JP2012243423A - Conductive substrate, method for manufacturing conductive substrate, solar cell and display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、導電性基板およびその製造方法、さらには導電性基板を用いた太陽電池や表示装置に関する。 The present invention relates to a conductive substrate and a method for manufacturing the same, and further to a solar cell and a display device using the conductive substrate.
液晶表示装置や有機EL表示装置などに代表される各種表示装置や太陽電池などには、ITOやIZOなどの透明導電層が用いられている。 Transparent display layers such as ITO and IZO are used in various display devices such as liquid crystal display devices and organic EL display devices, and solar cells.
しかしながら、これらの透明導電層の比抵抗は10-4〜10-3Ω・cmであり、銀や金などの金属の比抵抗の約1000倍程度の抵抗を示す。したがって、近年の各種表示装置や太陽電池に対する大型化の要請に応えようとした場合、当該透明導電層の抵抗によるロスが大きな問題となる。 However, the specific resistance of these transparent conductive layers is 10 −4 to 10 −3 Ω · cm, which is about 1000 times the specific resistance of metals such as silver and gold. Therefore, when it is going to respond to the request | requirement of the enlargement with respect to various display apparatuses and solar cells in recent years, the loss by the resistance of the said transparent conductive layer becomes a big problem.
このような問題に対して、透明導電層の表面または裏面にメッシュ状の金属からなる補助電極を設けることが行われている(特許文献1参照)。しかしながら、メッシュ状の金属からなる補助電極を設けた場合、その表面には補助電極の厚さ分だけの凹凸が生じてしまい、この上に積層される各種機能層に悪影響を及ぼすことが懸念される。 In order to solve such a problem, an auxiliary electrode made of a mesh-like metal is provided on the front or back surface of the transparent conductive layer (see Patent Document 1). However, when an auxiliary electrode made of a mesh-like metal is provided, the surface has irregularities corresponding to the thickness of the auxiliary electrode, and there is a concern that various functional layers laminated thereon may be adversely affected. The
特許文献2には、いわゆる補助電極を設けた場合に生じる凹凸の問題を解決するために、透明導電層の表面に凹溝を設け、当該凹溝内に金属を充填させる技術が開示されている。
前記特許文献2に開示されている技術によれば、透明導電層の導電性をいわゆる補助電極により補いつつ、その表面を平坦化することができるが、μmオーダーの透明導電層に凹溝を形成し、次いで当該凹溝に金属を充填させるのは困難であり、製造工程が煩雑となることからコスト高になってしまう。
According to the technique disclosed in
また、有機薄膜太陽電池や有機EL表示装置などはフレキシブル性を求められることがあるが、このような場合においてエッチングなどによってフレキシブルな透明導電層に凹溝を形成することは困難である。 In addition, organic thin film solar cells and organic EL display devices may be required to have flexibility, but in such a case, it is difficult to form a concave groove in the flexible transparent conductive layer by etching or the like.
本発明はこのような状況においてなされたものであり、大型化した場合であってもその比抵抗が問題となることがなく、かつ他の機能層を積層するにあたり問題となる表面凹凸もなく、さらに製造が容易な、導電性基板およびその製造方法を提供するとともに、これを用いた太陽電池および表示装置を提供することを主たる課題とする。 The present invention has been made in such a situation, the specific resistance does not become a problem even when the size is increased, and there is no surface unevenness that becomes a problem in stacking other functional layers, In addition to providing a conductive substrate and a method for manufacturing the same that are easy to manufacture, a main object is to provide a solar cell and a display device using the conductive substrate.
上記課題を解決するための第1の発明は、三次元に伸びる複数の孔を有する多孔質層と、当該多孔質層上に形成された透明導電層と、を含み、前記多孔質層の少なくとも一部の孔には金属が充填されており、当該金属は、多孔質層の表面において前記透明導電層と接していることを特徴とする導電性基板である。 1st invention for solving the said subject contains the porous layer which has the several hole extended in three dimensions, and the transparent conductive layer formed on the said porous layer, At least of the said porous layer Some of the holes are filled with metal, and the metal is a conductive substrate in contact with the transparent conductive layer on the surface of the porous layer.
また、上記の発明にあっては、前記多孔質層において、金属が充填されていない孔には樹脂が充填されており、当該樹脂は、多孔質層の表面において前記透明導電層と接していてもよい。 Further, in the above invention, in the porous layer, a hole not filled with metal is filled with a resin, and the resin is in contact with the transparent conductive layer on the surface of the porous layer. Also good.
