JP2012239997A - Method for manufacturing photoelectric conversion apparatus with anti-reflection film, and method for diagnosing coating characteristic of film forming composition - Google Patents

Method for manufacturing photoelectric conversion apparatus with anti-reflection film, and method for diagnosing coating characteristic of film forming composition Download PDF

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Masanori Fukuda
将典 福田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for quickly and easily determining whether a film without unevenness can be formed by evaluating a film forming composition and the condition of a glass surface which is a film forming surface in the case of applying a large volume (30 ml/mor more) of a lean film forming composition (with a solid concentration of less than 0.5%) to the film forming surface using a spray method.SOLUTION: A uniform film can be formed when satisfying inequalities of 0<θ≤10 and 0≤S≤-θ+45, wherein S (mN/m) is surface tension to air and θ(°) is a contact angle of pure water to a glass surface by a drop method of the film forming composition.

Description

本発明は光電変換装置の光入射面に被膜形成用組成物をスプレー塗布することにより被膜を形成する場合において、ムラ無き被膜を形成するための反射防止膜付き光電変換装置の製造方法、及び、被膜形成用組成物の塗布特性診断方法に関する。   The present invention provides a method for producing a photoelectric conversion device with an antireflection film for forming a uniform coating when a coating is formed by spray-coating a film-forming composition on the light incident surface of the photoelectric conversion device, and The present invention relates to a method for diagnosing coating properties of a film forming composition.

反射防止膜は、表面反射を抑制する手段として種々の光デバイスに応用されている。特に、太陽電池の分野では出力向上のため、太陽電池の光入射面に反射防止加工を施すことはこれまで種々の試みがある。その中でも、ゾルゲル法は、製造コストが低廉であり、生産適合性に優れた反射防止膜の形成方法である。例えば特許文献1にはゾルゲル法により基板上にチタニア・シリカ膜を形成し、反射防止機能を発現させることが開示されている。その出発原料としてアモルファス型過酸化チタンおよびシリコンアルコキシドを出発原料として、金属含有アナターゼ形酸化チタン、ケイ素化合物、および熱分解性化合物を含む被膜形成用組成物を作製し、その被膜形成用組成物を用いて低反射性基板を作製できることが開示されている。   The antireflection film is applied to various optical devices as means for suppressing surface reflection. In particular, in the field of solar cells, there have been various attempts to apply antireflection processing to the light incident surface of the solar cell in order to improve output. Among them, the sol-gel method is a method for forming an antireflection film having low production cost and excellent production compatibility. For example, Patent Document 1 discloses that a titania-silica film is formed on a substrate by a sol-gel method to develop an antireflection function. Using the amorphous titanium peroxide and silicon alkoxide as starting materials, a film-forming composition containing a metal-containing anatase-type titanium oxide, a silicon compound, and a thermally decomposable compound is prepared. It is disclosed that a low-reflective substrate can be made by using.

ところで、被膜形成用組成物を基板に塗布することにより被膜を形成する場合には、被膜形成用組成物の物性のみならず、被膜が形成される基板の表面(以下では被膜形成面とする)のぬれやすさ等の表面物性により均一にムラ無く塗布できるかが左右される。特に、主たる溶媒が水の被膜形成用組成物の場合、表面の親水性が高い場合に均一にムラ無く被膜を形成することができる。表面の親水性を上げるためには表面を洗浄することが有効で、これまで種々の表面洗浄方法および表面処理方法ならびにそのための装置が提案されている。   By the way, when forming a film by applying the film forming composition to the substrate, not only the physical properties of the film forming composition but also the surface of the substrate on which the film is formed (hereinafter referred to as the film forming surface). Whether the coating can be applied uniformly and uniformly depends on the surface properties such as wettability. In particular, when the main solvent is a water film-forming composition, a uniform film can be formed evenly when the hydrophilicity of the surface is high. In order to increase the hydrophilicity of the surface, it is effective to clean the surface, and various surface cleaning methods and surface treatment methods and apparatuses for the same have been proposed so far.

特開2009−212435号公報JP 2009-212435 A

上記のようにこれまでからアモルファス型過酸化チタンおよびシリコンアルコキシドを出発原料として、チタニア・シリカを主成分とする被膜形成用組成物は知られていた。しかし、過酸化チタンは不安定な物質であるため、作製条件や作製後の保存条件、例えば温度などにより得られる被膜の物性が大きく異なる。また、シリカ成分であるシリコンアルコキシドの部分加水分解縮合物もまた保存条件により縮重合が進行する。また、被膜形成面の表面の濡れ性も前処理方法およびその後の大気暴露状態により時々刻々変化し、被膜の形成しやすさに影響が生ずる。特に、スプレー法を用いた被膜形成に際してはプロセス上の制約により、きわめて希釈な被膜形成用組成物(固形分濃度が0.5%未満)を被膜形成面に大量に塗布する(30ml/m以上)必要が生じるため、被膜形成用組成物および被膜形成面の状態により、膜ムラが大きくばらつく。 As described above, a composition for forming a film mainly containing titania-silica as a main component has been known using amorphous titanium peroxide and silicon alkoxide as starting materials. However, since titanium peroxide is an unstable substance, the physical properties of the film obtained vary greatly depending on the production conditions and the storage conditions after production, for example, temperature. In addition, polycondensation of a partially hydrolyzed condensate of silicon alkoxide, which is a silica component, also proceeds under storage conditions. In addition, the wettability of the surface of the film formation surface changes from moment to moment depending on the pretreatment method and the subsequent exposure to the atmosphere, which affects the ease of film formation. In particular, when a film is formed using a spray method, a very dilute composition for forming a film (solid content concentration of less than 0.5%) is applied in large quantities on the film forming surface (30 ml / m 2 ) due to process restrictions. As described above, since the necessity arises, the film unevenness greatly varies depending on the state of the film forming composition and the film forming surface.

実際、発明者は上記のチタニア・シリカを主成分とする被膜形成用組成物を用いた被膜形成を種々試みたが、被膜形成用組成物の調合および保存方法、ならびに、被膜形成面の前処理および前処理後の大気暴露状態により、時としてムラの多い膜が形成された。これは以下のような問題を生じさせる。すなわち、光電変換装置の光入射面に被膜を形成する場合においては、被膜形成後に被膜の外観を観察し、はじめてムラの有無が判断できるため、歩留まり率の低下および外観観察に伴うプロセスタイムの長時間化という問題が生ずる。そこで、スプレー法を用いて希釈な被膜形成用組成物(固形分濃度が0.5%未満)を被膜形成面に大容量塗布する(30ml/m以上)場合においても、被膜形成用組成物および被膜形成面の状態を評価し、ムラのない被膜が形成できるのかを迅速簡便に判断する方法が求められる。 In fact, the inventor has made various attempts to form a film using the above-described composition for forming a film mainly composed of titania / silica. However, the method for preparing and storing the composition for forming a film, and pretreatment of the film-forming surface Depending on the atmospheric exposure after the pretreatment, a film with unevenness was sometimes formed. This causes the following problems. That is, in the case where a film is formed on the light incident surface of the photoelectric conversion device, the appearance of the film is observed after the film is formed, and it is possible to determine the presence or absence of unevenness for the first time. There is a problem of time. Therefore, even when a large amount of a coating film-forming composition (solid content concentration of less than 0.5%) is applied to the film-forming surface using a spray method (30 ml / m 2 or more), the film-forming composition is used. In addition, there is a need for a method for evaluating the state of the film forming surface and quickly and easily determining whether a uniform film can be formed.

