JPH0653535A

JPH0653535A - 太陽電池

Info

Publication number: JPH0653535A
Application number: JP5063977A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Hashimoto; 雄一橋本; Hisami Tanaka; 久巳田中
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-03-23
Filing date: 1993-03-23
Publication date: 1994-02-25

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、機械的耐久性及び環境安定性に優
れ、常に高い変換効率を得ることのできる太陽電池を提
供することを目的とする。【構成】本発明は、太陽電池素子及び保護層を有する
太陽電池において、該保護層がホスファゼンモノマーの
重合により得られる樹脂を含有することを特徴とする太
陽電池である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、太陽電池に関し、詳し
くは特定の樹脂を含有する保護層を有する太陽電池に関
する。

【０００２】

【従来の技術】太陽電池は、火力発電や原子力発電のよ
うな環境汚染の心配がなく、また、太陽エネルギーさえ
得られる場所であればどこでも電気エネルギーが取り出
せるため、エネルギー供給手段として注目されている。

【０００３】ところが、現状では太陽電池の製造原価は
高く、変換効率も必ずしも十分ではないことに加え、耐
久性にも問題があるため、広く一般に普及する段階にま
で至っていない。そこで太陽電池の更なる普及のために
は、変換効率の向上とともに、屋外での長期に渡る耐久
性が必要となる。

【０００４】こうした状況下にあって、太陽電池の耐久
性及び信頼性を向上させるために保護層は重要な役割を
担っている。

【０００５】また、太陽電池素子の電極は、一般に水分
で酸化されやすいため、保護層で外部より遮断し、耐湿
性や耐候性を改善する必要がある。

【０００６】従来、太陽電池の保護層の材料としては、
ポリメチルメタクリレート及びエポキシ樹脂（特開昭６
０−８８４８１号公報）、シリコン樹脂（ＦＲ２４２６
３３７）、フッ素樹脂（特開昭５９−７３９４２号公
報）などが知られている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ポリメ
チルメタクリレートは耐湿性が悪く、クラックが入り易
いという問題を有しており、エポキシ樹脂は高温高湿下
で黄変劣化し易く、光透過を妨げ変換効率を低下させる
という問題を有しており、フッ素樹脂フィルムのエチレ
ン−テトラフルオロエチレン共重合体も経時変化で白化
し易く、変換効率を低下させるという問題があり、更
に、ＲＴＶ型（室温硬化型）シリコン樹脂は化学的には
安定であるが、表面硬度が必ずしも十分とはいえず、や
はり、光透過を妨げてしまい変換効率を低下させるとい
う問題に加え、高価であるという不都合な面もある。

【０００８】本発明の目的は、機械的耐久性及び環境安
定性に優れ、常に高い変換効率を得ることのできる太陽
電池を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、太陽電
池素子及び保護層を有する太陽電池において、該保護層
が下記式（１）

【００１０】

【外３】（式中、Ｒ₁ 乃至Ｒ₆ は重合性エチレン性不飽和結合を
有する基を示し、Ｒ_１乃至Ｒ_６は同一でも互いに異な
っていても良い。）で示されるホスファゼンモノマーの
重合により得られる樹脂を含有することを特徴とする太
陽電池である。

【００１１】上記本発明に用いられる樹脂は、硬度、透
明性、耐熱性、接着性、表面平滑性及び表面潤滑性など
様々な点で優れた特性を有する。また、樹脂の密度も高
いので水蒸気を透過させにくく、耐湿性も非常に優れて
いる。

【００１２】本発明においては、この層を用いることに
より、常温常圧下では勿論、高温高湿下において長期間
使用しても、キズなどがつきにくく、クラックも発生し
にくく、また、光透過率も低下しにくく、更には、太陽
電池素子も酸化されにくい太陽電池を提供することがで
きたのである。

【００１３】これらの特性を満足する樹脂を与え得る特
に好ましいホスファゼンモノマーとしては、Ｒ₁ 乃至Ｒ
₆ が下記式（２）で示されるホスファゼンモノマーが挙
げられる。

