JP2012242666A - Composition for forming coating, substrate with antireflective coating, and solar cell module with antireflective coating - Google Patents

Composition for forming coating, substrate with antireflective coating, and solar cell module with antireflective coating Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composition for forming antireflective coatings having a low refractive index, capable of evenly forming a coating to a substrate, and capable of forming the coating with antifouling property by surface hydrophilization and high film strength.SOLUTION: The composition for forming a coating includes titanium oxide, silicon oxide, and organic silicon-based surfactant. A molar concentration of Si to a molar concentration of Ti is 5 to 20, a surface tension of the composition for forming the coating is 20 mN/m to 35 mN/m, a mean diffusion constant of the composition for forming the coating at 25°C is 6.5×10cm/s to 8.0×10cm/s, and an electrophoretic mobility of the composition for forming the coating is -5.0×10cm/V s to -4.0×10cm/V s.

Description

本発明は光電変換素子、CRT、LCD、PDP等の各種ディスプレイ、タッチパネル、カメラレンズ、光リソグラフィー等に用いられる反射防止膜を形成するための被膜形成用組成物およびそれを用いた反射防止被膜つき基板および反射防止被膜付き太陽電池モジュールに関する。   The present invention relates to a film-forming composition for forming an antireflection film used in various displays such as photoelectric conversion elements, CRTs, LCDs, PDPs, touch panels, camera lenses, and photolithography, and an antireflection film using the same. The present invention relates to a substrate and a solar cell module with an antireflection coating.

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している。   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. A low-reflective substrate is produced using this.

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、長期の期間にわたり屋外に暴露されるような太陽電池(光電変換素子)の反射防止膜などに適用するには、屈折率の低い膜であることおよび被膜の基体への長期密着性が求められる。実際、発明者らがこれらの公知の膜物性を評価したところ、従前知られている被膜形成用組成物により作製された被膜はこれらの要求を満たすには十分でなかった。まず第一に、反射防止性能に優れた膜であっても基板に被膜を形成する際、ムラの発生がしばしば見受けられる。次に、上記文献等に記載の被膜形成用組成物成分のひとつである過酸化チタン(ペルオキソチタン酸)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。   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, in order to apply to an antireflection film of a solar cell (photoelectric conversion element) exposed to the outdoors over a long period of time, a film having a low refractive index and a long-term adhesion of the film to the substrate are required. It is done. In fact, when the inventors evaluated these known film properties, a film produced from a conventionally known film-forming composition was not sufficient to satisfy these requirements. First of all, even when a film is excellent in antireflection performance, unevenness is often observed when a film is formed on a substrate. Next, titanium peroxide (peroxotitanic acid), which is one of the film-forming composition components described in the above-mentioned documents, is an unstable substance. Therefore, it is obtained depending on the preparation conditions and storage conditions after preparation, for example, temperature. The physical properties of the resulting coating are greatly different.

本発明は係る事情を鑑み、被膜の耐久性にすぐれ、ムラの無い被膜形成が容易であり、反射防止性能の高い低屈折率膜を形成することのできる被膜形成用組成物を提供することを目的とする。さらには、本発明にかかる被膜形成用組成物は、表面を親水化することにより汚れ防止効果をも提供する。   In view of the circumstances, the present invention provides a film-forming composition that is excellent in durability of a film, is easy to form a film without unevenness, and can form a low refractive index film having high antireflection performance. Objective. Furthermore, the composition for forming a film according to the present invention also provides an antifouling effect by making the surface hydrophilic.

また、本発明の別の態様として、耐久性がすぐれ、ムラがなく、また反射防止性能の高い低屈折率膜が形成された基板を提供する。さらには耐久性がすぐれ、ムラがなく、また反射防止性能の高い低屈折率膜が光入射面に形成されることにより、光電変換性能が向上した太陽電池を提供する。   Another embodiment of the present invention provides a substrate on which a low refractive index film having excellent durability, no unevenness, and high antireflection performance is formed. Furthermore, a solar cell with improved photoelectric conversion performance is provided by forming a low refractive index film having excellent durability, no unevenness, and high antireflection performance on the light incident surface.

発明者はチタニア元として酸化チタン、シリカ元としてアルキルシリケート部分加水分解物、および有機ケイ素系界面活性剤を用いた被膜形成用組成物の組成および液物性の経時変化を鋭意検討し、本発明に至った。   The inventor diligently studied the composition of the film-forming composition using titanium oxide as the titania element, the partial hydrolyzate of the alkyl silicate as the silica element, and the organosilicon surfactant, and the change over time in the liquid properties, and applied the present invention. It came.

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被膜形成用組成物であって、Siのモル濃度/Tiのモル濃度が5〜20であり、滴下法による空気に対する表面張力が20mN/m〜35mN/mであり、散乱角90度及び温度25度において動的散乱装置によって測定され得られた自己相関関数をキュムラント法により解析して計算される拡散定数を算術平均して求められる平均拡散定数が6.5×10−8cm/s〜8.0×10−8cm/sであり、動的散乱装置を使用した電気泳動レーザードップラー法により温度25度で測定される電気泳動移動度が−5.0×10−4cm/V・s〜−4.0×10−4cm/V・sである、被膜形成用組成物、である。 The first of the present invention is a film-forming composition comprising titanium oxide, silicon oxide, and organosilicon surfactant, wherein the molar concentration of Si / the molar concentration of Ti is 5 to 20. The autocorrelation function measured by the dynamic scattering device at a scattering angle of 90 degrees and a temperature of 25 degrees is calculated by analyzing the autocorrelation function by a cumulant method with a surface tension to air by the dropping method of 20 mN / m to 35 mN / m. that the average diffusion constant for the diffusion constant is determined by an arithmetic average is 6.5 × 10 -8 cm 2 /s~8.0×10 -8 cm 2 / s, electrophoresis a laser on a dynamic scattering device The electrophoretic mobility measured at 25 ° C. by the Doppler method is −5.0 × 10 −4 cm 2 / V · s to −4.0 × 10 −4 cm 2 / V · s, for film formation. A composition.

