Mo、V、Ge、W及びCeから選ばれる金属であってもかまわない。 The titanium tetraalkoxide shown by these is used as at least one part. Complementarily, M may be a metal selected from Zn, Zr, Al, Si, Sb, Be, Cd, Cr, Sn, Cu, Ga, Mn, Fe, Mo, V, Ge, W, and Ce. Absent.

Rは、炭素数1〜10のR1及びR2はMに複数個結合しているが、それぞれはすべて同一でも、違っていてもよい。nは0以上の整数、mは1以上の整数で、n+mは、Mの価数に等しい。   R has a plurality of R1 and R2 having 1 to 10 carbon atoms bonded to M, but each may be the same or different. n is an integer of 0 or more, m is an integer of 1 or more, and n + m is equal to the valence of M.

ゾルゲル法による有機−無機ハイブリッド組成物を得るとき、用いる金属アルコキシドは、チタニウムテトラアルコキシドを少なくとも用いれば、一種類でも複数種類でもよい。   When obtaining the organic-inorganic hybrid composition by the sol-gel method, the metal alkoxide to be used may be one kind or plural kinds as long as at least titanium tetraalkoxide is used.

ゾルゲル法を用いて有機−無機ハイブリッド組成物を得るには、溶液状にした樹脂組成物中に、金属アルコキシド(チタニウムテトラアルコキシドを少なくとも含む)、水、及び酸(又はアルカリ)触媒を加え、基材に塗布し、溶剤を揮発させ、加熱することにより得られる。ただし、選ばれる金属アルコキシドの反応性によっては、水及び/又は酸(又はアルカリ)触媒が必要でなくなる場合もある。また加熱温度も金属アルコキシドの反応性に依存している。Tiのように反応性の高いものでは、水、触媒とも不要で、加熱温度は100℃程度の温度でもよい。   In order to obtain an organic-inorganic hybrid composition by using the sol-gel method, a metal alkoxide (including at least titanium tetraalkoxide), water, and an acid (or alkali) catalyst are added to a resin composition in a solution state. It is obtained by applying to the material, volatilizing the solvent and heating. However, depending on the reactivity of the metal alkoxide chosen, water and / or acid (or alkali) catalysts may not be required. The heating temperature also depends on the reactivity of the metal alkoxide. A highly reactive material such as Ti requires neither water nor a catalyst, and the heating temperature may be about 100 ° C.

本発明においては、必ずしも(−M−O−)の三次元構造は必要ではなく、高屈折率化を実現できればよい。特に酸化チタニウムの三次元構造は、光触媒で用いられるように、半導体となる。しかし、この構造は、光劣化の点で不都合であるため、三次元構造をあえて壊すために、別な金属アルコキシドと併用する手法が有効である。   In the present invention, the (-MO-) three-dimensional structure is not necessarily required as long as a high refractive index can be realized. In particular, the three-dimensional structure of titanium oxide becomes a semiconductor so as to be used in a photocatalyst. However, this structure is inconvenient in terms of photodegradation, and therefore, a technique using in combination with another metal alkoxide is effective in order to intentionally break the three-dimensional structure.

(2)反射防止膜
これまで説明した様に、チタニウムテトラアルコキシドを用いた有機−無機ハイブリッド組成物で構成されるライトトラッピングフィルムは、光学的な反射防止効果が得られているが、さらに反射防止をするべく、Si、N及びHで構成された窒化ケイ素からなる窒化ケイ素膜を太陽電池セル上に設ける場合、窒化ケイ素とライトトラッピングフィルムが直接接触することで、N原子とTi原子の接触によりN原子の置換が生じ、窒化ケイ素が侵食され光学的な性能を失ってしまう。
(2) Antireflection film As described above, the light trapping film composed of an organic-inorganic hybrid composition using titanium tetraalkoxide has an optical antireflection effect. Therefore, when a silicon nitride film made of silicon nitride composed of Si, N and H is provided on the solar battery cell, the silicon nitride and the light trapping film are in direct contact with each other, thereby contacting the N atom and the Ti atom. Substitution of N atoms occurs, eroding silicon nitride and losing optical performance.

本問題点を解消する為に、本発明では、反射防止膜として、<1>窒化ケイ素膜上に酸化ケイ素膜を積層させる2層構成とする、又は<2>窒化ケイ素と酸化ケイ素との混晶体からなる1層構成とすることによって、窒化ケイ素のN原子とライトトラッピングフィルムのTi原子とが接触をするのを防止することができる。   In order to solve this problem, in the present invention, the antireflection film has a two-layer structure in which a silicon oxide film is laminated on a <1> silicon nitride film, or <2> a mixture of silicon nitride and silicon oxide. By adopting a single-layer structure made of a crystal, it is possible to prevent contact between N atoms of silicon nitride and Ti atoms of the light trapping film.

上記の<1>窒化ケイ素膜上に酸化ケイ素膜を積層させる2層構成を実現する為に、本発明では、pn接合層の半導体層上にまず、窒化ケイ素からなる窒化ケイ素膜を形成し、その後、酸化ケイ素を含む酸化ケイ素膜を形成する。   In order to realize a two-layer structure in which a silicon oxide film is laminated on the above <1> silicon nitride film, in the present invention, a silicon nitride film made of silicon nitride is first formed on a semiconductor layer of a pn junction layer, Thereafter, a silicon oxide film containing silicon oxide is formed.

結晶シリコン系太陽電池では、光入射面側の半導体層に例えばプラズマCVDにより窒化ケイ素を形成する方法が一般的である。一方、酸化ケイ素は、半導体産業では一般的にLSIで用いられているものの(例えば、例えば、特開2007−12119号公報、特開平10−929810号公報、特開2007−129119号公報等)、太陽電池モジュール構造までを対象にした場合、太陽電池への適用はほとんど無い。   In a crystalline silicon solar cell, a method of forming silicon nitride on the semiconductor layer on the light incident surface side by, for example, plasma CVD is common. On the other hand, although silicon oxide is generally used in LSI in the semiconductor industry (for example, JP 2007-12119 A, JP 10-929810 A, JP 2007-129119 A, etc.) When the structure up to the solar cell module is targeted, there is almost no application to solar cells.

