金属基板、使用其的衬底型薄膜太阳能电池及顶部发光型有机el元件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于衬底型（Substrate-type)薄膜太阳能电池或顶部发光型有机EL 元件的金属基板，其为不仅被膜的表面平滑，而且被膜的表面具有绝缘性的金属基板。
【背景技术】
[0002] 作为使用非晶质硅或CdS、CuInSe2等化合物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），覆板型（Superstrate-type)薄膜太阳能电池及衬底型薄膜 太阳能电池等2种结构是公知的。
[0003] 覆板型薄膜太阳能电池通常为依次层叠有基板、透明电极、光电转换层、背面电极 的结构，光从基板侧射入。另外，衬底型薄膜太阳能电池通常为依次层叠有基板、背面电极、 光电转换层、透明电极的结构，光从透明电极侧射入。
[0004] 以往作为薄膜太阳能电池的基板使用透光性的玻璃或塑料等。但是，玻璃除容易 破裂以外，还不利于加工，另外，塑料则具有透湿性，因此需要设置气体阻障层，成本比较 尚。
[0005] 但是，衬底型薄膜太阳能电池中由透明电极侧射入光，衬底型薄膜太阳能电池的 基板不要求透光性。因此，不使用玻璃或塑料等基板，而是使用金属板等虽不具透光性但加 工性优异的基板。然而，为了发挥薄膜太阳能电池的功能，需要基板表面平滑，而且该表面 需要具有绝缘性，但是金属板本身的表面通常具有Iym程度以上的凹凸，且具有导电性， 因此无法直接作为基板使用。因此，如果以满足上述条件的方式在金属板上形成被膜，则可 以考虑以金属板作为基板使用。以下的专利文献1或2提出了这样的基板。
[0006] 专利文献1中公开：以金属板作为基材，将包含有机系树脂的膜厚1~40 μm、表 面粗糙度〇. 5 μ m以下的绝缘层层叠于基材表面而成的有机EL元件用绝缘基板。但是，专 利文献1仅公开了表面粗糙度在IOOnm以上的绝缘基板，其表面平滑性及表面绝缘性不足， 作为衬底型薄膜太阳能电池的基板使用时，基板表面凹凸成为原因，会造成背面电极与透 明电极之间的电气短路，有可能导致绝缘不良。
[0007] 专利文献2公开了的柔性装置用基板中，依次层叠金属箱、包含聚酰亚胺的平坦 化层、及包含无机化合物的密接层而成。但是，专利文献2中，通过使用高价位的聚酰亚胺 来实现表面平滑，成本方面存在问题。
[0008] 现有技术文献
[0009] 专利文献
[0010] 专利文献1 :日本特开2002-25763号公报
[0011] 专利文献2 :日本特开2011-97007号公报
【发明内容】
[0012] 发明要解决的问题
[0013] 本发明目的在于提供金属基板，其为用于衬底型薄膜太阳能电池或顶部发光型有 机EL元件的金属基板，为金属板表面具良好平滑性并且具有良好绝缘性的金属基板。
[0014] 用于解决问题的手段
[0015] 本发明人等完成的金属基板为用于衬底型薄膜太阳能电池或顶部发光型有机EL 元件的金属基板，使层叠于金属板的被膜表面平滑，并且被膜表面具有绝缘性的金属基板。
[0016] 即，本发明的金属基板是用于衬底型薄膜太阳能电池或顶部发光型有机EL元件 的金属基板，其特征在于：在金属板表面上形成有1层或由多层层叠而成的被膜，上述被膜 的表面粗糙度Ra在30nm以下，上述被膜是通过将含有热固化性树脂、固态颜料的体积分率 在20%以下的被膜形成用组合物烧结而获得的，上述金属基板可用于衬底型薄膜太阳能电 池或顶部发光型有机EL元件。
[0017] 具体而言，本发明人等完成以下3种形式的金属基板。
[0018] 本发明人等通过在金属板上层叠1层特定的被膜，从而完成可使被膜表面平滑、 并且具有绝缘性的第1金属基板。
