JP2016225628A - Organic Thin Film Solar Cell Module - Google Patents

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Katsuya Funayama
勝矢 船山
泰典 松下
Taisuke Matsushita
泰典 松下
▲靖▼ 日浦
Yasushi Hiura
▲靖▼ 日浦
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic thin film solar cell module which enhances workability and designability after construction.SOLUTION: In an organic thin film solar cell module where a first gas barrier layer 2, a first sealing layer 4, an organic thin film solar cell element 9, a second sealing layer 3, and a second gas barrier layer 1 are laminated sequentially, and a collection wire 11 connected electrically with the organic thin film solar cell element 9 is provided between the first sealing layer 4 and the organic thin film solar cell element 9, the thickness x (μm) of the organic thin film solar cell module in the center of a collection wire installation region 13 in the width direction of the collection wire 11, and the thickness y (μm) of the thin film solar cell module at a part of 5 mm outside from the outer peripheral edge of the organic thin film solar cell 9 satisfy a following formula: (x-y)≤90 (I).SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、有機薄膜太陽電池モジュールに関する。   The present invention relates to an organic thin film solar cell module.

近年、色素増感型太陽電池や有機薄膜太陽電池などを用いた透明フィルム型太陽電池モジュールの開発が行われている。特に透明フィルム型の太陽電池モジュールは、軽量であり、またフレキシブル化が可能であることから、建物等に設置して使用することが検討されている。例えば特許文献1には、透明フィルム型太陽電池モジュールを応用した製品として、建物の窓ガラスに貼りつけて使用する太陽光発電フィルムが提案されている。   In recent years, transparent film solar cell modules using dye-sensitized solar cells, organic thin film solar cells, and the like have been developed. In particular, since a transparent film type solar cell module is lightweight and flexible, it is considered to be installed in a building or the like. For example, Patent Document 1 proposes a solar power generation film that is used by being attached to a window glass of a building as a product to which a transparent film type solar cell module is applied.

特開2012−186310号公報JP 2012-186310 A

上記のような太陽光発電フィルムは、窓ガラス等人目に近いところに設置して使用するために、該太陽光発電フィルムは高い意匠性が求められる。そのため、薄膜太陽電池モジュールのガラス等への施工仕上がりや施工時の太陽電池モジュールの取り扱いが重要であると考えられる。   Since the solar power generation film as described above is installed and used near a human eye such as a window glass, the solar power generation film is required to have high designability. Therefore, it is thought that the finishing of the thin film solar cell module on the glass or the like and the handling of the solar cell module at the time of construction are important.

一般的なウインドフィルムは水貼りという方法でガラスに貼られる。この水貼りという貼り方は、フィルムをガラスに貼る際に、フィルムの粘着面およびガラス面に噴霧器で微量の中性洗剤を含む水を噴霧してから仮貼りし、その後スキージでフィルム表面を順次均一に擦り付けてフィルムとガラスを密着させる。その結果、フィルムとガラスの間にある水と気泡がフィルム端部から追い出され、シワおよび気泡のない良好な貼合面を得ることができる。   A general wind film is attached to glass by a method called water sticking. This method of sticking with water is to stick the film on the glass surface by spraying water containing a small amount of neutral detergent on the adhesive surface and glass surface of the film with a sprayer, and then squeegeeing the film surface sequentially. Rub uniformly to bring the film and glass into close contact. As a result, water and air bubbles between the film and the glass are expelled from the end of the film, and a good bonding surface free from wrinkles and air bubbles can be obtained.

しかしながら、本発明者らは、有機薄膜太陽電池素子上に集電線を設置した以外は、特許文献1と同様の構成を有する有機薄膜太陽電池モジュールを作成し、水貼りにより窓ガラスへの貼り付けを行ったところ、集電線の設置箇所の外側にガラスと有機薄膜太陽電池モジュールとの間の水泡が残った。
これは、集電線設置箇所が集電線の厚さに対応して厚さが大きくなり、一方で有機薄膜太陽電池モジュールの周縁部は有機薄膜太陽電池素子が積層されないため薄くなり、その結果有機薄膜太陽電池モジュールの厚さの異なる領域を有することになり、前記スキージによる水泡の除去が適切を行えなかったことに起因する。
However, the present inventors created an organic thin film solar cell module having the same configuration as that of Patent Document 1 except that a collector wire was installed on the organic thin film solar cell element, and affixed to the window glass by water bonding. As a result, water bubbles between the glass and the organic thin-film solar cell module remained outside the installation location of the current collector.
This is because the thickness of the current collector installed portion increases corresponding to the thickness of the current collector, while the peripheral portion of the organic thin film solar cell module becomes thinner because the organic thin film solar cell elements are not stacked, resulting in the organic thin film. This is because the solar cell module has regions with different thicknesses, and water bubbles were not properly removed by the squeegee.

さらに、有機薄膜太陽電池モジュールは、有機薄膜太陽電池素子の劣化を抑制するためにバリア層を有するため、水泡が蒸発により除去されることが難しい。
これらの理由により、有機薄膜太陽電池素子と共に集電線を封止すると、有機薄膜太陽電池モジュールをガラスに設置した後の意匠性が悪化することがわかった。
Furthermore, since an organic thin film solar cell module has a barrier layer in order to suppress deterioration of an organic thin film solar cell element, it is difficult for water bubbles to be removed by evaporation.
For these reasons, it was found that when the current collector was sealed together with the organic thin film solar cell element, the design after the organic thin film solar cell module was installed on glass deteriorated.

本発明者らは、上記課題を解決するためにバリア層と封止層との厚さに着目して鋭意検討した結果、有機薄膜太陽電池素子に更に集電線を設置した領域の有機薄膜太陽電池モジュールの厚さと、有機薄膜太陽電池素子が封止されていない領域の有機薄膜太陽電池モジュールの厚さの差を一定の範囲内にすることにより、上記課題が解決されることを見出し
て本発明を完成した。すなわち、本発明の要旨は以下の通りである。
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have intensively studied paying attention to the thickness of the barrier layer and the sealing layer. As a result, the organic thin film solar cell in the region where the current collector is further installed in the organic thin film solar cell element. The present invention finds that the above problem can be solved by making the difference between the thickness of the module and the thickness of the organic thin film solar cell module in the region where the organic thin film solar cell element is not sealed within a certain range. Was completed. That is, the gist of the present invention is as follows.

[1]第一ガスバリア層、第一封止層、有機薄膜太陽電池素子、第二封止層、第二ガスバリア層を順次積層し、第一封止層と有機薄膜太陽電池素子との間に有機薄膜太陽電池素子と電気的に接続した集電線を有する、有機薄膜太陽電池モジュールであって、
集電線設置領域の集電線幅方向の中央における有機薄膜太陽電池モジュールの厚さx(μm)と、有機薄膜太陽電池素子の外周端から5mm外側の薄膜太陽電池モジュールの厚さy(μm)とが以下の式(I)を満たすことを特徴とする有機薄膜太陽電池モジュール。
(x−y)≦90 (I)
[2]第一ガスバリア層、第一封止層、有機薄膜太陽電池素子、第二封止層、第二ガスバリア層、粘着層を順次有する、[1]に記載の有機薄膜太陽電池モジュール。
[1] A first gas barrier layer, a first sealing layer, an organic thin film solar cell element, a second sealing layer, and a second gas barrier layer are sequentially laminated, and between the first sealing layer and the organic thin film solar cell element. An organic thin film solar cell module having a collector wire electrically connected to the organic thin film solar cell element,
The thickness x (μm) of the organic thin film solar cell module at the center in the width direction of the current collection line in the current collection line installation region, and the thickness y (μm) of the thin film solar cell module 5 mm outside from the outer peripheral edge of the organic thin film solar cell element Satisfies the following formula (I): an organic thin film solar cell module.
(Xy) ≦ 90 (I)
[2] The organic thin film solar cell module according to [1], which sequentially includes a first gas barrier layer, a first sealing layer, an organic thin film solar cell element, a second sealing layer, a second gas barrier layer, and an adhesive layer.

本発明により、水貼り施工時後においても意匠性を維持した有機薄膜太陽電池モジュールを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an organic thin-film solar cell module that maintains its design properties even after water application.

本発明の一実施形態としての有機薄膜太陽電池モジュールの層構成を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the layer structure of the organic thin-film solar cell module as one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態としての有機薄膜太陽電池モジュールの層構成を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the layer structure of the organic thin-film solar cell module as one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態としての有機薄膜太陽電池モジュールを示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the organic thin film solar cell module as one Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施形態の一例(代表例)であり、本発明はその要旨を超えない限り、これらの内容に限定されない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. The description of the constituent requirements described below is an example (representative example) of an embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to these contents unless it exceeds the gist.

1.有機薄膜太陽電池モジュール
1.1 構成
本発明の一実施形態に係る有機薄膜太陽電池モジュールの層構成は、図1の模式断面図に示すように第一ガスバリア層2、第一封止層4、有機薄膜太陽電池素子9、第二封止層3、第二ガスバリア層1、を順次有する。また、有機薄膜太陽電池素子から電気を取り出す場合は、通常、有機薄膜太陽電池を形成する各太陽電池セルの上部電極または下部電極に、電気取り出し用の集電線(図1には図示せず)を設置する。
ウインドフィルムとして使用する場合には有機薄膜太陽電池素子の一方の面にのみ集電線を設置することが好ましい。すなわち、一対の集電線を、いずれの集電線も有機薄膜太陽電池素子の上部電極に設置するか、いずれの集電線も有機薄膜太陽電池素子の下部電極に設置することが好ましく、いずれの集電線も有機薄膜太陽電池素子の上部電極に設置するのが好ましい。すなわち、第一封止層と有機薄膜太陽電池素子との間に有機薄膜太陽電池素子と電気的に接続した集電線を有するのが好ましい。
1. 1. Organic Thin Film Solar Cell Module 1.1 Configuration The layer configuration of the organic thin film solar cell module according to one embodiment of the present invention is as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. It has the organic thin-film solar cell element 9, the 2nd sealing layer 3, and the 2nd gas barrier layer 1 in order. Moreover, when taking out electricity from an organic thin-film solar cell element, normally, the collector electrode for electricity extraction (not shown in FIG. 1) is connected to the upper electrode or lower electrode of each solar battery cell forming the organic thin-film solar cell. Is installed.
When using as a wind film, it is preferable to install a collector wire only on one surface of the organic thin-film solar cell element. That is, it is preferable that either a pair of current collectors is installed on the upper electrode of the organic thin film solar cell element, or any current collector is installed on the lower electrode of the organic thin film solar cell element. Is preferably installed on the upper electrode of the organic thin film solar cell element. That is, it is preferable to have a current collector electrically connected to the organic thin film solar cell element between the first sealing layer and the organic thin film solar cell element.

第一封止層4および第二封止層3(以下、第一封止層および第二封止層を合わせて封止層という場合がある)は有機薄膜太陽電池素子9を封止するために設けられる層であり、有機薄膜太陽電池素子9の大部分を覆うように設けられ、通常、第一封止層4と第二封止層3とで有機薄膜太陽電池素子9を完全に覆うように設けられることで封止される。第一ガスバリア層2および第二ガスバリア層1(以下、第一ガスバリア層および第二ガスバリア層を合わせてガスバリア層という場合がある)と封止層の位置関係、相対的大きさに特
段の制限はないが、通常は封止層とガスバリア層は同一の大きさ、および同一の形状で端部を揃えて積層されるか、あるいはガスバリア層が封止層の全面を覆いかつ、ガスバリア層が封止層よりも大きく積層される。また、水分又は酸素による劣化を防止し、長期にわたって太陽電池素子の性能を維持するためには、ガスバリア層の端面と太陽電池素子基板の端面との距離が5mm以上になるようにガスバリア層の端面を太陽電池素子基板の端面の外側に設置するのが好ましい。
また、本実施形態における有機薄膜太陽電池モジュールは、その最外層に施工対象物に貼付するための粘着層を含み、該粘着層によって窓等に設置されるのが好ましい。
The first sealing layer 4 and the second sealing layer 3 (hereinafter, the first sealing layer and the second sealing layer may be collectively referred to as a sealing layer) seal the organic thin film solar cell element 9. The organic thin-film solar cell element 9 is usually completely covered with the first sealing layer 4 and the second sealing layer 3. It is sealed by being provided. The first gas barrier layer 2 and the second gas barrier layer 1 (hereinafter, the first gas barrier layer and the second gas barrier layer may be collectively referred to as a gas barrier layer) and the positional relationship and relative size of the sealing layer are not particularly limited. Usually, the sealing layer and the gas barrier layer are laminated with the same size and the same shape, with the ends aligned, or the gas barrier layer covers the entire surface of the sealing layer and the gas barrier layer is sealed. Laminated larger than the layer. In order to prevent deterioration due to moisture or oxygen and maintain the performance of the solar cell element over a long period of time, the end surface of the gas barrier layer is set so that the distance between the end surface of the gas barrier layer and the end surface of the solar cell element substrate is 5 mm or more. Is preferably placed outside the end face of the solar cell element substrate.
Moreover, it is preferable that the organic thin film solar cell module in this embodiment contains the adhesion layer for sticking to a construction target object in the outermost layer, and is installed in a window etc. by this adhesion layer.

例えば、図2に示した通り、粘着層10を第二ガスバリア層1に設け、第一ガスバリア層2、第一封止層4、有機薄膜太陽電池素子9、第二封止層3、第二ガスバリア層1、粘着層10を順次有する構成とすることができる。粘着層10は従来公知の粘着剤を使用することができるが、耐候性や透明性の観点からアクリル系粘着剤を用いることが好ましい。粘着層は、有機薄膜太陽電池モジュールに用いられる有機薄膜太陽電池素子の基板側(受光面)又は光電変換層側(非受光面)の最外層に、公知の方法で設けることができるが、有機薄膜太陽電池素子の発電効率の観点から有機薄膜太陽電池素子の基板側(受光面)の最外層に設けることが好ましい。
粘着層10は、ガラス窓等の施工対象物と貼着することで、有機薄膜太陽電池モジュールが施工対象物に設置される。
For example, as shown in FIG. 2, the adhesive layer 10 is provided on the second gas barrier layer 1, and the first gas barrier layer 2, the first sealing layer 4, the organic thin film solar cell element 9, the second sealing layer 3, the second It can be set as the structure which has the gas barrier layer 1 and the adhesion layer 10 one by one. A conventionally known pressure-sensitive adhesive can be used for the pressure-sensitive adhesive layer 10, but an acrylic pressure-sensitive adhesive is preferably used from the viewpoint of weather resistance and transparency. The adhesive layer can be provided by a known method on the outermost layer on the substrate side (light receiving surface) or the photoelectric conversion layer side (non-light receiving surface) of the organic thin film solar cell element used in the organic thin film solar cell module. From the viewpoint of power generation efficiency of the thin-film solar cell element, it is preferable to provide the outermost layer on the substrate side (light-receiving surface) of the organic thin-film solar cell element.
The adhesive layer 10 is attached to a construction object such as a glass window, so that the organic thin film solar cell module is installed on the construction object.

有機薄膜太陽電池モジュールは、透光性を有することが好ましい。有機薄膜太陽電池モジュールの透光性は、JIS R 3106に準じた方法で測定した可視光線透過率が通常3%以上、好ましくは5%以上、より好ましくは8%以上、更に好ましくは10%以上、特に好ましくは20%以上であって、通常80%以下、好ましくは60%以下、より好ましくは50%以下である。上記下限以上であると採光性を向上することができる点で好ましい。上記上限以下であることにより発電効率を向上することができる点で好ましい。   The organic thin film solar cell module preferably has translucency. As for the translucency of the organic thin film solar cell module, the visible light transmittance measured by a method according to JIS R 3106 is usually 3% or more, preferably 5% or more, more preferably 8% or more, still more preferably 10% or more. Particularly preferably, it is 20% or more, usually 80% or less, preferably 60% or less, more preferably 50% or less. It is preferable that it is at least the above lower limit in that the daylighting property can be improved. It is preferable at the point which can improve electric power generation efficiency by being below the said upper limit.

透光性を有する有機薄膜太陽電池モジュールは、例えば、有機薄膜太陽電池素子の電極として透明電極を使用することで透光性を有する有機薄膜太陽電池素子とし、有機薄膜太陽電池素子以外の有機薄膜太陽電池モジュールの構成部材を、透光性を有する部材とすることで実現できる。   The organic thin film solar cell module having translucency is, for example, an organic thin film solar cell element having translucency by using a transparent electrode as an electrode of the organic thin film solar cell element, and an organic thin film other than the organic thin film solar cell element. It is realizable by making the structural member of a solar cell module into the member which has translucency.

本実施形態においては、集電線設置領域の集電線幅方向の中央の有機薄膜太陽電池モジュールの厚さx(μm)と、有機薄膜太陽電池素子の外周端から5mm外側の薄膜太陽電池モジュールの厚さy(μm)とが以下の式(I)を満たす。
(x−y)≦90 (I)
In the present embodiment, the thickness x (μm) of the organic thin-film solar cell module in the center in the width direction of the collector line in the collector-installation region and the thickness of the thin-film solar cell module 5 mm outside from the outer peripheral edge of the organic thin-film solar cell element. The depth y (μm) satisfies the following formula (I).
(Xy) ≦ 90 (I)

本実施形態における集電線設置領域とは、図2において、集電線11の左右両端、すなわち集電線の外縁に接する有機薄膜太陽電池モジュールの厚さ方向に水平な面が、有機薄膜太陽電池モジュールの表面と交わる線より囲まれる、有機薄膜太陽電池モジュールの表面における領域であり、鎖線13で示された領域である。集電線設置領域13の集電線幅方向の中央の有機薄膜太陽電池モジュールの厚さx(μm)とは、具体的には例えば、図2におけるB−B´一点鎖線の位置における有機薄膜太陽電池モジュールの厚さである。有機薄膜太陽電池素子の外周端(C−C´二点鎖線の位置)から5mm外側の薄膜太陽電池モジュールの厚さy(μm)とは、有機薄膜太陽電池素子の端面から有機薄膜太陽電池モジュールの端面に向かって5mm外側の位置の厚さであり、図2におけるD−D´点線の位置における有機薄膜太陽電池モジュールの厚さである。なお、図中A−A´鎖線は、有機薄膜太陽電池モジュールの中央部を示す。   In FIG. 2, the current collection line installation region in the present embodiment refers to the left and right ends of the current collection line 11, that is, the surface parallel to the thickness direction of the organic thin film solar cell module in contact with the outer edge of the current collection line. It is a region on the surface of the organic thin film solar cell module surrounded by a line intersecting with the surface, and is a region indicated by a chain line 13. Specifically, the thickness x (μm) of the organic thin film solar cell module at the center in the width direction of the current collection line in the current collection line installation region 13 is, for example, an organic thin film solar cell at the position of BB ′ dashed line in FIG. The thickness of the module. The thickness y (μm) of the thin-film solar cell module 5 mm outside from the outer peripheral end of the organic thin-film solar cell element (the position of the C—C ′ two-dot chain line) is the organic thin-film solar cell module from the end face of the organic thin-film solar cell element The thickness of the organic thin-film solar cell module at the position of the DD ′ dotted line in FIG. In addition, the AA 'chain line in a figure shows the center part of an organic thin film solar cell module.

有機薄膜太陽電池モジュールの厚さとは、有機薄膜太陽モジュールの、有機薄膜太陽電
池素子に対して第二ガスバリア層側の表面と第一ガスバリア層側の表面との最短距離であり、通常、前記第二ガスバリア層側の表面に対して法線方向の有機薄膜太陽モジュールの長さを意味する。有機薄膜太陽電池モジュールの厚さは、例えば接触厚み計(KG601A、アンリツ株式会社製)を用いて測定することができる。
本実施形態において上記式(I)は、有機薄膜太陽電池モジュールを水貼りにより施工対象物に貼り付ける際に、水や気泡を有機薄膜太陽電池モジュールと施工対象物との間から除去しやすい範囲を規定したものである。
The thickness of the organic thin film solar cell module is the shortest distance between the surface on the second gas barrier layer side and the surface on the first gas barrier layer side with respect to the organic thin film solar cell element of the organic thin film solar module. It means the length of the organic thin film solar module in the normal direction with respect to the surface on the two gas barrier layer side. The thickness of the organic thin film solar cell module can be measured using, for example, a contact thickness meter (KG601A, manufactured by Anritsu Corporation).
In the present embodiment, the above formula (I) is a range in which water and bubbles can be easily removed from between the organic thin film solar cell module and the construction object when the organic thin film solar cell module is attached to the construction object by water adhesion. Is specified.

ウインドフィルムをガラス等の施工対象物に貼り付ける際には、ウインドフィルムとガラスの間にある水や気泡を除去するため、スキージでフィルム表面の中央部分から外側に圧力を均一に加えながら順次擦り付けて、フィルムとガラスを密着させる必要がある。本実施形態において有機薄膜太陽電池モジュールは、封止された集電線や有機薄膜太陽電池素子により、その表面に段差を生じ得る。有機薄膜太陽電池モジュールの表面に段差があると、特に、有機薄膜太陽電池モジュールの厚さが厚い箇所から薄い箇所にスキージを移行する段差の領域は、スキージの圧力が弱くなり、有機薄膜太陽電池モジュールに均一に圧力を加える事が困難で、水や気泡が追い出せない。   When affixing a wind film to a construction object such as glass, in order to remove water and air bubbles between the wind film and the glass, rubbing with a squeegee while applying pressure uniformly from the center of the film surface to the outside. Therefore, it is necessary to adhere the film and the glass. In the present embodiment, the organic thin film solar cell module can have a step on its surface due to the sealed collector wire or organic thin film solar cell element. When there is a step on the surface of the organic thin film solar cell module, the pressure of the squeegee becomes weak, especially in the step region where the squeegee moves from a thick part to a thin part of the organic thin film solar cell module. It is difficult to apply uniform pressure to the module, and water and bubbles cannot be expelled.

上記の式(I)は、有機薄膜太陽電池モジュールの最も厚い箇所の厚さx(μm)と最も薄い箇所の厚さy(μm)の差の上限を規定するものである。すなわち、本実施形態の構成による有機薄膜太陽電池モジュールにおいて、有機薄膜太陽電池モジュールの最も厚い場所として集電線設置領域の集電線幅方向の中央部(前記xに対応)を、最も薄い場所として通常有機薄膜太陽電池素子の外周端からモジュール端部方向へ5mmの位置(前記yに対応)を規定したものである。   The above formula (I) defines the upper limit of the difference between the thickness x (μm) of the thickest portion and the thickness y (μm) of the thinnest portion of the organic thin film solar cell module. That is, in the organic thin-film solar cell module according to the configuration of the present embodiment, the central portion (corresponding to x) of the current collection line installation region in the current collection line installation region is usually the thinnest place as the thinnest place. This defines a position (corresponding to y) 5 mm from the outer peripheral edge of the organic thin film solar cell element toward the module edge.