酸化ケイ素の屈折率は1.45〜1.55程度であるので、ライトトラッピングフィルムよりも低くなる場合が生じ、その場合、モジュール構造まで考慮すると、光学的には最適なものとはならない。従って、酸化ケイ素膜の膜厚は、窒化ケイ素膜中の窒化ケイ素とライトトラッピングフィルムが直接接触して生じる劣化、すなわちN原子とTi原子の接触によってN原子が置換され、窒化ケイ素が侵食されてしまう現象を抑止出来る最低限の膜厚であれば良く、その膜厚を実現出来れば、製造時間を最低限に抑制することが可能となる。   Since the refractive index of silicon oxide is about 1.45 to 1.55, it may be lower than that of the light trapping film. In this case, considering the module structure, it is not optically optimal. Therefore, the thickness of the silicon oxide film is deteriorated by direct contact between the silicon nitride and the light trapping film in the silicon nitride film, that is, N atoms are replaced by contact of N atoms and Ti atoms, and silicon nitride is eroded. The minimum film thickness that can suppress the phenomenon is sufficient, and if the film thickness can be realized, the manufacturing time can be suppressed to the minimum.

なお、窒化ケイ素が侵食されてしまう現象を抑制できる膜厚としては、10Å以上が好ましく、さらには10Å以上100Å以下がより好ましい。膜厚が10Åであると、窒化ケイ素膜中の窒化ケイ素に対するライトトラッピングフィルムによる劣化、すなわちN原子とTi原子の接触によってN原子が置換され、窒化ケイ素が侵食されてしまう現象を抑止することが可能である。   In addition, as a film thickness which can suppress the phenomenon that silicon nitride is eroded, 10 mm or more is preferable, and 10 mm or more and 100 mm or less is more preferable. When the film thickness is 10 mm, the deterioration of the silicon nitride in the silicon nitride film due to the light trapping film, that is, the phenomenon that N atoms are replaced by contact of N atoms and Ti atoms and silicon nitride is eroded can be suppressed. Is possible.

一方、窒化ケイ素膜もプラズマCVDでの形成が可能であるので、窒化ケイ素膜と酸化ケイ素膜は連続的に成膜することが可能である。   On the other hand, since the silicon nitride film can also be formed by plasma CVD, the silicon nitride film and the silicon oxide film can be continuously formed.

本発明における反射防止膜の別の態様である、<2>窒化ケイ素と酸化ケイ素との混晶体からなる1層構成である場合は、pn接合層の半導体層上に、窒化ケイ素及び酸化ケイ素の混晶体からなる膜を形成する。混晶体の屈折率は、上述しているが、1.45〜2.70である。
一方、混晶体からなる膜もプラズマCVDでの形成が可能である。
In another aspect of the antireflection film according to the present invention, <2> in the case of a one-layer structure composed of a mixed crystal of silicon nitride and silicon oxide, silicon nitride and silicon oxide are formed on the semiconductor layer of the pn junction layer. A film made of a mixed crystal is formed. As described above, the mixed crystal has a refractive index of 1.45 to 2.70.
On the other hand, a film made of a mixed crystal can also be formed by plasma CVD.

(3)太陽電池モジュールの製造方法
以下、太陽電池モジュールの製造方法について説明する。
(3) Manufacturing method of solar cell module Hereinafter, the manufacturing method of a solar cell module is demonstrated.

本発明で用いる太陽電池セルは、光入射面側に本発明における反射防止膜を有すれば、一般的に製造されている太陽電池であればどんな形態であっても効力を発揮するが、太陽電池モジュールとして更に高効率化を図るための太陽電池セルの構造に関し製造工程を含め、図を用いて説明する。
図7は、シリコン太陽電池の断面の概略図で主な製造工程を工程順に(a)〜(f)に示した図である。図7(f)が太陽電池セルとして完成した状態である。
As long as the solar cell used in the present invention has the antireflection film of the present invention on the light incident surface side, it is effective in any form as long as it is a generally manufactured solar cell. A structure of a solar battery cell for further improving efficiency as a battery module will be described with reference to the drawings including manufacturing steps.
FIG. 7 is a schematic diagram of a cross section of a silicon solar cell, showing the main manufacturing steps in order of steps (a) to (f). FIG. 7F shows a completed state as a solar battery cell.

また、図8は、テクスチャー構造を形成しない場合で主な製造工程を工程順に(a)(b)(f)に示した。図8に記載の製造工程は、図7に記載の製造工程と比較してテクスチャー構造を形成している部分が異なるだけで他は同様である。従って、テクスチャー形成以降、電極を印刷乾燥するまでの工程に関しては省略し(図7(c)〜(e)対応部分)、テクスチャー構造を形成しない場合の完成した状態である図8(f)を示した。   FIG. 8 shows the main manufacturing steps (a), (b), and (f) in the order of steps when the texture structure is not formed. The manufacturing process shown in FIG. 8 is the same as the manufacturing process shown in FIG. 7 except that the part forming the texture structure is different. Therefore, the steps from the texture formation to the printing and drying of the electrodes are omitted (corresponding portions in FIGS. 7C to 7E), and FIG. 8F, which is a completed state when the texture structure is not formed, is used. Indicated.

現在最も量産されている太陽電池セルは、多結晶シリコン基板もしくは単結晶シリコン基板を用いたシリコン結晶系の太陽電池セルであり、厚さ数百μm厚のp型シリコン基板を用いている場合が多い。以下の説明ではp型のシリコン結晶系基板を例に説明する。   The solar cell currently mass-produced is a silicon crystal solar cell using a polycrystalline silicon substrate or a single crystal silicon substrate, and a p-type silicon substrate having a thickness of several hundred μm is sometimes used. Many. In the following description, a p-type silicon crystal substrate will be described as an example.

図7(a)に示すp型シリコン基板101を用いて、次の工程(図7(b))では鋳造インゴットからスライスした際に発生するシリコン表面のダメージ層を、例えば、数〜20wt%の苛性ソーダ水溶液や炭酸苛性ソーダ水溶液で10〜20μm厚除去した後、同様のアルカリ低濃度液にIPA(イソプロピルアルコール)を添加した溶液で異方性エッチングを行い、シリコン面が出るようにテクスチャー構造102を形成する。太陽電池セルは、一般には例えば特許第3602323号に記載されている様に表面側にはテクスチャー構造を形成することにより高効率化が図られる。   In the next step (FIG. 7B) using the p-type silicon substrate 101 shown in FIG. 7A, the damage layer on the silicon surface generated when slicing from the cast ingot is, for example, several to 20 wt%. After removing 10 to 20 μm thick with caustic soda solution or carbonated caustic soda solution, anisotropic etching is performed with a solution obtained by adding IPA (isopropyl alcohol) to the same alkali low concentration solution to form the texture structure 102 so that the silicon surface is exposed. To do. In general, as described in, for example, Japanese Patent No. 3602323, a solar battery cell can achieve high efficiency by forming a texture structure on the surface side.