そこで、本発明では、スプレー法を用いて希釈な被膜形成用組成物(固形分濃度が0.5%未満)を被膜形成面に大容量塗布する(30ml/m以上)場合においても、被膜形成用組成物および被膜形成面の状態を評価し、ムラのない被膜が形成できるのかを迅速簡便に判断する方法を提供することを課題とする。 Therefore, in the present invention, even when a large amount of coating composition (solid content concentration of less than 0.5%) is applied to the coating surface using a spray method (30 ml / m 2 or more), It is an object of the present invention to provide a method for evaluating a forming composition and a state of a film-forming surface and quickly and easily determining whether a uniform film can be formed.

発明者はムラの有無に影響をあたえる被膜形成条件について、被膜形成組成液・被膜形成用組成物の表面張力と純水の被膜形成面に対する接触角との関係から鋭意検討した。まず、課題解決手段の記述に先立ち、本発明と従前の類似公知技術との差異について概説する。   The inventors diligently studied the film forming conditions that affect the presence or absence of unevenness from the relationship between the surface tension of the film forming composition liquid and the film forming composition and the contact angle with respect to the film forming surface of pure water. First, prior to describing the problem solving means, the outline of the difference between the present invention and the conventional similar known technique will be outlined.

従前より被膜形成組成液や被膜形成用組成物の表面張力および被膜形成組成液・被膜形成用組成物の基体表面に対する接触角が塗布に与える影響に関してはプリンター等の転写技術の分野において種々の検討がされている。例えば、インクジェット技術におけるインクの表面張力に関しては、「インクの表面張力はノズルにおけるメニスカスの形成状況や、メディアにおける浸透性に影響を与える。目的に応じ、積極的に界面活性剤を使用して所望の範囲に表面張力を調整することが一般に行われる」(『インクジェット』 日本画像学会編 藤井雅彦監修 東京電気大学出版局 2008年9月 第1版 p112)。   Various studies have been made in the field of transfer technology such as printers regarding the influence of the surface tension of the film-forming composition liquid and film-forming composition and the contact angle of the film-forming composition liquid and film-forming composition on the substrate surface with respect to coating. Has been. For example, regarding the surface tension of the ink in the ink jet technology, “the surface tension of the ink affects the state of meniscus formation in the nozzle and the permeability in the media. Depending on the purpose, it is desirable to actively use a surfactant. It is generally performed to adjust the surface tension within the range of “(Inkjet), edited by Masahiko Fujii, edited by Japanese Imaging Society, Tokyo Denki University Press, September 2008, 1st edition, p112”.

また、特開2003−41192号では、転写用被覆剤の基材表面に対する接触角および転写用被覆剤の表面張力に関して種々の検討を行った上で、諸条件のもとで、転写用被覆剤の静置状態における表面張力および転写用被覆剤の基材表面に対する接触角が特定の範囲にある場合に膜厚ムラやハジキの生じにくい転写用被覆剤となることが示されている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-41192 discloses a coating agent for transfer under various conditions after conducting various studies on the contact angle of the coating material for transfer to the substrate surface and the surface tension of the coating agent for transfer. When the surface tension in the stationary state and the contact angle of the transfer coating material with respect to the substrate surface are in a specific range, it is shown that the transfer coating material is less likely to cause film thickness unevenness and repellency.

しかし、これらの公知の技術内容は、本発明とは技術思想が根本的に異なる。すなわち、転写技術分野での表面張力および接触角の評価は被転写体にたいするにじみをコントロールするためのものであるのに対し、本発明は本質的に液体の浸透が起こりえない光電変換装置表面に隙間なく均一に被膜形成用組成物を塗布するため、表面張力および接触角の評価検討を行い、発明に至ったものである。また、転写技術分野での転写用被覆剤は顔料等を含有したインクであり、被転写体に対して少なくとも20ml/m以上塗布することは想定されない一方で、本発明は、きわめて希釈な被膜形成用組成物(固形分濃度が0.5%未満)を大容量塗布する(30ml/m以上)場合における被膜形成を検討するに当たり想到しえたものでありまったく別の技術的視点に立ち到達したものである。 However, these known technical contents are fundamentally different in technical idea from the present invention. That is, the evaluation of the surface tension and contact angle in the transfer technology field is for controlling the blurring of the transferred material, while the present invention is essentially applied to the surface of the photoelectric conversion device where liquid penetration cannot occur. In order to apply the film-forming composition uniformly without any gaps, the surface tension and the contact angle were evaluated and studied, leading to the invention. Further, a transfer coating in the transfer technology field is an ink containing a pigment or the like, and it is not assumed that at least 20 ml / m 2 or more is applied to an object to be transferred. It was conceived when studying film formation when a large amount of a composition for forming (solid content concentration of less than 0.5%) was applied (30 ml / m 2 or more), and reached a completely different technical viewpoint. It is a thing.

本発明の第1は、チタン酸化物とケイ素酸化物と有機ケイ素系界面活性剤とを含む固形分濃度が0.5%以下の被膜形成用組成物を、ガラス基板を含む光電変換装置のガラス表面に30ml/m以上スプレー法にて塗布する工程を含む反射防止膜付き光電変換装置の製造方法であって、
該被膜形成用組成物の滴下法による空気に対する表面張力S(mN/m)と、前記ガラス表面に対する純水の接触角θ(°)とが、0<θ≦10、かつ、0≦S≦−θ+45、の関係を満たすことを確認する工程を経た後に、
前記スプレー法にて塗布する工程を備える、反射防止膜付き光電変換装置の製造方法、である。
A first aspect of the present invention is a glass for a photoelectric conversion device comprising a glass substrate and a film-forming composition having a solid content concentration of 0.5% or less containing titanium oxide, silicon oxide and an organosilicon surfactant. A method for producing a photoelectric conversion device with an antireflection film comprising a step of applying a surface of 30 ml / m 2 or more to the surface by a spray method,
The surface tension S (mN / m) to air by the dropping method of the film forming composition and the contact angle θ (°) of pure water to the glass surface are 0 <θ ≦ 10 and 0 ≦ S ≦ After undergoing a step of confirming that the relationship of −θ + 45 is satisfied,
It is a manufacturing method of the photoelectric conversion apparatus with an antireflective film provided with the process apply | coated by the said spray method.

本発明の第2は、固形分濃度が0.5%以下の被膜形成用組成物をガラス基板を含む光電変換装置のガラス表面に30ml/m以上スプレー法にて均一に塗布することの可否を判断する指標として、該被膜形成用組成物の滴下法による空気に対する表面張力S(mN/m)と、前記ガRス表面に対する純水の接触角θ(°)とが、下記(A)および(B)の不等式を満たすか否かを確認する、前記被膜形成用組成物の塗布特性診断方法;
(A)0<θ≦10、
(B)0≦S≦−θ+45、である。
In the second aspect of the present invention, it is possible to uniformly apply a film forming composition having a solid content concentration of 0.5% or less to a glass surface of a photoelectric conversion device including a glass substrate by a spray method of 30 ml / m 2 or more. As an index for determining the surface tension S (mN / m) with respect to the air by the dropping method of the film-forming composition and the contact angle θ (°) of pure water with respect to the glass surface, the following (A) And a method for diagnosing coating properties of the film-forming composition, which confirms whether or not the inequality of (B) is satisfied;
(A) 0 <θ ≦ 10,
(B) 0 ≦ S ≦ −θ + 45.

本発明の第3は、前記被膜形成用組成物はアモルファス型過酸化チタンとケイ素酸化物と有機ケイ素系界面活性剤とを含む被膜形成用組成物である、前記の塗布特性診断方法、である。   A third aspect of the present invention is the coating property diagnostic method, wherein the film-forming composition is a film-forming composition comprising amorphous titanium peroxide, silicon oxide, and an organosilicon surfactant. .

本発明の第4は、さらに下記不等式(A’)を満たすか否かを確認する、前記の塗布特性診断方法;
(A’)4<θ≦10、である。
The fourth aspect of the present invention is the coating property diagnostic method as described above, further confirming whether or not the following inequality (A ′) is satisfied;
(A ′) 4 <θ ≦ 10.