本実施形態において(x−y)(μm)は90以下であり、80以下が好ましく、70以下がより好ましく、60以下が更に好ましく、50以下が特に好ましい。下限は限定されず理想的にはゼロであるが、集電線が厚さを有するために(x−y)の値が小さすぎるということは有機薄膜太陽電池素子が集電線に押圧されていることを意味し、通常0.5以上、好ましくは1以上、より好ましくは3以上、より好ましくは5以上である。   In this embodiment, (xy) (μm) is 90 or less, preferably 80 or less, more preferably 70 or less, still more preferably 60 or less, and particularly preferably 50 or less. The lower limit is not limited and is ideally zero, but since the current collector has a thickness, the value of (xy) is too small that the organic thin-film solar cell element is pressed against the current collector Usually 0.5 or more, preferably 1 or more, more preferably 3 or more, more preferably 5 or more.

x(μm)の範囲は限定されないが、通常、200以上であり、有機薄膜太陽電池モジュールに折れが発生するのを防ぐために、300以上が好ましく、330以上がより好ましく、340以上が更に好ましく、350以上が最も好ましい。一方、フレキシブルな太陽電池とするために、x(μm)は通常、2000以下である。但し、(x−y)(μm)を小さくしやすくして、スキージ施工の際に有機薄膜太陽電池モジュールに圧力を均一に加える事が有機薄膜太陽電池モジュールと施工対象物であるガラスとの間にある水と気泡を除去しやすくなることからx(μm)は900以下であることが好ましく、700以下であることがさらに好ましく、500以下であることが特に好ましい。   The range of x (μm) is not limited, but is usually 200 or more, preferably 300 or more, more preferably 330 or more, and still more preferably 340 or more, in order to prevent the organic thin film solar cell module from being broken. 350 or more is most preferable. On the other hand, in order to obtain a flexible solar cell, x (μm) is usually 2000 or less. However, it is easy to make (xy) (μm) small and to apply pressure uniformly to the organic thin film solar cell module during squeegee construction, between the organic thin film solar cell module and the glass that is the construction object. X (μm) is preferably 900 or less, more preferably 700 or less, and particularly preferably 500 or less.

y(μm)の範囲は、(x−y)(μm)が90以下の関係になる限り特段の制限はないが、通常130以上であり、230以上が好ましく、280以上が更に好ましく、320以上が最も好ましい。有機薄膜太陽電池素子の外周端からモジュール端部方向へ5mm以内の領域に、有機薄膜太陽電池モジュールの大きな凹が少なくなり、スキージ施工の際に圧力を均一に加える事ができ、有機薄膜太陽電池モジュールと施工対象物との間にある水と気泡を除去できる。y(μm)は、例えば第一バリア層および第二バリア層の厚さを有機薄膜太陽電池素子と集電線の和より厚くすることで制御できる。   The range of y (μm) is not particularly limited as long as (xy) (μm) is 90 or less, but is usually 130 or more, preferably 230 or more, more preferably 280 or more, and 320 or more. Is most preferred. The organic thin film solar cell module has a large recess in the area within 5 mm from the outer peripheral edge of the organic thin film solar cell element toward the module end, and pressure can be applied uniformly during squeegee construction. Water and air bubbles between the module and the construction object can be removed. y (μm) can be controlled, for example, by making the thicknesses of the first barrier layer and the second barrier layer thicker than the sum of the organic thin film solar cell element and the current collector.

上記上限以下であることにより、スキージで有機薄膜太陽電池モジュールの表面を順次均一に圧力を加えながら擦り付けて施工対象物に密着させる際に、有機薄膜太陽電池モジュールの表面の段差部分に圧力を均一に加える事ができ、有機薄膜太陽電池モジュールと
施工対象物であるガラスの間にある水と気泡を効率的に追い出すことができる。また、上記下限以上であることにより、有機薄膜太陽電池モジュールに使用する集電線の種類の選択肢が多くなる。有機薄膜太陽電池素子から取り出す電圧および/又は電流を大きくする場合には、集電線を厚くする必要があるため、集電線の選択肢を増やすことにより、有機薄膜太陽電池モジュールの設計の自由度を上げることができる。また、有機薄膜太陽電池モジュールを製造する際の積層条件の自由度が上がるため好ましい。さらには、有機薄膜太陽電池モジュール内での有機薄膜太陽電池素子配列の自由度も上げることができる。
By being below the above upper limit, when the surface of the organic thin film solar cell module is rubbed with the squeegee sequentially while applying pressure uniformly, the pressure is evenly applied to the step portion of the surface of the organic thin film solar cell module. Water and air bubbles between the organic thin-film solar cell module and the glass that is the object of construction can be expelled efficiently. Moreover, by being more than the said minimum, the choice of the kind of electrical power collection line used for an organic thin film solar cell module increases. When increasing the voltage and / or current to be extracted from the organic thin film solar cell element, it is necessary to increase the thickness of the current collector. Therefore, increasing the options for the current collector increases the degree of freedom in designing the organic thin film solar cell module. be able to. Moreover, since the freedom degree of the lamination conditions at the time of manufacturing an organic thin film solar cell module goes up, it is preferable. Furthermore, the freedom degree of the organic thin-film solar cell element arrangement | sequence within an organic thin-film solar cell module can also be raised.

(x−y)(μm)の値は、例えば、封止層、集電線、および/または有機薄膜太陽電池素子の厚さを設定したり、有機薄膜太陽電池モジュールの積層条件において付加する熱および/または圧力を調整することにより制御できる。例えば、第二封止層の厚さを有機薄膜太陽電池素子に接続している集電線の厚さよりも厚くしたり、第一封止層および第二封止層の厚さの和を有機薄膜太陽電池素子および集電線の厚さの和より大きくすることで、上記上限以下にすることができる。   The value of (xy) (μm) is, for example, the thickness of the sealing layer, the current collector, and / or the organic thin film solar cell element, or the heat applied in the stacking conditions of the organic thin film solar cell module It can be controlled by adjusting the pressure. For example, the thickness of the second sealing layer is made thicker than the thickness of the current collector connected to the organic thin film solar cell element, or the sum of the thicknesses of the first sealing layer and the second sealing layer is set to the organic thin film By making it larger than the sum of the thicknesses of the solar cell element and the collector line, the upper limit can be made below.

以下、本発明の有機薄膜太陽電池モジュールの構成部材を説明する。
1.2 構成部材
1.2.1 ガスバリア層(第一ガスバリア層及び第二ガスバリア層)
ガスバリア層は、水及び酸素の透過を防止する層である。
ガスバリア層により、有機薄膜太陽電池素子の水分又は酸素による劣化を防止し、長期にわたって性能を維持することができる。上述の長期耐久性に加えて光線透過率や透明性等の意匠性が向上できるため、ガスバリア層が後述の保護層を兼ねるのがより好ましい。
Hereinafter, the structural member of the organic thin film solar cell module of this invention is demonstrated.
1.2 Component 1.2.1 Gas barrier layer (first gas barrier layer and second gas barrier layer)
The gas barrier layer is a layer that prevents permeation of water and oxygen.
By the gas barrier layer, the organic thin film solar cell element can be prevented from being deteriorated by moisture or oxygen, and the performance can be maintained over a long period of time. Since design properties such as light transmittance and transparency can be improved in addition to the long-term durability described above, it is more preferable that the gas barrier layer also serves as a protective layer described later.

有機薄膜太陽電池素子は湿気及び酸素により劣化する傾向があり、特に、有機薄膜太陽電池を構成するZnO:Al等の透明電極や有機半導体層は水分及び酸素により劣化する傾向がある。そこで、ガスバリア層で有機薄膜太陽電池素子を被覆することにより、有機薄膜太陽電池素子を水及び酸素から保護し、発電性能を高く維持することができる。   Organic thin-film solar cell elements tend to be deteriorated by moisture and oxygen. In particular, transparent electrodes such as ZnO: Al and organic semiconductor layers constituting organic thin-film solar cells tend to be deteriorated by moisture and oxygen. Therefore, by covering the organic thin film solar cell element with the gas barrier layer, the organic thin film solar cell element can be protected from water and oxygen, and the power generation performance can be kept high.

ガスバリア層に要求される防湿能力の程度は、単位面積(1m2)の1日あたりの水蒸気透過率が、40℃90%RH環境下で1×10-1g/m2/day以下であることが好ましく、1×10-2g/m2/day以下であることがより好ましく、1×10-3g/m2/day以下であることが更に好ましく、1×10-4g/m2/day以下であることが中でも好ましく、1×10-5g/m2/day以下であることがとりわけ好ましく、1×10-6g/m2/day以下であることが特に好ましい。水蒸気の透過を抑制するほど、有機薄膜太陽電池素子及び当該素子のZnO:Al等の透明電極の水分との反応に起因する劣化が抑えられるので、発電効率が維持されることにより寿命が延びる。 The degree of moisture-proof capability required for the gas barrier layer is that the water vapor permeability per unit area (1 m 2 ) per day is 1 × 10 −1 g / m 2 / day or less in a 40 ° C. and 90% RH environment. Is preferably 1 × 10 −2 g / m 2 / day or less, more preferably 1 × 10 −3 g / m 2 / day or less, and further preferably 1 × 10 −4 g / m. 2 / day or less is particularly preferable, 1 × 10 −5 g / m 2 / day or less is particularly preferable, and 1 × 10 −6 g / m 2 / day or less is particularly preferable. As the permeation of water vapor is suppressed, deterioration due to the reaction of the organic thin film solar cell element and the transparent electrode such as ZnO: Al of the element with moisture is suppressed, so that the lifetime is extended by maintaining the power generation efficiency.

ガスバリア層に要求される酸素透過性の程度は、25℃環境下で100μm厚での単位面積(1m2)の1日あたりの酸素透過率が、1×10-1cc/m2/day/atm以下であることが好ましく、1×10-2cc/m2/day/atm以下であることがより好ましく、1×10-3cc/m2/day/atm以下であることが更に好ましく、1×10-4cc/m2/day/atm以下であることが中でも好ましく、1×10-5cc/m2/day/atm以下であることがとりわけ好ましく、1×10-6cc/m2/day/atm以下であることが特に好ましい。酸素が透過しなければしないほど、有機薄膜太陽電池素子及び当該素子のZnO:Al等の透明電極の酸化による劣化が抑えられる。 The degree of oxygen permeability required for the gas barrier layer is such that the oxygen permeability per day of a unit area (1 m 2 ) at a thickness of 100 μm in an environment of 25 ° C. is 1 × 10 −1 cc / m 2 / day / It is preferably atm or less, more preferably 1 × 10 −2 cc / m 2 / day / atm or less, even more preferably 1 × 10 −3 cc / m 2 / day / atm or less, It is particularly preferably 1 × 10 −4 cc / m 2 / day / atm or less, particularly preferably 1 × 10 −5 cc / m 2 / day / atm or less, and 1 × 10 −6 cc / m. 2 / day / atm or less is particularly preferable. The deterioration due to oxidation of the organic thin-film solar cell element and the transparent electrode such as ZnO: Al of the element is suppressed as oxygen does not permeate.

このようなガスバリア層を適用することにより有機太陽電池素子の優れた性質を活かした有機薄膜太陽電池モジュールの実施が容易となる。   By applying such a gas barrier layer, it becomes easy to implement an organic thin film solar cell module utilizing the excellent properties of the organic solar cell element.

また、ガスバリア層は、有機薄膜太陽電池素子の光吸収を妨げない観点から可視光を透
過させるものが好ましい。例えば、JIS R 3106に準じた方法で測定した可視光(波長360〜830nm)の透過率は、通常60%以上、好ましくは70%以上、より好ましくは75%以上、更に好ましくは80%以上、中でも好ましくは85%以上、とりわけ好ましくは90%以上、特に好ましくは95%以上、その中でも特に好ましくは97%以上である。太陽光をより多く電気エネルギーに変換するためである。
Further, the gas barrier layer is preferably one that transmits visible light from the viewpoint of not hindering light absorption of the organic thin film solar cell element. For example, the transmittance of visible light (wavelength 360 to 830 nm) measured by a method according to JIS R 3106 is usually 60% or more, preferably 70% or more, more preferably 75% or more, still more preferably 80% or more, Among them, preferably 85% or more, particularly preferably 90% or more, particularly preferably 95% or more, and particularly preferably 97% or more. This is to convert more sunlight into electrical energy.

さらに、ガスバリア層は、施工対象物との一体感や外観等の意匠性の観点から曇り度(ヘーズ)が低いものが好ましい。例えば、JIS K 7136で規定されるD65光源を使用する場合のヘーズ値は通常10以下、好ましくは5以下、より好ましくは2以下、さらに好ましくは1以下である。   Furthermore, the gas barrier layer preferably has a low haze from the viewpoint of design properties such as a sense of unity with the construction object and appearance. For example, the haze value when using a D65 light source defined by JIS K 7136 is usually 10 or less, preferably 5 or less, more preferably 2 or less, and even more preferably 1 or less.

さらに、有機薄膜太陽電池モジュールは光を受けて熱せられることが多いため、ガスバリア層も熱に対する耐性を有することが好ましい。この観点から、ガスバリア層の構成材料の融点は、通常100℃以上、好ましくは120℃以上、より好ましくは130℃以上であり、また、通常350℃以下、好ましくは320℃以下、より好ましくは300℃以下である。融点を高くすることで有機薄膜太陽電池モジュールの使用時にガスバリア層が融解・劣化する可能性を低減できる。   Further, since the organic thin film solar cell module is often heated by receiving light, it is preferable that the gas barrier layer also has heat resistance. From this viewpoint, the melting point of the constituent material of the gas barrier layer is usually 100 ° C. or higher, preferably 120 ° C. or higher, more preferably 130 ° C. or higher, and usually 350 ° C. or lower, preferably 320 ° C. or lower, more preferably 300 It is below ℃. By increasing the melting point, it is possible to reduce the possibility that the gas barrier layer melts and deteriorates when the organic thin film solar cell module is used.

ガスバリア層の具体的な構成は、有機薄膜太陽電池素子を水から保護できる限り任意である。ただし、ガスバリア層を透過しうる水蒸気や酸素の量を少なくできる構成ほど製造コストが高くなるため、これらの点を総合的に勘案して適切なものを使用することが好ましい。具体的には、樹脂基材に無機層を積層させた構成とすることが好ましい。   The specific configuration of the gas barrier layer is arbitrary as long as the organic thin-film solar cell element can be protected from water. However, since the manufacturing cost increases as the amount of water vapor or oxygen that can permeate the gas barrier layer increases, it is preferable to use an appropriate material in consideration of these points comprehensively. Specifically, a structure in which an inorganic layer is laminated on a resin base material is preferable.

樹脂基材を形成する材料は、特段の制限はなく、例えば、エチレン、プロピレン、ブテン等の単独重合体又は共重合体等のポリオレフィン系樹脂;環状ポリオレフィン等の非晶質ポリオレフィン系樹脂;ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル系樹脂;ナイロン6、ナイロン66、ナイロン12、共重合ナイロン等のポリアミド系樹脂;エチレン−酢酸ビニル共重合体部分加水分解物(EVOH)、ポリイミド系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、ポリサルホン系樹脂、ポリエーテルサルホン系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリビニルブチラール系樹脂、ポリアリレート系樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、生分解性樹脂等が挙げられる。なお、樹脂基材は2種以上の材料で形成されていてもよいし、積層構造であってもよい。これらのなかでも、フィルム物性の観点から、ポリエステル系樹脂が好ましく、ポリエチレンテレフタレート(PET)又はポリエチレンナフタレート(PEN)が特に好ましい。   The material for forming the resin substrate is not particularly limited. For example, a polyolefin resin such as a homopolymer or copolymer such as ethylene, propylene, or butene; an amorphous polyolefin resin such as a cyclic polyolefin; polyethylene terephthalate Polyester resins such as (PET) and polyethylene naphthalate (PEN); Polyamide resins such as nylon 6, nylon 66, nylon 12, copolymer nylon; ethylene-vinyl acetate copolymer partial hydrolyzate (EVOH), polyimide Resin, polyetherimide resin, polysulfone resin, polyethersulfone resin, polyether ether ketone resin, polycarbonate resin, polyvinyl butyral resin, polyarylate resin, fluororesin, acrylic resin, biodegradable Examples thereof include resins. In addition, the resin base material may be formed with 2 or more types of materials, and may be a laminated structure. Among these, from the viewpoint of film properties, polyester resins are preferable, and polyethylene terephthalate (PET) or polyethylene naphthalate (PEN) is particularly preferable.

無機層を形成する材料は特段の制限はないが、珪素、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛、錫、ニッケル、チタン、あるいは、これらの酸化物、炭化物、窒化物、酸化炭化物、酸化窒化物、酸化炭化窒化物、ダイヤモンドライクカーボン又はこれらの混合物等が挙げられる。また、無機層は、2種以上の材料により形成されていてもよいし、積層構造であってもよい。これらのなかでも、電流のリークを防ぐために、無機層を構成する材料は、酸化珪素、酸化炭化珪素、酸化窒化珪素、酸化炭化窒化珪素、酸化アルミニウム、酸化炭化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒化珪素、窒化アルミニウム、ダイヤモンドライクカーボン並びにこれらの混合物が好ましい。さらに、これらのなかでも、高い防湿性が安定に維持できるために、酸化珪素、酸化炭化珪素、酸化窒化珪素、酸化炭化窒化珪素、窒化珪素、酸化アルミニウム、酸化炭化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒化アルミニウム及びこれらの混合物が特に好ましい。なお、無機層は複数の無機材料により構成されていてもよい。また、複数の無機層を有していてもよい。この場合も、複数の無機層は同じ材料で形成されていてもよいし、異なる材料で形成されていてもよい。また、有機薄膜太陽電池モジュールの意匠性の観点から、光学物性はより透明であることがよく、
酸化珪素、酸化窒化珪素、窒化珪素が好ましく、なかでも、酸化珪素が特に好ましい。
The material for forming the inorganic layer is not particularly limited, but silicon, aluminum, magnesium, zinc, tin, nickel, titanium, or oxides, carbides, nitrides, oxycarbides, oxynitrides, oxycarbonitrides of these Products, diamond-like carbon, or a mixture thereof. Moreover, the inorganic layer may be formed of two or more kinds of materials, or may have a laminated structure. Among these, in order to prevent current leakage, the material constituting the inorganic layer is silicon oxide, silicon oxycarbide, silicon oxynitride, silicon oxycarbonitride, aluminum oxide, aluminum oxycarbide, aluminum oxynitride, silicon nitride, Aluminum nitride, diamond-like carbon and mixtures thereof are preferred. Further, among these, silicon oxide, silicon oxycarbide, silicon oxynitride, silicon oxycarbonitride, silicon nitride, aluminum oxide, aluminum oxycarbide, aluminum oxynitride, and aluminum nitride are able to stably maintain high moisture resistance. And mixtures thereof are particularly preferred. The inorganic layer may be composed of a plurality of inorganic materials. Moreover, you may have a some inorganic layer. Also in this case, the plurality of inorganic layers may be formed of the same material or may be formed of different materials. In addition, from the viewpoint of the design properties of the organic thin film solar cell module, the optical physical properties are preferably more transparent,
Silicon oxide, silicon oxynitride, and silicon nitride are preferable, and silicon oxide is particularly preferable.

上記の中でも好適なガスバリア層としては、、ポリエチレンテレフタレート(PET)或いはポリエチレンナフタレート(PEN)等の基材フィルムに酸化ケイ素(SiOx)を真空蒸着したフィルムが挙げられる。
なお、ガスバリア層は1種の材料で形成されていてもよく、2種以上の材料で形成されていてもよい。また、ガスバリア層は単層でも、2層以上の積層体であってもよい。
Among the above, a preferable gas barrier layer includes a film obtained by vacuum-depositing silicon oxide (SiOx) on a base film such as polyethylene terephthalate (PET) or polyethylene naphthalate (PEN).
Note that the gas barrier layer may be formed of one kind of material or two or more kinds of materials. The gas barrier layer may be a single layer or a laminate of two or more layers.

ガスバリア層の厚さは特に規定されないが、通常10μm以上、好ましくは15μm以上、より好ましくは20μm以上であり、また、通常200μm以下、好ましくは180μm以下、より好ましくは150μm以下である。厚さを厚くすることでガスバリア性が高まる傾向にあり、薄くすることで柔軟性が高まりまた可視光の透過率が向上する傾向にある。   The thickness of the gas barrier layer is not particularly defined, but is usually 10 μm or more, preferably 15 μm or more, more preferably 20 μm or more, and usually 200 μm or less, preferably 180 μm or less, more preferably 150 μm or less. Increasing the thickness tends to increase gas barrier properties, and decreasing the thickness tends to increase flexibility and improve visible light transmittance.

なお、ガスバリア層の25℃、周波数10Hzにおける貯蔵弾性率は特に限定されないが、1.0×108Pa以上、好ましくは3.0×108Pa以上、一方、6.0×109Pa以下、好ましくは4.0×109Pa以下の際に下記の理由により、本発明はより顕著に効果を発揮することができる。ガスバリア層の貯蔵弾性率が上記の上限値以下であると、スキージの際のスキージの圧が有機薄膜太陽電池素子への影響が大きくなる傾向があり、ガスバリア層の貯蔵弾性率が上記の下限値以下であると薄膜太陽電池モジュールを曲げた際の応力により有機薄膜太陽電池素子内の層間剥離が発生しやすくなる傾向がある。そのため、当該ガスバリア層を用いた場合、本発明はより顕著に効果を発揮することができる。 The storage modulus of the gas barrier layer at 25 ° C. and a frequency of 10 Hz is not particularly limited, but is 1.0 × 10 8 Pa or more, preferably 3.0 × 10 8 Pa or more, on the other hand, 6.0 × 10 9 Pa or less. In the case of 4.0 × 10 9 Pa or less, the present invention can exert the effect more remarkably for the following reasons. When the storage elastic modulus of the gas barrier layer is less than or equal to the above upper limit value, the pressure of the squeegee during squeegee tends to have a greater effect on the organic thin film solar cell element, and the storage elastic modulus of the gas barrier layer has the above lower limit value. When it is below, delamination in the organic thin-film solar cell element tends to occur due to stress when the thin-film solar cell module is bent. Therefore, when the gas barrier layer is used, the present invention can exhibit the effect more remarkably.

