JPH11274536A - 太陽電池用基板 - Google Patents
太陽電池用基板Info
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- JPH11274536A JPH11274536A JP10079492A JP7949298A JPH11274536A JP H11274536 A JPH11274536 A JP H11274536A JP 10079492 A JP10079492 A JP 10079492A JP 7949298 A JP7949298 A JP 7949298A JP H11274536 A JPH11274536 A JP H11274536A
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- Japan
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- glass substrate
- solar cell
- substrate
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 安価に製造でき、かつ、光電変換効率の高い
太陽電池用基板を提供する。 【解決手段】 ガラス基板の表面に平均粒径０．１〜
１．０μｍの絶縁性微粒子薄膜を形成してなる太陽電池
用基板。
太陽電池用基板を提供する。 【解決手段】 ガラス基板の表面に平均粒径０．１〜
１．０μｍの絶縁性微粒子薄膜を形成してなる太陽電池
用基板。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、安価に製造でき、
かつ、光電変換効率の高い太陽電池用基板に関する。
かつ、光電変換効率の高い太陽電池用基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】非晶質Ｓｉ太陽電池用の基板としては、
一般的にガラス基板やステンレス基板が用いられる。こ
の非晶質Ｓｉ太陽電池の変換効率を向上させるため、従
来、太陽光の吸収量を増加させる方法として、光電変換
層に入射する光の光路長を増加させ光変換効率を向上さ
せるべく、ガラス表面を研磨する方法、熱ＣＶＤ法によ
りＳｎＯ2膜を形成する方法などの基板表面に凹凸を形
成させることが行われている（特開昭５８−５７７５
６、特開平２−１６４０７７等）。
一般的にガラス基板やステンレス基板が用いられる。こ
の非晶質Ｓｉ太陽電池の変換効率を向上させるため、従
来、太陽光の吸収量を増加させる方法として、光電変換
層に入射する光の光路長を増加させ光変換効率を向上さ
せるべく、ガラス表面を研磨する方法、熱ＣＶＤ法によ
りＳｎＯ2膜を形成する方法などの基板表面に凹凸を形
成させることが行われている（特開昭５８−５７７５
６、特開平２−１６４０７７等）。
【０００３】
【発明が解決しようとした課題】しかしながら、ガラス
表面を研磨する方法では微細な凹凸を有する表面を得る
ことが難しく、また、熱ＣＶＤ法によりＳｎＯ2膜を形
成する方法では生産性が悪くコスト高になるという欠点
がある。
表面を研磨する方法では微細な凹凸を有する表面を得る
ことが難しく、また、熱ＣＶＤ法によりＳｎＯ2膜を形
成する方法では生産性が悪くコスト高になるという欠点
がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者等は上記課題に
鑑み鋭意検討を行った結果、ガラス基板の表面に形成す
る均一絶縁性微粒子薄膜によれば微細な凹凸を有し、光
電変換効率が高く、しかも安価に製造できることを見出
し本発明に到達した。即ち、本発明の要旨は、ガラス基
板の表面に平均粒径０．１〜１．０μｍの絶縁性微粒子
薄膜を形成してなる太陽電池用基板に存する。
鑑み鋭意検討を行った結果、ガラス基板の表面に形成す
る均一絶縁性微粒子薄膜によれば微細な凹凸を有し、光
電変換効率が高く、しかも安価に製造できることを見出
し本発明に到達した。即ち、本発明の要旨は、ガラス基
板の表面に平均粒径０．１〜１．０μｍの絶縁性微粒子
薄膜を形成してなる太陽電池用基板に存する。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明において使用されるガラス基板は特に制限はない
が、透明な強化ガラスが好ましい。ガラス基板の幅は一
般的には１０〜１００cm、厚さは一般的には０．５〜５
mmの範囲で選ぶのがよい。
本発明において使用されるガラス基板は特に制限はない
が、透明な強化ガラスが好ましい。ガラス基板の幅は一
般的には１０〜１００cm、厚さは一般的には０．５〜５
mmの範囲で選ぶのがよい。
【０００６】本発明において使用される絶縁性微粒子
は、その平均粒径が０．１〜１．０μｍである。該範囲
は、太陽光の主要波長範囲の０．４〜１．２μｍの範囲
に対応したものであり、０．１μｍ未満あるいは１．０
μｍを超えると光路長の増加効果が減少し、光線吸収効
率が低下するので好ましくない。かかる使用される絶縁