続いて、図7(c)ではオキシ塩化リン(POCl)、窒素、酸素の混合ガス雰囲気において800〜900℃で数十分の処理を行って、表面に一様にn型層103を形成する。シリコン表面に一様に形成されたn型層103のシート抵抗の範囲が30〜80Ω/□で良好な太陽電池セルの電気特性が得られる。この際、n型層103は基板表面全面に形成されるため、裏面側のn型層103を除去する必要がある。そこで、例えば光入射面側n層を保護するために、高分子レジストペーストをスクリーン印刷法で付着乾燥させた後、シリコン裏面等の所望以外のシリコン表面に形成されたn型層を、20wt%水酸化カリウム溶液中へ数分間浸漬して除去し、レジストを有機溶剤で除去する。 Subsequently, in FIG. 7C, several tens of minutes of treatment is performed at 800 to 900 ° C. in a mixed gas atmosphere of phosphorus oxychloride (POCl 3 ), nitrogen and oxygen to form the n-type layer 103 uniformly on the surface. To do. The n-type layer 103 uniformly formed on the silicon surface has a sheet resistance range of 30 to 80Ω / □, and good electric characteristics of the solar battery cell can be obtained. At this time, since the n-type layer 103 is formed on the entire surface of the substrate, it is necessary to remove the n-type layer 103 on the back surface side. Therefore, for example, in order to protect the n layer on the light incident surface side, after depositing and drying a polymer resist paste by a screen printing method, an n-type layer formed on an undesired silicon surface such as the back surface of silicon is 20 wt%. It is removed by dipping in a potassium hydroxide solution for several minutes, and the resist is removed with an organic solvent.

さらに、図7(d)では、2層構成の反射防止膜104の形成を説明する。窒化ケイ素からなる窒化ケイ素膜(2層構成の反射防止膜の一部)の104aをn型層103表面に一様な厚さを形成する。例えば窒化ケイ素膜104aではSiHとNHの混合ガスを原料とするプラズマCVD法により、上記混合ガス流量比NH/SiHが0.05〜1.0、反応室の圧力が0.1〜2Torr、成膜時の温度が300〜550℃、プラズマの放電のための周波数が100kHz以上の条件であり、最適な反射防止膜の屈折率の範囲は1.60〜2.70、より好ましくは1.8〜2.7であり膜厚の範囲は70〜90nmである。 Further, FIG. 7D illustrates the formation of the antireflection film 104 having a two-layer structure. A uniform thickness 104a of a silicon nitride film (a part of a two-layer antireflection film) made of silicon nitride is formed on the n-type layer 103 surface. For example, in the silicon nitride film 104a, the mixed gas flow ratio NH 3 / SiH 4 is 0.05 to 1.0 and the reaction chamber pressure is 0.1 by plasma CVD using a mixed gas of SiH 4 and NH 3 as a raw material. ˜2 Torr, film forming temperature is 300 to 550 ° C., plasma discharge frequency is 100 kHz or more, and the optimum refractive index range of the antireflection film is 1.60 to 2.70, more preferably Is 1.8 to 2.7, and the range of film thickness is 70 to 90 nm.

更に、酸化ケイ素からなる酸化ケイ素膜104bを上記窒化ケイ素膜104a表面に上に形成する。例えばSiH、OとAr又はHeの混合ガスで、混合ガスを原料とするプラズマCVD法により、上記混合ガス流量比SiH/O/Ar(He)が1/1.5〜2.0/1.5〜2.0、反応室の圧力が0.005〜2Torr、成膜時の温度が300〜550℃、プラズマの放電のための周波数が100kHz以上の条件であり、膜厚の範囲は10Å〜100Åである。なお、屈折率は1.45〜1.55とする。 Further, a silicon oxide film 104b made of silicon oxide is formed on the surface of the silicon nitride film 104a. For example, the mixed gas flow rate ratio SiH 4 / O 2 / Ar (He) is 1 / 1.5-2 to 2 by a plasma CVD method using SiH 4 , O 2 and Ar or He as a raw material. 0 / 1.5 to 2.0, the reaction chamber pressure is 0.005 to 2 Torr, the temperature during film formation is 300 to 550 ° C., and the frequency for plasma discharge is 100 kHz or more. The range is 10 to 100 inches. The refractive index is 1.45 to 1.55.

次に、図7(e)では表面電極用ペースト105をスクリーン印刷法で付着乾燥させる。この場合、表面電極用ペースト105が反射防止膜(詳しくは、酸化ケイ素膜104b)104上に形成されている。次いで、裏面側においても表面側と同様に、裏面用アルミペースト106を印刷乾燥させる。   Next, in FIG. 7E, the surface electrode paste 105 is attached and dried by screen printing. In this case, the surface electrode paste 105 is formed on the antireflection film 104 (specifically, the silicon oxide film 104b). Next, the back surface aluminum paste 106 is printed and dried on the back side as well as the front side.

図7(f)は電極を焼成し太陽電池セルとして完成した状態である。600〜900℃の温度範囲で数分間焼成すると、表面側では表銀ペースト中に含まれているガラス材料によって絶縁膜である反射防止膜が溶融、さらにシリコン表面も一部溶融している間に銀材料がシリコンと接触部を形成し凝固することによって電気的な接触が可能となる。本現象により表銀電極とシリコンの導通が確保されるのである。一方、裏面側ではアルミペースト中のアルミが裏面側のシリコンと反応してp+層を形成し発電能力を改善するBSF (Back Surface Field)層109を形成する。   FIG. 7F shows a state where the electrode is baked to complete a solar battery cell. When baked for several minutes in the temperature range of 600 to 900 ° C., while the antireflection film, which is an insulating film, is melted by the glass material contained in the surface silver paste on the surface side, and the silicon surface is also partially melted Electrical contact is made possible by the silver material forming contact portions with the silicon and solidifying. This phenomenon ensures conduction between the surface silver electrode and silicon. On the other hand, on the back side, aluminum in the aluminum paste reacts with silicon on the back side to form a p + layer and form a BSF (Back Surface Field) layer 109 that improves power generation capability.

