JP2009016554A - Light scattering film for solar battery, optical member for solar battery and solar battery - Google Patents

Light scattering film for solar battery, optical member for solar battery and solar battery Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light scattering film for a solar battery, which is free from a defect arising in a semiconductor layer formed thereupon and has high optical confinement effect, and to provide an optical member for a solar battery and a solar battery. <P>SOLUTION: The light scattering film 2 for a solar battery has a flat surface 2b formed by dispersing scattered particles having a refractive index lower than that of matrix resin in the matrix resin, the light scattering film 2 for a solar battery is characterized in that the transmissivity of the light scattering film 2 is ≥70%, the difference in refractive indexes between the matrix resin and scattered particles is 0.10 to 0.13, and the average particle size of the scattered particles is 1.0 to 10.0 μm. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、太陽電池用光散乱膜、太陽電池用光学部材および太陽電池に関するものである。   The present invention relates to a light scattering film for a solar cell, an optical member for a solar cell, and a solar cell.

近年、石油エネルギーの代替エネルギーとして、およびクリーンエネルギーの必要性の高まりにともない、太陽電池の研究が活発に行われている。
太陽電池には、単結晶シリコン系太陽電池、多結晶シリコン系太陽電池、薄膜シリコン系太陽電池、化合物半導体系太陽電池、色素増感太陽電池などがある。さらに、前記薄膜シリコン系太陽電池には、アモルファスシリコン太陽電池と微結晶シリコン太陽電池がある。さらに、アモルファスシリコン太陽電池と微結晶シリコン太陽電池を積層したタンデム型太陽電池、さらに３つの太陽電池を積層したトリプル型太陽電池などがある。
これらの中で、薄膜シリコン系太陽電池は、その構成材料が地球上に豊富に存在すること、大面積化が容易なこと、構成材料を薄く成膜することができること、構成材料の消費量が少ないこと、技術的な成熟度が高いこと等の優れた特色を持っている。 In recent years, solar cells have been actively researched as an alternative energy to petroleum energy and with the increasing need for clean energy.
Examples of solar cells include single crystal silicon solar cells, polycrystalline silicon solar cells, thin film silicon solar cells, compound semiconductor solar cells, and dye-sensitized solar cells. Further, the thin film silicon solar cell includes an amorphous silicon solar cell and a microcrystalline silicon solar cell. Furthermore, there are a tandem solar cell in which an amorphous silicon solar cell and a microcrystalline silicon solar cell are stacked, and a triple solar cell in which three solar cells are stacked.
Among these, thin-film silicon solar cells have abundant constituent materials on the earth, are easy to increase in area, can be thinly formed, and consume consumption of constituent materials. It has excellent features such as few and high technical maturity.

しかし、薄膜シリコン系太陽電池では、発生させる電流値を高くできないという問題があった。一般に、太陽電池においては光吸収の量に伴い発生する電流値を高くすることができるので、光電変換層において光吸収に寄与するｉ層の膜厚を厚くすることが必要となる。しかし、薄膜シリコン系太陽電池としてアモルファスシリコン太陽電池を用いた場合には、ｉ層の膜厚を厚くすると光劣化率が大きくなり、長期間の使用を考えるとかえって変換効率が減少することとなり、薄膜シリコン系太陽電池として微結晶シリコン太陽電池を用いた場合には、ｉ層の膜厚を厚くすると生産時間が長くかかり、生産性を落とすこととなった。
さらに、アモルファスシリコン太陽電池でも微結晶シリコン太陽電池の場合でも、ｉ層の膜厚を厚くすると内蔵電界がかかりにくくなるので、出力電圧や曲線因子が悪化して変換効率を向上させることができなくなった。 However, the thin film silicon solar cell has a problem that the generated current value cannot be increased. In general, in a solar cell, the value of a current generated with the amount of light absorption can be increased. Therefore, it is necessary to increase the thickness of the i layer that contributes to light absorption in the photoelectric conversion layer. However, when an amorphous silicon solar cell is used as a thin-film silicon solar cell, increasing the film thickness of the i layer increases the photodegradation rate, and the conversion efficiency decreases rather than considering long-term use. When a microcrystalline silicon solar cell is used as the thin-film silicon solar cell, if the i layer is thickened, it takes a long time to produce, and productivity is lowered.
Furthermore, in both amorphous silicon and microcrystalline silicon solar cells, increasing the thickness of the i layer makes it difficult to apply a built-in electric field, so the output voltage and curve factor deteriorate and conversion efficiency cannot be improved. It was.

そこで、ｉ層の膜厚を厚くすることなく、ｉ層での光の吸収量を増加させる方法が検討された。特許文献１では、ｉ層の光の受光面側に、凹凸表面構造からなる“テクスチャー構造”と呼ばれる構造を透明導電膜によって設け、入射光をこの“テクスチャー構造”によって散乱させることにより、ｉ層を通過する光の行路長を長くして、ｉ層で吸収される光の量を増加させる方法が開示されている。しかしながら、非特許文献１にあるように、この“テクスチャー構造”の凹凸表面構造は、その上に半導体膜を形成した場合、半導体膜に多くの欠陥を誘起して出力電圧や曲線因子を悪化させ、変換効率を悪化させる場合があった。   Therefore, a method for increasing the amount of light absorbed in the i layer without increasing the thickness of the i layer has been studied. In Patent Document 1, a structure called “texture structure” having an uneven surface structure is provided on the light-receiving surface side of the i layer by a transparent conductive film, and incident light is scattered by this “texture structure”. A method of increasing the amount of light absorbed by the i layer by increasing the path length of light passing through the layer is disclosed. However, as described in Non-Patent Document 1, this uneven surface structure of “texture structure” induces many defects in the semiconductor film and deteriorates the output voltage and the fill factor when the semiconductor film is formed thereon. In some cases, the conversion efficiency deteriorated.

また、特許文献２では、ｉ層の光の受光面側にバインダーに絶縁性微粒子を分散した薄膜を設けた例について開示されている。この薄膜は、絶縁性微粒子の形状に起因する凹凸形状をそのバインダー表面に形成するので、“テクスチャー構造”と同様にその表面で入射光を散乱させ、ｉ層で吸収される光の量を増加させることができる。しかし、この薄膜の上に半導体膜を成膜した場合には、表面の凹凸形状によって半導体膜の一部に欠陥を生じさせ、その欠陥が反射損失を生じさせて変換効率を悪化させた。
そこで、その上に成膜する半導体層に欠陥を生じさせず、光閉じ込め効果の高い光散乱膜が求められている。また、同時に、その光散乱膜を具備した光学部材、およびその光散乱膜あるいは光学部材を具備し、変換効率が高い太陽電池が求められている。
特許第２８６２１７４号公報 特許第３７０６８３５号公報 Ｙ・ナスノら（Ｙ．Ｎａｓｕｎｏ ｅｔ ａｌ．），ジャパニーズ・ジャーナル・アプライド・フィジックス（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．），４０，Ｌ３０３（２００１） Patent Document 2 discloses an example in which a thin film in which insulating fine particles are dispersed in a binder is provided on the light receiving surface side of the i layer. Since this thin film forms an uneven shape on the binder surface due to the shape of the insulating fine particles, it scatters incident light on the surface like the “texture structure” and increases the amount of light absorbed by the i layer. Can be made. However, when a semiconductor film is formed on this thin film, a defect is caused in a part of the semiconductor film due to the uneven shape of the surface, and the defect causes a reflection loss to deteriorate the conversion efficiency.
Therefore, a light scattering film having a high light confinement effect without causing defects in the semiconductor layer formed thereon is desired. At the same time, an optical member having the light scattering film and a solar cell having the light scattering film or the optical member and having high conversion efficiency are required.
Japanese Patent No. 2862174 Japanese Patent No. 3706835 Y. Nasuno et al., Japanese Journal Applied Physics (Jpn. J. Appl. Phys. Lett.), 40, L303 (2001).

本発明は、その上に成膜する半導体層に欠陥を生じさせず、光閉じ込め効果の高い太陽電池用光散乱膜および太陽電池用光学部材、および変換効率が高い太陽電池を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a solar cell light-scattering film and a solar cell optical member having a high light confinement effect without causing defects in a semiconductor layer formed thereon, and a solar cell having high conversion efficiency. And

上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。すなわち、本発明の光散乱膜は、マトリックス樹脂中に、前記マトリックス樹脂よりも屈折率が低い散乱粒子が分散されてなる平坦面を有する光散乱膜であって、前記光散乱膜の透過率が７０％以上であり、前記マトリックス樹脂と前記散乱粒子との屈折率差が０．１０〜０．１３であり、前記散乱粒子の平均粒径が１．０〜１０．０μｍであることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention adopts the following configuration. That is, the light scattering film of the present invention is a light scattering film having a flat surface in which scattering particles having a refractive index lower than that of the matrix resin are dispersed in a matrix resin, and the transmittance of the light scattering film is 70% or more, the refractive index difference between the matrix resin and the scattering particles is 0.10 to 0.13, and the average particle size of the scattering particles is 1.0 to 10.0 μm, To do.

本発明の太陽電池用光散乱膜は、前記マトリックス樹脂中に分散させた散乱粒子の混合率が３０質量％以下であることが好ましい。   In the light scattering film for solar cell of the present invention, the mixing ratio of scattering particles dispersed in the matrix resin is preferably 30% by mass or less.

本発明の太陽電池用光散乱膜は、前記光散乱膜の膜厚が、前記散乱粒子の平均粒径より大であることが好ましい。   In the light scattering film for a solar cell of the present invention, it is preferable that the thickness of the light scattering film is larger than the average particle diameter of the scattering particles.

本発明の太陽電池用光散乱膜は、前記光散乱膜のヘイズ率が、５７〜９０％であることが好ましい。   In the light scattering film for solar cell of the present invention, the light scattering film preferably has a haze ratio of 57 to 90%.

