JP5783384B2

JP5783384B2 - 膜形成材料

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Publication number: JP5783384B2
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Inventors: 江原　和也; 和也江原
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Description

本発明は、太陽電池に用いる膜形成材料に関し、詳細には、太陽電池の透明電極の表面上に被覆し、集光膜として活用する膜形成材料に関する。

近年、太陽光発電に関する技術が著しく発達し、種々の太陽電池が商品として流通している。「太陽からの光エネルギーを電気エネルギーに変換」する太陽光発電は、（１）エネルギー源が膨大で枯渇しない、（２）クリーンなエネルギー源であり、発電時には二酸化炭素を排出しない、（３）電力を自給できる、などの利点を有し、屋外での利用だけでなく宇宙での利用も可能な技術である。太陽電池の種類としては、シリコン半導体を材料に使用するもの（結晶系及びアモルファス（非結晶系））と化合物半導体を材料に使用するものとに大別され、開発中のものも含めるとさらに多岐にわたる。
しかしながら現時点では、太陽電池は高い製造コストに比して発電量は非常に小さく、従来の発電システムと比較すると費用対効果が非常に低い。また太陽電池は、長時間の使用に伴い、太陽光や水蒸気による封止材の黄変、剥離、白抜きやなどの劣化現象が見られる。このため現在、太陽電池に求められる特性として、長寿命化と共に最大出力の向上が重要となっている。

現在提案されている太陽電池の長寿命化の方法の一つとして、封止材への紫外線吸収剤、光安定剤、及び酸化防止剤などの添加による劣化抑制対策が講じられている。
また、最大出力の向上に当たっては、入射光強度の変動に応じて動作点を最適に維持して最大出力を得るようにする最大電力点追従制御（ＭＰＰＴ）が多用されている（非特許文献１）。

特開２０１０−３１２３２号公報特開２００１−１１９０４７号公報

伊奈信彦他,「ＰＶシステムのＭＰＰＴ制御特性の調整による出力平準化」,電気学会論文誌Ｂ,124, No.3, pp.455-461(2004)

上述のＭＰＰＴ制御システムは、家庭用などの小規模で独立した電力系統の太陽光発電システムに導入した場合、入射光強度の変動に伴う太陽光発電システムの出力電力変動が電力系統の周波数に悪影響を及ぼす虞がある面で不利がある。ＭＰＰＴ制御システムを用いずとも最大出力を向上させる他の方法が望まれていた。

本発明は、上記の事情に鑑みなされたものであって、例えば従来のＭＰＰＴ制御システムを用いずとも、太陽電池の最大出力向上に寄与できる、太陽電池に用いる新規な材料の提供を目的とする。

本発明者等は、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、太陽電池セルの透明電極上に、集光膜として高屈折率且つ高透明性の硬化膜を形成することにより、最大出力を向上させた太陽電池を製造できることを見出し、本発明を完成させた。

すなわち、本発明は、第１観点として、太陽電池の透明電極上の集光膜を形成する材料であって、６３３ｎｍの波長で１．５から２．０の屈折率を有し、且つ４００ｎｍの波長の光に対して９５％以上の透過率を有する、芳香族基を有する有機系高分子化合物（Ａ）及び架橋剤（Ｂ）を含む、膜形成材料に関する。
第２観点として、前記有機系高分子化合物（Ａ）は、側鎖に炭素環式基を有する化合物である、第１観点に記載の膜形成材料に関する。
第３観点として、前記有機系高分子化合物（Ａ）は、下記式（１）で表される構造及び式（２）で表される構造のうちの少なくとも一種の構造を含む高分子化合物である、第２観点に記載の膜形成材料に関する。

