JP2018137409A - Thin film solar battery module - Google Patents

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勝矢 船山
Katsuya Funayama
勝矢 船山
直哉 二宮
Naoya Ninomiya
直哉 二宮
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solar battery module with high durability.SOLUTION: A thin film solar battery module comprises: a device substrate 3; a solar battery element 4; protection films 8 and 9; and a collecting wire 7 for taking out electricity generated in the solar battery element 4. Of the protection films 8 and 9, the vapor permeability is 1×10g/m/day or more and 1×10g/m/day or less under the environment at a 90%RH and 40°C.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

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

近年、有機半導体ポリマー又はペロブスカイト半導体化合物を用いた太陽電池が盛んに検討されている。なかでも、太陽電池の変換効率を向上させるために、太陽電池素子を構成する層の材料として、PCBMを用いた例が報告されている。例えば、特許文献1、2には、バルクヘテロ型の有機太陽電池素子として、活性層のn型半導体材料としてPCBMを用いた例が報告されている。   In recent years, solar cells using organic semiconductor polymers or perovskite semiconductor compounds have been actively studied. Especially, in order to improve the conversion efficiency of a solar cell, the example using PCBM as a material of the layer which comprises a solar cell element is reported. For example, Patent Documents 1 and 2 report examples in which PCBM is used as an n-type semiconductor material of an active layer as a bulk hetero type organic solar cell element.

特開2012−111141号公報JP 2012-111141 A 特開2009−90634号公報JP 2009-90634 A

有機半導体化合物又はペロブスカイト半導体化合物は、一般的に水分に弱い傾向があると考えられているために、薄膜太陽電池モジュールに水蒸気透過率の低いバリア層を設けることが好ましいと考えられる。例えば、特許文献1には、PENフィルム上にスパッタリング法で積層したSiOxをバリア層として用いることが記載されている。また、特許文献2には、PENフィルム上にプラズマCVD法で積層したSiNおよびSiHN層をバリア層として用いることが記載されている。しかしながら、本発明者らの検討によると、バリア層の水蒸気透過率が低すぎる場合、かえって、薄膜太陽電池モジュールの変換効率が徐々に低下する傾向があることが判明した。本発明は、上記問題を解決し、高い耐久性を備えた薄膜太陽電池モジュールを提供することを目的とする。   Since organic semiconductor compounds or perovskite semiconductor compounds are generally considered to have a tendency to be weak against moisture, it is considered preferable to provide a thin-film solar cell module with a barrier layer having a low water vapor transmission rate. For example, Patent Document 1 describes using SiOx laminated on a PEN film by a sputtering method as a barrier layer. Patent Document 2 describes that a SiN and SiHN layer laminated on a PEN film by a plasma CVD method is used as a barrier layer. However, according to the study by the present inventors, it has been found that when the water vapor transmission rate of the barrier layer is too low, the conversion efficiency of the thin-film solar cell module tends to gradually decrease. An object of the present invention is to solve the above problems and provide a thin film solar cell module having high durability.

本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討したところ、特定のバリア層を用いることにより、上記問題を解決することができ、本発明を達成するに至った。   The present inventors diligently studied to solve the above-mentioned problems, and as a result, by using a specific barrier layer, the above problems can be solved, and the present invention has been achieved.

すなわち、本発明の要旨は、以下のとおりである。
[1]少なくとも、素子基板と、太陽電池素子と、保護フィルムと、を有する薄膜太陽電池モジュールであって、前記保護フィルムの40℃、90%RH環境下における水蒸気透過率が1×10-4g/m2/day以上、1×10-3g/m2/day以下であることを特徴とする薄膜太陽電池モジュール。
[2]前記保護フィルムの40℃、湿度0%の環境下における酸素透過率が1×10-3cc/m2/day/atm以上、1×10-2cc/m2/day/atm以下であることを特徴とする[1]に記載の薄膜太陽電池モジュール。
[3]前記太陽電池素子は、少なくとも、一対の電極と、該一対の電極間に活性層と、を有し、前記活性層が有機半導体化合物又はペロブスカイト半導体化合物を含有することを特徴とする[1]又は[2]に記載の薄膜太陽電池モジュール。
[4]前記太陽電池素子が、前記一対の電極の少なくとも一方の電極と前記活性層との間に電子取り出し層を有し、前記活性層又は前記電子取り出し層の少なくとも一方が、フラーレン又はフラーレン誘導体を含有することを特徴とする[1]〜[3]のいずれかに記載の薄膜太陽電池モジュール。
That is, the gist of the present invention is as follows.
[1] A thin-film solar cell module having at least an element substrate, a solar cell element, and a protective film, wherein the protective film has a water vapor transmission rate of 1 × 10 −4 in a 40 ° C., 90% RH environment. A thin-film solar cell module characterized by being not less than g / m 2 / day and not more than 1 × 10 −3 g / m 2 / day.
[2] The oxygen permeability of the protective film in an environment of 40 ° C. and 0% humidity is 1 × 10 −3 cc / m 2 / day / atm or more and 1 × 10 −2 cc / m 2 / day / atm or less. The thin-film solar cell module according to [1], wherein
[3] The solar cell element has at least a pair of electrodes and an active layer between the pair of electrodes, and the active layer contains an organic semiconductor compound or a perovskite semiconductor compound. The thin film solar cell module according to [1] or [2].
[4] The solar cell element has an electron extraction layer between at least one electrode of the pair of electrodes and the active layer, and at least one of the active layer or the electron extraction layer is fullerene or a fullerene derivative. The thin film solar cell module according to any one of [1] to [3], wherein

本発明により高い耐久性を備えた光デバイスを提供することができる。   According to the present invention, an optical device having high durability can be provided.

薄膜太陽電池モジュールの模式断面図である。It is a schematic cross section of a thin film solar cell module. 薄膜太陽電池モジュールの模式断面図である。It is a schematic cross section of a thin film solar cell module.

以下、本発明について実施形態を詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限り、これらの内容に限定されない。   Hereinafter, although an embodiment is described in detail about the present invention, the present invention is not limited to the following embodiment and is not limited to these contents, unless it deviates from the gist of the present invention.

<1.薄膜太陽電池モジュール>
図1に示すように、本発明の一実施形態に係る薄膜太陽電池モジュールは、保護フィルム8と、素子基板3と、太陽電池素子4と、保護フィルム9と、をこの順に有する。また、太陽電池素子4には、太陽電池素子4で発生した電気を外部に取り出すための集電線7が設けられている。以下、薄膜太陽電池モジュールを構成する各構成層について、図1を参照に説明する。
<1. Thin-film solar cell module>
As shown in FIG. 1, the thin film solar cell module which concerns on one Embodiment of this invention has the protective film 8, the element board | substrate 3, the solar cell element 4, and the protective film 9 in this order. In addition, the solar cell element 4 is provided with a collector line 7 for taking out electricity generated by the solar cell element 4 to the outside. Hereafter, each structural layer which comprises a thin film solar cell module is demonstrated with reference to FIG.

<1−1.保護フィルム8、9>
保護フィルム8、9は、防湿性、酸素透過防止性、光による劣化防止性、耐衝撃性等が付与された層から構成されるものであり、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。なお、本発明において、保護フィルム8、9の40℃、90%RH環境下における水蒸気透過率を1×10-4g/m2/day以上、1×10-3g/m2/day以下とすることにより高い耐久性を備えた薄膜太陽電池モジュールを提供できる。
<1-1. Protective film 8, 9>
The protective films 8 and 9 are composed of layers to which moisture proofing, oxygen permeation preventing property, light deterioration preventing property, impact resistance and the like are imparted, and may have a single layer structure or a laminated structure. It may be. In the present invention, the water vapor transmission rate of the protective films 8 and 9 under the environment of 40 ° C. and 90% RH is 1 × 10 −4 g / m 2 / day or more and 1 × 10 −3 g / m 2 / day or less. Thus, a thin film solar cell module having high durability can be provided.

通常、有機半導体化合物又はペロブスカイト半導体化合物を含有する活性層を備えた太陽電池素子3は、湿気及び酸素に弱い傾向があると言われている。そこで、バリア性能が付与された保護フィルムにより太陽電池素子封止することで、該太陽電池素子3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ものと考えられる。この点を考慮すると、理屈上、保護フィルムの水蒸気透過率は低ければ、低いほど良いと考えられる。   Usually, it is said that the solar cell element 3 provided with the active layer containing an organic semiconductor compound or a perovskite semiconductor compound tends to be weak against moisture and oxygen. Thus, it is considered that the solar cell element 3 is protected from water and oxygen by encapsulating the solar cell element with a protective film having a barrier performance, and the power generation performance can be maintained high. Considering this point, it is theoretically considered that the lower the water vapor transmission rate of the protective film, the better.

しかしながら、本発明者らの検討によると、驚くことに保護フィルムの水蒸気透過率を低くしすぎると、逆に薄膜太陽電池モジュールの耐久性が低下してしまう場合があることが判明した。この理由は明らかではないが、以下の理由が考えられる。   However, according to the study by the present inventors, it has been surprisingly found that if the water vapor transmission rate of the protective film is too low, the durability of the thin film solar cell module may be lowered. The reason is not clear, but the following reasons are possible.

薄膜太陽電池モジュールの製造段階において、保護フィルムを構成する封止層やバリアフィルム等に酸素が残存していると、薄膜太陽電池モジュールの実使用環境下において、太陽電池素子の活性層とバッファ層との界面、又はバッファ層と電極との界面の電荷蓄積が余剰となる。その結果、電子移動度が減少してしまい、薄膜太陽電池モジュールの発電性能が落ちてしまう場合がある。本発明者らの検討によると、この現象は、特に、活性層又はバッファ層がフラーレン又はフラーレン誘導体を含有する場合に顕著になる傾向がある。しかしながら、上記のような過剰な電荷蓄積の問題は、適度な水分が存在することにより、電荷蓄積が緩和され、その結果、薄膜太陽電池モジュールの発電性能が回復するものと思われる。従って、本発明においては、保護フィルムの40℃、90%RH雰囲気下における水蒸気透過率を1×10-4g/m2/day以上、1×10-3g/m2/day以下とするとすることで、外部から多量の水分が薄膜太陽電池モジュール内部に浸入するのを防ぎつつも、外部から適度な水分を取り込むことができ、上述のような酸素劣化に起因する発電性能の劣化を回復することがでると考えられる。そのため、高い耐久性を備えた薄膜太陽電池モジュールを提供できるものと考えられる。 If oxygen remains in the sealing layer or barrier film constituting the protective film in the manufacturing stage of the thin film solar cell module, the active layer and the buffer layer of the solar cell element in the actual use environment of the thin film solar cell module The charge accumulation at the interface between or the buffer layer and the electrode becomes redundant. As a result, the electron mobility is reduced, and the power generation performance of the thin film solar cell module may be reduced. According to the study by the present inventors, this phenomenon tends to become prominent particularly when the active layer or the buffer layer contains fullerene or a fullerene derivative. However, it is considered that the problem of excessive charge accumulation as described above is that charge accumulation is mitigated by the presence of appropriate moisture, and as a result, the power generation performance of the thin-film solar cell module is restored. Therefore, in the present invention, the water vapor transmission rate of the protective film at 40 ° C. and 90% RH is 1 × 10 −4 g / m 2 / day or more and 1 × 10 −3 g / m 2 / day or less. As a result, while preventing a large amount of moisture from entering the thin-film solar cell module from the outside, it is possible to take in moderate moisture from the outside and recover the deterioration of the power generation performance due to the above-described oxygen degradation It is thought that it can be done. Therefore, it is considered that a thin film solar cell module having high durability can be provided.

なかでも、保護フィルム8、9の40℃、90%RH雰囲気下における水蒸気透過率は、2×10-4g/m2/day以上であることがさらに好ましく、3×10-4g/m2/day以上であることが特に好ましく、一方、9×10-4g/m2/day以下であることがさらに好ましく、8×10-4g/m2/day以下であることが特に好ましい。 Especially, it is more preferable that the water vapor permeability of the protective films 8 and 9 in a 40 ° C., 90% RH atmosphere is 2 × 10 −4 g / m 2 / day or more, and 3 × 10 −4 g / m. 2 / day or more is particularly preferable, while 9 × 10 −4 g / m 2 / day or less is more preferable, and 8 × 10 −4 g / m 2 / day or less is particularly preferable. .

保護フィルム8、9の水蒸気透過率は、JIS K 7129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環境で測定することができる。なお、保護フィルム8、9に限らず、他の層の水蒸気透過率を測定する際も同様の方法により測定することができる。   The water vapor transmission rate of the protective films 8 and 9 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 K 7129, and by the cup method (JIS Z0208) be able to. In addition, when measuring not only the protective films 8 and 9 but the water-vapor-permeation rate of another layer, it can measure by the same method.

一方、酸素は、活性層又はバッファ層材料との反応が進みやすい傾向があるために、太陽電池素子の酸素劣化を防ぐ目的から、極力外部から酸素侵入を抑えることが求められる。そのため、保護フィルム8、9の40℃、湿度0%の環境下における酸素透過率は、1×10-1cc/m2/day/atm以下であることが好ましく、1×10-2cc/m2/day/atm以下であることがさらに好ましく、1×10-3cc/m2/day/atm以下であることが特に好ましい。一方、下限は特に無い。 On the other hand, since oxygen tends to easily react with the active layer or buffer layer material, it is required to suppress oxygen penetration from the outside as much as possible for the purpose of preventing oxygen deterioration of the solar cell element. Therefore, the oxygen permeability of the protective films 8 and 9 in an environment of 40 ° C. and 0% humidity is preferably 1 × 10 −1 cc / m 2 / day / atm or less, preferably 1 × 10 −2 cc / more preferably m is 2 / day / atm or less, particularly preferably not more than 1 × 10 -3 cc / m 2 / day / atm. On the other hand, there is no particular lower limit.

