JP2008053273A - 太陽電池およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板1上に凹凸層2を有し、前記凹凸層2上に、第1電極3、光電変換層4および第2電極5がこの順で形成された太陽電池であって、前記凹凸層2の凹部断面深さが0.06〜4.9μmであり、凸部断面巾/凹部断面深さが0.4〜5.9であり、凹部断面巾/凹部断面深さが0.4〜9.9であり、前記基板1の厚さ方向から入射された波長400nmの光線の、前記凹凸層2における拡散反射率が59%以下であり、かつ、前記基板1の厚さ方向から入射された波長600nmの光線の、前記凹凸層2における拡散反射率が76%以上であることを特徴とする太陽電池およびその製造方法。
【選択図】図1
Description
雨水や塵埃から太陽電池セルを保護するために、最表面に樹脂フィルムを有する被覆材を設けた太陽電池が広く用いられている(特許文献1参照)。
前記凹凸構造の凹部断面深さが0.06〜4.9μmであり、凸部断面巾/凹部断面深さが0.4〜5.9であり、凹部断面巾/凹部断面深さが0.4〜9.9であり、前記基板の厚さ方向から入射された波長400nmの光線の、前記凹凸構造における拡散反射率が59%以下であり、かつ、前記基板の厚さ方向から入射された波長600nmの光線の、前記凹凸構造における拡散反射率が76%以上であることを特徴とする太陽電池である。
請求項2に記載の発明は、前記基板上に設けられた凹凸構造が、前記基板上に凹凸層を設けることにより形成されていることを特徴とする請求項1に記載の太陽電池である。
請求項3に記載の発明は、前記凹凸層が、耐熱性、耐候性、および、紫外線硬化性を有する樹脂からなることを特徴とする請求項2に記載の太陽電池である。
請求項4に記載の発明は、前記基板が、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミドおよびポリアリレートから選ばれたフィルム、または、前記フィルムの二種以上を積層した複合フィルムからなることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の太陽電池である。
請求項5に記載の発明は、前記第1電極が、ZnOからなることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の太陽電池である。
請求項6に記載の発明は、前記第2電極が、ITO(Indium Tin Oxide)(酸化インジウムスズ)からなることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の太陽電池である。
請求項7に記載の発明は、前記光電変換層が、pn接合またはpin接合を有することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の太陽電池である。
請求項8に記載の発明は、前記第2電極上に、樹脂フィルムを含む被覆材をさらに設けたことを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の太陽電池である。
請求項9に記載の発明は、請求項1〜8のいずれかに記載の太陽電池を製造する方法であって、
前記凹凸構造の母型パターンを有するモールドを樹脂に押し当てて、前記凹凸構造を形成する工程を有することを特徴とする太陽電池の製造方法である。
請求項10に記載の発明は、前記母型パターンが、露光源として紫外線を用いるフォトリソグラフィーを利用して形成されることを特徴とする請求項9に記載の太陽電池の製造方法である。
本発明の太陽電池の作製方法を、図1を基に説明する。
樹脂フィルムとしては、強度、耐熱性、透明性(可視光域の光の透過性)と共に、耐候性にも優れる物が好ましく、例えば、ポリビニルフルオライド(以下、PVF)フィルム、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合樹脂(以下、ETFE樹脂)フィルムなどのフッ素樹脂フィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリエーテルスルホンフィルム、ポリサルホンフィルム、ポリアクリロニトリルフィルム、アクリル樹脂フィルム、セルロースアセテートフィルム、ガラス繊維強化ポリエステルフィルム、ガラス繊維強化アクリル樹脂フィルム、ガラス繊維強化ポリカーボネートフィルム、その他、耐候性ポリエチレンテレフタレートフィルム、耐候性ポリプロピレンフィルムなどを使用することができる。これらは単独のフィルムを使用してもよいが、二種以上を積層した複合フィルムを使用することもできる。
なお、基材フィルムを太陽電池に積層するために、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、エチレン−αオレフィン共重合体などのエチレン共重合体、直鎖状低密度ポリエチレン(L・LDPE)、アイオノマー、ポリビニルブチラール、シリコーン系樹脂などの接着剤を用いてもよい。
