JPS58167428A - 酸化チタン膜の製造法 - Google Patents
酸化チタン膜の製造法Info
- Publication number
- JPS58167428A JPS58167428A JP4953482A JP4953482A JPS58167428A JP S58167428 A JPS58167428 A JP S58167428A JP 4953482 A JP4953482 A JP 4953482A JP 4953482 A JP4953482 A JP 4953482A JP S58167428 A JPS58167428 A JP S58167428A
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- Japan
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- titanium oxide
- oxide film
- film
- titanium
- alcoholic solution
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- Pending
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Chemically Coating (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、太陽電池の反射防止膜、レンズ、光学フィル
タ等の光学機器の反射防止膜として利用される酸化チタ
ン膜の製造法に関する。
タ等の光学機器の反射防止膜として利用される酸化チタ
ン膜の製造法に関する。
太陽電池は、石油に代わる新エネルギ源として期待され
ているが、石油等の化石燃料に較べて、発電コストが数
段と高く、低コストが急務とされている。そのため、低
コストの材料を用い、量産がしやすく、かつ高出力化を
図ることが望まれているう太陽電池の高出力化として、
太陽電池の受光面に反射防止膜を形成することは有効な
方法である。例えばシリコンを基板とする太陽電池にお
いては、空気中から／リコン基板に０４μｍの波長の光
が入射したとすると、表面で６１チ反射し、１ 、０
１ｔｍの波長の光では３１％反射し、太陽電池の光電流
が大幅に損失するのである。そのため、従来から太陽電
池の反射を防ぐ方法として反射防止膜をコーティングす
る方法が採られているのである。
ているが、石油等の化石燃料に較べて、発電コストが数
段と高く、低コストが急務とされている。そのため、低
コストの材料を用い、量産がしやすく、かつ高出力化を
図ることが望まれているう太陽電池の高出力化として、
太陽電池の受光面に反射防止膜を形成することは有効な
方法である。例えばシリコンを基板とする太陽電池にお
いては、空気中から／リコン基板に０４μｍの波長の光
が入射したとすると、表面で６１チ反射し、１ 、０
１ｔｍの波長の光では３１％反射し、太陽電池の光電流
が大幅に損失するのである。そのため、従来から太陽電
池の反射を防ぐ方法として反射防止膜をコーティングす
る方法が採られているのである。
半導体基板の表面に単層で形成させる反射防止膜では、
光が空気中から垂直に入射する事を前提とし、表面反射
を最小にするためには、下記の（１）。
光が空気中から垂直に入射する事を前提とし、表面反射
を最小にするためには、下記の（１）。
（２）式を満足する必要がある。
ｎ−５マ ・・・町・（１）
ｎｘｄ二λ／４ ・・川・・・（２）ここで
、ｎｏ：太陽電池素子が接する物質であり、空気とかモ
ジュールパッケ ージした後のパッケージ材料の 屈折率、 ｎｌ：太陽電池素子の基体の屈折率、 ｎ ：反射防止膜の最適屈折率、 ｄ ：反射防止膜の最適膜厚、 λ ：入射光の波長、 従来、この種の反射防止膜は、Ｓ ｉＯ、Ｔ ａ ２０
５゜Ｔ １０２ 、Ｓ ＩＮ等を材料とし、真空蒸着法
、スパッタ蒸着法、ＣＶＤ法等により形成する方法が一
