带有太阳能电池用复合膜的透明基板及其制造方法

专利名称：带有太阳能电池用复合膜的透明基板及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种带有太阳能电池用复合膜的透明基板及其制造方法。更详细而言，涉及ー种带有具有较高发电效率的太阳能电池用复合膜的透明基板及其制造方法。
背景技术：
目前，从环保的立场，正在推进绿色能源的研究开发和实用化，从作为能源的太阳光取之不尽且为无公害等方面，太阳能电池备受瞩目。以往，太阳能电池一直利用单晶硅或多晶硅块状太阳能电池。另ー方面，利用非晶硅等的半导体的所谓薄膜半导体太阳能电池(以下称为薄膜太阳能电池)的结构为在玻璃或不锈钢等廉价的基板上仅形成需要量的光电转换层、即半导体层。因此，从薄型且轻量、制造成本低廉及容易大面积化等方面，可以认为薄膜太阳能 电池将成为今后太阳能电池的主流。太阳能电池中的膜形成一般通过溅射法、CVD法等真空成膜法进行。但是，要維持并运行大型真空成膜装置，需要较多成本，因此将膜形成替换成湿式成膜法，由此可期待运转成本的大幅改善。作为基于湿式成膜法的太阳能电池用透明导电膜，公开有在玻璃基板的基体上涂布分散有导电氧化物超微颗粒的涂层液并使其固化的薄膜太阳能电池用透明导电膜的制造方法(专利文献I)。然而，在上述制造方法中，以提高覆板(スーパーストレー卜)型太阳能电池的玻璃基板上的透明导电膜的雾度为目的，并没有对降低玻璃基板与透明电极膜的界面处的反射光这一点进行考虑。在覆板型太阳能电池中，通常在折射率为约I. 5的玻璃基板上形成折射率为约
2.O的ニ氧化锡透明电极膜，并来自玻璃基板的入射光的一部分因玻璃基板与透明电极膜的折射率差而反射，到达至光电转换层的光量減少，太阳能电池的转换效率降低。专利文献I :日本专利公开平10-12059号公报

发明内容
本发明的课题在于，在从透明基板侧入射太阳光的太阳能电池中，抑制由于入射到透明基板的光在透明基板与透明电极膜的界面反射而引起的太阳能电池的转换效率下降。本发明涉及一种通过以下示出的结构解决上述课题的在透明基板与透明电极膜之间具有透明膜的带有太阳能电池用复合膜的透明基板及其制造方法、以及使用该带有复合膜的基板的太阳能电池。[I] 一种带有太阳能电池用复合膜的透明基板，其在透明基板与透明电极膜之间具有透明膜，透明膜含有透光性粘合剂，折射率为H1 < H2 < H3 (式中，H1表示透明基板的折射率，n2表示透明膜的折射率，并且n3表示透明电极膜的折射率。)。
[2]如上述[I]所述的带有太阳能电池用复合膜的透明基板，其中，透明膜的折射率为I. 5 I. 9。[3]如上述[I]或[2]所述的带有太阳能电池用复合膜的透明基板，其中，透明膜的厚度为O. 01 O. 5 μ m。[4]如上述[I] [3]中任一项所述的带有太阳能电池用复合膜的透明基板，其中，透明膜的透光性粘合剂包含通过加热来固化的聚合物型粘合剂和/或非聚合物型粘合齐 。[5]如上述[I] [4]中任一项所述的带有太阳能电池用复合膜的透明基板，其中，透明膜进ー步包含选自ΙΤ0、Zn0、AT0lTi02中的至少I种氧化物颗粒。
[6] 一种制造带有太阳能电池用复合膜的透明基板的方法，所述带有太阳能电池用复合膜的透明基板依次具有透明基板、透明膜及透明电极膜，该方法的特征在于，通过湿式涂布法在透明基板上涂布透明膜用组合物，形成透明涂膜之后，烧成或固化具有透明涂膜的透明基板来形成透明膜，进而在透明膜上形成透明电极膜。[7]如上述[6]所述的制造带有太阳能电池用复合膜的透明基板的方法，其中，透明导电涂膜的烧成温度为130 250°C。[8]如上述[6]或[7]所述的制造带有太阳能电池用复合膜的透明基板的方法，其中，透明膜用组合物的湿式涂布法为喷涂法、点胶机涂布法、旋涂法、刮涂法、狭缝涂布法、喷墨涂布法、铸模涂布法、网版印刷法、胶版印刷法或凹版印刷法。[9] ー种包括上述[I] [5]中任一项所述的带有太阳能电池用复合膜的透明基板的太阳能电池。根据本发明[I]，能够抑制入射于透明基板的光在透明基板-透明电极膜界面处的反射，井能够简便地获得通过增加向光电转换层的入光量来提高发电效率的太阳能电池。根据本发明[6]，不利用昂贵的真空设备就可形成透明膜，并能够简便且低成本地制造发电效率较高的太阳能电池。