[0019] 该第1金属基板中，在金属板表面上仅层叠1层膜厚为10 μ m以上且40 μ m以下 的被膜，上述被膜的表面粗糙度Ra为30nm以下，上述被膜是将含有热固化性树脂、固态颜 料的体积分率在20%以下的被膜形成用组合物烧结而获得的，上述金属基板可用于衬底型 薄膜太阳能电池或顶部发光型有机EL元件。
[0020] 另外，本发明人等通过在金属板上层叠多层特定的被膜，从而完成使最远离金属 板的最外表层的被膜表面平滑、并且具有绝缘性的第2金属基板。
[0021] 该第2金属基板中，在金属板表面上，层叠多层膜厚为0. 1 μπι以上且40 μπι以下 的被膜，这些多层被膜的膜厚的合计为3 μ m以上，最远离金属板的被膜的表面粗糙度Ra为 30nm以下的金属基板，各层被膜是通过将含有热固化性树脂的被膜形成用组合物烧结而获 得的，上述金属基板可用于衬底型薄膜太阳能电池或顶部发光型有机EL元件。
[0022] 本发明人等还完成了即使合计膜厚大于40 μπι的情况下，也可以使最远离金属板 的最外表层的被膜的表面设为平滑、并且具有绝缘性的第3金属基板。
[0023] 该第3金属基板中，在金属板表面形成1层或由多层层叠而成的被膜，合计膜厚大 于40 μ m且在120 μ m以下，上述被膜的表面粗糙度Ra在30nm以下的金属基板，上述被膜 是通过将含有热固化性树脂、固态颜料的体积分率在20%以下的被膜形成用组合物烧结而 获得的，上述金属基板可用于衬底型薄膜太阳能电池或顶部发光型有机EL元件。
[0024] 在第1金属基板中，上述被膜形成用组合物还含有固化剂，上述被膜形成用组合 物中的上述固化剂相对于上述热固化性树脂的质量比优选为〇. 6以上且I. 0以下。
[0025] 第2金属基板中，上述被膜形成用组合物还含有固化剂，优选上述被膜形成用组 合物中的上述固化剂相对于上述热固化性树脂的质量比在〇. 6以上且I. 0以下，且上述多 层被膜的合计膜厚为5 μπι以上。另外可以是如下的实施方式，第2金属基板中，在用于形 成最远离金属板的被膜的被膜形成用组合物中，代替热固化性树脂及固化剂而含有无机高 分子和/或有机高分子与无机高分子的复合高分子。
[0026] 热固化性树脂优选为聚酯树脂。
[0027] 上述仅1层的被膜或最远离上述金属板的被膜的表面粗糙度Ra优选为IOnm以 下。
[0028] 另外，本发明也包括具备上述被膜层叠金属板的衬底型薄膜太阳能电池及顶部发 光型有机EL元件。
[0029] 发明效果
[0030] 本发明的金属基板，通过在金属板上层叠特定的被膜，从而使被膜的表面平滑，并 且被膜的表面具有绝缘性。通过设为该良好加工性的金属基板，可以低成本获得薄膜太阳 能电池或有机EL元件。
【具体实施方式】
[0031] 〈平滑性和绝缘性优异的金属基板〉
[0032] 本发明的金属基板至在金属板的至少一面层叠有被膜的基板。以下，简单记载为 "金属基板"时，是指本发明全部的金属基板（第1、第2、第3金属基板）。
[0033] [金属板]
[0034] 本发明的金属基板使用的金属板是冷乳钢板、熔融镀纯锌钢板（GI)，或合金化熔 融Zn-Fe镀敷钢板（GA)、合金化熔融Zn-5 % Al镀敷钢板（GF)、电镀纯锌钢板（EG)、电镀 Zn-Ni钢板、铝板、钛板、铝锌合金（Galvalume)钢板等，优选为无镀铬的金属板，但镀铬处 理或无处理的金属板都可以使用。金属板的厚度并无特别限定，可以适当使用0. 3~2. Omm 左右的金属板。