上記課題を解決するための第2の発明は、三次元に伸びる複数の孔を有する多孔質層を用意し、当該多孔質層の表面に現れている孔に金属を充填し、その後、多孔質層の表面上に透明導電層を形成する、ことを特徴とする導電性基板の製造方法である。 A second invention for solving the above-mentioned problem is to prepare a porous layer having a plurality of pores extending three-dimensionally, filling the pores appearing on the surface of the porous layer with a metal, and then porous A transparent conductive layer is formed on the surface of the layer.
上記の発明にあっては、前記透明導電層を蒸着法により形成してもよい。 In the above invention, the transparent conductive layer may be formed by a vapor deposition method.
上記課題を解決するための第3の発明は、対向する2枚の導電性基板と、その間に設けられる光電変換層とを有する太陽電池であって、前記2枚の導電性基板のうちの少なくとも一方の導電性基板は、三次元に伸びる複数の孔を有する多孔質層と、当該多孔質層上に形成された透明導電層と、を含み、前記多孔質層の少なくとも一部の孔には金属が充填されており、当該金属は、多孔質層の表面において前記透明導電層と接していることを特徴とする。 A third invention for solving the above-mentioned problem is a solar cell having two conductive substrates facing each other and a photoelectric conversion layer provided between the two conductive substrates, and at least one of the two conductive substrates. One conductive substrate includes a porous layer having a plurality of pores extending in three dimensions, and a transparent conductive layer formed on the porous layer, and at least some of the pores of the porous layer include A metal is filled, and the metal is in contact with the transparent conductive layer on the surface of the porous layer.
上記課題を解決するための第4の発明は、対向する2枚の導電性基板と、その間に設けられる発光層とを有する表示装置であって、前記2枚の導電性基板のうちの少なくとも一方の導電性基板は、三次元に伸びる複数の孔を有する多孔質層と、当該多孔質層上に形成された透明導電層と、を含み、前記多孔質層の少なくとも一部の孔には金属が充填されており、当該金属は、多孔質層の表面において前記透明導電層と接していることを特徴とする。 A fourth invention for solving the above-described problem is a display device having two conductive substrates facing each other and a light emitting layer provided therebetween, and at least one of the two conductive substrates. The conductive substrate includes a porous layer having a plurality of pores extending in three dimensions, and a transparent conductive layer formed on the porous layer, and at least some of the pores of the porous layer include a metal. The metal is in contact with the transparent conductive layer on the surface of the porous layer.
本発明によれば、大型化した場合であってもその比抵抗が問題となることとがなく、表面が平坦であり、さらに製造が容易かつ安価な導電性基板を提供することができる。また、このような導電性基板を用いた太陽電池や表示装置も提供することができる。 According to the present invention, even when the size is increased, the resistivity does not become a problem, and a conductive substrate that has a flat surface, is easy to manufacture, and is inexpensive can be provided. In addition, a solar cell or a display device using such a conductive substrate can be provided.
以下、本発明の導電性基板、導電性基板の製造方法、さらには導電性基板を用いた太陽電池や表示装置について図面を用いて説明する。 Hereinafter, a conductive substrate, a method for manufacturing a conductive substrate, and a solar cell and a display device using the conductive substrate of the present invention will be described with reference to the drawings.
<導電性基板>
図1は、導電性基板の概略断面図である。
<Conductive substrate>
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a conductive substrate.