続けて、図7(f)に示す太陽電池セル上に、本発明におけるライトトラッピングフィルムを貼り付けることで、本発明の太陽電池モジュールを得ることができる。
なお、反射防止膜が混晶体からなる場合も、原料成分としてSiHとNHとOの混合ガスを原料として用い、窒化ケイ素膜と同様にプラズマCVD法で形成することで反射防止膜を形成できる。
Subsequently, the solar cell module of the present invention can be obtained by sticking the light trapping film of the present invention on the solar cell shown in FIG.
Even when the antireflection film is made of a mixed crystal, a mixed gas of SiH 4 , NH 3 and O 2 is used as a raw material as a raw material, and the antireflection film is formed by a plasma CVD method in the same manner as the silicon nitride film. Can be formed.

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

(実施例1)
<太陽電池セルの製造>
上述したように、通常の方法により、p型シリコン基板上にn型層を形成したものを作成し、上記n型層の上に下記の条件により、反射防止膜形成した。
Example 1
<Manufacture of solar cells>
As described above, an n-type layer was formed on a p-type silicon substrate by a normal method, and an antireflection film was formed on the n-type layer under the following conditions.

詳しくは、図7(a)に示すp型シリコン基板101を用い、鋳造インゴットからスライスした際に発生するシリコン表面のダメージ層を、5wt%の苛性ソーダ水溶液で5μm厚除去した後、同様のアルカリ低濃度液にIPA(イソプロピルアルコール)を10wt%となるように添加した溶液で異方性エッチングを行い、シリコン111面が出るようにテクスチャー構造102を形成した。   Specifically, after using the p-type silicon substrate 101 shown in FIG. 7 (a) and removing the damaged layer on the silicon surface generated when slicing from the cast ingot with a 5 wt. An anisotropic etching was performed with a solution obtained by adding 10 wt% of IPA (isopropyl alcohol) to the concentration solution, and the texture structure 102 was formed so that the silicon 111 surface appeared.

続いて、図7(c)に示すように、オキシ塩化リン(POCl)、窒素、酸素の混合ガス雰囲気において800℃で30分の処理を行って、表面に一様にn型層103を層厚50nmで形成した。シリコン表面に一様に形成されたn型層103のシート抵抗は80Ω/□であった。この際、n型層103は基板表面全面に形成されるため、裏面側のn型層103を除去するために、以下の処置をした。光入射面側n層を保護するために、高分子レジストペーストをスクリーン印刷法で付着乾燥させた後、シリコン裏面等の所望以外のシリコン表面に形成されたn型層を、20wt%水酸化カリウム溶液中へ5分間浸漬して除去し、レジストを有機溶剤で除去する。 Subsequently, as shown in FIG. 7C, the n-type layer 103 is uniformly formed on the surface by performing a treatment at 800 ° C. for 30 minutes in a mixed gas atmosphere of phosphorus oxychloride (POCl 3 ), nitrogen, and oxygen. The layer thickness was 50 nm. The sheet resistance of the n-type layer 103 uniformly formed on the silicon surface was 80Ω / □. At this time, since the n-type layer 103 is formed on the entire surface of the substrate, the following treatment was performed in order to remove the n-type layer 103 on the back surface side. In order to protect the n layer on the light incident surface side, after depositing and drying a polymer resist paste by a screen printing method, an n-type layer formed on an undesired silicon surface such as a silicon back surface is coated with 20 wt% potassium hydroxide. The resist is removed by dipping in a solution for 5 minutes, and the resist is removed with an organic solvent.

さらに、図7(d)では、窒化ケイ素からなる窒化ケイ素膜104aをn型層103表面に一様な厚さを形成する。具体的には、SiHとNHの混合ガスを原料とするプラズマCVD法により、上記混合ガス流量比NH/SiHが4/3.3、反応室の圧力が10−3Torr、成膜時の温度が500℃、プラズマの放電のための周波数が100kHzの条件で、屈折率1.9、膜厚120nmの窒化ケイ素膜を形成した。 Further, in FIG. 7D, a uniform thickness of the silicon nitride film 104a made of silicon nitride is formed on the surface of the n-type layer 103. Specifically, by the plasma CVD method using a mixed gas of SiH 4 and NH 3 as a raw material, the mixed gas flow rate ratio NH 3 / SiH 4 is 4 / 3.3, the reaction chamber pressure is 10 −3 Torr, A silicon nitride film having a refractive index of 1.9 and a film thickness of 120 nm was formed under the conditions of a film temperature of 500 ° C. and a plasma discharge frequency of 100 kHz.

更に、酸化ケイ素からなる酸化ケイ素膜104bを、下記の条件で窒化ケイ素膜104a表面に上に形成する。SiH、OとAr又はHeの混合ガスで、混合ガスを原料とするプラズマCVD法により、上記混合ガス流量比SiH/O/Arが1/1/1、反応室の圧力が10−3Torr、成膜時の温度が600℃、プラズマの放電のための周波数が100kHzの条件で、屈折率1.49で、膜厚50Åの酸化ケイ素膜を形成した。 Further, a silicon oxide film 104b made of silicon oxide is formed on the surface of the silicon nitride film 104a under the following conditions. The mixed gas flow ratio SiH 4 / O 2 / Ar is 1/1/1 and the pressure in the reaction chamber is 10/1 by a plasma CVD method using SiH 4 , O 2 and Ar or He as a raw material. A silicon oxide film having a refractive index of 1.49 and a thickness of 50 mm was formed under the conditions of −3 Torr, film forming temperature of 600 ° C., and plasma discharge frequency of 100 kHz.

次に、図7(e)に示すように表面電極用ペースト105をスクリーン印刷法で付着乾燥させる。この場合、表面電極用ペースト105が酸化ケイ素膜104b上に形成されている。次いで、裏面側においても表面側と同様に、裏面用アルミペースト106を印刷乾燥させる。   Next, as shown in FIG. 7E, the surface electrode paste 105 is attached and dried by a screen printing method. In this case, the surface electrode paste 105 is formed on the silicon oxide film 104b. Next, the back surface aluminum paste 106 is printed and dried on the back side as well as the front side.