本発明の第2は、前記チタン酸化物がアモルファス型である、前記の被膜形成用組成物、である。   A second aspect of the present invention is the film forming composition, wherein the titanium oxide is an amorphous type.

前記チタン酸化物がアモルファス型であることによって、結晶質型(アナターゼ形、ルチル形)と比較し、より密着性の高い膜が形成されるという利点が有り、好ましい。   Since the titanium oxide is an amorphous type, there is an advantage that a film with higher adhesion is formed compared to a crystalline type (anatase type, rutile type), which is preferable.

本発明の第3は、前記チタン酸化物が過酸化チタンである、前記の被膜形成用組成物、である。   3rd of this invention is the said composition for film formation whose said titanium oxide is a titanium peroxide.

前記チタン酸化物が過酸化チタンであることによって、被膜形成時に過酸化チタンのペルオキソ基が基板表面と化学結合を形成し、より密着性の高い被膜が得られる。   When the titanium oxide is titanium peroxide, the peroxo group of titanium peroxide forms a chemical bond with the substrate surface when the film is formed, and a film with higher adhesion can be obtained.

本発明の第4は、さらに、銅、ジルコニウム、スズ、亜鉛、アンチモン及び銀からなる群から選択される1以上の元素がドープされてなる、前記の被膜形成用組成物、である。これらの元素の添加により、防汚、防菌、帯電防止の機能が発現されるという効果・利点が有り、好ましい。   The fourth aspect of the present invention is the above-described film-forming composition, further doped with one or more elements selected from the group consisting of copper, zirconium, tin, zinc, antimony and silver. The addition of these elements is preferable because it has the effect and advantage of exhibiting antifouling, antibacterial and antistatic functions.

本発明の第5は、前記の被膜形成用組成物を基板に塗布し加熱することにより得られる、反射防止被膜付き基板、である。加熱することによって、より強固な膜が形成できるという効果・利点が有り、好ましい。   5th of this invention is a board | substrate with an antireflection film obtained by apply | coating the said composition for film formation to a board | substrate, and heating. There is an effect and advantage that a stronger film can be formed by heating, which is preferable.

本発明の第6は、前記の被膜形成用組成物を太陽電池モジュールに塗布し加熱することにより得られる、反射防止被膜付き太陽電池モジュール、である。   6th of this invention is a solar cell module with an antireflection film obtained by apply | coating the said composition for film formation to a solar cell module, and heating.

本発明の第7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被膜形成用組成物を基板に塗布する工程を含む反射防止膜付き基板の製造方法であって、Siのモル濃度/Tiのモル濃度が5〜20であり、滴下法による空気に対する表面張力が20mN/m〜35mN/mであり、散乱角90度及び温度25度において動的散乱装置によって測定され得られた自己相関関数をキュムラント法により解析して計算される拡散定数を算術平均して求められる平均拡散定数が6.5×10−8cm/s〜8.0×10−8cm/sであり、電気泳動移動度が−5.0×10−4cm/V・s〜−4.0×10−4cm/V・sである被膜形成用組成物であることを確認する工程と、当該被膜形成用組成物を基板に塗布する工程と、加熱する工程とを備える、反射防止膜付き基板の製造方法、である。 7th of this invention is a manufacturing method of the board | substrate with an antireflection film including the process of apply | coating to a board | substrate the composition for film formation containing a titanium oxide, a silicon oxide, and an organosilicon surfactant. The molar concentration of Si / Molar concentration of Ti is 5 to 20, the surface tension against air by the dropping method is 20 mN / m to 35 mN / m, and measured by a dynamic scattering apparatus at a scattering angle of 90 degrees and a temperature of 25 degrees. The average diffusion constant obtained by arithmetically averaging the diffusion constants calculated by analyzing the autocorrelation function obtained by the cumulant method is 6.5 × 10 −8 cm 2 / s to 8.0 × 10 −8 cm. 2 / s, and the electrophoretic mobility is −5.0 × 10 −4 cm 2 / V · s to −4.0 × 10 −4 cm 2 / V · s. And confirming the film forming composition A step of applying to the plate, and a step of heating, a method of manufacturing anti-reflection film-attached substrate is.

本発明の第8は、前記基板が、ガラス基板であるか、または、ガラス基板上に太陽電池素子が積層されてなる太陽電池モジュールである、前記の反射防止膜付き基板の製造方法、である。   The eighth of the present invention is the method for producing a substrate with an antireflection film, wherein the substrate is a glass substrate or a solar cell module in which a solar cell element is laminated on a glass substrate. .