図1に示すように、導電性基板1は、多孔質層2と透明導電層3を含んでおり、場合によっては、図示するように支持基板10上に形成されていてもよい。そして、当該多孔質層2は、三次元に延びる複数の孔4を有しており、この孔4の少なくとも一部の孔4Aには金属5が充填されており、当該金属5は多孔質層2の表面において前記透明導電層3と接している。還元すれば、多孔質層2における複数の孔4の中で、その表面において開口している孔の中の少なくとも一部の孔4Aには金属5が充填されており、当該金属5でそれぞれの孔4Aを満たすことにより、当該金属が多孔質層2の表面において透明導電層3と接している。このような導電性基板1によれば、透明導電層3のみでは比抵抗が大きく電気的なロスが大きくなってしまうところ、当該多孔質層2中に三次元に延びる複数の孔4Aに充填された金属5が電気的なパスを形成し、これがいわゆる補助電極として機能することで、導電性基板1全体の比抵抗を小さくすることができる。
As shown in FIG. 1, the
以下に、導電性基板1の各構成について詳細に説明する。
Below, each structure of the electroconductive board |
<<多孔質層>>
多孔質層2は、三次元に延びる複数の孔4を有しており、この孔の中で表面に位置するものの全部または一部に金属5を充填することにより、当該金属5により3次元の電気的パスを形成し、透明導電層3の補助をする機能を有している。したがって、このような機能を奏し得る多孔質層であることが必要であり、当該観点から、その孔4は、少なくともその表面近傍においては均一、かつ三次元に存在していることが好ましい。
<< Porous layer >>
The
なお、「三次元に延びる」とは孔4が多孔質層2の内部において、種々の方向に、換言すればランダムな方向に延びていることを意味している。また、「多孔質層2の表面」とは、前述のとおり、多孔質層2において、これに積層される透明導電層3との界面、およびその近傍のことを意味し、孔4が形成されている部分における孔の内部をも含むような意味ではない。さらに、多孔質層2における孔4に「金属を充填する」とは、厳密な意味で、当該孔4の容積通りに空隙なく金属を満たすことを意味するのみならず、多少の空隙がある状態で金属が満たされている場合や、孔4の開口部分から多少盛り上がった状態で金属が満たされている場合をも含む意味である。
Note that “extending in three dimensions” means that the pores 4 extend in various directions in the
ここで、金属5が充填された状態における多孔質層2の表面抵抗値を1Ω/sq以下とすることにより、透明導電層3を充分に補助することができる。したがって、多孔質層2の密度、つまり空隙率や、孔4の平均孔径にあっては、金属5を充填した状態において表面抵抗値が1Ω/sq以下となる程度であることが必要であり、また、金属5を充填するにあっても、それにより表面抵抗値が1Ω/sq以下となるように充填すればよいこととなる。
Here, the transparent
例えば、多孔質層2の孔4の平均孔径については、30nm以上であることが好ましい。孔4の平均孔径がこの値より小さいと、当該孔4の中に金属を充填せしめることが困難となり製造歩留まりが低下する場合があり、また、孔4が小さすぎる場合、充分な電気的パスを形成することができず、透明導電層3の補助が不十分となる可能性があるからである。ここで、「平均孔径」であることから、三次元に、還元すればランダムに延びる孔4の1つ1つに着目した場合に、1つの孔4の孔径が先端まで常に同一である必要はなく、場所場所において径が異なっていてもよい。
For example, the average pore diameter of the pores 4 of the
なお、孔4の平均孔径は、全自動ガス吸着量測定装置(AUTOSORB−1−AG、ユアサアイオニクス株式会社製)を用い、キャリアガスとしてN2ガスを用い、測定温度77Kで測定することによって求めることができる。また、多孔質部材の平均孔径が200nmを超える場合は、水銀ポロシメーター(PoreMaster、ユアサアイオニクス)を用いて、平均孔径を求めることができる。 In addition, the average hole diameter of the hole 4 is measured by using a fully automatic gas adsorption amount measuring apparatus (AUTOSORB-1-AG, manufactured by Yuasa Ionics Co., Ltd.), using N 2 gas as a carrier gas, and measuring temperature 77K. Can be sought. When the average pore diameter of the porous member exceeds 200 nm, the average pore diameter can be obtained using a mercury porosimeter (PoreMaster, Yuasa Ionics).