本発明の第5は、さらに下記不等式(B’)を満たすか否かを確認する、前記の塗布特性診断方法;
(B’)10≦S≦−θ+45、である。
In the fifth aspect of the present invention, the coating property diagnosis method described above further confirms whether or not the following inequality (B ′) is satisfied;
(B ′) 10 ≦ S ≦ −θ + 45.

本発明の第6は、さらに下記不等式(A’)および(B’)を満たすか否かを確認する、前記の塗布特性診断方法;
(A’)4<θ≦10、
(B’)10≦S≦−θ+45、である。
The sixth aspect of the present invention is the coating property diagnostic method as described above, further confirming whether the following inequalities (A ′) and (B ′) are satisfied;
(A ′) 4 <θ ≦ 10,
(B ′) 10 ≦ S ≦ −θ + 45.

本発明にかかる反射防止膜付き光電変換装置の製造方法により、被膜形成をする前に、被膜形成することなくムラの有無が判断できるため、歩留まり率の低下および外観観察に伴うプロセスタイムの長時間化という問題を回避することができる。   According to the method of manufacturing a photoelectric conversion device with an antireflection film according to the present invention, it is possible to determine the presence or absence of unevenness without forming a film before forming a film, so that the yield rate decreases and the process time associated with appearance observation increases. The problem of conversion can be avoided.

本発明にかかる塗布特性診断方法を用いることにより、被膜形成をすることなくムラの有無が判断できるため、歩留まり率の低下および外観観察に伴うプロセスタイムの長時間化という問題を回避することができる。   By using the method for diagnosing coating characteristics according to the present invention, it is possible to determine the presence or absence of unevenness without forming a film, so that it is possible to avoid problems such as a decrease in yield rate and a longer process time associated with appearance observation. .

(診断方法)
本発明は被膜形成用組成物を光電変換装置表面(実際にはガラス表面側)に均一な被膜を形成することができるか否か判断する塗布特性診断方法である。光電変換装置にはその構成材料や構造により多くの種類があるが、いずれにも適用できる。とりわけ透光性基板上に形成された薄膜太陽電池であって、透光性基板面のうち薄膜太陽電池が形成されていない面から光が入射する構造(スーパーストレート構造)の薄膜太陽電池において有用である。被膜にはその組成により種々の機能が持たせることが可能である。たとえば、反射防止機能、帯電防止機能、波長変換機能、光触媒機能、防汚機能があげられる。反射防止機能の場合、被膜形成用組成物は透光性基板の屈折率より低い屈折率の膜を形成することができる。ここでの被膜とは物質被膜形成用組成物を光電変換装置表面に塗布し、乾燥焼成して得られる表面被膜をいう。
(Diagnosis method)
The present invention is a coating property diagnostic method for judging whether or not a uniform film can be formed on the surface of a photoelectric conversion device (actually, on the glass surface side) with the composition for forming a film. There are many types of photoelectric conversion devices depending on their constituent materials and structures, but any of them can be applied. Particularly useful for thin-film solar cells formed on a light-transmitting substrate and having a structure in which light enters from the surface of the light-transmitting substrate where the thin-film solar cell is not formed (super straight structure). It is. The coating can have various functions depending on its composition. Examples thereof include an antireflection function, an antistatic function, a wavelength conversion function, a photocatalytic function, and an antifouling function. In the case of the antireflection function, the film-forming composition can form a film having a refractive index lower than that of the translucent substrate. The coating here refers to a surface coating obtained by applying a composition for forming a material coating on the surface of a photoelectric conversion device, followed by drying and baking.

ここで均一とは被膜を形成した表面をできるだけ網羅するように複数箇所、好ましくは10箇所以上での膜厚を測定した場合の、膜厚の標準偏差が膜厚の平均値の20%以内であることをいう。   Here, the term “uniform” means that the standard deviation of the film thickness is within 20% of the average value of the film thickness when the film thickness is measured at a plurality of locations, preferably 10 locations or more so as to cover the surface on which the film is formed as much as possible. Say something.

膜厚は通常用いられる膜厚測定法により求められる。例えば、分光エリプソメトリー、透過型電子顕微鏡(TEM)による断面測定、段差計等が用いられる。特に分光エリプソメトリーは、迅速簡便に膜厚測定できることから、本発明の目的により適う膜厚測定法である。   The film thickness is determined by a commonly used film thickness measurement method. For example, spectroscopic ellipsometry, cross-sectional measurement using a transmission electron microscope (TEM), a step meter, or the like is used. In particular, spectroscopic ellipsometry is a film thickness measurement method more suitable for the purpose of the present invention because it can measure the film thickness quickly and easily.

ここでの塗布特性診断とは、所与の被膜形成用組成物、所与の光電変換装置表面および所与の被膜形成装置を用いて被膜を形成した場合に光電変換装置表面に均一な被膜を形成することの可否ついていずれであるかの回答を与えるものである。   The coating property diagnosis herein refers to a uniform film on the surface of a photoelectric conversion device when a film is formed using a given film forming composition, a given photoelectric conversion device surface, and a given film formation device. It gives an answer as to whether or not it can be formed.

(被膜形成する工程)
診断の対象である被膜形成する工程は、スプレー固形分濃度が0.5%以下の被膜形成用組成物を光電変換装置表面(実際にはガラス表面側)に30ml/m以上塗布する工程である。被膜形成用組成物の固形分濃度が0.5%以下に制限される理由は、本発明はスプレー法の制約により極めて低い固形分濃度の膜形成用組成液・被膜形成用組成物を使用する場合における塗布特性診断方法であるからである。また、光電変換装置表面(実際にはガラス表面側)に塗布される塗布量が30ml/m以上に制限される理由はスプレー法の制約により大容量の被膜形成用組成物を光電変換装置表面に塗布する場合における塗布特性診断方法であるからである。
(Process for forming a film)
The process of forming a film that is the object of diagnosis is a process in which a film forming composition having a spray solid content concentration of 0.5% or less is applied to the surface of the photoelectric conversion device (actually the glass surface side) by 30 ml / m 2 or more. is there. The reason why the solid content concentration of the film-forming composition is limited to 0.5% or less is that the present invention uses a film-forming composition liquid / film-forming composition having an extremely low solid content concentration due to restrictions on the spray method. This is because this is a method for diagnosing coating characteristics in some cases. In addition, the reason why the coating amount applied to the surface of the photoelectric conversion device (actually the glass surface side) is limited to 30 ml / m 2 or more is that a large amount of the film-forming composition is applied to the surface of the photoelectric conversion device due to the restriction of the spray method. This is because it is a method for diagnosing coating properties when applied to the surface.

(被膜形成用組成物)
被膜形成用組成物はアモルファス型過酸化チタン、ケイ素酸化物および有機ケイ素系界面活性剤を少なくとも含む被膜形成用組成物が好適に用いられる。
(Coating composition)
As the film forming composition, a film forming composition containing at least amorphous titanium peroxide, silicon oxide and an organosilicon surfactant is preferably used.