また、保護フィルム8、9の酸素透過率は、JIS K 7126−1に準じた差圧法に基づく装置、あるいはJIS K 7126−2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。なお、保護フィルム8、9に限らず、他の層の酸素透過率を測定する際も同様の方法により測定することができる。   The oxygen permeability of the protective films 8 and 9 is an apparatus based on a differential pressure method according to JIS K 7126-1 or an infrared sensor based on an isobaric method according to JIS K 7126-2 and a device equipped with a gas chromatograph. Can be measured. In addition, when measuring the oxygen permeability of other layers as well as the protective films 8 and 9, it can be measured by the same method.

保護フィルム8、9は上述の通り、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよいが、保護フィルム8、9を積層構造とする場合、各層の水蒸気透過率及び/又は酸素透過率を適宜調整して、保護フィルムの水蒸気透過率及び/又は酸素透過率を上記範囲となるようにすればよい。   As described above, the protective films 8 and 9 may have a single-layer structure or a laminated structure. When the protective films 8 and 9 have a laminated structure, the water vapor transmission rate and / or oxygen of each layer is used. The transmittance may be adjusted as appropriate so that the water vapor transmission rate and / or the oxygen transmission rate of the protective film are within the above range.

保護フィルム8、9を構成する層としては、特段の制限はないが、例えば、封止層、バリアフィルム、耐光層、ハードコート層、ゲッター剤層、衝撃吸収層等が挙げられる。なお、本発明において、保護フィルム8は、素子基板3側に形成された全ての層を含むものとする。また、保護フィルム9は、太陽電池素子4上に設けられた集電線7以外の全ての層を含むものとする。以下、図2を参照して、保護フィルム8、9を、それぞれ封止層とバリアフィルムにより構成した薄膜太陽電池モジュールの例について説明する。   Although there is no special restriction | limiting as a layer which comprises the protective films 8 and 9, For example, a sealing layer, a barrier film, a light-resistant layer, a hard-coat layer, a getter agent layer, an impact absorption layer etc. are mentioned. In the present invention, the protective film 8 includes all layers formed on the element substrate 3 side. Moreover, the protective film 9 shall contain all the layers other than the collector line 7 provided on the solar cell element 4. FIG. Hereinafter, with reference to FIG. 2, the example of the thin film solar cell module which comprised the protective films 8 and 9 with the sealing layer and the barrier film, respectively is demonstrated.

<1−1−1.バリアフィルム1、6>
バリアフィルム1、6は、特段の制限は無いが、樹脂基材にバリア剤層である薄膜の無機層を積層させた構造を有することが好ましい。
<1-1-1. Barrier film 1, 6>
The barrier films 1 and 6 are not particularly limited, but preferably have a structure in which a thin inorganic layer as a barrier agent layer is laminated on a resin base material.

樹脂基材の形成材料は、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。なかでも、無機層を形成する際の耐熱性の観点から、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 ( PET), polyester resins such as 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 resin Etc. Among these, from the viewpoint of heat resistance when forming the inorganic layer, a polyester resin is preferable, and polyethylene terephthalate (PET) or polyethylene naphthalate (PEN) is particularly preferable.

樹脂基材の厚さは特段の制限はないが、有機太陽電池素子の機械的強度を向上させるために10μm以上であることが好ましく、20μm以上であることがさらに好ましく、30μm以上であることが特に好ましく、一方、薄膜太陽電池モジュールのフレキシブル性の低下を防ぐために500μm以下であることが好ましく、400μm以下であることがさらに好ましく、300μm以下であることが特に好ましい。   The thickness of the resin substrate is not particularly limited, but is preferably 10 μm or more, more preferably 20 μm or more, and more preferably 30 μm or more in order to improve the mechanical strength of the organic solar cell element. On the other hand, it is preferably 500 μm or less, more preferably 400 μm or less, and particularly preferably 300 μm or less in order to prevent a decrease in flexibility of the thin film solar cell module.

なお、樹脂基材は複数の材料により形成されていてもよい。また、耐候性を向上させるために、樹脂基材は公知の無機フィラー等を含んでいてもよい。   Note that the resin base material may be formed of a plurality of materials. Moreover, in order to improve a weather resistance, the resin base material may contain the well-known inorganic filler etc.

無機フィラーとしては、特段の制限はないが、例えば、シリカ、マイカ、タルク、クレー、ベントナイト、モンモリロナイト、カオリナイト、ワラストナイト、炭酸カルシウム、酸化チタン、アルミナ、硫酸バリウム、チタン酸カリウム、ガラス繊維などが挙げられる。これらのなかでも、好ましくはタルクが挙げられる。なお、樹脂基材中に混合される無機フィラーは、1種類であってもよいし、2種類以上であってもよい。   The inorganic filler is not particularly limited. For example, silica, mica, talc, clay, bentonite, montmorillonite, kaolinite, wollastonite, calcium carbonate, titanium oxide, alumina, barium sulfate, potassium titanate, glass fiber Etc. Of these, talc is preferable. In addition, the inorganic filler mixed in the resin base material may be one type or two or more types.

無機層を構成する無機材料は、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。これらのなかでも、薄膜太陽電池モジュールに適用した場合に、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。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。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、窒化珪素が好ましい。   The inorganic material constituting the inorganic layer is silicon, aluminum, magnesium, zinc, tin, nickel, titanium, or oxides, carbides, nitrides, oxycarbides, oxynitrides, oxycarbonitrides, diamond-like carbons thereof. Or a mixture thereof or the like can be mentioned. Among these, in order to prevent current leakage when applied to a thin film solar cell module, the material constituting the inorganic layer is silicon oxide, silicon oxide carbide, silicon oxynitride, silicon oxycarbonitride, aluminum oxide, oxide Aluminum carbide, aluminum oxynitride, silicon nitride, aluminum nitride, diamond-like carbon and mixtures thereof are preferred. Among these, silicon oxide, silicon oxide carbide, silicon oxynitride, silicon oxycarbonitride, silicon nitride, aluminum oxide, aluminum oxycarbide, aluminum oxynitride, aluminum nitride, and these can be used to stably maintain high moisture resistance. The mixture of is 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. From the viewpoint of the design properties of the thin film solar cell module, the optical properties are preferably more transparent, and silicon oxide, silicon oxynitride, and silicon nitride are preferable.

無機層の形成方法としては、特段の制限はなく、使用する材料に合わせて任意の方法で形成すればよい。具体的には、蒸着法、コーティング法等の方法がいずれも使用できる。なかでも、バリア性の高い均一な薄膜が得られるという点で蒸着法が好ましい。この蒸着法には、物理気相蒸着(PVD)、化学気相蒸着(CVD)、原子層堆積(ALD)等の方法が含まれる。物理気相蒸着法としては、真空蒸着、イオンプレーティング、スパッタリング等が挙げられ、化学気相蒸着法としては、プラズマを利用したプラズマCVD、加熱触媒体を用いて材料ガスを接触熱分解する触媒化学気相成長法(Cat−CVD)等が挙げられる。   There is no special restriction | limiting as a formation method of an inorganic layer, What is necessary is just to form by arbitrary methods according to the material to be used. Specifically, any method such as a vapor deposition method and a coating method can be used. Among these, the vapor deposition method is preferable in that a uniform thin film having a high barrier property can be obtained. This vapor deposition method includes methods such as physical vapor deposition (PVD), chemical vapor deposition (CVD), and atomic layer deposition (ALD). Examples of physical vapor deposition include vacuum deposition, ion plating, and sputtering. Examples of chemical vapor deposition include plasma CVD using plasma, and a catalyst that thermally decomposes a material gas using a heated catalyst body. Examples include chemical vapor deposition (Cat-CVD).

無機層の厚さは、防湿性能の向上のために、10nm以上であることが好ましく、20nm以上であることがさらに好ましく、30nm以上であることが特に好ましく、一方、透明性の向上のために、1000nm以下であることが好ましく、800nm以下であることがさらに好ましく、600nm以下であることが特に好ましい。   The thickness of the inorganic layer is preferably 10 nm or more, more preferably 20 nm or more, and particularly preferably 30 nm or more, in order to improve moisture-proof performance. , Preferably 1000 nm or less, more preferably 800 nm or less, and particularly preferably 600 nm or less.

保護フィルム8、9の40℃、90%RH雰囲気下における水蒸気透過率を1×10-4g/m2/day以上、1×10-3g/m2/day以下とすることができれば、バリアフィルム1、6の水蒸気透過率に特段の制限は無いが、通常、保護フィルム8、9の水蒸気透過率は、バリアフィルムの水蒸気透過率に依存するために、バリアフィルム1、6の40℃、90%RH雰囲気下における水蒸気透過率は1×10-4g/m2/day以上であることが好ましく、3×10-4g/m2/day以上であることがさらに好ましく、4×10-4g/m2/day以上であることが特に好ましく、一方、1×10-3g/m2/day以下であることが好ましく、8×10-4g/m2/day以下であることがさらに好ましく、6×10-4g/m2/day以下であることが特に好ましい。 If the water vapor transmission rate of the protective films 8 and 9 at 40 ° C. and 90% RH atmosphere can be 1 × 10 −4 g / m 2 / day or more and 1 × 10 −3 g / m 2 / day or less, Although there is no special restriction | limiting in the water vapor transmission rate of the barrier films 1 and 6, Usually, since the water vapor transmission rate of the protective films 8 and 9 is dependent on the water vapor transmission rate of a barrier film, it is 40 degreeC of the barrier films 1 and 6. The water vapor transmission rate in a 90% RH atmosphere is preferably 1 × 10 −4 g / m 2 / day or more, more preferably 3 × 10 −4 g / m 2 / day or more. It is particularly preferably 10 −4 g / m 2 / day or more, while it is preferably 1 × 10 −3 g / m 2 / day or less, and 8 × 10 −4 g / m 2 / day or less. more preferably in, 6 × 10 -4 g / m 2 It is particularly preferable day or less.

なお、バリアフィルムの水蒸気透過率は、公知の方法により調整することができ、例えば、無機層の膜厚を厚くする方法、無機層と有機層の多層構造にする方法、樹脂基材と無機層の間にアンカーコート層を導入する方法、樹脂基材に無機フィラーを添加する方法、樹脂基材に水分ゲッター材を添加する方法、等が挙げられる。   The water vapor transmission rate of the barrier film can be adjusted by a known method, for example, a method of increasing the film thickness of the inorganic layer, a method of forming a multilayer structure of an inorganic layer and an organic layer, a resin substrate and an inorganic layer Among them, there are a method of introducing an anchor coat layer, a method of adding an inorganic filler to a resin substrate, a method of adding a moisture getter material to a resin substrate, and the like.

保護フィルム8、9の40℃、湿度0%の環境下における酸素透過率を1×10-1cc/m2/day/atm以下とする場合、保護フィルム8、9を構成する他の層の酸素透過率を考慮して調整すればよいが、保護フィルム8、9の酸素透過率も通常、バリアフィルムに依存する傾向がある。そのため、バリアフィルム1、6の40℃、湿度0%の環境下における酸素透過率は、1×10-1cc/m2/day/atm以下であることが好ましく、1×10-2cc/m2/day/atm以下であることがさらに好ましく、1×10-3cc/m2/day/atm以下であることが特に好ましい。一方、下限は特に無い。 When the oxygen permeability of the protective films 8 and 9 in an environment of 40 ° C. and 0% humidity is 1 × 10 −1 cc / m 2 / day / atm or less, other layers constituting the protective films 8 and 9 The oxygen permeability may be adjusted in consideration of the oxygen permeability, but the oxygen permeability of the protective films 8 and 9 usually tends to depend on the barrier film. Therefore, the oxygen permeability of the barrier films 1 and 6 in an environment of 40 ° C. and 0% humidity is preferably 1 × 10 −1 cc / m 2 / day / atm or less, preferably 1 × 10 −2 cc / more preferably m is 2 / day / atm or less, particularly preferably not more than 1 × 10 -3 cc / m 2 / day / atm. On the other hand, there is no particular lower limit.

なお、バリアフィルムの酸素透過率は、公知の方法により調整することができ、例えば、無機層の膜厚を厚くする方法、無機層と有機層の多層構造にする方法、樹脂基材と無機層の間にアンカーコート層を導入する方法、樹脂基材に無機フィラーを添加する方法、樹脂基材に酸素捕捉材を添加する方法、等が挙げられる。   The oxygen permeability of the barrier film can be adjusted by a known method, for example, a method of increasing the thickness of the inorganic layer, a method of forming a multilayer structure of an inorganic layer and an organic layer, a resin base material and an inorganic layer And the like, a method of introducing an anchor coat layer between them, a method of adding an inorganic filler to a resin substrate, a method of adding an oxygen scavenger to a resin substrate, and the like.

<1−1−2.封止層2、5>
封止層2、5はそれぞれ、太陽電池素子4と、バリア層1、6との密着性を高めるために設けられる層である。
<1-1-2. Sealing layer 2, 5>
The sealing layers 2 and 5 are layers provided to improve the adhesion between the solar cell element 4 and the barrier layers 1 and 6, respectively.

封止層2、5を形成する材料は特段の制限はないが、例えば、ポリスチレン(PS)樹脂、ポリ塩化ビニル(PVC)樹脂、ポリビニルブチラール(PVB)樹脂、ポリイソブチレン(PIB)樹脂、ポリイミド樹脂(PI)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合(ABS)樹脂、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)樹脂、ポリウレタン(PU)樹脂、エポキシ樹脂、アクリル系粘着剤、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)樹脂、ポリエチレン(PE)樹脂、ポリプロピレン(PP)樹脂、ポリオキシメチレン(POM)樹脂、ポリエチレンテレフタラート(PET)樹脂、ポリエチレンナフタレート(PEN)樹脂、マレイン酸またはシラン等で変性した変性ポリエチレン樹脂、変性ポリプロピレン樹脂、又はポリアミド(PA)樹脂が挙げられる。   The material for forming the sealing layers 2 and 5 is not particularly limited. For example, polystyrene (PS) resin, polyvinyl chloride (PVC) resin, polyvinyl butyral (PVB) resin, polyisobutylene (PIB) resin, polyimide resin, for example. (PI), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS) resin, polymethyl methacrylate (PMMA) resin, polyurethane (PU) resin, epoxy resin, acrylic adhesive, ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA) resin , Polyethylene (PE) resin, polypropylene (PP) resin, polyoxymethylene (POM) resin, polyethylene terephthalate (PET) resin, polyethylene naphthalate (PEN) resin, modified polyethylene resin modified with maleic acid or silane, etc. Polypropylene resin or poly De (PA) resins.