（式中、Ｒ^１乃至Ｒ^１２は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数１乃至１０のアルキル基、炭素原子数１乃至１０のハロアルキル基、炭素原子数１乃至１０のアルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、ホルミル基、シアノ基、アミノ基、カルボキシル基、ホスホニル基、スルホニル基、Ｗ^８で置換されていてもよいフェニル基、Ｗ^８で置換されていてもよいナフチル基、Ｗ^８で置換されていてもよいチエニル基又はＷ^８で置換されていてもよいフリル基を表し、
Ｗ^８は、炭素原子数１乃至１０のアルキル基、炭素原子数１乃至１０のハロアルキル基、炭素原子数１乃至１０のアルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、ホルミル基、シアノ基、カルボキシル基、ホスホニル基又はスルホニル基を表し、
Ｚ^１乃至Ｚ^６は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数１乃至１０のアルキル基、炭素原子数１乃至１０のハロアルキル基、炭素原子数１乃至１０のアルコキシ基、ハロゲン原子を表し、ｎ及びｍは、繰り返し単位構造の数であって、それぞれ独立して１以上の整数を表す。）
第４観点として、前記有機系高分子化合物（Ａ）は、前記式（１）で表される構造及び／又は式（２）で表される構造を、該高分子化合物を構成する全構造に対して４０モル％以上含む化合物であり、重量平均分子量が５００以上である高分子化合物である、第３観点に記載の膜形成材料に関する。
第５観点として、前記（Ｂ）成分の架橋剤が、ヒドロキシメチル基及び／又はアルコキシメチル基で置換された少なくとも２つの窒素原子を有するトリアジン化合物から選択される化合物である、第１観点に記載の膜形成材料に関する。
第６観点として、前記トリアジン化合物が芳香族基を有する化合物である、第５観点に記載の膜形成材料に関する。
第７観点として、前記有機系高分子化合物（Ａ）１００質量部に対し、前記成分（Ｂ）を５０乃至４００質量部含有する、第５観点又は第６観点に記載の膜形成材料に関する。
第８観点として、さらに（Ｃ）成分として、酸を発生する化合物を含有する、第７観点に記載の膜形成材料に関する。
第９観点として、前記有機系高分子化合物（Ａ）１００質量部に対し、前記成分（Ｃ）を１０質量部以下の割合で含有する、第８観点に記載の膜形成材料に関する。
第１０観点として、さらに（Ｄ）成分として、ｐＫａが４未満の酸化合物を含有する、第７観点に記載の膜形成材料に関する。
第１１観点として、前記有機系高分子化合物（Ａ）１００質量部に対し、前記成分（Ｄ）を１０質量部以下の割合で含有する、第１０観点に記載の膜形成材料に関する。
第１２観点として、さらに溶剤（Ｅ）を含有しワニスの形態にある、第１観点乃至第１１観点のうちいずれか一項に記載の膜形成材料に関する。
第１３観点として、第１観点乃至第１２観点のうちいずれか一項に記載の膜形成材料から得られる硬化膜に関する。
第１４観点として、第１観点乃至第１２観点のうちいずれか一項に記載の膜形成材料から作られる硬化膜を透明電極の表面上に被覆してなる太陽電池に関する。

本発明の膜形成材料は、太陽電池セルの透明電極上に塗布し硬化させるだけで、透明で高屈折率の硬化膜を形成できる。
そして本発明の膜形成材料から作られる硬化膜を透明電極の表面上に被覆してなる太陽電池は、その最大出力を向上させることができる。

本発明は、太陽電池の透明電極上の集光膜を形成する材料であって、６３３ｎｍの波長で１．５から２．０の屈折率を有し、且つ４００ｎｍの波長の光に対して９５％以上の透過率を有する、芳香族基を有する有機系高分子化合物（Ａ）及び架橋剤（Ｂ）を含む膜形成材料に関するものである。

＜（Ａ）成分：有機系高分子化合物＞
本発明で用いる前記有機系高分子化合物（Ａ）とは、具体的には側鎖に炭素環式基を有する化合物である。ここで炭素環式基とは、環内に窒素原子や炭素原子等のヘテロ原子を含まない環式基であって、ベンゼン環等の単環式基、ナフタレン環やアントラセン環等の炭素縮合環式基が挙げられる。

好ましくは下記式（１）で表される構造及び式（２）で表される構造のうちの少なくとも一種の構造を含む高分子化合物である。トリアジン骨格又はフルオレン骨格を有する高分子化合物を用いる。

上記式中、Ｒ^１乃至Ｒ^１２は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数１乃至１０のアルキル基、炭素原子数１乃至１０のハロアルキル基、炭素原子数１乃至１０のアルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、ホルミル基、シアノ基、アミノ基、カルボキシル基、ホスホニル基、スルホニル基、Ｗ^８で置換されていてもよいフェニル基、Ｗ^８で置換されていてもよいナフチル基、Ｗ^８で置換されていてもよいチエニル基又はＷ^８で置換されていてもよいフリル基を表す。
またＷ^８は、炭素原子数１乃至１０のアルキル基、炭素原子数１乃至１０のハロアルキル基、炭素原子数１乃至１０のアルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、ホルミル基、シアノ基、カルボキシル基、ホスホニル基又はスルホニル基を表す。
そしてＺ^１乃至Ｚ^６は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数１乃至１０のアルキル基、炭素原子数１乃至１０のハロアルキル基、炭素原子数１乃至１０のアルコキシ基、ハロゲン原子を表す。
さらに、ｎ及びｍは、繰り返し単位構造の数であって、それぞれ独立して１以上の整数を表す。