性微粒子としては、炭酸カルシウム、アルミナ、シリ
カ、酸化チタンなどが挙げられ、中でもシリカが好適で
ある。
は、その平均粒径が０．１〜１．０μｍである。該範囲
は、太陽光の主要波長範囲の０．４〜１．２μｍの範囲
に対応したものであり、０．１μｍ未満あるいは１．０
μｍを超えると光路長の増加効果が減少し、光線吸収効
率が低下するので好ましくない。かかる使用される絶縁
性微粒子としては、炭酸カルシウム、アルミナ、シリ
カ、酸化チタンなどが挙げられ、中でもシリカが好適で
ある。
【０００７】以上の絶縁性微粒子の形状は球状であるこ
とが好ましく、かつ粒度分布の標準偏差が１．２以下で
あることが好ましい。形状が球状であること、および標
準偏差値が１．２以下であることは、微細な凹凸を均一
に形成するために重要であり、標準偏差値が１．３以上
であると絶縁微粒子の分散が不均一になり、光を封じ込
めるという機能が十分に発揮されない。なお、本発明に
おいて絶縁性微粒子の平均粒径と標準偏差値は、それぞ
れ次の式で定義されるものである。
とが好ましく、かつ粒度分布の標準偏差が１．２以下で
あることが好ましい。形状が球状であること、および標
準偏差値が１．２以下であることは、微細な凹凸を均一
に形成するために重要であり、標準偏差値が１．３以上
であると絶縁微粒子の分散が不均一になり、光を封じ込
めるという機能が十分に発揮されない。なお、本発明に
おいて絶縁性微粒子の平均粒径と標準偏差値は、それぞ
れ次の式で定義されるものである。
【０００８】
【数１】
【０００９】
【数２】
【００１０】以上の絶縁性微粒子の薄膜ををガラス基板
の表面に形成させる方法は特に限定されないが、絶縁性
微粒子を溶媒に分散させてなる液を塗布する方法が望ま
しい。塗布液としては単に溶媒を用いてもよいが、樹脂
化合物を溶解させた液を使用した方が分散性が向上し、
絶縁性微粒子が均一に配列した膜が形成されやすいので
好ましく、樹脂化合物としてはポリイミド系樹脂が特に
好ましい。
の表面に形成させる方法は特に限定されないが、絶縁性
微粒子を溶媒に分散させてなる液を塗布する方法が望ま
しい。塗布液としては単に溶媒を用いてもよいが、樹脂
化合物を溶解させた液を使用した方が分散性が向上し、
絶縁性微粒子が均一に配列した膜が形成されやすいので
好ましく、樹脂化合物としてはポリイミド系樹脂が特に
好ましい。
【００１１】ここでのポリイミド系樹脂とは、ポリイミ
ド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、およびこ
れらの混合物であって、溶媒可溶性のものをであるが、
その種類は特に限定されない。ポリイミド系樹脂には、
第二成分として、例えばポリサルホン、ポリエーテルポ
リサルホンなどの溶媒可溶性の樹脂を混合したものも含
まれる。ポリイミド系樹脂の具体例としては、ベンゾフ
ェノンテトラカルボン酸二無水物（ＢＴＤＡ）と、二種
の芳香族ジイソシアネート、すなわち、４，４´−ジフ
ェニルメタンジイソシアネートおよび２，４−トリレン
ジイソシアネートを共重合させたものなどが挙げられ
る。
ド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、およびこ
れらの混合物であって、溶媒可溶性のものをであるが、
その種類は特に限定されない。ポリイミド系樹脂には、
第二成分として、例えばポリサルホン、ポリエーテルポ
リサルホンなどの溶媒可溶性の樹脂を混合したものも含
まれる。ポリイミド系樹脂の具体例としては、ベンゾフ
ェノンテトラカルボン酸二無水物（ＢＴＤＡ）と、二種
の芳香族ジイソシアネート、すなわち、４，４´−ジフ
ェニルメタンジイソシアネートおよび２，４−トリレン
ジイソシアネートを共重合させたものなどが挙げられ
る。
【００１２】絶縁性微粒子のポリイミド系樹脂への配合
量は、その種類、平均粒径、被膜の厚さ、耐熱性基板の
用途により変るがポリイミド系樹脂に対して通常１００
〜５００重量％以上の範囲で選ぶものとする。配合量が
１００重量％未満であると、被膜の表面に微細な凹凸を
形成するのが難しく、配合量が５００重量％を越えると
被膜がもろくなることがあるのでいずれも好ましくな
い。
量は、その種類、平均粒径、被膜の厚さ、耐熱性基板の
用途により変るがポリイミド系樹脂に対して通常１００
〜５００重量％以上の範囲で選ぶものとする。配合量が
１００重量％未満であると、被膜の表面に微細な凹凸を
形成するのが難しく、配合量が５００重量％を越えると
被膜がもろくなることがあるのでいずれも好ましくな
い。
【００１３】また、この際に併用する溶媒としては、Ｎ
−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムア
ミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホ
キシド等が挙げられ、これらの中で、Ｎ，Ｎ−ジメチル
ホルムアミドが特に好ましい。塗布液の前駆体の濃度
は、３０重量％以上で選ぶのが好ましい。３０重量％未
満では、粘度が低すぎ、均一な塗膜が得られにくい。特