[0035] 可以对金属板实施磷酸系化成处理，特别是如日本特开2005-264312号公报所 示，优选利用含胶体二氧化硅与磷酸铝化合物的酸性水溶液实施化成处理。以含胶体二氧 化硅与磷酸铝化合物的酸性水性液作为化成处理液使用时，通过酸性水性液蚀刻锌系镀层 表面，并且会在锌系镀层表面形成在磷酸铝中也具难溶性（难溶于水或碱性水溶液）的以 A1P04、A12(HPO4)3为主体的反应层。在该反应层上二氧化硅微粒子沉积附着并被侵吞，从而 使磷酸铝与二氧化硅微粒子复合一体化。另外，通过蚀刻而在与粗面化的锌系镀层之间形 成致密的反应层，与形成于该反应层上的树脂涂膜之间的键合也变为致密牢固。另外，在上 述酸性水溶液中含聚丙烯酸等水溶性树脂时，获得的反应层中的二氧化硅微粒子的沉积附 着状态也能够更加牢固。
[0036][皮膜]
[0037] 本发明使用含热固化性树脂的被膜形成用组合物，在金属板上层叠被膜。被膜形 成组合物优选混合有热固化性树脂和固化剂。另外，如后述说明，被膜形成用组合物也可以 含有颜料。
[0038] 热固化性树脂并无特别限定，例如可为酚树脂、环氧树脂、尿素树脂、三聚氰胺树 月旨、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂等。另外，通过和后述的固化剂共用，聚酯树脂也可以说是一 种热固化性树脂，本发明中优选使用聚酯树脂。
[0039] 聚酯树脂，通过二元酸等多元酸与多元醇类的缩合反应来获得。
[0040] 作为聚酯树脂的原料使用的多元酸，例如可为马来酸、马来酸酐、富马酸、衣康酸、 衣康酸酐等α，β-不饱和二元酸；邻苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、卤代邻苯二甲酸酐、间苯 二甲酸、对苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸、六氢间苯二甲 酸、六氢对苯二甲酸、环戊二烯-马来酸酐加成物、琥珀酸、丙二酸、戊二酸、己二酸、癸二 酸、1，10-癸烷二羧酸、2,6-萘二甲酸、2, 7-萘二甲酸、2, 3-萘二甲酸、2, 3-萘二甲酸酐、4， 4' -联苯二羧酸及它们的二烷基酯等饱和二元酸等，并无特别限定。多元酸可以仅使用一 种，或适当混合两种以上来使用。
[0041] 作为聚酯树脂的原料使用的多元醇类，例如可为乙二醇、二乙二醇、聚乙二醇等乙 二醇类，丙二醇、二丙二醇、聚丙二醇等丙二醇类，2-甲基-1，3-丙二醇、1，3-丁二醇、双酚 A与环氧丙烷或环氧乙烷的加成物，甘油、三羟甲基丙烷、1，3_丙二醇、1，2_环己二醇、1， 3-环己二醇、1，4_环己二醇、对二甲苯二醇、双环己基_4,4' -二醇、2,6_十氢萘二醇、三 (2-羟乙基）异氰脲酸酯等，并无特别限定。另外，乙醇胺等氨基醇类。这些多元醇类可仅 使用一种，也可适当混合两种以上。另外，必要时可以通过环氧树脂、二异氰酸酯、双环戊二 稀等进行改性。
[0042] 作为本发明的热固化性树脂，可使用各种市售品，特别是作为聚酯树脂的市售品， 例如可举出VYLON (注册商标）23CS、VYLON (注册商标）29CS、VYLON (注册商标）29XS、 VYLON(注册商标）20SS、VYLON(注册商标）29SS (以上为东洋纺公司制）等。
[0043] 另外，作为固化剂无特别限定，但优选与热固化性树脂具良好相溶性，可使热 固化性树脂交联，而且液态稳定性良好的物质。作为这样的固化剂，例如对于异氰酸酯 系，可举出Millionate(注册商标）N、CORONATE(注册商标）T、CORONATE(注册商标） HL、CORONATE(注册商标）2030、Supurasekku(注册商标）3340、Darutosekku 1350、 Darutosekku 2170、Darutosekku 2280(以上为日本聚氨酯工业公司