本発明の太陽電池用光散乱膜は、前記平坦面の表面粗さが５０〜３００Åであることが好ましい。   In the light scattering film for solar cell of the present invention, the flat surface preferably has a surface roughness of 50 to 300 mm.

本発明の太陽電池用光学部材は、先に記載の太陽電池用光散乱膜と、前記太陽電池用光散乱膜の前記平坦面と反対側の面に配置された透明基体とからなることを特徴とする。   An optical member for a solar cell according to the present invention comprises the light scattering film for a solar cell described above and a transparent substrate disposed on the surface opposite to the flat surface of the light scattering film for the solar cell. And

本発明の太陽電池は、光電変換層を備えてなる太陽電池であって、前記光電変換層の少なくとも光取り込み側に先に記載の太陽電池用光散乱膜が備えられてなることを特徴とする。   The solar cell of the present invention is a solar cell comprising a photoelectric conversion layer, wherein the above-described solar cell light scattering film is provided at least on the light capturing side of the photoelectric conversion layer. .

上記構成によれば、その上に成膜する半導体層に欠陥を生じさせず、光閉じ込め効果の高い太陽電池用光散乱膜および太陽電池用光学部材、および変換効率が高い太陽電池を提供することができる。   According to the above configuration, it is possible to provide a solar cell light scattering film and a solar cell optical member having a high light confinement effect without causing defects in a semiconductor layer formed thereon, and a solar cell having high conversion efficiency. Can do.

以下、本発明を実施するための形態を説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態である太陽電池の一例を示す断面模式図である。
基板（透明基体）１上に光散乱膜（太陽電池用光散乱膜）２、上部電極層３、光電変換層４および下部電極層５がこの順序で積層され、太陽電池１００が構成されている。
基板１は、光取り込み面１ａを有し、その反対側の面１ｂに光散乱膜２の一面２ａが接合されている。光散乱膜２の他面側は平坦性を有し平坦面２ｂとされている。このようにして、基板１と光散乱膜２とからなる光学部材（太陽電池用光学部材）１０が形成されている。
光電変換層４は、ｐ型薄膜シリコン層４１、ｉ型薄膜シリコン層４２およびｎ型薄膜シリコン層４３がこの順序で積層されて形成されている。また、下部電極層５は、下部透明導電電極５１と金属電極５２がこの順序で積層されて形成されている。
このように、基板１、上部電極層３、光電変換層４、下部電極層５がこの順序で積層された構造を「スーパーストレートタイプ」と呼称する。 Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a solar cell according to an embodiment of the present invention.
A light scattering film (solar cell light scattering film) 2, an upper electrode layer 3, a photoelectric conversion layer 4, and a lower electrode layer 5 are laminated in this order on a substrate (transparent substrate) 1 to constitute a solar cell 100. .
The substrate 1 has a light capturing surface 1a, and one surface 2a of the light scattering film 2 is bonded to the opposite surface 1b. The other surface side of the light scattering film 2 is flat and has a flat surface 2b. In this way, an optical member (solar cell optical member) 10 composed of the substrate 1 and the light scattering film 2 is formed.
The photoelectric conversion layer 4 is formed by stacking a p-type thin film silicon layer 41, an i-type thin film silicon layer 42, and an n-type thin film silicon layer 43 in this order. The lower electrode layer 5 is formed by laminating a lower transparent conductive electrode 51 and a metal electrode 52 in this order.
A structure in which the substrate 1, the upper electrode layer 3, the photoelectric conversion layer 4, and the lower electrode layer 5 are laminated in this order is referred to as “super straight type”.

「スーパーストレートタイプ」構造においては、図１において光の入射方向が矢印Ａによって示されているように、光は光取り込み面１ａから基板１に入射され、基板１内部を通過した後、光取り込み面１ａの反対側の面１ｂに接合された光散乱膜２に入射される構成となっている。さらに、光散乱膜２および上部電極層３を通過して、光電変換層４に入射される。この光電変換層４において光起電力を生じ、光は電力へと変換される構成となっている。   In the “super straight type” structure, light is incident on the substrate 1 from the light capturing surface 1 a and passes through the inside of the substrate 1, as indicated by an arrow A in FIG. It is configured to be incident on the light scattering film 2 bonded to the surface 1b opposite to 1a. Further, the light passes through the light scattering film 2 and the upper electrode layer 3 and enters the photoelectric conversion layer 4. Photoelectric power is generated in the photoelectric conversion layer 4 so that light is converted into electric power.

基板１は、透明な材料からなることが好ましい。透明であれば、基板１において光を損失させることがなく、光電変換層４での変換効率を向上させることができるためである。透明な材料としては、たとえば、ガラス、石英および透明性ポリイミドなどを挙げることができる。   The substrate 1 is preferably made of a transparent material. This is because if it is transparent, light is not lost in the substrate 1 and the conversion efficiency in the photoelectric conversion layer 4 can be improved. Examples of the transparent material include glass, quartz, and transparent polyimide.

また、基板１は、耐熱性材料からなることが望ましい。光電変換層４をアモルファスシリコン層で形成する場合には製造工程において熱処理が行われるので、耐熱性であることが望ましい。
また、太陽電池を屋外で使用する場合にも、太陽光によって、基板表面が熱せられる場合があるので、耐熱性であることが望ましい。 The substrate 1 is preferably made of a heat resistant material. In the case where the photoelectric conversion layer 4 is formed of an amorphous silicon layer, heat treatment is performed in the manufacturing process, and thus heat resistance is desirable.
In addition, when the solar cell is used outdoors, the substrate surface may be heated by sunlight, so that it is desirable to be heat resistant.

光散乱膜２は、マトリックス樹脂中に散乱粒子が分散されて構成されている。
マトリックス樹脂および散乱粒子は、透明な材料からなることが好ましい。光を損失なく光散乱膜２から光電変換層４へ透過させることによって光電変換層４での変換効率を向上させることができるためである。 The light scattering film 2 is configured by dispersing scattering particles in a matrix resin.
The matrix resin and the scattering particles are preferably made of a transparent material. This is because the conversion efficiency in the photoelectric conversion layer 4 can be improved by transmitting light from the light scattering film 2 to the photoelectric conversion layer 4 without loss.

マトリックス樹脂と散乱粒子との屈折率差は０．０５〜０．３０であることが好ましく、０．１０〜０．２５がより好ましく、０．１２〜０．２０が更に好ましい。
マトリックス樹脂と散乱粒子との屈折率差が０．０５未満の場合には、光を効果的に散乱させることができないため好ましくなく、マトリックス樹脂と散乱粒子との屈折率差が０．３０を超える場合には、光を十分に光電変換層４に入射させることができないため好ましくない。
マトリックス樹脂と散乱粒子との屈折率差は、紫外領域、可視光領域および赤外領域における屈折率差を示すが、少なくとも７０％以上の透過率となる波長領域でマトリックス樹脂と散乱粒子との屈折率差が０．０５〜０．３０となればよい。 The refractive index difference between the matrix resin and the scattering particles is preferably 0.05 to 0.30, more preferably 0.10 to 0.25, and still more preferably 0.12 to 0.20.
When the refractive index difference between the matrix resin and the scattering particles is less than 0.05, it is not preferable because light cannot be effectively scattered, and the refractive index difference between the matrix resin and the scattering particles exceeds 0.30. In such a case, it is not preferable because light cannot be sufficiently incident on the photoelectric conversion layer 4.
The refractive index difference between the matrix resin and the scattering particles indicates the refractive index difference in the ultraviolet region, visible light region, and infrared region, but the refraction between the matrix resin and the scattering particles is at least in the wavelength region where the transmittance is 70% or more. The rate difference may be 0.05 to 0.30.

また、光散乱膜２は、平坦面２ｂを有する膜であることが好ましく、その平坦面２ｂの表面粗さは、５０〜３００Åであることが好ましく、５０〜１５０Åがより好ましく、５０〜１００Åが更に好ましい。ここで、表面粗さとは、いわゆる算術平均粗さＲａをいう。
表面粗さＲａが３００Å以下であれば、その上に成膜する上部電極層３、光電変換層４および下部電極層５を平坦に形成することができる。
前記平坦面２ｂの表面粗さＲａが３００Åを超える場合には、この平坦面２ｂ上に積層する上部電極層３、光電変換層４および下部電極層５の平坦性を高くすることができず、光電変換層４を構成する薄膜シリコン層４１〜４３内の欠陥が増加するおそれがあるので好ましくない。
前記平坦面２ｂの表面粗さＲａが５０Å未満とすると、光散乱膜の形成が困難となり、生産効率が低下するので好ましくない。
なお、表面粗さＲａは、たとえば、接触式膜厚計（株式会社 アルバック社製 商品名「Ｄｅｋｔａｋ１６０００」）で測定できる。 The light scattering film 2 is preferably a film having a flat surface 2b, and the surface roughness of the flat surface 2b is preferably 50 to 300 mm, more preferably 50 to 150 mm, and more preferably 50 to 100 mm. Further preferred. Here, the surface roughness refers to a so-called arithmetic average roughness Ra.
If the surface roughness Ra is 300 mm or less, the upper electrode layer 3, the photoelectric conversion layer 4 and the lower electrode layer 5 formed thereon can be formed flat.
When the surface roughness Ra of the flat surface 2b exceeds 300 mm, the flatness of the upper electrode layer 3, the photoelectric conversion layer 4 and the lower electrode layer 5 laminated on the flat surface 2b cannot be increased. This is not preferable because defects in the thin film silicon layers 41 to 43 constituting the photoelectric conversion layer 4 may increase.
When the surface roughness Ra of the flat surface 2b is less than 50 mm, it is not preferable because it becomes difficult to form a light scattering film and the production efficiency is lowered.
The surface roughness Ra can be measured, for example, with a contact-type film thickness meter (trade name “Dektak 16000” manufactured by ULVAC, Inc.).