本発明にかかる被膜形成用組成物を用いることにより、太陽電池セル等の光入射面にムラ無く、反射防止機能、膜強度とも高い性能を有する反射防止膜を形成することができる。さらに、表面が親水化することにより、降雨等により表面の汚れが効率的に流れ落とされる。これらの効果が相俟って、例えば、太陽電池セルの光入射面に対して本発明に係る被膜形成用組成物により反射防止膜を形成すると、長期間にわたり高い光透過率を維持し、太陽電池セルは高い発電効率を得ることができる。   By using the film forming composition according to the present invention, it is possible to form an antireflection film having high performance in terms of antireflection function and film strength without unevenness on the light incident surface of a solar battery cell or the like. Furthermore, since the surface becomes hydrophilic, dirt on the surface is efficiently washed away by rain or the like. Combined with these effects, for example, when an antireflection film is formed on the light incident surface of the solar battery cell with the film-forming composition according to the present invention, high light transmittance is maintained over a long period of time, The battery cell can obtain high power generation efficiency.

本発明の被膜形成用組成物は少なくともチタン酸化物、ケイ素酸化物および有機ケイ素系界面活性剤を含む。   The film-forming composition of the present invention contains at least a titanium oxide, a silicon oxide, and an organosilicon surfactant.

チタン酸化物は二酸化チタン、過酸化チタン、水酸化チタン、メタチタン酸、オルトチタン酸といわれるものも含む。この中でも過酸化チタンが特に好ましい。被膜形成時に過酸化チタンのペルオキソ基が基板表面と化学結合を形成し、より強靭な膜強度が得られるからである。   Titanium oxide includes what is called titanium dioxide, titanium peroxide, titanium hydroxide, metatitanic acid, and orthotitanic acid. Among these, titanium peroxide is particularly preferable. This is because the peroxo group of titanium peroxide forms a chemical bond with the substrate surface at the time of film formation, and a stronger film strength can be obtained.

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。
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 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。チタン酸化物の結晶系としてはアナターゼ形、ルチル型、アモルファス型(無定形型)があり、いずれも用いることができる。この中でもアモルファス型が好ましい。アナターゼ形、ルチル形と比較し、より密着性の高い膜が形成されるからである。   As the shape of titanium oxide, titanium oxide commercially available in the form of particles, powder, or sol can be used. As a crystal system of titanium oxide, there are anatase type, rutile type, and amorphous type (amorphous type), and any of them can be used. Among these, an amorphous type is preferable. This is because a film having higher adhesion is formed as compared with the anatase type and the rutile type.

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.

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.

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、SH3746、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, SH3746, DC3PA, ST869A (Toray Dow Corning Co., Ltd.) are 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固形分濃度が1%以下がさらに好ましく、0.5%以下が最適である。濃度が高すぎると、液の安定性が悪いためである。   The film forming composition of the present invention has a solid content concentration of more preferably 1% or less, and most preferably 0.5% or less. This is because if the concentration is too high, the stability of the liquid is poor.

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、サステイナブル・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 oxides include photooxidized positively charged metal oxide-doped amorphous titanium peroxide aqueous solution (SPZ high-functional type, 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液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 solution, 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.

本発明にかかる被膜形成用組成物の溶媒としては、溶質成分を分散させる能力があれば特段の制限はないが、アルコール、水またはこれらの混合物を用いることが安全上望ましい。アルコールとしてはメタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、t−ブタノール、イソブタノール等があげられる。   The solvent for the film-forming composition according to the present invention is not particularly limited as long as it has the ability to disperse solute components, but it is desirable from the viewpoint of safety to use alcohol, water or a mixture thereof. Examples of the alcohol include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, t-butanol, isobutanol and the like.

本発明にかかる被膜形成用組成物の表面張力は20mN/m〜35mN/m、さらに好ましくは30mN/m〜35mN/mである。表面張力がこれらの範囲より大きい場合、基板に対する濡れ性が悪化し、被膜形成時にムラとなるためである。とりわけ、本発明にかかる被膜形成用組成物はガラス基板に対して良好な濡れ性を示し、ムラの少ない被膜が形成される。その理由は不明であるが、ガラス成分の二酸化珪素と本発明にかかる被膜形成用組成物のチタニア・シリカ成分との特異的な分子間相互作用が濡れ性向上に寄与するためと考えられる。   The surface tension of the film-forming composition according to the present invention is 20 mN / m to 35 mN / m, more preferably 30 mN / m to 35 mN / m. This is because when the surface tension is larger than these ranges, the wettability with respect to the substrate is deteriorated and unevenness occurs when a film is formed. In particular, the film-forming composition according to the present invention exhibits good wettability with respect to a glass substrate and forms a film with little unevenness. Although the reason is unknown, it is considered that the specific intermolecular interaction between the glass component silicon dioxide and the titania-silica component of the film-forming composition according to the present invention contributes to the improvement of wettability.

本発明にかかる被膜形成用組成物の表面張力の数値範囲は以下のような検討により決定された。
一般に基板にムラなく被膜を形成するためには被膜形成液の基板に対する濡れ性が高いことが求められ、その濡れ性は被膜形成液の表面張力が低いほど高い。一方発明者らは、有機ケイ素系界面活性剤は表面張力を下げる効果を有するが、有機ケイ素系界面活性剤濃度が高い場合、膜強度が著しく低下することを見出した。さらに、表面張力が有機ケイ素系界面活性剤の濃度および、その有機ケイ素系界面活性剤の失活度合いに強く依存することを見出した。すなわち、(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。発明者らは、基板に対する濡れ性および、膜強度の兼ね合いを鋭意検討し、上記の数値範囲に至った。
The numerical range of the surface tension of the film forming composition according to the present invention was determined by the following examination.
In general, in order to form a film uniformly on a substrate, it is required that the wettability of the film-forming solution with respect to the substrate is high. On the other hand, the inventors have found that the organosilicon surfactant has an effect of lowering the surface tension, but when the organosilicon surfactant concentration is high, the film strength is remarkably lowered. Furthermore, it was found that the surface tension strongly depends on the concentration of the organosilicon surfactant and the degree of deactivation of the organosilicon surfactant. That is, (1) The surface tension decreases as the concentration of the organosilicon surfactant increases, and saturates at a certain concentration or more. (2) The surface tension takes several days to a month after mixing the organosilicon surfactant. (3) The surface tension increases at a slower rate as the concentration of the organosilicon surfactant decreases. The inventors diligently studied the balance between the wettability with respect to the substrate and the film strength, and reached the above numerical range.