また、樹脂フィルム上に、前記の特許文献1に記載されたような光線封じ込め層を設け、これが第2電極と接触するように被覆材を構成してもよい。
さらに好ましい形態は、凹凸構造の凹部断面深さが1.0〜3.0μmであり、凸部断面巾/凹部断面深さが3.0〜5.0であり、凹部断面巾/凹部断面深さが4.0〜5.0であり、前記基板の厚さ方向から入射された波長400nmの光線の、前記凹凸構造における拡散反射率が30%以下であり、かつ、前記基板の厚さ方向から入射された波長600nmの光線の、前記凹凸構造における拡散反射率が85%以上である。
実施例1
まず、厚さ12μmのポリエチレンテレフタレート(以下PETと記述する)フィルムを80rpmで回転させながら、その上に、紫外線硬化性樹脂(東亜合成社製(登録商標)アロニックスUV−8060、粘度100mPas、ガラス転移点260℃)を塗布し、その上に、母型パターンを有するモールドを押し当てた後、4000rpmで10秒間回転し、その後、出力3kWの高圧水銀灯を用いて、PETフィルム上10cmの距離から、1000mJ/cm2の紫外線照射を10秒間行ない、その後、モールドを外した。
この時、凹部断面深さは0.3μm、凸部断面巾/凹部断面深さは2.9、凹部断面巾/凹部断面深さは7.2であった。
実施例1で得られた太陽電池におけるITO上に、厚さ75μmのETFE樹脂フィルムを積層した。該樹脂フィルム表面に平行に近い角度で光を入射したところ、開放電圧は0.5V、短絡電流は22mA/cm2、形状因子は0.75、変換効率は8.8%であった。
凹凸層を設けなかった以外は、実施例1と同様に太陽電池を作製し、実施例1と同様に電池特性を測定した。
凹部断面深さを0.3μm、凸部断面巾/凹部断面深さを0.3、凹部断面巾/凹部断面深さを0.3にしたこと以外は、実施例1と同様に太陽電池を作製し、実施例1と同様に電池特性を測定した。
凹部断面深さを0.3μm、凸部断面巾/凹部断面深さを6.0、凹部断面巾/凹部断面深さを10.0にしたこと以外は、実施例1と同様に太陽電池を作製し、実施例1と同様に電池特性を測定した。
凹凸層を設けなかった以外は、実施例2と同様に太陽電池を作製し、実施例2と同様に電池特性を測定した。
Claims (10)
- 基板上に凹凸構造を有し、前記凹凸構造上に、第1電極、光電変換層および第2電極がこの順で形成された太陽電池であって、
前記凹凸構造の凹部断面深さが0.06〜4.9μmであり、凸部断面巾/凹部断面深さが0.4〜5.9であり、凹部断面巾/凹部断面深さが0.4〜9.9であり、前記基板の厚さ方向から入射された波長400nmの光線の、前記凹凸構造における拡散反射率が59%以下であり、かつ、前記基板の厚さ方向から入射された波長600nmの光線の、前記凹凸構造における拡散反射率が76%以上であることを特徴とする太陽電池。 - 前記基板上に設けられた凹凸構造が、前記基板上に凹凸層を設けることにより形成されていることを特徴とする請求項1に記載の太陽電池。
- 前記凹凸層が、耐熱性、耐候性、および、紫外線硬化性を有する樹脂からなることを特徴とする請求項2に記載の太陽電池。
- 前記基板が、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミドおよびポリアリレートから選ばれたフィルム、または、前記フィルムの二種以上を積層した複合フィルムからなることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の太陽電池。
- 前記第1電極が、ZnOからなることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の太陽電池。
- 前記第2電極が、ITO(Indium Tin Oxide)(酸化インジウムスズ)からなることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の太陽電池。
- 前記光電変換層が、pn接合またはpin接合を有することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の太陽電池。
- 前記第2電極上に、樹脂フィルムを含む被覆材をさらに設けたことを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の太陽電池。
- 請求項1〜8のいずれかに記載の太陽電池を製造する方法であって、
前記凹凸構造の母型パターンを有するモールドを樹脂に押し当てて、前記凹凸構造を形成する工程を有することを特徴とする太陽電池の製造方法。 - 前記母型パターンが、露光源として紫外線を用いるフォトリソグラフィーを利用して形成されることを特徴とする請求項9に記載の太陽電池の製造方法。
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