図7(f)は電極を焼成し太陽電池セルとして完成した状態である。800℃の温度範囲で1分間焼成し、表面側では表銀ペースト中に含まれているガラス材料によって絶縁膜である反射防止膜が溶融、さらにシリコン表面も一部溶融している間に銀材料がシリコンと接触部を形成し凝固することによって電気的に接触した。本現象により表銀電極とシリコンの導通が確保されるのである。一方、裏面側ではアルミペースト中のアルミが裏面側のシリコンと反応してp+層を形成し発電能力を改善するBSF (Back Surface Field)層109が形成された。   FIG. 7F shows a state where the electrode is baked to complete a solar battery cell. The silver material is baked for 1 minute in the temperature range of 800 ° C., and the antireflection film as the insulating film is melted by the glass material contained in the surface silver paste on the surface side, and further the silicon surface is partially melted. Made electrical contact by forming a contact with silicon and solidifying. This phenomenon ensures conduction between the surface silver electrode and silicon. On the other hand, the BSF (Back Surface Field) layer 109 is formed on the back surface side, in which the aluminum in the aluminum paste reacts with the silicon on the back surface to form a p + layer and improve the power generation capability.

<太陽電池モジュールの製造>
続けて、図7(f)に示す太陽電池セル上に、本発明における下記のライトトラッピングフィルムを貼り付ける。その構成は、図1が参考にできる(図1においては、図8(f)に示す太陽電池セル上にライトトラッピングフィルムを貼り付けたものである)。
1)型フィルム用の感光性樹脂組成物の調製
バインダ樹脂としてのアクリルアクリレート(商品名:ヒタロイドHA7885、日立化成工業(株)製):50質量部、架橋性モノマとしてのEO変性フェノールAジメタクリレート(商品名:ファンクリルFA−321M、日立化成工業(株)製):50質量部、及び光開始剤としての1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルケトン(商品名:IRGACURE184、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ(株)製):3.0質量部、を有機溶媒のメチルエチルケトンに溶かしワニス(感光性樹脂組成物)とした。このワニスをシリコンウエハ上に約5000Åとなるように膜を形成し、エリプソメーターで屈折率を測定したところ1.48であった。
<Manufacture of solar cell modules>
Then, the following light trapping film in this invention is affixed on the photovoltaic cell shown in FIG.7 (f). The structure can be referred to FIG. 1 (in FIG. 1, a light trapping film is attached on the solar battery cell shown in FIG. 8 (f)).
1) Preparation of photosensitive resin composition for mold film Acrylic acrylate as binder resin (trade name: Hitaroid HA7885, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.): 50 parts by mass, EO-modified phenol A dimethacrylate as a crosslinkable monomer (Trade name: FANCLIL FA-321M, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.): 50 parts by mass, and 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl ketone as a photoinitiator (trade name: IRGACURE 184, Ciba Specialty Chemicals, Inc. )): 3.0 parts by mass was dissolved in methyl ethyl ketone as an organic solvent to obtain a varnish (photosensitive resin composition). A film of this varnish was formed on a silicon wafer so as to have a thickness of about 5000 mm, and the refractive index was measured with an ellipsometer to be 1.48.

2)型フィルムの作製
有効面積が155mm角であり、底辺20μm、高さ10μmの四角錘が隙間なく形成されている金型上に、上記感光性樹脂組成物を1〜2滴、滴下し、50μm厚の両面易接着処理を施したポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(東洋紡績(株)製、商品名:A−4300)をこの上に載せた。感光性樹脂組成物とPETフィルムの間に気泡が入らないようにローラーで気泡を取り除き、PET側からUV光を照射した。金型からPETフィルムを剥がすことにより、凹形状の四角錘型フィルムを得た。得られた型フィルムの四角錐寸法は、金型と同じである。
なお、型フィルムの屈折率は1.5であった。
2) Production of a mold film One to two drops of the photosensitive resin composition is dropped on a mold having an effective area of 155 mm square, a base of 20 μm, and a height of 10 μm without any gaps, A polyethylene terephthalate (PET) film (manufactured by Toyobo Co., Ltd., trade name: A-4300) subjected to a double-sided easy adhesion treatment with a thickness of 50 μm was placed thereon. Air bubbles were removed with a roller so that air bubbles did not enter between the photosensitive resin composition and the PET film, and UV light was irradiated from the PET side. By removing the PET film from the mold, a concave quadrangular pyramid film was obtained. The square film dimensions of the obtained mold film are the same as the mold.
The refractive index of the mold film was 1.5.

3)ライトトラッピングフィルム用の樹脂組成物の調製
撹拌機、温度計、冷却管及び空気ガス導入管を装備した反応容器に空気ガスを導入させた後、2−ヒドロキシエチルアクリレート 115質量部(ヒドロキシル基:1.0当量)、1,9−ノナンジオールと2−メチル−1,8−オクタンジオールとジフェニルカーボネートからなるポリカーボネートジオール(クラレ(株)製、商品名:PNOC−2000、数平均分子量:約2000)4000質量部(ヒドロキシル基:4.0当量)、ハイドロキノンモノメチルエーテル(和光純薬工業(株)製)0.5質量部、ジブチル錫ジラウレート(東京ファインケミカル(株)製、商品名:L101)5.0質量部、トルエン 4000質量部を仕込み、70℃に昇温後、70〜75℃で30分間保温し、これに、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネ−ト(住友バイエルウレタン(株)製、商品名:デスモジュール W)650質量部(イソシアネート基:5.0当量)及びトルエン 300質量部の混合液体を70〜75℃で3時間かけ均一滴下し、反応させた。
3) Preparation of resin composition for light trapping film After introducing air gas into a reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, cooling pipe and air gas introduction pipe, 115 parts by mass of 2-hydroxyethyl acrylate (hydroxyl group) : 1.0 equivalent), polycarbonate diol composed of 1,9-nonanediol, 2-methyl-1,8-octanediol and diphenyl carbonate (manufactured by Kuraray Co., Ltd., trade name: PNOC-2000, number average molecular weight: about 2000) 4000 parts by mass (hydroxyl group: 4.0 equivalents), hydroquinone monomethyl ether (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 0.5 parts by mass, dibutyltin dilaurate (manufactured by Tokyo Fine Chemicals Co., Ltd., trade name: L101) 5.0 parts by mass and 4000 parts by mass of toluene were charged, and the temperature was raised to 70 ° C. Incubated for 4 minutes, 650 parts by mass of 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate (manufactured by Sumitomo Bayer Urethane Co., Ltd., trade name: Desmodur W) (isocyanate group: 5.0 equivalents) and toluene 300 A part by mass of the mixed liquid was uniformly dropped at 70 to 75 ° C. over 3 hours to be reacted.