图I是覆板型太阳能电池的截面的示意图。符号说明I-覆板型太阳能电池，2-透明基板，3-透明膜，4-透明电极膜，5-光电转换层，6-反射电极膜，10-带有复合膜的透明基板。
具体实施例方式以下，根据实施方式对本发明进行具体说明。另外，只要没有特别示出，并且除了数值固有的情况以外，％为质量％。[带有太阳能电池用复合膜的透明基板]本发明的带有太阳能电池用复合膜的透明基板(以下称为带有复合膜的透明基板)，在透明基板与透明电极膜之间具有透明膜，透明膜含有透光性粘合剂，折射率为H1<n2<n3 (式中，Ii1表示透明基板的折射率，n2表示透明膜的折射率，并且n3表示透明电极膜的折射率。)。图I中表示利用本发明的带有复合膜的基板的覆板型太阳能电池的截面的示意图。带有复合膜的基板10在透明基板2与透明电极膜4之间具有透明膜3。在该透明膜3形成光电转换层5和反射电极膜6，构成覆板型太阳能电池I。太阳光从透明基板2侧入射。在此，当将H1设为透明基板的折射率、H2设为透明膜的折射率且H3设为透明电极膜的折射率时，若为H1 < H2 < H3，则能够抑制透明基板-透明膜界面处的反射，井能够提高太阳能电池的发电效率。透明基板无特别限定，可举出玻璃基板等。透明电极膜也无特别限定，可举出ニ氧化锡膜等。若透明膜含有透光性粘合剂且折射率为I. 5 I. 9，则透明基板-透明膜界面处的反射的抑制优异，因此优选。并且从粘附性的观点考虑，透明膜的厚度优选为0.01 O. 5 μ m0并且，透明膜还优选设置2层以上，这时优选形成为折射率从透明基板朝向透明电极膜而慢慢变高。《透明膜用组合物》透明膜由透明膜用组合物制造，透明膜用组合物含有透光性粘合剤。从容易进行涂布后的固化，且粘附性的观点考虑，透光性粘合剂优选包含通过加热来固化的聚合物型粘合剂和/或非聚合物型粘合剤。作为聚合物型粘合剂可举出折射率为I. 3 I. 6的范围的丙烯酸树脂、聚碳酸酷、聚酷、醇酸树脂、聚氨酯、丙烯酸聚氨酯、聚苯こ烯、聚缩醛、聚酰胺、聚こ烯醇、聚醋酸こ烯酯、纤维素及硅氧烷聚合物等。并且，优选聚合物型粘合剂包含选自折射率为I. 3 1.6的范围的铝、硅、钛、铬、锰、铁、钴、镍、银、铜、锌、钥及锡的金属皂、金属络合物、金属醇盐及金属醇盐的水解体中的至少I种。作为非聚合物型粘合剂，可举出金属皂、金属络合物、金属醇盐、金属醇盐的水解体、烷氧基硅烷、卤代硅烷类、2-烷氧基こ醇、β-ニ酮及烷基醋酸酷等。并且，金属皂、金属络合物或金属醇盐中所含的金属优选为铝、硅、钛、铬、锰、铁、钴、镍、银、铜、锌、钥、锡、铟或铺，更优选为娃、钦的醇盐(例如，四こ氧基娃烧、四甲氧基娃烧、丁氧基娃烧)。作为齒代硅烷类可举出三氯硅烷。作为2-烷氧基こ醇可举出2-正丙氧基こ醇、2-正丁氧基こ醇、2-己氧基こ醇等，作为β - ニ酮可举出2,4-戍烧ニ酮、3-异丙基-2,4-戍烧ニ酮、2, 2- ニ甲基-3，5-己烷ニ酮等，作为烷基醋酸酯可举出正丙基醋酸酷、异丙基醋酸酷等。通过加热来固化这些聚合物型粘合剂和非聚合物型粘合剤，由此可形成具有较高粘附性的透明膜。固化金属醇盐时，优选与用于开始水解反应的水分一同含有作为催化剂的盐酸、硝酸、磷酸(H3PO4)、硫酸等酸或氨水、氢氧化钠等碱，从加热固化之后催化剂易挥发、不易残存、不残留卤素、不残存耐水性弱的P等及固化后的粘附性等观点考虑，更优选硝酸。相对于不包括后述的分散介质的透明膜用组合物100质量份，透光性粘合剂的含有比例优选为10 90质量份，更优选为30 80质量份。