JP2013113941A - 反射防止膜付きガラス基材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 表面に、反射防止膜3を備えるガラス基材2であって、ガラス基材2は、NaおよびCaからなる群より選択される少なくとも1種のアルカリ金属を含有し;反射防止膜3は、SiO2を含有し、屈折率が1.35〜1.50であり;かつガラス基材2表面と反射防止膜3との界面に、Pを1〜12原子%含有する拡散抑制膜4を備える、ことを特徴とする、反射防止膜付きガラス基材1である。
【選択図】 図2
Description
(1)表面に、反射防止膜を備えるガラス基材であって、
ガラス基材は、NaおよびCaからなる群より選択される少なくとも1種のアルカリ金属を含有し;
反射防止膜は、SiO2を含有し、屈折率が1.35〜1.50であり;かつ
ガラス基材表面と反射防止膜との界面に、透過電子顕微鏡付属のエネルギー分散型X線分光分析装置による定量分析で、Si、PおよびOの合計100原子%に対して、Pを1〜12原子%含有する拡散抑制膜を備える、
ことを特徴とする、反射防止膜付きガラス基材。
(2)反射防止膜が、コロイダルシリカ粒子を含有する、上記(1)記載の反射防止膜付きガラス基材。
(3)上記(1)または(2)記載の反射防止膜付きガラス基材を備える、薄膜太陽電池。
ガラス基材は、NaおよびCaからなる群より選択される少なくとも1種のアルカリ金属を含み;
反射防止膜は、SiO2を含有し、屈折率が1.35〜1.50であり;かつ
ガラス基材表面と反射防止膜との界面に、透過電子顕微鏡付属のエネルギー分散型X線分光分析装置による定量分析で、Si、PおよびOの合計100原子%に対して、Pを1〜12原子%含有する拡散抑制膜を備える、
ことを特徴とする。
本発明の反射防止膜付きガラス基材は、NaおよびCaからなる群より選択される少なくとも1種のアルカリ金属を含有するガラス基材上に、シリコンアルコキシド、またはこの加水分解物もしくはこの脱水物と、P含有化合物と、分散媒とを含む反射防止膜用組成物を、湿式塗工法により塗布した後、焼成することにより製造することができる。ガラス基材については、上述のとおりである。
次に、反射防止膜付きガラス基材の応用について説明する。図4に、本発明の反射防止膜付きガラス基材を使用する薄膜太陽電池の断面の模式図の一例を示す。図4は、スーパーストレート型薄膜太陽電池の例である。薄膜太陽電池20は、反射防止膜21、拡散抑制膜21A、ガラス基材22、透明電極層23、光電変換層24、透明導電膜25、導電性反射膜26の順に備えており、反射防止膜21側から太陽光が入射する。この薄膜太陽電池20は、反射防止膜21を備えるので、入射した太陽光の光電変換層24への透過量が多く、高温高湿下で長時間使用しても、拡散抑制膜21Aにより、ガラス基材22中のNaやCaの反射防止膜21表面への拡散を抑え、反射防止膜21の白濁を抑制するため、高温高湿下でも光電変換効率が低下しない薄膜太陽電池を提供することができる。
500cm3のガラス製の4つ口フラスコを用い、140gのテトラエトキシシランと、140gのエチルアルコールを加え、攪拌しながら、1.5gの85%リン酸を120gの純水に溶解した溶液を、一度に加え、その後50℃で3時間反応させることにより作製した。
500cm3のガラス製の4つ口フラスコを用い、115gのテトラエトキシシランと、175gのエチルアルコールを加え、攪拌しながら、1.0gの85%リン酸を110gの純水に溶解した溶液を、一度に加え、その後50℃で3時間反応させることにより作製した。
500cm3のガラス製の4つ口フラスコを用い、130gのテトラエトキシシランと、145gのエチルアルコールを加え、攪拌しながら、4.5gの85%リン酸を125gの純水に溶解した溶液を、一度に加え、その後45℃で3時間反応させることにより作製した。
500cm3のガラス製の4つ口フラスコを用い、125gのテトラエトキシシランと、160gのエチルアルコールを加え、攪拌しながら、2.1gの85%リン酸を115gの純水に溶解した溶液を、一度に加え、その後60℃で2時間反応させることにより作製した。
500cm3のガラス製の4つ口フラスコを用い、145gのテトラエトキシシランと、140gのエチルアルコールを加え、攪拌しながら、0.5gの85%リン酸を115gの純水に溶解した溶液を、一度に加え、その後55℃で3時間反応させることにより作製した。
500cm3のガラス製の4つ口フラスコを用い、140gのトリメチルメトキシシランと、140gのメチルアルコールを加え、攪拌しながら、2.0gの85%リン酸を120gの純水に溶解した溶液を、一度に加え、その後50℃で3時間反応させることにより作製した。
500cm3のガラス製の4つ口フラスコを用い、140gのテトラエトキシシランと、140gのエチルアルコールを加え、攪拌しながら、1.5gの60%硝酸を120gの純水に溶解した溶液を、一度に加え、その後50℃で3時間反応させることにより作製した。