滴下完了後、70〜75℃で約5時間保温して反応させ、IR測定によりイソシアネートが消失したことを確認した後、反応を終了させた。さらに、イルガキュア−184(チバガイギー(株)製)30質量部、チタニウムテトライソプロポキシドを8000質量部、日立化成工業(株)製FA−712HMを1600質量部、第一工業製薬(株)製PET−3を3200質量部、ジエタノールアミンを3000質量部を加え攪拌・溶解し、ウレタン系UV硬化樹脂組成物を得た。   After completion of the dropwise addition, the reaction was carried out by incubating at 70 to 75 ° C. for about 5 hours. After confirming that the isocyanate had disappeared by IR measurement, the reaction was terminated. Furthermore, 30 parts by mass of Irgacure-184 (manufactured by Ciba Geigy), 8000 parts by mass of titanium tetraisopropoxide, 1600 parts by mass of FA-712HM manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., PET manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. 3-3 parts by mass and 3000 parts by mass of diethanolamine were added and stirred and dissolved to obtain a urethane UV curable resin composition.

4)集光(半硬化)フィルムの作製
PETフィルム(基材)の上、に上記ライトトラッピングフィルム用のウレタン系UV硬化樹脂組成物をアプリケータにより塗布し、80〜100℃の熱風対流式乾燥機を通過させ、約10分間かけて乾燥し、半硬化状態のフィルムを得た。塗膜上には、セパレータフィルムとして、PPフィルムで半硬化状態のフィルムを保護した。
4) Production of light condensing (semi-cured) film The urethane-based UV curable resin composition for light trapping film is applied onto a PET film (base material) with an applicator, and hot air convection drying at 80 to 100 ° C. The film was passed through and dried for about 10 minutes to obtain a semi-cured film. On the coating film, a semi-cured film was protected with a PP film as a separator film.

5)ライトトラッピングフィルムの凹凸形状形成
上記で得られた太陽電池セル上に、上記ライトトラッピングフィルムのセパレータフィルムを剥がしてから載せ、真空ラミネータを用いて、ラミネートした。さらに半硬化状態のフィルムの基材であるPETを剥がし、上記型フィルムの凹凸面を半硬化状態のフィルムに押し当てるようにして、さらに真空ラミネータに通し、微細な凹凸形状を半硬化状態のフィルムへ転写した。このとき、ライトトラッピングフィルムは、底辺が20μm、高さが10μmの四角錐が隙間なく形成され、また台座部分の厚みは10μmであった。
5) Formation of concavo-convex shape of light trapping film The separator film of the light trapping film was peeled off and placed on the solar cell obtained above, and then laminated using a vacuum laminator. Furthermore, the PET, which is the base material of the semi-cured film, is peeled off, the uneven surface of the mold film is pressed against the semi-cured film, and further passed through a vacuum laminator, and the fine uneven shape is semi-cured film Transcribed to. At this time, the light trapping film was formed with a square pyramid having a base of 20 μm and a height of 10 μm without any gaps, and the thickness of the pedestal portion was 10 μm.

さらに、露光装置により光照射し、フィルムを硬化させ、ライトトラッピングフィルムとした。真空ラミネータは、(株)名機製作所製のものを用い、ラミネート、形状転写条件は、いずれも75℃、圧力は0.4MPa、時間は45秒とした。露光機は、高圧水銀灯で、露光条件は1000mJ/cmとした。
ライトトラッピングフィルムの屈折率は1.7であった。
Further, the film was cured by irradiating light with an exposure device to obtain a light trapping film. The vacuum laminator was manufactured by Meiki Seisakusho Co., Ltd. The lamination and shape transfer conditions were 75 ° C., the pressure was 0.4 MPa, and the time was 45 seconds. The exposure machine was a high-pressure mercury lamp, and the exposure conditions were 1000 mJ / cm 2 .
The refractive index of the light trapping film was 1.7.

(実施例2)
実施例1で得られた太陽電池モジュールにおいて、ライトトラッピングフィルムを設けないもの、反射防止膜において酸化ケイ素膜を設けないもの、また酸化ケイ素膜の膜厚を5Å、10Å、100Åと変化させた以外は同様にして下記の太陽電池モジュールを製造し、短絡電流密度の評価を行った。
なお、短絡電流密度は、ワコム製ソーラーシミュレータ、ワコム製I−V測定器を用いて評価した。I−V測定器により、短絡電流密度、開放電圧、曲線因子、変換効率が一度に測定可能である。
(1)リファレンス:ライトトラッピングフィルムを貼り付けないもの
(2)酸化ケイ素膜なしで、窒化ケイ素膜(120nm)のみの構成
(3)酸化ケイ素膜(5Å)形成し、窒化ケイ素膜(120nm)の構成
(4)酸化ケイ素膜(10Å)形成し、窒化ケイ素膜(120nm)の構成
(5)酸化ケイ素膜(100Å)形成し、窒化ケイ素膜(120nm)の構成
(Example 2)
In the solar cell module obtained in Example 1, except that the light trapping film is not provided, the antireflection film is not provided with the silicon oxide film, and the thickness of the silicon oxide film is changed to 5 mm, 10 mm, and 100 mm Produced the following solar cell modules in the same manner, and evaluated the short-circuit current density.
The short-circuit current density was evaluated using a Wacom solar simulator and a Wacom IV measuring instrument. With an IV measuring instrument, short-circuit current density, open-circuit voltage, fill factor, and conversion efficiency can be measured at a time.
(1) Reference: No light trapping film attached (2) No silicon oxide film, only silicon nitride film (120 nm) configuration (3) Silicon oxide film (5 mm) formed, silicon nitride film (120 nm) Configuration (4) Formation of silicon oxide film (10 nm) and configuration of silicon nitride film (120 nm) (5) Formation of silicon oxide film (100 nm) and configuration of silicon nitride film (120 nm)

ライトトラッピングフィルムを貼り付けたことにより、短絡電流密度が改善され、貼り付けないものと比較して0.5mA/cm増加し、変換効率としては0.3ポイント(%)改善されたことがわかる。 By attaching the light trapping film, the short-circuit current density was improved, increased by 0.5 mA / cm 2 compared to the case without attachment, and the conversion efficiency was improved by 0.3 points (%). Recognize.

図9に、酸化ケイ素膜の効果を確認するために、酸化ケイ素膜の膜厚をパラメータとしたきのJIS−C8917 耐湿性試験B−2に準処して劣化の時間依存性を調べたものを示す。   In FIG. 9, in order to confirm the effect of the silicon oxide film, the time dependency of deterioration was examined in accordance with JIS-C8917 moisture resistance test B-2 using the film thickness of the silicon oxide film as a parameter. Show.