市販の過酸化チタン水溶液としては、サステイナブル・テクノロジー株式会社製の(1)アモルファス型過酸化チタン水溶液(SP)、(2)光酸化型正電荷酸化金属ドープアモルファス型過酸化チタン水溶液(SPZ高機能タイプ)、(3)アモルファス型改質過酸化チタン+糖質複合化水溶液(DaSH)が挙げられ、また株式会社アサカ理研製の(4)凛光が挙げられ、鶴見曹達株式会社製の(5)ツルクリーン(登録商標)グレードA−TS−1、(6)ツルクリーン(登録商標)グレードA−TS−2が挙げられ、株式会社鯤コーポレーション製の(7)PTA水溶液、が挙げられる。
アモルファス型過酸化チタンの製造方法としては以下の方法がある。
Commercially available aqueous solutions of titanium peroxide include (1) Amorphous titanium peroxide aqueous solution (SP) manufactured by Sustainable Technology Co., Ltd. (2) Photooxidized positively charged metal oxide doped amorphous titanium peroxide aqueous solution (SPZ high function) Type), (3) Amorphous modified titanium peroxide + carbohydrate complex aqueous solution (DaSH), (4) Asuka Riken Co., Ltd. (4) Fluorescence, (5) ) Tsuruclean (registered trademark) grade A-TS-1, (6) Tsuruclean (registered trademark) grade A-TS-2, and (7) PTA aqueous solution manufactured by Sakai Corporation.
There are the following methods for producing amorphous titanium peroxide.

(製造方法1)
溶解性無機チタン化合水溶液に、塩基性水溶液を加える。生じる淡青味白色、無定形のオルトチタンを洗浄・分離後、酸化剤で処理すると、本発明のアモルファス型過酸化チタン液が得られる。
(Manufacturing method 1)
A basic aqueous solution is added to the soluble inorganic titanium compound aqueous solution. When the resulting pale bluish white, amorphous ortho-titanium is washed and separated and then treated with an oxidizing agent, the amorphous titanium peroxide liquid of the present invention is obtained.

溶解性無機チタン化合としてはチタンキレート、アセテートチタン;硫酸チタン、
四塩化チタン等が挙げられる。また塩基性水溶液として、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア、テトラアルキルアンモニウム水酸化物等が挙げられる。溶解性無機チタン化合水溶液に、塩基性水溶液を加える反応は中和反応であり、大きな発熱を伴う。高温で反応が進んだ場合、オルトチタン酸からメタチタン酸への反応が進むためである。
Soluble inorganic titanium compounds include titanium chelate, acetate titanium, titanium sulfate,
Examples thereof include titanium tetrachloride. Examples of the basic aqueous solution include sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia, tetraalkylammonium hydroxide and the like. The reaction of adding a basic aqueous solution to a soluble inorganic titanium compound aqueous solution is a neutralization reaction and involves a large exotherm. This is because when the reaction proceeds at a high temperature, the reaction from orthotitanic acid to metatitanic acid proceeds.

酸化剤としては、二酸化チタンを過酸化チタンに酸化することが可能なものであれば良いが、特に過酸化水素水が好ましい。酸化剤として過酸化水素水を使用する場合は、過酸化水素の濃度は、30〜40%のものが反応促進のため好適である。ペルオキソ化前には水酸化チタンを冷却することが好ましい。なぜなら、ペルオキソ化反応は発熱反応であり、反応をマイルドに進行させる必要があるためである。その際の冷却温度は1〜5℃が好ましい。   Any oxidizing agent may be used as long as it can oxidize titanium dioxide to titanium peroxide, but hydrogen peroxide is particularly preferable. When hydrogen peroxide water is used as the oxidizing agent, the concentration of hydrogen peroxide is preferably 30 to 40% because the reaction is accelerated. It is preferred to cool the titanium hydroxide before peroxolation. This is because the peroxoation reaction is an exothermic reaction and the reaction needs to proceed mildly. The cooling temperature at that time is preferably 1 to 5 ° C.

(製造方法2)
チタンアルコキシド、アルコール、水および触媒を適量混合し加水分解及び縮重合反応を行う。さらに、酸化剤を加えることによりアモルファス型過酸化チタン液が得られる。
(Manufacturing method 2)
An appropriate amount of titanium alkoxide, alcohol, water and catalyst is mixed to conduct hydrolysis and polycondensation reaction. Furthermore, an amorphous type titanium peroxide liquid can be obtained by adding an oxidizing agent.

チタンアルコキシドとしてはテトラエトキシチタン、テトラメトキシチタン、テトラプロポキシチタン、テトラブトキシチタン等が上げられる。アルコールとしてはメタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール等が上げられる。酸化剤としては、二酸化チタンを過酸化チタンに酸化することが可能なものであれば良いが、特に過酸化水素水が好ましい。酸化剤として過酸化水素水を使用する場合は、過酸化水素の濃度は、30〜40%のものが反応促進のため好適である。ペルオキソ化前には水酸化チタンを冷却することが好ましい。なぜなら、ペルオキソ化反応は発熱反応であり、反応をマイルドに進行させる必要があるためである。その際の冷却温度は1〜5℃が好ましい。   Examples of the titanium alkoxide include tetraethoxy titanium, tetramethoxy titanium, tetrapropoxy titanium, and tetrabutoxy titanium. Examples of the alcohol include methanol, ethanol, n-propanol, and isopropanol. Any oxidizing agent may be used as long as it can oxidize titanium dioxide to titanium peroxide, but hydrogen peroxide is particularly preferable. When hydrogen peroxide water is used as the oxidizing agent, the concentration of hydrogen peroxide is preferably 30 to 40% because the reaction is accelerated. It is preferred to cool the titanium hydroxide before peroxolation. This is because the peroxoation reaction is an exothermic reaction and the reaction needs to proceed mildly. The cooling temperature at that time is preferably 1 to 5 ° C.

酸化チタンの形状としては粒子状または粉末状、あるいはゾル状の形態で市販されているチタン酸化物を用いることができる。   As the shape of titanium oxide, titanium oxide commercially available in the form of particles, powder, or sol can be used.

Tiのモル濃度は所望の反射防止特性および耐久性に応じて適時変更することができる。0.0001〜0.01mol/Lが好ましく、0.002〜0.008mol/Lがさらに好ましい。Ti量が少ない場合、表面親水化効果を奏さないためである。Ti量が多い場合、膜の屈折率が高くなり、反射防止膜としての機能を奏さないためである。   The molar concentration of Ti can be changed from time to time depending on the desired antireflection properties and durability. 0.0001 to 0.01 mol / L is preferable, and 0.002 to 0.008 mol / L is more preferable. This is because when the amount of Ti is small, the surface hydrophilizing effect is not achieved. This is because when the amount of Ti is large, the refractive index of the film becomes high and the function as an antireflection film is not achieved.

ケイ素酸化物は、一般式SiR(OR‘)4−n(R’およびRは炭素数が1〜5のアルキル基、nは0〜3の自然数)であらわされるシリコンアルコキシドの加水分解物および/または部分加水分解物である。さらには酸触媒または塩基触媒等を用いて、縮合重合反応を進めた液を用いることも可能である。また、さらにシリカ微粒子を部分的に添加してもよい。シリカ微粒子の添加により膜強度が増加するためである。 Silicon oxide has the general formula SiR n (OR ') 4- n (R' and R is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, n represents a natural number of 0 to 3) a hydrolyzate of silicon alkoxide represented by and / Or a partial hydrolyzate. Furthermore, it is also possible to use a liquid that has been subjected to a condensation polymerization reaction using an acid catalyst or a base catalyst. Further, silica fine particles may be partially added. This is because the addition of silica fine particles increases the film strength.

Siのモル濃度は所望の反射防止特性および耐久性に応じて適時変更することができる。0.001〜0.1mol/Lが好ましく、0.02〜0.05mol/Lがさらに好ましい。Si量が少ない場合、相対的にTiの量が多くなることにより、膜の屈折率が高くなり、反射防止膜としての機能を奏さないためである。また、Si量が多い場合、相対的にTiの量が少なくなることにより、表面親水化効果を奏さないためである。また、溶液が高濃度になり被膜形成時のハンドリングが困難になり、ムラのない膜を形成するのが困難なためでもある。   The molar concentration of Si can be changed from time to time depending on the desired antireflection properties and durability. 0.001-0.1 mol / L is preferable and 0.02-0.05 mol / L is further more preferable. This is because when the amount of Si is small, the amount of Ti is relatively large, so that the refractive index of the film becomes high and the function as an antireflection film is not achieved. Further, when the amount of Si is large, the amount of Ti is relatively small, so that the surface hydrophilizing effect is not achieved. Moreover, it is also because it becomes difficult to form a film without unevenness because the solution becomes high in concentration and handling at the time of film formation becomes difficult.