なお、封止層2、5はそれぞれ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2、5はそれぞれ単層であってもよいし、2層以上の積層構造であってもよい。積層構造の場合、封止層を形成する材料は同じであってもよいし異なっていてもよい。また、封止層2、5は、無機フィラー等を有していてもよい。   Each of the sealing layers 2 and 5 may be formed of one type of material or may be formed of two or more types of materials. Moreover, the sealing layers 2 and 5 may each be a single layer or may have a laminated structure of two or more layers. In the case of a laminated structure, the material forming the sealing layer may be the same or different. Moreover, the sealing layers 2 and 5 may have an inorganic filler or the like.

また、薄膜太陽電池モジュールを施工する際や曲げが生じた場合に、薄膜太陽電池モジュール内部での剥離を防止するために、封止層2、5と素子基板1とのT字型剥離試験で測定される層間密着強度は5N/25mm以上であることが好ましく、10N/25mm以上であることがさらに好ましい。一方、上限は特にない。   In addition, when a thin film solar cell module is constructed or when bending occurs, a T-shaped peel test between the sealing layers 2 and 5 and the element substrate 1 is performed to prevent peeling inside the thin film solar cell module. The measured interlayer adhesion strength is preferably 5 N / 25 mm or more, more preferably 10 N / 25 mm or more. On the other hand, there is no upper limit.

封止層2、5は、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。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、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。具体的には、施工する際に薄膜太陽電池モジュール内部に生じる応力を緩和する観点から、封止層2、5の25℃における曲げ強度は1.0×105Pa以上、1.0×107Pa以下であることが好ましい。 The sealing layers 2 and 5 preferably have high bending strength from the viewpoint of maintaining strength of the thin-film solar cell module. Although it is also related to the strength of the layers other than the sealing material and is difficult to define in general, the entire thin-film solar cell module has good bending workability and has bending strength that does not cause peeling of the bent portion. Is desirable. Specifically, the bending strength at 25 ° C. of the sealing layers 2 and 5 is 1.0 × 10 5 Pa or more and 1.0 × 10 6 from the viewpoint of alleviating the stress generated in the thin film solar cell module during construction. 7 Pa or less is preferable.

また、封止層2、5は、薄膜太陽電池モジュールを施工する際に薄膜太陽電池モジュールに加わる外的応力を緩和する観点から25℃における縦弾性率が高い方が好ましい。特にフィルム型の薄膜太陽電池モジュールにおいては重要な実用性能である。縦弾性率の測定方法としては、封止層を溶融した後に試験片に加工し(硬化が必要な場合は硬化処理を含む)、得られた試験片から従来公知の引張試験機で測定される応力−歪曲線において、フックの法則が成立する弾性範囲での同軸方向の応力と歪の比例定数から求められる。   In addition, the sealing layers 2 and 5 preferably have a higher longitudinal elastic modulus at 25 ° C. from the viewpoint of relaxing external stress applied to the thin film solar cell module when the thin film solar cell module is applied. This is an important practical performance particularly in a film-type thin film solar cell module. As a method for measuring the longitudinal elastic modulus, the sealing layer is melted and then processed into a test piece (including curing treatment when curing is required), and the obtained test piece is measured with a conventionally known tensile tester. The stress-strain curve is obtained from the proportional constant of stress and strain in the coaxial direction in the elastic range where Hooke's law is established.

封止層2、5の25℃における縦弾性率は、1.0×108Pa以上、好ましくは5.0×108Pa以上、より好ましくは1.0×109Pa以上である。縦弾性率がこの範囲にあることで、薄膜太陽電池モジュールへのダメージを最小限とし施工することができ、仕上がり後の薄膜太陽電池モジュールの意匠性が良好である。さらに、薄膜太陽電池モジュールとしてのコシも付与できるため、施工時や加工時の薄膜太陽電池モジュールの折れ、シワの防止、および薄膜太陽電池モジュール取扱いの際のハンドリング性を向上させることができる。 The longitudinal elastic modulus at 25 ° C. of the sealing layers 2 and 5 is 1.0 × 10 8 Pa or more, preferably 5.0 × 10 8 Pa or more, more preferably 1.0 × 10 9 Pa or more. When the longitudinal elastic modulus is in this range, it can be applied with minimal damage to the thin film solar cell module, and the finished thin film solar cell module has good design. Furthermore, since the stiffness as a thin film solar cell module can be imparted, the thin film solar cell module can be folded and wrinkled at the time of construction and processing, and the handling property when handling the thin film solar cell module can be improved.

さらに、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2、5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2、5を形成する材料の融点は、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モジュールの使用時に封止材が融解・劣化するのを防ぐことができる。   Furthermore, since the thin film solar cell module is often heated by receiving light, it is preferable that the sealing layers 2 and 5 also have heat resistance. From this viewpoint, the melting point of the material forming the sealing layers 2 and 5 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 ° C. or lower. By increasing the melting point, it is possible to prevent the sealing material from melting and deteriorating when the thin film solar cell module is used.

封止層2、5の膜厚は特段の制限はないが、薄膜太陽電池モジュール表層側からの外圧や衝撃により有機薄膜太陽電池素子がダメージを受けることを防止するために、10μm以上であることが好ましく、20μm以上であることがさらに好ましく、30μm以上であることが特に好ましく、一方、可視光線透過率が大幅に低下するのを防ぐために、100μm以下であることが好ましく、75μm以下であることがさらに好ましく、60μm以下であることが特に好ましい。   The film thickness of the sealing layers 2 and 5 is not particularly limited, but is 10 μm or more in order to prevent the organic thin film solar cell element from being damaged by external pressure or impact from the surface layer side of the thin film solar cell module. It is preferably 20 μm or more, more preferably 30 μm or more. On the other hand, in order to prevent the visible light transmittance from being significantly reduced, it is preferably 100 μm or less, and 75 μm or less. Is more preferable, and 60 μm or less is particularly preferable.

なお、封止層2、5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しやすい傾向があり、また、太陽光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2、5上に積層してもよいし、このような機能を有する材料を溶解・分散させるなどして封止層2、5に含有させてもよい。   The sealing layers 2 and 5 may be provided with functions such as ultraviolet blocking, heat ray blocking, conductivity, antireflection, antiglare, light diffusion, light scattering, wavelength conversion, and gas barrier properties. In particular, the organic thin film solar cell element tends to be deteriorated by water or oxygen, and may be deteriorated by ultraviolet rays of 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 layers 2 and 5 by coating film formation, or a material having such a function may be dissolved and dispersed. And may be contained in the sealing layers 2 and 5.

保護フィルム8、9が上述のような水蒸気透過率を有する限りにおいて、封止層2、5の100μmにおける水蒸気透過率は、特段の制限は無いが、バリアフィルムで制御された水分透過量が太陽電池素子側へ十分に供給できるように、40℃、90%RH環境下で10-2g/m2/day以上であることが好ましく、好ましくは10-1g/m2/day以上である。また、薄膜太陽電池モジュールの端部から太陽電池素子への水分浸入を防ぐため、40℃、90%RH環境下で20g/m2/day以下であることが好ましく、好ましくは10g/m2/day以下、より好ましくは5g/m2/day以下である。 As long as the protective films 8 and 9 have the water vapor transmission rate as described above, the water vapor transmission rate at 100 μm of the sealing layers 2 and 5 is not particularly limited. It is preferably 10 −2 g / m 2 / day or more, preferably 10 −1 g / m 2 / day or more in an environment of 40 ° C. and 90% RH so that it can be sufficiently supplied to the battery element side. . In order to prevent moisture from entering the solar cell element from the end portion of the thin-film solar cell module, 40 ° C., preferably not more than 20g / m 2 / day under 90% RH environment, preferably 10 g / m 2 / Day or less, more preferably 5 g / m 2 / day or less.

また、保護フィルム8、9を上述のような酸素透過率とする場合、上述の通り、保護フィルム8、9の酸素透過率はバリアフィルム1、6の酸素透過率に依存する傾向があるために、必ずしも封止層の酸素透過率を低く設定する必要性はない。しかしながら、外部から薄膜太陽電池モジュール内部に酸素が浸入するのを極力抑えるために、封止層2、5の酸素透過率は、40℃、湿度0%の環境気下において、1×102cc/m2/day/atm以下であることが好ましく、1×101cc/m2/day/atm以下であることがさらに好ましく、1cc/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、薄膜太陽電池素子の酸化による劣化が抑えられる利点がある。 In addition, when the protective films 8 and 9 have the above-described oxygen permeability, as described above, the oxygen permeability of the protective films 8 and 9 tends to depend on the oxygen permeability of the barrier films 1 and 6. However, it is not always necessary to set the oxygen permeability of the sealing layer low. However, in order to suppress oxygen from entering the thin film solar cell module from the outside as much as possible, the oxygen permeability of the sealing layers 2 and 5 is 1 × 10 2 cc in an ambient atmosphere of 40 ° C. and 0% humidity. / M 2 / day / atm or less, preferably 1 × 10 1 cc / m 2 / day / atm or less, more preferably 1 cc / m 2 / day / atm or less. There is an advantage that deterioration due to oxidation of the thin film solar cell element can be suppressed as much as oxygen does not permeate.

なお、上述のように、保護フィルム8、9の構成は図2の構成に限定されず、他の層を含んでいてもよい。例えば、ハードコート層、ゲッター剤層、耐光層、衝撃吸収層等を有していてもよい。   In addition, as above-mentioned, the structure of the protective films 8 and 9 is not limited to the structure of FIG. 2, The other layer may be included. For example, you may have a hard-coat layer, a getter agent layer, a light-resistant layer, a shock absorption layer, etc.

ハードコート層は、薄膜太陽電池モジュールに耐薬品性、耐擦傷性および表面平滑性を付与することができる層である。   The hard coat layer is a layer that can impart chemical resistance, scratch resistance and surface smoothness to the thin-film solar cell module.

ハードコート層は、公知の材料により形成することができ、例えば、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を用いて形成することができる。また、ハードコート層は上記の材料に加えて、シリカ粒子とマット剤とを含有していることが好ましい。   The hard coat layer can be formed of a known material, for example, an ultraviolet curable resin; an electron beam curable resin; an alkoxysilane hydrolytic condensation resin; a melamine resin; a (meth) acrylate alcohol-modified polyfunctional compound; It can be formed using acrylic resins such as methylolpropane (meth) acrylate, tripropylene glycol diacrylate, pentaerythritol triacrylate, 1,6 hexanediol (meth) acrylate. The hard coat layer preferably contains silica particles and a matting agent in addition to the above materials.

シリカ粒子の平均一次粒径は特段の制限はないが、0.0005μm以上であることが好ましく、0.001μm以上であることがさらに好ましく、一方、0.1μm以下であることが好ましく、0.01μm以下であることがさらに好ましい。   The average primary particle diameter of the silica particles is not particularly limited, but is preferably 0.0005 μm or more, more preferably 0.001 μm or more, and preferably 0.1 μm or less. More preferably, it is not more than 01 μm.

ハードコート層の硬度は、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。   The hardness of the hard coat layer is preferably 2H or higher in pencil hardness, and more preferably 3H or higher.

ハードコート層の膜厚は、耐擦傷性を向上させるために、1μm以上であることが好ましく、2μm以上であることがさらに好ましく、一方、ハードコート層の硬化収縮を抑えるために10μm以下であることが好ましく、8μm以下であることがさらに好ましい。   The film thickness of the hard coat layer is preferably 1 μm or more in order to improve the scratch resistance, more preferably 2 μm or more, while it is 10 μm or less in order to suppress the curing shrinkage of the hard coat layer. Preferably, it is 8 μm or less.

また、ハードコート層を塗布した表面保護フィルムとは反対側の面のJIS B0601(1994)に規定する算術平均粗さ(Ra)を適切な範囲とすることで薄膜太陽電池モジュールの透過性を制御することができる。   Moreover, the transparency of the thin-film solar cell module is controlled by setting the arithmetic average roughness (Ra) defined in JIS B0601 (1994) on the opposite side of the surface protective film coated with the hard coat layer to an appropriate range. can do.

算術平均粗さ(Ra)が、0.01μm未満であると、十分にニュートンリングの発生を抑制できない。また、当該(Ra)が0.05μmを超えると、ギラツキが大きくなり視認性が低下してしまう。当該(Ra)は、0.01〜0.05μmであることが、ニュートンリングの発生及びギラツキをより抑制する点、透過性を高くする点から好ましい。算術平均粗さ(Ra)は、(株)小坂研究所製SE−3400を用いることにより求めることができる。   When the arithmetic average roughness (Ra) is less than 0.01 μm, the generation of Newton rings cannot be sufficiently suppressed. On the other hand, if the (Ra) exceeds 0.05 μm, the glare increases and the visibility decreases. The (Ra) is preferably 0.01 to 0.05 μm from the viewpoint of further suppressing the generation and glare of Newton rings and increasing the permeability. The arithmetic average roughness (Ra) can be obtained by using SE-3400 manufactured by Kosaka Laboratory Ltd.

ゲッター剤層は水分及び/又は酸素を吸収する層である。太陽電池素子の構成部品のなかには上述の通り、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、ゲッター剤層により太陽電池素子を覆うことにより、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ことが可能となる。   The getter agent layer is a layer that absorbs moisture and / or oxygen. Some components of the solar cell element are deteriorated by moisture as described above, and some are deteriorated by oxygen. Therefore, by covering the solar cell element with the getter agent layer, it is possible to protect the solar cell element and the like from moisture and / or oxygen and to maintain high power generation performance.

ここで、ゲッター剤層は上述のようなバリアフィルムとは異なり、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、バリアフィルム等で太陽電池素子を被覆した場合に、バリアフィルム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太陽電池素子への影響を排除できる。   Here, unlike the barrier film as described above, the getter agent layer does not prevent moisture permeation but absorbs moisture. When a solar cell element is covered with a barrier film or the like by using a layer that absorbs moisture, the getter layer captures moisture that slightly enters the space formed between the barrier films, and the solar cell element due to moisture Can be eliminated.