また、被膜形成用組成物の表面張力は有機ケイ素系界面活性剤の量と、調合後の時間に依存する。すなわち、被膜形成液中の有機ケイ素系界面活性剤の量をX%、被膜形成液調合後の期間をY日とすると、Y≧2、X≧0.5、Y≧―3X+15、Y≦―X+18の4つの不等式で示される範囲において、表面張力は20mN/m〜35mN/mであり、かつ、25度における平均拡散定数が6.5×10−8cm/s〜8.0×10−8cm/sであり、かつ、電気泳動移動度が−5.0×10−4cm/V・s〜−4.0×10−4cm/V・sの範囲に含まれる。すなわち、前記の不等式で示されるような範囲に制御することによって、表面張力は20mN/m〜35mN/mであり、かつ、25度における平均拡散定数が6.5×10−8cm/s〜8.0×10−8cm/sであり、かつ、電気泳動移動度が−5.0×10−4cm/V・s〜−4.0×10−4cm/V・sの被膜形成用組成物を作ることができる。 Further, the surface tension of the film-forming composition depends on the amount of the organosilicon surfactant and the time after preparation. That is, assuming that the amount of the organosilicon surfactant in the film forming liquid is X%, and the period after preparation of the film forming liquid is Y days, Y ≧ 2, X ≧ 0.5, Y ≧ −3X + 15, Y ≦ −. In the range represented by the four inequalities of X + 18, the surface tension is 20 mN / m to 35 mN / m, and the average diffusion constant at 25 degrees is 6.5 × 10 −8 cm 2 / s to 8.0 × 10. −8 cm 2 / s and the electrophoretic mobility is within the range of −5.0 × 10 −4 cm 2 / V · s to −4.0 × 10 −4 cm 2 / V · s. . That is, by controlling to the range shown by the above inequality, the surface tension is 20 mN / m to 35 mN / m, and the average diffusion constant at 25 degrees is 6.5 × 10 −8 cm 2 / s. To 8.0 × 10 −8 cm 2 / s and the electrophoretic mobility is −5.0 × 10 −4 cm 2 / V · s to −4.0 × 10 −4 cm 2 / V ·. s film-forming composition can be made.

なお、本発明に係る表面張力は接触角計(PCA−1(協和界面科学製))を用いて10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。   In addition, the surface tension based on this invention was measured 10 times using the contact angle meter (PCA-1 (made by Kyowa Interface Science)), and the arithmetic mean value was used. The temperature at that time is 25 degrees ± 1 degree.

本発明にかかる被膜形成用組成物の25度における平均拡散定数は6.5×10−8cm/s〜8.0×10−8cm/sである。拡散定数がこの範囲より大きい場合、構成するシリカ成分の重合が十分進んでおらず、被膜を形成した場合、屈折率の高い膜ができるためである。また、拡散定数がこの範囲より小さい場合、シリカ成分の重合が極めて進んでおり、強度の弱い膜ができるためである。また、被膜形成用組成物の粘度が高く、膜形成プロセスに制限が加わるためである。 Average diffusion constant at 25 degrees according coating composition of the present invention is 6.5 × 10 -8 cm 2 /s~8.0×10 -8 cm 2 / s. This is because when the diffusion constant is larger than this range, the polymerization of the constituent silica component does not proceed sufficiently, and when a film is formed, a film having a high refractive index can be formed. Moreover, when the diffusion constant is smaller than this range, the polymerization of the silica component is extremely advanced, and a film having low strength can be formed. Moreover, it is because the viscosity of the composition for film formation is high and a restriction | limiting is added to a film formation process.

なお、本発明に係る拡散定数の測定には動的光散乱装置(SZ−100(堀場製作所製))を用いた。測定は25度にして実施した。測定は1cm石英セルを用いて行い、散乱角は90度で実施した。測定により得られた自己相関関数をキュムラント法により解析し、拡散定数を算出した。測定は3回連続して繰り返し、その算術平均を平均拡散定数とした。   A dynamic light scattering device (SZ-100 (manufactured by Horiba)) was used for the measurement of the diffusion constant according to the present invention. The measurement was carried out at 25 degrees. The measurement was performed using a 1 cm quartz cell, and the scattering angle was 90 degrees. The autocorrelation function obtained by the measurement was analyzed by the cumulant method, and the diffusion constant was calculated. The measurement was repeated three times in succession, and the arithmetic average was taken as the average diffusion constant.