また、多孔質層2は透明導電層3の補助をすることから、多孔質層2自身も透明であることが好ましい。そもそも透明導電層3は太陽電池や各種表示装置において、透明であることが要求される部分、具体的には太陽電池においては受光面側の電極として、各種表示装置においては表示面側の電極として用いられることが多いからである。
Moreover, since the
このような多孔質層2の透明度にあっては、特に限定することはなく実用に耐え得る範囲で適宜採用可能であるが、例えば80%以上であることが好ましい。
The transparency of the
多孔質層2の厚さについても本発明は特に限定することはなく、上記透明度や導電性つまり電気的パスの形成具合を考慮して適宜設計可能であるが、例えば1〜100μm程度が好ましく、10〜50μmが特に好ましい。
The present invention is not particularly limited with respect to the thickness of the
このような多孔質層2の材質にあっては、上記した種々の条件を満たすことができ、上記した作用効果を奏することが可能な材質であれば特に限定することはなく、多孔質層2自体の製造方法や導電性基板1の製造方法に対する適性があり、透明性や耐熱性、さらには機械的強度や、当該導電性基板と共に用いられる相手材との密着性等を考慮して、適宜選択することができる。具体的には、例えば、セルロース系樹脂、ポリビニル系樹脂、ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、オレフィン系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノキシ系樹脂などを挙げることができる。中でも、ポリビニル系樹脂に属するポリビニルアセタール系の樹脂、より具体的には、ポリビニルブチラール樹脂を用いてもよい。当該樹脂は、造膜性、塗布面への接着性、さらにはアルコール可溶性に優れており、したがって塗料やインク分野においてバインダー樹脂として広く用いられていることから入手が容易であり、また、上記の性質から、良溶媒と貧溶媒と混合する製法により多孔質層2を容易に製造することができるからである。
The material of the
このような多孔質層2そのものの製造方法については、特に限定することはなく、上記で説明した構成および性能を有する多孔質層2を製造可能な方法を適宜採用すればよい。たとえば、良溶媒と貧溶媒とを混合して多孔質層形成用塗工液とし、これを基板上に塗布し、その後乾燥させることにより多孔質層を形成する方法や、前記良溶媒と貧溶媒に代えて、高沸点溶媒と低沸点溶媒とを用いる方法を挙げることができる。また、樹脂中に発泡剤を混合して発泡させることにより多孔質層を形成する方法を用いてもよい。さらには、所定の溶剤に溶解する樹脂と溶解しない樹脂とを混合し、これを塗布、乾燥した後に、前記所定の溶剤を用いて「溶解する樹脂」のみを溶解せしめることにより多孔質層を形成する方法を用いてもよい。
A method for producing such a
<<金属>>
上記のように、多孔質層2の表面に位置する孔4の全部もしくはその一部には金属5が充填されている。当該金属5は、多孔質層2の表面に形成される透明導電層3と接することでいわゆる補助電極として機能する。
<< Metal >>
As described above, all or a part of the holes 4 located on the surface of the
このような金属5の材質については特に限定されることはなく、多孔質層2の表面に形成された孔4の内部に充填可能であり、かつ補助電極として機能することができれば適宜採用することが可能である。具体的には、例えば、アルミニウム(Al)、金(Au)、銀(Ag)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、白金(Pt)、銅(Cu)、チタン(Ti)、アルミニウム合金、チタン合金およびニッケルクロム合金(Ni−Cr)等の導電性金属を挙げることができる。上述の導電性金属の中でも、電気抵抗値が比較的低いものが好ましい。このような導電性金属としては、Al、Au、Ag、Cu等が挙げられる。
The material of the
上記のように、金属5は、多孔質層2の表面に位置する孔4の必ずしもすべてに充填する必要はなく、図1に示すように、金属5が充填されていない孔があってもよいが、上述したように、多孔質層2全体として金属5による電気的パスを形成し補助電極として機能する程度に、具体的には、例えば、金属5を充填した状態における多孔質層2の表面抵抗値が1Ω/sq以下となるように充填されている必要がある。
As described above, the
多孔質層2の孔4へ金属5を充填する方法については特に限定することはなく、金属5の種類などに応じて適宜選択することができる。例えば、金属5を充填するにあたり、ペースト状の金属ナノ粒子を用いてもよく、この場合、当該ペーストを多孔質層2の表面に塗布し、へらなどの余剰分を取り除いた後、乾燥させることにより金属を多孔質層2の孔4に充填することができる。
The method for filling the
また一方で、金属5を充填すべき孔4に対応したスクリーン版を用いたスクリーン印刷法により金属5を充填してもよく、さらには、同様の要領で、グラビア印刷法、オフセット印刷方法、フレキソ印刷法など、各種印刷方法によっても金属5を充填することができる。
On the other hand, the
<<透明導電層>>
図1に示すように、透明導電層3は、多孔質層2において金属5が充填された孔4が存在する側の表面上に形成され、前記金属5と接することにより当該金属5によってその導電性が向上せしめられる層である。この透明導電層3については、特に限定されることはなく、従来から太陽電池や各種表示装置などで用いられてきた透明導電層、いわゆる透明電極を適宜用いることができる。本発明によれば、上記の多孔質層2の作用効果によりいかなる透明導電層であっても使用可能であると言える。
<< Transparent conductive layer >>
As shown in FIG. 1, the transparent
具体的には、例えば、In−Zn−O(IZO)、In−Sn−O(ITO)、ZnO−Al、Zn−Sn−O等を挙げることができる。 Specifically, for example, In—Zn—O (IZO), In—Sn—O (ITO), ZnO—Al, Zn—Sn—O, and the like can be given.