般に用いられている。材料コストとしては、ＳｉＯ及び
Ｔ １０２は安価であるが、ＳｉＯについては、モジュ
ールのパッケージ材料としてシリコーン樹脂やＰＶＢ樹
脂を用いた場合、出力電流が若干減少する欠点がある。
、ｎｏ：太陽電池素子が接する物質であり、空気とかモ
ジュールパッケ ージした後のパッケージ材料の 屈折率、 ｎｌ：太陽電池素子の基体の屈折率、 ｎ ：反射防止膜の最適屈折率、 ｄ ：反射防止膜の最適膜厚、 λ ：入射光の波長、 従来、この種の反射防止膜は、Ｓ ｉＯ、Ｔ ａ ２０
５゜Ｔ １０２ 、Ｓ ＩＮ等を材料とし、真空蒸着法
、スパッタ蒸着法、ＣＶＤ法等により形成する方法が一
般に用いられている。材料コストとしては、ＳｉＯ及び
Ｔ １０２は安価であるが、ＳｉＯについては、モジュ
ールのパッケージ材料としてシリコーン樹脂やＰＶＢ樹
脂を用いた場合、出力電流が若干減少する欠点がある。
又形成法については、上記のように真空技術を用い、か
つバッチ方式により生産する必要があり、それ故に生産
性か悪く、コストアップの要因の一つになっている。又
初期の設備投資が高価な割に生産歓が少なく、かつ真空
容器内の試料位置によって反射防止膜が不均一となり、
特性がばらつくと言う問題があった。
つバッチ方式により生産する必要があり、それ故に生産
性か悪く、コストアップの要因の一つになっている。又
初期の設備投資が高価な割に生産歓が少なく、かつ真空
容器内の試料位置によって反射防止膜が不均一となり、
特性がばらつくと言う問題があった。
本発明は、このような従来の欠点を解消し、低コストな
材料を用い、かつ生産性がよく、均一で、高強度の酸化
チタン膜を形成する方法を提供するものである。即ち本
発明は、ＴＩ（ＣＯＯＲ） ４等の有機チタン化合物を
配位力の大きいアセチルアセトン、／クロペンタジェン
等で錯体化し、エチルアルコール等のアルコール類に溶
かした溶液を膜Ｘソ 形成面上に塗布し、その後焼成すること！化チタン膜を
形成することを特徴とするものである。
材料を用い、かつ生産性がよく、均一で、高強度の酸化
チタン膜を形成する方法を提供するものである。即ち本
発明は、ＴＩ（ＣＯＯＲ） ４等の有機チタン化合物を
配位力の大きいアセチルアセトン、／クロペンタジェン
等で錯体化し、エチルアルコール等のアルコール類に溶
かした溶液を膜Ｘソ 形成面上に塗布し、その後焼成すること！化チタン膜を
形成することを特徴とするものである。
ここで、有機チタン化合物としては、
Ｔ ｉ（Ｃ０ＯＲ） ａ 、Ｔ １ （ＯＲ） ４ 、
Ｔ １ （ＣＯＯＲ）記０Ｈ）ｎ等を用いることがで
きる。なお、Ｒはアルキル基７あ１、。＋ｎ＝４−ｃあ
、６ｏ−２え、。。、。有やチタン化合物と錯体を形成
する物質としては、アセチルアセトン等のジケトン類、
エチレンジアミン西酢酸（ＥＤＴＡ） 等のジアミン類
、シクロペンタ チジエ７等のジエン類の群から選んたものを用いること
かできる。
Ｔ １ （ＣＯＯＲ）記０Ｈ）ｎ等を用いることがで
きる。なお、Ｒはアルキル基７あ１、。＋ｎ＝４−ｃあ
、６ｏ−２え、。。、。有やチタン化合物と錯体を形成
する物質としては、アセチルアセトン等のジケトン類、
エチレンジアミン西酢酸（ＥＤＴＡ） 等のジアミン類
、シクロペンタ チジエ７等のジエン類の群から選んたものを用いること
かできる。
アルコール類は塗布溶液の濃度及び粘度を調整するもの
であり、しかも有機チタン化合物は錯体化されているの
で、分散力は高く、均一な塗膜を得ることができる。
であり、しかも有機チタン化合物は錯体化されているの
で、分散力は高く、均一な塗膜を得ることができる。
この塗膜を焼成するには、酸素を含む雰囲気中で６００
〜９００℃の温度で加熱するのがよい、。
〜９００℃の温度で加熱するのがよい、。
この加熱により有機チタン化合物は分散して酸化チタン
の薄膜を経由してアナターゼ等の結晶系酸化チタン薄膜
が形成される。又アルコールやアセチルアセトン等は蒸
発する。
の薄膜を経由してアナターゼ等の結晶系酸化チタン薄膜
が形成される。又アルコールやアセチルアセトン等は蒸