本発明にかかる被膜形成用組成物の電気泳動移動度は−5.0×10−4cm/V・s〜−4.0×10−4cm/V・sである。電気泳動移動度がこの範囲より大きい場合、チタン酸化物、ケイ素酸化物の微粒子の帯電状態が不十分であり、分散安定性が悪いためである。また、これらの値より小さい場合は、有機ケイ素系界面活性剤が失活しており、基板に対する濡れ性が悪化するためである。 The electrophoretic mobility of the film-forming composition according to the present invention is −5.0 × 10 −4 cm 2 / V · s to −4.0 × 10 −4 cm 2 / V · s. This is because, when the electrophoretic mobility is larger than this range, the charged state of the fine particles of titanium oxide and silicon oxide is insufficient and the dispersion stability is poor. Moreover, when it is smaller than these values, the organosilicon surfactant is deactivated, and the wettability with respect to the substrate is deteriorated.

本発明の第二の実施形態、すなわち、反射防止被膜付き基板に用いられる基板については被膜形成用組成物を用いて被膜を形成することのできる基板であれば特に制限がない。とりわけ、太陽電池に代表される光電変換素子に用いられる基板は透光性が求められ、例えば、ガラス、透明高分子フィルム等が用いられる。基板に被膜形成用組成物を塗布する方法としては、スプレー法、ディップコーティング法、スピンコーティング法、スキージ塗布法等が挙げられる。   The substrate used for the second embodiment of the present invention, that is, the substrate with an antireflection coating, is not particularly limited as long as it can form a coating using the coating forming composition. In particular, a substrate used in a photoelectric conversion element typified by a solar cell is required to have translucency, and for example, glass, a transparent polymer film, or the like is used. Examples of the method for applying the film forming composition to the substrate include a spray method, a dip coating method, a spin coating method, and a squeegee coating method.

基板を加熱する温度の下限としては40度以上が好ましく、60度以上がさらに好ましく、80度以上がもっとも好ましい。高温であるほどより強固な膜が形成できるからである。また、基板を加熱する温度の上限としては、250度以下が好ましく、200度以下がさらに好ましく、180度以下がもっとも好ましい。高温にすると、基板自身が熱変化を受けてしまい、変色する等の弊害が生ずるからである。加熱時間としては、5分以上が好ましく、10分以上がさらに好ましく、15分以上がもっとも好ましい。加熱時間が長いほどより強靭な膜が形成できるからである。   The lower limit of the temperature at which the substrate is heated is preferably 40 degrees or more, more preferably 60 degrees or more, and most preferably 80 degrees or more. This is because a stronger film can be formed at higher temperatures. Moreover, as an upper limit of the temperature which heats a board | substrate, 250 degrees or less is preferable, 200 degrees or less is more preferable, and 180 degrees or less is the most preferable. This is because, when the temperature is raised, the substrate itself undergoes a thermal change, causing adverse effects such as discoloration. The heating time is preferably 5 minutes or longer, more preferably 10 minutes or longer, and most preferably 15 minutes or longer. This is because a stronger film can be formed as the heating time is longer.

本発明の第三の実施形態、すなわち、反射防止被膜付き太陽電池モジュールに用いられる太陽電池モジュールについては被膜形成用組成物を用いて被膜を形成することのできる太陽電池モジュールであれば特に制限がないが、ガラス、透明高分子フィルム等に光電変換素子が形成された太陽電池モジュールが最適に用いられる。太陽電池モジュールに被膜形成用組成物を塗布する方法としては、スプレー法、ディップコーティング法、スピンコーティング法、スキージ塗布法等が挙げられる。太陽電池モジュールを加熱する温度の下限としては40度以上が好ましく、60度以上がさらに好ましく、80度以上がもっとも好ましい。高温であるほどより強固な膜が形成できるからである。また、基板を加熱する温度の上限としては、250度以下が好ましく、200度以下がさらに好ましく、180度以下がもっとも好ましい。高温にすると、基板自身が熱変化を受けてしまい、変色する等の弊害が生ずるからである。また、高温にすると、太陽電池のセル部分が熱損傷を受けるためである。加熱時間としては、5分以上が好ましく、10分以上がさらに好ましく、15分以上がもっとも好ましい。加熱時間が長いほど、より強靭な膜が形成できるからである。   The solar cell module used in the third embodiment of the present invention, that is, the solar cell module with an antireflection coating, is not particularly limited as long as it is a solar cell module capable of forming a coating using the coating forming composition. However, a solar cell module in which a photoelectric conversion element is formed on glass, a transparent polymer film or the like is optimally used. Examples of the method for applying the film forming composition to the solar cell module include a spray method, a dip coating method, a spin coating method, and a squeegee coating method. The lower limit of the temperature at which the solar cell module is heated is preferably 40 degrees or more, more preferably 60 degrees or more, and most preferably 80 degrees or more. This is because a stronger film can be formed at higher temperatures. Moreover, as an upper limit of the temperature which heats a board | substrate, 250 degrees or less is preferable, 200 degrees or less is more preferable, and 180 degrees or less is the most preferable. This is because, when the temperature is raised, the substrate itself undergoes a thermal change, causing adverse effects such as discoloration. Moreover, it is because the cell part of a solar cell receives a thermal damage when it makes it high temperature. The heating time is preferably 5 minutes or longer, more preferably 10 minutes or longer, and most preferably 15 minutes or longer. This is because a stronger film can be formed as the heating time is longer.

(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。この混合物に、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))を10wt%添加し、評価液1とした。評価液1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. To this mixture, 10 wt% of organosilicon surfactant: Z-B (Sustainable Technology Co., Ltd.) was added to obtain Evaluation Solution 1. It was 0.45 wt% when the solid content density | concentration of the evaluation liquid 1 was measured using the infrared moisture meter.