光散乱膜２の透過率は７０％以上であることが好ましく、８８％以上がより好ましく、９０％以上が更に好ましい。
光散乱膜２の透過率が７０％未満の場合には、光を十分に光電変換層４へ入射させることができず、光電変換層４での変換効率を向上させることができないため好ましくない。
光散乱膜２の透過率は、紫外領域、可視光領域および赤外領域の光に対する透過率を示すが、紫外から赤外まですべての領域で、透過率が７０％以上である必要はなく、特定の一部の領域、たとえば、可視光領域のみで透過率が７０％であってもよい。
なお、光散乱膜２の透過率は、たとえば、分光測定装置（日立製作所製 商品名「Ｕ４０００」）で空気をレファレンスとして透過率を測定し、積分球で透過光を集める方法で測定できる。 The transmittance of the light scattering film 2 is preferably 70% or more, more preferably 88% or more, and still more preferably 90% or more.
When the transmittance of the light scattering film 2 is less than 70%, it is not preferable because light cannot be sufficiently incident on the photoelectric conversion layer 4 and conversion efficiency in the photoelectric conversion layer 4 cannot be improved.
The transmittance of the light scattering film 2 indicates the transmittance for light in the ultraviolet region, visible light region, and infrared region, but the transmittance does not have to be 70% or more in all regions from ultraviolet to infrared. The transmittance may be 70% in a specific part of the region, for example, only in the visible light region.
The transmittance of the light scattering film 2 can be measured, for example, by measuring the transmittance using air as a reference with a spectroscopic measurement device (trade name “U4000” manufactured by Hitachi, Ltd.) and collecting the transmitted light with an integrating sphere.

また、光散乱膜２は、ヘイズ率が５７〜９０％の膜であることが好ましく、６５〜７９％がより好ましい。
光散乱膜２のヘイズ率が５７％未満の場合には、光散乱性が低下して、光を効果的に閉じ込めることができないため好ましくなく、光散乱膜２のヘイズ率が９０％を超えると、透過率が低下するおそれがあるので好ましくない。
光散乱膜２のヘイズ率は、紫外領域、可視光領域および赤外領域の光に対するヘイズ率を示すが、少なくとも７０％以上の透過率となる波長領域でヘイズ率が５７〜９０％となればよい。
なお、光散乱膜２のヘイズ率は、たとえば、ヘイズメーター（株式会社 村上色彩研究所社製 商品名「ＨＭ−１５０」）で測定できる。 The light scattering film 2 is preferably a film having a haze ratio of 57 to 90%, more preferably 65 to 79%.
When the haze ratio of the light scattering film 2 is less than 57%, it is not preferable because the light scattering property is lowered and the light cannot be effectively confined. When the haze ratio of the light scattering film 2 exceeds 90% This is not preferable because the transmittance may be lowered.
The haze ratio of the light scattering film 2 indicates the haze ratio for light in the ultraviolet region, visible light region, and infrared region, and if the haze rate is 57 to 90% in the wavelength region where the transmittance is at least 70% or more. Good.
The haze ratio of the light scattering film 2 can be measured, for example, with a haze meter (trade name “HM-150” manufactured by Murakami Color Research Co., Ltd.).

光散乱膜２の透過率が７０％以上であり、かつヘイズ率が５７〜９０％である場合に、優れた光閉じ込め効果が発現される。光閉じ込め効果とは、太陽電池１００の内部に入射された光が太陽電池１００の内部から外部に放射されない効果のことをいう。
図１に示すように、太陽電池１００は光取り込み面１ａを一面側に有し、他面側は金属電極５２で構成されている。そのため、太陽電池１００において光散乱膜２を設けない場合には、光取り込み面１ａから入射された光のうち光電変換層４で電気エネルギーに変換されなかった光は金属電極５２の一面５２ａで反射されて外部に放出される場合がある。しかしながら、光閉じ込め効果を有する光散乱膜２を光電変換層４の光取り込み面１ａ側に設けることによって、光取り込み面１ａ側から入射されて金属電極５２の一面５２ａで反射された光の外部への放出を防止することができる。 When the transmittance of the light scattering film 2 is 70% or more and the haze ratio is 57 to 90%, an excellent light confinement effect is exhibited. The light confinement effect refers to an effect in which light incident inside the solar cell 100 is not radiated from the inside of the solar cell 100 to the outside.
As shown in FIG. 1, the solar cell 100 has a light capturing surface 1 a on one surface side, and the other surface side is constituted by a metal electrode 52. Therefore, when the light scattering film 2 is not provided in the solar cell 100, the light that has not been converted into electrical energy by the photoelectric conversion layer 4 among the light incident from the light capturing surface 1 a is reflected by the one surface 52 a of the metal electrode 52. May be released to the outside. However, by providing the light scattering film 2 having a light confinement effect on the light capturing surface 1 a side of the photoelectric conversion layer 4, the light incident from the light capturing surface 1 a side and reflected by the one surface 52 a of the metal electrode 52 is exposed to the outside. Can be prevented.

光散乱膜２を構成するマトリックス樹脂の材料としては、カルド樹脂、熱硬化型樹脂あるいは光硬化型樹脂のいずれかを用いればよい。
マトリックス樹脂に用いる熱硬化型樹脂としては、カルド樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂などが好ましい。また、光硬化型樹脂としては、前記カルド樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化型樹脂を変性させ２重結合を付加させたタイプが望ましい。
また、マトリックス樹脂は、１．５１〜１．６８の範囲の屈折率を有するものがよい。
たとえば、熱硬化型のカルド樹脂の屈折率は１．６２程度であり、アクリルモノマーで変性したカルド樹脂の屈折率は、１．５８程度である。 As a material of the matrix resin constituting the light scattering film 2, any of a cardo resin, a thermosetting resin, or a photocurable resin may be used.
The thermosetting resin used for the matrix resin is preferably a cardo resin, a melamine resin, an epoxy resin, an acrylic resin, or the like. Further, as the photocurable resin, a type in which a thermosetting resin such as the cardo resin or epoxy resin is modified to add a double bond is desirable.
The matrix resin preferably has a refractive index in the range of 1.51 to 1.68.
For example, the refractive index of a thermosetting cardo resin is about 1.62, and the refractive index of a cardo resin modified with an acrylic monomer is about 1.58.

光散乱膜２をパターニング形成する場合は、マトリックス樹脂に光硬化型樹脂を用いるのが好ましい。光硬化型の樹脂にアクリルモノマー、光重合開始剤などを加えて感光性樹脂組成物としたものを用いれば、フォトリソグラフィ法などよってパターニングして光散乱膜２を形成することができる。   When the light scattering film 2 is formed by patterning, it is preferable to use a photocurable resin as the matrix resin. If a photosensitive resin composition obtained by adding an acrylic monomer, a photopolymerization initiator, or the like to a photocurable resin is used, the light scattering film 2 can be formed by patterning by a photolithography method or the like.

また、マトリックス樹脂に補助材として無機化合物を分散させて形成してもよい。無機化合物をマトリックス樹脂に分散させることによって、マトリックス樹脂の屈折率を更に高めて、散乱粒子との屈折率差をより大きくすることができる。また、透過率も高めることができる。無機化合物を加えすぎると、光散乱膜２の透過率が低下するので、無機化合物の量は１０質量％以下とすることが好ましい。また、無機化合物は、平均粒径が数ｎｍオーダーの微粒子を用いることが好ましい。無機化合物としては、ＴｉＯ２のあるいはＳｎＯ２などを挙げることができる。
たとえば、マトリックス樹脂としてカルド樹脂を用い、補助材としてＴｉＯ２を分散させる場合には、ＴｉＯ２の濃度を１０質量％程度とすることが好ましい。ＴｉＯ２を１０％程度含有させたカルド樹脂の屈折率は１．６４程度になる。 Alternatively, an inorganic compound may be dispersed in the matrix resin as an auxiliary material. By dispersing the inorganic compound in the matrix resin, the refractive index of the matrix resin can be further increased and the refractive index difference from the scattering particles can be further increased. Also, the transmittance can be increased. If the inorganic compound is added too much, the transmittance of the light-scattering film 2 decreases, so the amount of the inorganic compound is preferably 10% by mass or less. As the inorganic compound, it is preferable to use fine particles having an average particle size on the order of several nm. Examples of the inorganic compound include TiO 2 and SnO 2 .
For example, when a cardo resin is used as the matrix resin and TiO 2 is dispersed as an auxiliary material, the concentration of TiO 2 is preferably about 10% by mass. The refractive index of the cardo resin containing about 10% TiO 2 is about 1.64.

次に、光散乱膜２を構成する散乱粒子の材料としては、無機化合物あるいは樹脂が好ましい。また、散乱粒子は、１．４０〜１．５０程度の屈折率を有するものが好ましい。
散乱粒子に用いる無機化合物としては、シリカなどの無機酸化物、およびエアロゲル（多孔質シリカ等）などの中空フィラーなどが好ましい。
また、散乱粒子に用いる樹脂としては、アクリル樹脂（屈折率１．５１）、ハロゲン化アクリレートなどが好ましく、特に、フッ化アクリレートは屈折率が１．４５（ハロゲンランプＤ線５８９ｎｍ）と小さいため好ましい。 Next, as the material of the scattering particles constituting the light scattering film 2, an inorganic compound or a resin is preferable. The scattering particles preferably have a refractive index of about 1.40 to 1.50.
As the inorganic compound used for the scattering particles, inorganic oxides such as silica and hollow fillers such as airgel (porous silica and the like) are preferable.
As the resin used for the scattering particles, acrylic resin (refractive index 1.51), halogenated acrylate, etc. are preferable. In particular, fluorinated acrylate is preferable because the refractive index is as small as 1.45 (halogen lamp D line 589 nm). .