【００１４】

【外４】（式中、Ｒ₇ はアルキレン基、アリーレン基、アルキル
置換アリーレン基、アルキルアミド基、アリールアミド
基及びポリオキシアルキレン基を示し、Ｒ₈ は水素及び
メチル基を示す。）式（１）で示されるホスファゼンモ
ノマーは、例えば以下に示す反応によって得ることがで
きる。

【００１５】

【外５】（Ｒ₁ 乃至Ｒ₆ は式（１）のものと同様の基を示す。）

【００１６】Ｒ₁ 〜₆ −ＯＨの具体例を以下に列挙する
が、これらに限られるものではない。２−ヒドロキシエ
チルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタアクリレ
ート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒド
ロキシプロピルメタアクリレート、１，３−ブタンジオ
ールモノアクリレート、１，３−ブタンジオールモノメ
タアクリレート、１，４−ブタンジオールモノアクリレ
ート、１，４−ブタンジオールモノメタアクリレート、
１，６−ヘキサンジオールモノアクリレート、２−ヒド
ロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート、２−ヒ
ドロキシ−３−フェノキシプロピルメタアクリレート、
ペンタエリスリノールモノアクリレート、ペンタエリス
リノールモノメタアクリレート、ペンタエリスリノール
ジアクリレート、ペンタエリスリノールジメタアクリレ
ート、ペンタエリスリノールトリアクリレート、ペンタ
エリスリノールトリメタアクリレート、１，３−ビス
（３″−アクリルオキシエトキシ−２′−ヒドロキシプ
ロピル）−５，５−ジメチルヒダントイン、１，３−ビ
ス（３″−メタアクリルオキシエトキシ−２′−ヒドロ
キシプロピル）−５，５−ジメチルヒダントイン、ビス
フェノールＡ−ジグリシジルエーテルジアクリレート、
ビスフェノールＡ−ジグリシジルエーテルメタアクリレ
ート、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロール
メタアクリルアミド、ポリエチレングリコールアクリレ
ート、ポリエチレングリコールメタアクリレート、ポリ
プロピレングリコールアクリレート及びポリプロピレン
グリコールメタアクリレート。

【００１７】本発明に用いられる樹脂は、式（１）で示
されるホスファゼンモノマーと適当な溶剤を含有する塗
工液を塗工し、乾燥した後、光や熱によって重合させ硬
化させることにより形成することができる。硬化させる
光としては例えば、紫外線、Ｘ線または電子線などの活
性化学線が挙げられる。光で硬化する場合、塗工液には
光開始剤を添加するが、光開始剤としては上記のような
光によってラジカルを発生するものであれば何れのもの
でもよく、例えば、アセトフェノン系、ベンゾイン系、
ベンゾフェノン系及びチオキサンノン系などの一般に用
いられる光開始剤が挙げられる。開始剤の添加量は、モ
ノマー総重量に対し０．１〜５０重量％であることが好
ましく、特には０．５〜３０重量％であることが好まし
い。

【００１８】本発明においては、式（１）で示されるホ
スファゼンモノマーを単独で用いて樹脂を形成しても、
２種以上を混合して用いて共重合樹脂を形成してもよ
い。また、他のエチレン性不飽和結合を有する基を有す
る硬化型モノマー、好ましくはアクリル系の基を有する
硬化型モノマーと混合して共重合樹脂を形成してもよ
い。このとき、式（１）で示されるホスファゼンモノマ
ーの割合は、モノマー総重量に対し２０重量％以上であ
ることが好ましく、特には３０重量％以上であることが
好ましい。なお、本発明においては「共重合」も単に
「重合」と呼ぶことにする。

【００１９】また、本発明に用いられるホスファゼンモ
ノマーは他の樹脂と混合して用いることもできる。他の
樹脂としては、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリ
スチレン、ポリ塩化ビニル、セルロース、フッ素樹脂、
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、アクリ
ル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アルキド樹脂
および塩ビ−酢ビ共重合樹脂など様々な樹脂が挙げられ
る。このとき、式（１）で示されるホスファゼンモノマ
ーの割合は、ホスファゼンモノマーと他の樹脂の総重量
に対し、５重量％以上、特には１０重量％以上であるこ
とが好ましく、更には２０重量％以上であることが好ま
しく、より好ましくは３０重量％以上である。