ガスバリア層は、有機薄膜太陽電池素子を被覆して湿気及び酸素から保護できればその形成位置に制限は無いが、有機薄膜太陽電池素子の両側の面、具体的には受光面側の面(図1における下側の面)及び受光面とは反対側の面(図1における上側の面)を覆うことが好ましい。薄膜太陽電池モジュールにおいてはその受光面側の面及び受光面とは反対側の面が他の面よりも大面積に形成されることが多いためである。本実施形態ではガスバリア層が有機薄膜太陽電池素子の受光面側の面および受光面と反対側の面を覆う配置になっている。   As long as the gas barrier layer can be coated and protected from moisture and oxygen by covering the organic thin film solar cell element, the formation position is not limited, but both sides of the organic thin film solar cell element, specifically, the light receiving surface side (FIG. 1). It is preferable to cover the lower surface) and the surface opposite to the light receiving surface (the upper surface in FIG. 1). This is because in the thin film solar cell module, the light receiving surface side surface and the surface opposite to the light receiving surface are often formed in a larger area than the other surfaces. In the present embodiment, the gas barrier layer is disposed so as to cover the light receiving surface side of the organic thin film solar cell element and the surface opposite to the light receiving surface.

ガスバリア層と封止層の位置関係、相対的大きさに特段の制限はないが、通常は封止層とガスバリア層は同一の大きさ、および同一の形状で端部を揃えて積層されるか、あるいはガスバリア層が封止層の全面を覆いかつ、ガスバリア層が封止層よりも大きく積層される。また、水分又は酸素による劣化を防止し、長期にわたって太陽電池素子の性能を維持するためには、ガスバリア層の端面と太陽電池素子基板の端面との距離が5mm以上、好ましくは10mm以上になるようにガスバリア層の端面を太陽電池素子基板の端面の外側に設置するのが好ましい。   There are no particular restrictions on the positional relationship and relative size of the gas barrier layer and the sealing layer, but usually the sealing layer and the gas barrier layer are laminated with the same size and the same shape and with the ends aligned. Alternatively, the gas barrier layer covers the entire surface of the sealing layer, and the gas barrier layer is laminated larger than the sealing layer. In order to prevent deterioration due to moisture or oxygen and maintain the performance of the solar cell element over a long period of time, the distance between the end face of the gas barrier layer and the end face of the solar cell element substrate is 5 mm or more, preferably 10 mm or more. Further, it is preferable that the end face of the gas barrier layer is disposed outside the end face of the solar cell element substrate.

またガスバリア層には、薄膜太陽電池モジュールのハンドリングの際の傷付き防止、施工対象物へ水貼りする際のスキージによる傷付き防止、さらにはガスバリア層の平滑性を向上させるために、ハードコート層を設けてもよい。   In addition, the gas barrier layer has a hard coat layer to prevent damage when handling the thin film solar cell module, to prevent damage due to a squeegee when applying water to a construction object, and to improve the smoothness of the gas barrier layer. May be provided.

このハードコート層としては、従来公知のものを使用することができ、紫外線硬化樹脂;電子線硬化樹脂;アルコキシシラン加水分解縮合系樹脂;メラミン系樹脂;(メタ)アクリレート系アルコール変性多官能化合物、トリメチロールプロパン(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、1,6ヘキサンジオール(メタ)アクリレート等のアクリル系樹脂等からなる層が挙げられるが、これらに限定されるものではない。ハードコート層としては、硬度が鉛筆硬度
で2H以上であるのが好ましく、3H以上であるのがさらに好ましい。またその膜厚は1〜10μmであることが好ましい。1μm未満であると耐擦傷性の効果が十分でない可能性があり、10μm以上であるとハードコート層の硬化収縮によりガスバリア層がカールする場合がある。
As this hard coat layer, conventionally known ones can be used, such as an ultraviolet curable resin; an electron beam curable resin; an alkoxysilane hydrolytic condensation resin; a melamine resin; a (meth) acrylate alcohol-modified polyfunctional compound; Examples include layers made of acrylic resins such as trimethylolpropane (meth) acrylate, tripropylene glycol diacrylate, pentaerythritol triacrylate, 1,6 hexanediol (meth) acrylate, but are not limited thereto. . The hard coat layer preferably has a pencil hardness of 2H or higher, more preferably 3H or higher. Moreover, it is preferable that the film thickness is 1-10 micrometers. If it is less than 1 μm, the effect of scratch resistance may not be sufficient, and if it is 10 μm or more, the gas barrier layer may curl due to curing shrinkage of the hard coat layer.

1.2.2 封止層(第一封止層および第二封止層)
本発明の実施形態では、有機薄膜太陽電池素子と集電線とを接続して有機薄膜太陽電池モジュールを製造するが、少なくとも有機薄膜太陽電池素子を封止材で封止し、有機薄膜太陽電池素子を保護することが好ましい。有機薄膜太陽電池素子の封止は、有機薄膜太陽電池素子の補強や、耐衝撃性を上げるために行う。
1.2.2 Sealing layer (first sealing layer and second sealing layer)
In an embodiment of the present invention, an organic thin film solar cell module is manufactured by connecting an organic thin film solar cell element and a collector wire. At least the organic thin film solar cell element is sealed with a sealing material, and the organic thin film solar cell element is obtained. Is preferably protected. The organic thin-film solar cell element is sealed in order to reinforce the organic thin-film solar cell element and increase impact resistance.

封止層は、有機薄膜太陽電池モジュールの強度保持の観点から曲げ強度が高いことが好ましい。具体的強度については、封止材以外の層の強度とも関係することになり一概には規定しにくいが、有機薄膜太陽電池モジュール全体が良好な曲げ加工性を有し、折り曲げ部分の剥離を生じないような曲げ強度を有するのが望ましい。   The sealing layer preferably has a high bending strength from the viewpoint of maintaining the strength of the organic thin film solar cell module. The specific strength is related to the strength of the layers other than the sealing material and is difficult to define in general, but the entire organic thin-film solar cell module has good bending workability and causes peeling of the bent portion. It is desirable to have such bending strength.

また、封止層は、有機薄膜太陽電池素子の受光面側に用いられる場合、光吸収を妨げない観点から可視光を透過させるものが好ましい。例えば、JIS R 3106に準じた方法で測定した可視光(波長360〜830nm)の透過率は、単一の封止層において通常75%以上、好ましくは80%以上、より好ましくは85%以上、さらに好ましくは90%以上、なかでも好ましくは95%以上、特に好ましくは97%以上である。これは、太陽光をより多く電気エネルギーに変換するためである。   Moreover, when a sealing layer is used for the light-receiving surface side of an organic thin-film solar cell element, what transmits visible light from a viewpoint which does not prevent light absorption is preferable. For example, the transmittance of visible light (wavelength 360 to 830 nm) measured by a method according to JIS R 3106 is usually 75% or more, preferably 80% or more, more preferably 85% or more in a single sealing layer. More preferably, it is 90% or more, more preferably 95% or more, and particularly preferably 97% or more. This is to convert more sunlight into electrical energy.

さらに、封止層は、施工対象物との一体感や外観等の意匠性の観点から曇り度(ヘーズ)が低いものが好ましい。例えば、JIS K 7136で規定されるD65光源を使用する場合のヘーズ値は単一の封止層において通常15以下、好ましくは10以下、より好ましくは5以下、さらに好ましくは2以下である。   Further, the sealing layer preferably has a low haze from the viewpoint of design properties such as a sense of unity with the construction object and appearance. For example, the haze value when using a D65 light source defined by JIS K 7136 is usually 15 or less, preferably 10 or less, more preferably 5 or less, and even more preferably 2 or less in a single sealing layer.

一方、有機薄膜太陽電池素子の受光面と反対側に封止材を用いる場合は、必ずしも可視光を透過させる必要がなく、不透明でもよいが、窓ガラス等の透明な施工対象物に貼り付けた場合は、有機薄膜太陽電池素子の受光面側と同様の可視光透過率および曇り度を有することが好ましい。   On the other hand, when a sealing material is used on the side opposite to the light receiving surface of the organic thin film solar cell element, it is not always necessary to transmit visible light and may be opaque, but it is pasted on a transparent construction object such as a window glass. In the case, it is preferable to have the same visible light transmittance and haze as those on the light-receiving surface side of the organic thin-film solar cell element.

さらに、有機薄膜太陽電池モジュールは光を受けて熱せられることが多いため、封止層も熱に対する耐性を有することが好ましい。この観点から、封止層の構成材料の融点は、通常100℃以上、好ましくは120℃以上、より好ましくは130℃以上であり、また、通常350℃以下、好ましくは320℃以下、より好ましくは300℃以下である。融点を高くすることで有機薄膜太陽電池モジュールの使用時に封止層が融解・劣化するのを防ぐことができる。   Furthermore, since the organic thin film solar cell module is often heated by receiving light, the sealing layer preferably has heat resistance. From this viewpoint, the melting point of the constituent material of the sealing layer is usually 100 ° C. or higher, preferably 120 ° C. or higher, more preferably 130 ° C. or higher, and usually 350 ° C. or lower, preferably 320 ° C. or lower, more preferably It is 300 degrees C or less. By increasing the melting point, it is possible to prevent the sealing layer from melting and deteriorating when the organic thin film solar cell module is used.

また、有機薄膜太陽電池モジュールの使用時に、有機薄膜太陽電池モジュール自体の変形を抑えるという観点からは、封止層に融点が存在する場合、封止層の融点は、50℃以上であることが好ましく、80℃以上であることが好ましく、100℃以上であることがさらに好ましい。一方、太陽電池モジュールの製造時に封止層以外の部材の熱膨張や熱収縮が大きくなるために有機薄膜太陽電池モジュールに反りやうねりが発生するのを防ぐという観点からは、封止層の融点は、250℃以下であることが好ましく、200℃以下であることがさらに好ましく、180℃以下であることがより好ましく、160℃以下であることが殊更好ましく、140℃以下であることが特に好ましい。また、封止層が融点を持たない場合は、有機薄膜太陽電池素子、基板、ガスバリア層、および、他の層との十分な接着性、密着性を確保するために上記温度範囲において粘着性を有していることが好ま
しい。
Further, from the viewpoint of suppressing deformation of the organic thin film solar cell module itself when the organic thin film solar cell module is used, when the melting point is present in the sealing layer, the melting point of the sealing layer may be 50 ° C. or higher. Preferably, it is 80 ° C. or higher, and more preferably 100 ° C. or higher. On the other hand, from the viewpoint of preventing the organic thin-film solar cell module from warping and undulation due to the large thermal expansion and contraction of the members other than the sealing layer during the production of the solar cell module, the melting point of the sealing layer Is preferably 250 ° C. or lower, more preferably 200 ° C. or lower, more preferably 180 ° C. or lower, particularly preferably 160 ° C. or lower, and particularly preferably 140 ° C. or lower. . In addition, when the sealing layer does not have a melting point, in order to ensure sufficient adhesion and adhesion with the organic thin-film solar cell element, the substrate, the gas barrier layer, and other layers, the adhesive layer has adhesiveness in the above temperature range. It is preferable to have.

有機薄膜太陽電池モジュールが、第一の封止層及び第二の封止層の両方の封止層を有する場合、第一封止層及び第二封止層の厚さの和の下限は封止層のスキージ跡残りの観点からは限定されないが通常40μm以上、好ましくは60μm以上、より好ましくは80μm以上であり、また、通常800μm以下、好ましくは400μm以下、より好ましくは300μm以下、さらに好ましくは200μm以下である。厚くすることで有機薄膜太陽電池モジュール全体の強度(コシ)が高まる傾向にあり、薄くすることで柔軟性が高まり、また可視光の透過率が向上する傾向にある。このため、両方の利点を兼ね備える範囲として、上記範囲とするのが望ましい。一方で、上記範囲を逸脱した場合、封止層が厚すぎると水貼りに際のスキージ施工時に施工性が悪くなることで有機薄膜太陽電池モジュールと施工対象物の間に水泡が残ってしまい、封止層が薄すぎるとスキージ圧により有機薄膜太陽電池素子にダメージを与えてしまい、素子の発電性能の低下を引き起こす場合がある。なお、上述の封止層の厚さおよび後述する封止層の厚さは、有機薄膜太陽電池モジュールを作成後、有機薄膜太陽電池モジュールを切断した際の切断面を、顕微鏡を用いて断面観察した結果から得られる厚さを示す。   When the organic thin-film solar cell module has both the first sealing layer and the second sealing layer, the lower limit of the sum of the thicknesses of the first sealing layer and the second sealing layer is sealed. Although it is not limited from the viewpoint of the remaining squeegee trace of the stop layer, it is usually 40 μm or more, preferably 60 μm or more, more preferably 80 μm or more, and usually 800 μm or less, preferably 400 μm or less, more preferably 300 μm or less, more preferably 200 μm or less. Increasing the thickness tends to increase the strength (koshi) of the entire organic thin-film solar cell module, and decreasing the thickness tends to increase flexibility and improve visible light transmittance. For this reason, it is desirable to set it as the said range as a range which has both advantages. On the other hand, when deviating from the above range, if the sealing layer is too thick, water bubbles remain between the organic thin-film solar cell module and the construction object due to poor workability during squeegee construction when applying water, If the sealing layer is too thin, the organic thin-film solar cell element may be damaged by the squeegee pressure, and the power generation performance of the element may be reduced. In addition, the thickness of the above-mentioned sealing layer and the thickness of the sealing layer described below are cross-sectional observations using a microscope of the cut surface when the organic thin film solar cell module was cut after the organic thin film solar cell module was created. The thickness obtained from the results is shown.

第一封止層もしくは第二封止層の各厚さは特に規定されないが、通常20μm以上、好ましくは30μm以上、より好ましくは40μm以上であり、更に好ましくは60μm以上であり、また、通常400μm以下、好ましくは200μm以下、より好ましくは150μm以下、さらに好ましくは100μm以下である。厚くすることで有機薄膜太陽電池素子へのダメージを防止することができ、薄くすることで可視光の透過率が向上する傾向にある。このため、両方の利点を兼ね備える範囲として、上記範囲とするのが望ましい。   Each thickness of the first sealing layer or the second sealing layer is not particularly defined, but is usually 20 μm or more, preferably 30 μm or more, more preferably 40 μm or more, further preferably 60 μm or more, and usually 400 μm. Hereinafter, it is preferably 200 μm or less, more preferably 150 μm or less, and still more preferably 100 μm or less. Increasing the thickness can prevent damage to the organic thin-film solar cell element, and decreasing the thickness tends to improve the transmittance of visible light. For this reason, it is desirable to set it as the said range as a range which has both advantages.

第一封止層の厚さT1と第二封止層の厚さT2の合計厚さに対する、第一封止層の厚さT1の比率T1/(T1+T2)は特に規定されないが、通常0.3〜0.7の範囲であり、好ましくは0.4〜0.6の範囲、より好ましくは0.5である。厚さの比率がこの範囲にあることで、有機薄膜太陽電池モジュールのハンドリング性が良く、水貼り施工時の水泡残りを低減できる。特に上限以下であることで、有機薄膜太陽電池モジュールの反りを抑制することが可能となり、施工性が向上する。   Although the ratio T1 / (T1 + T2) of the thickness T1 of the first sealing layer to the total thickness of the thickness T1 of the first sealing layer and the thickness T2 of the second sealing layer is not particularly defined, it is usually set to 0.8. It is in the range of 3 to 0.7, preferably in the range of 0.4 to 0.6, more preferably 0.5. When the thickness ratio is within this range, the organic thin-film solar cell module can be handled easily, and the remaining water bubbles at the time of water application can be reduced. It becomes possible to suppress the curvature of an organic thin-film solar cell module especially by being below an upper limit, and workability improves.

封止層を構成する材料としては、特に限定されず、架橋剤を含む酢酸ビニル−エチレン共重合体組成物、ポリウレタン、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル、アクリル樹脂などの熱可塑性樹脂、ブチルゴム、シリコーンゴム等のエラストマー系樹脂、または上記の複合体でもよい。なかでも、第一の封止層を構成する材料は、透明性の観点や、材料組成により貯蔵弾性率等や曲げ弾性率の制御が容易であることから、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、又はポリオレフィン樹脂が好ましい。   The material constituting the sealing layer is not particularly limited, and heat such as a vinyl acetate-ethylene copolymer composition containing a crosslinking agent, a thermosetting resin such as polyurethane and epoxy resin, a polyolefin resin, a polyester, and an acrylic resin. It may be an elastomeric resin such as a plastic resin, butyl rubber, or silicone rubber, or the above composite. Among them, the material constituting the first sealing layer is an epoxy resin, an acrylic resin, or a polyolefin resin because it is easy to control the storage elastic modulus and the bending elastic modulus depending on the viewpoint of transparency and the material composition. Is preferred.

封止層は、封止できる温度が通常50℃以上、好ましくは80℃以上、より好ましくは100℃以上であり、通常250℃以下、好ましくは200℃以下、より好ましくは180℃以下、更に好ましくは160℃以下、特に好ましくは140℃以下である。封止層が、上記熱硬化性樹脂を含むと、有機薄膜太陽電池モジュールを使用する際に、高温に晒されても変形しづらい点で好ましい。さらに、封止層がエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を含む場合、有機薄膜太陽電池モジュールの封止の際に熱硬化性樹脂である封止層の硬化も同時に行えるため好ましい。   The sealing layer has a temperature capable of sealing of usually 50 ° C. or higher, preferably 80 ° C. or higher, more preferably 100 ° C. or higher, and usually 250 ° C. or lower, preferably 200 ° C. or lower, more preferably 180 ° C. or lower, still more preferably. Is 160 ° C. or lower, particularly preferably 140 ° C. or lower. When the sealing layer contains the thermosetting resin, it is preferable in that the organic thin film solar cell module is not easily deformed even when exposed to high temperatures. Furthermore, when the sealing layer contains a thermosetting resin such as an epoxy resin, it is preferable because the sealing layer, which is a thermosetting resin, can be simultaneously cured when the organic thin film solar cell module is sealed.

封止層に含まれる熱硬化性樹脂の硬化温度(すなわち、熱硬化性樹脂を含む封止材の硬化温度)は、通常50℃以上、好ましくは100℃以上であり、通常250℃以下、好ましくは200℃以下、より好ましくは180℃以下、更に好ましくは160℃以下、特に好ましくは140℃以下である。   The curing temperature of the thermosetting resin contained in the sealing layer (that is, the curing temperature of the sealing material containing the thermosetting resin) is usually 50 ° C. or higher, preferably 100 ° C. or higher, and usually 250 ° C. or lower, preferably Is 200 ° C. or lower, more preferably 180 ° C. or lower, still more preferably 160 ° C. or lower, and particularly preferably 140 ° C. or lower.

なお、封止層は1種の材料で形成されていてもよく、2種以上の材料で形成されていても良い。また、封止層は単層でも良く、2層以上の積層でもよい。
封止層は通常、有機薄膜太陽電池素子を挟み込むように設ける。
また、封止層に、紫外線遮断、熱線遮断、導電性、反射防止、防眩性、光拡散、光散乱、波長変換、ガスバリア性等の機能を付与してもよい。特に、有機薄膜太陽電池素子は、水や酸素により劣化する場合があり、また、太陽光からの紫外線により劣化する場合があるため、ガスバリア性や紫外線遮断機能を持つことが好ましい。
このような機能を付与する方法としては、機能を有する層を塗布成膜等により封止層上に積層してもよいし、機能を発現する材料を溶解・分散させるなどして封止層に含有させてもよい。
Note that the sealing layer may be formed of one kind of material or two or more kinds of materials. The sealing layer may be a single layer or a laminate of two or more layers.
The sealing layer is usually provided so as to sandwich the organic thin film solar cell element.
Further, the sealing layer may be provided with functions such as ultraviolet blocking, heat blocking, conductivity, antireflection, antiglare, light diffusion, light scattering, wavelength conversion, and gas barrier properties. In particular, the organic thin film solar cell element may be deteriorated by water or oxygen, and may be deteriorated by ultraviolet rays from sunlight. Therefore, it is preferable to have a gas barrier property and an ultraviolet blocking function.
As a method for imparting such a function, a layer having a function may be laminated on the sealing layer by coating film formation or the like, or a material that exhibits a function may be dissolved and dispersed in the sealing layer. You may make it contain.

ガスバリア性としては、例えば、以下の水蒸気透過率および酸素透過性を満たすものが挙げられる。
水蒸気透過率としては、封止材100μm厚における水蒸気透過率Pdが、40℃90%RH環境下で、通常10-1g/m2/day以下、好ましくは10-2g/m2/day以下、より好ましくは10-3g/m2/day以下、さらに好ましくは10-4g/m2/day以下である。水蒸気透過率は、JIS K7129に準じた感湿センサ、赤外線センサ、ガスクロマトグラフを備えた装置による測定、カップ法(JIS Z0208)により、40℃90%RH環境で測定する。
Examples of the gas barrier property include those satisfying the following water vapor permeability and oxygen permeability.
As the water vapor transmission rate, the water vapor transmission rate Pd when the sealing material is 100 μm thick is usually 10 −1 g / m 2 / day or less, preferably 10 −2 g / m 2 / day, in an environment of 40 ° C. and 90% RH. Hereinafter, it is more preferably 10 −3 g / m 2 / day or less, still more preferably 10 −4 g / m 2 / day or less. The water vapor transmission rate is measured in an environment of 40 ° C. and 90% RH by a measurement using an apparatus equipped with a humidity sensor, an infrared sensor, and a gas chromatograph according to JIS K7129, or by a cup method (JIS Z0208).

酸素透過性としては、例えば、一般的には、25℃環境下で100μm厚での単位面積(1m2)の1日あたりの酸素透過率が、通常1cc/m2/day/atm以下であり、1×10-1cc/m2/day/atm以下であることが好ましく、1×10-2cc/m2/day/atm以下であることがより好ましく、1×10-3cc/m2/day/atm以下であることがさらに好ましく、1×10−4cc/m2/day/atm以下であることがとりわけ好ましく、1×10-5cc/m2/day/atm以下であることが特に好ましい。酸素が透過しなければしないほど、素子の酸化による劣化が抑えられる利点がある。なお、酸素透過率は、JIS K7126Aに準じた差圧法に基づく装置、あるいはJIS K7126Bに準じた等圧法に基づく赤外線センサ、ガスクロマトグラフを備えた装置で測定することができる。 As the oxygen permeability, for example, generally, the oxygen permeability per day of a unit area (1 m 2 ) at a thickness of 100 μm in a 25 ° C. environment is usually 1 cc / m 2 / day / atm or less. , 1 is preferably × 10 -1 or less cc / m 2 / day / atm , more preferably not more than 1 × 10 -2 cc / m 2 / day / atm, 1 × 10 -3 cc / m 2 / day / atm or less is more preferable, 1 × 10 −4 cc / m 2 / day / atm or less is particularly preferable, and 1 × 10 −5 cc / m 2 / day / atm or less. It is particularly preferred. There is an advantage that the deterioration due to the oxidation of the element can be suppressed as the oxygen does not permeate. The oxygen permeability can be measured with an apparatus based on a differential pressure method according to JIS K7126A, or an apparatus equipped with an infrared sensor and a gas chromatograph based on an isobaric method according to JIS K7126B.