発する。
本発明は、上記のように安価な材料を用い、スプレ法や
スピナ法で塗膜を形成し、これを焼成する方法を採って
いるので、生産性にすぐれ、しかも光透過性の良い酸化
チタン膜を得ることができる。
スピナ法で塗膜を形成し、これを焼成する方法を採って
いるので、生産性にすぐれ、しかも光透過性の良い酸化
チタン膜を得ることができる。
以下、本発明を太陽電池の反射防止膜に適用した実施例
によりさらに詳しく説明する。
によりさらに詳しく説明する。
第１図において、１はＮ層７リコン基板、２はＰ＋拡散
層、３はその受光面、４は後述のようにして受光面３上
に形成された酸化チタン膜である。
層、３はその受光面、４は後述のようにして受光面３上
に形成された酸化チタン膜である。
まず、有機チタン化合物としてＴ １（ＣＯＯＣＨ３）
４錯化剤としてアセチルアセトンを用い、両者を重量比
１：１で混合して形成した錯体を濃度及び粘度調整用の
エチルアルコールに溶かして塗布溶液を調整した。
４錯化剤としてアセチルアセトンを用い、両者を重量比
１：１で混合して形成した錯体を濃度及び粘度調整用の
エチルアルコールに溶かして塗布溶液を調整した。
この溶液をスピナ装置により前ｇ己の太陽電池の受光面
トに塗布し、次に酸素雰囲気中において加熱処理した。
トに塗布し、次に酸素雰囲気中において加熱処理した。
この加熱処理は、まずＳＯＯ℃までは２０℃／分以下の
加熱速度としてアルコール。
加熱速度としてアルコール。
アセチルアセトンを蒸発させ、かつ有機チタン化合物を
分解させ、生成する無定形酸化チタン膜に炭素分が含ま
れないようにした。その後６００〜９ｏｏ℃での加熱処
理により、無定形の酸化チタン膜を結晶系の酸化チタン
膜とした。
分解させ、生成する無定形酸化チタン膜に炭素分が含ま
れないようにした。その後６００〜９ｏｏ℃での加熱処
理により、無定形の酸化チタン膜を結晶系の酸化チタン
膜とした。
このようにして得られる酸化チタンの膜はスピナ回転数
と塗布溶液中のチタンの固形分濃度により決定される。
と塗布溶液中のチタンの固形分濃度により決定される。
第２図は固形分濃度５重量％における膜厚とスビナ回転
数との関係を示す。なお、膜厚は焼成後の値である。
数との関係を示す。なお、膜厚は焼成後の値である。
次に第３図は塗膜の加熱温度と重量減少率との関係ラボ
す。この場合、基準となる塗膜の型針はアルコール揮散
後の値とした。
す。この場合、基準となる塗膜の型針はアルコール揮散
後の値とした。
加熱温度がｓｏｏ℃未満では、有機チタン化合物の分解
により発生した炭素分等か残存しており、反射防止膜の
光透過重性を悪くし、９ｏｏ℃より超える温度では、チ
タンがシリコン中に拡散する度合が大きくなり、特性を
劣化させたり、又シリコン基板に熱ダメージを与え、出
力電流が低Ｆ Ｌ膜の屈折率との関係を示す。屈折率は
スピナ回転数及び塗布溶液中のチタンの固形分濃度によ
らず、加熱温度により決定されるのである。つまり第２
図と第４図から、反射防止−としての最適膜厚及び最適
屈折率はスピナ回転数、塗布溶液のチタンの固形分濃度
、加熱温度を適宜選択することに°より容易に得ること
ができる。
により発生した炭素分等か残存しており、反射防止膜の
光透過重性を悪くし、９ｏｏ℃より超える温度では、チ
タンがシリコン中に拡散する度合が大きくなり、特性を
劣化させたり、又シリコン基板に熱ダメージを与え、出
力電流が低Ｆ Ｌ膜の屈折率との関係を示す。屈折率は
スピナ回転数及び塗布溶液中のチタンの固形分濃度によ
らず、加熱温度により決定されるのである。つまり第２
図と第４図から、反射防止−としての最適膜厚及び最適
屈折率はスピナ回転数、塗布溶液のチタンの固形分濃度
、加熱温度を適宜選択することに°より容易に得ること
ができる。
散層を有する８層シリコン基板２上に反射防止膜４を設
け、これらをポリビニルブチラール（ＰＶＢ）樹脂６及
びカバガラス６、製置シート７でパッケージされた構造
の太陽電池の反射防止膜の最適屈折率及び最適膜厚は、