透明導電層3の全光線透過率は、85%以上であることが好ましく、中でも90%以上、特に92%以上であることが好ましい。透明導電層3の全光線透過率が上記範囲であることにより、透明導電層3にて光を十分に透過することができ、例えば太陽電池において用いられる場合には、光電変換層にて光を効率的に吸収することができるからである。
The total light transmittance of the transparent
なお、上記全光線透過率は、可視光領域において、スガ試験機株式会社製 SMカラーコンピュータ(型番:SM−C)を用いて測定した値である。 The total light transmittance is a value measured using an SM color computer (model number: SM-C) manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd. in the visible light region.
このような透明導電層3のシート抵抗は、20Ω/sq以下であることが好ましく、中でも10Ω/sq以下、特に5Ω/sq以下であることが好ましい。シート抵抗が上記範囲より大きいと、例えば太陽電池において用いられる場合には、光電変換層で発生した電荷を十分に外部回路へ伝達できない可能性があるからである。
The sheet resistance of the transparent
なお、上記シート抵抗は、三菱化学株式会社製 表面抵抗計(ロレスタMCP:四端子プローブ)を用い、JIS R1637(ファインセラミックス薄膜の抵抗率試験方法:4探針法による測定方法)に基づき、測定した値である。 In addition, the said sheet resistance is measured based on JIS R1637 (Resistance test method of fine ceramics thin film: Measurement method by 4 probe method) using a surface resistance meter (Loresta MCP: Four-terminal probe) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation. It is the value.
透明導電層3は、単層であってもよく、また異なる材料を用いて積層されたものであってもよい。
The transparent
透明導電層3の厚さとしては、単層である場合はその厚さが、複数層からなる場合はその全体の厚さが、0.1nm〜500nmの範囲内であることが好ましく、中でも1nm〜300nmの範囲内であることが好ましい。厚さが上記範囲より薄いと、透明導電層3のシート抵抗が大きくなりすぎるからである。一方で、厚さが上記範囲より厚いと、全光線透過率が低下する可能性があるからである。
The thickness of the transparent
なお、透明導電層3は、多孔質層2上に全面に形成されていてもよく、パターン状に形成されていてもよい。
The transparent
また、透明導電層3の形成方法としては、一般的な電極の形成方法を用いることができ、とくに限定することはないが、たとえば蒸着法などを採用することができる。蒸着法によれば、多孔質層2の表面に金属5が充填されていない孔4が存在する場合であっても、当該孔4を透明導電層3となる樹脂で埋めながら透明導電層3を積層・形成することができるので、最終的に透明導電層3の表面を平坦にすることができる点で好ましい。
Moreover, as a formation method of the transparent
<支持基板>
支持基板10は、上記の導電性基板1を支持するための基板であり、当該機能を奏し得ることができれば特に限定されることはないが、前述のとおり導電性基板1は透明性が求められる状況で使用されることが多いことから、当該支持基板10にあっても透明であることが好ましく、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET)、ポリプロピレン樹脂(PP)、ポリエチレンナフタレート樹脂(PEN)、ポリカーボネート樹脂(PC)などの透明樹脂フィルムが好適である。このような透明樹脂フィルムは、加工性に優れており、製造コスト低減や軽量化、割れにくいなどの特徴があり、曲面への適用もでき種々のアプリケーションへの適用可能性が広がるからである。
<Support substrate>
The
このような支持基板10の厚さについても特に限定することはないが、例えば、10μm〜500μm程度であり、特に好ましい厚さは50μm〜300μmである。
The thickness of the
<導電性基板の別の態様>
図2は、導電性基板の別の態様を示す概略断面図である。
<Another embodiment of conductive substrate>
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of the conductive substrate.
図2に示すように、導電性基板1を構成する多孔質層2において、透明導電層3が形成される表面に開口しつつ金属5が充填されていない孔4Bには、樹脂6が充填されていてもよい。このように金属5を充填しない孔4Bにも樹脂6を充填しておくことにより、透明導電層3を形成する際に、その表面を平坦としておくことができ、その結果透明導電層3の表面を平坦化することができ、特に透明導電層3をコーティングなどにより形成する場合に有効である。
As shown in FIG. 2, in the
ここで樹脂6については特に限定されることはなく、孔4Bを埋めることができればよいが、透明であることが好ましく、例えば、多孔質層2と同じ樹脂、つまりセルロース系樹脂、ポリビニル系樹脂、ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、オレフィン系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノキシ系樹脂などを挙げることができる。
The
また、樹脂6の充填方法についても特に限定することはなく、金属5と同様、ペースト状の樹脂6を塗布しその後に乾燥する方法をはじめ、スクリーン印刷法など各種印刷方法を用いることができる。
Also, the filling method of the
<太陽電池>
以上で説明した導電性基板1は、たとえば、対向する2枚の導電性基板と、その間に設けられる光電変換層とを有する太陽電池において、前記2枚の導電性基板のうちの少なくとも一方の導電性基板として好適に用いることができる。
<Solar cell>
The
<表示装置>
また、以上で説明した導電性基板1は、対向する2枚の導電性基板と、その間に設けられる発光層とを有する表示装置であって、前記2枚の導電性基板のうちの少なくとも一方の導電性基板としても好適に用いることができる。
<Display device>
The
以下、実施例と比較例とを用いて本発明をより具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples.