(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液(評価液2とする)を作成した。
(Evaluation liquid 2)
A film forming solution (referred to as Evaluation Solution 2) was prepared in the same manner as Evaluation Solution 1 except that the amount of addition of organosilicon surfactant: Z-B (Sustainable Technology Co., Ltd.) was 3 wt%.

(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20wt%とした以外は評価液1と同様の方法で被膜形成液(評価液3とする)を作成した。
(Evaluation liquid 3)
A film-forming solution (referred to as Evaluation Solution 3) was prepared in the same manner as Evaluation Solution 1 except that the addition amount of organosilicon surfactant: Z-B (Sustainable Technology Co., Ltd.) was 20 wt%.

(実施例1)
評価液1を作製後25度で48時間保持し、動的光散乱装置(SZ−100(堀場製作所製))を用いて、キュムラント法により評価液中粒子の拡散定数を測定したところ7.1×10−8cm/sであった。また、同装置を用いて電気泳動レーザードップラー法により電気泳動移動度を測定したところ−4.2×10−4cm/V・sであった。次に接触角計(PCA−1(協和界面科学製))を用いて、液の表面張力を測定したところ、32mN/mであった。
また、評価液1を作製後25度で48時間保持した液を表面洗浄した白板ガラス(10cm×10cm)に対して、48g/m2の塗布量となるようにスプレー法にて塗布した。塗布後、90度15分オーブン乾燥を行った。白板ガラスには被膜が形成されていた。
Example 1
The evaluation liquid 1 was maintained at 25 ° C. for 48 hours after preparation, and the diffusion constant of particles in the evaluation liquid was measured by a cumulant method using a dynamic light scattering apparatus (SZ-100 (manufactured by Horiba)). × 10 −8 cm 2 / s. Moreover, it was -4.2 * 10 < -4 > cm < 2 > / V * s when the electrophoretic mobility was measured by the electrophoresis laser Doppler method using the same apparatus. Next, when the surface tension of the liquid was measured using a contact angle meter (PCA-1 (manufactured by Kyowa Interface Science)), it was 32 mN / m.
Moreover, it applied with the spray method so that it might become a coating amount of 48 g / m2 with respect to the white glass (10 cm x 10 cm) which surface-cleaned the liquid hold | maintained at 25 degree | times for 48 hours after producing the evaluation liquid 1. After the application, oven drying was performed at 90 ° C. for 15 minutes. A coating was formed on the white plate glass.

塗布された白板ガラスは全面ムラ無く被膜形成されていた。また、分光エリプソメトリーを用いて、被膜の膜厚および波長600nmでの屈折率を測定したところ、それぞれ、110nm、1.43であった。また、400nm〜700nmにおける基板の平均透過率を測定したところ、被膜形成前と比較し3%透過率が高かった。
ここで平均透過率は、分光光度計(島津製作所製 UV−3100)を用いて、測定を行った。また、外観上ムラは観察されなかった。
The coated white plate glass was completely coated with a uniform coating. Moreover, when the film thickness of the film and the refractive index at a wavelength of 600 nm were measured using spectroscopic ellipsometry, they were 110 nm and 1.43, respectively. Moreover, when the average transmittance | permeability of the board | substrate in 400 nm-700 nm was measured, 3% transmittance | permeability was high compared with the film formation front.
Here, the average transmittance was measured using a spectrophotometer (UV-3100 manufactured by Shimadzu Corporation). Further, no unevenness was observed in appearance.

(比較例1)
評価液1を作製後1時間以内の液を用いて、実施例1と同様の方法で液の分析評価(拡散定数、電気泳動移動度、表面張力)を行った。拡散定数、電気泳動移動度、表面張力はそれぞれ7.5×10−8cm/s、−3.8×10−4cm/V・s、31mN/mであった。
(Comparative Example 1)
Analysis evaluation (diffusion constant, electrophoretic mobility, surface tension) of the solution was performed in the same manner as in Example 1 using the solution within 1 hour after producing the evaluation solution 1. The diffusion constant, electrophoretic mobility, and surface tension were 7.5 × 10 −8 cm 2 / s, −3.8 × 10 −4 cm 2 / V · s, and 31 mN / m, respectively.

また、評価液1を作製後1時間以内の液を用いて、実施例1と同一の方法にて被膜を作製した。膜厚、屈折率はそれぞれ100nm、1.49であった。また、400nm〜700nmにおける基板の平均透過率を測定したところ、被膜形成前と比較したところ1%しか透過率が上昇しなかった。実施例1と比較し、より屈折率の高い被膜のため反射防止効果が充分発現されず、透過率の上昇量が少なかったと考えられる。   In addition, a coating film was produced in the same manner as in Example 1 using a liquid within 1 hour after producing the evaluation liquid 1. The film thickness and refractive index were 100 nm and 1.49, respectively. Moreover, when the average transmittance | permeability of the board | substrate in 400 nm-700 nm was measured, the transmittance | permeability rose only 1% compared with before film formation. Compared with Example 1, it is considered that the antireflection effect was not sufficiently exhibited due to the film having a higher refractive index, and the increase in transmittance was small.

(比較例2)
評価液1を作製後25度で14日間保持した液を用いて、実施例1と同様の方法で液の分析評価(拡散定数、電気泳動移動度、表面張力)を行った。拡散定数、電気泳動移動度、表面張力はそれぞれ5.5×10−8cm/s、−4.3×10−4cm/V・s、39mN/mであった。
(Comparative Example 2)
Analysis evaluation (diffusion constant, electrophoretic mobility, surface tension) of the liquid was performed in the same manner as in Example 1, using the liquid that was held at 25 degrees for 14 days after the evaluation liquid 1 was prepared. The diffusion constant, electrophoretic mobility, and surface tension were 5.5 × 10 −8 cm 2 / s, −4.3 × 10 −4 cm 2 / V · s, and 39 mN / m, respectively.