有機ケイ素系界面活性剤としては、市販されている各種シリコーン系界面活性剤を適時用いることができる。具体的には、TSF4445、TSF4446(GE東芝シリコーン(株))、KPシリーズ(信越化学工業(株))、並びに、SH200、SH3746M、DC3PA、ST869A(東レ・ダウコーニング(株))等を用いることができる。シリコーンとしては、分子中にアルキルシリケート構造若しくはポリエーテル構造を有するもの、又は、アルキルシリケート構造及びポリエーテル構造の両方を有するものが好ましい。ここで、アルキルシリケート構造とは、シロキサン骨格のケイ素原子にアルキル基が結合した構造をさす。一方、ポリエーテル構造とは、エーテル結合を有する構造をさし、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリテトラメチレンオキサイド、ポリエチレンオキサイド―ポリプロピレンオキサイドブロック共重合体、ポリエチレンポリテトラメチレングリコール共重合体、ポリテトラメチレングリコール―ポリプロピレンオキサイド共重合体等の分子構造が挙げられる。そのなかでも、ポリエチレンオキサイド―ポリプロピレンオキサイドブロック共重合体は、表面張力を制御できる観点から好適である。有機ケイ素化合物としては、分子中にアルキルシリケート構造及びポリエーテル構造の双方を有するシリコーンが特に好ましい。具体的には、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン等のポリエーテル変性シリコーンが好適である。   As the organosilicon surfactant, commercially available various silicone surfactants can be used as appropriate. Specifically, TSF4445, TSF4446 (GE Toshiba Silicone Co., Ltd.), KP series (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), SH200, SH3746M, DC3PA, ST869A (Toray Dow Corning Co., Ltd.), etc. should be used. Can do. As the silicone, those having an alkyl silicate structure or a polyether structure in the molecule, or those having both an alkyl silicate structure and a polyether structure are preferable. Here, the alkyl silicate structure refers to a structure in which an alkyl group is bonded to a silicon atom of a siloxane skeleton. On the other hand, the polyether structure means a structure having an ether bond, such as polyethylene oxide, polypropylene oxide, polytetramethylene oxide, polyethylene oxide-polypropylene oxide block copolymer, polyethylene polytetramethylene glycol copolymer, polytetramethylene. Examples thereof include a molecular structure such as a glycol-polypropylene oxide copolymer. Among these, a polyethylene oxide-polypropylene oxide block copolymer is preferable from the viewpoint of controlling the surface tension. As the organosilicon compound, silicone having both alkyl silicate structure and polyether structure in the molecule is particularly preferable. Specifically, polyether-modified silicone such as polyether-modified polydimethylsiloxane is suitable.

本発明の被膜形成用組成物はさらに銅、ジルコニウム、スズ、亜鉛、アンチモン、銀から選択される1または二以上の元素がドープされていることがさらに好ましい。これらの金属の添加により、防汚、防菌、帯電防止の機能が発現されるからである。   More preferably, the film-forming composition of the present invention is further doped with one or more elements selected from copper, zirconium, tin, zinc, antimony and silver. This is because the addition of these metals exhibits antifouling, antibacterial and antistatic functions.

これらの金属をドープする方法としては、上記のチタン酸化物およびケイ素酸化物の合成の際に金属酸化物または金属塩を添加することにより達成される。市販されている金属ドープのチタン酸化物としてはSPZシリーズ(サスティナブル・テクノロジー株式会社)が挙げられる。   The method for doping these metals can be achieved by adding a metal oxide or a metal salt during the synthesis of the above titanium oxide and silicon oxide. Examples of commercially available metal-doped titanium oxide include SPZ series (Sustainable Technology Co., Ltd.).

金属酸化物または金属塩としては以下のものがあげられる。銅:水酸化銅、塩化銅、硫酸銅、硝酸銅、酢酸銅、酸化銅。ジルコニウム:水酸化ジルコニウム、二塩化ジルコニウム、四塩化ジルコニウム、硫酸ジルコニウム、硝酸ジルコニウム、酢酸ジルコニウム、酸化ジルコニウム。スズ:水酸化スズ、塩化スズ、硫酸スズ、硝酸スズ、酢酸スズ、酸化スズ。亜鉛:水酸化亜鉛、塩化亜鉛、硫酸鉛、硝酸亜鉛、酢酸亜鉛、酸化亜鉛。アンチモン::水酸化アンチモン、塩化アンチモン、硫酸アンチモン、硝酸アンチモン、酢酸アンチモン、酸化アンチモン。銀:水酸化銀、塩化銀、硫酸銀、硝酸銀、酢酸銀、酸化銀。   Examples of the metal oxide or metal salt include the following. Copper: Copper hydroxide, copper chloride, copper sulfate, copper nitrate, copper acetate, copper oxide. Zirconium: Zirconium hydroxide, zirconium dichloride, zirconium tetrachloride, zirconium sulfate, zirconium nitrate, zirconium acetate, zirconium oxide. Tin: Tin hydroxide, tin chloride, tin sulfate, tin nitrate, tin acetate, tin oxide. Zinc: Zinc hydroxide, zinc chloride, lead sulfate, zinc nitrate, zinc acetate, zinc oxide. Antimony :: antimony hydroxide, antimony chloride, antimony sulfate, antimony nitrate, antimony acetate, antimony oxide. Silver: Silver hydroxide, silver chloride, silver sulfate, silver nitrate, silver acetate, silver oxide.

金属のドープは被膜形成用組成物の製造工程において適時行うことができるが、チタン酸化物の合成の際に行うことが好ましい。副生成物の除去が水洗浄により容易に行えるからである。   Metal doping can be performed in a timely manner in the production process of the film-forming composition, but is preferably performed during the synthesis of titanium oxide. This is because removal of by-products can be easily performed by washing with water.

金属をドープした具体的な製造方法の例としては以下のものがあげられる。
四塩化チタン化合水溶液に塩化銅、塩化ジルコニウム、塩化亜鉛、塩化スズ、塩化アンチモン、塩化銀のうち1または2以上を添加する。この液に、塩基性水溶液、例えばアンモニア水溶液を加える。生じる淡青味白色、無定形の水酸化チタンを洗浄・分離後、過酸化水素水で処理すると、本発明の金属ドープのアモルファス型過酸化チタン液が得られる。塩基性水溶液でアンモニアを用いた場合、副生成物は塩化アンモニウムであり水溶性である。そのため、水酸化チタンを洗浄する工程において塩化アンモニウムが溶解するので不純物の少ない金属ドープのアモルファス型過酸化チタンが得られる。
The following is mentioned as an example of the specific manufacturing method which doped the metal.
One or more of copper chloride, zirconium chloride, zinc chloride, tin chloride, antimony chloride, and silver chloride is added to the titanium tetrachloride compound aqueous solution. A basic aqueous solution such as an aqueous ammonia solution is added to this solution. When the resulting pale bluish white, amorphous titanium hydroxide is washed and separated and then treated with hydrogen peroxide, the metal-doped amorphous titanium peroxide liquid of the present invention is obtained. When ammonia is used in a basic aqueous solution, the by-product is ammonium chloride, which is water-soluble. Therefore, since ammonium chloride is dissolved in the step of washing titanium hydroxide, metal-doped amorphous titanium peroxide with few impurities can be obtained.