また、散乱粒子は、種類の異なる２種類以上の粒子で構成されていてもよい。たとえば、マトリックス樹脂中に、フッ化アクリレートからなる散乱粒子と中空フィラーからなる散乱粒子とが混在されていても良い。   Further, the scattering particles may be composed of two or more kinds of particles of different kinds. For example, in the matrix resin, scattering particles made of fluorinated acrylate and scattering particles made of a hollow filler may be mixed.

マトリックス樹脂に対する分散性を向上させるために、散乱粒子の表面に対して適当な処理を行ってもよい。
たとえば、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ、透明樹脂、カップリング剤、または界面活性剤などにより表面を被覆する処理を行うことにより、または、アルコール、アミン、または有機酸などを用いて表面を化学処理することにより、マトリックス樹脂に対する散乱粒子の分散性を向上させることができる。 In order to improve the dispersibility with respect to the matrix resin, an appropriate treatment may be performed on the surface of the scattering particles.
For example, the surface is coated with SiO 2 , ZrO 2 , Al 2 O 3 , ZnO, a transparent resin, a coupling agent, a surfactant, or the like, or an alcohol, an amine, or an organic acid is used. Thus, the dispersibility of the scattering particles with respect to the matrix resin can be improved by chemically treating the surface.

上記のように、散乱粒子は、マトリックス樹脂の屈折率よりも低い屈折率を有する材料を選択するとよい。
表１は、マトリックス樹脂と散乱粒子の組み合わせの一例を示したものであり、マトリックス樹脂および散乱粒子の屈折率と、マトリックス樹脂と散乱粒子の屈折率差を示している。なお、この組み合わせはあくまで例示であり、本発明がこの組み合わせに限定されるものではない。 As described above, for the scattering particles, a material having a refractive index lower than that of the matrix resin may be selected.
Table 1 shows an example of the combination of the matrix resin and the scattering particles, and shows the refractive index of the matrix resin and the scattering particles and the difference in refractive index between the matrix resin and the scattering particles. This combination is merely an example, and the present invention is not limited to this combination.

Figure 2009016554
Figure 2009016554

散乱粒子の平均粒径は、１．０〜１０．０μｍであることが好ましく、１．０〜３．０μｍがより好ましく、１．２〜１．４５μｍが更に好ましい。
散乱粒子の平均粒径が１．０μｍ未満の場合には、十分な散乱が得られないため好ましくなく、散乱粒子の平均粒径が１０．０μｍを超える場合には、粒径が大きくすぐに液中で沈下してしまうため好ましくない。
なお、散乱粒子の平均粒径は、粒度分布計ＳＤ−２０００（シスメックス株式会社製）で測定したものであって、散乱粒子が球状の場合には、散乱粒子の直径の平均値であり、散乱粒子が回転楕円体の場合には、短径の平均値である。 The average particle diameter of the scattering particles is preferably 1.0 to 10.0 μm, more preferably 1.0 to 3.0 μm, and still more preferably 1.2 to 1.45 μm.
When the average particle size of the scattering particles is less than 1.0 μm, it is not preferable because sufficient scattering cannot be obtained, and when the average particle size of the scattering particles exceeds 10.0 μm, the particle size is large and the liquid is immediately Since it sinks in, it is not preferable.
The average particle diameter of the scattering particles is measured with a particle size distribution analyzer SD-2000 (manufactured by Sysmex Corporation). When the scattering particles are spherical, the average particle diameter is the scattering particle diameter. When the particles are spheroids, the average value of the minor axis.

散乱粒子は、平均粒径が異なる２種類の散乱粒子を混ぜて用いることがより好ましい。平均粒径が異なる２種類の散乱粒子を混ぜて用いることによって、長波長側の光をより散乱させることができ、光電変換層４において発電量を増加させることができるためである。たとえば、平均粒径が１．０〜１．９μｍである散乱粒子と、平均粒径が１．５〜１．９μｍである散乱粒子を混合して用いることが好ましい。   More preferably, the scattering particles are a mixture of two types of scattering particles having different average particle diameters. This is because by mixing two types of scattering particles having different average particle diameters, light on the long wavelength side can be scattered more and the amount of power generation can be increased in the photoelectric conversion layer 4. For example, it is preferable to use a mixture of scattering particles having an average particle diameter of 1.0 to 1.9 μm and scattering particles having an average particle diameter of 1.5 to 1.9 μm.

光散乱膜２の膜厚は、散乱粒子の平均粒径より大きくすることが好ましい。光散乱膜２の膜厚が散乱粒子の平均粒径より小さい場合には、光散乱膜２の表面に、散乱粒子に起因する凹凸形状が形成され、平坦面２ｂの表面粗さを３００Å以下にすることが困難になるためである。   The film thickness of the light scattering film 2 is preferably larger than the average particle diameter of the scattering particles. When the film thickness of the light scattering film 2 is smaller than the average particle diameter of the scattering particles, an uneven shape due to the scattering particles is formed on the surface of the light scattering film 2, and the surface roughness of the flat surface 2b is 300 mm or less. This is because it becomes difficult to do.

マトリックス樹脂に分散させる散乱粒子の含有量は３０質量％以下が好ましい。
マトリックス樹脂に分散させる散乱粒子の含有量が３０質量％を超える場合には、散乱粒子を均一に分散させることができなくなり、光散乱膜２の透過率やヘイズ率など特性が面内でばらつくおそれが発生するため好ましくない。 The content of scattering particles dispersed in the matrix resin is preferably 30% by mass or less.
When the content of the scattering particles dispersed in the matrix resin exceeds 30% by mass, the scattering particles cannot be uniformly dispersed, and characteristics such as transmittance and haze ratio of the light scattering film 2 may vary in the plane. Is not preferable.

光散乱膜２は、まず、未硬化のマトリックス樹脂中に散乱粒子を分散させた溶液を調製し、この溶液をスピンコーティング法、ロールコート法、スプレー法、バーコート法、ダイコート法、フローコート法あるいはデッピング法などのウエットプロセスを用いて、基板表面に成膜して形成する。なお、この溶液には、有機溶剤、分散助剤、レベリング剤、及びカップリング剤のような添加剤を含有させることができる。   The light scattering film 2 is prepared by first preparing a solution in which scattering particles are dispersed in an uncured matrix resin, and applying this solution to a spin coating method, a roll coating method, a spray method, a bar coating method, a die coating method, and a flow coating method. Alternatively, a wet process such as a dipping method is used to form a film on the substrate surface. The solution can contain additives such as an organic solvent, a dispersion aid, a leveling agent, and a coupling agent.

また、光散乱膜２は、耐熱性材料からなることが望ましい。光電変換層４をアモルファスシリコン層で形成する場合には製造工程において熱処理が行われるので、耐熱性であることが望ましい。また、太陽電池を屋外で使用する場合にも、太陽光によって基板表面が熱せられる場合があるので、耐熱性であることが望ましい。少なくとも２３０〜２５０℃で３時間の耐熱性があることが望ましい。   The light scattering film 2 is preferably made of a heat resistant material. In the case where the photoelectric conversion layer 4 is formed of an amorphous silicon layer, heat treatment is performed in the manufacturing process, and thus heat resistance is desirable. Also, when the solar cell is used outdoors, the substrate surface may be heated by sunlight, so that it is desirable to be heat resistant. It is desirable to have a heat resistance of at least 230 to 250 ° C. for 3 hours.

また、光散乱膜２は、熱膨張係数がＳｉに近いことが望ましく、６０ｐｐｍ／℃よりも小であることが望ましい。
さらにまた、光散乱膜２は、紫外線吸収剤を添加するもしくは紫外線吸収機能層を含むことによって、耐紫外線性を具備させることが望ましい。太陽電池を屋外で使用する場合には、太陽光によって基板表面は紫外線に曝されるためである。なお、光散乱膜２の外側に紫外線吸収機能層が設けられていてもよい。例えば光散乱膜２と基板との間に紫外線吸収機能層が設けられていてもよい。 The light scattering film 2 preferably has a thermal expansion coefficient close to that of Si, and is preferably less than 60 ppm / ° C.
Furthermore, it is desirable for the light scattering film 2 to have ultraviolet resistance by adding an ultraviolet absorber or including an ultraviolet absorbing functional layer. This is because when the solar cell is used outdoors, the substrate surface is exposed to ultraviolet rays by sunlight. An ultraviolet absorption functional layer may be provided outside the light scattering film 2. For example, an ultraviolet absorption functional layer may be provided between the light scattering film 2 and the substrate.

上部電極層３の材料としては、透明導電性酸化物が好ましい。たとえば、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化カドミウム（ＣｄＯ）、酸化インジウムカドミウム（ＣｄＩｎ２Ｏ４）、酸化カドミウムスズ（Ｃｄ２ＳｎＯ４）、酸化亜鉛スズ（Ｚｎ２ＳｎＯ４）、酸化インジウム亜鉛（Ｉｎ−Ｚｎ−Ｏ）などを挙げることができる。
また、透明導電性酸化物に不純物を添加（ドープ）してもよい。たとえば、酸化インジウムにスズ（Ｓｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）をドープしたり、酸化スズにアンチモン（Ｓｂ）、フッ素（Ｆ）をドープしたり、酸化亜鉛にインジウム、アルミニウム、ガリウム（Ｇａ）をドープしたりすることができる。
特に、酸化スズにフッ素をドープしたものと、酸化亜鉛にガリウムまたはアルミニウムをドープしたものが好ましい。次の光電変換層４の形成工程において、上部電極層３が水素プラズマに曝されるので、ＦドープしたＳｎＯ２あるいはＧａドープもしくはＡｌドープしたＺｎＯなどのような還元雰囲気に強い材料が好ましいためである。 As a material of the upper electrode layer 3, a transparent conductive oxide is preferable. For example, indium oxide (In 2 O 3 ), tin oxide (SnO 2 ), zinc oxide (ZnO), cadmium oxide (CdO), indium cadmium oxide (CdIn 2 O 4 ), cadmium tin oxide (Cd 2 SnO 4 ), Examples include zinc tin oxide (Zn 2 SnO 4 ) and indium zinc oxide (In—Zn—O).
Further, impurities may be added (dope) to the transparent conductive oxide. For example, indium oxide is doped with tin (Sn), molybdenum (Mo), titanium (Ti), tin oxide is doped with antimony (Sb) and fluorine (F), zinc oxide is doped with indium, aluminum, gallium ( Ga) can be doped.
In particular, tin oxide doped with fluorine and zinc oxide doped with gallium or aluminum are preferred. Since the upper electrode layer 3 is exposed to hydrogen plasma in the next step of forming the photoelectric conversion layer 4, a material resistant to a reducing atmosphere such as F-doped SnO 2 or Ga-doped or Al-doped ZnO is preferable. is there.