ゲッター剤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、ゲッター剤層が酸素を吸収することにより、バリアフィルム等で太陽電池素子を被覆した場合に、バリアフィルムで形成される空間に僅かに浸入する酸素をゲッター剤層が捕捉して酸素による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 agent 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 the numerical value, the higher the water absorption capacity, and the deterioration of the 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. In addition, when the solar cell element is covered with a barrier film or the like because the getter agent layer absorbs oxygen, the getter agent layer captures oxygen that slightly enters the space formed by the barrier film and the solar The influence on the battery element can be eliminated.

さらに、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、ゲッター剤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、ゲッター剤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モジュールの使用時にゲッター剤層が融解・劣化する可能性を低減できる。   Further, since the thin film solar cell module is often heated by receiving light, it is preferable that the getter agent layer also has heat resistance. From this viewpoint, the melting point of the constituent material of the getter agent 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 reduce the possibility that the getter agent layer melts and deteriorates when the thin film solar cell module is used.

ゲッター剤層の厚み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。厚み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 agent layer is not particularly limited, 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 or less, more preferably 150 μm or less. Increasing the thickness tends to increase mechanical strength, and decreasing the thickness tends to increase flexibility.

ゲッター剤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 agent 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 method of applying the solution by a spin coating method, an ink jet method, a dispenser method, or the like 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.

耐光層は有機系紫外線吸収剤を含有してなる層であり、紫外線をカットする機能を有する。有機系紫外線吸収剤として、例えば、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、トリアジン系、ベンゾオキサジノン系、サリシレート系、シアノアクリレート系、サルチレート系およびアクリロニトリル系の有機系紫外線吸収剤を用いることができる。これらの中でも、ベンソフェノン系、ベンゾトリアゾール系、ベンゾオキサジノン系の有機系紫外線吸収剤は、紫外線の吸収率が高く、波長制御が容易である点から、特に好ましく用いることができる。   The light-resistant layer is a layer containing an organic ultraviolet absorber and has a function of cutting ultraviolet rays. As the organic ultraviolet absorber, for example, benzophenone-based, benzotriazole-based, triazine-based, benzoxazinone-based, salicylate-based, cyanoacrylate-based, salicylate-based, and acrylonitrile-based organic ultraviolet absorbers can be used. Of these, benzosophenone-based, benzotriazole-based, and benzoxazinone-based organic ultraviolet absorbers can be particularly preferably used because they have a high ultraviolet absorptivity and easy wavelength control.

衝撃吸収層は、外部からの物理的な圧力を緩和する層であり、また、薄膜太陽電池モジュールを設置する際の粘着糊層としての役割を果たす層である。   The shock absorbing layer is a layer that relieves physical pressure from the outside, and is a layer that plays a role as an adhesive paste layer when installing the thin film solar cell module.

粘着層の厚さは特段の制限はないが、物理的な衝撃の緩和のために、10μm以上であることが好ましく、20μm以上であることがさらに好ましく、一方、太陽電池素子が多くの光を受光するために200μm以下であることが好ましく、150μm以下であることがさらに好ましい。   The thickness of the adhesive layer is not particularly limited, but is preferably 10 μm or more, more preferably 20 μm or more, for relaxation of physical impact, while the solar cell element emits a lot of light. In order to receive light, the thickness is preferably 200 μm or less, and more preferably 150 μm or less.

粘着層の形成材料は、特段の制限はないが、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。なかでも、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。   The material for forming the adhesive layer is not particularly limited, and examples thereof include acrylic adhesives, polyester adhesives, rubber adhesives, silicone adhesives, and polyurethane adhesives. Especially, an acrylic adhesive material is preferable from a viewpoint of a weather resistance and transparency.

なお、保護フィルムが上述のような層を含んで形成される場合、各層の水蒸気透過率は、保護フィルム8、9の水蒸気透過率が上述の範囲となるように、各層の水蒸気透過率を適宜調整すればよい。但し、上述の通り、保護フィルム8、9の水蒸気透過率は、バリアフィルム1、6の水蒸気透過率に依存する傾向があるために、主にバリアフィルム1、6の水蒸気透過率で保護フィルム8、9の水蒸気透過率を調整することが好ましい。なお、酸素透過率についても同様である。   In addition, when a protective film is formed including the above layers, the water vapor transmission rate of each layer is appropriately set so that the water vapor transmission rates of the protective films 8 and 9 are in the above range. Adjust it. However, since the water vapor transmission rate of the protective films 8 and 9 tends to depend on the water vapor transmission rate of the barrier films 1 and 6 as described above, the protective film 8 is mainly the water vapor transmission rate of the barrier films 1 and 6. , 9 is preferably adjusted. The same applies to the oxygen transmission rate.

<1−2.素子基板3>
素子基板3は太陽電池素子4を支持する支持部材である。なお、本発明において、素子基板3は、特段の制限はないが、バリア層1側を薄膜太陽電池モジュールの受光面とする場合、素子基板3の可視光線透過率は60%以上であることが好ましく、70%以上であることがさらに好ましく、80%以上であることが特に好ましい。
<1-2. Element substrate 3>
The element substrate 3 is a support member that supports the solar cell element 4. In the present invention, the element substrate 3 is not particularly limited, but when the barrier layer 1 side is the light receiving surface of the thin film solar cell module, the element substrate 3 has a visible light transmittance of 60% or more. Preferably, it is 70% or more, more preferably 80% or more.

素子基板3は特段の制限はなく、ガラス基板、樹脂基材、又は絶縁性が付与された金属基材等が挙げられる。なかでも、薄膜太陽電池モジュールの軽量化が可能となり、薄膜太陽電池モジュールの設置自由度を上げる観点から、素子基板は樹脂基材であることが好ましい。   The element substrate 3 is not particularly limited, and examples thereof include a glass substrate, a resin base material, or a metal base material provided with insulation. In particular, the element substrate is preferably a resin base material from the viewpoint of reducing the weight of the thin film solar cell module and increasing the degree of freedom of installation of the thin film solar cell module.

樹脂基材の材料としては、特段の制限はないが、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、フッ素樹脂フィルム、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、環状ポリオレフィン、セルロース、アセチルセルロース、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(メタ)アクリル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリアリレート、ポリノルボルネン等の有機材料などが挙げられる。これらのなかでも、太陽電池素子3の形成のし易さから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、ポリイミド、ポリ(メタ)アクリル樹脂が好ましく、特に、上述の通り、薄膜太陽電池モジュールの周辺領域を溶融する場合、素子基板4の材料は、ポリエチレンテレフタレート又はポリエチレンナフタレートを用いることが好ましい。   The resin base material is not particularly limited, but polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyethersulfone, polyimide, nylon, polystyrene, polyvinyl alcohol, ethylene vinyl alcohol copolymer, fluororesin film, polyvinyl chloride, Organic materials such as polyethylene, polypropylene, cyclic polyolefin, cellulose, acetylcellulose, polyvinylidene chloride, aramid, polyphenylene sulfide, polyurethane, polycarbonate, poly (meth) acrylic resin, phenol resin, epoxy resin, polyarylate, polynorbornene, etc. It is done. Among these, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyimide, and poly (meth) acrylic resin are preferable from the viewpoint of easy formation of the solar cell element 3, and in particular, as described above, the peripheral region of the thin film solar cell module is melted. In this case, the material of the element substrate 4 is preferably polyethylene terephthalate or polyethylene naphthalate.

素子基板3の厚さは特段の制限はないが、太陽電池素子を製造する際の張力や加熱に対する耐性を向上させるために、10μm以上であることが好ましく、20μm以上であることがさらに好ましく、30μm以上であることが特に好ましく、一方、フレキシブルな薄膜太陽電池モジュールとする場合、素子基板3の厚さが大きすぎると、薄膜太陽電池モジュールのフレキシブル性が低下するために500μm以下であることが好ましく、400μm以下であることがさらに好ましく、300μm以下であることが特に好ましい。   The thickness of the element substrate 3 is not particularly limited, but is preferably 10 μm or more, more preferably 20 μm or more, in order to improve the resistance to tension and heating when manufacturing a solar cell element, On the other hand, when it is set as a flexible thin film solar cell module, when the thickness of the element substrate 3 is too large, the flexibility of the thin film solar cell module is lowered, so that it is 500 μm or less. Preferably, it is 400 μm or less, and particularly preferably 300 μm or less.

<1−3.太陽電池素子4>
太陽電池素子4は、少なくとも、一対の電極と、該一対の電極間に活性層と、を有して形成される。また、活性層の電極間には、バッファ層を有していてもよい。
<1-3. Solar Cell Element 4>
The solar cell element 4 includes at least a pair of electrodes and an active layer between the pair of electrodes. Further, a buffer layer may be provided between the electrodes of the active layer.

なお、薄膜太陽電池モジュール内部に残存する酸素による太陽電池素子の劣化の問題は、上述の通り、活性層とバッファ層の少なくとも一層がフラーレン又はフラーレン誘導体を含有して形成される場合に特に顕著になりうる。従って、本発明は、活性層とバッファ層のうち少なくとも一層がフラーレン又はフラーレン誘導体を含有する場合により有効であり、活性層と電子取り出し層のうち少なくとも一層がフラーレン又はフラーレン誘導体を含有する場合に特に有効となりうる。   The problem of deterioration of the solar cell element due to oxygen remaining in the thin film solar cell module is particularly noticeable when at least one of the active layer and the buffer layer is formed containing a fullerene or a fullerene derivative as described above. Can be. Therefore, the present invention is more effective when at least one of the active layer and the buffer layer contains fullerene or a fullerene derivative, and particularly when at least one of the active layer and the electron extraction layer contains fullerene or a fullerene derivative. Can be effective.

<1−3−1.一対の電極>
一対の電極は、下部電極及び上部電極により構成され、一対の電極のうち一方の電極は活性層が光を吸収することにより発生する正孔を捕集する機能を有する電極(以下、アノードと称す)であり、他方の電極は、活性層が光を吸収することにより発生する電子を捕集する機能を有する電極である(以下、カソードと称す)。下部電極をアノードとする場合、上部電極をカソードとし、下部電極をカソードとする場合、上部電極をアノードとすることが好ましい。
<1-3-1. Pair of electrodes>
The pair of electrodes includes a lower electrode and an upper electrode, and one of the pair of electrodes is an electrode having a function of collecting holes generated by the active layer absorbing light (hereinafter referred to as an anode). The other electrode is an electrode having a function of collecting electrons generated when the active layer absorbs light (hereinafter referred to as a cathode). When the lower electrode is an anode, the upper electrode is preferably a cathode, and when the lower electrode is a cathode, the upper electrode is preferably an anode.

なお、一対の電極のうち、一方の電極は透明電極であれば、他方の電極は透明電極であってもよいし、非透明電極であってもよい。但し、薄膜太陽電池モジュールを透過型の薄膜太陽電池モジュール、所謂、シースルー型の薄膜太陽電池モジュールとする場合、一対の電極はともに透明電極であることが好ましい。なお、本発明において、透明電極とは、通常60%以上の可視光線透過率を有する電極を意味するが、変換効率を向上させるためには、透明電極の可視光線透過率は70%以上であることが好ましく、80%以上であることがさらに好ましい。一方、上限は特段限定されないが、通常90%以下である。なお、該電極の可視光線透過率は、上述の素子基板4の可視光線透過率の測定方法と同様の方法により測定することができる。   In addition, if one electrode is a transparent electrode among a pair of electrodes, the other electrode may be a transparent electrode or a non-transparent electrode. However, when the thin film solar cell module is a transmissive thin film solar cell module, that is, a so-called see-through thin film solar cell module, the pair of electrodes are preferably transparent electrodes. In the present invention, the transparent electrode usually means an electrode having a visible light transmittance of 60% or more. In order to improve the conversion efficiency, the transparent electrode has a visible light transmittance of 70% or more. Preferably, it is 80% or more. On the other hand, the upper limit is not particularly limited, but is usually 90% or less. The visible light transmittance of the electrode can be measured by a method similar to the method for measuring the visible light transmittance of the element substrate 4 described above.

透明電極は、単層の透明導電層で形成されていてもよいし、透明導電層及び金属層との積層により形成されていてもよく、例えば、透明導電層、金属薄層及び透明導電層が順次形成された積層構造であってもよい。   The transparent electrode may be formed of a single transparent conductive layer, or may be formed by laminating a transparent conductive layer and a metal layer. For example, the transparent conductive layer, the metal thin layer, and the transparent conductive layer may be A laminated structure formed sequentially may be used.

透明電極層に用いられる材料としては、特段の制限はないが、スズをドープしたインジウム酸化物(ITO)、亜鉛をドープしたインジウム酸化物(IZO)、タングステンをドープしたインジウム酸化物(IWO)、亜鉛とアルミニウムとの酸化物(AZO)、酸化インジウム(In23)等である。これらの中でも、スズをドープしたインジウム酸化物(ITO)、亜鉛をドープしたインジウム酸化物(IZO)、タングステンをドープしたインジウム酸化物(IWO)等の非晶質性酸化物を用いることが好ましい。 The material used for the transparent electrode layer is not particularly limited, but includes tin-doped indium oxide (ITO), zinc-doped indium oxide (IZO), tungsten-doped indium oxide (IWO), Examples thereof include oxides of zinc and aluminum (AZO), indium oxide (In 2 O 3 ), and the like. Among these, it is preferable to use amorphous oxides such as tin-doped indium oxide (ITO), zinc-doped indium oxide (IZO), and tungsten-doped indium oxide (IWO).