上記式中、炭素原子数１乃至１０のアルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル、イソペンチル基、ｎ−ヘキシル基及びシクロヘキシル基等が挙げられる。
また、炭素原子数１乃至１０のハロアルキル基としては上述の炭素原子数１乃至１０のアルキル基において、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子からなる群から選択される少なくとも一種のハロゲン原子で置換されたアルキル基を挙げることができる。
さらに、炭素原子数１乃至１０のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、イソプロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、イソブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基、ｎ−ペンチルオキシ、イソペンチルオキシ基、ｎ−ヘキシルオキシ基及びシクロヘキシルオキシ基等が挙げられる。
また、ハロゲン原子としてはフッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられる。

このような式（１）で表される構造或いは式（２）で表される構造を有する高分子化合物の具体例としては、スチレン、２−フルオロスチレン、２−クロロスチレン、２−ブロモスチレン、２−ヨードスチレン、２−ヒドロキシカルボニルスチレン、２−シアノスチレン、２−フェニルスチレン、２−アミノスチレン、２−ニトロスチレン、２−メトキシスチレン、２−エトキシスチレン、２−プロポキシスチレン、２−メチルスチレン、２−エチルスチレン、２−ヒドロキシホスホリルスチレン、３−フルオロスチレン、３−クロロスチレン、３−ブロモスチレン、３−ヨードスチレン、３−ヒドロキシカルボニルスチレン、３−シアノスチレン、３−フェニルスチレン、３−アミノスチレン、３−ニトロスチレン、３−メトキシスチレン、３−エトキシスチレン、３−プロポキシスチレン、３−メチルスチレン、３−エチルスチレン、３−ヒドロキシホスホリルスチレン、４−フルオロスチレン、４−クロロスチレン、４−ブロモスチレン、４−ヨードスチレン、４−ヒドロキシカルボニルスチレン、４−シアノスチレン、４−フェニルスチレン、４−アミノスチレン、４−ニトロスチレン、４−メトキシスチレン、４−エトキシスチレン、４−プロポキシスチレン、４−メチルスチレン、４−エチルスチレン、４−ヒドロキシホスホリルスチレン、２，４−ジフルオロスチレン、２，４−ジクロロスチレン、２，４−ジブロモスチレン、２，４−ジヨードスチレン、２，４，５−トリフルオロスチレン、２，４，５−トリクロロスチレン、２，４，５−トリブロモスチレン、２，４，５−トリヨードスチレン、ビニルナフタレンなどをモノマーとして形成される高分子化合物が挙げられるが、この限りではない。

前記該有機系高分子化合物（Ａ）のポリスチレン換算にて表される重量平均分子量は５００以上、好ましくは塗布性の観点から５００以上４０，０００以下であることが望ましい。
そして高分子化合物は、前記式（１）で表される構造及び／又は式（２）で表される構造、すなわち、式（１）で表される構造、又は式（２）で表される構造、或いは、式（１）で表される構造及び式（２）で表される構造を双方含む場合にはその双方が、高分子化合物を構成する全構造のうちの４０モル％以上、好ましくは４５モル％以上含む。