【００２０】更に、本発明においては、保護層の分散
性、接着性及び環境安定性を更に向上させるために、保
護層中にカップリング剤や酸化防止剤などの添加剤を加
えてもよい。

【００２１】また、本発明においては、太陽電池表面へ
のゴミやチリの付着をより効果的に防止するために、保
護層が金属、合金、金属酸化物及びカーボンブラックな
どの導電性粒子を含有することが好ましい。金属及び合
金としては、アルミニウム、亜鉛、銅、クロム、ニッケ
ル、ステンレス及び銀など、及びこれらの合金が挙げら
れ、金属酸化物としては、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化
スズ、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化ビスマ
ス、スズをドープした酸化インジウム、アンチモンをド
ープした酸化スズ及び酸化ジルコニウムなどが挙げら
れ、更にこれらの金属、合金または金属酸化物で被覆さ
れたプラスチックなどが挙げられる。これらは単独で用
いることも、２種以上を組み合わせて用いることもでき
る。２種以上を組み合わせて用いる場合は、単に混合し
ても、固溶体や融着の形にしてもよい。本発明において
は、透明性などの点で金属酸化物を用いることが好まし
い。

【００２２】本発明における導電性粒子の含有量は、保
護層の全重量に対し５〜９０重量％であることが好まし
く、特には１０〜８０重量％であることが好ましい。導
電性粒子の含有量が５重量％未満の場合には、保護層と
しての抵抗値が高くなり過ぎる傾向になり、静電的にゴ
ミやチリが付着し易くなる。また、９０重量％より多い
場合には、抵抗値が低くなりすぎる傾向になり、電池と
しての機能を果たさなくなったり、透明度が損なわれ電
池出力の低下の原因となることがある。

【００２３】一方、一般に、樹脂中に粒子を分散する場
合、分散粒子による可視入射光の散乱を防ぐためには、
粒子の粒径が入射光の波長よりも小さいこと、即ち０．
３μｍ以下であることが好ましく、本発明においても保
護層に要求される光透過性を考慮すれば、層中の導電性
粒子の平均粒径は０．３μｍ以下、特には０．１μｍ以
下であることが好ましい。また、分散工程の際に２次粒
子が形成されることを考慮すると、用いる導電性粒子の
分散前の１次粒子の平均粒径は０．１μｍ以下であるこ
とが好ましく、特には０．０５μｍ以下の超微粒子であ
ることが好ましい。本発明に用いられる樹脂は、重合性
エチレン性不飽和結合を有する基を６個有するため比較
的高い極性を有するので粒子の分散性も非常に良く、上
述したような超微粒子も十分均一に分散することができ
る。この分散液は長期間にわたって安定しており、この
液を塗布、乾燥及び硬化することにより得られる保護層
は、極めて高い透明度と、極めて均一な導電性とを有す
ることができる。

【００２４】なお、本発明における導電性粒子の平均粒
径は、分散前の導電性粒子の１次粒子の場合は、ＳＥＭ
（ＳｃａｎｎｉｎｇＥｌｅｃｔｒｏｎＭｉｃｒｏｓ
ｃｏｐｅ）を用いて１０，０００倍で測定した任意の１
００個の導電性粒子の粒径の平均値とし、層中の導電性
粒子の場合はＴＥＭ（ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＥｌ
ｅｃｔｒｏｎＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いて１０，
０００倍で測定した任意の３０個の導電性粒子の粒径の
平均値とした。

【００２５】また、本発明に用いられる保護層の膜厚
は、１０〜２００μｍであることが好ましく、特には３
０〜１００μｍであることが好ましい。膜厚が１０μｍ
未満であると層の耐久性が不十分になることがあり、２
００μｍを越えると層の透明度が低くなり過ぎることが
ある。

【００２６】本発明の保護層を形成する際の塗布方法と
しては、浸漬コーティング法、スプレーコーティング
法、スピンナーコーティング法及びビームコーティング
法などが挙げられる。

【００２７】本発明における太陽電池素子は、感光層を
２つの電極で挟んだユニットであり、図１でいえば１０
１（感光層）と１００及び１０２（電極）で示されるユ
ニットである。