シリコンの屈折率が可視光から赤外光の範囲でｎ１＝３
−５〜６．０なので最適屈折率は２ 、２６ ’、：＞
ｎ≦２．９８となる、本実施例においては、太陽エネ
ルギピーク波長λ−６００ｏ人の近傍の光を効率よく利
用できるように、屈折率が２．２６．て、、、ｎ′ｌＺ
２．３５の範囲になるように加熱温度を制御し、膜厚を
６２５ Ｓ ｄ≦６６３■になるように固形分濃度やス
ピナ回転数を制御することによって得られた酸化チタン
膜をシリコン太陽電池に設ける事により短絡電流が３０
〜４０％上昇した。こ扛は従来の方法により得られてい
る酸化チタン反射防止膜の虻のと同等であることが確認
されている。
け、これらをポリビニルブチラール（ＰＶＢ）樹脂６及
びカバガラス６、製置シート７でパッケージされた構造
の太陽電池の反射防止膜の最適屈折率及び最適膜厚は、
シリコンの屈折率が可視光から赤外光の範囲でｎ１＝３
−５〜６．０なので最適屈折率は２ 、２６ ’、：＞
ｎ≦２．９８となる、本実施例においては、太陽エネ
ルギピーク波長λ−６００ｏ人の近傍の光を効率よく利
用できるように、屈折率が２．２６．て、、、ｎ′ｌＺ
２．３５の範囲になるように加熱温度を制御し、膜厚を
６２５ Ｓ ｄ≦６６３■になるように固形分濃度やス
ピナ回転数を制御することによって得られた酸化チタン
膜をシリコン太陽電池に設ける事により短絡電流が３０
〜４０％上昇した。こ扛は従来の方法により得られてい
る酸化チタン反射防止膜の虻のと同等であることが確認
されている。
以上説明したように、本発明によれば、塗布溶液をスプ
レ法及びスピナ法より、基板に塗布し、加熱するだけで
酸化チタン膜が得られ、従来法に較べて非常に簡便であ
り、生産性よく、量産に適する。又初期の設備投資が従
来法のμ〜福で同等の生産歓が得られる。又チタンを錯
体化し塗布溶液中によく分散させかつ一枚一枚同一作業
処理を行うため、特性のばらつきもなくなり、良質の酸
化チタン膜を得ることかできる。さらにつ２加えるなら
ば、加熱温度を６００℃以上とすることにより、基板中
にチタンが拡散し、基板との接着強度が増し、金属針で
ひっかいても容易にはく離することがなく、又形成され
た酸化チタン膜がアナターゼ等の結晶状態であるため経
時変化に対しても安定な膜が得られる。
レ法及びスピナ法より、基板に塗布し、加熱するだけで
酸化チタン膜が得られ、従来法に較べて非常に簡便であ
り、生産性よく、量産に適する。又初期の設備投資が従
来法のμ〜福で同等の生産歓が得られる。又チタンを錯
体化し塗布溶液中によく分散させかつ一枚一枚同一作業
処理を行うため、特性のばらつきもなくなり、良質の酸
化チタン膜を得ることかできる。さらにつ２加えるなら
ば、加熱温度を６００℃以上とすることにより、基板中
にチタンが拡散し、基板との接着強度が増し、金属針で
ひっかいても容易にはく離することがなく、又形成され
た酸化チタン膜がアナターゼ等の結晶状態であるため経
時変化に対しても安定な膜が得られる。
第１図は酸化チタン膜を反射防止膜として適用した太陽
電池の要部の断面図、第２図は塗膜形成のためのスピナ
回転数と得られた酸化チタンの膜厚との関係を示す図、
第３図は塗膜の加熱温度と重量減少率との関係を示す図
、第４図は塗膜の加熱温度と屈折率との関係を示す図、
第５図は実施例のモジュールパッケージした太陽電池の
構Ｊ青を示す断面図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ｔ１力・１名
第 １ｖＡ 第２１１１ ＠竜Ｚ廓屹（ｒｒＲズ／ρ一つ 第３図 加熱藻嬰（ａｔ〕 第４図 加慕屋浸（’ｃλ
電池の要部の断面図、第２図は塗膜形成のためのスピナ
回転数と得られた酸化チタンの膜厚との関係を示す図、
第３図は塗膜の加熱温度と重量減少率との関係を示す図
、第４図は塗膜の加熱温度と屈折率との関係を示す図、
第５図は実施例のモジュールパッケージした太陽電池の
構Ｊ青を示す断面図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ｔ１力・１名