上部電極層３の作成方法は、スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ゾルーゲル法などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。   Examples of the method for forming the upper electrode layer 3 include, but are not limited to, a sputtering method, a vapor deposition method, a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, and a sol-gel method.

光電変換層４は、ｐ型薄膜シリコン層４１、ｉ型薄膜シリコン層４２、ｎ型薄膜シリコン層４３を積層して形成する。
光電変換層４を構成する材料は、結晶質および非結晶質シリコンのどちらを用いてもよい。また、結晶質および非結晶質のシリコンカーバイドあるいはシリコンゲルマニウムなどのシリコンを３０％以上含有する材料を用いてもよい。 The photoelectric conversion layer 4 is formed by stacking a p-type thin film silicon layer 41, an i-type thin film silicon layer 42, and an n-type thin film silicon layer 43.
The material constituting the photoelectric conversion layer 4 may be either crystalline or amorphous silicon. Alternatively, a material containing 30% or more of silicon such as crystalline and amorphous silicon carbide or silicon germanium may be used.

光電変換層４の形成には、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、Ｈｏｔ−ｗｉｒｅ ＣＶＤ法などの作成方法を用いる。特に、プラズマＣＶＤ法を用いることが好ましい。プラズマＣＶＤ装法は、膜質の良い膜を高い生産性で形成することができるためである。   For the formation of the photoelectric conversion layer 4, a production method such as a plasma CVD method, a photo CVD method, or a hot-wire CVD method is used. In particular, it is preferable to use a plasma CVD method. This is because the plasma CVD method can form a film with good film quality with high productivity.

ｐ型薄膜シリコン層４１は、光電変換層４を形成する過程において、まずｐ型ドーパントであるボロン、ガリウム、アルミニウムなどをドーピングして形成する。
ｐ型ドーピングに用いる原料は、ボロン源はジボラン、Ｂ（ＣＨ３）３、ＢＦ３などを挙げることができ、ガリウム源はトリメチルガリウム、トリエチルガリウムなどを挙げることができ、アルミニウム源は、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウムなどを挙げることができるが、これらの材料に限定されるものではない。 In the process of forming the photoelectric conversion layer 4, the p-type thin film silicon layer 41 is first formed by doping p-type dopants such as boron, gallium, and aluminum.
Examples of the raw material used for the p-type doping include a boron source such as diborane, B (CH 3 ) 3 , and BF 3 , a gallium source such as trimethyl gallium and triethyl gallium, and an aluminum source such as trimethylaluminum. Examples thereof include triethylaluminum, but are not limited to these materials.

また、ｐ型薄膜シリコン層４１の形成の際に、炭素をドーピングすることにより、ｐ型薄膜シリコン層のバンドギャップを大きくして、より多くの光をｉ層内に導くことができ、多くのキャリアを生成できる構成とすることができる。この場合の原料の炭素源はメタンを挙げることができる。   In addition, by doping carbon when forming the p-type thin film silicon layer 41, the band gap of the p-type thin film silicon layer can be increased, and more light can be guided into the i layer. It can be set as the structure which can produce | generate a carrier. In this case, methane can be cited as the carbon source of the raw material.

ｉ型薄膜シリコン層４２は、ｐ型薄膜シリコン層４１を形成した後、ドーパントをドーピングせずに形成する。
ｎ型薄膜シリコン層４３は、ｉ型薄膜シリコン層４２を形成した後、ｎ型ドーパントであるリンなどをドーピングして形成する。 The i-type thin film silicon layer 42 is formed without doping with the dopant after the p-type thin film silicon layer 41 is formed.
The n-type thin film silicon layer 43 is formed by forming an i-type thin film silicon layer 42 and then doping phosphorus or the like as an n-type dopant.

下部電極層５は、下部透明導電電極５１と金属電極５２を順次積層して形成する。
下部電極層５の作成方法は、スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ゾルーゲル法などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。 The lower electrode layer 5 is formed by sequentially laminating a lower transparent conductive electrode 51 and a metal electrode 52.
Examples of the method for creating the lower electrode layer 5 include, but are not limited to, a sputtering method, a vapor deposition method, a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, and a sol-gel method.

下部透明導電電極５１の材料は、導電性があり、透明な酸化物からなる材料であればよい。
たとえば、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化カドミウム（ＣｄＯ）、酸化インジウムカドミウム（ＣｄＩｎ２Ｏ４）、酸化カドミウムスズ（Ｃｄ２ＳｎＯ４）、酸化亜鉛スズ（Ｚｎ２ＳｎＯ４）、酸化インジウム亜鉛（Ｉｎ−Ｚｎ−Ｏ）などを挙げることができる。
また、上記の酸化物に不純物を添加（ドープ）してもよい。たとえば、酸化インジウムにスズ（Ｓｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）をドープしたり、酸化スズにアンチモン（Ｓｂ）、フッ素（Ｆ）をドープしたり、酸化亜鉛にインジウム、アルミニウム、ガリウム（Ｇａ）をドープしたりすることができる。 The material of the lower transparent conductive electrode 51 may be any material that is conductive and made of a transparent oxide.
For example, indium oxide (In 2 O 3 ), tin oxide (SnO 2 ), zinc oxide (ZnO), cadmium oxide (CdO), indium cadmium oxide (CdIn 2 O 4 ), cadmium tin oxide (Cd 2 SnO 4 ), Examples include zinc tin oxide (Zn 2 SnO 4 ) and indium zinc oxide (In—Zn—O).
Further, an impurity may be added (doped) to the above oxide. For example, indium oxide is doped with tin (Sn), molybdenum (Mo), titanium (Ti), tin oxide is doped with antimony (Sb) and fluorine (F), zinc oxide is doped with indium, aluminum, gallium ( Ga) can be doped.

金属電極５２の材料は、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｃｒなどの金属が好ましく、Ａｌが特に好ましい。Ａｌは、鏡面反射性を有しており、光を素子内に閉じ込めることができるとともに、光電変換層４で生じたキャリアを効率よく取り出すことができるためである。また、前記金属を含有する合金であってもよい。   The material of the metal electrode 52 is preferably a metal such as Al, Au, Ag, Cu, Pt, or Cr, and particularly preferably Al. This is because Al has specular reflectivity and can confine light in the device and can efficiently extract carriers generated in the photoelectric conversion layer 4. Moreover, the alloy containing the said metal may be sufficient.

（実施形態２）
図２は、本発明の実施形態である太陽電池の別の一例を示す断面模式図である。
基板１上に光散乱膜２、上部電極層３、光電変換層４、下部光電変換層６、下部電極層５が順次積層されて、太陽電池１０１が構成されている。
基板１は、光取り込み面１ａを有し、その反対側の面１ｂに光散乱膜２の一面２ａが接合されている。光散乱膜２の他面側は平坦性を有し平坦面２ｂとされている。このようにして、基板１と光散乱膜２とからなる光学部材１０が形成されている。
光電変換層４は、ｐ型薄膜シリコン層４１、ｉ型薄膜シリコン層４２、ｎ型薄膜シリコン層４３がこの順序で積層されて形成されている。
下部光電変換層６は、ｐ型薄膜シリコン層６１、ｉ型薄膜シリコン層６２、ｎ型薄膜シリコン層６３がこの順序で積層されて形成されている。また、下部電極層５は、下部透明導電電極５１と金属電極５２がこの順序で積層されて形成されている。
このように、基板１、上部電極層３、光電変換層４、下部光電変換層６、下部電極層５がこの順序で積層された構造を「タンデム型」と呼称する。
なお、実施形態１と同一の部材については、同一の符号を付して示してある。 (Embodiment 2)
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing another example of a solar cell that is an embodiment of the present invention.
A light scattering film 2, an upper electrode layer 3, a photoelectric conversion layer 4, a lower photoelectric conversion layer 6, and a lower electrode layer 5 are sequentially stacked on the substrate 1 to constitute a solar cell 101.
The substrate 1 has a light capturing surface 1a, and one surface 2a of the light scattering film 2 is bonded to the opposite surface 1b. The other surface side of the light scattering film 2 is flat and has a flat surface 2b. In this way, the optical member 10 composed of the substrate 1 and the light scattering film 2 is formed.
The photoelectric conversion layer 4 is formed by stacking a p-type thin film silicon layer 41, an i-type thin film silicon layer 42, and an n-type thin film silicon layer 43 in this order.
The lower photoelectric conversion layer 6 is formed by stacking a p-type thin film silicon layer 61, an i-type thin film silicon layer 62, and an n-type thin film silicon layer 63 in this order. The lower electrode layer 5 is formed by laminating a lower transparent conductive electrode 51 and a metal electrode 52 in this order.
A structure in which the substrate 1, the upper electrode layer 3, the photoelectric conversion layer 4, the lower photoelectric conversion layer 6, and the lower electrode layer 5 are laminated in this order is referred to as “tandem type”.
In addition, about the member same as Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected and shown.