に好ましいのは、４０重量％以上である。
−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムア
ミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホ
キシド等が挙げられ、これらの中で、Ｎ，Ｎ−ジメチル
ホルムアミドが特に好ましい。塗布液の前駆体の濃度
は、３０重量％以上で選ぶのが好ましい。３０重量％未
満では、粘度が低すぎ、均一な塗膜が得られにくい。特
に好ましいのは、４０重量％以上である。
【００１４】塗布液は、球状微粒子をポリイミド樹脂の
溶液中に分散させた状態の溶液を調製する。分散性を向
上させるためには、溶液中に更に分散剤を添加しても良
い。また塗布の際に、ガラス基板との親和性を向上させ
るために、界面活性剤を添加するしてもよい。ガラス基
板の表面に、上記塗布液を塗布する方法としては、ディ
ッピング法、スピンコート法、バーコート法、スプレー
法、ダイコート法、ロールコート法、フローコート法、
ドクターブレードコート法等が挙げられるが、特にディ
ッピング法が好適に用いられる。塗布量は、塗布用の樹
脂溶液中の樹脂の濃度、樹脂溶液の粘度などを調節し
て、塗布乾燥後の被膜が所定厚さとなるように調節す
る。ディッピング塗布法は、塗布液の中に基板を浸漬
し、一定の速度で引き上げる方法が一般的である。塗布
量は、塗布液の濃度、塗布液の粘度、基板の引き上げ速
度を調節して塗布乾燥後の薄膜が所定の厚さとなるよう
に調節する。塗布乾燥後の薄膜の厚さは、微粒子が単分
散の状態で積層され、また、積層数はできるだけ少ない
方が安価に製造するために好ましいが、塗布乾燥後の被
膜の厚さは通常１０〜５０μｍの範囲で選ぶものとす
る。被膜の厚さが１０μｍ未満であると均一な薄膜の形
成が困難であり、また、被膜の厚さが５０μｍを超える
と、薄膜に残留溶媒が残りやすくなるので、いずれも好
ましくない。
溶液中に分散させた状態の溶液を調製する。分散性を向
上させるためには、溶液中に更に分散剤を添加しても良
い。また塗布の際に、ガラス基板との親和性を向上させ
るために、界面活性剤を添加するしてもよい。ガラス基
板の表面に、上記塗布液を塗布する方法としては、ディ
ッピング法、スピンコート法、バーコート法、スプレー
法、ダイコート法、ロールコート法、フローコート法、
ドクターブレードコート法等が挙げられるが、特にディ
ッピング法が好適に用いられる。塗布量は、塗布用の樹
脂溶液中の樹脂の濃度、樹脂溶液の粘度などを調節し
て、塗布乾燥後の被膜が所定厚さとなるように調節す
る。ディッピング塗布法は、塗布液の中に基板を浸漬
し、一定の速度で引き上げる方法が一般的である。塗布
量は、塗布液の濃度、塗布液の粘度、基板の引き上げ速
度を調節して塗布乾燥後の薄膜が所定の厚さとなるよう
に調節する。塗布乾燥後の薄膜の厚さは、微粒子が単分
散の状態で積層され、また、積層数はできるだけ少ない
方が安価に製造するために好ましいが、塗布乾燥後の被
膜の厚さは通常１０〜５０μｍの範囲で選ぶものとす
る。被膜の厚さが１０μｍ未満であると均一な薄膜の形
成が困難であり、また、被膜の厚さが５０μｍを超える
と、薄膜に残留溶媒が残りやすくなるので、いずれも好
ましくない。
【００１５】塗布操作が完了したら、直ちに塗布薄膜を
加熱乾燥する。加熱乾燥の方法は、乾燥の初期を無風状
態で乾燥し、溶媒が飛散したらポリイミド樹脂を硬化さ
せるため、３００℃まで昇温し薄膜を形成させる。以上
のようにして、本発明の太陽電池用基板は製造される
が、その後、本基板上に光電変換用積層構造が形成され
薄膜太陽電池が製造される。この太陽電池は、基板表面
に形成された微少な凹凸から入射した太陽光の光路長を
増加させ、吸収量を増大することにより光電変換効率を
向上できる。
加熱乾燥する。加熱乾燥の方法は、乾燥の初期を無風状
態で乾燥し、溶媒が飛散したらポリイミド樹脂を硬化さ
せるため、３００℃まで昇温し薄膜を形成させる。以上
のようにして、本発明の太陽電池用基板は製造される
が、その後、本基板上に光電変換用積層構造が形成され
薄膜太陽電池が製造される。この太陽電池は、基板表面
に形成された微少な凹凸から入射した太陽光の光路長を
増加させ、吸収量を増大することにより光電変換効率を
向上できる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明
するが、本発明はその趣旨を超えない限り以下の記載例
に限定されるものではない。 ［実施例１］３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテト
ラカルボン酸無水物と４，４’−ジェニルメタンジイソ
シアネート及び２，４−トリレンジイソシアネートを共
重合させたものをジメチルホルムアミドに溶解させ、固
形分濃度２％の溶液とした。この溶液に、平均粒径０．
３μｍ、粒度分布の標準偏差値が１．１である球状シリ
カを、ポリイミド固形分濃度に対し２５０重量％を加え
てサンドミルで撹拌混合した後、孔径１μｍのフィルタ
ーで濾過して薄膜形成用の溶液とした。