(実施例1)
ポリビニルブチラール樹脂(電気化学工業(株)製:6000C)10g、良溶媒としてのメタノール90g、および貧溶媒としてのイオン交換水23.5gをそれぞれ準備し、メタノール中にポリビニルブチラール樹脂およびイオン交換水を攪拌しながら加えて多孔質層形成用塗工液を得た。次に、この塗工液を外形サイズ50mm角・膜厚125μmのPENフィルム基材の片面全面に、乾燥後の膜厚が35μmになるようにコンマコーターにて塗布した。塗膜を50℃で1分間乾燥させた後、さらに100℃で1分間乾燥させて多孔質層が形成されたPENフィルム基板を得た。次に、上記の多孔質層が形成されたPENフィルム基板上に、銀ナノ粒子ペースト(三ツ星ベルト(株)製:MDot−SLP)をスクリーン印刷法によりパターニング塗工し、多孔質層の孔の一部に銀ナノ粒子ペーストを充填してから、120℃で30分間乾燥させた。次に、上記多孔質層の孔において銀ナノ粒子ペーストを充填していない孔に、アクリル樹脂をスクリーン印刷によりパターニング塗工することで、当該孔にアクリル樹脂を充填した。次に、スパッタ法により厚み150nm、表面抵抗値60Ω/sqのITO層を形成し、本願の実施例1の導電性基板を得た。
Example 1
10 g of polyvinyl butyral resin (manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd .: 6000 C), 90 g of methanol as a good solvent, and 23.5 g of ion-exchanged water as a poor solvent were prepared, and polyvinyl butyral resin and ion-exchanged water were added to methanol. It added, stirring, and obtained the coating liquid for porous layer formation. Next, this coating solution was applied to the entire surface of one side of a PEN film substrate having an outer size of 50 mm square and a film thickness of 125 μm with a comma coater so that the film thickness after drying was 35 μm. The coating film was dried at 50 ° C. for 1 minute, and further dried at 100 ° C. for 1 minute to obtain a PEN film substrate on which a porous layer was formed. Next, a silver nanoparticle paste (manufactured by Mitsuboshi Belting Co., Ltd .: MDot-SLP) is pattern-coated by screen printing on the PEN film substrate on which the porous layer is formed, and the pores of the porous layer are formed. After partially filling the silver nanoparticle paste, it was dried at 120 ° C. for 30 minutes. Next, acrylic resin was subjected to pattern coating by screen printing in the holes of the porous layer that were not filled with the silver nanoparticle paste, thereby filling the holes with the acrylic resin. Next, an ITO layer having a thickness of 150 nm and a surface resistance value of 60 Ω / sq was formed by sputtering to obtain a conductive substrate of Example 1 of the present application.