【００２８】感光層は、アモルファスシリコン（以下ａ
−Ｓｉとする）やＣｄＳ／ＣｄＴｅなどの無機の光導電
性物質を用いたものと、フタロシアニンなどの有機の光
導電性物質を用いたものに大別される。

【００２９】また、電極としては、アルミニウム、アル
ミニウム合金、クロム、ニッケル、ステンレス、Ｉｎ₂
Ｏ₃ 及びＩＴＯ（スズをドープした酸化インジウム）な
ど様々な金属、合金、導電性の金属酸化物、あるいは、
これらを用いて導電処理された紙、プラスチック及び金
属などが挙げられる。当然のことながら、電極の少なく
ともひとつは光透過性であることが必要で、この透明電
極は、ＩｎＯ₃ やＩＴＯなどの金属酸化物であることが
好ましい。

【００３０】また、本発明においては、保護層と太陽電
池素子の間の接着性を更に高めるために、これらの間に
樹脂を主成分とした透明性の接着層を設けることもでき
る。接着層に用いられる樹脂としては、ポリブチルメタ
クリレートなどのアクリル樹脂やポリビニルブチラール
などのブチラール樹脂及びエポキシ樹脂などが挙げられ
る。

【００３１】本発明の太陽電池の構成を説明するため
に、図１に本発明の太陽電池の断面図の一例を模式的に
示す。図１においては、電極兼支持体としての基板１０
０の上に感光層１０１、その上に透明電極１０２が設け
られており、更にその上に、接着層１０３を介して本発
明の保護層１０４が設けられることにより太陽電池が構
成されている。また、図２は、接着層を有さない本発明
の太陽電池の構成の例を示す。１００、１０１、１０２
及び１０４は図１と同様のものを示す。

【００３２】次に、本発明の太陽電池の一例としてａ−
Ｓｉを用いた太陽電池の製造例について説明する。

【００３３】図５は、ａ−Ｓｉ太陽電池の製造に使用可
能な堆積膜形成装置の一例であるＲＦ−ＣＶＤ装置の概
略図である。同図において、３３１は反応容器、３３２
は放電用陰電極３３３は放電用陽電極であり、３３４は
加熱回転台、３３５は電極兼支持体としての基板、３３
６は真空計へ継がれる管である。また、３３７は排気ガ
ス口、３３８は原料ガス供給管、３４０、３４１及び３
４２はガスボンベであり、３４３、３４４及び３４５は
流量計、３４６はコールドトラップ、３４７、３４８及
び３４９は開閉弁である。

【００３４】以下に、この製造装置を用いた操作の一例
を示す。

【００３５】まず排気ガス口３３７に接続された排気ポ
ンプ（不図示）を起動して反応容器３３１の内部を１０
^-6Ｔｏｒｒ程度に減圧した後、加熱回転台３３４に載置
された基板３３５を加熱しつつ回転させる。加熱操作と
前後して開閉弁３４７と３４８を開き、ガスボンベ３４
０と３４１からそれぞれＳｉＨ₄ ／Ｈ₂ 混合ガスと、Ｐ
Ｈ₃ ／Ｈ₂ 混合ガスを反応容器３３１に供給する。

【００３６】次いで、放電用発電機Ｇを作動させて上記
ガスに高周波電界を印加し、放電用陽電極３３３と陰電
極３３２との間でグロー放電を生じさせる。このように
して、基板３３５の上にｎ型ａ−Ｓｉ層を堆積させた
後、放電を停止し、開閉弁３４７と３４８を閉じてガス
の供給を停止し、反応容器３３１内に残留する原料ガス
を排気する。

【００３７】その後、開閉弁３４７を開き、ガスボンベ
３４０からＳｉＨ₄ ／Ｈ₂ 混合ガスを反応容器３３１内
に供給し、グロー放電を再び生じさせる。このようにし
て、ｎ型層上にｉ型ａ−Ｓｉ層を堆積させた後、グロー
放電を停止し、開閉弁３４７を閉じて原料ガスの供給を
停止し、残留する原料ガスを排気する。