500cm3のガラス製の4つ口フラスコを用い、140gのテトラエトキシシランと、140gのエチルアルコールを加え、攪拌しながら、1.5gの35%塩酸を120gの純水に溶解した溶液を、一度に加え、その後50℃で3時間反応させることにより作製した。
混合溶媒1には、イソプロパノール、エタノール及びN,N−ジメチルホルムアミドの混合液(質量比4:2:1)を、混合溶媒2には、エタノール、ブタノールの混合液(質量比98:2)を用いた。
実施例1では、AR膜用組成物原料1を、分散媒となるIPAで希釈混合し、AR膜用組成物を作製した。屈折率が1.55のガラス基板に対して、AR膜用組成物を、湿式塗工法により成膜後、AR塗膜を200℃で30分焼成することにより、AR膜付きガラス基材を製造した。
比較例1では、AR膜用組成物を成膜しない、ガラス単体の評価を実施した。
Na、Caの定量分析は、以下のように行った。まず、(株)リガク製波長分散型蛍光X線分析装置(型番:ZSX−PrimusII)で、検出可能な元素を確認した。次に、検出された各元素について定量分析を行い、SiはSiO2、NaはNa2O、CaはCaO、KはK2O、AlはAl2O3、FeはFe2O3、BはB2O3、PbはPbO、TiはTiO2、ZnはZnO、SbはSb2O3、BaはBaO、MnはMnO、SrはSrOであるとして、これら以外の元素については、自然界に最も多く存在する酸化物であるとして、計算した。表2〜4に、これらの結果を示す。
ガラス基材、拡散抑制膜、反射防止膜の界面部分を含む断面を観察用に加工し、日本電子(株)製電界放射型透過電子顕微鏡(型番:JEM−2010F)により、拡散抑制膜を観察した。同時に、拡散抑制膜中のPの定量分析を、日本電子(株)製電界放射型透過電子顕微鏡(型番:JEM−2010F)に付属のエネルギー分散型X線分光分析装置により、加速電圧:200kV、プローブ径:1nmの測定条件で行い、5回測定での平均値から求めた。表2〜4に、これらの結果を示す。
拡散抑制膜の膜厚を、日本電子製電界放射型透過電子顕微鏡(型番:JEM−2010F)による断面観察により測定した。また、AR膜の膜厚を、日立ハイテクノロジーズ(株)製走査型電子顕微鏡(型番:S−4300、SU−8000)による断面観察により測定した。表2〜4に、これらの結果を示す。
AR膜の屈折率は、分光エリプソメトリー装置(J.A.Woollam Japan(株)製 M−2000)を用いて測定し、解析した光学定数における633nmの値とした。また、AR膜付きガラス基材の初期透過率は、日立ハイテクノロジーズ(株)製分光光度計(型番:U−4100)を用いて測定し、太陽電池用途において、透過率が重要となる340〜750nmの範囲のうち、中央値となる550nmの透過率(単位:%)の値で評価した。表2〜4に、これらの結果を示す。
また、太陽電池の寿命評価方法としてJIS C 8938に規定されている高温高湿試験として85℃かつ85%RHの温湿度条件下に一定保持したエスペック(株)製恒温恒湿機(型番:PL−1KP)中に、1000時間サンプルを保持した後、恒温恒湿機から出して室温に戻したサンプルの透過率を、上述の分光光度計で測定した。また、(高温高湿試験後の透過率)/(初期透過率)を算出した。また、表2〜4に、これらの結果を示す。なお、表2〜4には、(高温高湿試験後の透過率)/(初期透過率)は、高温高湿試験後/初期と記載した。
AR膜の硬度を、塗膜の一般評価法としてJIS K 5600に規定されている引っかき硬度(鉛筆法)試験として、コーティングテスター工業製手動式鉛筆引っかき試験器を用いて、荷重750g、角度45°で三菱鉛筆製引っかき試験用えんぴつで測定した。表2〜4に、これらの結果を示す。
2 ガラス基材
3 反射防止膜
4 拡散抑制膜
10、20 薄膜太陽電池
11、21 反射防止膜
21A 拡散抑制膜
12、22 ガラス基材
13、23 透明電極層
14、24 光電変換層
15、25 透明導電膜
16、26 導電性反射膜
Claims (3)
- 表面に、反射防止膜を備えるガラス基材であって、
ガラス基材は、NaおよびCaからなる群より選択される少なくとも1種のアルカリ金属を含有し;
反射防止膜は、SiO2を含有し、屈折率が1.35〜1.50であり;かつ
ガラス基材表面と反射防止膜との界面に、透過電子顕微鏡付属のエネルギー分散型X線分光分析装置による定量分析で、Si、PおよびOの合計100原子%に対して、Pを1〜12原子%含有する拡散抑制膜を備える、
ことを特徴とする、反射防止膜付きガラス基材。 - 反射防止膜が、コロイダルシリカ粒子を含有する、請求項1記載の反射防止膜付きガラス基材。
- 請求項1または2記載の反射防止膜付きガラス基材を備える、薄膜太陽電池。
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