JPS62260372A - 太陽電池用絶縁膜およびその製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、太陽電池用絶縁膜およびその製造法に関する
もので、特にピンホールのない絶縁膜を低コストで製造
する方法を提供するものである。

［従来の技術］ 発電用太陽電池に使用される基板としては、５ＵＳ３０
４などのステンレス基板、ガラス基板などがある。ガラ
ス基板を使用する場合には、その絶縁性を利用して一枚
の基板を多数の矩形状に区切り、これを直列接続するこ
とにより高電圧型太陽電池としている。しかし、ガラス
基板の欠点はその厚さを充分厚くしなければならないた
め、ステンレスなどの金属基板に比較してはるかに重く
なってしまうほか、ロールした基板を連続的に送り出し
、アモルファスシリコン等を積層させてゆくロールツー
ロール方式が採用出来ないため、コストが非常に高いも
のになってしまう点である。

一方金属基板を使用する場合には、通常１μｍ以下の厚
さのものを使用するため、大面積の太陽発電装置そのも
のの重量をガラス基板を用いた場合よりもはるかに軽く
することが出来るほか、上記のロールツーロール方式を
採用することにより、コスト低減をはかることができる
などの利点を有している。一枚の基板上を多数の矩形に
区切り、これを直列に接続して高電圧を取出すことはで
きない。このため金属基板上に絶縁膜を形成して、高電
圧を取り出すことが行われている。

ところで、金属基板を用いる場合に使用する絶縁膜に要
求される性質としては次の性質が挙げられる。

■ピンホールのない高絶縁性の膜であること。

■ロールツーロール方式に対応する柔軟性を持つこと。

■アモルファスシリコン等を積層するときに３００℃程
度の湿度に基板を加熱するため、これに耐えられる耐熱
性を右していること。

等である。

このような膜を形成する方法としては、無機の絶縁性の
材料を真空蒸着法、ＣＶＤ法などを用いて絶縁性の膜を
得る方法、ポリイミドなどの耐熱性のプラスチック材料
をコーティングする方法などが考えられているが、真空
蒸着法、ＣＶＤ法を使用して絶縁性の無機材料をコーテ
ィングする場合は、ピンホールのない膜を得ることがき
わめて困難であるばかりでなく、ロールツーロール方式
に適した大面積の連続的な膜を低コストで得るにはほと
んど不可能である。一方ポリイミドなどの絶縁性の耐熱
プラスチックを使用する場合、材料自身の問題から当然
高コストとなるほか、必ずしも耐熱性が充分とはいえな
い。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記の如く、ガラス基板を太陽電池用の基板として使用
する場合には装置全体のｆｆ１ａが増加するほか、ロー
ルツーロール方式が採用できないからには、コスト低減
をはかることも期待できない。

従って本発明の目的は、ある程度柔軟性を有するピンホ
ールのない高耐熱性、高絶縁性の太陽電池用の絶縁膜及
びこの膜を安価に製造し得る方法を提供することにある
。

［問題点を解決するための手段１ 本発明は上記の目的を達成するため、改善されたゾルゲ
ル法を用いることにより可能となることを見出してなっ
たものである。

すなわち、少なくとも一種の金属アルコキシドと少なく
とも一種のＲＭｅ　（ＯＲ’　＞３　　（ここで、Ｒは
低級アルキル基及びフェニル基、Ｒは低級アルキル基、
Ｍｅは金属）で表わせる有機金属化合物と水と有ｉ溶媒
と必要に応じて酸又はシリカ微粉末を加えた混合液を加
水分解し、部分縮合を行わせて得たゾル液を基板上にコ
ーティングと焼成を１回以上行うことにより達成される
。ここでコーティングと焼成は１回でも良いが、２回以
上繰り返すことにより、ピンホールのないより完全な膜
をｌることができる。

また、こうして得られた膜で重要な点は有機基を含有す
る無機ガラスであるという点で有機基を含有させること
によりはじめてピンホールのない柔軟性を持つ膜が得ら
れるのである。このように有機基を含有する膜を得るに
は、焼成温度を５００℃以下で焼成することにより可能
となる。

本発明における金属アルコキシドとは（Ｍｅ（ＯＲ’　
）、で表わされ、Ｍｅは金属を表わし、酸化物としてガ
ラスを形成し得るＳｉ、Ａｌ２゜Ｔｉ、Ｚｒ等が望まし
い。またＲ′はＣＨ３、Ｃ２Ｈｓ　、Ｃ３Ｈ７、Ｃ４Ｈ
ｓなどのアルキル基である。金属アルコキシドとしては
、例えば５ｉ（ＯＣＨ３）　４　、Ｓ　！　（ＯＣ２Ｈ
ｓ　）４　、Ａｌ１（ＯＣ３Ｈ７）３　、Ｔｉ　（ＯＣ
３Ｈ７）４　、Ｔｉ（ＯＣ４Ｈ９）４．７ｒ　（ＯＣ２
Ｈｓ　）４　、Ｚｒ（ＯＣ４Ｈ９）４などが挙げられる
。