「タンデム型」構造においては、図２において光の入射方向が矢印Ａによって示されているように、光は光取り込み面１ａから基板１に入射され、基板１内部を通過した後、光取り込み面１ａの反対側の面１ｂに接合された光散乱膜２に入射される構成となっている。さらに、光散乱膜２および上部電極層３を通過して、光電変換層４および下部光電変換層６に入射される。この光電変換層４および下部光電変換層６において光起電力を生じ、光は電力へと変換される構成となっている。   In the “tandem type” structure, light is incident on the substrate 1 from the light capturing surface 1 a and passes through the inside of the substrate 1, as indicated by an arrow A in FIG. It is configured to be incident on the light scattering film 2 bonded to the surface 1b opposite to 1a. Further, the light passes through the light scattering film 2 and the upper electrode layer 3 and enters the photoelectric conversion layer 4 and the lower photoelectric conversion layer 6. Photoelectric power is generated in the photoelectric conversion layer 4 and the lower photoelectric conversion layer 6 so that light is converted into electric power.

図２に示すように、「タンデム型」は光電変換層４と下部光電変換層６の２つの光電変換層を直列につなげた構造である。２つの光電変換層を有するため、１つの光電変換層しか有しない太陽電池よりも、光起電力の大きさを上げることができる。
なお、「タンデム型」では、バンドギャップの大きい太陽電池素子が光入射側に設置された方が、有効に光を利用できるため光電変換層４がアモルファスシリコン太陽電池、下部光電変換層６が微結晶シリコン太陽電池またはシリコンゲルマニウム太陽電池であることが好ましい。 As shown in FIG. 2, the “tandem type” has a structure in which two photoelectric conversion layers of the photoelectric conversion layer 4 and the lower photoelectric conversion layer 6 are connected in series. Since it has two photoelectric conversion layers, the magnitude | size of a photovoltaic power can be raised rather than the solar cell which has only one photoelectric conversion layer.
In the “tandem type”, when a solar cell element having a large band gap is installed on the light incident side, light can be used more effectively, so that the photoelectric conversion layer 4 is an amorphous silicon solar cell and the lower photoelectric conversion layer 6 is fine. A crystalline silicon solar cell or a silicon germanium solar cell is preferable.

（実施形態３）
図３は、本発明の実施形態である太陽電池のさらに別の一例を示す断面模式図である。
基板１１上に下部電極層５、光電変換層４、上部電極層３、光散乱膜２が順次積層されて、太陽電池１０２が構成されている。
基板１１上に下部電極層５が設けられている。下部電極層５は、金属電極５２、下部透明導電電極５１がこの順序で積層されて形成されている。
下部透明導電電極５１の上には、光電変換層４が設けられている。
光電変換層４は、ｎ型薄膜シリコン層４３、ｉ型薄膜シリコン層４２、ｐ型薄膜シリコン層４１がこの順序で積層されて形成されている。
光電変換層４の上には、上部電極層３が設けられている。
さらに、上部電極層３の一面は、光散乱膜２の平坦面２ｂに接合されている。そのため、上部電極層３、光電変換層４および下部電極層５は平坦性を確保できる構成となっている。
光散乱膜２の平坦面２ｂの他面側には、光取り込み面２ａが設けられ、光を太陽電池１０２の内部に取り込むことができる構成となっている。
また、このように、上部電極層３、光電変換層４、下部電極層５、基板１１がこの順序で積層された構造を「サブストレートタイプ」と呼称する。
なお、実施形態１と同一の部材については、同一の符号をつけて示してある。 (Embodiment 3)
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing still another example of the solar cell according to the embodiment of the present invention.
A lower electrode layer 5, a photoelectric conversion layer 4, an upper electrode layer 3, and a light scattering film 2 are sequentially laminated on a substrate 11 to constitute a solar cell 102.
A lower electrode layer 5 is provided on the substrate 11. The lower electrode layer 5 is formed by laminating a metal electrode 52 and a lower transparent conductive electrode 51 in this order.
On the lower transparent conductive electrode 51, the photoelectric conversion layer 4 is provided.
The photoelectric conversion layer 4 is formed by laminating an n-type thin film silicon layer 43, an i-type thin film silicon layer 42, and a p-type thin film silicon layer 41 in this order.
An upper electrode layer 3 is provided on the photoelectric conversion layer 4.
Furthermore, one surface of the upper electrode layer 3 is bonded to the flat surface 2 b of the light scattering film 2. Therefore, the upper electrode layer 3, the photoelectric conversion layer 4, and the lower electrode layer 5 are configured to ensure flatness.
A light capturing surface 2 a is provided on the other surface side of the flat surface 2 b of the light scattering film 2 so that light can be captured inside the solar cell 102.
In addition, a structure in which the upper electrode layer 3, the photoelectric conversion layer 4, the lower electrode layer 5, and the substrate 11 are stacked in this order is referred to as a “substrate type”.
In addition, about the member same as Embodiment 1, it attaches and shows the same code | symbol.

「サブストレートタイプ」構造においては、図３において光の入射方向が矢印Ａによって示されているように、光は光取り込み面２ａから光散乱膜２に入射され、光散乱膜２内部を通過した後、光取り込み面２ａの反対側の平坦面２ｂに接合された上部電極層３に入射される構成となっている。さらに、上部電極層３を通過して、光電変換層４に入射される。この光電変換層４において光起電力を生じ、光は電力へと変換される構成となっている。   In the “substrate type” structure, light is incident on the light scattering film 2 from the light capturing surface 2 a and passes through the light scattering film 2 as indicated by an arrow A in FIG. In this configuration, the light is incident on the upper electrode layer 3 bonded to the flat surface 2b opposite to the light capturing surface 2a. Further, the light passes through the upper electrode layer 3 and enters the photoelectric conversion layer 4. Photoelectric power is generated in the photoelectric conversion layer 4 so that light is converted into electric power.

基板１１は、不透明な材料であってもよい。「サブストレートタイプ」構造においては、基板１１側の反対側の面、すなわち光散乱膜２の光取り込み面２ａから光が入射され、光電変換層４において光電変換され光起電力を生ずるためである。たとえば、ガラス、石英および透明性ポリイミドなどの透明な材料を用いることもできるが、不透明性ポリイミド、ステンレス薄板などを用いることもできる。
以下、本発明の効果について説明する。 The substrate 11 may be an opaque material. This is because in the “substrate type” structure, light is incident from the surface opposite to the substrate 11, that is, the light capturing surface 2 a of the light scattering film 2, and is photoelectrically converted in the photoelectric conversion layer 4 to generate photovoltaic power. For example, transparent materials such as glass, quartz, and transparent polyimide can be used, but opaque polyimide, stainless steel thin plate, and the like can also be used.
Hereinafter, the effects of the present invention will be described.

本発明の光散乱膜は、マトリックス樹脂中に、前記マトリックス樹脂よりも屈折率が低い散乱粒子が分散されているので、太陽電池において効果的に光を散乱させる膜とすることができる。   The light scattering film of the present invention can be a film that effectively scatters light in a solar cell because scattering particles having a refractive index lower than that of the matrix resin are dispersed in the matrix resin.

本発明の光散乱膜は、平坦面を有するので、その上に成膜する半導体層に欠陥を生じさせることがない。そのため、半導体膜に多くの欠陥を誘起して出力電圧や曲線因子を悪化させ、変換効率を悪化させることがない。   Since the light scattering film of the present invention has a flat surface, the semiconductor layer deposited thereon does not cause defects. Therefore, many defects are not induced in the semiconductor film to deteriorate the output voltage and the fill factor, and the conversion efficiency is not deteriorated.

本発明の光散乱膜は、前記マトリックス樹脂と前記散乱粒子との屈折率差が０．１０〜０．１３であるので、光閉じ込め効果を向上させることができ、太陽電池の変換効率を向上させることができる。   Since the light scattering film of the present invention has a refractive index difference between the matrix resin and the scattering particles of 0.10 to 0.13, it can improve the light confinement effect and improve the conversion efficiency of the solar cell. be able to.

本発明の光散乱膜は、散乱粒子の平均粒径が１．０〜１０．０μｍであるので、十分に光を散乱させる膜とすることができる。また、マトリックス樹脂中に散乱粒子を分散させた溶液を調整しても、すぐに溶液の中で散乱粒子が沈下してしまうということがないので、散乱粒子を均一に分散させた光散乱膜を形成することができる。   Since the light scattering film of the present invention has an average particle diameter of scattering particles of 1.0 to 10.0 μm, it can be a film that sufficiently scatters light. In addition, even if the solution in which the scattering particles are dispersed in the matrix resin is prepared, the scattering particles do not immediately settle in the solution. Therefore, a light scattering film in which the scattering particles are uniformly dispersed is used. Can be formed.

本発明の光散乱膜は、前記マトリックス樹脂中に分散させた散乱粒子の混合率が３０質量％以下であるので、散乱粒子を均一に分散させることができ、光散乱膜２の透過率やヘイズ率などの特性のばらつきを抑制することができる。   In the light scattering film of the present invention, since the mixing ratio of the scattering particles dispersed in the matrix resin is 30% by mass or less, the scattering particles can be uniformly dispersed, and the transmittance and haze of the light scattering film 2 can be dispersed. Variation in characteristics such as rate can be suppressed.

本発明の光散乱膜は、前記光散乱膜の膜厚が、前記散乱粒子の平均粒径より大であるので、光散乱膜２の表面に散乱粒子に起因する凹凸形状を形成することはなく、平坦面２ｂの表面粗さを３００Å以下にすることにより、その上に積層する半導体層の平坦性を保つことができる。   In the light scattering film of the present invention, since the film thickness of the light scattering film is larger than the average particle diameter of the scattering particles, the surface of the light scattering film 2 does not form an uneven shape due to the scattering particles. When the surface roughness of the flat surface 2b is 300 mm or less, the flatness of the semiconductor layer stacked thereon can be maintained.

本発明の光散乱膜は、前記の透過率が７０％以上であり、ヘイズ率が５７〜９０％であるので、光閉じ込め効果を向上させることができ、太陽電池の変換効率を向上させることができる。   The light scattering film of the present invention has a transmittance of 70% or more and a haze ratio of 57 to 90%, so that the light confinement effect can be improved and the conversion efficiency of the solar cell can be improved. it can.