するが、本発明はその趣旨を超えない限り以下の記載例
に限定されるものではない。 ［実施例１］３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテト
ラカルボン酸無水物と４，４’−ジェニルメタンジイソ
シアネート及び２，４−トリレンジイソシアネートを共
重合させたものをジメチルホルムアミドに溶解させ、固
形分濃度２％の溶液とした。この溶液に、平均粒径０．
３μｍ、粒度分布の標準偏差値が１．１である球状シリ
カを、ポリイミド固形分濃度に対し２５０重量％を加え
てサンドミルで撹拌混合した後、孔径１μｍのフィルタ
ーで濾過して薄膜形成用の溶液とした。
【００１７】他方、厚み３ｍｍ、３００ｍｍ角のガラス
板を基板として、上記の溶液に浸漬し５０ｍｍ／分の速
度で引き上げた。片面をジメチルホルムアミドでふき取
った後、乾燥炉に入れ８０℃で１分間乾燥しその後３０
０℃で１０分間加熱して表面に微少な凹凸が形成された
ガラス基板を得た。この基板の表面を走査型電子顕微鏡
（ＳＥＭ）で観察したところ、厚さ約３０μｍの膜厚で
球状シリカが均一に分散され一層配列されていた。
板を基板として、上記の溶液に浸漬し５０ｍｍ／分の速
度で引き上げた。片面をジメチルホルムアミドでふき取
った後、乾燥炉に入れ８０℃で１分間乾燥しその後３０
０℃で１０分間加熱して表面に微少な凹凸が形成された
ガラス基板を得た。この基板の表面を走査型電子顕微鏡
（ＳＥＭ）で観察したところ、厚さ約３０μｍの膜厚で
球状シリカが均一に分散され一層配列されていた。
【００１８】また、この基板を分光光度計で、球状シリ
カの積層されていない側から光を入射し透過率（Ｔ％）
を測定した。波長４００ｎｍ〜１２００ｎｍの範囲で９
０％以上の透過率を示した。 ［実施例２］球状シリカを平均粒径０．５μｍ粒度分布
の標準偏差値が１．１のものとし、、ポリイミド樹脂に
対する添加量を、２００重量％とした以外は実施例１と
同様にして、ガラス基板を作成した。この基板の表面を
ＳＥＭで観察したところ、厚さ約３０μｍの膜厚で球状
シリカが均一に分散され一層配列されていた。 ［応用例］実施例１、２及び表面に球状微粒子が積層さ
れていないガラス板の表面に、まずスパッター法でＩＴ
Ｏ膜を６００Åの厚みで透明電極として形成した。さら
に、この透明電極の上にｐｉｎ接合をもつ厚さ５０００
Åのアモルファスシリコン膜（光電変換層）をプラズマ
ＣＶＤ法で形成した。最後に裏面電極として薄膜太陽電
池を作成した。実施例１、２で得られた太陽電池の変換
効率は、球状微粒子が積層されていないガラス板を使用
した太陽電池と比較して４０％高い値を示した。
カの積層されていない側から光を入射し透過率（Ｔ％）
を測定した。波長４００ｎｍ〜１２００ｎｍの範囲で９
０％以上の透過率を示した。 ［実施例２］球状シリカを平均粒径０．５μｍ粒度分布
の標準偏差値が１．１のものとし、、ポリイミド樹脂に
対する添加量を、２００重量％とした以外は実施例１と
同様にして、ガラス基板を作成した。この基板の表面を
ＳＥＭで観察したところ、厚さ約３０μｍの膜厚で球状
シリカが均一に分散され一層配列されていた。 ［応用例］実施例１、２及び表面に球状微粒子が積層さ
れていないガラス板の表面に、まずスパッター法でＩＴ
Ｏ膜を６００Åの厚みで透明電極として形成した。さら
に、この透明電極の上にｐｉｎ接合をもつ厚さ５０００
Åのアモルファスシリコン膜（光電変換層）をプラズマ
ＣＶＤ法で形成した。最後に裏面電極として薄膜太陽電
池を作成した。実施例１、２で得られた太陽電池の変換
効率は、球状微粒子が積層されていないガラス板を使用
した太陽電池と比較して４０％高い値を示した。
【００１９】
【発明の効果】本発明は、以上詳細に説明した通りであ
り、次のような特別に有利な効果を奏し、その産業上の
利用価値は極めて大である １．本発明の太陽電池基板は、製造工程が複雑でなく安
価に製造することができる。 ２．本発明の太陽電池基板は、入射した太陽光線を、ガ
ラス基板の表面に形成された微細な凹凸により太陽光の
吸収量が増大し、高い光電変換効率を得ることができ
る。
り、次のような特別に有利な効果を奏し、その産業上の
利用価値は極めて大である １．本発明の太陽電池基板は、製造工程が複雑でなく安
価に製造することができる。 ２．本発明の太陽電池基板は、入射した太陽光線を、ガ
ラス基板の表面に形成された微細な凹凸により太陽光の
吸収量が増大し、高い光電変換効率を得ることができ
る。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｂ３２Ｂ 17/10 Ｂ３２Ｂ 17/10 Ｈ０１Ｌ 21/312 Ｈ０１Ｌ 21/312 Ｂ
Claims (4)
- 【請求項１】 ガラス基板の表面に平均粒径０．１〜
１．０μｍの絶縁性微粒子薄膜を形成してなる太陽電池
用基板。 - 【請求項２】 絶縁性微粒子が、球状で、かつ、粒度分
布の標準偏差が１．２以下である請求項１の太陽電池用
基板。 - 【請求項３】 絶縁性微粒子がシリカである請求項１又