透明電極を、透明導電層及び金属層の積層構造とする場合、金属層の材料は、特段の制限はなく、例えば、金、白金、銀、アルミニウム、ニッケル、チタン、マグネシウム、カルシウム、バリウム、ナトリウム、クロム、銅、コバルトの等の金属又はその合金が挙げられる。これらのなかでも、金属層を形成する材料は、高い電気伝導性を示すとともに、薄膜における可視光線透過率の高い銀又は銀の合金であることが好ましい。なお、銀の合金としては、硫化又は塩素化の影響を受けにくく薄膜としての安定性を向上させるために、銀と金の合金、銀と銅の合金、銀とパラジウムの合金、銀と銅とパラジウムの合金、銀と白金の合金等が挙げられる。   When the transparent electrode has a laminated structure of a transparent conductive layer and a metal layer, the material of the metal layer is not particularly limited. For example, gold, platinum, silver, aluminum, nickel, titanium, magnesium, calcium, barium, sodium , Chromium, copper, cobalt and the like, or alloys thereof. Among these, it is preferable that the material forming the metal layer is silver or a silver alloy having high electric conductivity and high visible light transmittance in the thin film. In addition, as an alloy of silver, in order to improve the stability as a thin film which is not easily affected by sulfidation or chlorination, an alloy of silver and gold, an alloy of silver and copper, an alloy of silver and palladium, an alloy of silver and copper An alloy of palladium, an alloy of silver and platinum, and the like can be given.

金属層の膜厚は、透明電極として70%以上の可視光線透過率を維持できる限りにおいて、特段の制限はなく、1nm以上であることが好ましく、5nm以上であることがより好ましく、一方、15nm以下であることが好ましく、10nm以下であることがより好ましい。この理由は、金属層が薄すぎると、高い導電性を得ることが困難となる場合があり、また、金属層が厚すぎると光透過率が低下して有機太陽電池素子に入射する光量が低下してしまい、変換効率が低下してしまうためである。   The thickness of the metal layer is not particularly limited as long as the transparent electrode can maintain a visible light transmittance of 70% or more, preferably 1 nm or more, more preferably 5 nm or more, while 15 nm. Or less, more preferably 10 nm or less. The reason for this is that if the metal layer is too thin, it may be difficult to obtain high conductivity. If the metal layer is too thick, the light transmittance is reduced and the amount of light incident on the organic solar cell element is reduced. This is because the conversion efficiency decreases.

非透明電極を用いる場合、特段の制限はないが、例えば、上述したような金属層を厚膜化して形成することにより、非透明電極を形成することができる。   When the non-transparent electrode is used, there is no particular limitation. For example, the non-transparent electrode can be formed by forming the metal layer as described above with a thick film.

下部電極及び上部電極のそれぞれの厚さは、特段の制限はなく、光学特性及び電気特性を考慮して任意で選択すればよい。なかでも、シート抵抗を抑えるために、下部電極及び上部電極のそれぞれの厚さは、10nm以上であることが好ましく、20nm以上であることがより好ましく、50nm以上であることがさらに好ましく、一方、高い透過率を維持するために、10μm以下であることが好ましく、1μm以下であることがより好ましく、500nm以下であることがさらに好ましい。   The thicknesses of the lower electrode and the upper electrode are not particularly limited and may be arbitrarily selected in consideration of optical characteristics and electrical characteristics. Among them, in order to suppress the sheet resistance, the thickness of each of the lower electrode and the upper electrode is preferably 10 nm or more, more preferably 20 nm or more, further preferably 50 nm or more, In order to maintain a high transmittance, the thickness is preferably 10 μm or less, more preferably 1 μm or less, and even more preferably 500 nm or less.

下部電極をアノードとし、上部電極をカソードとする場合、下部電極は上部電極よりも仕事関数の大きい材料を使用することが好ましい。一方、下部電極をカソードとして、上部電極をアノードとする場合、下部電極は上部電極よりも仕事関数の小さい材料により形成することが好ましい。なお、有機太陽電池素子に、後述するような下部バッファ層及び/又は上部バッファ層を設けて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を有する材料により形成することもできる。   When the lower electrode is an anode and the upper electrode is a cathode, it is preferable to use a material having a work function larger than that of the upper electrode. On the other hand, when the lower electrode is a cathode and the upper electrode is an anode, the lower electrode is preferably formed of a material having a work function smaller than that of the upper electrode. In addition, by providing the organic solar cell element with a lower buffer layer and / or an upper buffer layer, which will be described later, and adjusting the work function, the lower electrode and the upper electrode can be formed of a material having the same work function. .

下部電極及び上部電極の形成方法は、特段の制限はなく、使用する材料に合わせて公知の方法により形成することができる。例えば、蒸着法、スパッタ法等の真空成膜方法、又はナノ粒子や前駆体を含有するインクを塗布して成膜する湿式成膜法等が挙げられる。   The formation method of the lower electrode and the upper electrode is not particularly limited, and can be formed by a known method according to the material to be used. For example, a vacuum film forming method such as an evaporation method or a sputtering method, or a wet film forming method in which an ink containing nanoparticles or a precursor is applied to form a film.

<1−3−2.活性層>
活性層の形成材料は特段の制限はないが、本発明は、特に、水や酸素に対して劣化しやすい有機半導体化合物又はペロブスカイト半導体化合物を含有する活性層の場合に特に有効な発明である。
<1-3-2. Active layer>
The material for forming the active layer is not particularly limited, but the present invention is particularly effective in the case of an active layer containing an organic semiconductor compound or a perovskite semiconductor compound that easily deteriorates with respect to water or oxygen.

活性層の構成としては、特段の制限はないが、p型の有機半導体化合物を含有する層とn型の半導体化合物を含有する層とが積層された薄膜積層型、p型の有機半導体化合物とn型の半導体化合物が混合した層(混合層)であるバルクヘテロ型接合型、又はペロブスカイト半導体化合物を含有する層が挙げられる。なお、バルクヘテロ接合型の活性層又はペロブスカイト半導体化合物を含有する活性層は、他にp型の半導体化合物を含有する層及び/又はn型の半導体化合物を含有する層がさらに積層された構造であってもよい。   The structure of the active layer is not particularly limited, but is a thin film stack type in which a layer containing a p-type organic semiconductor compound and a layer containing an n-type semiconductor compound are stacked, and a p-type organic semiconductor compound Examples thereof include a bulk hetero-junction type which is a layer (mixed layer) in which n-type semiconductor compounds are mixed, or a layer containing a perovskite semiconductor compound. Note that the bulk heterojunction type active layer or the active layer containing the perovskite semiconductor compound has a structure in which a layer containing a p-type semiconductor compound and / or a layer containing an n-type semiconductor compound is further laminated. May be.

p型の有機半導体化合物は、特段の制限はなく、p型の低分子有機半導体化合物、p型の有機半導体オリゴマー、及びp型の有機半導体ポリマーが挙げられる。   The p-type organic semiconductor compound is not particularly limited, and examples thereof include a p-type low-molecular organic semiconductor compound, a p-type organic semiconductor oligomer, and a p-type organic semiconductor polymer.

p型の低分子有機半導体化合物は、特段の制限はないが、テトラベンゾポルフィリン、テトラベンゾ銅ポルフィリン、テトラベンゾ亜鉛ポルフィリン等のポルフィリン化合物;フタロシアニン、銅フタロシアニン、亜鉛フタロシアニン等のフタロシアニン化合物;ナフタロシアニン化合物;テトラセンやペンタセンのポリアセン等が挙げられる。   The p-type low-molecular organic semiconductor compound is not particularly limited, but a porphyrin compound such as tetrabenzoporphyrin, tetrabenzocopper porphyrin, tetrabenzozinc porphyrin; phthalocyanine compound such as phthalocyanine, copper phthalocyanine, zinc phthalocyanine; naphthalocyanine compound; tetracene And pentacene polyacene.

p型の有機半導体オリゴマーは特段の制限はないが、セキシチオフェン等のオリゴチオフェン又はこれら化合物を骨格として含む誘導体等が挙げられる。   The p-type organic semiconductor oligomer is not particularly limited, and examples thereof include oligothiophenes such as sexithiophene or derivatives containing these compounds as a skeleton.

p型の有機半導体ポリマーは、特段の制限はない。例えば、ポリ(3−アルキルチオフェン)などを含むポリチオフェン、ポリフルオレン、ポリフェニレンビニレン、ポリトリアリルアミン、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、チオフェン環又はチオフェン縮合環を含むポリマー等が挙げられる。より具体的には、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号公報等に記載されるような公知のp型半導体ポリマーが挙げられる。   The p-type organic semiconductor polymer is not particularly limited. Examples thereof include polythiophene containing poly (3-alkylthiophene) and the like, polyfluorene, polyphenylene vinylene, polytriallylamine, polyacetylene, polyaniline, polypyrrole, a polymer containing a thiophene ring or a thiophene condensed ring. More specifically, known p-type semiconductor polymers such as those described in International Publication No. 2011/016430, International Publication No. 2013/180243, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-191194, and the like can be mentioned.

n型半導体化合物としては、特段の制限はないが、例えば、フラーレン;フラーレン誘導体;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、n型ポリマー(n型高分子半導体材料)等が挙げられる。これらのなかでも、フラーレン又はフラーレン誘導体が特に好ましい。フラーレン誘導体としては、特段の制限はないが、メタノフラーレン誘導体、プラトー・フラーレン誘導体、ディールス・アルダー・フラーレン誘導体、ジアゾリン・フラーレン誘導体、ビンゲル・フラーレン誘導体、ケトラクタム・フラーレン誘導体、およびアザフレロイド・フラーレン誘導体が挙げられる。これらの具体的な構造は、例えば、国際公開第2011/016430号、日本国特開2012−191194号公報又は日本国特開2011−504168号公報等の公知文献に記載のものが挙げられる。なお、2種以上のフラーレン誘導体を用いてもよい。なかでも、フラーレン誘導体は、[6,6]−フェニル−C61−酪酸メチルエステル([60]PCBM)、[6,6]−フェニル−C71−酪酸メチルエステル([70]PCBM)、又はこれらの混合物であることが好ましい。 The n-type semiconductor compound is not particularly limited. For example, a fullerene; a fullerene derivative; a quinolinol derivative metal complex represented by 8-hydroxyquinoline aluminum; a condensed ring such as naphthalenetetracarboxylic acid diimide or perylenetetracarboxylic acid diimide Tetracarboxylic acid diimides; perylene diimide derivatives, terpyridine metal complexes, tropolone metal complexes, flavonol metal complexes, perinone derivatives, benzimidazole derivatives, benzoxazole derivatives, thiazole derivatives, benzthiazole derivatives, benzothiadiazole derivatives, oxadiazole derivatives, thiadiazoles Derivatives, triazole derivatives, aldazine derivatives, bisstyryl derivatives, pyrazine derivatives, phenanthroline derivatives, quinoxaline derivatives, benzoquino Derivatives, bipyridine derivatives, borane derivatives; total fluorides of condensed polycyclic aromatic hydrocarbons such as anthracene, pyrene, naphthacene or pentacene; single-walled carbon nanotubes, n-type polymers (n-type polymer semiconductor materials), etc. . Among these, fullerene or fullerene derivatives are particularly preferable. The fullerene derivatives are not particularly limited, but include methanofullerene derivatives, plateau fullerene derivatives, Diels Alder fullerene derivatives, diazoline fullerene derivatives, bingel fullerene derivatives, ketolactam fullerene derivatives, and azafulleroid fullerene derivatives. It is done. Specific examples of these structures include those described in publicly known documents such as International Publication No. 2011-016430, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-191194, or Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-504168. Two or more fullerene derivatives may be used. Among them, fullerene derivatives are [6,6] -phenyl-C 61 -butyric acid methyl ester ([60] PCBM), [6,6] -phenyl-C 71 -butyric acid methyl ester ([70] PCBM), or A mixture thereof is preferred.

ペロブスカイト半導体化合物は、特段の制限はないが、下記式(1)で表わされる化合物であることが好ましい。   The perovskite semiconductor compound is not particularly limited, but is preferably a compound represented by the following formula (1).

nMX(n+2) ・・・(1) An MX (n + 2) (1)

式(1)中、nは1又は2の整数を表わす。   In formula (1), n represents an integer of 1 or 2.

式(1)中、Aは1価の有機分子を表す。   In formula (1), A represents a monovalent organic molecule.

1価の有機分子は特段の制限はないが、例えば、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、ジメチルアミン、ジメチルアミン、ジプロピルアミンジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、トリヘキシルアミン、エチルメチルアミン、メチルプロピルアミン、ブチルメチルアミン、メチルペンチルアミン、ヘキシルメチルアミン、エチルプロピルアミン、エチルブチルアミン、イミダゾール、アゾール、ピロール、アジリジン、アジリン、アゼチジン、アゼト、アゾール、イミダゾリン、カルバゾール及びこれらのイオン(例えば、メチルアンモニウム(CH3NH3)等)やフェネチルアンモニウム等が挙げられる。なかでも、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン及びこれらのイオンやフェネチルアンモニウムが好ましく、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン及びこれらのイオンがより好ましい。 The monovalent organic molecule is not particularly limited, but for example, methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, pentylamine, hexylamine, dimethylamine, dimethylamine, dipropylaminedibutylamine, dipentylamine, dihexylamine, trimethylamine , Triethylamine, tripropylamine, tributylamine, tripentylamine, trihexylamine, ethylmethylamine, methylpropylamine, butylmethylamine, methylpentylamine, hexylmethylamine, ethylpropylamine, ethylbutylamine, imidazole, azole, pyrrole , Aziridine, azirine, azetidine, azeto, azole, imidazoline, carbazole and their ions (eg, methylammonium (CH 3 NH 3 ) etc.) and phenethylammonium. Of these, methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, pentylamine, hexylamine and their ions and phenethylammonium are preferred, and methylamine, ethylamine, propylamine and these ions are more preferred.

式(1)中、Mは2価の金属原子を表す。2価の金属原子は特段の制限はないが、鉛、スズ、亜鉛、チタン、アンチモン、ビスマス、ニッケル、鉄、コバルト、銀、銅、ガリウム、ゲルマニウム、マグネシウム、カルシウム、インジウム、アルミニウム、マンガン、クロム、モリブデン、ユーロピウム等が挙げられる。これらの元素は単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。   In formula (1), M represents a divalent metal atom. Divalent metal atoms are not particularly limited, but lead, tin, zinc, titanium, antimony, bismuth, nickel, iron, cobalt, silver, copper, gallium, germanium, magnesium, calcium, indium, aluminum, manganese, chromium , Molybdenum, europium, and the like. These elements may be used independently and 2 or more types may be used together.