本発明の光散乱膜は、その平坦面の表面粗さが５０〜３００Åであるので、その上に成膜する半導体層に欠陥を生じさせず、半導体膜に多くの欠陥を誘起して出力電圧や曲線因子を悪化させ、変換効率を悪化させることがない。   Since the light scattering film of the present invention has a flat surface with a surface roughness of 50 to 300 mm, it does not cause defects in the semiconductor layer formed thereon, and induces many defects in the semiconductor film to produce an output voltage. It does not worsen the conversion factor.

本発明の光学部材は、先に記載の光散乱膜と、前記光散乱膜の前記平坦面と反対側の面に配置された透明基体とからなるので、光散乱膜の上に成膜する半導体層に欠陥を生じさせることがない。さらに、光閉じ込め効果を向上させる効果も有するので、太陽電池の変換効率を向上させることができる。   Since the optical member of the present invention comprises the light scattering film described above and a transparent substrate disposed on the surface opposite to the flat surface of the light scattering film, a semiconductor film is formed on the light scattering film. Does not cause defects in the layer. Furthermore, since it also has the effect of improving the light confinement effect, the conversion efficiency of the solar cell can be improved.

本発明の太陽電池は、光電変換層を備えてなる太陽電池であって、前記光電変換層の少なくとも光取り込み側に先に記載の光散乱膜が備えられているので、欠陥のない半導体膜を具備した太陽電池とすることができる。さらに、光閉じ込め効果が高められ、変換効率の高い太陽電池とすることができる。
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。しかし、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。 The solar cell of the present invention is a solar cell comprising a photoelectric conversion layer, and the light scattering film described above is provided at least on the light capturing side of the photoelectric conversion layer. It can be set as the equipped solar cell. Furthermore, the light confinement effect is enhanced, and a solar cell with high conversion efficiency can be obtained.
Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples. However, the present invention is not limited only to these examples.

（実施例１）
まず、フッ素化アクリル粒子を１０質量部と、アルカリ可溶フルオレン樹脂を２０質量部と、多官能アクリルモノマー（東亞合成（株）製、商品名「アロニックスＭ ―４００」）を１０質量部と、光重合開始剤（チバスペシャリティケミカルズ社製、商品名「イルガキュアー９０７」）を０．５質量部と、有機溶媒（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）を１２０質量部とを混合して、光散乱膜２を形成する塗布液を調整した。
なお、フッ素化アクリル粒子は、平均粒径１．６μｍのものを用いた。 Example 1
First, 10 parts by mass of fluorinated acrylic particles, 20 parts by mass of alkali-soluble fluorene resin, 10 parts by mass of a polyfunctional acrylic monomer (manufactured by Toagosei Co., Ltd., trade name “Aronix M-400”), 0.5 parts by mass of a photopolymerization initiator (manufactured by Ciba Specialty Chemicals, trade name “Irgacure 907”) and 120 parts by mass of an organic solvent (propylene glycol monomethyl ether acetate) are mixed to form a light scattering film 2 The coating solution for forming was prepared.
The fluorinated acrylic particles having an average particle size of 1.6 μm were used.

次に、所定の量の塗布液をコーニング１７３７ガラス基板上に滴下し、このガラス基板を毎分８００回転の回転速度で５秒間回転させることにより、塗膜を形成した。この塗膜を乾燥させた後、２３０℃で６０分間焼成することにより、コーニング１７３７ガラス基板上に厚さ２．０μｍの光散乱膜を形成し、ガラス基板と光散乱膜からなる光学部材を作製した。
光散乱膜の表面はきわめて平坦であり、表面粗さＲａは１５０Åであった。また、光散乱膜のヘイズ値は５７．３％であった。 Next, a predetermined amount of coating solution was dropped onto a Corning 1737 glass substrate, and this glass substrate was rotated at a rotation speed of 800 rpm for 5 seconds to form a coating film. After drying this coating film, baking is performed at 230 ° C. for 60 minutes to form a 2.0 μm thick light scattering film on a Corning 1737 glass substrate, and an optical member composed of the glass substrate and the light scattering film is produced. did.
The surface of the light scattering film was extremely flat, and the surface roughness Ra was 150 mm. The haze value of the light scattering film was 57.3%.

次に、ＤＣマグネトロンスパッタ装置を用いて、ＺｎＯ：Ｇａ（Ｇａ：５ｗｔ％）セラミックターゲットをスパッタし、光散乱膜上にガリウムドープ酸化亜鉛透明導電膜を２００ｎｍ成膜し、上部電極層を形成した。
次に、プラズマＣＶＤ装置を用いて、ガリウムドープ酸化亜鉛透明導電膜上に、膜厚２０ｎｍのｐ型アモルファスシリコンカーバイド層、膜厚３００ｎｍのｉ型アモルファスシリコン層、膜厚２５ｎｍのｎ型アモルファスシリコン層をこの順序で成膜し、光電変換層を形成した。
引き続き、ＤＣマグネトロンスパッタ装置を用いて、ＺｎＯ：Ｇａ（Ｇａ：５ｗｔ％）セラミックターゲットをスパッタし、膜厚１５ｎｍのガリウムドープ酸化亜鉛透明導電膜を成膜し、下部透明電極を形成した。
最後に、真空蒸着装置により、ｎ型アモルファスシリコン層の上に膜厚１００ｎｍのアルミニウムからなる金属電極を成膜して、下部透明電極と金属電極とからなる下部電極を形成して、「スーパーストレートタイプ」の太陽電池サンプルを作製した。 Next, a ZnO: Ga (Ga: 5 wt%) ceramic target was sputtered using a DC magnetron sputtering apparatus, and a gallium-doped zinc oxide transparent conductive film was formed to a thickness of 200 nm on the light scattering film to form an upper electrode layer. .
Next, using a plasma CVD apparatus, a p-type amorphous silicon carbide layer having a thickness of 20 nm, an i-type amorphous silicon layer having a thickness of 300 nm, and an n-type amorphous silicon layer having a thickness of 25 nm are formed on the gallium-doped zinc oxide transparent conductive film. Were formed in this order to form a photoelectric conversion layer.
Subsequently, using a DC magnetron sputtering apparatus, a ZnO: Ga (Ga: 5 wt%) ceramic target was sputtered to form a gallium-doped zinc oxide transparent conductive film having a thickness of 15 nm to form a lower transparent electrode.
Finally, a metal electrode made of aluminum with a film thickness of 100 nm is formed on the n-type amorphous silicon layer by a vacuum deposition apparatus, and a lower electrode made of a lower transparent electrode and a metal electrode is formed. A solar cell sample was produced.

（実施例２）
まず、実施例１で用いた材料に、無機化合物として平均粒径１０ｎｍの非活性酸化チタンを２質量部加えたこと以外は実施例１と同様にして、光散乱膜を形成する塗布液を調整した。
なお、フッ素化アクリル粒子は、平均粒径１．９μｍのものを用いた。 (Example 2)
First, a coating solution for forming a light scattering film was prepared in the same manner as in Example 1 except that 2 parts by mass of inactive titanium oxide having an average particle diameter of 10 nm as an inorganic compound was added to the material used in Example 1. did.
The fluorinated acrylic particles having an average particle size of 1.9 μm were used.

次に、実施例１と同様の方法で、厚さ２．５μｍの光散乱膜を形成し、ガラス基板と光散乱膜とからなる光学部材を作製した。
光散乱膜の表面はきわめて平坦であり、表面粗さＲａは１０５Åであった。また、この光散乱膜のヘイズ値は７０．５％であった。 Next, a light scattering film having a thickness of 2.5 μm was formed by the same method as in Example 1, and an optical member composed of a glass substrate and a light scattering film was produced.
The surface of the light scattering film was extremely flat, and the surface roughness Ra was 105 mm. Further, the haze value of this light scattering film was 70.5%.

さらに、実施例１と同様の方法で、上部電極層、光電変換層、下部透明電極と金属電極とからなる下部電極を順次積層し、「スーパーストレートタイプ」の太陽電池サンプルを作製した。   Further, an upper electrode layer, a photoelectric conversion layer, a lower electrode composed of a lower transparent electrode and a metal electrode were sequentially laminated in the same manner as in Example 1 to produce a “super straight type” solar cell sample.

（実施例３）
まず、実施例１、２で用いたフッ素化アクリル粒子を１０質量部と、グリシジル基をもつフルオレン樹脂を２５質量部と、多価カルボン酸であるトリメリット酸を５質量部と、実施例２で用いた酸化チタンを２質量部と、実施例１、２で用いた有機溶媒を１２０質量部とを混合して、光散乱膜を形成する塗布液を調整した。
なお、フッ素化アクリル粒子は、平均粒径１．９μｍのものを用いた。 (Example 3)
First, 10 parts by mass of the fluorinated acrylic particles used in Examples 1 and 2, 25 parts by mass of a fluorene resin having a glycidyl group, 5 parts by mass of trimellitic acid which is a polyvalent carboxylic acid, and Example 2 2 parts by mass of the titanium oxide used in Example 1 and 120 parts by mass of the organic solvent used in Examples 1 and 2 were mixed to prepare a coating solution for forming a light scattering film.
The fluorinated acrylic particles having an average particle size of 1.9 μm were used.

次に、実施例１と同様の方法で、厚さ３．０μｍの光散乱膜を形成し、ガラス基板と光散乱膜とからなる光学部材を作製した。
光散乱膜の表面はきわめて平坦であり、表面粗さＲａは９８Åであった。また、この光散乱膜のヘイズ値は７９．３％であった。これらの結果についても、表２にあわせて示す。 Next, a light scattering film having a thickness of 3.0 μm was formed in the same manner as in Example 1, and an optical member composed of a glass substrate and a light scattering film was produced.
The surface of the light scattering film was extremely flat, and the surface roughness Ra was 98 mm. Further, the haze value of this light scattering film was 79.3%. These results are also shown in Table 2.