また、評価液1を作製後25度で14日間保持した液を用いて、実施例1と同一の方法にて被膜を作製した。スプレーにて塗布する際、白板ガラスに対する濡れ性が悪く、ムラが観察された。さらにオーブン乾燥の被膜を観察すると端部に均一な膜が形成されていなかった。   In addition, a coating film was prepared in the same manner as in Example 1 using a liquid that was maintained at 25 degrees for 14 days after the evaluation liquid 1 was prepared. When applied by spraying, the wettability with respect to the white glass was poor and unevenness was observed. Further, when an oven-dried film was observed, a uniform film was not formed at the end.

十分被膜形成されている部分を分光エリプソメトリーでの測定を行った。膜厚、屈折率はそれぞれ110nm、1.39であった。また、400nm〜700nmにおける基板の平均透過率を測定したところ、被膜形成前と比較し2.8%透過率が高かった。   The portion where the film was sufficiently formed was measured by spectroscopic ellipsometry. The film thickness and refractive index were 110 nm and 1.39, respectively. Moreover, when the average transmittance | permeability of the board | substrate in 400 nm-700 nm was measured, the 2.8% transmittance | permeability was high compared with the film formation front.

(実施例2)
評価液2を作製後25度で7日保持した液を用いて、実施例1と同様の方法で液の分析評価(拡散定数、電気泳動移動度、表面張力)を行った。拡散定数、電気泳動移動度、表面張力はそれぞれ6.9×10−8cm/s、−4.8×10−4cm/V・s、32mN/mであった。
(Example 2)
Analysis evaluation (diffusion constant, electrophoretic mobility, surface tension) of the liquid was performed in the same manner as in Example 1 using the liquid that was held at 25 degrees for 7 days after the evaluation liquid 2 was prepared. The diffusion constant, electrophoretic mobility, and surface tension were 6.9 × 10 −8 cm 2 / s, −4.8 × 10 −4 cm 2 / V · s, and 32 mN / m, respectively.

また、評価液2を作製後25度で7日保持した液を用いて、実施例1と同一の方法にて被膜を作製した。膜厚、屈折率はそれぞれ110nm、1.42であった。また、400nm〜700nmにおける基板の平均透過率を測定したところ、被膜形成前と比較し3%透過率が高かった。また、外観上ムラは観察されなかった。   In addition, a film was prepared in the same manner as in Example 1 using a liquid that was held at 25 degrees for 7 days after the evaluation liquid 2 was prepared. The film thickness and refractive index were 110 nm and 1.42, respectively. Moreover, when the average transmittance | permeability of the board | substrate in 400 nm-700 nm was measured, 3% transmittance | permeability was high compared with the film formation front. Further, no unevenness was observed in appearance.

(比較例3)
評価液2を作製後25度で30日保持した液を用いて、実施例1と同様の方法で液の分析評価(拡散定数、電気泳動移動度、表面張力)を行った。拡散定数、電気泳動移動度、表面張力はそれぞれ5.0×10−8cm/s、−4.9×10−4cm/V・s、40mN/mであった。スプレーにて塗布する際、白板ガラスに対する濡れ性が悪く、ムラが観察された。さらにオーブン乾燥の被膜を観察すると端部に均一な膜が形成されていなかった。また、評価液2を作製後25度で30日保持した液を用いて、実施例1と同一の方法にて被膜を作製した。膜厚、屈折率はそれぞれ110nm、1.40であった。また、400nm〜700nmにおける基板の平均透過率を測定したところ、被膜形成前と比較し3%透過率が高かった。
(Comparative Example 3)
Analysis evaluation (diffusion constant, electrophoretic mobility, surface tension) of the liquid was performed in the same manner as in Example 1 using the liquid maintained at 25 degrees for 30 days after the evaluation liquid 2 was produced. The diffusion constant, electrophoretic mobility, and surface tension were 5.0 × 10 −8 cm 2 / s, −4.9 × 10 −4 cm 2 / V · s, and 40 mN / m, respectively. When applied by spraying, the wettability with respect to the white glass was poor and unevenness was observed. Further, when an oven-dried film was observed, a uniform film was not formed at the end. In addition, a coating film was produced in the same manner as in Example 1 using a liquid that was maintained at 25 degrees for 30 days after the evaluation liquid 2 was produced. The film thickness and refractive index were 110 nm and 1.40, respectively. Moreover, when the average transmittance | permeability of the board | substrate in 400 nm-700 nm was measured, 3% transmittance | permeability was high compared with the film formation front.

(比較例4)
評価液3を作製後1時間以内の液を用いて、実施例1と同様の方法で液の分析評価(拡散定数、電気泳動移動度、表面張力)を行った。拡散定数、表面張力はそれぞれ3.0×10−8cm/s、31mN/mであった。また、評価液1を作製後1時間以内の液を用いて、実施例1と同一の方法にて被膜を作製した。膜厚、屈折率はそれぞれ100nm、1.45であった。スポンジにて、こすったところ直ちに膜が剥がれ、膜強度は弱かった。
(Comparative Example 4)
Analysis evaluation (diffusion constant, electrophoretic mobility, surface tension) of the liquid was performed in the same manner as in Example 1 using the liquid within 1 hour after producing the evaluation liquid 3. The diffusion constant and surface tension were 3.0 × 10 −8 cm 2 / s and 31 mN / m, respectively. In addition, a coating film was produced in the same manner as in Example 1 using a liquid within 1 hour after producing the evaluation liquid 1. The film thickness and refractive index were 100 nm and 1.45, respectively. When rubbed with a sponge, the film peeled off immediately and the film strength was weak.