式(1)中、Xはハロゲン原子又はカルコゲン原子を表す。ハロゲン原子は、特段の制限はないが、例えば、塩素、臭素、ヨウ素、硫黄が挙げられる。また、カルコゲン原子は特段の制限はないが、セレンが挙げられる。これらは単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。   In formula (1), X represents a halogen atom or a chalcogen atom. The halogen atom is not particularly limited, and examples thereof include chlorine, bromine, iodine, and sulfur. The chalcogen atom is not particularly limited, but selenium can be mentioned. These may be used independently and 2 or more types may be used together.

なお、ペロブスカイト半導体化合物の具体例としては、例えば、国際公開第2014/045021号、日本国特開2014−49596号公報、日本国特開2016−82003号公報等に記載のペロブスカイト半導体化合物が挙げられる。   Specific examples of the perovskite semiconductor compound include perovskite semiconductor compounds described in, for example, International Publication No. 2014/045021, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-49596, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-82003, and the like. .

また、活性層がペロブスカイト半導体化合物により形成されている場合、当該化合物を含む層の下に、TiO2、Al23等の多孔質膜が形成されていてもよい。 Further, when the active layer is formed of a perovskite semiconductor compound, a porous film such as TiO 2 or Al 2 O 3 may be formed under the layer containing the compound.

活性層の膜厚は、特段の制限はないが、通常50nm以上、好ましくは100nm以上であり、一方、通常1000nm以下、好ましくは500nm以下である。活性層の膜厚が50nm以上であることは、膜の均一性が保たれ、短絡を起こしにくくなるため、好ましい。また、活性層の厚さが1000nm以下であることは、内部抵抗が小さくなる点、及び電極間が離れすぎず電荷の拡散が良好となる点で、好ましい。   The film thickness of the active layer is not particularly limited, but is usually 50 nm or more, preferably 100 nm or more, and is usually 1000 nm or less, preferably 500 nm or less. It is preferable that the thickness of the active layer is 50 nm or more because the uniformity of the film is maintained and short-circuiting is less likely to occur. Moreover, it is preferable that the thickness of the active layer is 1000 nm or less from the viewpoint that the internal resistance is small and that the diffusion of charges is good without being too far apart from each other.

活性層の形成方法は、特段の制限はく、使用する材料を考慮して、公知の方法により形成することができる。具体的には、蒸着法、スパッタ法等の真空成膜法又は該活性層を形成する化合物又はその前駆体化合物と、溶媒を含有するインクを用いた湿式成膜法により形成することができる。   The method for forming the active layer is not particularly limited, and can be formed by a known method in consideration of the material to be used. Specifically, it can be formed by a vacuum film-forming method such as an evaporation method or a sputtering method, or a wet film-forming method using a compound that forms the active layer or a precursor compound thereof, and an ink containing a solvent.

湿式成膜法としては、特段の制限はなく、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。   As a wet film forming method, there is no particular limitation, 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, pipe doctor method, Examples of the method include impregnation / coating and curtain coating.

溶媒は、特段の制限はないが、例えば、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン、ノナン、テトラリン若しくはデカン等の脂肪族炭化水素類;トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン、クロロベンゼン若しくはオルトジクロロベンゼン等の芳香族炭化水素類;シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、テトラリン若しくはデカリン等の脂環式炭化水素類;メタノール、エタノール若しくはプロパノール等の低級アルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン若しくはシクロヘキサノン等の脂肪族ケトン類;アセトフェノン若しくはプロピオフェノン等の芳香族ケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル若しくは乳酸メチル等のエステル類;クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン、トリクロロエタン若しくはトリクロロエチレン等のハロゲン炭化水素類;エチルエーテル、テトラヒドロフラン若しくはジオキサン等のエーテル類;又は、ジメチルホルムアミド若しくはジメチルアセトアミド等のアミド類等が挙げられる。なお、溶媒は1種の溶媒を単独で用いてもよいし、任意の2種以上の溶媒を任意の比率で併用してもよい。   The solvent is not particularly limited, but for example, aliphatic hydrocarbons such as hexane, heptane, octane, isooctane, nonane, tetralin or decane; aroma such as toluene, xylene, mesitylene, cyclohexylbenzene, chlorobenzene or orthodichlorobenzene Aromatic hydrocarbons such as cyclopentane, cyclohexane, methylcyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, tetralin or decalin; lower alcohols such as methanol, ethanol or propanol; acetone, methyl ethyl ketone, cyclopentanone or Aliphatic ketones such as cyclohexanone; aromatic ketones such as acetophenone or propiophenone; esters such as ethyl acetate, butyl acetate or methyl lactate; Arm, methylene chloride, dichloroethane, halogenated hydrocarbons such as trichloroethane or trichlorethylene; ethers such as ethyl ether and tetrahydrofuran or dioxane; or an amide such as dimethylformamide or dimethylacetamide, and the like. In addition, a solvent may use 1 type of solvent independently, and may use arbitrary 2 or more types of solvents together by arbitrary ratios.

活性層をp型の有機半導体化合物を含む層とn型の半導体化合物とを含む層の薄膜積層型とする場合、特段の制限はないが、上述のような方法により各層を成膜することにより形成すればよい。また、活性層をバルクヘテロ接合型とする場合、特段の制限はないが、p型の有機半導体化合物と、n型の半導体化合物と、溶媒とを含むインクを作製しておき、該インクを用いて湿式成膜法により形成することが好ましい。   When the active layer is a thin film laminated type of a layer containing a p-type organic semiconductor compound and a layer containing an n-type semiconductor compound, there is no particular limitation, but by forming each layer by the method described above What is necessary is just to form. When the active layer is a bulk heterojunction type, there is no particular limitation, but an ink containing a p-type organic semiconductor compound, an n-type semiconductor compound, and a solvent is prepared, and the ink is used. It is preferably formed by a wet film formation method.

また、活性層をペロブスカイト半導体化合物により形成する場合、活性層の形成方法は特段の制限はないが、国際公開第2014/045021号、日本国特開2014−49596号公報、日本国特開2016−82003号公報等に記載されるように前駆体となる塗布液を塗布することにより、該活性層を形成することができる。   In addition, when the active layer is formed of a perovskite semiconductor compound, the method for forming the active layer is not particularly limited, but International Publication No. 2014/045021, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-49596, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-2006. The active layer can be formed by applying a coating solution as a precursor as described in Japanese Patent No. 82003.

<1−3−3.バッファ層>
バッファ層とは、活性層からカソードへの電子取り出し効率を向上させる電子取り出し層又は活性層からアノードへの正孔取り出し効率を向上させる正孔取り出し層に分類される。下部電極をアノードとし、上部電極をカソードとする場合、下部バッファ層を正孔取り出し層とし、上部バッファ層を電子取り出し層とすればよい。一方、下部電極をカソードとし、上部電極をアノードとする場合、下部バッファ層を電子取り出し層とし、上部バッファ層を正孔取り出し層とすればよい。
<1-3-3. Buffer layer>
The buffer layer is classified into an electron extraction layer that improves the efficiency of extracting electrons from the active layer to the cathode or a hole extraction layer that improves the efficiency of extracting holes from the active layer to the anode. When the lower electrode is an anode and the upper electrode is a cathode, the lower buffer layer may be a hole extraction layer and the upper buffer layer may be an electron extraction layer. On the other hand, when the lower electrode is a cathode and the upper electrode is an anode, the lower buffer layer may be an electron extraction layer and the upper buffer layer may be a hole extraction layer.

電子取り出し層の材料は、活性層からカソードへの電子取り出し効率を向上させることができる材料であれば特段の制限はなく、無機化合物又は有機化合物が挙げられる。   The material of the electron extraction layer is not particularly limited as long as it can improve the efficiency of electron extraction from the active layer to the cathode, and includes an inorganic compound or an organic compound.

無機化合物の例としては、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、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 inorganic compounds 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 a material is unknown, it is conceivable 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 solar cell element.

有機化合物の例としては、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 compounds include phosphine compounds having a double bond between a phosphorus atom and a group 16 element such as triarylphosphine oxide compounds; substituents such as bathocuproin (BCP) or bathophenanthrene (Bphen) A phenanthrene compound in which the 1-position and the 10-position may be substituted with heteroatoms; a boron compound such as triarylboron; an organic such as (8-hydroxyquinolinato) aluminum (Alq 3 ) Metal 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 anhydride Product (PTCDA), such as dicarboxylic acid anhydride Aromatic compounds having a slip dicarboxylic acid structure.

また、電子取り出し層として、フラーレン又はフラーレン誘導体を用いることもできる。特に、ペロブスカイト半導体化合物を使用する際には、電子取り出し層として、フラーレン又はフラーレン誘導体を用いることが好ましい。フラーレン誘導体としては、特段の制限はないが、メタノフラーレン誘導体、プラトー・フラーレン誘導体、ディールス・アルダー・フラーレン誘導体、ジアゾリン・フラーレン誘導体、ビンゲル・フラーレン誘導体、ケトラクタム・フラーレン誘導体、およびアザフレロイド・フラーレン誘導体が挙げられる。これらの具体的な構造は、例えば、国際公開第2011/016430号、日本国特開2012−191194号公報又は日本国特開2011−504168号公報等の公知文献に記載のものが挙げられる。なお、2種以上のフラーレン誘導体を用いてもよい。なかでも、フラーレン誘導体は、[6,6]−フェニル−C61−酪酸メチルエステル([60]PCBM)、[6,6]−フェニル−C71−酪酸メチルエステル([70]PCBM)、又はこれらの混合物であることが好ましい。 Moreover, fullerene or a fullerene derivative can also be used as an electron extraction layer. In particular, when a perovskite semiconductor compound is used, it is preferable to use fullerene or a fullerene derivative as the electron extraction layer. The fullerene derivatives are not particularly limited, but include methanofullerene derivatives, plateau fullerene derivatives, Diels Alder fullerene derivatives, diazoline fullerene derivatives, bingel fullerene derivatives, ketolactam fullerene derivatives, and azafulleroid fullerene derivatives. It is done. Specific examples of these structures include those described in publicly known documents such as International Publication No. 2011-016430, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-191194, or Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-504168. Two or more fullerene derivatives may be used. Among them, fullerene derivatives are [6,6] -phenyl-C 61 -butyric acid methyl ester ([60] PCBM), [6,6] -phenyl-C 71 -butyric acid methyl ester ([70] PCBM), or A mixture thereof is preferred.

正孔取り出し層の材料としては、活性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、特段の制限はないが、例えば、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等の導電性化合物;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半導体、ナフィオン、後述のp型半導体等の半導体化合物;が挙げられる。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。   The material of the hole extraction layer is not particularly limited as long as it can improve the efficiency of extracting holes from the active layer to the anode. For example, polythiophene, polypyrrole, polyacetylene, triphenylenediamine, or Conductive compounds such as polyaniline doped with sulfonic acid and / or iodine, polythiophene derivatives having a sulfonyl group as a substituent, conductive compounds such as conductive organic compounds such as arylamine; copper oxide, nickel oxide, oxidized Examples thereof include metal oxide semiconductors such as manganese, molybdenum oxide, vanadium oxide and tungsten oxide, and semiconductor compounds such as Nafion and p-type semiconductors described later. Preferred is a conductive polymer doped with sulfonic acid, and more preferred is (3,4-ethylenedioxythiophene) poly (styrene sulfonic acid) (PEDOT: PSS) in which a polythiophene derivative is doped with polystyrene sulfonic acid. .

バッファ層の膜厚は特段の制限はないが、バッファ層材料として半導体化合物を用いる場合、電子又は正孔取り出し効率を向上させるために、10nm以上であることが好ましく、30nm以上であることがさらに好ましく、50nm以上であることが特に好ましく、一方、有機太陽電池素子の内部抵抗を低く保ち、有機太陽電池素子の変換効率を向上させるために、300nm以下であることが好ましく、200nm以下であることがさらに好ましく、100nm以下であることが特に好ましい。一方、バッファ層材料として導電性化合物を用いる場合、電子又は正孔取り出し効率を向上させるために、10nm以上であることが好ましく、50nm以上であることがさらに好ましく、100nm以上であることが特に好ましく、一方、有機太陽電池素子の内部抵抗を低く保ち、有機太陽電池素子の変換効率を向上させるために1000nm以下であることが好ましく、700nm以下であることがさらに好ましく、500nm以下であることが特に好ましい。   The thickness of the buffer layer is not particularly limited, but when a semiconductor compound is used as the buffer layer material, it is preferably 10 nm or more and more preferably 30 nm or more in order to improve electron or hole extraction efficiency. Preferably, it is particularly preferably 50 nm or more. On the other hand, in order to keep the internal resistance of the organic solar cell element low and improve the conversion efficiency of the organic solar cell element, it is preferably 300 nm or less, and 200 nm or less. Is more preferable, and 100 nm or less is particularly preferable. On the other hand, when a conductive compound is used as the buffer layer material, it is preferably 10 nm or more, more preferably 50 nm or more, and particularly preferably 100 nm or more in order to improve electron or hole extraction efficiency. On the other hand, in order to keep the internal resistance of the organic solar cell element low and improve the conversion efficiency of the organic solar cell element, it is preferably 1000 nm or less, more preferably 700 nm or less, and particularly preferably 500 nm or less. preferable.