図9に示されるように、耐湿性の点では、酸化ケイ素膜の膜厚が5Åで劣化は抑制されるが、ライトトラッピングフィルムを貼り付けない耐湿性レベルに匹敵するには10Åの膜厚が必要であることが確認された。   As shown in FIG. 9, in terms of moisture resistance, the film thickness of the silicon oxide film is suppressed to 5 mm, but the deterioration is suppressed, but a film thickness of 10 mm is required to be comparable to the moisture resistance level where the light trapping film is not attached. It was confirmed that it was necessary.

本発明により、耐湿性劣化が抑制され、且つ光利用率(発電効率)が向上した太陽電池モジュール及び太陽電池セルを提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide a solar battery module and a solar battery cell in which deterioration of moisture resistance is suppressed and light utilization (power generation efficiency) is improved.

100:太陽電池セル
101:p型シリコン基板
102:テクスチャー構造
103:n型層
104:反射防止膜
104a:窒化ケイ素膜
104b:酸化ケイ素膜
105:表面電極用銀ペースト
106:裏面電極用アルミペースト
107:表面電極
108:裏面電極
109:p+層(BSF:Back Surface Field層)
200:太陽電池モジュール
201:保護ガラス(カバーガラス)
202:封止材
203:タブ線
204:バックフィルム
300:ライトトラッピングフィルム
300a:硬化前のライトトラッピングフィルム
300b:硬化後のライトトラッピングフィルム
301:型フィルム
302:ライトトラッピングフィルム、凹凸部分
303:ライトトラッピングフィルム、台座部分
304:PETフィルム(基材)
305:半硬化状態の樹脂組成物層
306:PPフィルム(セパレータ)
100: solar cell 101: p-type silicon substrate 102: texture structure 103: n-type layer 104: antireflection film 104a: silicon nitride film 104b: silicon oxide film 105: silver paste for front electrode 106: aluminum paste 107 for back electrode : Front electrode 108: Back electrode 109: p + layer (BSF: Back Surface Field layer)
200: Solar cell module 201: Protective glass (cover glass)
202: Sealing material 203: Tab wire 204: Back film 300: Light trapping film 300a: Light trapping film 300b before curing: Light trapping film 301 after curing 301: Mold film 302: Light trapping film, uneven portion 303: Light trapping Film, pedestal portion 304: PET film (base material)
305: Semi-cured resin composition layer 306: PP film (separator)

Claims (11)