＜（Ｂ）成分：架橋剤＞
本発明の膜形成材料には、架橋剤として（Ｂ）成分：ヒドロキシメチル基及び／又はアルコキシメチル基で置換された少なくとも２つの窒素原子を有するトリアジン化合物を含有する。
これらヒドロキシメチル基及び／又はアルコキシメチル基で置換された少なくとも２つの窒素原子を有するトリアジン化合物の例としては、ヒドロキシメチル基又はアルコキシメチル基又はその両方で置換された窒素原子を有するメラミン化合物、及び、ヒドロキシメチルヒドロキシメチル基又はアルコキシメチル基又はその両方で置換された窒素原子を有するベンゾグアナミン化合物を挙げることができる。
上記ヒドロキシメチル基置換された窒素原子を有するメラミン化合物及びベンゾグアナミン化合物は、例えば沸騰水中でメラミン／ベンゾグアナミンとホルマリンとを反応させ、ヒドロキシメチル化することによって得られる。そしてアルコキシメチル基された窒素原子を有するメラミン化合物及びベンゾグアナミン化合物は、先にヒドロキシメチル置換したメラミン／ベンゾグアナミン化合物を、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ノルマルヘキサノールなどのアルコールと反応させることによって得られる。
これらヒドロキシメチル基及び／又はアルコキシメチル基で置換されたメラミン化合物及びベンゾグアナミン化合物は、市販品として入手可能である。上記メラミン化合物の例としては、日本サイテックインダストリーズ（株）製サイメル３００、同サイメル３０３、同サイメル３２５、同サイメル７２５、（株）三和ケミカル製ニカラックＭＷ−３０Ｍ、同ＭＷ−３０、同ＭＷ−３０ＨＭ、同ニカラックＭＷ−３９０、同ニカラックＭＷ−１００ＬＭ（以上、メトキシメチル化メラミン化合物）；日本サイテックインダストリーズ（株）製サイメル３７０、同サイメル７０１（以上、メチル化メトキシメチル化メラミン化合物）；同サイメル２６６、同サイメル２８５、同サイメル２１２（以上、メトキシメチル化ブトキシメチル化メラミン化合物）；同サイメル２７２、同サイメル２０２（以上、メチル化メトキシメチル化メラミン化合物）；同サイメル２３８（メトキシメチル化イソブトキシメチル化メラミン化合物）；日本サイテックインダストリーズ（株）製マイコート５０６（ブトキシメチル化メラミン化合物）が挙げられる。また、上記ベンゾグアナミン化合物の例としては、日本サイテックインダストリーズ（株）製サイメル１１２３（メトキシメチル化エトキシメチル化ベンゾグアナミン化合物）；同サイメル１１２３−１０、同マイコート３０（以上、メトキシメチル化ブトキシメチル化ベンゾグアナミン化合物）；同マイコート１０５、同マイコート１０６（以上、メトキシメチル化ベンゾグアナミン化合物）；同サイメル１１２８（ブトキシメチル化ベンゾグアナミン化合物）；同マイコート１０２（メチル化メトキシメチル化ベンゾグアナミン化合物）が挙げられる。
上記（Ｂ）成分は、前記有機系高分子化合物（Ａ）１００質量部に対し、５０乃至４０００質量部の割合で、より好ましくは保存安定性の観点から５０乃至２００質量部の割合で使用する。

＜（Ｃ）成分：酸を発生する化合物、（Ｄ）成分：ｐＫａが４未満の酸化合物＞
本発明の膜形成材料において、（Ｃ）成分として酸を発生する化合物（以下、単に酸発生材ともいう）、及び／又は（Ｄ）成分としてｐＫａが４未満の酸化合物を含有し得る。本発明において、酸解離定数ｐＫａは、酸性化合物を水溶液中に溶解させた、酸解離定数（Ｋａ）を、式ｐＫａ=ｌoｇ_１０Ｋａで表したものである。
酸発生材及び酸化合物はそれぞれ、一種のみを使用してもよく、また二種以上を組み合わせて使用することができる。また、酸発生材と酸化合物を組み合わせて使用することもできる。

上記酸発生材としては、例えば、２，４，４，６−テトラブロモシクロヘキサジエノン、ベンゾイントシレート、２−ニトロベンジルトシレート、ｐ−トリフルオロメチルベンゼンスルホン酸−２，４−ジニトロベンジル、フェニル−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、及びＮ−ヒドロキシスクシンイミドトリフルオロメタンスルホネート等の熱又は光によって酸を発生する酸発生材を挙げることができる。また、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフエート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、及びビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート等のヨードニウム塩系酸発生材、及びトリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、及びトリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート等のスルホニウム塩系酸発生材を挙げることができる。

上記酸化合物としては、例えば、ｐ−トルエンスルホン酸（トシル酸ともいう）、トリフルオロメタンスルホン酸、及びピリジニウム−ｐ−トルエンスルホネート等のスルホン酸化合物、スルホサリチル酸、トリフルオロ酢酸、フマル酸、マレイン酸等のカルボン酸化合物を挙げることができる。

本発明の膜形成材料における酸発生材又は酸化合物の含有量としては、固形分中で例えば０．０１乃至１０質量％であり、得られる膜の特性から、好ましくは０．１乃至５質量％であり、保存安定性の観点から、より好ましいのは、又は０．２乃至３質量％である。