封止層は通常、封止材と有機薄膜太陽電池素子とを積層することで形成され、好ましくはガスバリア層と封止層との積層体と、有機薄膜太陽電池素子とを積層することで形成される。封止材を有機薄膜太陽電池素子に積層する工程は、有機薄膜太陽電池素子に集電線を設置する工程(集電線設置工程)の後に行ってもよく、集電線設置工程の前に行ってもよい。
集電線設置工程の後に、封止材を有機薄膜太陽電池素子に積層する工程を有する場合には、集電線が設置された有機薄膜太陽電池素子に封止材を積層し、封止材の集電線を取り出す箇所にスリットを形成し、該スリットから集電線を取り出すことができる。有機薄膜太陽電池素子の上部電極へ集電線を接続する個所は1か所以上であれば任意である。複数の有機薄膜太陽電池素子が直列に接続している場合には、所望の電位を取り出せるように、有機薄膜太陽電池素子に集電線を接続すればよい。
The sealing layer is usually formed by laminating a sealing material and an organic thin film solar cell element, preferably by laminating a laminate of a gas barrier layer and a sealing layer and an organic thin film solar cell element. Is done. The step of laminating the sealing material on the organic thin-film solar cell element may be performed after the step of installing the current collector on the organic thin-film solar cell element (current collector installation step), or may be performed before the current collector installation step. Good.
In the case of having a step of laminating the sealing material on the organic thin-film solar cell element after the current collector installation step, the sealing material is laminated on the organic thin-film solar cell element on which the current collector is installed, A slit can be formed at a location where the electric wire is taken out, and the current collecting wire can be taken out from the slit. The number of locations where the collector wire is connected to the upper electrode of the organic thin film solar cell element is arbitrary as long as it is one or more. In the case where a plurality of organic thin film solar cell elements are connected in series, a collector wire may be connected to the organic thin film solar cell element so that a desired potential can be taken out.

集電線設置工程の前に、有機薄膜太陽電池素子に封止材を積層する工程を有する場合には、封止後の封止材にスリットを形成し、スリットにおいて有機薄膜太陽電池素子の上部電極が露出した状態とする。そして、スリットの位置の上部電極と集電線を接続すればよい。また、封止を行う前の封止材に、あらかじめ特定の位置にスリットを設けることで、封止後にスリットを形成する手間が省ける。このようにあらかじめスリットを設けることで、封止後にスリットを形成する際に生じる有機薄膜太陽電池素子へのダメージの可能性
を排除することが可能となる。
In the case of having a step of laminating the sealing material on the organic thin film solar cell element before the collecting wire installation step, a slit is formed in the sealing material after sealing, and the upper electrode of the organic thin film solar cell element in the slit Is in an exposed state. And what is necessary is just to connect the upper electrode and collector wire of the position of a slit. Moreover, by providing a slit at a specific position in advance in the sealing material before sealing, the labor of forming the slit after sealing can be saved. Providing slits in advance in this way makes it possible to eliminate the possibility of damage to the organic thin film solar cell element that occurs when the slits are formed after sealing.

1.2.3 有機薄膜太陽電池素子
有機薄膜太陽電池素子は、通常基板上に下部電極、有機光電変換層および上部電極が順次積層された構造を有する。なお、有機薄膜太陽電池素子とは、通常、素子基板を含む有機薄膜太陽電池素子を構成する層の総膜厚の和が150μm以下であり、特に素子基板を除いた部分の膜厚が30μm以下であることが好ましい。
1.2.3 Organic thin-film solar cell element An organic thin-film solar cell element usually has a structure in which a lower electrode, an organic photoelectric conversion layer, and an upper electrode are sequentially laminated on a substrate. The organic thin film solar cell element generally has a total film thickness of layers constituting the organic thin film solar cell element including the element substrate of 150 μm or less, and particularly the film thickness of the portion excluding the element substrate is 30 μm or less. It is preferable that

有機薄膜太陽電池モジュールに用いられる有機薄膜太陽電池素子は、水貼り施工時のハンドリング性や有機薄膜太陽電池モジュールの曲げに強い特徴を有する。有機薄膜太陽電池素子は、有機光電変換層を塗布により製造可能で、意匠性に優れる点で好ましい。有機光電変換層を用いることで、有機薄膜太陽電池素子の生産性に特に優れ、本発明の目的に沿うことから特に好ましい。   The organic thin film solar cell element used for the organic thin film solar cell module has characteristics that are strong in handling properties at the time of water application and bending of the organic thin film solar cell module. The organic thin film solar cell element is preferable in that the organic photoelectric conversion layer can be produced by coating and has excellent design properties. By using the organic photoelectric conversion layer, the productivity of the organic thin film solar cell element is particularly excellent, and it is particularly preferable because it meets the object of the present invention.

1.2.3.1 基板
基板は有機薄膜太陽電池素子を支持する部材である。基板の材料としては、本発明を適用できる限り特に限定されず、無機材料、有機材料、紙材料および複合材料等の公知の材料が使用できる。具体的には、石英、ガラス、サファイア又はチタニア等の無機材料;ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ナイロン、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコール共重合体、フッ素樹脂、塩化ビニル又はポリエチレン等のポリオレフィン;セルロース、ポリ塩化ビニリデン、アラミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリノルボルネン又はエポキシ樹脂等の有機材料;紙又は合成紙等の紙材料;ステンレス、チタン又はアルミニウム等の金属に、絶縁性を付与するために表面をコート又はラミネートしたもの等の複合材料等が挙げられる。これらのうち、有機材料を用いた樹脂基板は、基板に透明性を付与できるため、スーパーストレート構造、サブストレート構造どちらの構造も作成が可能である上、透光性を有するシースルー太陽電池の作成が可能である点で好ましい。
1.2.3.1 Substrate The substrate is a member that supports the organic thin-film solar cell element. The material of the substrate is not particularly limited as long as the present invention can be applied, and known materials such as inorganic materials, organic materials, paper materials, and composite materials can be used. Specifically, inorganic materials such as quartz, glass, sapphire or titania; polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyethersulfone, polyimide, nylon, polystyrene, polyvinyl alcohol, ethylene vinyl alcohol copolymer, fluororesin, vinyl chloride or Polyolefins such as polyethylene; Organic materials such as cellulose, polyvinylidene chloride, aramid, polyphenylene sulfide, polyurethane, polycarbonate, polyarylate, polynorbornene or epoxy resin; Paper materials such as paper or synthetic paper; Metals such as stainless steel, titanium or aluminum In addition, a composite material such as a material whose surface is coated or laminated in order to impart insulating properties may be used. Of these, resin substrates using organic materials can provide transparency to the substrate, so both superstrate and substrate structures can be created, and translucent see-through solar cells can be created. Is preferable in that it is possible.

中でも、基板が可撓性を有する(フレキシブル)基板であることが好ましい。基板がフレキシブルであることで、有機薄膜太陽電池素子をロール・トゥ・ロール方式により製造することが可能になり、また、有機薄膜太陽電池素子の設置の自由度が向上するためである。また、有機薄膜太陽電池モジュールを可撓性とすることができる。可撓性を有するとは、例えば、基板を曲率半径170mmで曲げても破壊(塑性変形)しないことをいう。
フレキシブル基板の材料としては、上記材料の中でも、有機材料、紙材料、複合材料が好ましく、有機材料および複合材料がより好ましく、有機材料が特に好ましい。
Among these, the substrate is preferably a flexible (flexible) substrate. Because the substrate is flexible, the organic thin film solar cell element can be manufactured by a roll-to-roll method, and the degree of freedom of installation of the organic thin film solar cell element is improved. Moreover, an organic thin film solar cell module can be made flexible. Having flexibility means, for example, that the substrate is not broken (plastically deformed) even when the substrate is bent at a curvature radius of 170 mm.
Among the above materials, the flexible substrate material is preferably an organic material, a paper material, or a composite material, more preferably an organic material or a composite material, and particularly preferably an organic material.

有機材料は通常Tm(溶融温度)およびTg(ガラス転移温度)を有するが、有機薄膜太陽電池素子の封止をTm未満、好ましくはTg未満で行うことにより基板の変形による外観の悪化を抑制することができる。   The organic material usually has Tm (melting temperature) and Tg (glass transition temperature), but the deterioration of the appearance due to deformation of the substrate is suppressed by sealing the organic thin film solar cell element at less than Tm, preferably less than Tg. be able to.

基板が樹脂基板である場合、樹脂基板のガラス転移温度(Tg)は、通常30℃以上、好ましくは50℃以上であり、通常400℃以下、好ましくは300℃以下、より好ましくは200℃以下、更に好ましくは160℃以下である。ガラス転移温度(Tg)が上記範囲であることで樹脂基板を製造する際に成形加工しやすく、かつ有機薄膜太陽電池を製造する際の加工で変形が起きにくい。
本明細書におけるガラス転移温度とは、JIS K−7121 1987「プラスチックの転移温度測定方法」に定義された示差走査熱量測定(DSC)により求められる値である。
When the substrate is a resin substrate, the glass transition temperature (Tg) of the resin substrate is usually 30 ° C. or higher, preferably 50 ° C. or higher, usually 400 ° C. or lower, preferably 300 ° C. or lower, more preferably 200 ° C. or lower, More preferably, it is 160 degrees C or less. When the glass transition temperature (Tg) is in the above range, it is easy to perform molding when producing a resin substrate, and deformation is less likely to occur during the production of an organic thin film solar cell.
The glass transition temperature in the present specification is a value obtained by differential scanning calorimetry (DSC) defined in JIS K-7121 1987 “Method for measuring plastic transition temperature”.

基板の厚さに制限はないが、通常5μm以上、好ましくは20μm以上であり、通常20mm以下、好ましくは10mm以下である。基板の厚さが5μm以上であることは、有機薄膜太陽電池素子の強度が不足する可能性が低くなるために好ましい。基板の厚さが20mm以下であることは、コストが抑えられ、かつ重量が重くならないために好ましい。基板の材料がガラスである場合の厚さは、通常0.01mm以上、好ましくは0.1mm以上であり、一方、通常1cm以下、好ましくは0.5cm以下である。基板の厚さが0.01mm以上であることは、機械的強度が増加し、割れにくくなるために、好ましい。また、基板の厚さが0.5cm以下であることは、重量が重くならないために好ましい。   Although there is no restriction | limiting in the thickness of a board | substrate, it is 5 micrometers or more normally, Preferably it is 20 micrometers or more, and is 20 mm or less normally, Preferably it is 10 mm or less. It is preferable that the thickness of the substrate is 5 μm or more because the possibility that the strength of the organic thin film solar cell element is insufficient is reduced. It is preferable that the thickness of the substrate is 20 mm or less because the cost is suppressed and the weight does not increase. When the material of the substrate is glass, the thickness is usually 0.01 mm or more, preferably 0.1 mm or more, and is usually 1 cm or less, preferably 0.5 cm or less. It is preferable that the thickness of the substrate is 0.01 mm or more because mechanical strength is increased and cracking is difficult. Moreover, it is preferable that the thickness of the substrate is 0.5 cm or less because the weight does not increase.

基板の25℃、周波数10Hzにおける貯蔵弾性率は、特段の制限はないが、基板の厚さが5μm以上20mm以下の場合、外的応力により受ける有機薄膜太陽電池素子へのダメージに対する反発係数を抑えるために、6.0×109Pa以下であることが好ましく、4.0×109Pa以下であることが特に好ましい。一方、有機薄膜太陽電池モジュールの製造時の基板のハンドリングの際に発生し得る有機薄膜太陽電池素子の破損を防ぐために、当該膜厚における基板の25℃、周波数10Hzにおける貯蔵弾性率は、1.0×108Pa以上であることが好ましく、3.0×108Pa以上であることが特に好ましい。 The storage elastic modulus of the substrate at 25 ° C. and a frequency of 10 Hz is not particularly limited, but when the thickness of the substrate is 5 μm or more and 20 mm or less, the coefficient of restitution against damage to the organic thin film solar cell element due to external stress is suppressed. Therefore, it is preferably 6.0 × 10 9 Pa or less, and particularly preferably 4.0 × 10 9 Pa or less. On the other hand, in order to prevent damage to the organic thin film solar cell element that may occur during handling of the substrate during the production of the organic thin film solar cell module, the storage elastic modulus at 25 ° C. and a frequency of 10 Hz of the substrate at the film thickness is 1. It is preferably 0 × 10 8 Pa or more, and particularly preferably 3.0 × 10 8 Pa or more.

基板の長さに制限はないが、通常10cm以上、好ましくは1m以上、より好ましくは10m以上、更に好ましくは50m以上、特に好ましくは100m以上である。上限は、通常10km以下、好ましくは5km以下、より好ましくは1km以下、更に好ましくは500m以下である。
ロール・トゥ・ロール方式により製造する場合は、通常10m以上、好ましくは20m以上、より好ましくは50m以上、更に好ましくは100m以上、特に好ましくは200m以上である。上限は特に制限されないが、通常10km以下、好ましくは5km以下、より好ましくは1km以下である。この範囲の長さにすることで、ロール・トゥ・ロール方式による効率的な生産を行うことができる。ロール・トゥ・ロール方式では、ロールの切り替えに時間がかかるため、ロールの切り替えによる時間のロスを少なくするためには、製造装置が許容する範囲で1つのロールの基板は長い方がよい。一方、ロールが重くなるとハンドリングしづらくなる点にも留意する必要がある。
Although there is no restriction | limiting in the length of a board | substrate, Usually, 10 cm or more, Preferably it is 1 m or more, More preferably, it is 10 m or more, More preferably, it is 50 m or more, Most preferably, it is 100 m or more. The upper limit is usually 10 km or less, preferably 5 km or less, more preferably 1 km or less, still more preferably 500 m or less.
When manufactured by a roll-to-roll method, it is usually 10 m or more, preferably 20 m or more, more preferably 50 m or more, still more preferably 100 m or more, and particularly preferably 200 m or more. Although an upper limit in particular is not restrict | limited, Usually, it is 10 km or less, Preferably it is 5 km or less, More preferably, it is 1 km or less. By setting the length within this range, efficient production by a roll-to-roll system can be performed. In the roll-to-roll method, since it takes time to switch the roll, in order to reduce the time loss due to the switching of the roll, it is preferable that the substrate of one roll is as long as the manufacturing apparatus allows. On the other hand, it should be noted that handling becomes difficult when the roll becomes heavy.

1.2.3.2 電極(下部電極および上部電極)
有機薄膜太陽電池素子は、下部電極および上部電極からなる一対の電極を有する。なお、本発明において、下部電極とは、基板側に配置される電極を意味し、上部電極とは、基板をボトムとした際に、下部電極よりも上部に配置される電極を意味する。これらの電極は、光吸収により生じた正孔及び電子を捕集する機能を有する。具体的には、一対の電極のうち、一方の電極を正孔の捕集に適した電極(以下、アノードと記載する場合もある)とし、他方の電極を電子の捕集に適した電極(以下、カソードと記載する場合もある)を用いることが好ましい。下部電極がアノードであり、上部電極がカソードであってもよいし、下部電極がカソードであり、上部電極がアノードであってもよい。下部電極および上部電極は、いずれか一方が透光性であればよく、両方が透光性であっても構わない。
1.2.3.2 Electrodes (lower and upper electrodes)
The organic thin film solar cell element has a pair of electrodes including a lower electrode and an upper electrode. In the present invention, the lower electrode means an electrode arranged on the substrate side, and the upper electrode means an electrode arranged above the lower electrode when the substrate is the bottom. These electrodes have a function of collecting holes and electrons generated by light absorption. Specifically, of the pair of electrodes, one electrode is an electrode suitable for collecting holes (hereinafter sometimes referred to as an anode), and the other electrode is an electrode suitable for collecting electrons ( Hereinafter, it may be described as a cathode). The lower electrode may be an anode, the upper electrode may be a cathode, the lower electrode may be a cathode, and the upper electrode may be an anode. Any one of the lower electrode and the upper electrode may be translucent, and both may be translucent.

本発明において透光性があるとは、太陽光線透過率、すなわち太陽光のうち波長360〜830nmの波長の光が透過する割合が、通常40%以上であり、好ましくは50%以上、より好ましくは60%以上、更に好ましくは70%以上である。
また、透明電極の太陽光線透過率が通常70%以上であることが、透明電極を透過させて有機光電変換層に光を到達させるために好ましい。
これらの光線透過率は、JIS7375:2008に準拠して測定した値である。
In the present invention, the term “translucent” means that the solar ray transmittance, that is, the proportion of sunlight that transmits light having a wavelength of 360 to 830 nm, is usually 40% or more, preferably 50% or more, more preferably. Is 60% or more, more preferably 70% or more.
In addition, it is preferable that the transparent electrode has a solar ray transmittance of usually 70% or more in order to allow light to reach the organic photoelectric conversion layer through the transparent electrode.
These light transmittances are values measured in accordance with JIS 7375: 2008.

下部電極及び上部電極としては導電性を有する材料により形成することが可能であり、
例えば、白金、金、銀、アルミニウム、クロム、ニッケル、銅、チタン、マグネシウム、カルシウム、バリウム、ナトリウム等の金属あるいはそれらの合金;酸化ニッケル、酸化インジウム、酸化タングステン、酸化錫、酸化亜鉛等の金属酸化物、あるいは、インジウム−スズ酸化物(ITO)、インジウム−亜鉛酸化物(IZO)、インジウム−タングステン酸化物(IWO)等の複合酸化物;が挙げられる。
The lower electrode and the upper electrode can be formed of a conductive material,
For example, metals such as platinum, gold, silver, aluminum, chromium, nickel, copper, titanium, magnesium, calcium, barium, sodium or alloys thereof; metals such as nickel oxide, indium oxide, tungsten oxide, tin oxide, zinc oxide And oxides or composite oxides such as indium-tin oxide (ITO), indium-zinc oxide (IZO), and indium-tungsten oxide (IWO).

なかでも、アノードは、仕事関数の大きな材料を用いることが好ましい。一方、カソードは、仕事関数の小さな材料を用いることが好ましい。仕事関数を最適化することにより、光吸収により生じた正孔及び電子を良好に捕集する利点がある。なお、後述するように有機薄膜太陽電池素子にバッファ層を設ける場合、バッファ層の仕事関数を調整することにより、下部電極及び上部電極は同じ仕事関数の材料を用いて形成することもできる。   Especially, it is preferable to use a material with a large work function for the anode. On the other hand, it is preferable to use a material having a small work function for the cathode. By optimizing the work function, there is an advantage of favorably collecting holes and electrons generated by light absorption. In addition, when providing a buffer layer in an organic thin film solar cell element so that it may mention later, a lower electrode and an upper electrode can also be formed using the material of the same work function by adjusting the work function of a buffer layer.

なお、上述のとおり、一対の電極のうち少なくとも一方の電極は透光性を有するが、少なくとも受光面側の電極が透光性を有しており、好ましくは透明である。但し、電極は、発電性能に著しく悪影響を与えない場合は必ずしも透明でなくてもよい。透明な電極の材料を挙げると、上記の金属酸化物、複合酸化物及び金属薄膜などが挙げられ、金属酸化物および複合酸化物が好ましい。また、上部電極の光の透過率は、有機薄膜太陽電池素子の発電効率を考慮すると、光学界面での部分反射によるロスを除き、80%以上が好ましい。
この場合、基板側に形成される下部電極が透光性を有するのが好ましい。すなわち、上部電極として所定の厚さを有する金属または合金を使用することにより、上部電極に対する集電線の設置が容易になり、集電線と電極との間の抵抗を下げやすくなる。
Note that as described above, at least one of the pair of electrodes has translucency, but at least the electrode on the light-receiving surface side has translucency and is preferably transparent. However, the electrode is not necessarily transparent if it does not significantly adversely affect the power generation performance. If the material of a transparent electrode is mentioned, said metal oxide, composite oxide, a metal thin film, etc. will be mentioned, A metal oxide and composite oxide are preferable. Further, the light transmittance of the upper electrode is preferably 80% or more, excluding loss due to partial reflection at the optical interface, considering the power generation efficiency of the organic thin film solar cell element.
In this case, it is preferable that the lower electrode formed on the substrate side has translucency. That is, by using a metal or alloy having a predetermined thickness as the upper electrode, it is easy to install the current collector with respect to the upper electrode, and the resistance between the current collector and the electrode can be easily lowered.

下部電極及び上部電極の材料は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。また、下部電極及び/又は上部電極はそれぞれ単層であってもよいし、積層であってもよい。特に、透光性を有する電極は、上記の材料のなかでも、金属酸化物又は複合酸化物により形成されることが好ましいが、導電性を向上するために、透光性を失わない範囲で、これらの酸化物層上に薄膜の金属層を積層した構造であってもよい。
なお、上部電極及び下部電極のいずれか一方が透光性の場合には、基板側に形成される下部電極が透光性を有するのが好ましい。すなわち、上部電極として所定の厚さを有する金属または合金を使用することにより、上部電極に対する集電線の設置が容易になり、集電線と電極との間の抵抗を下げやすくなる。
また、本実施形態は、集電線を設置する電極が金属または合金を含んで形成されているときに好適に使用することができる。金属あるいは合金、特に金属を含んで形成された電極に対して、金属ペーストを介して集電線を設置すると、電極を形成する金属と、金属ペーストに含まれる成分とが反応して、電極の変形や変色などの問題が生じる場合がある。本実施形態によれば、このような問題を解決し、外観に優れた有機薄膜太陽電池を提供することができる。
The materials for the lower electrode and the upper electrode may be used alone or in combination of two or more in any combination and ratio. Further, each of the lower electrode and / or the upper electrode may be a single layer or a stacked layer. In particular, the translucent electrode is preferably formed of a metal oxide or a composite oxide among the above materials, but in order to improve conductivity, the translucency is not lost. A structure in which a thin metal layer is stacked on these oxide layers may be employed.
In addition, when either one of an upper electrode and a lower electrode is translucent, it is preferable that the lower electrode formed in the board | substrate side has translucency. That is, by using a metal or alloy having a predetermined thickness as the upper electrode, it is easy to install the current collector with respect to the upper electrode, and the resistance between the current collector and the electrode can be easily lowered.
Moreover, this embodiment can be used conveniently when the electrode which installs a current collection line is formed including the metal or the alloy. When a current collector is installed via a metal paste on a metal or alloy, especially an electrode formed containing a metal, the metal forming the electrode reacts with the components contained in the metal paste to deform the electrode. And problems such as discoloration may occur. According to this embodiment, such a problem can be solved and the organic thin-film solar cell excellent in the external appearance can be provided.