ライトトラッピングフィルムを含む複数の光透過性層と、光入射面側に反射防止膜を有する太陽電池セルと、を有する太陽電池モジュールであって、
前記ライトトラッピングフィルムは、前記反射防止膜よりも光入射側に形成され、
前記ライトトラッピングフィルムが、微細な凸又は凹形状の多角錐又は円錐が隙間なく多数敷き詰めるように形成されており、且つ屈折率が1.55〜2.40であり、チタニウムテトラアルコキシドを用いた有機−無機ハイブリッド組成物で構成され、下記式で表される規格化吸光度aが波長400〜1200nmにおいて0.1以下であり、
Figure 2011222752
(上記式中、Tは透過率、Lはフィルム平均厚み(μm)である)
前記反射防止膜は、窒化ケイ素からなる窒化ケイ素膜と、酸化ケイ素からなる酸化ケイ素膜と、を有し、且つ前記酸化ケイ素膜は、前記窒化ケイ素膜の光入射側に形成されることを特徴とする太陽電池モジュール。
A solar cell module having a plurality of light transmissive layers including a light trapping film, and a solar cell having an antireflection film on the light incident surface side,
The light trapping film is formed on the light incident side from the antireflection film,
The light trapping film is formed so that a large number of fine convex or concave polygonal pyramids or cones are spread without gaps, and the refractive index is 1.55 to 2.40, and an organic material using titanium tetraalkoxide -The standardized absorbance a composed of an inorganic hybrid composition and represented by the following formula is 0.1 or less at a wavelength of 400 to 1200 nm,
Figure 2011222752
(In the above formula, T is the transmittance, and L is the average film thickness (μm))
The antireflection film has a silicon nitride film made of silicon nitride and a silicon oxide film made of silicon oxide, and the silicon oxide film is formed on a light incident side of the silicon nitride film. A solar cell module.
前記窒化ケイ素膜が、Si、N及びHで構成された、屈折率が1.60〜2.70の範囲であり、
前記酸化ケイ素膜が、Si、O及びHで構成された、屈折率が1.45〜1.55の範囲であることを特徴とする請求項1に記載の太陽電池モジュール。
The silicon nitride film is composed of Si, N and H and has a refractive index in the range of 1.60 to 2.70,
The solar cell module according to claim 1, wherein the silicon oxide film is composed of Si, O, and H and has a refractive index in a range of 1.45 to 1.55.
前記酸化ケイ素膜が、前記窒化ケイ素膜の光入射側に10Å以上の膜厚で構成されたことを特徴とする請求項1又は2に記載の太陽電池モジュール。   The solar cell module according to claim 1 or 2, wherein the silicon oxide film has a thickness of 10 mm or more on a light incident side of the silicon nitride film. 前記酸化ケイ素膜が、前記窒化ケイ素膜の光入射側に10Å以上100Å以下の膜厚で構成されたことを特徴とする請求項1又は2に記載の太陽電池モジュール。   The solar cell module according to claim 1 or 2, wherein the silicon oxide film has a thickness of 10 to 100 mm on a light incident side of the silicon nitride film. 前記窒化ケイ素膜が、SiHとNHとの混合ガスを原料とするプラズマCVD法により、上記混合ガス流量比NH/SiHが0.05〜1.0、反応室の圧力が0.1〜2Torr、成膜時の温度が300〜550℃、プラズマの放電のための周波数が100kHz以上の条件の下で形成されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。 When the silicon nitride film is formed by a plasma CVD method using a mixed gas of SiH 4 and NH 3 as a raw material, the mixed gas flow ratio NH 3 / SiH 4 is 0.05 to 1.0, and the reaction chamber pressure is 0. 5. The film is formed under the conditions of 1 to 2 Torr, a film forming temperature of 300 to 550 ° C., and a plasma discharge frequency of 100 kHz or more. Solar cell module. 前記酸化ケイ素膜が、SiHと、Oと、Ar又はHeと、の混合ガスで、該混合ガスを原料とするプラズマCVD法により、上記混合ガス流量比SiH/O2/Ar(He)が1/1.5〜2.0/1.5〜2.0、反応室の圧力が0.005〜2Torr、成膜時の温度が300〜550℃、プラズマの放電のための周波数が100kHz以上の条件の下で形成されることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。 The silicon oxide film is a mixed gas of SiH 4 , O 2 , Ar or He, and the mixed gas flow ratio SiH 4 / O 2 / Ar (He) is obtained by a plasma CVD method using the mixed gas as a raw material. 1 / 1.5 to 2.0 / 1.5 to 2.0, reaction chamber pressure 0.005 to 2 Torr, film forming temperature 300 to 550 ° C., plasma discharge frequency 100 kHz It forms under the above conditions, The solar cell module as described in any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned. ライトトラッピングフィルムを含む複数の光透過性層と、光入射面側に反射防止膜を有する太陽電池セルと、を有する太陽電池モジュールであって、
前記ライトトラッピングフィルムは、前記反射防止膜よりも光入射側に形成され、
前記複数の光透過性層を、光入射側から層1、層2、・・・、層mとし、またこれらの屈折率をn1、n2、・・・、nmとしたとき、n1≦n2≦・・・・≦nmが成り立ち、
前記ライトトラッピングフィルムが、微細な凸又は凹形状の多角錐又は円錐が隙間なく多数敷き詰めるように形成されており、且つ屈折率が1.55〜2.40であり、チタニウムテトラアルコキシドを用いた有機−無機ハイブリッド組成物で構成され、下記式で表される規格化吸光度aが波長400〜1200nmにおいて0.1以下であり、
Figure 2011222752
(上記式中、Tは透過率、Lはフィルム平均厚み(μm)である)
前記反射防止膜は、窒化ケイ素と酸化ケイ素との混晶体からなることを特徴とする太陽電池モジュール。
A solar cell module having a plurality of light transmissive layers including a light trapping film, and a solar cell having an antireflection film on the light incident surface side,
The light trapping film is formed on the light incident side from the antireflection film,
When the plurality of light transmissive layers are layer 1, layer 2,..., Layer m from the light incident side, and the refractive indexes thereof are n1, n2,..., Nm, n1 ≦ n2 ≦・ ・ ・ ・ ≦ nm holds,
The light trapping film is formed so that a large number of fine convex or concave polygonal pyramids or cones are spread without gaps, and the refractive index is 1.55 to 2.40, and an organic material using titanium tetraalkoxide -The standardized absorbance a composed of an inorganic hybrid composition and represented by the following formula is 0.1 or less at a wavelength of 400 to 1200 nm,
Figure 2011222752
(In the above formula, T is the transmittance, and L is the average film thickness (μm))
The solar cell module, wherein the antireflection film is made of a mixed crystal of silicon nitride and silicon oxide.
前記反射防止膜が、Si、O、N及びHで構成された、屈折率が1.45〜2.70の範囲である窒化ケイ素と酸化ケイ素との混晶体からなることを特徴とする請求項7に記載の太陽電池モジュール。 The antireflection film is made of a mixed crystal of silicon nitride and silicon oxide having a refractive index in the range of 1.45 to 2.70, composed of Si, O, N, and H. 8. The solar cell module according to 7. 前記反射防止膜の窒化ケイ素膜の屈折率又は前記混晶体からなる反射防止膜は、前記ライトトラッピングフィルムの屈折率よりも大きいことを特徴とする請求項1又は7に記載の太陽電池モジュール。   The solar cell module according to claim 1 or 7, wherein a refractive index of the silicon nitride film of the antireflection film or an antireflection film made of the mixed crystal is larger than a refractive index of the light trapping film. 微細な凸又は凹形状の多角錐又は円錐が隙間なく多数敷き詰めるように形成されており、且つ屈折率が1.55〜2.40であり、チタニウムテトラアルコキシドを用いた有機−無機ハイブリッド組成物で構成され、下記式で表される規格化吸光度aが波長400〜1200nmにおいて0.1以下であるライトトラッピングフィルムを有する太陽電池モジュール用の、光入射面側に反射防止膜を有する太陽電池セルであって、
Figure 2011222752
(上記式中、Tは透過率、Lはフィルム平均厚み(μm)である)
前記反射防止膜は、窒化ケイ素からなる窒化ケイ素膜と、酸化ケイ素からなる酸化ケイ素膜と、を有し、且つ前記酸化ケイ素膜は、前記窒化ケイ素膜の光入射側に形成されることを特徴とする太陽電池セル。
An organic-inorganic hybrid composition using titanium tetraalkoxide, which is formed so that a large number of fine convex or concave polygonal pyramids or cones are spread without gaps, and the refractive index is 1.55 to 2.40. A solar cell having an antireflection film on the light incident surface side for a solar cell module having a light trapping film having a light-trapping film having a normalized absorbance a of 0.1 or less at a wavelength of 400 to 1200 nm represented by the following formula: There,
Figure 2011222752
(In the above formula, T is the transmittance, and L is the average film thickness (μm))
The antireflection film has a silicon nitride film made of silicon nitride and a silicon oxide film made of silicon oxide, and the silicon oxide film is formed on a light incident side of the silicon nitride film. A solar battery cell.
微細な凸又は凹形状の多角錐又は円錐が隙間なく多数敷き詰めるように形成されており、且つ屈折率が1.55〜2.40であり、チタニウムテトラアルコキシドを用いた有機−無機ハイブリッド組成物で構成され、下記式で表される規格化吸光度aが波長400〜1200nmにおいて0.1以下であるライトトラッピングフィルムを有する太陽電池モジュール用の、光入射面側に反射防止膜を有する太陽電池セルであって、
Figure 2011222752
(上記式中、Tは透過率、Lはフィルム平均厚み(μm)である)
前記反射防止膜は、窒化ケイ素と酸化ケイ素との混晶体からなることを特徴とする太陽電池セル。
An organic-inorganic hybrid composition using titanium tetraalkoxide, which is formed so that a large number of fine convex or concave polygonal pyramids or cones are spread without gaps, and the refractive index is 1.55 to 2.40. A solar cell having an antireflection film on the light incident surface side for a solar cell module having a light trapping film having a light-trapping film having a normalized absorbance a of 0.1 or less at a wavelength of 400 to 1200 nm represented by the following formula: There,
Figure 2011222752
(In the above formula, T is the transmittance, and L is the average film thickness (μm))
The solar cell, wherein the antireflection film is made of a mixed crystal of silicon nitride and silicon oxide.
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