さらに、実施例１と同様の方法で、上部電極層、光電変換層、下部透明電極と金属電極とからなる下部電極を順次積層し、「スーパーストレートタイプ」の太陽電池サンプルを作製した。   Further, an upper electrode layer, a photoelectric conversion layer, a lower electrode composed of a lower transparent electrode and a metal electrode were sequentially laminated in the same manner as in Example 1 to produce a “super straight type” solar cell sample.

（比較例１）
ヘイズ率が１０％のＡｓａｈｉ−Ｔｙｐｅ−Ｕ基板（旭硝子（株）製）を用意し、ＤＣマグネトロンスパッタ装置のチャンバー内の所定の位置にセットした。このＤＣマグネトロンスパッタ装置を用いて、ＺｎＯ：Ｇａ（Ｇａ：５ｗｔ％）セラミックターゲットをスパッタし、Ａｓａｈｉ−Ｔｙｐｅ−Ｕ基板上にガリウムドープ酸化亜鉛透明導電膜を２００ｎｍ成膜し、上部電極層を形成した。
次に、プラズマＣＶＤ装置を用いて、ガリウムドープ酸化亜鉛透明導電膜上に、膜厚２０ｎｍのｐ型アモルファスシリコンカーバイド層、膜厚３００ｎｍのｉ型アモルファスシリコン層、膜厚２５ｎｍのｎ型アモルファスシリコン層をこの順序で成膜し、光電変換層を形成した。
引き続き、ＤＣマグネトロンスパッタ装置を用いて、ＺｎＯ：Ｇａ（Ｇａ：５ｗｔ％）セラミックターゲットをスパッタし、膜厚１５ｎｍのガリウムドープ酸化亜鉛透明導電膜を成膜し、下部透明電極を形成した。
最後に、真空蒸着装置により、ｎ型アモルファスシリコン層の上に膜厚１００ｎｍのアルミニウムからなる金属電極を成膜して、下部透明電極と金属電極とからなる下部電極を形成して、「スーパーストレートタイプ」の太陽電池サンプルを作製した。 (Comparative Example 1)
An Asahi-Type-U substrate (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) having a haze ratio of 10% was prepared and set at a predetermined position in the chamber of the DC magnetron sputtering apparatus. Using this DC magnetron sputtering apparatus, a ZnO: Ga (Ga: 5 wt%) ceramic target is sputtered, a 200 nm gallium-doped zinc oxide transparent conductive film is formed on an Asahi-Type-U substrate, and an upper electrode layer is formed. did.
Next, using a plasma CVD apparatus, a p-type amorphous silicon carbide layer having a thickness of 20 nm, an i-type amorphous silicon layer having a thickness of 300 nm, and an n-type amorphous silicon layer having a thickness of 25 nm are formed on the gallium-doped zinc oxide transparent conductive film. Were formed in this order to form a photoelectric conversion layer.
Subsequently, using a DC magnetron sputtering apparatus, a ZnO: Ga (Ga: 5 wt%) ceramic target was sputtered to form a gallium-doped zinc oxide transparent conductive film having a thickness of 15 nm to form a lower transparent electrode.
Finally, a metal electrode made of aluminum with a film thickness of 100 nm is formed on the n-type amorphous silicon layer by a vacuum deposition apparatus, and a lower electrode made of a lower transparent electrode and a metal electrode is formed. A solar cell sample was produced.

実施例１〜３および比較例１で作製した太陽電池サンプルの特性測定実験を行った。
２５℃の雰囲気中で、ソーラーシミュレーターによってＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ２の擬似太陽光を作り出し、これを太陽電池サンプルに照射して、開放電圧、曲線因子、短絡電流および変換効率の４つの特性を測定した。
実施例１〜３および比較例１の光散乱膜の特性を表２にまとめて示すとともに、実施例１〜３および比較例１の太陽電池の特性を表３および図４に示す。ここで透過率とは波長４００ｎｍ〜８００ｎｍでの積分球による透過率測定値（空気をレファレンスとして測定）の平均値で表している。
表３および図４から分かるように、実施例１〜３の太陽電池サンプルの開放電圧、曲線因子、短絡電流および変換効率の値は、比較例１の太陽電池サンプルよりも高くなり、優れた発電特性を示すことがわかる。 The characteristic measurement experiment of the solar cell sample produced in Examples 1-3 and Comparative Example 1 was conducted.
In a 25 ° C. atmosphere, a solar simulator creates AM1.5, 100 mW / cm 2 simulated sunlight and irradiates the solar cell sample with four characteristics: open-circuit voltage, fill factor, short-circuit current, and conversion efficiency. Was measured.
The characteristics of the light scattering films of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 are shown together in Table 2, and the characteristics of the solar cells of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 are shown in Table 3 and FIG. Here, the transmittance is expressed as an average value of transmittance measured values (measured with air as a reference) using an integrating sphere at wavelengths of 400 nm to 800 nm.
As can be seen from Table 3 and FIG. 4, the open-circuit voltage, fill factor, short-circuit current, and conversion efficiency values of the solar cell samples of Examples 1 to 3 are higher than those of the solar cell sample of Comparative Example 1, and excellent power generation is achieved. It can be seen that the characteristics are shown.

Figure 2009016554
Figure 2009016554

Figure 2009016554
Figure 2009016554

本発明の実施形態である太陽電池の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the solar cell which is embodiment of this invention. 本発明の実施形態である太陽電池の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the solar cell which is embodiment of this invention. 本発明の実施形態である太陽電池の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the solar cell which is embodiment of this invention. 実施例１〜３および比較例１の光散乱膜のヘイズ率と開放電圧、曲線因子、短絡電流および変換効率との関係を表したグラフである。It is the graph showing the relationship between the haze rate of the light-scattering film | membrane of Examples 1-3 and the comparative example 1, an open circuit voltage, a fill factor, a short circuit current, and conversion efficiency.

符号の説明Explanation of symbols

１…基板（透明基体）、１ａ…光取り出し面、２…光散乱膜（太陽電池用光散乱膜）、２ａ…光取り出し面、２ｂ…平坦面、３…上部電極層、４…光電変換層、１０…光学部材（太陽電池用光学部材）、４１…ｐ型薄膜シリコン層、４２…ｉ型薄膜シリコン層、４３…ｎ型薄膜シリコン層、５…下部電極層、５１…下部透明導電電極、５２…金属電極、６…下部光電変換層、６１…ｐ型薄膜シリコン層、６２…ｉ型薄膜シリコン層、６３…ｎ型薄膜シリコン層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate (transparent substrate), 1a ... Light extraction surface, 2 ... Light scattering film (light scattering film for solar cell), 2a ... Light extraction surface, 2b ... Flat surface, 3 ... Upper electrode layer, 4 ... Photoelectric conversion layer DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Optical member (optical member for solar cells), 41 ... p-type thin film silicon layer, 42 ... i-type thin film silicon layer, 43 ... n-type thin film silicon layer, 5 ... lower electrode layer, 51 ... lower transparent conductive electrode, 52 ... Metal electrode, 6 ... Lower photoelectric conversion layer, 61 ... p-type thin film silicon layer, 62 ... i-type thin film silicon layer, 63 ... n-type thin film silicon layer

Claims (7)

マトリックス樹脂中に、前記マトリックス樹脂よりも屈折率が低い散乱粒子が分散されてなる平坦面を有する光散乱膜であって、
前記光散乱膜の透過率が７０％以上であり、
前記マトリックス樹脂と前記散乱粒子との屈折率差が０．０５〜０．３０であり、
前記散乱粒子の平均粒径が１．０〜１０．０μｍであることを特徴とする太陽電池用光散乱膜。 A light scattering film having a flat surface in which scattering particles having a refractive index lower than that of the matrix resin are dispersed in the matrix resin,
The transmittance of the light scattering film is 70% or more,
The refractive index difference between the matrix resin and the scattering particles is 0.05 to 0.30,
The light scattering film for solar cells, wherein the scattering particles have an average particle diameter of 1.0 to 10.0 μm. 前記マトリックス樹脂中に分散させた散乱粒子の混合率が３０質量％以下であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池用光散乱膜。   The light scattering film for solar cells according to claim 1, wherein the mixing ratio of the scattering particles dispersed in the matrix resin is 30% by mass or less. 前記光散乱膜の膜厚が、前記散乱粒子の平均粒径より大であることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の太陽電池用光散乱膜。   The film thickness of the said light-scattering film | membrane is larger than the average particle diameter of the said scattering particle, The light-scattering film for solar cells of any one of Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned. 前記光散乱膜のヘイズ率が、５７〜９０％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池用光散乱膜。   The haze rate of the said light-scattering film | membrane is 57 to 90%, The light-scattering film for solar cells of any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. 前記平坦面の表面粗さが５０〜３００Åであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽電池用光散乱膜。   The light scattering film for solar cell according to any one of claims 1 to 4, wherein the flat surface has a surface roughness of 50 to 300 mm. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の太陽電池用光散乱膜と、前記太陽電池用光散乱膜の前記平坦面と反対側の面に配置された透明基体とからなることを特徴とする太陽電池用光学部材。   It consists of the light-scattering film for solar cells of any one of Claims 1-5, and the transparent base | substrate arrange | positioned at the surface on the opposite side to the said flat surface of the said light-scattering film for solar cells, An optical member for a solar cell. 光電変換層を備えてなる太陽電池であって、
前記光電変換層の少なくとも光取り込み側に請求項１〜５のいずれか１項に記載の太陽電池用光散乱膜が備えられてなることを特徴とする太陽電池。



A solar cell comprising a photoelectric conversion layer,
A solar cell comprising the solar cell light scattering film according to any one of claims 1 to 5 on at least a light capturing side of the photoelectric conversion layer.



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