電子取り出し層及び正孔取り出し層の形成方法は特段の制限は無く、使用する材料に合わせて公知の方法により形成することができる。例えば、昇華性を有する材料を用いる場合は蒸着法、スパッタ法等の真空蒸着法により形成することができる。また、溶媒に可溶な材料を用いる場合は、スピンコートやインクジェット等の湿式塗布法等により形成することができる。また、半導体材料を用いる場合は、活性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。
<1−4.集電線7>
集電線7は、太陽電池素子で発生した電気を外部に取り出すために配線である。具体的には、太陽電池素子4の上部電極及び/又は下部電極に接続することで、太陽電池素子において発電した電気を取り出すことができる。
The formation method of the electron extraction layer and the hole extraction layer is not particularly limited, and can be formed by a known method according to the material to be used. For example, when a material having sublimation property is used, it can be formed by a vacuum evaporation method such as an evaporation method or a sputtering method. Further, when a material soluble in a solvent is used, it can be formed by a wet coating method such as spin coating or ink jet. Moreover, when using a semiconductor material, you may convert a precursor into a semiconductor compound, after forming a layer using a precursor like the low molecular organic-semiconductor compound of an active layer.
<1-4. Current collector 7>
The current collector 7 is a wiring for taking out electricity generated by the solar cell element to the outside. Specifically, electricity generated in the solar cell element can be taken out by connecting to the upper electrode and / or the lower electrode of the solar cell element 4.

集電線の材料としては、金属や合金などが挙げられ、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く、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、例えば、平角線、箔、平板、ワイヤ状等が挙げられるが、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。また、集電線を電気取出端子として使用することができるため、平板状であることがより好ましい。   Examples of the material for the current collecting wire include metals and alloys. Among them, copper, aluminum, silver, gold, nickel and the like having low resistivity are preferably used, and 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. Examples of the shape of the current collecting wire include a flat wire, a foil, a flat plate, and a wire shape. For reasons such as securing a bonding area, it is preferable to use a flat wire, a foil, or a flat plate. Moreover, since a current collection line can be used as an electrical extraction terminal, it is more preferable that it is flat form.

なお、本明細書において「箔」は厚みが100μm未満のものをいい、「板」は厚みが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を圧延して、断面の形状を四角形にしたものをいう。   In the present specification, “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. The term “flat wire” refers to a wire having a circular cross section and having a quadrangular cross section.

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、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500μm以下、特に好ましくは300μm以下である。集電線の厚さが上記下限以上であることで、集電線の抵抗値の上昇を抑制し、発電した電力を効率よく外部に取り出すことができる。また、上記上限以下であることで、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、薄膜太陽電池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 electrical conductivity, but preferably has a lower 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 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 500 micrometers or less, Most preferably, it is 300 micrometers or less. When the thickness of the current collection line is equal to or more than the above lower limit, an increase in the resistance value of the current collection line can be suppressed, and the generated power can be efficiently taken out to the outside. In addition, when the amount is not more than the above upper limit, the weight of the thin film solar cell module increases and the flexibility decreases, the surface of the thin film solar cell module is likely to be uneven, and the production cost increases. May occur.

集電線の幅は、通用0.5mm以上、好ましくは1mm以上、より好ましくは2mm以上であり、通常50mm以下、好ましくは20mm以下、より好ましくは10mm以下である。集電線の幅が上記下限以上であることで、集電線の抵抗値の上昇を抑制し、発電した電力を効率よく取り出すことができる。また、集電線の機械強度を維持し、破断等を抑制することができる。上記上限以下であることで、モジュール全体における開口率を維持し、モジュールの発電量の低下を抑制することができる。   The width | variety of a current collection line is 0.5 mm or more in general, Preferably it is 1 mm or more, More preferably, it is 2 mm or more, and is 50 mm or less normally, Preferably it is 20 mm or less, More preferably, it is 10 mm or less. By making the width | variety of a current collection line more than the said minimum, the raise of the resistance value of a current collection line can be suppressed and the generated electric power can be taken out efficiently. Moreover, the mechanical strength of the current collector can be maintained, and breakage and the like can be suppressed. By being below the upper limit, the aperture ratio of the entire module can be maintained, and a decrease in the amount of power generated by the module can be suppressed.

なお、集電線を太陽電池素子の電極と接続する方法は特段の制限はなく、公知の方法により接続させればよい。例えば、導電性接着剤、導電性テープ、はんだ等により接続することができ、なかでも導電性接着剤により接続させることが好ましい。導電性接着剤としては、公知のものを使用することができ、例えば、熱可塑性、熱硬化性等の導電性接着剤を使用することができる。   In addition, there is no special restriction | limiting in the method of connecting a collector wire with the electrode of a solar cell element, What is necessary is just to connect by a well-known method. For example, it can be connected with a conductive adhesive, a conductive tape, solder, etc., and it is preferable to connect with a conductive adhesive. A well-known thing can be used as a conductive adhesive, For example, conductive adhesives, such as thermoplasticity and thermosetting, can be used.

なお、薄膜太陽電池モジュールは図2の構成に限定されず、薄膜太陽電池モジュールとして機能する限りにおいて、その構成に特段の制限はない。例えば、保護フィルム8及び保護フィルム9の構成は同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、バリア層1及び封止層2から構成される保護フィルム8を設けない構成であってもよい。このような構成の場合、素子基板3にバリア材層に該当する無機層を積層させてバリア性能を高めることが好ましい。なお、無機層は特段の制限はないが、上述の<1−1−1.バリア層(1、6)>の項目において挙げた無機層を用いることができる。この場合、保護フィルム9の40℃、90%RH環境下における水蒸気透過率が1×10-4g/m2/day以上、1×10-3g/m2/day以下であることが好ましい。 In addition, a thin film solar cell module is not limited to the structure of FIG. 2, As long as it functions as a thin film solar cell module, there is no special restriction | limiting in the structure. For example, the structures of the protective film 8 and the protective film 9 may be the same or different. Moreover, the structure which does not provide the protective film 8 comprised from the barrier layer 1 and the sealing layer 2 may be sufficient. In the case of such a configuration, it is preferable to increase the barrier performance by laminating an inorganic layer corresponding to the barrier material layer on the element substrate 3. The inorganic layer is not particularly limited, but the above <1-1-1. The inorganic layer mentioned in the item of barrier layer (1, 6)> can be used. In this case, it is preferable that the water vapor permeability of the protective film 9 in an environment of 40 ° C. and 90% RH is 1 × 10 −4 g / m 2 / day or more and 1 × 10 −3 g / m 2 / day or less. .

<2.薄膜太陽電池モジュールの製造方法>
本実施態様に係る薄膜太陽電池モジュールの製造方法は、特段の制限はなく、上記構成が得られる限り、任意の方法で形成することができる。例えば、素子基板3上に太陽電池素子4を形成する工程、及び太陽電池素子4が形成された素子基板3を封止する封止工程により薄膜太陽電池モジュールを製造することができる。
<2. Manufacturing method of thin film solar cell module>
The manufacturing method of the thin film solar cell module according to the present embodiment is not particularly limited, and can be formed by any method as long as the above configuration is obtained. For example, a thin film solar cell module can be manufactured by the process of forming the solar cell element 4 on the element substrate 3 and the sealing process of sealing the element substrate 3 on which the solar cell element 4 is formed.

<2−1.素子基板3上に太陽電池素子4を形成する工程>
素子基板3上に太陽電池素子4を形成する方法は特段の制限はない、上述の<1−3.太陽電池素子4>で説明したように、太陽電池素子3を構成する各層を順次積層させて形成することができる。
<2-1. Step of forming solar cell element 4 on element substrate 3>
The method for forming the solar cell element 4 on the element substrate 3 is not particularly limited. As described in the solar cell element 4>, the layers constituting the solar cell element 3 can be formed by being sequentially laminated.

太陽電池素子4を構成する各層は、枚葉式で形成してもよいし、ロール・ツー・ロール方式で形成してもよい。但し、生産性を向上させるためには、ロール・ツー・ロール方式により各層又は少なくとも一部の層を形成することが好ましい。   Each layer constituting the solar cell element 4 may be formed by a single-wafer type or a roll-to-roll method. However, in order to improve productivity, it is preferable to form each layer or at least a part of layers by a roll-to-roll method.

なお、薄膜太陽電池モジュールは、1つの太陽電池素子により構成されていてもよいし、直列に接続された複数の太陽電池素子により構成されていてもよい。さらには、直列に接続された複数の太陽電池素子を複数有し、それらが互いに並列接続された構成であってもよい。薄膜太陽電池モジュールが、複数の太陽電池素子が直列に接続された構成とする場合、各層を成膜した後に、公知のレーザ―スクライブ法等を用いて直列化構造を形成すればよい。   In addition, the thin film solar cell module may be comprised by one solar cell element, and may be comprised by the several solar cell element connected in series. Furthermore, the structure which has several solar cell elements connected in series, and was mutually connected in parallel may be sufficient. When the thin film solar cell module has a configuration in which a plurality of solar cell elements are connected in series, a serialized structure may be formed using a known laser-scribe method or the like after each layer is formed.

<2−2.太陽電池素子3の封止工程>
太陽電池素子4及び素子基板3を封止するためには、バリア層1、6それぞれに封止層を形成する樹脂組成物を塗布、又はシート状の樹脂組成物を重ねて積層体を形成し、該積層体の樹脂組成物が設けられた側が、太陽電池素子4及び素子基板3側になるように重ねて公知の方法により貼り合わせて封止すればよい。なお、封止方法は、特段の制限はなく、真空ラミネートやロールラミネートといった公知の方法により行えばよい。
<2-2. Sealing process of solar cell element 3>
In order to seal the solar cell element 4 and the element substrate 3, a resin composition for forming a sealing layer is applied to each of the barrier layers 1 and 6, or a laminate is formed by stacking sheet-shaped resin compositions. The laminated body may be laminated and sealed by a known method so that the side on which the resin composition is provided is on the solar cell element 4 and element substrate 3 side. The sealing method is not particularly limited and may be performed by a known method such as vacuum lamination or roll lamination.

本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例の記載に限定されるものではない。   Examples The present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the description of the following examples unless it exceeds the gist.

なお、以下の実施例に記載のバリアフィルム、及び薄膜太陽電池モジュールの水蒸気透過率、酸素透過率の測定、並びに、薄膜太陽電池モジュールの変換効率の測定は下記の方法により行った。   In addition, the measurement of the water vapor | steam transmittance | permeability of the barrier film as described in a following example and a thin film solar cell module, oxygen permeability, and the measurement of the conversion efficiency of a thin film solar cell module were performed with the following method.

<保護フィルムの水蒸気透過率の測定方法>
バリアフィルムを100mm各のサイズに切出し、温度40℃、湿度90%RHの条件で、Technolox社製の水蒸気透過率測定装置、DELTAPERMを使用して、差圧法に基づいて2回測定した平均値を算出した。
<Measurement method of water vapor transmission rate of protective film>
The average value measured twice based on the differential pressure method using a TECHNOLOX water vapor permeability measuring device and DELTAPERRM under the conditions of a temperature of 40 ° C. and a humidity of 90% RH was cut out to a size of 100 mm for each barrier film. Calculated.

<保護フィルムの酸素透過率の測定方法>
保護フィルムを100mm各のサイズに切出し、温度40℃、湿度0%の条件で、MOCON社製の酸素透過率測定装置、OXTRANを使用して、JIS K 7126−2に記載の方法(等圧法)に基づいて2回測定した平均値を算出した。
<Measurement method of oxygen permeability of protective film>
A protective film is cut out to a size of 100 mm, and the method described in JIS K 7126-2 (isobaric method) using an oxygen transmission rate measuring device manufactured by MOCON and OXTRAN under conditions of a temperature of 40 ° C. and a humidity of 0%. Based on the above, the average value measured twice was calculated.

<薄膜太陽電池モジュールの変換効率の測定方法>
薄膜太陽電池モジュールにソーラシュミレーター(分光計器社製)でAM1.5G条件にて光を照射して(照射強度1000W/cm2)、得られた電流・電圧曲線から、エネルギー変換効率(PCE)を求めた。
<Measurement method of conversion efficiency of thin film solar cell module>
The thin film solar cell module was irradiated with light with a solar simulator (manufactured by Spectrometer Co., Ltd.) under AM1.5G conditions (irradiation intensity 1000 W / cm 2 ), and the energy conversion efficiency (PCE) was calculated from the obtained current / voltage curve. Asked.

<実施例1:薄膜太陽電池モジュールの作製> <Example 1: Production of thin film solar cell module>

太陽電池素子基板として用意したポリエチレンナフタレートフィルム(帝人デュポンフィルム社製Q65、厚さ100μm)の片面に、スパッタリング法により、厚さ50nmの第1の酸化インジウム層、厚さ8nmの銀層、厚さ30nmの第2の酸化インジウム層をこの順に積層して、下部電極を形成した。   On one side of a polyethylene naphthalate film (Q65 manufactured by Teijin DuPont Films, Inc., 100 μm thick) prepared as a solar cell element substrate, a first indium oxide layer having a thickness of 50 nm, a silver layer having a thickness of 8 nm, and a thickness are formed by sputtering. A second indium oxide layer having a thickness of 30 nm was laminated in this order to form a lower electrode.

次に、下部電極の上に、日本国特開2015−127408号公報に記載された方法により、電子取り出し層として、厚さ50nmの酸化亜鉛層を形成した。   Next, a 50-nm-thick zinc oxide layer was formed as an electron extraction layer on the lower electrode by the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-127408.

次に、酸化亜鉛層上に、厚さ320nmの活性層を形成した。具体的には、高分子有機半導体とフェニルC61フラーレン酪酸メチルエステル(PCBM)を重量比1:2.5で含む混合物を、6質量%となるように有機溶媒に溶解させた溶液を用いて塗布により形成した。   Next, an active layer having a thickness of 320 nm was formed on the zinc oxide layer. Specifically, a mixture containing a polymer organic semiconductor and phenyl C61 fullerene butyric acid methyl ester (PCBM) in a weight ratio of 1: 2.5 is applied using a solution in which the mixture is dissolved in an organic solvent so as to be 6% by mass. Formed by.

次に、活性層上に、正孔取り出し層として、厚さ400nmのPEDOT:PSS層を形成した。具体的には、PEDOT:PSS層は、PEDOT:PSS分散液を超音波分散した後、96時間放置し、その後、ドクターブレード法で活性層上に塗布し、窒素雰囲気化145℃、30分間乾燥して形成した。   Next, a PEDOT: PSS layer having a thickness of 400 nm was formed on the active layer as a hole extraction layer. Specifically, the PEDOT: PSS layer was ultrasonically dispersed in the PEDOT: PSS dispersion and allowed to stand for 96 hours. After that, the PEDOT: PSS layer was applied on the active layer by a doctor blade method and dried in a nitrogen atmosphere at 145 ° C. for 30 minutes. Formed.