【００３８】更に、開閉弁３４７と３４９を開き、ガス
タンク３４０と３４２からそれぞれＳｉＨ₄ ／Ｈ₂ 混合
ガスとＢ₂ Ｈ₆ ／Ｈ₂ 混合ガスを反応容器３３１内に供
給し、グロー放電を生じさせる。このようにしてｉ型層
上にｐ型ａ−Ｓｉ層を堆積させた後、グロー放電を停止
し、開閉弁３４７と３４９を閉じて原料ガスの供給を停
止し、残留する原料ガスを排気する。このようにして得
られたｎ型、ｉ型及びｐ型のａ−Ｓｉ層を総じてａ−Ｓ
ｉ単位セルと呼ぶが、本発明の太陽電池においては、更
に起電力を増すために、ａ−Ｓｉ単位セルを複数回繰り
返し積層してもよい。

【００３９】このようにして得られたａ−Ｓｉ単位セル
の例えば、ｐ型ａ−Ｓｉ層上に更に、公知の電子ビーム
蒸着法やＲＦスパッタリング法などを用いて、錫やイン
ジウムの酸化物などの透明導電層を形成し、電極層とす
る。

【００４０】次に、この透明導電層上に式（１）で示さ
れるホスファゼンモノマーと適当な溶剤を含有する塗工
液を塗工し、乾燥した後、例えば紫外線を照射してホス
ファゼンモノマーを重合させることにより保護層を形成
する。このとき、透明導電層と保護層の間に、上述のよ
うな接着層を形成してもよい。

【００４１】なお、接着層上に保護層を形成する際は、
接着層と保護層の間に気泡が入らないように真空容器内
で作業を行ったり、接着面に圧力や熱を加えながら作業
することが好ましい。

【００４２】

【実施例】実施例１上述の装置を用いて以下のようにしてａ−Ｓｉセルの製
造を行った。

【００４３】電極兼支持体である基板３３５としては、
厚さ０．５ｍｍ、寸法２０×２０ｍｍのステンレス鋼の
表面を鏡面研磨したものを使用した。また原料ガスの体
積比はＳｉＨ₄ ／Ｈ₂ ＝０．１、ＰＨ₃ ／Ｈ₂ ＝５×１
０^-4、Ｂ₂ Ｈ₆ ／Ｈ₂ ＝５×１０^-4とし、更にこれらの
混合ガスの体積混合比はＳｉＨ₄ ／Ｈ₂ 混合ガスに対し
て、ＰＨ₃ ／Ｈ₂ 混合ガス、及びＢ₂ Ｈ₆ ／Ｈ₂ 混合ガ
スの比が、いずれも０．１〜１％のオーダーとなるよう
に設定した。反応容器内の原料ガスの圧力を２〜５Ｔｏ
ｒｒ、放電用発電機Ｇの高周波出力を５０〜５００Ｗ
（４ＭＨ_Z ）、ステンレス基板の温度を２５０〜３５０
℃とし、ｐ型およびｎ型ａ−Ｓｉ層の成長速度を０．４
×１０^-4〜１×１０^-4μｍ／ｓｅｃ、ｉ型ａ−Ｓｉ層の
成長速度を０．８×１０^-4〜３×１０^-4μｍ／ｓｅｃと
した。ａ−Ｓｉ層の層厚さは堆積時間の調整などによっ
て任意の厚さに容易に調整できるが本実施例及び比較例
においてはａ−Ｓｉの層構成は、ｎ型のａ−Ｓｉ層の厚
さを０．０１μｍ、ｉ型のａ−Ｓｉ層の厚さを０．６μ
ｍ、ｐ型のａ−Ｓｉ層の厚さを０．００３μｍとした。

【００４４】このａ−Ｓｉ層上に、ＲＦスパッタリング
法を用いて厚さ０．０５μｍのＩｎ₂ Ｏ₃ 電極層を形成
した。

【００４５】次に、下記構造式のホスファゼンモノマー
６０部（重量部、以下同様）

【００４６】

【外６】

【００４７】光開始剤として１−ヒドロキシシクロヘキ
シルフェニルケトン０．１部、トルエン１００部を混合
した塗料をスプレーコーティング法によりＩｎ₂ Ｏ₃ 電
極層上に膜厚１００μｍになるように塗工し、１２０℃
で３０分間乾燥させた後、高圧水銀灯にて８ｍＷ／ｃｍ
² の光強度で３０秒間光硬化を行い、図２に示されるよ
うな太陽電池を作成した。