は２の太陽電池用基板。 - 【請求項４】 ガラス基板の表面に絶縁性微粒子を分散
させたポリイミド溶液を塗布してなる請求項１〜３のい
ずれかの太陽電池用基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10079492A JPH11274536A (ja) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | 太陽電池用基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10079492A JPH11274536A (ja) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | 太陽電池用基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11274536A true JPH11274536A (ja) | 1999-10-08 |
Family
ID=13691413
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10079492A Pending JPH11274536A (ja) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | 太陽電池用基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11274536A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001047033A1 (fr) * | 1999-12-20 | 2001-06-28 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Transducteur photoelectrique et substrat pour transducteur photoelectrique |
| WO2001065612A1 (fr) | 2000-03-02 | 2001-09-07 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Dispositif photoelectrique |
| DE10042733A1 (de) * | 2000-08-31 | 2002-03-28 | Inst Physikalische Hochtech Ev | Multikristalline laserkristallisierte Silicium-Dünnschicht-Solarzelle auf transparentem Substrat |
| US6512170B1 (en) * | 2000-03-02 | 2003-01-28 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Photoelectric conversion device |
| EP1428270A1 (en) * | 2001-08-23 | 2004-06-16 | Pacific Solar Pty Ltd | Glass beads coating process |
| JP2009267056A (ja) * | 2008-04-24 | 2009-11-12 | Nitto Denko Corp | 太陽電池用基板、太陽電池素子、太陽電池用モジュールおよび太陽電池用基板の製造方法 |
| JP2010087539A (ja) * | 2000-03-02 | 2010-04-15 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 光電変換装置 |
| JP2012028827A (ja) * | 2004-03-25 | 2012-02-09 | Kaneka Corp | 薄膜太陽電池用基板および薄膜太陽電池の製造方法 |
-
1998
- 1998-03-26 JP JP10079492A patent/JPH11274536A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2001065612A1 (fr) | 2000-03-02 | 2001-09-07 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Dispositif photoelectrique |
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| US6734352B2 (en) | 2000-03-02 | 2004-05-11 | Nippon Sheet Glass Company, Limited | Photoelectric conversion device |
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