Siのモル濃度/Tiのモル濃度の値は1〜30が好ましく、さらには5〜20が好ましい。Siのモル濃度/Tiのモル濃度の値が大きすぎると酸化チタンによる表面親水化効果が十分でなく、小さすぎると、膜の屈折率が高くなり、反射防止膜としての機能を奏さないためである。   The value of the molar concentration of Si / the molar concentration of Ti is preferably 1 to 30, and more preferably 5 to 20. If the Si molar concentration / Ti molar concentration value is too large, the surface hydrophilization effect by titanium oxide is not sufficient, and if it is too small, the refractive index of the film increases and the function as an antireflection film is not achieved. is there.

被膜形成用組成物の希釈媒体としては、純水のほか、各種アルコール(メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、n−ブタノール、イソブタノール)が好適に用いられる。また、これらの媒体を2種類以上混合した液体を用いてもよい。これらの媒体の中でも純水が好ましい。アルコール等の有機媒体は揮発しやすいために、スプレー法では大量の有機物の蒸気が発生し生産適合性に乏しいからである。   As a dilution medium of the film forming composition, various alcohols (methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, n-butanol, isobutanol) are suitably used in addition to pure water. Further, a liquid in which two or more of these media are mixed may be used. Of these media, pure water is preferred. This is because an organic medium such as alcohol is apt to volatilize, and a large amount of organic vapor is generated in the spray method, resulting in poor production suitability.

被膜形成用組成物の表面張力は主として、界面活性剤の添加量および界面活性剤の失活程度により左右される。より具体的には(1)有機ケイ素系界面活性剤の濃度が高いほど表面張力は減少し、ある濃度以上で飽和する、(2)表面張力は有機ケイ素系界面活性剤混合後、数日から1ヶ月かけて表面張力が上昇し、その後飽和する(3)有機ケイ素系界面活性剤の濃度が低いほど表面張力の上昇速度は遅くなる。表面張力はこれらの条件により20mN/m〜70mN/mの範囲に変化する。   The surface tension of the film-forming composition mainly depends on the amount of surfactant added and the degree of surfactant deactivation. More specifically, (1) the higher the concentration of the organosilicon surfactant, the lower the surface tension, and saturation at a certain concentration or more. (2) The surface tension starts from several days after mixing the organosilicon surfactant. The surface tension increases over a month and then saturates. (3) The lower the concentration of the organosilicon surfactant, the slower the surface tension increases. The surface tension changes in the range of 20 mN / m to 70 mN / m depending on these conditions.

(診断基準)
本発明の診断において、該被膜形成用組成物の滴下法による空気に対する表面張力S(mN/m)、前記ガラス表面に対する純水の接触角をθ(°)のパラメータを用いる。表面張力は毛細管上昇法 、吊環法、滴下法等これまで実用化されている種々の方法を用いることができる。とりわけ滴下法を用いることは迅速簡便が求められる本発明の目的により適う表面張力測定法である。本発明に係る滴下法による空気に対する表面張力は接触角計(PCA−1(協和界面科学製))を用いて3回測定し、その算術平均値を用いた。その際の温度は25度±1度である。
(Diagnostic criteria)
In the diagnosis of the present invention, parameters of the surface tension S (mN / m) to air by the dropping method of the film forming composition and the contact angle of pure water to the glass surface are used. For the surface tension, various methods that have been put to practical use, such as a capillary rise method, a hanging ring method, and a dropping method, can be used. In particular, the use of the dropping method is a surface tension measuring method suitable for the purpose of the present invention, which requires quick and simple. The surface tension against air by the dropping method according to the present invention was measured three times using a contact angle meter (PCA-1 (manufactured by Kyowa Interface Science)), and the arithmetic average value was used. The temperature at that time is 25 degrees ± 1 degree.

光電変換装置のガラス表面に対する純水の接触角は、JIS R 3257にある基板ガラスの表面のぬれ性試験方法に準拠した種々の測定装置により測定することができる。   The contact angle of pure water with respect to the glass surface of the photoelectric conversion device can be measured by various measuring devices based on the wettability test method for the surface of the substrate glass in JIS R 3257.

Sとθは以下の(A)および(B)を満たす場合には均一な被膜を形成することができると判断する。
(A)0<θ≦10
(B)0≦S≦−θ+45
また、θの範囲については4<θ≦10であることがより好ましい。なぜなら、4°以下の接触角は一般に測定が困難であり、測定上4°以下の接触角が得られたとしても、測定上の問題がある蓋然性が高いためであり、迅速簡便が求められる本発明の目的に悖る(もとる)ためである。
When S and θ satisfy the following (A) and (B), it is determined that a uniform film can be formed.
(A) 0 <θ ≦ 10
(B) 0 ≦ S ≦ −θ + 45
The range of θ is more preferably 4 <θ ≦ 10. This is because a contact angle of 4 ° or less is generally difficult to measure, and even if a contact angle of 4 ° or less is obtained in the measurement, there is a high probability that there is a problem in measurement. This is for the purpose of the invention.

また、Sの範囲については10≦S≦−θ+45であることがより好ましい。なぜなら、一般に10mN/m以下の表面張力の液体はまれで、測定上10mN/m以下の表面張力が得られたとしても、測定上の問題がある蓋然性が高いためであり、迅速簡便が求められる本発明の目的に悖るためである。   The range of S is more preferably 10 ≦ S ≦ −θ + 45. This is because, in general, liquids having a surface tension of 10 mN / m or less are rare, and even if a surface tension of 10 mN / m or less is obtained in measurement, there is a high probability that there is a problem in measurement, and quick and simple is required. This is for the purpose of the present invention.

特に、θの範囲については4<θ≦10、Sの範囲については10≦S≦−θ+45であることがさらに好ましい。表面張力、接触角とも測定上の問題なく、本発明の診断ができていることが期待できるからである。   In particular, it is more preferable that 4 <θ ≦ 10 for the range of θ and 10 ≦ S ≦ −θ + 45 for the range of S. This is because it can be expected that the diagnosis of the present invention can be performed without any problem in measurement of the surface tension and the contact angle.

なお、上記の説明内容は、以下の本発明の第1〜第6にも、そのまま援用可能である。   In addition, said description content can be used as it is also to the following 1st-6th of this invention.

本発明の第1は、チタン酸化物とケイ素酸化物と有機ケイ素系界面活性剤とを含む固形分濃度が0.5%以下の被膜形成用組成物を、ガラス基板を含む光電変換装置のガラス表面に30ml/m以上スプレー法にて塗布する工程を含む反射防止膜付き光電変換装置の製造方法であって、
該被膜形成用組成物の滴下法による空気に対する表面張力Sと、前記ガラス表面に対する純水の接触角θとが、0<θ≦10、かつ、0≦S≦−θ+45、の関係を満たすことを確認する工程を経た後に、
前記スプレー法にて塗布する工程を備える、反射防止膜付き光電変換装置の製造方法、である。
A first aspect of the present invention is a glass for a photoelectric conversion device comprising a glass substrate and a film-forming composition having a solid content concentration of 0.5% or less containing titanium oxide, silicon oxide and an organosilicon surfactant. A method for producing a photoelectric conversion device with an antireflection film comprising a step of applying a surface of 30 ml / m 2 or more to the surface by a spray method,
The surface tension S to the air by the dropping method of the film forming composition and the contact angle θ of pure water to the glass surface satisfy the relationship of 0 <θ ≦ 10 and 0 ≦ S ≦ −θ + 45. After going through the process of checking
It is a manufacturing method of the photoelectric conversion apparatus with an antireflective film provided with the process apply | coated by the said spray method.