【００４８】こうして得られた太陽電池、及び保護層を
設けなかった太陽電池素子について、キセノンフェード
メーター（ＦＡＬ−２５ＡＸ−ＨＣ・Ｂ・ＥＣ、スガ試
験機（株）製）を用いて２０００時間の耐候テストを行
った。

【００４９】図３及び４は、本実施例の耐候テストで用
いた試験機の構造を示す概略図である。図３は、試験機
の正面図であるが、部分的には内部構造をも示してお
り、図４は、内部の試験槽を拡大した概略図である。

【００５０】本試験機は図３に図示されるように、本体
正面左側には、制御盤２１２があり、試験機の操作に必
要な計器やスイッチ等が取り付けられている。また右側
には試験槽があり、中央にキセノンランプ２１０が設置
され、その周囲を試料回転枠２１５が回転するようにな
っている。また下部は機械室になっており、送風機２１
７及びトランス２１８などが取り付けられている。上述
の試験機を用い、耐候テストを以下の手順で行った。

【００５１】まず、図４に示す試料回転枠２１５に取り
付けてある試料ホルダー２１４に試験用の試料２００を
セットし、回転枠２１５に取り付けてあるブラックパネ
ル温度計２１３の測定値を６３±３℃なるように温度を
調節した。これによって試験機内の温度は約４５℃とな
った。また試験機内の湿度は５０％Ｒ・Ｈに設定した。
次いで、試験機内に取り付けてある放射照度計（不図
示）が３４０ｎｍで０．５±０．０２Ｗ／ｍ² の値を示
すようにランプの照度を設定した。試料は回転して均等
に光を受けるようにし、２０００時間、光照射を行っ
た。

【００５２】耐候テスト初期と２０００時間経過後での
出力を測定し、保護層を設けなかったものの耐候テスト
初期における出力に対する比（出力効率比：％）で評価
した。また、耐候テスト後の保護層表面の状態を目視に
て評価した。

【００５３】結果を表１に示す。

【００５４】実施例２保護層用モノマーとして下記構造式のホスファゼンモノ
マーを用い、膜厚を５０μｍにした他は、実施例１と同
様の条件で太陽電池を作成した。

【００５５】

【外７】

【００５６】得られた太陽電池を実施例１と同様にして
評価した。結果を表１に示す。

【００５７】実施例３保護層用モノマーとして下記構造式のホスファゼンモノ
マーを用い、膜厚を８０μｍにした他は、実施例１と同
様の条件で太陽電池を作成した。

【００５８】

【外８】

【００５９】得られた太陽電池を実施例１と同様にして
評価した。結果を表１に示す。

【００６０】比較例１実施例１と同様の太陽電池素子の上に接着剤としてエチ
レン−酢酸ビニルホットメルトシート（膜厚５０μｍ）
を用いて膜厚１００μｍのポリメチルメタクリレートフ
ィルム（ＢＲ−８０、三菱レイヨン（株）製）を接着す
ることによって太陽電池を作成した。接着は市販のアイ
ロンを用いて１３０℃で熱板溶接を行った。得られた太
陽電池を実施例１と同様にして評価した。結果を表１に
示す。

【００６１】比較例２実施例１と同様の太陽電池素子の上に接着剤としてエチ
レン−酢酸ビニルホットメルトシート（膜厚５０μｍ）
を用いて膜厚１００μｍのポリフッ化ビニルフィルム
（テドラー、Ｄｕｐｏｎｔ製）を接着することによって
太陽電池を作成した。接着は市販のアイロンを用いて１
３０℃で熱板溶接を行った。得られた太陽電池を実施例
１と同様にして評価した。結果を表１に示す。

【００６２】比較例３実施例１と同様の太陽電池素子の上にエポキシ樹脂（エ
ピコート、油化シェルエポキシ（株）製）１０部をトル
エン２０部に溶解した溶液をスプレーコーティング法に
よって塗布した後、１３０℃で加熱乾燥することによっ
て膜厚１００μｍの保護層を形成した。得られた太陽電
池を実施例１と同様にして評価した。結果を表１に示
す。