Claims (8)

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被膜形成用組成物であって、Siのモル濃度/Tiのモル濃度が5〜20であり、滴下法による空気に対する表面張力が20mN/m〜35mN/mであり、散乱角90度及び温度25度において動的散乱装置によって測定され得られた自己相関関数をキュムラント法により解析して計算される拡散定数を算術平均して求められる平均拡散定数が6.5×10−8cm/s〜8.0×10−8cm/sであり、動的散乱装置を使用した電気泳動レーザードップラー法により温度25度で測定される電気泳動移動度が−5.0×10−4cm/V・s〜−4.0×10−4cm/V・sである、被膜形成用組成物。 A film-forming composition comprising a titanium oxide, a silicon oxide, and an organosilicon surfactant, wherein the molar concentration of Si / the molar concentration of Ti is 5 to 20, and the surface against air by a dropping method Arithmetic average the diffusion constants calculated by analyzing the autocorrelation function measured by a dynamic scattering device at a scattering angle of 90 degrees and a temperature of 25 degrees by the cumulant method with a tension of 20 mN / m to 35 mN / m. the average diffusion constant determined Te is 6.5 × 10 -8 cm 2 /s~8.0×10 -8 cm 2 / s, at a temperature of 25 ° by electrophoresis laser Doppler method using dynamic scattering device The composition for film formation whose electrophoretic mobility measured is -5.0 * 10 < -4 > cm < 2 > / V * s--4.0 * 10 < -4 > cm < 2 > / V * s. 前記チタン酸化物がアモルファス型である、請求項1に記載の被膜形成用組成物。 The film forming composition according to claim 1, wherein the titanium oxide is of an amorphous type. 前記チタン酸化物が過酸化チタンである、請求項1または2に記載の被膜形成用組成物。 The composition for film formation according to claim 1 or 2, wherein the titanium oxide is titanium peroxide. さらに、銅、ジルコニウム、スズ、亜鉛、アンチモン及び銀からなる群から選択される1以上の元素がドープされてなる、請求項1〜3のいずれか1項に記載の被膜形成用組成物。 Furthermore, the composition for film formation of any one of Claims 1-3 in which the 1 or more element selected from the group which consists of copper, a zirconium, tin, zinc, antimony, and silver is doped. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の被膜形成用組成物を基板に塗布し加熱することにより得られる、反射防止被膜付き基板。 The board | substrate with an antireflection film obtained by apply | coating the composition for film formation of any one of Claims 1-4 to a board | substrate, and heating. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の被膜形成用組成物を太陽電池モジュールに塗布し加熱することにより得られる、反射防止被膜付き太陽電池モジュール。 The solar cell module with an antireflection film obtained by apply | coating the composition for film formation of any one of Claims 1-4 to a solar cell module, and heating. 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被膜形成用組成物を基板に塗布する工程を含む反射防止膜付き基板の製造方法であって、Siのモル濃度/Tiのモル濃度が5〜20であり、滴下法による空気に対する表面張力が20mN/m〜35mN/mであり、散乱角90度及び温度25度において動的散乱装置によって測定され得られた自己相関関数をキュムラント法により解析して計算される拡散定数を算術平均して求められる平均拡散定数が6.5×10−8cm/s〜8.0×10−8cm/sであり、動的散乱装置を使用した電気泳動レーザードップラー法により温度25度で測定される電気泳動移動度が−5.0×10−4cm/V・s〜−4.0×10−4cm/V・sである被膜形成用組成物であることを確認する工程と、当該被膜形成用組成物を基板に塗布する工程と、加熱する工程とを備える、反射防止膜付き基板の製造方法。 A method for producing a substrate with an antireflection film comprising a step of applying a film-forming composition comprising a titanium oxide, a silicon oxide, and an organosilicon surfactant to a substrate, wherein the molar concentration of Si / Ti The autocorrelation function obtained by a dynamic scattering apparatus at a scattering angle of 90 degrees and a temperature of 25 degrees with a molar concentration of 5 to 20 and a surface tension by air of 20 mN / m to 35 mN / m. the average diffusion constant determined by arithmetically averaging the diffusion constants calculated by analyzing by the cumulant method is 6.5 × 10 -8 cm 2 /s~8.0×10 -8 cm 2 / s, kinematic Electrophoretic mobility measured at 25 ° C. by an electrophoretic laser Doppler method using a mechanical scattering device is −5.0 × 10 −4 cm 2 / V · s to −4.0 × 10 −4 cm 2 / V · s coating A step of confirming that the formation composition, a step of applying the coating composition to the substrate, and a heating method of the antireflection film-coated substrate. 前記基板が、ガラス基板であるか、または、ガラス基板上に太陽電池素子が積層されてなる太陽電池モジュールである、請求項7に記載の反射防止膜付き基板の製造方法。 The manufacturing method of the board | substrate with an antireflection film of Claim 7 whose said board | substrate is a solar cell module in which a solar cell element is laminated | stacked on a glass substrate or a glass substrate.
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