本発明の第2は、固形分濃度が0.5%以下の被膜形成用組成物をガラス基板を含む光電変換装置のガラス表面に30ml/m以上スプレー法にて均一に塗布することの可否を判断する指標として、該被膜形成用組成物の滴下法による空気に対する表面張力S(mN/m)と、前記ガラス表面に対する純水の接触角θ(°)とが、下記(A)および(B)の不等式を満たすか否かを確認する、前記被膜形成用組成物の塗布特性診断方法;
(A)0<θ≦10、
(B)0≦S≦−θ+45、である。
In the second aspect of the present invention, it is possible to uniformly apply a film forming composition having a solid content concentration of 0.5% or less to a glass surface of a photoelectric conversion device including a glass substrate by a spray method of 30 ml / m 2 or more. As an index for judging the surface tension S (mN / m) of air by the dropping method of the film forming composition and the contact angle θ (°) of pure water with respect to the glass surface, the following (A) and ( A method for diagnosing the coating property of the composition for forming a film, which confirms whether or not the inequality of B) is satisfied;
(A) 0 <θ ≦ 10,
(B) 0 ≦ S ≦ −θ + 45.

本発明の第3は、前記被膜形成用組成物はアモルファス型過酸化チタンとケイ素酸化物と有機ケイ素系界面活性剤とを含む被膜形成用組成物である、前記の塗布特性診断方法、である。   A third aspect of the present invention is the coating property diagnostic method, wherein the film-forming composition is a film-forming composition comprising amorphous titanium peroxide, silicon oxide, and an organosilicon surfactant. .

本発明の第4は、さらに下記不等式(A’)を満たすか否かを確認する、前記の塗布特性診断方法;
(A’)4<θ≦10、である。
The fourth aspect of the present invention is the coating property diagnostic method as described above, further confirming whether or not the following inequality (A ′) is satisfied;
(A ′) 4 <θ ≦ 10.

本発明の第5は、さらに下記不等式(B’)を満たすか否かを確認する、前記の塗布特性診断方法;
(B’)10≦S≦−θ+45、である。
In the fifth aspect of the present invention, the coating property diagnosis method described above further confirms whether or not the following inequality (B ′) is satisfied;
(B ′) 10 ≦ S ≦ −θ + 45.

本発明の第6は、さらに下記不等式(A’)および(B’)を満たすか否かを確認する、前記の塗布特性診断方法;
(A’)4<θ≦10、
(B’)10≦S≦−θ+45、である。
The sixth aspect of the present invention is the coating property diagnostic method as described above, further confirming whether the following inequalities (A ′) and (B ′) are satisfied;
(A ′) 4 <θ ≦ 10,
(B ′) 10 ≦ S ≦ −θ + 45.

(評価液1)
シリカゾル液(テトラエチルシリケートの部分縮合体、Sin-1(OC252(n+1)、n=4〜6;(多摩化学工業(株)))の部分加水分解物、銅ドープチタニア水分散液:Z18−1000SuperA(サスティナブル・テクノロジー(株))を混合し、さらに純水で希釈し、溶液のSi、Tiのモル濃度をそれぞれ、0.025mol/L, 0.0025molとした。評価液の固形分濃度を赤外線水分計を用いて測定したところ、0.45wt%であった。
(Evaluation liquid 1)
Partial hydrolyzate of silica sol liquid (partial condensate of tetraethyl silicate, Si n O n-1 (OC 2 H 5 ) 2 (n + 1), n = 4 to 6; (Tama Chemical Industry Co., Ltd.)), Copper-doped titania aqueous dispersion: Z18-1000 Super A (Sustainable Technology Co., Ltd.) is mixed, diluted with pure water, and the molar concentrations of Si and Ti in the solution are 0.025 mol / L and 0.0025 mol, respectively. did. When the solid content concentration of the evaluation liquid was measured using an infrared moisture meter, it was 0.45 wt%.

(評価液2)
有機ケイ素系界面活性剤:Z−B(サスティナブル・テクノロジー(株))の添加量を3wt%とした以外は評価液1と同様の方法で被膜形成用組成物(評価液2とする)を作成した。
(Evaluation liquid 2)
Organosilicone-based surfactant: ZB (Sustainable Technology Co., Ltd.) was prepared in the same manner as evaluation liquid 1 except that the amount added was 3 wt% (referred to as evaluation liquid 2). did.

(評価液3)
有機ケイ素系界面活性剤:Z−B(サスティナブル・テクノロジー(株))の添加量を5wt%とした以外は評価液1と同様の方法で被膜形成用組成物(評価液3とする)を作成した。
(Evaluation liquid 3)
Organosilicone-based surfactant: ZB (Sustainable Technology Co., Ltd.) was prepared in the same manner as Evaluation Solution 1 except that the amount added was 5 wt% (Evaluation Solution 3). did.

(評価液4)
有機ケイ素系界面活性剤:Z−B(サスティナブル・テクノロジー(株))の添加量を7wt%とした以外は評価液1と同様の方法で被膜形成用組成物(評価液4とする)を作成した。
(Evaluation liquid 4)
Organosilicone surfactant: ZB (Sustainable Technology Co., Ltd.) was used to prepare a film-forming composition (Evaluation Solution 4) in the same manner as Evaluation Solution 1 except that the amount added was 7 wt%. did.

(評価液5)
有機ケイ素系界面活性剤:Z−B(サスティナブル・テクノロジー(株))の添加量を10wt%とした以外は評価液1と同様の方法で被膜形成用組成物(評価液10とする)を作成した。
(Evaluation liquid 5)
Organosilicon-based surfactant: Z-B (Sustainable Technology Co., Ltd.) was prepared in the same manner as Evaluation Solution 1 except that the amount added was 10 wt% (Evaluation Solution 10). did.

(評価液の滴下法による空気に対する表面張力)
評価液1ないし5の作製直後の滴下法による空気に対する表面張力はそれぞれ47、32、31、28、26mN/mであった。評価液1ないし5の作製7日後の表面張力はそれぞれ64、43、35、31、29mN/mであった。よって有機ケイ素系界面活性剤の量が多いほど表面張力が低下することが分かる。また、液作成後、時間の経過に伴い表面張力が低下することが分かる。そして、有機ケイ素系界面活性剤の量および液作成後の時間を最適化することにより25〜65mN/mまでの任意の表面張力の液を作製できることが分かる。
(Surface tension against air by dropping method of evaluation liquid)
The surface tension against air by the dropping method immediately after the production of the evaluation liquids 1 to 5 was 47, 32, 31, 28, and 26 mN / m, respectively. The surface tensions 7 days after the preparation of the evaluation solutions 1 to 5 were 64, 43, 35, 31, and 29 mN / m, respectively. Therefore, it can be seen that the surface tension decreases as the amount of the organosilicon surfactant increases. Moreover, it turns out that surface tension falls with progress of time after liquid preparation. And it turns out that the liquid of the arbitrary surface tensions to 25-65 mN / m can be produced by optimizing the quantity of organosilicon type surfactant, and the time after liquid preparation.

(評価基板1)
白板ガラスに対して研磨剤(酸化セリウム超微粒子)を用いて研磨洗浄を行った。さらに、表面親水化剤処理を行った。処理直後の白板ガラスに対する純水の接触角は3.5°であった。また処理後3日後の接触角は25°であった。なお、表面張力は接触角計(PCA−1(協和界面科学製))を用いて3回測定し、その算術平均値を用いた。よって表面処理および処理後の大気暴露時間を制御することにより白板ガラスに対する純水の接触角を4°から25°の任意の値の白板ガラスを作製できることが分かる。
(Evaluation board 1)
The white plate glass was polished and cleaned using an abrasive (cerium oxide ultrafine particles). Furthermore, the surface hydrophilizing agent process was performed. The contact angle of pure water to the white glass immediately after the treatment was 3.5 °. The contact angle 3 days after the treatment was 25 °. In addition, surface tension was measured 3 times using the contact angle meter (PCA-1 (made by Kyowa Interface Science)), and the arithmetic mean value was used. Therefore, it can be seen that by controlling the surface treatment and the atmospheric exposure time after the treatment, a white plate glass having an arbitrary contact angle between 4 ° and 25 ° of pure water with respect to the white plate glass can be produced.