＜その他成分＞
本発明の膜形成材料には、その他慣用の添加剤、例えば界面活性剤等を添加できる。
前記界面活性剤としては、例えばポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンオクチルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェノールエーテル等のポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエート、ソルビタントリステアレート等のソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類等のノニオン系界面活性剤、エフトップＥＦ３０１、ＥＦ３０３、ＥＦ３５２（株式会社ジェムコ（旧（株）トーケムプロダクツ）製）、メガファックＦ１７１、Ｆ１７３、Ｒ−３０（ＤＩＣ株式会社（旧大日本インキ化学工業（株））製）、フロラードＦＣ４３０、ＦＣ４３１（住友スリーエム（株）製）、アサヒガードＡＧ７１０、サーフロンＳ−３８２、ＳＣ１０１、ＳＣ１０２、ＳＣ１０３、ＳＣ１０４、ＳＣ１０５、ＳＣ１０６（旭硝子（株）製）、フタージェント２２０Ｐ（株）ネオス製）等のフッ素系界面活性剤、オルガノシロキサンポリマーＫＰ３４１（信越化学工業（株）製）等を挙げることができる。
これらの界面活性剤の配合量は、本発明の膜形成材料の全成分中、通常０．２質量％以下、好ましくは０．１質量％以下である。これらの界面活性剤は単独で添加してもよいし、また２種以上の組合せで添加することもできる。

＜（Ｅ）成分：溶剤＞
本発明の膜形成材料は、溶剤を添加して溶解し、ワニスの形態としてもよい。
この時使用される溶剤としては、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、２−ヒドロキシプロピオン酸エチル、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、２−ヒドロキシ−３−メチルブタン酸メチル、３−メトキシプロピオン酸メチル、３−メトキシプロピオン酸エチル、３−エトキシプロピオン酸エチル、３−エトキシプロピオン酸メチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、及びγ−ブチロラクトン等を用いることができる。これらの溶剤は単独又は２種以上の組合せで使用することができる。
本発明の膜形成材料における固形分は、例えば０．５乃至５０質量％、１乃至３０質量％、又は１乃至２５質量％である。ここで固形分とは膜形成材料の全成分から溶剤成分を除いたものである。

＜太陽電池＞
本発明の膜形成材料は、従来提案されている種々のシリコン系太陽電池の材料として適用可能である。
なお太陽電池は、通常、透明電極（表面電極）−光電変換層−裏面電極から構成される太陽電池セルと、それを搭載するパネル材、すなわち、セルモジュールを封止するエチレン酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）などの封止材と、セルモジュール及び封止材を保護する表面ガラス（強化ガラス）及び保護フィルム（バックシート）より構成される。
本発明においては、太陽電池を構成する各構成成分、すなわち、太陽電池セル（裏面電極、光電変換層、透明電極）、封止材、表面ガラス、及び保護フィルム、並びに各種電極保護材料については、これまでに提案されている種々のものを使用可能である。
実際には、本発明の膜形成材料を太陽電池セルの透明電極の表面上に塗布することにより、電極表面被覆膜を形成する。そして強化ガラス−封止材−太陽電池セル（電極表面被覆膜−透明電極−光電変換層−裏面電極）−封止材−バックシートの順に積層し、太陽電池を製造する。

以下に実施例を掲げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。

［実施例で用いる略記号］
以下の実施例で用いる略記号の意味は、次のとおりである。
＜モノマー・架橋材＞
サイメル１１２３：日本サイテックインダストリーズ（株）製メラミン系化合物（メトキシメチル化ベンゾグアナミン化合物）
ＶＮ：２−ビニルナフタレン
ＭＡＡ：メタクリル酸
Ｐｓｔ：ポリスチレン
ＴＡＧ−２６８９：キング・インダストリーズ（King Industries, Inc）社製、酸発生材
＜溶剤＞
ＰＧＭＥＡ：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
ＰＧＭＥ：プロピレングリコールモノメチルエーテル
＜界面活性剤＞
フタージェント２２０Ｐ：（株）ネオス製

＜太陽電池セル＞
Ｍｏｔｅｃｈ社製１２５ｍｍ角結晶シリコンセル
＜封止材＞
サンビック製（株）封止材
＜タブ＞
丸正（株）１.５ｍｍＰＶ−ｒｉｂｂｏｎｗｉｒｅ
＜バックシート＞
（株）エムエーパッケージング製バックシート
＜強化ガラス＞
（株）新協和製強化ガラス