【００６３】比較例４実施例１と同様の太陽電池素子の上にＲＴＶシリコン樹
脂（７０２２、信越化学（株）製）をバーコーターを用
いて塗布し、室温で１日放置して硬化することによって
膜厚１００μｍの保護層を形成した。得られた太陽電池
を実施例１と同様にして評価した。結果を表１に示す。

【００６４】

【表１】

【００６５】上表からわかるように、多少の差はあるも
のの実施例１、２及び３のいずれにおいても初期におけ
る９１〜９４％の出力効率比が２０００時間の耐候テス
ト後においても、９０〜９２％と安定しており、１〜２
％の低下しか生じていない。また、保護層表面に変化も
見られない。これに対して従来の材質の保護層を用いた
比較例１乃至３においては、初期の出力効率比が低かっ
たり、耐候テスト後４〜３４％の低下を生じた他、保護
層が割れることもあり、本発明において用いる保護層が
極めて優れたものであることが確認された。また、比較
例４においては、保護層としてＲＴＶシリコン樹脂を用
いたが、多数のキズが発生し、出力効率の大幅な低下を
生じている。

【００６６】実施例４１００×１００ｍｍのガラス板上にアルミニウム電極を
真空蒸着法により設けた。

【００６７】次に、オキシチタニウムフタロシアニン４
部とポリビニルブチラール１部をシクロヘキサノン１０
０部に添加し、１ｍｍφのガラスビーズを用いたサンド
ミルで１時間分散した。この分散液に１００部のメチル
エチルケトンを加えた溶液をアルミニウム電極上に浸漬
塗布した後、８０℃で１０分間乾燥して、膜厚０．５μ
ｍの感光層を形成した。

【００６８】次に、前記感光層上に膜厚０．０５μｍの
ＩＴＯ電極を真空蒸着法によって形成した。

【００６９】次に、このＩＴＯ電極上に実施例１と同様
の保護層を設けることにより太陽電池を作成した。但
し、保護層の膜厚は７０μｍとした。

【００７０】作成した太陽電池及び保護層を設けなかっ
た太陽電池素子について、実施例１と同様にして評価し
た。但し、耐候テストは１００時間とした。結果を表２
に示す。

【００７１】実施例５実施例２と同様のホスファゼンモノマーを用い、保護層
の膜厚を５０μｍにした他は、実施例４と同様にして太
陽電池を作成し、評価した。結果を表２に示す。

【００７２】実施例６実施例３と同様のホスファゼンモノマーを用い、保護層
の膜厚を８０μｍにした他は、実施例４と同様にして太
陽電池を作成し、評価した。結果を表２に示す。

【００７３】比較例５実施例４と同様の太陽電池素子の上に接着剤としてエチ
レン−酢酸ビニルホットメルトシート（膜厚５０μｍ）
を用いて膜厚１００μｍのポリメチルメタクリレートフ
ィルム（ＢＲ−８０、三菱レイヨン（株）製）を接着す
ることによって太陽電池を作成した。接着は市販のアイ
ロンを用いて１３０℃で熱板溶接を行った。得られた太
陽電池を実施例４と同様にして評価した。結果を表２に
示す。

【００７４】比較例６実施例４と同様の太陽電池素子の上に接着剤としてエチ
レン−酢酸ビニルホットメルトシート（膜厚５０μｍ）
を用いて膜厚１００μｍのポリフッ化ビニルフィルム
（テドラー、Ｄｕｐｏｎｔ製）を接着することによって
太陽電池を作成した。接着は市販のアイロンを用いて１
３０℃で熱板溶接を行った。得られた太陽電池を実施例
４と同様にして評価した。結果を表２に示す。

【００７５】比較例７実施例４と同様の太陽電池素子の上にエポキシ樹脂（エ
ピコート、油化シェルエポキシ（株）製）１０部をトル
エン２０部に溶解した溶液をスプレーコーティング法に
よって塗布した後、１３０℃で加熱乾燥することによっ
て膜厚１００μｍの保護層を形成した。得られた太陽電
池を実施例４と同様にして評価した。結果を表２に示
す。