(実施例)
光入射面がガラスの薄膜シリコン太陽電池を用意し、上記の評価基板1での表面処理と同様の処理により、光入射面の純水にたいする接触角が5°、7°、9°、11°、13°であるような薄膜シリコン太陽電池を準備した。また、評価液1ないし5をその作成後の経過時間を調整することにより表面張力が32、34、36、38,40、42mN/mの評価液を準備した。そして、それぞれの薄膜シリコン太陽電池に対して、それぞれの表面張力を有する液を塗布した。塗布は45ml/mとなるような塗布条件にて、スプレー法を用いて塗布した。塗布された薄膜シリコン太陽電池は直ちにアニールオーブンにて90度15分、焼成および乾燥させた。
(Example)
A thin-film silicon solar cell having a light incident surface made of glass is prepared, and the contact angle of the light incident surface with respect to pure water is 5 °, 7 °, 9 °, and 11 ° by the same treatment as the surface treatment on the evaluation substrate 1 described above. A thin film silicon solar cell having an angle of 13 ° was prepared. Also, evaluation liquids having surface tensions of 32, 34, 36, 38, 40, and 42 mN / m were prepared by adjusting the elapsed time after the evaluation liquids 1 to 5 were prepared. And the liquid which has each surface tension was apply | coated with respect to each thin film silicon solar cell. The coating was performed using a spray method under coating conditions such that 45 ml / m 2 . The applied thin film silicon solar cell was immediately fired and dried at 90 ° C. for 15 minutes in an annealing oven.

各(θ、S)の組み合わせに対して10枚作製した。それぞれの塗布膜を分光エリプソメトリーにより5×5の25点測定を行い、膜厚を解析した。各(θ、S)の組み合わせに対するムラについて表1に示す。ここで10枚すべてにおいて、外観上全面ムラ無く被膜形成されており、かつ、膜厚の標準偏差が膜厚の平均値の20%以内である場合、均一な被膜が形成されていると判断し、表1では「○」と記載した。10枚中1ないし9枚の薄膜シリコン太陽電池で膜厚の標準偏差が膜厚の平均値の20%より大きい場合、均一な被膜が形成されない場合があると判断し、表1では「△」と記載した。10枚すべての薄膜シリコン太陽電池で膜厚の標準偏差が膜厚の平均値の20%より大きい場合、均一な被膜が形成されないと判断し、表1では「×」と記載した。   Ten sheets were produced for each (θ, S) combination. Each coating film was subjected to spectroscopic ellipsometry to measure 25 × 5 × 5 and analyze the film thickness. Table 1 shows the unevenness for each (θ, S) combination. Here, in all 10 sheets, a film is formed without any unevenness in appearance, and when the standard deviation of the film thickness is within 20% of the average value of the film thickness, it is determined that a uniform film is formed. In Table 1, “◯” is shown. When the standard deviation of the film thickness is larger than 20% of the average value of the film thickness in 1 to 9 of the 10 thin film silicon solar cells, it is determined that a uniform film may not be formed. It was described. In all 10 thin film silicon solar cells, when the standard deviation of the film thickness was larger than 20% of the average value of the film thickness, it was judged that a uniform film was not formed.

θおよびSの範囲がそれぞれ0<θ≦10、0≦S≦−θ+45に含まれるか否かで均一な被膜が形成されるかどうか判断することができる。   Whether or not a uniform film is formed can be determined by whether or not the ranges of θ and S are included in 0 <θ ≦ 10 and 0 ≦ S ≦ −θ + 45, respectively.

Figure 2012239997
Figure 2012239997

Claims (6)

チタン酸化物とケイ素酸化物と有機ケイ素系界面活性剤とを含む固形分濃度が0.5%以下の被膜形成用組成物を、ガラス基板を含む光電変換装置のガラス表面に30ml/m以上スプレー法にて塗布する工程を含む反射防止膜付き光電変換装置の製造方法であって、
該被膜形成用組成物の滴下法による空気に対する表面張力S(mN/m)と、前記ガラス表面に対する純水の接触角θ(°)とが、0<θ≦10、かつ、0≦S≦−θ+45、の関係を満たすことを確認する工程を経た後に、
前記スプレー法にて塗布する工程を備える、反射防止膜付き光電変換装置の製造方法。
30 ml / m 2 or more of a film-forming composition having a solid content concentration of 0.5% or less containing titanium oxide, silicon oxide, and organosilicon surfactant on the glass surface of a photoelectric conversion device including a glass substrate A method of manufacturing a photoelectric conversion device with an antireflection film including a step of applying by a spray method,
The surface tension S (mN / m) to air by the dropping method of the film forming composition and the contact angle θ (°) of pure water to the glass surface are 0 <θ ≦ 10 and 0 ≦ S ≦ After undergoing a step of confirming that the relationship of −θ + 45 is satisfied,
The manufacturing method of the photoelectric conversion apparatus with an antireflection film provided with the process apply | coated by the said spray method.
固形分濃度が0.5%以下の被膜形成用組成物をガラス基板を含む光電変換装置のガラス表面に30ml/m以上スプレー法にて均一に塗布することの可否を判断する指標として、該被膜形成用組成物の滴下法による空気に対する表面張力S(mN/m)と、前記ガラス表面に対する純水の接触角θ(°)とが、下記(A)および(B)の不等式を満たすか否かを確認する、前記被膜形成用組成物の塗布特性診断方法;
(A)0<θ≦10、
(B)0≦S≦−θ+45。
As an index for determining whether or not a film forming composition having a solid content concentration of 0.5% or less can be uniformly applied to a glass surface of a photoelectric conversion device including a glass substrate by a spray method of 30 ml / m 2 or more, Whether the surface tension S (mN / m) to air by the dropping method of the film forming composition and the contact angle θ (°) of pure water to the glass surface satisfy the following inequalities (A) and (B) A method for diagnosing coating properties of the composition for forming a film,
(A) 0 <θ ≦ 10,
(B) 0 ≦ S ≦ −θ + 45.
前記被膜形成用組成物はアモルファス型過酸化チタンとケイ素酸化物と有機ケイ素系界面活性剤とを含む被膜形成用組成物である、請求項2記載の塗布特性診断方法。 The method for diagnosing coating properties according to claim 2, wherein the film-forming composition is a film-forming composition comprising amorphous titanium peroxide, silicon oxide, and an organosilicon surfactant. さらに下記不等式(A’)を満たすか否かを確認する、請求項2または3に記載の塗布特性診断方法;
(A’)4<θ≦10。
Furthermore, it is confirmed whether the following inequality (A ') is satisfy | filled, The coating characteristic diagnostic method of Claim 2 or 3;
(A ′) 4 <θ ≦ 10.
さらに下記不等式(B’)を満たすか否かを確認する、請求項2〜4のいずれか1項に記載の塗布特性診断方法;
(B’)10≦S≦−θ+45。
Furthermore, the coating characteristic diagnostic method of any one of Claims 2-4 which confirms whether the following inequality (B ') is satisfy | filled;
(B ′) 10 ≦ S ≦ −θ + 45.
さらに下記不等式(A’)および(B’)を満たすか否かを確認する、請求項2または3に記載の塗布特性診断方法;
(A’)4<θ≦10、
(B’)10≦S≦−θ+45。
Furthermore, it is confirmed whether the following inequalities (A ') and (B') are satisfied.
(A ′) 4 <θ ≦ 10,
(B ′) 10 ≦ S ≦ −θ + 45.
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