下部電極及び上部電極の形成方法に制限はなく、使用する材料に併せて公知の方法により形成することができる。例えば、真空蒸着、スパッタ等のドライプロセスにより形成することができる。また、導電性インク等を用いたウェットプロセスにより形成することもできる。この導電性インクとしては、例えば、導電性高分子、金属粒子分散液等を用いることができる。さらに、電極は2層以上積層してもよく、表面処理による特性(電気特性やぬれ特性等)を改良してもよい。   There is no restriction | limiting in the formation method of a lower electrode and an upper electrode, According to the material to be used, it can form by a well-known method. For example, it can be formed by a dry process such as vacuum deposition or sputtering. It can also be formed by a wet process using conductive ink or the like. As this conductive ink, for example, a conductive polymer, a metal particle dispersion, or the like can be used. Furthermore, two or more electrodes may be laminated, and characteristics (electric characteristics, wetting characteristics, etc.) due to surface treatment may be improved.

上部電極及び下部電極の厚さは、特に制限は無いが、通常5nm以上、好ましくは10nm以上、より好ましくは20nm以上、さらに好ましくは、50nm以上である。一方、通常400μm以下、好ましくは10μm以下、より好ましくは1μm以下、さらに好
ましくは500nm以下である。電極の厚さが上記下限以上であることにより、シート抵抗が抑えられ、また、十分な導通が可能となる。一方、上記上限以下であることにより、柔軟性を維持することができる。電極が透明電極である場合には、光透過率とシート抵抗とを両立できる膜厚を選ぶ必要がある。
電極のシート抵抗は、特段の制限はないが、通常1Ω/□以上であり、通常1000Ω/□以下、好ましくは500Ω/□以下、さらに好ましくは100Ω/□以下である。
The thicknesses of the upper electrode and the lower electrode are not particularly limited, but are usually 5 nm or more, preferably 10 nm or more, more preferably 20 nm or more, and further preferably 50 nm or more. On the other hand, it is usually 400 μm or less, preferably 10 μm or less, more preferably 1 μm or less, and further preferably 500 nm or less. When the thickness of the electrode is equal to or more than the lower limit, sheet resistance is suppressed and sufficient conduction is possible. On the other hand, by being below the above upper limit, flexibility can be maintained. When the electrode is a transparent electrode, it is necessary to select a film thickness that can achieve both light transmittance and sheet resistance.
The sheet resistance of the electrode is not particularly limited, but is usually 1Ω / □ or more, usually 1000Ω / □ or less, preferably 500Ω / □ or less, more preferably 100Ω / □ or less.

1.2.3.3 有機光電変換層
有機薄膜太陽電池素子の光電変換層は、有機半導体化合物を含んで形成され、通常、p型の半導体化合物と、n型の半導体化合物とを含有する。なお、p型及びn型は、電気伝導に寄与するのが、正孔及び電子いずれであるかを示しており、材料の電子状態、ドーピング状態、トラップ状態に依存する。したがって、p型、n型は必ずしも明確に分類できない場合があり、同一物質でp型、n型両方の特性を示すものもある。なお、光電変換層が、p型半導体化合物及びn型半導体化合物を有する場合、少なくともp型半導体化合物が有機半導体化合物であることが好ましく、p型半導体化合物及びn型半導体化合物がともに有機半導体化合物であることが好ましい。
1.2.3.3 Organic Photoelectric Conversion Layer The photoelectric conversion layer of the organic thin film solar cell element is formed including an organic semiconductor compound, and usually contains a p-type semiconductor compound and an n-type semiconductor compound. Note that p-type and n-type indicate whether holes or electrons contribute to electrical conduction, and depend on the electronic state, doping state, and trap state of the material. Therefore, there are cases where p-type and n-type cannot always be clearly classified, and there are cases where the same substance exhibits both p-type and n-type characteristics. When the photoelectric conversion layer includes a p-type semiconductor compound and an n-type semiconductor compound, it is preferable that at least the p-type semiconductor compound is an organic semiconductor compound, and both the p-type semiconductor compound and the n-type semiconductor compound are organic semiconductor compounds. Preferably there is.

光電変換層の具体的な構成例としては、p型半導体とn型半導体が層内で相分離した層(i層)を有するバルクヘテロ接合型、それぞれp型半導体を含む層(p層)とn型半導体を含む層(n層)が界面を有する積層型(ヘテロpn接合型)、又はp型半導体層及びn型半導体層のどちらか一方の層のみを有するショットキー型およびそれらの組合せが挙げられる。これらの中でもバルクへテロ接合型又はバルクへテロ接合型と積層型を組み合わせた(p−i−n接合型)が高い性能を示すことから好ましい。   As a specific configuration example of the photoelectric conversion layer, a bulk heterojunction type having a layer (i layer) in which a p-type semiconductor and an n-type semiconductor are phase-separated in the layer, a layer containing a p-type semiconductor (p layer) and n, respectively. A layered type (hetero pn junction type) in which a layer containing an n-type semiconductor (n layer) has an interface, or a Schottky type having only one of a p-type semiconductor layer and an n-type semiconductor layer, and combinations thereof It is done. Among these, a bulk heterojunction type or a combination of a bulk heterojunction type and a stacked type (p-i-n junction type) is preferable because it exhibits high performance.

p型半導体の例として、p型の高分子有機半導体化合物又はp型の低分子有機半導体化合物等が挙げられる。
p型の高分子有機半導体化合物として、特に限定はなく、ポリチオフェン、ポリフルオレン、ポリフェニレンビニレン、ポリチエニレンビニレン、ポリアセチレン又はポリアニリン等の共役ポリマー半導体;アルキル基やその他の置換基が置換されたオリゴチオフェン等のポリマー半導体;等が挙げられる。また、二種以上のモノマー単位を共重合させた半導体ポリマーも挙げられる。共役ポリマーとしては、例えば、Handbook of
Conducting Polymers,3rd Ed.(全2巻),2007、Materials Science and Engineering,2001,32,1−40、Pure Appl.Chem.2002,74,2031−3044、Handbook of THIOPHENE−BASED MATERIALS(全2巻),2009、国際公開第2011/016430号パンフレット、国際公開第2013/180243号パンフレット、日本国特開2012−191194号公報等の公知文献に記載されたポリマーやその誘導体、及び記載されているモノマーの組み合わせによって合成し得るポリマーを用いることができる。p型半導体化合物として用いられる高分子有機半導体化合物は、一種の化合物でも複数種の化合物の混合物でもよい。
Examples of the p-type semiconductor include a p-type high molecular organic semiconductor compound or a p-type low molecular organic semiconductor compound.
The p-type organic polymer semiconductor compound is not particularly limited, and is a conjugated polymer semiconductor such as polythiophene, polyfluorene, polyphenylene vinylene, polythienylene vinylene, polyacetylene, or polyaniline; oligothiophene substituted with an alkyl group or other substituent Polymer semiconductors such as; and the like. Moreover, the semiconductor polymer which copolymerized 2 or more types of monomer units is also mentioned. As the conjugated polymer, for example, Handbook of
Conducting Polymers, 3rd Ed. (2 volumes), 2007, Materials Science and Engineering, 2001, 32, 1-40, Pure Appl. Chem. 2002, 74, 2031-3044, Handbook of THIOPHENE-BASED MATERIALS (2 volumes), 2009, International Publication No. 2011-016430, International Publication No. 2013/180243, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-191194, etc. Polymers that can be synthesized by a combination of polymers described in known literatures and derivatives thereof, and monomers described therein can be used. The polymer organic semiconductor compound used as the p-type semiconductor compound may be a single compound or a mixture of a plurality of compounds.

p型の低分子有機半導体化合物としては、p型半導体材料として働きうるのであれば特段の制限はないが、具体的には、ナフタセン、ペンタセン又はピレン等の縮合芳香族炭化水素;α−セキシチオフェン等のチオフェン環を4個以上含むオリゴチオフェン類;チオフェン環、ベンゼン環、フルオレン環、ナフタレン環、アントラセン環、チアゾール環、チアジアゾール環及びベンゾチアゾール環のうち少なくとも一つ以上を含み、かつ合計4個以上連結したもの;フタロシアニン化合物及びその金属錯体、又はテトラベンゾポルフィリン等のポルフィリン化合物及びその金属錯体、等の大環状化合物等が挙げられる。好ましくは、フタロシアニン化合物及びその金属錯体又はポルフィリン化合物及びその金属錯体である。低分子有機半導体化合物の分子量は、上限、下限ともに特に制限されないが
、通常5000以下、好ましくは2000以下であり、一方、通常100以上、好ましくは200以上である。なお、p型半導体層の形成を塗布により行う場合、低分子有機半導体化合物前駆体を塗布後に低分子有機半導体化合物に変換することができる。塗布成膜がより容易である点で、低分子有機半導体化合物前駆体を用いる方法がより好ましい。低分子有機半導体化合物前駆体とは、例えば加熱や光照射等の外的刺激を与えることにより、その化学構造が変化し、低分子有機半導体化合物に変換される化合物である。低分子有機半導体化合物前駆体は成膜性に優れる点で好ましい。
The p-type low-molecular organic semiconductor compound is not particularly limited as long as it can function as a p-type semiconductor material. Specifically, condensed aromatic hydrocarbons such as naphthacene, pentacene or pyrene; α-sexi Oligothiophenes containing 4 or more thiophene rings such as thiophene; including at least one of thiophene ring, benzene ring, fluorene ring, naphthalene ring, anthracene ring, thiazole ring, thiadiazole ring and benzothiazole ring, and a total of 4 One or more linked ones; a phthalocyanine compound and a metal complex thereof, or a porphyrin compound such as tetrabenzoporphyrin and a metal complex thereof, or a macrocyclic compound. Preferably, they are a phthalocyanine compound and its metal complex, or a porphyrin compound and its metal complex. The molecular weight of the low-molecular organic semiconductor compound is not particularly limited both at the upper limit and the lower limit, but is usually 5000 or less, preferably 2000 or less, and is usually 100 or more, preferably 200 or more. In addition, when forming a p-type semiconductor layer by application | coating, a low molecular organic-semiconductor compound precursor can be converted into a low-molecular-weight organic semiconductor compound after application | coating. A method using a low molecular weight organic semiconductor compound precursor is more preferable in that coating film formation is easier. A low molecular organic semiconductor compound precursor is a compound that changes its chemical structure and is converted into a low molecular organic semiconductor compound by applying an external stimulus such as heating or light irradiation. A low molecular organic semiconductor compound precursor is preferable in that it has excellent film-forming properties.

n型半導体としては、特段の制限はないが、具体的には、フラーレン;フラーレン化合物;8−ヒドロキシキノリンアルミニウムに代表されるキノリノール誘導体金属錯体;ナフタレンテトラカルボン酸無水物;ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド又はペリレンテトラカルボン酸ジイミド等の縮合環テトラカルボン酸ジイミド類;ペリレンジイミド誘導体、ターピリジン金属錯体、トロポロン金属錯体、フラボノール金属錯体、ペリノン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、ベンズオキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、ベンズチアゾール誘導体、ベンゾチアジアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、アルダジン誘導体、ビススチリル誘導体、ピラジン誘導体、フェナントロリン誘導体、キノキサリン誘導体、ベンゾキノリン誘導体、ビピリジン誘導体、ボラン誘導体、アントラセン、ピレン、ナフタセン又はペンタセン等の縮合多環芳香族炭化水素の全フッ化物;単層カーボンナノチューブ等が挙げられる。   The n-type semiconductor is not particularly limited, and specifically, fullerene; fullerene compound; quinolinol derivative metal complex represented by 8-hydroxyquinoline aluminum; naphthalene tetracarboxylic acid anhydride; naphthalene tetracarboxylic acid diimide or Condensed ring tetracarboxylic acid diimides such as perylenetetracarboxylic acid diimide; perylene diimide derivatives, terpyridine metal complexes, tropolone metal complexes, flavonol metal complexes, perinone derivatives, benzimidazole derivatives, benzoxazole derivatives, thiazole derivatives, benzthiazole derivatives, benzo Thiadiazole derivatives, oxadiazole derivatives, thiadiazole derivatives, triazole derivatives, aldazine derivatives, bisstyryl derivatives, pyrazine derivatives, phenanthroline derivatives Quinoxaline derivatives, benzoquinoline derivatives, bipyridine derivatives, borane derivatives, anthracene, pyrene, total fluoride condensed polycyclic aromatic hydrocarbons such as naphthacene or pentacene; single-walled carbon nanotubes, and the like.

これらのなかでも、n型半導体化合物は、フラーレン化合物、ボラン誘導体、チアゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、ベンゾチアジアゾール誘導体、N−アルキル置換されたナフタレンテトラカルボン酸ジイミド及びN−アルキル置換されたペリレンジイミド誘導体が好ましく、フラーレン化合物、N−アルキル置換されたペリレンジイミド誘導体及びN−アルキル置換されたナフタレンテトラカルボン酸ジイミドがより好ましい。上記のうち一種の化合物を用いてもよいし、複数種の化合物の混合物を用いてもよい。また、n型半導体としては、n型高分子半導体も挙げられる。   Among these, n-type semiconductor compounds include fullerene compounds, borane derivatives, thiazole derivatives, benzothiazole derivatives, benzothiadiazole derivatives, N-alkyl-substituted naphthalenetetracarboxylic acid diimides and N-alkyl-substituted perylene diimide derivatives. Preferably, fullerene compounds, N-alkyl-substituted perylene diimide derivatives and N-alkyl-substituted naphthalene tetracarboxylic acid diimides are more preferable. One of the above compounds may be used, or a mixture of a plurality of compounds may be used. An n-type semiconductor is also included as an n-type semiconductor.

なお、n型の半導体化合物及びp型の半導体化合物は、それぞれ、1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   Each of the n-type semiconductor compound and the p-type semiconductor compound may be used alone, or two or more thereof may be used in any combination and ratio.

有機光電変換層の作成方法としては、特に制限はないが、塗布法が好ましく、なかでも湿式塗布法が好ましい。塗布法としては、任意の方法を用いることができるが、例えば、スピンコート法、リバースロールコート法、グラビアコート法、キスコート法、ロールブラッシュ法、スプレーコート法、エアナイフコート法、ワイヤーバーバーコート法、パイプドクター法、含浸・コート法、カーテンコート法等が挙げられる。光電変換層をロール・トゥ・ロール方式で形成する場合、装置が簡便であり、コストが低く、大量に速く形成できるため、湿式塗布法を適用するのが好ましい。湿式塗布法を行う際には、被塗装層を溶解しない溶媒を選定するのが好ましい。   Although there is no restriction | limiting in particular as a preparation method of an organic photoelectric converting layer, A coating method is preferable and especially a wet coating method is preferable. As the coating method, any method can be used, for example, spin coating method, reverse roll coating method, gravure coating method, kiss coating method, roll brush method, spray coating method, air knife coating method, wire barber coating method, Examples include the pipe doctor method, the impregnation / coating method, and the curtain coating method. In the case where the photoelectric conversion layer is formed by a roll-to-roll method, it is preferable to apply a wet coating method because the apparatus is simple, the cost is low, and the photoelectric conversion layer can be formed quickly in large quantities. When performing the wet coating method, it is preferable to select a solvent that does not dissolve the coating layer.

有機光電変換層の膜厚は、特段の制限はないが、光電流を増加させるために、通常50nm以上であり、好ましくは100nm以上であり、一方、直列抵抗を抑えるために、通常1000nm以下であり、500nm以下である。   The film thickness of the organic photoelectric conversion layer is not particularly limited, but is usually 50 nm or more, preferably 100 nm or more in order to increase the photocurrent, while it is usually 1000 nm or less in order to suppress series resistance. Yes, it is 500 nm or less.

1.2.3.4 バッファ層
本実施形態における有機薄膜太陽電池素子は、下部電極と光電変換層及び/又は上部電極と光電変換層との間にバッファ層を含んでいてもよい。バッファ層とは、電子取り出し層および/または正孔取り出し層を指す。バッファ層は、本発明に係る有機薄膜太陽電池素子において必須ではなく、電子取り出し層と正孔取り出し層のいずれか一方のみを含んでもよい。電子取り出し層はカソードと有機光電変換層との間に存在するのが好ましく、
正孔取り出し層はアノードと有機光電変換層との間に存在するのが好ましい。
1.2.3.4 Buffer Layer The organic thin-film solar cell element in the present embodiment may include a buffer layer between the lower electrode and the photoelectric conversion layer and / or the upper electrode and the photoelectric conversion layer. The buffer layer refers to an electron extraction layer and / or a hole extraction layer. The buffer layer is not essential in the organic thin film solar cell element according to the present invention, and may include only one of an electron extraction layer and a hole extraction layer. The electron extraction layer is preferably present between the cathode and the organic photoelectric conversion layer,
The hole extraction layer is preferably present between the anode and the organic photoelectric conversion layer.

具体的には、上部電極をアノード、下部電極をカソードとし、有機薄膜太陽電池素子がバッファ層として電子取り出し層と正孔取り出し層の両方のバッファ層を有するときは、有機薄膜太陽電池素子は、下部電極、電子取り出し層、光電変換層、正孔取り出し層、及び上部電極をこの順に有するのが好ましい。有機薄膜太陽電池素子が、電子取り出し層を有し、正孔取り出し層を有さない場合は、有機薄膜太陽電池素子が下部電極、電子取り出し層、光電変換層、上部電極をこの順に有するのが好ましい。同様に、有機薄膜太陽電池素子が、正孔取り出し層を有し、電子取り出し層を有さない場合は、有機薄膜太陽電池素子が下部電極、光電変換層、正孔取り出し層、及び上部電極をこの順に有するのが好ましい。
また電子取り出し層と正孔取り出し層の少なくとも一方が異なる複数の層により構成されていてもよい。
Specifically, when the upper electrode is an anode, the lower electrode is a cathode, and the organic thin-film solar cell element has both an electron extraction layer and a hole extraction layer as buffer layers, the organic thin-film solar cell element is It is preferable to have a lower electrode, an electron extraction layer, a photoelectric conversion layer, a hole extraction layer, and an upper electrode in this order. When the organic thin film solar cell element has an electron extraction layer and does not have a hole extraction layer, the organic thin film solar cell element has a lower electrode, an electron extraction layer, a photoelectric conversion layer, and an upper electrode in this order. preferable. Similarly, when the organic thin film solar cell element has a hole extraction layer and does not have an electron extraction layer, the organic thin film solar cell element has a lower electrode, a photoelectric conversion layer, a hole extraction layer, and an upper electrode. It is preferable to have this order.
Further, at least one of the electron extraction layer and the hole extraction layer may be composed of a plurality of different layers.

〔電子取り出し層〕
電子取り出し層の材料は、光電変換層からカソードへ電子の取り出し効率を向上させる材料であれば特段の制限はないが、無機化合物又は有機化合物が挙げられる。
[Electronic extraction layer]
The material of the electron extraction layer is not particularly limited as long as it is a material that improves the efficiency of extracting electrons from the photoelectric conversion layer to the cathode, and examples thereof include inorganic compounds and organic compounds.

無機化合物の材料の例としては、Li、Na、K又はCs等のアルカリ金属の塩;酸化チタン(TiOx)や酸化亜鉛(ZnO)のようなn型半導体酸化物等が挙げられる。なかでも、アルカリ金属の塩としては、LiF、NaF、KF又はCsFのようなフッ化物塩が好ましく、n型半導体酸化物としては、酸化亜鉛(ZnO)が好ましい。このような材料の動作機構は不明であるが、Al等で構成されるカソードと組み合わされた際にカソードの仕事関数を小さくし、有機薄膜太陽電池素子内部に印加される電圧を上げる事が考えられる。   Examples of the material of the inorganic compound include salts of alkali metals such as Li, Na, K or Cs; n-type semiconductor oxides such as titanium oxide (TiOx) and zinc oxide (ZnO). Among them, the alkali metal salt is preferably a fluoride salt such as LiF, NaF, KF or CsF, and the n-type semiconductor oxide is preferably zinc oxide (ZnO). Although the operation mechanism of such materials is unknown, it is possible to reduce the work function of the cathode when combined with a cathode made of Al or the like and increase the voltage applied to the inside of the organic thin film solar cell element. It is done.

有機化合物の材料の例としては、例えば、トリアリールホスフィンオキシド化合物のようなリン原子と第16族元素との二重結合を有するホスフィン化合物;バソキュプロイン(BCP)又はバソフェナントレン(Bphen)のような、置換基を有してもよく、1位及び10位がヘテロ原子で置き換えられていてもよいフェナントレン化合物;トリアリールホウ素のようなホウ素化合物;(8−ヒドロキシキノリナト)アルミニウム(Alq3)のような有機金属酸化物;オキサジアゾール化合物又はベンゾイミダゾール化合物のような、置換基を有していてもよい1又は2の環構造を有する化合物;ナフタレンテトラカルボン酸無水物(NTCDA)又はペリレンテトラカルボン酸無水物(PTCDA)のような、ジカルボン酸無水物のような縮合ジカルボン酸構造を有する芳香族化合物等が挙げられる。   Examples of organic compound materials include, for example, phosphine compounds having a double bond between a phosphorus atom and a group 16 element such as triarylphosphine oxide compounds; bathocuproin (BCP) or bathophenanthrene (Bphen), A phenanthrene compound which may have a substituent and may be substituted at the 1-position and the 10-position with a heteroatom; a boron compound such as triarylboron; and (8-hydroxyquinolinato) aluminum (Alq3) Organometallic oxide; Compound having 1 or 2 ring structure which may have a substituent such as oxadiazole compound or benzimidazole compound; Naphthalenetetracarboxylic anhydride (NTCDA) or perylenetetracarboxylic acid Of dicarboxylic anhydrides, such as anhydrides (PTCDA) Aromatic compounds having Unachijimigo dicarboxylic acid structure.

電子取り出し層の厚さは特に限定はないが、通常0.01nm以上、好ましくは0.1nm以上、より好ましくは0.5nm以上である。一方、通常400nm以下、好ましくは200nm以下である。電子取り出し層の厚さが上記下限以上であることで、バッファ材料としての機能を果たすことになる。電子取り出し層の厚さが上記上限以下であることで、電子が取り出しやすくなり、光電変換効率が向上しうる。   The thickness of the electron extraction layer is not particularly limited, but is usually 0.01 nm or more, preferably 0.1 nm or more, more preferably 0.5 nm or more. On the other hand, it is usually 400 nm or less, preferably 200 nm or less. When the thickness of the electron extraction layer is equal to or more than the above lower limit, the function as a buffer material is achieved. When the thickness of the electron extraction layer is not more than the above upper limit, electrons can be easily extracted and the photoelectric conversion efficiency can be improved.