第 １ｖＡ 第２１１１ ＠竜Ｚ廓屹（ｒｒＲズ／ρ一つ 第３図 加熱藻嬰（ａｔ〕 第４図 加慕屋浸（’ｃλ
Claims (3)
- （１） ジケトン類、ジアミン類及びジエン類よりな
る群から選んだ少なくとも１種と有機チタン化合物とか
らなる錯体のアルコール溶液を酸化チタン膜形成面に塗
布し、焼成して酸化チタン膜を形成することを特徴とす
る酸化チタン膜の製造法。 - （２）有機チタン化合物が、Ｔ ＊ （Ｃ０ＯＲ） ４
。 Ｔ ｉ（ＯＲ） ４又ハＴ Ｉ （Ｃ０ＯＲ） 、、、
（ＯＨ） ｎ （ｐだし、Ｒはアルキル る特許請求の範囲第１項記載の酸化チタン膜の製造法。 - （３）焼成温度が５００〜９００℃である特許請求の範
囲第１項記載の酸化チタン膜の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4953482A JPS58167428A (ja) | 1982-03-26 | 1982-03-26 | 酸化チタン膜の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4953482A JPS58167428A (ja) | 1982-03-26 | 1982-03-26 | 酸化チタン膜の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58167428A true JPS58167428A (ja) | 1983-10-03 |
Family
ID=12833822
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4953482A Pending JPS58167428A (ja) | 1982-03-26 | 1982-03-26 | 酸化チタン膜の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58167428A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001233615A (ja) * | 2000-02-21 | 2001-08-28 | Natl Inst Of Advanced Industrial Science & Technology Meti | 三次元構造を有するメソポーラスＴｉＯ２薄膜及びその製造法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53100601A (en) * | 1977-02-14 | 1978-09-02 | Komatsu Mfg Co Ltd | Controlling device for positioning slewing extremities of slewing type construction cars |
-
1982
- 1982-03-26 JP JP4953482A patent/JPS58167428A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53100601A (en) * | 1977-02-14 | 1978-09-02 | Komatsu Mfg Co Ltd | Controlling device for positioning slewing extremities of slewing type construction cars |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001233615A (ja) * | 2000-02-21 | 2001-08-28 | Natl Inst Of Advanced Industrial Science & Technology Meti | 三次元構造を有するメソポーラスＴｉＯ２薄膜及びその製造法 |
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