次に、正孔取り出し層上に、スパッタリング法により厚さ8nmの銀層、及び厚さ40nmの酸化インジウム層をこの順に積層して、上部電極を形成した。こうして、太陽電池素子基板上に太陽電池素子を作製した。   Next, a silver layer having a thickness of 8 nm and an indium oxide layer having a thickness of 40 nm were stacked in this order on the hole extraction layer by a sputtering method to form an upper electrode. Thus, a solar cell element was produced on the solar cell element substrate.

次に、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。   Next, a collector wire with a conductive thermosetting resin composition (DT101C4 manufactured by Dexerials, (Epoxy conductive curable resin containing nickel particles as conductive particles, curing temperature 120 ° C.) 15 μm + copper foil 35 μm thickness, width 4 mm) installed.

次に、厚み50μmのポリエチレンテレフタレート基材の一方の面にウレタンアクリレート3μmを塗布、硬化させた。そのウレタンアクリレート膜上に厚さ200nmのSiO2をスパッタリングして、バリアフィルムAを作成した。作成したバリアフィルム1の40℃、90%RH環境下における水蒸気透過率及び40℃、湿度0%の環境下における酸素透過率はそれぞれ、5×10-4g/m2/day、8×10-3cc/m2/day/atmであった。続いて、作成したバリアフィルムAに封止層として厚み50μmのオレフィン樹脂(クラボウ社製クランベター)を積層した積層体を2つ作製した。 Next, 3 μm of urethane acrylate was applied to one surface of a 50 μm thick polyethylene terephthalate substrate and cured. A barrier film A was prepared by sputtering SiO 2 having a thickness of 200 nm on the urethane acrylate film. The barrier film 1 thus prepared had a water vapor transmission rate in the environment of 40 ° C. and 90% RH and an oxygen transmission rate in the environment of 40 ° C. and 0% humidity, respectively 5 × 10 −4 g / m 2 / day, 8 × 10. -3 cc / m 2 / day / atm. Subsequently, two laminates were prepared by laminating an olefin resin having a thickness of 50 μm (Kurabo Co., Ltd., Clanbetter) as a sealing layer on the created barrier film A.

次に、下から順に、バリアフィルムA、封止層、素子基板、太陽電池素子、封止層、バリアフィルムAとなるように上記の方法により作製した積層体、太陽電池素子及び太陽電池基板を重ねて、真空ラミネーター(NPC社製、NLM−270×400)に投入した。最初にラミネーター内部を減圧下で15分間保持した後、積層体を大気圧で圧着状態としつつ120℃で10分間保持し、その後すぐに室温下まで冷却し、図2に示される薄膜太陽電池モジュールを得た。なお、保護フィルムに該当する封止層及びバリアフィルムAの積層体の40℃、90%RH環境下における水蒸気透過率及び40℃、湿度0%の環境下における酸素透過率は、ともにバリアフィルムAに依存しており、それぞれ、5×10-4g/m2/day、8×10-3cc/m2/day/atmであった。 Next, in order from the bottom, the laminate, the solar cell element, and the solar cell substrate prepared by the above method so as to become the barrier film A, the sealing layer, the element substrate, the solar cell element, the sealing layer, and the barrier film A. Again, it was put into a vacuum laminator (NLM-270 × 400, manufactured by NPC). First, the inside of the laminator is held for 15 minutes under reduced pressure, and then the laminated body is held at 120 ° C. for 10 minutes while being pressure-bonded at atmospheric pressure, and then immediately cooled to room temperature, and the thin film solar cell module shown in FIG. Got. In addition, both the water vapor transmission rate in the 40 ° C. and 90% RH environment and the oxygen transmission rate in the 40 ° C. and 0% humidity environment of the laminate of the sealing layer and the barrier film A corresponding to the protective film are both barrier film A. It was 5 × 10 −4 g / m 2 / day and 8 × 10 −3 cc / m 2 / day / atm, respectively.

得られた薄膜太陽電池モジュールの初期の変換効率を測定した。また、薄膜太陽電池モジュールの耐久性を検討するために、薄膜太陽電池モジュールを65℃、85%RH環境下に保持した恒温槽に静置し、600時間経過後の変換効率を測定し、下記の式によりモジュール耐久性を評価した。得られた結果を表1に示す。   The initial conversion efficiency of the obtained thin film solar cell module was measured. In addition, in order to examine the durability of the thin film solar cell module, the thin film solar cell module is placed in a constant temperature bath held in an environment of 65 ° C. and 85% RH, and the conversion efficiency after 600 hours is measured. The module durability was evaluated by the following formula. The obtained results are shown in Table 1.

<モジュール耐久性の判断基準>
下記式で算出される変換効率の維持率に応じて判定した。
変換効率の維持率=(65℃、85%RH、600時間経過後の変換効率)/(初期の変換効率)×100
○:変換効率の維持率が90%以上
△:変換効率の維持率が80%以上、90%未満
×:変換効率の維持率が80%未満
<Judgment criteria for module durability>
Determination was made according to the conversion efficiency maintenance ratio calculated by the following equation.
Conversion efficiency maintenance rate = (65 ° C., 85% RH, conversion efficiency after 600 hours) / (initial conversion efficiency) × 100
○: Conversion efficiency maintenance ratio is 90% or more Δ: Conversion efficiency maintenance ratio is 80% or more and less than 90% ×: Conversion efficiency maintenance ratio is less than 80%

<比較例1:薄膜太陽電池モジュールの作製>
バリアフィルムAを以下の有機、無機の多層バリア膜(バリアフィルムB)に変更した以外は、実施例1と同様の方法により薄膜太陽電池モジュールを作製し、同様の評価を行った。
<Comparative Example 1: Production of thin film solar cell module>
A thin film solar cell module was produced in the same manner as in Example 1 except that the barrier film A was changed to the following organic and inorganic multilayer barrier film (barrier film B), and the same evaluation was performed.

ポリエチレンナフタレートフィルム(帝人デュポンフィルム社製Q65、厚さ100μm)の一方の面に、ダイセルサイテック社製EB−3702を14質量部と、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製重合開始剤であるIRGCURE907を1質量部、2−ブタノン185質量部からなる組成物を塗布し、紫外線硬化により厚さ400nmの有機ポリマー層を得た。次に、この有機ポリマー層の表面に厚さ35nmとなるようにAl23を真空スパッタにより製膜し、Al23の無機層を形成した。同様の方法で、Al23層上に有機ポリマー400nmおよびAl23を順に製膜し、有機化合物及び無機化合物の多層バリア膜を有するバリアフィルムBを作成した。作成したバリアフィルムBの40℃90%RHの環境下における水蒸気透過率及び40℃、湿度0%の環境下における酸素透過率はそれぞれ、8×10-5g/m2/day、5×10-3cc/m2/day/atmであった。また、保護フィルムに該当する封止層及びバリアフィルムBの積層体の40℃、90%RHの環境下における水蒸気透過率及び40℃、湿度0%の環境下における酸素透過率は、ともにバリアフィルムBに依存しており、それぞれ、8×10-5g/m2/day、5×10-3cc/m2/day/atmであった。 On one side of a polyethylene naphthalate film (Q65 manufactured by Teijin DuPont Films Co., Ltd., 100 μm thick), 14 parts by mass of EB-3702 manufactured by Daicel Cytec Co., Ltd. and IRGCURE907, a polymerization initiator manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd. A composition composed of 185 parts by mass of 2-part butanone was applied, and an organic polymer layer having a thickness of 400 nm was obtained by ultraviolet curing. Next, Al 2 O 3 was deposited on the surface of the organic polymer layer by vacuum sputtering so as to have a thickness of 35 nm, thereby forming an inorganic layer of Al 2 O 3 . In the same manner, an organic polymer 400 nm and Al 2 O 3 were sequentially formed on the Al 2 O 3 layer to prepare a barrier film B having a multilayer barrier film of an organic compound and an inorganic compound. The barrier film B thus prepared had a water vapor transmission rate in an environment of 40 ° C. and 90% RH and an oxygen transmission rate in an environment of 40 ° C. and 0% humidity, respectively 8 × 10 −5 g / m 2 / day, 5 × 10 -3 cc / m 2 / day / atm. Moreover, both the water vapor transmission rate in the environment of 40 ° C. and 90% RH and the oxygen transmission rate in the environment of 40 ° C. and 0% humidity of the laminate of the sealing layer and the barrier film B corresponding to the protective film are both barrier films. It was dependent on B and was 8 × 10 −5 g / m 2 / day and 5 × 10 −3 cc / m 2 / day / atm, respectively.

<比較例2:薄膜太陽電池モジュールの作製>
バリアフィルムAを三菱樹脂製のVIEW−BARRIER、VDK3DA(バリアフィルムC、40℃、90%RHの環境下における水蒸気透過率5×10-3g/m2/day)に変更した以外は、実施例1と同様の方法により薄膜太陽電池モジュールを作製し、同様の評価を行った。得られた結果を表1に示す。なお、保護フィルムに該当する封止層及びバリアフィルムCの積層体の40℃、90%RH環境下における水蒸気透過率及び40℃、湿度0%の環境下における酸素透過率は、それぞれ、バリアフィルムCに依存しており、5×10-3g/m2/day、1×10-2cc/m2/day/atmであった。
<Comparative Example 2: Production of thin film solar cell module>
Except for changing barrier film A to VIEW-BARRIER, VDK3DA (barrier film C, water vapor transmission rate 5 × 10 −3 g / m 2 / day under the environment of 40 ° C. and 90% RH) manufactured by Mitsubishi Plastics A thin film solar cell module was produced by the same method as in Example 1, and the same evaluation was performed. The obtained results are shown in Table 1. In addition, the water vapor transmission rate in a 40 ° C. and 90% RH environment and the oxygen transmission rate in a 40 ° C. and 0% humidity environment of the laminate of the sealing layer and the barrier film C corresponding to the protective film are respectively a barrier film. It was dependent on C and was 5 × 10 −3 g / m 2 / day and 1 × 10 −2 cc / m 2 / day / atm.

Figure 2018137409
Figure 2018137409

実施例1の薄膜太陽電池モジュールにおいては、65℃、85%RH環境下で600時間経過した後の変換効率の維持率が高く、初期と同様の発電性能を有することが分かる。一方、比較例1、2の薄膜太陽電池モジュールにおいては、600時間経過後の変換効率の維持率が低く、初期から変換効率が低下していることが分かる。実施例1の薄膜太陽電池モジュールに使用したバリアフィルムは水蒸気透過率が40℃、90%RH環境下1×10-3g/m2/day以上、1×10-4g/m2/day以下の範囲にあり、高温高湿環境において少量の水分が薄膜太陽電池モジュール内部に浸入することにより、酸素を起因とする太陽電池素子の劣化が改善されたと考えられる。 It can be seen that the thin film solar cell module of Example 1 has a high conversion efficiency maintenance rate after 600 hours have passed under an environment of 65 ° C. and 85% RH, and has the same power generation performance as the initial stage. On the other hand, in the thin-film solar cell modules of Comparative Examples 1 and 2, it can be seen that the conversion efficiency maintenance ratio after 600 hours is low, and the conversion efficiency is reduced from the beginning. The barrier film used in the thin film solar cell module of Example 1 has a water vapor transmission rate of 40 ° C. and 90% RH in an environment of 1 × 10 −3 g / m 2 / day or more, and 1 × 10 −4 g / m 2 / day. It is considered that the deterioration of the solar cell element caused by oxygen is improved by the small amount of water entering the thin film solar cell module in a high temperature and high humidity environment within the following range.

1、6 バリアフィルム
2、5 封止層
3 素子基板
4 太陽電池素子
7 集電線
8、9 保護フィルム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 6 Barrier film 2, 5 Sealing layer 3 Element board | substrate 4 Solar cell element 7 Current collection line 8, 9 Protective film

Claims (4)

少なくとも、素子基板と、太陽電池素子と、保護フィルムと、を有する薄膜太陽電池モジュールであって、
前記保護フィルムの40℃、90%RH環境下における水蒸気透過率が1×10-4g/m2/day以上、1×10-3g/m2/day以下であることを特徴とする薄膜太陽電池モジュール。
At least a thin film solar cell module having an element substrate, a solar cell element, and a protective film,
A thin film characterized in that the protective film has a water vapor transmission rate of 1 × 10 −4 g / m 2 / day or more and 1 × 10 −3 g / m 2 / day or less in a 40 ° C. and 90% RH environment. Solar cell module.
前記保護フィルムの40℃、湿度0%の環境下における酸素透過率が1×10-3cc/m2/day/atm以上、1×10-2cc/m2/day/atm以下であることを特徴とする請求項1に記載の薄膜太陽電池モジュール。 The oxygen permeability of the protective film in an environment of 40 ° C. and 0% humidity is 1 × 10 −3 cc / m 2 / day / atm or more and 1 × 10 −2 cc / m 2 / day / atm or less. The thin film solar cell module according to claim 1. 前記太陽電池素子は、少なくとも、一対の電極と、該一対の電極間に活性層と、を有し、前記活性層が有機半導体化合物又はペロブスカイト半導体化合物を含有することを特徴とする請求項1又は2に記載の薄膜太陽電池モジュール。   The solar cell element has at least a pair of electrodes and an active layer between the pair of electrodes, and the active layer contains an organic semiconductor compound or a perovskite semiconductor compound. 2. The thin film solar cell module according to 2. 前記太陽電池素子が、前記一対の電極の少なくとも一方の電極と前記活性層との間に電子取り出し層を有し、前記活性層又は前記電子取り出し層の少なくとも一方が、フラーレン又はフラーレン誘導体を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の薄膜太陽電池モジュール。   The solar cell element has an electron extraction layer between at least one electrode of the pair of electrodes and the active layer, and at least one of the active layer or the electron extraction layer contains fullerene or a fullerene derivative. The thin film solar cell module according to any one of claims 1 to 3, wherein
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