電子取り出し層の形成方法に制限はない。例えば、昇華性を有する材料を用いる場合は真空蒸着法等により形成することができる。具体的には、例えばアルカリ金属塩を電子取り出し層の材料として用いる場合、真空蒸着、スパッタ等の真空成膜方法を用いて電子取り出し層を成膜することが可能である。なかでも、抵抗加熱による真空蒸着によって、電子取り出し層を形成するのが望ましい。真空蒸着を用いることにより、光電変換層等の他の層へのダメージを小さくすることができる。   There is no restriction | limiting in the formation method of an electronic taking-out layer. For example, when a material having sublimation property is used, it can be formed by a vacuum deposition method or the like. Specifically, for example, when an alkali metal salt is used as a material for the electron extraction layer, the electron extraction layer can be formed by using a vacuum film formation method such as vacuum deposition or sputtering. Especially, it is desirable to form an electron taking-out layer by vacuum vapor deposition by resistance heating. By using vacuum deposition, damage to other layers such as a photoelectric conversion layer can be reduced.

また、例えば、溶媒に可溶な材料を用いる場合は、前述の光電変換層の作成方法と同様に、スピンコート法、リバースロールコート法、グラビアコート法、キスコート法、ロールブラッシュ法、スプレーコート法、エアナイフコート法、ワイヤーバーバーコート法、パイプドクター法、含浸・コート法、カーテンコート法等の湿式塗布法等により形成することができる。   Further, for example, when using a material soluble in a solvent, the spin coating method, reverse roll coating method, gravure coating method, kiss coating method, roll brush method, spray coating method are used in the same manner as the method for producing the photoelectric conversion layer described above. It can be formed by a wet coating method such as an air knife coating method, a wire barber coating method, a pipe doctor method, an impregnation / coating method, a curtain coating method, or the like.

一方、n型半導体の金属酸化物については、例えば、酸化亜鉛ZnOを電子取り出し層の材料として用いる場合には、スパッタ法等の真空成膜方法を用いることもできるが、塗布法を用いて電子取り出し層を成膜することが望ましい。例えば、Sol−Gel Science、C.J.Brinker,G.W.Scherer著、Academic Press(1990)に記載のゾルゲル法に従って、酸化亜鉛で構成される電子取り出し層を形成できる。この場合の厚さは、通常0.1nm以上、好ましくは2nm以上、より好ましくは5nm以上であり、通常1μm以下、好ましくは100nm以下、より好ましくは50nm以下である。電子取り出し層が薄すぎると、電子の取り出し効率を向上させる効果が十分でなくなり、厚すぎると、電子取り出し層が直列抵抗成分として作用することにより素子の特性を損なう傾向がある。   On the other hand, for metal oxides of n-type semiconductors, for example, when zinc oxide ZnO is used as the material for the electron extraction layer, a vacuum film formation method such as sputtering can be used. It is desirable to form the extraction layer. For example, Sol-Gel Science, C.I. J. et al. Brinker, G.M. W. According to the sol-gel method described by Scherer, Academic Press (1990), an electron extraction layer composed of zinc oxide can be formed. In this case, the thickness is usually 0.1 nm or more, preferably 2 nm or more, more preferably 5 nm or more, and usually 1 μm or less, preferably 100 nm or less, more preferably 50 nm or less. If the electron extraction layer is too thin, the effect of improving the electron extraction efficiency is not sufficient, and if it is too thick, the electron extraction layer tends to deteriorate the characteristics of the device by acting as a series resistance component.

電子取り出し層をロール・トゥ・ロール方式で形成する場合、装置が簡便であり、コストが低く、大量に速く形成できるため、湿式塗布法を適用するのが好ましい。湿式塗布法を行う際には、被塗装層を溶解しない溶媒を選定するのが好ましい。   In the case where the electron extraction layer is formed by a roll-to-roll method, it is preferable to apply a wet coating method because the apparatus is simple, the cost is low, and the electron extraction layer can be formed quickly in large quantities. When performing the wet coating method, it is preferable to select a solvent that does not dissolve the coating layer.

〔正孔取り出し層〕
正孔取り出し層の材料に特に限定は無く、光電変換層からアノードへの正孔の取り出し効率を向上させることが可能な材料であれば特に限定されない。具体的には、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアセチレン、トリフェニレンジアミン又はポリアニリン等に、スルホン酸及び/又はヨウ素等がドーピングされた導電性ポリマー;スルホニル基を置換基に有するポリチオフェン誘導体、アリールアミン等の導電性有機化合物;酸化銅、酸化ニッケル、酸化マンガン、酸化モリブデン、酸化バナジウム又は酸化タングステン等の金属酸化物;ナフィオン、後述のp型半導体等が挙げられる。その中でも好ましくは、スルホン酸をドーピングした導電性ポリマーであり、より好ましくは、ポリチオフェン誘導体にポリスチレンスルホン酸をドーピングした(3,4−エチレンジオキシチオフェン)ポリ(スチレンスルホン酸)(PEDOT:PSS)である。また、金、インジウム、銀又はパラジウム等の金属等の薄膜も使用することができる。金属等の薄膜は、単独で形成してもよいし、上記の有機材料と組み合わせて用いることもできる。
[Hole extraction layer]
The material for the hole extraction layer is not particularly limited as long as it is a material that can improve the efficiency of extracting holes from the photoelectric conversion layer to the anode. Specifically, a conductive polymer in which polythiophene, polypyrrole, polyacetylene, triphenylenediamine, polyaniline or the like is doped with sulfonic acid and / or iodine, etc .; a conductive organic material such as a polythiophene derivative having a sulfonyl group as a substituent, arylamine or the like Compound: Metal oxide such as copper oxide, nickel oxide, manganese oxide, molybdenum oxide, vanadium oxide or tungsten oxide; Nafion, p-type semiconductor described later, and the like. Among them, a conductive polymer doped with sulfonic acid is preferable, and (3,4-ethylenedioxythiophene) poly (styrenesulfonic acid) (PEDOT: PSS) in which a polythiophene derivative is doped with polystyrene sulfonic acid is more preferable. It is. A thin film of metal such as gold, indium, silver or palladium can also be used. A thin film of metal or the like may be formed alone or in combination with the above organic material.

正孔取り出し層の厚さは特に限定はないが、通常0.2nm以上である。一方、通常400nm以下、好ましくは200nm以下である。正孔取り出し層の厚さが0.2nm以上であることで、バッファ材料としての機能を果たすことになる。正孔取り出し層の厚さが400nm以下であることで、正孔が取り出し易くなり、光電変換効率が向上しうる。   The thickness of the hole extraction layer is not particularly limited, but is usually 0.2 nm or more. On the other hand, it is usually 400 nm or less, preferably 200 nm or less. When the thickness of the hole extraction layer is 0.2 nm or more, it functions as a buffer material. When the thickness of the hole extraction layer is 400 nm or less, holes can be easily extracted and the photoelectric conversion efficiency can be improved.

正孔取り出し層の形成方法に制限はない。例えば、昇華性を有する材料を用いる場合は真空蒸着法等により形成することができる。また、例えば、溶媒に可溶な材料を用いる場合は、スピンコート法、リバースロールコート法、グラビアコート法、キスコート法、ロールブラッシュ法、スプレーコート法、エアナイフコート法、ワイヤーバーバーコート法、パイプドクター法、含浸・コート法、カーテンコート法等の湿式塗布法等により形成することができる。正孔取り出し層は塗布により形成することが好ましい。正孔取り出し層に半導体材料を用いる場合は、後述の有機光電変換層の低分子有機半導体化合物と同様に、前駆体を用いて層を形成した後に前駆体を半導体化合物に変換してもよい。   There is no restriction | limiting in the formation method of a positive hole taking-out layer. For example, when a material having sublimation property is used, it can be formed by a vacuum deposition method or the like. For example, when using a material soluble in a solvent, a spin coating method, a reverse roll coating method, a gravure coating method, a kiss coating method, a roll brush method, a spray coating method, an air knife coating method, a wire barber coating method, a pipe doctor It can be formed by a wet coating method such as a method, an impregnation / coating method, or a curtain coating method. The hole extraction layer is preferably formed by coating. When a semiconductor material is used for the hole extraction layer, the precursor may be converted into a semiconductor compound after the layer is formed using the precursor, similarly to the low-molecular organic semiconductor compound of the organic photoelectric conversion layer described later.

なかでも、正孔取り出し層の材料としてPEDOT:PSSを用いる場合、分散液を塗
布する方法によって正孔取り出し層を形成することが好ましい。PEDOT:PSSの分散液としては、ヘレウス社製のCLEVIOSTMシリーズや、アグファ社製のORGACONTMシリーズ等が挙げられる。
正孔取り出し層をロール・トゥ・ロール方式で形成する場合、装置が簡便であり、コストが低く、大量に速く形成できるため、湿式塗布法を適用するのが好ましい。湿式塗布法を行う際には、被塗装層を溶解しない溶媒を選定するのが好ましい。
Especially, when using PEDOT: PSS as a material of a hole taking-out layer, it is preferable to form a hole taking-out layer by the method of apply | coating a dispersion liquid. Examples of the dispersion of PEDOT: PSS include CLEVIOSTM series manufactured by Heraeus, ORGACONTM series manufactured by Agfa, and the like.
When the hole extraction layer is formed by a roll-to-roll method, it is preferable to apply a wet coating method because the apparatus is simple, the cost is low, and the hole extraction layer can be formed quickly in large quantities. When performing the wet coating method, it is preferable to select a solvent that does not dissolve the coating layer.

1.2.4 粘着層
本実施形態に係る有機薄膜太陽電池モジュールは、窓ガラスに設置するための粘着層を有するのが好ましい。粘着層は有機薄膜太陽電池モジュールの最外層に位置し、有機薄膜太陽電池モジュールをガラス等の施工対象物に貼着するための層である。
粘着層としては、公知の透明な粘着剤を用いることができる。例えば、アクリル系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤、及びポリウレタン系粘着剤などが挙げられる。中でも耐候性および透明性の観点からアクリル系粘着材が好ましい。
1.2.4 Adhesive Layer The organic thin film solar cell module according to this embodiment preferably has an adhesive layer for installation on a window glass. The adhesive layer is located on the outermost layer of the organic thin film solar cell module, and is a layer for adhering the organic thin film solar cell module to a construction object such as glass.
As the adhesive layer, a known transparent adhesive can be used. For example, acrylic adhesives, polyester adhesives, rubber adhesives, silicone adhesives, polyurethane adhesives and the like can be mentioned. Among these, an acrylic pressure-sensitive adhesive material is preferable from the viewpoint of weather resistance and transparency.

粘着層は、有機薄膜太陽電池モジュールの、有機薄膜太陽電池素子の基板側(受光面)又は光電変換層側(非受光面)の最外層に、公知の方法で設けることができるが、有機薄膜太陽電池素子の発電効率の観点から有機薄膜太陽電池素子の基板側(受光面)の最外層に設ける方が好ましい。   The adhesive layer can be provided by a known method on the outermost layer of the organic thin film solar cell module on the substrate side (light receiving surface) or photoelectric conversion layer side (non-light receiving surface) of the organic thin film solar cell element. From the viewpoint of power generation efficiency of the solar cell element, it is preferable to provide it on the outermost layer on the substrate side (light receiving surface) of the organic thin film solar cell element.

粘着層は、有機薄膜太陽電池モジュールの受光面又は非受光面側の最外層に、公知の方法で設けることができる。例えば、剥離紙上に粘着材を設け、太陽電池の最外層にドライラミネートしたのち、剥離紙を剥がすことにより設けることができる。
粘着層は、窓ガラス破損時にガラスが飛び散らないために充分な接着力や粘着力を有することが好ましい。具体的には、JIS A 5759に示された方法で、約4.0N/25mm以上の剥離力を有するものを用いることができる。
The adhesive layer can be provided by a known method on the outermost layer on the light receiving surface or non-light receiving surface side of the organic thin film solar cell module. For example, an adhesive material can be provided on a release paper, dry laminated on the outermost layer of the solar cell, and then released by peeling the release paper.
It is preferable that the adhesive layer has sufficient adhesive force and adhesive force so that the glass does not scatter when the window glass is broken. Specifically, a method having a peeling force of about 4.0 N / 25 mm or more can be used by the method shown in JIS A 5759.

粘着層の厚さは、特に限定されないが、例えば通常20μm以上、好ましくは30μm以上、より好ましくは50μm以上であり、通常500μm、好ましくは300μm以下、より好ましくは200μm以下である。上記下限以上であることで充分な粘着性が担保され、上記上限以下であることで、窓ガラス等の施工対象物に設置する際のスキージ性が向上する。   The thickness of the adhesive layer is not particularly limited, but is usually 20 μm or more, preferably 30 μm or more, more preferably 50 μm or more, and usually 500 μm, preferably 300 μm or less, more preferably 200 μm or less. Sufficient adhesiveness is ensured by being more than the said minimum, and the squeegee property at the time of installing in construction objects, such as a window glass, improves by being below the said upper limit.

なお、有機薄膜太陽電池モジュールは、上記の構成部材等を用いて公知の方法により製造することができる。例えば、ガスバリア層、封止層、薄膜太陽電池素子等を積層する工程と、当該積層体を真空吸引し加熱圧着することにより製造することができる。また、バッチ方式で製造してもよいし、ロール・ツー・ロール方式により製造することもできる。   In addition, an organic thin film solar cell module can be manufactured by a well-known method using said structural member. For example, it can be manufactured by laminating a gas barrier layer, a sealing layer, a thin film solar cell element and the like, and vacuum-sucking the laminated body and thermocompression bonding. Moreover, you may manufacture by a batch system and can also manufacture by a roll-to-roll system.

1.2.5 その他の層
本発明に係る有機薄膜太陽電池モジュールは、上記以外の構成部材を有していてもよい。例えば、ガスバリア層の表面、ガスバリア層と封止層との間、ガスバリア層と粘着層との間に、保護層、紫外線カット層、ゲッター層等を有してもよい。また、これらの層をガスバリア層として使用することもできる。ゲッター層はをガスバリア層と封止層との間に備えた有機薄膜太陽電池モジュールの構成例を、図3に示す。また、図3には、上部電極に集電線11を設置した構成である。
1.2.5 Other Layers The organic thin film solar cell module according to the present invention may have constituent members other than those described above. For example, you may have a protective layer, an ultraviolet cut layer, a getter layer, etc. between the surface of a gas barrier layer, between a gas barrier layer and a sealing layer, and between a gas barrier layer and an adhesion layer. These layers can also be used as a gas barrier layer. FIG. 3 shows a configuration example of an organic thin film solar cell module in which the getter layer is provided between the gas barrier layer and the sealing layer. FIG. 3 shows a configuration in which a collecting wire 11 is installed on the upper electrode.

(ゲッター層)
ゲッター層は水分及び/又は酸素を吸収する層である。薄膜太陽電池素子の構成部品のなかには前記のように水分で劣化するものがあり、また、酸素によって劣化するものもあ
る。そこで、ゲッター層で薄膜太陽電池素子を覆うことにより、薄膜太陽電池素子等を水分及び/又は酸素から保護し、発電性能を高く維持するようにしている。
(Getter layer)
The getter layer is a layer that absorbs moisture and / or oxygen. Some components of the thin-film solar cell element are deteriorated by moisture as described above, and some are deteriorated by oxygen. Therefore, by covering the thin film solar cell element with the getter layer, the thin film solar cell element and the like are protected from moisture and / or oxygen, and the power generation performance is maintained high.

ここで、水分ゲッター層は前記のようなガスバリア層とは異なり、水分の透過を妨げるものではなく、水分を吸収するものである。水分を吸収する層を用いることにより、ガスバリア層等で薄膜太陽電池素子を被覆した場合に、ガスバリア層間で形成される空間に僅かに浸入する水分をゲッター層が捕捉して水分による薄膜太陽電池素子への影響を排除できる。   Here, unlike the gas barrier layer as described above, the moisture getter layer does not prevent moisture permeation but absorbs moisture. When a thin film solar cell element is covered with a gas barrier layer or the like by using a layer that absorbs moisture, the getter layer captures the moisture that slightly enters the space formed between the gas barrier layers, and the thin film solar cell element due to moisture The influence on can be eliminated.

ゲッター層の水分吸収能力の程度は、通常0.1mg/cm2以上、好ましくは0.5mg/cm2以上、より好ましくは1mg/cm2以上である。この数値が高いほど水分吸収能力が高く薄膜太陽電池素子の劣化を抑制しうる。また、上限に制限は無いが、通常10mg/cm2以下である。
また、ゲッター層が酸素を吸収することにより、ガスバリア層等で薄膜太陽電池素子を被覆した場合に、ガスバリア層で形成される空間に僅かに浸入する酸素をゲッター層が捕捉して酸素による薄膜太陽電池素子への影響を排除できる。
The degree of water absorption capacity of the getter layer is usually 0.1 mg / cm 2 or more, preferably 0.5 mg / cm 2 or more, more preferably 1 mg / cm 2 or more. The higher this value, the higher the water absorption capacity, and the deterioration of the thin film solar cell element can be suppressed. Moreover, although there is no restriction | limiting in an upper limit, it is usually 10 mg / cm < 2 > or less.
Further, when the thin film solar cell element is covered with a gas barrier layer or the like because the getter layer absorbs oxygen, the getter layer captures oxygen that slightly enters the space formed by the gas barrier layer and the thin film solar cell by oxygen The influence on the battery element can be eliminated.

さらに、ゲッター層は、薄膜太陽電池素子の光吸収を妨げない観点から可視光を透過させるものが好ましい。例えば、可視光(波長360〜830nm)の光の透過率は、通常60%以上、好ましくは70%以上、より好ましくは75%以上、更に好ましくは80%以上、中でも好ましくは85%以上、とりわけ好ましくは90%以上、特に好ましくは95%以上、その中でも特に好ましくは97%以上である。太陽光をより多く電気エネルギーに変換するためである。   Further, the getter layer preferably transmits visible light from the viewpoint of not hindering light absorption of the thin film solar cell element. For example, the transmittance of visible light (wavelength 360 to 830 nm) is usually 60% or more, preferably 70% or more, more preferably 75% or more, still more preferably 80% or more, and particularly preferably 85% or more. Preferably it is 90% or more, Especially preferably, it is 95% or more, Especially preferably, it is 97% or more. This is to convert more sunlight into electrical energy.

さらに、有機薄膜太陽電池モジュールは光を受けて熱せされることが多いため、ゲッター層も熱に対する耐性を有することが好ましい。この観点から、ゲッター層の構成材料の融点は、通常100℃以上、好ましくは120℃以上、より好ましくは130℃以上であり、また、通常350℃以下、好ましくは320℃以下、より好ましくは300℃以下である。融点を高くすることで有機薄膜太陽電池モジュールの使用時にゲッター層が融解・劣化する可能性を低減できる。   Furthermore, since the organic thin film solar cell module is often heated by receiving light, it is preferable that the getter layer also has heat resistance. From this viewpoint, the melting point of the constituent material of the getter layer is usually 100 ° C. or higher, preferably 120 ° C. or higher, more preferably 130 ° C. or higher, and usually 350 ° C. or lower, preferably 320 ° C. or lower, more preferably 300 ° C. It is below ℃. By increasing the melting point, it is possible to reduce the possibility that the getter layer will melt and deteriorate when the organic thin film solar cell module is used.

ゲッター層を構成する材料は、水分及び/又は酸素を吸収することができるものであれば任意である。その材料の例を挙げると、水分を吸収する物質としてアルカリ金属、アルカリ土類金属又はアルカリ土類金属の酸化物;アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物;シリカゲル、ゼオライト系化合物、硫酸マグネシウム、硫酸ナトリウム又は硫酸ニッケル等の硫酸塩;アルミニウム金属錯体又はアルミニウムオキサイドオクチレート等の有機金属化合物等が挙げられる。具体的には、アルカリ土類金属としては、Ca、Sr又はBa等が挙げられる。アルカリ土類金属の酸化物としては、CaO、SrO又はBaO等が挙げられる。その他にZr−Al−BaOやアルミニウム金属錯体等も挙げられる。具体的な商品名を挙げると、例えば、OleDry(双葉電子社製)等が挙げられる。   The material constituting the getter layer is arbitrary as long as it can absorb moisture and / or oxygen. Examples of the material include alkali metal, alkaline earth metal or alkaline earth metal oxides; alkali metal or alkaline earth metal hydroxides; silica gel, zeolitic compounds, magnesium sulfate. And sulfates such as sodium sulfate and nickel sulfate; and organometallic compounds such as aluminum metal complexes and aluminum oxide octylates. Specifically, examples of the alkaline earth metal include Ca, Sr, and Ba. Examples of the alkaline earth metal oxide include CaO, SrO, and BaO. In addition, Zr-Al-BaO and aluminum metal complexes are also included. Specific product names include, for example, OleDry (Futaba Electronics).

酸素を吸収する物質としては、活性炭、シリカゲル、活性アルミナ、モレキュラーシーブ、酸化マグネシウム又は酸化鉄等が挙げられる。またFe、Mn、Zn、及びこれら金属の硫酸塩・塩化物塩・硝酸塩等の無機塩も挙げられる。
なお、ゲッター層は1種の材料で形成されていてもよく、2種以上の材料で形成されていてもよい。また、ゲッター層は単層で形成されていてもよいが、2層以上からなる積層体であってもよい。
Examples of the substance that absorbs oxygen include activated carbon, silica gel, activated alumina, molecular sieve, magnesium oxide, and iron oxide. In addition, Fe, Mn, Zn, and inorganic salts such as sulfates, chlorides, and nitrates of these metals are also included.
Note that the getter layer may be formed of one kind of material or may be formed of two or more kinds of materials. In addition, the getter layer may be formed as a single layer, but may be a laminate including two or more layers.

ゲッター層の厚さは特に規定されないが、通常5μm以上、好ましくは10μm以上、より好ましくは15μm以上であり、また、通常200μm以下、好ましくは180μm
以下、より好ましくは150μm以下である。厚さを厚くすることで機械的強度が高まる傾向にあり、薄くすることで柔軟性が高まる傾向にある。
The thickness of the getter layer is not particularly defined, but is usually 5 μm or more, preferably 10 μm or more, more preferably 15 μm or more, and usually 200 μm or less, preferably 180 μm.
Hereinafter, it is more preferably 150 μm or less. Increasing the thickness tends to increase mechanical strength, and decreasing the thickness tends to increase flexibility.