若为10质量份以上，则与透明基板或透明电极膜的粘结カ良好，若为90质量份以下，则不易产生成膜时的膜不均。并且，从粘合剂的固化速度和硝酸的残存量的观点考虑，使用金属醇盐作为粘合剂、使用硝酸作为催化剂时，相对于100质量份金属醇盐,硝酸优选为I 10质量份。透明膜用组合物优选包含氧化物颗粒，氧化物颗粒能够在透明膜中产生将来自光电转换层的回光返回至光电转换层侧的薄膜太阳能电池内的陷光效应，并提高太阳能电池的转换效率。并且，氧化物颗粒从透光性、稳定性及耐候性的观点考虑也优选。作为氧化物颗粒，可以举出ITO(Indium Tin Oxide :铟锡氧化物,折射率为2) ；AT0(Antimony dopedTin Oxide :锑掺杂氧化锡，折射率为2);含有选自Al、Co、Fe、In、Sn及Ti中的至少I种金属的ZnO粉末(折射率为2) ；Si02 (折射率为I. 45)、TiO2 (折射率为2. 7) ；Zr02 (折射率为2)，优选包含选自ΙΤ0、Ζη0、ΑΤ0及TiO2中的至少I种氧化物颗粒。并且，为了在分散介质中保持稳定性，氧化物颗粒的平均粒径优选在10 IOOnm的范围内，其中更优选在20 60nm的范围内。在此，平均粒径用基于根据QUANTACHROME AUT0S0RB-1的比表面积测定的BET法进行測定。
权利要求
1.一种带有太阳能电池用复合膜的透明基板，其特征在于，在透明基板与透明电极膜之间具有透明膜，透明膜含有透光性粘合剂，折射率为H1 < H2 < H3，式中，H1表示透明基板的折射率，n2表示透明膜的折射率，并且n3表示透明电极膜的折射率。
2.如权利要求I所述的带有太阳能电池用复合膜的透明基板，其中， 透明膜的折射率为I. 5 1.9。
3.如权利要求I或2所述的带有太阳能电池用复合膜的透明基板，其中， 透明膜的厚度为O. Ol O. 5 μ m。
4.如权利要求I所述的带有太阳能电池用复合膜的透明基板，其中， 透明膜的透光性粘合剂包含通过加热来固化的聚合物型粘合剂和/或非聚合物型粘合剤。
5.如权利要求I所述的带有太阳能电池用复合膜的透明基板，其中， 透明膜进ー步包含选自ITO、ZnO、ATO及TiO2中的至少I种氧化物颗粒。
6.一种制造带有太阳能电池用复合膜的透明基板的方法，所述带有太阳能电池用复合膜的透明基板依次具有透明基板、透明膜及透明电极膜，通过湿式涂布法在透明基板上涂布透明膜用组合物，形成透明涂膜之后，烧成或固化具有透明涂膜的透明基板来形成透明膜，进而在透明膜上形成透明电极膜。
7.如权利要求6所述的制造带有太阳能电池用复合膜的透明基板的方法，其中， 透明导电涂膜的烧成温度为130 250°C。
8.如权利要求6或7所述的制造带有太阳能电池用复合膜的透明基板的方法，其中， 透明膜用组合物的湿式涂布法为喷涂法、点胶机涂布法、旋涂法、刮涂法、狭缝涂布法、喷墨涂布法、铸模涂布法、网版印刷法、胶版印刷法或凹版印刷法。
9.ー种包括如权利要求I 5中任一项所述的带有太阳能电池用复合膜的透明基板的太阳能电池。
全文摘要
本发明的课题在于，在从透明基板侧入射太阳光的太阳能电池中，抑制由于入射到透明基板的光在透明基板与透明电极膜的界面反射而引起的太阳能电池的转换效率下降。本发明提供一种带有太阳能电池用复合膜的透明基板(10)，其特征在于，该太阳能电池用复合膜的透明基板(10)在透明基板(2)与透明电极膜(4)之间具有透明膜(3)，透明膜(3)含有透光性粘合剂，折射率为n1＜n2＜n3(式中，n1表示透明基板(2)的折射率，n2表示透明膜(3)的折射率，并且n3表示透明电极膜(4)的折射率。)。
文档编号H01L31/20GK102646726SQ20121002138
公开日2012年8月22日 申请日期2012年1月31日 优先权日2011年2月22日
发明者山崎和彦, 日向野怜子, 泉礼子, 米泽岳洋 申请人:三菱综合材料株式会社