［重量平均分子量の測定］
以下の合成例に従い得られたポリマーの重量平均分子量（以下Ｍｗと略す）は、日本分光（株）製ＧＰＣ装置（Ｓｈｏｄｅｘ（登録商標）カラムＫＦ８０３Ｌ及びＫＦ８０５Ｌ）を用い、溶出溶媒としてジメチルホルムアミドを流量１ｍｌ／分でカラム中に（カラム温度：５０℃）流して溶離させるという条件で測定した。なお、Ｍｗはポリスチレン換算値にて表される。

［サンプル塗布］
（株）ワイディー・メカトロソリューションズ製スプレー塗布装置を用いてセルの透明電極上に膜形成材料を塗布した。
［屈折率測定］
ジェー・エー・ウーラム・ジャパン（株）製高速分光エリプソメーターＭ−２０００を用いて測定した。
［モジュール作製］
モジュールの作製は、（株）エヌ・ピー・シー製ラミネータＬＭ−５０×５０−Ｓを用いて行った。強化ガラス上に、封止材、セル、封止材、バックシートの順にのせ、１３０℃２０分ラミネートした。
［ＩＶ測定］
ＩＶ測定は、山下電装（株）製のソーラーシミュレータＹＳＳ−１５０を使用した。２５℃中、モジュールに６回光を照射し、得られたＩＶ測定データを平均化した。

［合成例］
＜ポリマーＡ１の合成及びＡ１溶液の調製（ＶＮ：ＭＡＡ＝４５：５５）＞
３Ｌ三口フラスコに、ＶＮ２００．０ｇ（１．３０モル）、ＭＡＡ１３３．３ｇ（１．５５モル）、溶媒としてＰＧＭＥ６６６．７ｇ、開始剤としてアゾビスブチロニトリル１６．７ｇを入れて溶解した後、窒素雰囲気下で加熱して８０℃に保ったＰＧＭＥ２６６．７ｇに２時間かけて滴下した。反応溶液を冷却後、多量のメタノール水溶液（メタノール濃度：５０質量％）に投入してポリマーを再沈殿させ、加熱乾燥して、ポリマーＡ１を得た。得られたポリマーの重量平均分子量Ｍｗは６，２００であった。得られたポリマーＡ１をプロピレングリコールモノメチルエーテルに再溶解し、ポリマーＡ１溶液（固形分濃度３０．０質量％）とした。

＜ポリマーＡ２及びＡ３溶液の調製＞
ポリマーＡ２として重量平均分子量Ｍｗ：２，０００のポリスチレンを採用した。Ｐｓｔ２０．０ｇをＰＧＭＥＡに８０．０ｇに溶解し、ポリマーＡ２溶液とした。
また同様に、ポリマーＡ３としてＭｗ：３５，０００のポリスチレンを採用し、このＰｓｔ２０．０ｇをＰＧＭＥＡに８０．０ｇに溶解し、ポリマーＡ３溶液とした。

［膜形成材料の合成：実施例１〜４］
次の表２に示す組成に従い、（Ａ）成分：ポリマー溶液、（Ｂ）成分：架橋材、（Ｃ）成分：酸を発生する化合物又は（Ｄ）成分：酸化合物、（Ｅ）成分：溶剤を表１のように混合し、室温（およそ２５℃）で３時間以上攪拌して均一な溶液とすることにより、ワニス状の膜形成材料を得た。

［実施例５乃至実施例９、比較例：モジュール作製及びＩＶ特性評価］
得られた実施例１乃至実施例４のワニス状の膜形成材料を、スプレー装置を用いてセルに塗布し、キュアをした後、モジュール化した。また、比較例として、膜形成材料を塗布していないモジュールも同様に作製した。使用した膜形成材料、キュア条件、並びに膜厚及び屈折率の測定結果を表２に示す。
なお膜厚測定は、Ｓｉ基板上に前記セルと同様の条件で塗布とキュアを行った試料に対して、接触式膜厚測定器（Dektak-3）を用いて行った。
また屈折率については、Ｓｉ基板上にセルと同様の条件で塗布とキュアを行った試料において、６３３ｎｍにおける屈折率を測定した。