ゲッター層の25℃、周波数10Hzにおける貯蔵弾性率は、特段の制限はないが、外的応力を受けた際のゲッター層の変形の影響による有機薄膜太陽電池素子の破損を防止するために、1.0×106Pa以上であることが好ましく、5.0×106Pa以上であることがさらに好ましく、1.0×107Pa以上であることが特に好ましい。一方、太陽電池モジュールを曲げた際に、第一封止層にかかる曲げ応力に対する緩和層としての機能を持たせ、有機薄膜太陽電池素子内の層剥離を防ぐために、ゲッター層の25℃、周波数10Hzにおける貯蔵弾性率は、5.0×108Pa以下であることが好ましく、3.0×108Pa以下であることがさらに好ましく、1.0×108Pa以下であることが特に好ましい。 The storage elastic modulus of the getter layer at 25 ° C. and a frequency of 10 Hz is not particularly limited, but in order to prevent the organic thin film solar cell element from being damaged due to the deformation of the getter layer when subjected to external stress, 1 is preferably .0 × 10 6 Pa or more, more preferably 5.0 × 10 6 Pa or more, and particularly preferably 1.0 × 10 7 Pa or higher. On the other hand, when the solar cell module is bent, in order to provide a function as a relaxation layer against bending stress applied to the first sealing layer and prevent delamination in the organic thin film solar cell element, the getter layer has a temperature of 25 ° C. The storage elastic modulus at 10 Hz is preferably 5.0 × 10 8 Pa or less, more preferably 3.0 × 10 8 Pa or less, and particularly preferably 1.0 × 10 8 Pa or less. .

ゲッター層は、ガスバリア層間で形成される空間内であればその形成位置に制限は無いが、薄膜太陽電池素子の両面、具体的には、受光面側の面(図3における下側の面)及び受光面側と反対側の面(図3における上側の面)を覆うことが好ましい。有機薄膜太陽電池モジュールにおいてはその受光面側の面及び受光面側と反対側の面が他の面よりも大面積に形成されることが多いため、これらの面を介して水分及び酸素が浸入する傾向があるからである。この観点から、ゲッター層はガスバリア層と薄膜太陽電池素子との間に設けることが好ましい。   The formation position of the getter layer is not limited as long as it is in the space formed between the gas barrier layers, but both surfaces of the thin film solar cell element, specifically, the light receiving surface side surface (the lower surface in FIG. 3). It is preferable to cover the surface opposite to the light receiving surface (the upper surface in FIG. 3). In organic thin-film solar cell modules, the surface on the light-receiving surface side and the surface opposite to the light-receiving surface side are often formed in a larger area than the other surfaces, so moisture and oxygen enter through these surfaces. Because there is a tendency to. From this viewpoint, the getter layer is preferably provided between the gas barrier layer and the thin film solar cell element.

ゲッター層は吸水剤又は乾燥剤の種類に応じて任意の方法で形成することができるが、例えば、吸水剤又は乾燥剤を分散したフィルムを粘着剤で添付する方法、吸水剤又は乾燥剤の溶液をスピンコート法、インクジェット法又はディスペンサー法等で塗布する方法等を用いることができる。また真空蒸着法やスパッタリング法等の成膜法を使用してもよい。   The getter layer can be formed by any method depending on the type of the water-absorbing agent or desiccant. For example, a method of attaching a film in which the water-absorbing agent or desiccant is dispersed with an adhesive, a solution of the water-absorbing agent or the desiccant The method etc. which apply | coat this by a spin coat method, the inkjet method, or a dispenser method etc. can be used. Further, a film forming method such as a vacuum evaporation method or a sputtering method may be used.

吸水剤又は乾燥剤のためのフィルムとしては、例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体(AS樹脂)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)、ポリ塩化ビニル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリ(メタ)アクリル系樹脂又はポリカーボネート系樹脂等を用いることができる。中でも、ポリエチレン系樹脂、フッ素系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂又はポリカーボネート系樹脂のフィルムが好ましい。なお、前記樹脂は1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。   As a film for a water absorbing agent or a desiccant, for example, polyethylene resin, polypropylene resin, cyclic polyolefin resin, polystyrene resin, acrylonitrile-styrene copolymer (AS resin), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS resin), polyvinyl chloride resin, fluorine resin, poly (meth) acrylic resin, polycarbonate resin, or the like can be used. Among these, a film of polyethylene resin, fluorine resin, cyclic polyolefin resin or polycarbonate resin is preferable. In addition, the said resin may use 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

(保護層)
上述の通り、本発明に係る有機薄膜太陽電池モジュールは、保護層(表面保護層及び/又は裏面保護層)を有していてもよい。
保護層は温度変化、湿度変化、光、風雨など、有機薄膜太陽電池モジュールの設置環境から有機薄膜太陽電池モジュールを保護する層である。保護層で有機薄膜太陽電池モジュール表面を覆うことにより、有機薄膜太陽電池モジュールの成材料、特に有機薄膜太陽電池素子が保護され、劣化することなく、高い発電能力を得ることができるという利点がある。
(Protective layer)
As described above, the organic thin-film solar cell module according to the present invention may have a protective layer (surface protective layer and / or back surface protective layer).
A protective layer is a layer which protects an organic thin film solar cell module from the installation environment of an organic thin film solar cell module, such as a temperature change, humidity change, light, and a wind and rain. By covering the surface of the organic thin film solar cell module with the protective layer, the material of the organic thin film solar cell module, in particular, the organic thin film solar cell element is protected, and there is an advantage that high power generation capability can be obtained without deterioration. .

保護層は、有機薄膜太陽電池モジュールの最表層に位置するため、耐候性、耐熱性、透明性、撥水性、耐汚染性、機械強度などの、有機薄膜太陽電池モジュールの表面被覆材として好適な性能を備え、しかもそれを屋外暴露において長期間維持する性質を有することが好ましい。
また、保護層は、有機薄膜太陽電池素子の受光面側に用いられる場合、光吸収を妨げな
い観点から可視光を透過させるものが好ましい。例えば、可視光(波長360〜830nm)の光の透過率は、通常75%以上、好ましくは80%以上、より好ましくは85%以上、さらに好ましくは90%以上、なかでも好ましくは95%以上、特に好ましくは97%以上である。これは、太陽光をより多く電気エネルギーに変換するためである。
さらに、保護層は、施工対象物との一体感や外観等の意匠性の観点から曇り度(ヘーズ)が低いものが好ましい。例えば、JIS K 7136で規定されるD65光源を使用する場合のヘーズ値は通常10以下、好ましくは5以下、より好ましくは2以下、さらに好ましくは1以下である。
Since the protective layer is located on the outermost layer of the organic thin film solar cell module, it is suitable as a surface covering material for the organic thin film solar cell module such as weather resistance, heat resistance, transparency, water repellency, contamination resistance, mechanical strength, etc. It is preferable to have performance and to maintain it for a long period of time in outdoor exposure.
Moreover, when a protective layer is used for the light-receiving surface side of an organic thin-film solar cell element, it is preferable to transmit visible light from the viewpoint of not preventing light absorption. For example, the transmittance of visible light (wavelength 360 to 830 nm) is usually 75% or more, preferably 80% or more, more preferably 85% or more, further preferably 90% or more, and particularly preferably 95% or more. Particularly preferably, it is 97% or more. This is to convert more sunlight into electrical energy.
Further, the protective layer preferably has a low haze from the viewpoint of design properties such as a sense of unity with the construction object and appearance. For example, the haze value when using a D65 light source defined by JIS K 7136 is usually 10 or less, preferably 5 or less, more preferably 2 or less, and even more preferably 1 or less.

一方、薄膜太陽電池素子の受光面と反対側の保護層は、必ずしも可視光を透過させる必要がなく不透明でもよいが、窓ガラス等の透明な施工対象物に貼り付けた場合は、薄膜太陽電池素子の受光面側と同様の可視光透過率および曇り度を有することが好ましい。
さらに、薄膜太陽電池素子は光を受けて熱せられることが多いため、保護層も熱に対する耐性を有することが好ましい。この観点から、保護層の構成材料の融点は、通常100℃以上、好ましくは120℃以上、より好ましくは130℃以上であり、また、通常350℃以下、好ましくは320℃以下、より好ましくは300℃以下である。融点を高くすることで薄膜太陽電池素子の使用時に保護層が融解・劣化する可能性を低減できる。
On the other hand, the protective layer on the side opposite to the light-receiving surface of the thin-film solar cell element does not necessarily need to transmit visible light and may be opaque, but when pasted on a transparent construction object such as a window glass, the thin-film solar cell It is preferable to have the same visible light transmittance and haze as the light receiving surface side of the element.
Furthermore, since the thin film solar cell element is often heated by receiving light, the protective layer preferably has resistance to heat. From this viewpoint, the melting point of the constituent material of the protective layer is usually 100 ° C. or higher, preferably 120 ° C. or higher, more preferably 130 ° C. or higher, and usually 350 ° C. or lower, preferably 320 ° C. or lower, more preferably 300 It is below ℃. By increasing the melting point, it is possible to reduce the possibility that the protective layer melts and deteriorates when the thin film solar cell element is used.

保護層を構成する材料は、有機薄膜太陽電池モジュールを保護することができるものであれば任意である。その材料の例を挙げると、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、AS(アクリロニトリル−スチレン)樹脂、ABS(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン)樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、フッ素系樹脂、ポリエチレンテレフタラート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリアクリル系樹脂、各種ナイロン等のポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド−イミド樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロース系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリカーボネート樹脂などが挙げられる。   The material which comprises a protective layer is arbitrary as long as it can protect an organic thin film solar cell module. Examples of the material include polyethylene resin, polypropylene resin, cyclic polyolefin resin, AS (acrylonitrile-styrene) resin, ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene) resin, polyvinyl chloride resin, fluorine resin, polyethylene terephthalate, polyethylene Examples thereof include polyester resins such as naphthalate, phenol resins, polyacrylic resins, polyamide resins such as various nylons, polyimide resins, polyamide-imide resins, polyurethane resins, cellulose resins, silicone resins, and polycarbonate resins.

中でも好ましくはフッ素系樹脂が挙げられ、その具体例を挙げるとポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、4−フッ化エチレン−パークロロアルコキシ共重合体(PFA)、4−フッ化エチレン−6−フッ化プロピレン共重合体(FEP)、2−エチレン−4−フッ化エチレン共重合体(ETFE)、ポリ3−フッ化塩化エチレン(PCTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)及びポリフッ化ビニル(PVF)等が挙げられる。   Among them, fluorine resin is preferable, and specific examples thereof include polytetrafluoroethylene (PTFE), 4-fluoroethylene-perchloroalkoxy copolymer (PFA), 4-fluoroethylene-6-fluoride. Propylene copolymer (FEP), 2-ethylene-4-fluoroethylene copolymer (ETFE), poly-3-fluoroethylene chloride (PCTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinyl fluoride (PVF), etc. Can be mentioned.

なお、保護層は1種の材料で形成されていてもよく、2種以上の材料で形成されていてもよい。また、保護層は単層フィルムにより形成されていてもよいが、2層以上のフィルムを備えた積層フィルムであってもよい。   Note that the protective layer may be formed of one type of material or may be formed of two or more types of materials. The protective layer may be formed of a single layer film, but may be a laminated film including two or more films.

保護層の厚さは特に規定されないが、通常10μm以上、好ましくは15μm以上、より好ましくは20μm以上、更に好ましくは30μm以上、特に好ましくは50μm以上であり、また、通常200μm以下、好ましくは180μm以下、より好ましくは150μm以下である。上記下限以上であることで有機薄膜太陽電池モジュールの機械的強度が高まる傾向にあり、上記上限以下であることで柔軟性が高まる傾向にある。このため、両方の利点を兼ね備える範囲として、上記範囲とするのが望ましい。   The thickness of the protective layer is not particularly defined, but is usually 10 μm or more, preferably 15 μm or more, more preferably 20 μm or more, further preferably 30 μm or more, particularly preferably 50 μm or more, and usually 200 μm or less, preferably 180 μm or less. More preferably, it is 150 μm or less. It exists in the tendency for the mechanical strength of an organic thin-film solar cell module to increase by being more than the said minimum, and it exists in the tendency for a softness | flexibility to increase by being below the said upper limit. For this reason, it is desirable to set it as the said range as a range which has both advantages.

また保護層には、他のフィルムとの接着性の改良のために、コロナ処理、プラズマ処理等の表面処理を行なってもよい。
保護層は、有機薄膜太陽電池モジュールにおいてできるだけ外側に設けることが好ましい。デバイス構成部材のうちより多くのものを保護できるようにするためである。
The protective layer may be subjected to surface treatment such as corona treatment or plasma treatment in order to improve the adhesion with other films.
The protective layer is preferably provided on the outer side of the organic thin film solar cell module as much as possible. This is because more device components can be protected.

また、保護層に紫外線遮断、熱線遮断、防汚性、親水性、疎水性、防曇性、耐擦性、導
電性、反射防止、防眩性、光拡散、光散乱、波長変換、ガスバリア性等の機能を付与してもよい。特に、有機薄膜太陽電池の場合は、太陽光の紫外線により劣化する場合があるため、紫外線遮断機能を持つことが好ましい。
このような機能を付与する方法としては、機能を有する層を塗布成膜等により保護層上に積層してもよいし、機能を発現する材料を溶解・分散させるなどして保護層に含有させてもよい。
In addition, the protective layer has ultraviolet blocking, heat blocking, antifouling, hydrophilic, hydrophobic, antifogging, abrasion resistance, conductivity, antireflection, antiglare, light diffusion, light scattering, wavelength conversion, gas barrier properties Such functions may be given. In particular, in the case of an organic thin film solar cell, since it may be deteriorated by the ultraviolet rays of sunlight, it is preferable to have an ultraviolet blocking function.
As a method for imparting such a function, a layer having a function may be laminated on the protective layer by coating film formation or the like, or a material that exhibits a function may be dissolved and dispersed to be contained in the protective layer. May be.

また保護層には、有機薄膜太陽電池モジュールのハンドリングの際の傷付き防止、施工対象物へ水貼りする際のスキージによる傷付き防止、さらには保護層の平滑性を向上させるために、ハードコート層を設けてもよい。   In addition, the protective layer is hard-coated to prevent scratches when handling organic thin-film solar cell modules, to prevent scratches due to squeegees when applying water to construction objects, and to improve the smoothness of the protective layer. A layer may be provided.

ハードコート層としては、従来公知のものを使用することができ、紫外線硬化樹脂;電子線硬化樹脂;アルコキシシラン加水分解縮合系樹脂;メラミン系樹脂;(メタ)アクリレート系アルコール変性多官能化合物、トリメチロールプロパン(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、1,6ヘキサンジオール(メタ)アクリレート等のアクリル系樹脂等からなる層が挙げられるが、これらに限定されるものではない。ハードコート層としては、硬度が鉛筆硬度で2H以上であるのが好ましく、3H以上であるのがさらに好ましい。またその膜厚は1〜10μmであることが好ましい。1μm未満であると耐擦傷性の効果が十分でない可能性があり、10μm以上であるとハードコート層の硬化収縮により保護層がカールする場合がある。   As the hard coat layer, conventionally known ones can be used, such as an ultraviolet curable resin; an electron beam curable resin; an alkoxysilane hydrolytic condensation resin; a melamine resin; a (meth) acrylate alcohol-modified polyfunctional compound; Examples include layers made of acrylic resins such as methylolpropane (meth) acrylate, tripropylene glycol diacrylate, pentaerythritol triacrylate, 1,6 hexanediol (meth) acrylate, but are not limited thereto. The hard coat layer preferably has a pencil hardness of 2H or higher, more preferably 3H or higher. Moreover, it is preferable that the film thickness is 1-10 micrometers. If it is less than 1 μm, the effect of scratch resistance may not be sufficient, and if it is 10 μm or more, the protective layer may curl due to curing shrinkage of the hard coat layer.

(紫外線カット層)
上述の通り、本発明に係る有機薄膜太陽電池モジュールは、紫外線カット層を有していてもよい。
紫外線カット層は紫外線の透過を防止する層である。
有機薄膜太陽電池モジュールの構成部品のなかには紫外線により劣化するものがある。また、ガスバリア層は種類によっては紫外線により劣化するものがある。そこで、紫外線カット層を有機薄膜太陽電池モジュールの受光部分に設け、紫外線カット層で薄膜太陽電池素子の受光面を覆うことにより、薄膜太陽電池素子及び必要に応じてガスバリア層を紫外線から保護し、発電性能を高く維持することができるようになっている。
(UV cut layer)
As described above, the organic thin-film solar cell module according to the present invention may have an ultraviolet cut layer.
The ultraviolet cut layer is a layer that prevents transmission of ultraviolet rays.
Some components of the organic thin film solar cell module are deteriorated by ultraviolet rays. Some gas barrier layers are deteriorated by ultraviolet rays depending on the type. Therefore, an ultraviolet cut layer is provided on the light receiving portion of the organic thin film solar cell module, and the thin film solar cell element and, if necessary, the gas barrier layer are protected from ultraviolet rays by covering the light receiving surface of the thin film solar cell element with the ultraviolet cut layer. The power generation performance can be kept high.

紫外線カット層に要求される紫外線の透過抑制能力の程度は、紫外線(例えば、波長300nm)の透過率が50%以下であることが好ましく、30%以下であることがより好ましく、特に好ましくは10%以下である。
また、紫外線カット層は、薄膜太陽電池素子の光吸収を妨げない観点から可視光を透過させるものが好ましい。例えば、可視光(波長360〜830nm)の光の透過率が80%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましく、特に好ましくは95%以上である。
The degree of the ability to suppress the transmission of ultraviolet rays required for the ultraviolet cut layer is such that the transmittance of ultraviolet rays (for example, wavelength of 300 nm) is preferably 50% or less, more preferably 30% or less, and particularly preferably 10 % Or less.
In addition, the ultraviolet cut layer is preferably one that transmits visible light from the viewpoint of not hindering light absorption of the thin film solar cell element. For example, the transmittance of visible light (wavelength 360 to 830 nm) is preferably 80% or more, more preferably 90% or more, and particularly preferably 95% or more.

さらに、有機薄膜太陽電池モジュールは光を受けて熱せられることが多いため、紫外線カット層も熱に対する耐性を有することが好ましい。この観点から、紫外線カット層の構成材料の融点は、通常100℃以上、好ましくは120℃以上、より好ましくは130℃以上である。また、通常350℃以下、好ましくは320℃以下、より好ましくは300℃以下である。融点が低すぎると有機薄膜太陽電池モジュールの使用時に紫外線カット層が融解する可能性がある。   Further, since the organic thin film solar cell module is often heated by receiving light, it is preferable that the ultraviolet cut layer also has heat resistance. From this viewpoint, the melting point of the constituent material of the ultraviolet cut layer is usually 100 ° C. or higher, preferably 120 ° C. or higher, more preferably 130 ° C. or higher. Moreover, it is 350 degrees C or less normally, Preferably it is 320 degrees C or less, More preferably, it is 300 degrees C or less. If the melting point is too low, there is a possibility that the ultraviolet cut layer melts when the organic thin film solar cell module is used.

また、紫外線カット層は、柔軟性が高く、隣接する層との接着性が良好であり、水蒸気や酸素をカットしうるものが好ましい。
紫外線カット層を構成する材料は、紫外線の強度を弱めることができるものであれば任
意である。その材料の例として、エポキシ系、アクリル系、ウレタン系又はエステル系の樹脂に紫外線吸収剤を配合して成膜した層などが挙げられる。また、紫外線吸収剤を樹脂中に分散あるいは溶解させたものの層(以下、適宜「紫外線吸収層」という)を基材フィルム上に形成した積層体として用いてもよい。
In addition, the ultraviolet cut layer is preferably highly flexible, has good adhesion with an adjacent layer, and can cut water vapor and oxygen.
The material constituting the ultraviolet cut layer is arbitrary as long as it can weaken the intensity of ultraviolet rays. Examples of the material include a layer formed by blending an ultraviolet absorber with an epoxy resin, an acrylic resin, a urethane resin, or an ester resin. Moreover, you may use as a laminated body which formed the layer (henceforth an "ultraviolet absorption layer" suitably) of what disperse | distributed or melt | dissolved the ultraviolet absorber in resin on the base film.

紫外線吸収剤としては、例えば、サリチル酸系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、シアノアクリレート系のものを用いることができる。中でもベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系が好ましい。この例としては、ベンゾフェノン系やベンゾトリアゾール系の種々の芳香族系有機化合物等が挙げられる。なお、紫外線吸収剤は、1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
紫外線カット層の具体的な商品の例として、カットエース(MKVプラスティック株式会社)等が挙げられる。
As the ultraviolet absorber, for example, salicylic acid-based, benzophenone-based, benzotriazole-based, and cyanoacrylate-based ones can be used. Of these, benzophenone and benzotriazole are preferable. Examples of this include various aromatic organic compounds such as benzophenone and benzotriazole. In addition, a ultraviolet absorber may use 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
As an example of a specific product of the ultraviolet cut layer, cut ace (MKV Plastic Co., Ltd.) and the like can be given.

なお、紫外線カット層は1種の材料で形成されていてもよく、2種以上の材料で形成されていてもよい。また、紫外線カット層は単層フィルムにより形成されていてもよいが、2層以上を備えた積層体であってもよい。
紫外線カット層の厚さは特に規定されないが、通常5μm以上、好ましくは10μm以上、より好ましくは15μm以上である。また、通常200μm以下、好ましくは180μm以下、より好ましくは150μm以下である。厚さを厚くすることで紫外線の吸収が高まる傾向にあり、薄くすることで可視光の透過率を増加させられる傾向にある。
In addition, the ultraviolet cut layer may be formed of one type of material or may be formed of two or more types of materials. Further, the ultraviolet cut layer may be formed of a single layer film, but may be a laminate including two or more layers.
The thickness of the ultraviolet cut layer is not particularly defined, but is usually 5 μm or more, preferably 10 μm or more, more preferably 15 μm or more. Moreover, it is 200 micrometers or less normally, Preferably it is 180 micrometers or less, More preferably, it is 150 micrometers or less. Increasing the thickness tends to increase the absorption of ultraviolet rays, and decreasing the thickness tends to increase the transmittance of visible light.