(比較例1)
外形サイズ50mm角・膜厚125μmのPENフィルム基材の片面全面に、スパッタリング法(成膜圧力:0.1Pa、成膜パワー:180W、時間:3分/12分/3分)にて厚み20nm/300nm/20nmでNi/Cu/Niを積層した。Ni/Cu/Ni膜の全面にドライフィルムレジスト(旭化成(株)製、サンフォートAQ−1558、ネガ型)を0.4kgf/cm2のラミネート圧、温度120℃にてラミネートし、所定の形状のフォトマスクを介してUV照射を行い、ドライフィルムレジスト上に所望の形状を転写した。その後、0.5wt%の炭酸ナトリウム水溶液中にてレジストの未露光部を除去し、所望の形状のレジスト画像を形成した。レジスト画像をマスクとして露出しているNi/Cu/Ni膜を塩化第2鉄溶液(45ボーメ)で液温50℃にてエッチングした。Ni/Cu/Ni膜をエッチングするために要した時間は、3秒であった。その後、2wt%の水酸化ナトリウム溶液を用いて液温50℃でレジスト除去を行い、所定の開口部を有するNi/Cu/Niの金属メッシュを形成した。次に、スパッタ法により厚み150nm、表面抵抗値60Ω/sqのITO層を形成し、比較例1の導電性基板を得た。
(Comparative Example 1)
20 nm thick by sputtering method (film forming pressure: 0.1 Pa, film forming power: 180 W, time: 3 minutes / 12 minutes / 3 minutes) on the entire surface of one side of a PEN film substrate having an outer size of 50 mm square and a film thickness of 125 μm. Ni / Cu / Ni was laminated at / 300 nm / 20 nm. A dry film resist (manufactured by Asahi Kasei Corporation, Sunfort AQ-1558, negative type) is laminated on the entire surface of the Ni / Cu / Ni film at a lamination pressure of 0.4 kgf / cm 2 and a temperature of 120 ° C. The desired shape was transferred onto the dry film resist by performing UV irradiation through the photomask. Thereafter, the unexposed portion of the resist was removed in a 0.5 wt% sodium carbonate aqueous solution to form a resist image having a desired shape. The exposed Ni / Cu / Ni film was etched with a ferric chloride solution (45 Baume) at a liquid temperature of 50 ° C. using the resist image as a mask. The time required for etching the Ni / Cu / Ni film was 3 seconds. Thereafter, the resist was removed at a liquid temperature of 50 ° C. using a 2 wt% sodium hydroxide solution to form a Ni / Cu / Ni metal mesh having a predetermined opening. Next, an ITO layer having a thickness of 150 nm and a surface resistance value of 60 Ω / sq was formed by sputtering to obtain a conductive substrate of Comparative Example 1.
(実施例2)
実施例1の導電性基板上に、導電性高分子ペースト(ポリ−(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリスチレンスルホン酸分散品)をスピンコート法にて成膜した後、100℃で10分間乾燥させ、バッファー層を形成した。次に、ポリチオフェン(P3HT:poly(3−hexylthiophene−2,5−diyl),Aldrich社製)とC60PCBM([6,6]−phenyl−C61−butyric acid methyl ester, Nano−C社製)をブロモベンゼンに溶解させ、固形分濃度1.4wt%の光電変換層用塗工液を準備した。次いで、光電変換層用塗工液を上記バッファー層上にスピンコート法にて塗布した後、100℃で10分間乾燥させて、光電変換層を形成した。次に、上記光電変換層上にカルシウムおよびアルミニウムを真空蒸着法にて形成して金属電極とし、本願の実施例2の有機薄膜太陽電池を得た。
(Example 2)
A conductive polymer paste (poly- (3,4-ethylenedioxythiophene) / polystyrene sulfonic acid dispersion) was formed on the conductive substrate of Example 1 by spin coating, and then 10 ° C. at 10 ° C. It was dried for minutes to form a buffer layer. Next, polythiophene (P3HT: poly (3-hexylthiophene-2,5-diyl), manufactured by Aldrich) and C60PCBM ([6,6] -phenyl-C61-butylic acid methyl ester, manufactured by Nano-C) were bromo. It was dissolved in benzene to prepare a coating solution for a photoelectric conversion layer having a solid content concentration of 1.4 wt%. Subsequently, after applying the coating liquid for photoelectric conversion layers on the said buffer layer by the spin coat method, it was dried at 100 degreeC for 10 minute (s), and the photoelectric converting layer was formed. Next, calcium and aluminum were formed on the photoelectric conversion layer by a vacuum deposition method to form a metal electrode, and an organic thin film solar cell of Example 2 of the present application was obtained.
(比較例2)
比較例1の導電性基板を用い、実施例2と同様の方法により、比較例2の有機太陽電池を得た。
(Comparative Example 2)
Using the conductive substrate of Comparative Example 1, an organic solar cell of Comparative Example 2 was obtained in the same manner as in Example 2.
(評価)
実施例1と比較例1の導電性基板の表面抵抗値および表面最大段差を評価した。その結果を以下の表1に示す。
(Evaluation)
The surface resistance values and the maximum surface steps of the conductive substrates of Example 1 and Comparative Example 1 were evaluated. The results are shown in Table 1 below.