作製した実施例及び比較例のセルを用いて電流−電圧（Ｉ−Ｖ）測定を行い、得られた短絡電流（Ａ）：Ｉｓｃ、開放電圧（Ｖ）：Ｖｏｃ、及び最大出力（Ｗ）：Ｐｍａｘのそれぞれについて、比較例（膜形成材料なし）のセルにおける測定値を１００％としたときの、各実施例セルのＩｓｃ、Ｖｏｃ及びＰｍａｘの相対値（％）を求めた（下記式参照）。得られた結果を表２に示す。
Ｉｓｃ（％）＝１００×実施例Ｘ（Ｉｓｃ値）／比較例（Ｉｓｃ値）
Ｖｏｃ（％）＝１００×実施例Ｘ（Ｖｏｃ値）／比較例（Ｖｏｃ値）
Ｐｍａｘ（％）＝１００×実施例Ｘ（Ｐｍａｘ値）／比較例（Ｐｍａｘ値）

［評価結果］
表２に示すように、本発明の膜形成材料を用いることにより、最大出力（Ｐｍａｘ）を１〜４％上昇させることが、実施例５乃至実施例９の結果より明らかとなった。

Claims

太陽電池の透明電極上の集光膜を形成する材料であって、６３３ｎｍの波長で１．５から２．０の屈折率を有し、且つ４００ｎｍの波長の光に対して９５％以上の透過率を有する、芳香族基を有する有機系高分子化合物（Ａ）及び架橋剤（Ｂ）を含み、該有機系高分子化合物（Ａ）は、下記式（１）で表される構造及び式（２）で表される構造のうちの少なくとも一種の構造を含む高分子化合物であり、該（Ｂ）成分の架橋剤が、ヒドロキシメチル基及び／又はアルコキシメチル基で置換された少なくとも２つの窒素原子を有するトリアジン化合物から選択される化合物であり、該有機系高分子化合物（Ａ）１００質量部に対し、該成分（Ｂ）を５０乃至４００質量部含有する、膜形成材料。

（式中、Ｒ ^１乃至Ｒ ^１２は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数１乃至１０のアルキル基、炭素原子数１乃至１０のハロアルキル基、炭素原子数１乃至１０のアルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、ホルミル基、シアノ基、アミノ基、カルボキシル基、ホスホニル基、スルホニル基、Ｗ ^８で置換されていてもよいフェニル基、Ｗ ^８で置換されていてもよいナフチル基、Ｗ ^８で置換されていてもよいチエニル基又はＷ ^８で置換されていてもよいフリル基を表し、
Ｗ ^８は、炭素原子数１乃至１０のアルキル基、炭素原子数１乃至１０のハロアルキル基、炭素原子数１乃至１０のアルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、ホルミル基、シアノ基、カルボキシル基、ホスホニル基又はスルホニル基を表し、
Ｚ ^１乃至Ｚ ^６は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数１乃至１０のアルキル基、炭
素原子数１乃至１０のハロアルキル基、炭素原子数１乃至１０のアルコキシ基、ハロゲン原子を表し、ｎ及びｍは、繰り返し単位構造の数であって、それぞれ独立して１以上の整数を表す。）
前記有機系高分子化合物（Ａ）は、前記式（１）で表される構造及び／又は式（２）で表される構造を、該高分子化合物を構成する全構造に対して４０モル％以上含む化合物であり、重量平均分子量が５００以上である高分子化合物である、請求項１に記載の膜形成材料。
前記トリアジン化合物が芳香族基を有する化合物である、請求項１に記載の膜形成材料。
さらに（Ｃ）成分として、酸を発生する化合物を含有する、請求項１に記載の膜形成材料。
前記有機系高分子化合物（Ａ）１００質量部に対し、前記成分（Ｃ）を１０質量部以下の割合で含有する、請求項４に記載の膜形成材料。
さらに（Ｄ）成分として、ｐＫａが４未満の酸化合物を含有する、請求項１に記載の膜形成材料。
前記有機系高分子化合物（Ａ）１００質量部に対し、前記成分（Ｄ）を１０質量部以下の割合で含有する、請求項６に記載の膜形成材料。
さらに溶剤（Ｅ）を含有しワニスの形態にある、請求項１乃至請求項７のうちいずれか一項に記載の膜形成材料。
請求項１乃至請求項８のうちいずれか一項に記載の膜形成材料から得られる硬化膜。
請求項１乃至請求項８のうちいずれか一項に記載の膜形成材料から作られる硬化膜を透明電極の表面上に被覆してなる太陽電池。