紫外線カット層は、薄膜太陽電池素子の受光面の少なくとも一部を覆う位置に設ければよい。好ましくは薄膜太陽電池素子の受光面の全てを覆う位置に設ける方がよい。ただし、薄膜太陽電池素子の受光面を覆う位置以外の位置にも紫外線カット層が設けられていてもよい。   What is necessary is just to provide an ultraviolet-ray cut layer in the position which covers at least one part of the light-receiving surface of a thin film solar cell element. It is preferable to provide it at a position covering the entire light receiving surface of the thin film solar cell element. However, the ultraviolet cut layer may be provided at a position other than the position covering the light receiving surface of the thin film solar cell element.

1.2.6 集電線
一般的な薄膜太陽電池モジュールは、通常、薄膜太陽電池素子から電気を取り出すための集電線を有する。集電線の材料としては、金属や合金などがよく用いられ、その中でも抵抗率の低い銅やアルミ、銀、金、ニッケルなどを用いることが好ましい。その中でも銅やアルミが安価であることから、特に好ましい。また、錆防止のため、集電線の周囲をスズや銀などでメッキしたり、表面を樹脂などでコートしてあったり、フィルムをラミネートしてあってもよい。集電線の形状としては、平角線、箔、平板、ワイヤー状のものがあるが、接着面積の確保などの理由から、平角線や、箔、平板状のものを用いることが好ましい。
なお、ここでいう「箔」は厚さが100μm未満のものをいい、「板」は厚さが100μm以上のものをいう。また「平角線」とは、断面が円形のワイヤーを圧延して、断面の形状を四角形にしたものをいう。
1.2.6 Current Collector A general thin film solar cell module usually has a current collector for extracting electricity from the thin film solar cell element. As a material for the current collector, metals, alloys, and the like are often used, and among them, it is preferable to use copper, aluminum, silver, gold, nickel, or the like having a low resistivity. Among these, copper and aluminum are particularly preferable because they are inexpensive. In order to prevent rust, the current collector may be plated with tin, silver or the like, the surface may be coated with resin, or a film may be laminated. As the shape of the current collecting wire, there are a rectangular wire, foil, flat plate, and wire shape, but for reasons such as securing a bonding area, it is preferable to use a flat wire, foil, or flat plate shape.
Here, “foil” means a material having a thickness of less than 100 μm, and “plate” means a material having a thickness of 100 μm or more. Further, the “flat wire” refers to a wire whose cross section is rolled to make the cross section into a quadrangle.

また集電線は、導電性を有する限り特段の限定はされないが、接続する上部電極や下部電極よりも電気抵抗値が低いものが好ましく、特に、上部電極や下部電極より厚さを厚くすることによって、電気抵抗値を低減させることが好ましい。集電線の厚さとしては、5μm以上であることが好ましく、より好ましくは10μm以上である。また、2mm以下であることが好ましく、より好ましくは1mm以下、さらに好ましくは300μm以下、特に好ましくは200μm以下である。上記範囲より厚さが薄いと、集電線の抵抗値が上昇し、発電した電力を効率よく外部に取り出すことができなくなる恐れがある。また、上記範囲より厚さが厚いと、薄膜太陽電池モジュールの重量が増加するとともに可撓性が減少したり、モジュール表面に凹凸が発生しやすくなったり、生産コストが増加するなどの問題が生じる恐れがある。   The current collector is not particularly limited as long as it has conductivity, but preferably has a lower electrical resistance value than the upper electrode and lower electrode to be connected, and in particular, by increasing the thickness of the upper electrode and lower electrode. It is preferable to reduce the electric resistance value. The thickness of the current collector is preferably 5 μm or more, more preferably 10 μm or more. Moreover, it is preferable that it is 2 mm or less, More preferably, it is 1 mm or less, More preferably, it is 300 micrometers or less, Most preferably, it is 200 micrometers or less. If the thickness is smaller than the above range, the resistance value of the current collector increases, and the generated power may not be efficiently taken out to the outside. If the thickness is larger than the above range, the weight of the thin-film solar cell module increases and the flexibility decreases, irregularities are easily generated on the module surface, and the production cost increases. There is a fear.

また、集電線の幅としては、0.5mm以上であることが好ましく、より好ましくは1mm以上、特に好ましくは2mm以上である。また、集電線の幅は、50mm以下であることが好ましく、より好ましくは20mm以下、特に好ましくは10mm以下である。上記範囲より集電線の幅が狭いと、集電線の電気抵抗値が上昇し、発電した電力を効率よく取り出すことができなくなる恐れがある。また、集電線の機械強度が減少し、破断等の原因になる恐れがある。また、上記範囲より集電線の幅が広いと、モジュール全体における開口率が減少し、モジュールの発電量の低下に繋がる恐れがある。   The width of the current collector is preferably 0.5 mm or more, more preferably 1 mm or more, and particularly preferably 2 mm or more. Moreover, it is preferable that the width | variety of a current collection line is 50 mm or less, More preferably, it is 20 mm or less, Most preferably, it is 10 mm or less. If the width of the current collection line is narrower than the above range, the electrical resistance value of the current collection line will increase, and the generated power may not be taken out efficiently. In addition, the mechanical strength of the current collector decreases, which may cause breakage and the like. Moreover, when the width | variety of a current collection line is wider than the said range, the aperture ratio in the whole module will reduce, and there exists a possibility of leading to the fall of the power generation amount of a module.

また、集電線の形状をエンボス形状にすることもできる。エンボス形状とは、何らかの凹凸形状を型押しする等により施された形状を意味する。集電線をエンボス形状にすることで、接着層を用いても、エンボス形状の凹凸の一部が電極に直接接するか、または極めて近接することができるため導電性が高まる。   In addition, the shape of the current collector line can be embossed. The embossed shape means a shape formed by embossing some uneven shape. By forming the current collector in an embossed shape, even if an adhesive layer is used, a portion of the embossed unevenness can be in direct contact with or very close to the electrode, so that conductivity is increased.

エンボス深さは、通常5〜100μmであり、10〜50μmであることが好ましい。なお、エンボス深さとは、エンボス加工によって形成された凸部の高さを意味していて、具体的には凸部を含む厚さから集電線の厚さを差し引いた値である。このようなエンボス深さとすることで、エンボスの凸部が電極に直接接することができるため好ましい。   The embossing depth is usually 5 to 100 μm, and preferably 10 to 50 μm. The emboss depth means the height of the convex portion formed by embossing, and is specifically a value obtained by subtracting the thickness of the current collector from the thickness including the convex portion. Such an embossing depth is preferable because the embossed convex portion can directly contact the electrode.

集電線は、導電接着層を介して電極に接続させる。太陽電池の電極に設置する導電性接着成分として、導電性粒子を含む熱硬化性組成物、導電性粒子を含む熱可塑性塑性物、はんだ、金属ペースト、等が知られており、公知の導電接着層を用いることができる。   The current collector is connected to the electrode through the conductive adhesive layer. As a conductive adhesive component to be installed on an electrode of a solar cell, a thermosetting composition containing conductive particles, a thermoplastic plastic containing conductive particles, solder, a metal paste, and the like are known, and known conductive adhesion Layers can be used.

2.有機薄膜太陽電池モジュールの施工方法
有機薄膜太陽電池モジュールの施工方法は施工対象物により任意に選択することができるが、本実施形態の有機薄膜太陽電池モジュールは、太陽電池一体型ウインドフィルムとして好適に用いることができ、その場合は一般的なウインドフィルムと同様の方法で施工することができる。
一般的なウインドフィルムは水貼りという方法でガラスに貼られる。この水貼りという貼り方は、フィルムをガラスに貼る際に、フィルムの粘着面およびガラス面に噴霧器で微量の中性洗剤を含む水を噴霧してから仮貼りし、その後スキージでフィルム表面を順次均一に擦り付けて密着させる。その結果、フィルムとガラスの間にある水と気泡がフィルム端部から追い出され、シワおよび気泡のない良好な貼合面を得ることができる。
2. Organic thin film solar cell module construction method The organic thin film solar cell module construction method can be arbitrarily selected according to the construction object, but the organic thin film solar cell module of this embodiment is suitable as a solar cell integrated wind film. In this case, it can be applied in the same manner as a general window film.
A general wind film is attached to glass by a method called water sticking. This method of sticking with water is to stick the film on the glass surface by spraying water containing a small amount of neutral detergent on the adhesive surface and glass surface of the film with a sprayer, and then squeegeeing the film surface sequentially. Rub evenly to adhere. As a result, water and air bubbles between the film and the glass are expelled from the end of the film, and a good bonding surface free from wrinkles and air bubbles can be obtained.

3.用途
本発明の有機薄膜太陽電池モジュールは、建物や車両等の、窓、ドア、壁面、又は天井等のガラス等、パーティション等のガラス等の被着体に貼りつけて使用することができる。この際、太陽光、室内の照明、室内の太陽光の散乱光等を利用して発電し、集電線から取り出した電力を、公知の電流電圧変換回路、蓄電池等を利用して充電、利用することができる。特に、本発明の有機薄膜太陽電池モジュールは、太陽電池一体型ウインドフィルムとして耐久性、意匠性に優れる。
3. Application The organic thin film solar cell module of the present invention can be used by being attached to an adherend such as glass such as a partition, glass such as a window, a door, a wall surface, or a ceiling, such as a building or a vehicle. At this time, power is generated using sunlight, indoor lighting, indoor sunlight scattered light, etc., and the electric power taken out from the current collector is charged and used using a known current-voltage conversion circuit, storage battery, etc. be able to. In particular, the organic thin film solar cell module of the present invention is excellent in durability and design as a solar cell integrated wind film.

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
<評価手法>
本実施例において、有機薄膜太陽電池モジュールの評価は以下の方法で行った。
[厚さの測定方法]
接触厚み計(KG601A、アンリツ株式会社製)を用いて、集電線設置領域の集電線幅方向の中央の有機薄膜太陽電池モジュールの厚さx(μm)と、有機薄膜太陽電池素子の外周端から5mmの有機薄膜太陽電池モジュールの厚さy(μm)を測定し、(x−y
)(μm)の値を算出した。
[スキージ後の気泡の評価方法]
有機薄膜太陽電池モジュールの観察結果から、○、△、×を以下の基準で判定した。
有機薄膜太陽電池モジュールを作成後、1日以上経過したのち、1m離れた位置と、0.1m離れた位置とから有機薄膜太陽電池モジュールとガラスの間の水と気泡の有無を観察した。
○:0.1m離れた位置から水と気泡が視認出来ない
△:1m離れた位置から水と気泡が視認出来ない
×:1m離れた位置から水と気泡が視認出来る
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited to a following example.
<Evaluation method>
In this example, the organic thin film solar cell module was evaluated by the following method.
[Thickness measurement method]
Using a contact thickness meter (KG601A, manufactured by Anritsu Co., Ltd.), the thickness x (μm) of the organic thin film solar cell module in the center of the current collecting wire width direction in the current collecting wire installation region and the outer peripheral edge of the organic thin film solar cell element The thickness y (μm) of a 5 mm organic thin film solar cell module is measured, and (xy
) (Μm) value was calculated.
[Evaluation method of bubbles after squeegee]
From the observation results of the organic thin-film solar cell module, “◯”, “Δ”, and “x” were determined according to the following criteria.
After producing the organic thin film solar cell module, after one day or more, the presence or absence of water and bubbles between the organic thin film solar cell module and the glass was observed from a position 1 m away and a position 0.1 m away.
○: Water and bubbles are not visible from a position 0.1 m away Δ: Water and bubbles are not visible from a position 1 m away ×: Water and bubbles are visible from a position 1 m away

<実施例1>
図2に示す構成を有する有機薄膜太陽電池モジュールを以下の手順で作成した。
積層前の前準備として、有機薄膜太陽電池素子の、両端の薄膜太陽電池セルの上部電極上に、導電性熱硬化樹脂組成物付集電線(デグセリアルズ社製 DT101C4、(導電性粒子としてニッケル粒子を含むエポキシ系導電性硬化樹脂、硬化温度120℃)15μm+銅箔35μm厚、幅4mm)を設置した。
第二ガスバリア層の材料である厚さ60μmのバリアフィルム(三菱樹脂製、VIEW−BARRIER、VDK3DA)に、第二封止層として厚さ40μmの封止材(スリーボンド製、16X134)を積層した縦300mm、横200mmのフィルム、次いで一対の集電線を設置した、有機薄膜太陽電池素子基板を含む総厚さ120μm、縦150mm、横100mmの有機薄膜太陽電池素子、第一ガスバリア層の材料である厚さ60μmのバリアフィルム(三菱樹脂製、VIEW−BARRIER、VDK3DA)に、第一封止層として厚さ40μmの封止材(スリーボンド製、16X134)を積層した縦300mm、横200mmのフィルムを、封止材が有機薄膜太陽電池素子に接するように載せた積層体を、真空ラミネーター(NPC社製、NLM−270×400)内に設置した。
<Example 1>
An organic thin-film solar cell module having the configuration shown in FIG. 2 was prepared by the following procedure.
As a pre-preparation before stacking, on the upper electrode of the thin-film solar battery cell at both ends of the organic thin-film solar battery element, a collector wire with a conductive thermosetting resin composition (DT101C4, manufactured by Dexerials, Inc.) Epoxy conductive curable resin containing, curing temperature 120 ° C.) 15 μm + copper foil thickness 35 μm, width 4 mm).
A vertical film in which a sealing material (manufactured by ThreeBond, 16 × 134) having a thickness of 40 μm is laminated as a second sealing layer on a barrier film (Mitsubishi Resin, VIEW-BARRIER, VDK3DA) which is a material of the second gas barrier layer. Thickness that is a material for the first gas barrier layer, a total thickness of 120 μm, a length of 150 mm, a width of 100 mm, and an organic thin film solar cell element including an organic thin film solar cell element substrate on which a 300 mm, 200 mm wide film and then a pair of current collectors are installed A 300 mm long and 200 mm wide film in which a 40 μm thick sealing material (manufactured by ThreeBond, 16 × 134) is laminated as a first sealing layer on a 60 μm thick barrier film (Mitsubishi Resin, VIEW-BARRIER, VDK3DA) A laminated body placed so that the stopper is in contact with the organic thin-film solar cell element is attached to a vacuum laminator (NP It installed in C company make, NLM-270 * 400).

真空ラミネーター内部を減圧下で14分間保持した後、積層体を大気圧で圧着状態としつつ、140℃で3分間保持した。真空ラミネータから取り出した積層体を120℃の熱風オーブン(ユーグロップ社製)で60分間加熱し、冷却後、第二ガスバリア層の表面に厚さ120μmの市販のアクリル系粘着剤をロールラミ機(MCK製、MRS630A)で張り合わせて、有機薄膜太陽電池モジュールを製造した。   After holding the inside of the vacuum laminator for 14 minutes under reduced pressure, the laminate was held at 140 ° C. for 3 minutes while being brought into a pressure-bonded state at atmospheric pressure. The laminated body taken out from the vacuum laminator was heated for 60 minutes in a 120 ° C. hot air oven (manufactured by Yugrop Co., Ltd.), and after cooling, a commercially available acrylic pressure-sensitive adhesive having a thickness of 120 μm was applied to the surface of the second gas barrier layer using a roll laminator (MCK , MRS630A) to produce an organic thin film solar cell module.

アクリル粘着剤に1%界面活性剤水溶液を吹き付けた後、有機薄膜太陽電池モジュールを、同じく1%界面活性剤水溶液を吹き付けた厚さ3.2mmのフロートガラスに貼り付け、ナイロン製のスキージでアクリル粘着剤と前記フロートガラスの間の1%界面活性剤水溶液と気泡を除去して有機薄膜太陽電池モジュールを前記フロートガラスに設置した。   After spraying a 1% surfactant aqueous solution on the acrylic adhesive, the organic thin film solar cell module was attached to a 3.2 mm thick float glass sprayed with the same 1% surfactant aqueous solution, and acrylic with a nylon squeegee. A 1% aqueous surfactant solution and air bubbles between the adhesive and the float glass were removed, and an organic thin film solar cell module was placed on the float glass.

<実施例2>
第一封止層および第二封止層の厚さをそれぞれ50μmとしたこと以外は、実施例1と同様に、有機薄膜太陽電池モジュールを製造し、有機薄膜太陽電池モジュールをフロートガラスに設置した。
<実施例3>
第一封止層および第二封止層の厚さをそれぞれ60μmとしたこと以外は、実施例1と同様に、有機薄膜太陽電池モジュールを製造し、有機薄膜太陽電池モジュールをフロートガラスに設置した。
<実施例4>
第一封止層の厚さを30μm、第二封止層の厚さを60μmとしたこと以外は、実施例1と同様に、有機薄膜太陽電池モジュールを製造し、有機薄膜太陽電池モジュールを前記フロートガラスに設置した。
<実施例5>
第一封止層の厚さを60μm、第二封止層の厚さを30μmとしたこと以外は、実施例1と同様に、有機薄膜太陽電池モジュールを製造し、有機薄膜太陽電池モジュールを前記フロートガラスに設置した。
<実施例6>
第一および第二封止層を厚さ30μmのオレフィン樹脂(クラボウ社製、クランベター、M−2)としたこと以外は、実施例1と同様に薄膜太陽電池モジュールを製造した。
<実施例7>
第一および第二封止層として厚さ30μmのブチルゴム系粘着剤(住友3M社製)を用いたこと以外は、実施例1と同様に薄膜太陽電池モジュールを製造した。
<Example 2>
An organic thin film solar cell module was produced in the same manner as in Example 1 except that the thickness of each of the first sealing layer and the second sealing layer was 50 μm, and the organic thin film solar cell module was placed on the float glass. .
<Example 3>
An organic thin film solar cell module was produced in the same manner as in Example 1 except that the thickness of each of the first sealing layer and the second sealing layer was 60 μm, and the organic thin film solar cell module was placed on the float glass. .
<Example 4>
An organic thin film solar cell module was produced in the same manner as in Example 1 except that the thickness of the first sealing layer was 30 μm and the thickness of the second sealing layer was 60 μm. Installed on float glass.
<Example 5>
An organic thin film solar cell module was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the thickness of the first sealing layer was 60 μm and the thickness of the second sealing layer was 30 μm. Installed on float glass.
<Example 6>
A thin-film solar cell module was produced in the same manner as in Example 1 except that the first and second sealing layers were olefin resins having a thickness of 30 μm (manufactured by Kurabo Industries, Crabetter, M-2).
<Example 7>
A thin-film solar cell module was manufactured in the same manner as in Example 1 except that a butyl rubber adhesive (manufactured by Sumitomo 3M) having a thickness of 30 μm was used as the first and second sealing layers.

<比較例1>
第一封止層および第二封止層の厚さをそれぞれ30μmとし、真空ラミネータによる圧着時の温度を120℃としたこと以外は、実施例1と同様に、有機薄膜太陽電池モジュールを製造し、有機薄膜太陽電池モジュールを前記フロートガラスに設置した。
<比較例2>
第一封止層および第二封止層の厚さをそれぞれ30μmとしたこと以外は、実施例1と同様に、有機薄膜太陽電池モジュールを製造し、有機薄膜太陽電池モジュールを前記フロートガラスに設置した。
<比較例3>
第一および第二封止層として厚さ60μmのブチルゴム系粘着剤(住友3M社製)を用いたこと以外は、実施例1と同様に薄膜太陽電池モジュールを製造した。
表1に、実施例1〜7、比較例1〜3の有機薄膜太陽電池モジュールの評価結果を示す。
<Comparative Example 1>
An organic thin film solar cell module was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the thickness of each of the first sealing layer and the second sealing layer was 30 μm, and the temperature at the time of pressure bonding by the vacuum laminator was 120 ° C. The organic thin film solar cell module was installed on the float glass.
<Comparative example 2>
An organic thin film solar cell module is manufactured in the same manner as in Example 1 except that the thickness of each of the first sealing layer and the second sealing layer is 30 μm, and the organic thin film solar cell module is installed on the float glass. did.
<Comparative Example 3>
A thin film solar cell module was manufactured in the same manner as in Example 1 except that 60 μm thick butyl rubber adhesive (manufactured by Sumitomo 3M) was used as the first and second sealing layers.
In Table 1, the evaluation result of the organic thin film solar cell module of Examples 1-7 and Comparative Examples 1-3 is shown.

Figure 2016225628
Figure 2016225628

表1より、本実施形態に係る薄膜太陽電池モジュールは、水貼り施工時におけるスキージ後において、意匠性が良好な薄膜太陽電池モジュールであることが明らかである。   From Table 1, it is clear that the thin-film solar cell module according to the present embodiment is a thin-film solar cell module having a good design after squeegeeing during water application.

1 第二ガスバリア層
2 第一ガスバリア層
3 第二封止層
4 第一封止層
5 素子基板
6 下部電極
7 有機光電変換層
8 上部電極
9 有機薄膜太陽電池素子
10 粘着層
11 集電線
12 ゲッター層
13 集電線設置領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 2nd gas barrier layer 2 1st gas barrier layer 3 2nd sealing layer 4 1st sealing layer 5 Element substrate 6 Lower electrode 7 Organic photoelectric conversion layer 8 Upper electrode 9 Organic thin film solar cell element 10 Adhesive layer 11 Current collector 12 Getter Layer 13 Current collector installation area

Claims (2)

第一ガスバリア層、第一封止層、有機薄膜太陽電池素子、第二封止層、第二ガスバリア層を順次積層し、第一封止層と有機薄膜太陽電池素子との間に有機薄膜太陽電池素子と電気的に接続した集電線を有する、有機薄膜太陽電池モジュールであって、
集電線設置領域の集電線幅方向の中央における有機薄膜太陽電池モジュールの厚さx(μm)と、有機薄膜太陽電池素子の外周端から5mm外側の薄膜太陽電池モジュールの厚さy(μm)とが以下の式(I)を満たすことを特徴とする有機薄膜太陽電池モジュール。
(x−y)≦90 (I)
The first gas barrier layer, the first sealing layer, the organic thin film solar cell element, the second sealing layer, and the second gas barrier layer are sequentially laminated, and the organic thin film solar is interposed between the first sealing layer and the organic thin film solar cell element. An organic thin film solar cell module having a collector wire electrically connected to a battery element,
The thickness x (μm) of the organic thin film solar cell module at the center in the width direction of the current collection line in the current collection line installation region, and the thickness y (μm) of the thin film solar cell module 5 mm outside from the outer peripheral edge of the organic thin film solar cell element Satisfies the following formula (I): an organic thin film solar cell module.
(Xy) ≦ 90 (I)
第一ガスバリア層、第一封止層、有機薄膜太陽電池素子、第二封止層、第二ガスバリア層、粘着層を順次有する、請求項1に記載の有機薄膜太陽電池モジュール。   The organic thin-film solar cell module of Claim 1 which has a 1st gas barrier layer, a 1st sealing layer, an organic thin-film solar cell element, a 2nd sealing layer, a 2nd gas barrier layer, and an adhesion layer one by one.
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