【００７６】比較例８実施例４と同様の太陽電池素子の上にＲＴＶシリコン樹
脂（７０２２、信越化学（株）製）バーコーターを用い
て塗布し、室温で１日放置して硬化することによって膜
厚１００μｍの保護層を形成した。得られた太陽電池を
実施例４と同様にして評価した。結果を表２に示す。

【００７７】

【表２】

【００７８】上表からわかるように、保護層を設けてい
ない太陽電池は、感光層自体のはがれが生じ、出力効率
の大幅な低下を生じた。しかし、実施例４〜６において
は出力効率の低下が非常に少なく、また、保護層の表面
に変化も見られない。比較例５〜８においては従来の材
料を保護層に用いたが、実施例４〜６におけるような優
れた特性は発揮されていない。

【００７９】実施例７実施例２と同様のホスファゼンモノマー４０部、分散前
の一次粒子の平均粒径が０．０４μｍである酸化スズ超
微粒子６５部、光開始剤として１−ヒドロキシシクロヘ
キシルフェニルケトン０．１部及びトルエン１００部を
混合した塗料を、サンドミルを用いて４０時間分散し
た。

【００８０】この分散液を用いて保護層を形成した他
は、実施例１と同様にして太陽電池を作成した。但し、
保護層の膜厚は４０μｍとした。

【００８１】得られた太陽電池を実施例１と同様にして
評価したところ、出力効率比は初期、耐候テスト後とも
に９０％であり、耐候テスト後の保護層表面の状態にも
変化は見られなかった。

【００８２】実施例８実施例３と同様のホスファゼンモノマー７０部、分散前
の一次粒子の平均粒径が０．０４μｍであるＩＴＯ超微
粒子３０部、光開始剤として１−ヒドロキシシクロヘキ
シルフェニルケトン０．１部及びトルエン１００部を混
合した塗料を、サンドミルを用いて５５時間分散した。

【００８３】この分散液を用いて保護層を形成した他
は、実施例４と同様にして太陽電池を作成した。但し、
保護層の膜厚は６５μｍとした。

【００８４】得られた太陽電池を実施例１と同様にして
評価したところ、出力効率比は初期においては８２％
で、耐候テスト後は７５％であり、耐候テスト後の保護
層表面の状態にも変化は見られなかった。

【００８５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、機械的
耐久性及び環境安定性に優れ、常に高い変換効率を得る
ことのできる太陽電池を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の太陽電池の構成の一例を示す。

【図２】本発明の太陽電池の構成の一例を示す。

【図３】本実施例で用いた耐候テスト試験機の概略を示
す。

【図４】本実施例で用いた耐候テスト試験機の試験槽の
概略を示す。

【図５】本実施例で用いたＲＦ−ＣＶＤ装置の概略を示
す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】太陽電池素子及び保護層を有する太陽電
池において、該保護層が下記式（１）【外１】（式中、Ｒ₁ 乃至Ｒ₆ は重合性エチレン性不飽和結合を
有する基を示し、Ｒ₁乃至Ｒ₆ は同一でも互いに異なっ
ていても良い。）で示されるホスファゼンモノマーの重
合により得られる樹脂を含有することを特徴とする太陽
電池。
【請求項２】前記Ｒ₁ 乃至Ｒ₆ が下記式（２）【外２】（式中、Ｒ₇ はアルキレン基、アリーレン基、アルキル
置換アリーレン基、アルキルアミド基、アリールアミド
基及びポリオキシアルキレン基を示し、Ｒ₈ は水素及び
メチル基を示す。）で示される請求項１記載の太陽電
池。
【請求項３】前記保護層が導電性粒子を含有する請求
項１記載の太陽電池。
【請求項４】前記導電性粒子が金属酸化物である請求
項３記載の太陽電池。
【請求項５】前記保護層中の導電性粒子の平均粒径が
０．３μｍ以下である請求項３記載の太陽電池。
【請求項６】前記保護層中の導電性粒子の平均粒径が
０．１μｍ以下である請求項５記載の太陽電池。