なお、表面抵抗値の測定にあっては、三菱化学株式会社製 表面抵抗計(ロレスタMCP:四端子プローブ)を用い、JIS R1637(ファインセラミックス薄膜の低効率試験方法:4探針法による測定方法)に基づき測定した値である。。また、表面最大段差の測定にあっては、エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製 プローブ顕微鏡(Nanopics1000)を用い、100μm×100μmの面積をタッピングモードで測定した値である。 In the measurement of the surface resistance value, a surface resistance meter (Loresta MCP: four-terminal probe) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation was used, and JIS R1637 (low-efficiency test method for fine ceramic thin film: measurement method using a four-probe method) ) Measured based on. . The measurement of the maximum surface level difference is a value obtained by measuring an area of 100 μm × 100 μm in a tapping mode using a probe microscope (Nanopics 1000) manufactured by SII Nano Technology.
上記より、本願の実施例1の導電性基板は、比較例1の導電性基板に比べて表面抵抗値が低く、表面の段差も小さいことから、有機薄膜太陽電池などに有用であることは分かった。 From the above, it can be seen that the conductive substrate of Example 1 of the present application is useful for organic thin-film solar cells and the like because it has a lower surface resistance value and smaller surface step than the conductive substrate of Comparative Example 1. It was.
また、実施例2と比較例2の有機薄膜太陽電池について、ソーラーシミュレーターにより100mW/cm2、A.M.1.5Gの条件で太陽電池性能を評価した。その結果を以下の表2に示す。 Moreover, about the organic thin-film solar cell of Example 2 and Comparative Example 2, 100 mW / cm < 2 >, A.E. M.M. The solar cell performance was evaluated under the condition of 1.5G. The results are shown in Table 2 below.
上記より、本願の導電性基板を用いた本願の実施例2の有機薄膜太陽電池は、変換効率において比較例2の有機薄膜太陽電池に比べて優れていることが分かった。 From the above, it was found that the organic thin film solar cell of Example 2 of the present application using the conductive substrate of the present application was superior to the organic thin film solar cell of Comparative Example 2 in conversion efficiency.
1・・・導電性基板
2・・・多孔質層
3・・・透明導電層
4・・・孔
5・・・金属
6・・・樹脂
10・・・支持基板
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記多孔質層の少なくとも一部の孔には金属が充填されており、当該金属は、多孔質層の表面において前記透明導電層と接していることを特徴とする導電性基板。 A porous layer having a plurality of pores extending in three dimensions, and a transparent conductive layer formed on the porous layer,
At least a part of the pores of the porous layer is filled with metal, and the metal is in contact with the transparent conductive layer on the surface of the porous layer.
当該多孔質層の表面に現れている孔に金属を充填し、
その後、多孔質層の表面上に透明導電層を形成する、ことを特徴とする導電性基板の製造方法。 Prepare a porous layer with multiple pores extending in three dimensions,
Fill the pores appearing on the surface of the porous layer with metal,
Then, a transparent conductive layer is formed on the surface of a porous layer, The manufacturing method of the conductive substrate characterized by the above-mentioned.
前記2枚の導電性基板のうちの少なくとも一方の導電性基板は、
三次元に伸びる複数の孔を有する多孔質層と、当該多孔質層上に形成された透明導電層と、を含み、
前記多孔質層の少なくとも一部の孔には金属が充填されており、当該金属は、多孔質層の表面において前記透明導電層と接していることを特徴とする、太陽電池。 A solar cell having two conductive substrates facing each other and a photoelectric conversion layer provided therebetween,
At least one of the two conductive substrates is:
A porous layer having a plurality of pores extending in three dimensions, and a transparent conductive layer formed on the porous layer,
At least a part of the pores of the porous layer is filled with metal, and the metal is in contact with the transparent conductive layer on the surface of the porous layer.
前記2枚の導電性基板のうちの少なくとも一方の導電性基板は、
三次元に伸びる複数の孔を有する多孔質層と、当該多孔質層上に形成された透明導電層と、を含み、
前記多孔質層の少なくとも一部の孔には金属が充填されており、当該金属は、多孔質層の表面において前記透明導電層と接していることを特徴とする、表示装置。 A display device having two conductive substrates facing each other and a light emitting layer provided therebetween,
At least one of the two conductive substrates is:
A porous layer having a plurality of pores extending in three dimensions, and a transparent conductive layer formed on the porous layer,
At least a part of the pores of the porous layer is filled with metal, and the metal is in contact with the transparent conductive layer on the surface of the porous layer.
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JPH02160310A (en) * | 1988-12-12 | 1990-06-20 | Nitto Denko Corp | Transparent conductive film |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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