また有機金属化合物はＲＭｅ　（ＯＲ’　＞　ｎ−１と
して表わせるが、ここでＲはＣＨ３、Ｃ２Ｈｓ、Ｃ３Ｈ
７、Ｃａ　Ｈｓなどのアルキル基やフェニル基であり、
Ｒ′はＣＨ３、Ｃ２Ｈ５、Ｃ３Ｈ７、Ｃ４Ｈ９などの低
級アルキル基である。有機金属化合物としては、例えば
ＣＨ３Ｓ　ｉ　（ＯＣ２Ｈ５）３　、Ｃ２Ｈ５Ｓ　ｉ　
（ＯＣ２Ｈ５）３、Ｃａ　Ｈｓ　Ｓ　ｉ　（ＯＣ２１−
１ｓ　）３などが挙げられる。

一方有義溶媒としては、例えばメタノール、エタノール
、プロパツール、イソプロパツール、ブタノールなどの
アルコールおよびアセチルアセトン、エーテル、ベンゼ
ンなどの溶媒などが挙げられる。

本発明では上記の金属アルコキシド、有機金属化合物、
水を必要に応じてシリカ微粉末酸が有機溶媒中に溶解さ
れる。この配合割合は、下記の範囲にあることが望まし
い。すなわち、金属アルコキシド：シリカ微粉末：有機
金属化合物：水：有機溶媒：酸＝１：Ｏ〜５：０．０１
〜１：１〜１０：１〜４０：Ｏ４０゜ こうして得られたゾル溶液を鉄、ガラス、シリコン、ス
テンレス、銅などの各種基板上に浸漬引上げ法、スプレ
ー法、円心拡散法でコーティングし、乾燥、熱処理を行
うことにより得られる。よそ熱処理条件としては膜内の
有機基−Ｒを燃焼させないことが重要であり、３００〜
５００℃では−ＯＲ’を燃焼させ、なおかつ−Ｒを残す
必要があり、メチル基では５００　’Ｃ以下、その他の
低級アルキル基では４００℃以下、フェニル基では５０
０℃以下で行えば良い。この焼成は酸化雰囲気で行って
も良いが、３５０℃以下を酸化雰囲気で行なった後、不
活性雲囲気中で又は真空中で行うことにより、膜密度、
付着力ともに高い膜を得ることができる。［実施例］ 以下、本発明の実施例について説明する。

表に示す配合成分のゾル溶液を２０Ｘ　２０ｘ　ｏ、　
５ｍｎ１のステンレンズ製の板に浸漬引上げ法により、
それぞれ表に示す焼成条件で有機基含有のガラス質の膜
を（７た。これらの膜はピンホールが全くなく、充分な
絶縁性と必要な柔軟性を有していることが確認された。

（以下余白） 表において実施例７は、比較例として示されたちので、
有機金属化合物がない場合には、ピンホールの発生を防
止し得ないことがわかる。前記のピンホールのない膜の
上に、真空蒸着法によりアモルファスシリコンを積層し
たのち、Ｉ　ＴＯＦｉを形成した太陽電池において、す
べて変換効率９〜１１％と良好な結果を得た。

その池水実施例においては、褪板としてガラス、シリコ
ン、鉄、銅を選んで同様の方法で実施した結果、同様の
膜が得られることを確認した。

［発明の効果］ 上記の如く本発明の方法によれば、ピンホールのない絶
縁性及び耐熱性の高い膜が得られ、特に太陽電池用絶縁
膜として好適である。この膜は有機基を残しているため
、柔軟性に富み、ロールツーロール法などの太陽電池の
量産法にも適応できるため、太陽電池の製造コス１−の
低減に寄与できるものである。

出　願　人　　ホーヤ株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　基板上に形成される膜が有機基を含有する無機ガラ
   スからなることを特徴とする太陽電池用絶縁膜。 ２　少なくとも一種の金属アルコキシドと少なくとも一
   種のＲＭｅ（ＯＲ’）＿３（ここでＲは低級アルキル基
   およびフェニル基、Ｒ’は低級アルキル基、Ｍｅは金属
   ）で表わせる有機金属化合物と水を有機溶媒と必要に応
   じて酸又はシリカ微粉末を加えた混合液を加水分解し、
   部分縮合を行わせて得たゾル液を基板上にコーティング
   と焼成を１回以上行うことを特徴とする太陽電池用絶縁
   膜の製造方法。 ３　焼成温度が５００℃以下であることを特徴とする特
   許請求の範囲第２項記載の太陽電池用絶縁膜の製造方法
   。 ４　金属アルコキシドが、Ｓｉ（ＯＲ’）＿４、Ａｌ（
   ＯＲ’）＿３、Ｔｉ（ＯＲ’）＿４、Ｚｒ（ＯＲ’）＿
   ４であり、有機金属化合物がＲＳｉ（ＯＲ’）＿３（こ
   こでＲは低級アルキル基及びフェニル基、Ｒ’は低級ア
   ルキル基）であることを特徴とする特許請求の範囲第２
   項記載の太陽電池用絶縁膜の製造方法。